JPH06284414A - 画像信号伝送方法及び装置 - Google Patents

画像信号伝送方法及び装置

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JPH06284414A
JPH06284414A JP6982993A JP6982993A JPH06284414A JP H06284414 A JPH06284414 A JP H06284414A JP 6982993 A JP6982993 A JP 6982993A JP 6982993 A JP6982993 A JP 6982993A JP H06284414 A JPH06284414 A JP H06284414A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 I、P、Bのピクチャタイプに従って画像を
符号化/復号化して伝送するものであり、直列タンデム
接続し、復号化装置121,123において、符号化時
のピクチャタイプを復号化回路103,110で検出
し、出力アナログビデオ信号にピクチャタイプを表すア
ナログのID信号を多重化回路105,111で多重化
し、符号化装置122において、分離回路106で多重
化されているピクチャタイプを表すID信号を分離し、
符号化回路108でこの分離されたピクチャタイプに従
ってアナログビデオ信号を画像内,前方予測,両方向予
測符号化する。 【効果】 タンデム接続しても画質劣化を最小限に止め
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像信号を、例えば
光磁気ディスクや磁気テープなどの記録媒体に記録し、
これを再生してディスプレイなどに表示したり、テレビ
会議システム、テレビ電話システム、放送用機器など、
動画像信号を伝送路を介して送信側から受信側に伝送
し、受信側において、これを受信し、表示する場合など
に用いて好適な画像信号符号化方法及び画像信号符号化
装置、並びに画像信号復号化方法及び画像信号復号化装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、テレビ会議システム、テレビ電
話システムなどのように、動画像信号を遠隔地に伝送す
るシステムにおいては、伝送路を効率良く利用するた
め、映像信号のライン相関やフレーム間相関を利用し
て、画像信号を圧縮符号化するようになされている。
【0003】上記ライン相関を利用する場合には、画像
信号を、例えばDCT(離散コサイン変換)処理するな
どして圧縮することができる。
【0004】また、フレーム間相関を利用すると、画像
信号をさらに圧縮して符号化することが可能となる。例
えば図6のAに示すように、時刻t=t1,t2,t3
において、フレーム画像PC1,PC2,PC3がそれ
ぞれ発生しているとき、フレーム画像PC1とPC2の
画像信号の差を演算して、図6のBに示すように画像P
C12を生成し、また、図6のAのフレーム画像PC2
とPC3の差を演算して、図6のBの画像PC23を生
成する。通常、時間的に隣接するフレームの画像は、そ
れ程大きな変化を有していないため、両者の差を演算す
ると、その差分信号は小さな値のものとなる。すなわ
ち、図6のBに示す画像PC12においては、図6のA
のフレーム画像PC1とPC2の画像信号の差として、
図6のBの画像PC12の図中斜線で示す部分の信号が
得られ、また、図6のBに示す画像PC23において
は、図6のAのフレーム画像PC2とPC3の画像信号
の差として、図6のBの画像PC23の図中斜線で示す
部分の信号が得られる。そこで、この差分信号を符号化
すれば、符号量を圧縮することができる。
【0005】しかしながら、上記差分信号のみを伝送し
たのでは、元の画像を復元することができない。そこ
で、各フレームの画像を、Iピクチャ(イントラ符号化
画像:Intra-coded picture)、Pピクチャ(前方予測符
号化画像: Perdictive-codedpicture)またはBピクチ
ャ(量方向予測符号化画像: Bidirectionally-codedp
icture)の3種類のピクチャのいずれかのピクチャと
し、画像信号を圧縮符号化するようにしている。
【0006】即ち、例えば図7のA及びBに示すよう
に、フレームF1乃至F17までの17フレームの画像
信号をグループオブピクチャとし、処理の1単位とす
る。そして、その先頭のフレームF1の画像信号はIピ
クチャとして符号化し、第2番目のフレームF2はBピ
クチャとして、また第3番目のフレームF3はPピクチ
ャとして、それぞれ処理する。以下、第4番目以降のフ
レームF4乃至F17は、BピクチャまたはPピクチャ
として交互に処理する。
【0007】Iピクチャの画像信号としては、その1フ
レーム分の画像信号をそのまま伝送する。これに対し
て、Pピクチャの画像信号としては、基本的には、図7
のAに示すように、それより時間的に先行するIピクチ
ャまたはPピクチャの画像信号からの差分を符号化して
伝送する。さらにBピクチャの画像信号としては、基本
的には、図7のBに示すように、時間的に先行するフレ
ームまたは後行するフレームの両方の平均値からの差分
を求め、その差分を符号化して伝送する。
【0008】図8のA及びBは、このようにして、動画
像信号を符号化する方法の原理を示している。なお、図
8のAには動画映像信号のフレームのデータを、図8の
Bには伝送されるフレームデータを模式的に示してい
る。この図8に示すように、最初のフレームF1はIピ
クチャすなわち非補間フレームとして処理されるため、
そのまま伝送データF1X(伝送非補間フレームデー
タ)として伝送路に伝送される(画像内符号化)。これ
に対して、第2のフレームF2は、Bピクチャすなわち
補間フレームとして処理されるため、時間的に先行する
上記フレームF1と、時間的に後行するフレームF3
(フレーム間符号化の非補間フレーム)の平均値との差
分が演算され、その差分が伝送データ(伝送補間フレー
ムデータ)F2Xとして伝送される。
【0009】但し、このBピクチャとしての処理は、さ
らに細かく説明すると、4種類存在する。その第1の処
理は、元のフレームF2のデータを図中破線の矢印SP
1で示すようにそのまま伝送データF2Xとして伝送す
るものであり(イントラ符号化)、Iピクチャにおける
場合と同様の処理となる。第2の処理は、時間的に後の
フレームF3からの差分を演算し、図中破線矢印SP2
で示すようにその差分を伝送するものである(後方予測
符号化)。第3の処理は、図中破線矢印SP3で示すよ
うに時間的に先行するフレームF1との差分を伝送する
ものである(前方予測符号化)。さらに第4の処理は、
図中破線矢印SP4で示すように時間的に先行するフレ
ームF1と後行するフレームF3の平均値との差分を生
成し、これを伝送データF2Xとして伝送するものであ
る(両方向予測符号化)。
【0010】この4つの方法のうち、伝送データが最も
少なくなる方法が採用される。
【0011】尚、差分データを伝送するときには、差分
を演算する対象となるフレームの画像(予測画像)との
間の動きベクトルx1(前方予測の場合のフレームF1
とF2の間の動きベクトル)、もしくは動きベクトルx
2(後方予測の場合のフレームF3とF2の間の動きベ
クトル)、または動きベクトルx1とx2の両方(両方
向予測の場合)が、差分データとともに伝送される。
【0012】また、PピクチャのフレームF3(フレー
ム間符号化の非補間フレーム)は、時間的に先行するフ
レームF1を予測画像として、このフレームF1との差
分信号(破線矢印SP3で示す)と、動きベクトルx3
が演算され、これが伝送データF3Xとして伝送される
(前方予測符号化)。あるいはまた、元のフレームF3
のデータがそのまま伝送データF3Xとして伝送(破線
矢印SP1で示す)される(イントラ符号化)。このP
ピクチャにおいて、いずれの方法により伝送されるか
は、Bピクチャにおける場合と同様であり、伝送データ
がより少なくなる方が選択される。
【0013】なお、BピクチャのフレームF4とPピク
チャのフレームF5も上述同様に処理され、伝送データ
F4X、F5X、動きベクトルx4,x5,x6等が得
られる。
【0014】図9は、上述した原理に基づいて、動画像
信号を符号化して伝送し、これを復号化する装置の構成
例を示している。符号化装置1は、入力された映像信号
を符号化し、伝送路としての記録媒体3に伝送して記録
するようになされている。そして、復号化装置2は、記
