JP3275003B2 - 可変長符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
可変長符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体Info
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Description
の圧縮符号化/復号化に用いられる可変長符号化/復号
化装置に用いられるプログラムまたはデータを記録した
記録媒体に係り、特に順方向からも逆方向からも復号化
可能な可変長符号化/復号化装置に用いられるプログラ
ムまたはデータを記録した記録媒体に関する。
づいて、頻繁に出現するシンボルは短い符号長の符号、
希にして出現しないシンボルは長い符号長の符号をそれ
ぞれ割り当てることにより、平均的に短い符号長となる
ようにした符号系である。従って、可変長符号を用いる
と、符号化前のデータと比較して、データ量を大幅に圧
縮することができる。このような可変長符号の構成方法
としては、無記録情報源で最適なハフマンのアルゴリズ
ムが知られている。
データの伝送路誤りやその他の理由により符号内に誤り
が混入した場合に、誤りが混入した後のデータはその影
響が伝搬することにより復号化装置で正しく復号するこ
とができなくなってしまうという点が挙げられる。この
問題を避けるため、伝送路において誤りが生じる可能性
がある場合には、ある間隔で同期符号を挿入し、誤りの
伝搬を防止する方法がとられるのが一般的である。同期
符号には、可変長符号の組み合わせでは出現しないよう
なビットパターンが割り当てられる。この方法によれ
ば、符号化データに誤りが生じ、復号できなくなったと
しても、次の同期符号を見つけることにより、誤りの伝
搬を防止し、正しく復号を行なうことができる。
1(a)に示すように誤りが生じて正しく復号できない
箇所から、次の同期符号が見つかる箇所までの間の符号
化データについては、復号を行なうことができない。
構成から図73に示すように変更して、図71(b)に
示すように通常の順方向から復号可能な性質だけでな
く、逆方向からも復号可能な符号構成にする方法が知ら
れている。また、このような符号は符号化データを逆方
向からも読めることから、符号化データを蓄積するディ
スクメモリなどの蓄積媒体において逆転再生に用いるこ
ともできる。このような順方向のみならず逆方向からも
復号可能な可変長符号のことを、ここではリバーシブル
符号と呼ぶこととする。
5−300027号公報「可逆可変長符号化方式」に記
載されている。この公知例のリバーシブル符号は、図7
2に示した順方向から復号可能な可変長符号であるハフ
マン符号の符号語の末尾に、図73に示すようにそれぞ
れの符号語がそれより符号長の長い他の符号語の末尾と
一致しない条件でビットを追加することによって、逆方
向からも復号可能とした可変長符号である。しかし、こ
のリバーシブル符号は順方向からのみ復号可能な可変長
符号の符号語の末尾にビットを付加するために、無駄な
ビットが多くなって平均符号長が長くなる。この結果、
順方向からのみ復号可能な可変長符号と比較して符号化
効率が大きく低下してしまう。
間を一定区間を単位に設定すると、逆方向復号ができな
いという問題点があった。例えば、ITU−T H.2
63(1996)では、同期符号を8ビット(=1バイ
ト)毎にアライメントする、すなわち同期符号の挿入可
能位置を1バイト単位の位置に設定することが可能とな
っている。このような同期区間のアライメントを実現す
るために、同期符号の前に図74に示すようなスタッフ
ィング符号を挿入している。このような場合、従来のリ
バーシブル符号では、スタッフィング符号のために逆方
向復号を行なうことができなくなるという問題点があっ
た。
る場合には、通常の順方向のみ復号可能な可変長符号の
復号化装置と比較すると、逆方向に復号する分だけ2倍
の回路規模と演算量を必要とするという問題点があっ
た。
点として、入力される情報のシンタクスによって逆方向
からの復号ができない場合が存在することが挙げられ
る。例えば図75(a)のシンタクスを持つ情報シンボ
ルの場合、シンボルAによってシンボルBの符号が決定
される。このようなシンタクスを持つ情報シンボルを符
号化した符号化データは、図75(b)のようにAが先
に復号できていなければBを復号できないので、逆方向
からは復号できないことになる。
される符号化方式として、エスケープ符号を用いた方式
がある。このエスケープ符号を用いた方式は、少数の出
現頻度の高い情報シンボルに対する符号語を符号語テー
ブルとして持ち、大多数の出現頻度の低い情報シンボル
をエスケープ符号と固定長符号の組み合わせで符号化す
る方法である。このエスケープ符号を用いた方式におい
ても、順方向にも逆方向にも復号可能な可変長符号の場
合と同様に、固定長符号の先頭と末尾にエスケープ符号
を付ける方式が提案されている。
号化方式では、符号語テーブルに存在する符号語とエス
ケープ符号を用いて符号化する符号語を区別するため
に、何らかの方法で、符号語テーブルに符号語が存在す
るか検索する必要があった。
量と記憶量で効率的に符号化/復号化することができる
順方向にも逆方向にも復号可能な可変長符号化/復号化
装置を提供することを目的とする。
リバーシブル符号、すなわち順方向からも逆方向からも
復号可能な可変長符号は、順方向からのみ復号可能な可
変長符号の符号語の末尾にビットを付加することによっ
てリバーシブル符号を構成するため、無駄なビットパタ
ーンが多くなって平均符号長が長くなり、順方向からの
み復号可能な可変長符号と比較して符号化効率の低下が
著しくなるという問題があり、また、スタッフィング符
号を用いて同期区間を一定区間を単位に設定すると、ス
タッフィング符号のためにリバーシブル符号の逆方向復
号ができなくなるという問題があり、さらに、単純にリ
バーシブル符号を復号する場合には、通常の順方向のみ
復号可能な可変長符号の復号化装置と比較すると、逆方
向に復号する分だけ2倍の回路規模と演算量を必要と
し、また入力される情報シンボルのシンタクスによって
は逆方向からの復号が不可能である場合が存在するとい
う問題点があった。
て符号化効率を高め、しかもスタッフィング符号を用い
て同期区間を一定区間を単位として設定する場合でも、
順方向にも逆方向にも復号可能な可変長符号化/復号化
装置を提供することを目的とする。
らして符号化効率を高めると共に、逐次的に復号処理を
行なうことで回路規模と演算量を削減して効率的に復号
できる、順方向にも逆方向にも復号可能な可変長符号化
/復号化装置を提供することを目的とする。
のシンタクスによらず順方向にも逆方向にも復号可能で
あって、より誤りに強い可変長符号化/復号化装置を提
供することを目的とする。
に、本発明の第1の構成に係る可変長符号に関するデー
タを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
同期符号と、情報シンボルの生起確率に応じた符号長を
有する符号語であって、予め定められた重みによって符
号語の区切りが分かるように構成された順方向にも逆方
向にも復号可能な符号語と前記情報シンボルとを対応づ
けた符号語テーブルから、入力された情報シンボルに対
応して選択された符号語と、逆方向に復号可能なスタッ
フィング符号とを記録した記録媒体であって、前記同期
符号、前記符号語及び前記スタッフィング符号をこの順
序に並べて構成したデータを記録したことを特徴として
いる。
号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、同期符号と、情報シンボルの生起確率に
応じた符号長を有する符号語であって、予め定められた
重みによって符号語の区切りが分かるように構成された
順方向にも逆方向にも復号可能な符号語と前記情報シン
ボルとを対応づけた符号語テーブルから、入力された複
数の情報シンボルにそれぞれ対応して選択された複数の
符号語からなる符号化データと、逆方向に復号可能なス
タッフィング符号とを記録した記録媒体であって、前記
同期符号、前記符号化データ及び前記スタッフィング符
号をこの順序に並べて構成したデータを記録したことを
特徴としている。
号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、同期符号と、情報シンボルの生起確率に
応じた符号長を有する符号語であって、予め定められた
重みによって符号語の区切りが分かるように構成された
順方向にも逆方向にも復号可能な符号語と、逆方向に復
号可能なスタッフィング符号とを記録した記録媒体であ
って、前記同期符号、前記符号語及び前記スタッフィン
グ符号をこの順序に並べて構成したデータを記録したこ
とを特徴としている。
号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、同期符号と、情報シンボルの生起確率に
応じた符号長を有する符号語であって、予め定められた
重みによって符号語の区切りが分かるように構成された
順方向にも逆方向にも復号可能な複数の符号語からなる
符号化データと、逆方向に復号可能なスタッフィング符
号とを記録した記録媒体であって、前記同期符号、前記
符号化データ及び前記スタッフィング符号をこの順序に
並べて構成したデータを記録したことを特徴としてい
る。
号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、同期符号と、順方向にも逆方向にも復号
可能な複数の可変長符号語を用いて生成された符号化デ
ータと、逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記
録した記録媒体であって、前記同期符号、前記符号化デ
ータ及び前記スタッフィング符号をこの順序に並べて構
成したデータを記録したことを特徴としている。
号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、同期符号と、順方向にも逆方向にも復号
可能な可変長符号語と、逆方向に復号可能なスタッフィ
ング符号とを記録した記録媒体であって、前記同期符
号、前記符号語及び前記スタッフィング符号をこの順序
に並べて構成したデータを記録したことを特徴としてい
る。
号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、第1の同期符号と、第2の同期符号と、
情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有し、予め定
められた重みによって符号語の区切りが分かるように構
成された順方向にも逆方向にも復号可能な符号語と前記
情報シンボルとを対応づけた符号語テーブルから、入力
された情報シンボルに対応して選択された符号語であっ
て、前記第1、第2の同期符号の間に配置された符号語
と、前記符号語と前記第2の同期符号との間に配置され
た逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録した
ことを特徴としている。
号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、第1の同期符号と、第2の同期符号と、
情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有し、予め定
められた重みによって符号語の区切りが分かるように構
成された順方向にも逆方向にも復号可能な符号語と前記
情報シンボルとを対応させた符号語テーブルから、入力
された複数の情報シンボルに対応して選択された複数の
符号語であって、前記第1、第2の同期符号の間に配置
された複数の符号語からなる符号化データと、前記符号
語データと前記第2の同期符号との間に配置された逆方
向に復号可能なスタッフィング符号とを記録したことを
特徴としている。
号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、第1の同期符号と、第2の同期符号と、
情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有する符号語
であって、予め定められた重みによって符号語の区切り
が分かるように構成され、前記第1、第2の同期符号の
間に配置された順方向にも逆方向にも復号可能な符号語
と、前記符号語と前記第2の同期符号との間に配置され
た逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録した
ことを特徴としている。また、本発明の第10の構成に
係る可変長符号に関するデータを記録したコンピュータ
読み取り可能な記録媒体は、第1の同期符号と、第2の
