JPH01276891A - 動画像符号化装置 - Google Patents
動画像符号化装置Info
- Publication number
- JPH01276891A JPH01276891A JP63105141A JP10514188A JPH01276891A JP H01276891 A JPH01276891 A JP H01276891A JP 63105141 A JP63105141 A JP 63105141A JP 10514188 A JP10514188 A JP 10514188A JP H01276891 A JPH01276891 A JP H01276891A
- Authority
- JP
- Japan
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- encoding
- output
- frame
- circuit
- moving picture
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- Pending
Links
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- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 101100274557 Heterodera glycines CLE1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001149 cognitive effect Effects 0.000 description 1
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- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、パケット網伝送路を利用する動画像符号化装
置に関する。
置に関する。
(従来の技術)
現在の通信網は、世界的にダイヤルするたけで相手と話
しのできる電話網を形成している回線交換網と、各種の
データ通信を行なうためのパケット交換網、ファクシミ
リ専用のファクシミリ網等、個別に存在し、一つの電話
回線でもアナログやディジタルの混在がある。そこで、
1997年を目標として統合されたディジタル通信サー
ビス網(IsDN)が、CCITT等で検討されている
。現在までに、ユーザ加入者インターフェイスが電話2
回線分及びデータ1回線分(2B十〇)の計144kb
psとすることが勧告化されている。この初期のl5D
Nは、現在の電子交換機を高機能化するのみの回線交換
を基本としているが、より進んだl5DNでは、パケッ
ト交換機の方が有利であるとして、高速パケット交換機
や非同期転送モードが検討されている。
しのできる電話網を形成している回線交換網と、各種の
データ通信を行なうためのパケット交換網、ファクシミ
リ専用のファクシミリ網等、個別に存在し、一つの電話
回線でもアナログやディジタルの混在がある。そこで、
1997年を目標として統合されたディジタル通信サー
ビス網(IsDN)が、CCITT等で検討されている
。現在までに、ユーザ加入者インターフェイスが電話2
回線分及びデータ1回線分(2B十〇)の計144kb
psとすることが勧告化されている。この初期のl5D
Nは、現在の電子交換機を高機能化するのみの回線交換
を基本としているが、より進んだl5DNでは、パケッ
ト交換機の方が有利であるとして、高速パケット交換機
や非同期転送モードが検討されている。
また、現在の回線交換の伝送路を利用したテレビ電話や
テレビ会議を目的として、n X 64kbl)S及び
n X 384kbpsの伝送レートの動画像符号化が
盛んに研究されている。このような低ピッ1へレートの
動画像伝送では、連続する画面間の相関を除去するフレ
ーム間予測やフレーム間動き補償子ar11技術と、画
面内の近傍画素間の相関を除去するため、直交変換技術
を合せて用いている。しかしながら、これら高度な技術
を利用しても、毎秒30枚の通常のテレビと同じフレー
ムレートを達成することできずに、毎秒数枚から10枚
程度に間引いて符号化を行なっている6 一方、特開昭61−189525 (文献1)にあるよ
うに、低ビツトレートの符号化を目的として、ソフトウ
ェア制御の実時間動画プロセッサが提案されている。こ
の動画プロセッサは画面を複数個の縦長長方形に分割し
、それぞれにプロセッサを割り当てる並列処理方式を採
用している。各プロセッサは担当する領域の一ライン分
を一ライン時間あるいは、複数ライン分をその複数ライ
ン時間で処理すればよく、その場合の符号化に用する時
