JP3474005B2 - 動画像符号化方法及び動画像復号方法 - Google Patents

動画像符号化方法及び動画像復号方法

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JP3474005B2 JP24797694A JP24797694A JP3474005B2 JP 3474005 B2 JP3474005 B2 JP 3474005B2 JP 24797694 A JP24797694 A JP 24797694A JP 24797694 A JP24797694 A JP 24797694A JP 3474005 B2 JP3474005 B2 JP 3474005B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、動画像を圧縮符号化、
復号する動画像符号化方法及び動画像復号方法に関する
ものである。 【0002】 【従来の技術】デジタル通信において、動画像などの膨
大な情報量を持つデータを送信しようとする場合には、
データは情報圧縮を施され、冗長を削られる。しかし、
動画像圧縮データに誤りが生じた場合には、たとえ誤っ
ている部分が一部分だけであったとしても、そのまま復
号を続けていくことが困難であり、誤りが生じた時点以
降の誤りのないデータでさえも捨てざるを得ない。実
際、文献(1)で規定されているような動画像符号化・
復号方法において、誤りが生じた場合には、次のフレー
ムの先頭を表すためのフレーム開始符号を検索し、誤り
が生じてから検出されたフレーム開始符号までの間のデ
ータは捨てられてしまう。動画像圧縮符号化データは、
時間的に前のフレームとの差分をとって符号化されてい
ることが多く、誤りにより捨てられたデータにより影響
を受けて、誤りは後のフレームに伝搬していくことが予
想される。捨てられるデータを少しでも減少させること
が、復号された画像データの信頼性を向上させるための
重要な課題である。 【0003】文献(1):『TTC標準(高位レイヤプ
ロトコル符号化方式)JT-H.261勧告』 文献(1)で規定されている符号器・復号器の構成を図
2に示す。動画像の原データであるビデオ信号は、世界
共通の中間フォーマット(CIF、QCIF)で表され
ており、この動画像データ(1ピックチャー分;1フレ
ーム分)を符号化する場合には、図3(a)に示すよう
に、グループオブブロック(以下、GOB(group of b
lock)と略称する)、マクロブロック(Macroblock)、
8×8画素のブロック(Block )に階層的に分割する。 【0004】図2(a)に示す符号器で符号化を行なう
場合、ビデオ信号を入力とし、情報源符号器201で情
報源符号化される。情報源符号器201では、まずマク
ロブロック毎に動き補償フレーム間予測を行ない、次
に、その予測誤差をブロック毎に直交変換した後に量子
化する。予測は通常フレーム間で行なわれるが、シーン
チェンジのときなどは、動画像の原データがそのまま直
交変換される。動き補償フレーム間予測誤差を直交変換
するか又は動画像の原データをそのまま直交変換するか
の判断は、例えば予測誤差データと原データとの分散値
を比較することにより決定される。直交変換には、離散
コサイン変換(DCT;Discrete CosineTransform )
が用いられ、画素領域の表現から周波数領域の表現に変
換する。周波数領域の表現に変換され量子化されたデー
タは、ビデオ信号多重化符号器202に入力されて、可
変長符号化され、ヘッダ情報の多重化が行なわれる。情
報源符号器201、ビデオ信号多重化符号器202で情
報源符号化、多重化されたデータは、送信バッファ20
3を通って、伝送路符号器204において、後述する図
4に示す順で伝送路符号化されて送信される。送信符号
量を制御するために送信バッファ203からバッファの
中の状態を符号化制御205に伝え、符号化制御205
は、情報源符号器201及びビデオ信号多重化符号器2
02に制御信号を出す。 【0005】図4に、従来の動画像符号化方法で符号化
された符号化ビット列と符号化シンタックスを表す。符
号化シンタックスとは、可変長符号化テーブル、挿入す
るヘッダ情報、送信順序を規定するものである。 【0006】図4において数字が表示されている要素は
固定長符号化されるデータ種類であり、それ以外の要素
はそれぞれ異なる可変長符号化テーブルを用いて可変長
符号化されるデータ種類である。 【0007】フレームの最初であることを示すフレーム
開始符号PSCは固定長の特殊な符号であり、フレーム
開始符号PSCと同じビット系列が、フレーム開始符号
PSC以外の符号化されたデータの中に出現しないよう
になっている。フレームヘッダ情報PHEADはフレー
ム番号やピクチャータイプ情報などの1フレーム全体に
ついての情報を含み、固定長符号化される。 【0008】GOBの最初であることを示すGOB開始
符号GBSCは固定長符号化される。GOBヘッダ情報
GHEADは、GOBのピックチャー(Picture )の中
の位置を表すGOB番号やGOBの量子化特性情報等、
1つのGOBについての情報を含み、固定長符号化され
る。 【0009】マクロブロックアドレス(相対値)MBA
は、GOBの中のマクロブロックの位置を表すものであ
り、そのマクロブロックアドレスと前に符号化されたマ
クロブロックアドレスとの差分値が可変長符号化された
ものである。マクロブロックは、情報がない場合(例え
ば前フレームと同一の場合)には符号化されず、マクロ
ブロックアドレスMBA、マクロブロックタイプ情報M
TYPE、マクロブロック量子化特性MQUANT、動
きベクトル情報MVD、及び、そのマクロブロックのブ
ロック情報(TCOEFF、EOB)は伝送されない。
マクロブロックタイプ情報MTYPEは、予測がフレー
ム間であるか(以下、INTERモードと呼ぶ)、原信
号が直交変換されるか(以下、INTRAモードと呼
ぶ)などを表し、可変長符号化される。マクロブロック
量子化特性MQUANTは、そのマクロブロックの量子
化ステップサイズを表し、前に符号化されたマクロブロ
ックの量子化ステップサイズと異なる場合に固定長符号
化される。動きベクトル情報MVDは、対象マクロブロ
ックの動きベクトルから一つ前のマクロブロックの動き
ベクトルを減算することで得られるものであり、可変長
符号化される。有意ブロックパターンCBPは、少なく
とも一つの変換係数が伝送されるブロック(有意ブロッ
ク)の位置を表すものであり、可変長符号化される。 【0010】上述した変換係数TCOEFFも可変長符
号化される。ブロックの終わりを示すブロック終了符号
EOBは固定長符号化されるが、変換係数TCOEFF
の可変長符号の符号語の1つである。 【0011】図5は、マクロブロックの可変長符号化さ
れるデータ種類の可変長符号化テーブルを示すものであ
り、各データ種類はこの可変長符号化テーブルに従って
可変長符号化される。ここで、変換係数TCOEFF
は、直交変換して量子化した8×8画素のブロックデー
タを図3(b)で表されるような水平及び垂直方向の低
周波成分ほど先になる順序に並べ替え、そのデータの0
が続く個数(0ラン)と、その直後にくる0でない値
(レベル)の組により可変長符号化される。 【0012】図6は、従来例の場合のビデオ信号多重化
符号器202の多重化処理系統図を示している。 【0013】各々のフレーム層、GOB層、マクロブロ
ック層、ブロック層では、矢印の方向にたどって多重化
される。矢印が分岐しているところは、モード(INT
RA、INTER等)により、いずれかの矢印が選択さ
れる。ループになっている部分は、そのデータ(GOB
層、マクロブロック層、ブロック層、変換係数TCOE
FF)が終わるまではループ側の矢印が選ばれ、そのデ
ータが終了すると、ループでない方の矢印が選ばれる。
フレームの中のGOB、GOBの中のマクロブロック、
マクロブロックの中のブロックには、それぞれ図3
(a)に示すように、左上から順番に、GOB番号、マ
クロブロックアドレス、ブロック番号が付加されてい
る。GOB層、マクロブロック層、ブロック層は、それ
ぞれ番号(アドレス)の小さい順に符号化され、多重化
される。 【0014】図2(b)に示す復号器で復号を行なう場
合には、送られてきた順に伝送路復号器209で伝送路
復号を行ない、受信バッファ208を通して、ビデオ信
号多重化復号器207に入力する。ビデオ信号多重化
号器207では、ヘッダ情報などを分離し、可変長符号
の復号を行なって、情報源復号器206に出力する。情
報源復号器206では、逆量子化、逆離散コサイン変換
(逆DCT)、動き補償を行なって、ビデオ信号を出力
する。 【0015】誤りが生じているか否かは、ビデオ信号多
重化復号器207の可変長符号の復号において判断する
ことができる。例えば、可変長符号化テーブルの可変長
符号語に存在しないような系列が入力されたときに、誤
りを検出したとすることができる。また、変換係数部分
の可変長符号の復号した際に、復号した結果、8×8=
64個以上のデータが得られた場合、誤りが生じている
と判断できる。誤りが発生した場合には、可変長符号の