同期符号と、情報シンボルの生起確率に応じた符号長を
有する符号語であって、予め定められた重みによって符
号語の区切りが分かるように構成され、前記第1、第2
の同期符号の間に配置された順方向にも逆方向にも復号
可能な符号語と、前記符号語と前記第2の同期符号との
間に配置された逆方向に復号可能なスタッフィング符号
とを記録したことを特徴としている。
符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体は、第1の同期符号と、第2の同期符号
と、前記第1、第2の同期符号の間に配置され、順方向
にも逆方向にも復号可能な複数の可変長符号語を用いて
生成された符号化データと、前記符号化データと前記第
2の同期符号との間に配置された逆方向に復号可能なス
タッフィング符号を記録したことを特徴としている。ま
た、本発明の第12の構成に係る可変長符号に関するデ
ータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
は、第1の同期符号と、第2の同期符号と、前記第1、
第2の同期符号の間に配置され、順方向にも逆方向にも
復号可能な可変長符号語と、前記可変長符号語と前記第
2の同期符号との間に配置された逆方向に復号可能なス
タッフィング符号を記録したことを特徴としている。
符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体は、同期符号と、情報シンボルの生起確率
に応じた符号長を有し、予め定められた重みによって符
号語の区切りが分かるように構成された順方向にも逆方
向にも復号可能な符号語と前記情報シンボルを対応づけ
た符号語テーブルから、入力された情報シンボルに対応
して選択された符号語であって、前記同期符号に後続し
て配置される符号語と、前記符号語に後続して配置され
る逆方向に復号可能なスタッフィング符号を記録したこ
とを特徴としているまた、本発明の第14の構成に係る
可変長符号に関するデータを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体は、同期符号と、情報シンボルの生
起確率に応じた符号長を有し、予め定められた重みによ
って符号語の区切りが分かるように構成された順方向に
も逆方向にも復号可能な符号語と前記情報シンボルとを
対応づけた符号語テーブルから、入力された情報シンボ
ルに対応して選択された複数の符号語からなり、前記同
期符号に後続して配置される符号化データと、前記符号
化データに後続して配置される逆方向に復号可能なスタ
ッフィング符号を記録したことを特徴としている。
符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体は、同期符号と、情報シンボルの生起確率
に応じた符号長を有し、予め定められた重みによって符
号語の区切りが分かるように構成された順方向にも逆方
向にも復号可能な符号語であって、前記同期符号に後続
して配置される符号語と、前記符号語に後続して配置さ
れる逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録し
たことを特徴としている。また、本発明の第16の構成
に係る可変長符号に関するデータを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体は、同期符号と、情報シンボ
ルの生起確率に応じた符号長を有し、予め定められた重
みによって符号語の区切りが分かるように構成された、
順方向にも逆方向にも復号可能な複数の符号語からな
り、前記同期符号に後続して配置される符号化データ
と、前記符号化データに後続して配置される逆方向に復
号可能なスタッフィング符号とを記録したことを特徴と
する。
符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体は、同期符号と、前記同期符号に後続して
配置され、順方向にも逆方向にも復号可能な複数の可変
長符号語を用いて生成された符号化データと、前記符号
化データに後続して配置される逆方向に復号可能なスタ
ッフィング符号とを記録したことを特徴としている。ま
た、本発明の第18の構成に係る可変長符号に関するデ
ータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
は、同期符号と、前記同期符号に後続して配置され、順
方向にも逆方向にも復号可能な可変長符号語と、前記可
変長符号語に後続して配置される逆方向に復号可能なス
タッフィング符号とを記録したことを特徴としている。
施形態を説明する。
施形態の可変長符号化/復号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。
は、大きく分けて符号語テーブル作成部101、符号化
部113、伝送系または蓄積系105および復号化部1
14からなる。まず、これら各部の機能について簡単に
説明すると、符号語テーブル作成部101は情報シンボ
ルの生起確率に基づいて符号語テーブルを作成し、符号
化部113内の符号語テーブル102と、復号化部11
4内の順方向符号語テーブル111および逆方向符号語
テーブル112に符号語を送る。符号化部113は、情
報シンボルを可変長符号に符号化し、その可変長符号を
符号化データとして伝送系または蓄積系105へ出力す
る。復号化部114は、伝送系または蓄積系105を介
して入力されてきた符号化データを復号して元の情報シ
ンボルを再生する。
成と動作を説明する。符号化部113において、入力さ
れた情報シンボルは符号化器103に入力される。符号
化部113は、符号語テーブル102と符号化器103
および同期区間設定部104により構成される。符号語
テーブル102は、符号語テーブル作成部101によっ
て予め作成された情報シンボルと可変長符号の符号語と
を対応させて格納している。符号化器103は、符号語
テーブル102に格納されている符号語の中から、入力
された情報シンボルに対応した符号語を選択して出力す
る。同期区間設定部104では、符号化器103が選択
した符号語を同期区間毎にまとめ、さらに順方向にも逆
方向にも復号可能なスタッフィング符号を挿入して、同
期区間毎に符号化データを出力する。この符号化データ
は、伝送系または蓄積系105を通して復号化部114
に送られる。
06、バッファ107、順方向復号化器108、逆方向
復号化器109、復号値判定部110、順方向復号化テ
ーブル111および逆方向復号化テーブル112により
構成される。復号化部114では、伝送系または蓄積系
105より入力された符号化データから同期区間検出部
106で符号化データの同期区間を検出し、符号化デー
タをバッファ107に蓄積する。順方向復号化器108
では、バッファ107に蓄積された符号化データの先頭
から復号を開始する。逆方向復号化器109では、バッ
ファ107に蓄積された符号化データの末尾から復号を
開始する。
に順方向符号語テーブル111に存在しないビットパタ
ーンが出現した場合、およびバッファ107のビット数
と異なるビット数の符号化データが復号された場合、誤
り検出と判定する。同様に逆方向復号化器109でも、
符号化データに逆方向符号語テーブル112に存在しな
いビットパターンが出現した場合、およびバッファ10
7のビット数と異なるビット数の符号化データが復号さ
れた場合、誤り検出と判定する。
08によって得られた復号結果(順方向復号結果とい
う)と、逆方向復号化器109によって得られた復号結
果(逆方向復号器という)から復号値を判定し、最終的
な復号結果を出力する。図2は符号語テーブル作成部1
01の構成を示すブロック図である。符号選択部21は
情報シンボルの生起確率の情報が入力され、選択可能な
符号系の中から最も平均符号長の小さいものを選択し
て、選択結果を符号語構成部22に送る。符号語構成部
22では、符号語選択部21で選択された符号の符号語
を構成する。
符号語の予め定められた重みにより符号の区切りが分か
るように構成された順方向にも逆方向にも復号可能な可
変長符号(以下、リバーシブル符号という)であり、例
えば特願平7−89772、特願平7−260383に
記載された符号である。
確率分布に対応し、符号語のビットパターンの自由度を
上げるために、符号語構成部22における符号語の構成
方法として以下に示す方法を用いている。
シブル符号の符号語の第1の構成方法を示している。ま
ず、図3の左側に示すように、符号長が短い順にそれぞ
れの系列の重み(この場合、“1”の数)が一定で異な
る重みを持つ2つの2進系列(この場合、重みは0個と
1個)を作成する。次に、図3の中央に示すように、こ
の2進系列のそれぞれ先頭と末尾に“1”を追加して2
進系列のビットを反転させた後、これら2つの2進系列
を図3の右側に示すように合成する。
シンボルの個数をカウントすることによって符号長が分
かる。図3の例では、最初が“0”ならば、“0”が全
部で3つ出現したら符号の区切り(符号長)が分かり、
最初が“1”ならば、“1”が全部で2つ出現したら符
号の区切りが分かる符号構成となっている。また、この
図3に示す可変長符号は、全ての情報シンボルA〜Jに
対応する符号語が図4(a)に示す順方向の符号木の葉
にも、図4(b)の逆方向の符号木の葉にも割り当てら
れることから、順方向にも逆方向にも復号可能であるこ
とが分かる。
シブル符号の符号語の第2の構成方法を示している。ま
ず、図5の左側に示すように、第1のリバーシブル符号
と第2のリバーシブル符号を用意する。次に、図5の中
央に示すように、第1のリバーシブル符号の全ての符号
語の末尾に、第2のリバーシブル符号の最初の1つの符
号語を追加する。以下、同様に第1のリバーシブル符号
の全ての符号語の末尾に、第2のリバーシブル符号の全
ての符号語を1つずつ追加した後、図5の右側に示すよ
うに並べ替えを行なって、新たなリバーシブル符号を構
成する。このような構成方法によって、第1のリバーシ
ブル符号の符号語数A(この例ではA=9)と第2のリ
バーシブル符号の符号語数B(この例ではB=3)を乗
算した数A×B個(この例では27個)の新たなリバー
シブル符号を構成することができる。
号に当たっては、順方向から復号する時は、まず第1の
リバーシブル符号を復号し、次に第2のリバーシブル符
号を復号するようにする。逆方向から復号する時は、ま
ず第2のリバーシブル符号を復号し、次に第1のリバー
シブル符号を復号する。従って、順方向にも逆方向にも
復号可能であることが分かる。
の符号語の末尾に第2のリバーシブル符号を追加した
が、第1のリバーシブル符号の先頭に第2のリバーシブ
ル符号を追加してもよく、また第1のリバーシブル符号
の末尾と先頭の両方に固定長符号を追加しても構わな
い。また、この例では第1のリバーシブル符号と第2の
リバーシブル符号は異なるものを用いたが、同一のもの
を使用しても構わない。さらに、本実施形態では第1の
リバーシブル符号も第2のリバーシブル符号も可変長符
号を用いたが、どちらかを固定長符号に変更しても構わ
ない。
シブル符号の第3の符号構成方法を示している。まず、
図6の左側に示すように、可変長のリバーシブル符号と
固定長のリバーシブル符号を用意する。次に、図6の右
側に示すように、リバーシブル符号の符号語の各ビット
の直後に固定長のリバーシブル符号を追加する。この構
成方法により、Kビットの固定長のリバーシブル符号を
用いた場合、Hビットの符号語を(K+1)Hビットに
して符号語数を2KH倍にすることができる。なお、こ
の例ではリバーシブル符号の符号語の各ビット毎の直後
に固定長符号を追加したが、各ビットの直前に固定長符
号を追加してもよく、また直前と直後の両方に固定長符
号を追加しても構わない。
における符号化データの同期区間の設定方法の具体例に
ついて説明する。図7(a)は、同期符号を挿入するこ
とにより同期区間を設定する方法を示している。この場
合、同期区間検出部106では符号化データの最初と最
後の同期符号を検出することにより、同期区間を検出す
ることができる。ここで、同期符号の挿入可能位置をあ
る一定区間単位(この場合は、Mビット単位)に設定す
るようにするため、符号化データの末尾に1〜Mビット
のスタッフィング符号を挿入している。
区間の符号量を記述する方法、言い換えれば同期区間の
終了位置を示すポインタを挿入する方法を示している。
この場合、同期区間検出部106では、まず符号化デー
タの先頭の同期区間の符号量の記述を復号することで、
同期区間を検出することができる。そして、符号量の記
述の単位はMビット単位となっているため、符号化デー
タの末尾に1〜Mビットのスタッフィング符号を挿入す
る。
タッフィング符号は、少なくとも逆方向に復号可能な構
成となっていることが特徴である。図8は、このような
スタッフィング符号の具体例を示した図であり、このス
