JP3518700B2 - デイジタル信号復号装置 - Google Patents
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Description
の処理(図3〜図6) (2−2−1)処理の概要(図3) (2−2−2)エラースタートコードを含まないマクロ
ブロツクにて実行されるサブルーチン処理(図4) (2−2−3)エラースタートコードが含まれるマクロ
ブロツクにて実行されるサブルーチン処理(図5及び図
6) (2−3)復号動作例(図7) (3)他の実施例 発明の効果
に関し、例えば動画像信号を光磁気デイスクや磁気テー
プ等の記録媒体に記録再生する記録再生装置や、動画像
信号を伝送路を介して送受するテレビ会議システムの受
信装置に用いて好適なものである。
システム、また放送システム等のように動画像信号を遠
隔地に伝送するシステムにおいては、伝送路を効率良く
利用するため映像信号のライン相関やフレーム間相関を
利用して画像信号を圧縮符号化する方法が用いられてい
る。例えばライン相関を利用すれば、画像信号を直交変
換(例えばDCT(離散コサイン変換))符号化処理に
よつて圧縮することができる。またフレーム間相関を利
用すれば、画像信号をさらに圧縮することができる。
それ程大きな変化を有していない。すなわち両者の差を
演算すると、その差信号は小さな値となる。そこでこの
差信号を符号化し、符号量を圧縮する。しかしながら差
信号のみを伝送したのでは、元の画像を復元することが
できない。そこで各フレームの画像をIピクチヤ、Pピ
クチヤ又はBピクチヤの3種類のいずれかのフレームフ
オーマツトに変換することにより画像信号を圧縮符号化
する方法が採られている。
号化方法では一連のフレーム群が17フレーム(フレー
ムF1〜F17)単位で処理される。この処理単位はグ
ループオブピクチヤと呼ばれる。このグループオブピク
チヤは先頭フレームF1から順にIピクチヤ、Bピクチ
ヤ、Pピクチヤにそれぞれ符号化され、以下、第4番目
以降のフレームF4〜F17はBピクチヤ又はPピクチ
ヤに交互に符号化されるようになされている。
号をそのまま符号化することにより得られるピクチヤで
ある。またPピクチヤは、図8(A)に示すように、基
本的にはそれより時間的に先行するIピクチヤに対する
画像信号の差又は時間的に先行するPピクチヤに対する
画像信号の差を符号化することにより得られるピクチヤ
である。またBピクチヤは、図8(B)に示すように、
基本的には時間的に先行するフレームと後行するフレー
ムとの平均値に対する画像信号の差を符号化することに
より得られるピクチヤである。この符号化方法は両方向
予測符号化と呼ばれている。
に次の3種類の符号化方法が実際には用いられている。
その第1の処理方法は元のフレームF2のデータをその
まま伝送データとして伝送するものである。これはイン
トラ符号化と呼ばれ、Iピクチヤと同様の処理である。
第2の処理方法は、時間的に後のフレームF3からの差
分を演算し、その差分を伝送するものである。これは後
方予測符号化と呼ばれている。また第3の処理方法は、
時間的に先行するフレームF1との差分を伝送するもの
である。これは前方予測符号化と呼ばれる。そして符号
化時にはこれら4つの符号化方法のうち伝送データが最
も少なくなる方法で符号化されたデータをBピクチヤと
して採用している。
ムフオーマツト(Iピクチヤ、Pピクチヤ又はBピクチ
ヤ)の画像信号をさらにブロツクフオーマツトの信号に
変換し、ビツトストリームとして伝送している。このブ
ロツクフオーマツトを図9に示す。この図9に示すよう
に、フレームフオーマツトの画像信号は1ライン当りH
ドツトでなるラインがVライン集められてなる。
位とするN個のスライスに区分される。各スライスはM
個のマクロブロツクでなる。各マクロブロツクは16×
16個の画素(ドツト)に対応する輝度信号により構成
され、この輝度信号は8×8ドツトを単位とするブロツ
クY[1]〜Y[4]に区分される。そしてこの16×
16ドツトの輝度信号には8×8ドツトの色信号Cbと
Crとが対応されている。
にビツトストリームに変換された画像信号を記録媒体や
伝送路を介して受信し復号する。ところで記録媒体等か
ら読み出したビツトストリームに誤り等が含まれている
と、この誤り部分が再生画像等に反映されるおそれがあ
る。そこで従来は、図10に示すように、誤り検出訂正
符号付加回路1A及び誤り検出訂正回路2Aを符号化装
置1と復号化装置2にそれぞれ設けて多少の誤りであれ
ば訂正できるようになされている。
の符号長を長くすればその分だけ高めることができる。
しかしながら符号長は長ければ長い程、伝送データ量の
増大につながるため通常は適当な長さの誤り訂正符号が
用いられている。このためビツトストリームS2に発生
したデータ誤りが大きい場合には、誤り検出訂正回路2
Aにおいて訂正しきれないことがあつた。そしてこの場
合には、ビツトストリームS2に含まれる誤りによつて
復号した再生画像に誤りが反映されるのを避け得ない問
題があつた。
に画像の早送り再生時や早戻し再生時等の特殊再生時に
はこれらに加えて次のような問題があつた。すなわち特
