JPH1023418A - パケットビデオ速度変換装置 - Google Patents

パケットビデオ速度変換装置

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JPH1023418A
JPH1023418A JP19520796A JP19520796A JPH1023418A JP H1023418 A JPH1023418 A JP H1023418A JP 19520796 A JP19520796 A JP 19520796A JP 19520796 A JP19520796 A JP 19520796A JP H1023418 A JPH1023418 A JP H1023418A
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JP
Japan
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packet
frequency component
dct
component
video
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Pending
Application number
JP19520796A
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English (en)
Inventor
Shigeyuki Sakasawa
茂之 酒澤
Yasuhiro Takishima
康弘 滝嶋
Masahiro Wada
正裕 和田
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KDDI Corp
Original Assignee
Kokusai Denshin Denwa KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成のゲートウェイ装置によって速度
変換をすることのできるパケットビデオ速度変換装置を
提供することにある。 【解決手段】 H.261符号化器1は、DCT成分を
含む符号化情報を低周波成分と高周波成分とに分割して
出力する。パケット化器2は低周波成分と高周波成分と
に分割された符号化情報を、個別にパケット化する。ゲ
ートウェイ6は、前記低周波成分のパケットは廃棄する
ことなく無条件に次段に送出し、一方、前記高周波成分
のパケットは選択的に廃棄する。この結果、ゲートウェ
イ装置は該ネットワークの伝送速度に応じた速度変換
を、簡単に行うことができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はパケットビデオ速
度変換装置に関し、特に、各種のネットワークから構成
される環境下で、テレビ会議通信をネットワークを越え
て行う場合に使用して好適なパケットビデオ速度変換装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のビデオ通信では、ゲートウェイ装
置等で互いに接続された各種のネットワークを介して通
信される場合がある。この場合、ビデオ通信の伝送速度
は、最も遅いネットワークの伝送速度に制約されること
になる。したがって、ビデオ通信には、ビデオ速度変換
装置が必要となる。
【0003】従来、ビデオ通信において速度変換を行う
ためには、符号化されたビデオデータを一旦復号し、そ
れを再度、目的の速度で符号化するという処理を行うも
のがある。他の従来技術としては、例えば、特開平4−
3684号公報に示されているように、符号化時に階層
的符号化を行って、高優先情報と低優先情報とに分けて
伝送を行い、回線の輻輳時には、低優先情報を削除する
という処理を行うものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た第1の従来技術では、例えば、LANと遠隔のLAN
同士を接続する回線とのゲートウェイにおいて、ビデオ
データ復号、再符号化といった複雑な処理を行うことと
なり、ゲートウェイ装置の構成が複雑になって、コスト
を押し上げると共に、処理遅延が増大するという問題が
あった。
【0005】また、前記した第2の従来技術は、高優先
情報と低優先情報の比率が符号化時に定められているこ
とから、ゲートウェイ装置において自由に速度を変換す
ることはできないという問題があった。
【0006】また、本発明者が先に提案して特許出願
(特願平8−78172号)した技術では、画像の局所