録媒体3に記録された信号を再生し、これを復号して出
力するようになされている。
【0015】先ず、符号化装置1においては、入力端子
10を介して入力された映像信号VDが前処理回路11
に入力され、そこで輝度信号と色信号(この例の場合、
色差信号)が分離され、それぞれA/D変換器12,1
3でA/D変換される。A/D変換器12,13により
A/D変換されてディジタル信号となった映像信号は、
フレームメモリ14に供給され、記憶される。このフレ
ームメモリ14では、輝度信号を輝度信号フレームメモ
リ15に、また、色差信号を色差信号フレームメモリ1
6に、それぞれ記憶させる。
【0016】フォーマット変換回路17は、フレームメ
モリ14に記憶されたフレームフォーマットの信号を、
ブロックフォーマットの信号に変換する。即ち、図10
の(A)に示すように、フレームメモリ14に記憶され
た映像信号は、1ライン当りHドットのラインがVライ
ン集められたフレームフォーマットのデータとされてい
る。フォーマット変換回路17は、この1フレームの信
号を、16ラインを単位としてN個のスライスに区分す
る。そして、各スライスは、図10の(B)に示すよう
に、M個のマクロブロックに分割される。各マクロブロ
ックは、図10の(C)に示すように、16×16個の
画素(ドット)に対応する輝度信号により構成され、こ
の輝度信号は、図10の(C)に示すように、さらに8
×8ドットを単位とするブロックY[1]乃至Y[4]
に区分される。そして、この16×16ドットの輝度信
号には、8×8ドットのCb信号と、8×8ドットのC
r信号が対応される。
【0017】このように、ブロックフォーマットに変換
されたデータは、フォーマット変換回路17からエンコ
ーダ18に供給され、ここでエンコード(符号化)が行
われる。その詳細については、図11を参照して後述す
る。
【0018】エンコーダ18によりエンコードされた信
号は、ビットストリームとして伝送路に出力され、例え
ば記録媒体3に記録される。
【0019】記録媒体3より再生されたデータは、復号
化装置2のデコーダ31に供給され、デコードされる。
デコーダ31の詳細については、図14を参照して後述
する。
【0020】デコーダ31によりデコードされたデータ
は、フォーマット変換回路32に入力され、ブロックフ
ォーマットからフレームフォーマットに変換される。そ
して、フレームフォーマットの輝度信号は、フレームメ
モリ33の輝度信号フレームメモリ34に供給され、記
憶され、色差信号は色差信号フレームメモリ35に供給
され、記憶される。輝度信号フレームメモリ34と色差
信号フレームメモリ35より読み出された輝度信号と色
差信号は、D/A変換器36と37によりそれぞれD/
A変換され、後処理回路38に供給され、合成される。
この出力映像信号は、出力端子30から図示せぬ例えば
CRTなどのディスプレイに出力され、表示される。
【0021】次に図11を参照して、エンコーダ18の
構成例について説明する。
【0022】入力端子49を介して供給された符号化さ
れるべき画像データは、マクロブロック単位で動きベク
トル検出回路50に入力される。動きベクトル検出回路
50は、予め設定されている所定のシーケンスに従っ
て、各フレームの画像データを、Iピクチャ、Pピクチ
ャ、またはBピクチャとして処理する。シーケンシャル
に入力される各フレームの画像を、I,P,Bのいずれ
のピクチャとして処理するかは、予め定められている
(例えば、図7に示したように、フレームF1乃至F1
7により構成されるグループオブピクチャが、I,B,
P,B,P,・・・B,Pとして処理される)。
【0023】Iピクチャとして処理されるフレーム(例
えばフレームF1)の画像データは、動きベクトル検出
回路50からフレームメモリ51の前方原画像部51a
に転送、記憶され、Bピクチャとして処理されるフレー
ム(例えばフレームF2)の画像データは、原画像部
(参照原画像部)51bに転送、記憶され、Pピクチャ
として処理されるフレーム(例えばフレームF3)の画
像データは、後方原画像部51cに転送、記憶される。
【0024】また、次のタイミングにおいて、さらにB
ピクチャ(例えば前記フレームF4)またはPピクチャ
(前記フレームF5)として処理すべきフレームの画像
が入力されたとき、それまで後方原画像部51cに記憶
されていた最初のPピクチャ(フレームF3)の画像デ
ータが、前方原画像部51aに転送され、次のBピクチ
ャ(フレームF4)の画像データが、原画像部51bに
記憶(上書き)され、次のPピクチャ(フレームF5)
の画像データが、後方原画像部51cに記憶(上書き)
される。このような動作が順次繰り返される。
【0025】フレームメモリ51に記憶された各ピクチ
ャの信号は、そこから読み出され、予測モード切り換え
回路52において、フレーム予測モード処理、またはフ
ィールド予測モード処理が行なわれる。さらにまた予測
判定回路54の制御の下に、演算部53において、画像
内予測、前方予測、後方予測、または両方向予測の演算
が行なわれる。これらの処理のうち、いずれの処理を行
なうかは、予測誤差信号(処理の対象とされている参照
画像と、これに対する予測画像との差分)に対応して決
定される。このため、動きベクトル検出回路50は、こ
の判定に用いられる予測誤差信号の絶対値和(自乗和で
もよい)を生成する。
【0026】ここで、予測モード切り換え回路52にお
けるフレーム予測モードとフィールド予測モードについ
て説明する。
【0027】フレーム予測モードが設定された場合にお
いては、予測モード切り換え回路52は、動きベクトル
検出回路50より供給される4個の輝度ブロックY
[1]乃至Y[4]を、そのまま後段の演算部53に出
力する。即ち、この場合においては、図12のAに示す
ように、各輝度ブロックに奇数フィールドのラインのデ
ータと、偶数フィールドのラインのデータとが混在した
状態となっている。なお、図12の各マクロブロック中
の実線は奇数フィールド(第1フィールドのライン)の
ラインのデータを、破線は偶数フィールド(第2フィー
ルドのライン)のラインのデータを示し、図12の図中
a及びbは動き補償の単位を示している。このフレーム
予測モードにおいては、4個の輝度ブロック(マクロブ
ロック)を単位として予測が行われ、4個の輝度ブロッ
クに対して1個の動きベクトルが対応される。
【0028】これに対して、予測モード切り換え回路5
2は、フィールド予測モードが設定された場合、図12
のAに示す構成で動きベクトル検出回路50より入力さ
れる信号を、図12のBに示すように、4個の輝度ブロ
ックのうち、輝度ブロックY[1]とY[2]を、例え
ば奇数フィールドのラインのドットによりのみ構成さ
せ、他の2個の輝度ブロックY[3]とY[4]を、偶
数フィールドのラインのデータにより構成させて、演算
部53に出力する。この場合においては、2個の輝度ブ
ロックY[1]とY[2]に対して、1個の動きベクト
ルが対応され、他の2個の輝度ブロックY[3]とY
[4]に対して、他の1個の動きベクトルが対応され
る。
【0029】図11の構成に即して説明すると、動きベ
クトル検出回路50は、フレーム予測モードにおける予
測誤差の絶対値和と、フィールド予測モードにおける予
測誤差の絶対値和を、予測モード切り換え回路52に出
力する。予測モード切り換え回路52は、フレーム予測
モードとフィールド予測モードにおける予測誤差の絶対
値和を比較し、その値が小さい予測モードに対応する上
述した処理を施して、データを演算部53に出力する。
【0030】但し、このような処理は、実際には動きベ
クトル検出回路50で行われる。即ち、動きベクトル検
出回路50は、決定されたモードに対応する構成の信号
を予測モード切り換え回路52に出力し、予測モード切
り換え回路52は、その信号を、そのまま後段の演算部
53に出力する。
【0031】尚、色差信号は、フレーム予測モードの場
合、図12のAに示すように、奇数フィールドのライン
のデータと偶数フィールドのラインのデータとが混在す
る状態で、演算部53に供給される。また、フィールド
予測モードの場合、図12のBに示すように、各色差ブ
ロックCb,Crの上半分(4ライン)が、輝度ブロッ
クY[1],Y[2]に対応する奇数フィールドの色差
信号とされ、下半分(4ライン)が、輝度ブロックY
[3],Y[4]に対応する偶数フィールドの色差信号
とされる。
【0032】また、動きベクトル検出回路50は、次の
