JPS62241436A - 画像信号予測符号化・復号化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像信号を予測符号化して伝送し、しかる後
に、画像信号を復号する画像信号予測符号化・復号化シ
ステムに関するものである。

（従来の技術） 従来から、画像信号および音声信号等のアナログ信号を
高能率に符号化する方式として、差分ＰＣＭ符号化方式
（ＤＰＣＭ符号化方式）が一般によく知られている。こ
のＤＰＣＭ符号化方式は、既に符号化された標本点のデ
ータ値に基づいて現在対象としている標本点のデータ値
を予測し、その予測値と本来のデータ値との差分をＰＣ
Ｍ符号化するいわゆる予測符号化方式であり、特に画像
あるいは音声信号のように近接標本値間の相関が大であ
るアナログ信号を高能率に符号化する方式として優れて
いる。

第６図および第７図には、それぞれＤＰＣＭ符号化方式
における符号化回路および復号化回路を示す。なお、こ
の場合の予測は前値予測とする。

第６図に示す前値予測ＤＰＣＭ符号化回路は、Ａ／Ｄ変
換回路１０１　、減算回路１０２．非線形量子化回路１
０３および局部復号回路１０４により構成される。画像
信号あるいは音声信号等の入力アナログ信号はＡ／Ｄ変
換回路１０１により例えば８ビツトの線形量子化され、
減算回路１０２の（＋）端子へ入力される。他方、減算
回路２０２の（−）端子へは、局部復号回路１０４で作
られた例えば８ビツトの前値予測値データＣが入力され
、減算の結果として原信号ａと予測値データＣとの予測
誤差信号すが出力される。

非線形量子化回路１０３では、この予測誤差信号すの分
布がほぼラプラス分布で近似できることを利用して非線
形量子化が行われ、例えば４ビツトに圧縮されたＤＰＣ
ＭＰＣＭ信号力される。

１０４に示す破線で囲まれた部分は局部復号回路であり
、その中の代表値設定回路１０８はＤＰＣＭＰＣＭ信号
出力量子化レベルに対応した代表値データｅを出力する
。そして、このデータｅが加算回路１０７において予測
値データＣと加算されることにより、ＤＰＣＭＰＣＭ信
号力信号ｆが出力される。更に、復号信号ｆは遅延回路
１０６で例えば１サンプル遅延された後、予測係数乗算
回路１０５にて予測係数ａ（０＜ａ≦１）が乗ぜられ、
前値予測値データＣが得られる。

第７図に示す復号化回路は、代表値設定回路２０１、加
算回路２０２　、　Ｄ／＾変換回路２０３．遅延回路２
０４．予測係数乗算回路２０５により構成されている。

この構成は第５図に示した局部復号回路１０４と同一で
あり、加算回路２０２の出力端からは同様にしてＤＰＣ
Ｍ信号の復号信号ｆが得られる。Ｄハ変換回路２０３で
は以上のようにして得られたＤＰＣＭＰＣＭ符号化方式
＾変換し、復号アナログ信号を出力する。

以上、前値予測によるＤＰＣＭ符号化および復号化につ
いて説明したが、その他に２個以上の標本値に基づいて
予測値を得る高次な予測方式１画像信号のようにフィー
ルド内およびフィールド間の相関を利用して予測値を求
める方式など様々な方式が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、以上説明した従来のＤＰＣＭ符号化回路
および復号化回路は、アナログ信号を高能率に符号化し
て伝送する回路として優れた回路であるが、信号の伝送
過程または記録媒体の記録再生過程において生じる誤り
に対して、対処能力が弱いという欠点を有しいてる。

すなわち、伝送されて来た情報、あるいは記録・再生さ
れた情報に１個所でも誤りが発生すると、ＤＰＣＭ符号
化方式の原理上、誤り発生以降の復号値にすべて誤りの
影響が及ぶという欠点があった。

そこで、このような欠点を少くするため、上述した予測
係数ａを０＜ａ＜１として誤りの伝播を減衰させたり、
あるいは符号化にあたって強力な誤り訂正ビットを付加
して誤りの発生をできるだけ抑圧する等の対策が講じら
れている。

