(57)【要約】【課題】映像品質を確保しつつ、伝送回線の低コスト化を実現する。【解決手段】映像伝送システムにおいて、映像信号を再生出力する再生速度可変な再生手段を含む再生用ＶＴＲ１０ａと、再生用ＶＴＲ１０ａが再生出力した映像信号を符号化して符号化映像信号を取得し、前記再生手段の再生速度を示す制御コードとともに送信するエンコーダ３０と、前記符号化映像信号及び前記制御コードを受信し、該符号化映像信号の復号により映像信号を取得して出力するデコーダ５０ａと、前記制御コードに応じた記録速度で、デコーダ５０ａが出力した前記映像信号を記録する記録速度可変な記録手段を含む記録用ＶＴＲ６０と、を含むことを特徴とする。【選択図】図２
2008236005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を再生出力する再生速度可変な再生手段を含む再生装置と、
前記再生装置が再生出力した映像信号を符号化して符号化映像信号を取得し、前記再生手段の再生速度を示す制御コードとともに送信するエンコーダと、
前記符号化映像信号及び前記制御コードを受信し、該符号化映像信号の復号により映像信号を取得して出力するデコーダと、
前記制御コードに応じた記録速度で、前記デコーダが出力した前記映像信号を記録する記録速度可変な記録手段を含む記録装置と、
を含むことを特徴とする映像伝送システム。
【請求項２】
映像信号を再生出力する再生速度可変な再生手段を含む再生装置と、
前記再生装置が再生出力した映像信号を符号化して符号化映像信号を取得し、前記再生手段の再生速度を示す制御コードとともに送信するエンコーダと、
を含むことを特徴とする送信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の送信装置において、
前記再生装置は、前記エンコーダが送信した前記符号化映像信号の映像品質を測定する品質測定装置により測定された映像品質に応じて再生速度を制御する、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の送信装置において、
前記再生装置は、前記品質測定装置により測定された映像品質に基づき、再生速度を示す制御情報を送信する制御装置が送信した前記制御情報を受信し、該制御情報に応じて再生速度を制御し、
前記エンコーダは、前記制御装置が送信した前記制御情報を受信し、該制御情報に基づいて前記制御コードを生成する、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項５】
一連の画像により構成される映像信号を再生出力する再生手段を含む再生装置、
を含み、
前記再生手段は、複数回にわたり連続して、映像信号を構成する一連の画像の中の１つを再生出力し、
前記再生装置が再生出力した映像信号を符号化して符号化映像信号を取得して送信するエンコーダ、
を含むことを特徴とする送信装置。
【請求項６】
符号化映像信号と、再生装置の再生速度を示す制御コードと、を受信し、該符号化映像信号の復号により映像信号を取得して出力するデコーダと、
前記制御コードに応じた記録速度で、前記デコーダが出力した前記映像信号を記録する記録速度可変な記録手段を含む記録装置と、
を含むことを特徴とする受信装置。
【請求項７】
符号化映像信号と、再生装置の再生速度を示す制御コードと、を受信して記録するサーバ装置と、
前記サーバ装置に記録された前記符号化映像信号の復号により映像信号を取得して出力するデコーダと、
前記制御コードに応じた記録速度で、前記デコーダが出力した前記映像信号を表示する表示速度可変な表示手段を含む表示装置と、
を含むことを特徴とする受信装置。
【請求項８】
符号化映像信号を受信し、その復号により映像信号を取得して出力するデコーダと、
前記デコーダが出力した前記映像信号を記録する記録処理を行う記録手段を含む記録装置と、
を含み、
前記記録手段は、前記映像信号を構成する一連の画像の中の１つにかかる複数の画像が入力された場合に、そのうちのひとつを選択して記録処理を行う、
ことを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像伝送システム、送信装置、及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放送局と支局の間や、映画配給会社と映画館の間などにおいて、映像伝送システムによる映像の伝送が行われることが多くなっている。このような映像伝送システムでは、送信側にＶＴＲやビデオディスクプレーヤーなどの再生装置があり、これらの再生装置が再生出力した映像信号がエンコーダに入力される。エンコーダは、入力された映像信号に対してデジタル符号化処理を施すことにより符号化映像信号を生成し、出力する。こうして出力された符号化映像信号が、伝送回線を介して、受信側に伝送される。
【０００３】
ここで、デジタル符号化処理について、簡単に説明する。まず、映像信号は一連の画像により構成されており、エンコーダは、各画像を順次符号化する。具体的には、まず、符号化対象の画像をいくつかのブロックに分割し、ブロックごとに、該ブロックと似ている部分を、過去に符号化した画像の中から見つける。そして、該ブロックの全体中の位置と、見つけた部分の全体中の位置と、の位置関係を示す情報（動きベクトル）を取得する。さらに、この動きベクトルに基づき、過去に符号化した画像内でその各部分の位置を変更することにより予測画像を生成する。そして、符号化対象の画像と、予測画像と、の差分を取得する。ここまでの処理は動き補償処理と呼ばれる。次に、エンコーダは、取得された差分及び動きベクトルに対してＤＣＴ(Discrete Cosine Transform：離散コサイン変換)処理を施し、画素値及び動きベクトルの値を係数値群に変換する。さらに、エンコーダは、この係数値群の情報量を伝送回線の伝送容量に応じた圧縮率で圧縮（量子化）する。符号化装置は、こうして符号化画像を取得し、一連の符号化画像により構成される映像信号が上記符号化映像信号となる。
