JP4226072B2 - 画像の伝送方法 - Google Patents

Description

従来技術
本発明は、主請求の範囲の上位概念に示されている画像の伝送方法から出発する。画像の伝送方法は、Biere，“Uebertragung von Bewegt- und Standbildern in stark gestoerten schmalbandigen Kanaelen beim Funkbildtelefon″，Bosch Technische Berichte，Heft ５４，１９９１に示されている。この構成においては、画像の画像データがソース符号化されて、このソース符号化された画像データは続いてチャンネル符号化されデータチャンネルを介して伝送される。ソース符号化は予測エラー符号化およびブロック用の動き推定の形式で行なわれる。チャンネル符号化の目的にはレートコンパチブル畳み込み符号（ＲＣＰＣ）が用いられ、発生されるデータ流はパンクチャリングを施され、続いて共通のデータ流となる様に組み込まれる。
発明の効果
請求の範囲１の特徴部分に示された構成を有する本発明の方法は、種々の形式のデータを種々のコードレートでチャンネル符号化して伝送できる。
コードレートとクラスの形式に関する情報は有利に情報語の中に格納されている。これにより、使用されるデータレートの効果的な分割が可能となる。
特に有利であるのは、データ発生形式に関する情報をクラスのデータとして伝送することである。例えば画像データ，オーディオデータ，テレファクスデータおよびデータファイルの形式のデータが伝送される。
インターリービング法の使用によりチャンネルエラー防止が改善される。メモリマトリクスの対角線の中に設けられる整数個のメモリ場所の複数倍のメモリ場所を有するデータフレームの構成により、デインターリービング法の場合に同期語を迅速に見出して、デインターリーバとデータフレームとの正確な同期化を実施可能になる。
有利なのは、情報語の中へ符号情報ではなく付加的な情報を収容することである。そのためチャンネル符号化器からチャンネル復号化器へのデータ交換を、データプロトコルを交換する必要なく、実施できる。最尤シーケンス予測法により動作するビタビ復号化器はチャンネル復号化に最適である。
本発明の請求の範囲１に示された構成を有するデータの伝送法及び１１，１２，１３に示された構成を有する画像データの伝送法は、ソース符号化されたデータがクラス分けされる利点を有する。このクラスは例えば、ソース符号ないしソース符号化された画像データが伝送エラーに関連づけてどの程度の障害の受けやすさを有するかを示す。これらのクラスには障害の受けやすさに応じて種々の大きさのエラー防止作用が設けられている。障害を受けやすい画像データは、これより障害を受けやすくない画像データよりも、大きいエラー防止作用が設けられている。このようにして、供給されるデータレートが一層効果的に利用される。これにより、同じデータレートの場合により良好な画質が得られる。画像データのクラス分けとクラスのビット長さと使用されるエラー防止作用は第１の情報語を用いて伝送される。そのため復号化のために必要とされるこれらのデータが共に伝送されて復号化器へ供給される。例えばソース符号化に関するデータは符号語の形式で共に伝送される。符号語の長さ，符号語のクラス，符号語のエラー防止作用を識別するために、第２の情報語が用いられる。このようにして付加的な情報がソース復号化のために供給される。これによりソース復号化された画像データの画質が改善される。
従属形式の請求項に示された構成により、請求項１１〜１３に示された方法の有利な発展形態と改善が可能となる。特別に有利であるのは、２つのWilliard符号語または２つのBarker符号語から成る同期語を用いることである。同期語は擬似ノイズ同期語として、設定されたパターンの中の画像データへ付加される。このようにして伝送エラーから十分に保護されている簡単かつ正確な同期化が可能となる。情報語すなわち第１および第２の情報語の有利な分割は、クラス番号，符号数および長さ数を使用する点にある。クラス番号はこれに所属する符号語のクラス、すなわちこれに所属する画像データのクラスを示す。符号数はチャンネル符号化に用いられるコードレートを内容とし、長さ数は符号語すなわちクラスに所属するビットの数を示す。
第１および第２の情報語が所定数のゼロビットにより終端されることにより、Viterbi復号化器は既知の状態におかれる。情報語すなわち第１および第２の情報語は、続いて、別のデータビットを評価することなしに、ビタビ復号化器の状態を変更しないデータビットの挿入によって評価される。続いで情報語中に、即ち第１および第２の情報語の中に含まれているデータの使用の下に、後続の符号語すなわち後続の画像データが復号化される。
例えば符号語は第１および第２の符号語から構成される。第１の符号語は３ビットの長さであり、第１の符号語の第１ビットは、画像再生の際にビットデータが迅速または緩慢に構成されるかを示す。第１の符号語の第２ビットは、２つの可能性のあるソース符号化法のうちのどちらが使用されたかを示す。第１の符号語の第３ビットは、情報語すなわち第１および第２の情報が使用されるか否かを示す。第２の符号語は例えば５ビット長さであり、ソース符号化の際に使用される量子化のステップ数である。
一層有利に第３および第４の符号語が用いられる。この場合、第３の符号語は１ビット長さであり、８ビット長さの後続の第４符号語の中にソース符号化の形式に関する付加的な情報が格納されているか否かを示す。このようにして、ソース符号化に関する付加的な情報を第３および第４の符号語を用いて伝送して画像ソース復号化のために使用可能となる。
例えばソース符号化された画像データである輪郭，動きベクトル，ブロック位置，ＤＣＴ係数，量子化ステップおよびストラクチャポインタは各主のクラスへ分割される。このようにして効果的な画像伝送が保証され、同じデータレートの場合は改善された画質が可能にされる。
