JP4652169B2 - 符号化方式判定装置 - Google Patents

Description

この発明は、入力された符号化ビットストリームから、符号化方式を判定する符号化方式判定装置に関するものである。

従来の符号化方式判定装置では、符号化ビットストリームに多重化された符号化方式識別情報によって、その符号化方式の判定を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第９９／２２５２４号（ＷＯ９９／２２５２４）パンフレット（第１３−１４頁、第５図）

従来の符号化方式判定装置では、符号化方式識別情報が必要であるため、符号化ビットストリームのみを伝送する場合に比較して、伝送情報量が増加するという問題点があった。また、伝送路誤りなどにより符号化方式識別情報が誤った場合には、正しく符号化方式を判定することができないという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、符号化方式識別情報を用いずに、符号化ビットストリームのみから符号化方式を判定することのできる符号化方式判定装置を得ることを目的とする。

この発明に係る符号化方式判定装置は、対象となる符号化ビットストリームにおける所定の範囲のビットストリームの自己相関値を求める自己相関計算手段と、自己相関計算手段で計算された自己相関値と、予め記憶されたモデルパターンとの類似度に基づいて、符号化ビットストリームの符号化方式を判定する符号化方式判定手段とを備えたものである。

この発明の符号化方式判定装置は、符号化ビットストリームの自己相関値を求め、この自己相関値と予め記憶されたモデルパターンとの類似度に基づいて符号化方式を判定するようにしたので、符号化方式識別情報を用いずに、符号化ビットストリームのみから符号化方式を判定することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による符号化方式判定装置を示す構成図である。
図において、符号化方式判定装置は、窓掛け手段１、自己相関計算手段２、記憶手段３、符号化方式判定手段４からなる。

窓掛け手段１は、符号化ビットストリーム１００を所定ビット数毎に切り出して出力する手段である。自己相関計算手段２は、符号化方式判定対象である符号化ビットストリーム１００における所定ビット数のビットストリームの自己相関値を求める手段である。記憶手段３は、予め求められた既知の符号化方式のモデルパターンを格納する手段である。符号化方式判定手段４は、自己相関計算手段２で計算された自己相関値と、記憶手段３に記憶されているモデルパターンとの類似度に基づいて、符号化ビットストリーム１００の符号化方式を判定し、符号化方式判定結果２００として出力する手段である。

次に、実施の形態１の動作について説明する。
符号化方式判定装置に入力される符号化ビットストリーム１００は、例えば、映像信号、音響信号あるいは音声信号を符号化して得られたデジタル信号系列であり、例えば図２に示すように所定時間毎のフレーム単位で符号化して得られた符号化ビットストリームが連続したものである。

先ず、窓掛け手段１は、入力された符号化ビットストリーム１００を、所定ビット数Ｎ毎に切り出して出力する。ここで、所定ビット数Ｎは、例えば１フレーム分の符号化ビット数とする。自己相関計算手段２は、窓掛け手段１より出力されたＮビットの符号化ビットストリームｂ（ｉ）（ｂ（ｉ）＝０または１、ｉ＝１〜Ｎ）の自己相関値を、例えば、次式に定義する自己相関関数Ｒ（ｎ）に従ってｎ＝１〜Ｎ−１まで計算して出力する。

尚、自己相関関数Ｒ（ｎ）は、上式によらず符号化ビットストリームの類似性を表すものとして適宜定義してもよい。

これにより、符号化ビットストリームｂ（ｉ）内での局所的なビットパターン（０／１の出現順序パターン）の類似性（何ビットずれた所に、どの程度類似したパターンがあるか）を評価することができる。

記憶手段３には、予め判定対象とする既知の符号化方式、例えば符号化方式Ａおよび符号化方式Ｂにより生成された符号化ビットストリームの自己相関値をモデルパターンＡおよびモデルパターンＢとして記憶しており、これらのモデルパターンを出力する。ここで、通常、映像信号、音響信号あるいは音声信号などに対する符号化では、信号を複数のパラメータに分離して符号化するので、符号化ビットストリームは各パラメータをそれぞれ符号化した符号ビットから構成されるものとなる。このため、各パラメータ間の相関の大小や、符号化ビットストリーム内における各パラメータの符号ビットの配置の差異により、その自己相関値は、符号化方式毎に特徴が異なるものとなる。

例えば、規格３ＧＰＰ ＴＳ２６．０９０で規定される音声符号化方式の１２．２ｋｂｉｔ／ｓモードの場合、１フレームを更に４サブフレームに分割して符号化しており、各サブフレームは同様のパラメータ構成となっている。これらサブフレーム毎のパラメータの内、定常性が高いパラメータではサブフレーム間で変化が小さいので、該パラメータのビットパターンもサブフレーム間で似通ったものになる。従って、異なるサブフレーム間で類似したビットパターンが存在する場合、そのビットパターン分ずれた位置の自己相関値は大きいものになる。逆に、類似したビットパターンが一致しないビットずれ位置では自己相関値が小さくなる。符号化パラメータや符号化ビットストリーム内における符号ビットの配置は符号化方式毎に異なるので、自己相関値が大きくなる、あるいは小さくなるビットずれ位置は、符号化方式毎に異なるものとなる。

