JP2877906B2 - フレーム間符号化における伝送符号誤り検出方式 - Google Patents
フレーム間符号化における伝送符号誤り検出方式Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば動画像のデータ量の圧縮に適するフ
レーム間符号化において、伝送符号誤りのために生じる
再現画像の損傷から速やかに回復させる処理に用いられ
る伝送符号誤り検出方式に関する。
レーム間符号化において、伝送符号誤りのために生じる
再現画像の損傷から速やかに回復させる処理に用いられ
る伝送符号誤り検出方式に関する。
動画像の高能率符号化には、送信側と受信側で共通の
内容の1画面メモリ(フレームメモリ)を用意し、送信
側でこれから伝送する画面とフレームメモリとの内容を
比較し、変化のあった部分のみを伝送するフレーム間符
号化が有効である。
内容の1画面メモリ(フレームメモリ)を用意し、送信
側でこれから伝送する画面とフレームメモリとの内容を
比較し、変化のあった部分のみを伝送するフレーム間符
号化が有効である。
フレーム間符号化では、前フレームの局部復号信号と
入力画像信号との差分信号のみが伝送されるので、伝送
途中で一旦符号誤りが発生すると、受信側フレームメモ
リの内容が送信側フレームメモリの内容と異なり、その
影響は長時間残り続ける。
入力画像信号との差分信号のみが伝送されるので、伝送
途中で一旦符号誤りが発生すると、受信側フレームメモ
リの内容が送信側フレームメモリの内容と異なり、その
影響は長時間残り続ける。
したがって、フレーム間符号化では、送受信各フレー
ムメモリの内容を更新(リフレッシュ)して伝送符号誤
りの影響を清算する技術が不可欠になる。
ムメモリの内容を更新(リフレッシュ)して伝送符号誤
りの影響を清算する技術が不可欠になる。
その一つである周期的リフレッシュは、例えば画面の
上から下へその一部ずつについて、順次周期的にフレー
ム間符号化を行わず、入力画像信号をそのまま所定の符
号化を用いて伝送し、送受信各フレームメモリの内容を
リフレッシュする。したがって、伝送符号誤りにより復
号器の再生画像が劣化したとしても、1画面についてリ
フレッシュが完結すればその影響を清算することができ
る。
上から下へその一部ずつについて、順次周期的にフレー
ム間符号化を行わず、入力画像信号をそのまま所定の符
号化を用いて伝送し、送受信各フレームメモリの内容を
リフレッシュする。したがって、伝送符号誤りにより復
号器の再生画像が劣化したとしても、1画面についてリ
フレッシュが完結すればその影響を清算することができ
る。
しかし、この方法では入力画像信号の符号化効率が低
く、例えばフレーム内符号化を用いても大量の符号量を
要し、低いビットレートで映像を伝送する場合の支障に
なっている。すなわち、リフレッシュ周期を短くすれば
フレーム間符号化特性が悪化し、それを良好にするため
にリフレッシュ周期を長くすれば、一旦生じた符号誤り
の影響が長引くことは避けられなかった。
く、例えばフレーム内符号化を用いても大量の符号量を
要し、低いビットレートで映像を伝送する場合の支障に
なっている。すなわち、リフレッシュ周期を短くすれば
フレーム間符号化特性が悪化し、それを良好にするため
にリフレッシュ周期を長くすれば、一旦生じた符号誤り
の影響が長引くことは避けられなかった。
もう一つのデマンドリフレッシュは、このような周期
的リフレッシュの問題を解決する技術である(特開昭57
−41069号公報)。
的リフレッシュの問題を解決する技術である(特開昭57
−41069号公報)。
すなわち、受信側でなんらかの方法により伝送符号誤
りの発生が検出されたならば、それを映像信号の伝送と
は逆方向の回線で送信側に通知する。送信側では、この
通知に応じて、全画面を所定の符号化を用いて一気に伝
送し、リフレッシュを行う。したがって、この方法で
は、伝送符号誤りが生じたときに、速やかにその影響を
清算することができる。
りの発生が検出されたならば、それを映像信号の伝送と
は逆方向の回線で送信側に通知する。送信側では、この
通知に応じて、全画面を所定の符号化を用いて一気に伝
送し、リフレッシュを行う。したがって、この方法で
は、伝送符号誤りが生じたときに、速やかにその影響を
清算することができる。
なお、デマンドリフレッシュにおける伝送符号誤りの
検出には、例えば特開昭60−29068号公報に記載されて
いるように、送信側フレームメモリの理論「1」をビッ
トプレーンごとに積算し、所定数で除してその剰余を受
信側に送り、受信側では同様な剰余を求めて不一致があ
れば符号誤りがあったと判定する。最も単純で効果的な
方法は、所定数を2としてパリティを比較することであ
る。
検出には、例えば特開昭60−29068号公報に記載されて
いるように、送信側フレームメモリの理論「1」をビッ
トプレーンごとに積算し、所定数で除してその剰余を受
信側に送り、受信側では同様な剰余を求めて不一致があ
れば符号誤りがあったと判定する。最も単純で効果的な
方法は、所定数を2としてパリティを比較することであ
る。
ところで、近年の符号化技術の進歩により、従来のフ
レーム間符号化よりさらに高能率化をはかり、低速(例
