JPH09214916A - データ通信再送装置 - Google Patents

データ通信再送装置

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JPH09214916A
JPH09214916A JP1853296A JP1853296A JPH09214916A JP H09214916 A JPH09214916 A JP H09214916A JP 1853296 A JP1853296 A JP 1853296A JP 1853296 A JP1853296 A JP 1853296A JP H09214916 A JPH09214916 A JP H09214916A
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JP
Japan
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image
frame
data
quantization step
image coding
Prior art date
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Application number
JP1853296A
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English (en)
Inventor
Naoto Matoba
直人 的場
Yasushi Kondo
靖 近藤
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ通信再送装置におけるＡＲＱを用いる
ことによる瞬時的な伝送速度の低下が生じる場合におい
て、受信側での画像フレームの遅延時間を抑制する。 【解決手段】 データ通信再送装置におけるＡＲＱを用
いて通信路誤りの生じる双方向通信系を用いたディジタ
ル圧縮符号化された画像を伝送する場合において、画像
送信側で画像受信側からの到達確認が送られていないデ
ータを記憶しておく送信バッファの送信データフレーム
数を調べ、その数から量子化ステップを計算し、画像符
号化手段の発生符号量を制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル符号化
された画像を双方向通信系を用いて伝送する場合のデー
タ通信再送装置に関し、特に、再送制御を行うことによ
る瞬時的な伝送速度の低下によって生じる画像フレーム
の遅延を抑えるための発生符号量制御に適用して有効な
技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来方式のデータ通信再送装
置におけるＡＲＱ（Ａutomatic Ｒepeat Ｒequest for
Ｒepeat Ｔransmission）を具体的に説明するためのブ
ロック構成図であり、１００は送信器、２００は受信
器、３００は通信路、１は画像符号化手段、２はフレー
ム構成手段、３は送信バッファ、４は量子化ステップ制
御装置、５は画像符号化間隔制御装置、８は通信路誤り
検出手段、９は受信バッファ、１０は画像復号化手段で
ある。
【０００３】図１０に示すように、従来方式のデータ通
信再送装置の送信器１００は、画像符号化手段１、フレ
ーム構成手段２、送信バッファ３、量子化ステップ制御
装置４、画像符号化間隔制御装置５で構成され、受信器
２００は通信路誤り検出手段８、受信バッファ９、画像
復号化手段１０で構成される。
【０００４】送信器１００側と受信器３００側は、双方
向の通信を可能とする通信路３００で接続される。この
通信路３００は、信号伝送中に伝送誤りを発生する可能
性がある。
【０００５】まず、量子化ステップ制御装置４は事前に
入力されている目標伝送速度と前画像フレームの符号量
から量子化ステップ値を計算し、この値を画像符号化手
段１に伝送する。また、画像符号化間隔制御装置５は、
事前に入力されている目標伝送速度と前記画像フレーム
の符号量から画像符号化間隔を計算し、この値を画像符
号化手段１に伝送する。
【０００６】送信すべき情報である原画像は、画像符号
化手段１によりこの量子化ステップ値を用いて画像デー
タに符号化される。
【０００７】圧縮画像データは、フレーム構成手段２に
より、一定長のフレームごとに分割され、誤り検査ビッ
トが計算され、そのフレームに付加される。そして、そ
れぞれ番号が付与された後、送信バッファ３に蓄積され
る。送信バッファ３は、受信側からの再送要求が受信さ
れない限り、順次、圧縮画像データを通信路に送信す
る。受信側から再送要求があった場合の動作については
後述する。
【０００８】送信器１００で圧縮された圧縮画像データ
は、通信路３００を通して受信器２００に伝送され、受
信器２００は、通信路３００から受信した番号が付与さ
れた圧縮画像データに対し、通信路誤り検出手段８によ
り、フレーム単位で通信路誤り検出を行う。誤りが検出
されなかった場合はそのフレームの受信を確認する通知
として受信確認信号が通信路に送信され、送信側に伝送
される。誤りが検出された場合は、この番号は再送要求
信号として通信路に送信され、送信側に伝送される。
【０００９】送信側は、受信側から受信確認信号を受け
取った場合は、送信バッファ内の該当するフレームは廃
棄し、新規フレームを蓄積するために空きエリアとして
確保する。また、受信側から再送要求があった場合に
は、新規の圧縮画像データを通信路に送信する代わり
に、再送要求内に含まれる番号で指定された送信バッフ
ァ３内のフレームを通信路に送信する。
【００１０】受信側は通信路から受信した番号が付与さ
れた圧縮画像データを一定長毎に受信バッファ９に蓄積
する。受信バッファ９に画像復号化手段１０で復号可能
な長さの圧縮画像データが蓄積された時点で、圧縮画像
データを画像復号化手段１０に出力する。画像復号化手
段１０は、受信した圧縮画像データから再生画像を出力
する。 再生画像は、受信器２００から出力されると同
時に、受信バッファ９に蓄積されている圧縮画像データ
は廃棄され、新規データを蓄積するために空きエリアと
して確保される。
【００１１】この従来方式におけるＡＲＱを用いると、
誤り検出符号を用いてフレームを再送信して通信路誤り