図３は、この符号化方式毎の特徴を示す説明図である。
図中、（ａ）は符号化方式Ａの符号化ビットストリームの自己相関値（モデルパターンＡ）、（ｂ）は符号化方式Ｂの符号化ビットストリームの自己相関値（モデルパターンＢ）を示している。

符号化方式判定手段４は、自己相関計算手段２から入力された自己相関値と、記憶手段３から入力された各モデルパターンとを比較し、各モデルパターンに対する類似度を求める。ここで、各モデルパターンとの類似度が全て十分に大きくない（類似していない）場合、即ち、各モデルパターンとの類似度が全て所定の未知符号化判定用基準値以下である場合には符号化ビットストリーム１００を符号化した方式は未知の符号化方式であると判定する。また、類似度が十分に大きい（類似している）ものがある場合、即ち、各モデルパターンとの類似度が既知符号化判定用基準値を超えているものがある場合には、類似度が最も高いモデルパターンに対応する符号化方式を、符号化ビットストリーム１００を符号化した方式と判定し、これを示す符号化方式判定結果２００を出力する。ここで類似度は、例えば相関や誤差自乗和など、任意の類似性を評価する尺度を用いて良い。また、未知符号化判定用基準値と既知符号化判定用基準値との大小関係は、未知符号化判定用基準値≦既知符号化判定用基準値である。

尚、上記実施の形態では、符号化ビットストリーム１００を、例えば映像信号、音響信号あるいは音声信号を符号化して得られたデジタル信号系列としているが、これに代えて、文字・画像などを符号化して得られたデジタル信号系列など、任意の符号化ビットストリームに対しても同様の効果が得られる。

また、上記では窓掛け手段１で、符号化ビットストリーム１００から切り出して出力する所定ビット数を１フレーム分としているが、これに限定されるものではなく、例えば、２フレーム以上の複数のフレーム分の符号化ビット数としても同様の効果が得られる。更に、フレーム単位ではなく、１フレーム以上の任意の符号化ビット数としても同様の効果が得られる。

また、上記実施の形態では、自己相関計算手段２で、全次数の自己相関値を計算しているが、一部の自己相関値のみ計算するとしても良い。このように構成することにより、自己相関値計算に要する処理量を削減することが可能となる。

また、上記実施の形態では、記憶手段３に、例えば２方式のモデルパターンを記憶するとしているが、１方式以上の何方式のモデルパターンを記憶するとしても良い。更に、記憶手段３に、一つの符号化方式に対して一つのモデルパターンを記憶するとしているが、一つの符号化方式に対して複数のモデルパターンを記憶するとしても良い。このように構成することにより、符号化ビットストリームの自己相関値が複数の特徴的な様態を示す符号化方式に対しても正しく符号化方式を判定することが可能となる。

以上のように、実施の形態１の符号化方式判定装置によれば、対象となる符号化ビットストリームにおける所定の範囲のビットストリームの自己相関値を求める自己相関計算手段と、自己相関計算手段で計算された自己相関値と、予め記憶されたモデルパターンとの類似度に基づいて、符号化ビットストリームの符号化方式を判定する符号化方式判定手段とを備えたので、符号化ビットストリームのみから符号化方式を判定することができる。従って、符号化方式識別情報を用いる必要がなく、伝送情報量の増加を回避することができる。また、符号化方式識別情報のように少数の特定ビットに依らず、符号化ビットストリーム全体の特徴を分析して符号化方式を判定するようにしているので、伝送誤りが発生しても判定に与える影響は小さく、正しく符号化方式を判定することができる。

また、実施の形態１の符号化方式判定装置によれば、モデルパターンは、既知の符号化方式を用いて作成されるようにしたので、容易にモデルパターンの追加、削除といった変更も可能である。

また、実施の形態１の符号化方式判定装置によれば、符号化方式判定手段は、入力された符号化ビットストリームとの類似度が所定の既知符号化判定用基準値よりも高い値のモデルパターンが存在する場合、最も高い値のモデルパターンに対応した符号化方式を、入力された符号化ビットストリームを作成した符号化方式であると判定するようにしたので、確実に符号化方式を判定することができる。

また、実施の形態１の符号化方式判定装置によれば、符号化方式判定手段は、全てのモデルパターンとの類似度が、既知符号化判定用基準値以下の値である未知符号化判定用基準値以下である場合は、未知の符号化方式により符号化されたものと判定するようにしたので、未知の符号化方式による符号化ビットストリームを誤った復号化方式で復号化することを回避することができる。

また、実施の形態１の符号化方式判定装置によれば、類似度は、自己相関値とモデルパターンとの相互相関であるようにしたので、容易かつ確実に符号化方式を判定することができる。

また、実施の形態１の符号化方式判定装置によれば、類似度は、自己相関値とモデルパターンとの誤差自乗和であるようにしたので、容易かつ確実に符号化方式を判定することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、符号化ビットストリーム１００のフレーム内の相関を用いて符号化方式を判定するようにしたものであるが、次に、フレーム間の相関を用いて符号化方式を判定する例を実施の形態２として以下に示す。

