無線圖像傳輸設備與圖像傳輸法的製作方法
2023-07-05 05:38:46
專利名稱：無線圖像傳輸設備與圖像傳輸法的製作方法
技術領域：
本發明涉及編碼圖像數據的無線傳輸設備，尤其涉及通過應用不同傳輸率調製法的無線信道以諸如OFOM等時分法傳輸編碼圖像數據的無線圖像傳輸設備。
背景技術：
近年來，無線傳輸技術有了迅速發展，尤其是數據傳輸速度獲得顯著提高。
直到幾年前，個人手機系統(PHS)的最高傳輸率為64Kbps，現在2.4GHz波段IEEE802.11b技術規範使傳輸速度達到了11Mbps，而5GHz波段802.11a與MMAC(多媒體移動尋址通信系統)、HiSWANa(高速無線入網型a)和BRAN(寬帶無線電入網)Hiper-LAN/2已實現了20～30Mbps和更高的傳輸速度。傳輸速度達到了這種程度，就使應用MPEG(運動圖像專家組)1/MPEG2/MPEG4或其它視頻編碼法編碼的多個視頻數據流就有可能實現無線實時傳輸。以上的IEEE802.11a、HiSWANa和HiperLAN/2都使用一種稱為OFOM(正交頻分復用)的調製法。根據用戶請求，該調製法能時分復用應用傳輸質量高但傳輸速度低的調製法的信道和應用傳輸質量差但傳輸速度高的調製法的信道。
傳輸質量是一個用來評估數據傳輸與再現性能的參數，通常應用BER(位錯率)或其它值。
在無線傳輸用某種視頻編碼法(以MPEG1、2、4為代表)編碼的圖像時，一種抑制像質量降低的技術是日本專利待公開號11-330984描述的「糾錯編碼設備與解碼設備」。上述出版物中，在通過應用OFDM等調製法的無線傳輸信道傳輸編碼的圖像流時，把該流分成重要信息A和不重要信息B。重要信息部分用調製法α傳輸，傳輸質量高而速度低；不重要信息用調製法β傳輸，傳輸質量低但速度高。這樣能保持高的圖像傳輸率，並防止明顯幹擾像質。
但上述背景技術有下列問題。一般在編碼視頻數據時，由可變比特率(VBR)和固定比特率(CBR)兩種，前者的輸出碼流的比特率(傳輸速度)時序隨視頻數據內容而變，後者則被控制成使比特率不變。這些比特率按應用場合來選用。對網上的實時傳輸，適宜用傳輸速度恆定的CBR。
在諸如OFDM的調製法中，為應用兩種不同傳輸速度的調製法來傳輸，即使在應用恆定傳輸速度的CBR方法時，若以上重要與不重要信息A與B單位時間的位數比例是變化的，則可隨時改變傳輸速度。
圖13A和13B示出了傳輸速度的細節。如圖13A所示，重要與不重要信息A與B的比例即使變化，單位時間CBR碼流的總位數也基本上恆定，不過這排除了在比特率控制算法中所出現的誤差。在應用單一調製法傳輸這種信息時，即使A與B的比例變化，如(1)與(2)中，若能保證固定的時間量，則有可能在毫無問題的條件下傳輸。但如圖13B所示，通過無線信道傳輸時，若重要信息A的碼流用調製法α調製，而不重要信息B用調製法B調製，如果重要信息A和不重要B的單位時間的比例像(1)與(2)那樣變化，則由於α和β單位時間的傳輸量之差，傳輸時間就會變化0，即，單位時間所傳輸的總位數(傳輸速度)變了。
如上所述，若傳輸時間頻繁變化，就增加了碼流所需的時間。這樣會出現不能保證增加的時間量的情況，使碼流傳輸出現延遲與丟失，並且使再現的視頻發生嚴重的劣化。還會發生另一通信應用的傳輸時間不夠的情況。還可能逐一響應來自視頻編碼裝置的請求以動態地保證傳輸時間；但這會使系統複雜化，增加無線收發設備的負荷。
本發明的目的在於，即使在使用多種不同傳輸率的調製法傳輸視頻碼流時，也能通過固定時間量傳輸來有效地利用帶寬。
發明內容
