JP2943516B2 - 動画像符号化復号化装置 - Google Patents
動画像符号化復号化装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は動画像符号化復号化装置
に関し、特に動画像信号を符号化するクロックと、復号
化するクロックとが非同期である場合に、動画像信号を
フレーム間予測符号化により高能率符号化しうる動画像
符号化復号化装置に関する。
に関し、特に動画像信号を符号化するクロックと、復号
化するクロックとが非同期である場合に、動画像信号を
フレーム間予測符号化により高能率符号化しうる動画像
符号化復号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】動画像をフレーム間予測符号化により符
号化する場合において、適応量子化やエントローピー符
号化を用いた場合に符号化データの発生頻度が一定とな
らず、入力画像信号の性質に応じて時間とともにランダ
ム変化する。
号化する場合において、適応量子化やエントローピー符
号化を用いた場合に符号化データの発生頻度が一定とな
らず、入力画像信号の性質に応じて時間とともにランダ
ム変化する。
【0003】このような符号化方式を用いた符号化装置
の送信側および受信側においては、おのおのバッファメ
モリを備え、符号化部と伝送路、伝送路と復号化部の間
で速度平滑化を行うとともにクロックの乗換を行う。
の送信側および受信側においては、おのおのバッファメ
モリを備え、符号化部と伝送路、伝送路と復号化部の間
で速度平滑化を行うとともにクロックの乗換を行う。
【0004】この場合、送受信バッファメモリにおい
て、符号化データの欠落もしくは重複を含むことなく速
度変換がなされる必要がある。もし、符号化データの欠
落または重複が発生した場合には復号誤りを発生するの
で、フレーム間予測符号化においては何らかの方法でフ
レーム間予測値をリフレッシュするまで誤りが継続する
ことになる。
て、符号化データの欠落もしくは重複を含むことなく速
度変換がなされる必要がある。もし、符号化データの欠
落または重複が発生した場合には復号誤りを発生するの
で、フレーム間予測符号化においては何らかの方法でフ
レーム間予測値をリフレッシュするまで誤りが継続する
ことになる。
【0005】このため、従来は、例えば「特開昭58−
59641号公報」に示すように、受信バッファメモリ
で符号化データの欠落および重複が起こらないように、
送信バッファメモリでの遅延時間を測定し、送受信のバ
ッファメモリでの総合遅延時間が一定になるように受信
バッファメモリの読出しを制御していた。
59641号公報」に示すように、受信バッファメモリ
で符号化データの欠落および重複が起こらないように、
送信バッファメモリでの遅延時間を測定し、送受信のバ
ッファメモリでの総合遅延時間が一定になるように受信
バッファメモリの読出しを制御していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のバッフ
ァメモリの制御方式では、あくまで入力画像信号の符号
化クロックと復号化クロックとが同期しているという前
提のもとに成立するものであり、この前提が成り立たな
い場合、例えば符号化クロックより復号化クロックのほ
うがクロック周波数が低い場合には、復号化処理が間に
合わず受信バッファメモリに蓄積される符号化データが
徐徐に増大し、最後にオーバーフローを起してデータの
欠落を生じ、復号誤りを発生するという問題点がある。
ァメモリの制御方式では、あくまで入力画像信号の符号
化クロックと復号化クロックとが同期しているという前
提のもとに成立するものであり、この前提が成り立たな
い場合、例えば符号化クロックより復号化クロックのほ
うがクロック周波数が低い場合には、復号化処理が間に
合わず受信バッファメモリに蓄積される符号化データが
徐徐に増大し、最後にオーバーフローを起してデータの
欠落を生じ、復号誤りを発生するという問題点がある。
【0007】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
動画像信号を符号化するクロックと復号化するクロック
が非同期でも、動画像信号をフレーム間予測符号化によ
り復号誤りを発生することなく高能率符号化復号化しう