えば64kbit/s)の回線を用いて動画像を伝送する技術が
開発されている。
レーム間符号化よりさらに高能率化をはかり、低速(例
えば64kbit/s)の回線を用いて動画像を伝送する技術が
開発されている。
その主要技術は、従来のフレーム間符号化に変換符号
化を組み合わせたハイブリッド符号化であり、フレーム
間予測誤差を直交変換の一つである離散コサイン変換
(DCT:Discrete Cosine Transform)し、その変換係数
を量子化および可変長符号化して伝送する方式である
(CCITT勧告H.261)。
化を組み合わせたハイブリッド符号化であり、フレーム
間予測誤差を直交変換の一つである離散コサイン変換
(DCT:Discrete Cosine Transform)し、その変換係数
を量子化および可変長符号化して伝送する方式である
(CCITT勧告H.261)。
なお、量子化結果は、逆量子化と逆DCT(IDCT)を行
ったのちに、一つ前のフレームの局部復号信号との和を
とり、次のフレームの処理に使う局部復号信号としてフ
レームメモリに蓄える。
ったのちに、一つ前のフレームの局部復号信号との和を
とり、次のフレームの処理に使う局部復号信号としてフ
レームメモリに蓄える。
ここで、逆粒子化および逆DCTは送信側および受信側
ともに行われる処理であり、送信側と受信側でまったく
同じ逆DCT回路が用いられれば、送信側の局部復号信号
と受信側の復号器出力が完全に一致し、テマンドリフレ
ッシュのために従来の伝送符号誤り検出方式が適用でき
る。
ともに行われる処理であり、送信側と受信側でまったく
同じ逆DCT回路が用いられれば、送信側の局部復号信号
と受信側の復号器出力が完全に一致し、テマンドリフレ
ッシュのために従来の伝送符号誤り検出方式が適用でき
る。
ところが、CCITT(国際電信電話諮問委員会)がテレ
ビ会議/電話用符号化方式の標準化に向けての勧告H.26
1では、無理数の演算を含む逆DCT回路は多様な設計が許
容されている。すなわち、逆DCT演算精度に許容誤差を
規定しているので、送信側と受信側で異なる逆DCT回路
が使用される場合がでてくる。
ビ会議/電話用符号化方式の標準化に向けての勧告H.26
1では、無理数の演算を含む逆DCT回路は多様な設計が許
容されている。すなわち、逆DCT演算精度に許容誤差を
規定しているので、送信側と受信側で異なる逆DCT回路
が使用される場合がでてくる。
その場合には、たとえ伝送符号誤りがなくても、演算
方法や下位ビットの丸めの仕方に違いがあれば、送信側
の局部復号信号と受信側の復号器出力は一致しなくな
る。したがって、従来のようなビットプレーンごとのパ
リティでは符号誤りの検出に用いることができなくな
り、デマンドリフレッシュのための伝送符号誤り検出が
困難になっていた。
方法や下位ビットの丸めの仕方に違いがあれば、送信側
の局部復号信号と受信側の復号器出力は一致しなくな
る。したがって、従来のようなビットプレーンごとのパ
リティでは符号誤りの検出に用いることができなくな
り、デマンドリフレッシュのための伝送符号誤り検出が
困難になっていた。
このように、デマンドリフレッシュが困難になれば、
送信側と受信側の逆DCT演算誤差の累積の清算ととも
に、伝送符号誤りの影響を清算するには、時間のかかる
周期的リフレッシュに頼らなければならなかった。
送信側と受信側の逆DCT演算誤差の累積の清算ととも
に、伝送符号誤りの影響を清算するには、時間のかかる
周期的リフレッシュに頼らなければならなかった。
本発明は、多様な設計が許容される逆DCT回路が用い
られても、確実に伝送符号誤りを検出してデマンドリフ
レッシュの適用を可能にするフレーム間符号化における
伝送符号誤り検出方式を提供することを目的とする。
られても、確実に伝送符号誤りを検出してデマンドリフ
レッシュの適用を可能にするフレーム間符号化における
伝送符号誤り検出方式を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発営は、入力画像信号とフレームメ
モリから出力される前フレームの局部復号信号との差分
信号を直交変換し、量子化および可変長符号化して符号
化画像信号を生成するとともに、量子化結果を逆量子化
と逆直交変換を行ったのちに、前フレームの局部復号信
号との和をとり、次フレームの処理に供する局部復号信
号として該フレームメモリに蓄積する符号化部と、通信
回線を介して符号化部に対向し、伝送された符号化画像
信号を取り込み、符号化部とは逆の過程で可変長復号
化、逆量子化および逆直交変換を行い、さらにフレーム
メモリから出力される前フレームの復号信号との和をと
り出力画像信号として出力するとともに、次フレームの
処理に供する復号信号として該フレームメモリに蓄積す
る復号化部とを備えたフレーム間符号化方式において、
符号化部を含む符号器には、符号化部から局部復号信号
を取り込み、所定の単位の画素レベルの総和値を求める
総和回路と、送信される総和値を符号化画像信号に多重
化する多重化回路とを備え、復号化部を含む復号器に
は、通信回線を介して伝送された符号化画像信号と総和
値とを分離する分離回路と、復号化部から復号信号を取
