JPH0553416B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデイジタル変換された動画像信号を帯
域圧縮して伝送する圧縮符号化復号化装置に係
り、特に符号化部および復号化部と伝送路との間
の速度変換をするバツフアメモリの制御方法を実
現するための圧縮符号化復号化装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

デイジタル変換された動画像信号を圧縮符号化
して伝送する場合には、符号化された情報の発生
速度が一定とならず入力信号の性質に応じて、時
間とともに変化するような圧縮符号化方式が多く
用いられる。

このような圧縮符号化方式を用いたデイジタル
伝送装置の送信側および受信側では、各々のバツ
フアメモリを備えて、それぞれ圧縮符号化側と伝
送路との間および伝送路側と圧縮復号化側との間
で速度変換を行う。この場合、受信バツフアメモ
リにおいて、圧縮符号化データの欠落もしくは重
複することなく、速度変換が成される必要があ
る。もし、圧縮符号化データの欠落あるいは重複
が起きた場合には圧縮復号誤りが発生し、フレー
ム間予測符号化方式などを用いていた場合、なん
らかの方法でフレーム間予測値の誤りをリフレツ
シユするまで誤りが継続することになる。そのた
め、従来は、受信バツフアメモリで圧縮符号化デ
ータの欠落および重複が起こらないように、送信
バツフアメモリでの遅延時間を測定し、これを受
信部に伝送し、受信号において送受のバツフアメ
モリでの伝搬遅延時間の和が一定となるように受
信バツフアメモリの読み出しを制御している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のバツフアメモリ制御方式では、
あくまで画像信号の符号化クロツクと復号化クロ
ツクが同期しているという前提のもとに成立する
ものであり、この前提が成り立たない場合、例え
ば、符号化クロツクより復号化クロツクの方が低
い場合には、復号化処理が間にあわず、受信バツ
フアメモリに滞りなく符号化データが蓄積され、
送受のバツフアメモリでの伝搬遅延時間を一定に
することはできなくなり、復号誤りを生ずること
になるという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の圧縮符号化復号化装置は、圧縮符号化
によりランダムに発生する圧縮データを平滑化し
伝送路に送出する速度変換用送信バツフアメモリ
での圧縮データの遅延時間を制御する手段と、上
記送信バツフアメモリでの圧縮データの遅延信号
を予め定められた周期で検出し圧縮データに多重
化して伝送する手段と、上記平滑化された圧縮デ
ータを受信し圧縮復号化動作のタイミングに速度
変換する受信バツフアメモリでの圧縮データの遅
延時間を上記送信バツフアメモリの遅延時間検出
周期と同一の周期で検出する手段と、上記送信バ
ツフアメモリの遅延時間と上記受信バツフアメモ
リの遅延時間を加算し加算した値が予め定められ
た遅延時間より小さくなつたとき所定の時間その
受信バツフアメモリの読み出しを停止する手段
と、圧縮符号化処理以上の速度で復号動作し上記
受信バツフアメモリからの圧縮データの読み出し
が停止している間復号動作を停止する手段と、こ
の手段により間欠的に出力される復号化信号を所
定周波数の連続した画像信号として出力する手段
とを備えてなるようにしたものである。

〔作用〕

本発明においては、復号化処理速度を符号化処
理手段より速くできる構成とし、送受のバツフア
メモリでの遅延時間を監視し制御することにより
復号化停止時間を設け、送受の符号化および復号
化速度を合せる。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明の圧縮符号化復号化装置におけ
る圧縮符号化装置の一実施例を示すブロツク図で
ある。

図において、１はデイジタル変換された動画像
信号が入力される入力端子、２は伝送クロツクが
入力される入力端子、３は圧縮符号化データが得
られる出力端子、４は入力端子１０１，１０２と
出力端子１０３を有する符号化回路、５はパルス
発生回路、６は多重化回路、７はアドレス発生回
路、８は減算器、９は送信バツフアメモリ、１０
はアドレス発生回路である。

そして、符号化回路４とアドレス発生回路７お
よび減算器８ならびに送信バツフアメモリ９とア
ドレス発生回路１０は、圧縮符号化によりランダ
ムに発生する圧縮データを平滑化し伝送路に送出
する速度変換用送信バツフアメモリでの圧縮デー
タの遅延時間を制御する手段を構成している。ま
た、多重化回路６は送信バツフアメモリ９での圧
縮データの遅延信号を予め定められた周期で検出
し圧縮データに多重化して伝送する手段を構成し
ている。

