JPH08331559A

JPH08331559A - 画像符号化復号方法および装置

Info

Publication number: JPH08331559A
Application number: JP13705595A
Authority: JP
Inventors: Koji Imura; 康治井村; Yutaka Machida; 豊町田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-13
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: DE69622644D1; AU688235B2; DE69622644T2; NO962114L; JP3226439B2; ES2181823T3; EP0746159A3; AU1783297A; AU679875B2; EP0746159A2; NO962114D0; AU687702B2; AU687701B2; EP0746159B1; US5767800A; KR100250845B1; AU1783397A; AU1783197A; KR970004877A; AU5453896A

Abstract

(57)【要約】【目的】伝送路誤りに対して耐性を持ち、伝送効率を
向上させる画像符号化復号方法およびその装置を提供す
る。【構成】フレーム化処理部において、ビット列102の
ビット数を計数するビットカウンタ202と、ビット数が
ある固定値となることを判定する比較器203と、ＭＢ終
了信号103を用いて符号化ブロック数を計数するＭＢカ
ウンタ201と、ビット数が固定値となった時の次の符号
化ブロックの位置を出力する位置アドレス発生器205
と、固定値となってから符号化ブロックの処理終了まで
に発生したビット数を出力する開始アドレス発生器204
と同期信号発生器206とを備える。【効果】この構成により、固定ビット長で符号化グル
ープ(スライス)を構成でき、誤り訂正フレームと同期信号を
共用でき、伝送効率が向上する。また、同期信号に誤り
があっても固定長なので同期確立が容易となる。誤り訂
正フレーム長と符号化グループ長を揃えられるので、誤
りの影響をフレーム内に抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル化された画
像信号を圧縮・伸張する動画像符号化復号方法およびそ
の装置に関するものであり、特に伝送路上での誤りに対
して耐性を有し、伝送効率を向上させるものである。

【０００２】

【従来の技術】画像伝送や蓄積を行なう場合は、膨大な
情報量をもつ画像データを少ない符号で表現するための
画像符号化復号方法を用いる。これは、画像のもつ空間
的・時間的、統計的な冗長性に着目して符号量を削減す
る方法である。

【０００３】時間的な冗長性を削減するためには、動き
補償を用いたフレーム間予測符号化方式が用いられる。
画像内の動きは、局所的に見れば被写体の平行移動とみ
なせる(電子情報通信学会全大 1974年 p.p.1260 羽鳥
他)という考えに基づいている。つまり現在注目してい
る符号化ブロックと前フレーム同位置およびその近傍の
画素と比較し、最も類似度の高い位置の画素を現符号化
ブロックの予測値とし、この予測値と現符号化ブロック
との差分値を符号化する。注目符号化ブロックの位置と
類似度の高かった前フレーム内の画素の位置との差が、
前記の局所的な被写体の平行移動量となり、これを動き
ベクトルと呼ぶ。

【０００４】空間的な冗長性を削減するためには、前記
予測値との差分を周波数領域に変換する離散コサイン変
換(ＤＣＴ)が用いられる。ＤＣＴは、周波数領域におい
てエネルギーの集約度が原理的に最も高いといわれるカ
ルーネン・レーブ変換に近似した特性を持ち、かつハー
ドウエアへの実現も容易なことから、現在最も頻繁に使
われている(IEE PROC ,Vol.128 , Pt , F , No.6 , Nov
1981 pp359〜360)。

【０００５】統計的な冗長度を削減するためには、前記
ＤＣＴにより変換された周波数成分の係数を適当な量子
化ステップ値で量子化し、これに２次元の可変長符号化
を施す。２次元の可変長符号化とは、前記量子化後の係
数をジグザグに走査していく場合、先行する０係数の数
(Run)とその後の非０である係数(Level)の２つの数字の
組み合わせのうち、最も出現頻度の高い組み合わせには
短い符号を割り当て、頻度の低い組み合わせには長い符
号を割り当て、平均として発生する符号量を減少させる
手法である(電信電話技術委員会：高位プロトコルレイ
ヤ・符号化方式ＪＴ−Ｈ261 第Ｖ巻第３分冊 1993 年
pp.594〜597)。

【０００６】こうして発生した符号量を計算し、所望の
伝送レートに合わせるための符号量制御を行なう。発生
符号量が大きくなると、量子化ステップ値を大きくし、
符号量が小さくなると、量子化ステップ値を小さくする
ことにより、発生符号量を所望の符号量に制御できる。

【０００７】また、誤り耐性に対する技術としては、符
号化された複数の空間的に連続する符号化ブロックの情
報を１つのグループにまとめ、これを符号化グループと
し、その符号化グループの先頭に、同期信号を付与する
方法が用いられる。冗長な符号を付与することになる
が、誤り訂正が不可能になった場合でも、その同期信号
が現われる毎に(符号化グループ毎に)再同期を確立でき
るので、誤りの影響を少なく抑えることが可能となる。
これは、国際標準化機構(ＩＳＯ)と国際電気通信連合
(ＩＴＵ−Ｔ)で標準化されたＭＰＥＧ２(Ｈ.262)では、
この符号化グループの単位をスライスといい、国際電気
通信連合で標準化されたＨ.261では、ＧＯＢ(グループ・
オブ・ブロック)と呼ばれている(文献「ＭＰＥＧ技術」
トリケップス出版1993年 pp.39〜40)。