【０００４】
多くの場合受信側にはデコーダがあり、このデコーダは、上記符号化映像信号を受信し、逆量子化処理、逆ＤＣＴ処理、及び逆動き補償処理を施すことにより復号する。そして、復号結果をＶＴＲやビデオディスクレコーダーなどの記録装置に記録させる。また、受信側がストリーム記録装置と呼ばれる装置を備えていることもあり、この場合、ストリーム記録装置は、上記符号化映像信号を受信して復号せずに記録する。
【０００５】
なお、特許文献１には、インターネットなどの伝送容量が変動する伝送回線を用いてストリーミング映像配信を行う場合に、伝送容量に応じて適宜通信レートを変更することに関する技術が記載されている。また、特許文献２には、レートを変更することにより、伝送路の負荷が大きくなっても映像が途切れないようにする技術が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１８７３６７号公報
【特許文献２】特開２００２−３１９９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の映像伝送システムでは、再生出力された映像を実時間で符号化して送っており、Ｔ時間分の元の映像にかかる符号化映像信号をＴ時間かけて送っていることになる。しかしながら、上記差分の情報量は映像内容に応じて変動するものであるので、単位時間内に送るべき符号化映像信号の情報量も映像内容に応じて変動する。このため、上記のような映像伝送システムでは、伝送回線の伝送容量は、変動する符号化映像信号の情報量の最大値に合わせて設計される。例えば、Ｔ時間内に送るべき符号化映像信号の情報量の最大値がＭであれば、伝送回線の伝送容量はＭ／Ｔと設計される。このことが、回線使用料の低コスト化の妨げとなっていた。
【０００７】
この点、上記各特許文献に記載の技術のように適宜通信レートを下げれば（すなわち、量子化での圧縮率を上げれば）、伝送回線の伝送容量を抑えることができるが、これでは映像品質が下がってしまう。
【０００８】
従って、本発明の課題の一つは、映像品質を確保しつつ、伝送回線の低コスト化を実現する映像伝送システム、送信装置、及び受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明にかかる映像伝送システムは、映像信号を再生出力する再生速度可変な再生手段を含む再生装置と、前記再生装置が再生出力した映像信号を符号化して符号化映像信号を取得し、前記再生手段の再生速度を示す制御コードとともに送信するエンコーダと、前記符号化映像信号及び前記制御コードを受信し、該符号化映像信号の復号により映像信号を取得して出力するデコーダと、前記制御コードに応じた記録速度で、前記デコーダが出力した前記映像信号を記録する記録速度可変な記録手段を含む記録装置と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
これによれば、Ｔ時間分の元の映像にかかる符号化映像信号を、Ｔ時間よりも長い時間かけて送ることができるので、量子化での圧縮率を変えなくても、伝送回線の伝送容量は上記Ｍ／Ｔよりも小さくて済む。すなわち、映像品質を確保しつつ、伝送回線の低コスト化が実現されている。
【００１１】
また、本発明にかかる送信装置は、映像信号を再生出力する再生速度可変な再生手段を含む再生装置と、前記再生装置が再生出力した映像信号を符号化して符号化映像信号を取得し、前記再生手段の再生速度を示す制御コードとともに送信するエンコーダと、を含むことを特徴とする。
このようにしても、映像品質を確保しつつ、伝送回線の低コスト化を実現することができる。
【００１２】
また、上記各送信装置において、前記再生装置は、前記エンコーダが送信した前記符号化映像信号の映像品質を測定する品質測定装置により測定された映像品質に応じて再生速度を制御する、こととしてもよい。
これによれば、映像品質に応じて適宜再生速度を変えていくことができる。
【００１３】
また、この送信装置において、前記再生装置は、前記品質測定装置により測定された映像品質に基づき、再生速度を示す制御情報を送信する制御装置が送信した前記制御情報を受信し、該制御情報に応じて再生速度を制御し、前記エンコーダは、前記制御装置が送信した前記制御情報を受信し、該制御情報に基づいて前記制御コードを生成する、こととしてもよい。
これによれば、制御装置を用いて、映像品質に応じて再生装置の再生速度及び記録装置の記録速度を制御することができるようになる。
【００１４】
また、本発明の一側面にかかる送信装置は、一連の画像により構成される映像信号を再生出力する再生手段を含む再生装置、を含み、前記再生手段は、複数回にわたり連続して、映像信号を構成する一連の画像の中の１つを再生出力し、前記再生装置が再生出力した映像信号を符号化して符号化映像信号を取得して送信するエンコーダ、を含むことを特徴とする。
【００１５】
例えばエンコーダに同じ画像が２枚続けて入力されると、２枚目の画像についての上記差分は、１枚目の画像についての上記差分（符号化対象画像と予測画像の差分）に比べて小さくなる。このため、２枚目の画像についての符号量（係数値群の情報量）は、１枚目の画像についての符号量よりも小さくなる。
