(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の動画を表わす第１の動画信号を圧縮するとともに、前記第１の動画と異なる第２の動画の圧縮画像データを伸長するための動画圧縮伸長装置であって、
前記第１の動画信号に同期する垂直同期信号を発生する同期信号発生手段と、
前記第１の動画を表わす第１の圧縮画像データを記憶するための第１の圧縮データメモリと、
前記第２の動画を表わす第２の圧縮画像データを記憶するための第２の圧縮データメモリと、
前記第１の動画信号の有効映像期間を含む圧縮伸長期間において、前記第１の動画信号を圧縮することによって第１の圧縮画像データを生成し、前記第１の圧縮データメモリに格納する圧縮手段と、
前記圧縮伸長期間において、前記第２の圧縮データメモリから前記第２の圧縮画像データを読出して伸長することによって第２の動画信号を生成する伸長手段と、
前記垂直同期信号で規定される走査期間の中の前記圧縮伸長期間以外の非圧縮伸長期間において、前記第１と第２の圧縮データメモリと外部回路との間のデータ転送を許容する制御手段と、
を備えることを特徴とする動画圧縮伸長装置。
【請求項２】
コンピュータシステムであって、
マイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに接続されたバスと、
映像を表示する表示デバイスと、
前記バスに接続され、前記表示デバイスにおける映像の表示を制御する表示制御手段と、
前記表示制御手段で生成された映像と、他の回路から与えられた映像とを合成して前記表示デバイスに表示する映像合成手段と、
第１の動画を撮像して第１の動画映像信号を生成する撮像手段と、
前記バスに接続され、通信経路を介してデータを送受信する送受信手段と、
前記バスに接続され、前記撮像手段で生成された第１の動画信号を圧縮するとともに、前記送受信手段で受け取られた第２の動画の圧縮画像データを伸長するための動画圧縮伸長手段と、を備え、
前記動画圧縮伸長手段は、
前記第１の動画信号に同期する垂直同期信号を発生する同期信号発生手段と、
前記第１の動画を表わす第１の圧縮画像データを記憶するための第１の圧縮データメモリと、
前記第２の動画を表わす第２の圧縮画像データを記憶するための第２の圧縮データメモリと、
前記第１の動画信号の有効映像期間を含む圧縮伸長期間において、前記第１の動画信号を圧縮することによって第１の圧縮画像データを生成し、前記第１の圧縮データメモリに格納する圧縮手段と、
前記圧縮伸長期間において、前記第２の圧縮データメモリから前記第２の圧縮画像データを読出して伸長することによって第２の動画信号を生成する伸長手段と、
前記垂直同期信号で規定される走査期間の中の前記圧縮伸長期間以外の非圧縮伸長期間において、前記第１と第２の圧縮データメモリへの前記マイクロプロセッサのアクセスを許容する制御手段と、
を備えることを特徴とするコンピュータシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動画の圧縮データの双方向通信等に用いられる動画圧縮伸長装置およびこれを備えたコンピュータシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、通信網に接続されたコンピュータ同士を用いたテレビ電話システムやテレビ会議システム等の双方向映像通信システムが普及してきている。このようなシステムでは、２つの動画をリアルタイムに圧縮・伸長しつつ動画の圧縮データを双方向に伝送することが要望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、２つのリアルタイムに圧縮・伸長しつつ双方向に伝送することのできる装置は知られていなかった。このため、従来は、静止画を間歇的に伝送することによって擬似的な動画の双方向通信を行なっていた。
【０００４】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、動画をリアルタイムに圧縮・伸長しながら双方向通信することのできる装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、第１の発明は、第１の動画を表わす第１の動画信号を圧縮するとともに、前記第１の動画と異なる第２の動画の圧縮画像データを伸長するための動画圧縮伸長装置であって、
前記第１の動画信号に同期する垂直同期信号を発生する同期信号発生手段と、
前記第１の動画を表わす第１の圧縮画像データを記憶するための第１の圧縮データメモリと、