本發明的一個方面提供一圖像編碼設備，它以編碼碼流輸出組合圖像信息，該信息包含第一調製法調製的第一信息部分和用不同於第一調製法的第二調製法調製的第二信息部分，並且它還包括對上述組合圖像數據進行編碼的編碼器，以及還包括基於量化值對輸入數據量化的量化裝置和對該編碼器作編碼量控制的編碼量控制裝置，其中包括計算上述第一信息部分位數的第一信息計數裝置；計算上述第二信息部分位數的第二信息計數裝置；根據上述第一信息計數裝置計算的第一信息部分的位數，計算傳輸上述使用第一調製法所編碼的第一信息部分所需時間的第一信息傳輸時間計算裝置；根據傳輸上述編碼的第一信息部分所需的時間和能用於傳輸的總傳輸時間，計算能用於傳輸上述編碼的第二信息部分所需的時間的第二信息傳輸時間計算裝置；計算可傳輸的第二信息位數的裝置，它根據可用於傳輸上述編碼的第二信息部分的時間和上述第二調製法，計算能傳輸上述第二信息部分的位數；計算不能傳輸的位數的裝置，它根據上述第二信息部分可傳輸的位數和上述第二信息計數裝置所計算的第二信息部分的位數，計算超過上述第二信息部分可傳輸位數的不能傳輸位數；量化值計算裝置，它根據上述不能傳輸的位數，計算出並向上述量化裝置輸出用於下次圖像編碼處理的量化值。
本發明的另一個方面提供一種無線圖像傳輸設備，它包括通信控制裝置，用於規定第一信息部分調製法的第一調製法、調製不同於第一信息部分的第二信息部分的第二調製法和能用於傳輸的總傳輸時間；調製裝置，用於按各自的調製法調製圖像數據；無線收發裝置，可輸出調製裝置調製的信號並接收所傳輸的無線信號；解調裝置，可接收被無線收發裝置接收的信號，並根據上述通信控制裝置所規定的調製法解調所接收到的信號；和圖像編碼裝置，它根據上述通信控制裝置所規定的第一與第二信息部分的調製法和總傳輸時間，編碼輸入的圖像數據並產生位數，還根據從第一調製法調製的第一信息部分數據和第二調製法調製的第二信息部分數據中不能在總傳輸時間內傳輸的編碼數據的位數，對下一個總的傳輸周期的編碼控制作編碼量控制。
本發明的又一個方面提供了無線圖像傳輸系統，它包括無線基站，它包括的無線圖像傳輸設備具有通信控制裝置，可規定調製第一信息部分的第一調製法、調製不同於第一信息部分的第二信息部分的第二調製法和用於傳輸的總傳輸時間；調製裝置，可按上述調製法調製圖像數據；無線收發裝置，可輸出調製裝置調製的信號並接收傳輸的無線信號；解調裝置，可接收無線收發裝置所接收到的信號並根據上述接收到的所使用通信控制裝置規定的調製法解調信號；和圖像編碼裝置，可按上述第一與第二信息調製法和通信控制裝置規定的總傳輸時間，編碼輸入的圖像數據並產生碼流，還在從第一調製法調製上述圖像數據得出的第一信息數據和從第二調製法的調製得出的第二信息數據的編碼數據中間，根據不能在總傳輸時間內傳輸的編碼數據的位數，對一下總傳輸周期內的編碼控制作編碼量控制。
多個移動站，它可對無線基站通過無線信道所傳輸的編碼圖像數據進行解碼。
本發明的還有一個方面提供了一種圖像編碼法，它可以編碼碼流輸出組合圖像信息，該圖像信息可包含應用第一調製法調製的第一信息部分和應用不同於第一調製法的第二調製法調製的第二信息部分，而且還包括對上述組合圖像信息編碼的編碼步驟，還包含按量化值量化輸入數據的量化處理；和編碼量控制步驟，該步驟控制在編碼步驟中的編碼量，還具有計算第一信息部分位數的子步驟；第一信息部分傳輸時間計算子步驟，可根據上述計算第一信息部分位的子步驟計算的第一信息部分的位數，計算傳輸應用第一調製法編碼的第一信息部分所需的時間；第二信息部分傳輸時間計算子步驟，可根據傳輸編碼的第一信息部分所需的時間和能用於傳輸的總傳輸時間，計算能用於傳輸編碼的第二信息部分的時間；可傳輸第二信息部分的位數的計算子步驟，它可根據能用於傳輸編碼的第二信息部分的時間和第二調製法，計算第二信息部分能被傳輸的位數；計算第二信息部分位數的子步驟；不傳輸位的計算子步驟，可根據第二信息部分計數裝置所計算的第二信息部分可傳輸的位數和第二信息部分的位數，計算超過第二信息部分可傳輸位數的不傳輸位數；和量化值計算子步驟，可根據不傳輸的位數，計算並向量化裝置輸出用於下一圖像編碼處理的量化值。
