JP3193288B2 - 可変長符号データ伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、可変長符号化に
より得られたビット長の区々なブロックを疑似的に固定
長化して伝送する可変長符号データ伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】可変長符号化は、データ毎の出現頻度に
応じて長さの異なる符号を割り当てて符号量の圧縮を図
る符号化方式である。したがって、可変長符号化された
符号は、各符号毎に符号の終了位置が異なるが、正しく
ビット列が読み進められていれば、該当する符号の長さ
だけビットを読み進んだ時点で復号がなされるため、各
符号は正しく復号され、各符号の終了点も判明する。し
かし、可変長符号化されたデータを伝送する際に符号誤
りが発生すると、復号時に異なるビット長をもつ別の符
号として復号してしまう。このため、同期はずれが生じ
て符号誤りの回復後も長い間にわたり誤った復号がなさ
れ、復号信号が大きく劣化する。このような符号誤りに
よる同期はずれの影響を防ぐ方法として、可変長符号化
データのデータブロックの集合ごとに各ブロックのビッ
ト長が均一になるように平均化し、擬似的に固定長化し
て、伝送する方法が文献「David Redmil “Robust arch
itectuers for image and Video Coding” 2nd Interna
tional Workshop on Mobile Multimedia Communication
s (MoMuC), April 1995」として知られている。この文
献による方法では、上述した可変長符号の性質を利用し
て、伝送時に可変長符号化データを適当に区切って一定
の長さとしたブロックを、復号時には各符号の復号の可
否により符号の終了を検知してもとの可変長符号に戻し
ている。以下、図９を参照し、この方法について説明す
る。

【０００３】今、可変長符号化データブロックがＮ個あ
り、各可変長符号化データブロックｉの各々のビット長
がｂ_i（０≦ｉ≦Ｎ−１）であるとする。なお、以下で
はｉを含む数値はｍｏｄＮとして考えるものとする。

【０００４】まず、Ｎ個の可変長符号化データブロック
を伝送するのに先立ち、各可変長符号化データブロック
のビット長の平均ｓ≧（１／Ｎ）ｓｕｍ ｂ_i（ｓｕｍ
はｉ＝０〜Ｎ−１についての総和を意味する演算子であ
る。）を求める。

【０００５】次にビット長ｓのＮ個のスロットを考え
る。これらのスロットについて、以下のように各ステー
ジの作業を行う。第１ステージでは、図９（ａ）に示す
ように可変長符号化データブロックｉ（０≦ｉ≦Ｎ−
１）を構成する各ビットをスロットｉ（０≦ｉ≦Ｎ−
１）を構成する各ビット位置に詰め込む。このとき、ｂ
_i＜ｓであるブロックｉについては、スロットｉにあま
りのビットが生じ、他方ｂ_i＞ｓであるブロックｉにつ
いてはすべてのビットをスロットｉに詰め込むことはで
きない。詰め込みきらないビットを持つブロックがある
場合は第２ステージに進む。第２ステージでは、ブロッ
クｉの詰め込みきらなかったビットについて、図９
（ｂ）に示すように、隣のスロットｉ＋１に詰め込むこ
とができないか否かを検討する。そして、隣のスロット
ｉ＋１に割り当てられているブロックｉ＋１のビット長
がｂ_i+1＜ｓであれば、このスロットｉ＋１にはブロッ
クｉ＋１のビットの後の空いているエリアがあるので、
スロットｉに詰め込みきれずに溢れたビットをこの空き
エリアに詰め込む。スロットｉ＋１の空きエリアに詰め
込んでも、詰め込みきらないビットを持つブロックが残
る場合には、第３ステージに進み、図９（ｃ）に示すよ
うにスロットｉ＋１の隣のスロットｉ＋２に詰め込むも
のとする。このような詰め込み操作を最大Ｎステージ繰
り返せば、Ｎ個のブロックの全てのビットをスロットに
詰め込むことができる。結果として得られたデータは図
９（ｄ）に示すように擬似的にビット長ｓのＮ個の固定
長符号（以下、固定長化データブロックという。）とし
て扱うことができるのである。

【０００６】このように各可変長符号化データブロック
は疑似的に固定長化されて伝送され、受信側において復
号される。ここで、受信側に順次到達する固定長化デー
タブロックには可変長符号化データブロックが含まれて
いるが、この可変長符号化データブロックの終点を検知
するためには当該ブロックの復号が終了する必要があ
る。しかしながら、上述したことから明らかなように、
受信される各固定長化データブロックの先頭部分には必
ず可変長符号化データブロックの先頭部分が位置してい
る。そこで、受信側においては、常に固定長化データブ
ロックの開始タイミングから受信符号の復号を開始す
る。

