JPH0686251A

JPH0686251A - 可変長符号化装置

Info

Publication number: JPH0686251A
Application number: JP26071092A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Tamura; 匡田村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-09-02
Filing date: 1992-09-02
Publication date: 1994-03-25

Abstract

(57)【要約】【目的】送信バッファの小容量化を可能とし、かつ送
信バッファの必要容量の設定が容易となる可変長符号化
装置を提供する。【構成】可変長符号化器２から出力される固定長化デ
ータ３をシフト量に応じてバレルシフト回路１９でシフ
トし、有効データ長４をデータ長〜マスク変換器１８で
マスクデータに変換してバレルシフト回路２４でシフト
し、両バレルシフト回路１９，２４でシフトされたデー
タをそれぞれ書き込み、マスク回路２０，２５でラッチ
Ｂ２２，２６に書き込み、スタッフ挿入位置フラグが有
効になると、ラッチまたはバッファ２３がラッチＢ２２
のデータにスタッフ挿入位置のフラグを付加して送信バ
ッファ５０に出力し、ラッチまたはバッファ２８がラッ
チＢ２６のデータにスタッフ挿入位置のフラグの立った
データの有効なデータ位置を示すマスクデータを送信バ
ッファ５０に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像符号化伝送装置の
可変長符号化器において、送信バッファの構成をパラレ
ルデータとし、入出力レートを下げ、かつ開路の空き状
態を防ぐためのスタッフ符号の入る位置を明確にするフ
ラグとデータの送信バッファのどのピットまで有効かを
示すマスクを入れるようにした可変符号化装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル１次群速度を使用するテレビ
（以下、ＴＶという）会議などに適用される画像符号化
伝送装置は、ＴＶカメラ等から取り込まれた映像信号を
ディジタル網のクロックとは非同期な水平走査周波数の
整数倍で標本化し、ディジタルフレームメモリに格納す
る。このディジタルフレームメモリに格納されたデータ
と有効な１フレーム前のデータとの間で情報源符号器が
動き検出による動き補償を行った後に、時間軸方向の冗
長度を利用するフレーム間予測のための前フレームの差
分を、予測誤差の空間的な冗長度を減らすために直交変
換するとともに量子化することにより、データを圧縮す
る。ただしこのとき、入力値をそのまま直交変換した方
がデータがより圧縮される場合には、差分ではなく入力
値をそのまま量子化する。

【０００３】さらに、このデータをビデオ信号多重部
（可変長符号化器）で、ハフマン符号およびランレング
ス符号により圧縮し（可変長符号化）、誤り訂正符号を
付加して次段の回路に送出する。このビデオ信号多重部
である可変長符号化器が送信バッファを制御する方法と
しては、従来より次の二つの方法がある。

【０００４】図６はその第１の方法を説明するためのブ
ロック図であり、この図６において、１は上記情報源符
号器で発生した量子化後のデータや、そのデータの属性
を示すヘッダ情報である。このヘッダ情報１は可変長符
号化器２に入力され、可変長符号化器２ではＣＣＩＴＴ
標準勧告にしたがって、１ビットから２０ビットまでの
可変長符号を発生する。

【０００５】ただし、ここでは以降の処理のため、ＭＳ
Ｂ（あるいはＬＳＢ）から詰めた２０ビットの固定長化
データ３を出力する。このとき、可変長符号の有効な長
さを示す有効データ長４も発生する。さらにディジタル
回線網を利用する場合に、このディジタル回線網に無用
な空き状態が生じるのを回避するために、スタッフ（Ｓ
ｔａｆｆ）符号と呼ばれる特別なデータを挿入してい
る。ただし、このスタッフ符号は挿入可能な位置が決め
られているため、スタッフ符号の挿入可能な位置を示す
スタッフ位置データ５をスタッフ符号に付加して可変長
符号化器２から出力している。

