JP2004274686A - 動映像データ分割装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のデータ分割方式に再量子化を遂行することで、ＤＣＴ係数を効率的に分割し得る動映像データ分割装置及びその方法を提供しようとする。
【解決手段】入力された映像信号を１次量子化して最初量子化された信号を出力する１次量子化部１３と、最初量子化された信号を２次量子化することで、先順位部分と最初量子化された信号間の差の後順位部分とに分割して算出する２次量子化部と、を包含して動映像データ分割装置を構成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動映像データ分割装置及びその方法に係るもので、詳しくは、動映像情報のエラー耐性伝送のためにＤＣＴ係数情報を分割し得る動映像データ分割装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、高鮮明ＴＶを包含した全てのデジタルＴＶ放送、新しいマルチメディア機器として関心が増大しているＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）、超高速網における映像サービス及び無線移動通信網を利用したマルチメディアサービスなどのデジタル映像サービスが普及することに随伴し、ＭＰＥＧ（ｍｏｖｉｎｇ ｐｉｃｔｕｒｅ ｅｘｐｅｒｔｓ ｇｒｏｕｐ）技術が全てのデジタル映像サービスになくてはならない重要な技術と認識されている。
【０００３】
そのＭＰＥＧは、ビデオ及びオーディオコーディングと通信網との接続を定義する国際規格であって、ＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）のＩＳＯ／ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）で定義してあり、通信に関連した規格を定義しているＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ）と協力して標準化を進行している。
【０００４】
このようなＭＰＥＧ標準化活動は、初めは、デジタル格納媒体に格納されるビデオ及びオーディオ情報をコーディングする方法として開始したが、最近は、マルチメディアデータベースアクセス及び無線マルチメディア通信分野までその適用範囲が拡張されている。特に、ＭＰＥＧ−２は、ＨＤＴＶ及びデジタル衛星放送のような次世代放送をするためのマルチメディア標準として開発され、ＭＰＥＧ−４は、現在インターネットで最も多く使用されているマルチメディアコーディング方法で、通信網とのインターフェースなどを全体的に定義する一種のシステムプロトコルである。
【０００５】
従来のデータ分割方式に使用される符号器の構造においては、図７に示したように、入力された映像信号と補償された信号とを和する第１結合部１と、該第１結合部１から出力された信号を離散コサイン変換（ＤＣＴ）するＤＣＴ部２と、該ＤＣＴ部２の信号を量子化する量子化部３と、該量子化部３から出力された信号を逆量子化する逆量子化部４と、該逆量子化部４から出力された信号を逆離散コサイン変換するＩＤＣＴ（ｉｎｖｅｒｓｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｓｉｎｅｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部５と、該ＩＤＣＴ部５とモーション補償部９との出力信号を結合する第２結合部６と、該第２結合部６から出力された信号をクリッピングして格納するフレームメモリ７と、該フレームメモリ７の信号及び入力される映像信号により動きを推定するモーション判断部８と、該モーション判断部８で判断された結果を前記フレームメモリ７に格納された信号に反映してモーションを補償するモーション補償部９と、前記モーション判断部８で判断された結果及び前記量子化部３の出力信号によりデータ分割されたストリームを出力するデータ分割部１０と、を包含して構成されていた。
【０００６】
且つ、前記データ分割方式は、ビデオストリームを二つ又はそれ以上の部分に分割する技術であって、符号化標準に使用されるデータ分割方式は、モーション情報及びメトロブロックヘッダーをＤＣＴ（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｓｉｎｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）係数と分離する方式をいう。又、ビデオストリーム伝送時、ＤＣＴ係数から構成されたテクスチャ情報の一部が損失されると、該テクスチャ情報は廃棄されてモーション情報のみにより再生画面が構成される。然し、画面内の符号化フレームの場合はモーション情報がないため、ＤＣＴ係数の損失は動映像の画質に致命的な影響を及ぼす。
【０００７】
このとき、前記ＤＣＴ係数の損失によるエラーを減らすため、ＤＣＴ係数を二つの部分に分割するスペクトラム分離方式が提案されているが、該スペクトラム分離方式は、ＤＣＴ係数中、視覚的に重要な低周波成分を優先順位部分に割当し、残りの高周波成分を低い順位の部分に割当する。
【０００８】