ブロック(マクロブロック)の符号化モードがMCあ
り、DCTありの場合でかつDCT交流エネルギが小さ
い場合に、DCTパケットを廃棄し、復号時に動きベク
トルを利用した前フレームからの画素補充により、廃棄
されたDCTの補完を行っていた。この技術は、廃棄さ
れたDCTの低次係数成分を十分に回復させる点につい
て、格別の配慮がなされていなかった。
【0007】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点を除去し、簡易な構成のゲートウェイ装置によって速
度変換をすることのできるパケットビデオ速度変換装置
を提供することにある。また、他の目的は、主観的画質
の上で重要な、DCTの低次係数成分を十分に回復させ
ることのできるパケットビデオ速度変換装置を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、ビデオデータをパケット化し、該パケ
ット化したデータを用いて速度変換を行うパケットビデ
オ速度変換装置であって、ビデオデータを符号化して、
モード選択情報を含む符号化情報を出力する符号化手段
と、DCT成分を含む符号化情報に関し、該DCT成分
を低周波成分と高周波成分とに分割する分割手段と、該
分離手段によって分離されたDCT成分を別個にパケッ
ト化する手段と、前記高周波成分のパケットを選択的に
廃棄して、速度変換を行う速度変換手段とを具備した点
に特徴がある。
【0009】この発明によれば、DCT成分の高周波成
分のみが選択的に廃棄されることになるので、主観的画
質を保持する上で重要な低次係数成分は廃棄されない。
このため、パケットビデオの速度変換が容易に実行でき
ると共に、画質の低下を極力防止することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を、図面を参照し
て詳細に説明する。図1は、LANを用いたテレビ会議
システムを想定した場合の、本発明の一実施形態の概略
の構成を示すブロック図である。ビデオ符号化器1は、
動き補償(MC)と、DCT符号化を組み合わせたテレ
ビ会議用の国際標準H.261を用いたものである。パ
ケット化器2は該H.261ビデオ符号化器1の出力信
号をパケット化する。パケット化された情報はLANイ
ンタフェイス装置3を通ってLAN4に送られ、また他
のLANインタフェイス装置5を経て、ゲートウェイ装
置6に送られる。ゲートウェイ装置6は、他のLANと
の接続のために設けられており、前記パケット化された
ビデオデータを速度変換して出力する。
【0011】次に、前記H.261ビデオ符号化器1の
一具体例とこれに接続されたパケット化器とを、図2を
参照して説明する。テレビ会議用の国際標準H.261
では、画面を16×16画素のマクロブロックと呼ばれ
る単位に分割し、動き補償ならびにDCT符号化処理を
行う。図において、11は8×8画素の単位で入力して
くるビデオデータ、12は第1の加算器、13は第1の
切替器、14はDCT(離散コサイン変換)回路、15
は量子化回路、16は逆量子化回路、17は逆DCT回
路、18は第2の加算器である。
【0012】また、19は第2の切替器、20は第3の
切替器、21はフレームメモリ、22は第4の切替器、
23は動き補償器、24は第5の切替器、25は高周波
雑音を除去するためのループ内フィルタ、26は動き予
測器(Motion Estimater) 、27a、27bは第6の切
替器である。動き予測器26からは、動きベクトルMV
が出力される。
【0013】また、28は第6の切替器27bから出力
された8×8画素のビデオデータのDCT成分をその低
周波成分と高周波成分とに分割する分割器、29は該分
割器28の動作を制御する制御部、30、32はそれぞ
れ入力してきた低周波、高周波成分のDCT成分をパケ
ット化するパケット化器、31はDCTの高周波成分の
エネルギを計算するDCT交流エネルギ計算部、33は
動き補償(MC)をパケット化するパケット化器であ
る。
【0014】図3は、該H.261ビデオ符号化器1の
動作を分かりやすく説明した動作説明図である。前記第
1〜第6の切替器が端子aを選択すると、図3のAのM
Cあり(動き補償あり)、DCTあり(離散コサイン変
換あり)の符号化出力が得られる。また、前記第1〜第
6の切替器が端子bを選択すると、図3のBのMCなし
(動き補償なし)、DCTあり(離散コサイン変換あ
り)の符号化出力が得られる。また、前記第1〜第6の
切替器が端子cを選択すると、図3のCのMCあり(動
き補償あり)、DCTなし(離散コサイン変換なし)の