り込み、所定の単位の画素レベルの総和値を求める総和
回路と、この復号器で得られた総和値と、符号器から送
られ分離回路で分離された総和値との差分をとり、その
絶対値が所定値を越えた場合に、符号化画像信号に伝送
符号誤りがあったと判定する比較器とを備えて構成す
る。
モリから出力される前フレームの局部復号信号との差分
信号を直交変換し、量子化および可変長符号化して符号
化画像信号を生成するとともに、量子化結果を逆量子化
と逆直交変換を行ったのちに、前フレームの局部復号信
号との和をとり、次フレームの処理に供する局部復号信
号として該フレームメモリに蓄積する符号化部と、通信
回線を介して符号化部に対向し、伝送された符号化画像
信号を取り込み、符号化部とは逆の過程で可変長復号
化、逆量子化および逆直交変換を行い、さらにフレーム
メモリから出力される前フレームの復号信号との和をと
り出力画像信号として出力するとともに、次フレームの
処理に供する復号信号として該フレームメモリに蓄積す
る復号化部とを備えたフレーム間符号化方式において、
符号化部を含む符号器には、符号化部から局部復号信号
を取り込み、所定の単位の画素レベルの総和値を求める
総和回路と、送信される総和値を符号化画像信号に多重
化する多重化回路とを備え、復号化部を含む復号器に
は、通信回線を介して伝送された符号化画像信号と総和
値とを分離する分離回路と、復号化部から復号信号を取
り込み、所定の単位の画素レベルの総和値を求める総和
回路と、この復号器で得られた総和値と、符号器から送
られ分離回路で分離された総和値との差分をとり、その
絶対値が所定値を越えた場合に、符号化画像信号に伝送
符号誤りがあったと判定する比較器とを備えて構成す
る。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のフレーム
間符号化における伝送符号誤り検出方式において、符号
器の総和回路には、局部復号信号に代えて前フレームの
局部復号信号との和をとる前の逆直交変換出力を取り込
む構成とし、復号器の総和回路には、復号信号に代えて
前フレームの復号信号との和をとる前の逆直交変換出力
を取り込む構成とする。
間符号化における伝送符号誤り検出方式において、符号
器の総和回路には、局部復号信号に代えて前フレームの
局部復号信号との和をとる前の逆直交変換出力を取り込
む構成とし、復号器の総和回路には、復号信号に代えて
前フレームの復号信号との和をとる前の逆直交変換出力
を取り込む構成とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のフレーム
間符号化における伝送符号誤り検出方式において、符号
器の総和回路には、局部復号信号に代えて逆量子化出力
を取り込む構成とし、復号器の総和回路には、復号信号
に代えて逆量子化出力を取り込む構成とする。
間符号化における伝送符号誤り検出方式において、符号
器の総和回路には、局部復号信号に代えて逆量子化出力
を取り込む構成とし、復号器の総和回路には、復号信号
に代えて逆量子化出力を取り込む構成とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし請求項3の
いずれかに記載のフレーム間符号化における伝送符号誤
り検出方式において、各総和回路は、検出される総和値
を表す全ビットのうち所定の中位ビットのみを出力し、
多重化伝送および比較処理に供する構成である。
いずれかに記載のフレーム間符号化における伝送符号誤
り検出方式において、各総和回路は、検出される総和値
を表す全ビットのうち所定の中位ビットのみを出力し、
多重化伝送および比較処理に供する構成である。
逆DCT回路に多様な設計が許容される場合において
も、それは無制限ではない。
も、それは無制限ではない。
仮に、送信側符号器、受信側復号器の各逆DCT回路が
大幅に相違していれば、その誤差(ミスマッチ誤差)が
逆DCTが動作するごとに発生して累積し、ついにはその
送信側と受信側の各フレームメモリの内容の不一致が一
目瞭然となる。
大幅に相違していれば、その誤差(ミスマッチ誤差)が
逆DCTが動作するごとに発生して累積し、ついにはその
送信側と受信側の各フレームメモリの内容の不一致が一
目瞭然となる。
そこで、CCITT勧告H.261では、基準となる逆DCTが定
義され、同じテストデータを入力したときの基準逆DCT
回路出力と、使用している逆DCT回路出力との差が十分
に小さくなるように定められている。たとえば、どの画
素をとってもミスマッチ誤差(絶対値)は最大1である
こと、8×8画素単位のブロック10000個について求め
たミスマッチ誤差の平均値(絶対値)は、画素あたり0.
0015を越えないことが定められている。したがって、逆
DCTのミスマッチ誤差は、振幅が1でほぼ正負対称の分
布となっている。
義され、同じテストデータを入力したときの基準逆DCT
回路出力と、使用している逆DCT回路出力との差が十分
に小さくなるように定められている。たとえば、どの画
素をとってもミスマッチ誤差(絶対値)は最大1である
こと、8×8画素単位のブロック10000個について求め
たミスマッチ誤差の平均値(絶対値)は、画素あたり0.