図８は、ＭＰＥＧ−２標準で使用されるデータ分割方式のビット列の構造を示した図面で、矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、復号化の順序を示したものである。
【０００９】
且つ、前記ＭＰＥＧ−２標準のＤＣＴ係数は、優先順位部分に該当する区画０（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ０）と低い順位の部分に該当する区画１（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ １）とに分けられるが、前記区画０に包含される構成要素は、優先順位停止点（ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｂｒｅａｋｐｏｉｎｔ）により決定される。即ち、前記優先順位停止点の値により幾つの係数が優先順位部分に包含されるかを決定し、残りの高周波部分は低い順位の部分に包含される。
【００１０】
前記スペクトラム分離方式は、ＤＣＴ係数に対するエラー耐性を提供するが、優先順位部分の画質が同様なビット率の単一ストリームに比べて顕著に低下するという問題点がある。従って、低い順位の部分にエラーが発生することで優先順位部分のみにより画面を構成しても利得を得ることはできなくなる。
【００１１】
図９Ａ及び図９Ｂは、ＭＰＥＧ−４標準で使用されるデータ分割方式のビット列の構造を示した図面であって、図９Ａは画面間フレームを、図９Ｂは画面内のフレームを夫々示したものである。
【００１２】
図示されたように、画面間フレームの場合には、マクロブロックヘッダー及びモーション情報がＤＣＴ係数と分離されて優先順位部分に割当され、ＤＣＴ係数は低い順位の部分に割当される。又、画面内フレームの場合には、ＤＣ係数のみがマクロブロックヘッダーの優先順位部分に割当され、残りのＡＣ係数は、低い順位の部分に割当される。
【００１３】
一般に、低い順位でエラーが発生すると、復号器は優先順位部分の情報を利用して画面を再構成しなければならない。即ち、前記画面間フレームのＤＣＴ係数が伝送エラーにより損失されると、復号器は、モーション情報のみにより損傷されたマクロブロックを再構成し、前記画面内フレームの低い順位の部分がエラーにより損失されると、復号器は唯ＤＣ係数のみによりマクロブロックを再構成する。又、優先順位部分にエラーが発生すると、復号器は、符号化された全ての情報を廃棄しなければならない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の動映像データのデータ分割方式のスペクトラム分離方式においては、優先順位部分が全ての周波数を包含していないため、優先順位部分の画質が同様なビット率の単一ストリームに比べて顕著に低下するという不都合な点があった。即ち、低い順位の部分に発生したエラーにより優先順位部分のみにより画面を再生する時、深刻な画質低下が発生するという不都合な点があった。
【００１５】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもため、従来のデータ分割方式に再量子化を追加することでＤＣＴ係数を効率的に分割し得る動映像データ分割装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る動映像データ分割装置においては、入力された映像信号を１次量子化して最初量子化された信号を出力する１次量子化部と、最初量子化された信号を２次量子化することで先順位部分と前記信号と最初量子化された信号との差の後順位部分とに分割して算出する２次量子化部と、を包含して構成されることを特徴とする。
【００１７】
又、本発明に係る動映像データ分割装置においては、データ分割されたストリームの先順位部分及び後順位部分を１次逆量子化して最初の量子化信号を出力する１次逆量子化部と、前記最初の量子化信号を逆量子化して逆離散コサイン変換された映像信号を出力する２次逆量子化部と、を包含して構成されることを特徴とする。
【００１８】
又、本発明に係る動映像データ分割装置においては、入力された映像信号を１次量子化した後、その出力信号を２次量子化することで、偶数−近似係数と奇数−残りの係数とに分割されたＤＣＴ係数を包含するストリームを出力する符号器と、該符号器から入力されたストリームを前記２次量子化に対する逆量子化を遂行して最初に量子化された信号を算出した後、該信号を前記１次量子化に対する逆量子化を遂行して映像信号に復元する復号器と、を包含して構成されることを特徴とする。
【００１９】
又、本発明に係る動映像データの分割方法においては、入力された映像信号を１次量子化して最初量子化された信号を出力する段階と、最初量子化された信号を２次量子化することで先順位部分と後順位部分とに分割する段階と、２次量子化された出力信号が分割されたストリーム信号を出力する段階と、を順次行なうことを特徴とする。
【００２０】
又、本発明に係る動映像データの分割方法においては、受信されたストリームを１次復号化して最初量子化された信号を出力する段階と、最初量子化された信号を２次復号化して映像信号を復元する段階と、を順次行なうことを特徴とする。
【００２１】
