JP2006340205A

JP2006340205A - 誤り訂正装置

Info

Publication number: JP2006340205A
Application number: JP2005164617A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kawamura; 剛川村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】
従来行われている誤り訂正方法では、訂正能力を上げようとする場合には、訂正符号を増やさなければならないため、シンドロームに関する計算処理が複雑になると共に、増加した訂正符号分の伝送帯域が増加してしまい、高速伝送を実現できないという課題がある。
【解決手段】
Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームを利用した符号化方式で符号化された映像情報に誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号付加装置において、フレーム種別がＩフレーム又は、Ｐフレームであるフレームに対しては訂正能力が後記第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号を付加し、フレーム種別がＢフレームであるフレームに対しては訂正能力が前記第一訂正符号よりも相対的に低い第二訂正符号を付加する。
【選択図】図１

Description

本発明は、誤り訂正符号付加装置及び誤り訂正装置に関する。さらに詳しくは、映像情報に誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号付加装置及び誤り訂正装置に関する。

現在デジタル放送の需要が高まっている。デジタル放送では、複数チャンネル分のＴＳパケットデータを時分割多重化して、トランスポートストリームを決められた変調方式で変調して放送衛星に向けて送信することで複数チャンネルのデジタルテレビ信号を同時に放送することを実現している。

一方、衛星デジタル放送を受信する受信装置では、放送局から送信されたトランスポートストリームに含まれる複数チャンネル分のＴＳパケットデータのうちから希望するチャンネル分のＴＳパケットデータを復号化し、映像情報や音声情報をテレビ受像機に出力する。これにより、受信装置はテレビ受像機を通して目的のデジタルテレビ番組を視聴することができる。

そして最近では、この種の受信装置にハードディスクドライブなどの記憶装置を設け、所望のデジタルテレビ番組を保存用や留守録用としてハードディスクなどの記録装置に録画することにより、放送日時以降にも希望するデジタルテレビ番組を視聴することが可能になっている。受信装置は受信したトランスポートストリームからデジタルテレビ番組のＴＳパケットデータを順次抽出してハードディスクに書き込む。そして、ハードディスクに記録されているＴＳパケットデータを再生して、映像データやオーディオデータをテレビに映し出す。このようにハードディスクにトランスポートストリームを保存することでデジタルテレビ番組をいつでも自由に録画及び再生できるようになっている。

ここで、ハードディスクにＴＳパケットデータを記録する際、あるいは、ハードディスクからＴＳパケットデータを再生する際にエラーが生じることがある。このため、デジタルテレビ番組を視聴するためにＴＳパケットデータを復号化する場合には、ＴＳパケットデータのエラーの有無を確認し、エラーがある場合にはそのエラーを訂正する必要があった。そこで、ＴＳパケットデータを記録する際には誤り訂正符号を付加したデータをハードディスクに記録し、ＴＳパケットデータを再生する際には、付加した誤り訂正符号に基づいてＴＳパケットデータにエラーが生じているか否かの検出を行い、エラーがある場合にはそのエラーを訂正する、という処理が行われている。そして、特許文献１には、デジタルデータの伝送データに対してリアルタイムに訂正符号生成／誤り訂正を行う訂正回路、ディスク再生装置、ＣＤ−ＲＯＭ及びデータ転送システムに関する発明が開示されている。
特開平１０−１７３５４６号公報

しかしながら、従来行われている誤り訂正方法では、訂正能力を上げようとする場合には、訂正符号を増やさなければならない。このため、シンドロームと呼ばれるデータに誤り符号を付加した符号列に関する計算処理が複雑になると共に、増加した訂正符号分の伝送帯域が増加してしまい、高速伝送を実現できないという課題がある。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みてなれたものであり、従来と同等の訂正符号量を付加しながら、従来の誤り訂正方法よりも訂正能力に優れた誤り訂正符号付加装置、誤り訂正装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明においては、かかる問題点を解決するために、Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームを利用した符号化方式で符号化された映像情報に誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号付加装置において、映像情報を取得する映像情報取得部と、映像情報に含まれる画像情報により構成するフレームのフレーム種別を識別するフレーム種別識別情報を取得するフレーム種別識別情報取得部と、フレーム種別がＩフレーム又は、Ｐフレームであるフレームを構成する画像情報を保持する第一保持部と、フレーム種別がＢフレームであるフレームを構成する画像情報を保持する第二保持部と、第一保持部に保持された画像情報に対して訂正能力が後記第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号を含む情報である第一訂正符号情報を付加する第一訂正符号情報付加部と、第二保持部に保持された画像情報に対して訂正能力が前記第一訂正符号よりも相対的に低い第二訂正符号を含む情報である第二訂正符号情報を付加する第二訂正符号情報付加部と、を有する誤り訂正符号付加装置を提供する。

また、他の発明として、前記誤り訂正符号付加装置にて誤り訂正符号が付加された画像情報を取得する訂正符号付画像情報取得部と、前記訂正符号付画像情報取得部が取得する画像情報の中で、前記第二訂正符号情報を付加した画像情報が、前記第二訂正符号情報に基づいて誤り訂正が可能かを判断する判断部と、前記判断部での判断結果が誤り訂正が可能でないとの判断結果である場合に、前記誤り訂正が可能でないと判断された第二訂正符号情報が付加された画像情報を、所定のデータで置換する置換部と、を有する誤り訂正装置を提供する。前記置換部は、置換すべき画像情報を、その前後のフレームを構成する画像情報を用いて補間した補間画像情報に置換してもよい。また、前記第一訂正符号情報に含まれる訂正能力が第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号は、三重誤り検出三重誤り訂正の訂正符号であってもよいし、前記第二訂正符号情報に含まれる訂正能力が第一訂正符号よりも相対的に低い第二訂正符号は、二重誤り検出一重誤り訂正の訂正符号であってもよい。