殊再生時には転送単位がマクロブロツクの途中で終わる
ことがある。この場合、復号回路がマクロブロツク内の
終了点を識別できるように、同期コードを含んだエラー
スタートコードDESをビツトストリームS2に挿入する
手法が採られているが、このようなエラースタートコー
ドDESを含むマクロブロツクについて次のような問題が
発生するおそれがあつた。
び逆デイスクリートコサイン変換(IDCT)回路はブ
ロツク単位で動作しており、また動き補償回路はマクロ
ブロツクを単位として動作している。またここでは復号
回路の入力段に位置する可変長復号化回路に完結されて
いないマクロブロツクを含むビツトストリームS2が入
力されるものとして説明する。
ク「1」はブロツク「1−1」〜「1−6」までマクロ
ブロツクのデータが完成されている。これに対して、マ
クロブロツク「2」はブロツク「2−2」が完結せず
に、エラースタートコードDESによつて切られている。
するマクロブロツク「1」については、可変長復号化回
路はマクロブロツク「1」のヘツダの処理終了後、図1
1(C)に示すように、フレーム/フイールドDCTフ
ラグ、量子化スケール、予測モード、動きベクトル、フ
レーム/フイールド予測フラグを後段の回路に渡してい
る。そして図11(D)に示すように各ブロツクの処理
が終わる度に画像データを逆量子化回路に渡している。
ようにビツトストリームが区切れている場合、可変長復
号化回路はビツトストリームの区切れを同期コードを含
んだエラースタートコードDESによつて知ることができ
るが、マクロブロツク「2」が完結されていないためブ
ロツク「2−2」の処理を完了することができない。同
時にマクロブロック「2」の処理を完了することができ
ない。
ツク単位で動作しているためブロツク「2−2」の処理
が完結しないと、その動作が破綻してしまう。また動き
補償回路はマクロブロツクを単位として動作しているた
めこのようにマクロブロツク「2」の処理が完結しない
と、動き補償回路の動作が破綻することにつながる。
結果を1マクロブロツク分記憶しておく記憶回路を用意
しておき、1マクロブロツク分の処理が完全に終了した
場合に後段の回路にデータを流す方法が考えられる。こ
の方法を用いれば完結しないマクロブロツクがあつて
も、このデータを後段に流さないという方法により後段
の回路の動作が破綻しないようにできる。しかしながら
この方法は可変長復号化回路の後ろに1マクロブロツク
分の記憶回路が必要であり、回路規模の増加や処理回路
の増加を避け得なかつた。
で、ビツトストリーム中に含まれる誤りが復号画面に反
映されないようにできるデイジタル信号復号装置を提案
しようとするものである。また完結していないマクロブ
ロツクについても回路を追加することなく復号動作を継
続することができるデイジタル信号復号装置を提案しよ
うとするものである。
め本発明においては、伝送路を介してデイジタル信号
(S3)を入力し、当該デイジタル信号(S3)の復号
信号(S10)と予測デイジタル信号(S11)とを用
いて出力信号(S12)を生成するデイジタル信号復号
装置において、デイジタル信号(S3)を構成する所定
長のデータ群が所定コード(DES)によつて区切られ
完結していない場合、当該完結していないデータ群の復
号信号(S10)に代えて予測デイジタル信号(S1
1)を出力する復号処理手段を設けるようにした。
ータ群が所定コード(DES)によつて区切られ完結し
ていない場合、復号処理手段(16)は完結していない
当該データ群の復号信号(S10)に代えて予測デイジ
タル信号(S11)を出力する。これにより完結しない
データ群を処理するための回路を特別に追加しなくても
当該データ群のデータの影響を受けない出力信号(S1
2)を得ることができる。
する。
置12は誤り検出訂正回路において訂正できなかつた誤
り部分を同期コードを含んだエラースタートコードDES
に置き換えることにより、誤りが出力画像に反映しない
ようにする復号化回路部13を有することを特徴として
いる。この復号化回路部13は誤り検出訂正回路14、
訂正不能フラグ変換回路15及び復号処理回路16の3
つの回路によつて構成されている。これら各回路は次の
ようにそれぞれ構成されている。
路を介して入力されるビツトストリームS2に含まれる
誤りの有無を検出し、誤りが検出された場合には誤り訂
正符号を用いてこれを訂正するようになされている。と
ころでこの実施例で用いる誤り検出訂正回路14はビツ
トストリームDBSと共に訂正不能フラグDEFを出力し、
訂正しきれなかつた誤り部分を後段の回路に知らせるこ
とができるようになされている。
ストリームDBSと訂正不能フラグDEFとを入力し、誤り
検出訂正回路14で訂正しきれなかつた誤り部分をエラ
ースタートコードDESに置き換えるようになされてい
る。具体的にはエラースタートコード発生回路15Aが
訂正不能フラグDEFを入力し誤り検出訂正回路14が訂
正しきれなかつた誤り部分を検出しており、誤り部分が
検出された時点でエラースタートコードDESを発生して
切替回路15Bに出力する。切替回路15Bはこのエラ
ースタートコードDESに基づいてビツトストリームS2
