JPH06276509A

JPH06276509A - 高能率符号化伝送における誤り補正方法とその送受信装置

Info

Publication number: JPH06276509A
Application number: JP6236993A
Authority: JP
Inventors: Katsuhito Takahashi; 勝仁高橋; Atsushi Hirota; 敦志廣田; Tatsuya Ishikawa; 石川　　達也
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】映像デジタル伝送において、伝送誤りが発生
し、正常な画像信号が失われた場合にも、良好な品質の
再生画像が得られるようにする。【構成】送信側では、映像信号の重要な成分を符号化係
数情報の前において付加情報として伝送する。受信側で
は、誤り検出部１０２で符号化係数情報の誤りを検出し
た場合、すでに伝送されたフレーム内ＤＣ成分を動き補
償部１１２で動き補償しスイッチ１０８を介して取り出
して用い、その画素ブロックの復号化信号とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、デジタル映像信号を
画素ブロック毎に符号化して伝送し、符号化された信号
を受信し復号化する高能率符号化伝送における誤り補正
方法とその送受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタル映像信号を画素ブロック
毎に符号化して伝送する方式において、受信側では伝送
誤りにより正常な信号が失われた画像フレーム中の画素
ブロックに関しては、そのブロックと同じ画素位置に対
応する１フレーム前または１フレーム後、あるいは数フ
レーム前か数フレーム後のブロックのデータで置き換え
る誤り補正方式が知られている。

【０００３】図５は、画素ブロックに伝送誤りが発生し
た場合に、１フレーム前の同じ画素位置に対応するブロ
ックのデータで置き換えるようにした動画像復号化装置
の構成図を示している。

【０００４】図において、端子１００に導入された符号
化データは、バッファメモリ部６０１に一時蓄えられ、
誤り検出部６０２に入力される。符号化データは、符号
化係数としての輝度（Ｙ）信号、Ｃ（色）信号のほか
に、付加情報として、ブロック同期／アドレス情報、ブ
ロックモード情報（フレーム内／フレーム間処理モード
信号）、動きベクトル情報が多重されている。誤り検出
部６０２を通った信号は、データ分離部６０３に入力さ
れる。

【０００５】データ分離部６０３において、符号化デー
タは、同期／アドレス情報、モード情報、動きベクト
ル、符号化係数に分離される。符号化係数は、可変長復
号部６０４、逆量子化部６０５、逆直交変換部６０６を
介して、加算器６０７に供給される。逆直交変換部６０
６の出力は、加算器６０７において、フレームメモリ６
１０、動き補償部６１２、スイッチ６１３を通して供給
される前フレームの予測信号と加算され、その加算出力
は、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換部６０８を介して
端子６０９から出力画像信号として出力される。また加
算器６０７の出力は、フレームメモリ部６１０にも入力
されている。フレームメモリ部６１０の出力は、スイッ
チ６１１を介して動き補償部６１２に入力することがで
き、またＤ／Ａ変換部６０８の入力側に戻ることもでき
る。

【０００６】誤り検出部６０２では入力符号化データの
伝送誤りを検出しており、もし誤りがあれば、誤り検出
信号を出力してスイッチ６１１を制御する。このとき
は、フレームメモリ６０８に蓄えられていた前フレーム
の同じ画素位置に対応するブロックのデータが、出力画
像信号として再生されるようになっている。

【０００７】スイッチ６１３は、データ分離部６０３で
検出されるフレーム内／フレーム間モード信号により制
御され、符号化データがフレーム内処理されたものであ
れば、スイッチ６１３は開放され、逆直交変換された信
号は加算器６０７からそのまま出力される。しかし、モ
ード信号がフレーム間処理された信号であることを示す
と、スイッチ６１３は閉じられ、動き補償部６１２から
のフレーム間予測された信号が、逆直交変換部６０６の
出力に加算されるようになっている。

【０００８】上記の装置においては、スイッチ６１１と
その制御手段により、伝送誤りが生じた場合の補正手段
が適用されている。この補正方式の利用例としては、
「特開平４−７９６８９号公報、画像の誤り修正方法」
（文献１）あるいは「特開平４−９８９８７号公報、誤
り修正方法」（文献２）に記載される例がある。ここで
文献２の誤り修正方法を図面を参照して説明する。