本発明においては、Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームを利用した符号化方式で符号化された映像情報に誤り訂正符号を付加するための誤り訂正付加装置において、フレームのフレーム種別がＩフレーム又はＰフレームであるフレームを構成する画像情報に対しては訂正能力が第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号情報を付加し、フレーム種別がＢフレームであるフレームを構成する画像情報に対しては訂正能力が第一訂正符号情報よりも相対的に低い第二訂正符号情報を付加することで、デジタル信号の伝送系における誤り訂正能力を、誤り訂正符号の量を増やすことなく高めることができる。

以下に、各発明の実施の形態を説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しうる。なお、以下の実施形態と請求項の関係は次の通りである。実施形態１は、主に請求項１、４、５、６などについて説明する。実施形態２は、主に請求項２、７などについて説明する。実施形態３は、主に請求項３などについて説明する。

<<実施形態１>>
<実施形態１の概要>
本実施形態は、誤り訂正符号付加装置に関するものであり、フレーム種別がＩフレーム又はＰフレームを構成する画像情報である場合には、訂正能力が高い誤り訂正符号情報を付加し、フレーム種別がＢフレームを構成する画像情報である場合には、訂正能力が低い誤り訂正符号情報を付加する誤り訂正符号付加装置に関するものである。

<実施形態１の構成>
図１に本実施形態における誤り訂正符号付加装置の機能ブロック図の一例を示す。図１に示すように、本実施形態における「誤り訂正符号付加装置」（０１００）は、「映像情報取得部」（０１０１）と、「フレーム種別識別情報取得部」（０１０２）と、「第一保持部」（０１０３）と、「第二保持部」（０１０４）と、「第一訂正符号情報付加部」（０１０５）と、「第二訂正符号情報付加部」（０１０６）と、を有する。

「誤り訂正符号付加装置」（０１００）とは、Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームを利用した符号化方式で符号化された映像情報に誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号付加装置である。「フレーム」とは、１画面を構成する画像情報のことである。「Ｉフレーム」とは、Ｉｎｔｒａ−Ｐｉｃｔｕｒｅと呼ばれるフレームのことあり、フレーム間予測を行なわずに直接ＤＣＴ（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）により符号化したフレームのことである。従って、Ｉフレームのみで完全な１画面を再現することが可能である。「Ｐフレーム」とは、Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅと呼ばれるフレームのことであり、前方向のフレームからの差分情報によって構成されており、データ量を削減することができるが、直前のフレームの画像情報がなければ１画面を再現することができないものである。「Ｂフレーム」とは、Ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅのことであり、前方向及び後方向からの差分情報によって構成されており、Ｐフレームよりもさらにデータ量を削減することができるが、前後のフレームの画像情報がなければ１画面を再現することができないものである。「Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームを利用した符号化方式」の一例としては、ＭＰＥＧ−２方式が挙げられる。ＭＰＥＧ−２方式では、両方向予測の予測符号化を行っているからである。なお、予測符号化とは、よく似た予測信号に基づいてその差分を伝送する符号化を言う。フレーム間符号化では１フレーム前のマクロブロックが予測信号となり、動き補償では、動きベクトルで位置シフトした1フレーム前のフレームが予測信号となる。

「符号化された映像情報に誤り訂正符号を付加」する場合には、デジタル放送局からデジタル放送受信装置に対して放送する際にトランスポートストリームに対して誤り訂正符号を付加する場合もあれば、受信装置にて、ハードディスクなどの記憶装置に記憶する際に誤り訂正符号を付加する場合もある。本実施形態においては、後者の例に基づいて説明を行なう。「誤り訂正」とは、データの送受信や記録・再生時に発生する誤りを発見し、訂正することである。「誤り訂正符号」とは、誤り訂正を実現するために付加する冗長符号のことである。具体例としては、パリティ符号、ハミング符号、巡回符号、リードソロモン符号などが挙げられる。

「映像情報取得部」（０１０１）は、映像情報を取得する。「映像情報」の一例としては、デジタル放送で放送局から送信されるＴＳパケットのうちの映像部分に関する情報が挙げられる。なお、必ずしもＴＳパケットの映像部分に関する情報に限られることはない。例えば、デジタルビデオカメラなどを利用して映像を撮影する場合においては、デジタルカメラ内部でＭＰＥＧ―２方式に符号化された映像情報も含まれてもよい。

「フレーム種別識別情報取得部」（０１０２）は、映像情報に含まれる画像情報により構成するフレームのフレーム種別を識別するフレーム種別識別情報を取得する。「画像情報」の例としては、画素の輝度や色差などの情報や、複数の画素の集合単位であるブロックについての情報や、ＭＰＥＧ方式におけるマクロブロックの情報や、ＤＣＴによって符号化された画素値の情報や、これらを組み合わせた情報などが挙げられる。「フレーム種別」とは、既に説明したＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームの種別である。図２を用いて各フレームの説明を行う。図２は、各種フレームを説明するための図である。図２においては、それぞれの平行四辺形が一の画像のフレームを表している。図中のＰは３フレーム前の信号から予測するフレーム（Ｐフレーム）であり、Ｂは両方向の信号から予測するフレーム（Ｂフレーム）である。また、Iは予測により蓄積した誤差をリフレッシュするフレーム（Ｉフレーム）で、予測を用いず直接ＤＣＴにより符号化しているものとする。即ち、Ｉ１フレーム（Ｉフレーム）は、ＤＣＴによる画像符号化処理は行っているが、フレーム間での符号化処理を行っていないために、I１フレームだけで1枚の画像を作ることが出来る。Ｐ２フレーム（Ｐフレーム）は、Ｉ１フレームからの差分信号だけで作られており、Ｉ１フレームがあれば生成することが出来る。また、Ｐ２フレームを構成している画像情報は差分信号であるため、データ量を減らすことが出来る。Ｂ３フレーム、Ｂ４フレーム（Ｂフレーム）は、Ｉ１フレーム（Ｉフレーム）、Ｐ２フレーム（Ｐフレーム）に基づいて生成されており、画像情報はそれぞれの差分信号だけであるため、データ量をＰフレームよりも相当数減らすことが出来る。なお、Ｐフレーム及びBフレームは、単独で画像を構成することはできないものである。このように各フレームにはそれぞれ特徴があるため、フレームの種別を取得することにより、各フレームに応じた誤り訂正符号を付加することが可能となる。

