JP2008042769A - Moving image decoder and moving image decoding method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、動画像フレームのエラーを修復するコンシールメント部を備える動画像復号装置及びこの装置において用いられる動画像復号方法に関するものである。 The present invention relates to a moving picture decoding apparatus including a concealment unit that repairs a moving picture frame error, and a moving picture decoding method used in the apparatus.
従来、例えばITU−Tによって規定された動画圧縮規格H.264を採用した符号化を行った動画像データを伝送した場合に、エラーが混入することがあり、これに対応するためエラーを含む動画像データについて修復を行い適正な画像データを得るエラーコンシールメント処理が行われている。 Conventionally, for example, the video compression standard H.264 defined by ITU-T. When moving image data encoded using H.264 is transmitted, an error may be mixed. In order to cope with this, error concealment for recovering moving image data including an error and obtaining appropriate image data is obtained. Processing is in progress.
これに対し、エラーが混入したフレームが参照されると、リフレッシュされたIフレームが次に送られてくるまで、フレーム間でエラー伝播が生じることになる。このため、エラーが混入した場合には、その直前に復号化された画像データを用いた表示画像のままでフリーズさせる手法も知られている。 On the other hand, when a frame containing an error is referenced, error propagation occurs between the frames until the refreshed I frame is sent next. For this reason, when an error is mixed, a method of freezing the display image using the image data decoded immediately before is known.
しかしながら、上記フリーズの手法を用いると、Iフレーム到来の直後にエラーが混入した場合には、リフレッシュされたIフレームが次に送られてくるまでに時間があり、暫くの間変化のない画像を見ることになり、動画配信の意義が失われる問題があった。 However, when the freeze method is used, if an error is mixed immediately after the arrival of the I frame, there is time until the refreshed I frame is sent next, and an image that has not changed for a while. There was a problem that the significance of video distribution was lost.
上記に対し特許文献1には、デコーダからの復号化情報と、エラー処理マクロブロック数を用い、エラー処理ブロック数が閾値を上回ると静止画を出力し、エラー処理ブロック数が閾値を下回るとデコーダからの復号化情報の出力を再開する手法が開示されている。
伝送された動画像データの復号化においては、エラーが混入した動画像データについてエラーコンシールメント処理を行うか復号化を停止して静止画像とするか適切に処理を行う動画像復号装置及びこの装置において用いられる動画像復号方法が求められているのである。 In decoding of transmitted moving image data, a moving image decoding device that appropriately performs error concealment processing on moving image data mixed with an error or stops decoding to make a still image and this device Therefore, there is a need for a video decoding method used in Japanese.
本発明は上記のような動画像データの復号化に関する課題を解決せんとしてなされたもので、その目的は、エラーが混入した動画像データについてエラーコンシールメント処理を行うか復号化を停止するかを切り換えて適切な再生画像を表示することを可能とした動画像復号装置及びこの装置において用いられる動画像復号方法を提供することである。 The present invention has been made as a solution to the above-described problem relating to the decoding of moving image data, and its purpose is to perform error concealment processing or stop decoding on moving image data mixed with errors. It is an object to provide a moving picture decoding apparatus capable of switching and displaying an appropriate reproduced image and a moving picture decoding method used in this apparatus.
本発明に係る動画像復号装置は、到来する動画像フレームを取り込みエラー検出を行うエラー検出部と、動画像フレームを復号化する復号部と、動画像フレームのエラーを修復するコンシールメント部と、前記復号部により復号化された画像データまたは前記コンシールメント部により修復された画像データを蓄積する画像メモリと、前記エラー検出部による検出結果がエラーを示す場合に、エラーが発生した当該フレームから直後に到来するIフレームまでの時間に基づき、前記コンシールメント部による修復または次に到来するIフレームまで修復停止を選択する制御部とを具備することを特徴とする。 A video decoding device according to the present invention includes an error detection unit that takes in an incoming video frame and detects an error, a decoding unit that decodes a video frame, a concealment unit that repairs an error in the video frame, Immediately after the frame in which an error occurred when the image memory that stores the image data decoded by the decoding unit or the image data restored by the concealment unit and the detection result by the error detection unit indicate an error And a control unit that selects restoration by the concealment unit or restoration stop until the next I frame, based on the time until the I frame that arrives at.