境界を見失い、同期を喪失してしまう。 【0016】図7に示すフローチャートを用いて、従来
例のビデオ信号多重化復号器207の動作を説明する。 【0017】まず、ビデオ信号多重化復号器207に入
力される符号系列からヘッダ情報の分離及び可変長符号
の復号を行なう(ステップB1)。その後、可変長符号
の復号で誤りが発生したか否かを判定する(ステップB
2)。ここで、誤りが生じていると、次のGOB開始符
号GBSC又はフレーム開始符号PSCを検索し(ステ
ップB3)、次のGOB開始符号GBSC又はフレーム
開始符号PSCを検出したならば(ステップB4)、誤
り発生時点から、検出したGOB開始符号GBSC又は
フレーム開始符号PSCまでのデータを捨てる(ステッ
プB5)。このように誤りが生じて次のGOB開始符号
GBSC又はフレーム開始符号PSCまでのデータを捨
てた場合、及び、上記ステップB2の判断で誤りがない
と判断された場合には、復号結果を出力し(ステップB
6)、さらに入力が終了したか否かを判断する(ステッ
プB7)。入力が終了した場合には一連の処理を終了
し、入力が継続していると上述したステップB1に戻
る。 【0018】なお、誤りが生じた時点から次のGOB開
始符号GBSC又はフレーム開始符号PSCまでのデー
タは捨てられるが、その誤りによって捨てられた画像デ
ータの復号結果としては、前フレーム画像のデータをそ
のまま出力する(ステップB6)。 【0019】 【発明が解決しようとする課題】図4のような動画像符
号化シンクタックス及び図7のようなビデオ信号多重化
復号の動作をする復号方法では、誤りが生じた場合に
は、可変長符号の復号において可変長符号語の境界を見
失い、同期を喪失した状態になって復号が不可能にな
る。従って、次のフレーム開始符号PSC又はGOB開
始符号GBSCを検出するまでの情報を復号することが
できず、復号することができない部分に誤りが生じてい
なくても、その部分のデータを捨てざるを得ないという
問題がある。 【0020】誤りが生じて可変長符号の同期を喪失した
場合は、誤りが生じた時点から、次のGOB開始符号G
BSC又はフレーム開始符号PSCを検出するまでは、
復号することができない理由を詳述すると、以下の通り
である。 【0021】(1) マクロブロックアドレス(相対値)M
BA、マクロブロックタイプ情報MTYPE、動きベク
トル情報MVD、有意ブロックパターンCBP、変換係
数TCOEFFは、図5のようなそれぞれ異なる可変長
符号化テーブルで可変長符号化されているので、誤りが
生じて可変長符号の同期を喪失した場合には、どの可変
長符号で復号すべきか判断できない。 【0022】(2) マクロブロックアドレス(相対値)M
BAは、そのマクロブロックアドレスと前に符号化され
たマクロブロックアドレスとの差分値を符号化したもの
であるから、仮に可変長符号の同期を回復できたとして
も、マクロブロックアドレスの絶対値を得ることができ
ない。 【0023】そのため、誤りが生じた時点からGOB開
始符号GBSC又はフレーム開始符号PSCまでのデー
タは捨てられることになり、その誤りによって捨てられ
た画像データの部分は前フレーム画像のデータをそのま
ま出力しなければならず、上述した問題が生じる。 【0024】特に、動き補償フレーム間予測を行なって
いると、捨てられたデータの部分の誤差がそのまま伝搬
してしまうので、捨てられるデータをできるだけ少なく
しなければならない。 【0025】そのため、復号の際に誤りが生じても捨て
られるデータをできるだけ少なくできる動画像符号化方
法及び動画像復号方法が望まれている。 【0026】 【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第1の本発明は、動画像の所定の処理単位に関する
複数種類のデータを所定の符号化ルールに従って符号化
してシリアルに出力するものであって、上記所定の処理
単位は階層的に領域分割されており、最下位階層以外の
各階層について見れば、その階層に特有な種類の符号化
データと、直下の階層の各領域の符号化データ群とを含
む構造を有する出力符号化データを形成する動画像符号
化方法において、以下のようにしたことを特徴とする。
すなわち、第1の本発明は、符号化対象のデータが、固
定長符号化対象の1又は複数のデータ種類と、可変長符
号化対象の複数のデータ種類とに分かれ、可変長符号化
対象の全種類のデータを、自己同期回復機能を持つ可変
長符号を規定している単一の可変長符号化テーブルを適
用して符号化し、領域によって符号化データを形成する
こともあれば形成しないこともある所定の階層に対す
る、上位階層の領域毎に、領域開始符号を出力符号化デ
ータに含め、上記所定の階層の上位階層の符号化データ
の最後尾側には、符号化データが出力符号化データに含
まれた、上記所定の階層の最終の領域の絶対番号を可変
長符号化したデータを挿入し、かつ、上記所定の階層の
符号化データが出力符号化データに含まれた領域に関し
ては、その領域の番号と直前に符号化データが出力符号
化データに含まれた領域の番号との差分を可変長符号化
したデータを、その領域の符号化データに含めることを
特徴とする。 【0027】また、第の本発明は、第1の本発明の動
画像符号化方法で符号化された処理単位毎の符号化デー
タ系列を復号する動画像復号方法において、入力された
符号化データ系列に誤りが生じた場合に、誤りが生じた
データ以降の符号語を切り出してメモリに記憶させ、そ
の処理単位の符号化データ系列内で同期を回復してから
次の処理単位の直前までの符号化データ系列を復号する
ことを特徴とする。 【0028】 【作用】第1の本発明の動画像符号化方法においては、
復号処理で、入力された符号化データ系列に誤りが生じ
た場合にも、同期回復が早まり、誤りが生じたデータ以
降の符号語をできるだけ多く切り出せるように、可変長
符号化する複数種類のデータに対し、自己同期回復機能
を持つ可変長符号を用いて符号化すると共に、切り出し
た符号語から、より多くの領域のデータを復号できるよ
うに、領域の特定情報を盛り込んだり、若しくは、領域
のデータを2種類に分けて離れた位置で出力符号化デー
タに挿入するようにしている。 【0029】第2の本発明の動画像復号方法において
は、符号化データ系列に誤りが生じた場合に、誤りが生
じたデータ以降の符号語を切り出してメモリに記憶さ
せ、その処理単位の符号化データ系列内で同期を回復し
てから次のフレームの直前までのデータ系列を復号する
ようにしたので、入力された符号化データ系列に誤りが
生じても一部のデータを復号でき、復号画像の画質を向
上させることができる。 【0030】 【実施例】(A)第1実施例 以下、本発明による動画像符号化方法及び動画像復号方
法の第1実施例を図面を参照しながら詳述する。 【0031】この第1実施例においても、その符号器及
び復号器の概略構成は、上述した図2に示す通りであ
り、動画像の原データであるビデオ信号(例えば世界共
通の中間フォーマット(CIF・QCIF))をGO
B、マクロブロック、8×8画素のブロックに階層的に
分割して符号化し、その符号化データを復号するもので
ある。 【0032】しかし、この第1実施例においては、自己
同期回復機能を持つ単一の可変長符号を用いること、符
号化シンタックスでGOBデータの終端に最後に符号化
されたマクロブロックのアドレスの絶対値EMBAを挿
入すること、復号側でのビデオ多重化復号器の動作等
が、従来例と相違している。以下、相違点を中心にして
第1実施例を説明する。 【0033】第1実施例においても、符号化を行なう場
合には、ビデオ信号を入力とし、情報源符号器で情報源
符号化され、情報源符号化されたデータは、ビデオ信号
多重化符号器に入力されて可変長符号化され、ヘッダ情
報の多重化が行なわれ、その後、送信バッファを通っ
て、伝送路符号器において、図1の順で伝送路符号化さ
れて送信される。送信符号量を制御するために送信バッ
ファからバッファの中の状態を符号化制御部に伝え、符
号化制御部は、情報源符号器及びビデオ信号多重化符号
器に制御信号を出力する。 【0034】図1は、第1実施例に係る符号器(図2参
照)によってこのようにして符号化された符号化ビット
列と符号化シンタックスを示すものである。また、図8
は、第1実施例に係る符号器による多重化処理系統図を
示している。 【0035】ここで、図1において、上に数字が表示さ
れている要素は固定長符号化されるデータ要素であり、
それ以外の全ての要素は、自己同期回復機能を持つ1種
類の可変長符号の可変長符号化テーブル(図9参照)を
用いて可変長符号化される。自己同期回復機能とは、こ
の機能を持つ可変長符号で符号化されたデータ系列に誤
りが生じ、復号時に可変長符号の境界を見失って同期喪
失しても、復号を続けていくうちに、同期回復するとい
う機能である(文献(2)、(3)参照)。 【0036】文献(2):『Tomas J.Ferguson and Jos
hua H.Rabinowitz:"Self-Synchronizing Huffman Code
s",IEEE Trans.Inform. Theory, vol.IT-30, no.4, pp.