「第一保持部」（０１０３）は、フレーム種別識別情報取得部（０１０２）にて取得したフレーム種別識別情報により識別されるフレーム種別がＩフレーム又は、Ｐフレームであるフレームを構成する画像情報を保持する。「Ｉフレームであるフレームを構成する画像情報」とは、例えばＤＣＴにより符号化した情報であり、それ自体でフレームを構成することができる情報である。一方、「Ｐフレームであるフレームを構成する画像情報」とは、前のフレームとの差分値の情報である。「第二保持部」（０１０４）は、フレーム種別識別情報取得部（０１０２）にて取得したフレーム種別識別情報により識別されるフレーム種別がＢフレームであるフレームを構成する画像情報を保持する。「Ｂフレームであるフレームを構成する画像情報」とは、前後のフレームとの差分値の情報である。第一保持部（０１０３）と、第二保持部（０１０４）とは、その保持する画像情報が、Ｉフレーム又はＰフレームであるか、あるいは、Ｂフレームであるかの点で相異しているのみであり、その他については共通のものである。保持部の一例としては、一時的に情報を保持するメモリなどが挙げられる。

「第一訂正符号情報付加部」（０１０４）は、第一保持部（０１０３）に保持された画像情報に対して訂正能力が後記第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号を含む情報である第一訂正符号情報を付加する。第一保持部（０１０３）にはフレーム種別がＩフレーム又はＰフレームであるフレームを構成する画像情報が保持されているため、これらのフレームを構成する画像情報に対しては訂正能力が高い訂正符号を付加する。「訂正能力が高い」とは、多数のデータ欠落が生じた場合であっても、訂正を行うことが可能なことを意味する。フレーム種別がＩフレーム又はＰフレームである場合には、データの欠落が生じた際に他のフレームに与える影響が大きいため、訂正能力が高い訂正符号を付加することで、データが大幅に欠落した場合であっても訂正を実行可能にすることができる。図２の例を用いて説明する。Ｉ１フレーム（Ｉフレーム）に欠落が生じると、Ｐ２フレーム、Ｐ５フレーム、Ｐ８フレームが正規の信号で無くなり、Ｂ３フレームからＰ８フレームまでの計９フレームに影響が及び、この間は正常な画像とはならない。これは毎秒３０フレームを表示する方式においては、約１／３秒間もの間正常な画像を提供することができなくなってしまうことになる。また、Ｐ２フレーム（Ｐフレーム）に欠落が生じた場合には、Ｂ３フレームからＢ７フレームまで影響が及ぶことになる。これは、約１／６秒間正常な画像を提供することができなくなってしまうことになる。従って、フレーム種別がＩフレーム又はＰフレームである場合には、訂正能力が後記第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号を含む情報である第一訂正符号情報を付加することで、データにエラーがあった場合であっても、欠落が生じなくさせることができる。前記第一訂正符号情報に含まれる訂正能力が第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号は、例えば、三重誤り検出三重誤り訂正の訂正符号であってもよい。なお、第一訂正符号情報には、第一訂正符号のほか、誤り訂正符号の種類、誤り訂正符号の符号量などが含まれていてもよい。

「第二訂正符号情報付加部」（０１０５）は、第二保持部（０１０４）に保持された画像情報に対して訂正能力が前記第一訂正符号よりも相対的に低い第二訂正符号を含む情報である第二訂正符号情報を付加する。第二保持部（０１０４）にはフレーム種別がＢフレームであるフレームを構成する画像情報が保持されているため、Ｂフレームを構成する画像情報に対しては訂正能力が低い訂正符号を付加する。フレーム種別がＢフレームである場合には、データの欠落が生じた場合であっても影響は小さいために、訂正能力の低い訂正符号を付加することで、使用帯域を低く抑えることができるからである。図２の例を用いて説明する。Ｂ３フレーム（Ｂフレーム）に欠落が生じた場合には、B３フレーム部分だけ画像が乱れるだけであり、時間に換算すると約１／３０秒程度の短い時間に過ぎない。即ち、仮にＢフレームが欠落した場合であっても、他のフレームについて影響を及ぼさないため、訂正能力の高い訂正信号を付加する必要性はそれほどない。また、Ｂ３フレームはＩ１フレーム、Ｐ２フレームの差分の情報によって構成されるフレームであるから、Ｉ１フレームとＰ２フレームに基づいて画像を予測することも可能である。第二訂正符号情報に含まれる訂正能力が第一訂正符号よりも相対的に低い第二訂正符号は、例えば、二重誤り検出一重誤り訂正の訂正符号であってもよい。このように、他のフレームに影響を及ぼすＩフレームやＰフレームに対しては訂正能力の高い訂正符号を付加し、他のフレームには影響を及ぼさないＢフレームに対しては訂正能力の低い訂正符号を付加することで、全体として符号量を増やすことなく誤り訂正能力を向上させた誤り訂正を実現することが可能となる。

次に、エラーの種類について説明し、その後誤り訂正符号についての説明を行う。一般的に記録媒体の傷や伝送中のノイズなどにより生じるエラーは２種類に分かれる。第一は、1つ1つのワードに相関性が無く発生するランダムエラーであり、もう１つは、複数のワードにまたがり連続してエラーが発生するバーストエラーである。ワードとは画像情報の単位である。ランダムエラーに対しては、所定のワードに対して所定の訂正符号を付加することで誤りを訂正する。このように、ワードに訂正符号を付加した単位をブロックと呼ぶ。ブロック内で単発的に発生したランダムエラーについては、ブロック内の訂正符号で誤り訂正を行うことができる。一方、バーストエラーは連続して発生するエラーであるため、ブロック内に連続的なエラーが生じてしまうことで、誤り訂正ができない場合がある。そこで、ワードや訂正符号をハードディスクなどの記録媒体上に分散させて記憶したり、伝送時の信号の送出順を変えたり、誤り訂正符号の生成する際に異なるブロックのワードを用いたりすることで、バーストエラーが発生した場合であっても、誤り訂正の実現を可能にしている。図３の従来例を用いてこれらのエラーについて具体的に説明する。