【０００７】そして、１個分の可変長符号化データブロ
ックの復号が終了すると、その次の可変長符号化データ
ブロックの復号が開始されることとなるが、複数のスロ
ットに跨がって伝送される可変長符号化データブロック
に関してはスロットの最後のｓ番目のビットまで処理を
しても復号は終了しない。そこで、このような複数のス
ロットに跨がって受信される可変長符号化データブロッ
クについては、複数のスロットを要して可変長符号化デ
ータブロックの全ビットを獲得し、復号処理を行うこと
となる。すなわち、復号に際しては以下のように各ステ
ージの作業を行う。はじめに、ビット長ｓのＮ個のスロ
ットを考え、受信した各固定長化データブロックはそれ
ぞれこのスロットに入っているものとする。第１ステー
ジでは、まず各スロットの先頭から復号を行っていく。
このとき、ｓ番目のビットまでに復号が終了しないスロ
ットがある場合には、第２ステージに進む。第２ステー
ジでは、復号の終了しなかったスロットｉについて、隣
のスロットｉ＋１において復号が終了し、ｂ_i+1＜ｓで
あるブロックｉ＋１が得られているか否か検討し、そう
であれば、スロットｉ＋１内の残りのエリアのビットを
スロットｉにつけ加え、さらにスロットｉの復号を行
う。スロットｉ＋１内のビットをつけ加えても復号が終
了しないブロックが残る場合には、第３ステージに進
み、スロットｉ＋１の隣のスロットｉ＋２のビットをつ
け加えるものとする。このようなつけ加え操作を伝送時
と同じステージ数だけ繰り返せば、すべてのスロットに
ついてもとのＮ個の可変長符号のブロックが得られる。

【０００８】以上のように、可変長符号化データブロッ
クは、擬似的にｓ＊Ｎビットの固定長符号とされ、ｓの
値と共に伝送される。そして、スロットの開始タイミン
グにおいて伝送される各ブロックについては、その直前
のブロックの伝送誤りが生じたとしても、これに起因し
た同期はずれを生じることなく正常なタイミングで復号
が行われる。すなわち、途中に誤りが生じても、復号時
には各ブロックごとに同期を確保することができ、大規
模な復号誤りの発生が防止されるのである。

【０００９】他方、このように同期を確保する方法のほ
かに、データを伝送する際の符号誤りによる復号信号の
劣化を防ぐ方法として、誤り訂正符号の適用も考えられ
る。誤り訂正符号の適用方法としては、データすべてに
一定の誤り訂正符号を適用することのほか、データの部
分ごとに符号誤りに対する感度（誤り感度）が異なるよ
うなデータにおいては、この部分ごとに誤り訂正符号の
訂正能力を変化させるビット選別誤り訂正が有効であ
る。このビット選別誤り訂正は、ＢＳ−ＦＥＣ(Bit Sel
ective Forward Error Correction)あるいはＵＥＰ(Une
qual Error Protection)の名で知られており（以下、Ｂ
Ｓ−ＦＥＣと呼ぶ）、その詳細は、例えば文献「H.Suda
and T.Miki “An Error Protected 16kbit/s Voice Tr
ansmissionfor Land Mobile Radio Channel” IEEE J-S
AC, vol.6, No.2, pp.346-352, 1988」に記載されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】さて、上述のように可
変長符号化データブロックを擬似的に固定長化して伝送
する方法を用いた際に、他の可変長符号化データブロッ
クより際立って長いビット長をもつ可変長符号化データ
ブロックｊがあったとする。このような可変長符号化デ
ータブロックｊを構成する各ビットは、スロットｊ以外
の多数のスロットに振り分けられることとなるが、これ
らの各ビットは各スロットの先頭ではなくスロットの後
の方の空きエリアに詰め込まれるため、伝送時の各固定
長化データブロック内で発生した符号誤りによる同期は
ずれの影響を多く受けてしまうのである。このように、
上述した従来の伝送方法には、他のブロックに比して際
立って長いビット長をもつ可変長符号化データブロック
がある場合に、その可変長符号化データブロックについ
てはかえって符号誤りの影響が大きくなるという問題が
あった。

【００１１】また、擬似的に固定長化してデータの伝送
を行う際に誤り訂正符号を適用する場合について考える
と、データすべてに一定の誤り訂正符号を適用したとき
には、データの部分ごとに誤り感度が異なるような場合
があり、この場合にはデータによっては必要以上に冗長
度を増す結果となり伝送効率が悪化するという問題があ
る。また、ＢＳ−ＦＥＣを適用したときには、可変長符
号化がなされ符号長、符号構成に変化のあるデータで
は、データとその誤り感度に応じた誤り訂正符号の適用
パターンを同時に伝送するなど付加情報が必要となる。
さらに、細かなデータごとに誤り感度が異なると頻繁な
誤り訂正符号の変更が必要となる。

【００１２】このように、誤り訂正符号を適用する場合
には、データの誤り感度が異なると効率的な運用ができ
ないという問題があった。

【００１３】本発明の第１の目的は、以上の問題点を解
決し、可変長符号を擬似的に固定長化することにより同
期はずれによる符号誤りの影響を防ぐ効果が、常に得ら
れる可変長符号データ伝送装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、上記第１の目的を達成し
得る可変長符号データ伝送装置をさらに改良し、効率的
な誤り保護を行うことができる可変長符号データ伝送装
置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る可変長符
号データ伝送装置は、伝送すべき複数の可変長符号化デ
ータブロックからなるブロック集合ごとに、各可変長符
号化データブロックのビット長に対応した閾値を求める
閾値算出手段と、前記閾値を越えるビット長を持つ可変
長符号化データブロックを判定する判定手段と、前記閾
値を越えるビット長を持つ可変長符号化データブロック
を複数の可変長符号化データブロックに分割して元のブ
ロック集合に戻すブロック分割手段とを有し、各ブロッ
ク集合ごとに、各可変長符号化データブロックを用いて
ビット長が平均の長さに均された固定長化データブロッ
クを構成して伝送し、各固定長化データブロックごとの
同期をはかることを特徴とする。