前記第２の動画を表わす第２の圧縮画像データを記憶するための第２の圧縮データメモリと、
前記第１の動画信号の有効映像期間を含む圧縮伸長期間において、前記第１の動画信号を圧縮することによって第１の圧縮画像データを生成し、前記第１の圧縮データメモリに格納する圧縮手段と、
前記圧縮伸長期間において、前記第２の圧縮データメモリから前記第２の圧縮画像データを読出して伸長することによって第２の動画信号を生成する伸長手段と、
前記垂直同期信号で規定される走査期間の中の前記圧縮伸長期間以外の非圧縮伸長期間において、前記第１と第２の圧縮データメモリと外部回路との間のデータ転送を許容する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
圧縮伸長期間において、第１の動画信号を圧縮して第１の圧縮画像データを生成するとともに、第２の圧縮画像データを伸長して第２の動画信号を生成する。従って、圧縮伸長期間において、動画信号をリアルタイムに圧縮・伸長することができる。また、非圧縮伸長期間において、２つの圧縮データメモリと外部回路との間のデータ転送を許容する。従って、非圧縮伸長期間において、圧縮画像データを双方向に伝送することができる。
【０００７】
第２の発明は、コンピュータシステムであって、
マイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに接続されたバスと、
映像を表示する表示デバイスと、
前記バスに接続され、前記表示デバイスにおける映像の表示を制御する表示制御手段と、
前記表示制御手段で生成された映像と、他の回路から与えられた映像とを合成して前記表示デバイスに表示する映像合成手段と、
第１の動画を撮像して第１の動画映像信号を生成する撮像手段と、
前記バスに接続され、通信経路を介してデータを送受信する送受信手段と、
前記バスに接続され、前記撮像手段で生成された第１の動画信号を圧縮するとともに、前記送受信手段で受け取られた第２の動画の圧縮画像データを伸長するための動画圧縮伸長手段と、を備え、
前記動画圧縮伸長手段は、
前記第１の動画信号に同期する垂直同期信号を発生する同期信号発生手段と、
前記第１の動画を表わす第１の圧縮画像データを記憶するための第１の圧縮データメモリと、
前記第２の動画を表わす第２の圧縮画像データを記憶するための第２の圧縮データメモリと、
前記第１の動画信号の有効映像期間を含む圧縮伸長期間において、前記第１の動画信号を圧縮することによって第１の圧縮画像データを生成し、前記第１の圧縮データメモリに格納する圧縮手段と、
前記圧縮伸長期間において、前記第２の圧縮データメモリから前記第２の圧縮画像データを読出して伸長することによって第２の動画信号を生成する伸長手段と、
前記垂直同期信号で規定される走査期間の中の前記圧縮伸長期間以外の非圧縮伸長期間において、前記第１と第２の圧縮データメモリへの前記マイクロプロセッサのアクセスを許容する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は、この発明の第１実施例である双方向動画通信システムの構成を示す概念図である。この双方向動画通信システムは、コンピュータネットワークやケーブルテレビ網、無線通信網などの通信網（通信経路）６０と、通信網６０に接続された複数のコンピュータシステム１００，２００とを備えている。
【０００９】
各コンピュータシステムにはユーザの動画を撮像するためのビデオカメラ（撮像手段）２２が備えられている。また、各コンピュータは、モデム（送受信手段）１４を介して通信網６０に接続されている。ビデオカメラ２２で撮像された第１の動画Ｍ１は、通信相手の映像である第２の動画Ｍ２とともに画面に表示される。すなわち、第１の動画Ｍ１はユーザ自身の映像であり、第２の動画Ｍ２は通信相手の映像である。第１の動画Ｍ１を表わす動画信号は第１のコンピュータシステム１００で圧縮され、その圧縮画像データが通信網６０を介して第２のコンピュータシステム２００に伝送される。一方、第２の動画Ｍ２を表わす動画信号は第２のコンピュータシステム２００内で圧縮され、その圧縮画像データが通信網６０を介して第１のコンピュータシステム１００に伝送される。
【００１０】
図２は、コンピュータシステムの構成を示すブロック図である。このコンピュータシステムは、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）１０と、メインメモリ１２と、モデム１４と、グラフィックスコントローラ（映像表示手段）１６と、映像合成回路１８と、カラーＣＲＴ（表示デバイス）２０と、ビデオカメラ２２と、動画圧縮伸長ユニット（動画圧縮伸長装置）４０とを備えている。