【０００９】この修正方法は、デジタル映像信号を１フ
ィールドまたは１フレーム内でデータを分割して、ブロ
ック化して高能率符号化を行い、記録再生または伝送す
る場合に、誤りが検出されたブロックは、そのブロック
の時間的に隣接した１フィールドあるいは１フレームの
同じ位置にある画素に置き換えるようにして再生画像を
得るようにしたものである。

【００１０】図６（Ａ）は、フレーム内でデータをブロ
ック化し、誤りが検出されたブロックに関して、隣接し
たフィールドの同じ位置にあるブロックを置き換えた場
合の誤り修正方法を説明するための図である。図におい
て、第２フレームを形成する第３フィールドのブロック
７２ａ、第４フィールドのブロック７２ｂにおいて誤り
を検出したとすると、このブロックを構成する画素のう
ち、前半の１フィールドにあるブロック７２ａは、前の
フィールドの同じ位置にあるブロック７１に置き換え、
後半の１フィールドにあるブロック７２ｂは、その後の
フィールドの同じ位置にあるブロック７３に置き換えら
れる。

【００１１】このような方法によれば、誤りが生じたブ
ロックの修正に、そのブロックは時間的に隣接したフィ
ールドまたはフレームの同じ位置にある画素に置き換え
ることができるので、再生画像の画質劣化をより目立た
せないようにすることができる。

【００１２】しかし、この方法では、映像信号が静止画
あるいは動きの少ない絵柄の場合は画質劣化を目立たせ
ないようにするのに有効であるが、映像信号に比較的大
きな動きのある場合は、逆に破綻が目立ってしまうとい
う問題を有する。

【００１３】この様子を図６（Ｂ）、（Ｃ）に示す。問
題点を分かりやすくするため、誤り検出されたブロック
の置き換えは、１フレーム前の同じ位置のブロックに限
定して説明する。

【００１４】図６（Ｂ）は、前フレームから現フレーム
への人物の動きが非常に小さい場合の誤り修正方式を示
している。現フレーム内において、点線で示したブロッ
クで誤りを検出したとすると、前フレーム内の点線で示
した同じ位置のブロックで置き換えるため、再生画像の
人物は図の斜線で示したようになり、歪は比較的気にな
らない。

【００１５】ところが、人物の動きが大きい場合は、前
フレームの同位置のブロックを置き換えると、再生画像
の人物は図６（Ｃ）の斜線で示したようになり、破綻が
非常に目立ってしまう。画像（人物）の動きがこの後の
フレームでも同じように続くとすると、この後のフレー
ム（あるいはフィールド）の同じ位置のブロックで置き
換えたとしても見え方の違いこそあれ、歪はやはり同じ
ように目立ってしまうことになる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、こ
れまでの誤り補正方式では、映像信号が静止画あるい
は、動きの少ない絵柄の場合は、画質劣化を目立たせな
いようにするのに有効であるが、映像信号に比較的大き
な動きのある場合は、逆に破綻が目立ってしまうという
問題があった。

【００１７】そこでこの発明では、映像デジタル伝送に
おいて、伝送誤りが発生し、正常な画像信号が失われた
場合にも、良好な品質の再生画像が得られる誤り補正方
式と、これを用いた映像高能率符号化信号の送受信装置
を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明は、デジタル映
像信号を複数の画素ブロックに分割して高能率符号化を
行い伝送する場合において、送信側では、映像信号の低
域成分情報を含む付加情報と当該映像信号の符号化係数
情報とを伝送路に送出する段階を具備し、受信側では、
前記伝送路上で符号化係数情報に誤りが発生した場合に
は、すでに伝送された付加情報を用いてその画素ブロッ
クを復号化し、再生映像信号を得る段階を具備しする誤
り補正方式を得るものである。またこの発明は、デジタ
ル映像信号を複数の画素ブロックに分割して高能率符号
化を行い伝送する場合において、送信側では、映像信号
の低域成分情報を含む付加情報と当該映像信号の符号化
係数情報とを伝送路に送出する伝送手段を有し、受信側
では、前記伝送路上で符号化係数情報に誤りが発生した
場合には、すでに伝送された付加情報を用いてその画素
ブロックを復号化し、再生映像信号を得る手段を有し、
前記伝送手段は、入力された映像信号を複数の画素ブロ
ックに分割して高能率符号化を行う高能率符号化手段
と、前記画素ブロックの特徴を示す付加情報と、高能率
符号化出力を多重化し、多重化信号を前記伝送路に送出
する手段とで構成さる送受信装置を得るものである。

