JPH06253282A - 画像信号の符号化・復号化装置 - Google Patents
画像信号の符号化・復号化装置Info
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- JPH06253282A JPH06253282A JP3963293A JP3963293A JPH06253282A JP H06253282 A JPH06253282 A JP H06253282A JP 3963293 A JP3963293 A JP 3963293A JP 3963293 A JP3963293 A JP 3963293A JP H06253282 A JPH06253282 A JP H06253282A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】画像信号VIを高能率符号化した信号VE,符
号化パラメータCP、および符号化パラメータより生成
したユーザデータUDのマルチプレックスした信号VS
を蓄積媒体に記録する。復号化では、ユーザデータU
D,符号化パラメータCP′をもとに再生した符号誤り
のない符号化パラメータCPで信号VEを復号し、画像
信号VOを再生する。 【効果】蓄積媒体で発生する符号誤りの影響を受けにく
く、かつ、圧縮率の高い画像信号の符号化・復号化装置
が実現できる。
号化パラメータCP、および符号化パラメータより生成
したユーザデータUDのマルチプレックスした信号VS
を蓄積媒体に記録する。復号化では、ユーザデータU
D,符号化パラメータCP′をもとに再生した符号誤り
のない符号化パラメータCPで信号VEを復号し、画像
信号VOを再生する。 【効果】蓄積媒体で発生する符号誤りの影響を受けにく
く、かつ、圧縮率の高い画像信号の符号化・復号化装置
が実現できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル化した画像信
号の符号化・復号化装置に係り、特に、高能率符号化の
信号処理により情報量を効率よく圧縮して伝送・蓄積す
るに好適な画像信号の符号化・復号化装置に関する。
号の符号化・復号化装置に係り、特に、高能率符号化の
信号処理により情報量を効率よく圧縮して伝送・蓄積す
るに好適な画像信号の符号化・復号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル化した画像信号は、その情報
量が膨大となり、これを直接、伝送路で通信したり記録
媒体に蓄積すると、コスト・スピードなどの点で問題が
多い。このため、画像の冗長性を利用して情報量を効率
よく圧縮する高能率符号化の信号処理を行い、数十キロ
ビット/秒〜数メガビット/秒の極めて低ビットレート
で画像を伝送・蓄積する技術の研究開発が進められてい
る。
量が膨大となり、これを直接、伝送路で通信したり記録
媒体に蓄積すると、コスト・スピードなどの点で問題が
多い。このため、画像の冗長性を利用して情報量を効率
よく圧縮する高能率符号化の信号処理を行い、数十キロ
ビット/秒〜数メガビット/秒の極めて低ビットレート
で画像を伝送・蓄積する技術の研究開発が進められてい
る。
【0003】これらの低ビットレートによる画像の伝送
・蓄積では、多くの場合、動き補償予測符号化,DCT
(離散コサイン変換)直交変換符号化,エントロピ符号
化などを組み合せた高能率符号化の信号処理で、情報量
を数十分の一程度に圧縮する。例えば、CCITT勧告
H.261のビデオ符号化、あるいはISO/IECJ
TC1/SC29/WG11の蓄積メディア用動画像符
号化MPEGなどでは、階層的に構成された各フレーム
の画像に対して高能率符号化を行い、得られた符号化デ
ータと符号化パラメータ(符号化モード,量子化スケー
ル,DCT係数の符号化データなど)を伝送・蓄積す
る。そして、復号化部では、符号化パラメータに従った
所定の復号化処理で符号化データを復号し、もとの画像
信号を再生する。そして、低ビットレートによる画像の
伝送・蓄積を実現している。
・蓄積では、多くの場合、動き補償予測符号化,DCT
(離散コサイン変換)直交変換符号化,エントロピ符号
化などを組み合せた高能率符号化の信号処理で、情報量
を数十分の一程度に圧縮する。例えば、CCITT勧告
H.261のビデオ符号化、あるいはISO/IECJ
TC1/SC29/WG11の蓄積メディア用動画像符
号化MPEGなどでは、階層的に構成された各フレーム
の画像に対して高能率符号化を行い、得られた符号化デ
ータと符号化パラメータ(符号化モード,量子化スケー
ル,DCT係数の符号化データなど)を伝送・蓄積す
る。そして、復号化部では、符号化パラメータに従った
所定の復号化処理で符号化データを復号し、もとの画像
信号を再生する。そして、低ビットレートによる画像の
伝送・蓄積を実現している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した低ビットレー
トの画像の伝送・蓄積では、伝送・蓄積媒体で発生する
符号誤りにより再生画質が大幅に劣化する。これを避け
るため、誤り訂正符号を付加するなどの符号誤り対策が
採用されている。しかし、符号誤りによる画質劣化の度
合は、符号化パラメータ部と符号化データ部では大きな
相違がある。符号誤りが符号化パラメータ部に発生した
場合は、これに対応したブロックは復号化を行うことが
できず、たとえば符号化データ部には符号誤りが無い時
にもブロック全体を相関のある画像信号で置換する誤り
修整を行う必要がある。このため、大きな画質劣化にな
る。一方、符号化データ部に発生した符号誤りでは、こ
の直前までの信号は復号が可能なため、誤り修整の領域
も狭く、画質劣化の度合は少ない。しかし、従来技術に
おける符号誤り対策では、上述した符号誤りによる画質
劣化の度合の相違についての配慮はなされておらず、伝
送・蓄積媒体で発生する符号誤りの影響を受けやすいと
いう問題がある。
トの画像の伝送・蓄積では、伝送・蓄積媒体で発生する
符号誤りにより再生画質が大幅に劣化する。これを避け
るため、誤り訂正符号を付加するなどの符号誤り対策が
採用されている。しかし、符号誤りによる画質劣化の度
合は、符号化パラメータ部と符号化データ部では大きな
相違がある。符号誤りが符号化パラメータ部に発生した