る動画像符号化復号化装置を提供することにある。
動画像信号を符号化するクロックと復号化するクロック
が非同期でも、動画像信号をフレーム間予測符号化によ
り復号誤りを発生することなく高能率符号化復号化しう
る動画像符号化復号化装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の動画像符号化復
号化装置は、フレーム間予測符号化および可変長符号化
により動画像信号を高能率符号化し、かつランダムに発
生する符号化データを平滑化するとともに伝送路のクロ
ックに乗り換えるための送信バッファメモリを有する動
画像符号化装置と、前記動画像符号化装置から伝送路を
介して送信された前記符号化データを受信し、伝送路の
クロックから動画像信号に復号化するためのクロックに
乗り換えるための受信バッファメモリを有する動画像復
号化装置と、を備えた動画像符号化復号化装置におい
て、前記動画像符号化装置は、前記動画像復号化装置と
は非同期のクロックで符号化する装置であって、前記送
信バッファメモリでの遅延時間を前記送信バッファメモ
リのデータ蓄積量を評価尺度として検出して1画像フレ
ームごとに送出し、また、前記送信バッファメモリと前
記動画像復号化装置の前記受信バッファメモリとにおけ
る前記符号化データの総合遅延時間にもとづいて前記動
画像復号化装置から提供される制御信号の入力の都度1
画像フレームの信号の符号化を禁止する手段を備えて構
成されている。
号化装置は、フレーム間予測符号化および可変長符号化
により動画像信号を高能率符号化し、かつランダムに発
生する符号化データを平滑化するとともに伝送路のクロ
ックに乗り換えるための送信バッファメモリを有する動
画像符号化装置と、前記動画像符号化装置から伝送路を
介して送信された前記符号化データを受信し、伝送路の
クロックから動画像信号に復号化するためのクロックに
乗り換えるための受信バッファメモリを有する動画像復
号化装置と、を備えた動画像符号化復号化装置におい
て、前記動画像符号化装置は、前記動画像復号化装置と
は非同期のクロックで符号化する装置であって、前記送
信バッファメモリでの遅延時間を前記送信バッファメモ
リのデータ蓄積量を評価尺度として検出して1画像フレ
ームごとに送出し、また、前記送信バッファメモリと前
記動画像復号化装置の前記受信バッファメモリとにおけ
る前記符号化データの総合遅延時間にもとづいて前記動
画像復号化装置から提供される制御信号の入力の都度1
画像フレームの信号の符号化を禁止する手段を備えて構
成されている。
【0009】また本発明の動画像符号化復号化装置にお
ける前記動画像復号化装置は、前記動画像符号化装置と
は非同期のクロックで復号化する装置であって、前記受
信バッファメモリでの遅延時間を前記受信バッファメモ
リのデータ蓄積量を評価尺度として検出し、前記動画像
符号化装置の送信バッファメモリでの遅延時間と加算し
た総合遅延時間があらかじめ設定した第1のしきい値を
超える時に、前記制御信号を前記動画像符号化装置に提
供し、前記総合遅延時間があらかじめ設定した前記第1
のしきい値よりも低い第2のしきい値に達しない時には
1画像フレーム時間復号化処理を停止する手段を備えて
構成されている。
ける前記動画像復号化装置は、前記動画像符号化装置と
は非同期のクロックで復号化する装置であって、前記受
信バッファメモリでの遅延時間を前記受信バッファメモ
リのデータ蓄積量を評価尺度として検出し、前記動画像
符号化装置の送信バッファメモリでの遅延時間と加算し
た総合遅延時間があらかじめ設定した第1のしきい値を
超える時に、前記制御信号を前記動画像符号化装置に提
供し、前記総合遅延時間があらかじめ設定した前記第1
のしきい値よりも低い第2のしきい値に達しない時には
1画像フレーム時間復号化処理を停止する手段を備えて
構成されている。
【0010】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【0011】図1は本発明の一実施例の動画像符号化復
号化装置のブロック図である。図1において、符号10
0は符号化装置、また符号200は復号化装置を示し、
伝送路を介して対向する一対の動画像符号化復号化装置
の一方を示す。
号化装置のブロック図である。図1において、符号10
