JP3636100B2 - ディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法 - Google Patents
ディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3636100B2 JP3636100B2 JP2001176366A JP2001176366A JP3636100B2 JP 3636100 B2 JP3636100 B2 JP 3636100B2 JP 2001176366 A JP2001176366 A JP 2001176366A JP 2001176366 A JP2001176366 A JP 2001176366A JP 3636100 B2 JP3636100 B2 JP 3636100B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- mode
- circuit
- transmission
- image data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
- Facsimile Transmission Control (AREA)
- Editing Of Facsimile Originals (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
映像信号をディジタル信号に変換し、画像データとして伝送するディジタル画像伝送システムでは、伝送路でのデータ誤りを訂正するために、画像データや音声データにエラー訂正符号を付加して伝送するのが一般的である。
【0003】
また、伝送路の品質が通常状態より悪いときは、画像データや音声データに対するデータ量を削減して、その削減したデータ量をエラー訂正符号に割り振ってエラー訂正能力を高めるフォールバックモードがあり、種々のディジタル画像伝送システムで採用されるようになってきている。
【0004】
具体的には、映像信号を所定周波数のサンプリングクロックでサンプリング(標本化)してディジタル信号に変換した後、得られる画像データに、例えば予測符号化や離散余弦変換(以下DCT:Discrete cosine Transfomという)等の高能率符号化、ハフマン符号化やランレングス符号化等の可変長符号化、エンコーダ訂正符号の付加等のデータ処理を施して伝送するようになっている。そして、フォールバックモードでは、高能率符号化における量子化の量子化幅(量子化ステップ)を大きくして、量子化後のデータを0近傍に集めることにより、可変長符号化後の1サンプル(1画素)当たりのデータ量を削減し、その削減したデータ量をエラー訂正符号に割り振って伝送するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のディジタル画像伝送システムでは、フォールバックモード時に高能率符号化の量子化ステップを大きくして伝送しているために、例えば予測符号化を採用したシステムでは所謂S/N(Signal to Noise ratio )が劣化したり、DCTを採用したシステムでは所謂ブロック歪みが目立ってしまうという問題があった。
【0006】
本発明は、上述の事情に鑑み、フォールバックモードにおいて、例えば予測符号化を用いたときのS/Nの劣化や、DCTを用いたときのブロック歪みを少なくすることができるディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るディジタル画像受信装置は、ディジタル画像送信装置から、画像データを伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードで送信する際に、通常モードに比して、映像信号のサンプリング周波数を低くするとともに、画像データに付加されるエラー訂正符号量を増加させ、1サンプル当りの平均ビット数を通常モードと同じ値にするように制御されて送信される画像データを受信する受信手段と、受信手段で受信された画像データに基づいて送信の際のモードが通常モードかフォールバックモードかを検出する検出手段と、受信手段で受信された画像データに、検出手段手段で検出された送信の際のモードに対応したエラー訂正処理を施すエラー訂正手段と、エラー訂正手段からの画像データを映像信号に変換するディジタル/アナログ変換手段と、検出手段で検出された送信の際のモードに対応した送信の際のサンプリング周波数に一致するようにクロックを制御する制御手段とを備える。
【0008】
また、本発明に係るディジタル画像受信方法は、ディジタル画像送信装置から、画像データを伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードで送信する際に、通常モードに比して、映像信号のサンプリング周波数を低くするとともに、画像データに付加されるエラー訂正符号量を増加させ、1サンプル当りの平均ビット数を通常モードと同じ値にするように制御されて送信される画像データを受信し、受信された画像データに基づいて送信の際のモードが通常モードかフォールバックモードかを検出し、受信された画像データに、検出された送信の際のモードに対応したエラー訂正処理を施し、エラー訂正処理が施された画像データを映像信号に変換するとともに、検出された送信の際のモードに対応した送信の際のサンプリング周波数に一致するようにクロックを制御する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法の一実施例について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明を適用したディジタル画像送信装置の回路構成を示すブロック図であり、図5は、本発明を適用したディジタル画像受信装置の回路構成を示すブロック図である。すなわち本発明に係るディジタル画像伝送システムは、上記ディジタル画像送信装置とディジタル画像受信装置とからなっている。
【0010】