を改善し、受信側で劣化のない画像が得られる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
の技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【００１３】従来のＡＲＱを用いたデータ通信再送装置
では、本来のデータであるフレームごとに分割された圧
縮画像データの量は事前に入力された定数である目標伝
送速度以下になるように量子化ステップ制御装置４と符
号化間隔制御装置５により制御されており、通信路に誤
りが生じた場合、ＡＲＱを行っているために瞬時的に伝
送速度が低下し、画像フレームの到着遅延が生じ、画面
がフリーズするなど画像通信品質が著しく劣化するとい
う問題があった。
【００１４】本発明の目的は、ＡＲＱを用いることによ
る瞬時的な伝送速度の低下が生じる場合において、受信
側での画像フレームの遅延時間を抑制することが可能な
技術を提供することにある。
【００１５】本発明の他の目的は、画像送信手段に通信
路の伝送速度を入力しておく必要がない技術を提供する
ことにある。
【００１６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
【００１８】（１）通信路誤りの発生する双方向通信系
を用いて符号化された画像を伝送する場合、受信された
データに誤りが存在するとき、その誤りを受信側で検出
し、送信側に誤りが検出されたデータの再送を要求する
データ通信再送装置において、送信側は、原画像を与え
られた量子化ステップを用いて符号化し、符号化された
画像データを出力する画像符号化手段と、前記画像デー
タを所定のビット数ごとに区分けし、区分けされた前記
画像データから誤り検査ビットを計算し、該誤り検査ビ
ットを前記画像データに付加して送信フレームを構成す
るフレーム構成手段と、前記送信フレームを蓄積する送
信バッファと、送信バッファに蓄えられたフレームの数
を計算するフレーム数カウンタと、該フレーム数カウン
タから入力される前記フレーム数から量子化ステップ値
を計算し、該量子化ステップ値を前記画像符号化手段に
出力する量子化ステップ制御装置を備え、受信側は、通
信路から入力される前記送信フレームを受信フレームと
して受信し、前記受信フレームに付加されている前記誤
り検査ビットを用いて前記受信フレームのビット誤り検
出を行い、誤りが検出された場合には送信側に再送要求
信号を、誤りが検出されなければ受信確認信号を送信側
に送出する通信路誤り検出手段と、前記受信フレームか
ら前記画像データを構成し、蓄積する受信バッファと、
符号化された前記画像データから画像を復号し出力する
画像復号化手段を備えたものである。
【００１９】すなわち、前記（１）の手段は、ＡＲＱを
用いて通信路誤りの生じる双方向通信系を用いたディジ
タル圧縮符号化された画像を伝送する場合において、画
像送信側で画像受信側からの到達確認が送られていない
データを記憶しておく送信バッファの送信データフレー
ム数を調べ、その数から量子化ステップを計算し、画像
符号化手段の発生符号量を制御するものである。
【００２０】従来技術とは、画像符号化手段の量子化ス
テップの制御の基準として送信バッファに存在するフレ
ームの数を用いるところが異なる。
【００２１】この（１）の手段によれば、送信側では、
画像フレームの到着時間が類推可能である送信バッファ
のフレーム数を用いて量子化ステップを制御するので、
ＡＲＱを用いることによる瞬時的な伝送速度の低下が生
じる場合において、受信側での画像フレームの遅延時間
を抑制することができる。
【００２２】（２）前記（１）のデータ通信再送装置に
おいて、前記送信側の画像符号化手段では、画像フレー
ムをブロックに分割し、前記量子化ステップ制御装置で
は前記ブロック毎に対応した量子化ステップを計算し、
該量子化ステップ値を前記画像符号化手段に入力するも
のである。すなわち、画像フレームをブロックに細分
し、前記（１）の量子化ステップの制御をブロック単位
で行うものである。
【００２３】この（２）の手段によれば、より細かい単
位で制御するので、通信路の瞬時的な変動により追従し
て遅延時間を抑制することができる。
【００２４】（３）前記（１）のデータ通信再送装置に
おいて、送信側は、原画像を与えられた画像符号化間隔
に従って符号化し、符号化された画像データを出力する
画像符号化手段と、送信側の前記量子化ステップ制御装
置に代えて、フレーム数カウンタから入力されるフレー
ム数から画像符号化間隔を計算し、該画像符号化間隔を
前記画像符号化手段に出力する画像符号化間隔制御装置
を備えたものである。
【００２５】この（３）の手段によれば、画像フレーム
の到着時間が類推可能である送信バッファのフレーム数
を用いて符号化間隔を制御するので、ＡＲＱを用いるこ
とによる瞬時的な伝送速度の低下が生じる場合におい
て、受信側での画像フレームの遅延時間を抑制すること
ができる。
【００２６】（４）前記（１）のデータ通信再送装置に
おいて、前記フレーム数カウンタから入力されるフレー
ム数から画像符号化間隔を計算し、該画像符号化間隔を
前記画像符号化手段に出力する画像符号化間隔制御装置
を備え、前記画像符号化手段は、原画像を前記画像符号
化間隔で前記量子化ステップを用いて符号化し、符号化
された画像データを出力するものである。
【００２７】この（４）の手段によれば、送信データフ
レーム数から量子化ステップと画像符号化間隔を計算
し、画像符号化手段の発生符号量を抑制することによ
り、画像フレームの到着時間が類推可能である送信バッ
ファのフレーム数を用いて量子化ステップと符号化間隔
を制御するので、ＡＲＱを用いることによる瞬時的な伝
送速度の低下が生じる場合において、受信側での画像フ
レームの遅延時間を抑制することができる。
【００２８】（５）通信路誤りの発生する双方向通信系
を用いて符号化された画像を伝送する場合、受信された
データに誤りが存在するとき、その誤りを受信側で検出
し、送信側に誤りが検出されたデータの再送を要求する
データ通信再送装置において、送信側は、原画像を与え
られた量子化ステップを用いて符号化し、符号化された
画像データを出力し、現在符号化している画像フレーム
の番号を量子化ステップ制御装置に入力する画像符号化
手段と、前記画像データを所定のビット数ごとに区分け
し、区分けされた前記画像データから誤り検査ビットを