【０００８】さらに誤り耐性を持たせるために、誤り訂
正符号が用いられる。符号化されたビット列を固定ビッ
ト長に分割してブロック化し、そのブロックに対して誤
り訂正符号を付与して伝送する。この場合も固定ビット
長を認識するための同期信号を付与する必要がある。

【０００９】また、誤り耐性を持たせる別の方法とし
て、階層符号化が用いられる。階層符号化とは、符号化
データを優先情報と非優先情報に分離し、優先情報には
多くの誤り訂正符号を付与し、非優先情報には少ない誤
り訂正符号を付与することにより伝送誤りのある場合に
おいても、全体的な画質を維持する方法である。

【００１０】上記の個々の技術を用いた画像符号化復号
方法の従来例について図７を用いて説明する。図７(a)
は符号化側、図７(b)は復号側である。まず、符号化側
の701は動きベクトル検出器、702はフレーム内／フレー
ム間符号化判定器、703はスイッチ、704はフレームメモ
リ、705はアドレス制御器、706は減算器、707はＤＣ
Ｔ、708は量子化器、709は逆量子化器、710は逆ＤＣ
Ｔ、711は加算器、712は可変長符号化器、713は同期信
号を発生する同期信号発生器、714は多重化器、715は誤
り訂正符号付与器、716は入力画像、717は符号化モー
ド、718は前フレーム画像、719は予測画像、720は動き
ベクトル情報である。また、復号側の721は同期検出
器、722は誤り訂正器、723は分離器、724は可変長復号
器、725はアドレス制御器、726はフレームメモリ、727
はビット列、728は係数情報、729は出力画像である。

【００１１】符号化側において、入力画像716は、フレ
ームメモリ704からの前フレーム画像718と動きベクトル
検出器701において比較され、動きベクトル信号720を出
力する。アドレス制御器705は、前記動きベクトル720分
だけ平行移動させた予測画像719を出力するようフレー
ムメモリ704に制御をかける。また、入力画像716は、予
測画像719とともにフレーム内／フレーム間符号化判定
器702において比較され、フレーム内符号化を行なう
か、フレーム間符号化を行なうかを決定し、符号化モー
ド717を出力する。スイッチ703では、符号化モード717
に従い、フレーム内符号化の場合は、スイッチをａにつ
なぎ、フレーム間符号化の場合は、スイッチをｂにつな
ぐ。こうして得られたスイッチ703の出力と入力画像716
の差分を減算器706において計算する。ＤＣＴ707におい
て、差分信号を周波数領域に変換し、このＤＣＴ係数を
量子化器708において適当な量子化ステップ値で量子化
する。この量子化された信号を可変長符号化器712で可
変長符号化を施し、これと同期信号発生器713からの符
号と動きベクトル720とを多重化器714で多重化する。多
重化された信号に誤り訂正符号付与器715において誤り
訂正符号を付与して伝送路へ出力する。また、量子化さ
れた信号は逆量子化器709において逆量子化され、ＤＣ
Ｔ係数が再生される。逆ＤＣＴ710によって、ＤＣＴ係
数は差分値に変換され、前記スイッチ703の出力ととも
に加算器711で加算される。こうして得られた再生画像
はフレームメモリ704に書き込まれる。

【００１２】一方、復号側では、同期検出器721におい
て伝送路から入力されたビット列の同期を確立し、誤り
訂正器722において誤り訂正を行ない、分離器723におい
てＤＣＴ係数と動きベクトルと同期信号を分離し、可変
長復号器724において復号され、ＤＣＴ係数は逆量子化
器において逆量子化・逆ＤＣＴされ、差分値が再生され
る。アドレス制御器725は、フレームメモリ726から動き
ベクトル720の分だけ平行移動した画像を出力し、加算
器711において、再生された差分値と加算され、出力画
像729を得ることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
課題について図８から図10を用いて説明する。課題を明
確にするために具体的な例を用いる。画像フォーマット
は、世界共通のＱＣＩＦ(クォーター・コモン・インプ
ット・フォーマット：横176画素×縦144画素)とし、符
号化グループ(スライス)の単位は、横に連続する11個の
符号化ブロック(ブロックライン)とし、符号化ブロック
は、横16画素×縦16画素とする。この画像構成を図８に
示す。符号化したビット列をスライスごとに分割し、そ
れぞれのスライスに同期信号(スライスヘッダ)を付与し
た状態を図９に示す。可変長符号化を用いるので各スラ
イスのビット列の長さは異なる。

