JPH04239840A - 画像情報パケット化方法 - Google Patents
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
サービス統合ディジタル通信網)の利用の一形態として
、 CCITT(国際電信電話諮問委員会)において標
準化が検討されている、非同期転送モード(ATM)を
用いた高能率符号化処理した符号化画像信号の画像情報
パケット化方法に関する。
によって、電話,データ通信,ファクシミリ,画像通信
等の電気通信サービスを一元化するべく提供されるネッ
トワークで、CCITTにおいて各種の標準化が行なわ
れている。 ATMは、全ての情報をパケット化して非同期転送する
。このATMにより、通常のファクシミリデータや静止
画像の他、可変レートの動画情報も効率良く伝送可能と
なる。
機能説明のためのブロック図を示す。図において、先ず
、動画等の画像情報1は、符号化処理2が行なわれる。 この符号化処理2は、ファクシミリ装置で行なわれてい
ると同様の、ラングレス符号化等の圧縮処理を含む。こ
のように圧縮されたデータは、セル化3がされる。B−
ISDNにおいては、従来のパケット通信と区別する意
味で、この固定長のパケットのことをセルと呼ぶ。即ち
、セル化3とは、パケット化のことを意味する。
ースから入力するパケットと共に多重化4が施され、B
−ISDN網5に送出される。受信側では、そのセルを
、分離6して受信されたセルの配列7を行なう。その後
、符号化処理2と逆の手順で復号化8を行ない、画像情
報9を得る。ところで、このような動画像情報の圧縮に
は、高能率符号化処理が行なわれる。先ず、その場合、
画像1フレームをブロック単位で分割する。
の概念を説明する説明図を図示した。図において、1フ
レーム10は、所定数のブロック群11に分割されてい
る。また、このブロック群11は、更に細かいブロック
12に分割されている。ATMで検討されているこの1
フレームは、例えば16のブロック群から成り、各ブロ
ック群は24のブロックから構成されている。従って、
1フレームは 567ブロックに分割される。尚、この
1ブロックは、8×8画素の画像情報から成る。
ック毎に、フレーム間動き補償又はフレーム内動き補償
を適用した後の差分信号を得て、これを離散コサイン変
換し、量子化して、その変換係数の内、有意な情報のみ
を使うようにしている。即ち、高能率符号化処理におい
ては、各ブロックの信号に対し、単に従来ファクシミリ
装置で用いていたような圧縮処理を行なうのみでなく、
ブロック内の画像の動きに着目し、直前に送出したブロ
ックとの比較によって動ベクトルを得たり、両ブロック
の差分を抽出して符号化するといった手法により、送信
データの効率的な圧縮を図っている。
。図において、特定の1ブロック12に着目した場合、
前フレームのブロック12−1と同一の画像が現フレー
ムのブロック12−2中に含まれ、その位置が空間的に
矢印〈a〉だけ移動している場合、この矢印〈a〉を動
ベクトルとして抽出する。即ち、前フレームが受信側に
正常に受信されていれば、その後動ベクトル〈a〉のみ
を送信することによって、現フレームのブロック12−
2が受信側で容易に再現できる。
容の画像について、輝度信号及び色差信号に分離して扱
う。このような場合、図5に示したような動ベクトルの
抽出は、簡便のため輝度信号のブロックのみにおいて行
なうことができる。従って、高能率符号化処理において
は、輝度信号と色差信号とを一まとまりにし、マクロブ
ロックという単位で符号化処理を行なう。
説明図を示す。図のように、1フレーム10の画像情報
は16のブロック群に分割され、各ブロック群は、輝度
信号Yは96のブロックに、色差信号U,Vは24のブ
ロックに分割されている。そして、輝度信号Yと色差信
号U,Vの対応するブロック13をまとめてマクロブロ
ックとし、このマクロブロックを単位として符号化処理
を行なう。本発明の明細書においては、以下、単にブロ
ックを単位として符号化処理を行なう説明をするが、カ
ラー画像の場合には、このようなマクロブロック単位で
処理を行なえばよく、特にその取扱いに差異が無いので
、重複する説明を省略する。
符号化された、従来の1フレーム分の符号化画像信号と
、B−ISDN網へ送出されるセルの説明図を示す。1
フレーム分の画像信号は、そのフレームの識別番号を示
す情報を含む画像ヘッダ21と、これに続く各ブロック
群のブロック群ヘッダ22−A,22−B…、及び、ブ
ロックの符号化画像信号23−A,23−B…から構成
されている。
ク群がフレーム中のどのブロック群に該当するかを示す
ブロック群アドレスデータと、そのブロック群を構成す
る各ブロックの符号化に用いた共通の属性情報,符号化