前述の方法の融通性は、符号数が、ふさがれていない複数個の符号を有しそのためこれらの符号を以後のクラスのために利用できることにより、高められる。このようにして以後の画像処理法の際に、新たなクラスにより、新たなクラスを処理するためにプロトコルを変形する必要なく、データプロトコルが使用可能となる。これにより前述の方法は以後の拡張のために好適である。
この方法の改善は次のようにして達成される。即ち長さポインタが、クラスの中に含まれている画像データビット数のデータのためにだけ使用されるのでなく、クラスの全部の画像データがこのクラスの中に含まれているか否か、または別の第１の情報語を有する別のクラスが後続するか否かを復号化器に表示するための表示としても使用されることにより、達成される。この様にして復号化器の処理速度が増加される。
インターリーバの有利な構成は、設定された行の幅と著しく長い列を有するメモリマトリクスを有する畳み込みインタリーバを使用する点にある。この場合、画像データビットは対角線状に左上から右下へ読み込まれる。この場合、互いに相続く対角線はその都度に１メモリ場所だけ互いに水平方向へずらされている。画像データの伝送のために、互いに相続く走査線から成るメモリマトリクスから画像データビットは、読み込みの際に対角線が互いにずらされた順序で読み出される。このようにして簡単かつ迅速なインタリービング法が可能となる。この方法はデータチャンネルにおけるバーストエラーからの良好な保護作用を有する。
次の構成は特に有利である。即ち画像の伝送のために伝送されるべきデータビットの数を、対角線状にマトリクスの中へ読み込まれるビットの複数倍に設定し、この場合、欠けている画像データビットを空ビットで代える構成は有利である。このようにしてデインタリーバのマトリクスメモリの中へ読み込む際に画像データビットを、次のように読み込むことができる。即ち同期語のデータビットが所定の列の中に位置する様に、そのためデインタリーバの第２のメモリマトリクスの中の前もって与えられるラスタの中に存在するように、読み込みが可能となる。同期語は相関法を用いて見出だされる。これにより、受信機の全部のシステムコンポーネントを同期語に同期できるようになる。
請求の範囲２８の特徴部分の構成を有する本発明の方法は、設定された構成による第１の情報語が、設定されたビット長さと設定されたコードレートにより復号化される利点を有する。続いて後続の画像データビットが、第１の情報語の中に格納されている情報に応じてチャンネル復号化される。このようにして迅速かつ効果的なチャンネル復号化が可能となる。
従属形式の請求の範囲に示された構成により、請求の範囲１７に示された方法の有利な発展形態と改善が可能になる。
例えば設定された構成，設定されたビット長さ，設定されたチャンネル符号化形式を有する第２の情報語がチャンネル復号化され、この第２の情報語から、後続の符号語のクラスの形式，エラー防止の形式，即ちコードレートおよび符号語に所属するデータビットの数に関する情報が求められる。続いて第２の情報語に後続する符号語が、第２の情報語の中に格納されているデータの使用の下にチャンネル符号化され、続いて符号語の情報が画像データビットの画像ソース復号化のために用いられる。
有利にデインタリービングの実施のために、メモリマトリクスを有する畳み込みデインタリーバが用いられる。この場合、受信されたデータは対角線状に左下から右上へ読み込まれ、互いに相続く対角線はその都度に１メモリ場所だけ互いに垂直にずらされ、続いてデータは走査線毎に読み出される。この場合、データの読み込みの場合と同様に、走査線は互いに同じ方向において１メモリ場所だけ互いにずらされる。このようにして迅速かつ簡単なデインターリービング法が実施可能となる。この方法は同時に、伝送されるべきデータをデータチャンネルにおけるバーストエラーから十分に保護する。
チャンネル復号化のために、ビタビアルゴリズムにより動作するビタビ復号化器すなわち最尤符号予測復号化器を使用すると有利である。ビタビ復号化器は設定されたメモリ容量を有する。すなわち第１または第２の情報語の情報語の復号化の後に、ビタビ復号化器は既知の状態になり、供給されたゼロビットまたは１ビットの数により、情報語すなわち第１または第２の情報語が評価できる。
続いで情報語すなわち第１または第２の情報語に続く、情報語すなわち第１または第２の情報語の中に含まれている情報を有するデータが、チャンネル復号化される。このようにして効果的な伝送法が可能になる。この場合、データ伝送とチャンネル復号化との間の整合が行なわれる。その結果、画像データがチャンネル復号化される前に、第１および第２の情報語のデータが求められる。
図面
本発明の実施例が図面に示されており、後述の記載に詳述されている。第１図は送信機と受信機、第２図は画像のデータフレーム、第３図は同期語、第４図は情報語、第５図は符号語、第６図はコードレートのためのテーブル、第７図はクラス分けのためのテーブル、第８図は畳み込みインタリーバーおよび畳み込みデインタリーバメモリマトリクス、第９図はプログラムシーケンス、第１０図はマクロブロックのためのクラス分けを示す。
実施例の説明
第１図はディジタル形の信号プロセッサ１を示す。このプロセッサはデータバス２６を介してマルチプレクサ５０と接続されている。マルチプレクサ５０は画像データソース５１，オーディオソース５２およびテレファックス５３と接続されている。データソースは第１のディジタル形の信号プロセッサ１ヘディジタルデータを導びく。ディジタル信号プロセッサ１は送信線路２７を介して送信ユニット２と接続されている。
同時に第１図は受信ユニット４を示す。この受信ユニットは受信線路２８を介して第２のディジタル信号プロセッサ３と接続されている。第２のディジタル信号プロセッサ３は第２のデータバス２９とデマルチプレクサ５７を介して画像シンク５４，オーディオシンク５５およびテレファクスシンク５６と接続されている。第２のディジタル信号プロセッサ３は受信されたデータを相応のデータシンクへ転送する。