【００１４】解決すべき第一の課題は、スライスヘッダ
に誤りが発生した場合、そのスライスの全ての情報が欠
落し、再生画像の画質劣化を引き起こす原因となること
である。

【００１５】次に符号化されたビット列をある固定長に
分割し、誤り訂正符号を付与した時の状態を図10に示
す。図10においてスライス内の破線のブロックは１符号
化ブロックの発生符号量を表したものであり、Sync
は、固定長に分割した１つの誤り訂正のためのフレーム
の同期信号を表しており、ECは誤り訂正符号を表してい
る。可変長符号化を用いているために、符号化ブロック
ごとに発生するビット数が異なる。

【００１６】解決すべき第二の課題は、スライス長と誤
り訂正フレーム長が異なるために、それぞれに同期信号
が必要であり、冗長な符号量が増加し、符号化効率を下
げてしまうことである。

【００１７】解決すべき第三の課題は、スライス長とフ
レーム長が違うため、図10のフレーム２のように誤り訂
正フレームが２つの異なるスライスをまたいで構成され
るので、フレーム２において誤り訂正符号を用いても訂
正できない場合、２スライスに影響が及び、再生画像に
おいて広範囲に画質劣化を引き起こす原因となる。

【００１８】解決すべき第四の課題は、特に階層符号化
において、優先情報と非優先情報の発生符号量の比率に
応じて誤り訂正符号を含めた発生符号量が変化すること
である。よって、誤り訂正符号を含まない発生符号量で
符号量制御を行なうと所望の伝送レートでの伝送ができ
なくなる。

【００１９】このように、従来の画像符号化復号には、
伝送路での誤りのある環境において、多くの解決すべき
課題がある。本発明は、伝送路誤りに対して耐性を持
ち、伝送効率の向上を図るようにした画像符号化復号方
法およびその装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像符号化方法は、入力画像をブロックに
分割し、これを符号化ブロックとして符号化の単位と
し、複数の符号化ブロックを符号化グループとして前記
とは異なる符号化の単位とし、符号化グループに対して
特定の符号を付与して符号化グループを認識し、符号化
ブロックの情報に対して可変長符号化を行ない、符号化
データに対して誤り訂正符号を付与する画像符号化方法
において、符号化グループ内の任意の位置のビットを示
すアドレスを開始アドレスとし、符号化ブロックの空間
的な位置を示すアドレスを位置アドレスとし、開始アド
レスと位置アドレスを符号化グループ内に含むことを特
徴としている。また、ある固定ビット長を定め、そのビ
ット長からなるビット列を符号化グループとすることを
特徴としている。

【００２１】また、本発明の画像復号方法は、受信した
ビット列の同期信号を検出し、位置アドレスと開始アド
レスを得て、符号化ブロック内の開始アドレスで示され
るビットを位置アドレスで示される符号化ブロックの開
始ビットとして復号処理を行なうことを特徴としてい
る。また、受信したビット列からある固定ビット長毎に
同期信号の検出を行ない、検出できない場合は、ある基
準以下の誤りを許容して同期を確立することを特徴とし
ている。

【００２２】また、本発明の画像符号化装置は、符号化
データのビット数を数えるビット計数手段と、前記ビッ
ト数とある固定値とを比較する比較手段と、符号化ブロ
ックの空間的な位置を示す位置アドレスを発生する位置
アドレス発生手段と、符号化グループ内の任意の位置の
ビットを示す開始アドレスを発生する開始アドレス発生
手段と、前記位置アドレスと前記開始アドレスと符号化
データのビット列とを多重する多重化手段とを備えてい
る。

【００２３】また、本発明の画像復号装置は、受信した
ビット列のビット数を数えるビット計数手段と、前記ビ
ット数とある固定値とを比較する比較手段と、同期信号
を検出する同期検出手段と、受信した信号と同期信号と
を比較する同期信号比較手段と、受信した信号と同期信
号との誤りがある基準以下かどうかを判定する閾値処理
手段と、同期確立するかどうかを判定する同期判定手段
と、同期確立後に入力されるビット数を数える計数手段
と、それを制御する計数制御手段と、前記ビット数と開
始アドレスとを比較する比較手段とを備えている。

【００２４】また本発明の他の画像符号化方法は、入力
画像に対して、符号化処理を行ない、発生した符号量に
応じて発生符号量制御を行ない、符号化データに対して
誤り訂正符号を付与する画像符号化方法において、発生
した符号量と付与された誤り訂正符号量とを用いて発生
符号量制御を行なうことを特徴としている。

【００２５】また本発明の他の画像符号化装置は、符号
化データの発生符号量を数える発生符号量計数手段と符
号化データに対して付与された誤り訂正符号量を数える
誤り訂正符号量計数手段と前記発生符号量と前記誤り訂
正符号量から符号化処理の発生符号量を制御する符号量
制御手段とを備えている。

