JP3118233B2 - 動画像信号の符号化／復号化方法及び符号化／復号化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビ電話、テレ
ビ会議などに利用する、ディジタル動画像信号の符号化
／復号化方法と、それを実施する装置とに関し、特に、
受信ストリームに含まれる同期語を的確に識別して、良
好な復号動画像が得られるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル動画像信号の符号化及び復号
化の規格として、１９９３年３月にＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃ
ｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｈ．２６１が勧告され、この
規格に準拠して符号化／復号化を行なう装置が製品化さ
れている。

【０００３】従来のこの装置は、符号化側には、図５に
示すように、入力したディジタル動画像信号から時間
的、空間的な冗長性を除いて、入力信号を発生頻度に偏
りがある信号の列に変換する情報源符号化手段501と、
情報源符号化手段501から出力された信号を可変長符号
列に変換する可変長符号化手段502と、この可変長符号
列の先頭にピクチャーの開始を表わす同期語を付加する
同期語付加手段503とを備えている。

【０００４】一方、復号化側には、図７に示すように、
入力したビットストリームから同期語を検出して、入力
ビットストリームの出力を開始する同期語検出手段701
と、可変長符号列を復号する可変長復号手段702と、１
ピクチャー分の可変長符号に引き続いて同期語が出現す
るかどうかを識別し「同期外れ」の有無を判定する同期
語評価手段703と、同期外れの無い符号列を復号する情
報源復号手段704とを備えている。

【０００５】この装置の符号化側では、情報源符号化手
段501が、入力されたＰ番目のピクチャーのディジタル
動画像信号から時間的、空間的な冗長性を除去して、こ
の信号を発生頻度に偏りがある記号の列に変換する。次
いで、可変長符号化手段502が、前記記号のうち発生頻
度が高いものには短い符号を、発生頻度が低いものには
長い符号を割り当てることにより可変長符号列に変換す
る。さらに同期語付加手段503は、この可変長符号列の
先頭にピクチャーの開始を表わす２０ビットの同期語
‘０００００００００００００００１００００’を付与
し、Ｐ番目のピクチャーに対応するビットストリームと
して出力する。以下、Ｐ＋１、Ｐ＋２、‥、Ｐ＋ｎ番目
のピクチャーについても、同様の方法でビットストリー
ムに変換する。

【０００６】一般に、各ピクチャーのビットストリーム
長は、可変長符号化されているために、互いに異なる。
また、可変長符号化手段502は、同期語と同じビットパ
ターンの符号列を生成しないよう構成されている。

【０００７】図６は、入力ディジタル動画像信号と、こ
れをＨ．２６１の方法で符号化したときの出力ビットス
トリームとを示している。

【０００８】一方、Ｈ．２６１の復号方法を採る復号化
側では、図８に示す手順でビットストリームの復号を行
なう。

【０００９】ステップ１：まず、同期語検出手段701
は、入力したビットストリームをサーチし、 ステップ２：Ｐ番目のピクチャーの開始を表す２０ビッ
トの同期語の検出に成功したときは、「同期確立」と見
て、入力する可変長符号列の出力を開始する。 ステップ３：可変長復号手段702は、出力された可変長
符号列を１ピクチャー分可変長復号し、記号列を出力す
る。

【００１０】ステップ４：同期語評価手段703は、同期
語検出手段701の出力を監視しながら、１ピクチャー分
の可変長符号に引き続く２０ビットが同期語であるかど
うかを評価し、それが同期語であれば「同期確立中」と
見て、可変長復号手段702から入力した記号列をそのま
ま出力し、 ステップ５：情報源復号手段704は、この記号列を情報
源復号し、Ｐ番目のピクチャーとして出力する。

【００１１】ステップ６：ビットストリームが終了して
いなければ、終了するまで、ステップ３〜ステップ６の
手順を繰り返し、Ｐ＋１、Ｐ＋２、‥、Ｐ＋ｎ番目のピ
クチャーを順次出力する。

【００１２】また、ステップ４において、同期語評価手
段703は、１ピクチャー分の可変長符号に引き続く２０
ビットが同期語でなければ、「同期外れ」と見て、可変
長復号手段702から出力された記号列を次に送ることを
せずに、同期語検出手段701を制御して再び入力ビット
ストリームから同期語を検出させる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来のディジタル動画
像信号の符号化方法では、出力されたビットストリーム
の伝送または蓄積時にビット誤りが発生すると、ビット
ストリームの一部に、ピクチャーの開始を表わす同期語
と同じビットパターンが発生する可能性がある。この場
合、従来のディジタル動画像信号の復号方法では、ビッ
ト誤りによって発生した偽同期語に基づいて同期確立が
行なわれる、という問題点がある。