第２図は所定の数のデータビットから成るデータフレーム５を示す。データフレーム５，同期語６，第２の情報語７，符号語８，第１の情報語９，画像データビット１０および終端ビット１１を有する。データフレームはそれぞれ、画像の伝送のために必要とされるデータを含む。通常はデータフレーム５は、より多くの第１および第２の情報語７，９、より多くの符号語８とより多くのクラスの画像データビット１０から構成されている。簡単化のために第２図にはデータは全部は示されていない。請求の範囲１に示されているデータの伝送のためにデータフレームが相応に構成されている。情報語は第１または第２の情報語により示されている。請求項１の場合、第１の情報語と第２の情報語とは区別されない。
第３図は同期語６を示す。これは４０ビットの長さであり、２つのWilliard語から成る擬似ノイズ組み合わせ体を形成する。２つのBarker語から成る擬似ノイズ組み合わせ体を選択することもできる。公知のWillard語とBarker語は３３ビットだけまでの長さであり、この３３ビットは、エラーから正確かつ十分に保護される同期化を可能にするには必ずしも十分ではない。そのためWillard語またはBarker語から成る組み合せが選択ざれる。同期語６は設定されたパターンに従ってデータフレーム５の中へ挿入される。この場合、データフレームの最初の個所には常に同期語のビットが存在する。
第４図は第１または第２の情報語９，７を示す。第１および第２の情報語９，７は同じように構成されている。第１または第２の情報語９，７は４ビット長のクラス番号１２，５ビット長の符号ポインタ１３，１４ビット長の長さ数１４および６つのゼロビット１５を有する。クラス番号は、後続の画像データ１０がどのクラスに所属するかを示す。符号ポインタ１３は、どのエラー防止形式で画像データ１０がチャンネル符号化されるかの情報を、即ちどのようなコードレートをチャンネルコードされた画像データ１０が有するかの情報を含む。長さ数１４は、画像データビット１０の数、または符号語８に所属するデータビットの数を示す。
各々の情報語を終端するゼロビット１５の数は、チャンネルコーダのメモリ容量に適合化されている。使用されるチャンネルコーダは６ビットのメモリ容量を有するため、６つのゼロビット１５が用いられる。
第５図は４つの符号語８を示す。この場合、第１の符号語１６は３ビットの長さ、第２の符号語１７は５ビット長さ、第３の符号語１８は１ビット長さ、第４の符号語１９は８ビット長さである。第１の符号語１６の第１のビットは、画像再生の際に画像データを迅速に表示するか緩慢に表示するかを指示する。第１符号語１６の第２ビットは、２つの可能性のあるソース符号化法のうちのどちらが使用されたかを示す。第１の符号語１６の第３ビットは、情報語が使用されるか否かを示す。
第２の符号語１７は、画像ソース符号化の際に用いられる量子化のステップ数を示す。第３の符号語１８は、後続の第４の符号語１９の中に画像ソース符号化に関する、以後の処理の際にはじめて使用される付加的な情報が格納されているか否かを示す。
符号語８は次の目的で使用される。即ち画像ソース符号化に関する情報を画像データと共に伝送してこの情報を画像ソース符号化の際に用いる目的で使用される。
第６図はチャンネル符号化のために用いられる、相応のコードレートによりソース符号化された画像データのクラス分けを示す。第１のクラスは動きベクトルＭＶへ配属されている。第２のクラスはＤＣＴ係数（ＤＣＴ）へ配属されている。第３のクラスは量子化（ＱＵ）へ配属されている。５番目のクラスはマクロブロックの位置データ（Ｐ）により占められる。
第７図は第１または第２の情報語９，７の符号ポインタのためのテーブルを表す。Ｈには画像全体に関する情報が符号００００で示されており、ＭＶには動きベクトルが符号０００１で、Ｂにはマクロブロックが符号００１０で、Ｌには符号００１１で空ビットが、Ｈ．２６１による方法は符号０１００で、それぞれ示されている。さらに第７図は、以後のクラスのために使用可能なふさがれていないコードを示す。
第８図は、同期ビットＳＩ，有効ビットＮＩおよび終端ビットＡの列から成るデータ流２２を示す。このデータ流はデータフレームの一部を構成する。有効ビットは例えば第１または第２の情報語９，７，符号語８または画像データビット０により構成される。さらにインターリーバの第１のメモリマトリクス２３が示されている。インターリーバの第１のメモリマトリクス２３の中へデータ流２２が、左上から右下への対角線状に読み込まれる。データビット流２２は、画像の伝送のために必要とされるデータビットを構成する。終端ビットＡの数は次のように選定されている。即ちインターリーバの第１のメモリマトリクス２３の中へデータビットを読み込む際に、その都度に対角線全体が画像のデータにより満たされるように、選定されている。第１のメモリマトリクス２３のデータビットは走査線毎に上から下へ再び読み出されて、送信ユニット２，データチャンネルを介して受信ユニット３へ伝送される。受信ユニット３は得られたデータを第２の信号プロセッサ３へ伝送する。この信号プロセッサは受信されたデータ流をデインターリーバの第２のメモリマトリクス２４の中へ第８図の中に示されている様に読み込む。第８図はデインターリーバの第２のメモリマトリクス２４を示す。このメモリマトリクスの中へ、インターリーバの第１のメモリマトリクス２３が対角線状に左下から右上へ書き込まれる。第２のメモリマトリクス２４のデータは走査線毎に上から下へ読み出される。その結果、もとのデータ信号２２が再び形成されて、データビットが正しい時間順序で再び供給される。
