JP2570802B2 - 動画像信号フレーム間符号化復号化装置のリフレツシユ方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は動画像信号の高能率符号化復号化に関し、特
に伝送路に誤りが発生した時の復号信号のリフレッシュ
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、動画像信号のフレーム間符号化復号化装置にお
ける復号信号のリフレッシュは、バックワードチャネル
がある場合には、デマンドリフレッシュと称して、復号
部において復号誤りを検出し、受信部から送信部にリフ
レッシュ要求を出し、それを受け取った送信部では１フ
レームをフレーム内符号化を用いて符号化し、送信部の
フレームメモリの内容と受信部のフレームメモリの内容
とを一致させていた。また、バックワードチャネルがな
い場合には、周期的リフレッシュと称して、画像フレー
ムの一部分（例えば１ライン）ずつをフレーム内符号化
し、複数フレームを送る間に送信部のフレームメモリの
内容と受信部のフレームメモリの内容とを一致させてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の動画像信号フレーム間符号化復号化装
置のリフレッシュ方式は、バックワードチャネルがない
場合にはデマンドリフレッシュを行なうことができず、
周期的リフレッシュを行なう際に伝送路ビットレートが
極端に低くなった場合、一般的にフレーム内符号化によ
る情報量の発生はフレーム間符号化と比較して大きいの
で、リフレッシュのために割り当てる情報量が、実際に
送りたい動画像に割り当てる情報量に対して無視できな
くなる。また、周期的リフレッシュの周期を長くした
り、一度に行なう量を減らしてリフレッシュに割り当て
る情報量を減らしたりすると、１フレーム分のリフレッ
シュの開始から完了までの時間が非常に長くなるという
欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

このような欠点を除去するために本発明による動画像
信号フレーム間符号化復号化装置のリフレッシュ方式
は、送信部と受信部とを備え、 送信部は、入力された画像信号を予め定められた大き
さのブロックに分割するブロック化回路と、フレーム間
予測器として１フレーム画像信号を記憶する第１のフレ
ームメモリを有しフレーム内選択信号を入力するとブロ
ック単位でフレーム内符号化を行ない第１のフレームメ
モリにフレーム内符号化局部復号信号を書き込むフレー
ム間符号化ループと、このフレーム間符号化ループから
出力される符号化信号のうち有意情報が発生したブロッ
クを有効ブロックと判定する有効ブロック判定回路と、
予め定められた設定フレーム時間内に発生した有効ブロ
ックのアドレスを記憶する有効ブロックアドレスメモリ
と、有効ブロックアドレスを入力してフレーム内選択信
号を出力するフレーム内選択信号発生回路と、リフレッ
シュのフレームを示すリフレッシュフレーム信号を発生
するパルス発生回路と、フレーム間符号化ループから出
力される符号化信号とフレーム内選択信号とリフレッシ
ュフレーム信号とを多重化して多重化信号を出力する多
重化回路とを有し、 受信部は、送信部から出力された多重化信号を受信符
号化信号と受信フレーム内選択信号と受信リフレッシュ
フレーム信号とに分離する分離回路と、受信符号化信号
をフレーム内復号化する受信フレーム内復号化回路と、
フレーム内復号化された信号を１フレーム記憶する第２
のフレームメモリと、第２のフレームメモリの出力信号
と受信フレーム内復号化回路の出力信号とを受信フレー
ム内選択信号により切り替える第１のセレクタと、この
第１のセレクタの出力と受信符号化信号とをリフレッシ
ュフレーム信号により切り替える第２のセレクタと、こ
の第２のセレクタの出力信号を１画像フレーム記憶する
第３のフレームメモリと、この第３のフレームメモリの
出力信号と受信符号化信号とを加算する加算器とを有す
るようにしたものである。

〔作用〕

本発明による動画像信号フレーム間符号化復号化装置
のリフレッシュ方式においては、リフレッシュに割り当
てる情報量が削減され、低ビットレート伝送路における
装置の符号化効率が向上される。