場合は、これに対応したブロックは復号化を行うことが
できず、たとえば符号化データ部には符号誤りが無い時
にもブロック全体を相関のある画像信号で置換する誤り
修整を行う必要がある。このため、大きな画質劣化にな
る。一方、符号化データ部に発生した符号誤りでは、こ
の直前までの信号は復号が可能なため、誤り修整の領域
も狭く、画質劣化の度合は少ない。しかし、従来技術に
おける符号誤り対策では、上述した符号誤りによる画質
劣化の度合の相違についての配慮はなされておらず、伝
送・蓄積媒体で発生する符号誤りの影響を受けやすいと
いう問題がある。
【0005】本発明の目的は、伝送・蓄積媒体で発生す
る符号誤りの影響を受けにくく、かつ、情報量の圧縮効
率の優れた画像信号の符号化・復号化装置を提供するこ
とにある。
る符号誤りの影響を受けにくく、かつ、情報量の圧縮効
率の優れた画像信号の符号化・復号化装置を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、符号化部では高能率符号化の符号化パ
ラメータのデータによりユーザデータを別途生成して符
号化ビットストリームに付加し、復号化部では符号化パ
ラメータのデータおよびユーザデータをもとに復号化の
信号処理の符号化パラメータを設定して符号化データの
復号を行う。
め、本発明では、符号化部では高能率符号化の符号化パ
ラメータのデータによりユーザデータを別途生成して符
号化ビットストリームに付加し、復号化部では符号化パ
ラメータのデータおよびユーザデータをもとに復号化の
信号処理の符号化パラメータを設定して符号化データの
復号を行う。
【0007】また、前記ユーザデータは、伝送・蓄積の
過程で発生する符号誤りに対して、誤り検出あるいは誤
り訂正が可能な形態で構成する。さらに、符号化ビット
ストリームの特定期間内でユーザデータはシャフリング
処理を行い分散化を図る。
過程で発生する符号誤りに対して、誤り検出あるいは誤
り訂正が可能な形態で構成する。さらに、符号化ビット
ストリームの特定期間内でユーザデータはシャフリング
処理を行い分散化を図る。
【0008】
【作用】本発明では、高能率符号化の符号化パラメータ
の情報は、従来技術と同一の符号化パラメータデータの
他に、ユーザデータとしても伝送・蓄積する。したがっ
て、伝送・蓄積媒体で例えば符号化パラメータデータに
符号誤りが発生しても、ユーザデータの符号化パラメー
タの情報によって、正規の符号化パラメータの情報が復
号できる。そして、この復号した符号化パラメータによ
って、符号化データを元の画像信号に復号できる。すな
わち、従来技術では、画像信号への復号が不可能になる
符号化パラメータデータの符号誤りも、本発明では、ユ
ーザデータの情報によって符号誤りのない正規の符号化
パラメータが復号でき、元の画像信号に復号することが
可能になる。また、ユーザデータとして新規に追加する
情報は、トータルの符号化ビット数に比較すればほとん
ど無視できる程度で実現できる。
の情報は、従来技術と同一の符号化パラメータデータの
他に、ユーザデータとしても伝送・蓄積する。したがっ
て、伝送・蓄積媒体で例えば符号化パラメータデータに
符号誤りが発生しても、ユーザデータの符号化パラメー
タの情報によって、正規の符号化パラメータの情報が復
号できる。そして、この復号した符号化パラメータによ
って、符号化データを元の画像信号に復号できる。すな
わち、従来技術では、画像信号への復号が不可能になる
符号化パラメータデータの符号誤りも、本発明では、ユ
ーザデータの情報によって符号誤りのない正規の符号化
パラメータが復号でき、元の画像信号に復号することが
可能になる。また、ユーザデータとして新規に追加する
情報は、トータルの符号化ビット数に比較すればほとん
ど無視できる程度で実現できる。
【0009】なお、ユーザデータのシャフリング処理
は、例えば、B−ISDN網におけるセル損失、あるい
は蓄積媒体でのドロップアウトなどに起因して発生する
バースト誤りに対しても有効に動作できる。
は、例えば、B−ISDN網におけるセル損失、あるい
は蓄積媒体でのドロップアウトなどに起因して発生する
バースト誤りに対しても有効に動作できる。
【0010】このように本発明によれば、伝送・蓄積媒
体で発生する符号誤りの影響を受けにくく、かつ、情報
量の圧縮効率に優れた画像信号の符号化・復号化装置を
実現することが可能になる。
体で発生する符号誤りの影響を受けにくく、かつ、情報
量の圧縮効率に優れた画像信号の符号化・復号化装置を
実現することが可能になる。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例を図1に示すブロック図に
より説明する。
より説明する。
【0012】ディジタル化した画像信号VIは、情報源
符号化部1に入力し、高能率符号化の信号処理、例え
ば、動き補償予測符号化,DCT直交変換符号化,エン
トロピ符号化などの所定のビデオ符号化を行い、符号化
データVEを生成する。一方、符号化制御部2では、送
信バッファ部5のバッファ容量情報BFに従って、ビデ
オ符号化に必要な、例えば、符号化モード,量子化スケ
ール,DCT係数の符号化データなどを制御する符号化
制御信号CT、および、これに対応した所定の符号化パ
ラメータデータCPを生成する。また、ユーザデータ生
成部3では、符号化パラメータデータCPに、誤り検出
符号や誤り訂正符号の付加、あるいはシャフリング処理
などを行い、ユーザデータUDを生成する。そして、ビ
デオマルチプレックス部4では、データVE,CP,U
Dを所定の時系列分割多重を行い、符号化ビットストリ
ームデータCBを生成する。そして、このデータは、伝
送バッファ部5に入力する。伝送路符号化部6では、伝
送・蓄積媒体7で発生する符号誤りを訂正するため、送
信バッフア部5の出力データに対して誤り訂正符号(例
えばBCH符号,リードソロモン符号など)を付加した
データVSを生成する。そして、このデータVSを伝送
・蓄積媒体7で通信,記録する。
符号化部1に入力し、高能率符号化の信号処理、例え
ば、動き補償予測符号化,DCT直交変換符号化,エン
トロピ符号化などの所定のビデオ符号化を行い、符号化
データVEを生成する。一方、符号化制御部2では、送
信バッファ部5のバッファ容量情報BFに従って、ビデ
オ符号化に必要な、例えば、符号化モード,量子化スケ