678-693,JULY 1984』 文献(3):『滝嶋康弘、和田正裕、村上仁己:“可変
長符号の同期回復”、1989年度画像符号化シンポジウム
(PCSJ89)予稿集,pp.103-0.4,Oct.1989 』図1及び図
8において、フレーム(ピックチャー)層に対する符号
化は、フレーム開始符号PSC及びフレームヘッダ情報
PHEADを多重した後、GOB層の符号化を繰返し、
1フレームの処理が終了すると次のフレームの処理を行
なうことでなされる。 【0037】この第1実施例におけるフレーム開始符号
SCも、固定長の特殊な符号であり、フレーム開始符
号PSCと同じ系列が符号化されたデータの中に出現し
ないようになっている。例えば、フレーム開始符号PS
Cとしては、 0000 0000 0000 0001 0000 を適用できる(文献(1)参照)。第1実施例のフレー
ムヘッダ情報PHEADも、フレーム番号やピクチャー
タイプ情報などの情報を含み、固定長符号化される。 【0038】図1及び図8において、GOB層に対する
符号化は、GOB開始符号GBSC及びGOBヘッダ情
報GHEADを多重した後、マクロブロック層の符号化
を繰返し、最終のマクロブロック層の処理終了後にその
最終マクロブロックのアドレス絶対値EMBAを付加す
ることでなされる。 【0039】第1実施例におけるGOB開始符号GBS
Cも固定長符号化される。GOB開始符号GBSCとし
ては、例えば、下記のようなフレーム開始符号PSCの
前16ビットの部分と等しい系列を適用できる(文献
(1)参照)。 0000 0000 0000 0001 GOB開始符号GBSCをこのような系列にすると、フ
レーム開始符号PSCと同様に、符号化されたデータの
中にはGOB開始符号GBSCと同じ系列がフレーム開
始符号PSC以外には出現しないようになっている。第
1実施例のGOBヘッダ情報GHEADも、GOBのピ
クチャーの中の位置を表すGOB番号や、GOBの量子
化特性情報などの情報を含み、固定長符号化される。上
述したように、従来例と異なり、GOBデータの終端
に、そのGOBの中で最後に符号化されたマクロブロッ
クのアドレス絶対値EMBAが付加される。最終マクロ
ブロックアドレス絶対値EMBAは、図9に示す単一の
可変長符号テーブルの自己同期回復機能を持つ可変長符
号で符号化される。 【0040】図1及び図8において、マクロブロック層
に対する符号化は、マクロブロックに情報がない場合に
は符号化されず、マクロブロックに情報がある場合に
は、マクロブロックアドレス相対値MBA、マクロブロ
ックタイプ情報MTYPEを付加した後、そのマクロブ
ロックのタイプに応じて各種データが符号化される。マ
クロブロックのタイプに応じた符号化としては、動きベ
クトル情報MVDのみを付加する場合や、動きベクトル
情報MVD及び有意ブロックパターンCBPを付加した
後ブロック層の処理を繰返す場合や、有意ブロックパタ
ーンCBPを付加した後ブロック層の処理を繰返す場合
や、単にブロック層の処理を繰返す場合等がある。 【0041】第1実施例のマクロブロックアドレス相対
値MBAも、GOBの中のマクロブロックの位置を表す
ものであり、前に符号化されたマクロブロックアドレス
との差分値を、マクロブロックアドレス絶対値EMBA
と同じ可変長符号で可変長符号化したものである。第1
実施例のマクロブロックタイプ情報MTYPEも、予測
がフレーム間であるか(INTERモード)、原信号が
直交変換されるか(INTRAモード)などを表し、図
9に示す単一の可変長符号化テーブルで可変長符号化さ
れる。この第1実施例の場合、1つのGOBのマクロブ
ロックは全て同じ量子化特性で量子化することにしてお
り、そのため、従来例で述べたマクロブロック量子化特
性MQUANTはデータ系列から削除している。このよ
うにしたのは、誤りが発生した後同期を自己回復して
も、マクロブロック量子化特性MQUANTがあると
(マクロブロック毎に量子化特性を変えていると)、復
号できないデータが多くなるためである。第1実施例の
動きベクトル情報MVDも、対象マクロブロックの動き
ベクトルから一つ前のマクロブロックの動きベクトルを
減算することで得られるものであり、図9に示す単一の
可変長符号化テーブルで可変長符号化される。第1実施
例の有意ブロックパターンCBPも、少なくとも一つの
変換係数が伝送されるブロック(有意ブロック)の位置
を表すものであり、図9に示す単一の可変長符号化テー
ブルで可変長符号化される。 【0042】図1及び図8において、ブロック層に対す
る符号化は、変換係数TCOEFFの符号化を繰返した
後、ブロック終了符号EOBを付加することで行なう。
変換係数TCOEFFは1以上あれば、図9に示す単一
の可変長符号化テーブルで可変長符号化される。ブロッ
クの終わりを示すブロック終了符号EOBは、変換係数
TCOEFFの一要素として図9に示す可変長符号化テ
ーブルで可変長符号化される。 【0043】以上のように、この第1実施例の場合、可
変長符号化される各種のデータ種類は、図9に示す自己
同期回復機能を持つ単一の可変長符号化テーブルを用い
て可変長符号化される。 【0044】以上のようにして符号化されたデータ系列
が入力される復号器の全体構成は、従来と同様に図2
(b)に示す構成を有し、大きく見た場合の復号処理は
従来と同様である。 【0045】すなわち、送られてきた順に伝送路復号器
で伝送路復号を行ない、受信バッファを通して、ビデオ
信号多重化復号器に入力し、ビデオ信号多重化復号
おいて、ヘッダ情報などを分離し、可変長符号の復号を
行なって、情報源復号器に出力し、情報源復号器におい
て、逆量子化、逆DCT、動き補償を行なってビデオ信
号を出力する。 【0046】この第1実施例においても、ビデオ信号多
重化復号器において、誤りが生じているか否かを可変長
符号の復号によって判断するが、可変長符号に誤りが存
在する場合の処理が従来とは異なっている。すなわち、
従来では、可変長符号に誤りが存在して、可変長符号の
境界を見失い、同期を喪失したときには、その誤りによ
って捨てられた画像データの部分として前フレーム画像
のデータをそのまま出力していたが、第1実施例では、
可変長符号の復号で誤りを検出しても、1ビットずつ系
列をずらしながら、同期回復するまでの可変長符号の復
号を続けて行なう。また、予めメモリを用意しておき、
可変長符号の同期回復した時点から、次のGOB開始符
号GBSC又はフレーム開始符号PSCまでの可変長符
号語のデータをメモリに蓄えておく。マクロブロックの
アドレス絶対値EMBAを挿入しているので、マクロブ
ロックアドレスを相対値MBAで符号化していても、同
期を回復した時点から次のGOB開始符号GBSC又は
フレーム開始符号PSCの直前までのマクロブロックア
ドレスの絶対値を知ることができ、メモリに蓄えられた
可変長符号語(同期を回復した時点から次のGOB開始
符号GBSC又はフレーム開始符号PSCの直前までの
データ)の部分の画像を復元することができる。 【0047】以上のように、大きく見た場合には、第1
実施例の復号器構成も従来と同様であるが、そのビデオ
信号多重化復号器の動作、特に、誤り発生時の処理は、
第1実施例と従来とでは大きく異なる。 【0048】以下、第1実施例のビデオ信号多重化復号
器(図2参照;207)の動作を図10に示すフローチ
ャートを参照しながら説明する。 【0049】まず、ビデオ信号多重化復号器に入力され
る符号化されたデータ系列からヘッダ情報の分離及び可
変長符号の復号を行なう(ステップA1)。その後、可
変長符号の復号で誤りが発生したか否かを判定する(ス
テップA2)。 【0050】ここで、誤りが発生した場合には、1ビッ
トずつずらしながら可変長符号の復号を引き続き行ない
(ステップA3)、可変長符号の同期を回復したか否か
を判定する(ステップA4)。同期回復という判定結果
が得られるまで、ステップA3及びA4でなる処理ルー
プを繰り返す。 【0051】このような処理ループを繰り返すことによ
りやがて同期回復という判定結果が得られ、これ以降、
そのまま可変長符号の復号(分離)を行なって、可変長
符号語をメモリに蓄えると共に(ステップA5)、次の
GOB開始符号GBSC又はフレーム開始符号PSCを
検出したか否を判定し(ステップA6)、次のGOB開
始符号GBSC又はフレーム開始符号PSCが検出され
るまで、これらステップA5及びA6の処理ループを繰
り返す。 【0052】次のGOB開始符号GBSC又はフレーム
開始符号PSCが検出されたときには、検出したGOB
開始符号GBSC又はフレーム開始符号PSCから、可
変長符号の同期回復した時点までのメモリに蓄えられた
データを復号し(ステップA7)、復号結果を出力する
(ステップA8)。 【0053】一方、可変長符号の復号で誤りが発生して
いない場合には(ステップA2で否定結果)、復号結果
を出力する(ステップA8)。 【0054】可変長符号の復号で誤りが発生している場
合、可変長符号の復号で誤りが発生していない場合のい
ずれであろうと、復号結果を出力した後は、入力が終了
したか否かを判断し(ステップA9)、入力が終了した
場合には一連の処理を終了し、入力が継続していると上
