JPH1098413A - 画像通信システムおよび画像送信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 間引き回路の修正を要することなく、画像の
フレーム間引き処理の行える画像通信システムおよび画
像送信装置を提供する。 【解決手段】 送信能力入力部１０８から入力された送
信能力Ａと、画像入力装置１０１から入力された画像デ
ータ量Ｂとを送信フレームレートコントローラ１０６で
比較し、Ａ≧Ｂであれば入力された画像のフレームを間
引くことなく、スペクトル拡散送信部１０５へ送り送信
する。Ａ＜Ｂであれば、Ａ，Ｂに応じて求めた間引き量
だけ間引いた画像フレームをスペクトル拡散送信部１０
５へ送り送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトル拡散方
式等を用いた画像通信システムおよび画像送信装置に関
し、特に画像のフレーム間引きに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有線の代わりに無線で画像送信を行う方
式として、スペクトル拡散方式を用いた画像送信方式が
ある。ここでスペクトル拡散方式を用いた送信方式につ
いて説明する。

【０００３】一般に、直接拡散方式を用いたスペクトル
拡散方式では、送信側で、通常送信するデジタル信号の
ベースバンド信号から、擬似雑音符号（ＰＮ符号）等の
拡散符号系列を用いて、原データに比べてきわめて広い
帯域幅を持つベースバンド信号に拡散する。そして、Ｐ
ＳＫ（位相シフトキーイング），ＦＳＫ（周波数シフト
キーイング）等の変調を行い、ＲＦ（無線周波数）信号
に変換して送信する。

【０００４】受信側では、送信側と同一の拡散符号を用
いて受信信号との相関をとる逆拡散を行って受信信号を
原データに対応した帯域幅をもつ狭帯域信号に変換す
る。続いて、通常のデータ復調を行い、原データを再生
する。このように、スペクトル拡散通信方式では、情報
帯域幅に対し送信帯域幅が極めて広いので、送信帯域幅
が一定の条件下では、通常の狭帯域変調方式に比べ非常
に低い送信速度しか実現できない。

【０００５】そこで、この問題を解決するために符号分
割多重化という方式が存在する。この方式は、高速の情
報信号を低速の並列データに変換し、それぞれ異なる拡
散符号系列で拡散変調して、加算した後にＲＦ信号に変
換して送信を行うことにより、拡散変調の拡散率を下げ
ることなしに、送信帯域幅一定の条件下で高速データ送
信を実現するものである。

【０００６】図７はこの方式における送信機の構成を示
すブロック図である。入力されたデータは、Ｎ個の並列
データに変換される。この変換された各データは、Ｎ個
の乗算器群７０２−１〜７０２−Ｎにおいて、拡散符号
発生器７０３のＮ個のそれぞれ異なる拡散符号出力と乗
算され、Ｎチャンネルの広帯域拡散信号に変換される。
次に、各乗算器７０２−１〜７０２−Ｎの出力は、加算
器７０４にて加算され、高周波段７０５に出力される。
この加算されたベースバンド広帯域拡散信号は、高周波
段７０５で適当な中心周波数を持つ送信周波数信号に変
換され、送信アンテナ７０６より送信される。この方式
において、並列のデータ数Ｎの大きさに対応して、単位
時間当たりのベースバンド信号のデータ送信量は変化す
る。

【０００７】図５は直並列変換器７０１からの出力信号
（ａ）と、拡散符号発生器７０３からのＰＮ符号（ｂ）
と乗算器７０２−１の出力（ｃ）を示したものである。
このようにスペクトル拡散ではベースバンド信号の単位
ビット時間Ｔｂに対しＰＮ符号の単位ビット時間Ｔｐは
極めて短いため、図６のようにＰＮ符号の単位ビット時
間Ｔｐが長くなれば、データの拡散率を同じにするには
ベースバンド信号の単位ビット時間Ｔｂも長くする必要
がある。つまり、単位時間当たりのベースバンド信号の
データ送信量とＰＮ符号の単位ビット時間は比例する関
係にある。