ール,DCT係数の符号化データなどを制御する符号化
制御信号CT、および、これに対応した所定の符号化パ
ラメータデータCPを生成する。また、ユーザデータ生
成部3では、符号化パラメータデータCPに、誤り検出
符号や誤り訂正符号の付加、あるいはシャフリング処理
などを行い、ユーザデータUDを生成する。そして、ビ
デオマルチプレックス部4では、データVE,CP,U
Dを所定の時系列分割多重を行い、符号化ビットストリ
ームデータCBを生成する。そして、このデータは、伝
送バッファ部5に入力する。伝送路符号化部6では、伝
送・蓄積媒体7で発生する符号誤りを訂正するため、送
信バッフア部5の出力データに対して誤り訂正符号(例
えばBCH符号,リードソロモン符号など)を付加した
データVSを生成する。そして、このデータVSを伝送
・蓄積媒体7で通信,記録する。
【0013】一方、復号化部では、まず、伝送路復号化
部8で、伝送・蓄積媒体で発生する符号誤りの訂正処理
を行う。そして、訂正処理したデータは、受信バッファ
部9に入力する。ビデオマルチプレックス部10では、
受信バッファ部9の出力データより、それぞれ符号化デ
ータVE,符号化パラメータデータCP′、およびユー
ザデータUDに分離する。ユーザデータ復号部11で
は、データCP′およびUDをもとにビデオ復号化に必
要な符号化パラメータデータCPを復号する。そして、
復号化制御部12では、符号化パラメータデータCPに
従って、ビデオ復号化に必要な復号化制御信号CTDを
生成する。情報源復号化部13では、復号化制御信号C
TDに基づいて所定の復号化の信号処理を行い、ディジ
タル化した元の画像信号VOを復号する。
部8で、伝送・蓄積媒体で発生する符号誤りの訂正処理
を行う。そして、訂正処理したデータは、受信バッファ
部9に入力する。ビデオマルチプレックス部10では、
受信バッファ部9の出力データより、それぞれ符号化デ
ータVE,符号化パラメータデータCP′、およびユー
ザデータUDに分離する。ユーザデータ復号部11で
は、データCP′およびUDをもとにビデオ復号化に必
要な符号化パラメータデータCPを復号する。そして、
復号化制御部12では、符号化パラメータデータCPに
従って、ビデオ復号化に必要な復号化制御信号CTDを
生成する。情報源復号化部13では、復号化制御信号C
TDに基づいて所定の復号化の信号処理を行い、ディジ
タル化した元の画像信号VOを復号する。
【0014】以下では、ISO/IEC JTC1/S
C29/WG11の蓄積メディア用動画像標準MPEG
に準拠したビデオ符号化を例に、各ブロック部を説明す
る。
C29/WG11の蓄積メディア用動画像標準MPEG
に準拠したビデオ符号化を例に、各ブロック部を説明す
る。
【0015】まず、MPEGのビデオ符号化の概要を図
2により説明する。同図(a)は符号化構成を示す。ラ
ンダムアクセス機能を実現するため、MPEGではGO
P(Group of Pictures)と呼ばれる複数の画像フレーム
から構成されるレイヤを設ける。そして、GOPは、三
種類の符号化フレーム、すなわち、フレーム内符号化フ
レーム(Iピクチャと略称),フレーム間符号化フレー
ム(Pピクチャと略称),フレーム内挿符号化フレーム
(Bピクチャと略称)で構成する。そして、P,Bピク
チャでは、同図(b),(c)に示す様な参照フレームを
用いてフレーム間予測を行い、効率よく情報量を圧縮す
る。
2により説明する。同図(a)は符号化構成を示す。ラ
ンダムアクセス機能を実現するため、MPEGではGO
P(Group of Pictures)と呼ばれる複数の画像フレーム
から構成されるレイヤを設ける。そして、GOPは、三
種類の符号化フレーム、すなわち、フレーム内符号化フ
レーム(Iピクチャと略称),フレーム間符号化フレー
ム(Pピクチャと略称),フレーム内挿符号化フレーム
(Bピクチャと略称)で構成する。そして、P,Bピク
チャでは、同図(b),(c)に示す様な参照フレームを
用いてフレーム間予測を行い、効率よく情報量を圧縮す
る。
【0016】一方、各フレーム(ピクチャ)は、スライ
ス,マクロブロック,ブロックの各レイヤによって階層
的に構成される。そして、ピクチャは一つ以上のスライ
ス,スライスは一つ以上のマクロブロック,マクロブロ
ックは六つのブロック(四つの輝度信号Yのブロックと
二つの色差信号CB ,CR のブロック)で構成される。
ブロックのサイズは八画素×8ラインである。
ス,マクロブロック,ブロックの各レイヤによって階層
的に構成される。そして、ピクチャは一つ以上のスライ
ス,スライスは一つ以上のマクロブロック,マクロブロ
ックは六つのブロック(四つの輝度信号Yのブロックと
二つの色差信号CB ,CR のブロック)で構成される。
ブロックのサイズは八画素×8ラインである。
【0017】符号化アルゴリズムには、動き補償フレー
ム間予測とDCT直交変換を用いたハイブリッド符号化
方式が採用される。
ム間予測とDCT直交変換を用いたハイブリッド符号化
方式が採用される。
【0018】図3は、MPEGにおける符号化ビットス
トリームの構成の概要を示す。符号化ビットストリーム
は、ビデオシーケンスレイヤからマクロブロックレイヤ
まで階層的に構成する。各レイヤはヘッダ部(同図のS
EQ HD,GOP HD,……,MB HDの領域)
と符号化データよりなる。ヘッダ部は図4に示す様に、
符号化パラメータ領域があり、ビデオ符号化のパラメー
タデータCPを割り当てる。例えば、ビデオシーケンス
レイヤではフレームサイズ,画素アスペクト比,フレー
ム周波数,量子化マトリクス、GOPレイヤではタイム
コード、ピクチャレイヤでは符号化モード(I,P,B
ピクチャの種類),動きベクトルサイズ、スライスレイ
ヤでは量子化スケール、マクロブロックレイヤでは予測
タイプ,動きベクトル,DCT係数の符号化データなど
の情報のデータが割り当てられる。また、ヘッダ部には
ユーザデータ領域があり、ユーザが拡張データやユーザ
データUDを入れることができる。本発明では、このユ
ーザデータ領域に、符号化パラメータデータをもとに生
成したデータをユーザデータとして挿入する。
トリームの構成の概要を示す。符号化ビットストリーム
は、ビデオシーケンスレイヤからマクロブロックレイヤ
まで階層的に構成する。各レイヤはヘッダ部(同図のS