図４は、この発明の実施の形態２による符号化方式判定装置を示す構成図である。
図示の符号化方式判定装置は、窓掛け手段５、ビット順序変換手段６、自己相関計算手段７、記憶手段８、符号化方式判定手段９からなる。窓掛け手段５は、符号化ビットストリーム１００を所定フレーム数毎に切り出して出力するよう構成されている。ビット順序変換手段６は、フレーム毎に連続する符号化ビットストリームのビット順序をフレーム内のビット位置毎に連続する符号化ビットストリームに変換するよう構成されている。自己相関計算手段７は、ビット位置毎の符号化ビットストリームの自己相関値を計算するよう構成されている。記憶手段８は、判定対象とする符号化方式を用いて作成した自己相関値のモデルパターンを記憶する記憶部である。符号化方式判定手段９は、自己相関計算手段７から入力される自己相関値と、記憶手段８から入力されるモデルパターンとを比較して符号化方式を判定し、符号化方式判定結果２００を出力する機能部である。

次に、実施の形態２の動作について説明する。
符号化方式判定装置に入力される符号化ビットストリーム１００は、例えば、映像信号、音響信号あるいは音声信号を符号化して得られたデジタル信号系列であり、例えば図２に示したように、所定時間毎のフレーム単位で符号化して得られた符号化ビットストリームが連続したものである。

このような符号化ビットストリーム１００に対して、先ず、窓掛け手段５は、所定フレーム数Ｍで切り出して出力する。ビット順序変換手段６は、窓掛け手段５より出力されたフレーム毎に連続する符号化ビットストリームを、フレーム内のビット位置が同じものがＭフレーム分ずつ連続するようにビット順序を変換して出力する。

図５は、ビット順序変換手段６の動作を示す説明図である。
図示のように、ビット順序変換手段６は、１フレームＮビットのビット順序変換手段への入力ビットストリーム１０１を、フレーム内のビット位置が同じものがＭフレーム分ずつ連続するようにビット順序を変換し、ビット順序変換手段からの出力ビットストリーム１０２として出力する。即ち、図中、破線矢印方向が入力ビット順を示し、実線矢印方向が出力ビット順を示している。

自己相関計算手段７は、ビット順序変換手段６より出力された符号化ビットストリーム１０２に対して、各ビット位置のＭビットの符号化ビットストリーム毎に、例えば１次の自己相関値を計算して出力する。これは即ち符号化ビットストリーム１００のフレーム内の各ビット位置における１フレーム前とのフレーム間の相関を求めて、出力しているものである。

記憶手段８には、予め判定対象とする既知の符号化方式、例えば、符号化方式Ａおよび符号化方式Ｂにより生成された符号化ビットストリームから各ビット位置におけるフレーム間の相関をモデルパターンＡおよびモデルパターンＢとして記憶しており、これらのモデルパターンを出力する。ここで、通常、映像信号、音響信号あるいは音声信号などに対する符号化では信号を複数のパラメータに分離して符号化するので、符号化ビットストリームは各パラメータをそれぞれ符号化した符号ビットから構成されるものとなり、各パラメータの時間変化の大小や、符号化ビットストリーム内における各パラメータの符号ビットの配置の差異により、そのフレーム間の相関値は、例えば図６に示すように符号化方式毎に特徴が異なるものとなる。図６中、（ａ）は符号化方式Ａの符号化ビットストリームのフレーム間相関（モデルパターンＡ）、（ｂ）は符号化方式Ｂの符号化ビットストリームのフレーム間相関（モデルパターンＢ）を示している。

符号化方式判定手段９は、自己相関計算手段７から入力された自己相関値と、記憶手段８から入力された各モデルパターンとを比較し、各モデルパターンに対する類似度を求める。そして、各モデルパターンとの類似度が全て十分に大きくない（類似していない）場合には符号化ビットストリーム1を符号化した方式は未知の符号化方式であると判定し、また、類似度が十分に大きい（類似している）ものがある場合には、類似度が最も高いモデルパターンに対応する符号化方式を、符号化ビットストリーム１００を符号化した方式と判定し、符号化方式判定結果２００を出力する。ここで、類似度は、例えば相関や誤差自乗和など、任意の類似性を評価する尺度を用いて良い。

尚、上記実施の形態２では、符号化ビットストリーム１００を、例えば映像信号、音響信号あるいは音声信号を符号化して得られたデジタル信号系列としているが、これに代えて、文字・画像などを符号化して得られたデジタル信号系列など、任意の符号化ビットストリームに対しても同様の効果が得られる。

また、上記実施の形態２では、自己相関計算手段７で、全ビット位置の自己相関値を計算しているが、一部の自己相関値のみ計算するとしても良い。このように構成することにより、自己相関値計算に要する処理量を削減することが可能となる。また、上記実施の形態２では、記憶手段８に、例えば２方式のモデルパターンを記憶するとしているが、１方式以上の何方式のモデルパターンを記憶するようにしても良い。更に、上記実施の形態２では、記憶手段８に、一つの符号化方式に対して一つのモデルパターンを記憶するとしているが、一つの符号化方式に対して複数のモデルパターンを記憶するとしても良い。このように構成することにより、符号化ビットストリームの自己相関値が複数の特徴的な様態を示す符号化方式に対しても正しく符号化方式を判定することが可能となる。