0015を越えないことが定められている。したがって、逆
DCTのミスマッチ誤差は、振幅が1でほぼ正負対称の分
布となっている。
一方、伝送符号誤りによって復号器側フレームメモリ
の内容に損傷を受け、目に見える程度のものがあれば、
符号器側および復号器側の各フレームメモリ内容間の誤
差は、逆DCTのミスマッチ誤差に比べて振幅が大きく、
かつ正負の対称性も低い。
の内容に損傷を受け、目に見える程度のものがあれば、
符号器側および復号器側の各フレームメモリ内容間の誤
差は、逆DCTのミスマッチ誤差に比べて振幅が大きく、
かつ正負の対称性も低い。
本発明は、このような逆DCTのミスマッチ誤差と、伝
送符号誤りによって生じる誤差の特性の違いに着目する
ものである。
送符号誤りによって生じる誤差の特性の違いに着目する
ものである。
第1図は、本発明の基本構成を示すブロック図であ
る。
る。
図において、符号器10側と復号器50側にそれぞれ設け
られる総和回路33、63で同じ領域の画素レベルの総和を
とり、符号器10で得られた総和値を復号器50に伝送し、
比較器65で各総和値を比較することにより、伝送符号誤
りを識別しその発生を検出することができる。
られる総和回路33、63で同じ領域の画素レベルの総和を
とり、符号器10で得られた総和値を復号器50に伝送し、
比較器65で各総和値を比較することにより、伝送符号誤
りを識別しその発生を検出することができる。
すなわち、1画面あたり水平方向に輝度Yが352画
素、色素Cb、Crが各176画素、垂直方向に輝度Yが288画
素、色差Cb、Crが各144画素、合計152,064画素から画像
信号(共通中間フォーマット)について、1画面全体の
画素レベル(各画素レベルが8ビットで表現されるの
で、0〜255)の総和を求める。
素、色素Cb、Crが各176画素、垂直方向に輝度Yが288画
素、色差Cb、Crが各144画素、合計152,064画素から画像
信号(共通中間フォーマット)について、1画面全体の
画素レベル(各画素レベルが8ビットで表現されるの
で、0〜255)の総和を求める。
ここで、逆DCTのミスマッチ誤差は上述のようにほぼ
正負対称であるので、符号器10側の局部復号信号(逆直
交変換出力、逆量子化出力)における総和と、復号器50
側の復号信号(逆直交変換出力、逆量子化出力)におけ
る総和はほぼ等しく、その差の絶対値は最大で 0.0015×152064=228 となる。
正負対称であるので、符号器10側の局部復号信号(逆直
交変換出力、逆量子化出力)における総和と、復号器50
側の復号信号(逆直交変換出力、逆量子化出力)におけ
る総和はほぼ等しく、その差の絶対値は最大で 0.0015×152064=228 となる。
一方、伝送符号誤りによる誤差は、伝送される可変長
符号のどの部分に誤りが生じるかにより、復元画像にわ
ずかな劣化を生じる場合と、目障りになる程度の大きな
損傷となる場合があるが、実用的には後者が検出できれ
ばよい。例えば64レベルの差がある画素が64個発生すれ
ば、最大4096の差となるが、伝送符号誤りによる誤差は
正負打ち消しあうものがあり、4096の差になることは稀
である。
符号のどの部分に誤りが生じるかにより、復元画像にわ
ずかな劣化を生じる場合と、目障りになる程度の大きな
損傷となる場合があるが、実用的には後者が検出できれ
ばよい。例えば64レベルの差がある画素が64個発生すれ
ば、最大4096の差となるが、伝送符号誤りによる誤差は
正負打ち消しあうものがあり、4096の差になることは稀
である。
しかし、逆DCTのミスマッチ誤差の最大値である228よ
り大きくなる確率は高いので、例えば256(28)を基準
とし、符号器10側の局部復号信号(逆直交変換出力、逆
量子化出力)における総和と、復号器50側の復号信号
(逆直交変換出力、逆量子化出力)における総和の差
が、この基準値により大きければ伝送符号誤りが発生し
たと判定できる。
り大きくなる確率は高いので、例えば256(28)を基準
とし、符号器10側の局部復号信号(逆直交変換出力、逆
量子化出力)における総和と、復号器50側の復号信号
(逆直交変換出力、逆量子化出力)における総和の差
が、この基準値により大きければ伝送符号誤りが発生し
たと判定できる。
以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に
説明する。
説明する。
第2図は、請求項1に記載の発明の一実施例構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
なお、本実施例は、フレーム間符号化と変換符号化と
を組み合わせたハイブリッド符号部方式に適用し、送信
側の符号器および受信側の復号器の構成例について示
す。
を組み合わせたハイブリッド符号部方式に適用し、送信
側の符号器および受信側の復号器の構成例について示
す。
図において、入力画像信号aは、減算器11でフレーム
メモリ13が出力する1フレーム前の局部復号信号bを予
測信号として減算され、予測誤差信号cに変換される。
この予測誤差信号cは、DCT回路15を介して周波数成分
を示すDCT係数dに変換され、さらにそのDCT係数dは量
子化回路17を介して量子化され、量子化インデックスe
として出力される。
メモリ13が出力する1フレーム前の局部復号信号bを予
測信号として減算され、予測誤差信号cに変換される。
この予測誤差信号cは、DCT回路15を介して周波数成分
を示すDCT係数dに変換され、さらにそのDCT係数dは量
子化回路17を介して量子化され、量子化インデックスe
として出力される。
この量子化インデックスeは、逆量子化回路19を介し
てDCT係数領域の量子化代表値fに戻され、さらにこの
量子化代表値fは逆DCT回路21を介して再び画素領域の
量子化予測誤差信号gに変換される。この量子化予測誤
差信号gは、加算器23でフレームメモリ13が出力する1
フレーム前の局部復号信号bと加算され、次フレームの
処理に使う局部復号信号hとしてフレームメモリ13に蓄