0は符号化装置、また符号200は復号化装置を示し、
伝送路を介して対向する一対の動画像符号化復号化装置
の一方を示す。
【0012】まず符号化装置100について説明する。
【0013】入力端子1にデジタル画像信号が入力し、
減算器5に供給される。減算器5で、デジタル画像信号
はフレームメモリ10から出力されるフレーム間予測値
と減算され、予測誤差信号を発生する。
減算器5に供給される。減算器5で、デジタル画像信号
はフレームメモリ10から出力されるフレーム間予測値
と減算され、予測誤差信号を発生する。
【0014】予測誤差信号は、量子化器8により量子化
され、選択器6に供給される。
され、選択器6に供給される。
【0015】選択器6では、制御回路11の制御信号
(c)により、ゼロ(「0」)信号または量子化信号の
いずれかが選択され可変長符号化回路13と加算器12
とに供給される。
(c)により、ゼロ(「0」)信号または量子化信号の
いずれかが選択され可変長符号化回路13と加算器12
とに供給される。
【0016】加算器12では、選択器6からの選択出力
にフレームメモリ10から出力するフレーム間予測値を
加えて画像信号を復号し、フレームメモリ10に書き込
む。
にフレームメモリ10から出力するフレーム間予測値を
加えて画像信号を復号し、フレームメモリ10に書き込
む。
【0017】フレームメモリ10に書き込まれた信号は
次のフレーム間予測値として、1フレーム時間遅延後減
算器5と加算器12に供給される。
次のフレーム間予測値として、1フレーム時間遅延後減
算器5と加算器12に供給される。
【0018】さて、量子化器8で量子化された等長符号
は、可変長符号化回路13で可変長符号に変換され、多
重回路15に供給される。多重化回路15では、復号化
装置200から供給される制御信号aおよび減算器16
からの送信バッファメモリ蓄積量(BOCS)と多重化
され、フレームの先頭を示すフラッグ(F)が付加され
て送信バッファメモリ17に書き込まれる。
は、可変長符号化回路13で可変長符号に変換され、多
重回路15に供給される。多重化回路15では、復号化
装置200から供給される制御信号aおよび減算器16
からの送信バッファメモリ蓄積量(BOCS)と多重化
され、フレームの先頭を示すフラッグ(F)が付加され
て送信バッファメモリ17に書き込まれる。
【0019】多重化回路15は、書込みパルスを書込み
アドレス発生回路14に供給し、書込みアドレス発生回
路14において送信バッファメモリ17への書込みアド
レスを発生し、符号化データは送信バッファメモリ17
に書き込まれる。
アドレス発生回路14に供給し、書込みアドレス発生回
路14において送信バッファメモリ17への書込みアド
レスを発生し、符号化データは送信バッファメモリ17
に書き込まれる。
【0020】入力端子3には伝送路クロックが入力し、
読出しアドレス発生回路18により送信バッファメモリ
17の読出しアドレスを発生し、送信バッファメモリ1
7から符号化データを読み出し、送信符号化データとし
て出力端子4へ出力する。
読出しアドレス発生回路18により送信バッファメモリ
17の読出しアドレスを発生し、送信バッファメモリ1
7から符号化データを読み出し、送信符号化データとし
て出力端子4へ出力する。
【0021】減算器16は、送信バッファメモリ17の
書込みアドレスから読出しアドレスを減算することによ
り、送信バッファメモリ17のデータ蓄積量(BOC
S)を算出し、多重化回路15で多重化するとともに、
制御回路7に供給する。
書込みアドレスから読出しアドレスを減算することによ
り、送信バッファメモリ17のデータ蓄積量(BOC
S)を算出し、多重化回路15で多重化するとともに、
制御回路7に供給する。
【0022】制御回路7では、BOCSに応じて量子化
器8の特性を切り替えて発生情報量を制御し、送信バッ
ファメモリ17に蓄積される情報量を制御する。
器8の特性を切り替えて発生情報量を制御し、送信バッ
ファメモリ17に蓄積される情報量を制御する。
【0023】制御回路11は、復号化装置200から制
御信号cを受信し、1画像フレーム時間の符号化を停止
させるための制御信号(c)を選択器6に与え、選択器
6でゼロ信号を選択出力させるとともに、多重化回路1