計算し、該誤り検査ビットを前記画像データに付加して
送信フレームを構成するフレーム構成手段と、前記送信
フレームを蓄積する送信バッファと、前記送信バッファ
に存在するフレームが含む画像フレームの番号を記録
し、前記送信バッファから入力される前記送信フレーム
が属する画像フレーム番号のなかで最も古く前記送信バ
ッファに入力された画像フレームの番号を前記量子化ス
テップ制御装置に入力する画像フレーム管理メモリと、
該画像フレーム管理メモリと前記画像符号化手段から入
力される画像フレームの番号から量子化ステップ値を計
算し、該量子化ステップ値を画像符号化手段に入力する
量子化ステップ制御装置を備え、受信側は、通信路から
入力される前記送信フレームを受信フレームとして受信
し、前記受信フレームに付加されている前記誤り検査ビ
ットを用いて前記受信フレームのビット誤り検出を行
い、誤りが検出された場合には送信側に再送要求信号
を、誤りが検出されなければ受信確認信号を送信側に送
出する誤り検出手段と、前記受信フレームから前記画像
データを構成し、蓄積する受信バッファと、符号化され
た前記画像データから画像を復号し出力する画像復号化
手段を備えたものである。
【００２９】この（５）の手段によれば、受信側に到着
確認がとれている画像フレームの遅延時間に対応した画
像フレームの差から量子化ステップを制御するので、Ａ
ＲＱを用いることによる瞬時的な伝送速度の低下が生じ
る場合において、受信側での画像フレームの遅延時間を
抑制することができる。
【００３０】（６）前記（５）のデータ通信再送装置に
おいて、前記送信側の画像符号化手段では、画像フレー
ムをブロックに分割し、前記量子化ステップ制御装置で
は前記ブロック毎に対応した量子化ステップを計算し、
該量子化ステップ値を前記画像符号化手段に入力するも
のである。
【００３１】この（６）の手段によれば、画像フレーム
をブロックに細分し、量子化ステップの制御をブロック
単位で行うことにより、より細かい単位で制御するの
で、通信路の瞬時的な変動により追従して遅延時間を抑
制することができる。
【００３２】（７）前記（５）のデータ通信再送装置に
おいて、前記送信側は、原画像を与えられた画像符号化
間隔に従って符号化し、符号化された画像データを出力
する画像符号化手段と、送信側の前記量子化ステップ制
御装置に代えて、入力された値から画像符号化間隔を計
算し、該画像符号化間隔を前記画像符号化手段に出力す
る画像符号化間隔制御装置を備えたものである。
【００３３】この（７）の手段によれば、受信側に到着
確認がとれている画像フレームの遅延時間に対応した画
像フレームの差を用いて符号化間隔を制御するので、Ａ
ＲＱを用いることによる瞬時的な伝送速度の低下が生じ
る場合において、受信側での画像フレームの遅延時間を
抑制することができる。
【００３４】（８）前記（５）のデータ通信再送装置に
おいて、前記画像フレーム管理メモリと前記画像符号化
手段から入力される画像フレームの番号から画像符号化
間隔を計算し、該画像符号化間隔を前記画像符号化手段
に出力する画像符号化間隔制御装置を備え、前記画像符
号化手段は、原画像を前記画像符号化間隔で前記量子化
ステップを用いて、符号化し、符号化された画像データ
を出力することができる。
【００３５】この（８）の手段によれば、送信バッファ
の送信データフレームが含む画像フレームの送信順につ
けられた番号と現在符号化している画像フレームの番号
との差をとり、この差を画像フレームの送信バッファで
の残留時間とみなし、この差から量子化ステップと画像
符号化間隔を計算し、画像符号化手段の発生符号量を制
御することにより、受信側に到着確認がとれている画像
フレームの遅延時間に対応した画像フレームの差を用い
て量子化ステップと符号化間隔を制御するので、ＡＲＱ
を用いることによる瞬時的な伝送速度の低下が生じる場
合において、受信側での画像フレームの遅延時間を抑制
することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態（実施例）を詳細に説明する。
【００３７】なお、実施形態（実施例）を説明するため
の全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
【００３８】（実施形態１）図１は本発明の実施形態
（実施例）１のＡＲＱデータ通信再送装置の概略構成を
示すブロック構成図であり、１００は送信器（送信
側）、２００は受信器（受信側）、１は画像符号化手
段、２はフレーム構成手段、３は送信バッファ、４は量
子化ステップ制御装置、６はフレーム数カウンタ、８は
通信路誤り検出手段、９は受信バッファ、１０は画像復
号化手段である。これらの各手段は公知のものを用い
る。
【００３９】図１に示すように、本実施形態（実施例）
１のＡＲＱデータ通信再送装置の送信器１００は、画像
符号化手段１、フレーム構成手段２、送信バッファ３、
量子化ステップ制御装置４及びフレーム数カウンタ６で
構成され、受信器２００は、通信路誤り検出手段８、受
信バッファ９及び画像復号化手段１０で構成される。
【００４０】送信器１００と受信器２００は、双方向の
通信を可能とする通信路で接続される。この通信路は、
信号伝送中に伝送誤りを発生する可能性がある。
【００４１】送信すべき情報である原画像は、画像符号
化手段１により画像データに符号化される。このとき、
入力された画像フレームの内容により符号化による圧縮
度が異なるが、量子化ステップを増減することにより発
生符号量を調節することができる。
【００４２】量子化ステップの値を大きくすると、画像
情報は粗く量子化されるので、受信器２００の再生画像
の品質は、量子化雑音のために劣化するが、その代償と
して発生符号量を減少させることができる。反対に量子
化ステップの値を大きくすると、画像情報は細かく量子
化され、再生画像の品質は向上するが、発生符号量は増
加することになる。この量子化ステップの値は、後述す
る量子化ステップ制御装置からの信号を１画面符号化す
るごとに受け付けて変化させる。
【００４３】圧縮画像データは、フレーム構成手段２に
より、一定長のフレームごとに分割され、誤り検査ビッ
トが計算され、そのフレームに付加される。そして送信
バッファ３に蓄積される。送信バッファ３では、１フレ
ーム蓄積されるごとにフレーム数を計測するフレーム数