【０００６】このように可変長符号化器２からは、固定
長化データ３と、有効データ長４と、スタッフ位置デー
タ５とが出力されて小容量の中間バッファ６に送られ、
そこで一時的に蓄えられる。この中間バッファ６に蓄え
られたデータのうち固定長化データ７と有効データ長８
が高速ｐ／ｓ（パラレル／シリアル）変換器１０に送ら
れ、そこで可変長のパラレルデータが可変長のシリアル
データ１１に変換され、送信バッファ１２に転送され
る。送信バッファ１２は高速で大容量（２ビット×ｎ段
の容量）のもので、このシリアルデータ１１を蓄えると
ともに、上記中間バッファ６に一時的に蓄えられたスタ
ッフ位置データ９もこの送信バッファ１２に蓄えられ
る。

【０００７】送信バッファ１２に蓄えられたシリアルデ
ータ１１は回線データ出力部１４に送られ、この回線デ
ータ出力部１４において、ディジタル回線網の送信クロ
ックに同期して、シリアルデータ１５としてディジタル
回線網に送信される。送信バッファ１２に蓄えられたシ
リアルデータの残りが少なくなった状態（ディジタル回
線網が空く可能性があるとき）で、回線データ出力部１
４がスタッフ挿入位置を検出した場合には、回線データ
出力部１４はスタッフ符号１３をシリアルデータ１５と
してディジタル回線網に送出する。

【０００８】また、可変長符号化器が送信バッファを制
御する第２の方法は図７に示すように行われる。この第
２の方法では上記第１の方法と同様に、情報源符号器が
発生した量子化データやそのデータの属性を示すヘッダ
情報１から、可変長符号化器２で固定長化データ３と、
有効データ長４と、スタッフ位置データ５を発生する。

【０００９】これらの固定長化データ３と有効データ長
４と、スタッフ位置データ５はそのまま大容量の送信バ
ッフ１６に蓄えられる。この送信がバッファ１６に蓄え
られた固定長化データ７と有効データ長８がｐ／ｓ変換
器１７でシリアルデータに変換され、このシリアルデー
タは回線データ出力部１４からディジタル回線網の送信
クロックに同期してディジタル回線網に送信される。

【００１０】また、上記第１の方法と同様にして、送信
バッファ１６に蓄えられたシリアルデータの残りが少な
くなった状態で、回線データ出力部１４がスタッフ挿入
位置を検出した場合、回線データ出力部１４はスタッフ
符号１３をシリアルデータ１５としてディジタル回線網
に送出する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の、可
変長符号化器が送信バッファを制御する第１の方法で
は、標本化の周期で発生する量子化データ等のヘッダ情
報１を最大標本化周期の２０倍の速度でｐ／ｓ変換する
ために、この速度に合わせて動作する高速なｐ／ｓ変換
器１０と、このｐ／ｓ変換器１０で発生したシリアルデ
ータ１１を蓄える高速な大容量の送信バッファ１２が必
要となり、高価になる。加えてこの送信バッファ１２に
は、データ１ビットに対して１ビットのスタッフ挿入位
置データが付加されて蓄えられるため、無駄な容量が必
要となる。

【００１２】また、第２の方法では、ｐ／ｓの変換器１
７によるｐ／ｓ変換はディジタル回路網の送信クロック
の速度でよいが、送信バッファ１６では、１ビットのデ
ータでも２０ビットのデータも共通して１ワードを使用
するため、データのビット数が少ないほど無駄な領域が
大量に発生する。