以上のように、実施の形態２の符号化方式判定装置によれば、フレーム単位の符号化ビットストリームに対して、時間的に連続するフレームにおいてフレーム内のビット位置が同一であるビットを連結したビットストリームを作成するビット順序変換手段と、ビット順序変換手段で作成したビットストリームの自己相関値をビット位置毎に求める自己相関計算手段と、自己相関計算手段で計算された自己相関値と、予め記憶されたモデルパターンとの類似度に基づいて、符号化ビットストリームの符号化方式を判定する符号化方式判定手段とを備えたので、符号化ビットストリームのみから符号化方式を判定することができる。従って、符号化方式識別情報を用いる必要がなく、伝送情報量の増加を回避することができる。また、符号化方式識別情報のように少数の特定ビットに依らず、符号化ビットストリーム全体の特徴を分析して符号化方式を判定するようにしているので、伝送誤りが発生しても判定に与える影響は小さく、正しく符号化方式を判定することができる。

また、実施の形態２の符号化方式判定装置では、全てのモデルパターンとの類似度が低い場合には、未知の符号化方式であると判定するようにしているので、未知の符号化方式による符号化ビットストリームを誤った復号化方式で復号化することを回避することができる。

実施の形態３．
実施の形態１、２では、符号化ビットストリーム１００は符号化後に何ら加工が加わっていないことを想定して符号化方式の判定を行うものであるが、例えば、伝送誤り耐性向上を目的としたビットインターリーブなどの加工を施された符号化ビットストリームもあり、このような符号化ビットストリームに対して符号化方式を判定する例を実施の形態３として次に示す。

図７は、この発明の実施の形態３による符号化方式判定装置を示す構成図である。
図示の符号化方式判定装置は窓掛け手段１、自己相関計算手段２、記憶手段３、符号化方式判定手段４、加工パターン記憶手段１０、加工手段１１からなる。ここで、窓掛け手段１〜符号化方式判定手段４は、実施の形態１と同様の構成であるため、ここでの説明は省略する。

加工パターン記憶手段１０は、ビット加工パターンを記憶する記憶部である。加工手段１１は、加工パターン記憶手段１０から入力されるビット加工パターンに従って符号化ビットストリーム１００を加工する手段である。

次に、実施の形態３の動作について説明する。
符号化方式判定装置に入力される符号化ビットストリーム１００は、例えば図２に示すように所定時間毎のフレーム単位で符号化して得られた符号化ビットストリームが連続したものに対して、例えば伝送誤り耐性向上を目的としたビットインターリーブなど、加工を施されたものである。

加工パターン記憶手段１０には、例えばビットインターリーブに対応したデインターリーブである等、予め判定対象とするビット加工パターンを、例えばビット加工パターンａおよびビット加工パターンｂとして２種類記憶しており、これらのビット加工パターンを出力する。加工手段１１は、加工パターン記憶手段１０から入力されたビット加工パターンに従って、符号化ビットストリーム１００に対して、例えばデインターリーブを施す等、各パターンの加工を行い、出力する。上記のように、加工パターン記憶手段１０からビット加工パターンａとビット加工パターンｂが出力された場合、加工手段１１は、符号化ビットストリーム１００に対するビット加工パターンａによる加工結果と、ビット加工パターンｂによる２種類の加工結果を出力することになる。

窓掛け手段１は、加工手段１１から入力されたそれぞれの加工パターンの符号化ビットストリームを、所定ビット数Ｎ毎に切り出して出力する。ここで所定ビット数Ｎは、例えば１フレーム分の符号化ビット数とする。自己相関計算手段２は、窓掛け手段１より出力されたＮビットの符号化ビットストリームの自己相関値を、例えば１次からＮ−１次まで計算して出力する。

記憶手段３には、予め判定対象とする既知の符号化方式、例えば符号化方式Ａおよび符号化方式Ｂにより生成された符号化ビットストリームの自己相関値をモデルパターンＡおよびモデルパターンＢとして記憶しており、このモデルパターンを出力する。

符号化方式判定手段４は、加工パターン記憶手段１０に記憶されている全てのビット加工パターンにおいて、自己相関計算手段２から入力された自己相関値と、記憶手段３から入力された各モデルパターンとを比較し、各モデルパターンに対する類似度を求める。そして、各モデルパターンとの類似度が全て十分に大きくない（類似していない）場合には符号化ビットストリーム1００を符号化した方式は未知の符号化方式であると判定し、また、類似度が十分に大きい（類似している）ものがある場合には、類似度が最も高いモデルパターンに対応する符号化方式を、符号化ビットストリーム１００を符号化した方式と判定し、符号化方式判定結果２００を出力する。