【００１６】
また、符号化画像の情報量は符号量×圧縮率で決まる。上述したように、上記差分の情報量は映像の内容によって変動するため、符号量は映像の内容によって変動する。そこで、エンコーダは、符号量と伝送容量とに応じて圧縮率を適宜制御し（レートコントロール）、符号化画像の情報量を伝送可能な値（最大許容情報量）まで抑えるようにしている。
【００１７】
このため、上記送信装置によれば、２枚目の画像の圧縮率は、１枚目の画像の圧縮率より小さくなることとなり、２枚目の画像の品質は１枚目の画像に比べて向上することになる。つまり、１枚の画像を２枚分の時間をかけて符号化することにより、伝送回線の容量が小さくても（圧縮をしなければならない場合であっても）高い映像品質を実現することができる。言い換えれば、映像品質を確保しつつ、伝送回線の低コスト化が実現されている。
【００１８】
また、本発明にかかる受信装置は、符号化映像信号と、再生装置の再生速度を示す制御コードと、を受信し、該符号化映像信号の復号により映像信号を取得して出力するデコーダと、前記制御コードに応じた記録速度で、前記デコーダが出力した前記映像信号を記録する記録速度可変な記録手段を含む記録装置と、を含むことを特徴とする。
このようにしても、映像品質を確保しつつ、伝送回線の低コスト化を実現することができる。
【００１９】
また、本発明の一側面にかかる受信装置は、符号化映像信号と、再生装置の再生速度を示す制御コードと、を受信して記録するサーバ装置と、前記サーバ装置に記録された前記符号化映像信号の復号により映像信号を取得して出力するデコーダと、前記制御コードに応じた記録速度で、前記デコーダが出力した前記映像信号を表示する表示速度可変な表示手段を含む表示装置と、を含むことを特徴とする。
このようにすれば、ストリーミングサービスにおいても、映像品質を確保しつつ、伝送回線の低コスト化を実現することができる。
【００２０】
また、本発明の他の一側面にかかる受信装置は、符号化映像信号を受信し、その復号により映像信号を取得して出力するデコーダと、前記デコーダが出力した前記映像信号を記録する記録処理を行う記録手段を含む記録装置と、を含み、前記記録手段は、前記映像信号を構成する一連の画像の中の１つにかかる複数の画像が入力された場合に、そのうちのひとつを選択して記録処理を行う、ことを特徴とする。
このようにしても、映像品質を確保しつつ、伝送回線の低コスト化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態にかかる映像伝送システム１ａのシステム構成図である。同図に示すように、映像伝送システム１ａは、再生用ＶＴＲ(Video Tape Recorder)１０、エンコーダ３０、デコーダ５０ａ、記録用ＶＴＲ６０、品質測定装置７０ａ、ＶＴＲ制御装置８０を含んで構成される。エンコーダ３０とデコーダ５０ａとは、ネットワーク４０を介して接続されている。本実施の形態では、再生用ＶＴＲ１０とエンコーダ３０が送信装置を、デコーダ５０ａと記録用ＶＴＲ６０が受信装置を、それぞれ構成する。
【００２３】
映像伝送システム１ａは、放送局と支局の間での放送素材映像の伝送や、映画配給会社と映画館の間での映画映像の伝送など、リアルタイムでない映像の伝送を行うために用いられるものである。
【００２４】
再生用ＶＴＲ１０ａは、これから伝送する映像を記録したビデオテープを有しており、このビデオテープを再生することにより、一連の画像から構成される映像信号を再生出力する再生装置である。各画像は、所定の時間間隔で再生出力される。
【００２５】
再生用ＶＴＲ１０ａの再生速度は可変である。具体的には、１／２倍速、１／４倍速などのスロー再生モードに対応している。スロー再生モードでは、再生用ＶＴＲ１０ａは、同じ画像を複数回（１／２倍速なら２回、１／４倍速なら４回）連続して上記所定の時間間隔で再生出力する。再生用ＶＴＲ１０ａが再生出力した映像信号はエンコーダ３０に入力される。
【００２６】
エンコーダ３０は、再生用ＶＴＲ１０ａから入力される各画像にデジタル符号化方式による符号化を施すことにより符号化映像信号を取得し、ネットワーク４０を用いて、デコーダ５０ａに送信する。なお、本実施の形態では、上記デジタル符号化方式としてＭＰＥＧ−２を用いる場合を例にとって説明する。
【００２７】
デコーダ５０ａは、エンコーダ３０が送信した符号化映像信号を受信し、上記デジタル符号化方式による復号を施して映像信号を得る。記録用ＶＴＲ６０はビデオテープを有しており、デコーダ５０ａによって得られた映像信号を該ビデオテープに記録する記録装置である。記録用ＶＴＲ６０が映像信号をビデオテープに記録する速度は可変であり、本実施の形態では特に、再生用ＶＴＲ１０ａの再生速度に応じた記録速度で記録を行う。この点の詳細は後述する。品質測定装置７０ａ、ＶＴＲ制御装置８０についても後述する。
【００２８】
なお、ここでは記録メディアとしてビデオテープを用いる例について説明するが、ビデオディスク、ＤＶＤ、デジタルテープなど他の形式の記録メディアを用いても構わないことは勿論である。
【００２９】
図２は、映像伝送システム１ａの機能ブロックを示す概略ブロック図である。以下、同図を参照しつつ、映像伝送システム１ａを、その機能面から詳しく説明する。同図に示すように、再生用ＶＴＲ１０ａはその内部にビデオテープ１１、再生部１２、制御情報受信部１３を含んで構成される。また、エンコーダ３０はその内部に符号化処理部３１、最大許容情報量取得部３２、送信部３３を含んで構成される。また、デコーダ５０ａは、受信部５１、復号処理部５２を含んで構成される。また、記録用ＶＴＲ６０は、記憶処理部６１、判定部６２、ビデオテープ６３を含んで構成される。