カウンタの値を１増加させ、この値を送信バッファ３に
残留しているフレーム数として量子化ステップ制御装置
４に入力する。
【００４４】送信バッファ３は、受信器２００側からの
再送要求が受信されない限り、順次、圧縮画像データを
通信路に送信する。受信器２００側から再送要求があっ
た場合の動作については後述する。
【００４５】通信路は送信器１００側から送信された圧
縮画像データを受信器２００側に伝送する。
【００４６】受信器２００側は、通信路から受信した圧
縮画像データに対し、通信路誤り検出手段８により、フ
レーム単位で誤り検出を行う。誤りが検出されなかった
場合は、そのフレームの受信を確認する通知として受信
確認信号が通信路に送信され、送信側に伝送される。誤
りが検出された場合は、再送要求信号が通信路に送信さ
れ、送信側に伝送される。そして、通信路誤り検出手段
８により誤りが検出されなかったフレームを受信フレー
ムとして一定長毎に受信バッファに蓄積する。
【００４７】受信バッファに１画像分の圧縮画像データ
を構成する受信フレームが蓄積された時点で、これを圧
縮画像データとして、画像復号化手段１０に出力する。
画像復号化手段１０は、この圧縮画像データから再生画
像を出力し、それと同時に、受信バッファ９に蓄積され
ている圧縮画像データは廃棄され、新規データを蓄積す
るために空きエリアとして確保される。
【００４８】送信器１００側は、受信器２００側から受
信確認信号を受け取った場合は、送信バッファ３内の該
当するフレームは廃棄し、新規フレームを蓄積するため
に空きエリアとして確保する。そして、前述のフレーム
数のカウンタの値を１減少させ、この値を量子化ステッ
プ制御装置４に入力する。また、受信側から再送要求が
あった場合には、新規の圧縮画像データを通信路に送信
する代わりに、再送要求された送信バッファ３内のフレ
ームを通信路に送信する。
【００４９】送信器１００側の量子化ステップ制御装置
４では、フレーム数カウンタ６から入力されるフレーム
数ｆから、任意の関数ｇ(ｘ)を用いてｎ画面目の量子化
ステップ値Ｑs(ｎ)を計算し、その値を要求信号として
画像符号化手段に伝送する。この計算方法を以下に示
す。
【００５０】
【数１】 Ｑs(ｎ)＝Ｑs(ｎ−１)＋ｇ(ｆ) （１） ただし、 Ｑs(ｎ)＞Ｑupperのとき、Ｑs＝Ｑupper Ｑs(ｎ)＜Ｑlowerのとき、Ｑs＝Ｑlower Ｑupper、Ｑlowerはそれぞれ、画像符号化手段での量子
化ステップの最大値、最小値である。また、ｇ(ｘ)の例
を図７に示す。
【００５１】（実施形態２）図２は本発明の実施形態
（実施例）２のＡＲＱデータ通信再送装置の概略構成を
示すブロック構成図である。図２に示すように、本実施
形態（実施例）２のＡＲＱデータ通信再送装置の送信器
１００は、画像符号化手段１、フレーム構成手段２、送
信バッファ３、量子化ステップ制御装置４及び画像フレ
ーム管理メモリ７で構成され、受信器２００は、通信路
誤り検出手段８、受信バッファ９及び画像復号化手段１
０で構成される。
【００５２】送信器１００側と受信器２００側は、双方
向の通信を可能とする通信路で接続される。この通信路
は、信号伝送中に伝送誤りを発生する可能性がある。
【００５３】送信すべき情報である原画像は、画像符号
化手段１により画像データに符号化され、同時にその画
像フレームが符号化された順番に番号を付加し、１画像
フレーム分符号化が終了するごとに量子化ステップ制御
装置４にその画像フレームの番号を入力する。このと
き、入力された画像フレームの内容により符号化による
圧縮度が異なるが、量子化ステップを増減することによ
り発生符号量を調節することができる。量子化ステップ
の値を大きくすると、画像情報は粗く量子化されるの
で、受信器２００側の再生画像の品質は、量子化雑音の
ために劣化するが、その代償として発生符号量を減少さ
せることができる。反対に量子化ステップの値を大きく
すると、画像情報は細かく量子化され、再生画像の品質
は向上するが、発生符号量は増加することになる。この
量子化ステップの値は、後述する量子化ステップ制御装
置４からの要求信号を受け付けて変化させる。
【００５４】圧縮画像データは、フレーム構成手段２に
より、一定長のフレームごとに分割され、誤り検査ビッ
トが計算され、そのフレームに付加され、送信バッファ
３に蓄積される。同時にこの送信バッファ３に入力され
たフレームが何番目の画像フレームの情報を含んでいる
かを表す番号を画像フレーム番号管理メモリ７に伝送す
る。また、この画像フレーム管理メモリ７に記録されて
いる番号の内で最も以前に送信バッファ３に入力された
画像フレームの番号を量子化ステップ制御装置４に入力
する。
【００５５】送信バッファ３は、受信側からの再送要求
が受信されない限り、順次、圧縮画像データを通信路に
送信する。受信側から再送要求があった場合の動作につ
いては後述する。
【００５６】通信路は送信側から送信された圧縮画像デ
ータを受信側に伝送する。
【００５７】受信側は、通信路から受信した圧縮画像デ
ータに対し、通信路誤り検出手段８により、フレーム単
位で誤り検出を行う。誤りが検出されなかった場合はそ
のフレームの受信を確認する通知として受信確認信号が
通信路に送信され、送信側に伝送される。誤りが検出さ
れた場合は再送要求信号が通信路に送信され、送信側に
伝送される。そして、通信路誤り検出手段８により誤り
が検出されなかったフレームを受信フレームとして一定
長毎に受信バッファ９に蓄積する。
【００５８】受信バッファ９に１画像分の圧縮画像デー
タを構成する受信フレームが蓄積された時点で、これを
圧縮画像データとして、画像復号化手段１０に出力す
る。画像復号化手段１０は、この圧縮画像データから再
生画像を出力し、それと同時に、受信バッファ９に蓄積
されている圧縮画像データは廃棄され、新規データを蓄
積するために空きエリアとして確保される。
【００５９】送信器１００側は、受信器２００側から受
信確認信号を受け取った場合は、送信バッファ３内の該
当するフレームは廃棄し、新規フレームを蓄積するため
に空きエリアとして確保する。そして、前述の画像フレ
ーム番号管理メモリ７から廃棄されたフレームの含む画
像フレームの番号を削除し、画像フレーム番号管理メモ
リ７は最も以前に送信バッファ３に入力された番号を検
索し、その番号を量子化ステップ制御装置４に入力す