尚、上記実施の形態３では、実施の形態１の構成に対して加工パターン記憶手段１０と加工手段１１を追加する構成を示したが、実施の形態２の構成に対して加工パターン記憶手段１０と加工手段１１を追加する構成であってもよい。

また、上記実施の形態３では、符号化ビットストリームに施されている加工を、例えばビットインターリーブとしているが、誤り訂正やビット反転、暗号化など、他の符号化ビットストリームに対する任意の加工処理に対しても同様の効果が得られる。更に、上記実施の形態３では、加工パターン記憶手段１０に、例えば、二つのビット加工パターンを記憶するとしているが、１方式以上の何方式のビット加工パターンを記憶するとしても良い。更に、全く加工を施さないものをビット加工パターンとして記憶するとしても良い。

また、上記実施の形態３では、加工パターン記憶手段１０に予めビット加工パターンを記憶するとしているが、ビット加工パターンの生成規則のみを記憶して、その生成規則に従ってビット加工パターンを生成、出力するとしてもよい。このように構成することにより、ビット加工パターンを全て記憶する場合に比較して、より少ない記憶量で同様の効果を実現することが可能となる。

以上のように、実施の形態３の符号化方式判定装置によれば、自己相関計算手段の前段側に設けられ、対象となる符号化ビットストリームに対して所定の加工を行う加工手段を備えたので、符号化ビットストリームに施されていると考えられる加工処理を想定して、その加工を解除するような加工処理を施した後に符号化方式を判定するため、ビットインターリーブなどの加工を施されたビットストリームであっても、正しく符号化方式を判定することができる。

また、実施の形態３の符号化方式判定装置によれば、加工手段は、複数のビット加工パターンを用いて、これらビット加工パターン毎に符号化ビットストリームを加工し、これら複数のビット加工パターンに対応した加工結果を出力するようにしたので、種々の加工処理された符号化ビットストリームに対して対応することができる。更に、実施の形態３では、符号化方式だけではなく、加工パターンの判定も行うことができる。

また、実施の形態３の符号化方式判定装置によれば、全てのモデルパターンとの類似度が低い場合には、未知の符号化方式であると判定するようにしているので、未知の符号化方式による符号化ビットストリームを誤った復号化方式で復号化することを回避することができる。

実施の形態４．
上記実施の形態３では、符号化ビットストリーム１００に対する加工処理を予め想定して符号化方式の判定を行うものであるが、実施の形態４は、ビットインターリーブなど、ビット並び順が変更された符号化ビットストリームに対して、加工処理の想定を不要とする符号化方式判定装置を示すものである。

図８はこの発明の実施の形態４による符号化方式判定装置を示す構成図である。
図示の符号化方式判定装置は、第１の窓掛け手段５ａ、第１のビット順序変換手段６ａ、第１の自己相関計算手段７ａ、第１の記憶手段８ａ、推定手段１２、加工手段１１、第２の窓掛け手段１ａ、第２の自己相関計算手段２ａ、第２の記憶手段３ａ、符号化方式判定手段４からなる。

第１の窓掛け手段５ａは、実施の形態２における窓掛け手段５と同様に、符号化ビットストリーム１００を所定フレーム数毎に切り出して出力する手段である。ビット順序変換手段６は、実施の形態２のビット順序変換手段６と同様の構成である。第１の自己相関計算手段７ａは、実施の形態２における自己相関計算手段７と同様に、ビット位置毎の符号化ビットストリームの自己相関値を計算する手段である。第１の記憶手段８ａは、推定対象とする符号化方式を用いて作成した自己相関値のモデルパターンを記憶する記憶部である。推定手段１２は、第１の自己相関計算手段７ａから出力された自己相関値と、第１の記憶手段８ａに格納された第１のモデルパターンとに基づいてビット加工パターンを推定し、この推定結果を加工手段１１に出力するものである。即ち、これらの第１の窓掛け手段５ａ〜第１の記憶手段８ａおよび推定手段１２は、実施の形態２における窓掛け手段５〜符号化方式判定手段９の構成と基本的には同様である。但し、推定手段１２は符号化方式判定手段９とは異なり、符号化方式の判定は行わない。

加工手段１１は、実施の形態３における加工手段１１と同様である。第２の窓掛け手段１ａは、実施の形態１や実施の形態３における窓掛け手段１と同様に、符号化ビットストリーム１００を所定ビット数毎に切り出して出力する手段である。第２の自己相関計算手段２ａは、実施の形態１や実施の形態３における自己相関計算手段２と同様に、符号化方式判定対象である符号化ビットストリーム１００における所定ビット数のビットストリームの自己相関値を求める手段である。第２の記憶手段３ａは、実施の形態１や実施の形態３における記憶手段３と同様に、モデルパターンを格納する手段である。符号化方式判定手段４は、実施の形態１や実施の形態３における符号化方式判定手段４と同様である。即ち、これら加工手段１１〜符号化方式判定手段４は、実施の形態３における加工手段１１〜符号化方式判定手段４の構成と基本的には同様の構成である。