述したステップA1に戻る。 【0055】次に、ステップA7の処理、すなわち、検
出した次のGOB開始符号GBSC又はフレーム開始符
号PSCから、可変長符号の同期回復した時点までのメ
モリに蓄えられたデータを復号する処理を図11のフロ
ーチャートを参照しながら詳述する。なお、以下の説明
において、MBA(i)は、マクロブロックアドレス相
対値MBAから復号されたマクロブロックアドレス(従
って絶対値)を示している。 【0056】(1) マクロブロックパラメータiを0と
し、検出したGOB開始符号GBSC又はフレーム開始
符号PSCの直前のマクロブロックアドレス絶対値EM
BAをメモリから取出し復号して、マクロブロックアド
レスMBA(i)の初期値とする(ステップC1)。す
なわちMBA(0)=EMBAとする。 【0057】(2) メモリに蓄えられたデータの最新のデ
ータから時間的に前の方に向かって(時間的に逆方
向)、マクロブロックアドレス相対値MBAを検索する
(ステップC2)。 【0058】(3) マクロブロックアドレス相対値MBA
が検出されたらマクロブロックアドレス相対値MBAを
復号し、MBA(i+1)=MBA(i)−MBAとす
る(ステップC3)。マクロブロックアドレス相対値M
BAが全く検出されなければ終了する(ステップC
5)。 【0059】(4) 検出されたマクロブロックアドレス相
対値MBAを復号すると、マクロブロックパラメータi
を1インクリメントして、引き続き、メモリに蓄えられ
たデータの時間的に前の方に向かってマクロブロックア
ドレス相対値MBAを検索する(ステップC3)。 【0060】(5) 上記処理(3) 及び(4) を同期回復した
データのところ(最初にメモリに蓄えられたデータ)ま
で繰り返す(ステップC4)。 【0061】(6) 同期回復したデータのところ(最初に
メモリに蓄えられたデータ)から、時間的に後の方に向
かって(時間的に順方向)、マクロブロックアドレス相
対値MBAを検索し、最初のマクロブロックアドレス相
対値MBAが検出されたら復号を始める(ステップC
6、C7)。 【0062】(7) 次のマクロブロックアドレス相対値M
BA又は最終マクロブロックアドレス絶対値EMBAに
きたら、復号されたデータをマクロブロックアドレスM
BA(i)の部分のデータとした画像を得る(ステップ
C8、C9)。 【0063】(8) マクロブロックパラメータiを1デク
リメントし、このパラメータiが負ならばメモリを初期
状態(データが蓄えられていない状態)にして終了し、
負以外ならば、引き続き、時間的に後の方に向かって復
号を行なう(ステップC10)。 【0064】(9) 上記処理(7) 及び(8) をパラメータi
が負になるまで繰り返す(ステップC10)。 【0065】以上のように、上記第1実施例によれば、
自己同期回復機能を持つ1種類の可変長符号を用いて符
号化すると共に、GOBデータの終端に最終マクロブロ
ックアドレス絶対値EMBAを付加するようにしたの
で、誤りが生じて可変長符号の同期を喪失しても、復号
を続けていくと同期を回復し、可変長符号の同期回復し
た時点から、次に検出されたGOB開始符号GBSC又
はフレーム開始符号PSCまでのデータを復号すること
ができ、従来例では捨ててしまっていたデータの一部分
を復号で得ることができる。 【0066】図12に、1つのGOB(GOB開始符号
GBSC又はフレーム開始符号PSCから次のGOB開
始符号GBSC又はフレーム開始符号PSCまでの間)
の中で、従来例で誤りにより捨ててしまう部分(マクロ
ブロック)と、第1実施例で復号できる部分(マクロブ
ロック)との関係を図示する。このようにデータが破棄
され、前フレームのデータが用いられるマクロブロック
が従来より大幅に減少する。 【0067】特に動き補償フレーム間予測を行なってい
る場合には、後に続くフレームへの誤差の伝搬を少しで
も防ぐためには、できるだけデータを捨てないことが望
ましく、第1実施例では、捨ててしまうデータを減らす
ことができるため、より誤りの少ない良好な復号画像を
得ることができる。 【0068】(B)第2実施例 次に、本発明による動画像符号化方法及び動画像復号方
法の第2実施例を図面を参照しながら詳述する。 【0069】この第2実施例の動画像符号化方式におい
ても、その符号器及び復号器の概略構成は、上述した図
2に示す通りであり、動画像の原データであるビデオ信
号(例えば世界共通の中間フォーマット(CIF・QC
IF))をGOB、マクロブロック、8×8画素のブロ
ックに階層的に分割して符号化し、その符号化信号を復
号するものである。 【0070】しかし、この第2実施例においては、自己
同期回復機能を持つ単一の可変長符号を用いること、符
号化シンタックスでマクロブロックアドレス相対値MB
Aを挿入せずに全てのマクロブロックについてそのマク
ロブロックが符号化されたか否かを表す符号化マクロブ
ロックフラグCODを挿入すること、復号側でのビデオ
多重化復号器の動作等が、従来例と相違している。以
下、相違点を中心にして第2実施例を説明する。 【0071】図13は、第2実施例に係る符号器(図2
参照)によってこのようにして符号化された符号化ビッ
ト列と符号化シンタックスを示すものであり、図14
は、第2実施例に係る符号器による多重化処理系統図を
示している。さらに、図15は、この第2実施例に係る
可変長符号の単一の可変長符号化テーブルを示すもので
ある。 【0072】この第2実施例に係る符号器(図2参照)
による符号化も、大きく見た場合には、従来及び第1実
施例と同様である。しかし、ビデオ信号多重化符号器
(図2参照;符号202)の処理が異なっている。 【0073】図13及び図14において、フレーム層の
観点からの符号化は、従来及び第1実施例と同様であ
る。GOB層及びブロック層の観点からの符号化は、従
来と同様である。そこで、これら階層段階での符号化の
説明は省略する。 【0074】この第2実施例において、マクロブロック
層での符号化は、第1実施例とは異なって、マクロブロ
ックに情報がない場合には行なわれ、符号化マクロブロ
ックフラグCOD(例えば情報なしを表す1)だけが挿
入される。マクロブロックに情報がある場合には、情報
があることを表す符号化マクロブロックフラグCOD
と、マクロブロックタイプ情報MTYPEとが付加され
た後、第1実施例と同様に、そのマクロブロックのタイ
プに応じて各種データが符号化される。なお、この第2
実施例においても、第1実施例と同様な理由により、1
つのGOBのマクロブロックは全て同じ量子化特性で量
子化することにしており、そのため、従来例で述べたマ
クロブロック量子化特性MQUANTはデータ系列から
削除している。 【0075】この第2実施例も、上述した図3に示す動
画像データの階層的分割を前提としており、従って、1
個のGOBについては、マクロブロックの情報があろう
となかろうと、33個の符号化マクロブロックフラグ
ODが挿入されることとなる。従って、符号化マクロブ
ロックフラグCODをカウントすることにより、マクロ
ブロックのアドレス絶対値を復号器において得ることが
できるので、第2実施例においては、マクロブロックア
ドレス相対値MBAや最終マクロブロックアドレス絶対
値EMBAの符号は出力するデータ系列に挿入しないよ
うにしている。 【0076】この第2実施例においては、図14に示す
ように、符号化マクロブロックフラグCOD、マクロブ
ロックタイプ情報MTYPE、動きベクトル情報MV
D、有意ブロックパターンCBP及び変換係数TCOE
FF等が可変長符号であるが、自己同期回復機能を持つ
図15に示す単一の可変長符号化テーブルを用いて可変
長符号化するようになされている。 【0077】以上のようにして符号化されたデータ系列
が入力される復号器の全体構成は、従来と同様に図2
(b)に示す構成を有し、大きく見た場合の復号処理は
従来と同様である。また、そのビデオ信号多重化復号器
の動作、特に、誤り発生時の処理を大きく見た場合に
は、第1実施例の説明で用いた図10のフローチャート
に示す通りである。 【0078】しかし、検出した次のGOB開始符号GB
SC又はフレーム開始符号PSCから、可変長符号の同
期回復した時点までのメモリに蓄えられたデータを復号
する処理(図10、ステップA7参照)が第1実施例と
は異なっており、以下では、第2実施例におけるかかる
処理を図16のフローチャートを参照しながら詳述す
る。なお、以下の説明において、MBA(i)は、復号
されたマクロブロックアドレス(絶対値)を示してい
る。 【0079】(1) マクロブロックパラメータiを0と
し、復号されたマクロブロックアドレスMBA(i)=
MBA(0)=33とする(ステップD1)。この場合
の復号されたマクロブロックアドレスMBA(0)は、
検出されたGOB開始符号GBSC又はフレーム開始符
号PSCの直前のマクロブロックについてのものであ
る。また、数値33は、上述したように、1GOB当り
のマクロブロック数である(図3参照)。 【0080】(2) メモリに蓄えられたデータの最新デー
タから時間的に前の方に向かって(時間的に逆方向)、
フラグ値に関係なく、符号化マクロブロックフラグCO