符号化出力が得られる。さらに、前記第1〜第6の切替
器が端子dを選択すると、図3のDのMCなし(動き補
償なし)、DCTなし(離散コサイン変換なし)の符号
化出力が得られる。
【0015】H.261ビデオ符号化器1は、各マクロ
ブロックのデータに対して、前記4通りの符号化を行
い、該符号化の中の一番少ないデータ量の符号化方式を
選択して出力する。例えば、ビデオデータの現フレーム
と前フレームとを比較して、対応するマクロブロックの
データに全く変化がなかった場合には、前記MCなし、
DCTなしの符号化量が一番少ないので、前記切替器の
端子dが選択される。次に、対応するマクロブロックの
データを見た場合、前フレームにおいて、他の場所にあ
ったマクロブロックのデータが単に該当のマクロブロッ
クに移動してきただけの変化であれば、MCあり、DC
Tなしの符号化量が一番少ないので、前記切替器の端子
cが選択される。
【0016】次に、対応するマクロブロックのデータを
見た場合、前フレームにおいて、該当のマクロブロック
のデータおよびこれに類似するデータがそのフレーム内
にない場合、すなわち前フレームには存在しなかったマ
クロブロックのデータが現フレームのマクロブロックに
初めて登場したような場合には、MCなし、DCTあり
の符号化量が一番少ないので、前記切替器の端子bが選
択される。さらに、対応するマクロブロックのデータを
見た場合、前フレームにおいて、他の場所にあったマク
ロブロックのデータが動きを伴って該当のマクロブロッ
クに移動してきた変化であれば、MCあり、DCTあり
の符号化量が一番少ないので、前記切替器の端子dが選
択される。前記切替器の選択は、モード選択情報と呼ば
れる。なお、H.261ビデオ符号化器1の構成および
前記した動作は周知であるので、さらに詳細な説明は省
略する。
【0017】図4は図2の制御部29の動作を説明する
ための図である。前記第6の切替器27a、27bから
出力されるDCT成分は、図示されているように、DC
Tマトリックスをジグザグスキャンしたシンボル列、す
なわち(係数値、0ラン長)である。図示のように、
A,B,C,Dが0でない係数値であるとした場合、第
6の切替器27aから出力される信号は、「(A,
3),(B,2),(C,2),…」となる。そこで、
制御部29は、前記シンボル列からジグザグスキャンし
た係数の個数をカウントし、これを予め定められた基準
値と比較することにより、分割器28の動作を制御する
ことができる。例えば、前記基準値を10とすれば、図
4の区切り線Xにおいて、低周波成分と高周波成分とに
分割することができるようになる。この基準値は、任意
に選択することができる。
【0018】次に、DCT交流エネルギ計算部31の動
作を、図5のフローチャートを参照して説明する。ステ
ップS1では、ある置数Qがクリアされ、ステップS2
では、DCT係数が入力する。ステップS3では、DC
T係数は2乗されて前記置数Qに加えられる。ステップ
S4では、最後のDCT係数であるか否かの判断がなさ
れ、この判断が否定の場合にはステップS2に戻って、
さらに次のDCT係数が取り込まれる。このようにし
て、DCT係数の交流成分が次々と2乗して加算され、
ステップS4の判断が肯定になると、ステップS5に進
んで、Qを重要度指数と確定する。この重要度指数は、
パケット化器32に送られる。
【0019】次に、前記パケット化器30および32か
ら出力されるパケットのフォーマット例を図6に示す。
パケットは、パケットヘッダとペイロードとからなる。
ペイロードはマクロブロックヘッダとデータ部分とから
構成されている。パケット化器30で生成される低次の
パケットはマクロブロックヘッダと動き情報およびDC
Tから構成され、またパケット化器32で生成される高
次のパケットはマクロブロックヘッダとDCTから構成
されている。低次のパケットのマクロブロックヘッダに
は、該パケットを捨てないことを意味する例えば「0」
のフラグが付加される。また、パケット化器33で生成
されるパケットのマクロブロックヘッダにも、該パケッ
トを捨てないことを意味する「0」のフラグが付加され
る。一方、パケット化器32で生成される高次のパケッ
トのマクロブロックヘッダには、該パケットを捨てても
よいことを意味する例えば「1」のフラグが付加され
る。また、高次のパケットのパケットヘッダには、重要
度指数が格納される。
【0020】パケット化器2から出力されたデータはL
ANインタフェイス装置3、LAN4およびLANイン
タフェイス装置5を経てゲートウェイ6に入力する(図
1参照)。図7は、該ゲートウェイ6の構成の一例を示