また、画像信号の符号化伝送にあたっては、水平同期周
期毎に水平走査期間の最初のサンプル点をＰＣＭ符号化
方式により符号化し、誤りの伝搬を１水平動作期間内に
抑える等の対策が講じられている。

ところが以上のような対策を講じたとしても、画像信号
の１フイールドあるいは２フイールド（１フレーム）期
間のみを記録・再生する静止画ファイリング装置などに
おいては、ある１画面の記録・再生過程中に、誤り訂正
処理によっても訂正できないエラーが１個所でも発生す
ると、その静止画面の繰り返し再生中には、特定の水平
走査線上に誤った画素群が常に表示されてしまうという
欠点があった。

このように、静止画における誤った画素群の繰り返し再
生は、通常のテレビジョン信号の再生（例えばＮＴＳＣ
方式のテレビジョン信号のように３０分の１秒毎に次の
フレームに切り換わるいわゆる動画の再生）に比べて、
画質劣化の程度が著しく大きなものになってしまった。

以上述べたような欠点を解決するため、誤り訂正用ビッ
トをより多く付加して強力な誤り訂正をかけることも行
われているが、それでも誤りの発生を完全になくすこと
は不可能であり、且つまた、装置が非常に複雑化してし
まうという欠点がみられる。

よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、画像信号を予
測符号化して伝送する際に、簡易な構成により伝送路上
での伝送信号の誤りにより発生する画質の劣化を少なく
し適正な画像の再現することを可能とした画像信号予測
符号化・復号化システムを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の画像信号予測符号化・復号化システムは、符号
化側において、画像信号を所定期間を単位として予測符
号化を行うと共に、当該符号化された信号に誤り訂正符
号を付して伝送し、復号化側においては、伝送された前
記予測符号化された画像信号の符号誤りを検出し、該符
号誤りが検出された画像信号を近傍の符号誤りが検出さ
れていない予測符号化された画像信号を用いて画像信号
の復元を行うものである。

〔作　用〕

本発明は、予測符号化された画像信号の符号誤りを検出
し、伝送に起因した符号誤りがあったときは、符号誤り
のある信号を符号誤りのない信号を用いて復元すること
により、復元画像の画質劣化を防止するものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例として本発明を適用したＤ
ＰＣＭ符号化部の構成図である。

第１図において、２はＤＰＣＭ符号化回路であり、第６
図に示したＤＰＣＭ符号化回路と同等のものであるが、
入力信号である画像信号の水平走査同期信号部分を検出
する度に、第６図における局部復号回路１０４の復号値
をリセットし該水平走査期間の最初のサンプル点をＰＣ
Ｍ符号化方式にて符号化するよう構成しである。

また、第１図に示す４は、ＤＰＣＭ符号化回路２の出力
信号列に対し誤り訂正・検出用の冗長ビットを１水平走
査線毎に付加する回路である。ここで、誤り訂正・検出
を行うためには、周知のＣＲＣＣ，リード・ソロモン等
の方式を用いればよい。

このようにしてＤＰＣＭ符号化され、１水平走査線毎に
誤り訂正用ビットが付加された伝送信号は、伝送路を介
して伝送される。なお、第１図に示した符号化部は、画
像信号がインターレースあるいはノン・インターフェー
ス方式のいずれによるものであっても差し支えない。

第２図は、前記第１図のＤＰＣＭ復号化部の構成図であ
る。なお、ここでは、入力信号としては、インターレー
ス式画像信号を用いるものとする。

第２図において、６は不図示のＩＨ（１水平走査周期）
遅延回路を含む誤り訂正回路である。この誤り訂正回路
６は、伝送されて来た伝送信号の誤り検出・訂正用の冗
長ビットを導入して符号誤りを検出し、伝送信号の誤り
訂正を画像信号の１十工キ喜閤廿Ｈ匁？ｆ壬へ　　　７
　！　雫　　會さ：未ハ　）　へ　？責シけ１られた１
水平走査周期の遅延回路は、まず誤り検出を行い、次い
で、１水平走査周期後に同じ信号に対して誤り訂正を行
うためのものである。