ようにして、予測判定回路54において、画像内予測、
前方予測、後方予測、または両方向予測のいずれの予測
を行なうかを決定するための予測誤差の絶対値和を生成
する。
【0033】即ち、画像内予測の予測誤差の絶対値和と
して、参照画像のマクロブロックの信号Aijの和ΣAij
の絶対値|ΣAij|と、マクロブロックの信号Aijの絶
対値|Aij|の和Σ|Aij|の差を求める。また、前方
予測の予測誤差の絶対値和として、参照画像のマクロブ
ロックの信号Aijと、予測画像のマクロブロックの信号
Bijの差(Aij−Bij)の絶対値|Aij−Bij|の和Σ
|Aij−Bij|を求める。また、後方予測と両方向予測
の予測誤差の絶対値和も、前方予測における場合と同様
に(その予測画像を前方予測における場合と異なる予測
画像に変更して)求める。
【0034】これらの絶対値和は、予測判定回路54に
供給される。予測判定回路54は、前方予測、後方予測
及び両方向予測の予測誤差の絶対値和のうち、最も小さ
いものを、インター(inter) 予測の予測誤差の絶対値和
として選択する。さらに、このインター予測の予測誤差
の絶対値和と、画像内予測の予測誤差の絶対値和とを比
較し、その小さい方を選択し、この選択した絶対値和に
対応するモードを予測モードとして選択する。即ち、画
像内予測の予測誤差の絶対値和の方が小さければ、画像
内予測モードが設定される。インター予測の予測誤差の
絶対値和の方が小さければ、前方予測、後方予測または
両方向予測モードのうち、対応する絶対値和が最も小さ
かったモードが設定される。
【0035】このように、動きベクトル検出回路50
は、参照画像のマクロブロックの信号を、フレームまた
はフィールド予測モードのうち、予測モード切り換え回
路52により選択されたモードに対応する図12で示し
たような構成で、予測モード切り換え回路52を介して
演算部53に供給すると共に、4つの予測モードのう
ち、予測判定回路54により選択された予測モードに対
応する予測画像と参照画像との間の動きベクトルを検出
し、後述する可変長符号化回路58と動き補償回路64
に出力する。なお、上述したように、この動きベクトル
としては、対応する予測誤差の絶対値和が最小となるも
のが選択される。
【0036】予測判定回路54は、動きベクトル検出回
路50が前方原画像部51aよりIピクチャの画像デー
タを読み出しているとき、予測モードとして、フレーム
(画像)内予測モード(動き補償を行わないモード)を
設定し、演算部53のスイッチ53dを接点a側に切り
換える。これにより、Iピクチャの画像データがDCT
モード切り換え回路55に入力される。
【0037】このDCTモード切り換え回路55は、図
13のAまたはBに示すように、4個の輝度ブロックの
データを、奇数フィールドのラインと偶数フィールドの
ラインが混在する状態(フレームDCTモード)、また
は、分離された状態(フィールドDCTモード)、のい
ずれかの状態にして、DCT回路56に出力する。
【0038】即ち、DCTモード切り換え回路55は、
奇数フィールドと偶数フィールドのデータを混在してD
CT処理した場合における符号化効率と、分離した状態
においてDCT処理した場合の符号化効率とを比較し、
符号化効率の良好なモードを選択する。
【0039】例えば、入力された信号を、図13のAに
示すように、奇数フィールドと偶数フィールドのライン
が混在する構成とし、上下に隣接する奇数フィールドの
ラインの信号と偶数フィールドのラインの信号の差を演
算し、さらにその絶対値の和(または自乗和)を求め
る。また、入力された信号を、図13のBに示すよう
に、奇数フィールドと偶数フィールドのラインが分離し
た構成とし、上下に隣接する奇数フィールドのライン同
士の信号の差と、偶数フィールドのライン同士の信号の
差を演算し、それぞれの絶対値の和(または自乗和)を
求める。さらに、両者(絶対値和)を比較し、小さい値
に対応するDCTモードを設定する。即ち、前者の方が
小さければ、フレームDCTモードを設定し、後者の方
が小さければ、フィールドDCTモードを設定する。
【0040】そして、選択したDCTモードに対応する
構成のデータをDCT回路56に出力するとともに、選
択したDCTモードを示すDCTフラグを、可変長符号
化回路58と動き補償回路64に出力する。
【0041】予測モード切り換え回路52における予測
モード(図12参照)と、このDCTモード切り換え回
路55におけるDCTモード(図13参照)を比較して
明らかなように、輝度ブロックに関しては、両者の各モ
ードにおけるデータ構造は実質的に同一である。
【0042】予測モード切り換え回路52において、フ
レーム予測モード(奇数ラインと偶数ラインが混在する
モード)が選択された場合、DCTモード切り換え回路
55においても、フレームDCTモード(奇数ラインと
偶数ラインが混在するモード)が選択される可能性が高
く、また予測モード切り換え回路52において、フィー
ルド予測モード(奇数フィールドと偶数フィールドのデ
ータが分離されたモード)が選択された場合、DCTモ
ード切り換え回路55において、フィールドDCTモー
ド(奇数フィールドと偶数フィールドのデータが分離さ
れたモード)が選択される可能性が高い。
【0043】しかしながら、必ずしも常にそのようにな
されるわけではなく、予測モード切り換え回路52にお
いては、予測誤差の絶対値和が小さくなるようにモード
が決定され、DCTモード切り換え回路55において
は、符号化効率が良好となるようにモードが決定され
る。
【0044】DCTモード切り換え回路55より出力さ
れたIピクチャの画像データは、DCT回路56に入力
され、DCT(離散コサイン変換)処理され、DCT係
数に変換される。このDCT係数は、量子化回路57に
入力され、送信バッファ59のデータ蓄積量(バッファ
蓄積量)に対応した量子化ステップで量子化された後、
可変長符号化回路58に入力される。
【0045】可変長符号化回路58は、量子化回路57
より供給される量子化ステップ(スケール)に対応し
て、量子化回路57より供給される画像データ(いまの
場合、Iピクチャのデータ)を、例えばハフマン(Huffm
an) 符号などの可変長符号に変換し、送信バッファ59
に出力する。
【0046】可変長符号化回路58にはまた、量子化回
路57より量子化ステップ(スケール)、予測判定回路
54より予測モード(画像内予測、前方予測、後方予
測、または両方向予測のいずれが設定されたかを示すモ
ード)、動きベクトル検出回路50より動きベクトル、
予測モード切り換え回路52より予測フラグ(フレーム
予測モードまたはフィールド予測モードのいずれが設定
されたかを示すフラグ)、及びDCTモード切り換え回
路55が出力するDCTフラグ(フレームDCTモード
またはフィールドDCTモードのいずれが設定されたか
を示すフラグ)が入力されており、これらも可変長符号
化される。
【0047】送信バッファ59は、入力されたデータを
一時蓄積し、蓄積量に対応するデータを量子化回路57
に出力する。
【0048】送信バッファ59は、そのデータ残量が許
容上限値まで増量すると、量子化制御信号によって量子
化回路57の量子化スケールを大きくすることにより、
量子化データのデータ量を低下させる。また、これとは
逆に、データ残量が許容下限値まで減少すると、送信バ
ッファ59は、量子化制御信号によって量子化回路57
の量子化スケールを小さくすることにより、量子化デー
タのデータ量を増大させる。このようにして、送信バッ
ファ59のオーバフローまたはアンダフローが防止され
る。
【0049】そして、送信バッファ59に蓄積されたデ
ータは、所定のタイミングで読み出され、出力端子69
を介して伝送路に出力され、例えば記録媒体3に記録さ
れる。
【0050】一方、量子化回路57より出力されたIピ
クチャのデータは、逆量子化回路60に入力され、量子
化回路57より供給される量子化ステップに対応して逆
量子化される。逆量子化回路60の出力は、IDCT
(逆DCT)回路61に入力され、逆DCT処理された
後、演算器62を介してフレームメモリ63の前方予測
画像部63aに供給され、記憶される。
【0051】ところで動きベクトル検出回路50は、シ
ーケンシャルに入力される各フレームの画像データを、
たとえば、前述したようにI,B,P,B,P,B・・
・のピクチャとしてそれぞれ処理する場合、最初に入力
されたフレームの画像データをIピクチャとして処理し
た後、次に入力されたフレームの画像をBピクチャとし