【００３０】
ビデオテープ１１は、これから伝送する映像をデジタル形式又はアナログ形式で記録している。再生部１２は、ビデオテープ１１に記録される映像を読み出して再生出力する再生速度可変な再生手段として機能する。再生部１２の出力は、エンコーダ３０に対する入力となる。
【００３１】
制御情報受信部１３は、後述のＶＴＲ制御装置８０が送信した再生速度を示す制御情報を受信する。再生部１２は、制御情報により示される再生速度で映像信号を再生出力する。具体的には、制御情報により示される再生速度が１／２倍速又は１／４倍速等のスロー再生モードに属するものであった場合、再生部１２は、再生速度に応じた回数にわたり連続して、映像信号を構成する一連の画像の中の１つを再生出力することにより、スロー再生モードでの再生出力を実現する。制御情報により示される再生速度が１倍速であるときには、制御情報受信部１３は映像信号を構成する一連の画像を１回ずつ再生出力する。
【００３２】
符号化処理部３１は、再生用ＶＴＲ１０ａが再生出力した映像信号を符号化して符号化映像信号を取得する。すなわち、再生用ＶＴＲ１０ａから一連の画像の入力を順次受け付け、再生用ＶＴＲ１０ａから順次入力された各画像それぞれに対してデジタル符号化方式による符号化を施して符号化画像を取得する。そして、得られた一連の符号化画像を順次送信部３３に出力する。
【００３３】
送信部３３は、後述のＶＴＲ制御装置８０が送信した再生速度を示す制御情報を受信する。そして、この制御情報に基づき、符号化処理部３１から入力される符号化画像に対応する画像の再生速度を示す制御コードを取得する。送信部３３は、符号化処理部３１から入力される符号化画像と、対応する制御コードとを、ネットワーク４０を用いて、デコーダ５０ａに対して送信する。
【００３４】
ここで、符号化処理部３１及び送信部３３の処理について、詳細に説明しておく。図３は、符号化処理部３１及び送信部３３の内部構成を示す図である。符号化処理部３１はその内部に、同図に示す減算部３３１、ＤＣＴ部３３２、量子化部３３３、可変長符号化部３３４、逆量子化部３３５、逆ＤＣＴ部３３６、加算部３３７、動き補償部３３８、動きベクトル検出部３３９を含んで構成される。また、送信部３３はその内部に、同図に示す遅延メモリ３４０、コード発生部３４１、多重化部３４２を含んで構成される。
【００３５】
動きベクトル検出部３３９及び動き補償部３３８は、再生用ＶＴＲ１０ａが再生出力した符号化対象の画像と、過去に符号化した画像とに基づき、予測画像を生成する。
具体的に説明すると、まず動きベクトル検出部３３９は、再生用ＶＴＲ１０ａから新たに入力される画像（画像Ａとする。）と、後述する加算部３３７が取得した画像（この画像が過去に符号化した画像に相当する。以下、画像Ｂとする。）と、を取得する。そして、画像Ａをいくつかのブロックに分割し、ブロックごとに、画像Ｂの中から、該ブロックに似た部分を検出する。そして、その部分の画像Ｂ全体中の位置から、該ブロックの画像Ａ全体中の位置への移動量を示す動きベクトルを取得する。
【００３６】
次に、動き補償部３３８は、画像Ｂを、その一部分ずつ動きベクトル検出部３３９が取得した動きベクトルに基づいて位置変更することにより予測画像を生成し、減算部３３１に出力する。
【００３７】
減算部３３１は、再生用ＶＴＲ１０ａから入力された符号化対象の画像と、動き補償部３３８から入力される予測画像と、の差分を取得する。ＤＣＴ部３３２は、この差分に対してＤＣＴ処理を施し、複数周波数成分それぞれの重みを示す係数値の群（係数値群）を取得する。
【００３８】
ここで、最大許容情報量取得部３２（図２）について説明する。最大許容情報量取得部３２は、ネットワーク４０において、所定の単位時間（１枚の符号化画像を送信する時間）あたり伝送可能な情報量（最大許容情報量）を取得する。
【００３９】
量子化部３３３は、最大許容情報量取得部３２から、上記最大許容情報量の入力を受ける。そして、ＤＣＴ部３３２におけるＤＣＴ処理により得られる係数値群の情報量と、入力された最大許容情報量と、に応じて圧縮率（量子化パラメータ）を決定する。具体的には、係数値群の情報量が最大許容情報量を超えている場合に、係数値群の情報量を圧縮して最大許容情報量以下とするために必要な圧縮率を決定する。
【００４０】
量子化部３３３は、以上のようにして決定した圧縮率で、ＤＣＴ部３３２におけるＤＣＴ処理により得られる係数値群を圧縮する。圧縮の具体的な方法としては量子化が用いられる。すなわち、量子化部３３３は、係数値群を量子化パラメータで除算し、その商から小数点以下の数値を切り捨てることにより係数値群を圧縮し、圧縮処理後の係数値群（量子化インデックス）を取得する。こうして得られた量子化インデックスの情報量は、係数値群の情報量に比べて圧縮されている。量子化部３３３は、量子化インデックス及び量子化パラメータを、可変長符号化部３３４に出力する。
【００４１】
可変長符号化部３３４は、量子化部３３３から量子化インデックス及び量子化パラメータの入力を受け付けるとともに、後述する動きベクトル検出部３３９から動きベクトルの入力を受け付ける。そして、これらに対してまとめて可変長符号化（エントロピー符号化）を施して符号化画像を取得し、多重化部３４２に出力する。
【００４２】
逆量子化部３３５は、量子化部３３３が出力した量子化インデックス及び量子化パラメータを取得し、上記量子化の逆処理（伸長処理）を施す。これにより係数値群を得て、逆ＤＣＴ部３３６に出力する。