間は、最大で措定された複数ライン時間分と一致する。
テレビ会議を目的として、n X 64kbl)S及び
n X 384kbpsの伝送レートの動画像符号化が
盛んに研究されている。このような低ピッ1へレートの
動画像伝送では、連続する画面間の相関を除去するフレ
ーム間予測やフレーム間動き補償子ar11技術と、画
面内の近傍画素間の相関を除去するため、直交変換技術
を合せて用いている。しかしながら、これら高度な技術
を利用しても、毎秒30枚の通常のテレビと同じフレー
ムレートを達成することできずに、毎秒数枚から10枚
程度に間引いて符号化を行なっている6 一方、特開昭61−189525 (文献1)にあるよ
うに、低ビツトレートの符号化を目的として、ソフトウ
ェア制御の実時間動画プロセッサが提案されている。こ
の動画プロセッサは画面を複数個の縦長長方形に分割し
、それぞれにプロセッサを割り当てる並列処理方式を採
用している。各プロセッサは担当する領域の一ライン分
を一ライン時間あるいは、複数ライン分をその複数ライ
ン時間で処理すればよく、その場合の符号化に用する時
間は、最大で措定された複数ライン時間分と一致する。
(発明が解決しようとする課1fJlf)まず第1に、
回線交換の伝送路を利用した低ビツトレートの動画像符
号化では、送信バッファを設けて伝送情報量の変動をな
らす必要があり、伝送路に送出するまでに用する時間は
かなり長い。
回線交換の伝送路を利用した低ビツトレートの動画像符
号化では、送信バッファを設けて伝送情報量の変動をな
らす必要があり、伝送路に送出するまでに用する時間は
かなり長い。
この送出までの遅延が大きくなることを許せば、符号化
効率は上がり、反対に、遅延を小さく抑えようとすると
、符号化効率が劣下して低ビツトレートに収らなくなる
。また第2に情報源符号化部及びエントロピー符号化部
で符号化遅延が生じる。一般に高ビットレートの符号化
では、毎フレーム符号化されるため、符号化遅延は最大
でも1フレ一ム時間以下であるが、低ビツトレートの符
号化においては、先にも述べたようにフレーム間引きが
行なわれるため符号化遅延は数フレーム分になってしま
う。このような、大きな遅延のあるテレビ電話やテレビ
会議システムを用いて双方向で会話を行なうと、こちら
が話し終わった後、数百ミリ秒経ってから、相手に話し
終わったことが伝わり、それから相手側が話し始めると
、また、数百ミリ秒経ってからこちらに返事か返ってく
るという問題かある。また、動画像の符号化遅延が音声
の符号化遅延より長いので、唇の動きをあわせるために
音声の伝送に遅延回路を挿入することも必要となってい
る。この音声遅延のあるシステムではタップ数の大きな
エコーキャンセラを挿入する必要も生じて、全体のシス
テムが大きくなってしまう。
効率は上がり、反対に、遅延を小さく抑えようとすると
、符号化効率が劣下して低ビツトレートに収らなくなる
。また第2に情報源符号化部及びエントロピー符号化部
で符号化遅延が生じる。一般に高ビットレートの符号化
では、毎フレーム符号化されるため、符号化遅延は最大
でも1フレ一ム時間以下であるが、低ビツトレートの符
号化においては、先にも述べたようにフレーム間引きが
行なわれるため符号化遅延は数フレーム分になってしま
う。このような、大きな遅延のあるテレビ電話やテレビ
会議システムを用いて双方向で会話を行なうと、こちら
が話し終わった後、数百ミリ秒経ってから、相手に話し
終わったことが伝わり、それから相手側が話し始めると
、また、数百ミリ秒経ってからこちらに返事か返ってく
るという問題かある。また、動画像の符号化遅延が音声
の符号化遅延より長いので、唇の動きをあわせるために
音声の伝送に遅延回路を挿入することも必要となってい
る。この音声遅延のあるシステムではタップ数の大きな
エコーキャンセラを挿入する必要も生じて、全体のシス
テムが大きくなってしまう。
(課題を解決するための手段)
前述の課題を解決するために本発明が提供する動画像符
号化装置は、複数チャンネルのディジタル動画入力それ
ぞれに対して雑音除去や帯域制限を行なうプレフィルタ
と、前記プレフィルタ出力をフィールド又はフレーム単
位に間引き、多重化することによって、複数のプレフィ
ルタ出力から一つの多重化された動画像を生成する多重
化回路と、前記多重化回路の出力に対して符号化を行な
う符号化回路と、前記符号化回路出力を再度複数に分離
する分離回路とを有してなる。
号化装置は、複数チャンネルのディジタル動画入力それ
ぞれに対して雑音除去や帯域制限を行なうプレフィルタ
と、前記プレフィルタ出力をフィールド又はフレーム単
位に間引き、多重化することによって、複数のプレフィ
ルタ出力から一つの多重化された動画像を生成する多重
化回路と、前記多重化回路の出力に対して符号化を行な