先ず、ディジタル画像送信装置について説明する。このディジタル画像送信装置は、図1に示すように、映像信号をサンプリングして、画像データを生成するアナログ/ディジタル(以下A/Dという)変換回路20と、該A/D回路20からの画像データの時間軸を補正する時間軸補正回路(以下TBC:Time Base Corrector という)11と、該TBC11からの輝度データを所謂サブサンプリングするサブサンプリング回路12Y と、上記TBC11からの色差データをサンプリングするサブサンプリング回路12C と、該サブサンプリング回路12C からの2系列の色差データを線順次とする切換スイッチ13と、上記サブサンプリング回路12Y からの輝度データに基づいて動きを検出する動き検出回路14と、上記サブサンプリング回路12Y からの輝度データを高能率符号化により符号化する符号化回路30Y と、上記切換スイッチ13からの色差データを高能率符号化により符号化する符号化回路30C と、上記符号化回路30Y 、30C からの輝度データと色差データに対する各符号データ等を多重化するマルチプレクサ(以下MUX15という)と、該MUX15からの多重化された符号データを可変長符号化して可変長符号データを生成する可変長符号化回路(以下VLCという)16と、該VLC16からの可変長符号データを一旦記憶するバッファメモリ17と、該バッファメモリ17から読み出された可変長符号データにエラー訂正符号を付加して送信するエラー訂正エンコーダ18とを備える。
【0011】
そして、このディジタル画像送信装置は、例えば輝度信号(Y)、色差信号(R−Y、B−Y)として供給される映像信号を、通常モードと伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードとの2つのモードで相異なる周波数のサンプリングクロックを用いてディジタル信号に変換した後、例えばサブサンプリング、所謂予測符号化や離散余弦変換(以下DCT:Discrete Cosine Transfomという)等の高能率符号化、ハフマン符号化やランレングス符号化の可変長符号化等のデータ処理を施すと共に、エラー訂正符号を付加して送信するようになっている。
【0012】
具体的には、A/D変換回路20は、例えば図2に示すように、輝度信号、色差信号をそれぞれディジタル信号に変換するための前置フィルタであるローパスフィルタ(以下LPFという)21Y 、21R 、21B と、該LPF21Y 、21R 、21B で濾波された輝度信号、色差信号をそれぞれサンプリングして、輝度データ、色差データを生成するA/D変換器22Y 、22R 、22Bと、サンプリングクロックを生成するための発振器23と、該発振器23からのクロックを2分周する分周器24と、上記発振器23からのクロックを3分周する分周器25と、上記分周器24、25からの各クロックを切り換え選択する切換スイッチ26と、該切換スイッチ26で選択されたクロックを2分周する分周器27とから構成される。
【0013】
そして、発振器23は、例えば27MHzのクロックを発生し、分周器24は、そのクロックを2分周して13.5(=27÷2 )MHzのクロックを生成し、分周器25は、3分周して9(=27÷3)MHzのクロックを生成する。
【0014】
切換スイッチ26は、通常モードとフォールバックモード等を制御するコントローラ(図示せず)から供給されるモード切換信号により動作し、通常モードでは分周器24からの13.5MHzのクロックを選択し、フォールバックモードでは分周器25からの9MHzのクロックを選択し、選択したクロックをサンプリングクロックとしてA/D変換器22Y に供給する。
【0015】
一方、分周器27は、切換スイッチ26で選択されたクロックを2分周して、通常モードでは6.75(=13.5÷2 )MHzのクロックを生成し、フォールバックモードでは4.5(=9÷2 )MHzのクロックを生成し、生成したクロックをサンプリングクロックとしてA/D変換器22R 、22B に供給する。
【0016】
かくして、このA/D変換回路20は、1ライン当たりのサンプル数(画素数)を、通常モードでは輝度信号と2系列の色差信号に対してそれぞれ720、360とすると共に、フォールバックモードではそれぞれ480、240としている。すなわちフォールバックモードでは、そのサンプル数が通常モードの2/3となっている。ところで、通常モードとフォールバックモードの切換は、例えば、後述するディジタル画像受信装置において、伝送路の品質、例えば所謂エラーレイトを検出してエラーレイトが劣化したり、再生画像を観察して画質が劣化しときに、電話回線等の打合せ回線を用いてフォールバックモードへの切換を連絡し、送信側で手動で行うようにする。また、例えばこのディジタル画像送信装置を衛星通信に適用する場合は、自局が送信した信号を受信して伝送路の品質を検出し、該検出結果に基づいて自動的に行うようにしてもよい。
【0017】
そして、このようにして得られた輝度データ、色差データはTBC11に供給される。TBC11は、例えば所謂フレームメモリからなり、輝度データ、色差データを一旦記憶した後、別の安定したクロックにより輝度データ、色差データを読み出すようになっている。すなわち、標準のテレビジョン信号規格からずれた映像信号(輝度信号、色差信号)が入力されたときや、互いに同期していない映像信号が切り換えられて入力されたとき等においても、このTBC11の後段に接続されるサブサンプリング回路12Y 、12C 等を安定に動作させることができるようになっている。そして、TBC11から読み出された輝度データはサブサンプリング回路12Y に供給され、色差データはサブサンプリング回路12C に供給される。
【0018】
サブサンプリング回路12Y は、輝度データを1/2に間引いて、サンプリング周波数が通常モードでは6.75MHzとなり、フォールバックモードでは4.5MHzとなる輝度データを生成する。
【0019】
一方、サブサンプリング回路12C は、2系列の色差データをそれぞれ1/2に間引いて、サンプリング周波数が通常モードでは3.375MHzとなり、フォールバックモードでは2.25MHzとなる2系列の色差データを生成する。
【0020】
換言すると、サブサンプリング回路12Y からは、1ライン当たりのサンプル数が通常モードでは360サンプルであり、フォールバックモードでは240サンプルである輝度データが出力され、サブサンプリング回路12C からは、1ライン当たりのサンプル数が通常モードでは180サンプルであり、フォールバックモードでは120サンプルである2系列の色差データが出力される。そして、このようにしてサブサンプリングされた輝度データは符号化回路30Y 及び動き検出回路14に供給され、色差データは切換スイッチ13に供給される。
【0021】
切換スイッチ13は、2系列の色差データを線順次とするデータ処理を行い、得られる色差データを符号化回路30C に供給する。具体的には、切換スイッチ13は、奇数ラインの色差データ(R−Y)と偶数ラインの色差データ(B−Y)を交互に選択して出力する。
【0022】