【００２６】

【作用】上記画像符号化方法によれば、符号化されたビ
ット列を固定長に分割し、これを符号化グループとす
る。この固定長で分割された最後のビットが、必ずしも
符号化ブロックのビット列の最後のビットではないた
め、残りのビットは、次の符号化グループに配置され
る。次の符号化グループでは、次の符号化ブロックの空
間的な位置のアドレスと、その符号化ブロックの先頭ビ
ットが符号化グループ内の何ビット目から開始されるか
を示す開始アドレスとを計算し、符号化グループ内に追
加し、前述の符号化ブロックの残りのビットを配置した
後に符号化グループ用の同期信号を付加して出力する。
こうすることにより、符号化グループを固定長に制御
し、かつ各符号化グループで先頭の符号化ブロックを認
識することができる。

【００２７】上記画像復号方法によれば、受信したビッ
ト列から同期信号を検出し、検出できた場合は、位置ア
ドレスと開始アドレスを得る。同期確立してから、開始
アドレスで示されるビットまでは、前符号化グループの
最後の符号化ブロックの復号を行なう。開始アドレス以
降のビットは、位置アドレスの示す空間的位置にある符
号化ブロックの符号であるため、そのビット以降は符号
化ブロックの先頭からの復号処理を行なう。同期信号が
検出できなかった場合は、同期信号があると推測される
位置にあるビット列と同期信号との比較を行ない、誤り
ビットがある閾値以下であれば同期を確立し、前記復号
処理を続ける。このように復号することで、符号化グル
ープ長を固定長にし、かつ符号化グループ内の開始アド
レス位置以降の符号化ブロックから再同期が可能とな
る。

【００２８】また、上記画像符号化方法用いる画像符号
化装置によれば、符号化されたビット列の数をビット計
数手段が計数し、この計数値がある固定値に達したかど
うか比較手段で比較する。固定値に達した場合、信号１
を出力する。開始アドレス発生手段は、信号１が入力さ
れてから符号化ブロックの処理が終了するまでの間に発
生する符号化ブロックの符号量を計算し、符号化グルー
プ内において次の符号化ブロックの先頭ビットが符号化
グループの先頭から何ビット目になるかを計算して、開
始アドレスを出力する。位置アドレス発生手段は、信号
１から次の符号化ブロックの位置アドレスを出力する。
多重化手段は、開始アドレスと位置アドレスとビット列
と同期信号とを多重化して出力する。

【００２９】また、上記画像復号方法を用いる画像復号
装置によれば、受信したビット列をビット計数手段が計
数し、この計数値がある固定値に達したかどうかを比較
手段において比較する。固定値に達した場合、信号２を
出力する。同期信号比較手段において、同期信号を検出
できた場合には、信号３を出力する。検出できない場合
は、不一致ビット数を出力し、閾値処理手段において、
不一致ビット数がある閾値以下かどうか判定して、信号
４を出力する。信号２〜４から同期判定手段は、同期確
立するかどうかを決定する。計数手段において、同期確
立以降に入力されるビット数を計数し、ビット数が開始
アドレスに達したかどうかを比較手段において比較す
る。開始アドレスに達した場合は、信号５を出力する。
計数制御手段は、信号５を受けて計数手段の制御を行な
う。信号５を受けた後は、次の符号化ブロックの先頭と
なるので、符号化ブロックの先頭から復号出来るように
復号手段の同期をはかる。

【００３０】上記他の画像符号化方法によれば、符号化
後に発生した符号量とそれに対して付与する誤り訂正符
号の符号量を計数し、その全符号量から画像符号化の発
生符号量制御を行なう。

【００３１】また、この方法を用いた画像符号化装置に
よれば、発生符号量計数手段において符号化後の発生符
号量を計数し、誤り訂正符号計数手段において発生した
符号に対して付与される誤り訂正用の符号量を計数し、
符号量制御手段において符号化後の符号量と誤り訂正用
の符号量を用いて符号化手段に対して発生符号量の制御
を行なう。

【００３２】

【実施例】以下、図面を参照して実施例を詳細に説明す
る。まず、図11、12を用いて、本発明の画像符号化方法
の一実施例について説明する。用いる画像フォーマット
は、ＱＣＩＦフォーマット(176画素×144画素)とし、符
号化ブロックは、輝度信号16画素×16画素、色差信号８
画素×８画素のマクロブロック構成を用いる。また、誤
り訂正符号については、(511、493)のＢＣＨ符号を用い
る。

【００３３】本実施例における伝送データの構成を図11
に示す。発生したビット列は、476ビット毎に分割す
る。開始アドレス(図中 SA と表記： Start Address)を
９ビット、位置アドレス(図中 LAと表記： Location Ad
dress)を８ビット、誤り訂正符号(図中 EC と表記： Er
ror Correction )を18ビットとする。分割されたビット
列(476ビット)と開始アドレス(９ビット)と位置アドレ
ス(８ビット)の計493ビットに対して18ビットの誤り訂
正符号を付与して、511ビットを１フレームとする。こ
れに16ビットの同期信号(図中 Syncと表記)を付与して
伝送する。