う符号化回路と、前記符号化回路出力を再度複数に分離
する分離回路とを有してなる。
(作用)
まず、第1の問題点である送信バッファ遅延については
、高速パケット交換網または非同期転送モードの網を利
用することで、発生した情報をならずための送信バッフ
ァがパケットアセンブリ回路に置き換わり、発生情報は
短パケットとなって、数十ミリ秒以内に転送されるので
解決される。
、高速パケット交換網または非同期転送モードの網を利
用することで、発生した情報をならずための送信バッフ
ァがパケットアセンブリ回路に置き換わり、発生情報は
短パケットとなって、数十ミリ秒以内に転送されるので
解決される。
回線交換で必要であった送信バッファによる遅延は、伝
送路の上限が低ビツトレートに限られていたことが原因
である。高速パケット網等では、やはり瞬時的な上限は
定められるものの、回線交換の上限と比較すると数十倍
大きく、平均ビットレートが低く抑えられればよいので
、この様な送信バッファを設けずに送出することが可能
となる。
送路の上限が低ビツトレートに限られていたことが原因
である。高速パケット網等では、やはり瞬時的な上限は
定められるものの、回線交換の上限と比較すると数十倍
大きく、平均ビットレートが低く抑えられればよいので
、この様な送信バッファを設けずに送出することが可能
となる。
また、第2の問題点である間引きによる符号化遅延は、
−枚の符号化フレームを数フレーム時間か4fて符号化
していることに起因して引き起こされる。−枚のフレー
ムが入力されると同時に処理を行ない、数ライン分また
は最大エフレームの遅延で符号化処理をすることで、符
号化遅延を少なくすることができる。先に述べた文献1
に示されたソフトウェア制御の符号化装置では、3フレ
一ム時間かけて符号化処理を行なっていたものを、1フ
レ一ム以内で処理を終了するためには3倍のハードウェ
アが必要となる。従って、符号化遅延を少なくするため
に、その分ハードウェアを大きくしなければならない。
−枚の符号化フレームを数フレーム時間か4fて符号化
していることに起因して引き起こされる。−枚のフレー
ムが入力されると同時に処理を行ない、数ライン分また
は最大エフレームの遅延で符号化処理をすることで、符
号化遅延を少なくすることができる。先に述べた文献1
に示されたソフトウェア制御の符号化装置では、3フレ
一ム時間かけて符号化処理を行なっていたものを、1フ
レ一ム以内で処理を終了するためには3倍のハードウェ
アが必要となる。従って、符号化遅延を少なくするため
に、その分ハードウェアを大きくしなければならない。
また、ハードウェアの利用率も低下する。
本発明を用いることで、ハードウェア増分に見合う処理
効率の向上が計れる。すなわち、符号化遅延を1フレ一
ム以内で収めるということは、その後、次の符号化フレ
ームが入力されるまで、ハードウェアは使用されないこ
とになる。そこで、他の入力をその時間を使って符号化
することができる。すなわち、3倍のハードウェアを搭
載しても、3人力を一度に符号化することができるので
、ヂャンネル当たりのハードウェア量は増加させること
なく、符号化遅延のみを減少させることができ、また、
ハードウェアを最大限利用することか可能となる。
効率の向上が計れる。すなわち、符号化遅延を1フレ一
ム以内で収めるということは、その後、次の符号化フレ
ームが入力されるまで、ハードウェアは使用されないこ
とになる。そこで、他の入力をその時間を使って符号化
することができる。すなわち、3倍のハードウェアを搭
載しても、3人力を一度に符号化することができるので
、ヂャンネル当たりのハードウェア量は増加させること
なく、符号化遅延のみを減少させることができ、また、
ハードウェアを最大限利用することか可能となる。
(実施例)
本発明の一実施例を図面を参!セ(シながら説明する。
第1図はその実施例の構成を示すブロック図である0図
において、1.2.3はディジタル動画入力端子、4.
5.6はプレフィルタ、7は多重化部、8は符号化部、
9は分離部、10.11.12は伝送路への出力端子で
ある。3本の異なるテレビ信号が入力端子1.2.3の
それぞれに供給されている。それぞれのフレーム同期は
一致している方が望ましいが、異なっていた場合でもフ
レームメモリを加えるだ(プで、簡単に同期させること
ができる。プレフィルタ4.5.6ではそれぞれ1.2
.3から入力されたディジタル信号に対して、フレーム
間相関を高めるため、また、多重化部7で行なわれるフ
レーム周期のダウンサンプリングに対応する帯域制限と
して、文献1で示された実時間動画プロセッサで時間的
な低域通過型フィルタリングを行なう、n番目のフレー
ムの座?1(u、v)における入力信号をXu、v。
において、1.2.3はディジタル動画入力端子、4.