次に、実施の形態４の動作について説明する。
符号化方式判定装置に入力される符号化ビットストリーム１００は、例えば図２に示すように所定時間毎のフレーム単位で符号化して得られた符号化ビットストリームが連続したものに対して、例えば伝送誤り耐性向上を目的としたビットインターリーブなど、ビット並び順を変更する加工を施されたものである。

このような符号化ビットストリーム１００に対して、先ず、第１の窓掛け手段５ａは、入力された符号化ビットストリーム１００を、所定フレーム数Ｍで切り出して出力する。ビット順序変換手段６は、第１の窓掛け手段５ａより出力されたフレーム毎に連続する符号化ビットストリームを、図５に示すように、フレーム内のビット位置が同じものがＭフレーム分ずつ連続するようにビット順序を変換して出力する。第１の自己相関計算手段７ａは、ビット順序変換手段６より出力された符号化ビットストリームに対して、各ビット位置のＭビットの符号化ビットストリーム毎に、例えば１次の自己相関値を計算して出力する。これは即ち符号化ビットストリーム１００のフレーム内の各ビット位置における１フレーム前とのフレーム間の相関を求めて、出力しているものである。

第１の記憶手段８ａには、予め判定対象とする符号化方式、例えば符号化方式Ａおよび符号化方式Ｂにより生成された符号化ビットストリームから各ビット位置におけるフレーム間の相関を第１のモデルパターンＡおよび第１モデルパターンＢとして記憶しており、これら第１のモデルパターンを出力する。

推定手段１２は、第１の自己相関計算手段７ａから入力された自己相関値と、第１の記憶手段８ａから入力された第１のモデルパターンとを比較し、モデルパターン毎に最も類似度が高くなるように自己相関値のビット位置の変更を行い、このビット位置の変更パターンをビット加工パターンとして出力する。

即ち、推定手段１２による推定処理は次のように行われる。
第１の自己相関計算手段７ａは、図６に示すようなビット位置に対する自己相関値を出力する。もし、判定対象とする符号化ビットストリームにビットインターリーブなどビット並び順を変更する加工処理が施されていた場合、ビット位置に対する自己相関値も順序が変わるものとなる。

例えば、図９において、（ａ）は符号化方式Ａの符号化ビットストリームｂ（ｉ）（ｉ＝１〜Ｎ）のフレーム間相関ｃ（ｉ）（ｉ＝１〜Ｎ）を表し、（ｂ）は符号化方式Ａの符号化ビットストリームに対してｂ’（ｉ）＝ｂ（ｉ＋Ｎ／２）（ｉ＝１〜Ｎ／２）、ｂ’（ｉ）＝ｂ（ｉ−Ｎ／２）（ｉ＝Ｎ／２＋１〜Ｎ）なるビット並び順を変更した符号化ビットストリームｂ’（ｉ）（ｉ＝１〜Ｎ）のフレーム間相関ｃ’（ｉ）（ｉ＝１〜Ｎ）を表している。ここで、フレーム間相関ｃ’（ｉ）は、符号化ビットストリームｂ（ｉ）からｂ’（ｉ）へのビット並び順の変更に対応して、ｃ’（ｉ）＝ｃ（ｉ＋Ｎ／２）（ｉ＝１〜Ｎ／２）、ｃ’（ｉ）＝ｃ（ｉ−Ｎ／２）（ｉ＝Ｎ／２＋１〜Ｎ）となる。

このような点から、逆に、フレーム間相関ｃ’（ｉ）の並び順を変えて、ｃ（ｉ）となれば、この並び順の変更が符号化ビットストリームに施されたビット並び順を変更する加工パターンであると推定できる。

例えば、図１０で、第１の記憶手段８ａに、符号化方式Ａのモデルパターン（図中、（ａ）に示す）と、符号化方式Ｂのモデルパターン（図中、（ｂ）に示す）が記憶されている状態で、第１の自己相関計算手段７ａから判定対象の符号化ビットストリームに対するフレーム間相関（図中、（ｃ）に示す）が入力された場合、符号化方式Ａのモデルパターンに対しては、ｂ’（ｉ）＝ｂ（ｉ＋Ｎ／２）（ｉ＝１〜Ｎ／２）、ｂ’（ｉ）＝ｂ（ｉ−Ｎ／２）（ｉ＝Ｎ／２＋１〜Ｎ）なる加工パターンが、また、符号化方式Ｂのモデルパターンに対してはｂ’（ｉ）＝ｂ（Ｎ／２−ｉ）（ｉ＝１〜Ｎ／２−１）、ｂ’（ｉ）＝ｂ（Ｎ＋Ｎ／２−ｉ）（ｉ＝Ｎ／２〜Ｎ）なる加工パターンが推定される。

尚、ビット並び順を変更する加工パターンの推定の具体的処理は、例えば、フレーム間相関ｃ’（ｉ）のビット並び順を適宜変更したフレーム間相関ｃ”（ｉ）を複数候補生成し、ｃ（ｉ）とｃ”（ｉ）との相関が大きいビット並び順の加工パターンを抽出するといった処理を行う。また、この加工パターンは各モデルパターンに対して唯一決定する必要はなく、複数候補を残してもよい。