【００１４】また、ビットストリーム中の同期語にビッ
ト誤りが発生した場合には、同期外れと判定されて少な
くとも１ピクチャーが情報源復号されなくなる、という
問題点がある。

【００１５】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、ビットストリームでのビット誤りの発生
により同期確立を誤ったり、また、同期語でのビット誤
りの発生により、ピクチャー情報を復号せずに無駄にし
てしまう、という事態が少ないディジタル動画像信号の
符号化／復号化方法及びそれを実施する装置を提供する
ことを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、デ
ィジタル動画像信号の符号化に際して、１ピクチャーの
ビットストリームのビット長を表わすレングス情報など
の情報を、符号長Ｎビットのブロック符号により誤り訂
正符号化し、このブロック符号をＳビットの同期語と各
ピクチャーの可変長符号列との間に挿入してビットスト
リームを形成している。復号に際しては、検出された同
期語の後のＮビットを誤り訂正復号し、誤りが無けれ
ば、検出された同期語が正しいものとして同期を確立
し、誤りが有れば、同期語の検出をやり直す。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、各ピクチャーのディジタル動画像信号を可変長符号
化し、各ピクチャーの可変長符号列のそれぞれがＳビッ
トの同期語の後に続くようにビットストリームを形成
し、復号時には、入力ビットストリームから同期語を検
出して同期を確立し、各ピクチャーの可変長符号列の復
号結果を同期確立を確認しながら出力する動画像信号の
符号化／復号化方法において、ビットストリーム上で、
各同期語の後に各ピクチャーの可変長符号列のビット長
を表すレングス情報を誤り訂正符号化したＮビットのブ
ロック符号が続き、このブロック符号の後に各ピクチャ
ーの可変長符号列が続くように符号化し、復号に際し
て、同期語が検出されたとき、その同期語に続くＮビッ
トを誤り訂正復号し、この誤り訂正復号により誤りが検
出されなかったときにだけ、この同期語に基づく同期確
立を行なうようにしたものであり、Ｓビットの同期語が
偽の同期語である場合には、引き続くＮビットを誤り訂
正復号したときに誤りが検出される確率が高いために、
偽同期語によって同期確立されることを防ぐことができ
る。また、復号側では、各ピクチャーのビットストリー
ムのビット長に関して信頼性の高い情報を得ることがで
き、これを復号に利用することができる。

【００１８】

【００１９】

【００２０】請求項２に記載の発明は、入力するビット
ストリームから同期語を検出して同期を確立する同期語
検出手段と、各ピクチャーの可変長符号化された動画像
信号を可変長復号する可変長復号化手段と、各ピクチャ
ーの動画像信号の後に続く同期語を識別し、同期確立中
であることを確認して、復号された各ピクチャーの動画
像信号を出力する同期語評価手段とを具備する動画像信
号の復号化装置において、Ｓビットの各同期語の後に、
後続する各ピクチャーの可変長符号列のビット長を表す
レングス情報を誤り訂正符号化したＮビットのブロック
符号が続き、このブロック符号の後に各ピクチャーの可
変長符号列が続くビットストリームが入力し、このビッ
トストリームの各同期語に続くＮビットを誤り訂正復号
する誤り訂正復号手段を設け、誤り訂正復号手段が誤り
訂正復号により誤りを発見したとき、同期語検出手段が
同期語の再検出を行なうように構成したものであり、同
期語検出手段が偽同期語を検出した場合でも、誤った同
期確立が行なわれることを防止することができる。

【００２１】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。

【００２２】本発明の符号化／復号化方法を実施する装
置は、符号化側には、図１に示すように、入力したディ
ジタル動画像信号から時間的、空間的な冗長性を除い
て、入力信号を発生頻度に偏りがある信号の列に変換す
る情報源符号化手段101と、情報源符号化手段101から出
力された信号を可変長符号列に変換する可変長符号化手
段102と、各ピクチャーの可変長符号列全体の長さをカ
ウントし、その値をレングス情報として出力するビット
数カウント手段103と、レングス情報をブロック符号に
より誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段104と、各
ピクチャーの可変長符号列の先頭に誤り訂正符号化した
レングス情報を付加してフレームを構成するフレーム構
成手段105と、このフレームの先頭に同期語を付与して
ビットストリームとして出力する同期語付加手段106と
を備えている。