【００１５】また、請求項２に係る可変長符号データ伝
送装置は、伝送すべき複数の可変長符号化データブロッ
クからなるブロック集合ごとに、各可変長符号化データ
ブロックのビット長に対応した閾値を求める閾値算出手
段と、前記閾値を越えるビット長を持つ可変長符号化デ
ータブロックを判定する判定手段と、前記閾値を越える
ビット長を持つ可変長符号化データブロックを当該ブロ
ック集合から分離し、当該ブロック集合とは別の新たな
ブロック集合を構成する集合分離手段とを有し、各ブロ
ック集合ごとに、各可変長符号化データブロックを用い
てビット長が平均の長さに均された固定長化ブロックを
構成して伝送し、各固定長化データブロックごとの同期
をはかることを特徴とする。

【００１６】また、請求項３に係る可変長符号データ伝
送装置は、請求項１または２記載の可変長符号データ伝
送装置において、前記閾値算出手段は、各ブロック集合
に属する可変長符号化データブロックのビット長の平均
値に基づき閾値を求めることを特徴とする。

【００１７】また、請求項４に係る可変長符号データ伝
送装置は、伝送すべき複数の可変長符号化データブロッ
クからなるブロック集合ごとに、各可変長符号化データ
ブロックを用いてビット長が平均の長さに均された固定
長化データブロックを構成する固定長化手段と、前記固
定長化手段により各可変長符号化データブロックがいく
つの固定長化データブロックに振り分けられたかの配分
数を算出する配分数算出手段と、配分数が一定の閾値を
越える可変長符号化データブロックを複数の可変長符号
化データブロックに分割して元のブロック集合に戻すブ
ロック分割手段とを有し、前記ブロック分割手段による
分割のなされた各ブロック集合ごとに、あらためて前記
固定化手段により固定長化データブロックを構成して伝
送し、各固定長化データブロックごとの同期をはかるこ
とを特徴とする。

【００１８】また、請求項５に係る可変長符号データ伝
送装置は、伝送すべき複数の可変長符号化データブロッ
クからなるブロック集合ごとに、各可変長符号化データ
ブロックを用いてビット長が平均の長さに均された固定
長化データブロックを構成する固定長化手段と、前記固
定長化手段により各可変長符号化データブロックがいく
つの固定長化データブロックに振り分けられたかの配分
数を算出する配分数算出手段と、配分数が一定の閾値を
越える可変長符号化データブロックを当該ブロック集合
から分離し、当該ブロック集合とは別の新たなブロック
集合を構成する集合分離手段とを有し、前記集合分離手
段による分離のなされた各ブロック集合ごとに、あらた
めて前記固定化手段により固定長化データブロックを構
成して伝送し、各固定長化データブロックごとの同期を
はかることを特徴とする。

【００１９】従来の技術においては、他のブロックより
際立って長いビット長を持つブロックについてもそのま
ま固定長化が行われ、かかる長大なブロックが多数のス
ロットに振分けられて伝送されるため、復号したときに
他のブロックにおける符号誤りの影響を多く受けてしま
い、同期はずれを防止し得るという効果を殆ど享受でき
なくなる。しかしながら、かかる長大なブロックは、請
求項１または４に係る各発明においては複数のブロック
に分割された上で最終的な固定長化の処理対象とされ、
請求項２または５に係る各発明においては元々属してい
たブロック集合とは別のブロック集合に移された上で別
々に最終的な固定長化の処理対象とされるため、同期は
ずれを防ぐ効果が常に得られる。

【００２０】また、請求項６にかかる可変長符号データ
伝送装置は、伝送すべき複数の可変長符号化データブロ
ックの各々のビット長を算出し、その算出したビット長
が大きいものから順に、各可変長符号化データブロック
に対して順位を設定する順位設定手段と、 前記順位設定
手段により設定された、各可変長符号化データブロック
の順位に応じていくつかのブロック集合に分類するブロ
ック集合化手段を有し、各ブロック集合ごとに、各可変
長符号化データブロックを用いてビット長が平均の長さ
に均された固定長化データブロックを構成して伝送し、
各固定長化データブロックごとの同期をはかることを特
徴とする。従来の技術においては、可変長符号化データ
ブロックのビット長に関係なく、ブロック集合が形成さ
れ、そのまま固定長化が行われていた。これに対し、請
求項６に係る発明によれば、可変長符号化データブロッ
クは、各々のビット長に応じた集合分けがなされ、固定
長化される。これにより、各ブロック集合に属するブロ
ック間のビット長の差を小さくすることができるので、
ブロック集合内に他の可変長符号化データブロックより
際だって長いビット長を有するブロックが存在し難くな
り、他のブロックの符号誤りにより長大なブロックの復
号処理が悪影響を受けるという問題が生じ難くなる。

【００２１】また、請求項７に係る可変長符号データ伝
送装置は、請求項１〜６記載の可変長符号データ伝送装
置において、データの符号誤りに対する感度が固定長化
データブロック内で段階的に変化し、かつ、複数の固定
長化データブロックからなるブロック集合内において誤
り訂正能力が段階的に変化するように誤り保護を行う手
段を有し、ブロック集合を構成する全固定長化データブ
ロックの先頭ビットから順に誤り保護を行うことを特徴
とする。

【００２２】かかる発明によれば、固定長化されたデー
タ構成を利用して、全ブロックの先頭ビットから順にデ
ータの誤り感度に応じた誤り訂正能力の異なる誤り保護
を行うことができる。このことにより、付加情報を必要
としない効率的な誤り保護が実現される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に理解しやすく
するため、実施の形態について説明する。かかる実施の
形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を
限定するものではなく、本発明の範囲で任意に変更可能
である。