動き検出回路14は、サブサンプリング回路12Y から供給される輝度データを用いて動き検出を行い、最適な所謂動きベクトルを検出し、この動きベクトルを符号化回路30Y 、30C 及びMUX15に供給する。例えば符号化回路30Y 、30C から出力される符号データのデータ発生量が最小となるような最適な動きベクトルを検出する。
【0023】
符号化回路30Y 、30C は、同じ回路構成を有し(以下これらを符号化回路30という)、例えばフィードバック型の予測符号化回路からなり、図3に示すように、上記サブサンプリング回路12Y からの輝度データあるいは切換スイッチ13からの色差データ(以下単に画素値という)から予測値を減算して予測誤差を算出する加算器31と、該加算器31からの予測誤差を所定の量子化により量子化して、符号データを出力する量子化器32と、該量子化器32からの符号データを逆量子化して、予測誤差を再生する逆量子化器33と、該逆量子化器33からの予測誤差に予測値を加算して、画素値を再生する加算器34と、該加算器34からの画素値及び動き検出回路14からの動きベクトルに基づいて予測関数を選択し、予測値を生成する予測関数回路35とから構成される。
【0024】
そして、予測関数回路35は、所謂前置予測や1ライン予測等のフィールド内予測関数、前フィールドの上下のラインを用いる等のフィールド間予測関数、及び所謂動き補償予測等のフレーム間予測関数を有し、加算器34からの画素値(以下前画素値という)及び動き検出回路14からの動きベクトルに基づいて、これらの中から最適な予測関数(以下動作モードという)を各画素毎に選択し、得られる予測値を加算器31に供給する。
【0025】
加算器31は、新たな画素値(以下現画素値という)が供給される毎に、この現画素値から予測値を減算して、予測誤差を求める。
【0026】
量子化器32は、例えば複数の量子化幅(量子化ステップ)を有し、所定の量子化、例えばデータ発生量が所定値以下であって最大となると共に、小さな値は細かく量子化し、大きな値は粗く量子化する非線形量子化により、予測誤差を量子化して符号データを生成し、この符号データを出力する。なお、この量子化器32の量子化ステップは、例えばバッファメモリ17の所謂バッファ占有度等に基づいて、上述のコントローラにより制御される。
【0027】
逆量子化器33は、量子化器32から供給される符号データを逆量子化して、予測誤差を再生し、この予測誤差を加算器34に供給する。
【0028】
加算器34は、予測誤差と予測関数回路35から供給される予測値を加算して、加算器31に入力されている現画素値に対応した画素値を再生し、この画素値を、次の画素値に対する予測値を算出するための前画素値として予測関数回路35に供給する。
【0029】
かくして、符号化回路30Y は輝度データに対する符号データを生成し、符号化回路30C は色差データに対する符号データを生成し、これらの符号データはMUX15に供給される。
【0030】
なお、符号化回路30の高能率符号化としては、上述の予測符号化の他に、例えばDCT等としてもよい。具体的には、例えばDCTを採用した符号化回路は、例えば図4に示すように、画像データを空間配置における例えば8×8画素(サンプル)のブロックに分割し、今回のフレームから切り出されたブロックの画像データ(以下現ブロックデータという)と動き補償を施した前回のフレームから切り出されたブロックの画像データ(以下前ブロックデータという)との差データを求める加算器41と、該加算器41からの差データと現ブロックデータを切り換え選択する切換スイッチ42と、該切換スイッチ42の出力を離散余弦変換する離散余弦変換回路(以下DCT回路という)43と、該DCT回路43からのDCT出力データを所定の量子化により量子化して、符号データを出力する量子化器44と、該量子化器44からの符号データを逆量子化して、DCT出力データを再生する逆量子化器45と、該逆量子化器45からのDCT出力データを逆離散余弦変換する逆離散余弦変換回路(以下IDCT回路という)46と、該IDCT回路46からの差データに前ブロックデータを加算して現ブロックデータを再生する加算器47と、上記IDCT回路46からの現ブロックデータと加算器47からの現ブロックデータを切り換え選択する切換スイッチ48と、上記動き検出回路14からの動きベクトル等に基づいて、上記切換スイッチ48からの現ブロックデータに動き補償を施し、得られるブロックデータを前ブロックデータとする動き補償回路49とを備えている。
【0031】
そして、この符号化回路は、例えばフィールド内モード、フィールド間モード及びフレーム間モードの3つの動作モードを有し、動き検出回路14から供給される動きベクトル等に基づいて最適な動作モードを選択し、フィールド内モードではフィールド内の画素値(輝度データあるいは色差データ)を、フィールド間モードでは画素のフィールド間予測誤差値を、フレーム間モードでは画素の動き補償フレーム間予測誤差値を選択し、8×8画素からなるブロックデータを2次元の離散余弦変換し、得られるDCT出力データを量子化して出力するようになっている。
【0032】
すなわち、動き検出回路14は、例えば、フレーム内あるいはフレーム間で所謂ブロックマッチングにより、比較するブロックデータ間の画素毎の差データの絶対値和が最小となる最適な動きベクトルを検出する。
【0033】
加算器41は、現ブロックデータが供給される毎に、この現ブロックデータから動き補償回路49から供給される動き補償が施された前ブロックデータを画素単位で減算して8×8画素の差データを求める。
【0034】
切換スイッチ42は、例えば上述のコントローラにより、動き検出回路14からの動きベクトルやバッファメモリ17の占有度等に基づいて制御され、フィールド内モードではINTRA側に、フィールド間モード及びフレーム間モードではINTER側に切り換わり、フィールド内の画素値である現ブロックデータと、フィールド間予測誤差値あるいは動き補償フレーム間予測誤差値である加算器41からの差データとを切り換え選択して出力する。
【0035】
DCT回路43は、切換スイッチ42で選択された現ブロックデータあるいは加算器41からブロック単位で供給される差データを離散余弦変換して、8×8係数のDCT出力データを生成し、これを量子化器44に供給する。
【0036】
量子化器44は、複数の量子化ステップを有し、DCT回路43から供給されるDCT出力データを所定の量子化、例えばデータ発生量が所定値以下であって最大となると共に、所謂低周波成分に対して大きな重み付けをして量子化し、すなわち低周波成分を細かく量子化し、得られる符号データを逆量子化器45及びMUX15に供給する。なお、この量子化器44の量子化ステップは、例えばバッファメモリ17の所謂バッファ占有度等に基づいて、上述のコントローラにより制御される。