【００４３】
逆ＤＣＴ部３３６は、逆量子化部３３５から入力された係数値群に対して上記ＤＣＴ処理の逆処理を施すことにより上記差分を取得し、加算部３３７に出力する。
加算部３３７は、動き補償部３３８から出力される１つ前の予測画像を取得する。そして、この予測画像と、逆ＤＣＴ部３３６から入力される差分と、を加算することにより、元の画像（ただし、圧縮率分だけ劣化したもの。）を取得する。
【００４４】
一方、遅延メモリ３４０は、ＶＴＲ制御装置８０から再生速度を示す制御情報を受信する。上述のように、この制御情報は再生用ＶＴＲ１０ａにも送信されており、再生用ＶＴＲ１０ａは、再生速度に応じた回数にわたり連続して、映像信号を構成する一連の画像の中の１つを再生出力している。ここで、符号化処理部３１に入力された画像が符号化されて送信部３３に入力されるようになるまでには一定の時間を要する。そこで、遅延メモリ３４０は、該時間にわたって受信した制御情報を記憶し、その後コード発生部３４１に対して出力する。
【００４５】
コード発生部３４１は、遅延メモリ３４０から入力された制御情報に基づいて符号化画像ごとの制御コードを生成し、多重化部３４２に出力する。
多重化部３４２は、可変長符号化部３３４から入力される符号化画像を、該符号化画像に対応する画像の再生用ＶＴＲ１０ａにおける再生速度を示す制御コードとともに送信する。具体的には、符号化画像と制御コードとを多重化して送信する。多重化の具体的な例を挙げると、例えばＭＰＥＧ−２を用いる場合の例では、ピクチャヘッダの拡張部分のユーザデータ領域に制御コードを設定することで多重化を行う。
以上、符号化処理部３１及び送信部３３の処理について説明した。
【００４６】
次に、デコーダ５０ａの受信部５１は、ネットワーク４０を介して、エンコーダ３０から符号化映像信号を受信する。すなわち、符号化画像を順次受信する。受信部５１は、受信した各符号化画像を、復号処理部５２に対して出力する。また、受信部５１は、符号化画像とともに送信された上記制御コードを受信し、判定部６２に出力する。
【００４７】
復号処理部５２は、入力された符号化画像に符号化処理部３１が行った符号化の逆処理を施し、元の画像（ただし、圧縮率分だけ劣化したもの。）を得て、記憶処理部６１に出力する。
【００４８】
ここで、受信部５１及び復号処理部５２の処理について、詳細に説明しておく。図４は、受信部５１及び復号処理部５２の内部構成を示す図である。受信部５１はその内部に、同図に示す抽出部５１１、制御信号デコード部５１２、遅延メモリ５１３を含んで構成される。また、復号処理部５２はその内部に、同図に示す可変長復号化部５２１、逆量子化部５２２、逆ＤＣＴ部５２３、加算部５２４、動き補償部５２５を含んで構成される。
【００４９】
抽出部５１１は、エンコーダ３０から受信された信号の中から符号化画像と制御コードを抽出し、符号化画像を可変長復号化部５２１へ、制御コードを制御信号デコード部５１２へ、それぞれ出力する。
【００５０】
可変長復号化部５２１は、入力された符号化画像に、可変長符号化部３３４が行った可変長符号化の逆処理を行い、量子化インデックス、量子化パラメータ、及び動きベクトルを取得する。そして、量子化インデックス及び量子化パラメータを逆量子化部５２２へ、動きベクトルを動き補償部５２５へ、それぞれ出力する。
【００５１】
逆量子化部５２２は、入力された量子化インデックスに量子化部３３３が行った量子化の逆処理（量子化パラメータにより示される伸長率の伸長処理）を施して係数値群を取得し、逆ＤＣＴ部５２３に出力する。
【００５２】
逆ＤＣＴ部５２３は、逆量子化部５２２から入力された係数値群に対して、ＤＣＴ部３３２が行ったＤＣＴ処理の逆処理を施して上記差分を取得する。そして取得した差分を加算部５２４に出力する。
【００５３】
加算部５２４は、後述する動き補償部５２５から予測画像の入力を受け付ける。そして、この予測画像と、逆ＤＣＴ部５２３から入力される差分と、を加算することにより元の画像（ただし、圧縮率分だけ劣化したもの。）を取得し、記憶処理部６１に出力する。
【００５４】
動き補償部５２５は、加算部５２４が出力した元の画像と、可変長復号化部５２１から入力される動きベクトルと、に基づき、動き補償部３３８と同様の処理により、予測画像を生成する。そして、生成した予測画像を、加算部５２４に出力する。
【００５５】
制御信号デコード部５１２は、抽出部５１１から入力された制御コードから、再生速度を示す制御情報を取得し、遅延メモリ５１３に出力する。
遅延メモリ５１３は、制御信号デコード部５１２から制御情報の入力を受け付ける。そして、入力された制御情報に対応する符号化画像の復号に要する時間にわたって該制御情報を記憶し、その後判定部６２に対して出力する。
以上、受信部５１及び復号処理部５２の処理について説明した。
【００５６】
判定部６２は、遅延メモリ５１３から入力された制御情報に基づき、デコーダ５０ａから入力される画像ごとに、スロー再生された画像であるか否かを判定する。
【００５７】
記憶処理部６１は、判定部６２の判定結果により、受信部５１により、スロー再生された画像であることが示される場合に、記録速度を再生速度に合わせて制御する。具体的には、スロー再生の結果入力された、同じ画像にかかる複数の画像の中からひとつを選択してビデオテープ６３（例えば上記ビデオテープ。）への記憶処理を行う。例えば、再生速度が１／２である場合には、２枚の画像の中から１つを選択して記憶処理を行う。この場合の記録速度は２倍である。具体的な例では、連続して入力された画像のうち最後に受信されたものを、ビデオテープ６３へ記憶させる。