積される。
てDCT係数領域の量子化代表値fに戻され、さらにこの
量子化代表値fは逆DCT回路21を介して再び画素領域の
量子化予測誤差信号gに変換される。この量子化予測誤
差信号gは、加算器23でフレームメモリ13が出力する1
フレーム前の局部復号信号bと加算され、次フレームの
処理に使う局部復号信号hとしてフレームメモリ13に蓄
積される。
一方、量子化インデックスeは、可変長符号化回路25
を介してデータ圧縮され、符号化画像信号iとして多重
化・分離回路27を介して通信回線41に送出される。
を介してデータ圧縮され、符号化画像信号iとして多重
化・分離回路27を介して通信回線41に送出される。
以上が符号器10の基本構成であるが、リフレッシュ手
段として、受信側の復号器から送信側の符号器に伝送さ
れ、多重化・分離回路27で分離された伝送符号誤り検出
信号jにより、コモン接点の接続先をブレーク接点αか
らメーク接点β側に切り替え、減算器11を介さずに入力
画像信号aを直接DCT回路15に入力させるスイッチ回路2
9と、フレームメモリ13が出力する局部復号信号bの加
算器23への入力を停止するスイッチ回路31とを備える。
段として、受信側の復号器から送信側の符号器に伝送さ
れ、多重化・分離回路27で分離された伝送符号誤り検出
信号jにより、コモン接点の接続先をブレーク接点αか
らメーク接点β側に切り替え、減算器11を介さずに入力
画像信号aを直接DCT回路15に入力させるスイッチ回路2
9と、フレームメモリ13が出力する局部復号信号bの加
算器23への入力を停止するスイッチ回路31とを備える。
次に、復号器50の基本構成について説明する。
多重化・分離回路51は、通信回線41からの受信信号か
ら符号化画像信号k(←i)を分離する。符号化画像信
号kは、可変長復号化回路53を介して量子化インデック
スlとして復元され、さらにその量子化インデックスl
は、逆量子化回路55を介してDCT係数領域の量子化代表
値mに戻される。量子化代表値mは、符号器10の逆DCT
回路21と同様の逆DCT回路57を介して画素領域の量子化
予測誤差信号nに変換される。この量子化予測誤差信号
nは、加算器59でフレームメモリ61が出力する1フレー
ム前の復号信号oと加算され、出力画像信号pとして出
力されるとともに、フレームメモリ61に次フレームの処
理に使う復号信号として蓄積される。
ら符号化画像信号k(←i)を分離する。符号化画像信
号kは、可変長復号化回路53を介して量子化インデック
スlとして復元され、さらにその量子化インデックスl
は、逆量子化回路55を介してDCT係数領域の量子化代表
値mに戻される。量子化代表値mは、符号器10の逆DCT
回路21と同様の逆DCT回路57を介して画素領域の量子化
予測誤差信号nに変換される。この量子化予測誤差信号
nは、加算器59でフレームメモリ61が出力する1フレー
ム前の復号信号oと加算され、出力画像信号pとして出
力されるとともに、フレームメモリ61に次フレームの処
理に使う復号信号として蓄積される。
ここで、本発明の特徴とする構成は本実施例では、符
号器10において、加算器23が出力する局部復号信号hを
取り込み、例えば画面の始めで零にクリアされたのち
に、符号化対称の画面全体の画素について逐次和をと
り、その総和値qを多重化・分離回路27を介して通信回
線41に送出する総和回路33を備える。
号器10において、加算器23が出力する局部復号信号hを
取り込み、例えば画面の始めで零にクリアされたのち
に、符号化対称の画面全体の画素について逐次和をと
り、その総和値qを多重化・分離回路27を介して通信回
線41に送出する総和回路33を備える。
また、復号器50において、加算器59が出力する復号信
号pを取り込み、符号器10の動作に同期して例えば画面
の始めで零にクリアされたのちに、符号化対象の画面全
体の画素について逐次和をとり、その総和値rを出力す
る総和回路63、およびこの総和値rと多重化・分離回路
51で分離される符号器10から通知された総和値s(←
q)とを比較する比較器65を備え、比較器65が出力する
伝送符号誤り検出信号t(→j)を多重化・分離回路51
を介して通信回線41に送出する。
号pを取り込み、符号器10の動作に同期して例えば画面
の始めで零にクリアされたのちに、符号化対象の画面全
体の画素について逐次和をとり、その総和値rを出力す
る総和回路63、およびこの総和値rと多重化・分離回路
51で分離される符号器10から通知された総和値s(←
q)とを比較する比較器65を備え、比較器65が出力する
伝送符号誤り検出信号t(→j)を多重化・分離回路51
を介して通信回線41に送出する。
なお、総和回路33、63は、共通中間フォーマットを扱
う符号器、復号器の場合には、26ビットの長さがあれば
よい。対象画面のすべての画素が符号化されれば、総和
回路33は26ビットの総和値qを出力し、多重化・分離回
路27を介して符号化画像信号iとともに、通信回線41を
介して受信側の復号器50に伝送する。
う符号器、復号器の場合には、26ビットの長さがあれば
よい。対象画面のすべての画素が符号化されれば、総和
回路33は26ビットの総和値qを出力し、多重化・分離回
路27を介して符号化画像信号iとともに、通信回線41を
介して受信側の復号器50に伝送する。
ところで、符号器10の逆DCT回路21と復号器50の逆DCT
回路57は、上述したように通常その特性に違いがあり、
各回路から出力される予測誤差信号g、nには逆DCTの
ミスマッチ誤差が含まれる。
回路57は、上述したように通常その特性に違いがあり、
各回路から出力される予測誤差信号g、nには逆DCTの
ミスマッチ誤差が含まれる。
したがって、局部復号信号hを取り込み符号化対象の
画面全体の画素の総和をとる総和回路33が出力する総和
値qと、復号信号pを取込み同様に画面全体の画素の総
和をとる総和回路63が出力する総和値rとの間には、こ
のミスマッチ誤差が存在するとともに、ときには伝送符
