JP2002027463A - 画像符号化装置及び方法 - Google Patents

画像符号化装置及び方法

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JP2002027463A JP2000207297A JP2000207297A JP2002027463A JP 2002027463 A JP2002027463 A JP 2002027463A JP 2000207297 A JP2000207297 A JP 2000207297A JP 2000207297 A JP2000207297 A JP 2000207297A JP 2002027463 A JP2002027463 A JP 2002027463A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の重要度に応じて再送制御を行う画
像伝送方法として、階層符号化を用い、各階層ごとに重
要度を設ける方法がある。しかし、階層化による分割損
が生じて符号化効率を低下させることと、階層ごとの符
号化を行うためのハードウェア及びソフトウェア資源を
必要とする。 【解決手段】 ビットカウンタ２１４にて、１伝送単位
に含まれる符号量を計数し、重要度判定部２１７にて、
ビットカウンタ２１４で計数された符号量を１伝送単位
に含まれる符号化マクロブロック数で割り算して１符号
化マクロブロックあたりの平均符号量を算出し、閾値比
較部２２０にて、平均符号量をフレームレートとビット
レートに基づいて算出した閾値とを比較して、当該伝送
単位の重要度を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル動画像
信号を携帯電話などの無線通信端末に伝送するための画
像伝送装置に用いて好適な画像符号化装置及び方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、動画像信号を符号化する技術とし
て、例えば国際標準化委員会（ISO/IEC：アイエスオー
・アイイーシー）で勧告されたISO/IEC 14496 part 2(V
isual)(MPEG-4)がある。このＭＰＥＧ−４Visualは、マ
ルチメディア符号化方式であり、様々な映像素材を符号
化できる技術である。
【０００３】画像符号化技術は、「動き補償予測符号化
方式」、「離散コサイン変換」、「可変長符号」の３つ
の技術で実現されている。以下、これらの技術について
説明する。
【０００４】（１）動き補償予測符号化方式 まず、入力画像ピクチャと前符号化ピクチャとを比較し
て、その間の動きを予測し（動き検出）、その動き量と
前符号化ピクチャとから入力画像ピクチャを予測する。
次いで、予測した画像（予測画像）と入力画像ピクチャ
の差分（予測誤差信号）を算出し、その予測誤差信号と
先に求めた動き量を受信側に送る。このように、動き予
測することで、少ないデータ量で画像情報を送ることが
可能となる。なお、この動き補償予測符号化方式とは別
に、前符号化ピクチャとの差分ではなく、画像データそ
のものを符号化するイントラ符号化方式がある。この方
式では、発生符号量が増えるが、予測誤差を用いないの
で、演算誤差をリセットする場合や、伝送エラーにおけ
る画質劣化から回復させる場合に用いられることが多
い。
【０００５】（２）離散コサイン変換 離散コサイン変換は、前述の予測誤差信号を周波数領域
へ変換するものである。予測誤差信号は、周波数領域に
変換されると、ある特定の周波数領域（低周波領域）に
パワーが集中する特徴があるので、この特徴を生かし、
可変長符号化方式と組み合わせて、さらに少ないデータ
量で画像情報を伝送できる。
【０００６】（３）可変長符号化方式 可変長符号化方式は、符号化するデータの出願頻度に偏
りがある場合、その偏りを利用し、出現頻度の高い事象
に対しては短い符号長、出現頻度の低い事象には長い符
号長で表現することにより、平均符号長を短くする方式
である。この方式を用いることにより、少ないデータ量
で画像情報を伝送できる。
【０００７】以上述べた３つの要素技術は、画像ピクチ
ャ全体に適用するのではなく、ピクチャを１６×１６画
素の符号化ブロック（マクロブロック）に分割した単位
毎に適用する。前記の動きは補償予測符号化方式とイン
トラ符号化方式もマクロブロック単位で切り替えること
が可能である。
【０００８】ところで、近年、携帯電話などの無線通信
端末の普及により、動画像信号の無線伝送技術に注目が
集まっている。無線伝送は有線伝送と比較して伝送エラ
ー率が高いために、伝送エラー耐性を有する符号化技術
が必須となっている。伝送誤りによる画像劣化を抑制す
る技術のうち、ビデオパケットと呼ばれる技術があり、
これは、複数のマクロブロックの符号化データを１つの
伝送単位（ビデオパケット）として伝送するようにした
ものである。
【０００９】ビデオパケットは、ビデオパケットヘッダ
と呼ばれる情報と任意の数のマクロブロックの符号化デ
ータから構成される。ビデオパケットヘッダには、先頭
のマクロブロックの位置アドレス（該当マクロブロック
がピクチャのどの位置であるかを示すアドレス）や復号
に必要なパラメータが含まれている。
【００１０】ビデオパケットの構成方法の一例として、
マクロブロック単位の発生符号量を累積し、これがある
一定の符号量に達したところでビデオパケットを構成す
る方法がある（例えば特開平７−０１４５１４号公
報）。この方法によれば、背景などの動きがなくて符号
量の少ない部分は、多くのマクロブロックでビデオパケ
ットが構成され、動きが大きくて符号量の多い部分は、
少ないマクロブロックでビデオパケットが構成される。
したがって、伝送エラーによりビデオパケットにエラー
が発生した場合でも、動きの大きい部分は少ないマクロ
ブロックで構成されているために劣化の範囲を小さく抑
えることができる。背景部分は多くのマクロブロックを
含んでいるものの、動きがないために劣化が目立たな
い。この方法を採用することで、効率よくビットを割り