Dを検索する(ステップD2)。 【0081】(3) 符号化マクロブロックフラグCODが
検出されたら、復号されたマクロブロックアドレスMB
A(i)を1デクリメントする(ステップD3)。すな
わち、MBA(i+1)=MBA(i)−1とする。な
お、符号化マクロブロックフラグCODが全く検出され
なければ終了する(ステップD5)。 【0082】(4) マクロブロックパラメータiを1イン
クリメントして、引き続き、メモリに蓄えられたデータ
の時間的に前の方に向かって符号化マクロブロックフラ
グCODを検索する(ステップD3)。 【0083】(5) 処理(3) 及び(4) を同期回復したデー
タのところ(最初にメモリに蓄えられたデータ)まで繰
り返す(ステップD4)。 【0084】(6) 同期回復したデータのところ(最初に
メモリに書かれたデータ)から、時間的に後ろの方に向
かって(時間的に順方向)、符号化マクロブロックフラ
グCODを検索し、最初の符号化マクロブロックフラグ
CODが検出されたら、マクロブロックパラメータiを
1デクリメントして復号を始める(ステップD6、D
7)。 【0085】(7) 次の符号化マクロブロックフラグCO
D又はメモリの最新のデータにきたら、復号されたデー
タをマクロブロックアドレスMBA(i)の部分のデー
タとした画像を得る(ステップD8、D9)。 【0086】(8) マクロブロックパラメータiを1デク
リメントとし、その値iが負ならばメモリを初期状態
(データが蓄えられていない状態)にして終了し、負以
外ならば、引き続き、時間的に後ろの方に向かって復号
を行なう(ステップD9、D10)。 【0087】(9) 処理(7) 及び(8) をマクロブロックパ
ラメータiが負になって終了するまで繰り返す(ステッ
プD10)。 【0088】以上のように、第2実施例においては、符
号化マクロブロックフラグCODを用いて、マクロブロ
ックアドレス(絶対値)を得て、可変長符号の同期回復
した時点以降のメモリに蓄えられたデータを復号する。 【0089】以上のように、第2実施例によれば、自己
同期回復機能を持つ1種類の可変長符号を用いて符号化
し、符号化マクロブロックフラグCODを用いることに
より、第1実施例と同様に、誤りが生じて可変長符号の
同期を喪失しても、復号を続けていくと同期が回復し、
可変長符号の同期回復した時点から、次に検出されたG
OB開始符号GBSC又はフレーム開始符号PSCまで
のデータを復号することができ、従来例では捨ててしま
っていたデータの一部分を得ることができる。 【0090】その結果、動き補償フレーム間予測を行な
っていても、後に続くフレームへの誤差の伝搬を最小限
に止どめることができ、より誤りの少ない良好な復号動
画像を得ることができる。 【0091】(C)第3実施例 次に、本発明による動画像符号化方法及び動画像復号方
法の第3実施例を図面を参照しながら詳述する。 【0092】この第3実施例の動画像符号化方式におい
ても、その符号器及び復号器の概略構成は、上述した図
2に示す通りであり、動画像の原データであるビデオ信
号(例えば世界共通の中間フォーマット(CIF・QC
IF))をGOB、マクロブロック、8×8画素のブロ
ックに階層的に分割して符号化し、その符号化信号を復
号するものである。 【0093】しかし、この第3実施例においては、自己
同期回復機能を持つ可変長符号を複数のデータ種類で重
複して用いること、符号化シンタックスでマクロブロッ
クアドレス相対値MBAを用いないでマクロブロックデ
ータの終端にマクロブロック終了符号EOMBを挿入す
ること、復号側でのビデオ多重化復号器の動作等が、従
来例と相違している。以下、相違点を中心にして第3実
施例を説明する。 【0094】図17は、第3実施例に係る符号器(図2
参照)によってこのようにして符号化された符号化ビッ
ト列と符号化シンタックスを示すものであり、図18
は、第3実施例に係る符号器による多重化処理系統図を
示している。さらに、図19は、この第3実施例に係る
可変長符号の可変長符号化テーブルの構成を示すもので
ある。 【0095】この第3実施例に係る符号器(図2参照)
による符号化も、大きく見た場合には、従来、第1実施
例及び第2実施例と同様である。しかし、ビデオ信号多
重化符号器(図2参照;符号202)の処理が異なって
いる。 【0096】図17及び図18において、フレーム層の
観点からの符号化は、従来、第1実施例及び第2実施例
と同様である。GOB層の観点からの符号化は、従来及
び第2実施例と同様である。これら階層段階での符号化
の説明は省略する。 【0097】この第3実施例において、マクロブロック
層での符号化は、マクロブロックに情報がない場合にも
行なわれ、マクロブロック終了符号EOMBだけが挿入
される。マクロブロック終了符号EOMBは、固定長符
号(例えば3ビット)であるが、図19に示すように、
自己同期回復機能を持つ可変長符号の1個の符号語が割
り当てられており、この符号語は他のデータ種類要素で
は用いられないものとなっている。マクロブロックに情
報がある場合には、マクロブロックタイプ情報MTYP
Eが付加された後、第1、第2実施例と同様に、そのマ
クロブロックのタイプに応じて各種データが符号化さ
れ、その後、マクロブロック終了符号EOMBが付加さ
れる。なお、この第3実施例においても、第1、第2実
施例と同様な理由により、1つのGOBのマクロブロッ
クは全て同じ量子化特性で量子化することにしており、
そのため、従来例で述べたマクロブロック量子化特性M
QUANTはデータ系列から削除している。 【0098】この第3実施例も、図3に示す動画像デー
タの階層的分割を前提としており、従って、1個のGO
Bについては、マクロブロックの情報があろうとなかろ
うと、33個のマクロブロック終了符号EOMBが挿入
されることとなる。従って、マクロブロック終了符号E
OMBをカウントすることにより、マクロブロックのア
ドレス絶対値を復号器において得ることができるので、
第3実施例においては、マクロブロックアドレス相対値
MBAや最終マクロブロックアドレス絶対値EMBAの
符号は出力符号系列に挿入しないようにしている。 【0099】図17及び図18において、この第3実施
例のブロック層の観点からの符号化は、大きくは、ブロ
ック単位の変換係数の符号化を繰り返した後、ブロック
終了符号EOBを付加することで行なう。しかしなが
ら、変換係数TCOEFFの符号化の詳細は第1、第2
実施例と若干異なっている。 【0100】変換係数TCOEFFは、図19の可変長
符号化テーブルに従って可変長符号化されるが、可変長
符号化テーブルに存在しない変換係数の0ランとレベル
の組合せが現れたときには、エスケープコードESCを
挿入した後、0ランとレベルを固定長符号化したものを
続けて挿入する。また、原信号を直交変換した変換係数
を符号化するINTRAモードの場合、その変換係数T
COEFFにおける直流成分は一般的に固定長で符号化
されるが、固定長の部分が途中にあると、可変長符号語
の切り出しができなくなる。そこで、INTRAモード
の変換係数TCOEFFの直流成分の前にエスケープコ
ード(以下、直流成分エスケープコードと呼ぶ)ESC
DCを付加する。 【0101】ブロック終了符号EOB、エスケープコー
ドESC及び直流成分エスケープコードESCDCはそ
れぞれ、固定長符号化されるが、図19に示す自己同期
回復機能を持つ可変長符号の1個の符号語が割り当てら
れ、エスケープコードESC及び直流成分エスケープコ
ードESCDCの符号語は他のデータ種類では用いられ
ないものとなっている。 【0102】この第3実施例においては、図18に示す
ように、マクロブロックタイプ情報MTYPE、動きベ
クトル情報MVD、有意ブロックパターンCBP及び変
換係数TCOEFFが可変長符号であるが、自己同期回
復機能を持つ図19に示す可変長符号によって符号化さ
れる。この図19に示すように、マクロブロックタイプ
情報MTYPE、動きベクトル情報MVD、有意ブロッ
クパターンCBP及び変換係数TCOEFFについて、
自己同期回復機能を持つ同じ可変長符号が用いられてい
る。同一の可変長符号を異なるデータ種類で重ねて用い
るようにしているのは、復号の際に、データ種類が異な
っても自己同期回復機能が有効に働くと共に、可変長符
号の最長符号語をできるだけ短くするためになされてい
る。 【0103】以上のようにして符号化されたデータ系列
が入力される復号器の全体構成は、従来と同様に図2
(b)に示す構成を有し、大きく見た場合の復号処理は
従来と同様である。また、そのビデオ信号多重化復号器
の動作、特に、誤り発生時の処理を大きく見た場合に
は、第1、第2実施例の説明で用いた図10のフローチ
ャートに示す通りである。なお、ステップA1における
ヘッダ情報の分離、可変長符号の復号処理で、エスケー
プコードESC及び直流成分エスケープコードESCD
Cを適宜用いる点は第1、第2実施例と異なっている。 【0104】また、ステップA7における、検出した次
のGOB開始符号GBSC又はフレーム開始符号PSC
から、可変長符号の同期回復した時点までのメモリに蓄
えられたデータを復号する処理は、第1、第2実施例と
は大きく異なっており、以下では、第3実施例における