【００３４】図11のように第１〜３ブロックラインまで
のビット列を476ビットごとに分割した場合、第１フレ
ームが第１ブロックラインの９番目のマクロブロックの
途中まで、第２フレームが第３ブロックラインの第２マ
クロブロックの途中まで、第３フレームが第３ブロック
ラインの第10マクロブロックの途中であったとする。従
って、各フレームは空間的に図12にように構成される。

【００３５】ここで、第１フレームにおいて、第１ブロ
ックラインの第９マクロブロックの途中までが、第１フ
レーム内に配置され、残りのビットが残り40ビットだっ
たとすると、この40ビットが第２フレームの開始アドレ
スと位置アドレスに続いて配置される。第２フレーム内
において第１ブロックラインの第10マクロブロックの情
報は、第２フレームの先頭から数えて58ビット目となる
[開始アドレス(９ビット)＋位置アドレス(８ビット)＋
第９マクロブロックの残り(40ビット)＝57ビット]。よ
って第２フレームの開始アドレスは58、位置アドレスは
[１、10(第１ブロックラインの第10マクロブロック)]と
なる。同様に、第３フレームにおいては、第３ブロック
ラインの第２マクロブロックの残りビットが80ビットと
すれば、開始アドレスは98(９ビット＋８ビット＋80ビ
ット)、位置アドレスは(３、３)となる。

【００３６】このように、上記実施例によれば、符号化
グループを固定長にすることにより、誤り訂正符号のフ
レームと従来の符号化グループ長を揃えることができ、
同期信号を共有することができる。

【００３７】次に、図１、２を用いて、本発明の画像符
号化装置の一実施例を説明する。図１は符号化装置の構
成を示したものであり、図２は、図１のフレーム処理化
器の詳細を示したものである。図１に示す構成例は、基
本的に図７に示した従来例の符号化側と同じ構成である
ので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明は
省略する。

【００３８】まず、各部の説明を行なう。図１におい
て、101は符号化データのビット列をフレーム構成にす
るフレーム化処理器、102は符号化されたビット列、103
は１マクロブロック(ＭＢと略す)の処理が終了したこと
を示すＭＢ終了信号、104は開始アドレス、105は同期信
号、106は位置アドレスである。また、図２において、2
01はマクロブロック数をカウントするＭＢカウンタ、20
2は入力されたビット数をカウントするビットカウン
タ、203は比較器、204は開始アドレス発生器、205は位
置アドレス発生器、206は同期信号発生器、207はマクロ
ブロック数を示すＭＢカウント値、208は入力ビット数
を示すビットカウント値、209はビット列がある固定長
(476ビット)に達したかどうかを示す比較判定結果であ
る。

【００３９】次に各部の動作の詳細を説明する。図１の
フレーム化処理器101において、入力されたビット列102
とＭＢ終了信号103から、開始アドレス104，位置アドレ
ス106，ビット列102，同期信号105を出力する。図２に
おいて、入力されたビット列102をビットカウンタ202で
カウントし、ビットカウント値208は、比較器203に入力
され、入力ビット列長がある固定値(476ビット)に達し
た場合に１となる比較判定結果209を出力する。ＭＢカ
ウンタ201は、ＭＢ終了信号が入力される毎にカウント
アップを行なう。位置アドレス発生器205は、比較判定
結果209が１の時のＭＢカウント値207からそのマクロブ
ロックの水平と垂直の位置アドレス106を算出し、出力
する。同期信号発生器206は、比較判定結果209が１の時
に同期信号を出力する。開始アドレス発生器204は、比
較判定結果209が１であり、ＭＢ終了信号103がアクティ
ブになった時にビットカウンタ値208を読み込み、開始
アドレス104を算出して出力する。

【００４０】このように、本実施例によれば、ＭＢカウ
ンタ201とビットカウンタ202と比較器203と開始アドレ
ス発生器204と位置アドレス発生器205と同期信号発生器
206とを備えているので、ビット列を固定長にし、内部
に開始アドレスと位置アドレスを持たせるビット列の構
成ができるようになる。この構成をもつビット列であれ
ば、冗長な同期信号を減少させることができ、伝送効率
を向上させることができる。

【００４１】次に本発明の画像復号方法の一実施例につ
いて説明する。入力されるビット列の数をカウントし、
ある固定長(527ビット＝同期信号16ビット＋1フレーム
のデータ511ビット)ごとに同期信号の検出を行なう。正
常に同期信号が検出できた場合は、通常の誤り訂正処理
を開始する。同期信号が検出できなかった場合、正しい
同期信号との比較を行ない、同期信号の誤りビット数を
カウントする。この誤りビット数がある閾値以下であれ
ば、その入力された誤った同期信号で同期確立を行な
い、誤り訂正処理を開始する。誤りビット数が閾値以上
であった場合は、同期を確立せずに、次の同期信号の検
出処理を行なう。