EQ HD,GOP HD,……,MB HDの領域)
と符号化データよりなる。ヘッダ部は図4に示す様に、
符号化パラメータ領域があり、ビデオ符号化のパラメー
タデータCPを割り当てる。例えば、ビデオシーケンス
レイヤではフレームサイズ,画素アスペクト比,フレー
ム周波数,量子化マトリクス、GOPレイヤではタイム
コード、ピクチャレイヤでは符号化モード(I,P,B
ピクチャの種類),動きベクトルサイズ、スライスレイ
ヤでは量子化スケール、マクロブロックレイヤでは予測
タイプ,動きベクトル,DCT係数の符号化データなど
の情報のデータが割り当てられる。また、ヘッダ部には
ユーザデータ領域があり、ユーザが拡張データやユーザ
データUDを入れることができる。本発明では、このユ
ーザデータ領域に、符号化パラメータデータをもとに生
成したデータをユーザデータとして挿入する。
【0019】図5は、本発明におけるユーザデータの構
成例を示す。同図(a)は誤り訂正符号を付加してユー
ザデータを構成するものである。すなわち、符号化パラ
メータデータCPを誤り訂正符号の情報点のデータと
し、誤り訂正に必要な検査点のデータ(同図のECCパ
リティ)を付加して、ユーザデータを構成する。復号部
ではシンドロームの演算により符号誤りの訂正を行う。
一方、同図(b)は同一の符号化パラメータデータを複
数個並ベてユーザデータを構成するものである。そし
て、復号部では多数決判定などによって符号誤りのない
符号化パラメータを復号する。
成例を示す。同図(a)は誤り訂正符号を付加してユー
ザデータを構成するものである。すなわち、符号化パラ
メータデータCPを誤り訂正符号の情報点のデータと
し、誤り訂正に必要な検査点のデータ(同図のECCパ
リティ)を付加して、ユーザデータを構成する。復号部
ではシンドロームの演算により符号誤りの訂正を行う。
一方、同図(b)は同一の符号化パラメータデータを複
数個並ベてユーザデータを構成するものである。そし
て、復号部では多数決判定などによって符号誤りのない
符号化パラメータを復号する。
【0020】図6は、本発明におけるユーザデータのシ
ャフリング処理によるデータ構成の一例である。この例
では、マクロブロックMB(i)の符号化パラメータデ
ータCP(i)(i=1,2,3,4)をもとに生成し
たユーザデータUD(i−1)をヘッダ部MB(i−1)
のユーザデータ領域に割り当て、シャフリング処理を実
現する。すなわち、ヘッダ部MB(1)ではMB(1)
の符号化パラメータCP(1)、およびMB(2)の符
号化パラメータCP(2)で生成したユーザデータUD
(1)のデータを割り当てる。したがって、符号化パラ
メータデータ、およびこのデータをもとに生成したユー
ザデータをそれぞれ異なるヘッダ部へ割り当てるシャフ
リング処理により、ヘッダ部にバースト誤りが発生した
場合にも、いずれかのデータをもとにビデオ復号化に必
要な符号化パラメータを正しく復号することが可能にな
る。
ャフリング処理によるデータ構成の一例である。この例
では、マクロブロックMB(i)の符号化パラメータデ
ータCP(i)(i=1,2,3,4)をもとに生成し
たユーザデータUD(i−1)をヘッダ部MB(i−1)
のユーザデータ領域に割り当て、シャフリング処理を実
現する。すなわち、ヘッダ部MB(1)ではMB(1)
の符号化パラメータCP(1)、およびMB(2)の符
号化パラメータCP(2)で生成したユーザデータUD
(1)のデータを割り当てる。したがって、符号化パラ
メータデータ、およびこのデータをもとに生成したユー
ザデータをそれぞれ異なるヘッダ部へ割り当てるシャフ
リング処理により、ヘッダ部にバースト誤りが発生した
場合にも、いずれかのデータをもとにビデオ復号化に必
要な符号化パラメータを正しく復号することが可能にな
る。
【0021】つぎに、情報源符号化部1を図7に示す一
実施例により説明する。符号化制御信号CTにより、符
号化モードがIピクチャの場合にはスイッチ部26は端
子aに接続してフレーム内符号化を行う。また、符号化
モードがPピクチャの場合には、スイッチ部26は端子
b、スイッチ部23は端子aに接続してフレーム間符号
化を行う。一方、Bピクチャでは、スイッチ部23は端
子a、スイッチ部26は端子a,b,cのいずれかに接
続してフレーム内挿符号化を行う。
実施例により説明する。符号化制御信号CTにより、符
号化モードがIピクチャの場合にはスイッチ部26は端
子aに接続してフレーム内符号化を行う。また、符号化
モードがPピクチャの場合には、スイッチ部26は端子
b、スイッチ部23は端子aに接続してフレーム間符号
化を行う。一方、Bピクチャでは、スイッチ部23は端
子a、スイッチ部26は端子a,b,cのいずれかに接
続してフレーム内挿符号化を行う。
【0022】デイジタル化した画像信号VIはフレーム
メモリ14に入力する。動きベクトル検出部16では、
動き補償予測符号化に必要な動きベクトル情報Vを抽出
する。減算回路16では、フレームメモリ14の出力か
らスイッチ部26の出力信号を減算して予測誤差信号P
Eを抽出する。DCT演算部17では、八画素×8ライ
ンの所定のDCT変換行列との演算を行い、DCT係数
を算出する。そして、量子化部18では符号化制御信号
CTで定められる量子化スケールでDCT係数を量子化
する。ハフマン符号化部19では、発生確率の高い符号
には符号長の短い符号を割り当てる可変符号化を行い、
符号化データVEを生成する。また、逆量子化部20,
逆DCT演算部21ではそれぞれ逆量子化,DCT変換
逆行列演算を行い、予測誤差信号PE′を再生する。そ
して、加算回路22ではフレームメモリ14の出力信号
に加算して、もとのフレームの画像信号に復号する。前
向き予測値生成部24では、動きベクトル情報Vをもと
に、P,Bピクチャの符号化に必要な動き補償を行った
予測信号を生成する。一方、後ろ向き予測値生成部25
では、Bピクチャの符号化に必要な動き補償を行った予
測信号を生成する。
メモリ14に入力する。動きベクトル検出部16では、
動き補償予測符号化に必要な動きベクトル情報Vを抽出
する。減算回路16では、フレームメモリ14の出力か
らスイッチ部26の出力信号を減算して予測誤差信号P
Eを抽出する。DCT演算部17では、八画素×8ライ
ンの所定のDCT変換行列との演算を行い、DCT係数
を算出する。そして、量子化部18では符号化制御信号