振ることが可能となる。
【００１１】エラー耐性を向上させるための他の技術と
して、画像の重要度に応じて再送を行う技術（特開平９
−２１４７２１号公報）が挙げられる。これは、静止画
像を周波数領域に変換し、ある所定の周波数より高い成
分と低い成分とを別個に可変長符号化を施して２種類の
伝送フレームを構成するものである。これらのフレーム
を送信し、受信側で伝送エラーが発見された場合は、周
波数の低い成分に対して再送要求を行い、周波数の高い
成分に対しては再送要求を行わないように制御するもで
ある。これにより、若干の画質劣化は許容するが、伝送
効率の向上を図ることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像伝送方法においては、次のような問題がある。一般
的に、周波数領域や画像の解像度に応じて階層符号化を
行うと、情報を分割することになってオーバーヘッド情
報が必要となり、これによって分割損が発生することに
なる。また、階層符号化に伴い、各階層ごとの復号処理
を行うハードウェアもしくはソフトウェア資源が必要と
なる。
【００１３】近年、無線による動画像伝送技術が検討さ
れており、無線伝送路の伝送レートは有線網に比較して
低いために、上記の分割損が占める割合は無視できない
量となっている。また、動画像を受信可能な移動体端末
は、通信時間をできるだけ長くするために消費電力を低
く抑える必要があるが、階層化に伴うハードウェア及び
ソフトウェアの資源増加は端末の通信時間にも影響を与
えることになる。
【００１４】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、階層化を必要とせず、動画像符号化データの重要
度を極めて簡易な構成で決定できて、効果的な再送制御
が可能な画像符号化装置及び方法を提供することを目的
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化装置
は、ディジタル画像をマクロブロックに分割してマクロ
ブロック単位で符号化処理を行う符号化手段と、前記符
号化手段で符号化された複数のマクロブロックが１つの
伝送単位として生成される毎にそれに含まれる符号量を
検出し、検出した符号量に応じて当該伝送単位の伝送先
での画像復号における重要度を決定する重要度決定手段
と、を具備する構成を採る。
【００１６】また、本発明の画像符号化装置は、ディジ
タル画像をマクロブロックに分割してマクロブロック単
位で符号化処理を行う符号化手段と、前記符号化手段で
符号化された複数のマクロブロックが１つの伝送単位と
して生成される毎にそれに含まれるマクロブロック数及
び符号量を計数し、更に計数結果からマクロブロックあ
たりの平均符号量を求め、その平均符号量に応じて当該
伝送単位の伝送先での画像復号における重要度を決定す
る重要度決定手段と、を具備する構成を採る。
【００１７】一般的に、符号量が多いマクロブロック
は、動き補償予測符号化の場合、変化量が多い。つま
り、動きが大きい部分と考えることができる。このマク
ロブロックに伝送エラーが発生すると、再生画像の画質
に与える影響が大きいと考えられる。すなわち、発生符
号量が多いマクロブロックは重要度が高いと考えられ
る。一方、イントラ符号化の場合、予測を用いないため
に発生符号量が多くなるが、伝送エラーによる画質劣化
を回復させることができるので、これも重要度が高いと
考えられる。
【００１８】したがって、本発明によれば、画像符号化
処理における画像データの重要度の決定を極めて簡単構
成で行うことができる。この結果、効率の良い再送制御
が可能となり、伝送エラーが生じ易い伝送路を用いた画
像情報配信サービス（例えば、ライブ映像）でも良好な
画質を保つことが可能となる。
【００１９】また、本発明の画像符号化装置は、ディジ
タル画像をマクロブロックに分割してマクロブロック単
位で符号化処理を行う符号化手段と、前記符号化手段で
符号化された複数のマクロブロックが１つの伝送単位と
して生成される毎にそれに画像復号に必要なピクチャヘ
ッダ情報を含むか否かにより当該伝送単位の伝送先での
画像復号における重要度を決定する重要度決定手段と、
を具備する構成を採る。
【００２０】１枚の画像を符号化した場合、複数の伝送
単位からなるビットストリームと呼ばれるビット列が得
られる。ピクチャの先頭の伝送単位には、そのピクチャ
全体を復号するために必要な情報が含まれており、これ
をピクチャヘッダと呼ばれている。このピクチャヘッダ
に伝送エラーが発生した場合、このピクチャに含まれる
２番目以降の伝送単位は正しく復号することが不可能に
なる。このピクチャヘッダを含む伝送単位は非常に重要
である。したがって、本発明によれば、既に符号化処理
が終了しているビットストリームからであっても、ピク
チャヘッダを含む伝送単位の重要度を決定することが可
能となる。
【００２１】本発明の画像伝送装置は、上記画像符号化
装置と、この画像符号化装置の重要度決定手段で決定さ
れた重要度情報を、重要度を決定した伝送単位の伝送時
にその伝送単位に付加する重要度情報付加手段と、を具
備する構成を採る。
【００２２】本発明によれば、再送を必要する伝送単位
に重要度情報を付加するので、伝送エラーが生じた場合
に、伝送元に対して画像復号に必要な伝送単位の再送が
可能となる。
【００２３】また、本発明の画像伝送装置は、符号化さ
れた複数のマクロブロックから成る伝送単位が入力され
る毎にそれに含まれる符号量を検出し、検出した符号量
に応じて当該伝送単位の伝送先での画像復号における重
要度を決定する重要度決定手段を具備する構成を採る。
【００２４】本発明によれば、既に符号化処理が終了し
ているビットストリームからであっても、伝送単位に含
まれる符号量を検出することによって、当該伝送単位の
重要度を決定して伝送することが可能となる。
【００２５】また、本発明の画像伝送装置は、符号化さ
れた複数のマクロブロックから成る伝送単位が入力され
る毎にそれに含まれるマクロブロック数及び符号量を計
