JP3419042B2 - 伝送システムにおける誤りマスキング方法 - Google Patents
伝送システムにおける誤りマスキング方法Info
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Description
ジタル符号化されたビデオ画像の復号に関しており、特
に、画面シーケンスが、内部で符号化した画面(int
ra画面、フレーム内符号化画面)と前及び/又は後の
画面の関数として差分符号化した画面(inter画
面、フレーム間符号化画面)とを交番的に含んでいるテ
レビジョン画面シーケンスの伝送誤りマスキング方法に
関する。
いる伝送技術が、「MPEG・マルチメディア用ビデオ
圧縮規格」、Didier Le Gall、Comm
unications of the ACM、199
1年4月、vol.34、NO.4に記載されている。
テムを概略的に表している。このシステムは、撮像装置
1を含んでおり、この撮像装置には画像(信号)を圧縮
及び符号化する符号器2が接続されている。圧縮及び符
号化された画像は、論理回路を伴った(ケーブルリン
ク、無線リンク、光学リンク等であり得る)伝送装置3
によって、(符号器2と相補の)復号及び伸張器4を含
んでおりスクリーン5(表示器)に表示されるべき画面
シーケンスを供給する受信機へ伝送される。
画面シーケンスが画面グループに分割されるということ
によって特に特徴づけられる。1つのグループは最初の
1つの画面がいわゆる「intra」画面でありこれに
続く複数の画面がいわゆる「inter」画面である画
面シーケンスを含んでいる。図2は、最初のintra
画面10及びこれに続くinter画面11、12、1
3…を含む第1のグループと最初のintra画面20
及びこれに続く幾つかのinter画面21、22…を
含む第2のグループとを備えたこの種のシーケンスを表
している。
化モード、即ち離散コサイン変換(DCT)に基づく固
定画像圧縮技術によって符号化される。これにより画面
10又は画面20のごとき画面は、画面のブロックへの
分割、各ブロックのコサイン変換、コサイン変換係数の
量子化、及び量子化された係数のエントロピー符号化を
経て内部で符号化される。このような典型的な符号化モ
ード及びそれを実施する装置は、文献「電子設計」、M
ilt Leonard、1991年5月23日、p
p.49〜53に見ることができる。
1、22…)は、inter画面として、即ち前及び/
又は後の画面の関数として差分符号化される。もちろ
ん、TVカメラによって撮影された通常の映像におい
て、ある画面とその直前又は直後の画面との間に僅かな
過渡的な動作を除いて差がほとんど存在しない。例え
ば、背景(景色)は、カメラの移動に基づく過渡的な動
作によって動くことができ、画面のいくつかの要素(人
又は車等)は背景に対する過渡的な動作によってそれ自
体動くことができる。
を示している。図3AはブロックBijに分割されたフレ
ーム部分を表しており、図3BはブロックB'ij に分割
された基準フレーム部分を表している。両画面を比較し
た場合に、図3AのブロックB13は、例えばブロック
B'12 に類似しておりかつブロックB'12 及びB13間の
僅かな差を特徴付けるデータと動きベクトルV13とを定
めることによってブロックB'12 から演繹できることが
分かる。同様に、ブロックB26は各ブロックB'23 、
B'24 、B'33 及びB'34 の一部からなる画像部分に対
応しておりかつ差分データと動きベクトルV26とから演
繹できる。さらに一般に、すぐ隣のブロックはほぼ同じ
動きベクトルを伴うことが非常に多いことが分かるであ
ろう。interモードにおける画面の符号化は、ブロ
ックに分割するステップと、隣接する画面の各々に関し
て1個又は数個の動きベクトルを提供すべく、隣接する
画面と比較して動きを評価するステップと、1個又は数
個の隣接する画面から予測ブロックを抽出するステップ
と、各ブロック及びその予測ブロック間の差分のコサイ
ン変換を実行するステップと、変換係数を量子化するス
テップと、そのブロックに関する予測ブロックの変位及
び量子化された係数をエントロピー符号化するステップ
とを含んでいる。
れを実施する装置についての記載は、文献「電子設
計」、Milt Leonard、1992年4月2
日、pp.45〜54に見ることができる。
データパケットに分割されたビット列を受け取る。図4
に示すごとく、伝送装置3は、各データパケットP1 、
P2、P3 …に識別符号及び誤り検出/訂正符号を付加
する。次いでデータパケットは伝送され、受信側におい
て、データパケットの復調が行われ、それらの誤り検出
/訂正符号が解析され、データパケットの内容が復号器
4に提供される。
した際に伝送装置3が1個又は数個の伝送誤りをデータ
パケット内で検出した場合、伝送装置3がこれら誤りを
訂正できるか(この訂正は復号器の介在なしに自動的に
行われる)、又はその誤り訂正能力を越えたかのどちら
かである。後者の場合、伝送装置はデータパケットが失
われたことを復号器に通知する。この場合、誤りはもは
や訂正できないが、その結果をマスキングするよう試み
ることは可能である(伝送されたデータパケットが、前
述したブロックへの分割によって数個のブロックに通常