に含まれる誤り部分又はこれを含みかつエラースタート
コードDESと同データ長のデータ部分をエラースタート
コードDESに置き換えている。
DESは「00000000 00000000 00000000 00000001 101101
00」で表される32ビツトのコードでなる。このコード
は現在一般的に用いられている画像信号符号化方式で定
義されているものであり、32ビツトのうち最初の24
ビツトは同期コードの役割を果たしている。また後ろの
8ビツトは同期コードが何を示すかを表す属性コードで
ある。ここで「10110100」はエラーを示す属性コードで
ある。因にこのコードは可変長符号化されたビツトスト
リーム中ではいかなるコードの組合せにおいても現われ
てはならないコードであり、復号処理回路16における
復号動作がいかなる状態であつても見つけることができ
るコードである。
ビツトストリーム中の誤り部分及びこの誤り部分を含む
部分であつてエラースタートコードDESの長さに相当す
る部分をエラースタートコードDESに置き換えている。
これは次の理由による。仮に誤り部分に単純にエラース
タートコードDESを挿入することにすると、挿入後のビ
ツトストリームのデータ量が符号化装置が発生したビツ
トストリームのデータ量に対してエラースタートコード
DES分だけ多くなることによる。一般に復号装置は受信
バツフアの容量を見ながらビツトストリームの発生を制
御するシステムであるため、このようにデータ量が増加
すると受信バツフアが破綻する可能性を避け得ない。
トリームDBSをエラースタートコードDESで置き換える
ことにすると、符号化装置が発生するビツトストリーム
と同じ量のビツトストリームが受信バツフアに格納され
ることになり、受信バツフアの破綻を防ぐことができ
る。また実施例の場合、受信バツフアの手前で訂正不能
フラグDEFをエラースタートコードDESに置き換えてい
るが、これは受信バツフアにビツトストリームDBSとさ
らに訂正不能フラグを入れることによつて受信バツフア
の容量が増加することを防ぐためである。
処理回路16は訂正不能フラグ変換回路15から出力さ
れたビツトストリームS3を受信バツフアを介して入力
し、各種復号動作を実行する。この復号動作は可変長復
号処理、逆量子化処理、逆デイスクリートコサイン変換
処理、動き補償処理等である。この復号処理回路16は
ビツトストリームS3からエラースタートコードDESの
存在を識別したとき、一連の復号動作によつて誤りを含
む画像が出力端から出力しないように動作する。
動作を説明する。復号化装置12はまず初段に設けられ
た誤り検出訂正回路14においてビツトストリームS2
中に存在する符号誤りを訂正する。このとき誤り訂正回
路14は誤り訂正符号によつて訂正しきれなかつた誤り
部分があつた場合、この部分を含む所定長のデータをエ
ラースタートコードDESに置き換えて復号処理回路16
に与える。このとき復号化回路部13はビツトストリー
ムS3を順次所定の復号手順によつて復号するが、エラ
ースタートコードDESが含まれていた場合にはこの部分
の位置を確認して誤りが復号画像に反映しないように各
種の処理を選択する。
りを含むデータ部分をエラースタートコードDESに置き
換え、復号化回路部13で識別できるようにしたことに
より、誤り検出訂正回路14において訂正しきれなかつ
たデータ誤りが復号画像に反映しないような処理を復号
化回路部13で選択できるようにすることができる。こ
れにより従来に比して一段と品質の高い画像を得ること
ができる画像データ復号装置を実現することができる。
回路例について説明する。この復号処理回路16は特殊
再生時(例えば早送り再生時や早戻し再生時)等に完結
しないマクロブロツクが現れてもその部分に予測画像を
代入することにより復号動作を破綻させることなく続行
できるようにするものである。しかもこの際、完結して
いないマクロブロツクには予測画像を代入していること
により未完結のマクロブロツクが他の画像に反映しない
ようにしている。
復号処理回路16は誤り検出訂正回路14及び訂正不能
フラグ変換回路15を介して入力された画像データのビ
ツトストリームS3を受信バツフア17に取り込み一時
記憶する。可変長復号化回路18はこの実施例において
中心的な役割を果たす回路であり、受信バツフア17よ
り読み出したデータ群を可変長復号化することにより量
子化ステツプS4、動きベクトルS5、予測モードS
6、フレーム/フイールド予測フラグS7(以下、予測
フラグS7という)及びフレーム/フイールドDCTフ
ラグS8(以下、DCTフラグS8という)を求める。
情報のうち量子化ステツプS4を逆量子化回路19に与
え、動きベクトルS5、予測モードS6、予測フラグS
7及びDCTフラグS8を動き補償回路部20に与える
ことにより後段の処理回路を制御する。また可変長復号
化回路18は特殊再生時や訂正不能の誤り部分に代入さ
れるエラースタートコードDESの検出時に対応する画像
データが最終出力段から出力されるのをDCT出力デー
タマスクフラグS9(以下、マスクフラグS9という)
を動き補償回路部20に与えるようになされている。
において復号された画像データを同じく可変長復号化回