【００５８】
次に、品質測定装置７０ａは、エンコーダ３０が送信した符号化映像信号の映像品質を測定する。なお、ここで測定する映像品質は、量子化による品質劣化の度合を知るためのものである。品質測定装置７０ａによる映像品質測定処理には、係数値群の頻度分布の分散を用いてＰＳＮＲ(Peak Signal to Noise Ratio)を求める方法が使用可能である。以下、この方法について説明する。
【００５９】
品質測定装置７０ａが受信側にある場合、量子化前の係数値群が入手できないので、量子化前の係数値群と量子化後の係数値群（量子化インデックス）との比較により映像品質を測定することはできないが、この方法では、量子化前の係数値群がなくても上記映像品質を測定可能である。すなわち、この方法では、量子化前の係数値群の頻度分布と、量子化後の係数値群の頻度分布と、が異なるのに対し、両者の分散はほぼ等しいという事実と、量子化前の係数値群の頻度分布は、ある決まった分布（例えばラプラス分布）に従うという事実と、を利用し、量子化後の係数値群の分散から量子化前の係数値群の頻度分布を求める。
【００６０】
具体的には、品質測定装置７０ａは、まず、量子化後の係数値群の頻度分布を取得し、その分散を算出する。次に、算出した分散を上記決まった分布に当てはめることにより、量子化前の係数値群の頻度分布を推定取得する。こうして量子化前後の頻度分布が得られると、品質測定装置７０ａは、式（１）により符号化誤差ＭＳＥ(Mean Squared Error)を求め、このＭＳＥを式（２）に代入することにより、ＰＳＮＲを算出する。ただし、ｘｉは量子化前のｉ番目の係数値、ｘｉ’はｘｉに対応する量子化後の係数値、ｋｉはｘｉの発生頻度、Ｎは画素数である。
【００６１】
【数１】
2008236005.tif 000003
【００６２】
【数２】
2008236005.tif 000004
【００６３】
品質測定装置７０ａは、以上のようにして算出したＰＳＮＲを、映像品質の評価値としてＶＴＲ制御装置８０に出力する。
ＶＴＲ制御装置８０は、品質測定装置７０ａにより測定された映像品質に基づき、再生速度を示す制御情報を取得し、再生用ＶＴＲ１０ａ（制御情報受信部１３）及びエンコーダ３０（送信部３３）に対して送信する制御装置である。
【００６４】
ＶＴＲ制御装置８０の処理について詳細に説明する。図５はＶＴＲ制御装置８０の内部構成を示す図である。同図に示すように、ＶＴＲ制御装置８０はその内部に、閾値設定部８１、比較部８２、制御信号発生部８３を含んで構成される。
【００６５】
閾値設定部８１は、映像品質評価値の閾値を記憶している。比較部８２は、品質測定装置７０ａから入力される映像品質評価値とこの閾値とを比較する。そして、制御信号発生部８３は、比較部８２の比較結果に基づいて再生速度を決定し、決定した再生速度を示す制御情報を送信する。
【００６６】
図６は、再生速度の決定処理を具体的な例により説明するための説明図である。同図に示す例では閾値Ｈと閾値Ｌが閾値設定部８１に記憶されている。初期状態での再生速度は１倍速（連続出力回数１回）である。初めのうち、映像品質評価値は閾値Ｈと閾値Ｌの間の値であるが、次第に下がってきて時刻Ａで閾値Ｌを下回る。すると、制御信号発生部８３は、再生速度を１段階遅くして１／２倍速（連続出力回数２回）と決定し、この再生速度を示す制御情報を送信する。その後、再生速度を１／２倍速に設定したことにより少し映像品質が改善するものの、時刻Ｂにおいて再度閾値Ｌを下回る。すると、制御信号発生部８３は、再生速度をさらに１段階遅くして１／４倍速（連続出力回数４回）と決定し、この再生速度を示す制御情報を送信する。その後、再生速度を１／４倍速に設定したことにより映像品質が改善し、時刻Ｃにおいて閾値Ｈを上回る。すると、制御信号発生部８３は、再生速度を１段階速くして１／２倍速（連続出力回数２回）と決定し、この再生速度を示す制御情報を送信する。その後、再生速度を１／２倍速に設定したことにより映像品質が少し悪化するが、映像内容に変化があって映像品質が改善し、時刻Ｄにおいて再度閾値Ｈを上回る。すると、制御信号発生部８３は、再生速度をさらに１段階速くして１倍速（連続出力回数１回）と決定し、この再生速度を示す制御情報を送信する。このように、制御信号発生部８３は、映像品質評価値が閾値を越える都度１段階ずつ再生速度を制御する処理を行っている。
【００６７】
ＶＴＲ制御装置８０は、こうして制御情報を送信することにより、再生用ＶＴＲ１０ａの制御情報受信部１３に対しスロー再生（複数回ずつ出力）又は通常再生（１回ずつ出力）を指示するとともに、エンコーダ３０の送信部３３に対し、符号化画像の送信の際、当該符号化画像に対応する画像の再生部１２での再生速度を示す制御コードを、該符号化画像とともに送信させている。
【００６８】
１枚の画像を複数枚分の時間をかけて符号化しているので、伝送回線の容量が小さくても高い映像品質を実現することができる。言い換えれば、映像品質を確保しつつ、伝送回線の低コスト化が実現されている。
また、映像品質に応じて適宜繰り返し入力回数を変えていくことができるので、常時適切な映像品質を得ることができるようになる。
また、記録用ＶＴＲ６０は、順次受信される符号化画像が１つの画像にかかるものであるか否かを判定できる。
【００６９】
また、映像素材の伝送を行う際に占有する伝送容量を変動させることなく、一定の帯域占有量で高品質な映像配信が実現できる。また、不必要に広帯域の回線を確保することなく、効率的にネットワークを利用することが可能となる。