かかる処理を図20のフローチャートを参照しながら詳
述する。なお、以下の説明においても、MBA(i)
は、復号されたマクロブロックアドレス(絶対値)を示
している。 【0105】(1) マクロブロックパラメータiを0と
し、復号されたマクロブロックアドレスMBA(i)=
MBA(0)=34とする(ステップE1)。この場合
の復号されたマクロブロックアドレスMBA(0)は、
検出されたGOB開始符号GBSC又はフレーム開始符
号PSCの直前のマクロブロックについてのものであ
る。また、数値34は、上述したように、1GOB当り
のマクロブロック数(33)より1だけ多い値である
(図3参照)。 【0106】(2) メモリに蓄えられたデータの最新デー
タから時間的に前の方に向かって(時間的に逆方向)、
マクロブロック終了符号EOMBを検索する(ステップ
E2)。 【0107】(3) マクロブロック終了符号EOMBが検
出されたら、復号されたマクロブロックアドレスMBA
(i)を1デクリメントし、すなわち、MBA(i+
1)=MBA(i)−1とし、そこからメモリに蓄えら
れた可変長符号語の時間的後ろの方に向かって、マクロ
ブロック1つ分の復号を始める(ステップE3、E
4)。なお、検出されたGOB開始符号GBSC又はフ
レーム開始符号PSCの直前のマクロブロック終了符号
EOMBの検出時には復号を省略する。復号に成功した
ら、マクロブロックアドレス値MBA(i)をマクロブ
ロックアドレスとした画像を得る(ステップE5、E
6)。再び誤りにより復号に失敗したら終了する。ま
た、メモリに蓄えられた可変長符号語の中でマクロブロ
ック終了符号EOMBが全く検出されなければ、何もせ
ずに終了する(ステップE8)。終了をするときは、メ
モリを初期状態(データが蓄えられていない状態)にす
る。 【0108】(4) マクロブロックパラメータiを1イン
クリメントして、引き続き、メモリに蓄えられたデータ
の時間的に前の方に向かってマクロブロック終了符号E
OMBを検索する(ステップE7)。 【0109】(5) 処理(3) 及び(4) を、同期回復して最
初にメモリに蓄えられた可変長符号語まで繰り返す(ス
テップE8)。 【0110】図21は、図20のフローチャートに示す
処理を補間する説明図である。誤りが生じた時点以降、
自己同期回復するまでは可変長符号語(可変長符号系列
に従う固定長符号語を含む)を切り出せないが、それ以
降は、可変長符号語や固定長符号語を切り出してメモリ
に格納する。 【0111】この例の場合、メモリに格納されたデータ
からGOB開始符号GBSCが検出され、ここから時間
を前に遡って、マクロブロック終了符号EOMBの検出
が行なわれる。最初のマクロブロック終了符号EOMB
を検出したときのマクロブロックアドレスMBA(i)
は34であるが、その時間的後ろにはデータがないの
で、復号されずに、さらに時間を前に遡って、マクロブ
ロック終了符号EOMBの検出が行なわれる。次に、マ
クロブロック終了符号EOMBを検出すると、マクロブ
ロックアドレスMBA(i)を33とし、それ以降に存
在するデータを復号する。さらに時間を前に遡って、マ
クロブロック終了符号EOMBの検出が行なわれる。こ
のときには、マクロブロックアドレスMBA(i)を3
2とするが、それ以降にデータが存在しないので、さら
に時間を前に遡って、マクロブロック終了符号EOMB
の検出を行なう。このときには、マクロブロックアドレ
スMBA(i)を31とし、それ以降に存在するデータ
を復号し、さらに時間を前に遡って、マクロブロック終
了符号EOMBの検出を行なう。このときには、自己同
期回復した最初のデータに達したので、検出を終了す
る。 【0112】以上のように、第3実施例においては、マ
クロブロック終了符号EOMBを用いて、マクロブロッ
クアドレス(絶対値)を得て、可変長符号の同期回復し
た時点以降のメモリに蓄えられたデータを復号する。 【0113】上記第3実施例によれば、自己同期回復機
能を持つ1種類の可変長符号を用いて符号化し、さらに
マクロブロックデータの終端にマクロブロック終了符号
EOMB、INTRAモードの直流成分の前に直流成分
エスケープコードESCDCを付加することにより、誤
りが生じて可変長符号の同期を喪失しても、復号を続け
ていくと同期を回復し、可変長符号の同期回復すること
ができ、誤りが生じてから、次に検出されたGOB開始
符号GBSC又はフレーム開始符号PSCまでのデータ
の一部分を復号することができ、従来例では捨ててしま
っていたデータの一部分を得ることができる。 【0114】その結果、動き補償フレーム間予測を行な
っていても、後に続くフレームへの誤差の伝搬を最小限
に止どめることができ、より誤りの少ない良好な復号動
画像を得ることができる。 【0115】(D)第4実施例 次に、本発明による動画像符号化方法及び動画像復号方
法の第4実施例を図面を参照しながら詳述する。 【0116】この第4実施例の動画像符号化方式におい
ても、その符号器及び復号器の概略構成は、上述した図
2に示す通りであり、動画像の原データであるビデオ信
号(例えば世界共通の中間フォーマット(CIF・QC
IF))をGOB、マクロブロック、8×8画素のブロ
ックに階層的に分割して符号化し、その符号化信号を復
号するものである。 【0117】しかし、この第4実施例においては、自己
同期回復機能を持つ可変長符号を複数のデータ要素で重
複して用いること、符号化シンタックスでマクロブロッ
クアドレス相対値MBAを用いないで符号化マクロブロ
ックフラグCOD(第2実施例と同様)を挿入するこ
と、1つのGOBの中のマクロブロックのヘッダをまと
めてGOBヘッダ情報の直後に挿入すること、まとめる
マクロブロックヘッダ情報はマクロブロックデータを伝
送する順序とは逆の順序で並べて挿入すること、復号側
でのビデオ多重化復号器の動作等が、従来例と相違して
いる。以下、相違点を中心にして第4実施例を説明す
る。 【0118】なお、マクロブロックデータを伝送する順
序が、従来例や上記各実施例と同様に、マクロブロック
アドレスの小さい方から大きい方に向かう順序であるな
らば、マクロブロックヘッダ情報は、マクロブロックア
ドレスの大きい方から小さい方に向かう順序で並べられ
る。また逆に、マクロブロックデータを伝送する順序
が、マクロブロックアドレスの大きい方から小さい方に
向かう順序であるならば、マクロブロックヘッダ情報
は、マクロブロックアドレスの小さい方から大きい順序
で並べられる。以下では、前者であるとして説明を行な
う。 【0119】このように並べるようにしたのは、復号失
敗時点から自己同期回復時点までの使用できないデータ
量に比べて、画像が得られないマクロブロックの数を相
対的に少なくするためである。 【0120】図22は、第4実施例に係る符号器(図2
参照)によって符号化された符号化ビット列と符号化シ
ンタックスを示すものであり、図23は、第4実施例に
係る符号器による多重化処理系統図を示している。さら
に、図24は、この第4実施例に係る可変長符号の可変
長符号化テーブルの構成を示すものである。 【0121】図22及び図23において、フレーム層及
びGOB層の観点からの符号化は、上記各実施例と同様
である。また、ブロック層の観点からの符号化は、上記
第3実施例と同様である。これら階層段階での符号化の
説明は省略する。 【0122】この第4実施例において、マクロブロック
層での符号化は、各マクロブロックのヘッダ情報の符号
化が繰り返されて終了した後、ブロック層の符号化が繰
り返される。ヘッダ情報の符号化は、マクロブロックに
情報がない場合に行なわれ、符号化マクロブロックフ
ラグCODだけが挿入される。符号化マクロブロックフ
ラグCODは、1ビットの固定長符号である。マクロブ
ロックに情報がある場合には、符号化マクロブロックフ
ラグCOD及びマクロブロックタイプ情報MTYPEが
付加された後、第1〜第3実施例と同様に、そのマクロ
ブロックのタイプに応じて各種データ(ヘッダのデータ
種類)が符号化される。 【0123】この第4実施例も、図3に示す動画像デー
タの階層的分割を前提としており、従って、1個のGO
Bについては、マクロブロックの情報があろうとなかろ
うと、33個の符号化マクロブロックフラグCODが挿
入されることとなり、このフラグCODは、上記第2実
施例と同様に復号器側で用いられる。そのため、マクロ
ブロックアドレス相対値MBAや最終マクロブロックア
ドレス絶対値EMBAの符号は削除される。 【0124】全てのマクロブロックヘッダ情報の符号化
が終了すると、マクロブロックデータの符号化に進む
が、このとき、上述したように、マクロブロックヘッダ
情報は、マクロブロックアドレスの大きい方から小さい
方に向かう順序で並べられるので、マクロブロックデー
タは、マクロブロックアドレスの小さい方から大きい方
に向かう順序で符号化される。 【0125】この第4実施例においても、図24の可変
長符号化テーブルに存在しない変換係数TCOEFFの
0ランとレベルの組合せが現れたときには、エスケープ
コードESCを挿入した後、0ランとレベルを固定長符
号化したものを続けて挿入する。また、INTRAモー