【００２４】Ａ．第１の実施形態 図１は、本発明を動画像符号化伝送装置に適用した場合
の実施形態を示すものである。この動画像符号化伝送装
置は、入力端子１から入力される動画像データを圧縮し
て可変長符号化する動画像データ圧縮・符号化装置２
と、この動画像データ圧縮・符号化装置２から順次出力
される可変長符号のブロックを疑似的に固定長化して出
力する疑似固定長化装置７とを接続してなるものであ
る。そして、動画像データ圧縮・符号化装置２は、ブロ
ック化回路３、直交変換回路４、量子化回路５および可
変長符号化回路６によって構成されており、疑似固定長
化装置７は、バッファ８、閾値算出回路９、判定回路１
０、ブロック分割回路１１、固定長化回路１２および多
重回路１３によって構成されている。ここで用いられる
動画像データ圧縮・符号化装置２としては、例えばITU-
T勧告H.261 「Recommendation H.261“Video Codec for
audiovisual services atp*64 kbit/s”,march 1995」
に基づく装置を用いることができる。

【００２５】以下、この動画像符号化伝送装置の動作に
ついて説明する。動画像データ圧縮・符号化装置２のブ
ロック化回路３には、動画像を構成する一連のフレーム
の動画像データが入力端子１を介して順次入力される。
そして、各フレームに対応した動画像データは、ブロッ
ク化回路３により、各々所定数の画素に対応した複数の
ブロックに分割される。そして、直交変換回路４によ
り、これらの各ブロックに対して２次元直交変換がなさ
れ、各ブロック毎に、直交変換の結果たる変換係数が得
られる。これらの各ブロックに対応した変換係数は量子
化回路５により量子化される。そして、量子化された変
換係数は可変長符号化回路６によりブロックごとに可変
長符号化され、可変長符号化データブロックとして各々
出力される。

【００２６】このようにして動画像データ圧縮・符号化
装置２から順次出力される可変長符号化データブロック
は、疑似固定長化装置７に入力される。そして、複数の
可変長符号化データブロックによってブロック集合を構
成し、各ブロック集合ごとにバッファ８に蓄えられる。
ここで、入力されるデータブロック、およびこれらによ
って構成されるブロック集合の単位としては、例えば動
画像データ圧縮・符号化装置２にITU-T勧告H.261に基づ
く装置を用いるのであれば、それぞれＭＢ（マクロブロ
ック）、およびＧＯＢ（グループオブブロック）を用い
ることができる。そして、閾値算出回路９により、バッ
ファ８に蓄えられた各ブロック集合ごとに、次の各値が
求められる。 ａ．当該ブロック集合を構成する各可変長符号化データ
ブロックのビット長 ｂ．当該ブロック集合を構成する全可変長符号化データ
ブロックについての平均ビット長 ｃ．平均ビット長に応じた閾値 この閾値は、例えば平均ビット長の３倍をとる。

【００２７】次に判定回路１０において、各可変長符号
化データブロックごとにの他の可変長符号化データブロ
ックより際立って長いビット長をもつかどうかが判定さ
れる。判定は閾値算出回路９において得た閾値と被判定
ブロックのビット長との大小比較によりなされる。この
とき閾値よりも長いビット長を持つと判定された可変長
符号化データブロックは、ブロック分割回路１１におい
て、より小さいビット長をもつ可変長符号化データブロ
ックに分割された上でバッファ８内の元のブロック集合
に戻される。

【００２８】ここで、ブロック分割回路１１は、各ブロ
ックの平均ビット長よりも小さなビット長を持つように
ブロックをいくつかに等分割し、その分割動作に関し
て、どのブロックを分割したか、いくつに分割したかと
いう情報（以下、これらの情報を分割情報という。）を
出力する。なお、ブロック分割回路１１が行う分割の方
法はこの例に示すような等分割の他、種々の方法が可能
であることは言うまでもない。要は、分割の仕方につい
ての通知あるいは分割の仕方についての送信側（符号化
側）と受信側（復号側）との間の暗黙の了解があり、送
信側が行った分割の仕方に適合するように受信側での復
号の制御がなされればよいのである。

【００２９】また、ブロック分割回路１１は、ブロック
よりも小さな可変長符号化データ単位が存在するなら
ば、そのデータ単位に分割するものとしてもよい。この
場合、分割情報としてはどのブロックを分割したかのみ
でよい。こうして、当該ブロック集合において他の可変
長符号化データブロックより際立って長いビット長をも
つ可変長符号化データブロックが存在しなくなるまで、
閾値算出回路９、判定回路１０およびブロック分割回路
１１による処理が繰り返される。

【００３０】その後、バッファ８内の可変長符号化デー
タブロックは、ブロック集合ごとに固定長化回路１２に
供給され、この固定長化回路１２によって擬似的に固定
長化され、多重回路１３において分割情報とともに多重
され、伝送データとして出力端子に出力される。

