JP3282245B2 - ブロック符号化におけるエラー修整装置 - Google Patents

ブロック符号化におけるエラー修整装置

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JP3282245B2
JP3282245B2 JP33238392A JP33238392A JP3282245B2 JP 3282245 B2 JP3282245 B2 JP 3282245B2 JP 33238392 A JP33238392 A JP 33238392A JP 33238392 A JP33238392 A JP 33238392A JP 3282245 B2 JP3282245 B2 JP 3282245B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばディジタルV
TRの再生回路に使用されるエラー修整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルビデオ信号を例えば回転ヘッ
ドにより磁気テープに記録するディジタルVTRが知ら
れている。ディジタルビデオ信号の情報量が多いので、
その伝送データ量を圧縮するための高能率符号化が採用
されることが多い。高能率符号化として、1枚の画像を
多数のブロックに細分化し、このブロックを単位として
符号化を行う、ブロック符号化が知られている。ブロッ
ク符号化としては、本願出願人の提案によるADRC(A
daptive Dynamic-Range Coding) 、DCT(Discrete C
osine Transform)を代表例とする変換符号化等がある。
【0003】ブロック符号化により発生する符号化出力
の中には、そのエラーがブロックの全体に波及するもの
と、1画素のエラーにしかならないものとがある。AD
RCの場合であれば、ブロック毎に発生するダイナミッ
クレンジ情報がエラーとなると、ブロック全体の復号が
できなくなる。一方、量子化データがエラーの場合に
は、これと対応する画素がエラーとなるのに過ぎない。
DCTの場合であれば、係数データの中の直流成分、低
次の交流成分がエラーとなると、そのブロックの復元画
像の全体が影響を受ける。高次の交流成分のエラーは、
そのブロックの復元画像に大きく影響しない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述のよ
うに、ブロック全体に影響が波及するエラーが生じた場
合に、このエラーを修整する装置に関する。なお、画素
のエラーについては、周囲の正しい復号データでエラー
の画素のデータを補間する空間的補間、あるいは前フレ
ームの同一位置の正しいデータでエラーデータを置き換
える時間的補間が知られている。従って、これらのエラ
ー修整を画素単位のエラーに対して適用できる。しかし
ながら、ブロック内で、半数以上のような多数の画素が
エラーである時には、たとえ画素単位でエラーが発生し
ているにもかかわらず、そのブロック全体をこの発明を
適用することで補間する必要がある。
【0005】従って、この発明の目的は、ブロック全体
が破綻するようなエラーを修整するためのエラー修整装
置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、入力
ディジタルビデオ信号の1枚の画像を多数のブロックに
細分化し、ブロックを単位として入力ディジタルビデオ
信号をブロック符号化し、ブロック符号化出力を伝送
し、受信されたブロック符号化出力を復号し、復号出力
中のエラーを修整するようにしたブロック符号化におけ
るエラー修整装置であって、過去のフレーム内で、注目
ブロックと同一位置の領域を含むサーチ範囲内の画素デ
ータと、注目ブロックと隣接する周囲ブロックの画素デ
ータとを使用して、動きベクトルを検出する手段と、検
出された動きベクトルによって動き補償を行い、過去の
フレームから注目ブロックに対応する領域を切り出す手
段と、注目ブロック全体を修整する処理と、注目ブロッ
ク内の一部の画素データを修整する処理との一方が可能
とされ、 注目ブロックの重要語がエラーである場合に、
注目ブロック全体を修整する処理を行い、注目ブロック
の重要語がエラーでない場合に、注目ブロック内の一部
の画素データを修整する処理を行い、 注目ブロック全体
を修整する処理では、注目ブロックの全ての画素データ
に代えて切り出された領域の画素データを挿入し、注目
ブロックの一部の画素データを修整する処理では、エラ
ーである画素データの周辺の画素データに基づいて、エ
ラーである画素データを補間する手段と、からなること
を特徴とするエラー修整装置である。
【0007】
【作用】ブロックに全体的にエラーが発生している場合
に、そのブロックの周囲のブロックに関して動きベクト
ルが検出され、さらに、周囲ブロックの動きベクトルを
用いて注目ブロックの動きベクトルが求められる。この
動きベクトルに応じて過去の正しいフレームの画像デー
タであって、注目ブロックと対応するデータが読出され