【００１１】
映像合成回路１８は、グラフィックスコントローラ１６から与えられた第１の映像信号ＶM1と、動画圧縮伸長ユニット４０から与えられた第２の映像信号ＶM2とを合成することによって、図１に示すように、２つの映像Ｍ１，Ｍ２を合成した映像信号を生成する回路である。映像合成回路１８としては、例えば、本出願人により開示された特開平２−２９８１７６号公報に記載された装置などを適用することができる。
【００１２】
動画圧縮伸長ユニット４０は、ビデオデコーダ４２と、ビデオエンコーダ４４と、圧縮伸長回路４６と、２つの圧縮データメモリ５１，５２と、同期信号発生回路５４とを備えている。圧縮伸長回路４６は、圧縮部４７と、伸長部４８と、制御部４９とを含んでいる。
【００１３】
ビデオデコーダ４２は、ビデオカメラ２２で撮像された動画のコンポジット動画信号ＳM1をデコードして、同期信号（垂直同期信号ＶＳＹＮＣおよび水平同期信号ＨＳＹＮＣ）とコンポーネント映像信号（輝度信号）とに分離するとともに、コンポーネント映像信号をＡ／Ｄ変換して第１のデジタル動画信号ＤCOM を生成する。垂直同期信号ＶＳＹＮＣと水平同期信号ＨＳＹＮＣは、ビデオデコーダ４２から同期信号発生回路５４に供給される。同期信号発生回路５４は、これらの同期信号から、内部のＰＬＬ回路（図示せず）を用いてドットクロック信号を生成する。ドットクロック信号は、画素位置の更新タイミングを示すクロック信号である。圧縮伸長回路４６は、同期信号発生回路５４から与えられた垂直同期信号ＶＳＹＮＣと水平同期信号ＨＳＹＮＣとドットクロック信号とを圧縮伸長回路４６に供給する。圧縮伸長回路４６は、これらの同期信号に同期して圧縮処理や伸長処理を実行する。
【００１４】
なお、ビデオカメラ２２がデジタルビデオカメラである場合にはビデオデコーダ４２をビデオカメラ２２で代用することもできる。この場合には、同期信号発生回路５４が垂直同期信号ＶＳＹＮＣと水平同期信号ＨＳＹＮＣとドットクロック信号とを自ら生成して出力する。なお、同期信号発生回路５４を動画圧縮伸長ユニット４０内に設ける代わりに、グラフィックスコントローラ１６内に備えられている同期信号発生回路を使用することも可能である。
【００１５】
ビデオデコーダ４２から出力された第１のデジタル動画信号ＤCOM は、圧縮部４７によって第１の圧縮画像データＣCOM に圧縮される。また、フレームメモリ（図示せず）から読出された映像信号はグラフィックスコントローラ１６内のＤ／Ａ変換器（図示せず）でＤ／Ａ変換されてアナログ映像信号ＶM1が生成される。このアナログ映像信号ＶM1は、表示同期信号（水平同期信号ＤＨＳＹＮＣおよび垂直同期信号ＤＶＳＹＮＣ）とともに映像合成回路１８に供給される。映像合成回路１８は、このアナログ映像信号ＶM1内に、動画圧縮伸長ユニット４０から与えられる第２のアナログ映像信号ＶM2（後述する）と、ビデオカメラ２２から与えられるコンポジット動画信号ＳM1とを交互に合成してカラーＣＲＴ２０に合成映像信号を供給する。なお、グラフィックスコントローラ１６で生成された表示同期信号ＤＨＳＹＮＣ，ＤＶＳＹＮＣはカラーＣＲＴ２０にも供給される。一方、圧縮部４７で生成された第１の圧縮画像データＣCOM は、圧縮データメモリ５１に一旦記憶される。この第１の圧縮画像データＣCOM は、ＣＰＵ１０によって第１の圧縮データメモリ５１から読出され、モデム１４を介して通信網６０に伝送される。
【００１６】
通信網６０を介して第２のコンピュータシステム２００から供給された第２の圧縮画像データＣDEC は、圧縮伸長回路４６に転送され、第２の圧縮データメモリ５２に一時的に記憶される。伸長部４８は、第２の圧縮画像データＣDEC を第２の圧縮データメモリ５２から読出し、これを伸長することによって第２のデジタル動画信号ＤDEC を生成する。この第２のデジタル動画信号ＤDEC は、ビデオエンコーダ４４によってアナログ映像信号ＶM2に変換されて映像合成回路１８に供給される。
【００１７】
