JP2936627B2 - 廃築補償機能を備えた画像復号化方式 - Google Patents

廃築補償機能を備えた画像復号化方式

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JP2936627B2 JP6327990A JP6327990A JP2936627B2 JP 2936627 B2 JP2936627 B2 JP 2936627B2 JP 6327990 A JP6327990 A JP 6327990A JP 6327990 A JP6327990 A JP 6327990A JP 2936627 B2 JP2936627 B2 JP 2936627B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 画像データ伝送システムに係り、更に詳しくは複数の
画素をDPCM符号化してパケット単位で伝送する画像デー
タ伝送システムの受信装置において、パケット廃棄時に
廃棄されたパケットに対応して補償する機能を有する画
像復号化方式に関し、 パケット廃棄時の画質劣化を抑える廃棄補償機能を備
えた画像復号化方式の提供を目的とし、 映像信号を複数の画素からなるグループ毎に符号化
し、パケット単位に伝送する画像データ伝送システムの
受信装置において、受信したパケットを分解処理して画
像データを抽出するパケット分解処理手段と、パケット
の廃棄を検出して廃棄検出信号を出力する廃棄検出手段
と、前記パケット分解処理手段から抽出された画像デー
タを受信し、今回受信中のグループの画像データ中にパ
ケット廃棄があったとき、今回受信したグループの画像
データを、前回受信したグループの画像データでグルー
プ単位に置き換える廃棄補償手段を設け、前記廃棄補償
手段は、廃棄検出手段から今回受信中のグループで廃棄
検出信号を受け取らなかったとき、今回受信したグルー
プの画像データを復号化し、廃棄検出手段から今回受信
中のグループで廃棄検出信号を受け取ったとき、前回受
信したグループの画像データを復号化する構成とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は画像データ伝送システムの受信装置に係り、
更に詳しくは複数の画素をDPCM符号化してパケット単位
で伝送する画像データ伝送システムにおいて、パケット
廃棄時に廃棄されたパケットに対応して補償する機能を
有する画像復号化方式に関する。
最近、画像機器のディジタル化、画素ディジタル信号
の伝送方式等が、テレビ電話等多くの応用分野で広く開
発・研究されている。一般に、画像データはその情報量
が非常に多い。例えば、現在のテレビの映像信号をその
ままディジタル化すると100Mb/sの伝送容量が必要であ
り、画像データは音声の1500倍の情報量を持っている。
また、テレビでは1秒間に画面が30回切り替わり、1/30
秒でフレームが切り替えられる。1枚のフレームに対す
る1画面上に画素は一般的に二次元的に配置されてお
り、1画素のレベルを例えば8ビットで表すとしても、
1フレームに対する画像データは非常にその情報量が多
くなる。
この画像データの統計的性質の中で特徴的なものは、
近接した画素間の相関である。即ち、1フレーム上で近
接した画素レベルは互いに似通った値をとることが多
い。例えば、人物像の場合、顔の部分は同じような肌色
であろうし、背景に空があれば、やはりそこは同じよう
な青やグレーの色であろうことは容易に想像できる。こ
のため、隣接画素のレベルの差分分布は0付近に偏る。
この性質を用い発生頻度の高い差分データを短いビット
で発生頻度の低い差分データを長いビットで符号化する
ことにより結果として情報量が削減できる。従って、こ
のような画面を伝送する場合には、画素レベルそのもの
よりも、例えば隣接する画素レベルの差分を符号化する
フレーム内差分符号化方式(以下、フレーム内のDPCM方
式と称す)が使用されている。
〔従来の技術〕
第6図はフレーム内DPCM方式を用いた画像データ送受
信装置のブロック構成図である。図中、送信装置側には
符号化部60とパケット組立部61を備えている。この符号
化部60は、A/D変換器601、量子化器602、予測回路603、
加算器604、減算器605、可変長符号化器606、バッファ
メモリ607、制御部608からなる。パケット組立部61は符