【００１９】

【作用】上記の手段によれば、伝送路上で符号化係数情
報に誤りが発生した場合には、画像として重要な情報を
多く含むフレーム内符号化ＤＣ成分をそのブロックの動
きベクトルを用いて動き補償を行い再生することができ
る。即ち、映像信号に比較的大きな動きのある場合に
は、誤りを検出したブロックにおいて逆に破綻が目立っ
てしまうという従来の誤り補正方式の問題を改善するよ
うに作用する。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【００２１】図１（Ａ）はこの発明の一実施例である。
端子１００に導入された符号化データは、バッファメモ
リ部１０１に一時蓄えられ、誤り検出部１０２とデータ
分離部１０３に供給される。符号化データの信号フォー
マットは、図１（Ｂ）に示す形をしており、輝度（Ｙ）
信号、Ｃ（色）信号それぞれの符号化係数の前に、付加
情報として、ブロック同期／アドレス情報、ブロックモ
ード情報、フレーム内符号化ＤＣ成分情報、動きベクト
ル情報が多重されている。

【００２２】データ分離部１０３において、符号化デー
タは、同期／アドレス情報、モード情報、動きベクト
ル、フレーム内符号化ＤＣ成分、符号化係数に分離され
る。同期／アドレス情報、モード情報、動きベクトル、
フレーム内符号化ＤＣ成分を、ここでは付加情報とす
る。符号化係数は、可変長復号部１０４、逆量子化部１
０５、逆直交変換部１０６を介して、加算器１０７に供
給される。加算器１０７では、フレームメモリ１１０、
動き補償部１１２から供給される前フレームの予測信号
と加算され、その加算出力は、スイッチ１０８、デジタ
ルアナログ（Ｄ／Ａ）変換部１０４を介して端子１１５
から再生画像信号として出力される。

【００２３】スイッチ１０８（動作は後述する）は、加
算器１０７もしくは動き補償部１１２の出力を選択導出
することができる。スイッチ１０８の出力は、スイッチ
１０９（動作は後述する）を介してフレームメモリ部１
１０に供給される。さらにフレームメモリ部１１０の出
力は、スイッチ１１１（動作は後述する）を介して動き
補償部１１２もしくはＤ／Ａ変換部１１４の入力側に供
給される。また、動き補償部１１２の出力は、スイッチ
１１３（動作は後述する）を介して加算器１０７に入力
される。

【００２４】ここで、各スイッチ１０８、１０９、１１
３の制御信号発生部を明らかにしておくことにする。誤
り検出部１０２は、符号化係数誤り判定信号を得ること
ができ、これによりスイッチ１０８を制御する。また誤
り検出部１０２は、付加情報誤り判定信号を得ることが
でき、これによりスイッチ１１１を制御する。データ分
離部１０３は、フレーム内／フレーム間モード信号を抽
出することができ、これによりスイッチ１１３及び１０
９を制御する。さらにまたデータ分離部１０３は、動き
ベクトルを抽出することができ、これにより動き補償部
１１２の動画補償を行うことができる。

【００２５】スイッチ１０８は、初めは加算器１０７の
出力を選択導出しているが、誤り検出部１０２から供給
される符号化係数誤り判定信号により、係数に誤りがあ
った場合は、動き補償部１１２のフレーム内ＤＣ成分出
力端側に切り換えられる。