数し、更に計数結果からマクロブロックあたりの平均符
号量を求め、その平均符号量に応じて当該伝送単位の伝
送先での画像復号における重要度を決定する重要度決定
手段を具備する構成を採る。
【００２６】本発明によれば、既に符号化処理が終了し
ているビットストリームからであっても、伝送単位に含
まれるマクロブロック数と伝送単位あたりの符号量を計
数することによって、当該伝送単位の重要度を決定して
伝送することが可能となる。
【００２７】また、本発明の画像伝送装置は、符号化さ
れた複数のマクロブロックから成る伝送単位が入力され
る毎にそれに画像復号に必要なピクチャヘッダ情報を含
むか否かにより当該伝送単位の伝送先での画像復号にお
ける重要度を決定する重要度決定手段を具備する構成を
採る。
【００２８】本発明によれば、既に符号化処理が終了し
ているビットストリームからであっても、ピクチャヘッ
ダを含む伝送単位の重要度を決定して伝送することが可
能となる。
【００２９】また、本発明の画像伝送装置は、伝送単位
の伝送後、伝送先より再送要求があると、当該伝送単位
が再送可能な重要度のものあれば、当該伝送単位を再送
する制御手段を具備する構成を採る。
【００３０】本発明によれば、伝送エラーが生じた場合
に、伝送元に対して画像復号に必要な伝送単位の再送が
行われるので、伝送エラーによる画質の劣化の回復が可
能となる。
【００３１】本発明の画像配信サーバは、上記画像伝送
装置を具備する構成を採る。
【００３２】本発明の移動局装置は、上記画像伝送装置
を具備する構成を採る。
【００３３】本発明の基地局装置は、上記画像伝送装置
を具備する構成を採る。
【００３４】本発明によれば、簡易な構成で伝送単位の
重要度を決定することができるので、再送制御を有効に
行うことが可能となる。したがって、伝送エラーの発生
頻度の高い無線環境にあっても品質の良い画像情報の提
供が可能となる。
【００３５】本発明の画像符号化方法は、画像の重要度
に応じて再送制御を行う画像伝送方法であって、ディジ
タル画像をマクロブロックに分割してマクロブロック単
位で符号化処理を行い、符号化した複数のマクロブロッ
クから１つの伝送単位を生成する毎にその伝送単位に重
要度情報を付加し、その重要度を、当該伝送単位に含ま
れる符号量に応じて決定する。
【００３６】また、本発明の画像符号化方法は、画像の
重要度に応じて再送制御を行う画像伝送方法であって、
ディジタル画像をマクロブロックに分割してマクロブロ
ック単位で符号化処理を行い、符号化した複数のマクロ
ブロックから１つの伝送単位を生成する毎にその伝送単
位に重要度情報を付加し、その重要度を、当該伝送単位
に含まれるマクロブロック数及び符号量の計数結果から
マクロブロックあたりの平均符号量を求め、その平均符
号量に応じて決定する。
【００３７】また、本発明の画像符号化方法は、画像の
重要度に応じて再送制御を行う画像伝送方法であって、
ディジタル画像をマクロブロックに分割してマクロブロ
ック単位で符号化処理を行い、符号化した複数のマクロ
ブロックから１つの伝送単位を生成する毎にその伝送単
位に重要度情報を付加し、その重要度を、当該伝送単位
に画像復号に必要なピクチャヘッダ情報を含むか否かに
より決定する。
【００３８】本発明の記録媒体は、上記画像符号化方法
をプログラム化したデータが記録されたものである。
【００３９】この記録媒体を用いることで、マイコンを
搭載してソフトウェア制御が可能な画像符号化装置に対
して、上記画像符号化方法を容易に実現することが可能
となる。
【００４０】本発明の画像符号化装置は、上記記録媒体
と、この記録媒体に記録されたデータに従って伝送単位
の重要度を決定する制御手段と、を具備する構成を採
る。
【００４１】本発明によれば、制御手段は、容易に伝送
単位の重要度を決定することができる。
【００４２】本発明の重要度決定方法は、符号化された
複数のマクロブロックから成る伝送単位に含まれる符号
量を検出し、検出した符号量に応じて当該伝送単位の伝
送先での画像復号における重要度を決定する。
【００４３】本発明によれば、既に符号化処理が終了し
ているビットストリームからであっても、伝送単位に含
まれる符号量を検出することによって、当該伝送単位の
重要度を容易に決定することが可能となる。
【００４４】また、本発明の重要度決定方法は、符号化
された複数のマクロブロックから成る伝送単位に含まれ
るマクロブロック数及び符号量を計数し、更に計数結果
からマクロブロックあたりの平均符号量を求め、その平
均符号量に応じて当該伝送単位の伝送先での画像復号に
おける重要度を決定する。
【００４５】本発明によれば、既に符号化処理が終了し
ているビットストリームからであっても、伝送単位に含
まれるマクロブロック数と伝送単位あたりの符号量を計
数することによって、当該伝送単位の重要度を容易に決
定することが可能となる。
【００４６】また、本発明の重要度決定方法は、符号化
された複数のマクロブロックから成る伝送単位に画像復
号に必要なピクチャヘッダ情報を含むか否かにより当該
伝送単位の伝送先での画像復号における重要度を決定す
る。
【００４７】本発明によれば、既に符号化処理が終了し
ているビットストリームからであっても、ピクチャヘッ
ダを含む伝送単位の重要度を容易に決定することが可能
となる。
【００４８】本発明の記録媒体は、上記重要度決定方法
をプログラム化したデータが記録されたものである。
【００４９】この記録媒体を用いることで、マイコンを
搭載してソフトウェア制御が可能な画像伝送装置に対し
て、上記重要度決定方法を容易に実現することが可能と
なる。
【００５０】本発明の画像伝送装置は、上記記録媒体
と、この記録媒体に記録されたデータに従って伝送単位
の重要度を決定する制御手段と、を具備する構成を採
る。
【００５１】本発明によれば、制御手段は、容易に伝送
単位の重要度を決定することができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】本発明の骨子は、画像の重要度に
応じて再送制御を行う画像伝送処理において、符号化さ