号化された画像データを一定の長さ以下になるように分
割し、それぞれに宛先アドレスを含むヘッダを付してパ
ケット化し回線に送り出す。
受信装置側にはパケット分解部62と復号化部63を備え
ている。このパケット分解部62はパケットを分解するこ
とで送られてきた画像データを取り出す。復号化部63
は、D/A変換器614、予測回路613、加算器612、可変長復
号化器611、バッファメモリ609、制御部610からなる。
入力の映像信号はA/D変換器601で、例えば1画素当た
り8ビット(以下8ビットと仮定して説明する)の符号
に変換される。次に、変換された画素データは予測回路
603で予測された値(前回画素データ値)との差分が減
算器605でとられる。この予測値との差分をとられた画
素データは、量子化器602によって量子化される。この
量子化出力信号(前回画素データ値と今回画素データ値
との差分)と予測回路603の出力信号(前回画素データ
値)が加算器604で加算され、その出力信号(今回画素
データ値)が予測を行う時の入力信号として予測回路60
3に入力される。
一方、量子化された画像データは、可変長符号化部60
6により発生頻度の高い値に対して短い符号を割り当て
る等可変長符号化される。可変長符号化を行った場合、
出力データの発生量は入力画像情報に応じて不規則に変
化するため、バッファメモリ607に一端情報を蓄える。
有限の容量を有するバッァメモリ607が入力情報の増加
によってあふれたり(オーバフロー)あるいは空になっ
たり(アンダフロー)すると情報が破壊される。このた
め、制御部608によりバッファメモリ607に蓄えられてい
る情報量に応じて、量子化器602の“粗い",“細かい”
を切り換えるフィードバックを行い発生情報を制御して
いる。バッファメモリ607の出力はパケット組立部61に
よりパケット単位に組み立てられる。
伝送路を介して受信部に達したディジタル信号は、送
信部と逆の過程を経て、元の映像信号に戻される。この
際、可変長復号化部611で復号化された出力信号と予測
回路613の出力信号が加算器612で加算され、D/A変換器6
14に入り、映像信号として出力される。
テレビ画面ライン数は種類によって異なるが、通常の
テレビ(TV:Television)では525ライン、高精細テレビ
(HDTV:High Definition Television)になると1125ラ
インぐらいからなる。映像信号の数ラインを1グループ
としてフレーム内DPCM符号化して伝送する場合、1フレ
ーム当たり多数のグループに分けられ送られる。そし
て、各グループの先頭にくる1画素だけは真の値が送ら
れ、その他の画素は前記先頭の画素との差の情報が送ら
れる。
画像データの伝送形式には第7図(a)に示すよう
に、例えば宛先アドレスを示すヘッダ部が付加された数
バイト(データ1〜データ3)の固定長パケット形式
(=セル)で伝送される場合と、若しくは第7図(b)
に示すように例えば宛先アドレスを示すヘッダが付加さ
れた数バイト(データ1〜データn)の可変長パケット
形式で伝送される。
〔解決するための課題〕
上記の符号化伝送システムにおいては、 パケットのヘッダ部のビット誤り 網の輻輳(伝送路のセル数が急激に増加してネットワ
ークの処理能力を越える場合) 送信タイミングと受信タイミングの過遅延(所定時間
以上の遅延した映像信号は廃棄される) 等が発生すると、ネットワーク内でパケットの廃棄が起
こることがある。
パケットの廃棄が起こった場合、受信側には必要な画
像データが送られてこないため、映像が壊れたり、画像
の同期がとれなくなり映像がズレたりし、画像データの
受信部において画像の品質が劣化するという問題があっ
た。
本発明はパケット廃棄時の画質劣化を抑える廃棄補償
機能を備えた画像復号化方式の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理説明図であり、同図(a)は本
発明における受信装置の原理構成ブロック図である。図
中、10はパケット分解処理手段であり、伝送路を介して
受信したパケットを分解処理して画像データを抽出する
ものである。11は廃棄検出手段であり、パテットの正常
な受け取りを認識し、パケットが廃棄されたときには廃
棄検出信号を出力する。12は廃棄補償手段であり、パケ