る。
【００６０】また、受信器２００側から再送要求があっ
た場合には、新規の圧縮画像データを通信路に送信する
代わりに、再送要求された送信バッファ３内のフレーム
を通信路に送信する。
【００６１】送信器１００側の量子化ステップ制御装置
４では、まず、画像フレーム管理メモリ７から入力され
る画像フレーム番号ｆ1と画像符号化手段１から入力さ
れる画像フレーム番号ｆ2の差をとり、この値から任意
の関数ｇ(ｘ)を用いてｎ番目の量子化ステップ値Ｑs
（ｎ）を計算し、その値を要求信号として画像符号化手
段に伝送する。この計算方法を以下に示す。
【００６２】
【数２】 Ｑs(ｎ)＝Ｑs(ｎ−１)＋ｇ(ｆ2−ｆ1) （２） ただし、 Ｑs(ｎ)＞Ｑupperのとき、Ｑs＝Ｑupper Ｑs(ｎ)＜Ｑlowerのとき、Ｑs＝Ｑlower Ｑupper、Ｑlowerはそれぞれ、画像符号化手段での量子
化ステップの最大値、最小値である。また、ｇ(ｘ)の例
を図７に示す。
【００６３】（実施形態３）本発明の実施形態３のＡＲ
Ｑデータ通信再送装置の概略構成の送信器１００及び受
信器２００の構成は前記実施形態１と同一である（図
１）。
【００６４】本実施形態３のＡＲＱデータ通信再送装置
において、送信すべき情報である原画像は、ブロック分
割され、画像符号化手段１により１ブロックごとに画像
データに符号化される。このとき、入力された画像フレ
ームの内容により符号化による圧縮度が異なるが、量子
化ステップを増減することにより発生符号量をブロック
単位で調節することができる。
【００６５】量子化ステップの値を大きくすると、画像
情報は粗く量子化されるので受信側の再生画像の品質は
量子化雑音のために劣化するが、その代償として発生符
号量を減少させることができる。反対に量子化ステップ
の値を大きくすると、画像情報は細かく量子化され、再
生画像の品質は向上するが、発生符号量は増加すること
になる。この量子化ステップの値は、ブロックごとに、
後述する量子化ステップ制御装置からの要求信号を受け
付けて変化させる。
【００６６】送信側の量子化ステップ制御装置では、フ
レーム数カウンタ６から入力されるフレーム数ｆから、
任意の関数ｇ(ｘ)を用いてｎブロック目の量子化ステッ
プ値Ｑs(ｎ)を計算し、その値を要求信号として画像１
ブロックの符号化が行われるごとに画像符号化手段1に
伝送する。この計算方法は前記実施形態１と同一であ
る。
【００６７】（実施形態４）本発明の実施形態４のＡＲ
Ｑデータ通信再送装置の概略構成の送信器１００及び受
信器２００の構成は前記実施形態１と同一である（図
１）。
【００６８】本実施形態４のＡＲＱデータ通信再送装置
において、送信すべき情報である原画像は、ブロック分
割され、画像符号化手段１により１ブロックごとに画像
データに符号化される。このとき、入力された画像フレ
ームの内容により符号化による圧縮度が異なるが、量子
化ステップを増減することにより発生符号量をブロック
単位で調節することができる。
【００６９】量子化ステップの値を大きくすると、画像
情報は粗く量子化されるので受信側の再生画像の品質は
量子化雑音のために劣化するが、その代償として発生符
号量を減少させることができる。反対に量子化ステップ
の値を大きくすると、画像情報は細かく量子化され、再
生画像の品質は向上するが、発生符号量は増加すること
になる。この量子化ステップの値は、ブロックごとに、
後述する量子化ステップ制御装置４からの要求信号を受
け付けて変化させる。
【００７０】送信器１００側の量子化ステップ制御装置
４では、まず、画像フレーム管理メモリ７から入力され
る画像フレーム番号ｆ1と画像符号化手段１から入力さ
れる画像フレーム番号ｆ2の差をとり、この値から任意
の関数ｇ(ｘ)を用いてｎ番目の量子化ステップ値Ｑs
(ｎ)を計算し、その値を要求信号として画像符号化手段
１に伝送する。この計算方法は前記実施形態２と同一で
ある。
【００７１】（実施形態５）図３は本発明の実施形態
（実施例）５のＡＲＱデータ通信再送装置の送信器の概
略構成を示すブロック構成図である。本実施形態（実施
例）５のＡＲＱデータ通信再送装置の送信器１００は、
画像符号化手段１、フレーム構成手段２、送信バッファ
３、画像符号化間隔制御装置５及びフレーム数カウンタ
６で構成される。受信器２００側の構成は前記実施形態
１と同一である（図１）。通信路の状況は前記実施形態
１と同一である。
【００７２】本実施形態５のＡＲＱデータ通信再送装置
において、送信すべき情報である原画像は、画像符号化
手段１により画像データに符号化される。このとき、入
力する画像フレームの時間間隔を変化させることができ
る。
【００７３】フレーム構成手段２の動作は前記実施形態
１と同一である。送信バッファ３では、１フレーム蓄積
されるごとにフレーム数を計測するフレーム数カウンタ
の値を１増加させ、この値を送信バッファ３に残留して
いるフレーム数として画像符号化間隔制御装置５に入力
する。その他の送信バッファ３の動作は前記実施形態１
と同一である。
【００７４】受信器２００側の動作は前記実施形態１と
同一である。送信器１００側は、受信器２００側から受
信確認信号を受け取った場合は、送信バッファ３内の該
当するフレームは廃棄し、新規フレームを蓄積するため
に空きエリアとして確保する。そして、前述のフレーム
数のカウンタの値を１減少させ、この値を画像符号化間
隔制御装置５に入力する。また、受信器２００側から再
送要求があった場合には、新規の圧縮画像データを通信
路３００に送信する代わりに、再送要求された送信バッ
ファ３内のフレームを通信路３００に送信する。
【００７５】送信器１００の画像符号化間隔制御装置５
では、フレーム数カウンタ６から入力されるフレーム数
から、任意の関数を用いて画像符号化間隔を計算し、そ
の値を画像１フレームの符号化が行われるごとに画像符
号化手段１に伝送する。
【００７６】画像符号化手段１では、画像符号化間隔制
御装置５から入力される画像符号化間隔に従って入力画
像を取り込み、画像符号化間隔制御装置５では、フレー
ム数カウンタ６から入力されるフレーム数ｆから、任意
の関数ｈ(ｘ)を用いてｎ番目の画像符号化間隔Ｒ(ｎ)を
計算し、その値を要求信号として画像符号化手段に伝送
する。この計算方法を以下に示す。
【００７７】