本発明に係る動画像復号装置では、制御部は、次に到来するIフレームまで修復停止を選択する場合には、既に前記画像メモリに蓄積された画像データを再生画像情報とすることを特徴とする。 In the moving image decoding apparatus according to the present invention, when the control unit selects restoration stop until the next incoming I frame, the image data already stored in the image memory is used as reproduction image information. To do.
本発明に係る動画像復号方法は、動画像フレームを復号化した画像データを再生画像情報とするか、または動画像フレームのエラーを修復した画像データを再生画像情報とする動画像復号方法において、到来する動画像フレームを取り込みエラー検出を行うエラー検出ステップと、前記エラー検出ステップによる検出結果がエラーを示す場合に、エラーが発生した当該フレームから直後に到来するIフレームまでの時間に基づき、前記エラー修復を行うかまたは次に到来するIフレームまでのエラー修復停止するかを選択する制御ステップとを具備することを特徴とする。 The moving image decoding method according to the present invention is a moving image decoding method in which image data obtained by decoding a moving image frame is used as reproduced image information, or image data obtained by correcting an error in the moving image frame is used as reproduced image information. An error detection step of capturing an incoming moving image frame and detecting an error, and when the detection result of the error detection step indicates an error, based on the time from the frame in which the error has occurred to the immediately following I frame, And a control step for selecting whether to perform error correction or to stop error correction until the next incoming I frame.
本発明に係る動画像復号方法は、復号化された画像データまたは修復された画像データを画像メモリに蓄積するステップを備え、制御ステップにおいて、次に到来するIフレームまで修復停止を選択する場合には、既に前記画像メモリに蓄積された画像データを再生画像情報とすることを特徴とする。 The moving image decoding method according to the present invention includes a step of storing decoded image data or restored image data in an image memory, and when the control step selects restoration stop until the next incoming I frame. Is characterized in that the image data already stored in the image memory is used as reproduced image information.
本発明では、動画像フレームを取り込みエラー検出を行い、検出結果がエラーを示す場合に、エラーが発生した当該フレームより後に到来するIフレームまでの時間に基づき、エラー修復を行うかまたは次に到来するIフレームまでエラー修復を停止するか選択するので、エラーが混入した動画像データについてエラーコンシールメント処理を行うか静止画像とするかを適切に切り換え処理を行うことが可能となる。 In the present invention, when a moving image frame is captured and error detection is performed, and the detection result indicates an error, error correction is performed based on the time until the I frame that arrives after the frame in which the error has occurred, or the next arrival Since it is selected whether or not the error repair is stopped until the I frame to be performed, it is possible to appropriately perform the switching process between the error concealment process or the still image for the moving image data in which the error is mixed.
以下添付図面を参照して、本発明に係る動画像復号装置及び動画像復号方法の実施例を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図1に、伝送される動画像データについて、H.264に規定されたアクセスユニットの構成を示す。アクセスユニットは、ビットストリーム中の情報をピクチャ単位にまとめたものであり、1〜複数のNALから構成される。主ピクチャ中のNALユニットが、総てのアクセスユニットに含まれる。アクセスユニットの先頭を示すAUディリミタ、画像のプロファイルやレベルがセットされるSPS、ピクチャ全体の符号モードを示すヘッダであるPPS、各ピクチャのタイミング情報等であるSEIが付加される。 Embodiments of a moving picture decoding apparatus and a moving picture decoding method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In FIG. The structure of the access unit prescribed | regulated to H.264 is shown. The access unit is a collection of information in the bitstream in units of pictures, and is composed of one to a plurality of NALs. NAL units in the main picture are included in all access units. An AU limiter indicating the head of the access unit, an SPS in which the profile and level of the image are set, a PPS that is a header indicating the coding mode of the entire picture, and an SEI that is timing information of each picture are added.
