JP2834313B2 - 画像符号化復号装置 - Google Patents

画像符号化復号装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はテレビ電話、テレビ会議、遠隔監視装置等に
好適な画像符号化復号装置に関する。
〔従来の技術〕
従来装置は日刊工業新聞(昭和56年5月25日初版)発
行の「画像のディジタル信号処理(吹抜敬彦著)」のp1
41に記載の通り、誤り検出による疑似修正、誤り検出に
よる再送処理、誤り訂正符号による誤り訂正などが用い
られていた。上記従来例の内、低ビットレート画像コー
デックに於いてはその符号化方式がフレーム間予測と可
変長符号を用いていることから、主に誤り訂正符号によ
る誤り訂正を用いていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来装置は伝送品質の悪い環境或は一時的に悪く
なる環境に於いては上述したような誤り訂正符号のみで
は誤りを完全に修復できず、1ビットの誤りの発生のみ
であっても可変長符号復号化誤りによる著しい画像劣化
を引き起こし、その後符号化器においてフレーム間予測
が続いた場合長時間に渡って劣化された画像が出力され
てしまうという問題があった。誤り率は伝送路ごとにこ
となり時間的にも一定していない事が多く、伝送路の誤
り特性に適した誤り訂正方式は一意に決まらないため誤
り訂正できない誤りが発生する可能性が常に残ってい
る。また、可変長符号を用いているので誤り訂正符号で
訂正できない場合、誤りの位置が正確に検出できず画像
劣化が発生する場所を確定し、その場合のみに適当な処
理を行ない画質劣化を改善することは困難だった。
本発明は、伝送品質の悪い環境或は一時的に悪くなる
環境に於いて、誤り訂正能力の強化やデータの再生処理
による伝送効率の低下を生じることなく、伝送誤りによ
って生じた劣化画像の表示時間を改善し、このような環
境でも符号化側が送った画像が復号化側で正しく再現さ
れている確率を高くし、実用度を上げる事を目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は処理単位ブロックごとにフレーム間予測連続
回数を測定し符号化時に対象となる符号化ブロックのフ
レーム間予測連続実行回数を出力するカウンタを設け、
予測した送信伝送誤り率から得られるその伝送路に適し
た最大連続フレーム間予測回数とその出力されたカウン
タ値とを比較してカウンタ値が最大連続フレーム間予測
回数を等しいか越えている時に符号化制御部に対して強
制的にフレーム内予測符号化を指示する事により伝送路
の伝送誤り特性に適応した画像符号化制御を行うことを
特徴とする。
〔作用〕
一般的な全二重の伝送路は誤り率に於ける送受の相関
性が高いので受信誤り(誤り率)検出回路から得た受信
誤り(誤り率)より送受信側の誤り率を予測できる。ま
た、検出した受信誤り(誤り率)を画像データの送信側
へ送る手段を設け、それを受信する手段を設けることで
送信した画像データの伝送誤り率を予測することができ
る。検出した受信誤り(誤り率)から適当な関数により
予測される送信誤り率、あるいは相手が検出した受信誤
り(誤り率)を返送したものを一定時間監視して予測し
た送信誤り率から予想される、伝送路の誤り特性に適し
た最大連続フレーム間予測回数を得ることができる。
一般にフレーム間予測符号化とフレーム内予測符号化
では、フレーム間予測符号化の方が圧縮効率がよいが、
以前に送信した画像フレームの情報を用いているので、
伝送誤りによる誤った復号化が行われ劣化画像が発生す
ると、つぎつぎと伝搬して集束せず長時間劣化画像が表
示されてしまう。フレーム内予測符号化では画像情報は
伝送した画像情報に閉じているのでこのような伝搬によ
る画像劣化は生じない。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。第1
図は本発明の実施例として請求項1を実現する2台の画
像符号化装置を含むシステム図、第2図は請求項1を実
現する伝送フレームの構成図、第3図は請求項3に於け
る伝送フレームの構成図である。
第1図に於いて、フレーム間予測符号化とフレーム内
予測符号化を符号化対象画素を集合したブロック単位に
入力画像に適応して選択することのできる画像符号復号
化装置1及び2、画像カメラ3及び4、画像モニタ5及
び6、伝送路7より構成された、双方向の画像伝送シス
テムを示している。画像符号復号化装置1は、画像符号
化回路11、送信フレーム多重回路12、フレーム間予測連