る。そして、エラーデータに代えて正しいデータが挿入
される。
【0008】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図1は、この一実施例、すなわち、デ
ィジタルVTRの信号処理の概略的構成を示す。1で示
す入力端子からビデオ信号が供給され、A/D変換器2
によって、1サンプルが例えば8ビットにディジタル化
される。このA/D変換器2の出力データがブロック化
回路3に供給される。この実施例では、ブロック化回路
3によって1フレームの画像の有効領域が(4×4)画
素、(8×8)画素等の大きさに分割される。
【0009】ブロック化回路3からのブロックの順序に
走査変換されたディジタルビデオ信号がシャフリング回
路4に供給される。シャフリング回路4では、例えばブ
ロックの単位でシャフリングがなされる。シャフリング
は、ブロックの空間的位置をシャッフルするものであ
る。シャフリング回路4の出力がブロック符号化回路5
に供給される。ブロック符号化回路5は、ブロック毎に
画素データを圧縮符号化する。シャフリング回路4がブ
ロック符号化回路5の後に設けられることもある。
【0010】この一実施例では、ブロック符号化として
ADRCを用いている。ブロック符号化回路5では、各
ブロックのダイナミックレンジDRと最小値MINとが
検出され、最小値が除去されたビデオデータが量子化ス
テップで再量子化される。4ビット固定長のADRCの
場合では、ダイナミックレンジDRを1/16とすることに
よって、量子化ステップΔが得られる。最小値が除去さ
れたビデオデータがこの量子化ステップΔにより割算さ
れ、商を切捨てにより整数化した値が量子化データとさ
れる。ダイナミックレンジDR、最小値MINおよび量
子化データがブロック符号化回路5の出力データであ
る。
【0011】ブロック符号化回路5の出力データがパリ
ティ発生回路6に供給される。パリティ発生回路6は、
エラー訂正符号のパリティを発生する。エラー訂正符号
としては、例えばデータのマトリクス状配列の水平方向
および垂直方向のそれぞれに対してエラー訂正符号化を
行う積符号を採用することができる。符号化データおよ
びパリティに対して、シンク(SYNC)ブロック同期
信号およびID信号が付加される。シンクブロックの連
続する記録データがチャンネル符号化回路7に供給さ
れ、直流分を低減させるためのチャンネル符号化の処理
を受ける。
【0012】チャンネル符号化回路7の出力データがビ
ットストリームに変換され、さらに記録アンプ8を介し
て回転ヘッドHに供給され、記録データが磁気テープT
上に斜めのトラックとして記録される。通常、複数の回
転ヘッドが使用されるが、簡単のために、一つのヘッド
のみが図示されている。
【0013】磁気テープTから回転ヘッドHにより取り
出された再生データは、再生アンプ11を介してチャン
ネル復号回路12に供給され、チャンネル符号化の復号
がなされる。チャンネル復号回路12の出力データがエ
ラー訂正回路13に供給され、積符号の復号がされる。
エラー訂正回路13から発生する出力データには、再生
データの他にエラー訂正した後におけるエラーの有無を
示すエラーフラグが含まれる。図中では、エラーフラグ
の伝送経路が破線で示されている。
【0014】エラー訂正回路13の出力データがブロッ
ク復号回路14に供給される。この復号回路14は、A
DRC復号を行う。ブロック復号回路14では、量子化
コードのビット数を4ビットとする時に、次式で示すよ
うに、各画素の復号値Liを発生する。 Li=〔(DR/24 )×xi+MIN+0.5〕 =〔Δ×xi+MIN+0.5〕 但し、xiはコード信号の値、Δは量子化ステップ、
〔 〕はガウス記号である。上式の〔 〕内の演算を例
えばROMで実現し、最小値MINの加算を行う構成を
ブロック復号回路14が有している。
【0015】ブロック復号回路14の復号データ、すな
わち、各画素と対応する復元データがディシャフリング
回路15に供給される。この回路15は、記録側のシャ
フリング回路4と相補的なもので、ブロックの空間的な
位置を元の位置に戻す処理を行う。ディシャフリング回
路15の出力データがブロック分解回路16に供給され
る。ブロック分解回路16によって、データの順序がブ
ロックの順序からラスター走査の順序へ戻される。ブロ
ック分解回路16の出力データがエラー修整回路18に
供給される。エラー修整回路18は、エラーを修整す
る。
【0016】補間処理としては、そのブロック内のエラ
ーが一部の画素に発生している時に行われる画素単位の
エラー修整と、そのブロックの重要語(ダイナミックレ
ンジDR、最小値MIN)がエラーであり、そのブロッ
クの全体を正しく復号できない時に行われるブロック単
位のエラー修整とがある。周辺の正しい画素データの平
均値によって、エラーデータを置き換える空間的補間に
よって画素単位のエラーを修整することができる。ブロ
ック単位のエラー修整については、後でより詳細に説明
する。エラー修整回路17の出力データがD/A変換器