本発明の動映像データ分割装置は、入力された映像信号を１次量子化して最初量子化された信号（１次量子化された信号：ｆｉｒｓｔ−ｑｕａｎｔｉｚｅｄ ｓｉｇｎａｌ）を出力する１次量子化部と、上記最初量子化された信号を２次量子化することで、先順位部分と後順位部分とに分割して算出する２次量子化部と、を備えることを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
【００２２】
上記２次量子化部は、最初量子化された信号を再量子化する第２量子化部と、上記第２量子化部の出力信号を可変長さコーディングする第１ＶＬＣ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｃｏｄｉｎｇ）部と、上記第２量子化部の出力信号を逆量子化する第２逆量子化部と、上記第２逆量子化部の出力信号と第２量子化部の出力信号とを引き算演算する第３結合部と、上記第３結合部の出力信号と第２量子化部の出力信号とを可変長さコーディングする第２ＶＬＣ部と、上記第２ＶＬＣ部の出力信号及び上記第１ＶＬＣ部の出力信号をデータ分割されたストリームに出力するデータ分割部と、を備えることを特徴としてもよい。
【００２３】
上記先順位部分及び後順位部分は、全ての周波数成分を含むことを特徴としてもよい。
【００２４】
上記第２量子化部は、量子化の間隔を２にすることで、先順位部分の偶数−近似係数を出力することを特徴としてもよい。
【００２５】
上記第３結合部の出力信号は、後順位部分の奇数−残りの係数であって、その大きさが０又は１に表現されることを特徴としてもよい。
【００２６】
上記奇数−残りの係数は、その大きさが０で、上記当の偶数−近似係数が０でない場合のみに１ｂｉｔの符号情報を含むことを特徴としてもよい。
【００２７】
データ分割されたストリームの先順位部分及び後順位部分を１次逆量子化して最初の量子化信号を出力する１次逆量子化部と、上記最初の量子化信号を逆量子化して逆離散コサイン変換することで映像信号を出力する２次逆量子化部と、を備えることを特徴としてもよい。
【００２８】
上記１次逆量子化部は、受信されたデータ分割されたストリームを先順位部分と後順位部分とに区分する分離部と、上記先順位部分を可変長さデコーディングする第１ＶＬＤ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｄｅｃｏｒｄｉｎｇ）部と、上記第１ＶＬＤ部の出力信号を逆量子化する第１逆量子化部と、上記後順位部分を可変長さデコーディングする第２ＶＬＤ部と、上記第１逆量子化部と第２ＶＬＤ部との出力信号を結合して最初量子化された信号を出力する第１結合部と、を備えることを特徴としてもよい。
【００２９】
上記第１ＶＬＤ部の出力信号は、偶数−近似係数であることを特徴としてもよい。
【００３０】
上記第２ＶＬＤ部の出力信号は、奇数−残りの係数であることを特徴としてもよい。
【００３１】
本発明の動映像データ分割装置は、入力された映像信号を１次量子化した後、上記出力信号を２次量子化することで偶数−近似係数と奇数−残りの係数とに分割されたＤＣＴ係数を含むストリームを出力する符号器と、上記符号器から入力されたストリームを上記２次量子化に対する逆量子化を遂行して最初量子化された信号を算出した後、上記信号を上記１次量子化に対する逆量子化を遂行して映像信号に復元する復号器と、を備えることを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
【００３２】
上記符号器は、入力された映像信号を第１量子化部を通して１次量子化することで最初量子化された信号を出力する１次量子化部と、最初量子化された信号を再量子化することで偶数−近似係数を出力する第２量子化部と、上記第２量子化部の出力信号を可変長さコーディングする第１ＶＬＣ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｃｏｄｉｎｇ）部と、上記第２量子化の出力信号を逆量子化する第２逆量子化部と、上記第２逆量子化部の出力信号と第２量子化部の出力信号とを引き算演算して奇数−残りの係数を出力する第３結合部と、上記第３結合部の出力信号と第２量子化部の出力信号とを可変長さコーディングする第２ＶＬＣ部と、上記第２ＶＬＣ部の出力信号及び第１ＶＬＣ部の出力信号をデータ分割されたストリームに出力するデータ分割部と、を備えることを特徴としてもよい。
【００３３】
上記第３結合部の出力信号は、大きさが０又は１に表現される奇数−残りの係数であることを特徴としてもよい。
【００３４】
上記奇数−残りの係数は、その大きさが０で、上記当の偶数−近似係数が０でない場合のみに１ｂｉｔの符号情報を含むことを特徴としてもよい。
【００３５】
上記復号器は、受信されたデータ分割されたストリームを先順位部分と後順位部分とに区分する分離部と、上記先順位部分を可変長さデコーディングして偶数−近似係数を出力する第１ＶＬＤ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｄｅｃｏｒｄｉｎｇ）部と、上記第１ＶＬＤ部の出力信号を逆量子化する第１逆量子化部と、上記後順位部分の奇数−残りの係数を可変長さデコーディングする第２ＶＬＤ部と、上記第１逆量子化部と上記第２ＶＬＤ部との出力信号を和して最初量子化された信号を出力する第１結合部と、上記最初の量子化信号を逆量子化して逆離散コサイン変換することで映像信号を出力する２次逆量子化部と、を備えることを特徴としてもよい。