第２図は本発明の圧縮符号化復号化装置におけ
る圧縮復号化装置の一実施例を示すブロツク図で
ある。

図において、１１は伝送路クロツクが入力され
る入力端子、１２は圧縮符号化データが入力され
る入力端子、１３は出力動画像が得られる出力端
子、１４はアドレス発生回路、１５は減算器、１
６はアドレス発生回路、１７は受信バツフアメモ
リ、１８は分離回路、１９は加算器、２０は制御
回路、２１は入力端子２０１，２０２と出力端子
２０３を有する復号化回路、２２はパルス発生回
路、２３はフレームシンクロナイザーである。

そして、アドレス発生回路１４と減算器１５お
よびアドレス発生回路１６ならびに受信バツフア
メモリ１７は、平滑化された圧縮データを受信し
圧縮復号化動作のタイミングに速度変換する受信
バツフアメモリでの圧縮データの遅延時間を送信
バツフアメモリ９の遅延時間検出周期と同一の周
期で検出する手段を構成し、また、分離回路１８
と加算器１９および制御回路２０は、上記送信バ
ツフアメモリ９の遅延時間と上記受信バツフアメ
モリ１７の遅延時間を加算し加算した値が予め定
められた遅延時間より小さくなつたとき所定の時
間その受信バツフアメモリ１７の読み出しを停止
する手段を構成している。また、復号化回路２１
は圧縮符号化処理以上の速度で復号動作し上記受
信バツフアメモリ１７からの圧縮データの読み出
しが停止している間復号動作を停止する手段を構
成している。

つぎにこの第１図および第２図に示す実施例の
動作を第３図を参照して説明する。

第３図は第１図および第２図の動作説明図で、
ａは符号化フレームパルスａを示したものであ
り、ｂは符号化データｂ，ｃは復号化フレームパ
ルスｃ，ｄは符号化データｄ，ｅは遅延時間（フ
レーム）、ｆは復号化停止信号（復号停止制御信
号）ｅ，ｇは出力フレームパルスｆ，ｈは出力動
画像ｇを示したものである。

まず、第１図の入力端子１にデイジタル変換さ
れた動画像信号が入力し、符号化回路４において
圧縮符号化される。この符号化回路４はパルス発
生回路５において発生されるタイミング信号によ
り符号化を実行し、圧縮符号化データｂ（第３図
ｂ参照）を多重化回路６へ出力し、また、送信バ
ツフアメモリ９への書き込み要求信号をアドレス
発生回路７および送信バツフアメモリ９へそれぞ
れ出力する。そして、圧縮符号化データｂは多重
化回路６において符号化回路４から出力される符
号化フレームパルスａ（第３図ａ参照）のタイミ
ングで減算器８の減算値（BOCS）を多重化し、
送信バツフアメモリ９に書き込まれる。アドレス
発生回路７は書き込み要求信号により圧縮符号化
データの書き込みアドレスを発生し、送信バツフ
アメモリ９および減算器８へ出力する。

一方、入力端子２には伝送クロツクが入力し、
アドレス発生回路１０および送信バツフアメモリ
９へ出力され、アドレス発生回路１０において送
信バツフアメモリ９の読み出しアドレスが発生さ
れ、送信バツフアメモリ９へ出力するとともに減
算器８へ出力する。そして、この減算器８ではア
ドレス発生回路７からのアドレスからアドレス発
生回路１０からのアドレスを減算し、その減算値
（BOCS）を多重化回路６および符号化回路４へ
出力する。そして、伝送路クロツクにより送信バ
ツフアメモリ９から読み出された圧縮符号化デー
タは出力端子３へと出力される。

つぎに、第１図の出力端子３に出力された圧縮
符号化データは伝送路を介して第２図に示す入力
端子１２に入力し、受信バツフアメモリ１７に書
き込まれる。一方、入力端子１１には伝送路クロ
ツクが入力され、アドレス発生回路１４および受
信バツフアメモリ１７にそれぞれ供給される。そ
して、このアドレス発生回路１４では受信バツフ
アメモリ１７の書き込みアドレスを発生し、受信
バツフアメモリ１７と減算器１５へそれぞれ出力
される。