タッフィング符号は順方向にも逆方向にも復号可能に構
成されている。このスタッフィング符号の場合、1ビッ
トの時は“1”が出現すればそれが区切りで、それ以外
では“0”が2度出現すると区切りが分かるような、順
方向にも逆方向にも復号可能な可変長符号となってい
て、同期区間の最後からも逆方向に復号可能となってい
ると同時に、符号化データのビット数を計算することが
可能になっている。符号化データのビット数の計算結果
は、後述する誤り検出に用いられる。
号化データの末尾に挿入したが、符号化データの先頭で
も符号化データの内部でもよく、同期区間の内部で文法
上問題ない位置ならば、その挿入位置はどこでもよい。
また、スタッフィング符号は図9に示すような逆方向に
のみ復号可能な符号でもよい。この符号の場合は、逆方
向から復号して“0”が出現したら区切りになるような
符号となっている。
における復号値の判定方法について説明する。図10
(a)に示すように、順方向復号結果と逆方向復号結果
で誤りが検出される復号語の位置(誤り検出位置)が交
差しない場合は、誤りが検出されなかった復号結果のみ
を復号値として使用し、2つの誤り検出位置の復号結果
は復号値として使用せず放棄する。また、図10(b)
に示すように、順方向復号結果と逆方向復号結果の誤り
検出位置が交差する場合は、順方向復号結果の誤り検出
位置までの復号値は順方向復号結果を使用し、それ以降
の部分は逆方向復号結果を復号値として使用する。
復号結果の誤り検出位置までの復号値としては逆方向復
号結果を使用し、それ以前の部分は順方向復号結果を復
号値として使用してもよい。
復号結果および逆方向復号結果のうち片方向の復号結果
にしか誤りが検出されない場合(この例では、順方向復
号結果のみ誤りが検出されている)は、誤り検出位置ま
での復号値は、順方向復号結果を使用し、それ以降の部
分は逆方向復号結果を復号値として使用する。さらに図
10(d)に示すように、同一の符号語について順方向
復号結果および逆方向復号結果の両方に誤りが検出され
る場合は、誤り検出位置の符号語に対する復号値を放棄
し、それ以後の符号語に対する復号値として、逆方向復
号結果を使用する。なお、順方向復号化器108および
逆方向復号化器109での誤り判定に際しては、符号語
として存在しないビットパターンが生じた場合、検出位
置はその場所とし、前記の判定方法で誤りが検出されな
い場合で、復号したビット数が同期区間内の符号化デー
タのビット数と一致しない場合は、復号化の最初の位置
を誤り検出位置とする。
置のパターンによる復号値判定方法の1つの例を示した
が、復号値判定部は順方向復号結果および逆方向復号結
果の両方あるいはいずれか一方で誤りが検出された場合
は、正しいと推定される順方向復号結果もしくは逆方向
復号結果を使用し、いずれの復号結果でも復号できなか
った部分は放棄すれば、どのような方法でもよいことは
いうまでもない。
形態として本発明による可変長符号化/復号化装置の応
用例について説明する。図11は、本発明の第2実施形
態に係る可変長符号化/復号化装置が組み込まれた動画
像符号化/復号化システムの概念図である。まず、動画
像符号化器709においては、情報源符号化器702で
符号化されたデータに対して動画像多重化器703で可
変長符号化と多重化等が行なわれ、送信バッファ704
で平滑化された後、符号化データとして伝送系または蓄
積系705に送り出される。符号化制御部701は、送
信バッファ704のバッファ量を考慮して、情報源符号
化器702と動画像多重化器703の制御を行なう。
伝送系または蓄積系705からの符号化データが受信バ
ッファ706に溜められ、動画像多重化分離器707で
符号化データの多重化分離と可変長復号化が行なわれた
後、情報源復号化器708に送られ、最終的に動画像情
報が復号化される。ここで、動画像多重化器703およ
び動画像多重化分離器707には第1実施形態で説明し
た可変長符号化/復号化装置が適用されている。
重化器703および動画像多重化分離器707における
動画像符号化方式のシンタクスを示している。マクロブ
ロックのモード情報、動きベクトル情報およぴINTR
A DC(フレーム内符号化におけるDCT係数の直流
成分)の情報を上位階層とし、INTRA DC以外の
DCT係数情報を下位階層として、下位階層にリバーシ
ブル符号を適用している。
における動画像多重化器703および動画像多重化分離
器707の構成を示すブロック図である。
においては、図11中の情報源符号化器702で符号化
されたデータのうち、マクロブロックのモード情報、動
きベクトル情報およびINTRA DCなどの情報を上
位階層とし、上位階層可変長符号化器901で通常の可
変長符号化が行なわれ、多重化器903に送られる。ま
た、情報源符号化器702で符号化されたデータのう
ち、INTRA DC以外のDCT係数は下位階層可変
長符号化器903においてリバーシブル符号で符号化さ
れ、多重化器903に送られる。多重化器903では、
上位階層の符号化データと下位階層の符号化データを多
重化し、送信バッファ704に送る。
707においては、上位階層の符号化データと下位階層
の符号化データが多重化分離部904により分離され、
これらが上位階層可変長復号化器905および下位階層
可変長復号化器906によりそれぞれ可変長復号化され
る。
19は、下位階層可変長符号化器902で用いられる符
号語テーブルの一例である。この符号語テーブルに格納
された符号は、前述した符号語構成部22におけるリバ
ーシブル符号の符号語の第1の構成方法によって作成し
た符号を末尾に2ビットの固定長符号を追加した符号で
ある。
×8のDCT係数のブロック毎にブロック内のスキャン
を行ない、LAST(0:ブロックの最後でない非零係
数、1:ブロックの最後の非零係数)、RUN(非零係
数までの零ランの数)およびLEVEL(係数の量子化
値)を求め、動画像多重化部703に送る。
符号化器902は、図14〜図16に示すINTRA
(フレーム内符号化)およびINTER(フレーム間符
号化)の非LAST係数、RUN、LEVELにリバー
シブル符号の符号語(VLC_CODE)を対応させた
非LAST係数の符号語テーブルと、図17〜図18に
示すINTRAおよびINTERのLAST係数、RU
N、LEVELにリバーシブル符号の符号語(VLC_
CODE)を対応させたLAST係数の符号語テーブル
を持っている。
Aの時はINTRAの非LAST係数とLAST係数の
符号語テーブル、INTERの時はINTERの非LA
ST係数とLAST係数の符号語テーブルを選択して符
号化を行なう。符号語の最終ビットの“s”は、LEV
ELの符号を表し、“s”が“0”の時、LEVELの
符号は正、“s”が“1”の時、LEVELの符号は負
である。
数は、図20に示すようにLAST係数どうかの1ビッ
トとRUNとLEVELの絶対値を固定長符号化し、こ
の固定長符号部の先頭に2つのエスケープ符号のうち、
“00001”を付加し、末端にもエスケープ符号を付
加する。図19は、エスケープ符号の符号語テーブルで
あり、エスケープ(ESCAPE)符号として用いられ
るVLC_ CODEの最終ビットの“s”はLEVEL
の符号を表し、“s”が“0”ならばLEVELは正、
“1”ならばLEVELは負である。
零ランが最大になる場合を示している。通常、同期符号
は零ランが続いた後に“1”を付加するビットパターン
が選択されている。例えばITU−T H.263では
16個の“0”の後に“1”が付くようなビットパター
ンが同期符号となっている。DCT係数の可変長符号化
では、零ランが最大になるのを、エスケープ符号を使う
係数で、LEVELが+64で、次もエスケープ符号を
使う符号が出現する場合で、15個“0”が連続するの
が最大となる。ゆえに“0”が16個連続するようなビ
ットパターンを同期符号にすれば、擬似同期符号が生じ
るおそれはない。
108により得られた復号結果(順方向復号結果とい
う)と、逆方向復号化器109により得られた復号結果
(逆方向復号結果という)から復号値を判定し、最終的
な復号結果を出力する。
器109での誤り判定は、符号語として存在しないビッ
トパターンが生じた場合、およびチェックビット等で誤
りを検出した場合、検出位置はその場所とし、前記の判
定方法で誤りが検出されない場合で、復号したビット数
が同期区間内の符号化データのビット数と一致しない場
合は、復号化の最初の位置を誤り検出位置とする。
している。まず、図22(a)に示すように、順方向復
号結果と逆方向復号結果で誤りが検出されるマクロブロ
ック(MB)の位置(誤り検出位置)が交差しない場合
は、誤りが検出されなかったマクロブロックの復号結果
のみを復号値として使用し、二つの誤り検出位置の復号
結果は復号値として使用せず、上位階層のモード情報の
復号結果に基づいて、INTRAマクロブロック(フレ
ーム内符号化されたマクロブロック)については前フレ
ームをそのまま表示するように、INTERマクロブロ
ック(フレーム間符号化されたマクロブロック)につい
ては前フレームより動き補償のみで表示するように、上
位階層の復号結果を書き換える。
復号結果と逆方向復号結果の誤りの検出位置が交差する
場合は、順方向復号の結果で誤りが検出されたマクロブ
ロックまでの復号値は、順方向復号結果を使用し、それ
以降の部分は、逆方向復号結果を復号値として使用す
る。なお、逆方向復号結果を優先して、逆方向復号の結
果で誤りが検出されたマクロブロックまでの復号値は、
逆方向復号結果を使用し、それ以前の部分は、順方向復
号結果を復号値として使用してもよい。
復号結果および逆方向復号結果のうち片方向の復号結果
にしか誤りが検出されない場合(この例では、順方向復
号結果のみ誤りが検出されている)は、誤り検出位置以
降のマクロブロックに対する復号値は逆方向の復号結果
を使用する。さらに、図22(d)に示すように、同一
のマクロブロックで順方向復号結果および逆方向復号結
果の両方に誤りが検出される場合は、誤り検出位置のマ
クロブロックの復号値は放棄し、復号値として使用せず
に、上位階層のモード情報の復号結果に基づいて、IN
TRAマクロブロックについては前フレームをそのまま
表示するように、INTERマクロブロックについては
前フレームよりの動き補償のみで表示するように、上位
階層の復号結果を書き換え、それ以降のマクロブロック
に対する復号値は逆方向の復号結果を使用する。
ロブロックを単位に復号値の判定を行なったが、ブロッ
クの単位あるいは符号語の単位で判定を行なってもよ
い。また、この第2実施形態ではDCT係数の可変長符
号化に本発明を適用したが、可変長符号化を行なう場合
には、他の情報シンボルについても適用することができ
ることは言うまでもない。
がら本発明の第3実施形態に係る可変長符号化/復号化
装置について説明する。
号化装置は、大きく分けて符号語テーブル作成部10
1、符号化部113、伝送系または蓄積系105および
復号化部121からなる。まず、これら各部の機能につ
いて簡単に説明すると、符号語テーブル作成部101は
情報シンボルの生起確率に基づいて符号語テーブルを作
成し、符号化部113内の符号語テーブル102と、復
号化部121内の順方向符号語テーブル111および逆
方向符号語テーブル112に符号語を送る。符号化部1
13は、情報シンボルを可変長符号に符号化し、その可
変長符号を符号化データとして伝送系または蓄積系10
4へ出力する。復号化部121は、伝送系または蓄積系
105を介して入力されてきた符号化データを復号して
元の情報シンボルを再生する。
動作を説明する。符号化部113は図1に示した第1実
施形態と同様である。すなわち、符号化部113におい
て、入力された情報シンボルは符号化器103に入力さ
れる。符号語テーブル102は、符号語テーブル作成部
101によって予め作成された情報シンボルと可変長符
号の符号語とを対応させて格納している。符号化器10
3は符号語テーブル102に格納されている符号語の中
から、入力された情報シンボルに対応した符号語を選択
する。同期区間設定部104では、符号化器103が選
択した符号語を同期区間毎にまとめ、さらに順方向にも
逆方向にも復号可能なスタッフィング符号を挿入して、
同期区間毎に符号化データを出力する。この符号化デー
タは、伝送系または蓄積系104を通して復号化部12
1に送られる。
6、バッファ107、符号化データ切替器122、復号
化器124、符号語テーブル切替器125、復号値判定
部110、順方向復号化テーブル111および逆方向復
号化テーブル112により構成される。符号化データ切
替器122および符号語テーブル切替器125は、復号
化器124により制御されて切り替わる。
105より入力された符号化データから同期区間検出部
106で符号化データの同期区間を検査しながら、符号