〔実施例〕

第１図および第２図は本発明に係わる動画像信号フレ
ーム間符号化復号化装置のリフレッシュ方式の一実施例
を示すブロック系統図であり、第１図は送信部を示し、
第２図は受信部を示す。

第１図において、画像信号入力端子T1から画像入力信
号ａが入力され、ブロック化回路１に入力される。ブロ
ック化回路１は入力された画像信号を予め定められた大
きさのブロックに分割してブロック化信号ｂとして出力
する。このブロック化信号ｂは減算器３とフレーム内符
号化回路２に入力される。減算器３からフレーム間符号
化信号ｄが出力され、加算器５とセレクタ８の入力端子
8bとに入力される。フレーム内符号化回路２からはフレ
ーム内符号化信号ｃを出力し、セレクタ８の入力端子8a
とフレーム内復号化回路７とに入力する。

フレーム内復号化回路７からはフレーム内局部復号信
号ｆが出力され、セレクタ６の入力端子6bに入力され
る。加算器５からはフレーム間局部復号信号ｇが出力さ
れ、セレクタ６の入力端子6aに入力される。セレクタ６
からはフレームメモリ書込み信号ｈが出力され、第１の
フレームメモリ４に入力される。フレーム間予測器とし
てのフレームメモリ４からはフレーム間予測信号ｅが出
力され、減算器３と加算器５に入力される。セレクタ８
からは符号化信号ｉが出力され、有効ブロック判定回路
９に入力される。有効ブロック判定回路９からは有効ブ
ロックｋと有効符号化信号ｊとが出力され、有効ブロッ
クｋは有効ブロックアドレスメモリ10に入力され、有効
符号化信号ｊは多重化回路13に入力される。有効ブロッ
クアドレスメモリ10からは有効ブロックアドレスｌが出
力され、フレーム内選択信号発生回路11に入力される。
フレーム内選択信号発生回路11からはフレーム内選択信
号ｍが出力され、有効ブロック判定回路９とセレクタ６
とセレクタ８と多重化回路13に入力される。パルス発生
回路12からはリフレッシュフレーム信号ｎが出力され、
多重化回路13に入力される。多重化回路13からは多重化
信号ｐが出力され、多重化信号出力端子T2から出力され
る。

第２図において、多重化信号入力端子T3から入力され
た受信多重化信号ｑは分離回路14に入力される。分離回
路14からは受信符号化信号ｒと受信フレーム内選択信号
ｓとリフレッシュフレーム信号ｔとが出力され、受信符
号化信号ｒは加算器12と受信フレーム内復号化回路15と
第２のセレクタ18の入力端子18aに入力される。受信フ
レーム内選択信号ｓは第２のフレームメモリ16と第１の
セレクタ17に入力される。受信リフレッシュフレーム信
号ｔはセレクタ18に入力される。受信フレーム内復号化
回路15からはフレーム内復号信号ｕが出力され、セレク
タ17の入力端子17aとフレームメモリ16に入力される。
フレームメモリ16からはフレームメモリ出力信号ｖが出
力され、セレクタ17の入力端子17bに入力される。セレ
クタ18からはフレームメモリ書込み信号ｘが出力され、
第３のフレームメモリ19に入力される。フレームメモリ
19からはフレームメモリ出力信号ｙが出力され、加算器
12に入力される。加算器12からは復号信号ｚが出力さ
れ、復号信号出力端子T4から出力される。

