JPH0799456A - 可変レート伝送における伝送誤り訂正符号付加装置 - Google Patents
可変レート伝送における伝送誤り訂正符号付加装置Info
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Abstract
ル伝送する時の可変レート符号化において最大遅延を保
証し伝送誤りを訂正する。 【構成】 予め定められた数から既に入力信号をそのま
ま出力した分だけ減じた数だけゼロ出力を連続して行
い、最後に入力信号をそのまま出力した数を出力するゼ
ロ挿入および有効長通知回路2と、エラー訂正符号を付
加する訂正符号付加回路3と、内蔵するメモリに最初の
ワードを書き込むと、タイマ回路5に通知を行うインタ
ーリーブ回路4と、タイマカウンタをゼロリセットし、
予め決められた時間経過しても通知信号が来なかった場
合に、前記ゼロ挿入および有効長通知回路に制御信号を
送るタイマ回路5より構成される。
Description
動画像を可変レートの回線を使ってディジタル伝送する
時に用いられる符号化装置の伝送誤り対策部分に関す
る。
の関連標準化組織で、広帯域ISDN(B−ISDN)
時代の映像伝送方式として、可変レート符号化方式の検
討が進められている。B−ISDNでは、情報をセル単
位にして扱うATM(非同期転送モード)伝送を用いる
ために、従来からの固定レート映像符号化はもちろんの
こと、可変レート映像符号化も可能となる。しかしなが
ら、伝送路にはビットエラーやセル損失のような伝送誤
りが存在し、映像情報を伝送する場合には、映像符号化
や復号化レイヤでの対策、もしくは符号化復号化レイヤ
と伝送レイヤの中間に位置するAALレイヤでの伝送誤
り対策が必要である。既にITU−TS勧告のI.36
3や特開昭63−287222号公報「パケット発生
器」にもあるように、ATMのようなパケット単位の伝
送を基本とした伝送路における伝送誤り訂正方法とし
て、誤り訂正符号とインターリーブ回路を組み合せたも
のが知られている。
るクロスインターリーバも、基本的には同じ方法であ
り、ヘッドのバースト読み出し誤りに対する訂正能力を
持っている。インターリーブの方法を説明するための図
面が図4である。ITU−TS(旧CCITT)の固定
ビットレート用ATM Adaptation Lay
er(AAL) type1のオクテットインターリー
バとして既に勧告になっているものであるが、124オ
クテットの入力信号に対して4オクテットの誤り訂正符
号を付加して128オクテットとし、横一行に書込みを
行なう。その128オクテットをFEC フレームと呼
ぶが、47個FECフレームを書き込むと、インターリ
ーブメモリが全部埋まり、読み出しを開始することが出
来る。読み出す時は、縦方向に47オクテットをSAR
−PDUとして一つのATMセルに乗せて、インターリ
ーブメモリ全体では128個のATMセルで伝送するも
のである。受信側にも同様な128×47のインターリ
ーブメモリが用意されて、ATMセルの到着毎に縦方向
に書かれて、128番目のATMセルが到着した時点で
メモリ全体が埋まり、横方向にFECフレームを読み出
して伝送誤り訂正を行なう。Reed Solomon
(128,124)符号を使うと、SARヘッダに付加
されるシーケンス番号により、どのATMセルが紛失し
たかまで分かるので4セル損失もしくは、横方向に2ビ
ットまでの伝送ビットエラーが訂正できる。
読み出しや従来技術である固定ビットレートの映像伝送
の場合には、従来の技術で述べた方法によって、伝送誤
りに対する耐性を実現できるが、可変ビットレートの映
像伝送では、インターリーブ回路へのデータ供給が止ま
ることがあるために、最大遅延の保証ができないという
問題点がある。
正符号付加装置は、可変レート信号を入力とし、通常時
は入力信号数を数えあげながらそのまま出力するが、後