【数３】Ｒ(ｎ)＝ｈ(ｆ) （３） ただし、 Ｒ(ｎ)＞Ｒupperのとき、Ｒ(ｎ)＝Ｒupper Ｒ(ｎ)＜Ｒlowerのとき、Ｒ(ｎ)＝Ｒlower Ｒupper、Ｒlowerはそれぞれ、画像符号化手段での画像
符号化間隔の最大値、最小値である。また、ｈ(ｘ)の例
を図８に示す。
【００７８】（実施形態６）図４は本発明の実施形態
（実施例）６のＡＲＱデータ通信再送装置の送信器の概
略構成を示すブロック構成図である。本実施形態（実施
例）６のＡＲＱデータ通信再送装置の送信器１００は、
画像符号化手段１、フレーム構成手段２、送信バッファ
３、画像符号化間隔制御装置５及び画像フレーム管理メ
モリ７で構成される。受信器２００側の構成は前記実施
形態２と同一である（図２）。通信路の状況は前記実施
形態２と同一である。
【００７９】本実施形態６のＡＲＱデータ通信再送装置
において、送信すべき情報である原画像は、画像符号化
手段１により画像データに符号化され、同時にその画像
フレームが符号化された順番に番号を付加し、１画像フ
レーム分符号化が終了するごとに画像符号化間隔制御装
置５にその画像フレームの番号を入力する。このとき、
入力する画像フレームの時間間隔を変化させることがで
きる。
【００８０】フレーム構成手段２の動作は前記実施形態
２と同一である。同時にこの送信バッファ３に入力され
たフレームが何番目の画像フレームの情報を含んでいる
かを表す番号を画像フレーム番号管理メモリ７に伝送す
る。また、この画像フレーム管理メモリ７に記録されて
いる番号の内で最も以前に送信バッファ３に入力された
画像フレームの番号を画像符号化間隔制御装置５に入力
する。その他の送信バッファの動作は前記実施形態２と
同一である。受信器２００側の動作は前記実施形態２と
同一である。
【００８１】送信器１００側は、受信器２００側から受
信確認信号を受け取った場合は、送信バッファ３内の該
当するフレームは廃棄し、新規フレームを蓄積するため
に空きエリアとして確保する。そして、前述の画像フレ
ーム番号管理メモリ７から廃棄されたフレームの含む画
像フレームの番号を削除し、画像フレーム番号管理メモ
リ７は最も以前に送信バッファ３に入力された番号を検
索し、その番号を画像符号化間隔制御装置５に入力す
る。また、受信器２００側から再送要求があった場合に
は、新規の圧縮画像データを通信路に送信する代わり
に、再送要求された送信バッファ３内のフレームを通信
路３００に送信する。
【００８２】送信器１００側の画像符号化間隔制御装置
５では、まず、画像フレーム管理メモリ７から入力され
る画像フレーム番号と画像符号化手段１から入力される
画像フレーム番号の差をとり、この値から任意の関数を
用いて画像符号化の間隔を計算し、その値を画像符号化
手段１に伝送する。
【００８３】画像符号化手段１では、画像符号化間隔制
御装置５から入力される画像符号化間隔に従って入力画
像を取り込み、画像符号化を行う。
【００８４】送信器１００側の画像符号化間隔制御装置
５では、まず、画像フレーム管理メモリ７から入力され
る画像フレーム番号ｆ1と画像符号化手段１から入力さ
れる画像フレーム番号ｆ2の差をとり、この値から任意
の関数ｈ(ｘ)を用いてｎ番目の画像符号化間隔Ｒ(ｎ)を
計算し、その値を要求信号として画像符号化手段１に伝
送する。この計算方法を以下に示す。
【００８５】
【数４】Ｒ(ｎ)＝ｈ(ｆ2−ｆ1) （４） ただし、 Ｒ(ｎ)＞Ｒupperのとき、Ｒ(ｎ)＝Ｒupper Ｒ(ｎ)＜Ｒlowerのとき、Ｒ(ｎ)＝Ｒlower Ｒupper、Ｒlowerはそれぞれ、画像符号化手段での画像
符号化間隔の最大値、最小値である。または、ｈ(ｘ)の
例を図８に示す。
【００８６】（実施形態７）図５は本発明の実施形態
（実施例）７のＡＲＱデータ通信再送装置の送信器の概
略構成を示すブロック構成図である。本実施形態（実施
例）７のＡＲＱデータ通信再送装置の送信器１００は、
画像符号化手段１、フレーム構成手段２、送信バッファ
３、量子化ステップ制御装置４、画像符号化間隔制御装
置５及びフレーム数カウンタ６からなる。受信器２００
側の構成は前記実施形態１と同一である（図１）。通信
路の状況は前記実施形態１と同一である。
【００８７】本実施形態７のＡＲＱデータ通信再送装置
において、送信器１００、受信器２００の動作は前記実
施形態１と同一であるが、画像符号化手段１では、画像
符号化間隔制御装置５から入力される画像符号化間隔を
用いて画像符号化の間隔を制御することができる。
【００８８】送信器１００側の量子化ステップ制御装置
５では、フレーム数カウンタ６から入力されるフレーム
数から、任意の関数を用いて量子化ステップ値を計算
し、その値を要求信号として画像符号化手段１に伝送す
る。この関数の例は前記実施形態１と同一である。
【００８９】送信器１００側の画像符号化間隔制御装置
５では、フレーム数カウンタ６から入力されるフレーム
数から、任意の関数を用いて画像符号化間隔を計算し、
その値を画像１フレームの符号化が行われるごとに画像
符号化手段１に伝送する。この関数の例は前記実施形態
５と同一である。
【００９０】画像符号化手段１では、画像符号化間隔制
御装置５から入力される画像符号化間隔に従って入力画
像を取り込み、画像符号化を行う。
【００９１】（実施形態８）図６は本発明の実施形態
（実施例）８のＡＲＱデータ通信再送装置の送信器の概
略構成を示すブロック構成図である。本実施形態（実施
例）８のＡＲＱデータ通信再送装置の送信器１００は、
画像符号化手段１、フレーム構成手段２、送信バッファ
３、量子化ステップ制御装置４、画像符号化間隔制御装
置５及び画像フレーム管理メモリ７で構成される。受信
器２００側の構成は前記実施形態２と同一である（図
２）。
【００９２】本実施形態８のＡＲＱデータ通信再送装置
において、送信器１００及び受信器２００の動作は前記
実施形態２と同一であるが、画像符号化手段１では、画
像符号化間隔制御装置５から入力される画像符号化間隔
を用いて画像符号化の間隔を制御することができる。
【００９３】送信器１００側の量子化ステップ制御装置
４では、画像符号化間隔メモリ７と画像符号化手段１か
ら入力されるフレーム番号の差から、任意の関数を用い
て量子化ステップ値を計算し、その値を要求信号として
画像符号化手段に伝送する。この関数の例は前記実施形
態２と同一である。
【００９４】送信器１００側の画像符号化間隔制御装置