【００２６】なおこのシステムは、可変長復号部１０
４、逆量子化部１０５、逆直交変換部１０６、加算器１
０７、フレームメモリ１１０、動き補償部１１２等で形
成され復号化システムは、付加情報のフレーム内符号化
ＤＣ成分情報も復号化し、フレーム内ＤＣ成分を得られ
るようになっている。

【００２７】スイッチ１１１は、付加情報誤り検出信号
が、付加情報に誤りがあることを示す場合は、フレーム
メモリ部１１０の出力をＤ／Ａ変換部１１４の入力側に
供給し、誤りがないことを示す場合は、フレームメモリ
部１１０の出力を動き補償部１１２側に供給する。

【００２８】スイッチ１１３、モード信号がフレーム内
処理を示すときは、オフ（開放）となり、フレーム間処
理を示すときは、動き補償部１１２の出力（フレーム間
予測信号出力）を加算器１０７に供給する。

【００２９】従って、付加情報に誤りがなく、符号化係
数において誤りが発生したブロックについては、スイッ
チ１０８が、動き補償部１１２からのフレーム内ＤＣ成
分を選択するために、画像に重要なフレーム内ＤＣ成分
を動き補償した信号を再生することができる。これによ
り、図２に示すように映像信号に比較的大きな動きがあ
る場合でも、劣化を目立たせることなく再生映像信号を
得ることができる（図中ブロックｋにおいて符号化係数
の誤りを検出したものとする）。図３は図１の誤り検出
部１０２の構成例を示している。

【００３０】図において端子２００に供給された符号化
データは、データ分離部２０１に供給され、ブロック同
期／アドレス情報、モード情報、フレーム内ＤＣ成分、
動きベクトル情報、符号化係数に分離され、それぞれの
誤り検出器２０２〜２０６に供給される。ここでそれぞ
れの誤り検出は、例えば各情報の個数が規定数分だけ有
るかどうかで行われる。画素ブロックが１つの直交変換
単位（仮に８×８画素とする）であり、動きベクトルも
この単位で検出するとすると、符号化係数は６４個、動
きベクトルは水平、垂直１つずつで２個あれば良いし、
画素ブロックがこの直交変換単位をｎ個集めたものであ
れば、変換係数は６４×ｎ個、動きベクトルは２×ｎ
個、その他の情報はｎ個あれば良い。このようにして４
種の情報の誤りの有り、無しを判定し、付加情報誤り検
出器２０７に入力される。そして、４つのうち１つでも
誤り有りであれば誤り有り、すべて誤り無しであれば誤
り無しとして端子２０８からスイッチ１１１に供給され
る。また、符号化係数の判定結果は端子２０９から図１
のスイッチ１０８へ符号化係数誤り判定信号として供給
される。図４はこの発明の他の実施例である。

【００３１】符号化データの信号フォーマットは、図１
の実施例と同様に図１（Ｂ）の通りである。端子３００
で受信した符号化データは、バッファメモリ３０１に一
時蓄えられ、データ分離部３０２に供給される。データ
分離部３０２において、符号化データは、ブロックモー
ド情報、動きベクトル情報、フレーム内ＤＣ成分、符号
化係数に分離され、符号化係数は、係数誤り検出部３０
３とスイッチ３０７に供給される。

【００３２】係数誤り検出部３０３における判定結果
は、スイッチ３０７とスイッチ３１７に供給され、符号
化係数に伝送誤り無しと判定されれば、スイッチ３０７
は閉じ、符号化係数は可変長復号部３１１、逆量子化部
３１２、逆直交変換部３１３を介して復号され、スイッ
チ３１５を介して加算器３１６に供給される。加算器３
１６では、スイッチ３１５からの信号と、動き補償部３
２１からスイッチ３２２を介して供給される前フレーム
予測信号とが加算され、その加算出力はＤ／Ａ変換部３
２３でアナログ信号に変換され、出力端子３２４に再生
出力画像信号として導出される。

