(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループ状に形成されたISDN等の伝送路に接続され、少なくとも第１、第２、第３の端末を含む画像通信端末において、
前記各端末は、
カメラからの画像信号を符号化し、画像スタート符号、小画面スタート符号、符号化データを生成する符号化手段と、符号化データを選択して符号化データに伝送誤り訂正ビットを付加する手段と、自端末の符号化手段又は他の端末からの符号化データを選択して前記伝送誤り訂正ビット付加手段に供給する切替手段と、前記伝送誤り訂正ビット付加手段の出力データを前記ISDN等の伝送路を介して下手側に位置する端末に送出する手段と、前記上手側に位置する端末から前記ISDN等の伝送路を介して供給される符号化信号を受信し、該符号化信号に伝送誤り訂正を施し、符号化データを出力する伝送誤り訂正手段と、該伝送誤り訂正手段からの符号化データを受信し、復号化してモニタに供給する復号化手段と、前記符号化手段と前記伝送路及び前記復号化手段と前記伝送誤り訂正手段との接点との間にループ型多地点通信回路とを設け、
前記ループ型多地点通信回路は、
前記上手側の端末からの符号化信号の中から伝送誤り訂正用信号を削除し、画像スタート符号（PSC）、小画面スタート符号（GOB HEADER）、該小画面スタート符号に続いて到来する小画面の位置を表すGOB番号及び符号化データを含む信号を出力する伝送誤り訂正回路と、
前記伝送誤り訂正回路の出力信号から前記画像スタート信号（PSC）を検出する第１のPSC検出回路と、
前記伝送誤り訂正回路の出力信号から前記小画面スタート符号（GOB  HEADER）及び該小画面スタート符号に引き続いて到来する小画面の位置を表す前記GOB番号を検出するGOB  HEADER検出手段と、
前記伝送誤り訂正回路の前記出力信号の前記符号化データに対応する前記GOB番号を予め定められた規則に基づき異なる番号に置換する第１のGOB番号置換手段と、
前記伝送誤り訂正回路と前記第１のGOB番号置換手段との間に位置し、両者間を信号的に切断するスイッチ回路と、
前記GOB  HEADER検出手段の検出GOB番号に応じて前記スイッチ回路及び前記第１のＧＯＢ番号置換手段を制御し、前記伝送誤り訂正回路の前記出力信号を前記第１のGOB番号置換手段への供給又は該供給を阻止したり、前記第１のＧＯＢ番号置換手段に供給されたＧＯＢ番号の置換を可能とするように制御する第１の制御手段と、
前記第１のGOB置換手段にて置換されたGOB番号に対応する前記画像スタート符号（PSC）、小画面スタート符号（GOB HEADER）、符号化データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段の記憶信号から画像スタート符号（PSC）を検出する第２のPSC検出回路と、
前記第２のPSC検出回路が画像スタート符号（PSC）を検出したとき、該画像スタート符号（PSC）とモード設定手段による多地点モード設定とに基づき前記符号化手段にて生成した画像スタート符号（PSC）、小画面スタート符号（GOB HEADER）、符号化データを前記伝送誤り訂正ビット付加手段経由で前記下手側の端末の伝送路に送出可能となるように前記切替手段を制御する第２の制御手段と、
からなることを特徴とする画像通信端末。
【請求項２】
前記画像通信端末は、更に画像とともに無歪音声を送受信する無歪音声符号化方式を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像通信端末。
【請求項３】
前記画像通信端末は、更に動画像と音声信号を同時に双方のループで接続する手段を備えた画像通信端末であることを特徴とする請求項１または２記載の画像通信端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像信号を送受信する通信装置に関し、特に多地点通信機能を付加した画像通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビ信号を伝送速度６４ｋｂ／ｓから２Ｍｂ／ｓに圧縮するための国際標準がＩＴＵ−ＴＳＳにて制定され、Ｈ．２６１という番号が付与されている。本標準では１端末対１端末が通信することを前提としており、複数の端末を同時に接続して多地点間で通信するためには、多地点制御装置を別途用意し、その多地点制御装置を経由して複数の端末間の通信を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法では、多地点通信を行う場合、標準通常の端末に加えて多地点制御装置が必要となるため、システム全体のコストが上昇する問題が有った。