NALユニットのデータ構成は、図2に示すように、先頭のNALヘッダに続いて、VCLで生成されたRBSPが付加される。NALヘッダには、NALユニットの種類を示すnal_unit_type が付加されている。 As shown in FIG. 2, the NAL unit has a data structure in which an RBSP generated by the VCL is added after the head NAL header. A nal_unit_type indicating the type of the NAL unit is added to the NAL header.
Iフレームの検出は、上記nal_unit_type により符号化方法を特定して行う。各フレームの時刻情報は、BPSEI(バッファリング期間SEI)或いはPTSEI(ピクチャタイミングSEI)またはPOC(Picture Order Count)に基づき、或いは伝送時に下位レイヤにて付加されたタイムスタンプに基づき取得するものである。 The detection of the I frame is performed by specifying the encoding method based on the nal_unit_type. The time information of each frame is acquired based on BPSE (buffering period SEI) or PTSEI (picture timing SEI) or POC (Picture Order Count), or based on a time stamp added in a lower layer at the time of transmission. .
なお、MPEG−4 Simple Profile の場合は、フレーム間符号化を示すP−VOP(Video Object Plane)と、フレーム内符号化を示すI−VOPの2種類である。MPEG−4などにおいては、PTS(Presentation Time Stamp)により時刻情報を得ると共に、スライスヘッダにより符号化方法を特定する。 In the case of MPEG-4 Simple Profile, there are two types: P-VOP (Video Object Plane) indicating inter-frame encoding and I-VOP indicating intra-frame encoding. In MPEG-4 or the like, time information is obtained by PTS (Presentation Time Stamp), and an encoding method is specified by a slice header.
上記のような動画像データを受けて、これを復号化する動画像復号装置における実施例の主要部を図3に示す。図3のブロック図に示される通り、動画像復号装置の主要部は、エラー検出部1、制御部20、復号部3、コンシールメント部4、復号画像バッファ5、フレームメモリ6、画像出力部7を具備する構成となっている。符号化された動画像ストリームVは、先に図1に示した通りのデータ構造となっている。
FIG. 3 shows the main part of an embodiment of the moving picture decoding apparatus that receives the moving picture data as described above and decodes it. As shown in the block diagram of FIG. 3, the main parts of the video decoding device are an
エラー検出部1は、動画像ストリームVにエラーが含まれているかを検出する。なお、エラー検出は、符号化されたデータをテーブルに基づき復号化できない場合や、パラメータ間の齟齬等を検出するデコーダの機能を用いることによってなされる。制御部20には、符号化種別検出部22が含まれており、符号化種別検出部22はnal_unit_typeをチェックして、Iフレームを認識する。制御部20には、Iフレーム周期検出部21が含まれており、符号化種別検出部22によりIフレームが検出される周期(平均周期)を求める。
The
更に制御部20には切換制御部23が備えられており、切換制御部23は、エラー検出部1による検出結果がエラーを示す場合に、当該フレームからそれより後に到来するIフレームまでの時間と予め設定された閾値との大小に基づき、コンシールメント部4による修復または次に到来するIフレームまでの修復停止を選択する。
Further, the
復号部3は、符号化種別に則り、スライスデータを復号画像バッファ5(DPB:Decoded Picture Buffer)に蓄積されている画像等を参照して復号し、再び復号画像バッファ5に蓄積する。コンシールメント部4は、エラー検出部1による検出結果がエラーを示す場合に、符号化種別に基づき復号画像バッファ5に蓄積されている画像を参照してコンシールメント処理(修復処理)を行い、画像を再生して、再び復号画像バッファ5に蓄積する。ここで、コンシールメント部4が行うコンシールメント処理(修復処理)としては、例えば、特開2005−311512号公報に示された手法を用いることができる。
The
フレームメモリ6は、再生された画像をフレーム単位で記憶するものである。画像出力部7は、フレームメモリ6からフレーム画像データを読み出してコマ送りして表示を行い、動画像を提供するものである。制御部20には、閾値設定部31が接続されており、コンシールメント部4による修復または次に到来するIフレームまでの修復停止の選択処理に用いる閾値Tthを設定するように構成されている。
The
以上の通りに構成された動画像復号装置では、制御部20は図4に示されるフローチャートに従って動作するので、これに基づき動作を説明する。符号化された動画像データの到来によりデコードが開始され、Iフレーム周期検出部21がIフレーム周期Tiの算出を行う(S11)。このIフレーム周期Tiの算出は、固定間隔でIフレームが挿入されるわけではないため、デコード処理中に随時算出を行う。算出方法は、数周期分のIフレーム間隔で平均を取る方法や、多数決を取る方法、最大値を取る方法などがある。なお、この検出中にエラーが検出された場合には、上記のIフレームの周期Tiの算出における対象からは除外する。