【００３３】データ分離部３０２で分離された付加情報
は、それぞれＤＣ成分誤り検出部３０４、モード信号誤
り検出部３０５、動きベクトル誤り検出部３０６と、ス
イッチ３０８、３０９、３１０に供給される。これらの
誤り検出部は、例えば各情報の個数が規定数分だけ有る
かどうかで判定される。それぞれの判定結果は、付加情
報誤り検出部３１４に供給され、判定結果がすべて誤り
無しであれば、誤り無し、１つでも誤りが有れば、誤り
有りの判定信号がこの検出部３１４から出力され、スイ
ッチ３１５、スイッチ３２０に制御信号として供給され
る。

【００３４】スイッチ３０８は、ＤＣ成分誤り検出部３
０４において伝送誤り無しの判定結果が得られると閉じ
られる。このときは、フレーム内ＤＣ成分は、逆量子化
部３１２に供給され、逆直交変換部３１３を介して加算
器３１６に供給される。スイッチ３１５は、付加情報に
伝送誤りがなければ閉じ、伝送誤りが有れば開放するよ
うに制御される。

【００３５】スイッチ３１７は、初めは加算器３１６の
出力を選択した状態に有るが、符号化係数に伝送誤りが
有れば、動き補償部３２１からの出力を選択するように
制御される。一方、フレームメモリ３１９と動き補償部
３２１との間に設けられたスイッチ３２０は、付加情報
に誤りがなければフレームメモリ３１９の出力を動き補
償部３２１に与え、付加情報に誤りが有る場合はフレー
ムメモリ３１９の出力をＤ／Ａ変換部３２３に与えるよ
うに制御される。

【００３６】スイッチ３２２は、動き補償回路３２１の
出力を加算器３２６に供給するが、同じくモード情報に
より制御され、フレーム内モードであれば開放し、フレ
ーム間モードであれば閉じるように制御される。

【００３７】上記の回路によると、付加情報に１つでも
誤りが有ると、スイッチ３２０はフレームメモリ３１９
の出力をＤ／Ａ変換部３２３に入力側に供給し、前フレ
ームの同じ位置のブロックデータがそのまま補間されて
再生されることになる。また付加情報に誤りがなく、符
号化係数のみ伝送誤りが有ると、フレーム内ＤＣ成分を
動きベクトルにより動き補償を行い補償を行い再生する
ことができる。

【００３８】この発明は、上記した実施例に限定される
ものではなく、例えばＹの符号化係数と、Ｃの符号化係
数を別々に誤り検出を行い、Ｃの符号化係数のみに伝送
誤りを検出した場合は、Ｙの係数を通常処理し、Ｃの係
数のみフレーム内ＤＣ成分を動き補償を行ない再生する
ようにしても良い。また付加情報の伝送順を図１（Ｂ）
に示したが、これ以外の伝送順でも良いことは勿論であ
る。さらにこの発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変形実施することが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
伝送路上で符号化係数情報に誤りが発生した場合、画像
として重要な情報を多く含むフレーム内符号化ＤＣ成分
をそのブロックの動きベクトルを用いて動き補償を行な
い再生することができる。よって映像信号に比較的大き
な動きのある場合でも誤りを検出したブロックにおいて
破綻が目立ってしまうことがないので、映像デジタル伝
送において伝送誤りが発生し正常な画像情報が失われた
場合にも、良好な品質の再生画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す回路図及びこの発明
に係わる映像信号の伝送ブロックフォーマットを示す
図。

