JPH05292483A - 動画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝送誤りによる画像品質の低下を軽減する。 【構成】 帯域分割フィルタ１０１によって分割しかつ
直交変換器１０２によって直交変換した、低域の帯域信
号の係数は、予定個数の係数のみ量子化器１０３によっ
て固定長符号化し、また減算器１０４によって差分を求
め、その差分は、他の帯域信号と同様に可変長符号化す
る。そのため、伝送路で低周波成分情報を有するパケッ
トが欠損した場合、受信側ではその欠損がどの画素ブロ
ックに当るかを特定することができ、容易に補間処理を
行うことができるとともに、誤りの伝搬を防ぐことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、動画像信号を高能率
符号化し、固定長パケット伝送する装置、特に画像信号
を２次元の空間周波数領域で帯域分割し、情報圧縮する
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、動画像を高能率符号化し、伝送す
る装置としては次記文献に開示され、サブバンド符号化
装置として知られるものがある。文献名：テレビジョン
学会誌、画像情報工学と放送技術Vol.45,No.7,pp793-79
9,(1991)、「テレビ電話・テレビ会議符号化技術」この
装置では、まずＱＭＦ(Quadrature Mirror Filter)等の
フィルタバンクにより、動画像信号を２次元の空間周波
数領域において、水平方向及び垂直方向成分について、
画像の細分情報を有する高周波成分と、画像の面全体の
情報を有する低周波成分とに分割し、それぞれ水平方向
に低周波成分、垂直方向に低周波成分を有するＬＬ帯域
信号、水平方向に高周波成分、垂直方向成分に低周波成
分を有するＵＬ帯域信号、水平方向に低周波成分、垂直
方向に高周波成分を有するＬＵ帯域信号、水平方向、垂
直方向ともに高周波成分を有するＵＵ帯域信号とに分割
する。さらに予測符号化、変換符号化、可変長符号化を
用い、各帯域の信号の視覚特性を利用し、帯域ごとに最
適な高能率符号化を行う。以上の高能率符号化された情
報は、複数の画素ブロックを持つＧＯＢと呼ばれる情報
の単位ごとにユニークワードを持つヘッダを挿入し、パ
ケット化され伝送される。ＧＯＢ単位にユニークワード
を持つヘッダを挿入しパケット化するのは、受信側で可
変長符号化された情報は順番に「解読」しなければ復号
できないため、伝送誤りがあるとこの同期が崩れ、この
誤りが伝送誤りが発生したＧＯＢ以降にも伝搬するた
め、これを防ぐことを目的としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上述べ
た動画像符号化装置では、高能率符号化された全ての情
報は、可変長符号化されるため、一旦伝送誤りが発生す
ると、それ以降の同一ＧＯＢ内の情報は正しく復号され
ず、著しく再生画像品質の劣化を招き、また前記の品質
劣化を押さえようとすればＧＯＢのサイズを小さくしな
ければならず、ＧＯＢを識別するためのユニークワード
によるオーバーヘッドが著しく増大するという問題点が
あった。この発明は、以上述べた一旦伝送誤りが発生す
ると、それ以降の同一ＧＯＢ内の情報は正しく復号され
ず、著しく再生画像品質の劣化を招くという問題点を除
去し、ＧＯＢを識別するためのユニークワードを増加さ
せること無く、伝送誤りに対しても再生画像の品質劣化
が極めて少ない動画像符号化装置を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、送信装置に、
空間周波数が水平及び垂直ともに低周波成分を有する帯
域信号に対し、複数の画素からなるブロックを形成し、
直交変換符号化を行う直交変換符号化手段と、直交変換
符号化手段の直交変換係数出力を空間周波数において低
周波成分を有する係数より予定個数Ｎ個の係数のみを粗
く量子化する第１の量子化手段と、その直交変換符号化
手段の出力と、第１の量子化手段の出力との差分値を量
子化する第２の量子化手段と、その第２の量子化手段の
出力を可変長符号化する可変長符号化手段とを具備す
る。また、複数の画素ブロックを１つの単位とし、ユニ
ークワードによって始まり、属性を示す固定長のヘッ
ダ、第１の量子化手段の出力、可変長符号化手段の出力
の順のフレームを形成し、そのフレームを固定長パケッ
トに分解し伝送路に送信する伝送符号組立手段を具備す
る。受信装置には、固定長パケットを受信し、パケット
の欠損が第１の量子化手段の出力である場合、該当する
画素ブロックを全フレームの該当する画素ブロックによ
り置き換える第１の補間手段と、固定長パケットを受信
し、パケットの欠損が可変長符号化手段の出力である場
合、以降の受信データを０に相当するデータに置き換え
る第２の補間手段とを具備する。