路18より与えられる量子化ステツプS4に基づいて逆
量子化し、IDCT回路21に出力する。IDCT回路
21は逆量子化回路19から入力したデータ(DCT係
数)を逆DCT処理し、処理結果を動き補償回路部20
の初段を構成するフレーム/フイールドDCTブロツク
並び替え回路22に供給する。このフレーム/フイール
ドDCTブロツク並び替え回路22によつてデータが画
像フオーマツトに応じて並び替えられる。
い、マスクを指示されたマクロブロツクについては逆量
子化回路19、IDCT回路21及びDCTブロツク並
び替え回路22を介して入力される画像データS10の
マスク処理を実行する。ここでマスク処理とは、動き補
償回路24から与えられる予測画像S11に画像データ
S10を加算しない、又は画像データS10をゼロとし
て加算する処理をいう。このマスク処理によりフレーム
/フイールドDCTブロツク並び替え回路22から出力
される画像データがいかなるデータであつても予測画像
だけが演算器23から出力再生画像S12として出力さ
れる。
え回路22を介して供給される画像データS10のフレ
ームフオーマツトに応じた予測画像S11をフレームメ
モリ25から読み出した画像に基づいて生成し、これを
演算器23に与えるようになされている。例えば画像デ
ータS10がIピクチヤである場合、このデータは演算
器23から出力再生画像S12として出力されると共
に、次に入力される画像データ(P又はBピクチヤのデ
ータ)の予測画像データを生成するためフレームメモリ
25の前方予測画像部25Bに記憶される。
ータS10がその1フレーム前の画像データを予測画像
データとするPピクチヤのデータであり、かつそれが前
方予測モードのデータである場合、フレームメモリ25
の前方予測画像部25Bに記憶されている1フレーム前
の画像データ(Iピクチヤのデータ)を読み出す。動き
補償回路24は可変長復号化回路18から与えられる動
きベクトルS5に基づいてフレームメモリ25から読み
出した画像データを動き補償し、予測画像データS11
として出力する。
IDCT回路21から供給される画像データ(差分デー
タ)S10とを加算し、加算出力を出力再生画像S12
として出力する。さてこの加算出力、すなわち復号され
たPピクチヤの画像データは次に入力される画像データ
(Bピクチヤ又はPピクチヤのデータ)の予測画像デー
タ生成のためフレームメモリ25の後方予測画像部25
Aに記憶される。因にPピクチヤの画像データであつて
も画像内予測モードで符号化されたデータの場合にはI
ピクチヤの画像データと同様、演算器23はそのまま出
力する。因にこの画像データは後方予測画像部25Bに
記憶される。
れるべき画像であるためこの時点では後段のフオーマツ
ト変換回路へは出力されない。さて次に入力されるBピ
クチヤが前方予測モードで符号化されたものであつた場
合には、動き補償回路24は予測モードS6に応じて前
方予測画像部25BからIピクチヤの画像データを読み
出し、これを動きベクトルS5で動き補償することによ
り予測画像S11を生成する。これに対してBピクチヤ
が後方予測モードで符号化されたものであつた場合に
は、動き補償回路24は予測モードS6に応じて後方予
測画像部25AからPピクチヤの画像データを読み出
し、これを動きベクトルS5で動き補償することにより
予測画像SVを生成する。
モードで符号化されたものであつた場合、動き補償回路
24は予測モードS6に応じて前方予測画像部25Bお
よび後方予測画像部25AからIピクチヤ及びPピクチ
ヤの画像データを読み出し、これを動きベクトルS5で
動き補償することにより予測画像S11を生成する。こ
のように動き補償された画像データが予測画像S11と
して動き補償回路24から演算器23に出力され、ID
CT回路21の出力に加算されるのである。
加算出力はBピクチヤの画像データであり、他の画像の
予測画像生成のために利用されることはないためフレー
ムメモリ25に記憶されることはない。これらBピクチ
ヤの画像が出力された後、動き補償回路24は後方予測
画像部25Aに記憶されているPピクチヤの画像データ
を読み出し、演算器23に供給する。ただしこのPピク
チヤに対する動き補償はない。
の予測モード切り替え回路とDCTモード切り替え回路
に対応する回路が図示されていないが、これらの回路に
対応する処理、すなわち奇数フイールドと偶数フイール
ドのラインの信号が分離された構成を元の混在する構成
に必要に応じて戻す処理は動き補償回路24が実行する
ようになされている。また以上においては輝度信号の処
理について説明したが、色差信号の処理についても同様
である。ただしこの場合、動きベクトルは輝度信号用の
ものを垂直方向及び水平方向に1/2にしたものが用い
られる。
ブロツクごとの処理 (2−2−1)処理の概要 次に図3〜図6を用いて可変長復号化回路18による処
理を説明する。可変長復号化回路18の復号動作はステ
ツプSP1から開始される。まずステツプSP2におい
て、可変長復号化回路18は順次入力されるビツトスト
リームのマクロブロツクヘツダを処理する。次にステツ
プSP3に移り、ヘツダ部分にエラースタートコードD