化データを復号化器124へ入力する。その際、符号化
データをバッファ107にも蓄積する。復号化器124
は、入力された符号化データの復号(順方向復号化とい
う)を開始する。
順方向符号語テーブル111に存在しないビットパター
ンが出現した場合、およびバッファ107のビット数と
異なるビット数の符号化データが復号された場合、誤り
検出と判定する。
4は符号語テーブル切替器123で符号語テーブルを順
方向符号語テーブル111から逆方向符号語テーブル1
12に切り替えると同時に、符号化データ切替器122
により復号化器124への入力をバッファ107側に切
り替える。バッファ107は、同期区間検出部106に
より次の同期を検出した場合、蓄積した符号化データを
末尾から読み出し、復号化器124へ出力する。復号化
器124では、入力された符号化データの復号(逆方向
復号化という)を開始する。ここで、復号化器124は
順方向復号化と同様に、符号化データに逆方向符号語テ
ーブル112に存在しないビットパターンが出現した場
合、およびバッファ107のビット数と異なるビット数
の符号化データが復号された場合、誤り検出と判定す
る。復号値判定部110では、順方向復号化によって得
られた復号結果(順方向復号結果という)と、逆方向復
号化によって得られた復号結果(逆方向復号結果とい
う)から復号値を判定し、最終的な復号結果を出力す
る。
作成部101は、基本的に第1の実施形態と同様であ
り、図2に示したように、情報シンボルの生起確率の情
報を入力し、選択可能な符号系の中から最も平均符号長
の小さいものを選択する符号選択部21と、この符号語
選択部21で選択された符号の符号語を構成する符号語
構成部22からなる。ただし、本実施形態ではより幅広
い確率分布に対応し、符号語のビットパターンを自由度
を上げるために、符号語構成部22における符号語の構
成方法として以下の方法を用いている。
ーシブル符号の符号語の第1の構成方法を示している。
まず、図24の左側に示すように、第1のリバーシブル
符号を用意する。次に、図24の中央に示すように、第
1のリバーシブル符号のそれぞれの符号語に対して、破
線で囲まれた(符号長−1)ビットの固定長符号を用意
し、図24の右側に示すように、第1のリバーシブル符
号の符号語の各ビットの間に固定長符号の符号語を破線
で囲むように1ビットずつ挿入する。この図24の可変
長符号は、第1のリバーシブル符号を復号しながら、1
ビット毎に固定長符号を復号することにより、順方向に
も逆方向にも復号可能であることが分かる。図24の例
では、第1のリバーシブル符号の符号語の各ビットの間
に固定長符号の符号語を1ビットずつ挿入したが、第1
のリバーシブル符号のそれぞれの符号語に対して、(符
号長−1)×nビットの固定長符号を用意し、第1のリ
バーシブル符号の符号語の各ビットの間に固定長符号の
符号語をnビットずつ付加してもよい。
ーシブル符号の符号語の第2の構成方法を示している。
図25の左側に示すように、第1のリバーシブル符号を
用意する。次に、図25の上側に破線で囲んで示すよう
に、第2のリバーシブル符号を用意し、図25の右側に
示すように、第1のリバーシブル符号の符号語の各ビッ
トの間に破線で囲んだように第2のリバーシブル符号を
挿入する。この図25の可変長符号は、第1のリバーシ
ブル符号を復号しながら、1ビット毎に第2のリバーシ
ブル符号を復号することにより、順方向にも逆方向にも
復号可能であることが分かる。なお、図25の例では、
第1のリバーシブル符号と第2のリバーシブル符号を同
じ符号として示したが、異なる符号を用いても構わな
い。
すように図23中の順方向符号語テーブル111と逆方
向符号語テーブル112を共通化した双方向符号語テー
ブル51を用いてもよい。この場合、図23中の復号化
器124から順方向復号化/逆方向復号化の区別を示す
識別信号53を入力し、この識別信号53によりアドレ
ス変換器52を動作させて、双方向符号語テーブル51
から符号語を読み出すためのアドレスを生成する。そし
て、このアドレスに対応する符号値を双方向符号語テー
ブル51から読み出す。
7に示すように復号化器124に誤り検出機能が付加さ
れる。復号化器61に接続された誤り検出部62は、復
号化器61の内部状態を監視し、これが異常となった場
合、誤り検出信号を出力する。異常な内部状態とは、例
えば以下のような状態をいう。
データを受信した場合。
化器61で復号したデータの長さが一致しない場合。
め復号値を求めることは可能であるが、その値が不適な
値である場合。この(3)の具体例としては(3−1)
復号値が存在範囲を超えている場合、(3−2)データ
の個数が上限を超えた場合、および(3−3)前に復号
した復号値と整合性の合わない復号値を出力した場合等
が挙げられる。
した場合。
おける復号方法を説明する。先の説明では、復号化器1
24での順方向および逆方向の復号処理は図28(a)
に示すように順方向、逆方向双方で復号処理を並行して
同時に行ない、それぞれが誤りを検出するまで復号を実
行し復号値を求めていた。本実施形態はこれに限られ
ず、図28(b)(c)(d)に示すような方法で復号
を行なってもよい。なお、図28(a)(b)(c)
(d)において、Xは誤り検出点を示し、また右側に向
かう矢印は順方向の復号処理、左側に示す矢印は逆方向
の復号処理をそれぞれ示している。
号処理を行ない、誤りが検出された場合は、そこで順方
向の復号処理を停止し、同期区間の符号化データの末尾
から逆方向に、誤りが検出されるまで復号処理を行な
う。図28(c)に示す方法では、順方向の復号処理で
誤りが検出された場合、その誤り検出位置のnビット先
から順方向の復号処理を再開する。この処理を現在の同
期区間内の符号化データを全て処理するまで繰り返し行
なう。順方向の復号処理の最後に、もし同期区間の符号
化データ数と復号処理により復号を行なったデータ数と
が一致しない場合は誤り検出とみなし、符号化データの
末尾から逆方向の復号処理を誤りが発見されるまで行な
う。図28(d)に示す方法では、順方向の復号処理で
誤りが検出された場合、一旦その誤り検出位置のnビッ
ト先から逆方向にnビット分復号処理を行なう。
のnビット先(逆方向の復号処理を開始した位置)から
行なう。この処理を現在の同期区間内の符号化データを
全て処理するまで繰り返し行なう。最後に、もし同期区
間の符号化データ数と復号処理により復号を行なったデ
ータ数が一致しない場合は誤り検出とみなし、符号化デ
ータの末尾から逆方向の復号処理を誤りが発見されるま
で行なう。
おける復号値判定部111での復号値の判定方法を説明
する。なお、復号値判定部111で最終的に利用する復
号値の選択にも、以下のような方法を用いることができ
る。図29(a)に示す復号値判定方法は、誤りを検出
した場合、それ以降は復号を行なわない方法である。す
なわち、誤りを検出した場合には、それ以降の復号は誤
復号する可能性があるため、そのような誤復号の可能性
のある復号値は利用せず、誤り検出位置までの復号値の
みを利用する。
りを検出しても復号を続けてなるべく復号を行ない、利
用できる復号値は全て利用するようにする方法である。
可変長符号には、同期が外れた場合でも復号処理を続け
ると、自動的に同期が回復する特徴を有する符号が存在
する。これを自己同期回復性と呼ぶ。この自己同期回復
能力が高い符号語の場合には、図29(a)のように誤
り検出後に復号処理を停止せずに、図29(b)のよう
にそのまま復号を続けることで正しい復号値をより多く
得ることができる。ただし、この場合には復号値に誤っ
て復号された値を含む可能性がある。このような誤復号
の可能性を許容するシステムにおいては、図29(b)
の復号値判定方法を用いることも可能である。
がら本発明の第4実施形態に係る可変長符号化/復号化
装置について説明する。
は、大きく分けて符号語テーブル作成部201、符号化
部213、伝送系または蓄積系205および復号化部2
14からなる。まず、これら各部の機能について簡単に
説明すると、符号語テーブル作成部201は情報シンボ
ルの生起確率に基づいて符号語テーブルを作成し、符号
化部213内の符号語テーブル、復号化部214内の順
方向符号語テーブルおよび逆方向符号語テーブルに符号
語を送る。
られる情報シンボルを階層化して、各階層毎に可変長符
号に符号化し、それらの可変長符号を多重化して符号化
データとして伝送系または蓄積系205へ出力する。復
号化部214は、伝送系または蓄積系205を介して入
力されてきた符号化データを多重化分離し、各階層毎に
可変長復号を行ない、階層毎の復号結果を合成して元の
情報シンボルを再生し、再生データを出力する。
動作を説明する。符号化部213においては、入力デー
タである情報シンボルはデータ階層化部202により重
要度に応じて1からnまで(nは2以上の自然数)の階
層に分離される。分離された各階層i(i=1,2,
…,n)の情報シンボルは、階層i毎に用意された可変
長符号化部203−iに入力され、符号化される。可変
長符号化部203−iで得られた各階層iの符号化デー
タは、多重化部204で多重化され、伝送系または蓄積
系205を通して復号化部214に送られる。
205より入力された符号化データが多重化分離部20
6で各階層iの符号化データに分離される。分離された
各階層の符号化データは、階層i毎に用意された可変長
復号化部207−iに入力され、復号化される。可変長
復号化部207−iで得られた各階層iの復号結果はデ
ータ合成部208で合成され、再生データとして出力さ
れる。
1の実施形態で用いた図2に示した符号語テーブル作成
部101と同様であり、情報シンボルの生起確率の情報
に基づいて、選択可能な符号系の中から最も平均符号長
の小さいものを選択し、選択した符号の符号語を構成す
る。その符号語は、符号語の予め定められた重みによっ
て符号の区切りが分かるように構成された順方向にも逆
方向にも復号可能な可変長符号(リバーシブル符号)で
ある。
部203−iの構成は図31に示す通りであり、図1中
に示した符号化部113と同様に、符号語テーブル10
2と符号化器103および同期区間設定部104により
構成される。すなわち、図30中のデータ階層化部20
2から入力された情報シンボルは、符号化器103に入
力される。符号語テーブル102は、図30中の符号語
テーブル作成部201によって予め作成された情報シン
ボルと可変長符号の符号語とを対応させて格納してい
る。
に格納されている符号語の中から、データ階層化部20
2より入力された情報シンボルに対応した符号語を選択
して出力する。同期区間設定部104では、符号化器1
03が選択した符号語を同期区間毎にまとめ、さらに必
要に応じて順方向にも逆方向にも復号可能なスタッフィ
ング符号を挿入して、同期区間毎に符号化データを出力
する。この符号化データは図30中の多重化部204に
送られる。
部207−iの構成は図32に示す通りであり、図1中
に示した復号化部114と同様に、同期区間検出部10
6、バッファ107、順方向復号化器108、逆方向復
号化器109、復号値判定部110、順方向復号化テー
ブル111および逆方向復号化テーブル112により構
成される。すなわち、可変長復号化部207−iでは、
伝送系または蓄積系205より入力された符号化データ
から同期区間検出部106で符号化データの同期区間を
検出して、符号化データをバッファ107に蓄積する。
順方向復号化器108では、バッファ107に蓄積され
た符号化データの先頭から復号を開始する。逆方向復号
化器109では、バッファ107に蓄積された符号化デ
ータの末尾から復号を開始する。
に順方向符号語テーブル111に存在しないビットパタ
ーンが出現した場合、およびバッファ107のビット数
と異なるビット数の符号化データが復号された場合、誤
り検出と判定する。同様に逆方向復号化器109でも、
符号化データに逆方向符号語テーブル112に存在しな
いビットパターンが出現した場合、およびバッファ10
7のビット数と異なるビット数の符号化データが復号さ
れた場合、誤り検出と判定する。復号値判定部110で
は、順方向復号化器108によって得られた復号結果
(順方向復号結果)と、逆方向復号化器109によって
得られた復号結果(逆方向復号値)から復号値を判定
し、最終的な復号結果を出力する。これらの各階層iの
復号結果は、データ合成部208に送られる。
タ階層化および多重化部204で多重化の例を示す。図
33(a)に示すようなn階層に分けることが可能なシ
ンタクスの入力データ(情報シンボル列)があるとする
と、データ階層化部202では図33(b)に示すよう
に各階層i毎に入力データが繰り返されるようにシンタ
クスを変更してデータ階層化を行ない、各階層i毎の情
報シンボルを可変長符号化部203−iに送る。多重化
部204では、図33(c)に示すように可変長符号化