図３は、従来用いられている誤り訂正符号の一例である二重誤り検出二重誤り訂正符号の一例を示す図である。ランダムエラーに対しては、図３に示すように、あるまとまった画像情報（図３の場合は２４ワードの画像情報）を1ブロックのデータとして、誤り訂正符号を付加する。このまとまった画像情報は、例えば保持部に７２ブロック毎に保持されてもよい。そして、７２ブロック分の画像情報を保持した場合をトリガーに、誤り訂正符号を生成する。例えば、図３における第一ブロックの２４ワード、即ち、D1,1 D2,1 D3,1・・・D23,1 D24,1に関しては、第一ブロックの２４ワードに基づいてシンドロームを計算し、次のような訂正符号P1，Q1，R1，S1，P’1,Q‘1,R’1,S’1を生成する。

そして、これらの訂正符号を伝送すべきワードと共に信号送出して記録媒体に記録する。このように記録された信号を再生する際には、受信側にて、送信側と同じシンドロームの計算を行い、得られたデータと送信側のデータとを比較して誤りの検出および訂正を行う。

これに対して、バーストエラーに対しては、例えば他のブロックの情報を利用して訂正符号を生成し、伝送する際にはブロック順に送出することで、エラーが連続しないようにしている。図３の例で説明すると、
D1,1、D2,1、D1,34、D2,34、D1,2、D2,2、D1,35、D2,35・・・
のように順番を飛ばしながら画像情報を保持部に保持する。そして、これらの他のブロック同士の画像情報に基づいて訂正符号を生成する。そして、送出する際には、
D1,1、D2,1、D3,1・・・D23,1、D24,1
のように縦に読み出しながら信号を送出する。これにより、仮に伝送系でノイズなどに起因するバーストエラーが生じても、復号したときにエラーが連続することを防止することができる。また、ハードディスクなどの記録媒体に傷がついた場合であっても、連続していない画像情報に基づいて誤り訂正符号が付加されているため誤り訂正を実行することができる。そして、これらの誤り訂正を行う場合には、誤り訂正に用いる符号量が多いほど、より精度の高い誤り検出や誤り訂正を実現することができる。図３で説明した例は、二重誤り検出二重誤り訂正符号の例であるが、本実施形態においては、ＩフレームやＰフレームに対しては訂正能力が相対的に高く符号量の多い三重誤り検出三重誤り訂正符号を用い、Ｂフレームに対しては訂正能力が相対的に低く符号量の少ない二重誤り検出一重誤り訂正符号を用いることで、結果として全体の符号量を増やすことなく、誤り訂正能力を高めることができる。以下にこれらの例を述べる。

図４は訂正能力が相対的に高い第一訂正符号を含む第一訂正符号情報の一例を示す図である。即ち、第一保持部（０１０３）に保持されているＩフレームやＰフレームの画像情報に対して三重誤り検出三重誤り訂正符号を付加した例を示している。誤り訂正能力を高めているため、図３と比較して誤り訂正符号の量が増加している。なお、本来、画像情報のデータ量については、Ｉフレームの画像情報が最も多く、続いてＰフレームの画像情報となり、Ｂフレームの画像情報が最も少なくなるものであるが、説明を分かりやすくするために、すべての画像情報のデータ量を同じものとしている（図３、図４、図５の画像情報は全て同じサイズとしている）。第一訂正符号情報付加部（０１０５）は、第一保持部（０１０３）に保持されているＩフレーム又はＰフレームを構成する画像情報に対して誤り訂正符号Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｐ’，Ｑ’，Ｒ’，Ｓ’，Ｔ’，Ｕ’を付加する。一例としては、Ｉフレーム又はＰフレームを構成する画像情報D1,1、D2,66、D3,64、D4,62・・・D22,26、D23,24、D24,22から訂正符号P60、Q58、R56、S54、T52、U50が生成される。この関係は、誤り訂正符号を生成するための生成多項式G(x)および既約多項式の根である原始多項式g(x)を
G(x)＝(x-1)(x-a)(x-a^２)(x-a^３)(x-a^４ )(x-a^５)
g(x)=x^８+x^４+x^３+x^２+1
とし、それぞれの根をベクトル表示すると、表１のようになる。

これは、例えばａ^１６に基づいて説明すると、数２のようになるからである。

従って、各データに掛ける係数の行列を数３とすると、

数４の誤り訂正符号を生成することができる。

また、上記で求めた誤り訂正符号も含めて二重に訂正符号P’、Q'、R'、S'、T'、U'を生成する場合に、各データに掛ける係数の行列を数５とすると、

数６の誤り訂正符号を生成することができる。

このように、第一訂正符号情報付加部（０１０５）にて生成された誤り訂正符号は、例えば図外のハードディスクなどの記憶装置に送出される際には、ブロック毎に付加され、D1,1、D2,1、D3,1・・・D22,1、D23,1、D24,1、P1、Q1、R1、S1、T1、U1、P'1、Q'1、R'1、S'1、T'1、U'1の順番で誤り訂正符号付画像情報として送出される。このように誤り訂正符号を生成付加することで、バーストエラーを防止させている。