すブロック図である。図において、40はパケットのマ
クロブロックヘッダに挿入されているフラグを抽出する
フラグ抽出部、41は該フラグ抽出部40によって抽出
されたフラグにより端子を切り替える切替器、42は高
次のパケットから重要度指数を抽出する重要度指数抽出
部、43は該重要度指数抽出部42によって抽出された
重要度指数と予め定められたしきい値とを比較する比較
器、44は該比較器43の判定結果に基づいて切替器4
5の制御信号を生成する判定器である。該判定器44
は、重要度指数が前記しきい値より小さい時に、切替器
45を端子bに切り替える制御信号を出力する。
【0021】次に、図8はゲートウェイ6の構成の他の
例を示すブロック図である。この例の特徴は、判定器4
4を乱数に従って動作させるようにしたものであり、例
えば該乱数が予定値以下であれば、判定器44は切替器
45を端子bに切り替える制御信号を出力する。なお、
図中の他の符号は、図7と同一または同等物を示す。次
に、該ゲートウェイの動作を、図7を参照して説明す
る。前記パケット化器2でパケット化されたデータ34
が入力してくると、フラグ抽出部40はパケットのマク
ロブロックヘッダからフラグを抽出し、該フラグに基づ
いて切替器41の動作を制御する。該切替器41は、抽
出されたフラグが0の場合に端子aを選択し、1の場合
に端子bを選択する。該フラグが0の時は、前記パケッ
ト化されたデータは無条件に該ゲートウェイを通過す
る。一方、フラグが1の時には、データ34は重要度指
数抽出部42と切替器45に送られる。
【0022】重要度指数抽出部42は入力してきたパケ
ットから重要度指数を抽出し、比較器43に送出する。
比較器43は該重要度指数と予め定められているしきい
値とを比較し、重要度指数≧しきい値の場合に、判定器
44は切替器45の端子aを選択する制御信号を出力す
る。この結果、切替器45は、判定器44が重要度指数
<しきい値と判定した場合のみ、端子bを選択し、他の
場合は端子aを選択する。換言すれば、重要度指数<し
きい値の場合のパケットは廃棄される。
【0023】このように、本実施形態によれば、ゲート
ウェイは、受信したパケットから重要度指数を抽出し、
その大きさがしきい値以上か否かでパケットを通過させ
るか廃棄するかの判断ができるので、簡易な構成のゲー
トウェイ装置により、速度変換を実現することができる
ようになる。なお、図8のゲートウェイ装置は、乱数に
よりパケットを通過させるか廃棄するかの判断ができる
ので、図7と同様に、簡易な構成のゲートウェイ装置に
より、速度変換を実現することができるようになる。
【0024】図1に示されているように、ゲートウェイ
装置6から送出されたパケットは他のLANに送出され
る。該パケットを受信したLANは、該LANに接続さ
れた復号化器により該パケットを復号化するが、該復号
化器としては、国際標準H.261で規定されているも
のを使用することができるので、その説明は省略する。
【0025】
【発明の効果】この発明によれば、パケット化情報を選
択的に廃棄して送出するようにしているので、データ通
信の速度変換をすることができる。また、DCT成分の
高周波成分のみが選択的に廃棄されることになるので、
主観的画質を保持する上で重要な低次係数成分は廃棄さ
れない。このため、パケットビデオの速度変換が容易に
実行できると共に、画質の低下を極力防止することがで
きる。
【0026】また、ビデオパケットに廃棄の可否を判断
する情報が付加されるので、簡単にビデオパケットを廃
棄するか否かの判断をすることができ、簡単な装置によ
り速度変換を実現することができる。また、動き情報は
保存し、DCT高周波成分だけを廃棄するようにしたの
で、画質の劣化を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の概略の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】 H.261符号化器およびパケット化器の一
具体例を示すブロック図である。
【図3】 前記H.261符号化器の動作を説明するた
めのブロック図である。
【図4】 DCTマトリックスをジグザグスキャンした
シンボル列を示す説明図である。
【図5】 重要度指数を求める動作を示すフローチャー
トである。
【図6】 パケットのフォーマット例を示す図である。
【図7】 ゲートウェイにおける速度変換部の一具体例
を示すブロック図である。
【図8】 ゲートウェイにおける速度変換部の他の具体