【００３１】従来の手法では、バッファ８に蓄えられた
可変長符号化データブロックはそのまま固定長化回路１
２に送られて擬似的な固定長化がなされていた。このた
め、例えば図２（ａ）に示すように、他の可変長符号化
データブロックよりも際立って長いビット長を有する可
変長符号化データブロックがある場合、かかる長大なブ
ロックは、同図（ｂ）に示すように多数のスロットに分
散されて伝送されるといった事態が生じていた。したが
って、この例では、０〜Ｎ−１のいずれのブロックで符
号誤りが起きても、長大なブロックの復号処理が悪影響
を受けることになる。これに対し、本実施形態によれ
ば、可変長符号化データブロックは固定長化回路１２に
送られる前に、閾値算出回路９、判定回路１０、ブロッ
ク分割回路１１による処理を受ける。これにより、他の
可変長符号化データブロックより際立って長いビット長
をもつ可変長符号化データブロックについては、図２
（ｃ）に示すように、ビット長の小さな複数のブロック
０ａ〜０ｅに分割された後、固定長化回路１２に送ら
れ、同図（ｄ）に示すように、固定長化される。したが
って、分割された長大なブロックは、少なくとも他の可
変長符号化データブロックで起こる符号誤りの影響を受
けることがなくなり、従来のような問題は生じ得ないの
である。

【００３２】ここでは説明を省略するが、復号系におい
ては符号化系と逆の処理を行い、多重化されたブロック
分割情報をもとに分割されたブロックの結合を行うこと
により、もとの画像データを得ることができる。

【００３３】図３は図１の系において、ブロック分割回
路１１を集合分離回路１５で置き換えた例である。この
場合、判定回路１０において閾値よりも長いビット長を
持つと判定された各可変長符号化データブロックは、集
合分離回路１５で元々属していたブロック集合から分離
され、これとは別の新たなブロック集合を構成してバッ
ファ８に戻される。その後もとのブロック集合と、閾値
を越えるブロック集合とが、それぞれ固定長化回路１２
において擬似的に固定長化される。ここで、後者のブロ
ック集合は、長いビット長を持つ可変長符号化データブ
ロックばかりが寄せ集められているため、当然のことな
がら各可変長符号化データブロックのビット長の平均値
も前者のブロック集合より大きくなる。従って、後者の
ブロック集合は、前者のブロック集合の場合よりもビッ
ト長の大きな固定長化データブロックとなって伝送され
る。

【００３４】なお、本実施形態ではブロックの分割情報
を多重回路１１において多重して伝送するものとして説
明したが、ブロックの分割あるいは集合の分離が動画像
データ圧縮・符号化装置２において与えられるブロック
の性質、例えばフレーム内符号化・フレーム間符号化の
違いにより、一律に行われるものとすれば、分割情報の
多重は不要である。

【００３５】また、本実施形態では擬似的な固定長化の
単位をブロックと表記したが、この単位は任意の可変長
符号もしくはその集合とすることができる。

【００３６】また、本実施形態では動画像データについ
て説明したが、本発明は動画像データに限られるもので
はなく、可変長符号化データ一般に適用可能である。

【００３７】Ｂ．第２の実施形態 図４は、この発明の第２の実施形態である動画像符号化
伝送装置の構成を示すものである。動画像データ圧縮・
符号化装置２については図１のものと同様な構成である
が、本実施形態における疑似固定長化装置１６は、図４
に示すようにバッファ１７、固定長化回路１８、配分数
算出回路１９、判定回路２０、ブロック分割回路２１お
よび多重回路２２によって構成されている。

【００３８】このような構成において、動画像データ圧
縮・符号化装置２から出力される可変長符号化データブ
ロックは、擬似固定長化装置１６に入力され、複数の可
変長符号化データブロックによってブロック集合を構成
し、各ブロック集合ごとにバッファ１７に蓄えられる。
そして、バッファ１７内の各可変長符号化データブロッ
クは、ブロック集合ごとに固定長化回路１８に順次送ら
れ、ビット長が均された固定長化データブロックが構成
される。

【００３９】そして、この固定長化回路１８の処理結果
に基づき、配分数算出回路１９により次の各値が求めら
れる。 ａ．ブロック集合を構成する各可変長符号化データブロ
ックがいくつの固定長化データブロックに配分されたか
の配分数 ｂ．ブロック集合を構成する各可変長符号化データブロ
ックの平均ビット長

【００４０】次に判定回路２０により、ブロック集合を
構成する各可変長符号化データブロックごとに、配分数
が多すぎるか否かが判定される。この判定は配分数算出
回路１９において得た配分数とあらかじめ定めておいた
閾値との大小比較によりなされる。閾値としては、例え
ば固定長化を行う際の全スロット数の２／３としてお
く。このとき閾値よりも配分数が多いと判定された可変
長符号化データブロックは、ブロック分割回路２１によ
って、より小さいビット長を持つ複数の可変長符号化デ
ータブロックに分割され、バッファ１７内の元のブロッ
ク集合に戻される。

【００４１】ここで、ブロック分割回路２１は、各ブロ
ックの平均ビット長よりも小さなビット長をもつように
ブロックをいくつかに等分割し、その分割動作に関し
て、どのブロックを分割したか、いくつに分割したかと
いう情報を出力する。

【００４２】あるいはブロック分割回路２１は、ブロッ
クよりも小さな可変長符号化データ単位が存在するなら
ば、そのデータ単位に分割するものとしても良い。この
場合、分割情報としてはどのブロックを分割したかのみ
でよい。

【００４３】上記分割が終了すると、ブロック集合を構
成する可変長符号化データブロックについて、あらため
て固定長化および判定がなされる。

【００４４】判定回路２０において、ブロック集合のす
べての可変長符号化データブロックが閾値よりも配分数
が少ないと判定された場合には、固定長化されたデータ
は多重回路２２において分割情報と共に多重され、伝送
データとして出力端子１４に出力される。