CTで定められる量子化スケールでDCT係数を量子化
する。ハフマン符号化部19では、発生確率の高い符号
には符号長の短い符号を割り当てる可変符号化を行い、
符号化データVEを生成する。また、逆量子化部20,
逆DCT演算部21ではそれぞれ逆量子化,DCT変換
逆行列演算を行い、予測誤差信号PE′を再生する。そ
して、加算回路22ではフレームメモリ14の出力信号
に加算して、もとのフレームの画像信号に復号する。前
向き予測値生成部24では、動きベクトル情報Vをもと
に、P,Bピクチャの符号化に必要な動き補償を行った
予測信号を生成する。一方、後ろ向き予測値生成部25
では、Bピクチャの符号化に必要な動き補償を行った予
測信号を生成する。
【0023】つぎに、ユーザデータ生成部3の第1の実
施例を図8により説明する。これは、図5(a)に示し
たユーザデータの生成に好適なものである。符号化パラ
メータデータCPはメモリ部27に一担入力する。EC
C符号化部28では、誤り訂正符号の生成多項式G
(X)により検査点のデータを生成し、これを符号化パ
ラメータデータに付加してユーザデータUDを生成す
る。なお、誤り訂正符号には、ハミング符号,BCH符
号など種々の符号が適用可能である。また、図6に示し
た様なユーザデータのシャフリング処理は、メモリ部2
7からの符号化パラメータデータの読み出しの順序を制
御することで簡単に実現できる。
施例を図8により説明する。これは、図5(a)に示し
たユーザデータの生成に好適なものである。符号化パラ
メータデータCPはメモリ部27に一担入力する。EC
C符号化部28では、誤り訂正符号の生成多項式G
(X)により検査点のデータを生成し、これを符号化パ
ラメータデータに付加してユーザデータUDを生成す
る。なお、誤り訂正符号には、ハミング符号,BCH符
号など種々の符号が適用可能である。また、図6に示し
た様なユーザデータのシャフリング処理は、メモリ部2
7からの符号化パラメータデータの読み出しの順序を制
御することで簡単に実現できる。
【0024】この実施例に対応する復号化部のユーザデ
ータ復号化11の構成例を図9に示す。ユーザデータU
Dはメモリ回路27に入力し、符号化部とは逆のデシャ
フリング処理などを行う。ECC復号化部27では、所
定の演算でシンドロームを算出して符号誤りの訂正処理
を行った符号化パラメータデータCP″を生成する。ま
た、誤り訂正の不能な符号誤りが含まれる場合には、誤
りフラグEFを出力する。選択部30では、誤りフラグ
EFがない場合には端子bに接続してデータCP″,誤
りフラグEFがある場合には端子aに接続してデータC
P′(符号化パラメータ領域のデータ)を選択し、ビデ
オ復号化に必要な符号化パラメータデータCPを再生す
る。
ータ復号化11の構成例を図9に示す。ユーザデータU
Dはメモリ回路27に入力し、符号化部とは逆のデシャ
フリング処理などを行う。ECC復号化部27では、所
定の演算でシンドロームを算出して符号誤りの訂正処理
を行った符号化パラメータデータCP″を生成する。ま
た、誤り訂正の不能な符号誤りが含まれる場合には、誤
りフラグEFを出力する。選択部30では、誤りフラグ
EFがない場合には端子bに接続してデータCP″,誤
りフラグEFがある場合には端子aに接続してデータC
P′(符号化パラメータ領域のデータ)を選択し、ビデ
オ復号化に必要な符号化パラメータデータCPを再生す
る。
【0025】つぎに、図5(b)に示したユーザデータ
の生成に好適なユーザデータ生成部3の実施例を図10
に示す。符号化パラメータデータCPはメモリ部31に
入力する。そして、メモリ部31からは連続して複数回
の信号の読み出し動作を行い、ユーザデータUDを生成
する。なお、符号化パラメータデータを読み出す順序を
制御することで、ユーザデータのシャフリング処理を同
時に実現することができる。
の生成に好適なユーザデータ生成部3の実施例を図10
に示す。符号化パラメータデータCPはメモリ部31に
入力する。そして、メモリ部31からは連続して複数回
の信号の読み出し動作を行い、ユーザデータUDを生成
する。なお、符号化パラメータデータを読み出す順序を
制御することで、ユーザデータのシャフリング処理を同
時に実現することができる。
【0026】図11は、この実施例に対応する復号化部
のユーザデータ復号部11の構成例である。このユーザ
データUDはメモリ回路31に入力し、符号化部とは逆
のデシャフリング処理などを行う。一致判定部32で
は、ユーザデータ部の符号化パラメータデータCP″、
および符号化パラメータ領域のデータCP′で多数決判
別の処理を行い、同一パターンが多い符号を符号化パラ
メータデータCPとして出力する。なお、この多数決判
別の処理は、ビット単位から符号化パラメータデータ単
位まで種々の形態で行うことが可能である。
のユーザデータ復号部11の構成例である。このユーザ
データUDはメモリ回路31に入力し、符号化部とは逆
のデシャフリング処理などを行う。一致判定部32で
は、ユーザデータ部の符号化パラメータデータCP″、
および符号化パラメータ領域のデータCP′で多数決判
別の処理を行い、同一パターンが多い符号を符号化パラ
メータデータCPとして出力する。なお、この多数決判
別の処理は、ビット単位から符号化パラメータデータ単
位まで種々の形態で行うことが可能である。
【0027】つぎに、情報源復号化部13の一実施例を
図12により説明する。復号化制御信号CTDにより、
符号化モードがIピクチャの場合にはスイッチ部36は
端子a、Pピクチャの場合にはスイッチ部36は端子
b、スイッチ部41は端子a、Bピクチャの場合にはス
イッチ部36は端子b、スイッチ部41は端子a,b,
cのいずれかにそれぞれ接続してビデオ復号化の処理を
行い、ディジタル化した画像信号VOを復号する。
図12により説明する。復号化制御信号CTDにより、
符号化モードがIピクチャの場合にはスイッチ部36は
端子a、Pピクチャの場合にはスイッチ部36は端子
b、スイッチ部41は端子a、Bピクチャの場合にはス
イッチ部36は端子b、スイッチ部41は端子a,b,
cのいずれかにそれぞれ接続してビデオ復号化の処理を
行い、ディジタル化した画像信号VOを復号する。
【0028】符号化データVEは、ハフマン復号化部3
3でもとの固定長の符号に変換する。逆量子部34では