情報等を格納する部分である。この情報には、差分予測
性データ,動ベクトルデータ等も含まれる場合がある。 各ブロックの符号化画像信号23−A,23−B…には
、それぞれブロック群内における相対的な位置を表わす
ブロック群内相対アドレスデータ、各ブロックの量子化
に使用した量子化特性データ,直交変換係数データをシ
ーケンスデータに変換するのに使用したシーケンス方法
データ、ブロック群ヘッダに格納した動ベクトルとの差
に相当する差ベクトルデータ、及び圧縮後の直交変換係
数データ等が含まれる。
符号化画像信号は、その後、所定量Xずつ分割してパケ
ット化される。パケット(セル)30は、セルヘッダ3
1、アダプテ−ションヘッダ32、及び情報フィールド
33から構成される。セルヘッダ31には、パケット網
通過用情報、例えば宛先等が挿入され、アダプテーショ
ンヘッダ32には、受信側で高能率符号化された符号化
画像信号を当該セルから再生する際に必要な情報、例え
ばセルに割当てられたシーケンス番号等が挿入される。 情報フィールド33には、図2に示す符号化画像信号が
単位量Xだけ含められる。以上のようにしてパケット化
されたデータが、図3に示すB−ISDN網5を介して
受信側に受信され、送信側と逆の手順によって画像情報
が再生される。
3に示した多重化4の過程では、B−ISDN網5の伝
送容量よりも多くのパケットについての送信要求があっ
た場合、オーバーフローしたパケットは廃棄される。ま
た、B−ISDN網5をパケット伝送される際に、何等
かの障害によって、パケットが受信側に達しない場合が
ある。
て該当するパケットの再送を要求する方式もある。しか
しながら、動画像の伝送等の場合、そのようなパケット
の個別再送が困難なこともある。その場合、受信側では
、前後で受信した画像情報を元に、その中の冗長情報を
利用して補間処理を行ない、セル欠落による受信画像の
劣化を防止する。このような手法として、従来、例えば
「映像信号のパケット廃棄に対する補償法の一提案」(
1987年電気通信学会情報ネットワーク研究会 IN
87−12.PP19−24参照)等が紹介されている
。しかしながら、受信される画像情報に、セル欠落によ
る大量の消失があった場合には、適切な補間が困難にな
り、画像の劣化を招く。
のように、符号化画像信号は、その内容に関わりなく、
無条件に単位量Xずつ切出されセル化される。ここで、
例えば、図中■の部分のセルが欠落したとする。この場
合、ブロック群ヘッダ22−Aが無効となるため、この
ブロック群ヘッダ22−Aによって、再生に必要な属性
情報を管理されるブロック、即ちAブロック群の全ての
ブロックの符号化画像情報23−Aが再生不能となる。 即ち、■の信号が全て再生できなくなる。更に、Aブロ
ック群の最後のブロックの符号化画像信号の一部と、B
ブロック群のブロック群ヘッダ22−Bとが、同一パケ
ットに■のような形で収容された場合、ブロック群ヘッ
ダ22−Aのセルの欠落が、ブロック群ヘッダ22−B
にも影響を及ぼし、■の部分のブロックの符号化画像信
号まで消失してしまうことになる。このように大量の符
号化画像信号が欠落すると、受信側で適切な補間が困難
になる。本発明は以上の点に着目してなされたもので、
上記のようなセル欠落に強い画像情報パケット化方法を
提供することを目的とするものである。
ト化方法は、画像情報をフレーム毎に空間的にブロック
単位で区分し、各ブロックの画像情報をそれぞれ高能率
符号化処理して符号化画像信号を生成し、当該符号化画
像信号を所定量ずつ分割してパケット化するものにおい
て、前記各ブロック毎の符号化画像信号中に、それぞれ
、当該ブロックの前記画像情報中の空間的配置を示す属
性情報と、前記符号化画像信号の復号化に不可欠な符号
化情報とを含めることを特徴とするものである。
報中で相互に空間的に隣接配置されたブロックの符号化
画像信号を、それぞれ相互に隣接することがないよう再
配列し、その再配列順に従って当該符号化画像信号を所
定量ずつ分割してパケット化することを特徴とするもの
である。
報中で相互に空間的に隣接配置されたブロックの符号化
画像信号を、それぞれ相互に隣接することがないよう再
配列し、その再配列された後の、連続する任意の数のブ
ロックに共通な属性情報と符号化情報とを、一のブロッ
クの符号化画像信号に含めて、その符号化画像情報を該
当ブロックの符号化画像情報の先頭に配置し、前記再配
列順に従って当該符号化画像信号を所定量ずつ分割して
パケット化することを特徴とするものである。尚、この
場合、連続する任意の数のブロックに共通な属性情報と
符号化情報を含む、ブロックの符号化画像信号を1個以
上、該当ブロックの符号化情報に並べて配置してもよい
。