ESが存在するか否か判定する。
ラースタートコードが発見された場合)、すぐさまステ
ツプSP4に移つて当該マクロブロツクの処理を終了す
る。これに対して否定結果が得られると(すなわちエラ
ースタートコードが発見されなかつた場合)、ステツプ
SP5に移つてマクロブロツクヘツダの処理が終了して
いるか否か判定し、否定結果が得られる場合にはステツ
プSP2に戻つて一連の処理を繰り返す。
(すなわちマクロブロツクヘツダの処理が終了する
と)、可変長復号化回路18はステツプSP6に移り、
量子化スケールS4とDCTフラグS8とを求めてこれ
を逆量子化回路19及びフレーム/フイールドDCTブ
ロツク並び替え回路22に書き込む。続いてステツプS
P7に示すようにマクロブロツクヘツダに続く各ブロツ
クの処理に移り、各ブロツクの画像データを発生する。
P8に移ると、エラースタートコードDESが含まれてい
るか否か判定する。ここで否定結果が得られた場合(す
なわちエラースタートコードが発見されなかつた場合)
にはステツプSP9に進んで全ブロツクの処理が終了し
たか否かの判定に移り、全ブロツクについての処理が判
定されるまで(すなわち肯定結果が得られるまで)ステ
ツプSP7に戻つて一連の処理を繰り返すようになされ
ている。
得られると、可変長復号化回路18はステツプSP10
の処理に移り、ノーマル時のサブルーチン処理を実行す
る。このステツプSP10の詳細な処理については次項
において説明する。そしてこの処理が終了すると、ステ
ツプSP4に移つて当該マクロブロツクの処理を終了す
るようになされている。
結果が得られ、マクロブロツクの中にエラースタートコ
ードが含まれていることが判定されると、可変長復号化
回路18はステツプSP11に移つて疑似データを発生
し、これを画像データとして出力することによりマクロ
ブロツクの処理が完結するように制御する。このように
疑似データを発生しない場合、復号処理回路16は逆量
子化回路19等のようにブロツク単位やマクロブロツク
単位で動作する後段の処理回路の動作タイミングの制御
に多くの手間を要し、回路が複雑化するのを避け得な
い。
P12において全てのブロツクに相当する疑似データが
発生されたかの判定処理に移り、肯定結果が得られるま
でステツプSP11に戻つて疑似データの発生を続行す
る。やがて肯定結果が得られると、可変長復号化回路1
8はステツプSP13に移り、エラースタートコードが
含まれるマクロブロツクについてのサブルーチン処理を
実行する。やはりこのサブルーチン処理の詳細について
も次項以降において説明する。これらの処理が終了する
と可変長復号化回路18はステツプSP4に移つて当該
マクロブロツクについての処理を終了する。
まないマクロブロツクにて実行されるサブルーチン処理 続いて正常動作時に用いられるステツプSP10の詳細
な処理手順を図4を用いて説明する。まず可変長復号化
回路18はステツプSP21からこの処理を開始し、処
理対象であるマクロブロツクの直前に位置するマクロブ
ロツクであつて予測が行われているマクロブロツクの予
測モードS6、動きベクトルS5及び予測フラグS7を
使用して予測画像を得るか否か判定する。
号化回路18はステツプSP23に移つてDCT出力デ
ータマスクフラグを「0」としてビツトストリームから
得られる画像データの出力を指示すると共に、予測モー
ドS6、動きベクトルS5及び予測フラグS7としてそ
れぞれビツトストリームのものを後段の処理回路に書き
込むようにする。この後、ステツプSP24にて一連の
動作を終了する。
定結果が得られた場合、可変長復号化回路18はステツ
プSP25に移り、ステツプSP23と同様の処理を実
行する。ただしこのステツプSP25の終了後、ステツ
プSP26の処理として指定される予測モードが現画像
内の画像データを用いるものであるか否かを判断し、肯
定結果の場合にはそのままステツプSP24に移つて処
理を終了する。一方、ステツプSP26で否定結果が得
られた場合には予測モードS6、動きベクトルS5及び
予測フラグS7を記憶装置に書き込む。
まれるマクロブロツクにて実行されるサブルーチン処理 次にマクロブロツクがエラースタートコードDESにて途
中で途切れている場合の処理を図5及び図6を用いて説
明する。この処理はビツトストリームの画像に代えて出
力される予測画像を生成するための処理であり、その生
成方法には4つの方法が考えられる。
P33で示す方法であり、前方向画像の空間的に同じ位
置の予測画像を用いる方法である。2つ目はステツプS
P35〜ステツプSP37で示す方法であり、表示時間
で1フレーム前の画像であつて空間的に同じ位置の予測
画像を用いる方法である。3つ目は直前の予測が行われ
ているマクロブロツクの予測モード、動きベクトル、予
測フラグを使用して得られる予測画像を用いる方法であ
る。4つ目はステツプSP40〜SP42で示す方法で
あり、処理したマクロブロツクの予測モード、動きベク
トル、予測フラグを使用して得られる予測画像を用いる
方法である。
れかの方法で予測画像を生成するためステツプSP31
から処理を開始する。まず可変長復号化回路18はステ
ツプSP32において前方向画像の空間的に同じ位置の