【0037】
逆量子化器45は、符号データを逆量子化し、得られる8×8係数のDCT出力データをIDCT回路46に供給する。
【0038】
IDCT回路46は、DCT出力データを逆離散余弦変換し、フィールド内モードでは、加算器41に入力されている現ブロックデータに対応したブロックデータを再生し、フィールド間モード及びフレーム間モードでは差データを再生する。
【0039】
加算器47は、IDCT回路46から供給される差データと動き補償回路49から供給される動き補償済みの前ブロックデータとを加算して、加算器41に入力されている現ブロックデータに対応したブロックデータを再生する。
【0040】
切換スイッチ48は、切換スイッチ42に連動しており、IDCT回路46あるいは加算器47で再生されたブロックデータを選択する。
【0041】
動き補償回路49は、例えばフレームメモリを備え、切換スイッチ48を介して供給されるブロックデータに、動き検出回路14からの動きベクトルに基づいて動き補償を施すと共に、得られる動き補償済みのブロックデータを記憶し、加算器41に次のフレームのブロックデータが入力されたとき、記憶しているフレームデータを前フレームデータとして加算器41及び動き検出回路14に供給する。
【0042】
かくして、符号化回路30Y は輝度データに対する符号データを生成し、符号化回路30C は色差データに対する符号データを生成し、これらの符号データはMUX15に供給される。
【0043】
MUX15は、符号化回路30Y 、30C から供給される輝度データと色差データに対する各符号データに、動き検出回路14から供給される動きベクトル、及び量子化ステップ、動作モード等の情報であるコントロールデータを多重化し、動きベクトル等が多重化された符号データをVLC16に供給する。
【0044】
VLC16は、この符号データに例えば所謂ハフマン符号化及びランレングス符号化を施して、可変長符号データを生成する。
【0045】
バッファメモリ17は、VLC16から供給される可変長符号データを一旦記憶し、記憶した可変長符号データを平滑化して読み出して、一定レートの可変長符号データをエラー訂正エンコーダ18に供給する。
【0046】
エラー訂正エンコーダ18は、例えば所謂畳込み符号を用いた符号器からなり、通常モードとフォールバックモードとでは異なるエラー訂正符号量の割り当てを有し、フォールバックモードでは通常モードに比して、エラー訂正符号量が多いエラー訂正符号を可変長符号データに符号を付加する。すなわち、エラー訂正エンコーダ18は、通常モードの符号則と、エラー訂正符号量が多く、エラー訂正能力が高いフォールバックモードの符号則とを有する。具体的には、エラー訂正エンコーダ18は、例えば、伝送レートを22Mbps とし、通常モードではエラー訂正符号に対して25%を割り当てると、可変長符号データに対する伝送レートは16.5(=22×0.75)Mbps となり、伝送レートに換算したエラー訂正符号量が5.5(=22×0.25)Mbps であるエラー訂正符号を付加する。一方、フォールバックモードではエラー訂正能力を高めるために50%を割り当てると、可変長符号データに対する伝送レートは11(=22×0.5 )Mbps となり、伝送レートに換算したエラー訂正符号量が11Mbps であるエラー訂正符号を付加する。そして、このようにしてエラー訂正符号が付加された可変長符号データが、通常モードとフォールバックモードで同じ伝送レートを有する伝送路を介して送信される。
【0047】
したがって、例えばフレーム周期を1/30秒とし、ライン数を496ラインとすると、通常モードでは、上述したように輝度データに対する1ライン当たりのサンプル数を360サンプルとし、色差データに対して180サンプルとしているので、図3に示す量子化器32あるいは図4に示す量子化器44での量子化ステップは、下記式1に示すように、伝送路に換算した1サンプル当たりの平均ビット数が2.05ビット/サンプルに対応した値である。一方、フォールバックモードでは、上述したように輝度データに対する水平方向のサンプル数を240サンプルとし、色差データに対して120サンプルとしているので、量子化ステップは、下記式2に示すように、伝送路に換算した1サンプル当たりの平均ビット数が2.05ビット/サンプルに対応した値である。
【0048】
ところで、従来の装置では、フォールバックモードにおいてサンプリング周波数を変化させていないことから、量子化ステップは、下記式3に示すように、伝送路に換算した1サンプル当たりの平均ビット数が1.37ビット/サンプルに対応した値である。すなわち、このディジタル画像送信装置では、フォールバックモードにおいて、上述したようにサンプリング周波数を通常モードの2/3とすることにより、1サンプル当たりの平均ビット数を通常モードと同じ値とすることができ、上述の予測符号化では所謂S/N(Signal to Noise ratio )の劣化を防止することができ、DCTでは所謂ブロック歪みの発生を防止することができる。なお、エラー訂正の方式としては、例えばブロック符号等によるエラー訂正としてもよい。
【0049】
つぎに、ディジタル画像受信装置について説明する。
【0050】
このディジタル画像受信装置は、図5に示すように、受信される画像データ、すなわち可変長符号データにエラー訂正処理を施すエラー訂正デコーダ51と、可変長符号データに基づいて送信の際のモードを検出し、後述するディジタル/アナログ(以下D/Aという)変換回路90のクロック周波数を制御するモード判定回路60と、上記エラー訂正デコーダ51からの可変長符号データを一旦記憶するバッファメモリ52と、該バッファメモリ52からの可変長符号データを可変長復号化して符号データを再生する可変長復号化回路(以下VLDという)53と、該VLD53からの符号データを輝度データと色差データに対する符号データ等に分離するディマルチプレクサ(以下DMUXという)54と、該DMUX54で分離された輝度データに対する符号データに、送信の際の符号化に対応した復号化を施す復号化回路70Y と、上記DMUX54で分離された色差データに対する符号データに、送信の際の符号化に対応した復号化を施す復号化回路70C と、該復号化回路70C で再生された色差データを垂直方向に補間処理する垂直補間回路55と、上記復号化回路70Y で再生された輝度データを水平方向に補間する水平補間回路56Y と、上記垂直補間回路55からの色差データを水平方向に補間処理する水平補間回路56C と、該水平補間回路56Y 、56C からの輝度データ、色差データを外部機器に同期させるフレームシンクロナイザ57と、該フレームシンクロナイザ57からの輝度データ、色差データをアナログ信号に変換し、元の映像信号を再生する上記D/A変換回路90とを備える。