第９図は画像を伝送する方法のプログラムシーケンスを示す。プログラム点３１において画像の、マクロブロックへの分割が行なわれる。この画像は例えばＣＩＦフォーマットまたはＱＣＩＦフォーマットの形式で設けられている。ＣＩＦフォーマットは１走査線に３５２のピクセルと２８８の走査線を有する。ＱＣＩＦフォーマットは１走査線の中に１７６のピクセルと１４４の走査線を有する。画像は９９マクロブロックへ分割される。各々のマクロブロックは４つの輝度ブロックと２つの色ブロックから成る。４つの輝度ブロックと２つの色ブロックはそれぞれ６４のピクセル（８×８）を有する。
プログラム点３２において、画像の中の左上に設けられている第１のマクロブロックの画像データがソース符号化される。この場合、複数個のマクロブロックはブロック毎に運動を予測される。この場合、動きベクトルＭＶは先行の画像に関連づけて求められる。動きベクトルＭＶは色ブロックへ同様に伝送される。離散コサイン変換は自己形式で実施される−即ちマクロブロックはもとのブロックの中で離散的にコサイン変換される−か、またはこの離散コサイン変換は相互形式で実施される。この場合、もとの画像と先行の画像との差は離散コサイン変換される。この場合、８×８ピクセルの大きさを有する輝度ブロックと色ブロックは２次元的に離散コサイン変換され、そのためＤＣＴスペクトル係数が得られる。ＤＣＴスペクトル係数は量子化されてジグザク長さ符号化される。離散コサイン変換は自己離散コサイン変換として前述の様に実施される。別の方法として、相互離散コサイン変換が実施できる。
相応のソース符号化法は例えばPTT Research Neher Laboratories The Netherlands，“Description Reference Model ８”（ＲＭ８），Paris，１９８９に記載されている。そのためソース符号化された画像データとして、輪郭，動きベクトルＭＶ，輝度ブロックまたは色ブロックの位置，ＤＣＴスペクトル係数およびスペクトル係数の量子化のステップ数が用いられる。これは伝送する必要がある。別のソース符号化された画像データは例えば、差分量子化の量子化ステップ（ＤＱＵＡＮＴ）に関するデータである。この場合、２ビット長さの語は量子化の変化を示す。もう１つの情報は、マクロブロックの中に含まれていて符号化された変換係数（ＣＢＰＹ）を含む輝度ブロックのデータである。さらに次のような情報が伝送される。即ちマクロブロックのどの色ブロックが符号化された変換係数を含むか、およびどの先行の形式が画像またはマクロブロックのために用いられたか、およびどの量子化が変換係数（ＣＢＰＣＭ）のために使用されるかという情報が伝送される。さらに符号語（ＣＯＤ）は、符号化が実施されるか否かを示す。
これらのソース符号化された画像データは第６図に示されている様に複数個のクラスに分類される。これらのクラスはソース符号化された画像データの障害の受けやすさに応じて伝送エラーに関連づけて設定されている。クラスにはコードレートが割り当てられる。この場合、コードレートはクラスに直接はむすびつけられていない。同じクラスが相異なるコードレートを有することもできる。伝送エラーから特別に保護されるべき画像データは低いコードレートを割り当てられる。第６図はソース画像データの、相応のクラスおよびコードレートへの配属を示す。これらのクラスはデータシンクまたは画像ソース符号化器の情報を対象とする。
ソース符号化された画像データの、複類個のクラスへの分類後に、プログラム点３９で、第１の情報語９が、伝送されるべきクラスのために設定される。第４図におけるクラス番号１２はクラス１を示す。クラス１へ２４のデータビットが所属すると、長さポインタ１４は２進数の形式で第４図に示されている様に数２４を示す。第１および第２の全部の情報語において、ゼロビット１５の数は、６つのゼロビットへ設定されている。クラスのソース符号化された画像データの伝送に必要とされるデータビットの数２¹⁴−１を上回わると、長さポインタに値２¹⁴−１が配属されて、別の第１の情報語が形成され、この情報語に先行のクラスの欠如するソース符号化された画像データが後続する。そのため復号化器は、値２¹⁴−１を有する長さポインタの場合に、先行のクラスへの補完が後続することを検出する。ソース符号化されたマクロブロックの後続のクラスのために同様に進行され、その都度に第１の情報語９が形成される。
続いてプログラム点３５において、処理されるべき画像の全部のマクロブロックがソース符号化されているか否かが、質問される。答が否定の場合はプログラム点３２へ帰還されて後続のマクロブロックがソース符号化される。マクロブロックは相次いで左上の走査線から右下の走査線へソース符号化される。しかし実際の画像の全部のマクロブロックがソース符号化されていると、プログラム点３６の方向へ分岐される。
プログラム点３６において、画像ソース符号化に関する情報を含む符号語８が形成される。迅速な画像表示が行なわれると、第１の符号語１６の第１のビットはゼロになる。実際の画像ソース符号化の場合に第１のソース符号法が使用された時は、第１の符号語１６の第２のビットもゼロを取る。第１の符号語１６の第３のビットは１を有する。何故ならば情報語が使用されるからである。第２の符号語１７は量子化のステップ数を示す。そのため第２の符号語１７は相応の２進数として構成されている。第３の符号語１８はゼロによりふさがれている。何故ならば第４の符号語１９の中にソース符号化法に関する付加情報が格納されていないからである。そのため第４の符号語は８つのゼロビットによりふさがれている。第５図はいま説明した符号語８を示す。
続いてプログラム点３７において第２の情報語７が形成される。この情報語は第１の情報語９に相応するように構成されていて符号語８の識別のために用いられる。この場合、第２の情報語７はクラス，コードレートおよび符号語８のデータビットの数を示し、６つの終端用ゼロビット１５を含む。このことは第１の情報語の場合の様に、クラス１２，符号ポインタ１３および長さ数１４によって示される。続いてディジタル信号プロセッサ１はプログラム点３８において４０ビット長さの同期語を第３図に示されているように形成して、同期語６を所定のパターンに応じて、チャンネル符号化後にデータフレームの中へ挿入する。この目的で公知のWillard語と公知のBarker語との組み合わせが用いられる。
