JPH0340584A

JPH0340584A - フレーム間復号化装置

Info

Publication number: JPH0340584A
Application number: JP1176316A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takano; 高野　広志
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1989-07-06
Publication date: 1991-02-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コこの発明は、片方向伝送回線を通して伝送される圧縮符
号化画像データを受信復号化するフレーム間復号化装置
に関するものである。

〔従来の技術］第３図は、例えば三菱電機技報Ｖｏ　１６０゜Ｎｏ、１
０．１９８６ｐ４０に示された従来のフレーム間符号化
・復号化装置の構成を示す機能ブロック図であり、図に
おいて、（１）は人力ビデオ信号Ｃ１００）をＡ／Ｄ変
換するアナログ人力部、（２）はアナログ人力部（１）
の出力側に接続されてデジタル化されたビデオ信号を符
号化に適した形式に走査変換する送信フレームメモリ部
である。

そして、（３）は前画像データを記憶するフレームメモ
リ部、（４）は送信フレームメモリ部（２）の出力側お
よびフレームメモリ部（３）の出力側に接続されて送信
フレームメモリ部（２）から出力される画像信号とフレ
ームメモリ部（３）から出力される前画像データとの差
分を演算する減算器である。

更に、（５）は成算器（４）の出力側に接続されて減算
器（４）から出力される差分信号を符号化する符号化器
、（６）は符号化器（５）の出力側に接続されて符号化
済みの映像信号を一時蓄える送信バッファ部、（７）は
送信バッファ部（６）の出力側に接続されて送信バッフ
ァ部（６）から出力される符号化データを伝送回線速度
にしたがって送出する送信インタフェース部である。

また、（８）は符号化器（５）の出力側に接続されて符
号化済みの映像信号を復号化する復号化器、（９）は復
号化器（８）の出力側に接続されてフレームメモリ部（
３）から出力される前画像信号と復号化器（８）から出
力される復号化済みの信号とを加算して現画像データを
得る加算器であり、加算器（９）の出力側にはフレーム
メモリ部（３）が接続されている。

そして、（１０）は送信インタフェース部（７）から出
力されかつ伝送回線を通ってきた伝送回線速度の符号化
データを通常の信号速度に変更する受信インターフェー
ス部、（１１）は受信インターフェース部（１０）の出
力側に接続されて符号化データを一時記憶する受信バッ
ファ部である。

また、（１２）は受信バッファ部（１１）の出力側に接
続されて符号化データを復号化する復号化器、（１３）
はフレームメモリ（１６）から出力される前画像データ
と復号化器（１２）から出力される復号化済みの信号と
を加算して現映像データを出力する加算器である。

更に、（１４）は加算器（１３）の出力側に接続されて
現映像データを記憶する受信フレームメモリ部、（１５
）は受信フレームメモリ部（１４）の出力側に接続され
て受信フレームメモリ部（１４）に記憶された現映像デ
ータをビデオ信号の映像レートに従った速度で順次読み
出してアナログビデオ信号として出力するアナログ出力
部である。

そして、（１６）は加算器（１３）の出力側に接続され
て現映像データを記憶して次ぎの復号化の際に前復号化
データとして出力するフレームメモリ部である。

次に動作について説明する。

入力ビデオ信号（１００）はアナログ入力部（１）に入
力されてＡ／Ｄ変換され、輝度・色差成分の分離処理後
に送信フレームメモリ部（２）に書き込まれる。

そして、送信フレームメモリ部（２）において、人力さ
れるビデオ信号の映像レート（例えばＮＴＳＣカラーテ
レビジョン方式では毎秒３０フレーム）と符号化器（５
）での符号化映像レートとの差の吸収、およびラスク走
査から符号化に適した形式への走査変換が行われる。

その後、送信フレームメモリ部（２）から出力される現
映像データεフレームメモリ部（３）から出力される前
画像データとの差分を減算器（４）にて演算してフレー
ム間差分信号を得る。

このフレーム間差分信号は全映像データと現映像データ
との間の変化成分であるため、その絶対値は現映像デー
タより遥かに小さな値となり、情報量の削減が行われる
。

そして、このフレ−ム間差分信号は符号化器（５）にて
所定の符号化アルゴリズムに基づいて圧縮符号化され、
より一層情報量の削減が行われる。

それから、符号化器（５）にて符号化された符号化デー
タは送信バッファ部（６）に入力されて一時蓄えられた
後、伝送回線により定められた伝送速度にしたがって送
信インタフェース（７）を経由して伝送回線へ送出され
る。