【００３６】
本発明の動映像データの分割方法は、入力された映像信号を１次量子化して最初量子化された信号を出力する段階と、上記最初量子化された信号を２次量子化することで先順位部分と後順位部分とに分割する段階と、２次量子化の出力信号が分割されたストリーム信号を出力する段階と、を順次行なうことを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
【００３７】
上記分割過程は、最初量子化された信号を再量子化する段階と、上記再量子化された信号を可変長さコーディングする段階と、上記再量子化された信号を逆量子化した後、上記最初量子化された信号との差を算出する段階と、上記算出された差を可変長さコーディングする段階と、を順次行なうことを特徴としてもよい。
【００３８】
上記再量子化された信号は、先順位部分に上記当する偶数−近似係数であることを特徴としてもよい。
【００３９】
上記算出された差は、その大きさが０及び１から構成された後順位部分に上記当する奇数−残りの係数になることを特徴としてもよい。
【００４０】
上記分割されたストリーム信号を出力する段階では、上記先順位部分と後順位部分とを区分するテクスチャマーカーを挿入してストリームを形成することを特徴としてもよい。
【００４１】
受信されたストリームを１次復号化して最初量子化された信号を出力する段階と、最初量子化された信号を２次復号化して映像信号を復元する段階と、を順次行なうことを特徴としてもよい。
【００４２】
上記最初量子化された信号を出力する過程は、入力されたストリームを先順位部分と後順位部分に分離する段階と、上記分離された先順位部分を可変長さデコーディングした後、逆量子化する段階と、上記分離された後順位部分を可変長さデコーディングする段階と、上記逆量子化された先順位部分と可変長さデコーディングされた後順位部分とを和して最初量子化された信号を出力する段階と、を順次行なうことを特徴としてもよい。
【００４３】
上記先順位部分は、偶数−近似係数であることを特徴としてもよい。
【００４４】
上記算出された差は、大きさが０及び１から構成された奇数−残りの係数であることを特徴としてもよい。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
【００４６】
本発明に係る動映像データ分割装置の符号器の構造においては、図１に示したように、入力される映像信号とモーション補償部１９の出力信号とを和する第１結合部１１と、該第１結合部１１から出力された信号を離散コサイン変換（ＤＣＴ）するＤＣＴ部１２と、該ＤＣＴ部１２の出力信号を量子化する第１量子化部１３と、該第１量子化部１３から出力された信号を逆量子化する第１逆量子化部１４と、該第１逆量子化部１４から出力された信号を逆離散コサイン変換するＩＤＣＴ（ｉｎｖｅｒｓｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｓｉｎｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１５と、該ＩＤＣＴ部１５とモーション補償部１９との出力信号を結合する第２結合部１６と、該第２結合部１６から出力された信号をクリッピングして格納するフレームメモリ１７と、該フレームメモリ１７の出力信号及び入力される映像信号により動きを推定するモーション判断部１８と、該モーション判断部１８で判断された結果を前記フレームメモリ１７に格納された信号に反映してモーションを補償するモーション補償部１９と、前記第１量子化部１３の出力信号を再量子化してデータ分割されたストリームを出力する２次量子化部１００と、を包含して構成されている。
【００４７】
又、前記２次量子化部１００は、前記第１量子化部１３から出力された信号を再量子化する第２量子化部１０１と、該第２量子化部１０１の出力信号を可変長さコーディングする第１ＶＬＣ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｃｏｄｉｎｇ）部１０２と、前記第２量子化部１０１の出力信号を逆量子化する第２逆量子化部１０３と、該第２逆量子化部１０３の出力信号から第１量子化部１３の出力信号を引き算演算する第３結合部１０４と、該第３結合部１０４の出力信号と第２量子化部１０１の出力信号とを可変長さコーディングする第２ＶＬＣ部１０５と、該第２ＶＬＣ部１０５の出力信号と第１ＶＬＣ部１０２の出力信号とをデータ分割して出力するデータ分割部１０６と、を包含して構成されている。
【００４８】
以下、上記のように構成された本発明に係る動映像データ分割装置の符号器の動作に対し、説明する。
【００４９】
本発明に係る符号器は、ＤＣＴ係数を優先順位部分の先順位部分と低い順位の部分の後順位部分とに分割する。前記先順位部分は、連続された第１量子化部１３及び第２量子化部１０１を通って生成されたストリームであって、前記後順位部分は、第１量子化部１３の出力信号と先順位部分の信号との差の量子化誤差信号である。即ち、前記ＤＣＴ係数は、第２量子化部１０１により作られたストリームの
【００５０】
【数１】