【００１３】本発明は、上述の問題に鑑みなされたもの
であり、送信バッファの小容量化が可能で、送信バッフ
ァの必要量の設定が容易になる可変長符号化装置を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、量子化された可変長あるいは固定長の画像
データを固定長のパラレルデータに変換して回線に送出
する固定長化変換器と、上記固定長化変換器から回線に
送出すべきパラレルデータが無くなった場合に、該可変
長符号化器から入力される、上記回線にスタッフするデ
ータの挿入位置を示すスタッフ挿入位置データに基づい
て、上記パラレルデータにスタッフ挿入位置のフラグを
挿入するフラグ挿入器と、上記フラグ挿入器で挿入され
た上記フラグが上記固定長パラレルデータのどの位置で
有効になるかを示すマスクを上記パラレルデータに挿入
するマスク挿入器とを設けたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、画像符号化伝送装置の可変長
符号化手段に量子化データ等が入力されると、例えばＣ
ＣＩＴＴ標準勧告にしたがって、可変長符号あるいは固
定長符号に無関係に固定長パラレルデータに変換されて
回線に送出され、回線に送出すべきデータがなくなる
と、フラグ挿入手段により回線にスタッフするデータの
挿入位置を示すフラグが挿入され、また、マスク挿入手
段により、挿入されたフラグが固定長パラレルデータの
どの位置で有効かを示すマスクが挿入される。これによ
り、バッファの本当の使用量と段数とがほぼ一致し、メ
モリの必要量の設定が容易になる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明の一実施例による可変長符号化装置の
構成を示すブロック図であるが、本発明の理解を容易に
するために、まず、本発明が適用される画像符号化伝送
装置の概略について図２により説明する。

【００１７】この図２において、４５はビデオ符号器で
あり、情報源符号器４０、可変長符号化器であるビデオ
信号多重化符号器４２、送信バッファ４３、これらを制
御する符号化制御回路４１、伝送符号器４４から構成さ
れている。上記情報源符号器４０には、ＴＶカメラ等か
ら取り込まれた映像信号をディジタル回線網のクロック
とは非同期な水平走査周波数の整数倍で標本化されてデ
ィジタルフレームメモリ（図示せず）に格納されたデー
タが入力される。このデータの冗長部分を取り除いてデ
ータを圧縮するために情報源符号器４０では、画像符号
化のＣＣＩＴＴ標準勧告Ｈ．２６１に基づく処理をす
る。

【００１８】この情報源符号化器４０で得られた量子化
後のデータやそのデータの属性を示すヘッダ情報等は、
ビデオ信号多重化符号器４２に送られる。ビデオ信号多
重化符号器４２は、量子化後のデータやヘッダ情報をＣ
ＣＩＴＴ標準勧告にしたがって１ビットから２０ビット
までの可変長符号に変換し、ＭＳＢ（あるいはＬＳＢ）
から詰めた２０ビットの固定長化データと、その有効部
分を示すデータ長と、スタッフ挿入位置データを出力し
て、送信バッファ４３に送出する。

【００１９】本発明の一実施例による可変長符号化装置
は、図１のブロック図に示すように構成されている。こ
の図１において、従来の技術の説明で参照した図６及び
図７に示された要素と同一の要素には、これらの図で付
したものと同一の引用符号を付すものとする。さて、図
１において２は可変長符号化器であり、図２で述べたビ
デオ信号多重化符号器４２に対応している。

【００２０】この可変長符号化器２は図２でも述べたよ
うに、図２の情報源符号化器４０で発生した量子化後の
データや、そのデータの属性を示すヘッダ情報を標準勧
告（ＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．２６１）にしたがって、１ビッ
トから２０ビットまでの可変長符号に変換し、ＭＳＢ
（あるいはＬＳＢ）から詰めた２０ビットの固定長化デ
ータ３と、この固定長化データ３の有効部分を示す有効
データ長４と、このとき生成したデータの直後にスタッ
フを挿入してもよい位置の場合に、その位置を示すスタ
ッフ挿入位置データ５を出力する。

【００２１】これらのうち、有効データ長４はデータ長
〜マスク変換器１８に送出されるようになっている。デ
ータ長〜マスク変換器１８は、この有効データ長４の値
に対応する数だけ、ＭＳＢ（あるいはＬＳＢ）から詰め
て有効を示すフラグを立てて、マスクデータ３９を生成
する。

【００２２】このマスクデータ３９は、たとえば、デー
タ長〜マスク変換器１８に入力された有効データ長４が
「７」であり、ＭＳＢから詰めて出力する場合、ＭＳＢ
側から表記すると、「１１１１１１１００００００００
０００００」となる。同様にして、有効データ長４が
「１８」の場合、ＭＳＢ側から詰めて、出力する場合、
ＭＳＢ側から表記すると、「１１１１１１１１１１１１
１１１１１１００」となる。