一方、符号化５（５）にて符号化された符号化データは
、次の符号化動作に備えて復号化器（８）にて符号化と
逆の順序で復号化され、フレーム間差分信号として復元
される。

このフレーム間差分信号は、加算器（９）にてフレーム
メモリ部（３）から出力される前映像データと加算され
、現映像データとしてフレームメモリ部（３）に格納さ
れ、次の符号化の際に前画像データとして用いられる。

また、伝送回線を経由して伝送されたデータは受信イン
タフェース部（１０）を経由して伝送回線により定めら
れた伝送速度に従って受信バッファ部（１１）に書き込
まれる。

そして、受信バッファ部（１１）に書き込まれたデータ
は復号化器（１２）にて符号化と逆の順序で復号化され
、フレーム間差分信号として復元される。

このフレーム間差分信号は、加算器（１３）にてフレー
ムメモリ部（１６）から出力される前映像データと加算
され、現映像データとしてフレームメモリ部（１６）に
格納され、次の復号動作に備えられる。

また、加算器（１３）から出力される現映像データは、
受信フレームメモリＢ　（１４）に書き込まれた後、ビ
デオ信号の映像レートに従った速度で順次読み出され、
アナログ出力部（１５）からアナログビデオ信号として
出力される。

以上のように、フレーム間符号化は、前映像フレームと
現映像フレームとのフレーム間差分信号について符号化
・伝送されるため、送信側および受信側の復号化器にて
復号化された復号後のフレーム間差分信号を加えるべき
前映像データが送信側と受信側とで食い違うと正常な映
像を再現できなくなる。

このため、送信側では２つの符号化モードを切り替えて
動作し、第１のモードすなわちフレーム内符号化モード
では、フレームメモリ部（３）からの出力データを、直
前までの映像データとは無関係な予め定められたデータ
に固定し、この固定されたデータと入力される現データ
との差分を符号化する。

それから、第２のモードすなわち前述したフレーム間符
号化モードを行う事により送信側のフレームメモリ部（
３）と受信側のフレームメモリ部（１６）との記憶する
データを一致させる。

また、フレーム内符号化時の応答速度を早めるため、フ
レーム内符号化時は本来のデータパターンを粗く近似し
たパターンを符号化結果とし、以後のフレーム間符号化
を順次繰り返すことで本来のデータパターンに収束させ
て行く。例えば、第４図に示すように、本来は直線であ
るデータパターンが折れ線近似を複数回繰り返すことで
順次収束させる。

このフレーム内符号化モードは、伝送回線上のデータエ
ラー等が発生した際にその処理が行われ、双方向伝送回
線の場合は、受信側で検出されたデータエラー情報を送
信側へ通知することで送信側の符号化モードが変わる。

また、伝送回線が片方向通信しか出来ない場合、受信側
からエラー検出情報を通知できないため、送信側にて一
定周期のフレーム内符号化処理を実行することで送受信
の不一致を防止する。この場合、第５図に示すように、
を秒ごとにフレーム内符号化処理を行ったデータが伝送
され、フレーム内符号化のたびに第４図のような映像デ
ータの収束動作が行われる。

［発明が解決しようとする課題］従来のフレーム間符号化・復号化装置は、以上のように
構成されているので、片方向回線に適用した場合、周期
的に到着するフレーム内符号化データを復号処理する度
に画像が近似パターンに変わり、そして本来のパターン
に収束するという動作を繰り返すため、受信側での画質
劣化が周期的に発生し、特に静止している領域で画質劣
化が目立つという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解消するために成され
たもので、片方向回線を用いた画像伝送時においても顕
著な画質劣化が視認されないフレーム間復号化装置を得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係わるフレーム間復号化装置は、受信データ
の符号化モードを検出する符号化モード検出器を備えて
いる。そして、符号化モード検出器が検出する符号化モ
ードにより復号画像信号の受信フレームメモリ部への書
き込み制御を行うように構成したものである。

［作用］この発明におけるフレーム間復号化装置は、符号化され
た受信データを復号化器により復号化し、復号化器によ
り復号化された信号とフレームメモリ部が記憶する前画
像データとを加算器により加算して復号画像信号を出力
し、加算器から出力される復号画像信号を受信フレーム
メモリ部に記憶して出力し、符号化モード検出器は符号
化モードにより加算器から出力される復号画像信号の受
信フレームメモリ部への書き込みを制御する。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、フレーム間復号化装置の構成を示す機能ブロ
ック図であり、図において、（１０）は伝送回線を通っ
てきた伝送回線速度の符号化データを通常の信号速度に
変更する受信インターフェース部、（１１）は受信イン
ターフェース部（１０）の出力側に接続されて符号化デ
ータを一時記憶する受信バッファ部である。