は対応していることに注目すべきである)。
て、失われたブロックを前の画面の同じ位置にあるブロ
ックに置き換える方法がある。しかしながら、このマス
キングステップは、誤りのある画面が前の画面に対して
急激に動く画面である場合に不適当となるであろう。
に隣接する動きベクトルが得られるので、例えば、隣接
するブロックの動きベクトル及び差分係数を平均化する
ことにより失われたブロックの動きベクトル及び差分係
数を評価することが可能であり、これにより失われたブ
ロックを、評価された動きベクトル及び差分係数を伴う
前の画面からのブロックによって置き換えることが可能
である。
グは、intra画面の場合にはinter画面の場合
に比してあまり好ましくない。intra画面から符号
化が行われる次の複数のinter画面にステップ毎に
相互作用がなされるので、intra画面における誤り
は、inter画面における誤りに比してより好ましく
ないのでこれは特に問題となる。
ntra画面に対して強化されてきたがそれには限度が
あった。これは、伝送装置における各データパケットの
誤り検出及び訂正に割り当てられるビット数を増大させ
ること、及び誤りを処理するに割り当てられるハードウ
エアの複雑性をさらに高めることが必要となるためであ
る。
びinter画面を交番的に含む画像伝送システムにお
けるintra画面の誤りをマスキングする方法を提供
することにある。
タの数を実質的に増大させる必要のないこの種の誤りマ
スキング方法を提供することにある。
号化及び復号要素を必要としないこの種の誤りマスキン
グ方法を提供することにある。
め、本発明は、符号化された画面のシーケンスの伝送誤
りをマスキングする方法であって、上述のシーケンス
を、画素ブロックによって自律的に符号化される第1の
一連の画面(intra画面)と、第1の一連の画面の
少なくとも1つの参照画面に関してブロックによって差
分符号化されてなり、数個の画面が第1の一連の画面の
各々に続いており、かつ各ブロックの符号が少なくとも
動きベクトルの表示を含んでいる第2の一連の画面(i
nter画面)とに分割する符号化ステップと、誤りが
検出された場合に、誤りブロックを前の画面のブロック
に置き換えることによって誤りのマスキングを行い、i
nter画面のブロックをinter画面のブロックの
動きベクトルによって修正した前の画面のブロックに置
き換える復号化ステップとを備えている。符号化ステッ
プにおいて、intra画面の各ブロックに対応するデ
ータへ、少なくとも他の画面に関するこのブロックの動
きベクトルを表すデータを付加し、復号化ステップにお
いて、伝送誤りが検出された場合に、intra画面の
誤りブロックを、inter画面の誤りブロックのごと
く処理する。
画面の動きベクトルを表す前記データが、intraモ
ードで符号化されたこのブロックのデータに関して所定
の遅延を伴って伝送される。
実施態様及び効果は、添付の図面を参照した本発明の以
下の詳細な説明によって明らかとなるであろう。
た誤り検出及び訂正システムの複雑さを増大させること
なく、inter画面で得られるごとき動きベクトルの
表示をintra画面の各ブロックのintra符号化
に付加することを行う。この付加的な動きベクトルは、
失われた各ブロックをそれから動きベクトルが得られて
いる画像部分に置き換えるべく、データパケットが失わ
れた際に用いられる。本発明が、画面を符号化するため
に、intra符号化及びinter符号化を全てで重
複させる必要がないことに注目すべきである。各ブロッ
クのintra符号化情報に、最初のブロックと最後の
ブロックとの差分の情報ではなくこのブロックの動きベ
クトル情報のみか、又はこの情報の非常に僅かな部分の
みを付加するものである。
的に伝送するシステムにおいて、符号化システムのハー
ドウエアの複雑さを増大させることなくこの動きベクト
ルを供給するために、inter符号化システムが使用
可能である。
トルを付加することにより伝送すべき情報の増加は無視
できることも例示されるであろう。
16画素のブロックに分割された(即ち、1画面が16
20ブロックを含んでいる)TV画面について考えてみ
る。通常のシステムにおいては、1つの動きベクトルを
符号化するために16未満のビットを用いねばならなか
った。従って、画面全体では1620×16の付加的な
ビットが、即ち付加的な動きベクトルを用意するために
は約26000ビットが、必要となる。16画面のグル
ープの各々に1つのintra画面が存在しており残り
の画面がinter画面である例において、1つの画面
グループを符号化するに要するビット数は、約3.6メ
ガビットに等しい。従って、付加的な動きベクトルの符
号化のビット数は、伝送されるビットの総数の0.7%
未満を典型的には表すこととなる。この値は、8つの連
続する画面からなる各グループにつき1つのintra
画面が存在する場合に、1.4%に増加する。
伴うことによってintra画面が符号化された場合、
情報の伝送には数通りの方法がありもしも誤りが生じた
際にこのようにして伝送された情報を使用する数通りの
方法がある。
タ及びシーケンスに対応する付加的なベクトルのビット
は連続的に送られる。この場合、もしデータパケットが
失われたとすると、ブロックの情報及びこれに関連する