同じように、第二保持部（０１０４）に保持されているＢフレームについても、誤り訂正符号が付加される。図５は訂正能力が相対的に低い第二訂正符号を含む第二訂正符号情報の一例を示す図である。即ち、第二保持部（０１０４）に保持されているＢフレームの画像情報に対して二重誤り検出一重誤り訂正符号を付加する例を示している。誤り訂正能力が低いため、図３と比較して誤り訂正符号の量が減少している。第二訂正符号付加部（０１０６）は、第二保持部（０１０４）に保持されているＢフレームを構成する画像情報に対して誤り訂正符号P、Q、P'、Q'、を付加する。

図６に、このようにして誤り訂正符号が付加された画像情報の一例を示す。図６は訂正符号付画像情報を図外の記録装置などに転送する場合のデータの構成の一例を示すものである。図６に示すように、これらの訂正符号付画像情報を転送する場合には、各ブロックの先頭に同期信号（ＳＹＮＣ）、ブロックを識別するためのアドレス（Ａｄｄｒｅｓｓ）、およびアドレスに誤りが生じたときに元のデータに戻すための巡回符号（ＣＲＣＣ）とを付加する。そして、図外の記録装置に出力される信号は、例えば２４領域のデータ（Ｆ１〜Ｆ２４）から成り、前後に再生同期化のためのプリアンブルとポストアンブルとが付加される。

次に、図６の例に基づいて、データのサイズを説明する。図４及び図５で説明した誤り訂正符号が付加された画像情報の１ブロックあたりのサイズは、Ｉフレーム、Ｐフレームについては画像情報自体のサイズが２４ワードであり、誤り訂正符号１２ワードを付加した結果３６ワードになる。Ｂフレームについては画像情報自体のサイズが２４ワードであり、誤り訂正符号４ワードを付加した結果２８ワードとなる。まず、Ｆ１領域には、IフレームとBフレームの情報が含まれている。Ｉフレームの画像情報（D1,1〜D24,1）は２４ワードであり、誤り訂正符号（P1〜U’1）は１２ワードであるため、Iフレームの訂正符号付画像情報は合わせて３６ワードとなる。Ｆ１領域には、次にBフレームが続いている。Ｂフレームにおいては、誤り訂正符号（P1、Q1、P’1、Q’1）は４ワードであり、画像情報と合わせて２８ワードとなる。従って、Ｆ１領域の誤り訂正符号付画像情報のワード数は計６４ワード（＝３６＋２８）となる。そして、次のＦ２領域は、ＢフレームとＰフレームとから構成されているため、Ｆ２領域の誤り訂正符号付画像情報のワード数は６４ワード（＝２８＋３６）となる。Ｆ３領域では、共にＢフレームから構成されているため誤り訂正符号付画像情報のワード数は５６ワード（＝２８＋２８）となる。従って、Ｆ１〜Ｆ３で合わせて計１８４ワード（＝６４＋６４＋５６）となる。これに対して、従来技術を用いた場合には、各ブロックの画像情報が２４ワード、誤り訂正符号が８ワードとなるため、１領域あたり６４ワード（＝（２４＋８）×２）であり、３領域で計１９２ワード（＝６４×３）となる。従って、図６の例では従来よりも８ワード分減少させることができる。しかも、Ｉフレーム、Ｐフレームの画像情報に対しては三重訂正まで行うことができるので、記録帯域を増加させることなく従来の二重訂正よりも訂正能力を上げることが出来る。

<実施形態１の処理の流れ>
図７に本実施形態における処理の流れの一例を示す。なお、以下に示す処理の流れは、計算機に実行させるためのプログラム、またはそのプログラムが記録された読み取り可能な記録媒体として実施されうる（以下、本明細書における処理の流れの記載についても同様である）。

最初に映像情報を取得する（Ｓ０７０１）。そして、ステップＳ０７０１にて取得した映像情報に含まれる画像情報により構成するフレームのフレーム種別識別情報を取得する（Ｓ０７０２）。そして、ステップＳ０７０２にて取得したフレームの種別がＩフレーム又はＰフレームであるか、あるいは、Ｂフレームであるかを判断する（Ｓ０７０３）。前者の場合には、訂正能力が第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号を含む情報である第一訂正符号情報を付加する（Ｓ０７０４）。一方、後者の場合には、訂正能力が第一訂正符号よりも相対的に低い第二訂正符号を含む情報である第二訂正符号情報を付加する（Ｓ０７０５）。

<実施形態１の効果>
本実施形態における誤り訂正符号付加装置は、フレームの種別を識別し、フレーム種別がＩフレーム又はＰフレームである場合には、訂正能力が相対的に高い誤り訂正符号を付加し、フレーム種別がＢフレームである場合には、訂正能力が相対的に低い誤り訂正符号を付加することで、符号量を増やすことなく誤り訂正能力を向上させることができる。

<<実施形態２>>
<実施形態２の概要>
本実施形態における誤り訂正装置は、実施形態１で説明した誤り訂正符号を利用して誤り訂正を行う装置に関するものである。実施形態１で説明した誤り訂正符号付加装置においては、フレーム種別がＢフレームである場合には、ＩフレームやＰフレームよりも訂正能力が低い誤り訂正符号を付加しているため、場合によっては従来よりも訂正能力が低くなり、誤り訂正を実現できない場合が増加する可能性がある。そこで、本実施形態においては、Ｂフレームの誤りを訂正することができない場合には、当該Ｂフレームの画像情報を所定のデータに置換することを特徴とする。

<<実施形態２の構成>
図８に本実施形態における機能ブロック図の一例を示す。図８に示す本実施形態における「誤り訂正装置」（０８００）は、「訂正符号付画像情報取得部」（０８０１）と、「判断部」（０８０２）と、「置換部」（０８０３）と、を有する。

「誤り訂正装置」（０８００）は、ハードディスクなどの記録装置からデータを読み出す際に、各データに付加された誤り訂正符号を利用して誤りの訂正を行う装置のことである。「訂正符号付画像情報取得部」（０８０１）は、実施形態１で説明した誤り訂正符号付加装置にて誤り訂正符号が付加された画像情報を取得する。