In the moving picture decoding apparatus configured as described above, the
ステップS11の処理に続いて、ピクチャ境界を検出する(S12)。ここでは、H.264のビットストリームを例としており、ピクチャ境界検出は、nal_unit_type を用いて行う。ステップS12に続いて、エラー検出部1の出力に基づきエラーが混入したフレームであるか否かを検出する(S13)。エラーが混入したフレームでなければ、復号部3に指示を与えて復号化を行わせ、符号化された動画像データが到来する限りにおいて「ループ開始へ」戻って処理が続けられる。この結果、復号部3によって復号化された画像データは復号画像バッファ5に蓄積され、フレームメモリ6へ送出され蓄積される。フレームメモリ6に蓄積されたフレーム画像データは画像出力部7に読み出されてコマ送り表示によって動画像が表示される。
Following the process of step S11, a picture boundary is detected (S12). Here, H. The H.264 bit stream is taken as an example, and picture boundary detection is performed using nal_unit_type. Subsequent to step S12, based on the output of the
一方、ステップS13において、エラーが混入したフレームであることが検出されると、現在の処理において次のIフレームまでスキップ中であるかを検出する(S14)。このステップS14においてスキップ中であることが検出されると、「ループ開始へ」戻って処理が続けられる。 On the other hand, if it is detected in step S13 that the frame contains an error, it is detected whether or not the current process skips to the next I frame (S14). If it is detected in step S14 that skipping is in progress, the process returns to "start loop" and continues.
また、上記ステップS14において、次のIフレームまでのスキップ中でないことが検出されると、当該エラーが混入したフレームから次のIフレームまでの時間間隔Tを算出する(S15)。具体的には、図5に示される直前のIフレーム(エラーが混入しないIフレーム)の時刻情報t1は、制御部20がタイムスタンプより検出して保持している。また、エラーが混入した現在フレームFerrorの時刻情報terrorは、制御部20がタイムスタンプより検出する。当該現在フレームFerrorの直後に到来するIフレーム(予測されるIフレーム)と上記直前のIフレームとの時間間隔は、ステップS11においてIフレーム周期検出部21が算出したIフレーム周期Tiである。従って、次のIフレームまでの時間間隔Tは、T=Ti−(terror−t1)として制御部20によって求められる。
If it is detected in step S14 that the skip to the next I frame is not in progress, the time interval T from the frame in which the error is mixed to the next I frame is calculated (S15). Specifically, the time information t 1 of the immediately preceding I frame (I frame in which no error is mixed) shown in FIG. 5 is detected and held by the
上記ステップS15に続いて、切換制御部23が閾値設定部31により設定された閾値TthとステップS15において求めた次のIフレームまでの時間間隔Tとを比較する(S16)。この比較の結果、時間間隔Tが閾値Tthより大きい場合には、ステップS16においてYESへ分岐し、コンシールメント部4へ指示を与えてコンシールメント処理を行わせる(S17)。コンシールメント部4によるコンシールメント処理の結果は、復号画像バッファ5へ送られ、フレームメモリ6へ出力されて動画像表示に用いられる。このステップS17の処理が終了すると、符号化された動画像データが到来する限りにおいて「ループ開始へ」戻って処理が続けられ、動画像データが到来しない場合に終了となる。
Subsequent to step S15, the switching
ステップS16における比較の結果、時間間隔Tが閾値Tth以下である場合には、ステップS16においてNOへ分岐し、切換制御部23が復号部3及びコンシールメント部4へ不動作の指示を与えて、次のIフレームまでスキップする処理を行う(S18)。このスキップの処理では、符号化部3及びコンシールメント部4の処理が停止され、既にフレームメモリ6に蓄積されている画像データを用いた画像表示が行われる。即ち、静止画像の表示が行われる。このステップS17の処理が終了すると、符号化された動画像データが到来する限りにおいて「ループ開始へ」戻って処理が続けられ、動画像データが到来しない場合に終了となる。
If the time interval T is equal to or smaller than the threshold value T th as a result of the comparison in step S16, the process branches to NO in step S16, and the switching
閾値設定部31により設定する閾値Tthは、ここでは時間としたが、Iフレーム周期Tiに対する割合(1/3、1/2など)を設定し、制御部20が閾値Tthに変換するようにしても良い。また、上記割合自体を閾値として、スキップを行うか否か判定しても良い。いずれの場合においても、ユーザが閾値設定部31により閾値を設定することによりユーザが希望する画質で動画像の表示がなされる。即ち、動きを滑らかにした画像を表示させたい場合には、閾値Tthが大きくなるように設定を行い、綺麗な画質で画像を表示させたい場合には、閾値Tthが小さくなるように設定を行うことになる。