て処理する前に、さらにその次に入力されたフレームの
画像データをPピクチャとして処理する。Bピクチャ
は、後方予測を伴うため、後方予測画像としてのPピク
チャが先に用意されていないと、復号することができな
いからである。
【0052】そこで動きベクトル検出回路50は、Iピ
クチャの処理の次に、後方原画像部51cに記憶されて
いるPピクチャの画像データの処理を開始する。そし
て、上述した場合と同様に、マクロブロック単位でのフ
レーム間差分(予測誤差)の絶対値和が、動きベクトル
検出回路50から予測モード切り換え回路52と予測判
定回路54に供給される。予測モード切り換え回路52
と予測判定回路54は、このPピクチャのマクロブロッ
クの予測誤差の絶対値和に対応して、フレーム/フィー
ルド予測モード、または画像内予測、前方予測、後方予
測、もしくは両方向予測の予測モードを設定する。
【0053】演算部53はフレーム内予測モードが設定
されたとき、スイッチ53dを上述したように接点a側
に切り換える。従って、このデータは、Iピクチャのデ
ータと同様に、DCTモード切り換え回路55、DCT
回路56、量子化回路57、可変長符号化回路58、送
信バッファ59を介して伝送路に伝送される。また、こ
のデータは、逆量子化回路60、IDCT回路61、演
算器62を介してフレームメモリ63の後方予測画像部
63bに供給され、記憶される。
【0054】一方、前方予測モードの時、スイッチ53
dが接点bに切り換えられるとともに、フレームメモリ
63の前方予測画像部63aに記憶されている画像(い
まの場合Iピクチャの画像)データが読み出され、動き
補償回路64により、動きベクトル検出回路50が出力
する動きベクトルに対応して動き補償される。すなわ
ち、動き補償回路64は、予測判定回路54より前方予
測モードの設定が指令されたとき、前方予測画像部63
aの読み出しアドレスを、動きベクトル検出回路50が
いま出力しているマクロブロックの位置に対応する位置
から動きベクトルに対応する分だけずらしてデータを読
み出し、予測画像データを生成する。
【0055】動き補償回路64より出力された予測画像
データは、演算器53aに供給される。演算器53a
は、予測モード切り換え回路52より供給された参照画
像のマクロブロックのデータから、動き補償回路64よ
り供給された、このマクロブロックに対応する予測画像
データを減算し、その差分(予測誤差)を出力する。こ
の差分データは、DCTモード切り換え回路55、DC
T回路56、量子化回路57、可変長符号化回路58、
送信バッファ59を介して伝送路に伝送される。また、
この差分データは、逆量子化回路60、IDCT回路6
1により局所的に復号され、演算器62に入力される。
【0056】この演算器62にはまた、演算器53aに
供給されている予測画像データと同一のデータが供給さ
れている。演算器62は、IDCT回路61が出力する
差分データに、動き補償回路64が出力する予測画像デ
ータを加算する。これにより、元の(復号した)Pピク
チャの画像データが得られる。このPピクチャの画像デ
ータは、フレームメモリ63の後方予測画像部63bに
供給され、記憶される。
【0057】動きベクトル検出回路50は、このよう
に、IピクチャとPピクチャのデータが前方予測画像部
63aと後方予測画像部63bにそれぞれ記憶された
後、次にBピクチャの処理を実行する。予測モード切り
換え回路52と予測判定回路54は、マクロブロック単
位でのフレーム間差分の絶対値和の大きさに対応して、
フレーム/フィールドモードを設定し、また、予測モー
ドをフレーム内予測モード、前方予測モード、後方予測
モード、または両方向予測モードのいずれかに設定す
る。
【0058】上述したように、フレーム内予測モードま
たは前方予測モードの時、スイッチ53dは接点aまた
はbに切り換えられる。このとき、Pピクチャにおける
場合と同様の処理が行われ、データが伝送される。
【0059】これに対して、後方予測モードまたは両方
向予測モードが設定された時、スイッチ53dは、接点
cまたはdにそれぞれ切り換えられる。
【0060】スイッチ53dが接点cに切り換えられて
いる後方予測モードの時、後方予測画像部63bに記憶
されている画像(いまの場合、Pピクチャの画像)デー
タが読み出され、動き補償回路64により、動きベクト
ル検出回路50が出力する動きベクトルに対応して動き
補償される。すなわち、動き補償回路64は、予測判定
回路54より後方予測モードの設定が指令されたとき、
後方予測画像部63bの読み出しアドレスを、動きベク
トル検出回路50がいま出力しているマクロブロックの
位置に対応する位置から動きベクトルに対応する分だけ
ずらしてデータを読み出し、予測画像データを生成す
る。
【0061】動き補償回路64より出力された予測画像
データは、演算器53bに供給される。演算器53b
は、予測モード切り換え回路52より供給された参照画
像のマクロブロックのデータから、動き補償回路64よ
り供給された予測画像データを減算し、その差分を出力
する。この差分データは、DCTモード切り換え回路5
5、DCT回路56、量子化回路57、可変長符号化回
路58、送信バッファ59を介して伝送路に伝送され
る。
【0062】スイッチ53dが接点dに切り換えられて
いる両方向予測モードの時、前方予測画像部63aに記
憶されている画像(いまの場合、Iピクチャの画像)デ
ータと、後方予測画像部63bに記憶されている画像
(いまの場合、Pピクチャの画像)データが読み出さ
れ、動き補償回路64により、動きベクトル検出回路5
0が出力する動きベクトルに対応して動き補償される。
すなわち、動き補償回路64は、予測判定回路54より
両方向予測モードの設定が指令されたとき、前方予測画
像部63aと後方予測画像部63bの読み出しアドレス
を、動きベクトル検出回路50がいま出力しているマク
ロブロックの位置に対応する位置から動きベクトル(こ
の場合の動きベクトルは、前方予測画像用と後方予測画
像用の2つとなる)に対応する分だけずらしてデータを
読み出し、予測画像データを生成する。
【0063】動き補償回路64より出力された予測画像
データは、演算器53cに供給される。演算器53c
は、動きベクトル検出回路50より供給された参照画像
のマクロブロックのデータから、動き補償回路64より
供給された予測画像データの平均値を減算し、その差分
を出力する。この差分データは、DCTモード切り換え
回路55、DCT回路56、量子化回路57、可変長符
号化回路58、送信バッファ59を介して伝送路に伝送
される。
【0064】Bピクチャの画像は、他の画像の予測画像
とされることがないため、フレームメモリ63には記憶
されない。
【0065】尚、フレームメモリ63において、前方予
測画像部63aと後方予測画像部63bは、必要に応じ
てバンク切り換えが行われ、所定の参照画像に対して、
一方または他方に記憶されているものを、前方予測画像
あるいは後方予測画像として切り換えて出力することが
できる。
【0066】以上においては、輝度ブロックを中心とし
て説明をしたが、色差ブロックについても同様に、図1
2及び図13に示すマクロブロックを単位として処理さ
れ、伝送される。尚、色差ブロックを処理する場合の動
きベクトルは、対応する輝度ブロックの動きベクトルを
垂直方向と水平方向に、それぞれ1/2にしたものが用
いられる。
【0067】次に、図14は、図9のデコーダ31の一
例の構成を示すブロック図である。伝送路(記録媒体
3)を介して伝送された符号化された画像データは、図
示せぬ受信回路で受信されたり、再生装置で再生され、
入力端子80を介して受信バッファ81に一時記憶され
た後、復号回路90の可変長復号化回路82に供給され
る。可変長復号化回路82は、受信バッファ81より供
給されたデータを可変長復号化し、動きベクトル、予測
モード、予測フラグ及びDCTフラグを動き補償回路8
7に、また、量子化ステップを逆量子化回路83に、そ
れぞれ出力するとともに、復号された画像データを逆量
子化回路83に出力する。
【0068】逆量子化回路83は、可変長復号化回路8
2より供給された画像データを、同じく可変長復号化回
路82より供給された量子化ステップに従って逆量子化
し、IDCT回路84に出力する。逆量子化回路83よ
り出力されたデータ(DCT係数)は、IDCT回路8
4で、逆DCT処理され、演算器85に供給される。
【0069】IDCT回路84より供給された画像デー
タが、Iピクチャのデータである場合、そのデータは演