また、（１７）は受信バッファ部（１１）の出力側に接
続されて受信データの符号化モードを検出する符号化モ
ード検出器、符号化モード検出器（１７）は復号画像信
号の受信フレームメモリ部（１４）への書き込みを制御
するようになっている。

ついで、本実施例の作用について説明する。

送信側において符号化されかつ片方向伝送回線を経由し
て伝送されたデータは受信インタフェース部（１０）を
経由して伝送回線により定められた伝送速度に従って受
信バッファ部（１１）に書き込まれる。

そして、受信バッファ部（１１）からは、送信側にて符
号化処理を受けた符号化済みフレーム間差分信号と、符
号化モードがフレーム内もしくはフレーム間のいずれの
状態であるかを示す符号化モード信号が出力される。

それから、符号化済みフレーム間差分信号は復号化器（
１２）ｌこで符号化と逆の順序で復号化され、フレーム
間差分信号として復元される。

このフレーム間差分信号は、加算器（１３）にてフレー
ムメモリ部（１６）から出力される前映像データと加算
され、現映像データとしてフレームメモリ部（１６）に
格納され、次の復号動作に供える。

また、受信バッファ部（１１）から出力される符号化モ
ード信号を受信する符号化モード検出器（１７）は、符
号化モード信号を監視してフレーム内符号化モードのデ
ータが到着したことを検知すると、受信フレームメモリ
部（１４）に所定期間すなわちフレーム内符号化モード
の検出時点からフレーム間符号化モードにより画像が収
束するまで書き込み停止は号を出力し続ける。

そして、書き込み停止信号が出力されていない場合、加
算器（１３）から出力される現映像データは、受信フレ
ームメモリ部（１４）に書き込まれる一方で、ビデオ信
号の映像レートに従った速度でデータの読み出しが行わ
れる。

データの読み出しは、常に一定のレートで行われなけれ
ばならないのに対して、データの書き込みは復号化後の
データの到着のときにのみ行われるため、復号後のデー
タの書き込みが行われない期間が一定時間継続した場合
には、既に書き込みが終了した映像データを繰り返し読
みだ）−続け、見た目にはコマ落としした画像として再
現される。

また、符号化モード検出器（１７）から書き込み停止信
号が受信フレームメモリ部（１４）に出力されると、受
信フレームメモリ部（１４）は、加算器（１３）から出
力される映像データの書き込み動作を停止し、アナログ
出力部（１５）へは前述同様に既に書き込みが終了した
映像データを繰り返し出力し続ける。

この際、復号画像信号は受信フレームメモリ部（１４）
には書き込まれなくとも、フレームメモリ部（１６）に
は順次書き込まれるので、フレーム内符号化データおよ
びそれに続くフレーム間符号化データは保存される。

そして、符号化モード検出器（１７）から出力される書
き込み停止信号が終了すると、受信フレームメモリ部（
１４）への復号画像信号の書き込みが再開され、これに
よりアナログ出力部（１５〉への新しい画像データの出
力が再開される。

書き込みが再開された時点での復号画像信号は、前述し
たこおり本来のデータパターンに収束したものであるた
め、出力ビデオ信号として再生されても、収束途中段階
の画質の劣化した映像が視認されることはない。

また、受信フレームメモリ部（１４）への復号画像信号
の書き込みが停止してから再開されるまでの間はコマ落
ちした画像となるが、静止状態の画像ではコマ落ちして
も視認され難くなる。

次いで、本発明の他の実施例を第５図により説明する。

第２図は受信フレームメモリ部（１４）の構成を示すブ
ロック図であり、（１４ａ）は現映像データを記憶する
一方で読み出すフレームメモリ、（１４ｂ）はフレーム
メモリ（１４ａ）の出力側に接続されてフレームメモリ
（１４ａ）から出力されるデータを（１−Ｋ）倍する乗
算器、（１４Ｃ）は乗算器（１４ｂ）の出力側に接続さ
れて乗算器（１４ｄ）から出力されるデータと乗算器（
１４ｂ）から出力されるデータとを加算する加算器、（
１４ｅ）は加算器（］、４ｃ）の出力側に接続されてデ
ータを１フレ一ム分遍延させるフレ−ム遅延回路、フレ
ーム遅延回路（１４ｅ）の出力側にはデータをに倍する
乗算器（１４ｄ）が接続されている。なお、Ｑ＜Ｋ＜ｌ
である。