制御信号CTDで定まる量子化スケールの特性で逆量子
化の処理を行ってDCT係数を復号する。逆DCT演算
部35では、DCT係数とDCT変換逆行列との演算を
行い、予測誤差信号PE′を復号する。加算回路37で
は、スイッチ部41の出力より得られる動き補償の行わ
れた予測信号に、予測誤差信号PE′を加算して、もと
の画像信号を復号する。前向き予測値生成部39では、
制御信号CTDより得られる動きベクトル情報Vを使用
して、フレームメモリ38の出力信号に動き補償の信号
処理を行い、P,Bピクチャの復号に用いる予測信号を
生成する。また、後ろ向き予測値生成部40では、同様
に動きベクトル情報Vを使用してBピクチャの復号に用
いる予測信号を生成する。
3でもとの固定長の符号に変換する。逆量子部34では
制御信号CTDで定まる量子化スケールの特性で逆量子
化の処理を行ってDCT係数を復号する。逆DCT演算
部35では、DCT係数とDCT変換逆行列との演算を
行い、予測誤差信号PE′を復号する。加算回路37で
は、スイッチ部41の出力より得られる動き補償の行わ
れた予測信号に、予測誤差信号PE′を加算して、もと
の画像信号を復号する。前向き予測値生成部39では、
制御信号CTDより得られる動きベクトル情報Vを使用
して、フレームメモリ38の出力信号に動き補償の信号
処理を行い、P,Bピクチャの復号に用いる予測信号を
生成する。また、後ろ向き予測値生成部40では、同様
に動きベクトル情報Vを使用してBピクチャの復号に用
いる予測信号を生成する。
【0029】この様に、本実施例によれば、伝送・蓄積
媒体で発生する符号誤りの影響を受けにくく、かつ、情
報量の圧縮効率の優れた蓄積メディア用動画像標準MP
EGに準拠したビデオ符号化を行う画像信号の符号化・
復号化装置が実現できる。
媒体で発生する符号誤りの影響を受けにくく、かつ、情
報量の圧縮効率の優れた蓄積メディア用動画像標準MP
EGに準拠したビデオ符号化を行う画像信号の符号化・
復号化装置が実現できる。
【0030】つぎに、本発明をCCITT勧告H.26
1に準拠したビデオ符号化に適用した実施例について説
明する。なお、この全体ブロック構成は図1に示したも
のと同様に構成できる。また、MPEGのBピクチャに
対応した符号化タイプがないことを除けば、符号化構
成,符号化アルゴリズムなど極めて類似している。この
ため、これらに関する説明は省略する。
1に準拠したビデオ符号化に適用した実施例について説
明する。なお、この全体ブロック構成は図1に示したも
のと同様に構成できる。また、MPEGのBピクチャに
対応した符号化タイプがないことを除けば、符号化構
成,符号化アルゴリズムなど極めて類似している。この
ため、これらに関する説明は省略する。
【0031】図13は、この情報源符号化部1の一実施
例である。符号化タイプがフレーム内符号化の場合に
は、スイッチ部42は端子a,フレーム間符号化の場合
にはスイッチ部42は端子bに接続してビデオ符号化の
処理を行う。また、フレーム間符号化の場合には、スイ
ッチ部52の端子a,bのいずれかを選択することでル
ープ内フィルタ50のオン/オフの制御を行う。
例である。符号化タイプがフレーム内符号化の場合に
は、スイッチ部42は端子a,フレーム間符号化の場合
にはスイッチ部42は端子bに接続してビデオ符号化の
処理を行う。また、フレーム間符号化の場合には、スイ
ッチ部52の端子a,bのいずれかを選択することでル
ープ内フィルタ50のオン/オフの制御を行う。
【0032】ディジタル化した画像信号VIは、動きベ
クトル検出部53,減算回路51、および、スイッチ部
42に入力する。動きベクトル検出部53では動き補償
予測符号化に必要な動きベクトル情報Vを抽出する。ま
た、減算回路51では、画像信号VIから予測信号VP
を減算し、フレーム間符号化の場合の予測誤差信号を生
成する。スイッチ部42の出力信号PEは、DCT演算
部43でDCT変換行列(八画素×8ライン)との行列
演算を行い、DCT係数を算出する。そして、量子化部
44では、符号化制御信号CTで制御された量子化スケ
ールの特性で量子化を行う。そして、エントロピ符号化
部45では発生確率の高い符号には符号長の短い符号を
割り当てる可変符号化の処理を行い、符号化データVE
を生成する。一方、逆量子化部46,逆DCT演算部4
7でそれぞれ逆量子化処理およびDCT変換逆行列演算
を行って再生した予測誤差信号PE′に、加算回路48
で予測信号VPを加算し、画像信号を再生する。そし
て、フレームメモリ49では、動きベクトル情報Vを使
用して動き補償の信号処理を行い、予測信号を生成す
る。
クトル検出部53,減算回路51、および、スイッチ部
42に入力する。動きベクトル検出部53では動き補償
予測符号化に必要な動きベクトル情報Vを抽出する。ま
た、減算回路51では、画像信号VIから予測信号VP
を減算し、フレーム間符号化の場合の予測誤差信号を生
成する。スイッチ部42の出力信号PEは、DCT演算
部43でDCT変換行列(八画素×8ライン)との行列
演算を行い、DCT係数を算出する。そして、量子化部
44では、符号化制御信号CTで制御された量子化スケ
ールの特性で量子化を行う。そして、エントロピ符号化
部45では発生確率の高い符号には符号長の短い符号を
割り当てる可変符号化の処理を行い、符号化データVE
を生成する。一方、逆量子化部46,逆DCT演算部4
7でそれぞれ逆量子化処理およびDCT変換逆行列演算
を行って再生した予測誤差信号PE′に、加算回路48
で予測信号VPを加算し、画像信号を再生する。そし
て、フレームメモリ49では、動きベクトル情報Vを使
用して動き補償の信号処理を行い、予測信号を生成す
る。
【0033】図14は、情報源復号化部13の一実施例
である。スイッチ部57は復号化制御信号CTDによ
り、符号化タイプがフレーム内符号化の場合は端子a,
フレーム間符号化の場合には端子bに接続してビデオ復
号化の信号処理を行う。符号化データVEは、エントロ
ピ復号化部54ではもとの固定長の符号に変換する。逆
量子化部55では、信号CTDで定まる量子化スケール
の特性で逆量子化処理を行い、DCT係数を復号する。
逆DCT演算部56では、DCT係数とDCT変換逆行
列との演算を行い、予測誤差信号PEを復号する。そし
て、加算回路60で予測信号VPに加算して、元のディ