5に与えて1画像フレーム時間の多重化動作を停止し、
送信符号化データの発生を禁止する。
御信号cを受信し、1画像フレーム時間の符号化を停止
させるための制御信号(c)を選択器6に与え、選択器
6でゼロ信号を選択出力させるとともに、多重化回路1
5に与えて1画像フレーム時間の多重化動作を停止し、
送信符号化データの発生を禁止する。
【0024】図2に、制御信号cを制御回路11が受信
したときの符号化装置100の動作タイムチャートを示
す。
したときの符号化装置100の動作タイムチャートを示
す。
【0025】次に、復号化装置200について説明す
る。
る。
【0026】入力端子22に受信符号化データが入力
し、入力端子21からの伝送路クロックにもとづいて、
書込みアドレス発生回路26から供給される書込みアド
レスにより受信バッファメモリ27に書き込まれる。
し、入力端子21からの伝送路クロックにもとづいて、
書込みアドレス発生回路26から供給される書込みアド
レスにより受信バッファメモリ27に書き込まれる。
【0027】書き込まれた受信符号化データは、読出し
アドレス発生回路30から供給される読出しアドレスに
より読み出され、多重化分離回路31に供給される。
アドレス発生回路30から供給される読出しアドレスに
より読み出され、多重化分離回路31に供給される。
【0028】多重化分離回路31では、符号化装置10
0で多重化されたフラッグF,制御信号a,BOCSお
よび符号化データの多重化が分離され、符号化データは
可変長復号化回路33に供給されて等長符号に変換・復
元され加算器34に供給される。加算器34では、フレ
ームメモリ36からのフレーム間予測値が加算され復号
信号を得る。
0で多重化されたフラッグF,制御信号a,BOCSお
よび符号化データの多重化が分離され、符号化データは
可変長復号化回路33に供給されて等長符号に変換・復
元され加算器34に供給される。加算器34では、フレ
ームメモリ36からのフレーム間予測値が加算され復号
信号を得る。
【0029】得られた復号信号は、フレームメモリ36
に供給されるとともに選択器37を介して出力端子23
へ復号画像信号として出力される。また、フレームメモ
リ36に書き込まれた信号は、1フレーム遅延し次のフ
レームのフレーム間予測値として加算器34と選択器3
7に供給される。
に供給されるとともに選択器37を介して出力端子23
へ復号画像信号として出力される。また、フレームメモ
リ36に書き込まれた信号は、1フレーム遅延し次のフ
レームのフレーム間予測値として加算器34と選択器3
7に供給される。
【0030】多重化分離回路31で分離された制御信号
aは制御信号cとして符号化装置100の制御回路11
に供給される。
aは制御信号cとして符号化装置100の制御回路11
に供給される。
【0031】減算器28は、書込みアドレスから読出し
アドレスを減算して受信バッファメモリ31の蓄積量を
計算し、受信バッファメモリ蓄積量(BOCR)として
加算器29に出力し、多重化分離回路31で分離された
送信バッファメモリ蓄積量(BOCS)と加算し、送受
のバッファメモリに蓄積されているデータ量の送受信バ
ッファメモリ総蓄積量(BOC)として制御回路32に
供給される。
アドレスを減算して受信バッファメモリ31の蓄積量を
計算し、受信バッファメモリ蓄積量(BOCR)として
加算器29に出力し、多重化分離回路31で分離された
送信バッファメモリ蓄積量(BOCS)と加算し、送受
のバッファメモリに蓄積されているデータ量の送受信バ
ッファメモリ総蓄積量(BOC)として制御回路32に
供給される。
【0032】制御回路32では、BOCの値に応じて制
御信号aもしくはbを復号化フレームごとに発生する。
この場合、あらかじめ定めたBOCの値を超えたとき
は、a=1を、またあらかじめ定めたBOCの値を下回
ったときにb=1を発生する。あらかじめ定めた範囲内
にBOCがある時には、a=b=0を出力する。
御信号aもしくはbを復号化フレームごとに発生する。
この場合、あらかじめ定めたBOCの値を超えたとき
は、a=1を、またあらかじめ定めたBOCの値を下回
ったときにb=1を発生する。あらかじめ定めた範囲内
にBOCがある時には、a=b=0を出力する。
【0033】制御信号b=1が発生した場合には、読出