と第１量子化器１３の出力信号との量子化誤差信号の
【００５１】
【数２】

に分けられる。
【００５２】
即ち、前記第２量子化部１０１の量子化の間隔をＮとすると、ストリーム
【００５３】
【数３】

は次のように定義することができる。
【００５４】
【数４】

この時、
【００５５】
【数５】

はｘを越えない最大正数を、
【００５６】
【数６】

は第２逆量子化部１０１を通って復元された先順位部分の再生値を、
【００５７】
【数７】

は後順位部分の係数を夫々示す。
【００５８】
本発明は、前記ＭＰＥＧ−２及びＭＰＥＧ−４データ分割方式と異なって、再量子化により高周波成分まで包含する一つの近似的ストリームを作った後、該信号と再量子化を遂行するときの前信号との差値によりもう一つのストリームを構成する。
【００５９】
この時、前記量子化の間隔Ｎを２に定義すると、前記先順位部分の係数の
【００６０】
【数８】

は、前記第１量子化部１３から出力された最初量子化された信号
【００６１】
【数９】

の偶数−近似係数（ｅｖｅｎ−ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｄ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ）で、前記後順位部分の係数の
【００６２】
【数１０】

は、先順位部分の偶数近似係数により発生する奇数の残り値になる。
【００６３】
図２は、本発明に係るデータ分割方式の第１実施例を示した図面で、最初量子化された信号の
【００６４】
【数１１】