述するタイマ回路からの制御信号により、予め定められ
た数から既に入力信号をそのまま出力した分だけ減じた
数だけゼロ出力を連続して行い、最後に入力信号をその
まま出力した数を出力するゼロ挿入および有効長通知回
路と、前記ゼロ挿入および有効長通知回路の出力に接続
され、エラー訂正符号を付加する訂正符号付加回路と、
前記訂正符号付加回路の出力に接続され、内蔵するメモ
リに最初のワードを書き込むとタイマ回路に通知を行う
インターリーブ回路と、前記インターリーブ回路からの
通知信号を入力として、タイマカウンタをゼロリセット
し、予め決められた時間経過しても通知信号が来なかっ
た場合に、前記ゼロ挿入および有効長通知回路に制御信
号を送るタイマ回路より構成されることを特徴とする。
は、可変レート信号を入力とし、通常時は入力信号数を
数えあげながらそのまま出力するが、後述するタイマ回
路からの制御信号により、予め定められた数から既に入
力信号をそのまま出力した分だけ減じた数だけゼロ出力
を連続して行い、最後に入力信号をそのまま出力した数
を出力するゼロ挿入および有効長通知回路と、前記ゼロ
挿入および有効長通知回路の出力に接続され、エラー訂
正符号を付加する訂正符号付加回路と、前記訂正符号付
加回路の出力に接続され、内蔵するメモリに最初のワー
ドを書き込むとタイマ回路に通知を行うと共に、全メモ
リをゼロに設定する機能をもつインターリーブ回路と、
前記インターリーブ回路からの通知信号を入力として、
タイマカウンタをゼロリセットし、予め決められた時間
経過しても通知信号が来なかった場合に、前記ゼロ挿入
および有効長通知回路と前記インターリーブ回路に制御
信号を送るタイマ回路より構成され、前記インターリー
ブ回路が、前記タイマ回路から通知信号を受け取った場
合にインターリーブメモリ内のデータ送信を開始する機
能をもつことを特徴とする。
レートの映像信号パケットを入力とし、その入力信号パ
ケット長を監視しながら、予め定められたパケット長よ
り小さくなった場合にゼロ付加を行なうゼロ付加回路
と、前記ゼロ付加回路の出力に接続され、エラー訂正符
号を付加する訂正符号付加回路と、前記訂正符号付加回
路の出力に接続されたインターリーブ回路により構成さ
れることを特徴とする。
ターリーブする場合には、インターリーブメモリへの書
き込み速度、読み出し速度が、送信側、受信側ともに同
じであるために、インターリーブメモリサイズの2倍を
伝送レートで割った値によって、インターリーブ遅延が
規定できる。一方可変レート伝送では、インターリーブ
メモリへの書き込み速度も読み出し速度も可変レートと
なるので、例えば、画像符号化でコマ落としが発生して
あるフレームの符号化が行なわれたかった場合や、全く
動きが無く発生情報が無かった場合等、前符号化フレー
ムの最後の方の符号化データがインターリーブメモリの
途中までつまっているが、その後のデータは次のフレー
ム開始まで最大1/30秒や、動きの発生などを待たな
いといけないというような状況が発生し、インターリー
ブメモリでの最大遅延が規定できなくなる。そこで、第
1および第2の発明では、インターリーブメモリの最初
のワード(実施例ではオクテット)書き込みに同期して
時計を動かし始め、予め規定された時間内にインターリ
ーブメモリが満たされなかった場合には、強制的に残り
メモリ領域にはゼロを埋めて送信するというものであ
る。前記予め規定された時間をタイムアウト時間とよ
び、第1の発明ではインターリーブメモリへの最大レー
トでの書き込み時間とタイムアウト時間と、最大レート
での読み出し時間の和で、符号化側の最大遅延が規定で
きる。インターリーブメモリへの書き込みが終らない内
にタイムアウトが発生した場合、インターリーブメモリ
にゼロを挿入するとともに誤り訂正符号も付加しないと
いけないが、ゼロを挿入することが予め既知であること