ジタル化した画像信号VOを復号する。また、予測値生
成部59では、信号CTDの動きベクトル情報を使用し
てフレームメモリ58の出力信号に動き補償の信号処理
を行い、予測信号を生成する。
である。スイッチ部57は復号化制御信号CTDによ
り、符号化タイプがフレーム内符号化の場合は端子a,
フレーム間符号化の場合には端子bに接続してビデオ復
号化の信号処理を行う。符号化データVEは、エントロ
ピ復号化部54ではもとの固定長の符号に変換する。逆
量子化部55では、信号CTDで定まる量子化スケール
の特性で逆量子化処理を行い、DCT係数を復号する。
逆DCT演算部56では、DCT係数とDCT変換逆行
列との演算を行い、予測誤差信号PEを復号する。そし
て、加算回路60で予測信号VPに加算して、元のディ
ジタル化した画像信号VOを復号する。また、予測値生
成部59では、信号CTDの動きベクトル情報を使用し
てフレームメモリ58の出力信号に動き補償の信号処理
を行い、予測信号を生成する。
【0034】CCITT勧告H.261のビデオ符号化
では、MPEGと同様、階層的に符号化ビットストリー
ムを構成し、各レイヤのヘッダ部では符号化パラメータ
領域に、例えば、符号化タイプ,量子化スケール,動き
ベクトル,符号化パターンなどのデータを符号化パラメ
ータデータCPとして割り当てる。そして、この符号化
パラメータデータで生成した本発明のユーザデータをユ
ーザデータ領域に挿入する。そして、符号化データを加
えて符号化ビットストリームのデータを構成する。な
お、符号化部のユーザデータ生成部、復号化部のユーザ
データ復号部は、先の実施例で示した図8ないし図11
の構成で実現できるので、これについての説明は省略す
る。
では、MPEGと同様、階層的に符号化ビットストリー
ムを構成し、各レイヤのヘッダ部では符号化パラメータ
領域に、例えば、符号化タイプ,量子化スケール,動き
ベクトル,符号化パターンなどのデータを符号化パラメ
ータデータCPとして割り当てる。そして、この符号化
パラメータデータで生成した本発明のユーザデータをユ
ーザデータ領域に挿入する。そして、符号化データを加
えて符号化ビットストリームのデータを構成する。な
お、符号化部のユーザデータ生成部、復号化部のユーザ
データ復号部は、先の実施例で示した図8ないし図11
の構成で実現できるので、これについての説明は省略す
る。
【0035】本実施例によれば、伝送・蓄積媒体で発生
する符号誤りに起因した画質の劣化が少なく、かつ、情
報量の圧縮効率の高いCCITT勧告H.261のビデ
オ符号化に準拠した画像信号の符号化・復号化装置が実
現できる。
する符号誤りに起因した画質の劣化が少なく、かつ、情
報量の圧縮効率の高いCCITT勧告H.261のビデ
オ符号化に準拠した画像信号の符号化・復号化装置が実
現できる。
【0036】なお、本発明は、実施例に述べたMPE
G、あるいはH.261に準拠したビデオ符号化方式に
限定されることなく、一般に、符号化パラメータと符号
化データを伝送・蓄積する形態のビデオ符号化方式の画
像信号の符号化・復号化装置にも適用することができ
る。
G、あるいはH.261に準拠したビデオ符号化方式に
限定されることなく、一般に、符号化パラメータと符号
化データを伝送・蓄積する形態のビデオ符号化方式の画
像信号の符号化・復号化装置にも適用することができ
る。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、極めて少量のユーザデ
ータを付加するのみで、伝送・蓄積媒体で発生する符号
誤りの影響を受けにくく、かつ、画像データの情報量も
数十分の一程度に効率よく圧縮可能な画像信号の符号化
・復号化装置を実現することができる。
ータを付加するのみで、伝送・蓄積媒体で発生する符号
誤りの影響を受けにくく、かつ、画像データの情報量も
数十分の一程度に効率よく圧縮可能な画像信号の符号化
・復号化装置を実現することができる。
【図1】本発明の一実施例のブロック図。
【図2】MPEGビデオ符号化の説明図。
【図3】MPEGビデオ符号化の符号化ビットストリー
ムの説明図。
ムの説明図。
【図4】符号化ビットストリームのヘッダ部の符号の説
明図。
明図。
【図5】本発明におけるヘッダ部ユーザデータの説明
図。
図。
【図6】シャフリング処理によるヘッダ部ユーザデータ
の説明図。
の説明図。
【図7】情報源符号化部の第1の実施例のブロック図。
【図8】ユーザデータ生成部の第1の実施例のブロック
図。
図。
【図9】ユーザデータ復号部の第1の実施例のブロック
図。
図。
【図10】ユーザデータ生成部の第2の実施例のブロッ
ク図。
ク図。
【図11】ユーザデータ復号部の第2の実施例のブロッ
ク図。
ク図。
【図12】情報源復号化部の第1の実施例のブロック
図。
図。
【図13】情報源符号化部の第2の実施例のブロック
図。
図。
【図14】情報源復号化部の第2の実施例のブロック
図。
図。
1…情報源符号化部、2…符号化制御部、2…ユーザデ
ータ生成部、4…ビデオマルチプレックス部、5…送信
バッファ部、6…伝送路符号化部、7…伝送・蓄積媒
体、8…伝送路復号化部、9…受信バッファ部、10…
ビデオマルチプレックス部、11…ユーザデータ復号
化、12…復号化制御部、13…情報復号化部。
ータ生成部、4…ビデオマルチプレックス部、5…送信
バッファ部、6…伝送路符号化部、7…伝送・蓄積媒
体、8…伝送路復号化部、9…受信バッファ部、10…
ビデオマルチプレックス部、11…ユーザデータ復号
化、12…復号化制御部、13…情報復号化部。
Claims (6)
- 【請求項1】ディジタル化した画像信号を高能率符号化
の信号処理で情報量を圧縮して伝送・蓄積する画像信号
の符号化・復号化装置において、符号化部に前記高能率
符号化の信号処理の符号化パラメータデータよりユーザ
データを生成する手段、前記ユーザデータを符号化ビッ
トストリームに付加する手段を設け、復号化部に伝送・
蓄積された符号化ビットストリームの符号化パラメータ
データおよびユーザデータをもとに復号化の信号処理に
必要な符号化パラメータの設定を行う手段を設けたこと
を特徴とする画像信号の符号化・復号化装置。 - 【請求項2】請求項1において、符号化パラメータより
生成するユーザデータは、伝送・蓄積の過程で発生する