附圖簡介圖1示出信息部分A和信息部分B與分配的總時間之比；圖2示出MPEG2層次結構和各層的數據配置；圖3是本發明第一方面的無線圖像傳輸設備結構的框圖；圖4示出本發明第一方面的無線圖像傳輸設備和通信遙控一側的設備；圖5示出本發明第一方面的無線圖像傳輸設備的處理步驟；圖6是使用本發明第一方面的無線圖像傳輸設備所分配的信息傳輸時間步驟的流程圖；圖7說明對應用本發明第一方面的無線圖像傳輸設備的無線傳輸消息與數據的包建立步驟；圖8是本發明第一方面的無線圖像傳輸設備圖像編碼裝置結構的框圖；圖8A示出圖像編碼裝置的整體結構；圖8B示出結構類似於普通編碼器的圖像編碼裝置部分；圖9示出圖像塊的結構；
圖10A與10B說明圖像編碼中的運動矢量；圖11示出信息部分A和B與應用本方面第一實施例中無線圖像傳輸設備的分配總時間之比；圖12是本發明第二實施例的系統的結構圖，它使用了第一實施例所描述的無線圖像傳輸設備；圖13A示出CBR碼流的結構；以及圖13B示出用兩類調製法傳輸流的傳輸時間。
實施發明的較佳方式在說明本發明諸方面前，首先參照圖1解釋本發明的進行的一項。
在本發明的無線圖像傳輸設備中，在各時間T內(總分配時間)進行圖像編碼與傳輸處理。此外，還把編碼的圖像數據分為信息部分A和B，用調製法α傳輸信息部分A，用調製法β傳輸信息部分B。
圖1顯示了如何在以時間T所限定的各間隔(1)～(3)內分配的「總分配時間」內，傳輸由無線圖像傳輸設備中的圖像編碼裝置輸出的編碼數據。
在間隔(1)中，圖像編碼裝置產生對應於信息部分A與B的編碼數據A1與B1並暫時累積在緩衝存儲器裡。對於累積在緩衝存儲器裡的所有編碼的數據，在用調製法α調製時，把編碼數據A1的傳輸時間定為在間隔(2)的「總分配時間」內傳輸所必需的時間TA1，在間隔(2)內傳輸所有這種數據。編碼數據B1在「總分配時間」的剩餘時間TB1a中傳輸；但當編碼數據B1用調製法β調製且TB1＞TB1a時，傳輸時間TB1就大於剩餘時間TB1a。
此時，把傳輸剩餘編碼數據B1b的時間TB1b(＝TB1-TB1a)固定在間隔(3)內，即，在間隔(1)內數據B1存入緩衝器中，在間隔(2)內讀出不能傳輸的不傳輸部分B1b，且在間隔(3)內傳輸。
另一方面，在間隔(3)中傳輸由圖像編碼裝置在間隔(2)內所產生的對應於信息部分A與B的編碼數據A2和B2。當TB1b+TA2(傳輸數據A2所需的時間)+TB2(傳輸數據B2所需的時間)超過「總分配時間」時，必須將超量時間TB2b固定於另一間隔(4)，但要把最大優先傳輸編碼數據A2所需的時間TA2固定於間隔(3)。上述處理大體上要重複，但若圖像編碼裝置編碼的量超過能在「總分配時間「裡所傳輸的編碼量的狀態繼續下去，緩衝存儲器就會溢出編碼數據而將其丟失，從而不可能正常操作。
在本發明人設計的方法中，在對應於圖像編碼裝置在指定間隔裡所產生的信息部分B的編碼數據中，計算出下一間隔內不能傳輸的編碼數據量並將其累加。若累加值變得大於某一值，則在下一間隔編碼時減去對應於信息部分B的編碼數據量；若累加值小於一給定值，則在下一間隔編碼中控制圖像編碼的量化參數，增大編碼數據量。
根據本發明人的上述研究，下面參照
本發明第一方面的無線圖像傳輸設備。
在下面說明的本發明第一方面的無線圖像傳輸設備中，假定編碼圖像數據被分成信息部分A和B。若將MPEG2用作編碼法時，可以應用下述劃分為信息部分A和B的方法。
圖2示出MPEG2碼流的層次結構。越接近於圖頂部的層，則該層數據受影響的原始圖像數據的範圍越寬。如在信息部分A中，分配了序列層1、GOP(圖片組)層3、圖片層5和切片層7。在信息部分B中，分配了宏字塊層11和字塊層15。
對信息部分A，使用了傳輸速度低但可靠性高(傳輸質量好)的調製法。對信息部分B，使用了可靠性低但傳輸速度高的調製法。該方法既維持了較高的傳輸速度，又能抑制再現圖像的擾動。