【００４５】従来の手法では、バッファ１７に蓄えられ
た可変長符号化データブロックは固定長化回路１８で擬
似的な固定長化がなされ、そのまま伝送データとして出
力されていた。これに対し、本実施形態によれば、この
固定長化が行われた後、配分数算出回路１９、判定回路
２０、ブロック分割回路２１により、不適切な固定長化
がなされたか否か、すなわち、多数の固定長化データブ
ロックにビットが振り分けられた可変長符号化データブ
ロックの有無が検出され、該当するものは分割される。
このことにより、他の可変長符号化データブロックより
際立って長いビット長を有し、ほとんどのビットが他の
固定長化データブロックに配分されてしまうブロックが
ある場合でも、可変長符号を擬似的に固定長化する方法
による符号誤りの影響を防ぐ効果を得ることができる。

【００４６】ここでは説明を省力するが、復号系におい
ては符号化系と逆の処理を行い、多重化されたブロック
分割情報をもとに分割されたブロックの結合を行うこと
により、もとの画像データを得ることができる。

【００４７】図５は図４の構成において、ブロック分割
回路２１を集合分離回路２３で置き換えた例である。こ
の場合、判定回路２０において閾値よりも大きい配分数
を持つと判定されたブロックは、集合分離回路２３で別
の新たな集合へ分離され、バッファ１７に戻される。そ
の後もとの集合と、閾値を越えるブロックの集合とが、
改めてそれぞれ固定長化回路１８において擬似的に固定
長化される。

【００４８】なお、本実施形態では、擬似的な固定長化
の単位をブロックと表記したが、この単位は任意の可変
長符号もしくはその集合とすることができる。

【００４９】なお、本実施形態では動画像データについ
て説明したが、本発明は動画像データに限られるもので
はなく、可変長符号化データ一般に適用可能である。

【００５０】Ｃ．第３の実施形態 図６は、この発明の第３の実施形態である動画像符号化
伝送装置の構成を示すブロック図である。この図におい
て、動画像データ圧縮・符号化装置２については、図１
に示すものと同一構成であるが、本実施形態における疑
似固定化装置３０は、図１に示すものと異なり、バッフ
ァ３１、ビット長・順位算出回路３２、閾値算出回路３
３、集合分け回路３４、固定長化回路３５および多重回
路３６によって構成されている。

【００５１】このような構成において、動画像データ圧
縮・符号化装置２から出力される可変長符号化データブ
ロックは、複数のブロック集合が構成できる程度のブロ
ック数の単位で疑似固定化装置３０に入力され、バッフ
ァ３１に蓄えられる。そして、バッファ３１に蓄えられ
た可変長符号化データブロックは、ビット長・順位算出
回路３２において、各ブロック毎にビット長が検出さ
れ、このビット長によりブロックの順位付けがなされ
る。次に、これらの情報をもとに、閾値算出回路３３で
は、ブロックを予め決められたいくつかの集合に分ける
ための閾値が決定される。

【００５２】この閾値は、例えば次のように決定され
る。まず、ビット長の長いものから順に集合を形成する
ものとする。そのうえで、集合の区分けは、後の順位の
ブロックとのビット長の差を求めておき、その差が最も
大きいブロック間、その次に差が大きいブロック間、と
いうようにビット長の差が大きいブロック間において行
うものとする。そして、集合の区分けの境に位置するブ
ロックの順位を閾値としていく。このとき、ブロックが
一つしか含まれない集合やほとんどのブロックが含まれ
る集合が生じないよう、閾値の選択には隣り合う順位が
選ばれないようにするといった規則を設けてもよい。

【００５３】次に、集合分け回路３４においては、各ブ
ロックは上記算出された閾値をもとに、いくつかの集合
に分けられる。この集合分けに関して、集合分け回路３
４は、どの集合にどのブロックが分けられたかを示す集
合分け情報を多重回路３６へ出力する。こうして集合分
けがなされると、各可変長符号化データブロックは、集
合分け回路３４からバッファ３１に戻され、各集合ごと
に固定長化回路３５に供給され、この固定長化回路３５
によって擬似的に固定長化される。そして、多重回路３
６においては、擬似固定長化されたデータが集合分け情
報とともに多重化され、伝送データとして出力端子３７
に出力される。

【００５４】従来の手法では、バッファ３１に蓄えられ
た可変長符号化データブロックのビット長に関係なく、
ブロック集合が形成され、そのまま固定長化回路３５に
送られ、擬似的な固定長化がなされていた。これに対
し、本実施形態によれば、可変長符号化データブロック
は、ビット長・順位算出回路３２、閾値算出回路３３お
よび集合分け回路３４を経ることによってビット長に応
じた集合分けがなされ、固定長化回路３５に送られる。
これにより、各ブロック集合に属するブロックのビット
長の差を小さくすることができるので、ブロック集合内
に他の可変長符号化データブロックより際立って長いビ
ット長を有するブロックが存在し難くなり、他のブロッ
クの符号誤りにより長大なブロックの復号処理が悪影響
を受けるという問題が生じ難くなる。

【００５５】ここでは説明を省略するが、復号系におい
ては符号化系と逆の処理を行い、多重化された集合分け
情報をもとに、集合分けされたブロックをもとの順に並
べ替えることにより、もとの画像データを得ることがで
きる。