【００２３】一方、復号化側には、図３に示すように、
入力するビットストリームから同期語を検出して、入力
ビットストリームの出力を開始する同期語検出手段301
と、レングス情報の誤り訂正復号を行なう誤り訂正復号
手段302と、レングス情報が与えられるごとに、そのレ
ングス長（１ピクチャー分）の可変長符号を復号する可
変長復号手段303と、１ピクチャー分の可変長符号に引
き続く符号列を同期語のビットパターンと比較評価して
同期外れの有無を判定する同期語評価手段304と、同期
外れの無い符号列を復号する情報源復号手段305とを備
えている。

【００２４】この装置の符号化側では、まず、情報源符
号化手段101が、入力されたディジタル動画像信号のＰ
番目のピクチャーの時間的、空間的な冗長性を除去し、
発生頻度に偏りがある記号の列に変換する。次いで、可
変長符号化手段102が、この記号のうち、発生頻度の高
いものには短い符号を、発生頻度の低いものには長い符
号を割り当てることにより、可変長符号列に変換する。

【００２５】ビット数カウント手段103は、可変長符号
化手段102から出力されるＰ番目のピクチャーの可変長
符号列全体の長さをカウントし、その値をレングス情報
として出力する。このとき、レングス情報を、例えば、
レングス情報長Ｋ＝２０ビットによって表す。

【００２６】誤り訂正符号化手段104は、この２０ビッ
トのレングス情報に対して、ブロック符号による誤り訂
正符号化を行なう。誤り訂正符号には、例えばリードソ
ロモン符号ＲＳ（１５、５）を用いる。これは符号長Ｎ
＝６０ビット、その内の情報長が２０ビットの符号であ
り、連続２０ビットまでのバースト誤り訂正が可能であ
る。

【００２７】フレーム構成手段105は、Ｐ番目のピクチ
ャーの可変長符号列の先頭に、このレングス情報を誤り
訂正符号化したブロック符号を付加して、フレームを構
成する。同期語付加手段106は、このフレームの先頭に
ピクチャーの開始を表わすＳビットの同期語、例えば２
０ビットの‘０００００００００００００００１０００
０’を付与し、Ｐ番目のピクチャーに対応するビットス
トリームとして出力する。

【００２８】図２には、本発明の動画像信号の符号化方
法によって出力されるＰ番目のピクチャーに対応するビ
ットストリームを示している。

【００２９】一方、復号化側では、図４に示す手順でビ
ットストリームの復号を行なう。

【００３０】ステップ11：同期語検出手段301は、入力
されたビットストリームからピクチャーの開始を表す２
０ビットの同期語をサーチし、 ステップ12：同期語の検出に成功したときは、引き続く
ビットストリームを出力する。

【００３１】ステップ13：誤り訂正復号手段302は、同
期語に続くＮ＝６０ビットの誤り訂正符号ＲＳ（１５、
５）の復号を行ない、 ステップ14：誤り訂正復号の結果、誤りが検出されたと
きは、この同期語は偽同期語と判断し、同期語検出手段
301を制御して再び入力ビットストリームから同期語を
検出させる。一方、誤りが検出されなかったときは、 ステップ15：誤り訂正復号手段302は、この同期語によ
り「同期確立」されたものと判断し、誤り訂正復号で得
られたＫ＝２０ビットのレングス情報を可変長復号手段
303と同期語評価手段304とに伝える。

【００３２】ステップ16：可変長復号手段303は、この
レングス情報で示されるビット長の可変長符号を１ピク
チャー分として可変長復号し、１ピクチャー分の記号列
を出力する。

【００３３】ステップ17：同期語評価手段304は、誤り
訂正復号手段302から出力されるビットストリームを監
視し、１ピクチャー分の可変長符号に引き続く２０ビッ
トと同期語とをビット単位で比較評価し、異なるビット
数が、予め設定した値Ｈ、例えばＨ＝３ビット、より少
なければ「同期確立中」として、可変長復号手段303か
ら入力した記号列をそのまま出力し、異なるビット数が
３ビット以上であれば「同期外れ」として、この記号列
は出力せずに、同期語検出手段301を制御して再び入力
ビットストリームから同期語を検出させる。

【００３４】ステップ18：情報源復号手段305は、同期
語評価手段304から出力された記号列を情報源復号し、
Ｐ番目のピクチャーとして出力する。

【００３５】ステップ19：ビットストリームが終了する
まで、ステップ13〜ステップ19の手順を繰返し、Ｐ＋
１、Ｐ＋２、‥、Ｐ＋ｎ番目のピクチャーを順次出力す
る。

【００３６】このように、この符号化方法では、１ピク
チャーのビットストリームの先頭にＳビットの同期語と
Ｎビットのブロック符号化したレングス情報とを付加し
ているため、復号に際して、同期語の検出の適否をブロ
ック符号の誤り訂正復号結果に基づいてチェックするこ
とができる。検出された同期語がビットストリームの伝
送時または蓄積時のビット誤りから生じた偽の同期語で
ある場合には、それに引き続くＮビットの誤り訂正復号
において、誤りが検出される確率が高いから、偽同期語
に基づく同期確立を阻止することができる。