加工手段１１は、推定手段１２から入力されたビット加工パターンに従って、符号化ビットストリーム１００に対して、ビット位置を変更する加工を行い、出力する。例えば、推定手段１２から、符号化ビットストリーム１００が符号化方式Ａによるものと仮定した場合の加工パターンと、符号化ビットストリーム１００が符号化方式Ｂによるものと仮定した場合の加工パターンとが出力された場合、それぞれの加工パターンに対応した加工結果を出力する。第２の窓掛け手段１ａは、加工手段１１から入力された符号化ビットストリームを、所定ビット数Ｎ毎に切り出して出力する。ここで、所定ビット数Ｎは、例えば１フレーム分の符号化ビット数とする。第２の自己相関計算手段２ａは、第２の窓掛け手段１ａより出力されたＮビットの符号化ビットストリームの自己相関値を、例えば１次からＮ−１次まで計算して出力する。

第２の記憶手段３ａには、予め、判定対象とする符号化方式、例えば符号化方式Ａおよび符号化方式Ｂにより生成された符号化ビットストリームの自己相関値を第２のモデルパターンＡおよび第２のモデルパターンＢとして記憶しており、これら第２のモデルパターンを出力する。

符号化方式判定手段４は、推定手段１２で推定された全てのビット加工パターンにおいて、第２の自己相関計算手段２ａから入力された自己相関値と、第２の記憶手段３ａから入力された各モデルパターンとを比較し、各モデルパターンに対する類似度を求める。そして、各モデルパターンとの類似度が全て十分に大きくない（類似していない）場合には符号化ビットストリーム1を符号化した方式は未知の符号化方式であると判定し、また、類似度が十分に大きい（類似している）ものがある場合には、類似度が最も高いモデルパターンに対応する符号化方式を、符号化ビットストリーム１００を符号化した方式と判定し、符号化方式判定結果２００を出力する。

尚、上記実施の形態４では、第１の自己相関計算手段７ａで、全ビット位置の自己相関値を計算しているが、一部の自己相関値のみ計算するとしても良い。このように構成することにより、自己相関値計算に要する処理量を削減することが可能となる。また、上記実施の形態４では、第１の記憶手段８ａに、例えば２方式のモデルパターンを記憶するとしているが、１方式以上の何方式のモデルパターンを記憶するとしても良い。更に、第１の記憶手段８ａに、一つの符号化方式に対して一つのモデルパターンを記憶するとしているが、一つの符号化方式に対して複数のモデルパターンを記憶するとしても良い。このように構成することにより、符号化ビットストリームの自己相関値が複数の特徴的な様態を示す符号化方式に対しても正しく加工処理を推定することが可能となる。

以上のように、実施の形態４の符号化方式判定装置によれば、フレーム単位の符号化ビットストリームに対して、時間的に連続するフレームにおいてフレーム内のビット位置が同一であるビットを連結したビットストリームを作成するビット順序変換手段と、ビット順序変換手段で作成したビットストリームの自己相関値をビット位置毎に求める第１の自己相関計算手段と、第１の自己相関計算手段で計算された自己相関値と、予め記憶された第１のモデルパターンとの類似度に基づいて、符号化ビットストリームの加工パターンを推定する推定手段と、推定手段で推定された加工パターンに基づいて符号化ビットストリームを加工する加工手段と、加工手段で加工された符号化ビットストリームにおける所定の範囲のビットストリームの自己相関値を求める第２の自己相関計算手段と、第２の自己相関計算手段で計算された自己相関値と、予め記憶された第２のモデルパターンとの類似度に基づいて、符号化ビットストリームの符号化を判定する符号化方式判定手段とを備えたので、予め加工処理を想定する必要がなく、任意の加工処理に対しても正しく符号化方式を判定することができる。

また、実施の形態４の符号化方式判定装置によれば、全てのモデルパターンとの類似度が低い場合には、未知の符号化方式であると判定するようにしているので、未知の符号化方式による符号化ビットストリームを誤った復号化方式で復号化することを回避することができる。

実施の形態５．
以上の実施の形態１、３、４では、自己相関計算手段２や第２の自己相関計算手段２ａにおいて、フレーム毎の自己相関値を出力するとしているが、これに代えて、フレーム毎の自己相関値の数フレーム分の平均値を出力するとしても良い。このように構成することにより、局所的にモデルパターンとの類似度が低い自己相関値となるフレームがある場合でも、平均により平滑化されてその影響が軽減されるので、符号化方式の判定結果が安定化され、判定誤りを軽減することが可能となる。

実施の形態６．
以上の実施の形態１、３、４では、符号化方式判定手段４において、自己相関値とモデルパターンとのフレーム毎の類似度から符号化方式を判定しているが、これに代えて、自己相関値とモデルパターンとのフレーム毎の類似度の数フレーム分の平均値から符号化方式を判定するとしても良い。このように構成することにより、局所的にモデルパターンとの類似度が低い自己相関値となるフレームがある場合でも、平均により平滑化されてその影響が軽減されるので、符号化方式の判定結果が安定化され、判定誤りを軽減することが可能となる。