圖3示出本發明圖像傳輸設備的結構。圖像傳輸設備x把編碼的圖像分成信息部分A與B，各自用不同的調製法作調製傳輸。該圖像傳輸設備x具有圖像編碼裝置200、通信控制裝置210、無線建包裝置220、調製裝置230和無線收發裝置240，另還包括解調裝置250、無線數據提取裝置260和緩衝器270。
下面說明圖3中各塊的操作。通信控制裝置210確定調製方法、解調方法和分配的頻段，像在圖4所示本發明第一方面的無線圖像傳輸設備500與遠程通信設備510通信時的用法相似。按照無線協議(IEEE802.a、MMACHiSWANa、BRAN HiperLAN等)與遠程通信設備510交換消息。此時，圖像傳輸設備500利用通信控制裝置210保持調製法、解調法和分配的頻段，直到它們改變。該通信控制裝置210產生並輸出消息和取決於無線協議的類似消息，輸入並解碼上述消息。
在通信控制裝置210傳輸圖像前，通過上述消息交換確定的圖像傳輸參數，包括例如信息部分A和B的調製法及總分配時間。傳輸的編碼圖像數據被分成信息部分A與B。這裡把傳輸信息部分A的調製法稱為「信息部分調製法」，把傳輸信息部分B發調製法稱為「信息部分B調製法」。
「總分配時間」是在時間T為界的間隔內能用於傳輸信息部分A與B的總時間量，如圖5所示。以上三類參數供給圖像編碼裝置200。
通信控制裝置210管理通過無線信道傳輸編碼圖像數據碼流的時序。根據圖像編碼裝置200設置的「信息部分A要求的時間」和「信息部分B要求的時間」(下面再詳述)，與遠程通信設備510協商，確定信息部分A與B的傳輸時間，並按傳輸開始時間發出從緩衝器270讀傳輸碼流的指令。
如圖3所示，無線建包裝置220把通信控制裝置210產生的消息或圖像編碼裝置200產生的碼流31(圖7)轉換成包37的形式(圖7)，以通過無線信道傳輸。這主要涉及增補檢錯碼33和頭部35(圖7)。
調製裝置230能在諸如BRSK(二進位相移鍵控)、QP3K(正交相移鍵控)與16QAM(正交調幅)等調製法之間對輸入數據作時序切換。除了調製法在事先由設置的無線協議確定的情況以外，用通信控制裝置210所規定的調製法作調製。在無線協議決定了調製法時，就應用了該調製法。
無線收發裝置240向無線信道輸出由調製裝置230調製的信號，並接受遠程通信設備510(圖4)發出傳給解調裝置250的無線信號。
解調裝置250用通信控制裝置210規定的解調法，解調接收自無線收發裝置240的信號。與調製裝置230相似，該解調法以時序切換。當解調法由無線協議規定時，就用協議規定的解調法作解調。
無線數據提取和裝置260從解調的無線包裡提取消息等，如圖7所示。這主要涉及到解碼、檢錯和頭部刪除。提取的數據發送至通信控制裝置210。
圖像編碼裝置200編碼輸入的圖像數據並生成碼流。根據通信控制裝置210設置的「總分配時間」、「信號部分A調製法和「和「信號部分B調製法，」對輸入圖像編碼，使其變成能在當前保證的「總分配時間」內所傳輸的編碼數據量，並把「信息部分A要求時間」和信息部分B要求時間「參數傳給通信控制裝置210。把編碼的碼流寫到緩衝器270，後者存貯著碼流31，並按通信控制裝置210的命令輸出該碼流。
現再詳述圖像編碼裝置200。如圖8A所示，該圖詳細示出了圖3的圖像編碼裝置200，該圖像編碼裝置200具有信息部分A計數裝置100、信息部分B計數裝置102、信息部分A時間計算裝置105、信息部分B時間計算裝置110、信息部分B位數計算裝置112、不傳輸位數計算裝置113和量化值計算裝置115，另還具有編碼器180。
如圖8B所示，編碼器180具有變長編碼裝置125、量化裝置130、DCT裝置135、逆量化裝置140、逆PCT裝置145、加法器150、存儲器155、運動評估裝置160、運動補償裝置165和減法器170。該結構相當於一般視頻編碼器的配置(MPEG1/2/4等)，詳見例如Hiroshi Fujiwarg編輯的Saishin MPEGKyoukasho.