予測画像を用いるのか否かを判断する。ここで肯定結果
が得られると、可変長復号化回路18の処理はステツプ
SP33に進み、DCTフラグS9を「1」として疑似
データ等で構成されているビツトストリームからの画像
の出力を禁止する。これと共に予測モードS6を前方予
測モードに、動きベクトルをゼロに設定する。因に予測
フラグS7はフイールドに固定又はピクチヤ構造と同一
に設定する。そしてこれらの処理が終了した時点でステ
ツプSP34に移り処理を終了する。
が得られた場合、可変長復号化回路18はステツプSP
35に進み、2つ目の方法で予測画像を生成するか否か
を判定する。すなわち表示時間で1フレーム前の画像の
空間的に同じ位置の予測画像を用いるか否かを判別す
る。ここで肯定結果が得られた場合、可変長復号化回路
18の処理はステツプSP36に進み、マクロブロツク
がIピクチヤであるのか、Pピクチヤであるのか、又は
直前がBピクチヤでないBピクチヤであるのか否か判定
する。ここで否定結果が得られた場合にはステツプSP
32に戻つて判定処理がやり直される。
号化回路18の処理はステツプSP37に進み、ビツト
ストリームから得られる画像データの出力を禁止すると
共に、予測モードS6を前方予測又は後方予測に設定す
る。またこの場合も空間的に同じ位置の画像データを用
いるため動きベクトルS5はゼロである。さらに予測フ
ラグS7はフイールドに固定又はピクチヤ構造と同一の
ものが用いられる。これらの処理終了後、ステツプSP
34にて処理が終了する。
定結果が得られた場合には、可変長復号化回路18はス
テツプSP38に移り、3つ目の方法で予測画像を生成
するかを判定する。すなわち直前の予測が行われている
マクロブロツクの予測モード、動きベクトル、予測フラ
グを使用して得られる予測画像を用いるか否か判定す
る。
化回路18はステツプSP39に移り、予測モードS
6、動きベクトルS5及び予測フラグS7をそれぞれ記
憶装置に記憶されている予測モード、動きベクトル及び
予測フラグに設定する。これに対してステツプSP38
においても否定結果が得られた場合には、可変長復号化
回路18はステツプSP40に移り、4つ目の方法で予
測画像を生成するか否か判定する。すなわち処理したマ
クロブロツクの予測モード、動きベクトル、予測フラグ
を使用して得られる予測画像を用いるか否か判定する。
SP41に進んで予測モードが画像内になつているか否
かの処理に移り、否定結果が得られたときステツプSP
42に移つて処理したマクロブロツクのヘツダから読み
出した予測モードS6、動きベクトルS5及び予測フラ
グS7を設定する。これら一連の処理が終了した時点で
ステツプSP34の処理に移行し、現マクロブロツクに
ついての処理を終了するようになされている。
理動作例を詳しく説明する。ここでは図7(A)に示す
ようにマクロブロツク「2」がエラースタートコードに
よつて切られているものとし、このようにマクロブロツ
クのデータが完結されないビツトストリームが可変長復
号化回路18に入力されるものとする。因にマクロブロ
ツク「1」はブロツク「1−1」〜ブロツク「1−6」
までの全てのデータが揃つており、マクロブロツクのデ
ータが完成されているものとする。これに対してマクロ
ブロツク「2」はブロツク「2−2」が完結しておら
ず、エラースタートコードDESによつて切られている。
トストリームが存在しているマクロブロツク「1」を入
力する。このとき可変長復号化回路18はマクロブロツ
ク「1」のマクロブロツクヘツダを処理すれば、DCT
フラグS8、量子化スケールS4、予測モードS6、動
きベクトルS5及び予測フラグS7を後段の回路に渡す
ことができる状態となり、さらに各ブロツクを処理する
度に画像データを逆量子化回路19に渡すことができる
状態になる。
ロブロツク「1」について最後までビツトストリームが
存在しているということを知ることができるのは、マク
ロブロツクヘツダ「1」の処理が終了した後、ブロツク
「1−1」〜ブロツク「1−6」を順番に処理すること
により全てのブロツクについての処理が終了した時点で
ある。このようにマクロブロツク「1」のブロツクにつ
いての処理が全て終了して始めてマクロブロツク「1」
のデータを後段の回路に供給できるかどうかが分かるた
め、可変長復号化回路18は次のタイミングで各種フラ
グやデータを出力する。
に示すように、DCTフラグS8、量子化スケールS
4、予測モードS6、動きベクトルS5及び予測フラグ
S7のうち量子化スケールS4及びDCTフラグS8を
マクロブロツクヘツダの処理が終了した時点で逆量子化
回路19及びフレーム/フイールドDCTブロツク並び
替え回路22に書き込む。続いて可変長復号化回路18
は各ブロツクの処理に移り、各ブロツクの復号画像を得
る。
マクロブロツク分の記憶回路が用意されていないため復
号された画像データはそのまま逆量子化回路19に供給
される。ただし後段の逆量子化回路19、IDCT回路
21が1ブロツクを単位として動作しているため、必要
に応じて可変長復号化回路18で処理された画像データ
をブロツク分の記憶回路を経て逆量子化回路19に供給
するようにしても良い。