部203−iにより階層i毎に可変長符号化され、かつ
同期符号iの付加により同期区間が設定された符号化デ
ータを多重化して出力する。
での復号値の判定方法の例を示している。各階層i毎の
可変長復号化部207−iでは、それぞれ双方向復号が
行なわれる。もし、ある階層の可変長復号化部に入力さ
れる符号化データに誤りがあった場合、その影響は当該
階層より上位の階層と下位の階層の復号値に影響を与え
るので、各階層iの可変長復号化部207−i内の復号
値判定部110で情報をやりとりして、最終的な復号値
を決定するようにする。
り、復号できない部分がある場合、それに関連する下位
階層の符号化データで復号できない部分ができる。ま
た、下位階層の符号化データに誤りがあり、復号できな
い部分がある場合、それに対応する上位階層の符号化デ
ータの復号値を変更するようにする。図34はあくまで
復号値判定方法の一つの例であり、各階層iの可変長復
号化部207−i内の復号値判定部110では、上位階
層と下位階層の復号結果を用いて順方向復号結果および
逆方向復号結果の少なくとも一方で誤りが検出された場
合は、順方向復号結果および逆方向復号結果のうち正し
いと推定される方の復号結果を使用し、順方向復号およ
び逆方向復号のいずれでも復号ができなかった部分につ
いては、その復号結果を放棄する方法であれば、どのよ
うな方法でもよいことはいうまでもない。また、この第
4実施形態では全ての階層で順方向にも逆方向にもリバ
ーシブル符号を用いる構成としたが、一部の階層のみに
リバーシブル符号を用いる構成でも構わない。
画像符号化/復号化システムの動画像多重化部703お
よび動画像多重化分離部707に第4実施形態で説明し
た可変長符号化/復号化装置を適用した第5実施形態に
ついて説明する。この場合の動画像符号化/復号化シス
テムの基本的な構成と動作は第2の実施形態と同様であ
り、動画像多重化部703および動画像多重化分離部7
07における可変長符号化および可変長復号化の処理が
階層毎に行なわれる点が異なる。
第5実施形態における動画像多重化部703での動画像
符号化方式のシンタクスの種々の例を示している。ま
ず、図35に示すシンタクスについて説明する。このシ
ンタクスでは、符号化データである入力された情報シン
ボルを上位階層と下位階層の2つに階層化し、それぞれ
に対して同期符号RMおよびMMにより同期区間を設定
している。下位階層のシンタクスの末尾のSTは、図9
に示したような逆方向から復号可能なスタッフィング符
号である。
ヘッダ情報と、マクロブロック毎の符号化モード、各ブ
ロックを符号化するか否かの情報およびINTRA D
Cの値をモード情報として先頭側に固めて、これらを通
常の順方向復号が可能な可変長符号で記述し、その後に
動きベクトル情報を図39〜図46に示した符号化テー
ブルによりリバーシブル符号に可変長符号化して配置す
る。図39〜図46に示す符号化テーブルにおいて、
“VECTOR DIFFERENCES”は動きベク
トルの予測値(差分値)、“BIT NUMBER”は
可変長符号の符号長、そして“VLC CODE”は可
変長符号を表す。
に一次元予測により得られ、予測値は差分値で表され
る。動きベクトルの予測方向を図47中に矢印で示す。
図47に示すように、動きベクトルはマクロブロック
(図47中に大きな四角で示す)に1本存在する場合
と、各輝度ブロック(図47中に小さな四角で示す)毎
に各1本の計4本存在する場合とがあるが、これらにつ
いて一次元予測を行ない、予測値を図39〜図46に示
した符号化テーブルに従って可変長符号で記述する。な
お、予測で得られない動きベクトルについては、その動
きベクトルの値そのものを図39〜図46に示した符号
化テーブルに従って可変長符号により記述する。図35
(a)の末尾の動きベクトル情報がこれに相当する。一
方、下位階層は図35(b)に示したようにINTRA
DCを除くDCT係数情報であり、例えば図14〜図
20や特願平7−260383に記載されたリバーシブ
ル符号で記述される。
明する。このシンタクスでは、上位階層は図36(a)
に示すようにヘッダ情報とマクロ符号化毎の動きベクト
ルの数を表したモード情報1を先頭側に固めて、通常の
順方向復号が可能な可変長符号で記述し、その後に動き
ベクトル情報の可変長符号を記述する。動きベクトル情
報の可変長符号は、図35のシンタクスと同様である。
下位階層は、図36(b)に示すように各ブロックのD
CT係数があるか否かを示すモード情報2およびINT
RA DCを先頭側に固めて、これらを通常の順方向復
号が可能な可変長符号で記述し、その後にINTRA
DCを除くDCT係数情報を図35のシンタクスと同様
にリバーシブル符号で記述する。
明する。このシンタクスでは、上位階層に順方向復号が
可能な可変長符号のみを用いている。すなわち、上位階
層は図37(a)に示すように、ヘッダ情報、モード情
報および動きベクトル情報を順方向復号が可能な可変長
符号で記述し、下位階層は図37(b)に示すように、
DCT係数情報を図35のシンタクスと同様にリバーシ
ブル符号により記述している。
順方向復号が可能な可変長符号のみを用いている。すな
わち、上位階層は図38(a)に示すように、ヘッダ情
報、マクロ符号化毎の動きベクトルの数を表したモード
情報1および動きベクトル情報を順方向復号可能な可変
長符号で記述する。下位階層は図38(b)に示すよう
に、各ブロックのDCT係数があるか否かを示すモード
情報2およびINTRA DCを先頭側に固めて、これ
らを通常の順方向復号が可能な可変長符号で記述し、そ
の後にINTRA DC以外のDCT係数情報を図36
のシンタクスと同様にリバーシブル符号で記述する。
3および動画像多重化分離部707の基本構成は図13
(a)(b)に示す通りであるが、上位階層可変長符号
化器901、下位階層可変長符号化器903および上位
階層可変長復号化器905、下位階層可変長復号化器9
06の構成が第2実施形態とは異なっている。すなわ
ち、情報源符号化器702で符号化されたデータのう
ち、例えば図35(a)または図36(a)のシンタク
スで示された上位階層のデータが上位階層可変長符号化
器901で可変長符号化され、多重化部903に送られ
る。また、情報源符号化器702で符号化されたデータ
のうち、図35(b)または図36(b)のシンタクス
で示された下位階層のデータが可変長符号化器903で
可変長符号化され、多重化部903に送られる。多重化
部903では、上位階層の符号化データおよび下位階層
の符号化データを多重化し、送信バッファ704に送
る。
変長復号化器905および下位階層可変長復号化器90
6内の図32中に示した復号値判定部110では、順方
向復号化器108によって得られた順方向復号結果から
復号値を判定し、最終的な復号結果を出力する。各階層
の順方向復号化器108および逆方向復号化器109で
の誤り判定は、符号語として存在しないビットパターン
が出現した場合、およびチェックビット等で誤りを検出
した場合には、検出位置はその場所とし、前記の判定方
法で誤りが検出されない場合で、復号したビット数が同
期区間内の符号化データのビット数と一致しない場合
は、復号化の最初の位置を誤り検出位置とする。
法について説明する。図48は、動画像多重化部703
での動画像符号化方式のシンタクスが図35に示すシン
タクスである場合の復号値判定方法を示している。図3
5のシンタクスでは、上位階層の動きベクトル情報と下
位階層のDCT係数情報にリバーシブル符号を用いてい
るので、上位階層および下位階層の両者で双方向復号が
可能である。
報が復号される。ヘッダ情報やモード情報で誤りが発見
されて全てが復号できない場合、誤りが生じた同期区間
のマクロブロックの復号値は全てNot Codedと
され、前画面がそのまま表示される。もし、ヘッダ情報
とモード情報が全て復号できた場合は、次に動きベクト
ル情報が双方向復号される。動きベクトル情報で復号が
できない部分については、やはりNot Codedと
される。下位階層では、動きベクトルまで復号できたマ
クロブロックについてのみ、下位階層のDCT係数情報
を使用される。誤りのためにDCT係数情報を放棄した
マクロブロックは、Not Codedとされる。
像符号化方式のシクタクスが図36に示すシンタクスで
ある場合の復号値判定方法を示している。図36のシン
タクスによると、上位階層ではまずヘッダ情報とモード
情報1が復号される。ヘッダ情報やモード情報1で誤り
が発見され、全てが復号できない場合は、誤りが生じた
同期区間のマクロブロックの復号値は全てNot Co
dedとされ、前画面がそのまま表示される。もし、ヘ
ッダ情報とモード情報1が全て復号できた場合は、次に
動きベクトル情報が双方向復号される。この動きベクト
ル情報で復号ができない部分については、やはりNot
Codedとされる。下位階層では、動きベクトルま
で復号できたマクロブロックについてのみ下位階層のD
CT係数情報が使用される。誤りのためにDCT係数情
報を放棄したマクロブロックは、Not Codedと
される。
判定方法では、マクロブロック単位に復号値の判定を行
なったが、ブロック単位でも符号語の単位で復号値の判
定を行なってもよい。また、この第5実施形態では動き
ベクトル情報とDCT係数情報の可変長符号化に本発明
を適用した場合について述べたが、可変長符号化を行な
う他の情報シンボルについても本発明を適用できること
はいうまでもない。
形態に係る可変長符号化/復号化装置について説明す
る。この第6実施形態の基本的な構成は第1実施形態の
構成を示す図1のブロック図と同一なので、図1を参照
しながら説明する。
シンボルは符号化器103に入力される。符号語テーブ
ル102は、符号語テーブル作成部101によって予め
作成された情報シンボルと可変長符号の符号語とを対応
させて格納している。符号化器103は符号語テーブル
102に格納されている符号語の中から、入力された情
報シンボルに対応した符号語を選択する。同期区間設定
部では、符号化器が選択した符号語を同期区間毎にまと
めて符号化データとして出力する。この符号化データ
は、伝送系または蓄積系104を通して復号化部111
に送られる。
105より入力された符号化データから同期区間検出部
106で符号化データの同期区間を検出し、符号化デー
タをバッファ107に蓄積する。順方向復号化器109
では、バッファに蓄積された符号化データの先頭から復
号を開始し、逆方向復号化器111では、バッファに蓄
積された符号化データの末尾から復号を開始する。
方向符号語テーブルに存在しないビットパターンが出現
した場合、及びバッファのビット数と異なるビット数の
符号化データが復号された場合、誤り検出と判定する。
同様に逆方向復号化器でも、符号化データに、逆方向符
号語テーブルに存在しないビットパターンが出現した場
合、及びバッファのビット数と異なるビット数の符号化
データが復号された場合、誤り検出と判定する。
て得られた復号結果(順方向復号結果という)と、逆方
向復号化器によって得られた復号結果(逆方向復号値と
いう)から復号値を判定し、最終的な復号結果を出力す
る。
ブロック図である。情報シンボルの生起確率は、確率モ
デル作成部23に入力され、確率モデルを作成し、符号
選択部21に入力され、選択可能な符号系の中から最も
平均符号長の小さいものを選択し、選択結果を符号語構
成部22に送る。符号語構成部22では、符号語選択部
21で選択された符号の符号語を構成する。
計方法は以下の通りである。第6実施形態では、様々な
情報源の確率分布に対して、より汎用的で符号化効率の
より確率モデルの設計方法について示す。
テスト画像を符号化して得られた頻度分布を考えればよ
い。
複数の情報源から得れた頻度分布を重み付けして平均し
て求めるものとする。
題となる。
想符号長L(X| θi )は、 となる。各情報源に対して平均的に理想符号長L(X|
θi )を最小化するには
(X)の時で、 w(θ1 )=…=w(θn )=1/n となる。
て、最悪の情報源を想定して確率モデルQ(X)を設計
する手法を示す。
長度R(X| θi )は、 となる。この冗長度の各情報源に対する重みづけ平均S
(X)は、 となって、事象Xと事象θの相互情報量を示す関数にな
っている。この関数の最大値を求める方法は、 S.Arimoto,"An algorithm for computing the capacity
of arbitrary discretememoryless channels,"IEEE Tr
ans.Inform.Theory,Vol.IT-18,pp.14-20,1972.R.E.Blah
ut,"Computation of channel capacity and rate-disto
rtion functions,"IEEE Trans.Inform.Theory,Vol.IT-1