下面說明8A所示圖像編碼裝置200的操作細節。這裡說明的圖像編碼裝置200假定主要在各圖像塊裡作處理。如圖9所示，圖像塊71a是圖像幀71中的一個單元，它包括8×8排列的象素73。
如圖8B所示，將圖像數據190輸入到減法器179和運動評估裝置160。在減法器170中，從圖像數據裡減去運動補償裝置165的輸出值。然而，若不作運動補償(在塊內)，就用「0「代替運動補償裝置165的輸出值，因而減法器170的輸出就是輸入的圖像數據本身。塊內是只在同一圖像幀的數據中進行編碼的圖像塊，而沒有使用幀間預測。
把減法器170的輸出輸入到DCT裝置135，並執行DCT(離散餘弦變換)操作，其輸出發送至量化裝置130。
在量化裝置130中，根據量化值計算裝置115算出的量化值對輸入數據量化。先把量化值置於某個初值，之後在每次循環內(如每個像幀)修正該值。在類似於諸如MPEG的編碼器180結構的視頻編碼法中，主要由量化裝置130調節所產生的編碼數據量，量化的數據和量化值送變長編碼裝置125和逆量化裝置140。
逆量化裝置140將量化的數據乘以量化值，作逆量化。把圖像數據設置成有限位數(如8位)，只要量化值不是1，則該量化的數據的值就與以前量化的值不同。把量化的數據送逆DCT裝置145，後者對被逆量化的數據作逆DCT操作。
逆DCT處理後，數據送加法器150。若輸入數據已被減法器170(非塊內)減去運動補償裝置165的輸出值，加法器150就加上運動補償裝置165的輸出值，產生對應於輸入圖像數據的數據(其值不同於量化和逆量化處理得到的差值)，並把它寫到存儲器155。減法器170已減去對應於塊內的數據，故要加「0」。此時，加法器150的輸出就是逆DCT值本身。
現參照圖10A與10B說明計算運動矢量195的步驟。把上述產生的數據寫到存儲器155，作為圖10B所示的參考圖像幀數據，在運動評估處理中被運動評估裝置160參照，在運動補償處理中被運動補償裝置165參照。
運動評估裝置160從貯存在存儲器155裡的參考圖像數據(圖10B)中搜索近似要被處理的圖像塊A的圖像塊A』(圖10A)，根據A與A』的相對位置計算運動矢量195。把如此得到的運動矢量195送運動補償裝置165作運動補償處理，還送變長編碼裝置125作編碼。
運動補償裝置165按運動評估裝置160提供的運動矢量195從存儲器讀取圖像數據，並把它送到減法器170。
變長編碼裝置125使從量化裝置130接收到的量化數據和從運動評估裝置160接收到的運動矢量195作變長編碼，生成碼流並將其輸出。
上面簡述了編碼器180的操作，但編碼器的結構並不限於此。
在圖8A與8B的圖像編碼裝置200中，信號部分A與B計數裝置100與102、信號部分A與B時間計算裝置105與110、信號部分B位數計算裝置112、不傳輸位數計算裝置113和量化值計算裝置115，它控制著編碼器180的編碼量。下面參照圖6說明編碼量控制流程。
在步驟S1，信息部分A計數裝置100計算變長編碼裝置125輸出的碼流中信息部分A的位數，該計算在以一定時刻為界的各間隔進行，如圖5所示。每間隔結束時，計數裝置復位，開始新一輪計數。在某間隔結束處計算的位數(編碼信息部分A的位數)提供給信息部分A時間計算裝置105。
在步驟S2，在時間T為界的間隔結束處，信息部分A時間計算裝置105根據取自信息部分A計數裝置100的「信息部分A編碼位數」和通信控制裝置210提供的「信息部分A調製法」，計算「信息部分A要求的時間」，即傳輸信息部分A所需的時間，並把該結果送給信息部分B時間計算裝置110和通信控制裝置210(圖3)。
在步驟S3，在上述以時間T為界的間隔結束處，信息部分B時間計算裝置110從通信控制裝置210設置的「總分配時間」(總傳輸時間)裡減去信息部分A時間計算裝置105提供的「信息部分A要求的時間」，計算「信息部分B要求的時間」。把如此算得的「信息部分B要求的時間」送給信息部分B位數計算裝置112和通信控制裝置210。例如，若「信息部分A要求的時間」為圖11所示的A1，則「信息部分A要求的時間」為A2，則「信息部分B要求的時間」為B2。即使A1與B1之比不同於A2與B2之比，「信息部分A要求的時間」與「信息部分B要求的時間」之和總是基本不變。
在步驟S4，在上述時間T為界的間隔結束處，根據信息部分B時間計算裝置11 0提供的「信息部分B要求的時間」和通信控制裝置210提供的「信息部分B調製法」，信息部分B位數計算裝置112計算信息部分B能在時間T為界的間隔內傳輸的位數(信息部分B傳輸位數)，並把結果送不傳輸位數計算裝置113。