、偶数−近似により分割された先順位部分及び後順位部分を示した係数である。
【００６５】
このとき、該後順位部分の係数は、最初量子化された信号の奇数の残りであるため、−１及び０、１の値に表現され、該後順位部分係数の絶対値は２真数であるため、１次元連続長さ符号（ｏｎｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｒｕｎ−ｌｅｎｇｔｈ ｃｏｄｅ）に表現することができる。又、後順位部分の係数は、先順位部分の係数とその符号とが同様で、只、先順位部分の係数が０で後順位部分の係数が０でない場合（
【００６６】
【数１２】

）のみに１ビットの追加的な符号情報が挿入される。従って、前記後順位部分のビット数を減少させて効率的な符号化をすることができる。
【００６７】
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明に係るデータ分割方式のビット列の構造を示した図で、図３Ａは画面間フレームを、図３Ｂは画面内フレームの場合を夫々示したものである。ビット列は、再同期マーカー（ＲＥＳＹＮＣ ＭＡＲＫＥＲ）、マクロブロックヘッダー（ＭＡＣＲＯＢＬＯＣＫ ＨＥＡＤＥＲ）、モーションデータ（ＭＯＴＩＯＮ ＤＡＴＡ）、モーションマーカー（ＭＯＴＩＯＮ ＭＡＲＫＥＲ）、テクスチャマーカー（ＴＥＸＴＵＲＥ ＭＡＲＫＥＲ）、ＤＣＴ係数、ＤＣ係数、ＡＣ係数、ＤＣＴ係数の残り等を含む。
【００６８】
図３Ａに示したように、画面間フレームは、ＤＣＴの各係数がテクスチャマーカー（Ｔｅｘｔｕｒｅ Ｍａｒｋｅｒ）により先順位部分と後順位部分とに細分化されることで、全体的に三つの領域（区画０、区画１、区画２）に分割される。
【００６９】
図３Ｂに示したように、画面内フレームの場合、先順位部分と後順位部分との偶数−近似部分と残りの部分とに分割されて、前記先順位部分は、ＤＣ係数とＡＣ係数とに分割される。前記偶数−近似されたＤＣ係数及びマクロブロックヘッダーは区域０（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ０）を構成し、偶数−近似されたＡＣ係数は区域１（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ １）に関連されるため、前記画面内フレームの場合にも、全体的に三つの領域に分割される。
【００７０】
又、前記画面内フレームの区域０には、元来、各ＤＣ係数でない偶数−近似されたＤＣ係数が位置されて符号語の長さが減るため、区域０の情報損失確率を低減することができる。伝送エラーがある環境で情報損失が発生する場合、区域０で情報の損失が発生すると、全てのデータを廃棄しなければならないため、最も致命的である。
【００７１】
又、本発明に係るデータ分割方式に使用される復号器の構造においては、図４に示したように、符号化されたビットストリームを受信して先順位部分と後順位部分とに区分する分離部２０１と、該分離部２０１の出力信号から先順位部分を可変長さデコーディングして偶数−近似係数を出力する第１ＶＬＤ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｄｅｃｏｒｄｉｎｇ）部２０２と、該第１ＶＬＤ部２０２から出力された偶数−近似係数を逆量子化して先順位部分再生値を出力する第１逆量子化部２０３と、前記分離部２０１の出力信号から後順位部分を可変長さデコーディングして奇数−残りの係数を出力する第２ＶＬＤ部２０４と、前記奇数−残りの係数と先順位部分再生値とを結合する第１結合部２０５と、該第１結合部２０５の出力信号を再び逆量子化する第２逆量子化部２０６と、該第２逆量子化部２０６の出力信号を逆離散コサイン変換するＩＤＣＴ（ｉｎｖｅｒｓｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｓｉｎｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２０７と、前記第１ＶＬＤ部２０２の出力信号及び後述するフレームメモリ２１０に格納された信号を利用してモーション補償を遂行するモーション補償部２０８と、該モーション補償部２０８の出力信号とＩＤＣＴ部２０７の出力信号とを結合してモーション補償された映像信号を出力する第２結合部２０９と、該第２結合部２０９の信号を格納するフレームメモリ２１０と、を包含して構成されている。
【００７２】
以下、上記のように構成される本発明に係る動映像データ分割装置の復号器の動作に対し、説明する。
【００７３】
入力されたビットストリームがマーカーにより区分される各区画に分離され、先順位部分の
【００７４】
【数１３】

は、規定されたコーディングテーブルによって復号化された後、第１逆量子化部２０３で二倍になり、偶数−近似係数の奇数−残りの係数の後順位部分は、第２ＶＬＤ部２０４で復号される。前記後順位部分で０の連続長さが復号される時、奇数−残りの係数の符号情報を示す付加的な１ビットは、偶数−近似係数が０である場合のみに復号され、他の場合には、前記偶数−近似係数と同様な符号に決定される。
【００７５】
最初量子化された係数
【００７６】
【数１４】