ドの変換係数TCOEFFの直流成分の前にエスケープ
コードESCDCを付加する。ブロック終了符号EO
B、エスケープコードESC及び直流成分エスケープコ
ードESCDCはそれぞれ、固定長符号化されるが、図
24に示す自己同期回復機能を持つ可変長符号系列の1
個の符号が割り当てられる。ブロック終了符号EOB、
エスケープコードESC及び直流成分エスケープコード
ESCDCの符号は他のデータ要素では用いられないも
のとなっている。図24に示すように、直流成分エスケ
ープコードESCDCとブロック終了符号EOBは同じ
可変長符号語を用いているが、ブロック終了符号EOB
は2つ続けて現れることがないので、可変長符号の復号
中にその符号「10」が2つ続けて現れたならば、前の
「10」は、ブロック終了符号EOBを表し、後ろの
「10」は直流成分エスケープコードESCDCを表す
ことが分かる。従って、直流成分エスケープコードES
CDCとブロック終了符号EOBは同じ可変長符号語を
用いても、不都合なく復号できる。 【0126】この第4実施例においても、図23に示す
ように、マクロブロックタイプ情報MTYPE、動きベ
クトル情報MVD、有意ブロックパターンCBP及び変
換係数TCOEFFは可変長符号であるが、自己同期回
復機能を持つ図24に示す可変長符号に符号化される。
この図24に示すように、マクロブロックタイプ情報M
TYPE、動きベクトル情報MVD、有意ブロックパタ
ーンCBP及び変換係数TCOEFFについて、自己同
期回復機能を持つ同じ可変長符号が用いられている。同
一の可変長符号を異なるデータ種類で重ねて用いるよう
にしているのは、復号の際に、データ種類が異なっても
自己同期回復機能が有効に働くと共に、可変長符号の最
長符号語をできるだけ短くするためになされている。 【0127】以上のようにして符号化されたデータ系列
が入力される復号器の全体構成は、図2(b)に示す構
成を有し、大きく見た場合の復号処理は第3実施例と同
様である。また、ビデオ信号多重化復号器の詳細処理も
第3実施例と同様である。 【0128】しかし、この第4実施例においては、マク
ロブロックヘッダ情報がまとめて送られてくるので、こ
のマクロブロックヘッダ情報をメモリに蓄えておく必要
がある。誤りが生じているか否かは、第3実施例と同
様、ビデオ信号多重化復号器における可変長符号の復号
において判断することができる。可変長符号に誤りが存
在する場合には、可変長符号の境界を見失い、同期を喪
失してしまう。誤りの生じる場所により次の2通りの場
合分けを行なうことができる。 【0129】(i) まとめて伝送されたマクロブロックヘ
ッダの部分に誤りが生じた場合この場合もまた、1ビッ
トずつ系列をずらしながら、可変長符号語を検索し、可
変長符号語を検出した後、可変長符号の復号を続けて行
なう。予めメモリを用意しておき、最初に可変長符号語
を検出した時点から、次のGOB開始符号GBSC又は
フレーム開始符号PSCまでの可変長符号語をメモリに
蓄えておく。まとめられたマクロブロックヘッダ情報
は、マクロブロックデータと逆順に送られているので、
バッファメモリに蓄えられている可変長符号語は、マク
ロブロックヘッダ情報では伝送されたはじめの部分に対
応する。マクロブロックヘッダ情報の部分が誤っても、
誤る前までのマクロブロックヘッダ情報に対応する部分
は、バッファメモリに蓄えられた可変長符号語を復号す
ることにより、画像データを復元することができる。 【0130】(ii)まとめて伝送されたマクロブロックヘ
ッダの部分以外(すなわち、ブロックデータ(TCOE
FF、EOB)の部分)に誤りが生じた場合この場合
は、第3実施例と同様、1ビットずつ系列をずらしなが
ら、可変長符号語を検索し、可変長符号語を検出した
後、可変長符号の復号を続けて行なう。予めメモリを用
意しておき、最初に可変長符語を検出した時点から、次
のGOB開始符号GBSC又はフレーム開始符号PSC
までの可変長符号語をメモリに蓄えておく。マクロブロ
ックアドレスやINTER/INTRAモードや有意ブ
ロックパターン等のマクロブロックヘッダ情報は、すで
に受けとって復号済みなので、それらの情報に従ってメ
モリに蓄えられた可変長符号語を復号していく。 【0131】以下、検出した次のGOB開始符号GBS
C又はフレーム開始符号PSCから、可変長符号の同期
回復した時点までのメモリに蓄えられたデータを復号す
る処理(図10ステップA7参照)を、図25のフロー
チャートを参照しながら詳述する。但し、まとめて送ら
れてきたマクロブロックヘッダ情報は、復号してメモリ
に蓄えられていて、マクロブロックアドレスMBAの符
号化マクロブロックフラグCOD、マクロブロックタイ
プ情報MTYPE、有意ブロックパターンCBP、動き
ベクトル情報MVDはそれぞれ、COD(MBA)、M
TYPE(MBA)、CBP(MBA)、MVD(MB
A)で参照できるものとする。 【0132】(1) マクロブロックアドレスMBAを33
とする。すなわち、初期状態として、最終マクロブロッ
クアドレスを指示するものとする(ステップF1)。 【0133】(2) メモリに蓄えられたデータの最新のデ
ータから時間的に前の方に向かって(時間的に逆方
向)、ブロック終了符号EOBを検索する(ステップF
2)。 【0134】(3) ブロック終了符号EOBが検出された
ら符号化マクロブロックフラグCOD(MBA)を参照
する(ステップF3)。 【0135】(4) 符号化マクロブロックフラグCOD
(MBA)がそのマクロブロックに情報がないことを表
しているならば(「1」とする)、マクロブロックアド
レスMBAを1デクリメントする(ステップF4、F
5)。なお、参照できない場合にも、この場合と同様に
取り扱う。符号化マクロブロックフラグCOD(MB
A)がそのマクロブロックに情報があることを表すよう
になるまで(「0」とする)、マクロブロックアドレス
MBAの1デクリメント動作を繰り返す(ステップF
6)。この繰り返し動作によって、マクロブロックアド
レスMBAが0以下になったらメモリを初期状態にして
終了する(ステップF6)。 【0136】(5) 符号化マクロブロックフラグCOD
(MBA)がそのマクロブロックに情報があることを表
すようになったならば、メモリの検出されたブロック終
了符号EOBの後から、時間的後ろの方に向かって、ブ
ロック1つ分の復号を始める(ステップF7)。この復
号時には、当然に、マクロブロックタイプ情報MTYP
E(MBA)や動きベクトル情報MVD(MBA)が参
照される。復号に成功したら有意ブロックパターンCB
P(MBA)を参照して、復号されたデータを対応する
ブロックのデータとした画像を得る(ステップF9)。
このとき有意ブロックパターンCBP(MBA)で表さ
れた全ての有意ブロックの復号が完了していたら、マク
ロブロックアドレスMBAを1デクリメントして、上記
処理(4) に行く(ステップF10、F5)。復号に失敗
したらメモリを初期状態にして終了する(F8)。 【0137】(6) 上述した処理(2) 〜処理(5) を、それ
らの処理の中で終了されるまで繰り返す(ステップF1
0)。 【0138】図26は、図25のフローチャートに示す
処理を補間する説明図である。誤りが生じた時点以降、
自己同期回復するまでは可変長符号語(可変長符号に従
う固定長符号語を含む)を切り出せないが、それ以降
は、可変長符号語や固定長符号語を切り出してメモリに
格納する。 【0139】この例の場合、メモリに格納されたデータ
から、GOB開始符号GBSCが検出され、ここから時
間を前に遡って、ブロック終了符号EOの検出が行な
われる。ブロック終了符号EOを検出すると、このブ
ロック終了符号EOに係るブロックの次のブロックが
どのマクロブロック(アドレスMBA)に属しているも
のであるかを符号化マクロブロックフラグCOD(MB
A)に基づいて捕らえてマクロブロックタイプ情報MT
YPE(MBA)や動きベクトル情報MVD(MBA)
を参照して復号し、復号に成功したら有意ブロックパタ
ーンCBP(MBA)を参照して、復号されたデータを
対応するブロックのデータとした画像を得る。図26の
場合、どのマクロブロック内のブロックかは明らかでな
いが自己同期回復後のデータから2個のブロックについ
ての画像が得られる。 【0140】以上のように、第4実施例においては、符
号化マクロブロックフラグCODを用いて、マクロブロ
ックアドレス(絶対値)を得て、可変長符号の同期回復
した時点以降のメモリに蓄えられたデータを復号する。 【0141】上記第4実施例によれば、自己同期回復機
能を持つ1種類の可変長符号を用いて符号化し、マクロ
ブロックアドレス情報MBAの代わりに符号化マクロブ
ロックフラグCODを用いて1つのGOBの中のマクロ
ブロックヘッダ情報をまとめてGOBヘッダ情報の直後
に挿入し、さらにINTRAモードの直流成分の前にE
SCDCを付加することにより、第3実施例と同様、誤
りが生じて可変長符号の同期を喪失しても、復号を続け
ていくと同期を回復し、誤りが生じてから、次に検出さ
れたGOB開始符号GBSC又はフレーム開始符号PS
Cまでのデータの一部分を復号することができ、従来例
では捨ててしまっていたデータの一部分を得ることがで