ディジタル信号プロセッサ１はこれらのデータからデータフレームを形成する。このデータフレームは、同期語６，第２の情報語，符号語８，第１のクラス１のための第１の情報語９，相応の第１の情報語，ソース符号化された画像の別のクラスのためのソース符号化された画像データ，設定数の終端ビット３０から形成されている。画像に所属するデータビットの数は、終端ビット３０を用いて、所定の数の複数倍へ設定される。この所定の数は、インターリーバのメモリマトリクスの中へ対角線状に書き込まれる画像データの数により設定される。その結果、画像の画像データはそれぞれ、インターリーバのメモリマトリクスにおける全部の数の対角線を満たす。
プログラム点３９においてディジタル信号プロセッサ１は、画像の伝送のために必要とされる画像データのチャンネル符号化を実施する。この場合、第２および第１の情報語は最高のエラー防止をほどこしてチャンネル符号化され、符号語８は、第２の情報語において符号ポインタの中に格納されているエラー防止機能をもって符号化される。ソース符号化された画像データは、エラー防止機能をもってチャンネル符号化される。この場合このエラー防止機能はそのクラスに応じて第１の情報語９における符号ポインタ１３の中に格納されている。チャンネル符号化の場合、例えば畳み込み符号化が使用される。
畳み込み符号化はClark，“Error Correction Coding for Digital Communications″，Plenum Press，New York，１９８１，ＩＳＢＮ ０−３０６−４０６１５−２のページ２２７以下に示されている。別の符号化法は、ページ２６７以下に示されている。
続いてプログラム点４０において、画像のチャンネル符号化されたデータが送信ユニット２へ転送される。送信ユニット２はチャンネルコーダ化された画像データを周波数変調またはＧＳＦＫ変調を用いて伝送する。プログラム点４０の後はプログラム点３１へ帰還されて次の画像が処理される。チャンネル符号化の際に遅延が生ずると、画像データは伝送のために供給されないが、それにもかかわらずデータは伝送しなければならない。そのため第１のディジタル信号プロセッサ２によりゼロビットが挿入されてこれが伝送される。
データチャンネルにおいてバーストエラーからの保護を構じたい時は、インターリーバが前述のチャンネル符号化の際に用いられる。この場合、ディジタル信号プロセッサ１はプログラム点３９において、第８図に示されているデータ流をインターリーバの第１のメモリマトリクス２３へ導びく。この場合、データ流２２は対角線状に左上から右下へ読み込まれ、対角線はその都度に１メモリフィールドだけ互いに下へずらされる。続いてディジタル信号プロセッサ１はディジタルビットを第１のメモリマトリクス２３から走査線毎に読み出して、これを送信ユニット２へ転送する。
第９図に示された、ソース符号化されたマクロブロックの画像データの、複数個のクラスへの分割ではなく、次のように有利に構成できる。即ち唯１つまたは少数のマクロブロックのソース符号化された画像データをクラスの中へ分類して、さらに各々のクラスに第１の情報語を設けるのである。
これにより符号化器の遅延が低減される。しかし正確に段階づけられたクラス分けは行なわれず、これによりデータレートは場合によりそれほど効果的には利用されない。
第１０図は画像の、種々のクラスの複数個の領域への分類を示す。これらの複数個の領域の中へクラスが書き込まれており、小さい数を有するクラスは大きいエラー防止作用に相応する。周縁領域に設けられているマクロブロックは前記より小さいエラー防止作用の下に伝送される。何故ならば画像のこれらの領域は画質の主観的な印象にとっては二義的な役割しか有していないからである。しかし画像の中央領域は大きいエラー防止作用を有するクラスに配属されている。何故ならばこの領域においては品質の劣る画質が直ちに目につくからである。
第９図に示された方法の独特の簡単化は、ソース符号化された、画像の画像データを複数個のクラスの中へ分割し、これらのクラスにそれぞれ第１の情報語を設ける点にある。このようにして複数個の画像データがより大きいクラスへまとめられる。このことは著しく簡単であるがそれほど正確な方法は構成しない。
第１１図はチャンネル符号化されソース符号化された画像の受信と復号化のためのプログラムシーケンスを示す。プログラム点８０において画像データが受信ユニット４により受信され、周波数復調されて第２のディジタル信号プロセッサ３へ導びかれる。第２のディジタル信号プロセッサ３はこのディジタル画像データを、第８図に示されている様に畳み込みデインターリービング法で処理する。
インターリービング法とデインターリービング法は公知であり、例えばClark，“Error Correction Coding for Digital Communications″，Plenum Press，New York，１９８１，ＩＳＢＮ ０−３０６−４０６１５−２，ページ３４５以下に示されている。
ディジタル画像データは対角線状に左下から右上へ第１のマトリクスメモリ２４の中へ読み込まれる。第２のディジタル信号プロセッサ３は次のことを確認する。即ち同期語のビットが第２のメモリマトリクス２４の所定の列の中に固定の距離すなわち間隔で設けられていることを確認する。この同期語のビットの時間間隔は、データチャンネルにおけるバーストエラーに対する同期化の感度を低下させる。理想的な同期化ビット列との相互相関比較を用いて、第２のディジタル信号プロセッサ３は同期語を求めて、さらにエラー閾値にもとづいて、同期語が検出されたか否かを判定する。相互相関法は公知であり例えばProakis，″Digital Communications″，McGraw-Hill，New York，１９８９，ページ１４１以下に示されている。