【００４２】誤り訂正されたビット列の先頭から開始ア
ドレスまでのビットは、前符号化グループの最終マクロ
ブロックの残りのビットなので、前符号化グループの復
号処理を継続して行なう。開始アドレス以降のビット
は、位置アドレスによって示される空間的な位置にある
マクロブロックの先頭の情報なので、ここでマクロブロ
ックの先頭からの復号処理を行なえるように同期をと
り、復号処理を開始する。

【００４３】このように、上記実施例によれば、従来と
は異なり、符号化グループ長が固定長であるために、同
期信号に誤りがあっても強制的に同期確立をはかること
が可能となる。また、符号化グループ内部に開始アドレ
ス及び位置アドレスを持たせることにより、符号化グル
ープが固定長にでき、かつ画像内の位置アドレスで示さ
れるマクロブロックから再同期をはかることができる。
また、発生符号量の多い重要な符号化グループには少な
いマクロブロックしか含まなくなるために、伝送誤りに
よって符号化グループが失われた場合においても、画質
劣化を最小限に抑えることができる。また、誤り訂正の
フレームと符号化グループ長が揃っているために、１つ
のフレームが誤り訂正不能であっても複数の符号化グル
ープに影響が及ぶことが無くなるので画質劣化を最小限
に抑えることができる。

【００４４】次に、図３〜５を用いて、本発明の画像復
号装置の一実施例を説明する。図３は復号装置の構成を
示したものであり、図４と図５は、図３の同期検出器と
ＭＢ開始フラグ発生器の詳細を示した構成である。図３
に示す構成は、基本的に図７(b)に示した従来例の復号
側と同じ構成であるので、同一構成部分には同一番号を
付して詳細な説明は省略する。

【００４５】まず各部の説明を行なう。図３において、
301は受信したビット列から同期の確立を行なう同期検
出器、302は誤り訂正器、303は多重化された情報を分離
する分離器、304は位置アドレスで示されるマクロブロ
ックの開始ビットを表すＭＢ開始フラグ発生器、305は
可変長復号器、306はアドレス制御器、307は同期検出フ
ラグ、308は受信・誤り訂正後のビット列、309は開始ア
ドレス、310はＭＢ開始フラグ、311は位置アドレスと開
始アドレスが分離されたビット列、312は位置アドレス
である。

【００４６】図４において、401はビット列のビット数
をカウントするビットカウンタ、402はビット数とある
固定長(527ビット)を比較し、一致したら１となるフレ
ームフラグを出力する比較器、403は同期信号と入力ビ
ット列を比較し、一致したら１となる同期フラグと不一
致ビット数を出力する同期信号検出器、404は不一致ビ
ット数がある閾値以下であれば１となる強制引込フラグ
を出力する閾値処理器、405はフレームフラグと同期フ
ラグと強制引込フラグから同期を確立するかどうかを判
定する同期判定器、406はビットカウント値、407はビッ
トカウント値とある固定長(527ビット)を比較し、一致
したら１となるフレームフラグ、408は同期信号を検出
したら１となる同期フラグ、409は同期信号と一致しな
いビット数を示す不一致ビット数、410は不一致ビット
数がある閾値以下の時に１となる強制引込フラグであ
る。

【００４７】図５において、501はカウンタ制御器、502
はカウンタ、503は開始アドレスとカウンタ値を比較す
る比較器、504はカウンタへのリセット信号、505はカウ
ンタへのイネーブル信号、506はスキップビットカウン
ト値である。

【００４８】次に各部の詳細な動作について説明する。
受信したビット列727は、同期検出器301へ入力される。
ビットカウンタ401において入力されたビット数をカウ
ントし、ビットカウント値406を出力する。この値をあ
る固定値(527ビット)と比較し、一致したら１というフ
レームフラグ407をたてて出力する。ビット列727は、同
期信号検出器403において同期信号の検出を行なう。同
期信号を検出できたら１という同期フラグ408をたてて
出力する。また、同期信号と入力されたビット列とを比
較して、一致しないビット数を不一致ビット数409とし
て出力する。閾値処理器404では、不一致ビット数409を
入力とし、この値がある閾値以下であれば１として強制
引込フラグ410を出力する。同期判定器405は、フレーム
フラグ407と同期フラグ408と強制引込フラグ410から表
１に示す論理で同期確立を行なう。同期検出フラグ307
が１の時が同期確立である。