号誤りに基づく誤差が重畳される。
画面全体の画素の総和をとる総和回路33が出力する総和
値qと、復号信号pを取込み同様に画面全体の画素の総
和をとる総和回路63が出力する総和値rとの間には、こ
のミスマッチ誤差が存在するとともに、ときには伝送符
号誤りに基づく誤差が重畳される。
比較器65は、総和値qに対応する総和値sと総和値r
との差をとり、その絶対値が所定の閾値を越えた場合に
は、上述した原理に基づき通信回線41で伝送符号誤りが
あったと判定し、伝送符号誤り検出信号tにより符号器
10側に通知する。
との差をとり、その絶対値が所定の閾値を越えた場合に
は、上述した原理に基づき通信回線41で伝送符号誤りが
あったと判定し、伝送符号誤り検出信号tにより符号器
10側に通知する。
符号器10では、伝送符号誤り検出信号tに対応する伝
送符号誤り検出信号jにより、次の画面でスイッチ回路
29、31を切り替え、フレーム間符号化ではなくフレーム
内符号化で符号化した画像信号を送り、送信側および受
信側の各フレームメモリ12、61の内容をリフレッシュす
る。
送符号誤り検出信号jにより、次の画面でスイッチ回路
29、31を切り替え、フレーム間符号化ではなくフレーム
内符号化で符号化した画像信号を送り、送信側および受
信側の各フレームメモリ12、61の内容をリフレッシュす
る。
第3図は、本発明方式により伝送符号誤りを検出する
タイミング関係について説明する図である。
タイミング関係について説明する図である。
画面A、B、C、D、…の入力画像信号aについて、
符号器10で画面Aに対応する総和値qA、…はその符号化
処理後にわかるので、例えば次の画面の符号化画像信号
iのヘッダに続く部分に挿入される。
符号器10で画面Aに対応する総和値qA、…はその符号化
処理後にわかるので、例えば次の画面の符号化画像信号
iのヘッダに続く部分に挿入される。
復号器50では、画面Aに対応の符号化画像信号kの復
号処理を終わる時刻TA1に総和値rAが得られ、続く画面
Bに対応の符号化画像信号kの先頭部分を受信する時刻
TA2で、符号器10から送られた総和値SA(qA)を知るこ
とができる。
号処理を終わる時刻TA1に総和値rAが得られ、続く画面
Bに対応の符号化画像信号kの先頭部分を受信する時刻
TA2で、符号器10から送られた総和値SA(qA)を知るこ
とができる。
したがって、比較器65は時刻TA2以降にその比較結果
に基づき、符号器10側に伝送符号誤り検出結果を通知す
ることができる。
に基づき、符号器10側に伝送符号誤り検出結果を通知す
ることができる。
次に、他の実施例について説明する。
請求項2に記載の発明では、第2図に示す実施例の構
成において、符号器10の総和回路33の入力を局部復号信
号hではなく、逆DCT回路21の出力である量子化予測誤
差信号gとし、また復号器50の総和回路63の入力も同様
に逆DCT回路57の出力である量子化予測誤差信号nとす
る。
成において、符号器10の総和回路33の入力を局部復号信
号hではなく、逆DCT回路21の出力である量子化予測誤
差信号gとし、また復号器50の総和回路63の入力も同様
に逆DCT回路57の出力である量子化予測誤差信号nとす
る。
この構成では、通信回線41で伝送される符号に対応す
る画素、すなわち前画面からの変化のあった画素につい
てのみ検査することになるが、予測誤差信号は零を中心
にした分布であり、総和値q(s)、rのビット長を第
一の実施例に比べて少なくすることができる。すなわ
ち、伝送ビット数の低減により、総和値の伝送に起因す
る符号化効率の低下を抑圧することが可能となる。
る画素、すなわち前画面からの変化のあった画素につい
てのみ検査することになるが、予測誤差信号は零を中心
にした分布であり、総和値q(s)、rのビット長を第
一の実施例に比べて少なくすることができる。すなわ
ち、伝送ビット数の低減により、総和値の伝送に起因す
る符号化効率の低下を抑圧することが可能となる。
請求項3に記載の発明では、第2図に示す実施例の構
成において、符号器10の総和回路33の入力を局部復号信
号hではなく、逆量子化回路19の出力であるDCT領域の
量子化代表値fとし、また復号器50の総和回路63の入力
も同様に逆量子化回路55の出力であるDCT係数領域の量
子化代表値mとする。
成において、符号器10の総和回路33の入力を局部復号信
号hではなく、逆量子化回路19の出力であるDCT領域の
量子化代表値fとし、また復号器50の総和回路63の入力
も同様に逆量子化回路55の出力であるDCT係数領域の量
子化代表値mとする。
この構成では、総和の対象が直流成分とすると、請求
項2に記載の発明の構成と同等の効果が得られる。ま
た、総和の対象を適当な複数の量子化代表値(交流成
分)としてもよい。
項2に記載の発明の構成と同等の効果が得られる。ま
た、総和の対象を適当な複数の量子化代表値(交流成
分)としてもよい。
ところで、請求項1に記載の発明の実施例では、符号
化画面が共通中間フォーマットの場合に1画面全体の画
素レベルの総和は26ビットになるが、これは低ビットレ
ートの映像符号化において、符号化効率の点から過大な
負担となる場合がある。
化画面が共通中間フォーマットの場合に1画面全体の画
素レベルの総和は26ビットになるが、これは低ビットレ
ートの映像符号化において、符号化効率の点から過大な
負担となる場合がある。
そこで、総和回路33、63が出力する総和値q、rを表
現するのに最低限必要なビットについて、第4図を参照
して説明する。なお、上述した他の実施例においても同
様である。
現するのに最低限必要なビットについて、第4図を参照
して説明する。なお、上述した他の実施例においても同
様である。
26ビットのうち、下位ビットは伝送符号誤りがなくて
も、逆DCTのミスマッチ誤差のために不確定である。そ
の変動量は、上述したように200程度であるので、少な
くとも下位7ビット(128)は無効とすることができ
る。
も、逆DCTのミスマッチ誤差のために不確定である。そ