算器85より出力され、演算器85に後に入力される画
像データ(PまたはBピクチャのデータ)の予測画像デ
ータ生成のために、フレームメモリ86の前方予測画像
部86aに供給されて記憶される。また、このデータ
は、フォーマット変換回路32(図9)に出力される。
【0070】IDCT回路84より供給された画像デー
タが、その1フレーム前の画像データを予測画像データ
とするPピクチャのデータであって、前方予測モードの
データである場合、フレームメモリ86の前方予測画像
部86aに記憶されている、1フレーム前の画像データ
(Iピクチャのデータ)が読み出され、動き補償回路8
7で可変長復号化回路82より出力された動きベクトル
に対応する動き補償が施される。そして、演算器85に
おいて、IDCT回路84より供給された画像データ
(差分のデータ)と加算され、出力される。この加算さ
れたデータ、即ち、復号されたPピクチャのデータは、
演算器85に後に入力される画像データ(Bピクチャま
たはPピクチャのデータ)の予測画像データ生成のため
に、フレームメモリ86の後方予測画像部86bに供給
されて記憶される。
【0071】Pピクチャのデータであっても、画像内予
測モードのデータは、Iピクチャのデータと同様に、演
算器85で特に処理は行わず、そのまま後方予測画像部
86bに記憶される。
【0072】このPピクチャは、次のBピクチャの次に
表示されるべき画像であるため、この時点では、まだフ
ォーマット変換回路32へ出力されない(上述したよう
に、Bピクチャの後に入力されたPピクチャが、Bピク
チャより先に処理され、伝送されている)。
【0073】IDCT回路84より供給された画像デー
タが、Bピクチャのデータである場合、可変長復号化回
路82より供給された予測モードに対応して、フレーム
メモリ86の前方予測画像部86aに記憶されているI
ピクチャの画像データ(前方予測モードの場合)、後方
予測画像部86bに記憶されているPピクチャの画像デ
ータ(後方予測モードの場合)、または、その両方の画
像データ(両方向予測モードの場合)が読み出され、動
き補償回路87において、可変長復号化回路82より出
力された動きベクトルに対応する動き補償が施されて、
予測画像が生成される。但し、動き補償を必要としない
場合(画像内予測モードの場合)、予測画像は生成され
ない。
【0074】このようにして、動き補償回路87で動き
補償が施されたデータは、演算器85において、IDC
T回路84の出力と加算される。この加算出力は、出力
端子91を介してフォーマット変換回路32に出力され
る。
【0075】但し、この加算出力はBピクチャのデータ
であり、他の画像の予測画像生成のために利用されるこ
とがないため、フレームメモリ86には記憶されない。
【0076】Bピクチャの画像が出力された後、後方予
測画像部86bに記憶されているPピクチャの画像デー
タが読み出され、動き補償回路87を介して演算器85
に供給される。但し、このとき、動き補償は行われな
い。
【0077】尚、このデコーダ31には、図11のエン
コーダ18における予測モード切り換え回路52とDC
Tモード切り換え回路55に対応する回路が図示されて
いないが、これらの回路に対応する処理、即ち、奇数フ
ィールドと偶数フィールドのラインの信号が分離された
構成を、元の混在する構成に必要に応じて戻す処理は、
動き補償回路87が実行する。
【0078】また、以上においては、輝度信号の処理に
ついて説明したが、色差信号の処理も同様に行われる。
但し、この場合、動きベクトルは、輝度信号用のもの
を、垂直方向及び水平方向に1/2にしたものが用いら
れる。
【0079】ここで、上述した画像信号符号化/復号化
において伝送される画像の品質は、図15に示されるよ
うに制御される。例えば、画像のSNR(SN比)は、
上述した画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符
号化等の符号化のタイプを表すいわゆるピクチャタイプ
に対応して制御され、Iピクチャ及びPピクチャは高品
質に、Bピクチャはこれらに比べて劣る品質で伝送され
る。すなわち、高伝送レートで全ての画像を伝送できれ
ばより好まし画質を得ることは可能であるが、伝送路の
特性等からある一定値以上の伝送レートを選べない場合
があり、この場合、人間の視覚特性として、全ての画像
品質を平均化するよりも画像品質を図15のように振動
させたほうが画像の印象が良くなるという特性を利用し
て上述の図15のような伝送方式を採用することで、あ
る一定値の伝送レートでより高品質の画像を得るように
している。したがって、図12の構成においては、この
画像品質を達成するように、量子化器57で伝送レート
制御を行うようにしている。
【0080】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな画像信号符号化装置/復号化装置を直列にタンデム
接続する場合を図16に示す。
【0081】この図16において、入力端子200に
は、アナログビデオ信号が入力信号aとして供給され、
画像信号符号化装置201に送られる。この画像信号符
号化装置201では、アナログビデオ信号である入力信
号aをA/D変換器211でディジタルビデオ信号に変
換し、この信号を符号化回路212で前述のように符号
化する。この符号化回路212の出力(符号化されたデ
ィジタルビデオ信号)は、次段の画像信号復号化装置2
02に送られる。
【0082】当該画像信号復号化装置202では、供給
された符号化されたディジタルビデオ信号を復号化回路
213で復号化し、D/A変換器214でアナログ信号
に変換して出力する。このアナログビデオ信号である出
力信号bは、さらに次段でかつ上記画像信号符号化装置
201同様の画像信号符号化装置203に送られる。
【0083】以下同様に、この画像信号符号化装置20
3からの符号化されたディジタルビデオ信号は、上記画
像信号復号化装置202同様の画像信号復号化装置20
4に送られ、この画像信号復号化装置204からのアナ
ログビデオ信号である出力信号cは、端子205を介し
て出力或いはさらに接続された画像信号符号化装置等に
送られる。
【0084】ここで、上記タンデム接続構成による1段
目の符号化/復号化装置からのアナログビデオ信号すな
わち画像信号復号化装置202からの出力信号bと、2
段目の符号化/復号化装置からのアナログビデオ信号す
なわち画像信号復号化装置204からの出力信号cにお
ける画像のSNR(SN比)の変化は、図17に示すよ
うになる。
【0085】この図17において、上記出力信号cは出
力信号bに比較して、大きくSNRが低下していること
が判る。これは1段目の符号化/復号化装置で適用した
ピクチャタイプと、2段目の符号化/復号化装置で適用
したピクチャタイプが食い違っていることに起因するも
のである。すなわち、1段目の符号化/復号化装置でB
ピクチャとして符号化された画像を、2段目の符号化/
復号化装置で例えばPピクチャとして符号化すると、前
述のようにピクチャタイプに対応して画像品質を振動さ
せているために、大きな画質の劣化を招くようになる。
【0086】さらに、このタンデム接続に起因する画質
劣化は、各段間でピクチャタイプが食い違うことに起因
するものであるため、これはコーデック間(符号化/復
号化装置の間)がディジタル接続されている場合にも同
様に生じる。
【0087】このディジタル接続の場合の接続の様子を
図18に示す。
【0088】この図18において、端子300を介して
入力されたアナログビデオ信号はA/D変換器301に
よってディジタルデータに変換され、画像信号符号化装
置302に供給されく。この画像信号符号化装置302
では、上記ディジタルビデオデータをディジタルインタ
フェース311を介して符号化回路312に送り、この
符号化回路312で符号化(圧縮)してディジタルビデ
オビットストリームに変換する。
【0089】上記符号化回路312からのディジタルビ
デオ信号(圧縮信号のビットストリーム)は、画像信号
復号化装置303に送られ、この画像信号復号化装置3
03内の復号化回路313で復号され、ディジタルイン
タフェース314を介してディジタルビデオ信号(出力
信号b)として出力される。
【0090】このディジタルビデオ信号は、上記画像信
号符号化装置302と同様の画像信号符号化装置304
に送られる。以下同様に、この画像信号符号化装置30
4からの符号化されたディジタルビデオ信号(圧縮信号
のビットストリーム)は、さらに前述の画像信号復号化