実施の形態７．
以上の実施の形態１、３、４では、符号化方式判定手段４において、フレーム毎に符号化方式の判定結果を求めて出力しているが、これに代えて、数フレーム分のフレーム毎の判定結果の多数決により、最も判定結果の多かった符号化方式を最終的な判定結果として出力するとしても良い。このように構成することにより、フレーム毎の判定結果では局所的な判定誤りになる場合があっても、近傍フレームとの多数決判定により最終的には正しく判定されるようになるので、符号化方式の判定結果が安定化され、判定誤りを軽減することが可能となる。

この発明の実施の形態１による符号化方式判定装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による符号化方式判定装置が対象とする符号化ビットストリームの説明図である。 この発明の実施の形態１による符号化方式判定装置の符号化ビットストリームの自己相関値を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による符号化方式判定装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による符号化方式判定装置のビット順序変換処理を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による符号化方式判定装置の符号化ビットストリームの自己相関値を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による符号化方式判定装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による符号化方式判定装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による符号化方式判定装置のビット並び順を変更した場合の符号化ビットストリームの自己相関値を示す説明図である。 この発明の実施の形態４による符号化方式判定装置の符号化方式の異なる符号化ビットストリームの自己相関値と判定対象となる符号化ビットストリームの自己相関値の説明図である。

符号の説明

１，５ 窓掛け手段、２ 自己相関計算手段、２ａ 第２の自己相関計算手段、３，８ 記憶手段、３ａ 第２の記憶手段、４，９ 符号化方式判定手段、６ ビット順序変換手段、７ 自己相関計算手段、７ａ 第１の自己相関計算手段、８ａ 第１の記憶手段、１１ 加工手段、１２ 推定手段、１００ 符号化ビットストリーム、２００ 符号化方式判定結果。

Claims (10)

1. 対象となる符号化ビットストリームにおける所定の範囲のビットストリームの自己相関値を求める自己相関計算手段と、
   前記自己相関計算手段で計算された自己相関値と、予め記憶されたモデルパターンとの類似度に基づいて、前記符号化ビットストリームの符号化方式を判定する符号化方式判定手段とを備えた符号化方式判定装置。
2. フレーム単位の符号化ビットストリームに対して、時間的に連続するフレームにおいてフレーム内のビット位置が同一であるビットを連結したビットストリームを作成するビット順序変換手段と、
   前記ビット順序変換手段で作成したビットストリームの自己相関値をビット位置毎に求める自己相関計算手段と、
   前記自己相関計算手段で計算された自己相関値と、予め記憶されたモデルパターンとの類似度に基づいて、前記符号化ビットストリームの符号化方式を判定する符号化方式判定手段とを備えた符号化方式判定装置。
3. モデルパターンは、既知の符号化方式を用いて作成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の符号化方式判定装置。
4. 符号化方式判定手段は、入力された符号化ビットストリームとの類似度が所定の既知符号化判定用基準値よりも高い値のモデルパターンが存在する場合、最も高い値のモデルパターンに対応した符号化方式を、前記入力された符号化ビットストリームを作成した符号化方式であると判定することを特徴とする請求項３記載の符号化方式判定装置。
5. 符号化方式判定手段は、全てのモデルパターンとの類似度が、既知符号化判定用基準値以下の値である未知符号化判定用基準値以下である場合は、未知の符号化方式により符号化されたものと判定することを特徴とする請求項４記載の符号化方式判定装置。
6. 自己相関計算手段の前段側に設けられ、対象となる符号化ビットストリームに対して所定の加工を行う加工手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の符号化方式判定装置。
7. 加工手段は、複数のビット加工パターンを用いて、これらビット加工パターン毎に符号化ビットストリームを加工し、これら複数のビット加工パターンに対応した加工結果を出力することを特徴とする請求項６記載の符号化方式判定装置。
8. フレーム単位の符号化ビットストリームに対して、時間的に連続するフレームにおいてフレーム内のビット位置が同一であるビットを連結したビットストリームを作成するビット順序変換手段と、
   前記ビット順序変換手段で作成したビットストリームの自己相関値をビット位置毎に求める第１の自己相関計算手段と、
   前記第１の自己相関計算手段で計算された自己相関値と、予め記憶された第１のモデルパターンとの類似度に基づいて、前記符号化ビットストリームの加工パターンを推定する推定手段と、
   前記推定手段で推定された加工パターンに基づいて前記符号化ビットストリームを加工する加工手段と、
   前記加工手段で加工された符号化ビットストリームにおける所定の範囲のビットストリームの自己相関値を求める第２の自己相関計算手段と、
   前記第２の自己相関計算手段で計算された自己相関値と、予め記憶された第２のモデルパターンとの類似度に基づいて、前記符号化ビットストリームの符号化を判定する符号化方式判定手段とを備えた符号化方式判定装置。
9. 類似度は、自己相関値とモデルパターンとの相互相関であることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の符号化方式判定装置。
10. 類似度は、自己相関値とモデルパターンとの誤差自乗和であることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の符号化方式判定装置。

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