JP3664381B2 - ビデオ分割符号化伝送装置 - Google Patents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はビデオ分割符号化伝送装置に関し、特に基本データの優先伝送を必要とせず、また符号化効率を向上するビデオ分割符号化伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、伝送品質が大きく変動する環境（特に、伝送速度が大きく変動する環境）において、その品質に応じた画質の映像を受信できるようにするための方式が研究されており、一つの方式として、スケーラビリティ符号化の適用が試みられている。従来のスケーラビリティ符号化（以下、第１のスケーラビリティ符号化と呼ぶ）は、大別すると、次のものに分類される。
【０００３】
▲１▼時間方向の解像度を段階的に選択できる時間スケーラビリティ、
▲２▼空間解像度を変化させる空間スケーラビリティ、
▲３▼周波数成分を分割するデータパーティショニング、
▲４▼符号化歪みを段階的に選択するＳＮＲスケーラビリティ、
【０００４】
しかしながら、これらのスケーラビリティ符号化は、受信側において基本データの正常受信を必須条件としているので、送信側では、該基本データを優先的に伝送する必要がある。
【０００５】
これに対して、前記のような基本データを優先的に伝送する必要のないスケーラビリティ符号化（以下、第２のスケーラビリティ符号化と呼ぶ）が提案されている。この方式は、フラットマルチスケーラブル符号化と呼ばれ、冗長系を用いた伝送を利用するものである。しかしながら、この方式は、各々独立に符号化されたデータを各々に対応する経路で伝送し、受信側でそれらの平均をとる処理をするため、符号化効率の点では十分でないという不具合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、前記第１のスケーラビリティ符号化方式には、基本データを優先的に伝送しなければならないという問題、また前記第２のスケーラビリティ符号化には、符号化効率が十分でないという問題があった。
【０００７】
本発明は、従来技術の上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、基本データを優先的に伝送する必要がなく、また符号化効率を十分に向上できるビデオ分割符号化伝送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明は、複数のチャネルを用いて伝送するビデオ分割符号化伝送装置において、原画を符号化して第１のチャネルで伝送する第１の符号化部と、該第１の符号化部で発生した符号化誤差を残りのチャネルに分散した値を前記原画に加減算した第１の補償原画を生成する第１の補償部と、該第１の補償原画を符号化して第２のチャネルで伝送する第２の符号化部とを、少なくとも具備した点に特徴がある。
【０００９】
この特徴によれば、基本データを優先的に伝送する必要がなく、また符号化効率を十分に向上させることができるビデオ分割符号化伝送を実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の構成を示すブロック図であり、送信側と受信側の構成が示されているが、本発明は、送信側の構成に特徴がある。
【００１１】
送信側の符号化装置は、ＭＰＥＧ２等の第１、第２、第３符号化部１、２、３等と、ＭＰＥＧ２等のローカルデコーダあるいはビットストリームを復号するデコーダ等の第１、第２、第３復号部４、５、６等と、第１、第２、第３補償部７８、９等から構成されている。
【００１２】
第１符号化部１は原画Ｓ(1) を符号化して第１チャネルの回線２１に出力する。また、該符号化された画像データは第１復号部４で復号される。この復号データＣ(1) は第１補償部７に入力する。第１補償部７には、原画Ｓ(1) と該復号データＣ(1) が入力する。第１補償部７は、下記の(1) 式の演算をして、第１補償原画Ｓ(2) を生成する。
【００１３】
ここに、ｉ＝１〜Ｎ−１であり、Ｎは画像符号化の全チャネル数である。
【００１４】
前記第１補償原画Ｓ(2) は、第２符号化部２で符号化され、第２チャネルの回線２２から出力される。
【００１５】
次に、第２符号化部２で符号化された画像データは、第２復号部５で復号され、その復号データＣ(2) は第２補償部８に入力する。第２補償部８には、原画Ｓ(1) と復号データＣ(1) 、Ｃ(2) が入力する。第２補償部８は、上記の(1) 式の演算をして、第２補償原画Ｓ(3) を生成する。第２補償原画Ｓ(3) は、第３符号化部３で符号化され、第３チャネルの回線２３から出力される。以下、前記と同様の動作が、前記全チャネル数Ｎ分行われる。
【００１６】