【図２】この発明の装置の動作を説明するために示した
説明図。

【図３】図１の誤り検出部の具体的回路図。

【図４】この発明の他の実施例を示す回路図。

【図５】従来の復号化装置を示す回路図。

【図６】伝送誤りブロックを修正する従来の補正方式と
その問題点を説明するための図。

【符号の説明】１０１、３０１…バッファメモリ部、１０２…誤り検出
部、１０３、３０２…データ分離部、１０４、３１１…
可変長復号部、１０５、３１２…逆量子化部、１０６、
３１３…逆直交変換部、１０７、３１６…加算器、１０
８、１０９、１１１、１１３、３０８〜３１０、３１
５、３１７、３２０、３２２…スイッチ、１１０、３１
９…フレームメモリ部、１１５、３２３…Ｄ／Ａ変換
部、３０３、３０４…ＤＣ成分誤り検出部、３０５…モ
ード信号誤り検出部、３０６…動きベクトル誤り検出
部、３１４…付加情報誤り検出部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタル映像信号を複数の画素ブロック
に分割して高能率符号化を行い伝送する場合において、送信側では、映像信号の低域成分情報を含む付加情報と
当該映像信号の符号化係数情報とを伝送路に送出する段
階を具備し、受信側では、前記伝送路上で符号化係数情報に誤りが発
生した場合には、すでに伝送された付加情報を用いてそ
の画素ブロックを復号化し、再生映像信号を得る段階を
具備していることを特徴とする映像高能率符号化伝送に
おける誤り補正方法。
【請求項２】前記送信側では、前記前記映像信号の符
号化係数情報に先だって前記付加情報を前記伝送路に送
出することを特徴とする請求項１記載の映像高能率符号
化伝送における誤り補正方法。
【請求項３】前記送信側では、前記前記映像信号の符
号化係数情報の次に前記付加情報を前記伝送路に送出す
ることを特徴とする請求項１記載の映像高能率符号化伝
送における誤り補正方法。
【請求項４】前記付加情報とは、画素ブロックのブロ
ック同期／アドレス情報、または映像信号のフレーム内
符号化ＤＣ成分情報、または動きベクトル情報、または
適応モード情報であり、これら全て、またはいくつかを
組み合わせて付加情報とし、伝送することを特徴とする
請求項１記載の映像高能率符号化伝送における誤り補正
方法。
【請求項５】前記復号化手段は、付加情報に伝送誤り
がなく、符号化係数情報に伝送誤りが発生した場合に
は、フレーム内符号化ＤＣ成分情報を動きベクトル情報
を用いて動き補償を行い、再生映像信号を得る手段であ
ることを特徴とする請求項１記載の映像高能率符号化伝
送における誤り補正方法。
【請求項６】デジタル映像信号を複数の画素ブロック
に分割して高能率符号化を行い伝送する場合において、送信側では、映像信号の低域成分情報を含む付加情報と
当該映像信号の符号化係数情報とを伝送路に送出する伝
送手段を有し、受信側では、前記伝送路上で符号化係数情報に誤りが発
生した場合には、すでに伝送された付加情報を用いてそ
の画素ブロックを復号化し、再生映像信号を得る手段を
有し、前記伝送手段は、入力された映像信号を複数の画素ブロックに分割して高
能率符号化を行う高能率符号化手段と、前記画素ブロックの特徴を示す付加情報と、高能率符号
化出力を多重化し、多重化信号を前記伝送路に送出する
手段とで構成されることを特徴とする高能率符号化伝送
における送受信装置。
【請求項７】前記画素ブロックの特徴を示す付加情報
は、画素ブロックのブロック同期／アドレス情報、また
は映像信号のフレーム内符号化ＤＣ成分情報、または動
きベクトル情報、または適応モード情報であり、これら情報の全て、またはいくつかを組み合わせて付加
情報として伝送する手段を具備したことを特徴とする請
求項６記載の高能率符号化伝送における送受信装置。
【請求項８】前記付加情報と、高能率符号化出力を多
重化する手段は、付加情報を伝送画像ブロックデータの
先頭において伝送路に送出することを特徴とする請求項
６記載の高能率符号化伝送における送受信装置。
【請求項９】前記再生映像信号を得る手段は、受信した多重信号を付加情報と高能率符号化出力に分離
する手段と、それぞの分離出力を復号化する復号化手段と、各復号化出力を用いて再生映像信号を得る手段とを具備
したことを特徴とする請求項６記載の高能率符号化伝送
における送受信装置。
【請求項１０】前記再生映像信号を得る手段は、前記付加情報に伝送誤りがなく、符号化係数情報に伝送
誤りが発生した場合には、付加情報に含まれるフレーム
内符号化ＤＣ成分情報を動きベクトル情報を用いて動き
補償を行い、前記再生映像信号を得ることを特徴とする
請求項６記載の高能率符号化伝送における送受信装置。