しアドレス発生回路30は受信バッファメモリ27の読
出しを停止し、選択器37はフレームメモリ36の出力
信号を選択出力することにより復号化動作を1フレーム
時間遅延させる。
しアドレス発生回路30は受信バッファメモリ27の読
出しを停止し、選択器37はフレームメモリ36の出力
信号を選択出力することにより復号化動作を1フレーム
時間遅延させる。
【0034】送受信バッファメモリ総蓄積量(BOC)
は、伝送速度が一定の場合には、送受信バッファメモリ
の総合遅延時間に1対1に対応する。従って、BOCを
監視しつつBOCを一定の範囲に制御することにより受
信バッファメモリ27でのデータの欠落および重複を避
けることができる。
は、伝送速度が一定の場合には、送受信バッファメモリ
の総合遅延時間に1対1に対応する。従って、BOCを
監視しつつBOCを一定の範囲に制御することにより受
信バッファメモリ27でのデータの欠落および重複を避
けることができる。
【0035】図3に示すように、BOCが第1のしきい
値としての総合遅延時間d3を超える量となったら制御
信号aを発生し、符号化部装置100の多重化回路15
で多重化して送信部に伝送し、送信部の符号化データを
1フレームぶん間引き、一方復号化装置200の受信部
での復号化を早め、BOCが第2のしきい値として総合
遅延時間d2を下回る量となったら受信バッファメモリ
27の読出しを禁止し、受信部での復号化を遅らせるこ
とにより制御可能である。
値としての総合遅延時間d3を超える量となったら制御
信号aを発生し、符号化部装置100の多重化回路15
で多重化して送信部に伝送し、送信部の符号化データを
1フレームぶん間引き、一方復号化装置200の受信部
での復号化を早め、BOCが第2のしきい値として総合
遅延時間d2を下回る量となったら受信バッファメモリ
27の読出しを禁止し、受信部での復号化を遅らせるこ
とにより制御可能である。
【0036】図3のAは復号化クロックのほうの周波数
が高い場合、Bは符号化クロックのほうの周波数が高い
場合のBOCの変化に対応し、d3−d2は1フレーム
時間に相当し、図3にはまた、符号化装置100におけ
る送信部のみの遅延時間の最大値d1を併記して示す。
が高い場合、Bは符号化クロックのほうの周波数が高い
場合のBOCの変化に対応し、d3−d2は1フレーム
時間に相当し、図3にはまた、符号化装置100におけ
る送信部のみの遅延時間の最大値d1を併記して示す。
【0037】いま、送受の処理クロックの周波数の差を
最大100ppm、最大遅延差1フレーム時間(33m
s)とすれば、最大約2.7分間隔でa=1またはb=
1が発生し、符号化部へ符号化停止制御または復号化部
での受信バッファメモリの読出し禁止制御が発生するこ
とになる。
最大100ppm、最大遅延差1フレーム時間(33m
s)とすれば、最大約2.7分間隔でa=1またはb=
1が発生し、符号化部へ符号化停止制御または復号化部
での受信バッファメモリの読出し禁止制御が発生するこ
とになる。
【0038】本実施例においては、フレーム化間予測符
号化回路110およびフレーム間予測復号化回路210
は基本的な回路としているが、直交変換符号化や動き補
償フレーム間予測符号化等の符号化と組み合わされたハ
イブリッド符号化にも適用でることは明らかである。
号化回路110およびフレーム間予測復号化回路210
は基本的な回路としているが、直交変換符号化や動き補
償フレーム間予測符号化等の符号化と組み合わされたハ
イブリッド符号化にも適用でることは明らかである。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、フレーム
間予測符号化による高能率符号化復号化装置において、
送受信バッファメモリでの総合遅延量BOCを監視しつ
つ、BOCが第1のしきい値を超えたら制御信号を発生
して、符号化部の多重化回路で多重化して送信部に伝送
し、送信部の符号化データを1フレームぶん間引いて受
信部でを符号化を早め、第2のしきい値を下回ったら受
信バッファメモリの読出しを禁止して受信部での復号化
を遅らせることにより、受信バッファメモリのオーバー
フローおよびアンダーフローを回避し、符号化と復号化
のクロックが非同期の場合においても、復号画像信号に
誤りを発生させないという効果がある。