一方、受信側では、該チャネル数Ｎの各々に接続された復号部５１、５２、５３、…を有しており、各復号部５１、５２、５３、…には、模擬的に表されたスイッチ５４、５５、５６、…が接続されている。このスイッチ５４、５５、５６、…は、モバイルアプリケーション等のチャネルの状態を表すものであり、チャネルが何らかの理由で（例えば、建物の陰に入った）、中断すると、開になる。Ｎチャネルで受信され、復号部５１、５２、５３、…で復号された画像データは、加算器５７で合成され、平均部５８で平均化されて、出力画像信号Ｒとして出力される。
【００１７】
該出力画像信号Ｒを式で表すと、次の(2) 式のようになる。
ここに、Ｐ(k) （ｋ＝１，…，Ｎ）は、０（受信できなかった時）または１（受信できた時）である。
【００１８】
図２は、図１の送信側の動作を、図式的に表したものである。図から、第１補償原画Ｓ(2) は｛（Ｓ(1) −Ｃ(1) ｝／（Ｎ−１）＋Ｓ(1) となり、第２補償原画Ｓ(3) は［｛（Ｓ(1) −Ｃ(1) ｝＋｛（Ｓ(1) −Ｃ(2) ｝］／（Ｎ−２）＋Ｓ(1) となることが分かる。これらの第１、第２補償原画Ｓ(2) 、Ｓ(3) を見ると、該第１、第２補償原画Ｓ(2) 、Ｓ(3) は、原画Ｓ(1) に、第１、第２符号化部１、２で発生した符号化誤差を残りのチャネルに分散した値を加算したものになっている。
【００１９】
したがって、受信側で、送信側からのＮチャネルの符号化データを復号し、これらを合成して平均を取れば、送信側の符号化により生じた符号化誤差を極力相殺でき、符号化効率を十分に向上できることが分かる。また、本実施形態によれば、どのチャネルにも原画Ｓ（１）が含まれており、基本データを優先的に伝送する必要がないことは明らかである。
【００２０】
図３は、符号化効率が良いとされている時間スケーラビリティ（２チャネル）（点線の曲線ａ）、時間スケーラビリティ（３チャネル）（点線の曲線ｂ）の符号化効率と、本実施形態で測定されたＮ＝２（曲線ｃ）、Ｎ＝３（曲線ｄ）、Ｎ＝４（曲線ｅ）の符号化効率を示したものである。この図から、本実施形態による符号化効率は、前記時間スケーラビリティに比べて、殆ど遜色がないことが分かる。また、Ｎが大きくなる程、ＳＮＲが改善されることが分かる。
【００２１】
また、図４は、Ｑ（量子化ステップＳサイズ）＝４，Ｎ＝５の場合に、受信側で、チャネル１、チャネル１＋２、…、チャネル１＋２＋３＋４＋５のパターン１、チャネル１、チャネル１＋３、チャネル１＋３＋５のパターン２、およびチャネル５、チャネル５＋４、…、チャネル５＋４＋３＋２＋１のパターン３で受信した時の、各パターンの符号化効率を表したものである。図中の曲線ｐ，ｑ，ｒは、それぞれ、前記パターン１，２，３に対応する符号化効率である。また、例えば、曲線ｐにおいて、点ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 、ｐ4 、およびｐ5 は、それぞれ、ｃｈ１、ｃｈ１＋２、ｃｈ１＋２＋３、ｃｈ１＋２＋３＋４、およびｃｈ１＋２＋３＋４＋５で受信した時のＳＮＲ値を示す。他の曲線ｑ、ｒ上の各点についても、同様である。
【００２２】
図示から明らかなように、各曲線ｐ，ｑ，ｒはいずれも右肩上がりであるので、受信側で復号したチャネル数が増えるほど、符号化効率が大きく改善されていくことが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基本データを優先的に伝送する必要がなく、また符号化効率を十分に向上できるビデオ分割符号化伝送装置を提供することがせきる。また、受信側での合成画質の高いマルチチャネルによる画像符号化伝送装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、通常の符号化、復号処理の外には、四則演算程度の極く簡単な演算を行うだけで、ビデオデータを分割符号化して、伝送できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１の送信側の動作を表した模式図である。
【図３】 従来の時間スケーラビリティによる符号化効率と、本発明により得られる符号化効率とを比較するグラフである。
【図４】 受信側で得られる、パターン１、２、３の符号化効率の推移を表すグラフである。
【符号の説明】
１、２、３…第１、第２、第３符号化部、４、５、６…第１、第２、第３復号部、７、８、９…第１、第２、第３補償部、２１、２２、２３…回線。
【発明の属する技術分野】
この発明はビデオ分割符号化伝送装置に関し、特に基本データの優先伝送を必要とせず、また符号化効率を向上するビデオ分割符号化伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、伝送品質が大きく変動する環境（特に、伝送速度が大きく変動する環境）において、その品質に応じた画質の映像を受信できるようにするための方式が研究されており、一つの方式として、スケーラビリティ符号化の適用が試みられている。従来のスケーラビリティ符号化（以下、第１のスケーラビリティ符号化と呼ぶ）は、大別すると、次のものに分類される。