像信号中に、それぞれ個別に属性情報と符号化情報を含
めるため、一部の信号の消失等によっても、各ブロック
の信号再生が可能になる。また、画像情報中で、相互に
空間的に隣接配置されたブロックを、それぞれ相互に隣
接しないように再配列して、適当なブロック群を構成す
るようにすれば、幾つかのパケットが連続して欠落する
ような場合でも、画像情報中の一部に集中して、データ
が無効になるといった事態を防止できる。従って、補間
が容易である。また、属性情報と符号化情報を共通にす
る任意の数の画像情報中で、飛び飛びに抽出したブロッ
クの画像信号を、ブロック群として送信するようにすれ
ば、信号が効率的に圧縮化され、かつ、画像情報中の一
部において、信号が集中的に無効となるのを防止できる
。
明する。図1は、本発明に関わる高能率符号化された1
フレーム分の符号化画像信号説明図である。この符号化
画像信号40は、画像ヘッダ41と、これに続く複数の
ブロック群のブロックの符号化画像信号43等から構成
されている。図示の都合上、図1にはA,Bの2ブロッ
ク群のみ表示した。画像ヘッダ41は、従来のものと同
様、フレームの識別番号等を含む情報である。一方、各
ブロック群の符号化画像信号中には、本発明の場合、ブ
ロック群ヘッダが含まれていない。即ち、各ブロック群
は、全てブロックの符号化画像信号43の集合から構成
されている。
ていた属性情報や符号化情報44は、各ブロックの符号
化画像信号43中に格納される。この属性情報や符号化
情報44は、それぞれ当該ブロックの画像情報中の空間
的配置を示し、あるいは符号化画像信号の復号化に不可
欠な符号化情報である。
符号化画像信号を図示した。図のように、この信号中に
は、ブロックアドレス231 、動ベクトル232 、
量子化テーブル識別233 、変換係数234 及びブ
ロック終了符号235 が含まれている。ブロックアド
レス231 は、そのブロックの属するブロック群中で
のアドレスを示す。また、動ベクトル232 は、先に
図5を用いて説明した内容のデータであり、量子化テー
ブル識別233 は、復号化に必要な符号化情報に該当
する。変換係数234 は、先に説明した通りの圧縮後
得られたデータで、ブロック終了符号235 は、ブロ
ックとブロックの間の仕切りを示す信号である。
に示す通りのものである。図9は、本発明の各ブロック
の符号化画像信号の内容を示す説明図である。図のよう
に、この信号は、ブロックアドレス431 、ブロック
属性432、動ベクトル433 、量子化テーブル識別
434 、変換係数435 及びブロック終了信号43
6 から成る。これを、図8のものと比較すると、ブロ
ックアドレス431 の後にブロック属性432 が追
加されているところが異なる。このブロック属性432
は、従来、ブロック群ヘッダに格納されていた属性情
報から成る。従って、これにより、このブロックの符号
化画像信号が、画像情報中のどのブロック群に属する何
番目のブロックかを特定できる。
ダを伴なわないため、圧縮情報は全て量子化テーブル識
別434 に格納され、たとえ前後のブロックの符号化
画像信号が欠落したとしても、独自に信号再生が可能な
構成とされている。尚、この実施例の場合、各ブロック
の信号は、画像情報中の空間的配置に対応した順番で処
理される。
る場合の、フレーム中のブロックの基本配列説明図であ
る。図のように、1フレームの画像信号は、輝度信号Y
と色差信号U,Vとから構成され、先に説明したように
、マクロブロック単位で符号化される。図1の実施例に
よれば、図10の中に番号を付した各ブロックの画像信
号が、それぞれパケット欠落により何れが無効になった
としても、個々に独立に再現が可能となる。従って、受
信側で前後の信号に基づいて補間処理を行なうことによ
り、画像品質を劣化させることなく、動画像信号の再生
が可能となる。
パケットの集中により、連続するパケットが集中的に欠
落する場合がある。このような場合には、本発明の方法
によっても、画像情報の一部が集中的に無効となる。そ
れでは、精密な画像の補間を行なうことができず、画質
が劣化する。
号化する場合にブロックの再配列を行なう。図11に、
そのようなブロックの再配列順説明図を示す。図のよう
に、当初、図10に示したような画像情報中で、相互に
空間的に隣接配置されたブロックが、符号化処理の前段
で、それぞれ相互に隣接することがないよう再配列され
る。ここでは、例えば、フレームの横方向に順に配列さ
れたブロックを中央で2分し、互い違いに挿入するとい
った手法により、ブロックの再配列を行なっている。
4までのブロックが、図11において、1,13,2,
14,3,15,4,16…23,12,24といった
順に再配列されている。このような再配列を行なった後