間予測符号化による高能率符号化復号化装置において、
送受信バッファメモリでの総合遅延量BOCを監視しつ
つ、BOCが第1のしきい値を超えたら制御信号を発生
して、符号化部の多重化回路で多重化して送信部に伝送
し、送信部の符号化データを1フレームぶん間引いて受
信部でを符号化を早め、第2のしきい値を下回ったら受
信バッファメモリの読出しを禁止して受信部での復号化
を遅らせることにより、受信バッファメモリのオーバー
フローおよびアンダーフローを回避し、符号化と復号化
のクロックが非同期の場合においても、復号画像信号に
誤りを発生させないという効果がある。
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1における送信符号化データ例の一例を示す
図である。
図である。
【図3】図1の送受信バッファメモリにおける総合遅延
時間の推移を示す図である。
時間の推移を示す図である。
1,3,21,22 入力端子 4,23 出力端子 5,16,28 減算器 6,37 選択器 7,11,32 制御回路 8 量子化器 10,36 フレームメモリ 12,29,34 加算器 13 可変長符号化回路 14,26 書込みアドレス発生回路 15 多重化回路 17 送信バッファメモリ 27 受信バッファメモリ 18,30 読出しアドレス発生回路 31 多重化分離回路 33 可変長復号化回路 110 フレーム間予測符号化回路 210 フレーム間予測復号化回路 100 符号化装置 200 復号化装置
Claims (2)
- 【請求項1】 フレーム間予測符号化および可変長符号
化により動画像信号を高能率符号化し、かつランダムに
発生する符号化データを平滑化するとともに伝送路のク
ロックに乗り換えるための送信バッファメモリを有する
動画像符号化装置と、前記動画像符号化装置から伝送路
を介して送信された前記符号化データを受信し、伝送路
のクロックから動画像信号に復号化するためのクロック
に乗り換えるための受信バッファメモリを有する動画像
復号化装置と、を備えた動画像符号化復号化装置におい
て、 前記動画像符号化装置は、前記動画像復号化装置とは非
同期のクロックで符号化する装置であって、前記送信バ
ッファメモリでの遅延時間を前記送信バッファメモリの
データ蓄積量を評価尺度として検出して1画像フレーム
ごとに送出し、また、前記送信バッファメモリと前記動
画像復号化装置の前記受信バッファメモリとにおける前
記符号化データの総合遅延時間にもとづいて前記動画像
復号化装置から提供される制御信号の入力の都度1画像
フレームの信号の符号化を禁止する手段を備えたことを
特徴とする動画像符号化復号化装置。 - 【請求項2】 前記動画像復号化装置は、前記動画像符
号化装置とは非同期のクロックで復号化する装置であっ
て、前記受信バッファメモリでの遅延時間を前記受信バ
ッファメモリのデータ蓄積量を評価尺度として検出し、
前記動画像符号化装置の送信バッファメモリでの遅延時
間と加算した総合遅延時間があらかじめ設定した第1の
しきい値を超える時に、前記制御信号を前記動画像符号
化装置に提供し、前記総合遅延時間があらかじめ設定し
た前記第1のしきい値よりも低い第2のしきい値に達し
ない時には1画像フレーム時間復号化処理を停止する手
段を備えたことを特徴とする請求項1記載の動画像符号
化復号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21760392A JP2943516B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 動画像符号化復号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21760392A JP2943516B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 動画像符号化復号化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0670307A JPH0670307A (ja) | 1994-03-11 |
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