装置303と同様の画像信号復号化装置305で復号化
され、この画像信号復号化装置305からのディジタル
ビデオ信号が、D/A変換器306でアナログビデオ信
号(出力信号c)に変換された後、端子307から出力
される。
【0091】上記図18のディジタル接続においても、
前述した図17同様の問題が発生する。
【0092】そこで、本発明は、タンデム接続したよう
な場合に、画質の劣化が少ない画像信号伝送方法及び装
置を提供することを目的とするものである。
【0093】
【課題を解決するための手段】本発明の画像信号伝送装
置は、上述した目的を達成するために提案されたもので
あり、画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符号
化の何れかの符号化タイプ(ピクチャタイプ)に従って
画像を符号化/復号化するものであり、画像信号復号化
の構成として、符号化されたディジタル或いはアナログ
の画像信号の復号化時に符号化時のピクチャタイプを検
出する検出手段と、ディジタル或いはアナログの出力画
像信号に当該ピクチャタイプを表すディジタル或いはア
ナログのID信号を多重化する多重化手段とを有するこ
とを特徴とするものである。
【0094】さらに、本発明の画像信号伝送装置は、画
像信号符号化の構成として、ピクチャタイプを表すディ
ジタル或いはアナログのID信号が多重化されたディジ
タル或いはアナログの入力画像信号から当該ピクチャタ
イプを表すID信号を分離する分離手段と、このピクチ
ャタイプにしたがってディジタル或いはアナログの画像
信号を画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符号
化する符号化手段とを有することをも特徴としている。
【0095】また、本発明の画像信号伝送方法は、画像
内符号化、前方予測符号化、両方向予測符号化の何れか
符号化タイプに従って画像を符号化/復号化する方法で
あり、画像信号符号化装置と復号化装置のタンデム接続
において、符号化されたディジタル或いはアナログの画
像信号の復号化時に符号化時のピクチャタイプを検出
し、出力画像信号に当該ピクチャタイプを表すディジタ
ル或いはアナログのID信号を多重化し、ディジタル或
いはアナログの入力信号からピクチャタイプを表すID
信号を分離し、この分離されたピクチャタイプにしたが
ってディジタル或いはアナログの入力画像信号を画像内
符号化、前方予測符号化、両方向予測符号化によって符
号化するものである。
【0096】ここで、上記出力画像信号が垂直ブランキ
ング期間を有するアナログビデオ信号(テレビジョン信
号)の場合には、上記ピクチャタイプを表すID信号を
上記ビデオ信号の垂直ブランキング期間に多重化する。
【0097】また、出力画像信号がディジタルビデオデ
ータの所定のフォーマット(例えばD−1やD−2フォ
ーマットなど)のデータの場合は、上記ピクチャタイプ
を表すIDデータをフラグとして上記ディジタルビデオ
データに多重化するようにする。
【0098】すなわち、本発明の画像信号伝送装置にお
いては、多段タンデム接続された構成の1段目のアナロ
グビデオ出力に画像のピクチャタイプを表すID信号を
多重化して出力し、2段目の入力でこれをピクチャタイ
プを表すID信号とアナログビデオ信号とに分離して、
符号化の構成にこのピクチャタイプを入力することによ
って、1段目におけるピクチャタイプと2段目における
ピクチャタイプを一致させるようにする。これによっ
て、コーデックの多段タンデム接続における画質劣化
を、最小限に止めることを可能としている。
【0099】さらに、コーデック間がディジタル接続さ
れている場合にも、ディジタルデータのままで、各段間
でピクチャタイプを画像データに多重化伝送することに
よって、ディジタル接続の場合にも、画質劣化を最低限
に止めることが可能となる。
【0100】
【作用】本発明によれば、多段タンデム接続において、
初段の出力画像信号に画像の符号化タイプを表す信号を
多重化して出力し、次段の入力でこれを符号化タイプを
表す信号と画像信号とに分離して、この符号化タイプに
応じた符号化を行うようにすることで、初段の復号化に
おける符号化タイプと次段の符号化における符号化タイ
プを一致させることができる。また、ディジタル接続の
場合には、ディジタルデータのままで各段間で符号化タ
イプを画像データに多重化伝送することによって、初段
の復号化における符号化タイプと次段の符号化における
符号化タイプを一致させることができる。
【0101】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
【0102】先ず、第1の実施例としてアナログ接続の
場合について述べる。
【0103】本発明の第1の実施例の画像信号伝送装置
(画像信号符号化装置/復号化装置)を直列にタンデム
接続(本実施例では2段に接続)する場合を図1に示
す。
【0104】本実施例の画像信号伝送装置は、Iピクチ
ャ、Pピクチャ、Bピクチャの何れかのピクチャタイプ
に従って画像を符号化/復号化して伝送するものであ
り、画像信号符号化装置120、画像信号復号化装置1
21、符号化装置122、復号化装置123が直列タン
デム接続され、上記画像信号符号化装置120,122
によって符号化された画像信号(この場合は各符号化装
置120,122でA/D変換を行うためディジタルビ
デオ信号のビットストリームとなる)を復号化する画像
信号復号化装置121,123において、上記画像信号
符号化装置120,122での符号化時のピクチャタイ
プを復号化回路103,110で検出し、D/A変換器
104,109におけるD/A変換後のアナログビデオ
信号に当該ピクチャタイプを表すアナログのID信号を
多重化回路105,111で多重化し、画像信号符号化
装置122において、分離回路106でアナログビデオ
信号(出力信号b)に多重化されているピクチャタイプ
を表すID信号を分離し、符号化回路108ではこの分
離されたピクチャタイプにしたがってアナログビデオ信
号を画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符号化
によって符号化するようにしたものである。なお、初段
の画像信号符号化装置120の符号化回路102では、
端子118からのピクチャタイプ(ID信号)に基づい
て、アナログビデオ信号(入力信号a)のA/D変換出
力を符号化するようになっている。
【0105】すなわちこの図1において、入力端子10
0には、アナログビデオ信号が入力信号aとして供給さ
れ、画像信号符号化装置120に送られる。この画像信
号符号化装置120では、アナログビデオ信号である入
力信号aをA/D変換器101でディジタルビデオ信号
に変換し、この信号を符号化回路102で符号化する。
この符号化回路102での符号化の際には、端子118
を介して供給されるピクチャタイプを表すID信号に基
づいて、画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符
号化の何れかを行う。この符号化回路102の出力が当
該画像信号符号化装置120の出力信号となり、この符
号化されたディジタルビデオ信号のビットストリーム
は、次段の画像信号復号化装置121に送られる。な
お、符号化回路120は、上記ピクチャタイプが供給さ
れなくとも符号化できる構成とすることも可能である。
この場合の符号化回路120は、前述した図11と同じ
構成とすることで実現できる。
【0106】上記画像信号復号化装置121では、供給
された符号化されたディジタルビデオ信号を復号化回路
103で復号化すると共に、この復号化回路103で上
記ピクチャタイプを表すID信号を検出する。当該画像
信号復号化装置121の多重化回路105には、上記復
号化回路103で復号化されたディジタルビデオ信号が
D/A変換器104によって変換されたアナログのビデ
オ信号と、上記ピクチャタイプのID信号とが供給され
る。当該多重化回路105では、上記アナログのビデオ
信号の垂直ブランキング期間に上記ID信号を多重化し
て出力する。当該多重化回路105の出力が、当該画像
信号復号化装置121からのアナログビデオ信号(出力
信号b)として出力される。
【0107】上記画像信号復号化装置121からの出力
信号bは、次段の画像信号符号化装置122に送られ
る。当該画像信号符号化装置122に供給された上記出
力信号bは、分離回路106に供給される。当該分離回
路106では、上記アナログビデオ信号とID信号とを