【００２３】コントロール回路３６では、ラッチＢ２
６、ラッチＡ２７の出力からシフト量３０が算出され、
このシフト量３０の値の分だけ固定長化データ３がバレ
ルシフト回路１９に入力されてシフトされる。そして、
コントロール回路３６からのシフト量３０の値によっ
て、データ長〜マスク変換器１８から出力されるマスク
データ３９がバレルシフト回路２４に入力されてシフト
される。これらのバレルシフト回路１９，２４はそれぞ
れ同一構成をなしており、上記シフト量３０の値によっ
て、０〜ラッチＢ２２，２６のデータ幅以上のシフトが
行える。バレルシフト回路１９でシフトされたデータは
バス３２，３３と、それに対応する各バスに出力され
る。

【００２４】いま、たとえば、バレルシフト回路１９の
入力に、「１０１００１１０１０００１１１１０００
０」が与えられ、シフト量３０として「５」がえられた
場合、バレルシフト回路１９からバス３２に「１０１０
０」が出力され、また、バス３３には「１１０１０００
１１１１００００」が出力される。そこで、コントロー
ル回路３６はラッチＢ２６の出力とラッチＡ２７の出力
から既ラッチ量を算出し、この既ラッチ量３１により、
ラッチＢ２２に書き込まれていないビットにバス３２の
データを書き込んでマスク回路２０に書き込ませるよう
にしている。

【００２５】同様にして、バレルシフト回路２４でシフ
トされたデータは各バスに出力され、コントロール回路
３６で算出された上記既ラッチ量３１に基づきラッチＢ
２６にまだ書き込まれていないビットにデータを書き込
みマスク回路２５により書かせるようにしている。

【００２６】また、ラッチＡ２１には、バレルシフト回
路１９でシフトされてバス３２に出力されてさらに書き
込みマスク回路２０によりラッチＢ２２に取り込んだ残
りのデータが、バス３３を通して入力されて保持され
る。全く同様にして、ラッチＡ２７には、バレルシフト
回路２４でシフトされて書き込みマスク回路２５により
ラッチＢ２６に取り込んだ残りのデータが入力されて保
持される。

【００２７】さらに、上記ラッチＢ２２は、送信バッフ
ァ５０（図２の送信バッファ４３と同じ）のデータ幅か
らスタッフ挿入位置データ５のフラグの分を引いたビッ
ト幅をもち、全ビットにデータが満たされた場合に、ラ
ッチＡ２１にデータが無くなった時点で、ラッチまたは
バッファ２３にデータを転送する。一方、ラッチＢ２６
はスタッフ挿入位置フラグが有効になった場合、ラッチ
Ａ２７にデータがなくなった時点で、ラッチまたはバッ
ファ２８にデータを転送する。この場合、ラッチＢ２
２，ラッチＢ２６へのデータの書き込みは、ＭＳＢ（ま
たはＬＳＢ）から順に詰めて行われる。

【００２８】ラッチまたはバッファ２３は、ラッチＢ２
２で生成されたデータにスタッフ挿入位置のフラグを付
加したデータ３７を切換器２９に出力する。一方、ラッ
チまたはバッファ２８は、スタッフ挿入位置のフラグが
立ったデータの有効なデータ位置を示すマスクデータ３
８を切換器２９に出力する。このマスクデータ３８のス
タッフ挿入位置のフラグは、ここでは、処理を簡略化す
るために、立てないものとする。フラグを立てた場合に
は、そのフラグを無視させる回路を追加すればよい。

【００２９】例を挙げると、ラッチＢ２２にまだ３ビッ
トのデータ（ここでは、「１０１」とする）しか書かれ
ていないが、スタッフ挿入位置フラグが立った場合、マ
スクデータ３８に「１１１００００」が生成されている
ので、このマスクデータ３８を３ビットしか書かれてい
ないデータとともに、送信バッファ５０に書き込む。こ
のときに書かれるデータは、ＭＳＢからのデータ「１１
０１１１１１」とマスクデータ「０１１１００００」と
になる。ただしこれは、スタッフ挿入位置フラグをＭＳ
Ｂとした場合である。