【００７０】
また、公衆回線で多く利用されているベストエフォート型の通信回線における映像ストリーミングで問題となる回線の輻輳問題を低減することができる。すなわち、伝送回線の容量が小さくても高い映像品質を実現することができるので、映像配信に要する伝送容量が少なくなり、輻輳問題の解決に寄与することができる。
【００７１】
以下、映像伝送システム１ａの変形例を４つ挙げる。
図７は、第１の変形例にかかる映像伝送システム１ｂのシステム構成図である。本変形例はスロー再生モードに対応していない再生用ＶＴＲ１０ｂを用いる場合であり、同図に示すように、再生用ＶＴＲ１０ｂとエンコーダ３０との間にメモリ２０が備えられる。
【００７２】
再生用ＶＴＲ１０ｂは、ビデオテープに記録される映像を１倍速で再生出力する。メモリ２０は、再生用ＶＴＲ１０ｂが出力した映像信号（各画像）を一時記憶し、エンコーダ３０に対して、各画像を所定の時間間隔で出力する。このメモリ２０はスロー再生モードに対応しており、スロー再生モードでは、メモリ２０は、同じ画像を複数回（１／２倍速なら２回、１／４倍速なら４回）繰り返して上記所定の時間間隔で出力する。
【００７３】
この変形例によれば、スロー再生モードに対応していない再生用ＶＴＲ１０ｂを用いる場合であっても、映像品質を確保しつつ、伝送回線にかかるコストを低減することが実現される。
【００７４】
図８は、第２の変形例にかかる映像伝送システム１ｃのシステム構成図である。同図に示すように、本変形例は、第１の変形例において、品質測定装置７０ａとＶＴＲ制御装置８０をネットワーク４０を挟んで送信側に備えるようにしたものである。
【００７５】
このように送信側に品質測定装置７０ａとＶＴＲ制御装置８０を備えるようにしても、映像品質の測定には影響がないが、再生用ＶＴＲ１０ｂ及びエンコーダ３０とＶＴＲ制御装置８０とが近い位置にあることにより、これらの間で送受信される信号（制御情報）の遅延が少なくなり、より細かな制御が行えるようになる。
【００７６】
図９は、第３の変形例にかかる映像伝送システム１ｄのシステム構成図である。同図に示すように、本変形例は、第２の変形例において、品質測定装置７０ａに替えて品質測定装置７０ｂを用いるようにしたものである。
【００７７】
品質測定装置７０ａは、量子化前の係数値群の頻度分布を、量子化後の係数値群の頻度分布と予め決まった分布とに基づいて推定取得していたが、品質測定装置７０ｂは、メモリ２０から出力される映像信号に、エンコーダ３０と同様な処理による符号化を施すことにより、量子化前の係数値群の頻度分布を取得する。そして、取得した量子化前の係数値群の頻度分布に基づいて、映像品質を測定する。
この変形例によれば、映像品質をより正確に測定できるようになり、品質保証の精度が改善する。
【００７８】
図１０は、第４の変形例にかかる映像伝送システム１ｅのシステム構成図である。同図に示すように、本変形例は、第３の変形例において、エンコーダ３０とネットワーク４０の間にサーバ９０を備え、デコーダ５０ａに替えてデコーダ５０ｂを備え、その後段には、記録用ＶＴＲ６０に替えてメモリ５３及び表示装置５４を備えるようにしたものである。本変形例は、符号化映像信号をサーバ９０に一旦蓄積し、ダウンロードしながら表示装置５４に映像を表示する、いわゆるストリーミングサービスに適用されるものである。
【００７９】
サーバ９０は、エンコーダ３０が出力する一連の符号化画像を、１つの映像作品につき１つのファイルとして記憶する。また、各符号化画像に多重化された制御コードを映像作品全体にわたって取得し、各制御コードにより示される再生速度から、映像作品にかかる映像信号の総遅延時間を算出し、補助情報として上記ファイルとともに記憶する。
【００８０】
デコーダ５０ｂは、ユーザの指示に応じて、サーバ９０から上記ファイルと補助情報をダウンロードし、逐次復号する。具体的な復号処理はデコーダ５０ａが行う処理と同様である。
【００８１】
メモリ５３は、原則としてデコーダ５０ｂから出力される一連の画像を記憶する。ただし、映像信号を構成する一連の画像の中の１つにかかる複数の画像が入力された場合には、記録用ＶＴＲ６０と同様な処理により、そのうちのひとつを選択して記憶する。そして、記憶した画像を逐次表示装置５４に出力することにより、デコーダ５０ｂが出力した映像信号を表示する表示速度可変な表示手段として機能する。すなわち、映像信号を構成する一連の画像の中の１つにかかる複数の符号化画像が受信された場合に、そのうちのひとつを選択して表示処理を行う表示手段として機能する。なお、メモリ５３は、最初の画像が入力されてから、上記補助情報により示される総遅延時間だけ待機した後、表示装置５４への出力を開始する。こうすることで、表示装置５４において映像の途切れが生ずることを防止している。
この変形例によれば、ストリーミングサービスにも本発明を適用することができるようになる。
【００８２】
なお、第４の実施例の更なる変形例として、可変ビットレートの再符号化機能を備えているデコーダ５０ｂを用いることとしてもよい。この場合、デコーダ５０ｂは、サーバ９０からダウンロードした符号化映像信号に例えば１／２倍速となっている部分がある場合、その部分を倍速（倍のビットレート）で再符号化する。倍速での再符号化では結局、映像信号を構成する一連の画像の中の１つにかかる複数の画像からひとつを選択することになるので、このようにしても、表示装置５４における映像の途切れの発生を防止できる。
【００８３】
最後に、音声信号について説明する。通常、映像信号には音声信号が付属している。映像信号を構成する一連の画像中のある画像が、本発明によりエンコーダ３０に複数回繰り返し入力される際には、音声信号をいずれか１つの画像に付属させる。