18に供給され、出力端子19には、各画素と対応し、
ラスター走査の順序の復元データが得られる。
【0017】図2は、上述のエラー修整回路18のブロ
ック単位のエラー修整のための構成部分を示し、図3
は、この一実施例の概略的説明のための図である。ブロ
ック復号後のデータとエラーフラグがメモリ21に入力
される。メモリ21の容量は、数ブロックラインであ
り、必要な時系列変換がなされる。ブロックラインと
は、1ブロックを構成する複数本のラインを意味する。
メモリ21の出力が時間合わせ用メモリ22および代表
点メモリ23に供給される。エラーフラグとしては、重
要語に関するものを使用できる。すなわち、重要語がエ
ラーであるブロックは、復号不可能であるので、そのエ
ラーブロック全体がエラー修整の対象として扱われる。
【0018】代表点メモリ23は、1ブロックに1個程
度の割合で抽出された代表点を記憶する。例えば図3に
示すように、3ブロック×3ブロック程度の大きさの中
から、注目する(エラー)ブロックを除いた8個の周囲
ブロックの中心画素とし、合計8点を代表点とする。代
表点メモリ23の記憶内容が代表点マッチング回路24
に対して入力される。
【0019】一方、フレームメモリ25から注目ブロッ
クとその周辺ブロックとを含むエリア(サーチエリア)
のデータが読出され、サーチエリアメモリ26に書込ま
れる。アドレス発生回路27は、サーチエリアのデータ
を読出すためのアドレスを発生する。サーチエリアの大
きさは、5ブロック×5ブロック程度の大きさとする。
代表点メモリ23とサーチエリアメモリ26の出力が代
表点マッチング回路24に入力される。代表点マッチン
グ回路24は、動きベクトルを検出する。
【0020】図3に示されるように、フレームメモリ2
5に格納されている過去のフレームのデータ中で、サー
チエリアを走査してサーチエリアデータを代表点マッチ
ング回路24に供給する。そして、回路24において、
代表点とサーチエリアのデータの差分の絶対値和が最小
になる位置を見出すことによって、その代表点の動きベ
クトルが検出される。代表点が8個存在するので、8個
の動きベクトルが求められる。この8個の動きベクトル
の平均的な値が求められ、これが注目ブロックの動きベ
クトルとして採用される。
【0021】この動きベクトルがアドレス発生回路28
に供給される。アドレス発生回路28は、動きベクトル
を受け取ることによって、フレームメモリ25から注目
ブロックの以前の位置と対応するブロックのデータをフ
レームメモリ25から読出すためのアドレスを発生す
る。このようにフレームメモリ25から読出されたデー
タがセレクタ29に供給される。セレクタ29には、メ
モリ22を介された復号データも供給されている。セレ
クタ29は、エラーフラグにより制御され、全体的にエ
ラーであるブロックに代えてフレームメモリの読出し出
力を選択する。
【0022】以上のようにして、エラーブロックの位置
に過去のフレームから動きに応じてデータが挿入され、
エラー修整がなされる。なお、セレクタ29の出力がフ
レームメモリ25に帰還され、フレームメモリ25がセ
レクタ29の出力によって更新される。アドレス発生回
路30は、フレームメモリ25を更新するためのアドレ
スを発生する。
【0023】なお、動きベクトルの検出としては、上述
の一実施例中の代表点を使用したものに限定されず、全
画素データについての差分を検出するようにしても良
い。また、ブロック単位の補間について説明したが、画
素単位で補間を行うようにしても良い。つまり、ブロッ
ク内の画素の半数以上がエラーの場合には、エラーの画
素データを上述のように、過去のフレームの正しいデー
タによって置き換えることも可能である。
【0024】さらに、動き補償を行うブロック符号化で
は、動きベクトルも伝送されることがある。この場合に
は、受信(再生)された動きベクトルによって、過去の
フレームの正しいデータを切出すようにしても良い。
【0025】
【発明の効果】この発明によれば、ブロックの全体的に
エラーが発生した時に、このエラーを過去の正しいデー
タによって補間することができる。従って、復元画像に
おけるブロック状の破綻を防止することができる。
た、受信(再生)された動きベクトルを使用することに
よって、受信側で動きベクトルを検出することを不要と
でき、受信側のハードウエアの規模を小とすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を適用することができるディジタルV
TRの記録/再生回路の一例のブロック図である。
【図2】この発明の一実施例のブロック図である。
【図3】この発明の一実施例の概略的説明に用いる略線
図である。
【符号の説明】
17 エラー修整回路 24 代表点マッチング回路 25 フレームメモリ 27 セレクタ