「判断部」（０８０２）は、前記訂正符号付画像情報取得部（０８０１）が取得する画像情報の中で、前記第二訂正符号情報付加部にて第二訂正符号情報を付加した画像情報が、前記第二訂正符号情報に基づいて誤り訂正が可能かを判断する。「前記第二訂正符号情報付加部」とは、実施形態１で説明した第二訂正符号情報付加部のことであり、画像情報により構成するフレームのフレーム種別がＢフレームである映像情報に対して第二訂正符号情報を付加するものである。従って、判断部（０８０２）は、訂正能力が相対的に低い第二訂正符号情報を付加されたＢフレームを構成する画像情報について、誤り訂正が可能かを判断する。Ｂフレームについては、場合によっては従来よりも訂正能力が低い誤り訂正符号が付加される場合もあるため、判断部にて誤り訂正が不可能であると判断される場合が多くなる。誤り訂正が不可能である場合とは、例えばエラー回復が可能な所定の閾個数を超えたエラーが、訂正符号付の画像情報に含まれている場合が挙げられる。

「置換部」（０８０３）は、前記判断部（０８０２）での判断結果が誤り訂正が可能でないとの判断結果である場合に、前記誤り訂正が可能でないと判断された第二訂正符号情報が付加された画像情報を、所定のデータで置換する。「所定のデータで置換する」とは、例えば、画像情報が全て０又は１の値で構成されている際には、当該画像情報により構成するフレームは再生しないという仕様となっている場合に、誤り検出したＢフレームの画像情報を全て０に置換したり、あるいは全てを１で置換したりすることが挙げられる。このように置換することで、誤り訂正ができないＢフレームの画像情報について再生せずに済む。この場合、１フレーム分のデータは欠落することになるが、Ｂフレームは他のフレームに影響を及ぼさないため、全体的な映像についての欠落には大きな影響を与えることはない。また、Ｂフレームの画像情報が欠落して誤り訂正ができない場合であっても、ＢフレームはＩフレーム又はＰフレームの予測データに過ぎないため、Ｉフレーム又はＰフレームに基づいて補間することも可能である。「所定のデータに置換する」際の他の例としては、誤り訂正が不可能であるＢフレームの前後のＩフレーム又はＰフレームを構成する画像情報に基づいて、当該Ｂフレームの画像情報が再度構成されるように補間した補間画像情報に置換してもよい。本例については実施形態３で説明を行う。

<実施形態２の処理の流れ>
図９に本実施形態における処理の流れの一例を示す。最初に、実施形態１で説明した誤り訂正符号付加装置にて誤り訂正符号が付加された画像情報を取得する（Ｓ０９０１）。次に、ステップＳ０９０１にて取得した画像情報の中で、第二訂正符号情報を付加した画像情報が第二訂正符号情報に基づいて誤り訂正可能かを判断する（Ｓ０９０２）。ステップＳ０９０２にて誤り訂正が可能でないと判断した場合には、第二訂正符号情報が付加された画像情報を所定のデータで置換する（Ｓ０９０３）。

<実施形態２の効果>
本実施形態における誤り訂正装置は、実施形態１で説明した誤り訂正符号付加装置にて誤り訂正符号が付加されたＢフレームを構成する画像情報について、誤り訂正が可能であるかを判断し、誤り訂正が可能でない場合にはＢフレームを構成する画像情報を所定のデータで置換することで、誤り訂正できない場合であっても映像情報全体に影響を与えないで済む。

<<実施形態３>>
<実施形態３の概要>
本実施形態における誤り訂正装置は、実施形態２で説明した誤り訂正ができない画像情報の場合には、前後のフレームを利用して補間することで、置換を実現することを特徴とする。

<実施形態３の構成>
図１０に本実施形態における機能ブロック図の一例を示す。図１０に示す本実施形態における「誤り訂正装置」（１０００）は、「訂正符号付画像情報取得部」（１００１）と、「判断部」（１００２）と、「置換部」（１００３）と、を有する。「置換部」（１００３）は、「補間画像情報置換手段」（１００４）を有する。「補間画像情報置換手段」（１００４）を除く各構成については実施形態２で説明したものと同様であるため、ここで説明は省略する。

「補間画像情報置換手段」（１００４）は、置換すべき画像情報を、その前後のフレームを構成する画像情報を用いて補間した補間画像情報に置換する。「その前後のフレーム」とは、置換すべき画像情報を構成するために用いた前後のフレームのことである。具体的にはＩフレーム又はＰフレームが該当する。ＢフレームはＩフレーム又はＰフレームの差分情報に過ぎないために、その前後のフレームを用いることで、正常なＢフレームデータを容易に再現することが可能である。図２の例で説明すると、Ｂ６フレーム（Ｂフレーム）の画像情報については、その前後のフレームであるＰ２フレーム（Ｐフレーム）とＰ５フレーム（Ｐフレーム）を構成する画像情報を用いて補間することができる。このように、「その前後のフレーム」とは、時間軸上で直接隣接するフレームでなくてもよい。「画像情報を、その前後のフレームを構成する画像情報を用いて補間」する方法としては、例えば当該Ｂフレームに対して前後のフレームに基づいて再度予測符号化を行うことが挙げられる。具体的には、前後のフレームを構成する画像情報によって表示されるべき情報の中間値を用いて補間する方法などが挙げられる。このように、誤り訂正ができないＢフレームについても、前後のフレームを構成する画像情報を用いて補間することで、元のＢフレームの画像情報を再構成することが可能なために、誤り訂正を実行した場合と同等の効果を得ることができる。

<実施形態３の処理の流れ、及び効果>
図１１に本実施形態における処理の流れの一例を示す。ステップＳ１１０３を除いては実施形態２で説明したものと同様である。ステップＳ１１０３においては、置換すべき画像情報を、その前後のフレームを構成する画像情報を用いて補間した補間画像情報に置換する。本実施形態の誤り訂正装置は、誤り訂正ができないＢフレームについて、前後のフレームを構成する画像情報を用いて補間することで、正常なＢフレームを容易に再現することが可能となる。