【０００３】
▲１▼時間方向の解像度を段階的に選択できる時間スケーラビリティ、
▲２▼空間解像度を変化させる空間スケーラビリティ、
▲３▼周波数成分を分割するデータパーティショニング、
▲４▼符号化歪みを段階的に選択するＳＮＲスケーラビリティ、
【０００４】
しかしながら、これらのスケーラビリティ符号化は、受信側において基本データの正常受信を必須条件としているので、送信側では、該基本データを優先的に伝送する必要がある。
【０００５】
これに対して、前記のような基本データを優先的に伝送する必要のないスケーラビリティ符号化（以下、第２のスケーラビリティ符号化と呼ぶ）が提案されている。この方式は、フラットマルチスケーラブル符号化と呼ばれ、冗長系を用いた伝送を利用するものである。しかしながら、この方式は、各々独立に符号化されたデータを各々に対応する経路で伝送し、受信側でそれらの平均をとる処理をするため、符号化効率の点では十分でないという不具合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、前記第１のスケーラビリティ符号化方式には、基本データを優先的に伝送しなければならないという問題、また前記第２のスケーラビリティ符号化には、符号化効率が十分でないという問題があった。
【０００７】
本発明は、従来技術の上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、基本データを優先的に伝送する必要がなく、また符号化効率を十分に向上できるビデオ分割符号化伝送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明は、複数のチャネルを用いて伝送するビデオ分割符号化伝送装置において、原画を符号化して第１のチャネルで伝送する第１の符号化部と、該第１の符号化部で発生した符号化誤差を残りのチャネルに分散した値を前記原画に加減算した第１の補償原画を生成する第１の補償部と、該第１の補償原画を符号化して第２のチャネルで伝送する第２の符号化部とを、少なくとも具備した点に特徴がある。
【０００９】
この特徴によれば、基本データを優先的に伝送する必要がなく、また符号化効率を十分に向上させることができるビデオ分割符号化伝送を実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の構成を示すブロック図であり、送信側と受信側の構成が示されているが、本発明は、送信側の構成に特徴がある。
【００１１】
送信側の符号化装置は、ＭＰＥＧ２等の第１、第２、第３符号化部１、２、３等と、ＭＰＥＧ２等のローカルデコーダあるいはビットストリームを復号するデコーダ等の第１、第２、第３復号部４、５、６等と、第１、第２、第３補償部７８、９等から構成されている。
【００１２】
第１符号化部１は原画Ｓ(1) を符号化して第１チャネルの回線２１に出力する。また、該符号化された画像データは第１復号部４で復号される。この復号データＣ(1) は第１補償部７に入力する。第１補償部７には、原画Ｓ(1) と該復号データＣ(1) が入力する。第１補償部７は、下記の(1) 式の演算をして、第１補償原画Ｓ(2) を生成する。
【００１３】
【００１４】
前記第１補償原画Ｓ(2) は、第２符号化部２で符号化され、第２チャネルの回線２２から出力される。
【００１５】
次に、第２符号化部２で符号化された画像データは、第２復号部５で復号され、その復号データＣ(2) は第２補償部８に入力する。第２補償部８には、原画Ｓ(1) と復号データＣ(1) 、Ｃ(2) が入力する。第２補償部８は、上記の(1) 式の演算をして、第２補償原画Ｓ(3) を生成する。第２補償原画Ｓ(3) は、第３符号化部３で符号化され、第３チャネルの回線２３から出力される。以下、前記と同様の動作が、前記全チャネル数Ｎ分行われる。
【００１６】
一方、受信側では、該チャネル数Ｎの各々に接続された復号部５１、５２、５３、…を有しており、各復号部５１、５２、５３、…には、模擬的に表されたスイッチ５４、５５、５６、…が接続されている。このスイッチ５４、５５、５６、…は、モバイルアプリケーション等のチャネルの状態を表すものであり、チャネルが何らかの理由で（例えば、建物の陰に入った）、中断すると、開になる。Ｎチャネルで受信され、復号部５１、５２、５３、…で復号された画像データは、加算器５７で合成され、平均部５８で平均化されて、出力画像信号Ｒとして出力される。
【００１７】
該出力画像信号Ｒを式で表すと、次の(2) 式のようになる。
【００１８】