この誤り訂正回路ｌの誤り検出時において訂正不可能な
誤りが検出された場合、制御線１に出力されるスイッチ
制御信号（後述する）は１水平走査期間だけハイレベル
となる。

８は、２６３Ｈ（はぼ１フイ一ルド周期）に相当する時
間の遅延を行う遅延回路である。

ｌＯは切替えスイッチであり、誤り訂正回路６の制御Ｉ
ｓｉから出力されているスイッチ制御信号に基づいて誤
り訂正回路１からの出力信号と２６３Ｈ遅延回路２から
の出力信号とを切り替えるようになっている。

１２はＤＰＣＭ復号化回路であり、第７図に示した従来
の復号化回路と同等の機能を有している。

次に、第２図に示したＤＰＣＭ復号化部の動作について
説明する。

入力された伝送信号は、ＩＨ毎に誤り検出・訂正用の冗
長ビットが付加されて伝送されて来たもので、この信号
はまず誤り訂正回路６において、符号誤りが検出され、
訂正がなされる。そして訂正不可能な誤りがないときは
、制御線１から出力されているスイッチ制御信号はロー
レベルの状態にあり、切替えスイッチ１０の可動接点Ｃ
は固定接点Ａ側に接続される。そのため、誤り訂正回路
６の出力は切替えスイッチｌＯを経てＤＰＣＭ復号化回
路１２に供給され、復号され復元画像信号として出力さ
れる。

このとき、可動接°点Ｃから取り出された信号は常に２
６３Ｈ遅延回路８に供給されており、固定接点Ｂには２
６３Ｈ前の誤りが訂正された伝送信号が到来している。

また、誤り訂正回路６において、訂正不可能な誤りが検
出されたときは、制御線℃から出力されているスイッチ
制御信号がハイレベルとなり、切替えスイッチｌＯの可
動接点Ｃは固定接点Ｂに接続するように切り替わる。そ
の結果、可動接点Ｃからは、誤り訂正回路６からの信号
ではなく、２６３Ｈ遅延回路８から得られた１フイール
ド（２６３ＨＪ前の伝送信号が取り出される。

そして、切替えスイッチ１０から取り出された２６３１
１前の信号はＤＰＣＭ復号回路１２にて復号化され、復
元画像信号として送出される。この場合、画像信号は隣
接フィールド間で相関が大きいので、ライン信号を入れ
替えても殆ど画質劣化を来たさない。また、誤りが発生
した場合ＤＰＣＭ復号前に前ラインの伝送信号であるＤ
ＰＣＭ方式にて符号化されたことにより訂正を行うので
遅延回路をメモリにより実現した場合容量が少なくてす
む。

第３図は、インターレース方式による画面においての表
示態様を示す模式図である。第３図において、第１フイ
ールドの走査線を第（＋）　ライン。

第（ｉｌｌ）ライン、第（ｉ＋２）　　ライン、・・・
とすると、つぎの第２フイールドにおいては、第１フイ
ールドの走査線の間に第（ｉｏ）ライン、第（ｉ’＋１
）ライン、第（ｉ゛◆２）ライン、・・・が挿入されて
いる。

いま、第１フイールドにおける第（ｉｌｌ）ラインの標
本点ａ□で誤りが発生したもの仮定すると、従来の技術
では当該走査線内における標本点ａ□以後の標本点ａ□
　、ａｌ　、ａ２・・・はすべて誤って復号されてしま
うことになる。

そこで本実施例においては、標本点ａ。において訂正不
可能なエラーが検出された場合、切替えスイッチ１０に
より、その走査線（ｉｌｌ）における全てのＤＰＣＭ信
号を１フイールド前つまり、第３図に示した画面上では
１走査線前の第（ｉｏ）ラインのＤＰＣＭ信号に置き換
えることにより画質劣化を防止している。