図１２から図１６に基づいて本発明の実施例を説明する。図１２は、本発明の誤り訂正符号付加装置及び誤り訂正装置を利用するデジタル放送用受信装置（１２０１）のブロック図の一例を示す図である。図１２においては、記録読出回路（１２０８）が本発明に関する誤り訂正符号付加装置及び誤り訂正装置に相当する。

図１２を用いてデジタル放送を受信する際の動作の概要について説明する。放送局はトランスポートストリームにより構成された放送に関する情報を、所定の信号に変換して送信する。また、放送する場合にはスクランブル処理（暗号化）が施されているものとする。まず、デジタル放送用受信装置（１２０１）は、放送衛星から送信された放送をデジタル放送用アンテナ（１２０３）で受信した後に、デジタル放送用アンテナ（１２０３）、チューナ部（１２０４）、復調回路（１２０５）を経て受信信号をエラー訂正回路に送る。エラー訂正回路（１２０６）は、受信信号に対して例えばリードソロモン符号によるエラー訂正を施し、放送局からデジタル放送用アンテナ（１２０３）までの間で生じたエラーを訂正し、エラー訂正を行った信号をデスクランブラ（１２０７）に送出する。デスクランブラ（１２０７）は、限定受信（ＣＡ：ＣｏｎｄｉｔｉｏｎａｌＡｃｃｅｓｓ）制御を行いデジタルテレビ番組の視聴が許可されているときには受信した信号をデスクランブル処理してトランスポートストリームを取得する。取得されたトランスポートストリームは、ハードディスクに記録するための処理を行うために記録読出処理回路（１２０８）に送られる。

記録読出処理回路（１２０８）は、トランスポートストリームを分離して、ＴＳパケット中のデータ部に格納されているデータの種類を識別し、必要なデータを取得する。図１３はトランスポートストリームの一例を示す図である。トランスポートストリームは様々な種別の情報を多重化したものである。そして、図１４に示すようにＴＳパケット中のヘッダ部に格納されているＰＩＤに基づいて、個々のＴＳパケットの種別を識別し、デジタルテレビ番組に関する情報を取得する。デジタルテレビ番組には、映像情報や音声情報やデータ情報などが含まれており、それぞれＴＳパケットのＰＩＤで識別可能である。なお、デジタルテレビ番組を記録する場合には、これらの情報全てに対して誤り訂正符号を付加するものであるが、以下では映像情報に誤り訂正符号を付加する処理に特化して説明を行う。

図１５に記録読出処理回路（１２０８）のブロック図の一例を示す。記録読出処理回路（１２０８）は、分離取得したＴＳパケットをハードディスク（１５０５）に記録したり、記録したＴＳパケットを読み出したりする処理を行う。本発明に関連するブロックは、誤り訂正符号付加回路（１５０１）、誤り訂正回路（１５１０）、補間回路（１５１１）である。

図１６に誤り訂正符号付加回路（１５０１）のブロック図の一例を示す。フレーム種別判別回路（１６０１）は、分離取得したＴＳパケットのデータ部に含まれるアクセス・ユニット・デリミタなどに基づいて、フレームの種別を判断し、Ｉフレーム又はＰフレームの画像情報を構成するＴＳパケットをＩＰフレーム用データＲＡＭ（１６０２）に格納し、また、Ｂフレームの画像情報を構成するＴＳパケットをＢフレーム用データＲＡＭ（１６０３）に格納する。そして、アドレスジェネレータ（１６０６）が、ＩＰフレーム用データＲＡＭ（１６０２）及びＢフレーム用データＲＡＭ（１６０３）に保持されたＴＳパケットをワード単位で読み出し、Ｉフレーム又はＰフレームから成る画像情報には訂正能力が相対的に高い訂正符号をエンコーダ（１６０４）にて生成付加し、Ｂフレームからなる画像情報には訂正能力が相対的に低い訂正符号を付加する。そして、ハードディスク（１５０５）対して訂正符号が付加された情報を送出する。訂正符号が付加された情報の一例としては、図６に示すような同期信号(SYNC)などが付加された情報が挙げられる。ハードディスク（１５０５）に情報を送出する場合には、バッファＲＡＭ（１６０５）にてブロックインターリーブを行うため、伝送される情報を一時格納する。このように訂正符号が付加された情報は、図１５で示す変調回路（１５０２）で図６に示すようなプリアンブルやポストアンブルなどの再生同期信号などが付加され、記録アンプ（１５０３）、磁気ヘッド（１５０４）を介してハードディスク（１５０５）に記録される。

一方、ハードディスク（１５０５）に記録されている情報を読み出して、デジタルテレビ番組を視聴したい場合には、ヘッドアンプ（１５０６）、波形等化回路（１５０７）、復号回路（１５０８）、復調回路（１５０９）を経て、訂正符号付きの画像情報が誤り訂正回路（１５１０）に送出される。誤り訂正回路（１５１０）は誤り訂正を行うために、一時的に情報を記録するためのバッファメモリなどを有していてもよい。誤り訂正回路（１５１０）では、誤り訂正符号に基づいてワード単位に分割されている画像情報の誤りを訂正する。補間回路（１５１１）は、誤り訂正能力が低い訂正符号が付加されているＢフレームのように、誤り訂正ができない画像情報を構成する画像情報については、前後のフレームの画像情報を用いて補間を行う。このため、補間回路（１５１１）は、映像情報を一時的に構成するためのフレームメモリなどを有していてもよい。