図２は、図１の送信側の動作を、図式的に表したものである。図から、第１補償原画Ｓ(2) は｛（Ｓ(1) −Ｃ(1) ｝／（Ｎ−１）＋Ｓ(1) となり、第２補償原画Ｓ(3) は［｛（Ｓ(1) −Ｃ(1) ｝＋｛（Ｓ(1) −Ｃ(2) ｝］／（Ｎ−２）＋Ｓ(1) となることが分かる。これらの第１、第２補償原画Ｓ(2) 、Ｓ(3) を見ると、該第１、第２補償原画Ｓ(2) 、Ｓ(3) は、原画Ｓ(1) に、第１、第２符号化部１、２で発生した符号化誤差を残りのチャネルに分散した値を加算したものになっている。
【００１９】
したがって、受信側で、送信側からのＮチャネルの符号化データを復号し、これらを合成して平均を取れば、送信側の符号化により生じた符号化誤差を極力相殺でき、符号化効率を十分に向上できることが分かる。また、本実施形態によれば、どのチャネルにも原画Ｓ（１）が含まれており、基本データを優先的に伝送する必要がないことは明らかである。
【００２０】
図３は、符号化効率が良いとされている時間スケーラビリティ（２チャネル）（点線の曲線ａ）、時間スケーラビリティ（３チャネル）（点線の曲線ｂ）の符号化効率と、本実施形態で測定されたＮ＝２（曲線ｃ）、Ｎ＝３（曲線ｄ）、Ｎ＝４（曲線ｅ）の符号化効率を示したものである。この図から、本実施形態による符号化効率は、前記時間スケーラビリティに比べて、殆ど遜色がないことが分かる。また、Ｎが大きくなる程、ＳＮＲが改善されることが分かる。
【００２１】
また、図４は、Ｑ（量子化ステップＳサイズ）＝４，Ｎ＝５の場合に、受信側で、チャネル１、チャネル１＋２、…、チャネル１＋２＋３＋４＋５のパターン１、チャネル１、チャネル１＋３、チャネル１＋３＋５のパターン２、およびチャネル５、チャネル５＋４、…、チャネル５＋４＋３＋２＋１のパターン３で受信した時の、各パターンの符号化効率を表したものである。図中の曲線ｐ，ｑ，ｒは、それぞれ、前記パターン１，２，３に対応する符号化効率である。また、例えば、曲線ｐにおいて、点ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 、ｐ4 、およびｐ5 は、それぞれ、ｃｈ１、ｃｈ１＋２、ｃｈ１＋２＋３、ｃｈ１＋２＋３＋４、およびｃｈ１＋２＋３＋４＋５で受信した時のＳＮＲ値を示す。他の曲線ｑ、ｒ上の各点についても、同様である。
【００２２】
図示から明らかなように、各曲線ｐ，ｑ，ｒはいずれも右肩上がりであるので、受信側で復号したチャネル数が増えるほど、符号化効率が大きく改善されていくことが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基本データを優先的に伝送する必要がなく、また符号化効率を十分に向上できるビデオ分割符号化伝送装置を提供することがせきる。また、受信側での合成画質の高いマルチチャネルによる画像符号化伝送装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、通常の符号化、復号処理の外には、四則演算程度の極く簡単な演算を行うだけで、ビデオデータを分割符号化して、伝送できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１の送信側の動作を表した模式図である。
【図３】 従来の時間スケーラビリティによる符号化効率と、本発明により得られる符号化効率とを比較するグラフである。
【図４】 受信側で得られる、パターン１、２、３の符号化効率の推移を表すグラフである。
【符号の説明】
１、２、３…第１、第２、第３符号化部、４、５、６…第１、第２、第３復号部、７、８、９…第１、第２、第３補償部、２１、２２、２３…回線。
Claims (2)
- 複数のチャンネルを用いて伝送するビデオ分割符号化伝送装置において、
原画を符号化して第１のチャネルで伝送する第１の符号化部と、
該第１の符号化部で発生した符号化誤差に係数１／（Ｎ−１）を乗じ（ここに、Ｎは全チャネル数）、前記原画に加算して第１の補償原画を生成する第１の補償部と、
該第１の補償原画を符号化して第２のチャネルに伝送する第２の符号化部とを、
少なくとも具備したことを特徴とするビデオ分割符号化伝送装置。 - 複数のチャネルＮ（Ｎは２以上の整数）を用いて伝送するビデオ分割符号化伝送装置において、
原画を符号化して第１のチャネルで伝送する第１の符号化部と、
第ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ−１）の符号化部で符号化されたデータを復号する第ｉの復号部と、
該第ｉの復号部で復号されたデータＣ（ｉ）を第（ｉ＋１）〜第（Ｎ−１）のチャネルに分散し、該分散されたデータＣ（ｉ）と前記原画とに基づいて第ｉの補償原画を生成する第ｉの補償部と、
該第ｉの補償原画を符号化して、第（ｉ＋１）チャネルで伝送する第（ｉ＋１）符号化部とを具備し、