在步驟S4』，信息部分B計數裝置102計算變長編碼裝置125輸出的碼流中信息部分B的位數。像信息部分A計數裝置100一樣，在各以時間T為界的間隔內作這種計數，如圖5所示，該計數裝置在各間隔結束處復位，開始新一輪計數。在上述間隔結束處計算的位數(信息部分B編碼位數)供給不傳輸位數計算裝置113。
在步驟S5，在時間T為界的間隔結束處，不傳輸位數計算裝置113從在步驟S4』計算的並由信息部分B計數裝置102提供的「信息部分B編碼位數」中，減去在步驟S4計算的並由信息部分B位數計算裝置112所提供的「信息部分B傳輸位數」。在編碼連續的圖像數據時，可累加該值。累加結果(信息部分B不傳輸位數)確定後送給量化值計算裝置115。累加值不可取負值。
在步驟S6，量化值計算裝置115監視變長編碼裝置125輸出的「信息部分B不傳輸位數和碼流位數，計算準備用於在下一總傳輸間隔內編碼的量化值，使編碼的碼流量適合傳輸，並把結果供給量化裝置130。
在步驟S7，按算出的量化值控制所產生的編碼的數據量。例如，若「信息部分B不傳輸位數」大於某標準值，就增大量化值，減小所產生的編碼數據量。若「信息部分B不傳輸位數」小於標準值，則減小量化值，增大編碼數據量。在步驟S8，在下一總分配時間(總傳輸時間)內傳輸信息部分B的不傳輸位。在下一總分配時間(總傳輸時間)內編碼時，使用新定的量化值。
其中，可以測定「信息部分B不傳輸位數隨生成的碼流中位數的增減而增減的方式，並將結果用作控制所產生的編碼數據量的算法。
下面參照圖5說明本發明第一方面的整個圖像傳輸設備的操作。
圖像傳輸設備基於總分配時間(總傳輸時間)T執行處理。用於編碼和傳輸的圖像數據被分成組1(如1GOP為一組，見圖2)，並在各時間T處理該組的圖像數據。首先，在間隔1內，圖像編碼裝置200對圖像組1編碼。在間隔1結束處，得到圖像組1的信息部分A要求的時間(1)和信息部分B要求的時間(1)，據此確定在間隔2內傳輸圖像組1的傳輸時間，並設定該時間。設定該傳輸時間由通信控制裝置210執行。間隔1的結束，可以由信息控制裝置210來確保。在間隔1結束處，還可得到信息部分B不傳輸位數(1)，由此算出的量化值用來對圖像組2的信息部分B控制編碼的數據量。
將圖像組1的編碼數據在間隔1內臨時寫到緩衝器，在進入間隔2或以後讀取傳輸。通信控制裝置210在緩衝存儲器裡規定了讀數據的時序。
在各時間T內重複上述處理，將圖像數據編碼和傳輸。
在上述結構的例中，在編碼後的下一間隔內傳輸；若緩衝器容量足以對等於或大於2T的時間存貯數據，可在編碼後若干間隔作傳輸。
接著，參照圖12說明本發明第二實施例的無線系統。
本發明第二方面的無線系統使用本發明第一方面的無線圖像傳輸設備的結構。
圖12中，標號1200是一無線基站，包括了第一方面的無線圖像傳輸設備(下簡稱「無線圖像傳輸設備「)、存貯圖像的存貯設備12a或有線/無線電視調諧器1200b。
圖12中標號1210～1250是第一到第五無線移動站，具有解調無線圖像傳輸設備送來的圖像數據(分成信息部分A與B，各自用不同的調製法調製)的功能，恢復原始圖像數據。
現在說明這種無線系統的操作。基站1200用該無線圖像傳輸設備來編碼和傳輸存貯設備1200a等存貯的圖像或用電視調諧器1200b等接收的圖像。如第一方面所述，應用上述無線圖像傳輸設備，可將傳輸時間保持固定。
如將傳輸時間定為0.2秒，就能向五個無線移動站1210～1250實時發送5幅獨立的圖像。
即，能實現讓第一到第五無線移動站1210～1250收看不同電影和電視廣播的無線系統。
在原有技術中，傳輸各個圖像所需要的時間是波動，使得能同時發送若干圖像的數量很小。例如，即使平均傳輸時間像上述那樣同為0.2秒，若在必須要求用0.3秒最大時間量發送圖像數據的情況下，將要求以0.3秒來傳輸。
此時，在同時傳輸四幅或更多圖像數據時，若同時傳輸的多幅圖像達到最大傳輸時間，則部分或全部傳輸的圖像就會出現明顯劣化，因而只能同時發送三幅圖像。另在實施這種時間分配時，也降低了傳輸時間的利用效率。
若應用圖12的無線系統，既便在圖像傳輸與其它類數據通信同時存在時，也能防止圖像傳輸量突增而造成數據通信速度的降低。
工業適用性如上所述，使用本發明的無線傳輸設備時，即使用多種傳輸率不同的調製法傳輸視頻碼流，也能以固定的時間量進行傳輸，能有效地利用帶寬，還能實現QOS(服務質量)。