れたマクロブックを複数含む伝送単位毎に重要度情報を
付加し、その重要度情報を伝送単位に含まれる符号量に
応じて決定することである。
【００５３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して詳細に説明する。
【００５４】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る画像伝送装置の構成を示すブロック図であ
る。
【００５５】図１において、本実施の形態の画像伝送装
置１００は、ＣＣＤ等の撮像素子を有し、アナログの画
像信号を出力する撮像部１０１と、撮像部１０１からの
画像信号をディジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変
換部１０２と、Ａ／Ｄ変換部１０２からのディジタル画
像信号に対して画像符号化処理を行い、符号化したマク
ロブロックを出力する画像符号化部１０３と、画像符号
化部１０３で符号化されたマクロブロックを１伝送単位
ごとにパケット化するパケット化部１０４と、パケット
化部１０４で生成された送信パケットをディジタル変調
する変調部１０５と、変調部１０５からの変調信号に所
定の無線送信処理を施す無線送信部１０６と、変調信号
の中空への放出及び変調信号を捉えるためのアンテナ１
０７と、アンテナ１０７で捉えられた変調信号を受信
し、復調可能な信号に変換して出力する無線受信部１０
８と、無線受信部１０８にて受信された情報を復調する
復調部１０９と、再送用の送信パケットを蓄積する再送
用バッファ１１０と、再送用バッファ１１０に対する送
信パケットの読み出しを制御するバッファ制御部１１１
と、送信パケット生成においてマクロブロックに対する
時間情報を付与するための時間を生成するタイマ部１１
２と、を備えて構成される。
【００５６】図２は、上記画像符号化部１０３の詳細な
構成を示すブロック図である。この図において、画像符
号化部１０３は、ラスタ・マクロブロック変換部２０１
と、差分器２０２と、動き評価部２０３と、マクロブロ
ックカウンタ２０４と、前ピクチャの符号化再生画像を
保持するフレームメモリ２０５と、加算器２０６と、離
散コサイン変換部２０７と、量子化部２０８と、可変長
符号化部２０９と、多重化部２１０と、逆量子化部２１
１と、逆離散コサイン変換部２１２と、可変長符号化部
２１３と、ビットカウンタ２１４と、同期単位分割判定
部２１５と、同期語発生部２１６と、重要度判定部２１
７と、を備えて構成される。
【００５７】ラスタ・マクロブロック変換部２０１は、
入力されたディジタル画像信号を符号化したマクロブロ
ックに分割して、差分器２０２及び動き評価部２０３及
びマクロブロックカウンタ２０４へ出力する。動き評価
部２０３は、ラスタ・マクロブロック変換部２０１から
の符号化ブロック（現ピクチャ）を基に、フレームメモ
リ２０５から読み出した前ピクチャとの動き量を評価す
る。そして、評価結果を動きベクトルとしてフレームメ
モリ２０５及び可変長符号化部２１３へ出力する。
【００５８】可変長符号化部２１３は、動き評価部２０
３からの動きベクトルを可変長符号化して多重化部２１
０及びビットカウンタ２１４へ出力する。フレームメモ
リ２０５では、動きベクトル分だけ補正された予測画像
が読み出され、予測信号として差分器２０２及び加算器
２０６へ出力される。差分器２０２は、フレームメモリ
２０５からの予測画像と現時点での処理対象である符号
化されたマクロブロックと差分をとり、その差分値を離
散コサイン変換部２０７へ出力する。離散コサイン変換
部２０７は、差分器２０２からの差分値を周波数領域に
変換して量子化部２０８へ出力する。
【００５９】量子化部２０８は、離散コサイン変換部２
０７からの差分値を所定の量子化パラメータに基づいて
量子化し、量子化した離散コサイン変換係数を可変長符
号化部２０９及び逆量子化部２１１へ出力する。可変長
符号化部２０９は、量子化部２０８からの離散コサイン
変換係数を可変長符号に変換して多重化部２１０及びビ
ットカウンタ２１４へ出力する。逆量子化部２１１は、
量子化部２０８からの量子化された離散コサイン変換係
数を逆量子化して逆離散コサイン変換部２１２へ出力す
る。逆離散コサイン変換部２１２は、逆量子化された離
散コサイン変換係数から予測誤差信号を再生し、加算器
２０６へ出力する。加算器２０６は、逆離散コサイン変
換器２１２からの予測誤差信号とフレームメモリ２０５
からの予測信号とを加算する。予測誤差信号と予測信号
とが加算されることで、再生画像が再現される。これ
は、次ピクチャを符号化するための予測画像としてフレ
ームメモリ２０５に記憶される。
【００６０】マクロブロックカウンタ２０４は、ラスタ
・マクロブロック変換手段２０１からの符号化されたマ
クロブロックをカウントし、その数を同期単位分割判定
部２１５及び重要度判定部２１７へ出力する。同期単位
分割判定部２１５は、符号化されたマクロブロックが所
定の数になると、伝送単位を区切るために同期語発生部
２１６へ同期語を出力するよう指示し、またマクロブロ
ックカウンタ２０４をリセットする。同期語発生部２１
６は、同期語単位分割判定部２１５から同期語発生の指
示があると同期語を出力する。この同期語と、可変長符
号化部２０９からの可変長符号化された離散コサイン変
換係数と、可変長符号化部２１３からの動きベクトル
は、多重化部２１０へ出力されて、そこで多重化され
る。
【００６１】ビットカウンタ２１４は、可変長符号化さ
れた動きベクトル及び離散コサイン変換係数のビット数
（即ち１伝送単位中に含まれる符号量）をカウントし、
その値を重要度判定手段２１７へ出力する。重要度判定
部２１７は、同期単位分割判定手段２１５にて同期単位
分割を行うと判定された場合にのみ重要度情報を出力す
る。重要度判定部２１７は、閾値算出部２１８と、平均
符号量算出部２１９と、閾値比較部２２０とを有して構
成されており、平均符号量算出部２１９は、ビットカウ
ンタ２１４でカウントされた１伝送単位に含まれる符号