8,pp.460-473,1972. に示されるArimoto-Blahutのアルゴリズム等が知られて
おり、これらのアルゴリズムによってS(X)を最大化
するつまり最悪の場合のw(θi )(i=1,…n )を求め
ることができる。
想符号長を平均的に最小にする方法と、平均的に最悪を
想定する方法を示したが、2つの方法を組み合わせて、
情報源をグループ化して前者の方法で確率モデルをいく
つか作成し、その確率モデルに対して後者の方法を用い
るなどの方法を適用してもよい。
デル作成部23で作成した確率モデルQ(X)を、情報
シンボルXを確率の高い順にソーティングしたQ(Y)
を作成し、一方、符号構成部22で作成されたリバーシ
ブル符号の符号長を短い順にソーティングしたものF
(Z)を作成し、 を計算して最も値が小さいものを選択し、情報シンボル
と符号語を対応させて符号語テーブルを作成する。
ば特願平7−89772および特願平7−260383
並びに第1および第3実施形態で示されている符号語の
重みを用いた順方向にも逆方向にも復号可能な可変長符
号が用いられる。
形態を説明する。図51は、本発明の第7実施形態によ
る可変長符号化/復号化装置が組み込まれた動画像符号
化/復号化装置の概念図である。動画像符号化器709
では、情報源符号化器702で符号化されたデータは、
動画像多重化部703で可変長符号化、多重化等がおこ
なわれ、伝送バッファ704で平滑化されたのちに、符
号化データとして、伝送系または蓄積系705に送り出
される。符号化制御部701は、伝送バッファ704の
バッファ量を考慮して、情報源符号化器702、動画像
多重化部703の制御を行なう。一方、動画像復号化器
710では、伝送系または蓄積系705からの符号化デ
ータを受信バッファ706にためてから、動画像多重化
分離部707で、符号化データの多重化分離、可変長復
号化が行なわれ、情報源復号化器708に送られ、最終
的に動画像が復号化される。
スについて説明する。図53は、第7実施形態における
動画像多重化部703および、動画像多重化分離部70
7での動画像符号化方式のシンタクスを示している。符
号化データは、上位階層と下位階層に階層化し、それぞ
れを同期符号RMとMMによって、同期区間を設定して
いる。また、下位階層のSTは、図62で示すような逆
方向から復号可能なスタッフィング符号である。フレー
ム内符号化フレームは、図63のように、マクロブロッ
クのモード情報の一部とINTRA DCを上位階層と
し、モード情報の一部とAC−DCT係数情報を下位階
層として、AC−DCT係数情報にリバーシブル符号を
適用している。フレーム間符号化フレームは、図64の
ように、マクロブロックのモード情報の一部と動きベク
トル情報を上位階層とし、モード情報の一部とINTR
A DCとAC−DCT係数情報を下位階層として、A
C−DCT係数情報にリバーシブル符号を適用してい
る。
および復号化は、図52に示す動画像多重化部とにより
行なわれている。これらの構成は、第5実施形態に係る
符号化装置/復号化装置の構成と略同一である。すなわ
ち、図51の動画像多重化部703および動画像多重化
分離部707の基本構成は、図53(a)(b)に示す
通りであるが、上位階層可変長符号化器801、下位階
層可変長符号化器803および上位階層可変長復号化器
805、下位階層可変長復号化器806の構成が第2実
施形態とは異なっている。すなわち、情報源符号化器7
02で符号化されたデータのうち、例えば図53(a)
のシンタクスで示された上位階層のデータが上位階層可
変長符号化器801で可変長符号化され、多重化部80
3に送られる。また、情報源符号化器702で符号化さ
れたデータのうち、図53(b)のシンタクスで示され
た下位階層のデータが可変長符号化器803で可変長符
号化され、多重化部803に送られる。多重化部803
では、上位階層の符号化データおよび下位階層の符号化
データを多重化し、送信バッファ704に送る。
変長復号化器805および下位階層可変長復号化器80
6内の図32中に示した復号値判定部110では、順方
向復号化器108によって得られた順方向復号結果から
復号値を判定し、最終的な復号結果を出力する。各階層
の順方向復号化器108および逆方向復号化器109で
の誤り判定は、符号語として存在しないビットパターン
が出現した場合、およびチェックビット等で誤りを検出
した場合には、検出位置はその場所とし、前記の判定方
法で誤りが検出されない場合で、復号したビット数が同
期区間内の符号化データのビット数と一致しない場合
は、復号化の最処理位置を誤り検出位置とする。
明の第8実施形態に係る符号化/復号化装置における情
報源符号化器702,情報源復号化器708の一例をそ
れぞれ示している。まず、図54において、入力画像信
号は、ブロック化回路401でマクロブロックに分割さ
れる。マクロブロックに分割された入力画像信号は、減
算器402に入力され、予測画像信号との差分がとられ
て、予測残差信号が生成される。この予測残差信号と、
ブロック化回路401からの入力画像信号のいずれか一
方を、モード選択スイッチ403により選択し、DCT
(離散コサイン変換)回路404により離散コサイン変
換される。DCT回路で得られたDCT係数データは、
量子化回路405で量子化される。量子化されたデータ
は、2分岐され、一方はDCT係数情報として、動画像
多重化器703におくられる。
DCT(逆離散コサイン変換)回路407により量子化
回路405およびDCT回路406の処理と逆の処理が
順次行なわれた後、加算器408でスイッチ410を介
して入力される予測画像信号と加算されることにより、
局部復号信号が生成される。この局部復号信号は、フレ
ームメモリに蓄えられ、動き補償回路411に入力され
る。動き補償回路A010では、入力画像信号と局部復
号信号との間で動き補償を行ない、動きベクトルを求
め、予測画像信号を生成する。このとき求めめられた動
きベクトル情報は、動画像多重化器703に送られる。
モード選択回路412では、動き補償回路410からの
情報に基づいて、各マクロブロックをどのような予測方
式で符号化するかを決定し、その結果が量子化パラメー
タ等ともにモード情報として動画像多重化器703に送
られる。なお、図54において、出力される符号化デー
タはDCT符号化係数,動きベクトル情報,モード情報
の3つが1つに纏められたデータである。
復号化する情報源復号化器708の構成について図55
を参照しながら説明する。図55は、図54に対応する
情報源復号化器708の一例を示している。図55にお
いて、情報源復号化器708は、動画像多重化分離回路
707で分離したモード情報、動きベクトル情報、DC
T係数情報等が入力される。
04では、モード情報がINTRAならば、モード切替
スイッチ505をオフに選択して、DCT係数情報を、
逆量子化回路501で逆量子化し、IDCT回路502
で逆離散コサイン変換処理を行なうことにより、再生画
像信号を生成させる。この再生画像信号は、フレームメ
モリ506に参照画像として蓄積される一方、再生画像
信号として出力する。モード情報かINTERならば、
モード切替スイッチ505をオフに選択して、DCT係
数情報を、逆量子化回路501で逆量子化し、IDCT
回路502で逆離散コサイン変換処理をおこない、動き
ベクトル情報に基づいて、フレームメモリ504におい
て参照画像を動き補償し、加算器503で足しあわせ
て、再生画像信号を生成させる。この再生画像信号は、
フレームメモリ504に参照画像として蓄積される一
方、再生画像信号として出力する。
して、本発明の可変長符号化/復号化装置が組み込まれ
た第9実施形態に係る動画像符号化/復号化システムを
適用した画像送受信装置の実施形態を図56を用いて説
明する。パーソナルコンピュータ(PC)1001に備
え付けられたカメラ1002より入力された画像信号
は、PC1001に組み込まれた動画像符号化器709
によって符号化される。動画像符号化器709から出力
される符号化データは、他の音声やデータの情報と多重
化された後、無線機1003より無線で送信され、他の
無線機1004によって受信される。無線機1004で
受信された信号は、画像信号の符号化データおよび音声
データに分解される。これらのうち、画像信号の符号化
データはワークステーション(EWS)1005に組み
込まれた動画像復号化器710によって復号され、EW
S1005のディスプレイに表示される。
メラ1006より入力された画像信号は、EWS100
5に組み込まれた動画像符号化器709を用いて上記と
同様に符号化される。符号化データは、他の音声やデー
タの情報と多重化され、無線機1004により無線で送
信され、無線機1003によって受信される。無線機1
003によって受信された信号は、画像信号の符号化デ
ータおよび音声やデータの情報に分解される。これらの
うち、画像信号の符号化データはPC1001に組み込
まれた動画像復号化器710によって復号され、PC1
001のディスプレイに表示される。
いし第9実施形態に係る動画像符号化/復号化装置は、
ハードウェアとしての構成として発明を捉えていたが、
本発明はこれを発展させて上記各々の実施形態に係る符
号化/復号化装置において用いられるプログラムまたは
データを記録する記録媒体としても捉えることができ
る。以下、第10実施形態に係るプログラムまたはデー
タを記録した記録媒体について説明する。
量子化語の8×8のDCT係数のブロックについてブロ
ックないのスキャンを行なって、LAST(0:ブロッ
クの最後でない非零係数,1:ブロックの最後の非零係
数),RUN(非零係数までの零ランの数)及びLEV
EL(係数の量子化値)を求め、動画像多重化部703
に送る。
符号化器802は、図60に示すINTRA(フレーム
内符号化)の非LAST係数のRUN,LEVELにリ
バーシブル符号の符号語(VLC_CODE)のIND
EXを対応させたINDEXテーブルと、図61に示す
INTER(フレーム間符号化)の非LAST係数のR
UN,LEVELにリバーシブル符号の符号語(VLC
_CODE)のINDEXを対応させたINDEXにテ
ーブルと、図62に示すINTRA,INTER共通の
LAST係数のRUN,LEVELにリバーシブル符号
の符号語(VLC−CODE)のINDEXを対応させ
たINDEXテーブルと、図63,図64に示すIND
EX値と符号語を対応させた符号語テーブルを持ってい
る。
図57のフローチャートに従って説明する。まず、モー
ド情報に基づいて、INTERの時はINTRAの非L
AST係数とLAST係数の符号語テーブル,INTE
Rの時はINTERの非LAST係数とLAST係数の
INDEXテーブルを選択する。(S101)次に、符
号語テーブルを用いて符号化するにあたって、(RU
N,LEVEL)がINDEXテーブルのRUNの最大
値R_max,LEVELの最大値L_maxと比較し
て、INDEXテーブル内に存在するかどうか確認する
(S102)。
NDEXテーブルを引きINDEXの値が0であるかど
うかチェックを行ない(S104),0でなければ、図
12の符号語テーブルのINDEXの符号語を出力す
る。符号語テーブルの符号語の最終ビットの“s”は、
LEVELの符号を表し、“s”が“0”のときは、L
EVELの符号は正、“s”が“1”のときは、LEV
ELの符号は負である(S105)。INDEXの値が
0であった場合と、範囲外であった場合は、符号語テー
ブルに存在しない係数で、図67に示すようにESCA
PE符号を続けて、LAST係数かどうかの1ビットと
図65および図66のRUNとLEVELの絶対値を固
定長符号化し、この固定長符号化部の先頭に2つのエス
ケープのうち“00001”を付加し、末端にもエスケ
ープ符号を付加する。図63,図64のINDEX値が
0の符号語が、エスケープ符号であり、エスケープ(E
SCAPE)符号として用いられるVLC_CODEの
最終ビット“s”はLEVELの符号を表し、“s”が
“0”ならばLEVELは正、“1”ならばLEVEL
は負である(S106)。
を用いることにより、ESCAPE符号を用いた場合に
も、探索することなく効率的に、符号語を出力できる。
下位階層可変長復号化器802は、図68,図69の復
号値テーブルを備えており、可変長符号を復号した結果
得られるINDEX値に基づいて動作する。
図58と図59のフローチャートに従って説明する。図
58は、順方向の場合の復号動作である。まず、可変長
復号を順方向復号する(S201)。次に、復号して得
られたINDEX値が0かどうかをチェックし(S20
2)、0以外の場合は、上位階層のモード情報に基づい
て、図68の復号値テーブルのINTRAとINTER
を選択して、LAST,RUN,LEVELの復号値を
得る(S203)。INDEX値が0の場合は、ESA