【０００４】
従って、本発明の課題は、画像通信システム全体のコスト上昇を最小限にした経済的な多地点通信の可能な高機能な画像通信端末を提供することにあり、より具体的には前記標準に準拠した動画像符号化装置が本来有している機能を最大限に活用し、小規模の回路の追加によりループ型の多地点伝送機能を実現する事である。すなわち、発明者らが特開平０５−２２３２１号公報に示した、複数の端末を回線を通してループ状に接続し、各々の端末は上記標準の特徴である小画面のＨＥＡＤＥＲ番号（以下、ＧＯＢ番号と称する）を用いて所要のＧＯＢ小画面単位に上手方向から伝送された信号を下手方向に転送、削除したり、ＧＯＢ番号を修正する事で多地点機能を実現する方式を簡単な回路で構成した画像通信端末を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、動画像の高能率符号化装置において、３台以上の端末をＩＳＤＮ等の回線を経由してループ状に接続する手段、他の端末から受信した符号化信号を動画像復号化装置の中に予め用意されている伝送誤り訂正回路を経由して伝送誤り訂正し、伝送誤りに用いる誤り訂正信号（例えば、パリティ信号）を削除した後の信号の中から画像スタート符号（以下、ＰＳＣと称する）や小画面スタート符号（以下、ＧＯＢ  ＨＥＡＤＥＲと称する）を検出する手段、該小画面スタート符号に引き続き到来する小画面の位置を表すＧＯＢ番号を検出する手段、該小画面の番号に従い所要の小画面のみを削除する手段、上記ＧＯＢ番号を予め定められた規則に従い修正する手段、動画像の符号化信号の中から画像スタート符号や小画面スタート符号を検出する手段、小画面スタート符号に引き続き到来するＧＯＢ番号を検出する手段、該ＧＯＢ番号を予め定められた手段に基づき、それとは異なる番号に置換する手段、受信信号内の画像スタート符号が到来するまでは受信信号を転送し、該画像符号化スタート符号が到来すると動画像の符号化装置の符号化出力信号に切り替えて転送する手段、転送信号を動画像符号化用に用意されている誤り訂正符号化回路に入力する手段、とを備えた。
【０００６】
さらに、ループ型多地点用音声符号化方式を通常の１対１の通信でも採用している音声符号化方式の実現手段である音声符号化装置に追加して、ソフトウェアのみを切り替えることにより同一の音声符号化装置により１対１用とループ型多地点用の音声を符号化して画像とともに通信出来る構成の端末とした。
【０００７】
【作用】
ＧＯＢ単位の画像の挿入削除処理の追加のみにより、複数画面を表示する多地点ＴＶ会議という高機能を実現できる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明による高機能画像符号化装置の実施例を詳細に説明する。
【０００９】
はじめに、本発明の内容を容易に理解出来るように、図１を用いて動画像符号化装置の動作を簡単に述べる。
【００１０】
（１）テレビカメラ１で撮像されたテレビ信号はアナログ／デジタル変換器２によりアナログ／ディジタル変換され、動画像用の符号化フレームメモリ３に格納される。
【００１１】
（２）次に符号化用フレームメモリ３と参照用フレームメモリ４に格納されているテレビ信号は各々読出され、動き量算出回路５により２つのテレビ信号間の相関が計算され、それに従って被写体の動き量が求められる。
【００１２】
（３）上記の動き量を補償した位置の参照用フレームメモリ４の信号が読出されて予測値となる。この予測値と符号化用フレームメモリ３から読出したテレビ信号値とは、減算回路６により減算され予測誤差が計算される。
【００１３】
（４）その予測誤差は量子化回路７により量子化された値や上記の動き量等は、可変長符号化回路８により符号化されたり、