【０００８】以上説明したように、スペクトル拡散方式
でデータを送信しようとする場合には様々な要因で、単
位時間当たりのベースバンドデータの送信能力が決定さ
れる。このように、様々な要因で変化するスペクトル拡
散送信部を用い動画像情報を送信していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来例
においては、次のような問題があった。すなわちスペク
トル拡散で情報量の大きな画像データ、とくに動画像デ
ータを送信する場合、送信能力が十分なシステムで送信
する場合は問題ないが、送信能力の少ないシステムで送
信する場合は、フレーム間引き処理を行って送信するの
が一般的である。

【００１０】ここで、単位時間（１秒）当たりの映像信
号の情報量について説明する。一般的なＴＶ信号は１秒
当たり３０フレームの画面で構成されている。さらに１
フレームの画面は水平×垂直で７２０×４８０の画素デ
ータからなり、さらに１画素のデータは輝度信号８ビッ
ト、色信号８ビットの１６ビットのデータで構成され
る。つまりＴＶ信号１秒間の映像信号のデータ総量は 30（フレーム）×720 （水平）×48垂直）× 16bit（１
画素）＝約160メガ bit となる。

【００１１】このような画像データを、データ送信能力
が１６０メガｂｉｔ／秒の送信システムＡで送信する場
合、 送信時間 ＴＡ＝１６０メガｂｉｔ／（１６０メガｂｉ
ｔ／秒）＝１秒 また、データ送信能力が１６メガｂｉｔ／秒の送信シス
テムＢで送信する場合 送信時間 ＴＢ＝１６０メガｂｉｔ／（１６メガｂｉｔ
／秒）＝１０秒 となり、送信能力の遅いシステムＢでは、１秒間の画像
データを全て送信すると１０秒の時間を要してしまうた
め、１秒間の原動画像のフレーム数を１／１０に間引く
処理を行う回路を設計、追加し画像送信しなければなら
なかった。

【００１２】また、スペクトル拡散の送信部は画像信号
に比べ使用する周波数帯域が大きく異なるため、モジュ
ール化される場合が多く搬送波の帯域変更等によりスペ
クトル拡散送信部を交換して使用する場合、その都度送
信システムに最適な原動画像の間引き間隔を算出し、間
引き回路を修正しなければならないという問題があっ
た。

【００１３】本発明は、このような状況のもとでなされ
たもので、間引き回路の修正を要することなく、最適な
画像のフレーム間引き処理の行える画像通信システムお
よび画像送信装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明で画像通信システムを次の（１）〜（４）の
とおりに、また画像送信装置を次の（３）のとおりに構
成する。

【００１５】（１）画像送信部からデジタル化された画
像データを画像受信部に送信する画像通信システムであ
って、前記画像送信部は、データ送信能力を入力する送
信能力入力手段と、この送信能力入力手段から入力され
たデータ送信能力に応じて送信する画像データのフレー
ム間引き量を求め、間引き制御を行う送信フレームレー
トコントローラとを備え、前記画像受信部は、受信され
た画像データ量に応じて再生する画像のフレームレート
を制御する受信フレームレートコントローラを備えた画
像通信システム。

【００１６】（２）画像送信部は、画像データをスペク
トル拡散符号化して送信するものであり、画像受信部
は、受信信号を逆拡散するものである前記（１）記載の
画像通信システム。

【００１７】（３）前記送信フレームレートコントロー
ラは、前記送信入力手段により入力されたデータ送信能
力に対応する第１の値（Ｃａ）と、所定の動画像の伝送
レートに対応する第２の値とを比較し、前記第１の値が
前記第２の値より大きい場合には、フレーム間引きを行
わない前記（１）もしくは（２）記載の画像通信システ
ム。

【００１８】（４）前記送信能力入力手段が、マニュア
ル操作によって前記データ送信能力を指定可能である前
記（１）〜（３）の何れかに記載の画像通信システム。

【００１９】（５）データ送信能力を入力する送信能力
入力手段と、この送信能力入力手段から入力されたデー
タ送信能力に応じて、送信する画像データのフレーム間
引き量を求め、間引き制御を行う送信フレームレートコ
ントローラと、この送信フレームレートコントローラに
より間引き制御された画像データをスペクトル拡散符号
化して送信するスペクトル拡散符号化送信部とを備えた
画像送信装置。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明を“無線画像通信シス
テム”の実施例により詳しく説明する。なお本発明は無
線伝送に限らず有線伝送においても同様に実施すること
ができる。