【０００５】

【作用】視覚的に有為な情報を多く有する低周波成分情
報を帯域分割フィルタおよび直交変換により抽出し、固
定長符号化を行う。そのため、伝送路で低周波成分情報
を有するパケットが欠損した場合、受信側ではその欠損
がどの画素ブロックに当るかを特定することができ、容
易に補間処理を行うことができるとともに、誤りの伝搬
を防ぐことができる。本発明では、高周波成分成分情報
を有するパケットが欠損した場合、引き続く同一ＧＯＢ
内の高周波成分情報を復号することが不可能となるが、
視覚的に有為な情報を多く有する低周波成分が再生され
ているのでパケット欠損による再生画像品質の劣化が最
小限となる。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明の動画像符号化装置の送信側
の実施例を示すブロック図である。また、図２は、本発
明の動画像符号化装置の受信側の実施例を示すブロック
図である。図１において、入力画像信号Ｓ００は帯域分
割フィルタ１０１に入力される。帯域分割フィルタ１０
１は、２次元の空間周波数領域の水平方向及び垂直方向
成分について、それぞれ高周波成分と低周波成分とに分
割し、４個の帯域信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４
を作成する。帯域信号Ｓ１１は、水平垂直ともに低周波
成分の帯域信号である。各帯域信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ
１３、Ｓ１４をそれぞれの直交変換器１０２、１０７、
１１０、１１３に出力する。

【０００７】直交変換器１０２では、帯域信号Ｓ１１を
複数の画素、この実施例では８＊８画素ごとにブロック
を形成し、離散コサイン変換(Discrete Cosine Transfo
rm)による直交変換をおこない、空間周波数領域の直交
変換係数に変換し、図３に示されるような低周波成分の
係数より、順次ジグザグ走査を行いその帯域直交変換係
数Ｓ２１を量子化器１０３及び減算器１０４に出力す
る。量子化器１０３は直交変換器１０２より入力された
直交変換係数Ｓ２１のうちであらかじめ定められ低周波
成分の領域、この実施例では図４の斜線でに示される領
域のみを量子化し、固定長の低域量子化係数符号Ｓ３１
１として伝送符号組立器１１６に出力する。減算器１０
４は直交変換器１０２より出力された帯域直交変換係数
Ｓ２１より、量子化器１０３から出力された低域量子化
係数符号Ｓ３１１を減算し、減算出力を量子化器１０５
に出力する。量子化器１０５は、減算器１０４から入力
された係数を全て量子化し、量子化係数符号Ｓ３１２を
可変長符号化器１０６に出力する。可変長符号化器１０
６は入力された量子化係数Ｓ３１２をランレングス、ハ
フマン符号等により、可変長符号化を行い、その符号化
出力Ｓ４１を伝送符号組立器１１６に出力する。

【０００８】直交変換器１０７では、帯域信号Ｓ１２を
複数の画素、８＊８画素ごとにブロックを形成し、離散
コサイン変換による直交変換をおこない、空間周波数領
域の直交変換係数に変換し、図３に示されるような低周
波成分の係数より、順次ジグザグ走査を行い直交変換係
数Ｓ２２を量子化器１０８に出力する。量子化器１０８
はは入力された係数を全て量子化し、量子化係数符号Ｓ
３２を可変長符号化器１０９に出力する。可変長符号化
器１０９は入力された量子化係数符号Ｓ３２をランレン
グス、ハフマン符号等により、可変長符号化を行い、そ
の符号化出力Ｓ４２を伝送符号組立器１１６に出力す
る。

【０００９】帯域信号Ｓ１３、Ｓ１４は、帯域信号Ｓ１
２と同様の処理が行われ量子化器１１１、１１４によっ
て量子化係数符号が作成され、可変長符号化器１１２、
１１５によって、可変長符号化を行い、その符号化出力
Ｓ４３、Ｓ４４を伝送符号組立器１１６に出力する。伝
送符号組立器１１６は、複数ブロックの固定長の低域量
子化係数符号Ｓ３１１、可変長符号化器１０６、１０
９、１１２、１１５の符号化出力Ｓ４１２、Ｓ４２、Ｓ
４３、Ｓ４４をＧＯＢ(Group of Blocks)とし、ＧＯＢ
のアドレス等の属性を示す情報を付加したのち、図５に
示される順序のフレームを形成し、伝送路１１７に出力
する。