ット分解処理手段から画像データを受信し、廃棄検出信
号を受け取ったときにはパケット廃棄のあったグループ
の画像データを前回受信したグループの画像データで置
き換える。
第1図(b)は廃棄補償手段のフローチャートを示し
ている。廃棄検出手段11から廃棄検出信号を受け取らな
かったとき(ステップ13でYES)、今回受信の画像デー
タを復号化する(ステップ14)。一方、廃棄検出信号を
受け取ったとき(ステップ13でNO)、前回受信の画像デ
ータを復号化する(ステップ15)。
〔作 用〕
本発明ではパケットの廃棄が起こった場合、廃棄検出
手段11により廃棄が検出され、廃棄検出信号により廃棄
補償手段12に伝えられる。この信号を受け取った廃棄補
償手段12は、前回受信した画像データを復号化し、今回
受信の画像データとして置き換える。
〔実 施 例〕
第2図は本発明の一実施例を示す図である。図に示す
ように、送信装置側のパケット組立部61の廃棄識別子部
26で画像データはパケットとして組み立てられる際に、
廃棄識別子が付与される。例えば、46byteからなるパケ
ットであれば、その1byteをこの廃棄識別子に割り当て
る。即ち、一連の番号『00000000』〜『1111111』を各
グループのパケットに順番に割り当てることとする。
複数画像データからなるパケットは伝送路を介し、受
信装置側のパケット分解部62に入る。パケット分解部62
の廃棄検出部21はグループごとに、各パケットに付与さ
れる一連の番号『00000000』〜『1111111』を順番に受
け取り、番号が抜けることでパケットの廃棄を検出し、
廃棄検出信号を出力する。
一方、パケット分解処理された画像データは第1メモ
リ22に随時記憶される。第1メモリ22は制御部25の制御
の下で、一時記憶しておいた画像データをグループ毎に
出力するものである。第1メモリ22から読み出された信
号は、第2メモリ23とセレクタ24に入る。つまり、第1
メモリ22から出力された画像データは第2メモリ23に書
き込まれる同時に、セレクタ24に入る。第2メモリ23
は、制御部25がパケット分解部21からの廃棄検出信号を
受け取った時のみ、記憶内容を出力するように指示され
るである。セレクタ24は、廃棄があった時のみ前回受け
取ったグループの情報が入っている第2メモリ23からの
出力信号を選択し、廃棄が起こらなかった場合には今回
受け取ったグループの情報が入っている第1メモリ22か
らの出力信号を選択し出力する。
第3図は廃棄補償部の制御部の処理フローである。以
下、制御部25の処理フローを説明していく。但し、第1
メモリ22への書き込み命令は、随時行われているものと
する。第1メモリ22に1グループの書き込み記憶が終わ
ったかどうかを判断する(ステップ301)。まだ、1グ
ループの書き込みが終わっていない時(ステップ301でN
O)、元に戻る。1グループの書き込みが終わった場合
(ステップ301でYES)、第1メモリ22の記憶内容の読み
出し指示を与える(ステップ302)。次に、前記グルー
プにおいて廃棄検出信号があったかを判断する(ステッ
プ303)。廃棄検出信号がない場合(ステップ303でYE
S)、第2メモリ23に第1メモリ22からの読み出した信
号を記憶させる(ステップ304)。そして、セレクタ24
に第1メモリ22から受け取った画像データを出力するよ
うに指示する(ステップ305)。一方、前記グループに
おいて廃棄検出信号があった場合(ステップ303でYES)
は、受信された画像データの中で受信できなかったもの
があるため映像が壊れてしまう。従って、第2メモリ23
の前回記憶内容の読み出しを指示する(ステップ306)
ことで、今回グループの映像を前回グループの映像で置
き換える。そして、第2メモリ23に新たなグループが書
き込まれたかを判断する(ステップ307)。新たなグル
ープが書き込まれた場合(ステップ307でYES)、前回グ
ループの記憶内容をクリアする(ステップ308)。新た
なグループが書き込まれなかった場合(ステップ307でN
O)、そのまま次のステップ309に進む。ここでは、セレ
クタ24に第2メモリ23から受け取った画像データを出力
するように指示する(ステップ309)。以下、上述のス
テップ301〜309を繰り返す。
第4図は本発明の第1の適応例であり、第6図と同じ
ものには同一の符号が附してある。伝送路からの入力デ