【００２１】

【実施例】図１は実施例である“無線画像通信システ
ム”における画像送信部を示すブロック図である。図
中、１０１はＴＶカメラ等に代表される画像入力装置、
１０２は画像入力装置１０１からの映像信号をアナログ
値からデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、１０３は１
フレーム分の画像データを記憶するフレームメモリ、１
０４はフレームメモリ１０３から読み出された画像デー
タをスペクトル拡散送信部１０５に出力するための出力
バッファ、１０５は従来例で説明したような、デジタル
データを拡散し、ＰＳＫ（位相シフトキーイング），Ｆ
ＳＫ（周波数シフトキーイング）等の変調を行い、ＲＦ
（無線周波数）信号に変換して送信するスペクトル拡散
送信部である。１０８は送信部の送信能力を入力する送
信能力入力手段であり、スイッチ，ボリューム等で構成
される。１０６は主にマイクロコンピュータ等で構成さ
れ送信能力入力手段１０８の値により単位時間当たりの
送信フレーム数を決定し、Ａ／Ｄ変換器１０２〜出力バ
ッファ１０４をコントロールする送信フレームレートコ
ントローラである。送信フレームレートコントローラ１
０６には、システム全体のタイミングの基準となるタイ
ミング発生回路１０７が接続されている。

【００２２】以上の構成で、原動画像の１秒当たりのデ
ータ量が１６０メガｂｉｔとして説明する。送信フレー
ムレートコントローラ１０６には、送信能力入力手段１
０８よりスペクトル拡散送信部１０５の単位時間当たり
のデータ送信能力が入力される。図２は送信フレームレ
ートコントローラ１０６の動作の流れを示すフローチャ
ートである。処理２０１で読み込まれた送信能力Ｃａ
（単位 メガｂｉｔ／秒）は処理２０２で基準の送信能
力である１６０メガｂｉｔ／秒と比較され、それ以上の
場合は送信能力が原動画像のデータ量以上のため、処理
２０３により、リアルタイムにＡ／Ｄ変換器１０２でデ
ジタルデータにされた画像データを、フレームメモリ１
０３，出力バッファ１０４の内部をバイパスさせるよう
に制御し、直接スペクトル拡散送信部１０５に出力す
る。

【００２３】一方、送信能力Ｃａが１６０メガｂｉｔ／
秒未満のときは、原動画像のデータ量未満のため、フレ
ーム数の間引き処理を行う。間引く周期Ｔｆはスペクト
ル拡散送信部１０５の送信能力Ｃａにより以下の式で算
出される。

【００２４】Ｔｆ＝（１フレーム分のデータ量）÷Ｃａ 本実施例では、１フレーム分のデータ量は１６０メガｂ
ｉｔ／秒としているのでＴｆ＝（１６０メガｂｉｔ／
秒）÷Ｃａ となる。

【００２５】なおこの周期Ｔｆは演算に限らず、テーブ
ル検索により求めることができる。

【００２６】次に、処理２０５により最初の１フレーム
分の原動画像データをフレームメモリ１０３に記憶させ
る。そして処理２０６によりメモリ１０３からの画像デ
ータをスペクトル拡散送信部１０５の送信スピードに応
じて、スペクトル拡散送信部１０５に出力する。その後
処理２０７で最初の処理２０４から（Ｔｆ−１）フレー
ム分の時間だけ時間待ちを行う。この間に画像データは
スペクトル拡散送信部１０５より送信される。一連のフ
レーム間引き処理２０４〜２０７が終了し、さらに画像
送信を継続する場合は、処理２０１にもどり、同様の処
理を行う。

【００２７】次に、画像受信部の動作を説明する。図３
は本実施例における、画像受信部を示すブロック図であ
る。図中、３０１は送信側と同一の拡散符号を用いて受
信信号との相関をとりスペクトル逆拡散を行い、受信信
号を原データに対応した帯域幅を持つ狭帯域信号に変換
し、続いて通常のデータの復調を行い、原データを再生
するスペクトル拡散受信部である。３０２は再生された
画像データを一時的に蓄える入力バッファ、３０３は１
フレーム分の画像データを記憶するフレームメモリ、３
０４はフレームメモリ３０３からのデジタルデータをア
ナログデータに値に変換するＤ／Ａ変換器、３０５はＤ
／Ａ変換器３０４からの出力を基に映像信号を表示する
モニタ等の画像表示装置である。３０６は入力バッファ
３０２やフレームメモリ３０３を制御し１フレーム分の
画像データが受信されるごとに、画像データをＤ／Ａ変
換器３０４に出力するように制御する受信フレームレー
トコントローラである。受信フレームレートコントロー
ラ３０６にはシステム全体のタイミングの基準となるタ
イミング発生回路３０７が接続されている。