５では、まず、画像フレーム管理メモリ７から入力され
る画像フレーム番号と画像符号化手段１から入力される
画像フレーム番号の差をとり、この値から任意の関数を
用いて画像符号化の間隔を計算し、その値を画像符号化
手段１に伝送する。この関数の例は前記実施形態６と同
一である。
【００９５】画像符号化手段１では、画像符号化間隔制
御装置５から入力される画像符号化間隔に従って入力画
像を取り込み、画像符号化を行う。
【００９６】（計算機シミュレーション結果）ここで、
前記実施形態１及び実施形態２を用いて行った計算機シ
ミュレーションの結果について示す。計算機シミュレー
ションの諸元を表１に示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】前記計算機シミュレーションの結果は、す
べて画像を２０回伝送した場合の平均値である。横軸に
通信路のＣＮＲ（Ｃarrier to Ｎoise Ｒatio）、縦軸
に最大遅延時間と再生画像のＳＮＲ（Ｓignal to Ｎois
e Ｒatio）をとったものを図９に示す。最大遅延時間と
は、一定のフレーム数を伝送し、画像フレームが画像符
号化手段１に入力された時間とそのフレームのデータが
すべて誤りなく画像復号化手段１０に入力された時間の
差の最大値である。
【００９９】通信路の状態が良い場合（ＣＮＲ＝４０ｄ
Ｂ）、両者の再生画像のＳＮＲと最大遅延時間はほぼ同
一の値である。通信路の状況が悪くなると、従来技術で
は再生画像のＳＮＲは一定に保たれるが、最大遅延時間
は増大する。それに対し、実施形態１と実施形態２は最
大遅延時間の増大を防止している。
【０１００】以上、本発明を前記実施形態（実施例）に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。
【０１０１】
【発明の効果】本願において開示されている発明のうち
代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおり
である。
【０１０２】（１）送信側では、画像フレームの到着時
間が類推可能である送信バッファのフレーム数を用いて
量子化ステップを制御するので、ＡＲＱを用いることに
よる瞬時的な伝送速度の低下が生じる場合において、受
信側での画像フレームの遅延時間を抑制することができ
る。
【０１０３】（２）より細かい単位で制御するので、通
信路の瞬時的な変動により追従し、受信側での画像フレ
ームの遅延時間を抑制することができる。
【０１０４】（３）受信側に到着確認がとれている画像
フレームの遅延時間に対応した画像フレームの差から量
子化ステップを制御するので、ＡＲＱを用いることによ
る瞬時的な伝送速度の低下が生じる場合において、受信
側での画像フレームの遅延時間を抑制することができ
る。
【０１０５】（４）受信側に到着確認がとれている画像
フレームの遅延時間に対応した画像フレームの差を用い
て符号化間隔を制御するので、ＡＲＱを用いることによ
る瞬時的な伝送速度の低下が生じる場合において、受信
側での画像フレームの遅延時間を抑制することができ
る。
【０１０６】（５）受信側に到着確認がとれている画像
フレームの遅延時間に対応した画像フレームの差を用い
て量子化ステップと符号化間隔を制御するので、ＡＲＱ
を用いることによる瞬時的な伝送速度の低下が生じる場
合において、受信側での画像フレームの遅延時間を抑制
することができる。
【０１０７】すなわち、本発明のデータ通信再送装置に
よれば、受信側への画像フレームの到達時間に対応した
制御変数により送信側で発生符号量を制御するので、再
送制御を行うことにより生じる画像フレームの到着遅延
時間を抑制することができる。また、従来の技術のよう
に画像送信手段に通信路の伝送速度を入力しておく必要
がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（実施例）１のＡＲＱデータ
通信再送装置の概略構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の実施形態（実施例）２のＡＲＱデータ
通信再送装置の概略構成を示すブロック構成図である。
【図３】本発明の実施形態（実施例）５のＡＲＱデータ
通信再送装置の送信器の概略構成を示すブロック構成図
である。
【図４】本発明の実施形態（実施例）６のＡＲＱデータ
通信再送装置の送信器の概略構成を示すブロック構成図
である。
【図５】本発明の実施形態（実施例）７のＡＲＱデータ
通信再送装置の送信器の概略構成を示すブロック構成図
である。
【図６】本発明の実施形態（実施例）８のＡＲＱデータ
通信再送装置の送信器の概略構成を示すブロック構成図
である。
【図７】本発明の実施形態における量子化ステップの制
御に用いる関数の例を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態における画像符号化間隔の制
御に用いる関数の例を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態１及び５における最大遅延時
間の改善効果を示した図である。
【図１０】従来データ通信再送装置の問題点を説明する
ための図である。
【符号の説明】
１００…送信器、２００…受信器、１…画像符号化手
段、２…フレーム構成手段、３…送信バッファ、４…量
子化ステップ制御装置、５…画像符号化間隔制御装置、
６…フレーム数カウンタ、７…画像フレーム管理メモ
リ、８…通信路誤り検出手段、９…受信バッファ、１０
…画像復号化手段。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通信路誤りの発生する双方向通信系を用
    いて符号化された画像を伝送する場合、受信されたデー
    タに誤りが存在するとき、その誤りを受信側で検出し、
    送信側に誤りが検出されたデータの再送を要求するデー
    タ通信再送装置において、 送信側は、原画像を与えられた量子化ステップを用いて
    符号化し、符号化された画像データを出力する画像符号
    化手段と、前記画像データを所定のビット数ごとに区分
    けし、区分けされた前記画像データから誤り検査ビット
    を計算し、該誤り検査ビットを前記画像データに付加し
    て送信フレームを構成するフレーム構成手段と、前記送