図３は、動画圧縮伸長ユニット４０の動作を示すタイミングチャートである。図３（ａ）は垂直同期信号ＶＳＹＮＣを示し、図３（ｂ），（ｃ）は圧縮伸長回路４６の動作を、また、図３（ｄ），（ｅ）はＣＰＵ１０の動作を示している。図３（ａ）の上部に示されているように、圧縮伸長回路４６の動作期間は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣのパルス位置を基準として、圧縮伸長期間と非圧縮伸長期間とに分けられている。圧縮伸長期間は有効映像期間を含み、有効映像期間の後に短い付加期間を付加した期間である。この付加期間は、圧縮部４７がビデオデコーダ４２から供給されたデジタル映像信号ＤCOM の圧縮を完了するため、および、伸長部４８が第２の圧縮データメモリ５２から読みだした圧縮画像データＣDEC の伸長を完了するために使用される。すなわち、圧縮部４７は、圧縮伸長期間の間にビデオデコーダ４２から供給されたデジタル映像信号ＤCOM をリアルタイムに圧縮して、その圧縮画像データを第１の圧縮データメモリ５１に格納する（図３（ｂ））。一方、伸長部４８は、圧縮伸長期間の間に第２の圧縮データメモリ５２から圧縮画像データＣDEC を読出して伸長し、デジタル動画信号ＤDEC を生成する（図３（ｃ））。圧縮伸長期間が終了して非圧縮伸長期間になると、制御部４９がその制御をＣＰＵ１０に渡し、ＣＰＵ１０が２つの圧縮データメモリ５１，５２にアクセスすることが可能となる。
【００１８】
非圧縮伸長期間では、図３（ｄ）に示すように、ＣＰＵ１０が第１の圧縮データメモリ５１から第１の圧縮画像データＣCOM を読出し、モデム１４と通信網６０を介して第２のコンピュータシステム２００に伝送する。その後、図３（ｅ）に示すように、コンピュータシステム２００から伝送されてきた第２の圧縮画像データＣDEC を第２の圧縮データメモリ５２に転送して書き込む。第２の圧縮データメモリ５２に書き込まれた第２の圧縮画像データＣDEC は、次の圧縮伸長期間において伸長部４８によって伸長される（図３（ｃ））。
【００１９】
このように、圧縮伸長期間においては、圧縮伸長回路４６が第１のデジタル動画信号ＤCOM を圧縮するとともに、第２の圧縮画像データＣDEC を伸長する。一方、非圧縮伸長期間においては、ＣＰＵ１０が第１の圧縮画像データＣCOM を通信網６０に転送するとともに、通信網６０から第２の圧縮画像データＣDEC を受け取る双方向通信を行なう。従って、この実施例によれば、垂直同期信号ＶＳＹＮＣで規定される１走査期間毎に（すなわち１フィールド毎に）、双方向に圧縮画像データを転送しつつ、カラーＣＲＴ２０に２つの動画を合成した映像を表示することができる。特に、１つの垂直同期信号ＶＳＹＮＣを基準として決定される同一の圧縮伸長期間において、圧縮処理と伸長処理とを並行して実行するようにしたので、ＣＰＵ１０による双方向通信処理を、その圧縮伸長期間以外の期間において確実に実行することができるという大きな効果がある。なお、ここで、「同一の圧縮伸長期間」とは、圧縮処理と伸長処理の始期と終期が厳密に一致していることを意味しておらず、その期間の大部分において圧縮処理と伸長処理とが並行して実行されていることを意味している。
【００２０】
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００２１】
（１）上記実施例では、圧縮画像データの転送をＣＰＵ１０が行なうものとしたが、ＣＰＵ１０以外の他のプロセッサやコントローラが圧縮画像データの転送を行なうようにしてもよい。例えば、制御部４９がＤＭＡ転送によって圧縮画像データを転送するようにしてもよい。
【００２２】
（２）通信網６０の転送レートによっては図３（ｄ），（ｅ）に示す非圧縮伸長期間内に通信網６０による転送が収まらない場合もある。この場合には、メインメモリ１２内またはモデム１４内にキャッシュメモリを構築することによって、非圧縮伸長期間を越えて通信網６０による転送を行なえるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例である双方向動画通信システムの構成を示す概念図。
【図２】コンピュータシステムの構成を示すブロック図。
【図３】動画圧縮伸長ユニット４０の動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１０…ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）
１２…メインメモリ
１４…モデム（送受信手段）
１６…グラフィックスコントローラ（表示制御手段）
１８…映像合成回路（映像合成手段）
２０…カラーＣＲＴ（表示デバイス）
２２…ビデオカメラ（撮像手段）
４０…動画圧縮伸長ユニット（動画圧縮伸長装置）
４２…ビデオデコーダ
４４…ビデオエンコーダ
４６…圧縮伸長回路
４７…圧縮部
４８…伸長部
４９…制御部（制御手段）
５１，５２…圧縮データメモリ
５４…同期信号発生回路
６０…通信網（通信経路）
１００，２００…コンピュータシステム
【図１】
0004167730.tif 000002
【図２】
0004167730.tif 000003
【図３】
0004167730.tif 000004