分離し、アナログビデオ信号についてはA/D変換器1
07に、ID信号については符号化回路108に送られ
る。当該符号化回路108では、上記A/D変換器10
7でディジタル信号に変換されたビデオ信号を、上記I
D信号に応じたピクチャタイプに基づいて符号化する。
この符号化回路108の出力が、当該画像信号符号化装
置122の出力(ディジタルビデオ信号のビットストリ
ーム)となる。
【0108】当該画像信号符号化装置122からのビッ
トストリームは、さらに次段の画像信号復号化装置12
3に供給される。当該画像信号復号化装置123では、
供給された符号化されたディジタルビデオ信号を復号化
回路110で復号化すると共に、上記ピクチャタイプを
表すID信号を検出する。当該画像信号復号化装置12
3の多重化回路111には、上記復号化回路110で復
号化されたディジタルビデオ信号がD/A変換器109
によって変換されたアナログのビデオ信号と、上記ピク
チャタイプのID信号とが供給される。当該多重化回路
111では、上記アナログのビデオ信号の垂直ブランキ
ング期間に上記ID信号を多重化して出力する。当該多
重化回路111の出力が、当該画像信号復号化装置12
3からのアナログビデオ信号(出力信号c)として出力
され、さらに端子119を介して後段の構成に送られ
る。
【0109】すなわち、この図1のタンデム接続におい
ては、上記ピクチャタイプ(ID信号)が、初段のコー
デック(画像信号符号化装置120及び復号化装置12
1での符号化/復号化)のピクチャタイプと、2段目の
コーデック(画像信号符号化装置122及び復号化装置
123での符号化/復号化)のピクチャタイプとを一致
させるために伝送されるようになっている。
【0110】上述した図1の構成における初段のビデオ
出力信号bと2段目のビデオ出力信号cにおけるSNR
(SN比)を図2に示す。この図2から、上述したよう
に初段のコーデックと2段目のコーデックのピクチャタ
イプを一致させることで、1段目と2段目とでピクチャ
タイプが食い違いがなくなり、したがって、前述のよう
にピクチャタイプに対応して画像品質を振動させても、
タンデム接続に起因した画像の劣化を最小限に止めるこ
とが可能となる。
【0111】次に、本発明の第2の実施例として、ディ
ジタル接続の場合について以下に述べる。
【0112】第2の実施例の画像信号伝送装置としての
画像信号符号化装置/復号化装置を直列にディジタルで
タンデム接続する場合の接続状態を図3に示す。
【0113】すなわちこの図3において、入力端子14
0には、アナログビデオ信号が入力信号aとして供給さ
れ、このアナログビデオ信号がA/D変換器141でデ
ィジタルビデオ信号に変換される。このディジタルビデ
オ信号が、画像信号符号化装置142に送られる。この
画像信号符号化装置142では、ディジタルビデオ信号
をディジタルインターフェース151を介して符号化回
路152に送る。この符号化回路152には、端子14
8を介してピクチャタイプを表すID信号も供給され、
当該ID信号に基づいて上記ディジタルビデオ信号を、
画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符号化の何
れかによって符号化する。この符号化回路152の出力
が当該画像信号符号化装置142の出力信号(圧縮信号
のビットストリーム)となり、この圧縮信号のビットス
トリームは、次段の画像信号復号化装置143に送られ
る。なお、この図3の構成でも、前述の第1の実施例同
様に、画像信号符号化装置142はピクチャタイプを用
いなくとも符号化できる構成とすることが可能である。
【0114】当該画像信号復号化装置143では、供給
された圧縮信号のディジタルビデオ信号を復号化回路1
53で復号化すると共に、上記ピクチャタイプを表すI
D信号を検出する。当該画像信号復号化装置143の多
重化回路155には、上記復号化回路153で復号化さ
れてディジタルインターフェース154を介したディジ
タルビデオ信号と、上記ピクチャタイプのID信号とが
供給される。当該多重化回路155では、上記ディジタ
ルビデオ信号のフォーマット内に、画像単位毎のフラグ
として上記ID信号を多重化する。当該多重化回路15
5の出力が、当該画像信号復号化装置143からのディ
ジタルビデオ信号(出力信号b)として出力される。
【0115】上記画像信号復号化装置143からの出力
信号bは、次段の画像信号符号化装置144に送られ
る。当該画像信号符号化装置144に供給された上記出
力信号bは、分離回路156に供給される。当該分離回
路156では、上記ディジタルビデオ信号とID信号と
を分離し、ディジタルビデオ信号についてはディジタル
インターフェース157に、ID信号については符号化
回路158に送られる。当該符号化回路158では、上
記ディジタルインターフェース157を介したディジタ
ルビデオ信号を、上記ID信号に応じたピクチャタイプ
に基づいて符号化する。この符号化回路158の出力
が、当該画像信号符号化装置144の出力(圧縮信号の
ビットストリーム)となる。
【0116】当該画像信号符号化装置144からのビッ
トストリームは、さらに次段の画像信号復号化装置14
5に供給される。当該画像信号復号化装置145では、
供給された圧縮信号のビットストリームを復号化回路1
60で復号化すると共に、上記ピクチャタイプを表すI
D信号を検出する。当該画像信号復号化装置145の多
重化回路161には、上記復号化回路160で復号化さ
れてディジタルインターフェース159を介したディジ
タルビデオ信号と、上記ピクチャタイプのID信号とが
供給される。当該多重化回路161では、上記ディジタ
ルビデオ信号のフォーマット内に上記ID信号をフラグ
として多重化して出力する。当該多重化回路161の出
力が、さらにD/A変換器146でアナログのビデオ信
号(出力信号c)に変換され、これが端子147を介し
て後段の構成に送られる。
【0117】この図3のディジタル接続においても、上
記ピクチャタイプ(ID信号)が、初段のコーデック
(画像信号符号化装置142及び復号化装置143での
符号化/復号化)のピクチャタイプと、2段目のコーデ
ック(画像信号符号化装置144及び復号化装置145
での符号化/復号化)のピクチャタイプとを一致させる
ために伝送されるようになっている。
【0118】上述した図3の構成における初段のビデオ
出力信号bと2段目のビデオ出力信号cにおけるSNR
(SN比)も前述した図2に示すように、1段目と2段
目とでピクチャタイプが食い違いがなくなり、したがっ
て、前述のようにピクチャタイプに対応して画像品質を
振動させても、タンデム接続に起因した画像の劣化を最
小限に止めることが可能となる。
【0119】最後に、上述した第1,第2の実施例にお
ける各画像信号符号化装置内の符号化回路のより具体的
な構成を、図4に示す。なお、この図4において、前述
した図11と同様の構成要素には同一の指示符号を付し
てその詳細な説明については、省略する。
【0120】この図4においては、ピクチャタイプを表
すID信号が端子70から供給され、このID信号が、
動きベクトル検出回路50、予測判定回路54、可変長
符号化回路58に送られ、これら構成要素において上記
ピクチャタイプに従った処理が施される。
【0121】また、上述した第1,第2の実施例におけ
る各画像信号復号化装置内の復号化回路のより具体的な
構成を、図5に示す。この図5においても、前述した図
14と同様の構成要素には同一の指示符号を付してその
詳細な説明については省略している。
【0122】この図5において、可変長復号化回路82
は、前述した予測モード,動きベクトル,フレーム/フ
ィールド予測フラグ,フレーム/フィールドDCTフラ
グの他に、上記ピクチャタイプをも検出し、このピクチ
ャタイプを表す信号を、動き補償回路87に送る。当該
動き補償回路87では、このピクチャタイプに応じた動
き補償を行う。また、上記検出されたピクチャタイプを
表すID信号は、端子92から後段に出力されるように
なる。
【0123】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像信号
伝送方法及び装置によれば、多段タンデム接続におい
て、初段の出力画像信号に画像の符号化タイプを表す信
号を多重化して出力し、次段の入力でこれを符号化タイ
プを表す信号と画像信号とに分離して、この符号化タイ
プに応じた符号化を行うようにすることで、初段の復号
化における符号化タイプと次段の符号化における符号化