【0051】
そして、このディジタル画像受信装置は、受信される画像データ、すなわち可変長符号データに基づいて送信の際のモードが通常モードかフォールバックモードかを検出し、可変長符号データに検出されたモードに対応したエラー訂正処理を施すと共に、エラー訂正された可変長符号データに、送信の際の可変長符号化に対応した復号化、高能率符号化に対応した符号化、補間処理等のデータ処理を施して画像データを再生した後、この画像データを、送信の際のサンプリング周波数に対応したクロックでアナログ信号に変換して出力するようになっている。
【0052】
具体的には、エラー訂正デコーダ51は、上述の図1に示すエラー訂正エンコーダ18に対応した復号器からなり、モード判定回路60からのモード切換信号により通常モードとフォールバックモードが切り換わり、切り換わったモードに対応する符号則に基づいて可変長符号データのエラー訂正を行うと共に、例えば同期信号に相当するデータのエラー状態を検出し、エラーが発生しているときはエラーフラグをセット状態(1)としてモード判定回路60に供給する。
【0053】
モード判定回路60は、例えば図6に示すように、所定のクロックを発生する発振器61と、上記エラー訂正デコーダ51からのエラーフラグによりクリアされると共に、上記発振器61からのクロックをカウントするカウンタ62と、該カウンタ62の出力をクロックとして動作するDタイプのプリップフロップ(以下D−FFという)63とから構成される。
【0054】
そして、例えば図7Aに示すように、時刻t1 において、ディジタル画像送信装置が、例えば通常モードからフォールバックモードに切り換わると、符号則が異なることから、図7Bに示すように、エラーフラグが一定時間遅延してセットされる。カウンタ62は、エラーフラグがリセット状態(0)のときはクリアされ、エラーフラグがセット状態になると、発振器61からのクロック(図7Cに示す)をカウントし、図7Dに示すように、クロックを2分周、4分周、8分周、・・・した信号を出力する。D−FF63は、例えばカウンタ62の8分周出力(QC)の立ち上がりエッジで動作し、図7Eに示すように、エラーフラグガセットされてから時間T1 が経過した時刻t2 において1となるモード切換信号をエラー訂正デコーダ51、D/A変換回路90等に供給する。
【0055】
エラー訂正デコーダ51は、このモード切換信号により、現在の動作モードと異なるモードに、例えば通常モードからフォールバックモードに切り換わり、エラー訂正能力が高いエラー訂正処理を開始する。この結果、図7Bに示すように、時刻t2 から一定時間T2 経過した時刻t3 にエラーフラグがリセットされる。ところで、エラーフラグがセットされてから直ちにモード切換を行わず、時間T1 経過後にモード切換を行うことにより、送信モードを変更せずに伝送路のエラー等によりエラーフラグがセットされたときにおいて、不要なモード切換が行われるのを防止することができる。
【0056】
このようにしてエラー訂正された可変長符号データは、バッファメモリ52に一旦記憶される。VLD53は、バッファメモリ52から読み出された可変長符号データを復号化して符号データを再生し、この符号データをDMUX54に供給する。
【0057】
DMUX54は、VLD53からの符号データを輝度データに対応した符号データ、色差データに対応した符号データ、動きベクトル、量子化ステップ、動作モードの情報等であるコントロールデータに分離し、輝度データを復号化回路70Y に、色差データを復号化回路70C に供給すると共に、動きベクトル、量子化ステップ、コントロールデータを復号化回路70Y 、70C に供給する。
【0058】
復号化回路70Y 、70C は、同じ回路構成を有し(以下これらを復号化回路70という)、例えば上述の図3に示す予測符号化回路に対応した復号化回路からなり、図8に示すように、上記DMUX54からの符号データを逆量子化して、予測誤差を再生する逆量子化器71と、該逆量子化器71からの予測誤差に予測値を加算して画素値を再生する加算器72と、予測値を生成する予測関数回路73とから構成される。
【0059】
そして、逆量子化器71は、受信される量子化ステップを用いて符号データを逆量子化し、得られる予測誤差を加算器72に供給する。
【0060】
加算器72は、予測誤差と予測関数回路73から供給される予測値を加算して画素値(輝度データあるいは色差データ)を再生し、この画素値を出力する。
【0061】
予測関数回路73は、上述の図3に示す予測関数回路35と同様に、フィールド内予測関数、フィールド間予測関数及びフレーム間予測関数を有し、DMUX54から供給されるコントロールデータに基づいて送信の際の動作モードを検出して、検出された動作モードに対する予測関数を選択し、加算器72から供給される画素値及びDMUX54から供給される動きベクトルに基づいて予測値を生成し、生成した予測値を加算器72に供給する。
【0062】
かくして、復号化回路70Y は、輝度データを再生し、復号化回路70C は色差データを再生する。
【0063】
なお、復号化回路70の復号化としては、上述の予測符号化に対応した復号化の他に、例えばIDCT等としてもよい。具体的には、例えばIDCTを採用した復号化回路は、例えば図9に示すように、上記DMUX54からの符号データを逆量子化して、DCT出力データを再生する逆量子化器81と、該逆量子化器81からのDCT出力データを逆離散余弦変換するIDCT回路82と、該IDCT回路82で再生された差データに前ブロックデータを加算してブロックデータを再生する加算器83と、上記IDCT回路82からのブロックデータと加算器83からのブロックデータを切り換え選択する切換スイッチ84と、上記DMUX54からの動きベクトルに基づいて、上記切換スイッチ84を介して供給されるブロックデータに動き補償を施し、得られるブロックデータを前ブロックデータとして加算器83に供給する動き補償回路85とを備えている。
【0064】
そして、この復号化回路は、上述の図4に示す符号化回路に対応してフィールド内モード、フィールド間モード及びフレーム間モードの3つの動作モードを有し、DMUX54から供給されるコントロールデータに基づいて送信の際の動作モードが検出され、検出された動作モードによりDCT出力データに逆量子化、逆離散余弦変換等のデータ処理を施して、ブロックデータを再生するようになっている。