【００３７】なお、この場合、ブロック符号化する情報
としては、レングス情報以外の情報を用いることも可能
である。

【００３８】また、この復号方法では、レングス情報の
示すビット長のビットストリームに続いて出力されるＳ
ビットを同期語のビットパターンと比較し、所定数以下
のビット誤りしか含まれていないときには、そのＳビッ
トを同期語と見なして、動画像信号の復号を続けてい
る。こうした措置は、誤り訂正された信頼性の高いレン
グス情報を用いることにより可能となる。

【００３９】その結果、復号されずに廃棄されるピクチ
ャーの数を減らすことができ、鮮明な画像の再生が可能
となる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の動画像信号の符号化／復号化方法では、伝送や蓄積の
際に、ビットストリームにビット誤りが発生した場合で
も、偽同期語によって誤った同期が確立されることを防
ぐことができる。

【００４１】また、同期語にビット誤りが含まれる場合
でも、同期外れを抑えて、復号されないピクチャー数を
減らすことが可能となり、良好な復号動画像を得ること
ができる。

【００４２】また、本発明の動画像信号の符号化／復号
化装置は、こうした符号化／復号化方法の実施を可能に
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動画像信号の符号化方法を実施する符
号化装置の一形態を示すブロック図、

【図２】前記符号化方法により符号化されたビットスト
リームを示す図、

【図３】本発明の動画像信号の復号方法を実施する復号
化装置の一形態を示すブロック図、

【図４】本発明の動画像信号の復号方法の一実施形態を
示す流れ図、

【図５】従来の動画像信号の符号化方法を実施する装置
の構成を示すブロック図、

【図６】従来の動画像信号の符号化方法で符号化された
ビットストリームと入力ディジタル動画像信号とを示す
図、

【図７】従来の動画像信号の復号方法を実施する装置の
構成を示すブロック図、

【図８】従来の動画像信号の復号方法を示す流れ図であ
る。

【符号の説明】 101、501 情報源符号化手段 102、502 可変長符号化手段 103 ビット数カウント手段 104 誤り訂正符号化手段 105 フレーム構成手段 106、503 同期語付加手段 301、701 同期語検出手段 302 誤り訂正復号手段 303、702 可変長復号手段 304、703 同期語評価手段 305、704 情報源復号手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各ピクチャーのディジタル動画像信号を
   可変長符号化し、各ピクチャーの可変長符号列のそれぞ
   れがＳビットの同期語の後に続くようにビットストリー
   ムを形成し、復号時には、入力ビットストリームから前
   記同期語を検出して同期を確立し、各ピクチャーの可変
   長符号列の復号結果を同期確立を確認しながら出力する
   動画像信号の符号化／復号化方法において、 前記ビットストリーム上で、前記各同期語の後に前記各
   ピクチャーの可変長符号列のビット長を表すレングス情
   報を誤り訂正符号化したＮビットのブロック符号が続
   き、前記ブロック符号の後に前記各ピクチャーの可変長
   符号列が続くように符号化し、 復号に際して、前記同期語が検出されたとき、その同期
   語に続くＮビットを誤り訂正復号し、この誤り訂正復号
   により誤りが検出されなかったときにだけ、前記同期語
   に基づく同期確立を行なう ことを特徴とする動画像信号
   の符号化／復号化方法。
2. 【請求項２】 入力するビットストリームから同期語を
   検出して同期を確立する同期語検出手段と、各ピクチャ
   ーの可変長符号化された動画像信号を可変長復号する可
   変長復号化手段と、各ピクチャーの動画像信号の後に続
   く同期語を識別し、同期確立中であることを確認して、
   復号された各ピクチャーの動画像信号を出力する同期語
   評価手段とを具備する動画像信号の復号化装置におい
   て、 Ｓビットの各同期語の後に、後続する各ピクチャーの可
   変長符号列のビット長を表すレングス情報を誤り訂正符
   号化したＮビットのブロック符号が続き、前記ブロック
   符号の後に前記各ピクチャーの可変長符号列が続くビッ
   トストリームが入力し、 このビットストリームの前記各同期語に続くＮビットを
   誤り訂正復号する誤り訂正復号手段を備え、 前記誤り訂正復号手段が前記誤り訂正復号により誤りを
   発見したとき、前記同期語検出手段が前記同期語の再検
   出を行なうことを特徴とする動画像信号の復号化装置。