復号化回路２１はパルス発生回路２２において
発生されるタイミング信号により復号動作を実行
し、受信バツフアメモリ１７およびアドレス発生
回路１６に対して読み出し要求信号を出力すると
ともに制御回路２０に復号化フレームパルスｃ
（第３図ｃ参照）を出力する。そして、アドレス
発生回路１６は受信バツフアメモリ１７の読み出
しアドレスを発生し、受信バツフアメモリ１７と
減算器１５へそれぞれ供給し、受信バツフアメモ
リ１７から読み出されたデータは分離回路１８で
第１図の多重化回路６で多重化されたデータを分
離し、圧縮符号化データｄ（第３図ｄ参照）は復
号化回路２１へ出力する。減算器１５はアドレス
発生回路１４からのアドレスからアドレス発生回
路１６からのアドレスを減算し、さらにその減算
値（BOCR）と分離回路１８からの減算値
（BOCS′）を加算器１９で加算し、その結果を制
御回路２０へ出力する。この制御回路２０は復号
化フレームパルスｃの入力に応じて加算器１９か
らの加算値（BOC）を監視し、必要に応じて復
号化停止信号（復号停止制御信号）ｅ（第３図ｆ
参照）をアドレス発生回路１６および復号化回路
２１へ供給する。この復号化回路２１で復号化停
止信号ｅにしたがつて間欠的に復号された圧縮復
号化データはフレームシンクロナイザー２３にお
いて、正しい周波数に変換されて連続した出力動
画像ｇ（第３図ｈ参照）として出力端子１３に出
力される。なお、第３図ｇに示す出力フレームパ
ルスｆはフレームシンクロナイザー２３がもつて
いるパルスである。

そして、減算器８および減算器１５は、送信バ
ツフアメモリ９および受信バツフアメモリ１７の
それぞれの書き込みアドレスから読み出しアドレ
スを減算している。すなわち、減算値（BOCS，
BOCR）は、圧縮符号化データがバツフアメモリ
を占有している量（蓄積量）にほかならない。

いま、伝送路の速度がｖ〔bit／ｓ〕と一定とす
れば、第１図に示す送信バツフアメモリ９に圧縮
符号化データDiを書き込もうとしているときの
減算値（BOCS）の値がki〔bit〕であつたとすれ
ば、このデータが送信バツフアメモリ９から読み
出されるまでの時間（遅延時間）tsi〔ｓ〕はtsi＝
ki／ｖとして求めることができる。同様に、受信
バツフアメモリ１７から圧縮符号化データDiを
読み出したときの減算値（BOCR）の値がli〔bit〕
であつたとすれば、このデータの受信バツフアメ
モリ１７での遅延時間t_Ri〔ｓ〕はt_Ri＝li／ｖとし
て求めることができる。すなわち、減算値
（BOCS）および減算値（BOCR）は送信バツフ
アメモリ９と受信バツフアメモリ１７での遅延時
間と相似であり、この減算値（BOCS）と減算値
（BOCR）を制御することにより圧縮符号化デー
タの遅延時間を制御することができる。

そして、第１図に示すパルス発生回路５により
入力動画像に同期したタイミング信号が発生し、
30（フレーム／ｓ）の速度で動画像信号を圧縮符
号化し、送信バツフアメモリ９での遅延時間を示
す減算値（BOCS）を多重化回路６でフレーム単
位に多重化して伝送する。第２図に示すパルス発
生回路２２は符号化フレーム周波数を越える復号
化タイミングパルスを発生する。第３図の例で
は、1.33倍の速度で復号タイミングを発生した例
であり、加算器１９で検出される送受のバツフア
メモリの遅延時間の加算値（BOC）を制御回路
２０で復号化フレーム単位に監視し、その値が２
フレーム時間（約66ms）以下となつたとき復号
化停止信号ｅ（復号化停止制御信号）を発生し、
１フレーム時間受信バツフアメモリ１７の読み出
しを停止し、また、復号化回路２１の動作を停止
することにより、送受のフレーム数を一致させ復
号誤りが発生しないように制御している。

そして、圧縮復号する際に、受信バツフアメモ
リ１７にデータがなくなると復号できなくなるた
め、常時、この受信バツフアメモリ１７にデータ
が存在するように制御しなくてはならない。その
ためには、送信バツフアメモリ９での遅延時間を
制限する必要がある。