次に、送信部の動作について説明する。まず、符号化
開始フレームＳにおいて、フレーム内選択信号発生回路
11から１フレームの間すべてのブロックに対してフレー
ム内選択信号ｍを出力し、セレクタ６では入力端子6bを
選択し、セレクタ８では入力端子8aを選択する。パルス
発生器12からは１フレームの間、リフレッシュフレーム
信号ｎを出力する。このような設定で、フレームＳで
は、入力された画像入力信号ａはブロック化回路１でブ
ロック化画像信号ｂに変換され、フレーム内符号化回路
２でフレーム内符号化されてフレーム内符号化信号ｃと
なる。このフレーム内符号化信号ｃはセレクタ８を通り
有効ブロック判定回路９に入力される。有効ブロック判
定回路９はフレーム内選択信号ｍが入力されたブロック
は全て有効ブロックと判定し、有効符号化信号ｊとして
出力する。この有効符号化信号ｊは多重化回路13でリフ
レッシュフレーム信号ｎとフレーム内選択信号ｍと共に
多重化されて多重化信号ｐとして出力端子T2から出力さ
れる。一方、フレーム内復号化回路７では入力されたフ
レーム内符号化信号ｃをフレーム内復号化し、フレーム
内局部復号信号ｆを出力する。このフレーム内局部復号
信号ｆはセレクタ６を介してフレームメモリ４に入力さ
れ記憶される。

符号化開始フレームＳに引き続く、予め定められた設
定フレーム時間Ｔの間は、セレクタ６では入力端子6aを
選択し、セレクタ８では入力端子8bを選択する。これら
の設定で、画像入力信号ａは、ブロック化回路１でブロ
ック化された後、減算器３と加算器５とフレームメモリ
４とから成るフレーム間符号化ループによりフレーム間
符号化が行なわれ、フレーム間符号化信号ｄがセレクタ
８を介して有効ブロック判定回路９に入力される。有効
ブロック判定回路９では、有意情報が発生したブロック
のみを有効ブロックｋと判定して出力すると共に、有効
ブロックｋの符号化信号のみを有効符号化信号ｊとして
出力する。有効ブロックアドレスメモリ10は設定フレー
ム時間Ｔに発生して有効ブロックｋとなったアドレスを
全て記憶する。多重化回路13は有効符号化信号ｊのみを
多重化出力信号ｐとして出力する。

設定フレーム時間Ｔの終了直後のフレームＲにおいて
は、パルス発生回路12からリフレッシュフレーム信号ｎ
を出力し、フレーム内選択信号発生回路11は有効ブロッ
クアドレスメモリ10に記憶してある有効ブロックアドレ
スｌを入力し、有効ブロックアドレスｌの示すブロック
に対してのみフレーム内選択信号ｍを出力する。フレー
ム内選択信号ｍの出たブロックに対しては、符号化開始
フレームＳと同様に、ブロック化画像信号ｂはフレーム
内符号化が行なわれ、有効符号化信号ｊとして多重化回
路13に入力される。同時にフレーム内局部復号信号ｆが
フレームメモリ４に書き込まれる。多重化回路13は有効
符号化信号ｊとフレーム内選択信号ｍとリフレッシュフ
レーム信号ｎを多重化して多重化信号ｐとして出力す
る。

次に受信部の動作を説明する。分離回路14に入力され
た受信多重化信号ｑは、受信符号化信号ｒと受信フレー
ム内選択信号ｓと受信リフレッシュフレーム信号ｔとに
分離される。

符号化開始フレームＳにおいては、受信リフレッシュ
フレーム信号ｔによりセレクタ18が入力端子18bを選択
し、リフレッシュ復号信号ｗが選択される。符号化開始
フレームＳでは、全ブロックに対して受信フレーム内選
択信号ｓが送られてくるので、受信フレーム内選択信号
ｓに従ってセレクタ17の入力端子17aが選択され、受信
フレーム内復号信号ｕが選択され、全ブロックに対して
受信フレーム内復号信号ｕがセレクタ17とセレクタ18を
介してフレームメモリ19に入力され書き込まれる。フレ
ームメモリ16では、受信フレーム内選択信号ｓが入力さ
れたブロックに対してのみ書込みを行ない、フレームＲ
においては全てのブロックに対してフレーム内復号信号
ｕを書き込む。