を利用し、インターリーブメモリへの最初のワードの書
き込み時に全メモリをゼロに初期化する機能と、タイマ
満了通知を受け次第メモリ内のデータ送信を開始する機
能を設け、符号化側でのインターリーブ処理遅延を最大
読み出し速度でのインターリームメモリの読み出し時間
だけに減らしたものが、第2の発明である。 第3の発
明は、インターリーブ回路への最低入力レートを保証す
ることによって、最大遅延時間を規定するものである。
可変長符号化された入力は、可変長パケットとして入力
される。この可変長パケットの生成間隔は、通常の映像
信号の符号化では一定である。例えば、1フレーム単位
であったり、1 Group of Blocks単位
であったり、1 スライス単位であったりする。最近、
動画像符号化方式の標準となっているISO MPEG
符号化方式では、例えば16ライン分を1スライスとし
て扱っている。そこで、その単位に符号化出力は得られ
るので、たとえそれがスキップされていたとして、長さ
ゼロのパケットを出力させることは可能である。そこ
で、第3の発明では、1スライス時間(16ライン分の
符号化時間で、約1msec)単位に入力される可変長
パケットが予め定められた長さLを下回った場合のみ最
後にゼロを挿入して、つねにL以上の長さのパケットを
生成する。
ットが生成されたので、それを誤り訂正符号を付加し
て、インターリーブ回路にいれることによって、インタ
ーリーブメモリでの遅延量は、最低レートの設定(すな
わち長さLの設定)で規定できるというものである。
あり、図面に沿って以下説明を行なう。
像ストリームの入力ポート、2はゼロ挿入及び有効長付
加回路、3は誤り訂正符号付加回路、4はインターリー
ブ回路、5はタイマ回路である。
ているISO MPEG符号化方式とすると、入力ポー
ト1には、オクテット単位(8ビット並列)の可変レー
ト映像ストリームが入力される。通信路が確立された時
点で、ゼロ挿入及び有効長付加回路2内のカウンタと誤
り訂正符号付加回路3、およびインターリーブ回路4は
リセット状態にする。同様に、可変レート符号化の最大
レートや平均レート値なども呼設定時に必要なパラメー
タであるから予め別途設定する。ただし可変レートでは
一般的に最低レートの申告は考慮されていないので、タ
イマ回路5には予め5msecとかのインターリーブに
許される最大遅延時間をタイムアウト値として設定す
る。最初のオクテットが入力ポート1に到着すると、ゼ
ロ挿入及び有効長付加回路2に入力される。ゼロ挿入お
よび有効長付加回路2にはインターリーブ回路4のメモ
リ量から誤り訂正符号分を引いた数(124×47=5
828)まで数えられるカウンタが内蔵されており、入
力されたデータ数をカウントする。従って、通信開始時
に0にリセットされていたカウンタは、最初のオクテッ
トが通過したことにより、1にカウントアップされる。
ゼロ挿入および有効長付加回路2から出力されたオクテ
ットは、誤り訂正符号付加回路3に入力される。LSI
LOGIC社のL64710(訂正符号は16オクテ
ット)のようにReed Solomonによる誤り訂
正符号発生や検査を行なうLSIは既に市販されてい
る。誤り訂正符号付加回路3に入力された最初のオクテ
ットは、そのまま数クロックサイクルの遅延で誤り訂正
符号付加回路3から出力される。誤り訂正付加回路3か
ら出力された最初のオクテットは、インターリーブ回路
4内のメモリの最初の番地(図4の左上角)に格納され
ると共に、タイマ回路5への通知信号が発生させる。タ
イマ回路5では、インターリーブ回路4からのインター
リーブメモリ先頭番地の格納を通知する信号により、タ
イマカウント動作を開始する。以下順に入力ポート1
には、符号化されたオクテットが順に到着し、ゼロ挿入
および有効長付加回路2でのカウンタ更新,誤り訂正符
号付加回路3通過、インターリーブ回路4の次の番地