量を１伝送単位中の符号化マクロブロック数で割ること
で、１符号化マクロブロックの平均符号量を算出し、そ
れを閾値比較部２２０へ出力する。
【００６２】閾値算出部２１８は、１伝送単位のデータ
の重要度を判定するための閾値を、フレームレートとビ
ットレートとから算出する。この場合、フレームレート
をＦ、ビットレートをＢ、ピクチャ内の符号化マクロブ
ロック数をＮとすると、閾値Ｔは、 Ｔ＝（Ｂ／Ｆ）／Ｎ により得られる。この閾値Ｔは１符号化マクロブロック
あたりの平均的な符号量と考えることができる。
【００６３】閾値比較部２２０は、平均符号量算出部２
１９で算出された１伝送単位の平均符号量と閾値算出部
２１８で算出された閾値を比較し、平均符号量が閾値を
超えた場合に重要度情報を出力する。
【００６４】次に、上記構成の画像伝送装置１００の動
作について説明する。図１において、撮像部１０１から
出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換部１０２でディジタ
ル画像信号に変換されて、画像符号化部１０３に入力さ
れる。画像符号化部１０３に入力されたディジタル画像
信号は、所定の符号化アルゴリズムで符号化され、符号
化されたデータとその符号化データの重要度情報がパケ
ット化部１０４に入力される。パケット化部１０４で
は、符号化データとその重要度情報及び符号化データに
対する時間情報を付与して送信パケットを生成する。パ
ケット化手段１０４で生成された送信パケットは、変調
部１０５に入力される。変調部１０５では、送信パケッ
トで搬送波を変調して変調信号を生成し、無線送信部１
０６へ出力する。無線送信部１０６では、変調信号が所
定のレベルまで電力増幅される。電力増幅された変調信
号はアンテナ１０７から中空へ放出される。
【００６５】パケット化部１０４で生成された送信パケ
ットのうち重要度の高いものだけが再送用バッファ１１
０に格納される。ここで、送信された送信パケットが伝
送中に発生するエラーにより正しく伝送できず、受信側
より再送要求が送信されたとすると、その再送要求を含
む変調信号が無線受信部１０８で受信される。無線受信
部１０８では、受信した変調信号を復調部１０９へ出力
する。
【００６６】復調部１０９では、入力された変調信号か
ら再送要求を復調すると、それをバッファ制御部１１１
へ出力する。バッファ制御部１１１では、再送要求が入
力されると、再送用バッファ１１０内の指定された送信
パケットを再送するために、再送用バッファ１１０から
送信パケットを読み出して変調部１０５へ出力する。こ
れにより、再送する送信パケットが無線送信部１０６か
ら出力されて、アンテナ１０７より中空へ放出される。
【００６７】ここで、画像符号化された伝送単位に優先
度を付与する処理について説明する。ラスタ・符号化ブ
ロック変換部２０１に入力されたディジタル画像は、例
えば１６×１６画素サイズの符号化マクロブロックに分
割される。分割された符号化マクロブロックは動き評価
部２０３に送られて、そこでフレームメモリ２０５に記
憶された前ピクチャとの動き量が評価され、動きベクト
ルが出力される。動きベクトルは可変長符号化部２１３
で可変長符号化されて多重化部２１０及びビットカウン
タ２１４へ出力される。
【００６８】また、フレームメモリ２０５から動きベク
トル分だけ補正された予測画像が出力されて、差分器２
０２で現在の処理対象である符号化マクロブロックとの
差分値が算出される。算出された差分値は、離散コサイ
ン変換部２０７で周波数領域に変換された後、量子化部
２０８で量子化され、さらにその後、可変長符号化部２
０９で可変長符号に変換される。また、量子化された離
散コサイン変換係数は、逆量子化部２１１で逆量子化さ
れた後、逆離散コサイン変換部２１２で予測誤差信号が
再生される。再生された予測誤差信号は、加算器２０６
で予測信号と加算されて再生画像が再現される。再現さ
れた再生画像は、次ピクチャを符号化するための予測画
像としてフレームメモリ２０５に保存される。
【００６９】一方、マクロブロックカウンタ２０４にて
ラスタ・マクロブロック変換手段２０１からの符号化マ
クロブロックが計数され、その計数値が同期単位分割判
定部２１５に入力される。符号化マクロブロックの計数
値が所定の値に達すると、同期単位分割判定部２１５か
ら同期語発生部２１６に指示が出され、同期語発生部２
１６から同期語が出力される。また、符号化マクロブロ
ックの計数値が所定値に達した時点でマクロブロックカ
ウンタ２０４がリセットされる。
【００７０】同期単位分割判定部２１５にて同期単位分
割を行うと判定されると、重要度判定部２１７から重要
度情報が出力される。重要度判定部２１７では、ビット
カウンタ２１４でカウントされた可変長符号化された動
きベクトル及び離散コサイン変換係数のビット数から伝
送単位に含まれる符号化ブロックの平均符号量が算出さ
れ、この平均符号量が所定の閾値を超えると、重要度が
高いと判断して重要度情報を出力する。
【００７１】このように、本実施の形態によれば、ビッ
トカウンタ２１４にて、１伝送単位に含まれる符号量を
計数し、重要度判定部２１７にて、ビットカウンタ２１
４で計数された符号量を１伝送単位に含まれる符号化マ
クロブロック数で割り算して１符号化マクロブロックあ
たりの平均符号量を算出し、閾値比較部２２０にて、平
均符号量をフレームレートとビットレートに基づいて算
出した閾値とを比較して、当該伝送単位の重要度を決定
する。
【００７２】したがって、画像符号化処理における画像
データの重要度の決定を極めて簡単構成で行うことがで
き、これによって、効率の良い再送制御が可能となり、
伝送エラーが生じ易い伝送路を用いた画像情報配信サー
ビス（例えば、ライブ映像）でも良好な画質を保つこと
が可能となる。
【００７３】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２に係る画像伝送装置について説明する。図３は、本
実施の形態に係る画像伝送装置の画像符号化部１１３の
構成を示すブロック図である。なお、この図において前