なお、これまではインターレース方式の画像信号につい
て説明したが、これに限定されることはない。すなわち
、インターレース方式によらない画像信号のときは、２
６３Ｈ遅延回路８として１フレーム遅延回路を用いれば
よい。また、１フレームもしくは１フイールドの遅延を
行わず、１水平走査期間の遅延回路を設けてノンインタ
ーレース方式では１木前またインターレース方式では２
木前めキ審柿／ｙ′１信妄ｒ署１色量でφ、）い　Ｗ　
Ｌ”祐：瑠罫回路８における遅延時間を複数種設定し画
像の種類に応じて該遅延時間を適応的に切換えることに
より、前述の効果がより高まるものである。

第４図は、他の実施例として静止画信号を導入して復号
化する場合の概略構成を示すブロック図である。なお、
ここでは入力される静止画伝送信号はインターレース方
式によるものとする。

第４図において、２０は切替えスイッチ、２２は２６１
Ｈ遅延回路、２４は２６３■遅延回路、２６は図示しな
いＩＨ遅延回路を含む誤り訂正回路、２８は切替えスイ
ッチ、３０はカウンタ、３２は誤り訂正用ビット除去回
路、３４はＤＰＣＭ復号化回路である。

次に、第４図に示したＤＰＣＭ復号化部の動作を説明す
る。

静止画伝送信号はまず、切替えスイッチ２０に入力され
る。切替えスイッチ２０の可動接点Ｃは通常固定接点Ａ
側に接続されており、１フレ一ム期間分の静止画伝送信
号が入力されると、切替えスイッチ２０の可動接点Ｃは
固定接点Ｂ側に接続される。

人力された静止画伝送信号は、切替えスイッチ２０．２
６１１１遅延回路２２及び２６’３Ｈ遅延回路２４を介
して、誤り訂正回路２６へ供給される。誤り訂正回路２
６では、第１図に示した誤り訂正回路と同様、訂正可能
な誤りに対してのみ訂正を行う。また、訂正不可能な誤
りが検出されないときには、制御線１にはローレベルの
スイッチ制御信号が出力されている。

制御線りに出力されているスイッチ制御信号がローレベ
ルのとき、切替えスイッチ２８の可動接点Ｃは固定接点
Ａ側に接続されており、誤り訂正回路２６から得られる
信号は誤り訂正用ビット除去回路３２にて誤り訂正用ビ
ットが取り除かれ、ＤＰＣＭ復号化回路３４で復号され
る。

このとき、切替えスイッチ２８の可動接点Ｃから取り出
される信号は、切替えスイッチ２０の固定接点Ｂを介し
て、再び２６１８遅延回路２２にも供給される。かくし
て、同じ静止画伝送信号の復元静止画像信号が繰り返し
送出される。

なお、切替えスイッチ２８の可動接点Ｃから取り出され
た信号を切替えスイッチ２０の固定接点Ｂを介して２６
１Ｈ遅延回路２２に戻すに際しては、誤り訂正用ビット
が除去されていないので、上記の動作を行っている過程
にて誤りが発生したとしても誤り訂正回路２６で検出さ
れ、訂正し得る誤りは訂正される。

ところで、誤り訂正回路２６において訂正不可能な誤り
が検出されたときは、制御線℃に出力されているスイッ
チ制御信号が１水平走査期間だけハイレベルとなり、切
替えスイッチ２８の可動接点Ｃは固定接点Ａから固定接
点Ｂ側へと切替わる。固定接点Ｂには、２６１Ｈ遅延回
路２２の出力信号が直接供給されているので、その信号
は固定接点Ａに供給されている信号より２６１）１後の
信号である。したがって、第１図に示した第１の実施例
と同様に、誤りが検出された走査線の信号は、隣接する
フィールドの静止画伝送信号に置き換えられる。