の変動量は、上述したように200程度であるので、少な
くとも下位7ビット(128)は無効とすることができ
る。
このように、総和値の下位uビットを切り捨て、(26
−u)ビットで表現した総和値で比較して2以上の差が
あれば「伝送符号誤りがあった」と判定できる。すなわ
ち、もとの総和値において2u+1〜2u+2−1を越えれ
ば、「伝送符号誤りがあった」と判定できる。
−u)ビットで表現した総和値で比較して2以上の差が
あれば「伝送符号誤りがあった」と判定できる。すなわ
ち、もとの総和値において2u+1〜2u+2−1を越えれ
ば、「伝送符号誤りがあった」と判定できる。
いま、u=8とすると、総和値と総和値の切り捨て結
果(上位18ビットで表現した総和値)は、第4図(1)
に示すように階段状になり、「伝送符号誤りがあった」
とする判定は、もとの総和値の差で257〜1023を越えた
ときとなる。すなわち、総和値s(q)と総和値rの差
が256以下であれば、確実に「伝送符号誤りなし」と判
定され、また、1024以上あれば確実に「伝送符号誤りあ
り」と判定できる。
果(上位18ビットで表現した総和値)は、第4図(1)
に示すように階段状になり、「伝送符号誤りがあった」
とする判定は、もとの総和値の差で257〜1023を越えた
ときとなる。すなわち、総和値s(q)と総和値rの差
が256以下であれば、確実に「伝送符号誤りなし」と判
定され、また、1024以上あれば確実に「伝送符号誤りあ
り」と判定できる。
なお、もとの総和値の差が257〜1023の範囲にあれ
ば、uビットを切り捨てた場合には判定結果は不確定と
なる。
ば、uビットを切り捨てた場合には判定結果は不確定と
なる。
また、総和値の上位ビットを送らなくても、実際上は
差し支えない。
差し支えない。
すなわち、上位ビットを切り捨てた場合に支障となる
のは、総和値の切り捨て結果の(26−u)ビットのう
ち、下位wビットのみを符号器から伝送し、復号器で対
応するwビットを使って比較したとすると、Nを自然数
とし、フルスケールでちょうどN×2w×2uあるいはN×
(2w±1)×2uの差があっても、上位ビットが切り捨て
られているためにその差が検出されず、本来の「伝送符
号化誤りあり」が「伝送符号誤りない」と判定されるこ
とである。
のは、総和値の切り捨て結果の(26−u)ビットのう
ち、下位wビットのみを符号器から伝送し、復号器で対
応するwビットを使って比較したとすると、Nを自然数
とし、フルスケールでちょうどN×2w×2uあるいはN×
(2w±1)×2uの差があっても、上位ビットが切り捨て
られているためにその差が検出されず、本来の「伝送符
号化誤りあり」が「伝送符号誤りない」と判定されるこ
とである。
しかし、このような事態の発生確率は3/2wであり、仮
に一つの画面で判定を誤ったとしても次の画面では検出
される確率が高い。
に一つの画面で判定を誤ったとしても次の画面では検出
される確率が高い。
u=8、w=8とした場合の総和値の取り得るビット
位置を第4図(2)に示し、誤判定する原理を第4図
(3)に示す。
位置を第4図(2)に示し、誤判定する原理を第4図
(3)に示す。
第4図(3)において、例えば送信側の総和値の切り
捨て結果がであるときに、受信側の総和値の切り捨て
結果がそれぞれ0、±1の、、の他に、さらにフ
ルスケールで1×28+8、2×28+8、…を加えた〜、
〜、…についても「伝送符号誤りなし」と判定され
る。しかし、その確率は3/256である。
捨て結果がであるときに、受信側の総和値の切り捨て
結果がそれぞれ0、±1の、、の他に、さらにフ
ルスケールで1×28+8、2×28+8、…を加えた〜、
〜、…についても「伝送符号誤りなし」と判定され
る。しかし、その確率は3/256である。
以上、単純なフレーム間符号化で1画面を単位に総和
を求める場合について説明したが、動き補償のあるフレ
ーム符号化の場合、総和の単位を1画面の数分の1に小
さくした場合、あるいは数画面に大きくした場合のいず
れにもおいても、本発明の有効性は変わらない。
を求める場合について説明したが、動き補償のあるフレ
ーム符号化の場合、総和の単位を1画面の数分の1に小
さくした場合、あるいは数画面に大きくした場合のいず
れにもおいても、本発明の有効性は変わらない。
上述したように、本発明は、逆DCTのミスマッチ誤差
が存在するフレーム間符号化方式においても、復号器側
において確実に伝送符号誤りを検出することができ、デ
マンドリフレッシュの適用が可能となる。
が存在するフレーム間符号化方式においても、復号器側
において確実に伝送符号誤りを検出することができ、デ
マンドリフレッシュの適用が可能となる。
ま、符号化対象画像、使用ビットレートその他にかか
わりなく、効率的かつ効果的な伝送符号誤り対策が可能
となる。
わりなく、効率的かつ効果的な伝送符号誤り対策が可能
となる。
第1図は本発明の基本構成を示すブロック図。 第2図は請求項1に記載の発明の一実施例構成を示すブ
ロック図。 第3図は本発明方式により伝送符号誤りを検出するタイ
ミング関係について説明する図。 第4図は総和回路が出力する総和値を表現するのに最低
限必要なビットについて説明する図。 10……符号器、11……減算器、13……フレームメモリ、
15……DCT回路、17……量子化回路、19……逆量子化回
路、21……逆DCT回路、23……加算器、25……可変長符
号化回路、27……多重化・分離回路、29、31……スイッ
チ回路、33……総和回路、41……通信回線、50……復号
器、51……多重化・分離回路、53……可変長復号化回
路、55……逆量子化回路、57……逆DCT回路、59……加
算器、61……フレームメモリ、63……総和回路、65……
比較器。
ロック図。 第3図は本発明方式により伝送符号誤りを検出するタイ
ミング関係について説明する図。 第4図は総和回路が出力する総和値を表現するのに最低
限必要なビットについて説明する図。 10……符号器、11……減算器、13……フレームメモリ、