【００４９】

【表１】

【００５０】誤り訂正器302は、同期検出フラグ307と受
信したビット列727でフレームの同期を取り、誤り訂正
を行なう。同様に分離器303も同期検出フラグ307と誤り
訂正後のビット列308とで同期をとり多重分離を行な
う。ＭＢ開始フラグ発生器304は、開始アドレス309と同
期検出フラグ307からＭＢ開始フラグを生成する。カウ
ンタ制御器501は、同期検出フラグ307が、１となった時
にカウンタ502にリセットがかかり、カウンタの動作を
開始するようなリセット信号504とイネーブル信号505を
出力する。カウンタ502は、ビットが入力されるごとに
カウントアップし、スキップビットカウント値506を出
力する。これは、前符号化グループの最終マクロブロッ
クの残りのビット数をカウントしているカウンタであ
る。比較器503はスキップビットカウント値506と開始ア
ドレス309とを比較し、これが一致したら１となるＭＢ
開始フラグを出力する。このＭＢ開始フラグ310は、カ
ウンタ制御501に入力され、カウンタ制御501はカウンタ
の動作を止めるよう制御する。このＭＢ開始フラグ310
を受けた可変長復号器305は、マクロブロックの先頭か
ら復号できるように内部で同期を取り復号処理を開始す
る。

【００５１】このように、上記実施例によれば、ビット
カウンタ401と比較器402と同期信号検出器403と閾値処
理器404と同期判定器405を備えているので、同期信号に
誤りがあっても、強制的に同期を確立することができ
る。また、カウンタ制御器501とカウンタ502と比較器50
3とを備えているために、符号化グループを固定長にで
き、画像内の位置アドレスで示されるマクロブロックか
ら再同期をはかることができる。

【００５２】次に本発明の画像符号化方法の他の実施例
について説明する。本実施例においては、階層符号化を
適用し、符号化データをＤＣＴ量子化係数の情報とそれ
以外の符号化モード・動きベクトルなどのオーバーヘッ
ド情報に分離する。優先情報は、オーバーヘッド情報で
あり、非優先情報は、ＤＣＴ量子化係数である。それぞ
れの情報に対して、可変長符号化を施し、それぞれのビ
ット列に対して同期信号を付与し、誤り訂正符号を付与
する。優先情報には多くの誤り訂正符号を付与して、伝
送誤りに対して強い耐性を持たせ、非優先情報には少な
い誤り訂正符号で耐性を弱くする。それぞれの階層での
発生符号量と誤り訂正符号量を算出して、総発生符号量
を算出する。この総発生符号量を元に、発生符号量制御
をかける。制御は、総発生符号量が多い場合には、量子
化ステップの値を大きくし、量子化値が小さくなるよう
に制御する。逆に総発生符号量が少ない場合には、量子
化ステップの値を小さくし、量子化値が大きくなるよう
に制御を行なう。

【００５３】このように、上記実施例によれば、階層符
号化を適用した場合においても、優先情報と非優先情報
の発生する比率の違いによる総発生符号量の変動にも対
応した発生符号量制御を行なうことができる。

【００５４】次にこの方法を用いた画像符号化装置の一
実施例について図６を用いて説明する。図６は、符号化
装置の構成を示したものである。図６に示す構成は、基
本的には図７に示した従来例と同じ構成であるので、同
一構成に対しては同一番号を付して、詳細な説明を省略
する。

【００５５】次に各部の説明を行なう。図６において、
601、602は多重化器、603、604は誤り訂正符号器、605
は発生符号量算出器、606は量子化制御器、607は量子化
係数、608はＤＣＴ係数情報、609はオーバーヘッド情
報、610は同期信号、611は発生符号量、612は量子化ス
テップ値である。

【００５６】次に各部の動作について説明する。入力さ
れたＤＣＴ量子化係数607、動きベクトル720、符号化モ
ード717は、可変長符号化器712でそれぞれ可変長符号化
される。ここで、係数情報608とオーバーヘッド情報609
に分離し、それぞれのビット列に対して、同期信号を多
重化器601、602において多重化する。多重化後は、誤り
訂正符号付与器603、604において、各階層毎に異なる強
さの誤り訂正符号が付与される。発生符号量算出器605
において、各階層における誤り訂正符号も含めた発生符
号量を算出して発生符号量611を出力する。量子化制御
器606では、発生符号量611から適切な量子化ステップ値
を算出して、量子化ステップ値612を出力する。量子化
器708は、量子化ステップ値612を用いて量子化を行な
う。

【００５７】このように、上記実施例によれば、多重化
器601、602と誤り訂正器603、604と発生符号量算出器60
5と量子化制御606とを備えているので、優先情報と非優
先情報の発生する比率の違いによる総発生符号量の変動
にも対応した発生符号量制御を行なうことができる。

【００５８】

【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、符号化されたビット列を固定長にできるので、同期
信号に誤りがあっても強制的に同期確立が可能であり、
また誤り訂正フレームと同じビット長に揃えることがで
きるので、冗長な同期信号を減少させることができる。
また、1フレームに訂正不可能な誤りが発生した場合で
も、１つの符号化グループに影響を抑えることができ
る。開始アドレスと位置アドレスを符号化グループに含
ませることが出来るので、画像フレーム内の位置アドレ
スで示されるマクロブロックから再同期が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の画像符号化装置の全体構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例におけるフレーム化処理器の
構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施例の画像復号装置の全体構成を
示すブロック図である。