続回数測定カウンタ13−1及び13−2、…13−N、強制
フレーム内予測符号化判定回路14、最大連続回数予測回
路15、受信伝送誤り(誤り率)検出回路16、画像復号化
回路17、受信フレーム分配回路18、誤り検出符号計算回
路19より構成される。
画像符号復号化装置2は、画像符号化回路21、送信フ
レーム多重回路22、フレーム間予測連続回数測定カウン
タ23−1及び23−2、…23−N、強制フレーム内予測符
号化判定回路24、最大連続回数予測回路25、受信伝送誤
り(誤り率)検出回路26、画像復号化回路27、受信フレ
ーム分配回路28、誤り検出符号計算回路29より構成され
る。
まず、画像信号の流れを説明する。カメラ3より出力
された画像信号は、画像符号復号化装置1の画像入力1a
より画像符号化回路11に入力される。このとき画像符号
化回路11は符号化対象ブロックのアドレス1gを出力す
る。アドレス1gにより対象となるフレーム間予測連続回
数測定カウンタ13−nは測定した連続回数1jを出力す
る。強制フレーム内予測符号化判定回路14は入力した連
続回数1jと最大連続回数1pとを比較し、最大連続回数1p
より連続回数1jが等しいか大きい場合には強制フレーム
内予測符号化制御信号1iを出力する。画像符号化回路11
は強制フレーム内予測符号化制御信号1iが無効の時は入
力画像により判定されたフレーム間/フレーム内予測符
号化により符号化され、強制フレーム内予測符号化制御
信号1iが有効の時はフレーム内予測符号化により符号化
される。符号化時にはフレーム間/フレーム内予測判定
信号1hが出力され、フレーム間予測の時は対象となるフ
レーム間予測連続回数測定カウンタ13−nをカウントア
ップし、フレーム内予測の時はリセットするように制御
する。画像符号化回路11より出力された画像符号化情報
1bは、送信フレーム多重回路12及び誤り検出符号計算回
路19に入力される。送信フレーム多重回路12では、画像
符号化情報1bと受信伝送誤り(誤り率)検出回路16から
出力される受信伝送誤り(誤り率)検出結果情報1fと誤
り検出符号計算回路19で出力される誤り検出情報1eとが
フレームに多重され送信出力1cに出力され伝送路7で伝
送誤り信号7aを付加され、画像符号復号化装置2の受信
入力2dに入力される。画像符号復号化装置1の受信入力
1dは受信フレーム分配回路18に入力され、伝送フレーム
より画像符号化情報1n、受信伝送誤り(誤り率)検出結
果情報1k、誤り検出情報1mとに分配される。受信伝送誤
り(誤り率)検出回路16に入力された画像符号化情報1
n、受信伝送誤り(誤り率)検出結果情報1kは、誤り検
出情報1mにより伝送路7で付加された誤り信号7aの検出
が行われ一定時間観測され受信伝送誤り(誤り率)検出
結果情報1fが出力される。受信した受信伝送誤り(誤り
率)検出結果情報1kは、最大連続回数予測回路15に入力
され伝送路で付加された伝送誤りにより誤った制御を行
わないように一定時間監視し平均値を取ることにより送
信伝送誤り率を予測し、その送信伝送誤り率に適した最
大連続回数1pが出力される。受信した画像符号化情報1n
は画像復号化回路17に入力され符号化情報に従って復号
化される画像信号1oが出力され画像モニタ5に入力され
る。画像符号復号化装置2も画像符号化復号化装置1と
同様に動作する。
伝送誤り信号7aのレベルが増加し伝送路7の誤り特性
が悪化し、送信出力1cに付加される伝送誤りが増加する
と、画像符号復号化装置2の受信伝送誤り(誤り率)検
出回路26で検出された受信伝送誤り(誤り率)検出結果
情報2fとして送信フレームに多重され送信出力2cとして
画像符号復号化装置1に送られる。送られた受信伝送誤
り(誤り率)検出結果情報2fは、受信フレーム分配回路
18で取り出され最大連続回数予測回路15に入力され、送
信伝送誤り率が悪化したと予測される。その結果、最大
連続回数予測回路15は最大連続回数を適当な値に変更
(一般的には減少)させ、画像符号化情報1bのフレーム
内予測符号化の頻度を強制的に伝送送り特性に適応(一
般的には増加)させる。その結果、送信出力1cに付加さ
れる伝送誤りが増加したとしても頻繁にフレーム内予測
が行われ、伝送誤りによって生じた画像劣化が画像信号
2oにおいて長時間表示されることを防ぎ、符号化した画
像信号が復号化側で正しく再現されている確率を高くす
ることえができる。
第2図に伝送フレームの構成の一例を示す。伝送フレ
ーム8は、フレームビット81により識別され、伝送フレ