、符号化処理を行なえば、パケットの連続的な欠落によ
っても、隣接するブロックの画像信号が残る確率が増大
する。
の場合、各ブロック毎に、独立に再生の可能な属性情報
や符号化情報を含めるようにしたので、データの相互依
存性がないという利点を有する反面、データの圧縮率が
低くなるという難点がある。従って、全ての画像情報に
対してこの手法を採用すると、パケット集中を招く。そ
こで、空間的に隣接配置されたブロックの欠落を防止す
る一方で、圧縮率を高める方法がある。
は、本発明の各ブロックの符号化画像信号変形例の説明
図である。図の信号は、全てのブロックに対してでなく
、一定のブロック群の先頭にあるブロックに対して採用
される。即ち、この実施例では、任意の数のブロックに
ついて、共通な識別情報や符号化情報を、その先頭のブ
ロックの符号化画像信号中に含める。しかし、この場合
、従来と同様の欠点が生じないように、予め各ブロック
を空間的に隣接配置されたものを、それぞれ相互に隣接
することがないよう再配列する。
10及び図11に示したものと同様である。図のように
、この例では、ブロック群が、1,26,3,28,5
…というように再配列されている。この再配列の基準と
しては、符号化情報が、一括表示あるいは省略できるよ
うな画像信号を集めるものとする。これには、例えば、
残査信号の符号化,DCT変換結果が、全て“0”又は
共通であるブロックが引続く場合等がある。
ると、開始ブロックアドレス437 、属性表示438
及び終了ブロックアドレス439 が追加されている
点が異なる。 即ち、このような情報を含むブロックの符号化画像信号
が先頭にある場合、その後に続く一群のブロック(開始
ブロックから終了ブロックまで)の信号の属性等が一括
表示され、圧縮効率が高められる。一方、たとえ、この
ようなブロックの欠落が生じても、その後に続くブロッ
クが、元の画像情報の空間的配置から見て散在している
ため、補間が容易となる。尚、安全のためには、このよ
うな構成のブロックの符号化画像信号を、1つの群の中
に2以上含めるようにすればよい。図14に、上記のよ
うな画像情報符号化の手順フローチャートを示す。図に
おいて、処理が開始されると、各ブロック毎に動きが予
測され(ステップS1)、ブロック属性が判別され(ス
テップS2)、フレーム間符号化の場合には、ループフ
ィルタを通過させる(ステップS3)。また、フレーム
内符号化の場合には、直接ステップS4に移行し、ステ
ップS3の結果と共に差分計算が実行される(ステップ
S4)。その後、ステップS5において、DCT変換,
量子化,符号化,ランレングス符号化が行なわれる。以
下、所定ブロック数が終了したか否かが判断され(ステ
ップS6)、ステップS1〜ステップS6の処理が繰返
される。
フレーム分の画像情報の圧縮が終了すると、ブロック情
報配列編集が行なわれる(ステップS7)。これは、先
に図10,図11及び図13で説明したようなブロック
の再配列等の処理である。また、ステップS8において
、ブロック情報の連続性が判断される。これは、図13
の実施例で説明したように、適当な数のブロックについ
て、その情報の連属性を判断する処理である。連続性が
ある場合には、図12で説明した通りの連続ブロック一
括表示を採用する(ステップS9)。連続性の無い場合
には、そのままにし、ステップS10においてセル化を
行なう。
のセル化が終了したか否かを判断し、ステップS1〜ス
テップS11までの処理が繰返される。1フレーム分の
処理が終了すれば、多重化工程へ送出される。以上によ
り、セル欠落に強い符号化処理が実行される。本発明は
上記実施例に限定されない。ブロックの再配列方法は、
上記例に限らず、種々の規則的あるいはランダムな配列
を採用して差し支えない。
化方法によれば、各ブロックの再生に不可欠な属性情報
や符号化情報を、各ブロックの符号化画像信号中に含め
ているため、ブロック群ヘッダの欠落により、そのブロ
ック群中の符号化画像信号が一括して無効となるといっ
た事態を防止できる。即ち、各ブロックの符号化画像信
号は、それぞれ独立で連鎖的に無効となることがない。
配置されたブロックの符号化画像信号を、それぞれ相互
に隣接することがないように再配列してパケット化する
と、パケットの連続的な欠落による隣接したブロックの
無効化を防止でき、画像信号の補間を容易にする。
する任意の数のブロックに、共通な属性情報と符号化情
報を、1のブロックの符号化画像情報中に含めて、他の
符号化画像信号の圧縮率を高めることができる。更に、
そのような共通な情報を持つ復号化画像信号を、該当ブ
ロックの符号化画像信号中に複数並べて配置すれば、大
量のブロックの無効化も防止できる。
分の符号化画像信号説明図である。