レーム/フイールドDCTブロツク並び替え回路22
は、図7(D)に示すように、各ブロツクの画像データ
が供給されるたびにそれぞれの処理を実行する。そして
マクロブロツク「1」についての全ての処理が終了した
とき、図7(E)に示すように、可変長復号化回路18
はマクロブロツクヘツダで求めていた予測モードS6、
動きベクトルS5、予測フラグS7及びマスクフラグS
9を動き補償回路部20に出力する。
は可変長復号化回路18における処理動作が完成するた
め、予測モードS6、動きベクトルS5、予測フラグS
7はマクロブロツクヘツダ「1」の内容がそのまま出力
されることになる。因にこのマクロブロツク「1」は完
結したマクロブロツクであるため可変長符号化回路18
から出力されるマスクフラグS9は「0」(すなわちマ
スクなし)に指示される。以上がステツプSP1〜ステ
ツプSP10の処理である。
に従つて復号処理を実行する。さて演算器23は図7
(F)に示すタイミングで、逆量子化回路19、IDC
T回路21及びフレーム/フイールドDCTブロツク並
び替え回路22を介して画像データを入力する。ここで
フラグ類の入力と演算器23へのデータの入力との間に
存在する時間差は動き補償回路24の処理に要する遅延
時間である。
に示すタイミングでビツトストリームから得た画像デー
タS10と動き補償回路24から読み出した予測画像S
11とを加算し、加算結果を出力再生画像S12として
出力するのである。因にマクロブロツク「1」について
は、マスクフラグS9の指示がマスクなしであるので、
両方の画像データS10及びS11が加算されることに
なる。
ロツク「2」についての処理を説明する。可変長復号化
回路18はビツトストリームに生じている異常な区切れ
を同期コードを含んだエラースタートコードDESによつ
て知ることができる。図7ではブロツク「2−2」の処
理の途中でエラースタートコードDESを発見した場合に
ついて説明している。
ツダ「2」、ブロツク「2−1」の処理についてはマク
ロブロツク「1」と同様の処理を実行する。可変長復号
化回路18はマクロブロツクヘツダ「2」の処理が終わ
つた時点でマクロブロツク「1」と同様、図7(C)の
タイミングで量子化スケールS4、DCTフラグS8を
後段の回路に渡す。続いて可変長復号化回路18はブロ
ツク「2−1」を処理してブロツク「2−1」の画像デ
ータを逆量子化回路19に渡す。
−2」の処理中にエラースタートコードを発見する。こ
のとき可変長復号化回路18は後段の逆量子化回路1
9、IDCT回路21がブロツク単位の処理であること
及び動き補償回路24がマクロブロツク単位の処理であ
ることを考慮し、ビツトストリームの途切れているマク
ロブロツク「2」の残り部分について疑似データを発生
し、マクロブロツク「2」を完結させるように動作す
る。この様子が図7(B)に示されている。
ラースタートコードが発見されたブロツク「2−2」の
残りの画像データ及びマクロブロツク「2」の残りのブ
ロツク「2−3」、「2−4」、「2−5」、「2−
6」の画像データとしてゼロ等の値でなる疑似データが
出力される。因にこのマクロブロツク「2」の画像デー
タは演算器23において演算に用いられないようにマス
クフラグS9で指示されるため、疑似データの値はゼロ
以外のどんな値であつても構わない。
レーム/フイールドDCTブロツク並び替え回路22は
これら疑似データでなる画像データに基づいてそれぞれ
の処理を実行し、処理結果を演算器23に与える。一
方、動き補償回路24で使用される予測モードS6、動
きベクトルS5、予測フラグS7及びマスクフラグS9
はマクロブロツク「2」の全ての処理が終わつた段階で
出力される。ここで全ての処理とはブロツク「2−6」
までの疑似データの発生をいう。
ラースタートコードDESによりマクロブロツクが途中で
切られ、画像データとしておかしなデータが処理されて
いるので予測画像のコピーによつておかしな画像データ
が再生時に影響しないように制御する。この予測画像の
コピーは予測モードS6、動きベクトルS5、予測フラ
グS7及びマスクフラグS8を用いた処理であり、動き
補償回路24、演算器23を使用して行なう。
項において説明したように、前方向画像の空間的に同じ
位置の予測画像(ステツプSP32〜ステツプSP3
3)とか、表示時間として1フレーム前の画像の空間的
に同じ位置の予測画像(ステツプSP35〜ステツプS
P37)とか、エラースタートコードDESにより切られ
ているマクロブロツクに対して直前かつ予測が行なわれ
ているマクロブロツクの予測モードS6、動きベクトル
S5、予測フラグS7を使用して得られる予測画像(ス
テツプSP38〜ステツプSP39)とか、マクロブロ
ツクのヘツダ部分が処理できた場合には、このヘツダで
指示される予測モードS6、動きベクトルS5、予測フ
ラグS7を使用して得られる予測画像(ステツプSP4
0〜ステツプSP42)等がある。
Vを得るための予測モードS6、動きベクトルS5、予
測フラグS7を求め、動き検出回路24に対して出力す
る。またこのときマスクフラグS9としてはマスク有り
(すなわち「1」)が指示される。因にマクロブロツク