PE符号であるから、次に続く固定長符号を復号して、
LAST,RUN,LEVELの復号値を得る(S20
4)。つづいて、末尾のESCAPE符号を復号する
(S205)。LEVELの正負は、符号語の最終ビッ
トが“0”ならば、正であり、“1”ならば、負である
(S206)。
る。まず、符号語の最初の1ビットで、LEVELの正
負を決定する。もし、“0”ならば、正であり、“1”
ならば負である(S301)。次に可変長符号を逆方向
復号する(S302)。逆方向復号して得られたIND
EX値が0かどうかチェックし(S303)、0以外の
場合は、上位階層のモード情報に基づいて、図68の復
号値テーブルのINTRAとINTERを選択して、L
AST,RUN,LEVELの復号値を得る(S30
4)。INDEX値が0の場合には、ESCAPE符号
であるから、次に続く固定長符号を復号して、LEVE
L,RUN,LASTの復号値を得る(S305)。つ
づいて、先頭のESCAPE符号を復号する(S30
6)。以上説明したように、復号値テーブルを用いるこ
とで、ESCAPE符号を使った場合にも記憶量を節約
し、効率的に双方向に復号することができる。
セスの補強例について説明する。すなわち、動画像多重
化部703での動画像符号化方式のシンタクスが図53
に示すシンタクスである場合の復号値判定方法について
説明する。
位階層のモード情報1とINTRADCが復号される。
もし、誤りが発見されて全てを復号できない場合は、誤
りの生じた同期区間のマクロブロックの復号値を全てN
ot Codedとする。もし、符号化が最初のフレー
ムで時間的に前のフレームが存在しない場合は、灰色あ
るいは特定の色でマクロブロックを埋める。
復号できない場合、下位階層の符号化データを全て放棄
し、上位階層の復号値を書き換えて、Not Code
dとするか、INTRA DCのみで表示する。また、
誤りのためDCT係数を放棄したマクロブロックは、N
ot Codedとするか、INTRA DCのみで表
示する。
で、AC−DCT係数の予測を行なっているマクロブロ
ックがある場合は、可変長符号は復号できるが、周辺の
マクロブロックからの予測を行なっているので、周辺の
マクロブロックが復号できていないために復号できない
場合、Not Codedとする。
位階層のモード情報1と動きベクトルが復号される。も
し、誤りが発見されて全てを復号できない場合は、誤り
が生じた同期区間のマクロブロックの復号値は全てNo
t Codedとされる。もし、全て復号できた場合、
同期符号MMが存在することを確認し、もし、存在しな
ければ、やはり、同期区間のマクロブロックの復号値を
全てNot Codedとする。
A DCで誤りのため復号されない場合、下位階層の符
号化データを放棄し、Not Codedと表示する
か、または、前フレームからの動き補償のみでの表示
(MC Not Coded)に上位階層の復号値を書
き換える。また、誤りのためDCT係数を放棄したマク
ロブロックは、MC Not Codedとする。
で、AC−DCT係数の予測を行なっているマクロブロ
ックがある場合は、可変長符号は復号できるが、周辺の
マクロブロックからの予測を行なっているので、周辺の
マクロブロックが復号できていないために復号できない
場合、Not Codedとする。
−DCT係数部の詳しい復号値判定方法を示している。
号結果と逆方向復号結果で誤りが検出されるマクロブロ
ックの位置(誤り検出位置)が交差しない場合は、誤り
が検出されなかったマクロブロックの復号結果のみを復
号値として使用し、二つの誤り検出位置の復号結果は復
号値として使用せず、上位階層のモード情報の復号結果
に基づいて、INTRAマクロブロックについては、前
フレームをそのまま表示するように、INTRAマクロ
ブロックについては、前フレームより動き補償のみで表
示するように、上位階層の復号結果を書き換える。
号結果と逆方向復号結果の誤りの検出位置が交差する場
合は、順方向復号の結果で誤りが検出されたマクロブロ
ックまでの復号値は、順方向復号結果を使用し、それ以
降の部分は、逆方向復号結果を復号値として使用する。
復号の結果で誤りが検出されたマクロブロックまでの復
号値は、逆方向復号結果を使用し、それ以前の部分は、
順方向復号結果を復号値として使用してもよい。
マクロブロックで順方向復号結果および逆方向復号結果
の両方に誤りが検出される場合は、誤り検出位置のマク
ロブロックの復号値は放棄し、復号値として使用せず
に、上位階層のモード情報の復号結果に基づいて、IN
TRAマクロブロックについては、前フレームをそのま
ま表示するように、INTERマクロブロックについて
は、前フレームよりの動き補償のみで表示するように、
上位階層の復号結果を書き換え、それ以後のマクロブロ
ックに対する復号値は逆方向の復号結果を使用する。
ィング符号で誤りが検出され、逆方向に復号できない場
合は、順方向復号のみ復号を行ない、誤りが検出された
場合、誤り検出位置以降のマクロブロックは、上位階層
のモード情報の復号結果に基づいて、INTRAマクロ
ブロックについては、前フレームをそのまま表示するよ
うに、INTERマクロブロックについては、前フレー
ムよりの動き補償のみで表示するように、上位階層の復
号結果を書き換え、それ以後のマクロブロックに対する
復号値は逆方向の復号結果を使用する。
ックを単位に復号値の判定をおこなったが、ブロックの
単位でも、符号語の単位で判定をおこなってもよい。
可変長符号化/復号化装置は、従来と比較して、より少
ない計算量と記憶量で十分であり、効率的である。
も適用することが可能であり、より少ない計算量と記憶
量で効率的な動画像符号化/復号化装置を提供すること
ができる。
より少ない計算量と記憶量で効率的に符号化/復号化す
ることができる順方向にも逆方向にも復号可能な可変長
符号化/復号化装置を提供することができる。
ンを減らして符号化効率を高め、しかもスタッフィング
符号を用いて同期区間を一定区間を単位に設定する場合
でも、順方向にも逆方向にも復号可能な可変長符号化/
復号化装置を提供することができる。
よれば、より幅広い情報シンボルの確率分布に対応で
き、従来適用することのできなかったような情報シンボ
ル数が大きな符号化に対しても適用が可能となる。具体
的には、動画像符号化/復号化システムにも適用するこ
とが可能であり、誤りに強い動画像符号化/復号化シス
テムを提供することができる。
化効率が向上し、また符号語のビットパターンの自由度
が高い符号設計ができるため、同期符号を用いて同期区
間の設定を行なう場合でも、同期符号と符号語のビット
パターンが一致することによる疑似同期の問題を回避す
ることができる。
向の復号結果から復号値を判定する際、順方向および逆
方向復号を行なう際の誤り検出結果に応じて、符号化デ
ータの復号値を判定することにより、リバーシブル符号
を伝送路誤りに対して効果的に復号することが可能とな
る。
の誤り検出機能を有する双方向復号化手段で復号処理を
行なう際に、順方向復号処理での誤り検出結果に応じて
符号化データの復号処理を切り替えることで、順方向と
逆方向の復号処理を共用することができることから、回
路規模や演算量を大幅に増加させることなく、伝送路誤
りに対して効果的に復号を行なうことができる。
ンボルを重要度に応じて階層化した上で可変長符号化を
行ない、同期区間毎に階層毎の符号化データを作成し、
かつ階層毎の符号化データを多重化することにより、情
報シンボルのシンタクスによらず順方向にも逆方向にも
復号可能であって、より誤りに強い可変長符号化/復号
化を行なうことが可能となる。
復号化装置に用いられるプログラムまたはデータを記録
した記録媒体によれば、順方向と逆方向の何れの方向か
らでも復号化が可能な符号語を用いてプログラムまたは
データを例えばCD−ROM(Compact Disc-Read Only
Memory )やFD(Floppy or Flexible Disc )等の記
録媒体に記録して用いることにより、復号化の際のエラ
ー等の発生に対してデータの再現性能を向上させること
ができ、情報化社会における各種のデータの処理を安定
的かつ確実に行なうことができる。
号化装置の構成を示すブロック図。
ック図。
成方法を説明する図。
した順方向および逆方向の復号木を示す図。
成方法を説明する図。
成方法を説明する図。
方法を説明する図。
図。
復号化システムの概略構成を示すブロック図。
ステムにおける符号化データのシンタックスを示す図。
多重化分離部の構成を示すブロック図。
TERの非LAST係数の符号語テーブルの一部を示す
図。
TERの非LAST係数の符号語テーブルの他の一部を
示す図。
TERの非LAST係数の符号語テーブルのさらに別の
一部を示す図。
TERのLAST係数の符号語テーブルの一部を示す
図。
TERのLAST係数の符号語テーブルの他の一部を示
す図。
語テーブルを示す図。
符号語の符号化方式を示す図。
示す図。
説明するためたの図。
復号化装置の構成を示すブロック図。
語構成方法を説明する図。
語構成方法を説明する図。
ルを共通化した双方向符号語テーブルの構成を示す図。
を示すブロック図。
図。
判定方法を説明するための図。
/復号化装置の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
部でのデータ階層化および多重化の例を示す図。
法の例を示す図。
置を図11の動画像符号化/復号化システムに組み込ん
だ場合の動画像多重化部および動画像多重化分離部での
動画像符号化方式のシンタックスの第1の例を示す図。
置を図11の動画像符号化/復号化システムに組み込ん
だ場合の動画像多重化部および動画像多重化分離部での
動画像符号化方式のシンタックスの第2の例を示す図。
置を図11の動画像符号化/復号化システムに組み込ん
だ場合の動画像多重化部および動画像多重化分離部での
動画像符号化方式のシンタックスの第3の例を示す図。
置を図11の動画像符号化/復号化システムに組み込ん
だ場合の動画像多重化部および動画像多重化分離部での
動画像符号化方式のシンタックスの第4の例を示す図。
テーブルを示す図。
テーブルを示す図。
テーブルを示す図。
テーブルを示す図。
テーブルを示す図。
テーブルを示す図。
テーブルを示す図。
テーブルを示す図。
予測を説明するための図。
を説明する図。
を説明する図。
装置であり、図1における符号語テーブル作成部の詳細
構成を示すブロック図。
復号化システムの概略構成を示すブロック図。
多重化分離部の構成を示すブロック図。
画像多重化分離部での動画像符号化方式のシンタクスの
例を示す図。
の一例を示すブロック図。
の一例を示すブロック図。
復号化装置が組み込まれるシステムの一例を示す図。
動作を示すフローチャート。
作を示すフローチャート。
作を示すフローチャート。
図。
図。
図。
す図。
す図。
語テーブルを示す図。
符号語テーブルを示す図。
示す図
図。
タックスを説明するための図。
Claims (18)
- 【請求項1】同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有する符号語
であって、予め定められた重みによって符号語の区切り
が分かるように構成された順方向にも逆方向にも復号可
能な符号語と前記情報シンボルとを対応づけた符号語テ
ーブルから、入力された情報シンボルに対応して選択さ
れた符号語と、 逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録した記
録媒体であって、 前記同期符号、前記符号語及び前記スタッフィング符号
をこの順序に並べて構成したデータを記録したことを特
徴とする可変長符号に関するデータを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項2】同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有する符号語
であって、予め定められた重みによって符号語の区切り
が分かるように構成された順方向にも逆方向にも復号可
能な符号語と前記情報シンボルとを対応づけた符号語テ
ーブルから、入力された複数の情報シンボルにそれぞれ
対応して選択された複数の符号語からなる符号化データ
と、 逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録した記
録媒体であって、 前記同期符号、前記符号化データ及び前記スタッフィン
グ符号をこの順序に並べて構成したデータを記録したこ
とを特徴とする可変長符号に関するデータを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項3】同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有する符号語