化画像信号とセルの説明図である。
である。
る。
ある。
る。
である。
。
Claims (4)
- 【請求項1】 画像情報をフレーム毎に空間的にブロ
ック単位で区分し、各ブロックの画像情報をそれぞれ高
能率符号化処理して符号化画像信号を生成し、当該符号
化画像信号を所定量ずつ分割してパケット化するものに
おいて、前記各ブロック毎の符号化画像信号中に、それ
ぞれ、当該ブロックの前記画像情報中の空間的配置を示
す属性情報と、前記符号化画像信号の復号化に不可欠な
符号化情報とを含めることを特徴とする画像情報パケッ
ト化方法。 - 【請求項2】 画像情報をフレーム毎に空間的にブロ
ック単位で区分し、各ブロックの画像情報をそれぞれ高
能率符号化処理して符号化画像信号を生成し、当該符号
化画像信号を所定量ずつ分割してパケット化するものに
おいて、前記画像情報中で相互に空間的に隣接配置され
たブロックの符号化画像信号を、それぞれ相互に隣接す
ることがないよう再配列し、その再配列順に従って当該
符号化画像信号を所定量ずつ分割してパケット化するこ
とを特徴とする画像情報パケット化方法。 - 【請求項3】 画像情報をフレーム毎に空間的にブロ
ック単位で区分し、各ブロックの画像情報をそれぞれ高
能率符号化処理して符号化画像信号を生成し、当該符号
化画像信号を所定量ずつ分割してパケット化するものに
おいて、前記画像情報中で相互に空間的に隣接配置され
たブロックの符号化画像信号を、それぞれ相互に隣接す
ることがないよう再配列し、その再配列された後の、連
続する任意の数のブロックに共通な属性情報と符号化情
報とを、一のブロックの符号化画像信号に含めて、その
符号化画像信号を該当ブロックの符号化画像信号の先頭
に配置し、前記再配列順に従って当該符号化画像信号を
所定量ずつ分割してパケット化することを特徴とする画
像情報パケット化方法。 - 【請求項4】 連続する任意の数のブロックに共通な
属性情報と符号化情報を含む、ブロックの符号化画像信
号を1個以上、該当ブロックの符号化画像信号に並べて
配置したことを特徴とする請求項3記載の画像情報パケ
ット化方法。
Priority Applications (1)
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JP2294191A JP3045788B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 画像情報パケット化方法 |
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JP2294191A JP3045788B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 画像情報パケット化方法 |
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JP2294191A Expired - Lifetime JP3045788B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 画像情報パケット化方法 |
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EP0660579A3 (en) * | 1993-12-27 | 1995-12-20 | Fuji Xerox Co Ltd | Image transmission device in which the pixel data is rearranged using number tracking for the respective frames. |
US5570202A (en) * | 1993-12-27 | 1996-10-29 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image transmission apparatus in which pixel data are rearranged using sequence numbers for respective frames |
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Publication number | Publication date |
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JP3045788B2 (ja) | 2000-05-29 |
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