述した図２と同じ機能を有する部分については同じ番号
を付与し、その説明を割愛する。
【００７４】この図において、ラスタ・マクロブロック
変換部３０１は、入力画像信号を符号化マクロブロック
に変換して出力するとともに、ピクチャの先頭であるこ
とを示す垂直同期タイミングを出力する。重要度判定部
３０２は、同期単位分割判定部２１５から指示があった
場合にのみ重要度情報を出力する。重要度判定部３０２
は、ラスタ・マクロブロック変換部３０１からの垂直同
期タイミングに合わせて、ピクチャ先頭の伝送単位の時
のみ重要度が高いと判定し、重要度情報を出力する。
【００７５】このように、本実施の形態によれば、ピク
チャの復号に必要なピクチャヘッダ情報を含むか否かに
より伝送単位の重要度を決定するようにしたので、実施
の形態１と同様に画像符号化処理における画像データの
重要度の決定を極めて簡単構成で行うことができ、これ
によって、効率の良い再送制御が可能となり、伝送エラ
ーが生じ易い伝送路を用いて、画像情報配信サービス
（例えば、ライブ映像）を行う場合でも良好な画質を保
つことが可能となる。
【００７６】（実施の形態３）次に、本発明に実施の形
態３に係る画像伝送装置について説明する。図４は、本
実施の形態に係る画像伝送装置の構成を示すブロック図
である。なお、この図において前述した図１と同じ機能
を有する部分については同じ番号を付与し、その説明を
割愛する。
【００７７】この図において、重要度判定部４０１は、
入力された画像符号化済みのビットストリームから重要
度を判定する。図５は、重要度判定部４０１の詳細な構
成を示すブロック図である。重要度判定部４０１は、伝
送単位分割部５０１と、符号量カウンタ５０２と、マク
ロブロックアドレス抽出部５０３と、１伝送単位遅延部
５０４、５０６、５０９と、差分器５０５と、閾値算出
部５０７と、重要度判定部（名称は同じであるが、重要
判定部４０１を構成する一部である）５０８と、を備え
て構成される。
【００７８】入力されるビットストリームは、複数の伝
送単位で構成されており、各伝送単位には、図６に示す
ようにその先頭を認識するために同期語が挿入されてい
る。伝送単位分割部５０１は、入力されたビットストリ
ームから同期語をサーチすることにより画像の伝送単位
に分割する。この場合、現在の同期語から次の同期語直
前までが１つの伝送単位となる。伝送単位分割部５０１
は、分割した伝送単位を符号量カウンタ５０２及びマク
ロブロックアドレス抽出部５０３へ出力する。
【００７９】符号量カウンタ５０２は、入力された伝送
単位のビット数を計数し、その値を出力する。マクロブ
ロックアドレス抽出部５０３は、伝送単位の冒頭に含ま
れるヘッダ情報の中のマクロブロックアドレス情報を読
み出して出力する。マクロブロックアドレス情報は、１
伝送単位遅延部５０４によって遅延され、差分器５０５
により差分値が計算される。これは、前伝送単位と現伝
送単位のマクロブロックアドレスの差分を計算すること
を意味し、これにより前伝送単位に含まれる符号化ブロ
ック数が分かる。
【００８０】一方、符号量カウンタ５０２でカウントさ
れた伝送単位のビット数は、１伝送単位遅延部５０６に
おいて１伝送単位分遅延される。閾値算出部５０７は、
フレームレート、ビットレート、画像フォーマット情報
から閾値を算出する。閾値の決定方法は、上述した実施
の形態１で算出したものと同じ方法をここでは用いる。
なお、本発明では、閾値決定方法をこれに限定するもの
ではなく、他の決定方法であっても本発明が有効に作用
することは容易に類推できる。
【００８１】重要度判定部５０８は、伝送単位のビット
数及び符号化マクロブロック数から、この伝送単位に含
まれる符号化マクロブロックあたりの平均符号量を算出
し、閾値算出部５０７で算出された閾値と比較する。こ
の平均符号量が閾値よりも大きい場合は重要度が高いと
して重要度情報を出力する。
【００８２】このように、本実施の形態によれば、既に
符号化処理が終了しているビットストリームでも、伝送
単位に含まれる符号化マクロブロック数と伝送単位あた
りの符号量を計数することで、実施の形態１と同様に画
像符号化処理における画像データの重要度の決定を極め
て簡単構成で行うことができ、これによって、効率の良
い再送制御が可能となり、伝送エラーが生じ易い伝送路
を用いて、蓄積された画像データを配信するサービス
（例えば、画像データベースアクセス）を行う場合でも
良好な画質を得ることができる。
【００８３】（実施の形態４）次に、本発明の実施の形
態４に係る画像伝送装置について説明する。本実施の形
態に係る画像伝送装置は、重要度判定部以外は、上述し
た図４に示す実施の形態３に係る画像伝送装置と同じ構
成である。本実施の形態に係る画像伝送装置の重要度判
定部について図７を用いて説明する。
【００８４】図７において、重要度判定部５１０は、伝
送単位分割部５０１と、伝送単位ヘッダ解析部６０１と
を有して構成される。伝送単位ヘッダ解析部６０１は、
伝送単位分割部５０１で伝送単位に分割された伝送単位
の先頭部分のビット列を解析する。伝送単位の先頭には
同期語が存在するが、ピクチャの先頭を示す同期語はそ
れ以外の同期語とは異なる同期語が用いられている。し
たがって、伝送単位の先頭のみを解析することで、その
同期単位がピクチャの先頭か否かを容易に判断すること
が可能であり、ピクチャ先頭を示す同期語を検出した場
合は、重要度が高いとして重要度情報を出力する。
【００８５】このように、本実施の形態によれば、既に
符号化処理が終了しているビットストリームでも、伝送
単位の先頭部分のビット列を解析することで、実施の形
態１と同様に画像符号化処理における画像データの重要
度の決定を極めて簡単構成で行うことができ、これによ
って、効率の良い再送制御が可能となり、伝送エラーが
生じ易い伝送路を用いて、蓄積された画像データを配信
するサービス（例えば、画像データベースアクセス）を
行う場合でも良好な画質を得ることができる。
【００８６】なお、上述した本発明は、機能別に回路を