【００３０】上記切換器２９は、ラッチまたはバッファ
２３からのデータ３７を送信バッファ５０に送出し、あ
るいは、コントロール回路３６からのスタッフ時にマス
ク割込み制御信号により切り換わって、ラッチまたはバ
ッファ２８からのマスクデータ３８を、スタッフ挿入位
置のフラグが立ったデータの直後（または直前）に送信
バッファ５０に出力する。

【００３１】かくして、バレルシフト回路１９により、
可変長符号、固定長符号にかかわらず固定長パラレルデ
ータに変換する固定長化変換手段となし、書き込みマス
ク回路２０，ラッチＡ２１，ラッチＢ２２，ラッチまた
はバッファ２３，コントロール回路３６により、ディジ
タル回線網に送信すべきデータが無くなった場合にはこ
のディジタル回線網にスタッフするデータを挿入すべき
位置を示すフラグの挿入を行うフラグ挿入手段を構成し
ている。また、データ長〜マスク変換器１８，バレルシ
フト回路２４、書き込みマスク回路２５，ラッチＡ２
７，ラッチＢ２６，ラッチまたはバッファ２８，コント
ロール回路３６により、フラグが固定長パラレルデータ
のどの位置で有効になるかを示すマスクを挿入するマス
ク挿入手段を構成している。

【００３２】図３〜図５は可変長符号器２からのデータ
が送信バッファ５０に書き込まれる様子を示しており、
ここでは、送信バッファ５０の１ワードを８ビット、そ
の内の１ビットをスタッフ挿入位置のフラグ用としてい
る。図３では、固定長化データ４３を２０ビットで、
「０００００００００００００００１００００」とし、
有効データ長４も２０ビットで、「０１０１０１１１１
１１１１１１１１１１１」とし、スタッフ挿入位置デー
タ５を２０ビットで、「０１１０１１１１１１１１１１
１１１１１１」とし、６ビットのデータの一部が変換さ
れ、送信バッファ５０内の４ワードに書き込まれてい
る。

【００３３】また、図４では、５ワードのデータと、固
定長化データ「０００１１１１１１１１１１１１１１１
１１」及び有効データ長「４」のデータの一部とが７ワ
ードに変換され、送信バッファ５０に書き込まれてい
る。このとき、変換中のデータの後に、スタッフを挿入
してもよいというスタッフ挿入位置のフラグが立ってい
る。

【００３４】図５では、最後の長さ４ビットのデータの
後に有効なデータを詰めずに、スタッフ挿入位置のフラ
グとともに送信バッファ５０に書き込んでいる。このと
き、詰めるデータが無かった部分には、「１」または
「０」を入れる。ここでは、「１」を入れた場合を示し
ている。その後に、直前のデータの有効部分を示すデー
タを書き込み、次のデータを待つ状態となる。

【００３５】このように本実施例では、可変長符号化器
２が発生した固定長化データ３を、その有効長さを示す
有効データ長４を使って、送信バッファ５０のサイズに
合わせた連続したシリアルデータに変換し、特別な固定
長化データ３の直後にスタッフデータを詰めることがで
きるがシリアルデータ化された後では、どの位置にスタ
ッフデータを挿入してよいかわからなくなるので、スタ
ッフ挿入位置を示すフラグとマスクデータを生成し、一
緒に送信バッファ５０に書き込み、この送信バッファ５
０の構成を複数ビットで１ワードのデータに１ビットの
スタッフ挿入位置フラグを付加するようにした。

【００３６】このため、送信バッファ５０に書かれたデ
ータをディジタル回線網のクロックに同期して、パラレ
ル／シリアルに変換する場合、スタッフを挿入する位置
を示すフラグが立っていない状態で、かつ直前のスタッ
フ挿入位置を示すフラグも立っていなければ、データ部
分のパラレルデータをＰ／Ｓ変換するだけでよく、シリ
アルデータからパラレルデータへの変換を高速に行うこ
とができる。