【0065】
すなわち、逆量子化器81は、DMUX54から供給される符号データを、DMUX54から供給される量子化ステップに基づいて逆量子化し、得られる8×8係数のDCT出力データをIDCT回路82に供給する。
【0066】
IDCT回路82は、DCT出力データを逆離散余弦変換し、フィールド内モードではブロックデータ(輝度データあるいは色差データ)を再生し、フィールド間モード及びフレーム間モードではフィールド間予測誤差値あるいは動き補償フレーム間予測誤差値である差データを再生する。
【0067】
加算器83は、IDCT回路82で再生された差データと動き補償回路85から供給される動き補償済みの前ブロックデータとを加算して、ブロックデータ(輝度データあるいは色差データ)を再生する。
【0068】
切換スイッチ84は、動作モードに従って制御され、フィールド内モードではINTRA側に、フィールド間モード及びフレーム間モードではINTER側に切り換わり、IDCT回路82あるいは加算器83で再生されたブロックデータを選択して出力する。
【0069】
動き補償回路85は、例えばフレームメモリを備え、DMUX54から供給される動きベクトルに基づいて、切換スイッチ84を介して供給されるブロックデータに動き補償を施し、得られるブロックデータを前ブロックデータとして加算器83に供給する。
【0070】
かくして、復号化回路70Y は、輝度データを再生し、復号化回路70C は色差データを再生する。
【0071】
水平補間回路56Y は、復号化回路70Y から供給される輝度データをライン上で補間処理することにより、送信の際に間引かれた輝度データを再生し、サンプリング周波数が通常モードでは6.75MHzであり、フォールバックモードでは4.5MHzである輝度データを再生する。
【0072】
垂直補間回路55は、復号化回路70C から線順次として供給される色差データをライン間で補間処理することにより、2系列の色差データを全てのラインに亘って再生する。
【0073】
水平補回路56C は、垂直補間回路55から供給される色差データをライン上で補間処理することにより、送信の際に間引かれた色差データを再生し、サンプリング周波数が通常モードでは3.375MHzであり、フォールバックモードでは2.25MHzである2系列の色差データを生成する。
【0074】
フレームシンクロナイザ57は、水平補間回路56Y 、56C からそれぞれ供給される輝度データ、色差データを一旦記憶し、このディジタル画像受信装置が再生した映像信号を供給する外部機器(図示せず)に同期して読み出し、読み出した輝度データ、色差データをD/A変換回路90に供給する。
【0075】
D/A変換回路90は、例えば図10に示すように、上記フレームシンクロナイザ57からの輝度データと2系列の色差データをそれぞれ映像信号に変換するD/A変換器91Y 、91R 、91B と、該D/A変換器91Y 、91R 、91B からの映像信号をそれぞれ濾波するLPF92Y 、92R 、92B と、上記D/A変換器91Y 、91R 、91B のクロックを生成するための発振器93と、該発振器93からのクロックを2分周する分周器94と、上記発振器93からのクロックを3分周する分周器95と、上記分周器94、95からの各クロックを切り換え選択する切換スイッチ96と、該切換スイッチ96で選択されたクロックを2分周する分周器97とから構成される。
【0076】
そして、発振器93は、例えば27MHzのクロックを発生し、分周器94は、そのクロックを2分周して13.5(=27÷2 )MHzのクロックを生成し、分周器95は、3分周して9(=27÷3)MHzのクロックを生成する。
【0077】
切換スイッチ96は、モード判定回路60からのモード切換信号に基づいて動作し、通常モードでは分周器94からの13.5MHzのクロックを選択し、フォールバックモードでは分周器95からの9MHzのクロックを選択し、選択したクロックをA/D変換器のサンプリングクロックに相当するクロックとしてD/A変換器91Y に供給する。
【0078】
一方、分周器97は、切換スイッチ96で選択されたクロックを2分周して、通常モードでは6.75(=13.5÷2 )MHzのクロックを生成し、フォールバックモードでは4.5(=9÷2 )MHzのクロックを生成し、生成したクロックをD/A変換器91R 、91B に供給する。
【0079】
D/A変換器91Y 及びLPF92Y は、切換スイッチ96から供給されるクロックを用いて、フレームシンクロナイザ57から供給される輝度データをアナログ信号に変換して、輝度信号(Y)を再生し、D/A変換器91R 、91B 及びLPF92R 、92B は、分周器97から供給されるクロックを用いて、2系列の色差データをそれぞれアナログ信号に変換して、色差信号(R−Y、B−Y)を再生する。
【0080】
かくして、このD/A変換回路90は、1ライン当たりのサンプル数(画素数)が通常モードではそれぞれ720、360とされ、フォールバックモードではそれぞれ480、240とされた輝度データと色差データをアナログ信号に変換し、得られる映像信号を上述の外部機器に出力する。
【0081】
以上のように、ディジタル画像送信装置において、映像信号をサンプリングして、画像データに変換して送信する際に、伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードでは、通常モードに比してA/D変換回路20のサンプリング周波数を低くすると共に、エラー訂正エンコーダ18で付加するエラー訂正符号の符号量を増加させて送信し、ディジタル画像受信装置において、受信される画像データをD/A変換回路90で映像信号に変換して出力する際に、画像データに基づいて送信の際のモードを検出し、この検出結果によりD/A変換回路90のクロックを送信の際のサンプリング周波数に一致するように制御することにより、1サンプル当たりの平均ビット数を通常モードと同じ値とすることができ、例えば予測符号化を採用したシステムではS/Nの劣化を防止することができ、例えばDCTを採用したシステムではブロック歪みの発生を防止することができる。また、ディジタル画像受信装置では、通常モードとフォールバックモードの切り換えを自動的に行うことができる。