また、第４図に示したカウンタ３０は制御線１上のスイ
ッチ制御信号がハイレベルになった回数をカウントする
回路であり、そのカウント値が所定数以上となり、かつ
、切替えスイッチ２０の可動接点Ｃが固定接点Ｂ側に倒
れているときには、制御線ｍ上に出力されている誤り訂
正制御信号をハイレベルにする。すると、誤り訂正回路
２６では、現在行っている誤り検出訂正動作を中止し、
１水平走査期間の遅延線としての機能のみを果たす。す
なわち、符号誤りが数多く検出されたときには、伝送さ
れて来た信号の信顆度が低い為誤りの訂正動作を中止し
、すでに伝送された符号誤りの少ない１走査線分の信号
にて復元を行うわけである。

このようにすることにより復元静止画像の劣化を抑えら
れる。

以上説明したように第４図においては誤り訂正回路に１
水平走査周間の遅延線（図示せず）を設け、誤りが検出
された走査線の信号に対して１水平走査期間後にその走
査線の信号すべてを隣接走査線の信号と置き換えるよう
にしていたが、最初の誤りが検出された標本点以降の信
号のみを隣接走査線の信号に鳳き換えるようにしてもよ
い。

この場合、回路の構成は第１図および第４図に示したも
のとほぼ同一であるが、第５図（Ａ）に示すように誤り
訂正回路６，２６から制御線１へ出力されているスイッ
チ制御信号がハイレベルになるタイミングを、誤り訂正
の時間的位置と一致させることにより実現できる。また
、誤りの時間的位置が検出できなくなった場合には、第
５図（Ｂ）　　に示すように、１水平走査線の信号すべ
てを入れ替えるようにすれば良い。

なお、カウンタ３０は、制御線１上のスイッチ制御信号
がハイレベルになった回数をカウントするのでなく、ハ
イレベルになっている時間の総計をカウントするように
してもよい。また、第４図の説明においてはインターレ
ース方式の場合について説明してきたが本発明は遅延回
路の遅延時間を変えることによりノンインターレース方
式にも適用可能である。

また、第２図に示した実施例において動画の符号誤りを
除去する場合は、２６３）１遅延回路８を１水平走査期
間（ＩＨ）の遅延回路に置き換えてもよい。

更に、画像の動き検出回路を付加し、画像の態様に応じ
てＩＨの遅延と２６３１＋の遅延とを切り換えるように
してもよい。

また、各遅延回路をメモリにより実現し、アクセスタイ
ムを制御できるようにすることにより遅延時間を変える
ことができる。

更に、ＮＴＳＣ方式に限らず、各種のテレビジョン方式
に適合させる場合には、各遅延回路の遅延時間を変更す
ることにより適合することが可能である。

（発明の効果） 以上説明したとおり、本発明によれば、画像信号を予測
符号化して伝送する際に、簡易な構成により伝送路上で
の伝送信号の誤りにより発生する画質の劣化を少なくし
適正な画像を再現することを可能とした画像信号予測符
号化・復号化システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として本発明を適用したＤＰ
ＣＭ符号化部の構成を示すブロック図、 第２図は前記第１図のＤＰＣＭ復号化部の構成を示すブ
ロック図、 第３図は、インターレース方式による画面においての態
様を示す模式図、 第４図は本発明の他の実施例として静止画信号を導入し
て１号化する場合の概略構成を示すブロック図、 第５図（Ａ）　、　（Ｂ）は制御線βにおいてのスイッ
チ制御信号の出力状態を示す波形図、 第６図および第７図はそれぞれ従来のＤ　ＰＣＭ符号化
回路および復号化回路を示すブロック図である。 ２・・・ＤＰＣＭ符号化回路、 ４・・・誤り訂正用ビット付加回路、 ６・・・誤り訂正回路、 ８・−２６３１１遅延回路、 １０−・・切替えスイッチ、 １２・・・ＤＰＣＭ復号回路。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 符号化側において、画像信号を所定期間を単位として予
   測符号化を行うと共に、当該符号化された信号に誤り訂
   正符号を付して伝送し、 復号化側においては、伝送された前記予測符号化された
   画像信号の符号誤りを検出し、該符号誤りが検出された
   画像信号を近傍の符号誤りが検出されていない予測符号
   化された画像信号を用いて補間処理し、画像信号の復元
   を行うようにしたことを特徴する画像信号予測符号化・
   復号化システム。