【００３７】また、スタッフ挿入位置を示すフラグが立
ったデータの場合、直後の１ワードを読み込んでどのビ
ットが有効かを判断し、もし、この有効なビットをディ
ジタル回線網に送出した後、送出すべきデータが送信バ
ッファ５０内に用意されていない場合にはスタッフ符号
をディジタル回線網に送出するので、ディジタル回線網
にデータがない状態を回避することができる。

【００３８】なお、送信バッファ５０内での有効データ
を示すマスクデータの形式として、上記実施例では、有
効なビットに対応するビット部分に「１」または「０」
を与えたが、有効なビット数を示す値を書いてもよい。
また、有効データ長の処理について、図１では、有効デ
ータ長４をマスクのビット列に変換し、固定長化データ
の各ビットに対応させる方法を採っているが、ビット列
に変換せずバレルシフト回路２４、書き込みマスク回路
２５，ラッチＢ２６，ラッチＡ２７を演算器（特に引き
算器）やカウンタを使って実現できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可変長符号、固定長符号に無関係に固定長パラレルデー
タに変換し、送信すべきデータがディジタル回線網に無
くなる場合に、ディジタル回線網にスタッフするデータ
を挿入すべき位置を示すフラグの挿入を行うとともに、
このフラグを固定長パラレルデータのどの位置に挿入す
るのが有効かを示すマスクを挿入するようにしたので、
可変長データとその有効データ長とから高速にシリアル
のデータ列に変換でき、しかも、低速でも送信バッファ
にデータの書き込みができ、かつシリアルデータにした
場合判断しにくいスタッフの挿入位置が容易に判断可能
となる。また、数ビット以上に１ビットスタッフ挿入位
置があるだけであるから、メモリの必要容量の見積が容
易になり、容量も節約できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による可変長符号化装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の可変長符号化装置が適用される画像符
号化伝送装置の送信系のブロック図である。

【図３】同上実施例における固定長化データと、有効デ
ータ長と、スタッフ挿入位置データが送信バッファ内の
４ワードに書き込まれる状態を示す説明図である。

【図４】同上実施例における５ワードのデータと固定長
化データと、有効データ長のデータの一部が７ワードに
変換されて、送信バッファに書き込まれる状態を示す説
明図である。

【図５】同上実施例における送信バッファに最後の長さ
４ビットのデータの後に有効なデータを詰めずにスタッ
フ挿入位置のフラグとともに書き込む状態を示す説明図
である。

【図６】従来の画像符号化伝送装置における送信バッフ
ァ制御方法を説明するためのビデオ信号多重化符号器の
ブロック図である。

【図７】従来の画像符号化伝送装置における異なる送信
バッファ制御方法を説明するためのビデオ信号多重化符
号器のブロック図である。

【符号の説明】

１８データ長〜マスク変換器（マスク挿入手段）１９バレルシフト回路（固定長化変換手段）２０書き込みマスク回路（フラグ挿入手段）２１ラッチＡ（フラグ挿入手段）２２ラッチＢ（フラグ挿入手段）２３ラッチまたはバッファ（フラグ挿入手段）２４バレルシフト回路（マスク挿入手段）２５書き込みマスク回路（マスク挿入手段）２６ラッチＢ（マスク挿入手段）２７ラッチＡ（マスク挿入手段）２８ラッチまたはバッファ（マスク挿入手段）３６コントロール回路（フラグ挿入手段、マスク挿入
手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】量子化された可変長あるいは固定長の画
像データを固定長のパラレルデータに変換して回線に送
出する固定長化変換手段と、上記固定長化変換器から回線に送出すべきパラレルデー
タが無くなった場合に、該可変長符号化器から入力され
る、上記回線にスタッフするデータの挿入位置を示すス
タッフ挿入位置データに基づいて、上記パラレルデータ
にスタッフ挿入位置のフラグを挿入するフラグ挿入手段
と、上記フラグ挿入器で挿入された上記フラグが上記固定長
パラレルデータのどの位置で有効になるかを示すマスク
を上記パラレルデータに挿入するマスク挿入手段と、を設けたことを特徴とする可変長符号化装置。