【００８４】
具体的な処理の一例を挙げると、再生用ＶＴＲ１０ａ又はメモリ２０は、スロー再生される画像（すなわち、複数回連続して出力される画像）に付属している音声信号を、いずれか１回分の出力時（記録用ＶＴＲ６０にて選択される画像の入力時）に、画像とともにエンコーダ３０に入力する。これにより、他の画像は無音となる。エンコーダ３０は、該画像とともに音声信号を符号化し、該画像にかかる符号化画像とともに出力する。記録用ＶＴＲ６０は、通常通り音声信号を復号するが、画像選択の際には音声信号の付属する画像を選択することになるので、ビデオテープ６３（記録用ＶＴＲ６０のビデオテープ）には、通常通り、音声信号が記録されることになる。
【００８５】
以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
例えば、上記実施の形態ではＭＰＥＧ−２を用いる場合について説明したが、他の符号化方式、例えばＭＰＥＧ−４等を用いる場合にも本発明は適用可能である。
また、上記実施の形態では、スロー再生モードによる再生を行う場合に、同じ画像を複数回（１／２倍速なら２回、１／４倍速なら４回）連続して上記所定の時間間隔で再生出力する再生用ＶＴＲを用いる例を説明したが、例えば再生モードに応じた時間（１／２倍速なら１倍速のときの２倍、１／４倍速なら同４倍）だけ出力を保つ再生用ＶＴＲを用いることも可能である。
【００８６】
また、上記各装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上記各装置の処理を実現してもよい。
ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、この「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」には、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
さらに、上記プログラムは、上述した各機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した各機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる映像伝送システムのシステム構成図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる映像伝送システムの機能ブロックを示す概略ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる符号化処理部及び送信部の内部構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる受信部及び復号処理部の内部構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかるＶＴＲ制御装置の内部構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる繰り返し回数の決定処理を具体的な例により説明するための説明図である。
【図７】本発明の第１の変形例にかかる映像伝送システムのシステム構成図である。
【図８】本発明の第２の変形例にかかる映像伝送システムのシステム構成図である。
【図９】本発明の第３の変形例にかかる映像伝送システムのシステム構成図である。
【図１０】本発明の第４の変形例にかかる映像伝送システムのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ  映像伝送システム、
１０ａ，１０ｂ  再生用ＶＴＲ、
１１  ビデオテープ、
１２  再生部、
１３  制御情報受信部、
２０  メモリ、
３０  エンコーダ、
３１  符号化処理部、
３２  最大許容情報量取得部、
３３  送信部、
４０  ネットワーク、
５０ａ，５０ｂ  デコーダ、
５１  受信部、
５２  復号処理部、
５３  メモリ、
５４  表示装置、
６０  記録用ＶＴＲ、
６１  記憶処理部、
６２  判定部、
６３  ビデオテープ、
７０ａ，７０ｂ  品質測定装置、
８０  制御装置、
８１  閾値設定部、
８２  比較部、
８３  制御信号発生部、
９０  サーバ、
３３１  減算部、
３３２  ＤＣＴ部、
３３３  量子化部、
３３４  可変長符号化部、
３３５  逆量子化部、
３３６  逆ＤＣＴ部、
３３７  加算部、
３３８  動き補償部、
３３９  ベクトル検出部、
３４０  遅延メモリ、
３４１  コード発生部、
３４２  多重化部、
５１１  抽出部、
５１２  制御信号デコード部、
５１３  遅延メモリ、
５２１  可変長復号化部、
５２２  逆量子化部、
５２３  逆ＤＣＴ部、
５２４  加算部、
５２５  動き補償部。
【図１】
2008236005.tif 000005
【図２】
2008236005.tif 000006
【図３】
2008236005.tif 000007
【図４】
2008236005.tif 000008
【図５】
2008236005.tif 000009
【図６】
2008236005.tif 000010
【図７】
2008236005.tif 000011
【図８】
2008236005.tif 000012
【図９】
2008236005.tif 000013
【図１０】
2008236005.tif 000014