【００１０】伝送路１１７により伝送された受信信号は
伝送符号分解器２０１に入力され、伝送フレームの分解
が行われ、固定長の低域量子化係数符号Ｓ３１１に対応
した固定長符号Ｓ５１１を逆量子化器２０２に、各帯域
信号の可変長符号Ｓ４１２、Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ４４に
対応した可変長符号Ｓ５１２、Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４
をそれぞれの可変長復号器２０３、２０７、２１０、２
１３に出力する。ここでパケットの欠落をシーケンス番
号の飛び番等により検出した場合、そのパケットが固定
長符号であるとそのパケットに含まれる長さの区間の前
フレームのデータを出力する様、補間指示信号Ｓ５０を
アクティブにし、フレームメモリ２１７の出力が選択さ
れるよう、スイッチ２１８を切り替える。また、欠落し
たパケットが可変長符号部を含んでいた場合、欠落した
以降の全データに対して０に相当するデータを補間す
る。可変長復号器２０３は可変長符号Ｓ５１２を復号
し、その復号量子化係数Ｓ６１２を逆量子化器２０４に
出力する。逆量子化器２０２は逆量子化を行い、直交変
換係数Ｓ７１１を加算器２０５に出力する。逆量子化器
２０４は量子化係数Ｓ６１２を逆量子化し直交変換係数
Ｓ７１２を加算器２０５に出力する。加算器２０５は２
つの直交変換係数Ｓ７１１、Ｓ７１２を加算し、加算出
力Ｓ７１を逆直交変換器２０６に出力する。同様に可変
長復号器２０７、２１０、２１３は各帯域の可変長符号
Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４を復号し、その量子化係数Ｓ６
２、Ｓ６３、Ｓ６４を逆量子化器２０８、２１１、２１
４に出力し、逆量子化器２０８、２１１、２１４は入力
された量子化係数量子化係数Ｓ６２、Ｓ６３、Ｓ６４を
逆量子化し、直交変換係数Ｓ７２、Ｓ７３、Ｓ７４を逆
直交変換器２０９、２１２、２１５に出力する。逆直交
変換器２０６、２０９、２１２、２１５は、入力された
直交変換係数Ｓ７２、Ｓ７３、Ｓ７４を直交逆変換し、
帯域合成フィルタ２１６に出力する。スイッチ２１８
は、帯域合成フィルタ２１６またはフレームメモリ２１
７の出力を補間指示信号２４０により選択し、再生画像
信号２５２として出力する。

【００１１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、視覚的に有為な情報を多く有する低周波成分情報
を帯域分割フィルタおよび直交変換により抽出し、固定
長符号化を行っているので、伝送路で低周波成分情報を
有するパケットが欠損した場合、受信側ではその欠損が
どの画素ブロックに当るかを特定することができ、容易
に補間処理を行うことができるとともに、誤りの伝搬を
防ぐことができる。また高周波成分成分情報を有するパ
ケットが欠損した場合、引き続く同一ＧＯＢ内の高周波
成分情報を復号することが不可能となるが、視覚的に有
為な情報を多く有する低周波成分が再生されているので
パケット欠損による再生画像品質の劣化が最小限とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における送信側の構成を示す
ブロック図

【図２】本発明の一実施例における受信側の構成を示す
ブロック図

【図３】図１における変換係数の走査順序の説明図

【図４】図１における変換係数の量子化範囲の説明図

【図５】図１の伝送符号組立器の出力フォ−マットの説
明図

【符号の説明】

１０１ 帯域分割
フィルタ １０２、１０７、１１０、１１３ 直交変換
器 １０３、１０５、１０８、１１１、１１４ 量子化器 １０６、１０９、１１２、１１５ 可変長符
号化器 １１６ 伝送符号
組立器 ２０１ 伝送符号
分解器 ２０３、２０７、２１０、２１３ 可変長復
号器 ２０２、２０４、２０８、２１１、２１４ 逆量子化
器 ２０６、２０９、２１２、２１５ 逆直交変
換器 ２１６ 帯域合成
フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 孝夫 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信装置に空間周波数が水平及び垂直とも
   に低周波成分を有する帯域信号に対し、複数の画素から
   なるブロックを形成し、直交変換符号化を行う直交変換
   符号化手段と、 直交変換符号化手段の直交変換係数出力を空間周波数に
   おいて低周波成分を有する係数より予定個数の係数のみ
   を粗く量子化する第１の量子化手段と、 前記直交変換符号化手段の出力と、第１の量子化手段の
   出力との差分値を量子化する第２の量子化手段と、 前記第２の量子化手段の出力を可変長符号化する可変長
   符号化手段と複数の画素ブロックを１つの単位とし、ユ
   ニークワードによって始まり、属性を示す固定長のヘッ
   ダ、第１の量子化手段の出力、可変長符号化手段の出力
   の順のフレームを形成し、前記フレームを固定長パケッ
   トに分解し伝送路に送信する伝送符号組立手段とを設
   け、 受信装置に固定長パケットを受信し、パケットの欠損が
   第１の量子化手段の出力である場合、該当する画素ブロ
   ックを全フレームの該当する画素ブロックにより置き換
   える第１の補間手段と、 固定長パケットを受信し、パケットの欠損が可変長符号
   化手段の出力である場合、以降の受信データを０に相当
   するデータに置き換える第２の補間手段と、を設けたこ
   とを特徴とする動画像符号化装置。