【００５６】なお、本実施形態では、集合分けをビット
長順に順序付けしたブロックのビット長の差が大きいブ
ロック間において行ったが、これに限らず、例えば予め
ブロック集合数を決めておき、各ブロック集合のブロッ
ク数が略同数になるように集合分けするなど、その他の
集合分けアルゴリズムを採用してもよい。また、本実施
形態では、擬似的な固定長化の単位をブロックと表記し
たが、この単位は任意の可変長符号もしくはその集合と
することができる。また、本実施形態では動画像データ
について説明したが、本発明は動画像データに限られる
ものではなく、可変長符号化データ一般に適用可能であ
る。さらに、本実施形態は、既述した第１または第２の
いずれかの実施形態と組み合わせて構成することも可能
である。かかる構成によれば、万が一、ブロック集合内
に他の可変長符号化データブロックより際立って長いビ
ット長を有するブロックが存在しても、他のブロックの
符号誤りにより長大なブロックの復号処理が悪影響を受
けるという問題を回避できる。

【００５７】Ｄ．第４の実施形態 図７は、図１〜６に示したような擬似的な固定長化を行
う符号化系から出力された伝送データに対し、誤り保護
を行う誤り訂正符号化系を示す。

【００５８】擬似的な固定長化のなされた伝送データ
は、入力端子２４から誤り訂正符号化装置２５に入力さ
れる。入力されたデータは固定長化のなされたブロック
の集合ごとにバッファ２６に蓄えられる。そして、誤り
訂正能力・バッファ読み出し制御回路２８による制御の
下、このバッファ２６の読み出し処理が予め設定された
パターンに従って進められ、バッファ２６内において集
合をなす全ブロックが先頭ビットから順に読み出され、
誤り訂正符号化回路２７によって誤り訂正符号化がなさ
れる。誤り訂正は、ブロックの後半のビットほど誤り訂
正能力が低くなるように行われる。このような誤り訂正
法として、例えば参考文献「J.Hagenauer“Rate-compat
ible punctured convolutional codes (RCPC codes) an
d theirapplications” IEEE Trans. on Communication
s, COM-26, pp.389-400, April1988」として知られてい
る方法を用いることができる。

【００５９】このときの、データの読み出しと誤り訂正
能力の程度を図８に示す。通常は、データはブロック１
から順に図の水平方向の矢印のように読み出されるが、
誤り訂正符号化においては、データは図の垂直方向の矢
印のように読み出される。また図に施した斜線の密度
が、誤り訂正能力の高さを示す。すなわち、各ブロック
の各ビットが、それぞれ先頭からＣ₁ビット、Ｃ₂ビッ
ト、・・・Ｃ_Mビットずつ、異なる符号化率で誤り訂正
符号化される。このとき、ビットが図の垂直の矢印方向
に読み出されることから、それぞれの符号化率で同時に
誤り訂正符号化されるビット数はＮ＊Ｃ_iビットとな
る。

【００６０】図７の誤り訂正符号化回路２７において処
理されたデータは、最終的な伝送データとして出力端子
２９に出力される。

【００６１】従来の手法では、一定の誤り訂正を行うと
きには必要以上に冗長を増す結果となり効率的な誤り保
護が実現できなかった。また、ＢＳ−ＦＥＣを適用する
ときには、符号化パターンを送るなど付加情報が必要で
あった。さらに、ブロックごとに頻繁な誤り能力の変更
が必要であった。

【００６２】本発明によれば、データはブロック内ごと
に誤り感度が段階的に変化するようにおかれ、さらに擬
似的な固定長化がなされているためビット長が明らかで
ある。この事を利用して、全ブロックの先頭ビットから
順に一定区間ごとに読み出し、それぞれを異なる訂正能
力を持つように符号化する。このことにより、符号化パ
ターンなどの付加情報や、頻繁な誤り訂正能力の変更な
しに、効率的な誤り保護を実現することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
他の可変長符号化データブロックより際立って長いビッ
ト長をもち、そのまま擬似的な固定長化をおこなうと多
数の固定長化データブロックに振り分けられてしまうよ
うな可変長符号化データブロックがある場合には、その
可変長符号化データブロックをさらに小さく分割、もし
くは別の新たな集合へ分離するため、長いビット長をも
つ可変長符号化データブロックが、かえって符号誤りの
影響をうけて劣化するという問題がなくなる（請求項１
〜５）。また、請求項６に係る発明によれば、各ブロッ
ク集合に属するブロックのビット長の差を小さくするこ
とができるので、ブロック集合内に他の可変長符号化デ
ータブロックより際立って長いビット長を有するブロッ
クが存在し難くなり、長いビット長をもつ可変長符号化
データブロックが、かえって符号誤りの影響をうけて劣
化するという問題がなくなる。また、請求項７に係る発
明によれば、誤り訂正を適用する場合においては、付加
情報を必要とすることなく、データの誤り感度に応じて
効率的に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を動画像符号化伝送装置において具現化
した第１の実施形態の構成を示すブロック図である。