設定フレーム時間Ｔにおいては、受信リフレッシュフ
レーム信号ｔが送られないので、セレクタ18の入力端子
18aが選択され、受信符号化信号ｒは加算器20とフレー
ムメモリ19からなるフレーム間復号化ループによりフレ
ーム間復号化が行なわれ、加算器20からはフレーム間復
号信号ｚが出力される。

フレームＲにおいては、受信リフレッシュ信号ｔが送
られてくるので、セレクタ18の入力端子18bが選択され
る。また、受信フレーム内選択信号ｓが送られてくるブ
ロックに対してはセレクタ17の入力端子17aが選択さ
れ、フレーム内復号化信号ｕがフレームメモリ19に書き
込まれ、受信フレーム内選択信号ｓが送られてこないブ
ロックに対してはセレクタ17の入力端子17bが選択さ
れ、フレームメモリ出力信号ｖがフレームメモリ19に書
き込まれる。

このように、符号化開始フレームＳでは全フレームを
フレーム内符号化で符号化し、送受のフレーム間符号化
ループのフレームメモリを一致させ、設定フレーム時間
Ｔの間フレーム間符号化を行ない、設定フレーム時間Ｔ
の間に発生した有効ブロックのみをフレームＲにおいて
フレーム内符号化で符号化し、設定フレーム時間Ｔの間
の無効ブロックに対してはフレーム内符号化信号で送ら
れてきた符号だけが記憶されているフレームメモリの出
力を受信部のフレーム間符号化ループのフレームメモリ
に書き込むことで送受のフレームメモリの一致をさせ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による動画像信号フレーム
間符号化復号化装置のリフレッシュ方式は、符号化を行
なった結果有効ブロックとなったブロックのみに対して
リフレッシュを行なうことにより、無効ブロックに対し
ては第２のフレームメモリの出力を第３のフレームメモ
リに書き込めばよいので、リフレッシュに割り当てる情
報量を削減し、低ビットレート伝送路における動画像信
号フレーム間符号化復号化装置の符号化効率を向上させ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる動画像信号フレーム間符号化復
号化装置のリフレッシュ方式の一実施例を構成する送信
部を示すブロック系統図、第２図は本発明に係わる動画
像信号フレーム間符号化復号化装置のリフレッシュ方式
の一実施例を構成する受信部を示すブロック系統図であ
る。 １……ブロック化回路、２……フレーム内符号化回路、
３……減算器、４……第１のフレームメモリ、5,20……
加算器、6,8……セレクタ、７……フレーム内復号化回
路、９……有効ブロック判定回路、10……有効ブロック
アドレスメモリ、11……フレーム内選択信号発生回路、
12……パルス発生回路、13……多重化回路、14……分離
回路、15……受信フレーム内復号化回路、16……第２の
フレームメモリ、17……第１のセレクタ、18……第２の
セレクタ、19……第３のフレームメモリ、20……加算
器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動画像信号フレーム間符号化復号化装置に
   おいて、 入力された画像信号を予め定められた大きさのブロック
   に分割するブロック化回路と、フレーム間予測器として
   １フレーム画像信号を記憶する第１のフレームメモリを
   有しフレーム内選択信号を入力するとブロック単位でフ
   レーム内符号化を行ない第１のフレームメモリにフレー
   ム内符号化局部復号信号を書き込むフレーム間符号化ル
   ープと、このフレーム間符号化ループから出力される符
   号化信号のうち有意情報が発生したブロックを有効ブロ
   ックと判定する有効ブロック判定回路と、予め定められ
   た設定フレーム時間内に発生した有効ブロックのアドレ
   スを記憶する有効ブロックアドレスメモリと、有効ブロ
   ックアドレスを入力してフレーム内選択信号を出力する
   フレーム内選択信号発生回路と、リフレッシュのフレー
   ムを示すリフレッシュフレーム信号を発生するパルス発
   生回路と、前記フレーム間符号化ループから出力される