(図4の右方向)に格納という動作になる。124番目
のオクテットが誤り訂正符号付加回路3を通過した後、
誤り訂正符号付加回路3からは4オクテットの誤り訂正
符号(Forward ErrorCorrectio
n(FEC) Code)が出力され、インターリーブ
回路4のFECフレームが埋まる。このFECフレーム
が予め定められたタイムアウト時間(5msec)内
に、47個分生成された場合(すなわち入力ポート1に
124×47=5828オクテット入力された場合)
は、タイムアウトが起こらず、縦方向に47オクテット
単位に読みだされて128個のATMセルとなって送信
される。5829番目のオクテットが入力ポート1に入
力されると、前記通信路確立後の最初のオクテットが入
力されたのと同じ動作となる。
ト×1/5msec=9.3248Mbps以上の入力
が連続的にあればタイムアウトは起こらないが、可変レ
ート符号化では、符号化出力レートは変動する。そこ
で、インターリーブ回路4に最初のオクテットが書き込
まれた時刻から、タイマ回路5で保持されているタイム
アウト時間5msecを経過しても47FECフレーム
が満たされない場合が発生することがある。その場合、
5msecのタイマを満了したことにより、タイマ回路
5からゼロ挿入及び有効長付加回路2にタイムアウト発
生が通知される。ゼロ挿入及び有効長付加回路2では、
内蔵されたカウンタの現在値を読みだし有効長として記
憶する。その後、最大出力速度で、カウンタが5826
(=124×47−2)になるまでゼロを出力し、最後
の2オクテット(最大5828なので16ビットで表現
できる)で、先に記憶した有効長を出力する。最大出力
速度でゼロ挿入および有効長付加回路2から出力された
ゼロおよび2オクテットの有効長は、誤り訂正符号付加
回路3に入力され、124オクテット入力されるたびに
4オクテットの誤り訂正符号が付加されながら、インタ
ーリーブ回路4に書き込まれる。インターリーブ回路4
のメモリが一杯になるので、128個のATMセルとな
って送信が開始される。以上により、第一の発明が実施
できる。
であり、第1の発明と異なる点を重点的に図面に沿って
以下説明を行なう。
像ストリームの入力ポート、2はゼロ挿入及び有効長付
加回路、3は誤り訂正符号付加回路、6はインターリー
ブ回路、7はタイマ回路である。図面内の番号を変え
た、インターリーブ回路6と図1のインターリーブ回路
4はその内部構成と機能が異なる。同様にタイマ回路7
と、図1のタイマ回路5も異なる。タイマ回路7には、
呼設定時にタイムアウト値(例えば5msec)を設定
する。ゼロ挿入及び有効長通知回路2および訂正符号付
加回路3は、第一の発明の一実施例と動作が全く同じな
ので、説明を省略する。誤り訂正付加回路3から出力さ
れた最初のオクテットは、インターリーブ回路6内のメ
モリの最初の番地(図4の左上角)に格納さすると共に
残りの全メモリをゼロに初期化を行い、タイマ回路7へ
の通知信号が発生させる。この残りメモリのゼロ初期化
が、第1の発明の実施例と異なる。タイマ回路7では、
インターリーブ回路6からのインターリーブメモリ先頭
番地の格納を通知する信号により、タイマカウント動作
を開始する。
オクテットが順に到着し、ゼロ挿入および有効長付加回
路2でのカウンタ更新、誤り訂正符号付加回路3通過、
インターリーブ回路6の次の番地(図4の右方向)に格
納という動作になる。124番目のオクテットが誤り訂
正符号付加回路3を通過した後、誤り訂正符号付加回路
3からは4オクテットの誤り訂正符号(Forward
Error Correction(FEC) Co
de)が出力され、インターリーブ回路6のFECフレ
ームが埋まる。このFECフレームが予め定められたタ
イムアウト時間(5msec)内に、47個分生成され
た場合(すなわち入力ポート1に124×47=582