なお、ここで示した実施例では、時間情報を閾値として設定した例を示したが、Iフレームを起点とした復号フレーム数(割合)による比較を行っても同様の効果が得られる。
The threshold value T th set by the threshold
In the embodiment shown here, the example in which the time information is set as the threshold value is shown, but the same effect can be obtained by performing comparison based on the number (ratio) of decoded frames starting from the I frame.
1 エラー検出部
3 復号部
4 コンシールメント部
5 復号画像バッファ
6 フレームメモリ
7 画像出力部
20 制御部
21 符号化種別検出部
22 Iフレーム周期検出部
23 切換制御部
31 閾値設定部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
動画像フレームを復号化する復号部と、
動画像フレームのエラーを修復するコンシールメント部と、
前記復号部により復号化された画像データまたは前記コンシールメント部により修復された画像データを蓄積する画像メモリと、
前記エラー検出部による検出結果がエラーを示す場合に、エラーが発生した当該フレームから直後に到来するIフレームまでの間隔に基づき、前記コンシールメント部による修復または次に到来するIフレームまで修復停止を選択する制御部と
を具備することを特徴とする動画像復号装置。 An error detection unit that captures incoming video frames and detects errors;
A decoding unit for decoding a moving image frame;
A concealment unit that repairs an error in the video frame;
An image memory for storing the image data decoded by the decoding unit or the image data restored by the concealment unit;
When the detection result by the error detection unit indicates an error, the restoration by the concealment unit or the restoration stop until the next I frame arrives based on the interval from the frame in which the error has occurred to the I frame that comes immediately after A moving picture decoding apparatus comprising: a control unit that selects the moving picture decoding apparatus;
到来する動画像フレームを取り込みエラー検出を行うエラー検出ステップと、
前記エラー検出ステップによる検出結果がエラーを示す場合に、エラーが発生した当該フレームから直後に到来するIフレームまでの間隔に基づき、前記エラー修復を行うかまたは次に到来するIフレームまでのエラー修復停止するかを選択する制御ステップと
を具備することを特徴とする動画像復号方法。 In the moving picture decoding method in which the image data obtained by decoding the moving image frame is used as the reproduction image information, or the image data obtained by correcting the error of the moving image frame is used as the reproduction image information
An error detection step for capturing an incoming video frame and detecting an error;
When the detection result of the error detection step indicates an error, the error is repaired or the error is repaired up to the next I frame based on the interval from the frame in which the error has occurred to the immediately following I frame. And a control step of selecting whether to stop the video decoding method.
制御ステップにおいて、次に到来するIフレームまで修復停止を選択する場合には、既に前記画像メモリに蓄積された画像データを再生画像情報とすることを特徴とする請求項3に記載の動画像復号方法。 Storing the decoded image data or the restored image data in an image memory,
4. The moving image decoding according to claim 3, wherein when the restoration stop is selected until the next incoming I frame in the control step, the image data already stored in the image memory is used as reproduction image information. Method.
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