このようにして画像情報の誤り訂正がされた映像情報のＴＳパケットは、同様に誤り訂正がされた音声情報やデータ情報などのＴＳパケットとともにトランスポートストリームとして図１２のデマルチプレクサ（１２０９）に送出される。デマルチプレクサ（１２０９）は、トランスポートストリームのＴＳパケットデータのうちデータ部に圧縮された映像情報が格納されているＴＳパケットデータ（映像パケットデータ）についてはビデオ処理部（１２１０）に送出し、データ部に圧縮された音声情報が格納されているＴＳパケットデータ（音声パケットデータ）についてはオーディオ処理回路（１２１１）に送出し、デジタルテレビ番組を視聴することができる。以上の構成例はデジタル放送用の信号についての誤り訂正符号付加装置、及び誤り訂正装置の一の実施例であり、本発明はかかる構成に限定されるものではない。

実施形態１を説明するための機能ブロック図フレームの種類を説明するための図二重誤り検出二重誤り訂正の訂正符号が付加されたデータ配置図三重誤り検出三重誤り訂正の訂正符号が付加されたデータ配置図二重誤り検出一重誤り訂正の訂正符号が付加されたデータ配置図誤り訂正符号が付加されたデータの順番の一例を示す図実施形態１の処理の流れを説明するための図実施形態２を説明するための機能ブロック図実施形態２の処理の流れを説明するための図実施形態３を説明するための機能ブロック図実施形態３の処理の流れを説明するための図本発明を利用したデジタル放送受信装置の一例を示すブロック図トランスポートストリームを説明するための図ＴＳパケットデータを説明するための図本発明を利用した記録読出回路の一例を示すブロック図本発明を利用した誤り訂正回路の一例を示すブロック図

符号の説明

０１００訂正符号付加装置
０１０１映像情報取得部
０１０２フレーム種別識別情報取得部
０１０３第一保持部
０１０４第二保持部
０１０５第一訂正符号情報付加部
０１０６第二訂正符号情報付加部
０８００誤り訂正装置
０８０１訂正符号付画像情報取得部
０８０２判断部
０８０３置換部

Claims

Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームを利用した符号化方式で符号化された映像情報に誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号付加装置において、
映像情報を取得する映像情報取得部と、
映像情報に含まれる画像情報により構成するフレームのフレーム種別を識別するフレーム種別識別情報を取得するフレーム種別識別情報取得部と、
フレーム種別識別情報取得部にて取得したフレーム種別識別情報により識別されるフレーム種別がＩフレーム又は、Ｐフレームであるフレームを構成する画像情報を保持する第一保持部と、
フレーム種別識別情報取得部にて取得したフレーム種別識別情報により識別されるフレーム種別がＢフレームであるフレームを構成する画像情報を保持する第二保持部と、
第一保持部に保持された画像情報に対して訂正能力が後記第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号を含む情報である第一訂正符号情報を付加する第一訂正符号情報付加部と、
第二保持部に保持された画像情報に対して訂正能力が前記第一訂正符号よりも相対的に低い第二訂正符号を含む情報である第二訂正符号情報を付加する第二訂正符号情報付加部と、
を有する誤り訂正符号付加装置。
請求項１に記載の誤り訂正符号付加装置にて誤り訂正符号が付加された画像情報を取得する訂正符号付画像情報取得部と、
前記訂正符号付画像情報取得部が取得する画像情報の中で、前記第二訂正符号情報付加部にて第二訂正符号情報を付加した画像情報が、前記第二訂正符号情報に基づいて誤り訂正が可能かを判断する判断部と、
前記判断部での判断結果が誤り訂正が可能でないとの判断結果である場合に、前記誤り訂正が可能でないと判断された第二訂正符号情報が付加された画像情報を、所定のデータで置換する置換部と、
を有する誤り訂正装置。
前記置換部は、置換すべき画像情報を、その前後のフレームを構成する画像情報を用いて補間した補間画像情報に置換する補間画像情報置換手段を有する請求項２に記載の誤り訂正装置。
前記第一訂正符号情報に含まれる訂正能力が第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号は、三重誤り検出三重誤り訂正の訂正符号である請求項１に記載の誤り訂正符号付加装置。
前記第二訂正符号情報に含まれる訂正能力が第一訂正符号よりも相対的に低い第二訂正符号は、二重誤り検出一重誤り訂正の訂正符号である請求項１に記載の誤り訂正符号付加装置。
Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームを利用した符号化方式で符号化された映像情報に誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号付加方法において、
映像情報を取得する映像情報取得ステップと、
映像情報に含まれる画像情報により構成するフレームのフレーム種別を識別するフレーム種別識別情報を取得するフレーム種別識別情報取得ステップと、
フレーム種別識別情報取得ステップにて取得したフレーム種別識別情報により識別されるフレーム種別がＩフレーム又は、Ｐフレームであるフレームを構成する画像情報を保持する第一保持ステップと、
フレーム種別識別情報取得部にて取得したフレーム種別識別情報により識別されるフレーム種別がＢフレームであるフレームを構成する画像情報を保持する第二保持ステップと、
第一保持ステップにて保持された画像情報に対して訂正能力が後記第二訂正符号よりも相対的に高い第一訂正符号を含む情報である第一訂正符号情報を付加する第一訂正符号情報付加ステップと、
第二保持ステップに保持された画像情報に対して訂正能力が前記第一訂正符号よりも相対的に低い第二訂正符号を含む情報である第二訂正符号情報を付加する第二訂正符号情報付加ステップと、
を有する誤り訂正符号付加方法。
請求項６に記載の誤り訂正符号付加方法にて誤り訂正符号が付加された画像情報を取得する訂正符号付画像情報取得ステップと、
前記訂正符号付画像情報取得部が取得する画像情報の中で、前記第二訂正符号情報付加ステップにて第二訂正符号情報を付加した画像情報が、前記第二訂正符号情報に基づいて誤り訂正が可能かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップでの判断結果が誤り訂正が可能でないとの判断結果である場合に、前記誤り訂正が可能でないと判断された第二訂正符号情報が付加された画像情報を、所定のデータで置換する置換ステップと、
を有する誤り訂正方法。