5.6はプレフィルタ、7は多重化部、8は符号化部、
9は分離部、10.11.12は伝送路への出力端子で
ある。3本の異なるテレビ信号が入力端子1.2.3の
それぞれに供給されている。それぞれのフレーム同期は
一致している方が望ましいが、異なっていた場合でもフ
レームメモリを加えるだ(プで、簡単に同期させること
ができる。プレフィルタ4.5.6ではそれぞれ1.2
.3から入力されたディジタル信号に対して、フレーム
間相関を高めるため、また、多重化部7で行なわれるフ
レーム周期のダウンサンプリングに対応する帯域制限と
して、文献1で示された実時間動画プロセッサで時間的
な低域通過型フィルタリングを行なう、n番目のフレー
ムの座?1(u、v)における入力信号をXu、v。
n、同様にn番目のフレームの座fn(u、v)におけ
る出力信号をYu、v、n、n−1%目のフレームの座
fi(u、v)における出力信号をYu、v、n−1と
すると、時間的フィルタリングは次式で示すことができ
る。
る出力信号をYu、v、n、n−1%目のフレームの座
fi(u、v)における出力信号をYu、v、n−1と
すると、時間的フィルタリングは次式で示すことができ
る。
Yu、v、n=K・Xn、v、n+(K−1)−Yu、
v、n−1ここで、Kはフィルタの係数である。この時
間的なプレフィルタリングは、1ライン単位の処理で実
現できるため、その処理遅延は、最大1ライン時間すな
わち63.5マイクロ秒以内で実現できる。
v、n−1ここで、Kはフィルタの係数である。この時
間的なプレフィルタリングは、1ライン単位の処理で実
現できるため、その処理遅延は、最大1ライン時間すな
わち63.5マイクロ秒以内で実現できる。
多重化部7では、第2図に示すように、。3つのプレフ
ィルタ出力の動画系列から一つの多重化された動画系列
を生成する。すなわち、プレフィルタ4からの出力であ
るフレーム系列を、Al。
ィルタ出力の動画系列から一つの多重化された動画系列
を生成する。すなわち、プレフィルタ4からの出力であ
るフレーム系列を、Al。
A2.A3.A4.A5.A6.A7.A8・・・とす
る。同時に、プレフィルタ5からの出力であるフレーム
系列を、Bl、B2.B3.B4.B5゜B6.B7.
B8・・・、プレフィルタ6からの出力であるフレーム
系列を、CI、C2,C3,C4゜C5,C6,C7,
C8・・・とする、多重化部7ではこれら3系統の入力
から、At、B2.C3、A4.B5.C6,A7.B
8・・・で表わされるフレーム系列を作成し、出力する
。符号化部8では、やはり文献1に示された実時間動画
処理プロセッサを用いて、フレーム間予測及び直交変換
を用いたハイブリッド符号化を実現することができる。
る。同時に、プレフィルタ5からの出力であるフレーム
系列を、Bl、B2.B3.B4.B5゜B6.B7.
B8・・・、プレフィルタ6からの出力であるフレーム
系列を、CI、C2,C3,C4゜C5,C6,C7,
C8・・・とする、多重化部7ではこれら3系統の入力
から、At、B2.C3、A4.B5.C6,A7.B
8・・・で表わされるフレーム系列を作成し、出力する
。符号化部8では、やはり文献1に示された実時間動画
処理プロセッサを用いて、フレーム間予測及び直交変換
を用いたハイブリッド符号化を実現することができる。
フレーム間予測は、n番目のフレームの座標(u、v)
における入力信号をXu、v、n、同様にn番目のフレ
ームの座標(U、V)における出力信号をYu、v、n
、n−1番目のフレームの座WA(u、v)における出
力信号をYu、v。
における入力信号をXu、v、n、同様にn番目のフレ
ームの座標(U、V)における出力信号をYu、v、n
、n−1番目のフレームの座WA(u、v)における出
力信号をYu、v。
n−1とすると、次式で示されるn番目のフレームの座
fi(u、v)におけるフレーム間誤差Eu。
fi(u、v)におけるフレーム間誤差Eu。
v、nを量子化伝送することである。
Eu、 v、 n=Xu、 v、 n−Yu、 v、
n−1フレ一ム間誤差Eu、v、nを直接量子化して伝
送する代りに、水平8画素×垂直8ラインのブロック毎
にuR1iR1ミコサインDCT)を行なった後量子化
することで、フレーム間予測のみでは除去できない空間
方向の相関を利用できる。ただし、文献1で示したフレ
ーム差分は、−フレーム前の画面と現在の画面に対して
処理を行なうことを考えているが、本発明では、3フレ
ーム前の画面との処理を行なうため、外付けのフレーム
遅延回路を3フレ一ム分に拡張して用いることになる。
n−1フレ一ム間誤差Eu、v、nを直接量子化して伝
送する代りに、水平8画素×垂直8ラインのブロック毎
にuR1iR1ミコサインDCT)を行なった後量子化
することで、フレーム間予測のみでは除去できない空間
方向の相関を利用できる。ただし、文献1で示したフレ
ーム差分は、−フレーム前の画面と現在の画面に対して
処理を行なうことを考えているが、本発明では、3フレ
ーム前の画面との処理を行なうため、外付けのフレーム
遅延回路を3フレ一ム分に拡張して用いることになる。
この符号化部での処理遅延は、8×8の直交変IAを行
なうので8ライン分となる。すなわち、0.5ミリ秒程
度である。
なうので8ライン分となる。すなわち、0.5ミリ秒程
度である。
分離部9では第3図に示すように、符号化部8で量子化
されたフレーム系列al、b2.c3゜C4,b5.C
6,C7,b8.C9−−・を分離回路13を用いて3
系統の入力に対応する、al。
されたフレーム系列al、b2.c3゜C4,b5.C