タイプを一致させることができる。これによって、コー
デックのタンデム接続における画質劣化を、最小限に止
めることが可能となる。また、ディジタル接続の場合に
も、ディジタルデータのままで各段間で符号化タイプを
画像データに多重化伝送することによって、初段の復号
化における符号化タイプと次段の符号化における符号化
タイプを一致させることができ、同様に画質劣化を最小
限に止めることができる。
【0124】このように、本発明は、2段以上の復数の
多段タンデム接続に対して有効な手法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるビデオコーデッ
クのタンデム接続(アナログ接続の場合)の様子を示す
ブロック回路図である。
【図2】本発明実施例のピクチャタイプを考慮したタン
デム接続でのSNRの低下を説明するための図である。
【図3】本発明の第2の実施例におけるビデオコーデッ
クのタンデム接続(ディジタルの場合)の様子を示すブ
ロック回路図である。
【図4】本発明実施例の画像信号符号化装置内の符号化
回路の具体的な構成を示すブロック回路図である。
【図5】本発明実施例の画像信号復号化装置内の復号化
回路の具体的な構成を示すブロック回路図である。
【図6】高能率符号化の原理を説明する図である。
【図7】画像データを圧縮する場合におけるピクチャの
タイプを説明する図である。
【図8】動画像信号を符号化する原理を説明する図であ
る。
【図9】従来の画像信号符号化装置と復号化装置の構成
例を示すブロック図である。
【図10】図9におけるフォーマット変換回路17のフ
ォーマット変換の動作を説明する図である。
【図11】図9におけるエンコーダ18の構成例を示す
ブロック図である。
【図12】図11の予測モード切り替え回路52の動作
を説明する図である。
【図13】図11のDCTモード切り替え回路55の動
作を説明する図である。
【図14】図9のデコーダ31の構成例を示すブロック
図である。
【図15】ピクチャタイプにしたがったレート制御を説
明する図である。
【図16】従来のビデオコーデックのタンデム接続(ア
ナログ接続の場合)の様子を示すブロック回路図であ
る。
【図17】従来のピクチャタイプを考慮しないタンデム
接続でのSNRの低下を説明するための図である。
【図18】従来のビデオコーデックのタンデム接続(デ
ィジタル接続の場合)の様子を示すブロック回路図であ
る。
【符号の説明】 1・・・・・・・符号化装置 2・・・・・・・復号化装置 3・・・・・・・記録媒体 12,13・・・A/D変換器 14・・・・・・フレームメモリ 15・・・・・・輝度信号フレームメモリ 16・・・・・・色差信号フレームメモリ 17・・・・・・フォーマット変換回路 18・・・・・・エンコーダ 31・・・・・・デコーダ 32・・・・・・フォーマット変換回路 33・・・・・・フレームメモリ 34・・・・・・輝度信号フレームメモリ 35・・・・・・色差信号フレームメモリ 36,37・・・D/A変換器 50・・・・・・動きベクトル検出回路 51・・・・・・フレームメモリ 52・・・・・・予測モード切り替え回路 53・・・・・・演算部 54・・・・・・予測判定回路 55・・・・・・DCTモード切り替え回路 56・・・・・・DCT回路 57・・・・・・量子化回路 58・・・・・・可変長符号化回路 59・・・・・・送信バッファ 60・・・・・・逆量子化回路 61・・・・・・IDCT回路 62・・・・・・演算器 63・・・・・・フレームメモリ 64・・・・・・動き補償回路 81・・・・・・受信バッファ 82・・・・・・可変長復号化回路 83・・・・・・逆量子化回路 84・・・・・・IDCT回路 85・・・・・・演算器 86・・・・・・フレームメモリ 87・・・・・・動き補償回路 101,107,141・・・・・A/D変換器 102,108,152,158・・・・・符号化回路 103,110,153,160・・・・・復号化回路 104,109,146・・・・・D/A変換器 105,111,155,161・・・・・多重化回路 106,156・・・・・・・・分離回路 120,122,142,144・・・・・画像信号符
号化装置 121,123,143,145・・・・・画像信号復
号化装置 151,154,157,159・・・・・ディジタル
インターフェース

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像内符号化、前方予測符号化、両方向
    予測符号化の何れかの符号化タイプに従って画像を符号
    化/復号化する画像信号伝送装置において、 符号化された画像信号の復号化時に符号化時の符号化タ
    イプを検出する検出手段と、 出力画像信号に当該符号化タイプを表す信号を多重化す
    る多重化手段とを有することを特徴とする画像信号伝送
    装置。
  2. 【請求項2】 画像内符号化、前方予測符号化、両方向
    予測符号化の何れか符号化タイプに従って画像を符号化
    /復号化する画像信号伝送装置であって、 入力信号に含まれる符号化タイプを表す信号を分離する
    分離手段と、 この符号化タイプにしたがって画像信号を画像内符号
    化、前方予測符号化、両方向予測符号化する符号化手段
    とを有することを特徴とする画像信号伝送装置。
  3. 【請求項3】 画像内符号化、前方予測符号化、両方向
    予測符号化の何れかの符号化タイプに従って画像を符号
    化/復号化する画像信号伝送方法において、 符号化された画像信号の復号化時に符号化時の符号化タ
    イプを検出し、 出力画像信号に当該符号化タイプを表す信号を多重化
    し、 入力信号に含まれる符号化タイプを表す信号を分離し、 この分離された符号化タイプにしたがって画像信号を画
    像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符号化するこ
    とを特徴とする画像信号伝送方法。
  4. 【請求項4】 上記出力画像信号は垂直ブランキング期
    間を有するビデオ信号とし、上記符号化タイプを表す信
    号を上記ビデオ信号の垂直ブランキング期間に多重化す
    ることを特徴とする請求項3記載の画像信号伝送方法。
  5. 【請求項5】 画像内符号化、前方予測符号化、両方向
    予測符号化の何れかの符号化タイプに従って画像を符号
    化/復号化する画像信号伝送装置において、 符号化されたディジタル画像データの復号化時に符号化
    時の符号化タイプを検出する検出手段と、 出力ディジタル画像データに当該符号化タイプを表すデ
    ータを多重化する多重化手段とを有することを特徴とす
    る画像信号伝送装置。
  6. 【請求項6】 画像内符号化、前方予測符号化、両方向
    予測符号化の何れか符号化タイプに従って画像を符号化
    /復号化する画像信号伝送装置であって、 入力ディジタルデータに含まれる符号化タイプを表すデ
    ータを分離する分離手段と、 この符号化タイプにしたがってディジタル画像データを
    画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符号化する
    符号化手段とを有することを特徴とする画像信号伝送装
    置。
  7. 【請求項7】 画像内符号化、前方予測符号化、両方向
    予測符号化の何れかの符号化タイプに従って画像を符号
    化/復号化する画像信号伝送方法において、 符号化されたディジタル画像データの復号化時に符号化
    時の符号化タイプを検出し、 出力ディジタル画像データに当該符号化タイプを表すデ
    ータを多重化し、 入力ディジタルデータに含まれる符号化タイプを表すデ
    ータを分離し、 この分離された符号化タイプにしたがってディジタル画
    像データを画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測
    符号化することを特徴とする画像信号伝送方法。
  8. 【請求項8】 上記ディジタル出力画像データは、所定
    のフォーマットのディジタルビデオデータであり、上記
    符号化タイプを表すデータをフラグとして上記ディジタ
    ルビデオデータに多重化することを特徴とする請求項7
    記載の画像信号伝送方法。
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