   符号化信号とフレーム内選択信号とリフレッシュフレー
   ム信号とを多重化して多重化信号を出力する多重化回路
   とから成る送信部と、 前記送信部から出力された多重化信号を受信符号化信号
   と受信フレーム内選択信号と受信リフレッシュフレーム
   信号とに分離する分離回路と、受信符号化信号をフレー
   ム内復号化する受信フレーム内復号化回路と、フレーム
   内復号化された信号を１フレーム記憶する第２のフレー
   ムメモリと、第２のフレームメモリの出力信号と前記受
   信フレーム内復号化回路の出力信号とを受信フレーム内
   選択信号により切り替える第１のセレクタと、この第１
   のセレクタの出力と受信符号化信号とをリフレッシュフ
   レーム信号により切り替える第２のセレクタと、この第
   ２のセレクタの出力信号を１画像フレーム記憶する第３
   のフレームメモリと、この第３のフレームメモリの出力
   信号と受信符号化信号とを加算する加算器とから成る受
   信部とを備え、 符号化開始フレームでは、前記パルス発生器はリフレッ
   シュフレーム信号を出力し、前記フレーム内選択信号発
   生回路は符号化開始フレームの全てのブロックに対して
   フレーム内選択信号を出力し、前記フレーム間符号化ル
   ープはフレーム内符号化を行ってフレーム内符号化信号
   を出力し、前記多重化回路はリフレッシュフレーム信号
   とフレーム内選択信号とフレーム内符号化信号とを多重
   化して多重化信号として出力し、前記受信部の第１のセ
   レクタは受信フレーム内選択信号により前記フレーム内
   復号化回路の出力信号を選択し、前記第２セレクタは受
   信リフレッシュフレーム信号により第１のセレクタの出
   力信号を選択し、前記第２のフレームメモリは前記フレ
   ーム内復号化回路の出力信号を１フレーム記憶し、前記
   第３のフレームメモリは第２のセレクタが選択した第１
   のセレクタの出力信号を入力して１フレーム記憶し、 前記符号化開始フレームに引き続く設定フレーム時間で
   は、前記フレーム間符号化ループはフレーム間符号化を
   行ない、前記多重化回路は前記有効ブロック判定回路に
   よって有効ブロックと判定されたブロックのみを符号化
   し、この有効ブロックの符号化信号のみを多重化信号と
   して出力し、前記受信部の第２のセレクタは受信符号化
   信号を選択し、第３のフレームメモリは前記加算器によ
   りフレーム間復号を行ない、前記加算器は受信復号信号
   を出力し、 前記設定フレーム時間終了直後のフレームでは、前記パ
   ルス発生器はリフレッシュフレーム信号を出力し、前記
   フレーム内選択信号発生回路は前記有効ブロックアドレ
   スメモリに記憶された有効ブロックアドレスの示すブロ
   ックアドレスに対してフレーム内選択信号を出力し、前
   記フレーム間符号化ループはフレーム内選択信号のある
   ブロックのみをフレーム内符号化してフレーム内符号化
   信号として出力し、前記多重化回路はフレーム内符号化
   信号とフレーム内選択信号と前記パルス発生器から出力
   されるリフレッシュフレーム信号とを多重化して多重化
   信号として出力し、前記受信部の第２のセレクタは受信
   リフレッシュフレーム信号により第１のセレクタの出力
   信号を選択し、第１のセレクタは受信フレーム内選択信
   号により受信フレーム内選択信号があるブロックは前記
   フレーム内復号化回路の出力信号を選択し受信フレーム
   内選択信号がないブロックは第２のフレームメモリ２の
   出力信号を選択し、第３のフレームメモリは第１のセレ
   クタの出力信号を第２のセレクタを介して記憶し、 前記設定フレーム時間に発生した有意情報を含むブロッ
   クだけを前記リフレッシュフレームにおいてフレーム内
   符号化し、前記受信部の第３のフレームメモリの内容を
   前記送信部の第１のフレームメモリの内容と一致させる
   ことを特徴とする動画像信号フレーム間符号化復号化装
   置のリフレッシュ方式。