デインターリーバにおいて生ずる時間遅延は、同期化を実施する目的で、第２のディジタル信号プロセッサ３により用いられる。同期語の第１のビットは画像全体のデータ用のデータフレームの開始を示す。続いて画像データは走査線毎に第２のマトリクスメモリ２４から読み出される。この場合、同期語の第１ビットから開始される。第２のディジタル信号プロセッサ３に、同期語の第１ビットの後に第１または第２の情報語９，７が後続する。この第１または第２の情報語９，７は所定数のデータビットを有し、さらに所定のコードレートでチャンネル符号化されている。第２のディジタル信号プロセッサ３は、ビタビアルゴリズム（最尤シーケンス予測）により第１または第２の情報語９，７のチャンネル復号化を実施し、第１または第２の情報語の中に格納されているデータから、どのくらいの量のデータビットが後続の符号語または後続の画像データを有するか、およびどのコードレートで符号語または画像データビットをチャンネル復号化すべきかを、求める。
最尤シーケンス予測法は公知であり、Clark，″Error Correction Coding for Digital Communications”，Plenum Press，New York，１９８１，ＩＳＢＮ ０−３０６−４０６１５−２，ページ２３１以下、およびProakis，“Digital Communications″，McGraw-Hill，New York，１９８９，ページ３９４以下に示されている。
プログラム点８２において第２のディジタル信号プロセッサ３は符号語８のチャンネル復号化をビタビアルゴリズム法により実施する。符号語８の中に格納されているデータは第２のディジタル信号プロセッサ３により記憶される。続いて第１の情報語９は、設定されている符号語に応じて第２のディジタル信号プロセッサ３により、ビタビアルゴリズムの使用の下にチャンネル復号化される。第１の情報語９の中に格納されているデータから第２のディジタル信号プロセッサ３は、どのくらいの量のデータビットを後続の画像データが有するか、およびどのコードレートで後続のビットデータがチャンネル符号化されたかを検出する。続いて第２の信号プロセッサ３が第１の情報語９の中に格納されているコードレートの使用の下に、後続の画像データビットのチャンネル復号化を、ビタビアルゴリズムにより実施する。続いて別の第１の情報語と別の画像データビットが第２のディジタル信号プロセッサ３によりビタビアルゴリズムを用いて、画像に所属する全部の画像データビットがチャンネル復号化されてしまうまで、チャンネル復号化される。
プログラム点８３において画像の画像データビットが第２のディジタル信号プロセッサ３により画像ソース復号化され、このチャンネル復号化されてソース復号化された画像データは続いて第２のディジタル信号プロセッサ３により第２のバス２９へ転送される。相応の画像ソース復号化法はソース符号化された画像データから同様に得られる。
画像ソース復号化の場合に第２のディジタル信号プロセッサ３により、符号語８の中に格納されている情報が用いられる。著しく簡単な方法の場合は符号語８は用いられない。その結果、第２の信号プロセッサ３は第１の情報語９とソース符号化されている画像データ１０から、ソース復号化された画像データが、したがって画像を求める。
続いてソース復号化された画像データが第２のデータバス２９を介して画像再生ユニットへ与えられ、画像再生ユニットがこの画像を表示する。続いて第２のディジタル信号プロセッサ３により次の画像のデータが処理される。
さらに、送信側でインターリービング法が使用されなかった、画質の低い技術的に簡単な方法の場合は、必ずしも受信側でデインターリービング法は実施されない。
前述の方法は例えば移動無線電話における画像伝送のために用いられる。伝送路として例えばヨーロッパディジタル無線電話網（ＤＥＣＴ）が用いられる。

Claims (30)

1. データの伝送方法であって、該データは少なくとも１つのデータソース（５１、５２、５３）から発生されて、データフレーム（５）の中でチャンネル符号化器へ導びかれ、該データがチャンネル符号化される形式のデータ伝送方法において、
   データを、エラー伝送によるデータ再構成時の画質に関するデータの重要度のクラスにクラス分けし、各クラスに対して同一の所定の長さの情報語（７、９）を作成し、該情報語（７、９）は、このクラスの形式、このクラスへ所属するデータビット数及び該クラスを符号化する際のコードレートに関するデータを有し、まず最初にコードレートを情報語（７、９）からチャンネル符号化器により読み出し、該コードレートで情報語（７、９）に所属するクラスのデータをチャンネル符号化し、さらに情報語（７、９）を設定されたコードレートによりチャンネル符号化する、データの伝送方法。
2. データ発生および／またはデータソース符号化に関する情報を、前記データフレーム（５）の中に格納する、請求の範囲１記載の方法。
3. 前記データ発生として、画像データおよび／またはテレファクスデータがある、請求の範囲１又は２記載の方法。
4. データをチャンネル符号化の後にインターリービング処理を施し、この処理の場合、データを第１のメモリマトリクスに対角線状に読み込み、続いて走査線毎に読み出す、請求の範囲１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. データフレームが、第１のメモリマトリクスの整数個の対角線のメモリ場所に相応する所定数のデータビットを有する、請求の範囲４記載の方法。
6. データ伝送の同期化を、伝送エラーに対して充分な自己相関特性を有する擬似ノイズシーケンスにより実施する、請求の範囲１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 請求の範囲１から６までのいずれか１項に従ってチャンネル符号化されたデータのチャンネル復号化方法において、
   情報語が設定されたコードレートによりかつ所定数のデータビットにおいてチャンネル復号化され、