ータが受信装置側に備えつけられた廃棄補償部41で廃棄
補償処理される。そして、廃棄補償処理された画像デー
タは可変長復号化部611で復号化される。復号化された
出力信号と予測回路613の出力信号が加算器612で加算さ
れ、D/A変換器614に入り、映像信号として出力される。
この時、可変長符号化された画像データが直接廃棄補償
部41に入る。従って、1グループ当たりの長さにバラツ
キがあるため、グループ毎に出力させるタイミングを変
える制御を行うことで、第1メモリ22から画像データを
読み出す。
第5図は本発明の第2の適応例であり、第4図と同じ
ものには同一の符号が付してある。第4図の実施例と違
って、廃棄補償部41は可変長復号化部611の後に位置し
ている。これにより、廃棄補償部41に入る可変長符号の
画像データは、前段の可変長復号化部611で既に復号化
されることになる。このため、1グループ当たりの長さ
にはバラツキはないものとなる。
尚、上記実施例では廃棄識別子を送信側のパケット組
立部で付与する例で説明したが、この付与位置は本例に
限られるものではない。例えば、伝送路側の交換網にて
付与しても本発明の効果は変わらない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば受信側が画像デ
ータを受信した際、今回のグループ情報のパケットの廃
棄が起こっていても、さほど映像内容が変わらない前回
のグループ情報でもって置き換えている。
従って、伝送路障害のパケット廃棄による画質への影
響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、 (a)受信装置の原理ブロック図 (b)廃棄補償手段のフローチャート 第2図は本発明の一実施例を示す図、 第3図は制御部の処理フロー、 第4図は本発明の第1の適応例を示す図、 第5図は本発明の第2の適応例を示す図、 第6図はフレーム内DPCM方式を用いた画像データ送受信
装置のブロック構成図、 第7図は画像データの伝送形式 (a)固定長パケット形式(=セル) (b)可変長パケット形式 である。 図中、第1図において主要部は、 10……パケット分解処理手段 11……廃棄検出手段 12……廃棄補償手段 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−86922(JP,A) 特開 平2−30284(JP,A) 特開 平2−58938(JP,A) 特開 平2−233082(JP,A) 特開 昭57−42252(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04L 11/20 H04B 14/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】映像信号を複数の画素からなるグループ毎
    に符号化し、パケット単位に伝送する画像データ伝送シ
    ステムの受信装置において、 受信したパケットを分解処理して画像データを抽出する
    パケット分解処理手段と、 パケットの廃棄を検出して廃棄検出信号を出力する廃棄
    検出手段と、 前記パケット分解処理手段から抽出された画像データを
    受信し、今回受信中のグループの画像データ中にパケッ
    ト廃棄があったとき、今回受信したグループの画像デー
    タを、前回受信したグループの画像データでグループ単
    位に置き換える廃棄補償手段を設け、 前記廃棄補償手段は、廃棄検出手段から今回受信中のグ
    ループで廃棄検出信号を受け取らなかったとき、今回受
    信したグループの画像データを復号化し、廃棄検出手段
    から今回受信中のグループで廃棄検出信号を受け取った
    とき、前回受信したグループの画像データを復号化する
    ことを特徴とする廃棄補償機能を備えた画像復号化装
    置。
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JP3442611B2 (ja) * 1997-02-28 2003-09-02 三菱電機株式会社 ファクシミリ信号伝送装置及びファクシミリ信号伝送方法

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