ーム内には画像符号化情報82と受信誤り検出情報83と誤
り検出情報84が多重されている。
第3図に伝送フレームの別の構成例を示す。この例で
は、付加情報に対する誤り検出符号の能力を用いている
ので、伝送フレーム9にはフレームビット91と画像符号
化情報92と受信誤り検出情報93と付加情報94と付加情報
誤り検出情報95が多重されている。
〔発明の効果〕
本発明によれば、伝送品質の悪い環境域は一時的に悪
くなる環境に於いては、フレーム内予測の発生頻度が大
きくなるように制御し、伝送誤りにより発生した劣化画
像を頻繁にリフレッシュし画像が正しく再現されている
確率を上げる効果がある。また、伝送品質がよいと予測
される環境に於いては、フレーム間予測制限回数を適当
な値まで大きくする事により、符号化効率を落とさない
ように動作する事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す双方向の画像伝送シ
ステム図、第2図,第3図は本発明の説明に供する伝送
フレームの構成図である。 符号の説明 1,2:画像符号復号化装置 3,4:画像カメラ、5,6:画像モニタ 7:伝送路、11:画像符号化回路 12:送信フレーム多重回路 13:フレーム間予測連続回数測定カウンタ 14:強制フレーム内予測符号化判定回路 15:最大連続回数予測回路 16:受信伝送誤り(誤り率)検出回路 17:画像復号化回路 18:受信フレーム分配回路 19:誤り検出符号計算回路 21:画像符号化回路 22:送信フレーム多重回路 23:フレーム間予測連続回数測定カウンタ 24:強制フレーム内予測符号化判定回路 25:最大連続回数予測回路 26:受信伝送誤り(誤り率)検出回路 27:画像復号化回路 28:受信フレーム分配回路 29:誤り検出符号計算回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の端末間で双方向にデータの送受信を
    行う画像通信システムにおける画像信号符号化復号装置
    であって、 入力画像の各フレームを予め定められた数のブロックに
    分割し、前記ブロック単位でフレーム内予測符号化また
    はフレーム間予測符号化を入力画像に適応して行い符号
    化画像データを生成するとともに、相手方より受信した
    符号化画像データの復号を行う符号化復号部と、 前記各ブロックについて、フレーム間予測符号化の連続
    回数を計測するカウンタと、 前記符号化画像データに誤り検出情報を多重して伝送路
    に送出するとともに、相手方より受信したデータから符
    号化画像データと誤り検出情報とを分離する多重分離部
    と、 前記分離した符号化画像データおよび誤り検出情報から
    伝送路上で発生した受信データの伝送誤り率を算出する
    手段と、 前記符号化復号部における符号化方法を制御する制御部
    とを備え、 さらに、前記多重分離部は、前記相手方から受信した符
    号化画像データおよび誤り検出情報から算出した伝送誤
    り率を多重するとともに、受信したデータから相手方に
    おいて多重された伝送誤り率を分離し、 前記制御部は、受信データから分離して得られた伝送誤
    り率に基づいてフレーム間予測符号化の連続数回数の最
    大値を設定し、前記計測手段で計測しているフレーム間
    予測符号化連続回数が前記最大値を越えたブロックに対
    しては、フレーム内予測符号化を行うよう前記符号化復
    号部を制御することを特徴とする画像符号化復号装置。
  2. 【請求項2】前記制御部は、受信データから分離して得
    られた伝送誤り率を一定時間監視した結果に基づいて、
    フレーム間予測符号化の連続数回数の最大値を設定する
    ことを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の画像
    符号化復号装置。
  3. 【請求項3】前記制御部は、受信データから分離して得
    られた伝送誤り率が増加した場合にはフレーム間予測符
    号化の連続数回数の最大値を減少させてフレーム内予測
    符号化の割合を増加させ、伝送誤り率が減少した場合に
    は、フレーム間予測符号化の連続数回数の最大値を増加
    させてフレーム内予測符号化の割合を減少させることを
    特徴とする前記特許請求の範囲第1項または第2項記載
    の画像符号化復号装置。
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