フレームメモリ（１４ａ）は復号処理を受けた復号画像
信号を書き込む一方で出力ビデオ信号のレートでデータ
を読み出す。

フレームメモリ（１４ａ）から出力されたデータは乗算
器（１４ｂ）に入力され、（１−Ｋ）倍に変換して加算
器（１４ｃ）に出力する。

そして、加算器（１４ｃ）は、フレーム遅延回路（１４
ｅ）により１フレ一ム分遅延されかつ乗算器（１４ｄ）
によりに倍されたデータと乗算器（１４ｂ）から出力さ
れる（１−Ｋ）倍されたデータとを加算して出力する。

それから、加算器（１４ｃ）から出力されるデータはフ
レーム遅延回路Ｎ４ｅ）にも入力され、フレーム遅延回
路（１４ｅ）により１フレ一ム分遅延される。

例えば、フレームメモリ（１４ａ）から出力されるデー
タパターンがＡ１フレーム遅延回路（１４ｅ）から出力
されるデータパターンがＢであって、データパターンＡ
が繰り返しフレームメモリ（１４ａ）から出力され続け
ると、加算器（１４ｃ）から出力されるデータパターン
Ｃは次式のように変化する。

０Ｉ２（１−Ｋ）＋ＢｘＫ・・・・・・（データパターンＡ出力１同目）（１−Ｋ
）＋ＣｏｘＫ（１−Ｋ）＋　（ＡＸ　（１−Ｋ）＋ＢＸＫ−ＡＸ　（
１−に２’）＋ＢＸＫ２・・・・・・（データパターン
Ａ出力２団目）−Ａｘ　ｃｉ　　Ｋ）＋Ｃ，ＸＫ −ＡＸ　（１−に３　）＋ＢＸＫ３・・・・（データパターンＡ出力３回［」）■ＡＸ鴫ＡＸＸＫ）ＡＸＣＮ　＝ＡＸ　　（１−ＫＮｌ　）＋ＢｘＫ”’・・・
・・・（データパターンＡ出力Ｎ回目）０＜Ｋ＜１であ
るから、Ｎ〉〉１のとき、ＣＮ″ＴＡとなる。

この動作を再生した画像で見ると、画像Ｂから画像Ａへ
互いに二重写しになった状態を経由して変化して行（よ
うに見え、急激なコマ落ちは表面的には現われない。ま
た、画像Ｂと画像Ａとて同−の領域（例えば画面内で静
止している領域）は、この変化の影響を受けず、移動し
ている物体、変化している領域のみが影響を受け、コマ
落ちが視認される可能性も大幅に低減される。

なお、上述実施例においては、フレーム間復号装置を片
方向回線に適用したが、これに限らず、双方向回線に適
用しても同様の効果が得られ、伝送エラー発生後に伝送
されるフレーム内符号化データおよびそれに続く収束途
中の画質劣化状態の画像を視認させないようにすること
ができる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、符号化モード
検出器により符号化モードを検出して復号画像信号の受
信フレームメモリ部への書き込み制御を行うように構成
したので、周期的にフレーム内符号化データが到着して
も画像が変わらないようにして、受信側で周期的に画質
劣化が発生することを防止でき、静止している領域で画
質劣化が目立つ事を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるフレーム間復号化装
置の構成を示すブロック図、第２図はこの発明の他の実
施例に係わる受信フレームメモリ部の構成を示すブロッ
ク図、第３図は従来のフレーム間符号化・復号化装置の
構成を示すブロック図、第４図はフレーム内符号化後の
画像データ収束過程を示す説明図、第５図は片方向回線
時に周期的にフレーム内符号化を行うことを示す説明図
である。図において、（１２）は復号化器、（１３）は加算器、
（１４）は受信フレームメモリ部、（１６）はフレーム
メモリ部、（１７）は符号化モード検出器である。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

符号化された受信データを復号化する復号化器と、前画
像データを記憶するフレームメモリ部と、復号化器によ
り復号化された信号とフレームメモリ部が記憶する前画
像データとを加算して復号画像信号を出力する加算器と
、加算器から出力される復号画像信号を記憶して出力す
る受信フレームメモリ部とを備えるフレーム間復号化装
置において、受信データの符号化モードを検出する符号
化モード検出器を設け、符号化モード検出器が検知する
符号化モードにより加算器から出力される復号画像信号
の受信フレームメモリ部への書き込み制御を行うように
構成したことを特徴とするフレーム間復号化装置。