權利要求
1.一種圖像編碼設備，它輸出組合圖像信息的編碼碼流，該碼流可包括第一調製法調製的第一信息部分和不同於所述第一調製法的第二調製法調製的第二信息部分，其特徵在於，包括編碼所述組合圖像數據的編碼器，它包括按量化值量化輸入數據的量化裝置；和控制編碼器編碼量的編碼量控制裝置，具有第一信息計數裝置，用於計算所述第一信息部分的位數；第二信息計數裝置，用於計算所述第二信息部分的位數；第一信息部分傳輸時間計算裝置，可根據所述第一信息部分計數裝置計算的所述第一信息部分的位數，計算傳輸使用所述第一調製法的所述編碼的第一信息部分所需的時間；第二信息部分傳輸時間計算裝置，可根據傳輸所述第一編碼信息部分所需的時間和總傳輸時間(可用於傳輸的總時間)，計算可用於傳輸所述編碼的第二信息部分的時間；第二信息部分可傳輸位計算裝置，可根據可用於傳輸所述的編碼第二信息部分和所述第二調製裝置，計算能傳輸的所述第二信息部分的位數。不傳輸位計算裝置，可根據所述第二信息部分的可傳輸位數和所述第二信息部分計數裝置計算的所述第二信息部分的位數，計算超過所述第二信息部分可傳輸位數的不傳輸位數；和量化值計算裝置，可根據所述不傳輸位數，計算用於下次圖像編碼的量化值並輸出給所述量化裝置。
2.如權利要求1所述的圖像編碼設備，其特徵在於，對所述第一和第二調製法而言，傳輸質量或傳輸速度或者兩者都不同。
3.一種無線圖像傳輸設備，其特徵在於，具有通信控制裝置，用於規定第一調製法為第一信息部分的調製法、第二調製法為不同於所述第一信息部分的第二信息部分的調製法以及總傳輸時間(即可用於傳輸的總時間)；調製裝置，可按各種所述調製法調製圖像數據；無線收發裝置，用於輸出由調製裝置調製的信號，接收傳輸的無線信號；解調裝置，用於接收無線收發裝置所接收到的信號，用所述通信控制裝置規定的調製法解調所述收到的信號；和圖像編碼裝置，這是一種基於所述第一與第二信息部分調製法和所述通信控制裝置規定的所述總傳輸時間，對輸入圖像數據進行編碼並生成碼流的圖像編碼裝置；在所述第一調製法調製的所述第一信息部分數據的編碼數據和所述第二調製法調製的所述第二信息部分數據中間，根據不能在所述總傳輸時間內傳輸的編碼數據的位數，控制在下一總傳輸間隔內的編碼控制期間的編碼量。
4.如權利要求3所述的無線圖像傳輸設備，其特徵在於，所述圖像編碼裝置具有編碼所述組合圖像數據的編碼器，還包括按量化值量化輸入數據的量化裝置和控制編碼器編碼量的編碼量控制裝置；還包括第一信息部分計數裝置，用於計算所述第一信息部分的位數；第二信息部分計數裝置，用於計算所述第二信息部分的位數；第一信息部分傳輸時間計算裝置，可根據所述第一信息部分計數裝置計算的所述第一信息部分的位數，計算傳輸使用所述第一調製法的所述編碼的第一信息部分所需的時間；第二信息部分傳輸時間計算裝置，可根據傳輸所述編碼的第一信息部分所需的時間和分配給傳輸的總傳輸時間，計算可用於傳輸所述編碼的第二信息部分的時間；第二信息部分可傳輸位計算裝置，可根據用於傳輸所述編碼的第二信息部分的時間和所述第二調製法，計算所述第二信息部分能傳輸的位數；不傳輸位計算裝置，可根據所述第二信息部分的可傳輸位數和第二信息部分計數裝置計算的所述第二信息部分的位數，計算超過所述第二信息部分可傳輸位數的不傳輸位數；和量化值計算裝置，可根據所述不傳輸位數，計算準備用於下次圖像編碼的量化值並輸出給所述量化裝置。
5.如權利要求3所述的無線圖像傳輸設備，其特徵在於，所述通信控制裝置根據傳輸信道協議、傳輸所述第一與第二信息部分所需的時間，對所述總傳輸時間分配傳輸所述第一與第二信息部分所需的帶寬。
6.如權利要求3所述的無線圖像傳輸設備，其特徵在於，所述第一和第二調製法的傳輸質量或傳輸速度或者二者均不同。
7.如權利要求3所述的無線圖像傳輸設備，其特徵在於，有一存貯碼流的緩衝存儲器，所述碼流對所述第一與第二信息部分編碼。
8.如權利要求7所述的無線圖像傳輸設備，其特徵在於，所述通信控制裝置還控制所述碼流的傳輸時序，向所述緩衝存儲器指示輸出存儲碼流的時序。