「2」が予測を用いない現画像内データのみで構成され
ている場合には、これら予測モードS6、動きベクトル
S5、予測フラグS7を用いて予測画像を生成するよう
に変更する。
7(G)に示すように予測画像を生成する。また演算器
23は逆量子化回路19等を介して入力した疑似的な画
像データS10と動き補償回路24から入力した予測画
像S11とを足し算し出力する。ただしマスクフラグS
9の指示によつてマスク有りが指示されているので画像
データS10は演算に用いられずに予測画像S11がそ
のまま出力され、出力再生画像S12となる。
ドDESにより区切られた完結しないマクロブロツクに対
しても、ブロツクやマクロブロツクを単位に動作する復
号処理回路16の内部回路の動作を破綻させることなく
動作させることができる画像データ復号化装置を実現す
ることができる。しかもこの実施例では内部回路を正し
く動作させるための特別なタイミング制御回路も必要と
せず回路規模の増大を気にしなくて良い。また完結しな
いマクロブロツクの画像データの部分には予測画像を代
入して出力し、再生画像に対して影響がでないようにし
たことにより従来に比して品質に優れた画像を得ること
ができる画像データ復号化装置を実現することができ
る。
ESとして「00000000 00000000 00000000 00000001 1011
0100」で表される32ビツトのコードを用いる場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、同期コードを含
むコードであればこれに限らない。またコード長も32
ビツトに限らず、さらに長いコードであつても良い。
リーム中にエラースタートコードDESを埋め込むことに
より復号処理回路16の動作破綻を回避させる場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、このエラースタ
ートコードDESは他の処理のために用いても良い。
にデイスクリートコサイン変換されたデータを復号する
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、直交変
換されたデータを復号する場合に広く適用し得る。
や伝送路を介して入力される画像信号を復号する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、画像信号の
他、音声信号や制御信号を復号する場合にも適用し得
る。
ル信号を構成する所定長のデータ群が所定コードによつ
て区切られ完結していない場合、復号処理手段は完結し
ていない当該データ群の復号信号に代えて予測デイジタ
ル信号を出力することにより、完結しないデータ群を処
理するための回路を特別に追加しなくても当該データ群
のデータの影響を受けない出力信号を得ることができる
デイジタル信号復号装置を得ることができる。
例を示すブロツク図である。
例を示すブロツク図である。
ローチヤートである。
フローチヤートである。
時に用いられる処理手順の一例を示すフローチヤートで
ある。
時に用いられる処理手順の一例を示すフローチヤートで
ある。
チヤートである。
ヤのタイプを説明するのに用いる略線図である。
である。
号化装置の構成例を示すブロツク図である。
イミングチヤートである。
路、2、12……復号化装置、2A、14……誤り検出
訂正回路、3……記録媒体、13……復号化回路部、1
5……訂正不能フラグ変換回路、15A……エラースタ
ートコード発生回路、15B……切替回路、16……復
号処理回路、18……可変長符号化回路、19……逆量
子化回路、20……動き補償回路部、21……IDCT
回路、22……フレーム/フイールドDCTブロツク並
び替え回路、23……演算器、24……動き補償回路、
25……フレームメモリ。
Claims (4)
- 【請求項1】伝送路を介してデイジタル信号を入力し、
当該デイジタル信号の復号信号と予測デイジタル信号と
を用いて出力信号を生成するデイジタル信号復号装置に
おいて、 上記デイジタル信号を構成する所定長のデータ群が所定
コードによつて区切られ完結していない場合、当該完結
していないデータ群の復号信号に代えて上記予測デイジ
タル信号を出力する復号処理手段を具えることを特徴と
するデイジタル信号復号装置。 - 【請求項2】上記復号処理手段は可変長復号化回路を有
し、当該可変長復号化回路は上記予測デイジタル信号の
生成に用いる各種フラグ信号を上記所定長のデータ群に
ついての全ての処理が終了した時点で後段の回路に送出
することを特徴とする請求項1に記載のデイジタル信号
復号装置。 - 【請求項3】上記各種フラグ信号には上記デイジタル信
号の復号信号の使用を禁止する出力禁止フラグが含まれ
ていることを特徴とする請求項2に記載のデイジタル信
号復号装置。 - 【請求項4】上記可変長復号化回路は上記完結していな
いデータ群が入力された場合、後段の回路における処理
が完結するように当該データ群の不足部分に擬似データ
を挿入することを特徴とする請求項3に記載のデイジタ
ル信号復号装置。
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