組んでもよいし、マイコンを使用してソフトウェアによ
る実現も可能である。マイコンを使用する場合は、ＲＯ
Ｍなどの書き込み可能な記録媒体に本発明をプログラム
化して記憶させておき、この記憶させたプログラムをマ
イコンによって処理させる。因みに、記録媒体として
は、ＲＯＭなどの半導体素子の他に、磁気記録媒体、光
記録媒体、光磁気記録媒体などが挙げられる。
【００８７】また、本発明は、画像伝送装置の他、単に
画像符号化部を独立させた画像符号化装置としても実現
でき、更に画像伝送装置又は画像符号化装置を備えた画
像情報配信用のサーバー（画像配信サーバー）としても
実現可能である。また、ディジタル無線通信システムに
おける基地局装置や移動局装置のような通信端末装置に
も実現可能である。
【００８８】また、本発明に係る実施の形態３及び４で
は、画像符号化されたデータから重要度を判定して、重
要度情報を付与して伝送するものであったが、送信側と
端末の間に位置する中継器において、重要度に関する情
報を持たない伝送単位から重要度情報を持つ伝送単位に
変換する（プロトコル変換）際に、上記手法を用いて変
換を行うことが可能である。
【００８９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像符号化処理において、極めて簡易な構成で画像デー
タの重要度を決定できるので、再送制御を行うことが可
能となり、伝送エラーのある伝送路を用いた画像情報配
信サービス（例えばライブ映像）も良好な画質を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像伝送装置の構
成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像伝送装置の画
像符号化部の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２に係る画像伝送装置の画
像符号化部の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態３に係る画像伝送装置の構
成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態３に係る画像伝送装置の重
要度判定部の構成を示すブロック図
【図６】伝送単位の構成を示す図
【図７】本発明の実施の形態４に係る画像伝送装置の重
要度判定部の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１００、４００ 画像伝送装置 １０１ 撮像部 １０２ Ａ／Ｄ変換部 １０３、１１３ 画像符号化部 １０４ パケット化部 １０５ 変調部 １０６ 無線送信部 １０８ 無線受信部 １０９ 復調部 １１０ 再送用バッファ １１１ バッファ制御部 １１２ タイマ部 ２０１、３０１ ラスタ・マクロブロック変換部 ２０２、５０５ 差分器 ２０３ 動き評価部 ２０４ マクロブロックカウンタ ２０５ フレームメモリ ２０６ 加算器 ２０７ 離散コサイン変換部 ２０８ 量子化部 ２０９ 可変長符号化部 ２１０ 多重化部 ２１１ 逆量子化部 ２１２ 逆離散コサイン変換部 ２１３ 可変長符号化部 ２１４ ビットカウンタ ２１５ 同期単位分割判定部 ２１６ 同期語発生部 ２１７、３０２、４０１、５０８、５１０ 重要度判定
部 ２１８、５０７ 閾値算出部 ２１９ 平均符号量算出部 ２２０ 閾値比較部 ５０１ 伝送単位分割部 ５０２ 符号量カウンタ ５０３ マクロブロックアドレス抽出部 ５０４、５０６、５０９ １伝送単位遅延部 ６０１ 伝送単位ヘッダ解析部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 秋弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 畑 幸一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 KK00 LA00 LC00 MA23 MC11 ME01 NN01 RA04 RB02 RB04 RC01 RC02 RC16 RC24 RF23 SS10 SS20 TA75 TB00 TC04 TC12 TC18 TC45 TD03 TD12 UA02 UA05 UA38 5C064 BA07 BB05 BC10 BC16 BC20 BD02 BD08 5J064 AA04 BA15 BB05 BC02 BC05 BC06 BC14 BC21 BC22 BD02

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディジタル画像をマクロブロックに分割
    してマクロブロック単位で符号化処理を行う符号化手段
    と、 前記符号化手段で符号化された複数のマクロブロックが
    １つの伝送単位として生成される毎にそれに含まれる符
    号量を検出し、検出した符号量に応じて当該伝送単位の
    伝送先での画像復号における重要度を決定する重要度決
    定手段と、 を具備することを特徴とする画像符号化装置。
  2. 【請求項２】 ディジタル画像をマクロブロックに分割
    してマクロブロック単位で符号化処理を行う符号化手段
    と、 前記符号化手段で符号化された複数のマクロブロックが
    １つの伝送単位として生成される毎にそれに含まれるマ
    クロブロック数及び符号量を計数し、更に計数結果から
    マクロブロックあたりの平均符号量を求め、その平均符
    号量に応じて当該伝送単位の伝送先での画像復号におけ
    る重要度を決定する重要度決定手段と、 を具備することを特徴とする画像符号化装置。
  3. 【請求項３】 ディジタル画像をマクロブロックに分割
    してマクロブロック単位で符号化処理を行う符号化手段
    と、 前記符号化手段で符号化された複数のマクロブロックが
    １つの伝送単位として生成される毎にそれに画像復号に
    必要なピクチャヘッダ情報を含むか否かにより当該伝送