フロントページの続き (56)参考文献 電子情報通信学会技術研究報告,IE 88−87(1988.12.16)P.45−52 武川,384kbit/s映像符号化装 置,研究実用化報告,日本,日本電信電 話株式会社,1988年 3月22日,37 /2,245−252 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ディジタルビデオ信号の1枚の画像
    を多数のブロックに細分化し、上記ブロックを単位とし
    て上記入力ディジタルビデオ信号をブロック符号化し、
    上記ブロック符号化出力を伝送し、受信された上記ブロ
    ック符号化出力を復号し、復号出力中のエラーを修整す
    るようにしたブロック符号化におけるエラー修整装置で
    あって、過去のフレーム内で、上記注目ブロックと同一位置の領
    域を含むサーチ範囲内の画素データと、注目ブロックと
    隣接する周囲ブロックの画素データとを使用して、 動き
    ベクトルを検出する手段と、 上記検出された動きベクトルによって動き補償を行い、
    上記過去のフレームから上記注目ブロックに対応する領
    を切り出す手段と、上記注目ブロック全体を修整する処理と、上記注目ブロ
    ック内の一部の画素データを修整する処理との一方が可
    能とされ、 上記注目ブロックの重要語がエラーである場合に、上記
    注目ブロック全体を修整する処理を行い、上記注目ブロ
    ックの重要語がエラーでない場合に、上記注目ブロック
    内の一部の画素データを修整する処理を行い、 上記注目ブロック全体を修整する処理では、上記注目ブ
    ロックの全ての画素データ に代えて上記切り出された
    域の画素データを挿入し、上記注目ブロックの一部の画
    素データを修整する処理では、エラーである画素データ
    の周辺の画素データに基づいて、エラーである上記画素
    データを空間的に補間する手段と、 からなることを特徴とするエラー修整装置。
  2. 【請求項2】 入力ディジタルビデオ信号の1枚の画像
    を多数のブロックに細分化し、上記ブロックを単位とし
    て上記入力ディジタルビデオ信号をブロック符号化し、
    上記ブロック符号化出力を伝送し、受信された上記ブロ
    ック符号化出力を復号し、復号出力中のエラーを修整す
    るようにしたブロック符号化におけるエラー修整装置で
    あって、過去のフレーム内で、上記注目ブロックと同一位置の領
    域を含むサーチ範囲内の画素データと、注目ブロックと
    隣接する周囲ブロックの画素データとを使用して、検出
    された動きベクトルを受信する手段と、 受信された上記動きベクトルによって動き補償を行い、
    上記過去のフレームから上記注目ブロックに対応する領
    を切り出す手段と、上記注目ブロック全体を修整する処理と、上記注目ブロ
    ック内の一部の画素データを修整する処理との一方が可
    能とされ、 上記注目ブロックの重要語がエラーである場合に、上記
    注目ブロック全体を修整する処理を行い、上記注目ブロ
    ックの重要語がエラーでない場合に、上記注目ブロック
    内の一部の画素データを修整する処理を行い、 上記注目ブロック全体を修整する処理では、上記注目ブ
    ロックの全ての画素データ に代えて上記切り出された
    域の画素データを挿入し、上記注目ブロックの一部の画
    素データを修整する処理では、エラーである画素データ
    の周辺の画素データに基づいて、エラーである上記画素
    データを補間する手段と、 からなることを特徴とするエラー修整装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のエラー修整装置におい
    て、 周囲ブロックの代表点と過去のフレームのデータとから
    動きベクトルを検出するようにしたエラー修整装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または2記載のエラー修整装置
    において、 過去のフレームからブロックの大きさの正しいデータを
    切り出すことを特徴とするエラー修整装置。
  5. 【請求項5】 請求項1または2記載のエラー修整装置
    において、 ブロック符号化がダイナミックレンジに適応した符号化
    であることを特徴とするエラー修整装置。
  6. 【請求項6】 請求項1または2記載のエラー修整装置
    において、 ブロック符号化がDCTであることを特徴とするエラー
    修整装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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武川,384kbit/s映像符号化装置,研究実用化報告,日本,日本電信電話株式会社,1988年 3月22日,37/2,245−252
電子情報通信学会技術研究報告,IE88−87(1988.12.16)P.45−52

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