【図２】同実施形態の作用効果を説明するための図であ
る。

【図３】同実施形態の変形例を示すブロック図である。

【図４】本発明を動画像符号化伝送装置において具現化
した第２の実施形態の構成を示すブロック図である。

【図５】同実施形態の変形例を示すブロック図である。

【図６】本発明を動画像符号化伝送装置において具現化
した第３の実施形態の構成を示すブロック図である。

【図７】本発明を誤り訂正符号化系において具現化した
第４の実施形態の構成を示すブロック図である。

【図８】図７のバッファ２６および誤り訂正符号化回路
２７におけるデータの読み出し方向および誤り訂正能力
の程度を示す図である。

【図９】可変長符号の擬似的な固定長化法を説明する図
である。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 動画像データ圧縮・符号化装置 ３ ブロック化回路 ４ 直交変換回路 ５ 量子化回路 ６ 可変長符号化回路 ７，１６，３０ 擬似固定長化装置 ８，１７，２６，３１ バッファ ９，３３ 閾値算出回路 １０，２０ 判定回路 １１，２１ ブロック分割回路 １２，１８，３５ 固定長化回路 １３，２２，３６ 多重回路 １４，２９，３７ 出力端子 １５，２３ 集合分離回路 １９ 配分数算出回路 ２４ 入力端子 ２５ 誤り訂正符号化装置 ２７ 誤り訂正符号化回路 ２８ 誤り訂正能力・バッファ読み出し制御回路 ３２ ビット長・順位算出回路 ３４ 集合分け回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河原 敏朗 東京都港区虎ノ門二丁目10番１号 エ ヌ・ティ・ティ移動通信網株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−250935（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−129963（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−30372（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 7/40 H04L 7/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送すべき複数の可変長符号化データブ
   ロックからなるブロック集合ごとに、各可変長符号化デ
   ータブロックのビット長に対応した閾値を求める閾値算
   出手段と、 前記閾値を越えるビット長を持つ可変長符号化データブ
   ロックを判定する判定手段と、 前記閾値を越えるビット長を持つ可変長符号化データブ
   ロックを複数の可変長符号化データブロックに分割して
   元のブロック集合に戻すブロック分割手段とを有し、 各ブロック集合ごとに、各可変長符号化データブロック
   を用いてビット長が平均の長さに均された固定長化デー
   タブロックを構成して伝送し、各固定長化データブロッ
   クごとの同期をはかることを特徴とする可変長符号デー
   タ伝送装置。
2. 【請求項２】 伝送すべき複数の可変長符号化データブ
   ロックからなるブロック集合ごとに、各可変長符号化デ
   ータブロックのビット長に対応した閾値を求める閾値算
   出手段と、 前記閾値を越えるビット長を持つ可変長符号化データブ
   ロックを判定する判定手段と、 前記閾値を越えるビット長を持つ可変長符号化データブ
   ロックを当該ブロック集合から分離し、当該ブロック集
   合とは別の新たなブロック集合を構成する集合分離手段
   とを有し、 各ブロック集合ごとに、各可変長符号化データブロック
   を用いてビット長が平均の長さに均された固定長化ブロ
   ックを構成して伝送し、各固定長化データブロックごと
   の同期をはかることを特徴とする可変長符号データ伝送
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の可変長符号デー
   タ伝送装置において、 前記閾値算出手段は、各ブロック集合に属する可変長符
   号化データブロックのビット長の平均値に基づき閾値を
   求めることを特徴とする可変長符号データ伝送装置。
4. 【請求項４】 伝送すべき複数の可変長符号化データブ
   ロックからなるブロック集合ごとに、各可変長符号化デ
   ータブロックを用いてビット長が平均の長さに均された
   固定長化データブロックを構成する固定長化手段と、 前記固定長化手段により各可変長符号化データブロック
   がいくつの固定長化データブロックに振り分けられたか
   の配分数を算出する配分数算出手段と、 配分数が一定の閾値を越える可変長符号化データブロッ
   クを複数の可変長符号化データブロックに分割して元の
   ブロック集合に戻すブロック分割手段とを有し、 前記ブロック分割手段による分割のなされた各ブロック
   集合ごとに、あらためて前記固定化手段により固定長化
   データブロックを構成して伝送し、各固定長化データブ
   ロックごとの同期をはかることを特徴とする可変長符号
   データ伝送装置。
5. 【請求項５】 伝送すべき複数の可変長符号化データブ
   ロックからなるブロック集合ごとに、各可変長符号化デ
   ータブロックを用いてビット長が平均の長さに均された
   固定長化データブロックを構成する固定長化手段と、 前記固定長化手段により各可変長符号化データブロック
   がいくつの固定長化データブロックに振り分けられたか
   の配分数を算出する配分数算出手段と、 配分数が一定の閾値を越える可変長符号化データブロッ
   クを当該ブロック集合から分離し、当該ブロック集合と
   は別の新たなブロック集合を構成する集合分離手段とを
   有し、 前記集合分離手段による分離のなされた各ブロック集合
   ごとに、あらためて前記固定化手段により固定長化デー
   タブロックを構成して伝送し、各固定長化データブロッ
   クごとの同期をはかることを特徴とする可変長符号デー
   タ伝送装置。
6. 【請求項６】 伝送すべき複数の可変長符号化データブ
   ロックの各々のビット長を算出し、その算出したビット
   長が大きいものから順に、各可変長符号化データブロッ
   クに対して順位を設定する順位設定手段と、 前記順位設定手段により設定された、各可変長符号化デ
   ータブロックの順位に 応じていくつかのブロック集合に
   分類するブロック集合化手段を有し、 各ブロック集合ごとに、各可変長符号化データブロック
   を用いてビット長が平均の長さに均された固定長化デー
   タブロックを構成して伝送し、各固定長化データブロッ
   クごとの同期をはかることを特徴とする可変長符号デー
   タ伝送装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６記載の可変長符号データ伝
   送装置において、データの符号誤りに対する感度が固定
   長化データブロック内で段階的に変化し、かつ、複数の
   固定長化データブロックからなるブロック集合内におい
   て誤り訂正能力が段階的に変化するように誤り保護を行
   う手段を有し、ブロック集合を構成する全固定長化デー
   タブロックの先頭ビットから順に誤り保護を行うことを
   特徴とする可変長符号データ伝送装置。