（５）（４）の処理の変形として、上記の予測誤差が直交変換回路９により、例えば離散コサイン変換等の手法で直交変換された後に、量子化回路７により量子化され、可変長符号化回路８により符号化されるたりする。
【００１４】
上記の量子化された信号は、逆量子化回路１４、逆直交変換回路１５により元の予測誤差が再生され、加算回路１７により予測値と加算され、参照用フレームメモリ４に格納される。
【００１５】
（６）符号化結果は伝送誤り訂正用の誤り訂正ｂｉｔ付加回路１０により訂正ｂｉ  ｔが付加され、伝送路１１に送出され、受信側に伝送される。
【００１６】
（７）受信側にある復号化装置では、上記と逆の手段により元のテレビ信号に復元する。即ち、伝送誤り訂正回路１２は誤り訂正ｂｉｔを用いて伝送誤りを訂正し、またこれに用いた誤り訂正ｂｉｔを除去して解読回路１３に転送する。解読回路１３は可変長符号化回路８により符号化された信号を解読し、量子化信号や動き量等を求める。量子化信号は逆量子化回路１４により逆量子化され、必要に応じて逆直交変換回路１５により元の予測誤差値が計算される。
【００１７】
（８）さらに参照用フレームメモリ１６に格納されている参照フレームのテレビ信号を予測値として読出す。但し読出す位置は、送信側で検出された動き量を補償した位置である。これにより送信側と同一の予測値が求められる。
【００１８】
（９）上記（７）で求めた予測誤差値と上記（８）で求めた予測値とを加算回路１  ７により加算し、表示用フレームメモリ１８と参照用フレームメモリ１６格納  する。参照用フレームメモリ１６に格納されたテレビ信号は次のフレームにお  いて互いに異なる側の入力を選択する２連のスイッチ１９が切り替えられる事  により読出され、予測値が生成される。
【００１９】
（１０）表示用フレームメモリ１８に格納されたテレビ信号は、読み出されてディジタル／アナログ変換器２０を通してアナログ信号に復元され、モニタ２１に表示される。
【００２０】
（１１）さらに受信側では送信側でも受信側と同一の予測値を生成するために、直交変換や量子化した信号を逆量子化回路１４や逆直交変換１５を用いて予測誤差を求め、これと参照用フレームメモリ１６から読出された予測値とを加算回路１７により加算した結果を次のフレームで参照用フレームメモリとなるフレームメモリ１６に格納する。
【００２１】
次に、本発明の実施例であるループ型多地点機能の実現方法を説明する。
【００２２】
ループ型多地点の機能として、次の２通りを想定する。
【００２３】
（１）１画面モード
１端末のみが送信権を持ち、動画像または静止画像を送信する。この端末を１画面モード端末と呼ぶ。他の端末は、伝送された信号を受信し、復号化、表示するとともに該伝送信号をそのまま次の端末に転送する。
【００２４】
この端末をスルーモード端末と呼ぶ。
【００２５】
（２）分割画面モード
複数の端末（例えば５台）が送信権を持ち、受信した信号をそのまま復号化、表示する。
【００２６】
転送された信号の中から自身の下手の端末が生成された信号のみを削除、その替わりに自身の端末が生成した信号を挿入し、下手端末に向けて送出する。また、自身の下手以外の端末から送出された信号は、必要に応じて画面内の位置を異ならせる等の処理を行った後に、下手の端末に向けて転送する。
【００２７】
この端末を分割画面モード端末と呼ぶ。
【００２８】
以下、図２を用いて、上記の動作を実現する本発明の実施例を説明する。なお、図１と同一の図番を与えたブロックは同一の機能を実現するものである。
【００２９】
通常の動画像用に実装されている伝送誤り訂正回路１２により、伝送誤りが修正され、さらに誤り訂正用パリティビットが削除された信号は、ＰＳＣ検出回路２６やＧＯＢ  ＨＥＡＤＥＲ検出回路２７により、ＰＳＣまたはＧＯＢ  ＨＥＡＤＥＲが検出される。
【００３０】
これとは独立のタイミングで、人手等によりマンマシンＩ／Ｆ２８経由で設定された１画面、スルー、分割画面端末の中の一つのモードがフリップフロップ２９に設定されている。上記のＰＳＣ検出信号により、フリップフロップ２９のモードが次のフリップフロップ３０に転送され、本端末のモードが切り替わる。
【００３１】