6,C7,b8.C9−−・を分離回路13を用いて3
系統の入力に対応する、al。
C4,C7−・・、bj、b5.b8−・・、C3,C
6゜C9・・・のそれぞれに分離し、それぞれを可変長
符号化部14.15.16に入力し、伝送情報量を削減
するための可変長ビット割り当てを行なう。ここでは、
ハフマン符号の割り当て及び、フレーム同期のための固
有ビットパターン埋め込みを行なう。可変長符号化され
た3系統のデータ系列は出力屹1子10.11.12よ
りバゲットアセンブリ回路を経てそれぞれの伝送路に出
力される。
6゜C9・・・のそれぞれに分離し、それぞれを可変長
符号化部14.15.16に入力し、伝送情報量を削減
するための可変長ビット割り当てを行なう。ここでは、
ハフマン符号の割り当て及び、フレーム同期のための固
有ビットパターン埋め込みを行なう。可変長符号化され
た3系統のデータ系列は出力屹1子10.11.12よ
りバゲットアセンブリ回路を経てそれぞれの伝送路に出
力される。
この様にして本発明は実施できる。
(発明の効果)
本発明を用いることで、従来、一方向に数百ミリ秒必要
とした符号化遅延を、数十ミリ秒に、すなわち人間の認
知限界以下に抑えることかできる。また、音声のチャン
ネルの遅延回路も小さくでき、エコーキャンセラのタッ
グ数も削減できる。
とした符号化遅延を、数十ミリ秒に、すなわち人間の認
知限界以下に抑えることかできる。また、音声のチャン
ネルの遅延回路も小さくでき、エコーキャンセラのタッ
グ数も削減できる。
また、ハードウェア増分に見合う処理効率の向上か計れ
る。すなわち、3倍のハードウェアを搭載しても、3人
力を・−度に符号化することかできるので、チャンネル
当たりのハードウェア量は増加させることなく、符号化
遅延のみを減少させることかでき、また、ハードウェア
を最大限利用することが可能となる。
る。すなわち、3倍のハードウェアを搭載しても、3人
力を・−度に符号化することかできるので、チャンネル
当たりのハードウェア量は増加させることなく、符号化
遅延のみを減少させることかでき、また、ハードウェア
を最大限利用することが可能となる。
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2図はその実施例にお番する多重化部7で行なう処理を
示す概念図、第3図は第1図実施例における分、llI
i部って行う処理を示す概念図である。 図において、1.2.3は入力端子、4.5.6はプレ
フィルタ、7は多重化部、8は符号化部、9は分離部、
10.11.12は伝送路への出力端子である。
2図はその実施例にお番する多重化部7で行なう処理を
示す概念図、第3図は第1図実施例における分、llI
i部って行う処理を示す概念図である。 図において、1.2.3は入力端子、4.5.6はプレ
フィルタ、7は多重化部、8は符号化部、9は分離部、
10.11.12は伝送路への出力端子である。
Claims (1)
- 複数チャンネルのディジタル動画入力それぞれに対して
雑音除去や帯域制限を行なうプレフィルタと、前記プレ
フィルタ出力をフィールド又はフレーム単位に間引き、
多重化することによって、複数のプレフィルタ出力から
一つの多重化された動画像を生成する多重化回路と、前
記多重化回路の出力に対して符号化を行なう符号化回路
と、前記符号化回路出力を再度複数に分離する分離回路
とを有してなる動画像符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63105141A JPH01276891A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 動画像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63105141A JPH01276891A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 動画像符号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01276891A true JPH01276891A (ja) | 1989-11-07 |
Family
ID=14399472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63105141A Pending JPH01276891A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 動画像符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01276891A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100330162B1 (ko) * | 2000-04-11 | 2002-03-28 | 윤종용 | 멀티 소오스 인터페이스 회로 |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP63105141A patent/JPH01276891A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100330162B1 (ko) * | 2000-04-11 | 2002-03-28 | 윤종용 | 멀티 소오스 인터페이스 회로 |
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