であって、予め定められた重みによって符号語の区切り
が分かるように構成された順方向にも逆方向にも復号可
能な符号語と、 逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録した記
録媒体であって、 前記同期符号、前記符号語及び前記スタッフィング符号
をこの順序に並べて構成したデータを記録したことを特
徴とする可変長符号に関するデータを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項4】同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有する符号語
であって、予め定められた重みによって符号語の区切り
が分かるように構成された順方向にも逆方向にも復号可
能な複数の符号語からなる符号化データと、 逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録した記
録媒体であって、 前記同期符号、前記符号化データ及び前記スタッフィン
グ符号をこの順序に並べて構成したデータを記録したこ
とを特徴とする可変長符号に関するデータを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項5】同期符号と、 順方向にも逆方向にも復号可能な複数の可変長符号語を
用いて生成された符号化データと、 逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録した記
録媒体であって、 前記同期符号、前記符号化データ及び前記スタッフィン
グ符号をこの順序に並べて構成したデータを記録したこ
とを特徴とする可変長符号に関するデータを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項6】同期符号と、 順方向にも逆方向にも復号可能な可変長符号語と、 逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録した記
録媒体であって、 前記同期符号、前記符号語及び前記スタッフィング符号
をこの順序に並べて構成したデータを記録したことを特
徴とする可変長符号に関するデータを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項7】第1の同期符号と、 第2の同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有し、予め定
められた重みによって符号語の区切りが分かるように構
成された順方向にも逆方向にも復号可能な符号語と前記
情報シンボルとを対応づけた符号語テーブルから、入力
された情報シンボルに対応して選択された符号語であっ
て、前記第1、第2の同期符号の間に配置された符号語
と、 前記符号語と前記第2の同期符号との間に配置された逆
方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録したこと
を特徴とする可変長符号に関するデータを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項8】第1の同期符号と、 第2の同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有し、予め定
められた重みによって符号語の区切りが分かるように構
成された順方向にも逆方向にも復号可能な符号語と前記
情報シンボルとを対応させた符号語テーブルから、入力
された複数の情報シンボルに対応して選択された複数の
符号語であって、前記第1、第2の同期符号の間に配置
された複数の符号語からなる符号化データと、 前記符号語データと前記第2の同期符号との間に配置さ
れた逆方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録し
たことを特徴とする可変長符号に関するデータを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項9】第1の同期符号と、 第2の同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有する符号語
であって、予め定められた重みによって符号語の区切り
が分かるように構成され、前記第1、第2の同期符号の
間に配置された順方向にも逆方向にも復号可能な符号語
と、 前記符号語と前記第2の同期符号との間に配置された逆
方向に復号可能なスタッフィング符号とを記録したこと
を特徴とする可変長符号に関するデータを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項10】第1の同期符号と、 第2の同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有する符号語
であって、予め定められた重みによって符号語の区切り
が分かるように構成され、前記第1、第2の同期符号の
間に配置された順方向にも逆方向にも復号可能な複数の
符号語からなる符号化データと、 前記符号化データと前記第2の同期符号との間に配置さ
れた逆方向に復号可能なスタッフィング符号記録したこ
とを特徴とする可変長符号に関するデータを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項11】第1の同期符号と、 第2の同期符号と、 前記第1、第2の同期符号の間に配置され、順方向にも
逆方向にも復号可能な複数の可変長符号語を用いて生成
された符号化データと、 前記符号化データと前記第2の同期符号との間に配置さ
れた逆方向に復号可能なスタッフィング符号を記録した
ことを特徴とする可変長符号に関するデータを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項12】第1の同期符号と、 第2の同期符号と、 前記第1、第2の同期符号の間に配置され、順方向にも
逆方向にも復号可能な可変長符号語と、 前記可変長符号語と前記第2の同期符号との間に配置さ
れた逆方向に復号可能なスタッフィング符号を記録した
ことを特徴とする可変長符号に関するデータを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項13】同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有し、予め定
められた重みによって符号語の区切りが分かるように構
成された順方向にも逆方向にも復号可能な符号語と前記
情報シンボルを対応づけた符号語テーブルから、入力さ
れた情報シンボルに対応して選択された符号語であっ
て、前記同期符号に後続して配置される符号語と、 前記符号語に後続して配置される逆方向に復号可能なス
タッフィング符号を記録したことを特徴とする可変長符
号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体。 - 【請求項14】同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有し、予め定
められた重みによって符号語の区切りが分かるように構
成された順方向にも逆方向にも復号可能な符号語と前記
情報シンボルとを対応づけた符号語テーブルから、入力
された情報シンボルに対応して選択された複数の符号語
からなり、前記同期符号に後続して配置される符号化デ
ータと、 前記符号化データに後続して配置される逆方向に復号可
能なスタッフィング符号を記録したことを特徴とする可
変長符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取
り可能な記録媒体。 - 【請求項15】同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有し、予め定
められた重みによって符号語の区切りが分かるように構
成された順方向にも逆方向にも復号可能な符号語であっ
て、前記同期符号に後続して配置される符号語と、 前記符号語に後続して配置される逆方向に復号可能なス
タッフィング符号とを記録したことを特徴とする可変長
符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体。 - 【請求項16】同期符号と、 情報シンボルの生起確率に応じた符号長を有し、予め定
められた重みによって符号語の区切りが分かるように構
成された、順方向にも逆方向にも復号可能な複数の符号
語からなり、前記同期符号に後続して配置される符号化
データと、 前記符号化データに後続して配置される逆方向に復号可
能なスタッフィング符号とを記録したことを特徴とする
可変長符号に関するデータを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体。 - 【請求項17】同期符号と、 前記同期符号に後続して配置され、順方向にも逆方向に
も復号可能な複数の可変長符号語を用いて生成された符
号化データと、 前記符号化データに後続して配置される逆方向に復号可
能なスタッフィング符号とを記録したことを特徴とする
可変長符号に関するデータを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体。 - 【請求項18】同期符号と、 前記同期符号に後続して配置され、順方向にも逆方向に
も復号可能な可変長符号語と、 前記可変長符号語に後続して配置される逆方向に復号可
能なスタッフィング符号とを記録したことを特徴とする
可変長符号に関するデータを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001126126A JP3275003B2 (ja) | 1996-09-06 | 2001-04-24 | 可変長符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23677996 | 1996-09-06 | ||
JP8-236779 | 1996-09-06 | ||
JP29877996 | 1996-11-11 | ||
JP8-298779 | 1996-11-11 | ||
JP9-81614 | 1997-03-31 | ||
JP8161497 | 1997-03-31 | ||
JP2001126126A JP3275003B2 (ja) | 1996-09-06 | 2001-04-24 | 可変長符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29454299A Division JP3217771B2 (ja) | 1996-09-06 | 1999-10-15 | 可変長符号に関するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002026740A JP2002026740A (ja) | 2002-01-25 |
JP3275003B2 true JP3275003B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=27466602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001126126A Expired - Lifetime JP3275003B2 (ja) | 1996-09-06 | 2001-04-24 | 可変長符号に関するデータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3275003B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007255875A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Inoue Gangu Enka Kk | スパークラー |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001126126A patent/JP3275003B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
渡邊、菊池、中條、永井,MPEG4対応低ビットレート動画像符号化方式,信学技報,日本,(社)電子情報通信学会,IE95−145 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002026740A (ja) | 2002-01-25 |
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