8オクテット入力された場合)は、タイムアウトが起こ
らず、縦方向に47オクテット単位に読みだされて12
8個のATMセルとなって送信される。 5829番目
のオクテットが入力ポート1に入力されると、前記通信
路確立後の最初のオクテットが入力されたのと同じ動作
となる。このように、5828オクテット×8ビット×
1/5msec=9.3248Mbps以上の入力が連
続的にあればタイムアウトは起こらないが、可変レート
符号化では、符号化出力レートは変動する。そこで、イ
ンターリーブ回路6に最初のオクテットが書き込まれた
時刻から、タイマ回路7で保持されているタイムアウト
時間5msecを経過しても47FECフレームが満た
されない場合が発生することがある。その場合、5ms
ecのタイマを満了したことにより、タイマ回路7から
ゼロ挿入及び有効長付加回路2およびインターリーブ回
路6にタイムアウト発生が通知される。タイマ回路7か
らのタイムアウト通知がインターリーブ回路6に通知さ
れることが、第1の発明の実施例と異なる。
により、ゼロ挿入及び有効長付加回路2では、内蔵され
たカウンタの現在値を読みだし有効長として記憶する。
その後、最大出力速度で、カウンタが5826(=12
4×47−2)になるまでゼロを出力し、最後の2オク
テット(最大5828なので16ビットで表現できる)
で、先に記憶した有効長を出力する。最大出力速度でゼ
ロ挿入および有効長付加回路2から出力されたゼロおよ
び2オクテットの有効長は、誤り訂正符号付加回路3に
入力され、124オクテット入力されるたびに4オクテ
ットの誤り訂正符号が付加されながら、インターリーブ
回路6に書き込まれるが、タイマ回路7のタイムアウト
通知はインターリーブ回路6にも通知されるので、イン
ターリーブ回路6では、タイマ回路7からの通知が来た
時点から、送信が開始できる。有効長2オクテットおよ
びFEC4オクテット分に相当する6ATMセル分を除
いた122 ATMセル分は、最初のワード書込み時点
でゼロに初期化されているので、送信データが揃ってい
る。従って、第1の発明の実施例のように、ゼロ挿入及
び有効長通知回路2が発生した連続のゼロ出力を訂正符
号付加回路3を通してインターリーブ回路6へに書込み
が終了するのを待つ必要が無い。最後の6ATMセル分
はインターリーブ回路6への書込みが終了した後でない
と送信開始できないので、第一の発明に対する効果とし
ては、122ATMセルの送信時間分だけインターリー
ブ遅延を削減できることになる。以上のように第2の発
明が実施できる。
で、図面に沿って以下説明を行なう。
ポート、8はゼロ付加回路、3は訂正符号付加回路、9
はインターリーブ回路である。
は、16ライン(スライス)単位に入力ポート10を通
ってゼロ付加回路8に入力される。通信路が確立された
時点で、誤リ訂正符号付加回路3、およびインターリー
ブ回路9はリセット状態にする。同様に、可変レート符
号化の最大レートや平均レート値なども呼設定時に必要
なパラメータであるから、予め設定する。ゼロ付加回路
8には、呼設定時に予め定められた最低パケット長Lが
与えられる。スライス単位に入力ポート10から入力さ
れた可変長パケットは、最初のオクテットから順に出力
される。ただし、入力された可変長パケットの長さ(M
とする)が最低パケット長Lより小さかった場合のみ、
最後にL−Mオクテットの0を出力する。従って、スラ
イス時間単位に、ゼロ付加回路8から出力されるオクテ
ット数は、常にL以上である。ゼロ付加回路8から出力
されたオクテット単位のストリームは、訂正符号付加回
路3に入力され124オクテットに対して4オクテット
のFEC符号が付加されて出力される。インターリーブ
回路9では、訂正符号付加回路3から入力されデータを
順にインターリーブメモリに書込み、47FECフレー
ムが揃った時点で、送信を開始する。47FECフレー