    信フレームを蓄積する送信バッファと、該送信バッファ
    に蓄えられたフレームの数を計算するフレーム数カウン
    タと、該フレーム数カウンタから入力される前記フレー
    ム数から量子化ステップ値を計算し、該量子化ステップ
    値を前記画像符号化手段に出力する量子化ステップ制御
    装置を備え、 受信側は、通信路から入力される前記送信フレームを受
    信フレームとして受信し、前記受信フレームに付加され
    ている前記誤り検査ビットを用いて前記受信フレームの
    ビット誤り検出を行い、誤りが検出された場合には送信
    側に再送要求信号を、誤りが検出されなければ受信確認
    信号を送信側に送出する通信路誤り検出手段と、前記受
    信フレームから前記画像データを構成し、蓄積する受信
    バッファと、符号化された前記画像データから画像を復
    号し出力する画像復号化手段を備えることを特徴とする
    データ通信再送装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のデータ通信再送装置に
    おいて、 前記送信側の画像符号化手段では、画像フレームをブロ
    ックに分割し、前記量子化ステップ制御装置では前記ブ
    ロック毎に対応した量子化ステップを計算し、該量子化
    ステップ値を前記画像符号化手段に入力することを特徴
    とするデータ通信再送装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のデータ通信再送装置に
    おいて、 送信側は、原画像を与えられた画像符号化間隔に従って
    符号化し、符号化された画像データを出力する画像符号
    化手段と、フレーム数カウンタから入力されるフレーム
    数から画像符号化間隔を計算し、該画像符号化間隔を前
    記画像符号化手段に出力する画像符号化間隔制御装置を
    備えることを特徴とするデータ通信再送装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のデータ通信再送装置に
    おいて、 前記フレーム数カウンタから入力されるフレーム数から
    画像符号化間隔を計算し、該画像符号化間隔を前記画像
    符号化手段に出力する画像符号化間隔制御装置を備え、
    前記画像符号化手段は、原画像を前記画像符号化間隔で
    前記量子化ステップを用いて符号化し、符号化された画
    像データを出力することを特徴とするデータ通信再送装
    置。
  5. 【請求項５】 通信路誤りの発生する双方向通信系を用
    いて符号化された画像を伝送する場合、受信されたデー
    タに誤りが存在するとき、その誤りを受信側で検出し、
    送信側に誤りが検出されたデータの再送を要求するデー
    タ通信再送装置において、 送信側は、原画像を与えられた量子化ステップを用いて
    符号化し、符号化された画像データを出力し、現在符号
    化している画像フレームの番号を量子化ステップ制御装
    置に入力する画像符号化手段と、前記画像データを所定
    のビット数ごとに区分けし、区分けされた前記画像デー
    タから誤り検査ビットを計算し、該誤り検査ビットを前
    記画像データに付加して送信フレームを構成するフレー
    ム構成手段と、前記送信フレームを蓄積する送信バッフ
    ァと、前記送信バッファに存在するフレームが含む画像
    フレームの番号を記録し、前記送信バッファから入力さ
    れる前記送信フレームが属する画像フレーム番号のなか
    で最も古く前記送信バッファに入力された画像フレーム
    の番号を前記量子化ステップ制御装置に入力する画像フ
    レーム管理メモリと、該画像フレーム管理メモリと前記
    画像符号化手段から入力される画像フレームの番号から
    量子化ステップ値を計算し、該量子化ステップ値を画像
    符号化手段に入力する量子化ステップ制御装置を備え、 受信側は、通信路から入力される前記送信フレームを受
    信フレームとして受信し、前記受信フレームに付加され
    ている前記誤り検査ビットを用いて前記受信フレームの
    ビット誤り検出を行い、誤りが検出された場合には送信
    側に再送要求信号を、誤りが検出されなければ受信確認
    信号を送信側に送出する誤り検出手段と、 前記受信フレームから前記画像データを構成し、蓄積す
    る受信バッファと、符号化された前記画像データから画
    像を復号し出力する画像復号化手段を備えることを特徴
    とするデータ通信再送装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載のデータ通信再送装置に
    おいて、 前記送信側の画像符号化手段では、画像フレームをブロ
    ックに分割し、前記量子化ステップ制御装置では前記ブ
    ロック毎に対応した量子化ステップを計算し、該量子化
    ステップ値を前記画像符号化手段に入力することを特徴
    とするデータ通信再送装置。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載のデータ通信再送装置に
    おいて、 前記送信側は、原画像を与えられた画像符号化間隔に従
    って符号化し、符号化された画像データを出力する画像
    符号化手段と、入力された値から画像符号化間隔を計算
    し、該画像符号化間隔を前記画像符号化手段に出力する
    画像符号化間隔制御装置を備えることを特徴とするデー
    タ通信再送装置。
  8. 【請求項８】 請求項５に記載のデータ通信再送装置に
    おいて、 前記画像フレーム管理メモリと前記画像符号化手段から
    入力される画像フレームの番号から画像符号化間隔を計
    算し、該画像符号化間隔を前記画像符号化手段に出力す
    る画像符号化間隔制御装置を備え、前記画像符号化手段
    は、原画像を前記画像符号化間隔で前記量子化ステップ
    を用いて、符号化し、符号化された画像データを出力す
    ることを特徴とするデータ通信再送装置。
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