例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…H.261符号化器、2、30、32、33…パケ
ット化器、3、5…LANインタフェイス装置、4…L
AN、6…ゲートウェイ、28…分割器、29…制御
部、31…DCT交流エネルギ計算部、40…フラグ抽
出部、41、45…切替器、42…重要度指数抽出部、
43…比較器、44…判定器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビデオデータをパケット化し、該パケッ
    ト化したデータを用いて速度変換を行うパケットビデオ
    速度変換装置であって、 ビデオデータを符号化して、モード選択情報を含む符号
    化情報を出力する符号化手段と、 DCT成分を含む符号化情報に関し、該DCT成分を低
    周波成分と高周波成分とに分割する分割手段と、 該分離手段によって分離されたDCT成分を別個にパケ
    ット化する手段と、 前記高周波成分のパケットを選択的に廃棄して、速度変
    換を行う速度変換手段とを具備したことを特徴とするパ
    ケットビデオ速度変換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1のパケットビデオ速度変換装置
    において、 前記分割手段は、DCTマトリックスをジグザグスキャ
    ンして得られた係数の個数により、前記DCT成分を低
    周波成分と高周波成分とに分割するようにしたことを特
    徴とするパケットビデオ速度変換装置
  3. 【請求項3】 請求項1のパケットビデオ速度変換装置
    において、 前記高周波成分のパケットに、重要度指数と高周波成分
    のパケットであることを識別する識別子とを含ませたこ
    とを特徴とするパケットビデオ速度変換装置。
  4. 【請求項4】 請求項1のパケットビデオ速度変換装置
    において、 前記速度変換手段は、前記パケット化手段によって得ら
    れたパケットが、DCT成分の低周波成分であるか高周
    波成分であるかを識別し、低周波成分であれば無条件に
    送出し、高周波成分であれば重要度指数が予め定められ
    たしきい値以下のパケットは廃棄し、それより大きいパ
    ケットのみを送出するようにしたことを特徴とするパケ
    ットビデオ速度変換装置。
  5. 【請求項5】 請求項1のパケットビデオ速度変換装置
    において、 前記速度変換手段は、前記パケット化手段によって得ら
    れたパケットが、DCT成分の低周波成分であるか高周
    波成分であるかを識別し、低周波成分であれば無条件に
    送出し、高周波成分であれば乱数に従って決定されたパ
    ケットを廃棄するようにしたことを特徴とするパケット
    ビデオ速度変換装置。
  6. 【請求項6】 請求項1のパケットビデオ速度変換装置
    において、 DCT成分を含まない符号化情報に関しては、パケット
    化後、廃棄の判定をすることなく、無条件に送出するよ
    うにしたことを特徴とするパケットビデオ速度変換装
    置。
JP19520796A 1996-03-07 1996-07-08 パケットビデオ速度変換装置 Pending JPH1023418A (ja)

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US08/801,063 US6011587A (en) 1996-03-07 1997-02-14 Packet video bitrate conversion system

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6590902B1 (en) * 1998-09-03 2003-07-08 Hitachi, Ltd. Layer-coded data transmitting apparatus
US8677001B2 (en) 2003-01-20 2014-03-18 Fujitsu Limited Streaming transmission method system, data processing apparatus and computer readable storage medium for making unwanted and malicious data unexecutable from voice or animation data streams

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