きる。 【0142】従って、第4実施例においても、ビデオ信
号が動き補償フレーム間予測を行なっている場合には、
後に続くフレームへの誤差の伝搬を防止できてより誤り
の少ない良好な復号画像を得ることができる。 【0143】(E)他の実施例 第1実施例及び第2実施例において、その可変長符号化
テーブルとして、第3実施例及び第4実施例のような各
可変長符号語が複数のデータ種類に重ねて用いられてい
るものを適用しても良い。また逆に、第3実施例及び第
4実施例において、その可変長符号化テーブルとして、
第1実施例及び第2実施例のような各可変長符号語がそ
れぞれ、いずれかのデータ種類に対応しているものを適
用しても良い。 【0144】第4実施例の場合、マクロブロックヘッダ
情報の部分は、可変長符号の自己同期回復機能を利用し
ないので、変換係数TCOEFFの可変長符号語にマク
ロブロックタイプ情報MTYPE、有意ブロックパター
ンCBP、動きベクトル情報MVDの情報を割り当てる
ことをせずに、従来例と同様、それぞれの情報に応じ
て、平均符号長が小さくなるような異なる可変長符号を
用いることもできる 【0145】また、第4実施例の場合、上記説明では、
マクロブロック量子化情報MQUANTをデータ系列か
ら削除していたが、マクロブロックヘッダ情報を先に復
号することができるので、第1実施例で述べたようなマ
クロブロック量子化情報MQUANTを挿入することに
よる問題は生じない。従って、第4実施例の場合、マク
ロブロック毎の量子化ステップサイズの制御を行なうよ
うにしても良い。 【0146】なお、可変長符号されるデータ要素は上記
各実施例のものに限定されるものではない。例えば、マ
クロブロックタイプ情報MTYPE、有意ブロックパタ
ーンCBP、動きベクトル情報MVD等の1以上のデー
タ種類に固定長符号を割当てても良い。 【0147】さらに、上記各実施例は、図3に示す1フ
レームの分割方法を前提としたものであったが、1フレ
ームの分割はこれに限定されるものではない。 【0148】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数種
類のデータに対し、自己同期回復機能を持つ可変長符号
を用いて符号化し、それを復号側で復号するようにした
ので、復号時に誤りが生じて可変長符号の同期を喪失し
ても、復号を続けていくと同期を回復し、可変長符号の
同期回復した時点以降のデータを復号することができ、
従来例では捨ててしまっていたデータの一部分を復号で
得ることができ、復号画像の画質を向上できる。

【図面の簡単な説明】 【図1】第1実施例の符号化ビット列及び符号化シンタ
ックスを示す説明図である。 【図2】符号器及び復号器を示すブロック図である。 【図3】動画像データの階層的分割及び変換係数の伝送
順序の説明図である。 【図4】従来の符号化ビット列及び符号化シンタックス
を示す説明図である。 【図5】従来の可変長符号化テーブルを示す説明図であ
る。 【図6】従来の多重化処理系統図(符号処理)を示す説
明図である。 【図7】従来の復号器の処理を示すフローチャートであ
る。 【図8】第1実施例の多重化処理系統図(符号処理)を
示す説明図である。 【図9】第1実施例の可変長符号化テーブルを示す説明
図である。 【図10】第1実施例の復号器の処理を示すフローチャ
ートである。 【図11】第1実施例の同期回復したデータの復号処理
を示すフローチャートである。 【図12】第1実施例と従来との復号可能なマクロブ
ロックの相違を示す図である。 【図13】第2実施例の符号化ビット列及び符号化シン
タックスを示す説明図である。 【図14】第2実施例の多重化処理系統図(符号処理)
を示す説明図である。 【図15】第2実施例の可変長符号化テーブルを示す説
明図である。 【図16】第2実施例の同期回復したデータの復号処理
を示すフローチャートである。 【図17】第3実施例の符号化ビット列及び符号化シン
タックスを示す説明図である。 【図18】第3実施例の多重化処理系統図(符号処理)
を示す説明図である。 【図19】第3実施例の可変長符号化テーブルを示す説
明図である。 【図20】第3実施例の同期回復したデータの復号処理
を示すフローチャートである。 【図21】第3実施例の復号の様子を示す説明図であ
る。 【図22】第4実施例の符号化ビット列及び符号化シン
タックスを示す説明図である。 【図23】第4実施例の多重化処理系統図(符号処理)
を示す説明図である。 【図24】第4実施例の可変長符号化テーブルを示す説
明図である。 【図25】第4実施例の同期回復したデータの復号処理
を示すフローチャートである。 【図26】第4実施例の復号の様子を示す説明図であ
る。 【符号の説明】 201…情報源符号器、202…ビデオ信号多重化符号
器、203…送信バッファ、204…伝送路符号器、2
05…符号化制御部、206…情報源復号器、207…
ビデオ信号多重化復号器、208…受信バッファ、20
9…伝送路復号器。

フロントページの続き (56)参考文献 Thomas J.FEGUSON, Joshua H.RABINOWI TZ,”Self−Synchroni zing Huffman Code s”,IEEE Transactio ns on Information Theoy,IEEE,1984年 7月, Vol.IT−30, No.4,pp. 687−693 滝嶋康弘、和田正裕、村上仁己,「可 変長符号の同期回復」,1989年度画像符 号化シンポジウム(PCSJ89),日 本,1989年10月13日,pp.103−104 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 動画像の所定の処理単位に関する複数種
    類のデータを所定の符号化ルールに従って符号化してシ
    リアルに出力するものであって、上記所定の処理単位は
    階層的に領域分割されており、最下位階層以外の各階層
    について見れば、その階層に特有な種類の符号化データ
    と、直下の階層の各領域の符号化データ群とを含む構造
    を有する出力符号化データを形成する動画像符号化方法
    において、上記符号化対象のデータは、固定長符号化対象の1又は
    複数のデータ種類と、可変長符号化対象の複数のデータ
    種類とに分かれ、 可変長符号化対象の全種類のデータを、自己同期回復機
    能を持つ可変長符号を規定している単一の可変長符号化
    テーブルを適用して符号化し、 領域によって符号化データを形成することもあれば形成
    しないこともある所定の階層に対する、上位階層の領域
    毎に、領域開始符号を出力符号化データに含め、 上記所定の階層の上位階層の符号化データの最後尾側に
    は、符号化データが出力符号化データに含まれた、上記
    所定の階層の最終の領域の絶対番号を可変長符号化した
    データを挿入し、かつ、上記所定の階層の符号化データ
    が出力符号化データに含まれた領域に関しては、その領
    域の番号と直前に符号化データが出力符号化データに含
    まれた領域の番号との差分を可変長符号化したデータ
    を、その領域の符号化データに含める ことを特徴とする
    動画像符号化方法。 【請求項2】 上記可変長符号化テーブルが規定してい
    る可変長符号語の中には、異なる種類の複数のデータに
    対応付けられているものが存在することを特徴とする請
    求項1に記載の動画像符号化方法。 【請求項3】 個の可変長符号語に独立してエスケー
    プコードを割り当て、所定種類の固定長符号化データの
    直前にエスケープコードを付与して符号化することを特
    徴とする請求項1又は2に記載の動画像符号化方法。 【請求項4】 請求項1〜のいずれかに記載の動画像
    符号化方法で符号化された、処理単位毎の符号化データ
    系列を復号する動画像復号方法において、入力された 符号化データ系列に誤りが生じた場合に、誤
    りが生じた符号化データ以降の符号語を切り出してメモ
    リに記憶させ、現在対象となっている処理単位の符号化
    データ系列内で同期を回復してから次の処理単位の符
    号化データ系列の直前までの符号化データ系列を復号す
    ることを特徴とする動画像復号方法。 【請求項5】 請求項1に記載の動画像符号化方法で符
    号化された、処理単位毎の符号化データ系列を復号する
    動画像復号方法において、入力された符号化データ系列に誤りが生じた場合に、誤
    りが生じた符号化データ以降の符号語を切り出してメモ
    リに記憶させ、 モリに格納されている次の処理単位の符号化データの
    前にある符号化されている最終の領域の領域番号と、
    号化データが符号化データ系列に含まれている領域の番
    及び符号化データが符号化データ系列に含まれている
    その前の領域の番号間の差分とから、符号化データが符
    号化データ系列に含まれている領域を認識して復号する
    ことを特徴とする動画像復号方法。
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