【0082】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、例えば、A/D変換器91Y 、91R 、91B のサンプリング周波数を変化させる代わりに、フォールバックモードにおけるTBC11からの読み出し周期を通常モードに比して遅くすると共に、間引きして読み出すようにしてもよい。また、フォールバックモードにおけるサブサンプリング回路12Y 、12C での間引き率を通常モードに比して大きくするようにしてもよい。また、符号化としては、上述の予測符号化やDCT以外に、例えば所謂スラント変換、ハール変換等の変換符号化等を用いることができる。
【0083】
【発明の効果】
以上の説明でも明らかなように、本発明によれば、ディジタル画像送信装置において、映像信号をサンプリングして、画像データに変換して送信する際に、フォールバックモードでは、通常モードに比してアナログ/ディジタル変換手段のサンプリング周波数を低くすると共に、エラー訂正符号量を増加させて送信し、ディジタル画像受信装置において、受信される画像データを映像信号に変換して出力する際に、画像データに基づいて送信の際のモードを検出し、この検出結果によりディジタル/アナログ変換手段のクロックを制御することにより、1サンプル当たりの平均ビット数を通常モードと同じ値とすることができ、例えば予測符号化を採用したシステムではS/Nの劣化を防止することができ、また、例えばDCTを採用したシステムではブロック歪みの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したディジタル画像送信装置の回路構成を示すブロック図である。
【図2】上記ディジタル画像送信装置を構成するA/D変換回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図3】上記ディジタル画像送信装置を構成する符号化回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図4】上記ディジタル画像送信装置を構成する符号化回路の他の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図5】本発明を適用したディジタル画像受信装置の回路構成を示すブロック図である。
【図6】上記ディジタル画像受信装置を構成するモード判定回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図7】上記モード判定回路の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図8】上記ディジタル画像受信装置を構成する復号化回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図9】上記ディジタル画像受信装置を構成する復号化回路の他の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図10】上記ディジタル画像受信装置を構成するD/A変換回路の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
51 エラー訂正デコーダ、52 バッファメモリ、53 VLD、54 DMUX、55 垂直補正回路、56 水平補間回路、57 フレームシンクロナイザ、60 モード判定回路、70 復号化回路、90 D/A変換回路
Claims (2)
- ディジタル画像送信装置から、画像データを伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードで送信する際に、通常モードに比して、映像信号のサンプリング周波数を低くするとともに、上記画像データに付加されるエラー訂正符号量を増加させ、1サンプル当りの平均ビット数を通常モードと同じ値にするように制御されて送信される画像データを受信する受信手段と、
上記受信手段で受信された画像データに基づいて送信の際のモードが上記通常モードか上記フォールバックモードかを検出する検出手段と、
上記受信手段で受信された画像データに、上記検出手段手段で検出された送信の際のモードに対応したエラー訂正処理を施すエラー訂正手段と、
上記エラー訂正手段からの画像データを映像信号に変換するディジタル/アナログ変換手段と、
上記検出手段で検出された送信の際のモードに対応した送信の際のサンプリング周波数に一致するようにクロックを制御する制御手段とを備えるディジタル画像受信装置。 - ディジタル画像送信装置から、画像データを伝送路の品質が劣化したときのフォールバックモードで送信する際に、通常モードに比して、映像信号のサンプリング周波数を低くするとともに、上記画像データに付加されるエラー訂正符号量を増加させ、1サンプル当りの平均ビット数を通常モードと同じ値にするように制御されて送信される画像データを受信し、
上記受信された画像データに基づいて送信の際のモードが上記通常モードか上記フォールバックモードかを検出し、
上記受信された画像データに、上記検出された送信の際のモードに対応したエラー訂正処理を施し、
上記エラー訂正処理が施された画像データを映像信号に変換するとともに、上記検出された送信の際のモードに対応した送信の際のサンプリング周波数に一致するようにクロックを制御するディジタル画像受信方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001176366A JP3636100B2 (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | ディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001176366A JP3636100B2 (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | ディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20138292A Division JP3227813B2 (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | ディジタル画像送信装置、ディジタル画像送信方法、ディジタル画像伝送システム及びディジタル画像送受信方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002044672A JP2002044672A (ja) | 2002-02-08 |
JP3636100B2 true JP3636100B2 (ja) | 2005-04-06 |
Family