   該情報語から、この情報語に所属するクラスのデータビットの数とコードレートが求められ、続いて該クラスのデータが、情報語の中に格納されているコードレートでチャンネル復号化される、データのチャンネル復号化方法。
8. チャンネル復号化器として、最尤シーケンス予測法により動作するビタビ復号化器を使用する、請求の範囲７記載の方法。
9. ビタビ復号化器は、情報語の最後のデータビットの読み込み後に既知の状態にあり、さらにビタビ復号化器は読み込まれた情報語を、データフレームの別のデータビットを読み込むことなく、次のようにして評価する、即ちビタビ復号化器の前記の状態を変化させないビットを読込むことにより評価する、請求の範囲７又は８記載の方法。
10. 画像の伝送方法であって、この場合、画像をソース符号化し続いてチャンネル符号化してデータチャンネルを介して伝送する形式の画像の伝送方法において、該画像を複数個のマクロブロックへ分割し、各々のブロックをソース符号化し、マクロブロックのソース符号化された画像データを複数個のクラスのうちの１つクラスの中へ割り当て、該クラスは、画像データにおけるエラー伝送によるマクロブロック再構成時の画質に関するデータの重要度によって異なっており、さらにマクロブロックの画像データにそれぞれ第１の情報語（９）を付与し、さらに該第１の情報語（９）は所定の構成により、クラスの形式，チャンネル符号化のコードレート，マクロブロックに所属する画像データ（１０）のビット数に関するデータを含み、さらに付加的に複数の符号語（８）を、全部のマクロブロックがソース符号化された後に、かつ、チャンネル符号化の前に、画像の前記複数のマクロブロックの画像データに付加し、さらに該符号語（８）はソース符号化の形式に関する情報を含み、さらに該符号語に第２の情報語（７）を付与し、さらに第２の情報語（７）は所定の構成により、符号語（８）のクラスの形式，チャンネル符号化のコードレート，符号語（８）に所属するデータビットの数に関するデータを有し、さらに第１の情報語（９）と第２の情報語（７）を所定のチャンネル符号化により伝送し、さらに各々のマクロブロックの符号語（８）と画像データ（１０）をそのクラスに相応する所定のチャンネル符号化により伝送し、さらに同期語（６）を画像のチャンネル符号化されたデータビットに付加することを特徴とする、画像の伝送方法。
11. 画像の伝送方法であって、この伝送の場合、画像をソース符号化し続いてチャンネル符号化してデータチャンネルを介して伝送する形式の画像の伝送方法において、画像のソース符号化される画像データ（１０）を、該画像データ（１０）の伝送の際に生ずるエラーによる画像の再構成時の画質に関するデータの重要度のクラスにクラス分けし、各々のクラスに第１の情報語（９）を付加し、該第１の情報語（９）は所定の構成により、クラスの形式，チャンネル符号化のコードレート，これに所属する画像データ（１０）のビット数に関するデータを含み、第１の情報語（９）を所定のチャンネル符号化により伝送し、画像データ（１０）をそのクラスに応じて所定のチャンネル符号化により伝送し、この伝送の際に画像の該チャンネル符号化された画像データ（１０）と第１の情報語（９）に同期語（６）を付加することを特徴とする、画像の伝送方法。
12. 画像の伝送方法であって、この伝送の場合に画像をソース符号化し、続いてチャンネル符号化してデータチャンネルを介して伝送する形式の画像の伝送方法において、該画像を複数個のマクロブロックへ分割し、各マクロブロックをソース符号化し、各々のマクロブロックのソース符号化された画像データをクラスへ割り当て、この場合これらのクラスは、画像データ（１０）の伝送の際に生ずるエラーによるマクロブロックの再構成時の画質に関するデータの重要度を表し、さらに該クラスの画像データ（１０）にそれぞれ第１の情報語（９）を付与し、さらに該第１の情報語（９）は所定の構成により、クラスの形式，チャンネル符号化のコードレート，クラスに所属する画像データ（１０）のビット数に関するデータを含み、全部のマクロブロックがソース符号化された後に、かつ、チャンネル符号化の前に、複数の符号語（８）を画像のデータへ付加し、さらに符号語（８）がソース符号化の形式に関する情報を含み、符号語に第２の情報語（７）を設け、さらに第２の情報語（７）は所定の構成により、符号語（８）のクラスの形式，チャンネル符号化のコードレート，符号語（８）に所属するデータビットの数に関するデータを有し、さらに第１の情報語（９）と第２の情報語（７）を所定のようにチャンネル符号化し、さらに符号語（８）とクラスの画像データをそのクラスに相応する所定のチャンネル符号化により処理し、さらに画像のチャンネル符号化されたデータに伝送前に同期語（６）を付加することを特徴とする、画像の伝送方法。
13. マクロブロックを相次いで伝送する、請求の範囲１０又は１２記載の方法。
14. 同期語（６）として、２つのWillard符号語または２つのBarker符号語から合成される擬似ノイズ語を使用する、請求の範囲１から１３までのいずれか１項記載の方法。
15. 第１および第２の情報語（９，７）が第１の４ビット長さのクラス番号（１２），５ビット長さの符号ポインタ（１３），１４ビット長さの長さ数（１４）を有し、クラス番号（１２）はこれに所属する符号語（８）のクラスまたはこれに所属する画像データ（１０）のクラスを表わし、符号ポインタ（１３）はチャンネル符号化のために用いられるコードレートを表わし、長さ数（１４）は符号語（８）またはクラスに所属するデータビットの数を表わす、請求の範囲１から１４までのいずれか１項記載の方法。
16. 情報語または第１および第２の情報語（９，７）を所定数のゼロビット（１５）で終端し、該所定数は使用されるチャンネル符号化器のメモリ容量に相応する、請求の範囲１から１５までのいずれか１項記載の方法。