制御回路３１は、端末のモードとＧＯＢ番号に従い、以下の動作を行う。
【００３２】
（１）１画面モード端末：スイッチ３２を上側に倒し、ＰＳＣを除き全てのＧＯＢ、画像符号化データを削除する。本ＰＳＣは次のフリップフロップ３３へのモード設定に使用される。
【００３３】
（２）スルーモード端末：スイッチ３２を下側に倒し、全てのＰＳＣ，ＧＯＢ，画像符号化データを通過させ、ＦＩＦＯ３４に書き込む。
【００３４】
（３）分割モード端末（自身を含め５台の端末が接続されている場合）：以下の２通りの処理を行う。
【００３５】
（Ａ）ＧＯＢ検出回路２７がＧＯＢ番号１、３、５のＧＯＢ  ＨＥＡＤＥＲを検出すると、スイッチ３２を上側に倒してそのＧＯＢ  ＨＥＡＤＥＲとそれに続く画像符号化データを除去する。他の場合は、スイッチ３２を下に倒してＦＩＦＯ３４に書き込む。
【００３６】
（Ｂ）ＧＯＢ検出回路２７で検出したＧＯＢ番号に従い、ＧＯＢ番号置換回路３５により、該ＧＯＢ番号を以下のように置換する。
【００３７】
ＧＯＢ番号２，４，６を各々ＧＯＢ番号１，３，５に置換
ＧＯＢ番号７，９，１１を各々ＧＯＢ番号２，４，６に置換
ＧＯＢ番号８，１０，１２を各々ＧＯＢ番号７，９，１１に置換。
【００３８】
次に、ＦＩＦＯ３４から読み出すための制御回路３６の動作を説明する。制御回路３６は、先ず、ＦＩＦＯ３４から符号語を読出すことを命令する。次にＰＳＣ検出回路３７でＰＳＣを検出する。該ＰＳＣが検出されると、フリップフロップ３０に格納されている多地点モード信号がフリップフロップ３３に書き込まれる。制御回路３６はこの多地点モードとＰＳＣ検出回路３７によりＰＳＣが検出されることを契機として、以下の制御を行う。
【００３９】
（１）１画面モード端末：可変長符号化回路８に対して符号化開始命令を出し、自端末での符号化を開始する。同時にスイッチ３８を上側に倒し、可変長符号化回路８が生成したＰＳＣ，ＧＯＢ、画像符号化データを伝送誤り訂正ｂｉｔ付加回路１０経由で、下手への伝送路１１に送出する。尚、この時、ＦＩＦＯ３４からの読出を継続的に行い、これを契機に端末のモードを切り替える。
【００４０】
（２）スルーモード端末：可変長符号化回路８への符号化開始命令を解除し、符号化を停止させる。同時にＦＩＦＯ３４に読みだし命令を出し、ＰＳＣ，ＧＯＢ、画像符号化データを読み出させる。同時にスイッチ３８を下側に倒し、上記のＰＳＣ，ＧＯＢ、符号化データを通過させ、伝送誤り訂正ｂｉｔ付加回路１０に転送する。
【００４１】
（３）分割モード端末：以下の２通りの処理を行う。
【００４２】
（Ａ）ＰＳＣ検出回路３７がＦＩＦＯ３４から読みだした信号中にＰＳＣを検出すると、可変長符号化回路８に符号化開始命令を出し、同時にスイッチ３８を上側に倒して、自端末が生成した符号化データを伝送誤り訂正ｂｉｔ付加回路経由で伝送路に送出する。
【００４３】
（Ｂ）ＧＯＢ番号置換回路３９は、可変長符号化回路８で生成された信号の中のＰＳＣを除去し、ＧＯＢ番号を以下のように置換する。
【００４４】
ＧＯＢ番号１，３，５を各々ＧＯＢ番号８，１０，１２に置換。
【００４５】
符号化終了信号を可変長符号化回路８から受信すると、可変長符号化回路８への符号化開始命令を解除し、符号化を停止させる。同時に、ＦＩＦＯ３４から符号を読みだし、スイッチ３８を下側に倒して、誤り訂正ｂｉｔ付加回路１０経由で伝送路１１に送出する。
【００４６】
以上の説明の中で、分割モードは自身を含めて５端末有る場合を述べたが、図３に例示するように、３端末や４端末の場合にも同等な処理により、複数画面を同時に表示出来る。この場合、ＧＯＢ番号置換回路３５の置換は上記と同等である。また、ＧＯＢ番号置換回路３９での置換は図４の通りとする。
【００４７】
さらに、音声符号化装置を１対１用とループ型多地点用とを切り替える実施例を図５を用いて説明する。
【００４８】
マンマシンＩ／Ｆ２８により指定された１対１／ループ型の切替を識別する信号はフリップフロップ４１に格納される。ＤＳＰ４２は上記の識別信号を一定周期毎に監視し、それに従ってスイッチ４３を切り替えて、１対１用の符号化アルゴリズムが格納されているＲＯＭ（ＲＥＡＤ  ＯＮＬＹ  ＭＥＭＯＲＹ）４４か、またはループ型用のＲＯＭ４５の何れかを選択し、マイク４６から送られる音声信号がＡ／Ｄ変換４７でデジタル変換された信号を符号化し、伝送路１１に送出する。同様に伝送路１１から伝送された信号を、ＲＯＭ４４、又はＲＯＭ４５の何れかから読みだした符号化アルゴリズムに従い、ＤＳＰ４２は元の音声信号に復元し、Ｄ／Ａ変換器４８でアナログ信号に変換した後にスピーカ４９から音声として送出する。