9.一種無線圖像傳輸系統，包括多個能對無線基站通過無線信道傳輸的編碼的圖像數據作解碼的移動站，其特徵在於，所述無線基站具有通信控制裝置，用於規定第一調製法(第一信息部分的調製法)、第二調製法(不同於所述第一信息部分的第二信息部分的調製法)和適用於有效傳輸的總的傳輸時間；調製裝置，可按所述調製法調製圖像數據；無線收發裝置，用於輸出用規定的調製法調製的信號，接收所傳輸的無線信號；解調裝置，用於接收無線收發裝置的接收的信號，並解調使用所述通信控制裝置規定的調製法的所述接收的信號；和圖像編碼裝置，這是一種基於所述第一與第二信息調製法和通信控制裝置規定的所述總傳輸時間，對輸入圖像數據進行編碼並生成碼流的圖像編碼裝置，在所述第一信息部分數據被所述第一調製法調製的編碼數據和被所述第二調製法調製的所述第二部分數據的編碼數據中間，根據編碼數據不能在所述總傳輸時間內傳輸的位數，控制下一總傳輸間隔內編碼控制的編碼量。
10.如權利要求9所述的無線圖像傳輸系統，其特徵在於，所述圖像編碼裝置包括編碼所述組合圖像數據的編碼器，包括按量化值量化輸入數據的量化裝置；和控制編碼器編碼量的編碼量控制裝置，還具有第一信息部分計數裝置，用於計算所述第一信息部分的位數；第二信息部分計數裝置，用於計算所述第二信息部分的位數；第一信息部分傳輸時間計算裝置，可根據所述第一信息部分計數裝置計算的所述第一信息部分的位數，計算傳輸所述第一調製法編碼的第一信息部分所需的時間；第二信息部分傳輸時間計算裝置，可根據傳輸所述編碼的第一信息部分所需的時間和分配給傳輸的總傳輸時間，計算可用於傳輸所述編碼的第二信息部分的時間；第二信息部分可傳輸位計算裝置，可根據用於傳輸所述編碼的第二信息部分的時間和所述第二調製法，計算所述第二信息部分能被傳輸的位數；不傳輸計算裝置，可根據所述第二信息部分可傳輸位數和第二信息部分計數裝置計算的所述第二信息部分的位數，計算超過能傳輸的所述第二信息部分位數的不傳輸位數；和量化值計算裝置，可根據所述不傳輸位數，計算用於下次圖像編碼的量化值並輸出給所述量化裝置。
11.一種圖像編碼方法，它輸出組合圖像信息的編碼碼流，該方法包括用第一調製法調製的第一信息部分和用不同於所述第一調製法的第二調製法調製的第二信息部分；包括編碼所述組合圖像數據的編碼步驟，包括按量化值量化輸入數據的量化處理，和控制編碼步驟中編碼量的編碼量控制步驟，其特徵在於，具有計算所述第一信息部分的位數的子步驟；第一信息部分傳輸時間計算步驟，其中根據計算第一信息部分位數的所述子步驟所計算的所述第一信息部分位數，計算傳輸使用所述第一調製法的所述編碼的第一信息部分所需的時間；第二信息部分傳輸時間計算步驟，其中根據傳輸所述編碼的第一信息部分所需的時間和總的傳輸時間(用於傳輸所需的總時間)，計算用於傳輸所述編碼的第二信息部分的時間；第二信息部分可傳輸位計算子步驟，其中根據所述用於傳輸編碼的第二信息部分的時間和所述第二調製法，計算所述第二信息部分可傳輸的位數；計算所述第二信息部分位數的子步驟；不傳輸位計算子步驟，其後根據所述第二信息部分可傳輸位數和第二信息部分計數裝置計算的所述第二信息部分位數，計算超過所述第二信息部分可傳輸位數的不傳輸位數；和量化值計算運算子步驟，其中根據所述不傳輸位數，計算用於下次圖像編碼的量化值並輸出給所述量化裝置。
12.一種圖像傳輸方法，其特徵在於具有通信控制步驟，其中規定了用於調製第一信息部分的第一調製法、用於不同於所述第一信息部分的第二信息部分的第二調製法和能有效傳輸總傳輸時間調製步驟，其中按所述各個調製法修正圖像數據；無線收發步驟，其中輸出在調製步驟中調製的信號，並接收所發送的信號；解調步驟，其中接收在無線收發步驟中所接收到的信號，並用所述通信控制步驟規定的調製法解調所述收到的信號；和圖像編碼步驟，這是基於所述通信控制裝置規定的所述第一與第二調製法和所述總傳輸時間編碼輸入的圖像數據並生成碼流的裝置，在所述第一調製法調製的所述第一信息部分數據和所述第二調製法調製的所述第二信息部分數據的編碼數據中間，根據在所述總傳輸時間內不能傳輸的編碼數據，在下一總傳輸間隔內的編碼控制時進行編碼量的控制。
全文摘要
無線圖像傳輸設備包括編碼組合圖像數據的編碼器180，還包括按量化值量化輸入數據的量化裝置130和控制編碼量的編碼量控制裝置，包括第一與第二信息部分計數裝置100與102、第一與第二信息部分傳輸時間計算裝置105與110、第二信息部分可傳輸位計算裝置112、不傳輸位計算裝置113和量化值計算裝置115，因而即使採用多種不同傳輸率的調製法傳輸視頻碼流，通過以恆定的時間量傳輸，也能有效地利用帶寬。
文檔編號H04N7/24GK1500354SQ0280732
公開日2004年5月26日 申請日期2002年2月4日 優先權日2001年2月6日
發明者石川裕 申請人:夏普株式會社