【００２８】図４は受信フレームレートコントローラ３
０６の動作の流れを示すフローチャートである。処理４
０１，４０２でスペクトル拡散受信部３０１により受信
された画像データが入力バッファ３０２に１フレーム分
蓄積されるのを待つ。蓄積が完了したら画像データをフ
レームメモリ３０３に送信する。フレームメモリ３０３
のデータはＤ／Ａ変換器３０４に出力され、新たに次の
フレームの画像データが蓄積されるまで、同じフレーム
の画像信号がＤ／Ａ変換器３０４から画像表示装置３０
５に出力される。

【００２９】このような構成にすることにより、原動画
像の情報をスペクトル拡散送信部１０５の能力に自動的
に合わせ、自然な形で送信することができる。

【００３０】なお、本実施例では、フレーム間引きの基
準の送信能力を１６０メガｂｉｔ／秒としたが、必ずし
も１６０メガｂｉｔ／秒にする必要はなく、送信画像の
１フレームの情報量が小さければ、その時の１フレーム
分の原画像の情報量を基準として比較すればよい。

【００３１】以上説明したように、本実施例によれば、
スペクトル拡散送信部のデータ送信能力が異なっても、
送信部のデータ送信能力に最適な画像のフレーム間引き
処理ができ、送信部が変更されるごとに間引き回路を修
正する必要がなくなる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スペクトル拡散方式等の送信部のデータ送信能力が異な
っても、送信部のデータ送信能力に最適な画像のフレー
ム間引き処理が行えるため、例えば、送信部が変更され
る度に最適な原動画像のフレーム間引き間隔を算出し、
間引き回路を修正しなければならないという問題を解消
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例における画像送信部のブロック図

【図２】 送信部の動作を示すフローチャート

【図３】 実施例における画像受信部のブロック図

【図４】 受信部の動作を示すフローチャート

【図５】 スペクトル拡散の説明図

【図６】 スペクトル拡散の説明図

【図７】 スペクトル拡散多重化の説明図

【符号の説明】

１０５ スペクトル拡散送信部 １０６ 送信フレームレートコントローラ １０８ 送信能力入力手段 ３０６ 受信フレームレートコントローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像送信部からデジタル化された画像デ
   ータを画像受信部に送信する画像通信システムであっ
   て、前記画像送信部は、データ送信能力を入力する送信
   能力入力手段と、この送信能力入力手段から入力された
   データ送信能力に応じて送信する画像データのフレーム
   間引き量を求め、間引き制御を行う送信フレームレート
   コントローラとを備え、前記画像受信部は、受信された
   画像データ量に応じて再生する画像のフレームレートを
   制御する受信フレームレートコントローラを備えたこと
   を特徴とする画像通信システム。
2. 【請求項２】 画像送信部は、画像データをスペクトル
   拡散符号化して送信するものであり、画像受信部は、受
   信信号を逆拡散するものであることを特徴とする請求項
   １記載の画像通信システム。
3. 【請求項３】 前記送信フレームレートコントローラ
   は、前記送信入力手段により入力されたデータ送信能力
   に対応する第１の値（Ｃａ）と、所定の動画像の伝送レ
   ートに対応する第２の値とを比較し、前記第１の値が前
   記第２の値より大きい場合には、フレーム間引きを行わ
   ないことを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の
   画像通信システム。
4. 【請求項４】 前記送信能力入力手段が、マニュアル操
   作によって前記データ送信能力を指定可能であることを
   特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の画像通
   信システム。
5. 【請求項５】 データ送信能力を入力する送信能力入力
   手段と、この送信能力入力手段から入力されたデータ送
   信能力に応じて、送信する画像データのフレーム間引き
   量を求め、間引き制御を行う送信フレームレートコント
   ローラと、この送信フレームレートコントローラにより
   間引き制御された画像データをスペクトル拡散符号化し
   て送信するスペクトル拡散符号化送信部とを備えたこと
   を特徴とする画像送信装置。