【００４９】
本発明の別の実施例として、画像や音声を伝送路１１に送出する時の伝送制御を説明する。
【００５０】
音声や画像を一本のデジタル伝送路に乗せて伝送する場合には、音声と画像信号を多重化、分離するための、多重回路・分離回路が必要となり、伝送路上では一般にはＩＴＵ−ＴＳＳで定められている国際標準Ｈ．２２１を用いて多重分離する場合が多い。本標準では、通常は最初のＢチャネルであるＢ１に音声信号を割り当て、２番目のＢチャネルであるＢ２に画像信号を割り当てる。しかし、このＢチャネルの中をさらに細分して、音声と画像を１つのＢチャネルで伝送する場合もある。このＢ１、Ｂ２のチャネルは多重化回路により一つの信号に纏められて回線上を流れ、分離回路により、元のＢ１、Ｂ２チャネルに分離され、さらに必要に応じて音声や画像信号に分離される。この多重分離機能を活用して、画像や音声信号をループ型に接続された多地点の端末の間で画像・音声を伝送する具体的な方法（双方向のループを形成する為の回線の接続方法）を、以下図６を用いて説明する。
【００５１】
周知のように２Ｂ有るＩＳＤＮでは、最初にＢ１が接続され、次にＢ２が接続される。従って、議長端末から順次時計方向に呼を接続すると、各端末での回線は、Ｂ１とＢ２が図６のように接続される。ところで、１対１の通常の通信では、Ｂ１回線で音声信号が接続され、Ｂ２回線で画像が接続される事になっているので、図６のように接続されると音声信号と画像信号が誤接続される事になる。
【００５２】
そこで、図７に示すように、回線から入力した信号をＢ１、Ｂ２に分離する分離回路５０の直後に、本発明の特徴である信号種別識別回路５２により音声信号か画像信号かを識別し、それに基づいて相互に異なる入力信号を出力するクロススイッチ５１により、音声信号を音声用のＤＳＰ４２に入力し、画像信号を動画像の伝送誤り訂正回路１２に入力して、正しい画像と音声を受信する。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように簡単な回路を動画像符号化回路に追加することにより、ループ型多地点会議機能を実現できるので実用上効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像通信端末（高精細静止画送受信）のブロック図である。
【図２】本発明による画像通信端末（ループ型多地点通信）のブロック図である。
【図３】同じく複数画面を同時に表示する画面例を示す図である。
【図４】同じく端末を同時に多地点で接続する時のＧＯＢ番号置換例を示す図である。
【図５】本発明による画像通信端末の音声符号化部のブロック図である。
【図６】本発明の画像通信端末をループ状に接続した場合の接続図である。
【図７】本発明による画像通信端末の制御部のブロック図である。
【符号の説明】
１…テレビカメラ、２…アナログ／デジタル変換器、３…符号化用フレームメモリ、４，１６…参照用フレームメモリ、５…動き量算出回路、６…減算回路、７…量子化回路、８…可変長符号化回路、９…直交変換回路、１０…伝送誤り訂正ｂｉｔ付加回路、１１…伝送路、１２…伝送誤り訂正回路、１３…解読回路、１４…逆量子化回路、１５…逆直交変換回路、１７…加算回路、１８…表示用フレームメモリ、１９，２３，２５，３２，３８…スイッチ、２０…デジタル／アナログ変換器、２１…モニタ、２２，２４…静止画用フレームメモリ、２６，３７…ＰＳＣ検出回路、２７…ＧＯＢ  ＨＥＡＤＥＲ検出回路、２８…マンマシンＩ／Ｆ、２９，３０，３３…フリップフロップ、３１，３６…制御回路、３４…ＦＩＦＯ、３５，３９…ＧＯＢ番号置換回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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