は、第１逆量子化部２０３の出力信号と第２ＶＬＤ２０４の出力信号とを和することで次式５により再構成される。
【００７７】
【数１５】

前記最初量子化された係数は、第２逆量子化部２０６及びＩＤＣＴ部２０７を経てモーション補償された信号と和せられて復号化された映像信号として出力される。
【００７８】
本発明に係る復号器も伝送エラーが発生した時、損失が発生しない優先順位部分から順次に復号化され、優先順位部分が損失されると、それより低い順位の部分は廃棄される。即ち、伝送エラーにより区画２に損失が発生すると、区画０及び区画１を通って復号化され、区画１に損失が発生すると、区画０の情報を通って損失されたマクロブロックを再構成し、若し、区画０に損失が発生すると、復号器は全ての情報を廃棄する。
【００７９】
又、本発明に係る動映像データの分割方法（符号化時のデータ分割方法）においては、図５に示したように、先ず、入力された映像信号を１次量子化（Ｓ１１）して最初量子化された信号を出力し、該最初量子化された信号を２次量子化（Ｓ１２）する。この時、該２次量子化の間隔に２を利用することで、２次量子化の出力信号は、最初量子化された信号に対して偶数−近似係数が出力されるようにする。該偶数−近似係数は、優先順位部分の低周波成分から低い順位部分の高周波成分までの全ての周波数成分を包含する近似的ストリームである。
【００８０】
次いで、前記最初量子化された信号と偶数−近似係数との差を利用して奇数−残りの係数を算出する（Ｓ１３）。この時、該奇数−残りの係数は、後順位部分に該当するもので、その大きさの絶対値が０及び１のみにより表現され、前記偶数−近似係数と同様な符号を有するため、偶数−近似係数が０で、奇数−残りの係数が０でない場合のみに符号を表現するために１ビットが追加された符号情報が挿入される。
【００８１】
例えば、最初量子化された信号が｛．．．−６、−５、−４、−３、−２、−１、０、１、２、３、４、５、６．．．｝である場合に、偶数−近似係数は｛．．．−３、−２、−２、−１、−１、０、０、０、１、１、２、２、３．．．｝になり、奇数−残りの係数は｛．．．０、−１、０、−１、０、−１、０、１、０、１、０、１、０．．．｝になる。又、最初量子化された信号｛−１、１｝の偶数−近似係数は｛０、０｝であるため、奇数−残りの係数に｛−１、１｝を夫々表現するための符号ビットが挿入される。
【００８２】
次いで、前記偶数−近似係数及び奇数−残りの係数は、夫々可変長さコーディング（Ｓ１４）してデータ分割部からデータ分割されたストリームに信号を出力する（Ｓ１５）。
【００８３】
又、本発明に係る動映像データの分割方法（復号化時のデータ分割方法）においては、図６に示したように、前記符号器を通ってデータ分割されたストリーム信号を受信して区画別にデータを分離（Ｓ２１）した後、可変長さ復号化（Ｓ２２）をすることで、偶数−近似係数及び奇数−残りの係数を算出する（Ｓ２３）。前記偶数−近似係数は、前記符号化する過程の２次量子化に対して逆量子化が遂行された後、前記奇数−残りの係数と和演算されて最初量子化された信号に出力される。
【００８４】
例えば、前記偶数−近似係数が｛．．．−３、−２、−２、−１、−１、０、０、０、１、１、２、２、３．．．｝で、奇数−残りの係数が｛．．．０、−１、０、−１、０、−１、０、１、０、１、０、１、０．．．｝で、符号化過程の２次量子化の間隔が２である場合には、前記逆量子化により偶数−近似係数が｛．．．−６、−４、−４、−２、−２、０、０、０、２、２、４、４、６．．．｝に出力される。又、それら信号は、奇数−残りの係数と和演算されて｛．．．−６、−５、−４、−３、−２、−１、０、１、２、３、４、５、６．．．｝に出力されるため、符号化過程の最初量子化された信号と同様な信号が出力される。
【００８５】
次いで、前記最初量子化された信号は、符号化過程の１次量子化に対する逆量子化を遂行し（Ｓ２４）、該信号にモーション補償を遂行することで映像信号を算出する（Ｓ２５）。
【００８６】
このような本発明に係る動映像データ分割装置及びその方法は、無線通信網を利用する無線端末機だけでなく、有線通信網で動映像情報のエラー耐性を伝送するためにも効率的に使用することができる。又、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４及びＨ．２６３等の動映像だけでなくＪＰＥＧ（ｊｏｉｎｔ ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ ｃｏｄｉｎｇ ｅｘｐｅｒｔ ｇｒｏｕｐ）などの停止映像伝送にも同様に適用し得るし、有線／無線通信網におけるＤＣＴを利用して符号化する全てのマルチメディア情報のエラー耐性伝送に効率的に適用することができる。
【００８７】
本発明によれば、従来のデータ分割方式に再量子化を遂行することで、ＤＣＴ係数を効率的に分割し得る動映像データ分割装置及びその方法を提供することが出来る。
【００８８】
本発明の動映像データ分割装置は、入力された映像信号を１次量子化して最初量子化された信号を出力する１次量子化部１３と、最初量子化された信号を２次量子化することで、先順位部分と最初量子化された信号間の差の後順位部分とに分割して算出する２次量子化部と、を包含して構成する。
【００８９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る動映像データ分割装置及びその方法においては、低周波部分から高周波部分までの全ての周波数成分を包含しているため、特定部分のみにより復号化する従来の技術に比べて再生された画質を向上し得るという効果がある。
【００９０】
又、本発明に係る動映像データ分割装置及びその方法においては、再量子化によりＤＣＴ係数を偶数−近似係数と奇数−残り係数とに分けて先順位部分と後順位部分とに割当することで、符号語の長さが減少されて優先順位部分の損失確率を低減し得るという効果がある。
【００９１】
又、本発明に係る動映像データ分割装置及びその方法においては、後順位部分の符号情報を減少させて効率的な符号化が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る動映像データ分割装置の符号器の構造を示したブロック図である。
【図２】本発明に係るデータ分割方式の１実施例を示した図である。
【図３Ａ】本発明に係るデータ分割方式のビット列の構造を示した図である。
【図３Ｂ】本発明に係るデータ分割方式のビット列の構造を示した図である。
【図４】本発明に係る動映像データ分割装置の復号器を示したブロック図である。
【図５】本発明に係る符号化時の動映像データの分割方法を示したフローチャートである。
【図６】本発明に係る復号化時の動映像データの分割方法を示したフローチャートである。
【図７】従来のデータ分割方式に使用される符号器を示したブロック図である。
【図８】従来のＭＰＥＧ−２標準に使用されるデータ分割方式のビット列の構造を示した図である。
【図９Ａ】従来のＭＰＥＧ−４標準に使用されるデータ分割方式の画面間フレーム及び画面内フレームのビット列の構造を示した図である。
【図９Ｂ】従来のＭＰＥＧ−４標準に使用されるデータ分割方式の画面間フレーム及び画面内フレームのビット列の構造を示した図である。
【符号の説明】
１１ 第１結合部
１２ ＤＣＴ部
１３ 第１量子化部
１４ 第１逆量子化部
１５ ＩＤＣＴ部
１６ 第２結合部
１７ フレームメモリ
１８ モーション判断部
１９ モーション補償部
１００ ２次量子化部
１０１ 第２量子化部
１０２ 第１ＶＬＣ部
１０３ 第２逆量子化部
１０４ 第３結合部
１０５ 第２ＶＬＣ部
１０６ データ分割部