ID=19017367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001176366A Expired - Lifetime JP3636100B2 (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | ディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3636100B2 (ja) |
-
2001
- 2001-06-11 JP JP2001176366A patent/JP3636100B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002044672A (ja) | 2002-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10931955B2 (en) | Image processing device and image processing method that horizontal filtering on pixel blocks | |
US10887590B2 (en) | Image processing device and method | |
US9710930B2 (en) | Image processing device and method | |
US6188725B1 (en) | Interlaced video signal encoding and decoding method, by conversion of selected fields to progressive scan frames which function as reference frames for predictive encoding | |
US8903187B2 (en) | Image processing device and image processing method | |
US6167157A (en) | Method of reducing quantization noise generated during a decoding process of image data and device for decoding image data | |
US8861848B2 (en) | Image processor and image processing method | |
US6587509B1 (en) | Reducing undesirable effects of an emphasis processing operation performed on a moving image by adding a noise signal to a decoded uncompressed signal | |
JP3303869B2 (ja) | 画像符号化方法、画像符号化装置、画像復号化方法 | |
JPH07264580A (ja) | 映像信号伝送方法並びに映像信号送信装置及び映像信号受信装置 | |
JPH07212761A (ja) | 階層符号化装置及び階層復号化装置 | |
JP4201839B2 (ja) | メモリを有効利用する画像処理システムのオーバーヘッド・データプロセッサ | |
JPH09182087A (ja) | ディジタルビデオ信号を符号化する方法及び装置 | |
JP3227813B2 (ja) | ディジタル画像送信装置、ディジタル画像送信方法、ディジタル画像伝送システム及びディジタル画像送受信方法 | |
JP3636100B2 (ja) | ディジタル画像受信装置及びディジタル画像受信方法 | |
JP4320509B2 (ja) | 映像再符号化装置および方法 | |
US7003036B2 (en) | Encoder, decoder, encoding method and decoding method for color moving image and method of transferring bitstream of color moving image | |
JP3703088B2 (ja) | 拡張画像符号化装置及び拡張画像復号化装置 | |
JPH0738888A (ja) | 動画像復号化装置 | |
JPH0993578A (ja) | 画像送信装置及び画像受信装置、並びに画像送信方法及び画像受信方法 | |
JPH07107464A (ja) | 画像符号化装置および復号化装置 | |
JP4556286B2 (ja) | 動きベクトル変換装置及び方法 | |
JPH0759092A (ja) | 画像信号の伝送装置 | |
JP2001309389A (ja) | 動きベクトル変換装置及び方法 | |
JPH08265759A (ja) | 圧縮信号切換装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040831 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041101 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041227 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080114 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090114 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100114 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100114 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110114 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120114 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130114 Year of fee payment: 8 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130114 Year of fee payment: 8 |