付加的な動きベクトルはほとんどの場合に同時に失われ
る。そこで、inter画面の場合に通常に使用される
誤りマスキングシステムを用いることが可能となるので
ある。このシステムは、失われたブロックの動きベクト
ルを隣接するブロックの動きベクトルから評価された動
きベクトルで置き換えるものである。もちろん、伝送シ
ステムによって送られた1つのデータパケットは、通常
は、数個のブロックのデータに対応する。
かつデータパケットに組み込む間に、データパケットに
含まれている最大ブロック数より大きくなるように選ば
れている所定数のブロックによってシフトされた各ブロ
ックに前又は後のブロックの動きベクトルを関連させる
ことにある。これにより、データパケットが失われた際
に、失われたブロックの動きベクトルに関連する情報が
その前又は後のパケットの1つ内で見いだされる。従っ
て、その正確な動きベクトルを、失われたブロックの各
々に、評価ステップの助けを借りることなく割り当てる
ことが可能となる。
明するブロック図である。このシステムは、本発明によ
るintra誤りのマスキングを提供すると共に、in
ter誤りの通常のマスキングを提供する。
パケットからのビットを第1の入力31で受信しかつデ
ータパケットの起こり得る喪失についての情報を第2の
入力32で受信するエントロピー復号モジュール30を
備えた誤りマスキングシステムを含んでいる。復号器3
0は、受信したデータがinter画面に対応するか又
はintra画面に対応するかを示す情報を第1の出力
33から供給し、かつDCT係数に対応する情報を第2
の出力34から供給し、さらに動きベクトルに対応する
情報を第3の出力35から供給する。
力34及び35が使用され、intra画面を受信した
場合に出力34のみが使用される。本発明では、連続す
るベクトルに対応するデータが格納されるファーストイ
ン/ファーストアウト(FIFO)メモリ36が出力3
5に付加されている。intra画面が生じている間
に、データパケットの喪失を表す信号が入力32に印加
された場合、復号器30はinterモードに切り換え
を行いかつ出力35から直接のベクトル情報の代わりに
FIFO36の出力を供給するようにスイッチ40を作
動させるための信号39を供給する。その結果、int
ra画面内の失われたブロックについて、入手可能であ
るが誤りの多いDCT係数を使用する代わりにベクトル
情報を前のブロックから画面を復元するために用いるこ
とができる。前の(又は後の)データパケットと共に伝
送されたintraブロックの動きベクトルを再現する
ために、上述したようにバッファ36が使用される。
ための既存の誤りマスキングシステムを使用可能であり
これをintra画面に適用したことにある。さらに、
上述したように、この種の動きベクトル評価装置がとに
かく入手可能でありintra画面の通常の符号化の間
は使用されないため、付加的なベクトルを符号化するた
めのシステムをより複雑にするようなことは要求されな
い。
者によれば以上記載の実施例について種々の変更、修正
及び改善を容易に行えることは明らかであり、このよう
な変更、修正及び改善態様は、本発明の特許請求の範囲
を逸脱しない限度において上述の記載の一部に含まれる
ものである。従って、以上の記載は単なる一例であり、
本発明を限定するものではない。本発明は、特許請求の
範囲及びその均等となるものによってのみ限定されるも
のである。
である。
ルを概略的に説明する図である。
ルを概略的に説明する図である。
トを概略的に説明する図である。
略的なブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 符号化された画面のシーケンスの伝送誤
りをマスキングする方法であって、 前記シーケンスを、画素ブロックによって自律的に符号
化されるintra画面と称される第1の一連の画面
と、前記第1の一連の画面の少なくとも1つの参照画面
に関してブロックによって差分符号化されてなり、数個
の画面が前記第1の一連の画面の各々に続いており、か
つ各ブロックの符号が少なくとも動きベクトルの表示を
含んでいるinter画面と称される第2の一連の画面
とに分割する符号化ステップと、 誤りが検出された場合に、誤りブロックを前の画面のブ
ロックに置き換えることによって前記誤りのマスキング
を行い、inter画面のブロックを該inter画面
のブロックの動きベクトルによって修正した前の画面の
ブロックに置き換える復号化ステップとを備えており、 前記符号化ステップにおいて、intra画面の各ブロ
ックに対応するデータへ、少なくとも他の画面に関する
このブロックの動きベクトルを表すデータを付加し、 前記復号化ステップにおいて、伝送誤りが検出された場
合に、intra画面の誤りブロックを、inter画
面の誤りブロックのごとく処理することを特徴とする誤
りマスキング方法。 - 【請求項2】 intra画面の動きベクトルを表す前
記データが、intraモードで符号化されたこのブロ
ックのデータに関して所定の遅延を伴って伝送されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の誤りマスキング方法。
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