第４図はフレーム間予測符号化方式を用いた符
号化回路４の実施例である。

入力端子１０１に入力した動画像信号は、減算
器１０４によりフレームメモリ１０８から読み出
されたフレーム間予測値によりフレーム予測誤差
が演算され、量子化器１０５により量子化され
る。そして、量子化された予測誤差は可変長符号
化回路１０６により可変長符号化され、出力端子
１０３に出力されるとともに加算器１０７で加算
され復号化され、次フレームの予測値としてフレ
ームメモリ１０８に書き込まれる。

一方、入力端子１０２には減算値（BOCS）が
入力し、量子化特性を切り換える。ここで、減算
値（BOCS）、すなわち、送信バツフアメモリ９
での遅延時間が増大しそうになつた場合には、量
子化を粗くすることにより、情報発生を抑圧する
ことができる。すなわち、送信バツフアメモリ９
でのデータの遅延時間を制御することができる。

第５図はフレーム間予測符号化方式を用いた復
号化回路２１の一実施例を示すブロツク図であ
る。

入力端子２０１に入力した圧縮符号化データは
可変長復号化回路２０４で等長符号に復号され、
選択回路２０５に出力される。そして、この選択
回路２０５には予測誤差“θ”の符号も入力し、
入力端子２０２に入力する復号化停止信号（復号
停止制御信号）により切換えられる。この選択回
路２０５で選択されたデータは加算器２０６でフ
レームメモリ２０７から読み出されたフレーム間
予測値が加算され画像信号を復号する。このよう
にして得られた復号画像信号は出力端子２０３へ
出力されるとともに次フレームのフレーム間予測
値としてフレームメモリ２０７に書き込まれる。

つまり、選択回路２０５において、復号停止制
御信号により予測誤差“θ”の符号を１フレーム
間選択すると、予測値は変化せず、フレームメモ
リ２０７に書き込まれるため、復号化を停止した
と等価になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、復号化処理速
度を符号化処理速度より速くできる構成とし、送
受のバツフアメモリでの遅延時間を監視し制御す
ることにより復号化停止時間を設け、送受の符号
化および復号化速度を合せるようにすることによ
り、送信側の圧縮符号化クロツクと受信側の圧縮
復号化クロツクが同期していない場合においても
圧縮復号誤りを発生しないようにすることができ
るので、実用上の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の圧縮符号化復号
化装置の実施例を示す圧縮符号化装置および圧縮
復号化装置のブロツク図、第３図は第１図および
第２図の動作説明図、第４図は第１図の符号化回
路の実施例を示すブロツク図、第５図は第２図の
復号化回路の実施例を示すブロツク図である。 ４……符号化回路、６……多重化回路、７……
アドレス発生回路、８……減算器、９……送信バ
ツフアメモリ、１０，１４……アドレス発生回
路、１５……減算器、１６……アドレス発生回
路、１７……受信バツフアメモリ、１８……分離
回路、１９……加算器、２０……制御回路、２１
……復号化回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 動画像信号を圧縮符号化して伝送する圧縮符
   号化復号化装置において、圧縮符号化によりラン
   ダムに発生する圧縮データを平滑化し伝送路に送
   出する速度変換用送信バツフアメモリでの圧縮デ
   ータの遅延時間を制御する手段と、前記送信バツ
   フアメモリでの圧縮データの遅延信号を予め定め
   られた周期で検出し圧縮データに多重化して伝送
   する手段と、前記平滑化された圧縮データを受信
   し圧縮復号化動作のタイミングに速度変換する受
   信バツフアメモリでの圧縮データの遅延時間を前
   記送信バツフアメモリの遅延時間検出周期と同一
   の周期で検出する手段と、前記送信バツフアメモ
   リの遅延時間と前記受信バツフアメモリの遅延時
   間を加算し加算した値が予め定められた遅延時間
   より小さくなつたとき所定の時間該受信バツフア
   メモリの読み出しを停止する手段と、圧縮符号化
   処理以上の速度で復号動作し前記受信バツフアメ
   モリからの圧縮データの読み出しが停止している
   間復号動作を停止する手段と、この手段により間
   欠的に出力される復号化信号を所定周波数の連続
   した画像信号として出力する手段とを備えてなる
   ことを特徴とする圧縮符号化復号化装置。