15……DCT回路、17……量子化回路、19……逆量子化回
路、21……逆DCT回路、23……加算器、25……可変長符
号化回路、27……多重化・分離回路、29、31……スイッ
チ回路、33……総和回路、41……通信回線、50……復号
器、51……多重化・分離回路、53……可変長復号化回
路、55……逆量子化回路、57……逆DCT回路、59……加
算器、61……フレームメモリ、63……総和回路、65……
比較器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419
Claims (4)
- 【請求項1】入力画像信号とフレームメモリから出力さ
れる前フレームの局部復号信号との差分信号を直交変換
し、量子化および可変長符号化して符号化画像信号を生
成するとともに、量子化結果を逆量子化と逆直交変換を
行ったのちに、前フレームの局部復号信号との和をと
り、次フレームの処理に供する局部復号信号として該フ
レームメモリに蓄積する符号化部と、 通信回路を介して前記符号化部に対向し、伝送された符
号化画像信号を取り込み、前記符号化部とは逆の過程で
可変長復号化、逆量子化および逆直交変換を行い、さら
にフレームメモリから出力される前フレームの復号信号
との和をとり出力画像信号として出力するとともに、次
フレームの処理に供する復号信号として該フレームメモ
リに蓄積する復号化部と を備えたフレーム間符号化方式において、 前記符号化部を含む符号器には、 前記符号化部から前記局部復号信号を取り込み、所定の
単位の画素レベルの総和値を求める総和回路と、 送信される前記総和値を符号化画像信号に多重化する多
重化回路とを備え、 前記復号化部を含む復号器には、 前記通信回線を介して伝送された前記符号化画像信号と
前記総和値とを分離する分離回路と、 前記復号化部から前記復号信号を取り込み、所定の単位
の画素レベルの総和値を求める総和回路と、 この復号器で得られた総和値と、前記符号器から送られ
前記分離回路で分離された総和値との差分をとり、その
絶対値が所定値を越えた場合に、前記符号化画像信号に
伝送符号誤りがあったと判定する比較器とを備えた ことを特徴とするフレーム間符号化における伝送符号誤
り検出方式。 - 【請求項2】請求項1に記載のフレーム間符号化におけ
る伝送符号誤り検出方式において、 符号器の総和回路には、局部復号信号に代えて前フレー
ムの局部復号信号との和をとる前の逆直交変換出力を取
り込む構成とし、 復号器の総和回路には、復号信号に代えて前フレームの
復号信号との和をとる前の逆直交変換出力を取り込む構
成とする ことを特徴とするフレーム間符号化における伝送符号誤
り検出方式。 - 【請求項3】請求項1に記載のフレーム間符号化におけ
る伝送符号誤り検出方式において、 符号器の総和回路には、局部復号信号に代えて逆量子化
出力を取り込む構成とし、 復号器の総和回路には、復号信号に代えて逆量子化出力
を取り込む構成とする ことを特徴とするフレーム間符号化における伝送符号誤
り検出方式。 - 【請求項4】請求項1ないし請求項3のいずれかに記載
のフレーム間符号化における伝送符号誤り検出方式にお
いて、 各総和回路は、検出される総和値を表す全ビットのうち
所定の中位ビットのみを出力し、多重化伝送および比較
処理に供する構成である ことを特徴とするフレーム間符号化における伝送符号誤
り検出方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17157890A JP2877906B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | フレーム間符号化における伝送符号誤り検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17157890A JP2877906B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | フレーム間符号化における伝送符号誤り検出方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0461582A JPH0461582A (ja) | 1992-02-27 |
JP2877906B2 true JP2877906B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=15925751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17157890A Expired - Fee Related JP2877906B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | フレーム間符号化における伝送符号誤り検出方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2877906B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69928798T2 (de) * | 1999-08-31 | 2006-07-27 | Lucent Technologies Inc. | Fehlererkennungssystem für Videosignal |
JP3923898B2 (ja) * | 2002-01-18 | 2007-06-06 | 株式会社東芝 | 画像符号化方法及び装置 |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP17157890A patent/JP2877906B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0461582A (ja) | 1992-02-27 |
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