17. 符号語（８）を第１および第２の符号語（１６，１７）から構成し、第１の符号語（１６）は３ビットの長さであり、第１のビットは画像データを迅速または緩慢に形成されるべきか否かを表わし、第１の符号語（１６）の第２のビットは２つの選択可能なソース符号化法のうちの一方が使用されたか否かを示し、第１の符号語（１６）の第３のビットを、情報語が使用されるか否かの情報のために使用し、第２の符号語（１７）が５ビット長さであり、ＤＣＴ係数の算出の際の量子化のステップサイズを示す、請求の範囲１０又は１２記載の方法。
18. 符号語（８）が第３および第４の符号語（１８，１９）を有し、第３の符号語（８）は１ビットの長さであり、８ビット長さの後続の第４の符号語（１９）の中に画像ソース符号化に関する付加的な情報が格納されているか否かを示す、請求の範囲１７記載の方法。
19. ソース符号化された画像データを動きベクトル、ブロック位置、ＤＣＴ係数、量子化ステップのクラスに分割する、請求の範囲１０から１８までのいずれか１項記載の方法。
20. １つのクラスとして動きベクトルを使用し、もう１つのクラスとしてＤＣＴ係数、可変の２次元の長さ符号化の変換係数、および１つのブロックの終りを識別する２つビットを使用し、別のクラスとして、差分量子化（ＤＱＵＡＮＴ）に関するデータ、および／またはマクロブロックの中に含まれていて符号化された変換係数（ＣＢＰＹ）を含む輝度ブロックに関するデータ、および／または符号化された変換係数を含む、マクロブロックのクロミナンスブロックに関するデータ、およびどの予測モードが画像またはマクロブロックのために使用されるか、およびどの量子化（ＣＢＰＣＭ）が使用されるかのデータ、および／または符号化（ＣＯＤ）が実施されるか否かのデータが使用される、請求の範囲１２記載の方法。
21. 符号ポインタ（１３）が、ふさがれていない符号を以後のクラスのために有する、請求の範囲１５から２０までのいずれか１項記載の方法。
22. レートコンパチブルパンクチャド畳み込み符号化器を使用する、請求の範囲１から２１までのいずれか１項記載の方法。
23. 長さ数（１４）により表わされる数よりも大きい数の画像データ（１０）を有するクラスの場合は、該長さ数（１４）が値（２¹⁴−１）を有し、先行のクラスの別の画像データ（１０）を含む別のクラスが第１の情報語（９）に続く、請求の範囲１５から２２までのいずれか１項記載の方法。
24. チャンネル符号化された画像データを第１のメモリマトリクス（２３）を有する畳み込みインターリーバへ導びき、該第１のメモリマトリクス（２３）が設定されたビット幅を有しかつ周期的に書き込まれ、さらにデータをビット毎に対角線状に左上から右下へ読み込み、互いに相続く対角線をその都度に１メモリ場所（ロケーション）だけ水平方向にずらし、さらに伝送ためにデータをビット毎に、互いに相続く走査線から、読み込みの際に対角線が互いにずらされた順序で読み出す、請求の範囲１０から２３までのいずれか１項記載の方法。
25. 画像のために伝送されるべきデータビットは、対角線状に第１のメモリマトリクス（２３）の中へ読み込まれるビットの複数倍の設定数に相応する、請求の範囲１０記載の方法。
26. 請求項１０から２５までのいずれか１に記載の、チャンネル符号化されさらにソース符号化された画像データの復号化方法であって、この復号化の場合に画像データをチャンネル復号化器へ導びいてチャンネル復号化し、チャンネル復号化された画像データを画像ソース復号化器へ供給してソース復号化し続いて表示する形式の復号化法において、同期後（６）の中から相関比較により時間的な同期化信号を導出し、さらに所定の構成、所定のビット長さ、所定のチャンネル符号化状態で第１の情報語（９）を復号化し、第１の情報語（９）から後続の画像データのクラスの形式，チャンネル符号化のコードレートおよびこのクラスに所属する画像データ（１０）のビット数に関する情報を求め、第１の情報語（９）を評価した後に、第１の情報語（９）に所属する画像データ（１０）を、第１の情報語（９）の中に格納されているデータの使用の下にチャンネル復号化し、続いて画像ソース復号化することを特徴とする、チャンネル符号化されソース符号化されたディジタル画像データの復号化方法。
27. 設定された構成，設定されたビット長さ，設定されたチャンネル符号化形式で第２の情報語（７）を復号化し、第２の情報語（７）から、後続の符号語（８）のクラスの形式，チャンネル符号化のコードレート，符号語（８）に所属するデータビットの数に関する情報を求め、第２の情報語（７）の評価後に、第２の情報語（７）に所属する符号語（８）を、第２の情報語（７）の中に格納されているデータの使用の下にチャンネル復号化して、符号語（８）を画像データ（１０）の画像ソース復号化のために用いる、請求の範囲２６記載の方法。
28. 受信されたデータを、第２のメモリマトリクス（２４）を有する畳み込みデインタリーバへ導びき、さらにデインタリーバの第２のメモリマトリクス（２４）が所定のビット幅を有していて周期的に繰り返して書き込みされ、さらにデータをビット毎に対角線状に左下から右上へ読み込み、この読み込みの際に互いに相続く対角線を１メモリ場所だけ互いに水平方向へずらし、続いてデータを走査線毎にビット毎に読み出し、この順序でチャンネル復号化器へ導びく、請求の範囲２６又は２７記載の方法。
29. チャンネル復号化器として、最尤シーケンス予測法で動作するビタビ復号化器を使用する、請求の範囲２６から２８までのいずれか１項記載の方法。
30. ビタビ復号化器は設定されたメモリ容量を有し、第１または第２の情報語（９，７）における空ビットの検出後にビタビ復号化器のメモリは第２のディジタル信号プロセッサ（３）により、別のビットデータを処理することなく空ビットを供給され、第１および／第２の情報語（９，７）を評価し、続いて第１または第２の情報語（９，７）に後続するデータを、第１または第２の情報語（９，７）の中に含まれている情報によりチャンネル復号化する、請求の範囲２９記載の方法。

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