    単位の伝送先での画像復号における重要度を決定する重
    要度決定手段と、 を具備することを特徴とする画像符号化装置。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
    の画像符号化装置と、前記画像符号化装置の重要度決定
    手段で決定された重要度情報を重要度を決定した伝送単
    位の伝送時に当該伝送単位に付加する重要度情報付加手
    段と、を具備することを特徴とする画像伝送装置。
  5. 【請求項５】 符号化された複数のマクロブロックから
    成る伝送単位が入力される毎にそれに含まれる符号量を
    検出し、検出した符号量に応じて当該伝送単位の伝送先
    での画像復号における重要度を決定する重要度決定手段
    を具備することを特徴とする画像伝送装置。
  6. 【請求項６】 符号化された複数のマクロブロックから
    成る伝送単位が入力される毎にそれに含まれるマクロブ
    ロック数及び符号量を計数し、更に計数結果からマクロ
    ブロックあたりの平均符号量を求め、その平均符号量に
    応じて当該伝送単位の伝送先での画像復号における重要
    度を決定する重要度決定手段を具備することを特徴とす
    る画像伝送装置。
  7. 【請求項７】 符号化された複数のマクロブロックから
    成る伝送単位が入力される毎にそれに画像復号に必要な
    ピクチャヘッダ情報を含むか否かにより当該伝送単位の
    伝送先での画像復号における重要度を決定する重要度決
    定手段を具備することを特徴とする画像伝送装置。
  8. 【請求項８】 伝送単位の伝送後、伝送先より再送要求
    があると、当該伝送単位が再送可能な重要度のものあれ
    ば、当該伝送単位を再送する制御手段を具備することを
    特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載の画
    像伝送装置。
  9. 【請求項９】 請求項４から請求項８のいずれかに記載
    の画像伝送装置を具備することを特徴とする画像配信サ
    ーバ。
  10. 【請求項１０】 請求項４から請求項８のいずれかに記
    載の画像伝送装置を具備することを特徴とする移動局装
    置。
  11. 【請求項１１】 請求項４から請求項８のいずれかに記
    載の画像伝送装置を具備することを特徴とする基地局装
    置。
  12. 【請求項１２】 ディジタル画像をマクロブロックに分
    割してマクロブロック単位で符号化処理を行い、符号化
    した複数のマクロブロックから１つの伝送単位を生成す
    る毎にその伝送単位に重要度情報を付加し、その重要度
    を、当該伝送単位に含まれる符号量に応じて決定するこ
    とを特徴とする画像符号化方法。
  13. 【請求項１３】 ディジタル画像をマクロブロックに分
    割してマクロブロック単位で符号化処理を行い、符号化
    した複数のマクロブロックから１つの伝送単位を生成す
    る毎にその伝送単位に重要度情報を付加し、その重要度
    を、当該伝送単位に含まれるマクロブロック数及び符号
    量の計数結果からマクロブロックあたりの平均符号量を
    求め、その平均符号量に応じて決定することを特徴とす
    る画像符号化方法。
  14. 【請求項１４】 ディジタル画像をマクロブロックに分
    割してマクロブロック単位で符号化処理を行い、符号化
    した複数のマクロブロックから１つの伝送単位を生成す
    る毎にその伝送単位に重要度情報を付加し、その重要度
    を、当該伝送単位に画像復号に必要なピクチャヘッダ情
    報を含むか否かにより決定することを特徴とする画像符
    号化方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１２から請求項１４のいずれか
    に記載の画像符号化方法をプログラム化したデータが記
    録されたことを特徴とする記録媒体。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載の記録媒体と、前記記
    録媒体に記録されたデータに従って伝送単位の重要度を
    決定する制御手段と、を具備することを特徴とする画像
    符号化装置。
  17. 【請求項１７】 符号化された複数のマクロブロックか
    ら成る伝送単位に含まれる符号量を検出し、検出した符
    号量に応じて当該伝送単位の伝送先での画像復号におけ
    る重要度を決定することを特徴とする重要度決定方法。
  18. 【請求項１８】 符号化された複数のマクロブロックか
    ら成る伝送単位に含まれるマクロブロック数及び符号量
    を計数し、更に計数結果からマクロブロックあたりの平
    均符号量を求め、その平均符号量に応じて当該伝送単位
    の伝送先での画像復号における重要度を決定することを
    特徴とする重要度決定方法。
  19. 【請求項１９】 符号化された複数のマクロブロックか
    ら成る伝送単位に画像復号に必要なピクチャヘッダ情報
    を含むか否かにより当該伝送単位の伝送先での画像復号
    における重要度を決定することを特徴とする重要度決定
    方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１７から請求項１９のいずれか
    に記載の重要度決定方法をプログラム化したデータが記
    録されたことを特徴とする記録媒体。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載の記録媒体と、前記記
    録媒体に記録されたデータに従って伝送単位の重要度を
    決定する制御手段と、を具備することを特徴とする画像
    伝送装置。
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