前記第ｉの補償原画をＳ（ｉ＋１）とする時、該Ｓ（ｉ＋１）は下記の(3)式で表されるビデオ分割符号化伝送装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000299456A JP3664381B2 (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ビデオ分割符号化伝送装置 |
| US09/963,576 US6898247B2 (en) | 2000-09-29 | 2001-09-27 | Apparatus for dividing, compressing and transmitting video data |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000299456A JP3664381B2 (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ビデオ分割符号化伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002111508A JP2002111508A (ja) | 2002-04-12 |
| JP3664381B2 true JP3664381B2 (ja) | 2005-06-22 |
Family
ID=18781260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000299456A Expired - Lifetime JP3664381B2 (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ビデオ分割符号化伝送装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6898247B2 (ja) |
| JP (1) | JP3664381B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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| US7643558B2 (en) * | 2003-03-24 | 2010-01-05 | Qualcomm Incorporated | Method, apparatus, and system for encoding and decoding side information for multimedia transmission |
| US8331445B2 (en) * | 2004-06-01 | 2012-12-11 | Qualcomm Incorporated | Method, apparatus, and system for enhancing robustness of predictive video codecs using a side-channel based on distributed source coding techniques |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4903317A (en) * | 1986-06-24 | 1990-02-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image processing apparatus |
| US6480541B1 (en) * | 1996-11-27 | 2002-11-12 | Realnetworks, Inc. | Method and apparatus for providing scalable pre-compressed digital video with reduced quantization based artifacts |
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2000
- 2000-09-29 JP JP2000299456A patent/JP3664381B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-09-27 US US09/963,576 patent/US6898247B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020054645A1 (en) | 2002-05-09 |
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| US6898247B2 (en) | 2005-05-24 |
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Legal Events
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