Claims (24)

1. 入力された映像信号を１次量子化して最初量子化された信号を出力する１次量子化部と、
   前記最初量子化された信号を２次量子化することで、先順位部分と後順位部分とに分割して算出する２次量子化部と、を備えることを特徴とする動映像データ分割装置。
2. 前記２次量子化部は、
   最初量子化された信号を再量子化する第２量子化部と、
   該第２量子化部の出力信号を可変長さコーディングする第１ＶＬＣ部と、
   前記第２量子化部の出力信号を逆量子化する第２逆量子化部と、
   該第２逆量子化部の出力信号と第２量子化部の出力信号とを引き算演算する第３結合部と、
   該第３結合部の出力信号と第２量子化部の出力信号とを可変長さコーディングする第２ＶＬＣ部と、
   該第２ＶＬＣ部の出力信号及び前記第１ＶＬＣ部の出力信号をデータ分割されたストリームに出力するデータ分割部と、を備えることを特徴とする請求項１記載の動映像データ分割装置。
3. 前記先順位部分及び後順位部分は、全ての周波数成分を含むことを特徴とする請求項１記載の動映像データ分割装置。
4. 前記第２量子化部は、量子化の間隔を２にすることで、先順位部分の偶数−近似係数を出力することを特徴とする請求項２記載の動映像データ分割装置。
5. 前記第３結合部の出力信号は、後順位部分の奇数−残りの係数であって、その大きさが０又は１に表現されることを特徴とする請求項２記載の動映像データ分割装置。
6. 前記奇数−残りの係数は、その大きさが０で、該当の偶数−近似係数が０でない場合のみに１ｂｉｔの符号情報を含むことを特徴とする請求項５記載の動映像データ分割装置。
7. データ分割されたストリームの先順位部分及び後順位部分を１次逆量子化して最初の量子化信号を出力する１次逆量子化部と、
   前記最初の量子化信号を逆量子化して逆離散コサイン変換することで映像信号を出力する２次逆量子化部と、を備えることを特徴とする動映像データ分割装置。
8. 前記１次逆量子化部は、
   受信されたデータ分割されたストリームを先順位部分と後順位部分とに区分する分離部と、
   前記先順位部分を可変長さデコーディングする第１ＶＬＤ部と、
   該第１ＶＬＤ部の出力信号を逆量子化する第１逆量子化部と、
   前記後順位部分を可変長さデコーディングする第２ＶＬＤ部と、
   前記第１逆量子化部と第２ＶＬＤ部との出力信号を結合して最初量子化された信号を出力する第１結合部と、を備えることを特徴とする請求項７記載の動映像データ分割装置。
9. 前記第１ＶＬＤ部の出力信号は、偶数−近似係数であることを特徴とする請求項８記載の動映像データ分割装置。
10. 前記第２ＶＬＤ部の出力信号は、奇数−残りの係数であることを特徴とする請求項８記載の動映像データ分割装置。
11. 入力された映像信号を１次量子化した後、前記出力信号を２次量子化することで偶数−近似係数と奇数−残りの係数とに分割されたＤＣＴ係数を含むストリームを出力する符号器と、
    前記符号器から入力されたストリームを前記２次量子化に対する逆量子化を遂行して最初量子化された信号を算出した後、該信号を前記１次量子化に対する逆量子化を遂行して映像信号に復元する復号器と、を備えることを特徴とする動映像データ分割装置。
12. 前記符号器は、
    入力された映像信号を第１量子化部を通して１次量子化することで最初量子化された信号を出力する１次量子化部と、
    最初量子化された信号を再量子化することで偶数−近似係数を出力する第２量子化部と、
    該第２量子化部の出力信号を可変長さコーディングする第１ＶＬＣ部と、
    前記第２量子化の出力信号を逆量子化する第２逆量子化部と、
    該第２逆量子化部の出力信号と第２量子化部の出力信号とを引き算演算して奇数−残りの係数を出力する第３結合部と、
    該第３結合部の出力信号と第２量子化部の出力信号とを可変長さコーディングする第２ＶＬＣ部と、
    該第２ＶＬＣ部の出力信号及び第１ＶＬＣ部の出力信号をデータ分割されたストリームに出力するデータ分割部と、を備えることを特徴とする請求項１１記載の動映像データ分割装置。
13. 前記第３結合部の出力信号は、大きさが０又は１に表現される奇数−残りの係数であることを特徴とする請求項１２記載の動映像データ分割装置。
14. 前記奇数−残りの係数は、その大きさが０で、該当の偶数−近似係数が０でない場合のみに１ｂｉｔの符号情報を含むことを特徴とする請求項１３記載の動映像データ分割装置。
15. 前記復号器は、
    受信されたデータ分割されたストリームを先順位部分と後順位部分とに区分する分離部と、
    前記先順位部分を可変長さデコーディングして偶数−近似係数を出力する第１ＶＬＤ部と、
    該第１ＶＬＤ部の出力信号を逆量子化する第１逆量子化部と、
    前記後順位部分の奇数−残りの係数を可変長さデコーディングする第２ＶＬＤ部と、
    前記第１逆量子化部と前記第２ＶＬＤ部との出力信号を和して最初量子化された信号を出力する第１結合部と、
    前記最初の量子化信号を逆量子化して逆離散コサイン変換することで映像信号を出力する２次逆量子化部と、を備えることを特徴とする請求項１１記載の動映像データ分割装置。
16. 入力された映像信号を１次量子化して最初量子化された信号を出力する段階と、
    該最初量子化された信号を２次量子化することで先順位部分と後順位部分とに分割する段階と、
    ２次量子化の出力信号が分割されたストリーム信号を出力する段階と、を順次行なうことを特徴とする動映像データの分割方法。
17. 前記分割過程は、
    最初量子化された信号を再量子化する段階と、
    該再量子化された信号を可変長さコーディングする段階と、
    前記再量子化された信号を逆量子化した後、前記最初量子化された信号との差を算出する段階と、
    該算出された差を可変長さコーディングする段階と、を順次行なうことを特徴とする請求項１６記載の動映像データの分割方法。
18. 前記再量子化された信号は、先順位部分に該当する偶数−近似係数であることを特徴とする請求項１７記載の動映像データの分割方法。
19. 前記算出された差は、その大きさが０及び１から構成された後順位部分に該当する奇数−残りの係数になることを特徴とする請求項１７記載の動映像データの分割方法。
20. 前記分割されたストリーム信号を出力する段階では、前記先順位部分と後順位部分とを区分するテクスチャマーカーを挿入してストリームを形成することを特徴とする請求項１６記載の動映像データ分割装置。
21. 受信されたストリームを１次復号化して最初量子化された信号を出力する段階と、
    最初量子化された信号を２次復号化して映像信号を復元する段階と、を順次行なうことを特徴とする動映像データ分割方法。
22. 前記最初量子化された信号を出力する過程は、
    入力されたストリームを先順位部分と後順位部分に分離する段階と、
    該分離された先順位部分を可変長さデコーディングした後、逆量子化する段階と、
    前記分離された後順位部分を可変長さデコーディングする段階と、
    前記逆量子化された先順位部分と可変長さデコーディングされた後順位部分とを和して最初量子化された信号を出力する段階と、を順次行なうことを特徴とする請求項２１記載の動映像データの分割方法。
23. 前記先順位部分は、偶数−近似係数であることを特徴とする請求項２２記載の動映像データの分割方法。
24. 前記算出された差は、大きさが０及び１から構成された奇数−残りの係数であることを特徴とする請求項２２記載の動映像データの分割方法。

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