ムは、128ATMセルとなって送信される。以上の動
作で第3の発明が実施できる。
タ供給が途切れることがあっても、タイマ回路に予め設
定された時間が経過された時点でインターリーブメモリ
のデータが送信開始されるので、送信側の最大遅延は、
タイムアウト設定時間+47FECフレームの書込み時
間+128ATMセルの送出時間で規定できる。
供給が途切れることがあっても、タイマ回路に予め設定
された時間が経過された時点でインターリーブメモリの
データが送信開始されるので、送信側の最大遅延は、タ
イムアウト設定時間+47FECフレームの書込み時間
+6ATMセルの送出時間で規定できる。
ばスライス単位の)一定時間間隔毎に可変長パケットを
入力することにより、その可変長パケットの最小長を規
定することで、インターリーブ回路内での遅延をインタ
ーリーブメモリの総データ量/(最低パケット長 L×
8/可変長パケットの入力時間間隔)+128ATMセ
ルの送出時間で規定できる。
ブを用いた訂正符号を使っているので、伝送路でのピッ
トエラーやセル損失が起きても、用いた訂正符号の訂正
範囲内であれば受信側で誤りを訂正できる。
説明を行なうための図。
Claims (3)
- 【請求項1】 可変レート信号を入力とし、通常時は入
力信号数を数えあげながらそのまま出力するが、後記タ
イマ回路からの制御信号により、予め定められた数から
既に入力信号をそのまま出力した分だけ減じた数だけゼ
ロ出力を連続して行い、最後に入力信号をそのまま出力
した数を出力するゼロ挿入および有効長通知回路と、前
記ゼロ挿入および有効長通知回路の出力に接続され、エ
ラー訂正符号を付加する訂正符号付加回路と、前記訂正
符号付加回路の出力に接続され、内蔵するメモリに最初
のワードを書き込むと後記タイマ回路に通知を行うイン
ターリーブ回路と、前記インターリーブ回路からの通知
信号を入力として、タイマカウンタをゼロリセットし、
予め決められた時間経過しても通知信号が来なかった場
合に、前記ゼロ挿入および有効長通知回路に制御信号を
送るタイマ回路とから構成されることを特徴とする可変
レート伝送における伝送誤り訂正符号付加装置。 - 【請求項2】 可変レート信号を入力とし、通常時は入
力信号数を数えあげながらそのまま出力するが、後記タ
イマ回路からの制御信号により、予め定められた数から
既に入力信号をそのまま出力した分だけ減じた数だけゼ
ロ出力を連続して行い、最後に入力信号をそのまま出力
した数を出力するゼロ挿入および有効長通知回路と、前
記ゼロ挿入および有効長通知回路の出力に接続され、エ
ラー訂正符号を付加する訂正符号付加回路と、前記訂正
符号付加回路の出力に接続され、内蔵するメモリに最初
のワードを書き込むと後記タイマ回路に通知を行うと共
に、全メモリをゼロに設定する機能をもつインターリー
ブ回路と、前記インターリーブ回路からの通知信号を入
力として、タイマカウンタをゼロリセットし、予め決め
られた時間経過しても通知信号が来なかった場合に、前
記ゼロ挿入および有効長通知回路と前記インターリーブ
回路に制御信号を送るタイマ回路とから構成され、前記
インターリーブ回路が、前記タイマ回路から通知信号を
受け取った場合にインターリーブメモリ内のデータ送信
を開始する機能をもつことを特徴とする可変レート伝送
における伝送誤り訂正符号付加装置。 - 【請求項3】 可変レートの映像信号パケットを入力と
し、その入力信号パケット長を監視しながら、予め定め
られたパケット長より小さくなった場合にゼロ付加を行
なうゼロ付加回路と、前記ゼロ付加回路の出力に接続さ
れ、エラー訂正符号を付加する訂正符号付加回路と、前
記訂正符号付加回路の出力に接続されたインターリーブ
回路により構成される可変レート伝送における伝送誤り
訂正符号付加装置。
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