【図４】本発明の一実施例における同期検出器の構成を
示すブロック図である。

【図５】本発明の一実施例におけるＭＢ開始フラグ発生
器の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の他の実施例の画像符号化装置の全体構
成を示すブロック図である。

【図７】従来例の画像符号化装置および画像復号装置の
全体構成を示すブロック図である。

【図８】画像フォーマットの説明図である。

【図９】従来例のビット列の構成を示す図である。

【図１０】従来例のビット列の構成を示す図である。

【図１１】本発明のビット列の構成を示す図である。

【図１２】本発明の符号化グループの構成の一例を示す
図である。

【符号の説明】

101 … フレーム化処理器、 201 … ＭＢカウンタ、 20
2,401 … ビットカウンタ、 203,402,503 … 比較器、
204 … 開始アドレス発生器、 205 … 位置アドレス発
生器、 206,713 … 同期信号発生器、 301 … 同期検出
器、302 … 誤り訂正器、 303 … 分離器、 304 … Ｍ
Ｂ開始フラグ発生器、 305 … 可変長復号器、 306,705
… アドレス制御器、 403 … 同期信号検出器、404 …
閾値処理器、 405 … 同期判定器、 501 … カウンタ
制御器、 502 … カウンタ、 601,602,714 … 多重化
器、 603,604,715 … 誤り訂正符号付与器、 605 … 発
生符号量算出器、 606 … 量子化制御器、 701 … 動き
ベクトル検出器、 702 … フレーム内／フレーム間符号
化判定器、 703 … スイッチ、 704 … フレームメモ
リ、 706 … 減算器、 707 … ＤＣＴ、 708 … 量子化
器、 709 … 逆量子化器、 710 … 逆ＤＣＴ、 711 …
加算器、 712 … 可変長符号化器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像をブロックに分割し、これを符
号化ブロックとして符号化の単位とし、複数の符号化ブ
ロックを符号化グループとして前記とは異なる符号化の
単位とし、前記符号化グループに対して特定の符号を付
与して符号化グループを認識し、符号化ブロックの情報
に対して可変長符号化を行ない、符号化データに対して
誤り訂正符号を付与する画像符号化方法において、符号
化グループ内の任意の位置のビットを示すアドレスを開
始アドレスとし、符号化ブロックの空間的な位置を示す
アドレスを位置アドレスとし、開始アドレスと位置アド
レスを符号化グループ内に含むことを特徴とする画像符
号化方法。
【請求項２】ある固定ビット長を定め、そのビット長
からなるビット列を符号化グループとすることを特徴と
する請求項１記載の画像符号化方法。
【請求項３】受信したビット列の同期信号を検出し、
位置アドレスと開始アドレスを得て、符号化ブロック内
の開始アドレスで示されるビットを位置アドレスで示さ
れる符号化ブロックの開始ビットとして復号処理を行な
うことを特徴とする画像復号方法。
【請求項４】受信したビット列からある固定ビット長毎
に同期信号の検出を行ない、検出できない場合は、ある
基準以下の誤りを許容して同期を確立することを特徴と
する請求項３記載の画像復号方法。
【請求項５】符号化データのビット数を数えるビット
計数手段と、前記ビット数とある固定値とを比較する比
較手段と、符号化ブロックの空間的な位置を示す位置ア
ドレスを発生する位置アドレス発生手段と、符号化グル
ープ内の任意の位置のビットを示す開始アドレスを発生
する開始アドレス発生手段と、前記位置アドレスと前記
開始アドレスと符号化データのビット列とを多重する多
重化手段とを備えた画像符号化装置。
【請求項６】受信したビット列のビット数を数えるビッ
ト計数手段と、前記ビット数とある固定値とを比較する
比較手段と、同期信号を検出する同期検出手段と、受信
した信号と同期信号とを比較する同期信号比較手段と、
受信した信号と同期信号との誤りがある基準以下かどう
かを判定する閾値処理手段と、同期確立するかどうかを
判定する同期判定手段と、同期確立後に入力されるビッ
ト数を数える計数手段と、それを制御する計数制御手段
と、前記ビット数と開始アドレスとを比較する比較手段
とを備えた画像復号装置。
【請求項７】入力画像に対して、符号化処理を行ない、
発生した符号量に応じて発生符号量制御を行ない、符号
化データに対して誤り訂正符号を付与する画像符号化方
法において、発生した符号量と付与された誤り訂正符号
量とを用いて発生符号量制御を行なうことを特徴とする
画像符号化方法。
【請求項８】符号化データの発生符号量を数える発生符
号量計数手段と符号化データに対して付与された誤り訂
正符号量を数える誤り訂正符号量計数手段と前記発生符
号量と前記誤り訂正符号量から符号化処理の発生符号量
を制御する符号量制御手段とを備えた画像符号化装置。