符号誤りに対して誤り検出あるいは誤り訂正の可能な形
態で構成する画像信号の符号化・復化号装置。 - 【請求項3】請求項1または2において、符号化ビット
ストリームのデータ構造はヘッダ部,符号化データ部で
構成し、前記ヘッダ部には符号化パラメータデータなら
びにユーザデータを割り当てる画像信号の符号化・復号
化装置。 - 【請求項4】請求項3において、符号化ビットストリー
ムの特定期間内の複数個数のヘッダ部のユーザデータに
対してシャフリング処理を行い、各ヘッダ部では符号化
パラメータデータとユーザデータはそれぞれ異なったブ
ロックの符号化パラメータのデータで構成する画像信号
の符号化・復号化装置。 - 【請求項5】請求項1,2,3または4において、高能
率符号化の信号処理は、ISO/IEC JTC1/S
C29/WG11の蓄積メディア用動画像符号化標準MP
EGに準拠したビデオ符号化である画像信号の符号化・復
号化装置。 - 【請求項6】請求項1,2,3または4において、高能
率符号化の信号処理は、CCITT勧告H.261に準
拠したビデオ符号化である画像信号の符号化・復号化装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3963293A JPH06253282A (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 画像信号の符号化・復号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3963293A JPH06253282A (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 画像信号の符号化・復号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06253282A true JPH06253282A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12558475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3963293A Pending JPH06253282A (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 画像信号の符号化・復号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06253282A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5959672A (en) * | 1995-09-29 | 1999-09-28 | Nippondenso Co., Ltd. | Picture signal encoding system, picture signal decoding system and picture recognition system |
JP2007166618A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Thomson Licensing | ビデオデータ符号化装置、ビデオデータ復号化装置、ビデオデータ符号化方法およびビデオデータ復号化方法 |
US7269170B2 (en) | 1996-09-02 | 2007-09-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Information transmission method and encoding/decoding apparatus and encoding-multiplexing/decoding-demultiplexing apparatus in information transmission system to which information transmission method is applied |
JP2009296501A (ja) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Victor Co Of Japan Ltd | 多重化制御装置および多重化制御方法 |
-
1993
- 1993-03-01 JP JP3963293A patent/JPH06253282A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5959672A (en) * | 1995-09-29 | 1999-09-28 | Nippondenso Co., Ltd. | Picture signal encoding system, picture signal decoding system and picture recognition system |
US7269170B2 (en) | 1996-09-02 | 2007-09-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Information transmission method and encoding/decoding apparatus and encoding-multiplexing/decoding-demultiplexing apparatus in information transmission system to which information transmission method is applied |
JP2007166618A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Thomson Licensing | ビデオデータ符号化装置、ビデオデータ復号化装置、ビデオデータ符号化方法およびビデオデータ復号化方法 |
JP2009296501A (ja) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Victor Co Of Japan Ltd | 多重化制御装置および多重化制御方法 |
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