JPS60162392A

JPS60162392A - 動画像信号の復号化装置

Info

Publication number: JPS60162392A
Application number: JP59017352A
Authority: JP
Inventors: Junichi Oki; 淳一大木
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1984-02-02
Filing date: 1984-02-02
Publication date: 1985-08-24
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH0746863B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、テレビジョン信号などの動画像信号のフレー
ム間復号化装置に関するものでおる。

（従来技術とその問題点）従来フレーム間符号化・復号化を行なった場合、回線エ
ラーが発生すると、テレビ画面にエラーが残り、このエ
ラーを除去するために、定期的に画面を書替える、いわ
ゆるリフレッシユヲ走らせていた。

最近動き補償を用いたフレーム間符号化が行なわれるよ
うになって来たが、しかしながら動き補償を用いたフレ
ーム間符号化では、伝送路で発生したエラーが動き補償
により空間的に移動し、その結果エラーが拡大してしま
い、リフレッシ−を走らせてもなかなかエラーを除去す
ることができず、最悪の場合には永久に除去できないこ
ともあり得た。

この例を第１図に示したフレーム時刻ｔ、からｔ、の３
枚のテレビ画像を用いて説明する。以下単に時刻ｔ□＋
　ｈｔ　”＊と略記する。

符号化が垂直方向にはＮラインのブロック単位で行なわ
れるとすると、リフレッシュは、フレーム（画面）毎に
左上から右下へＮラインづつ移動しながら行なわれる。

なお本説明では説明を簡単にするために垂直方向の動き
補償範囲は、Ｎラインを超えないものとする。斜線部は
、これからりフレック：Ｌを行なうＮラインである。時
刻ｔ、においてブロックＢを含むＮラインをリフレッシ
ュする、また任意の、あるブロックＡに関してエラーｌ
が発生したと仮定する。時刻ｔ、で、動き補償回路で検
出されたブロックＡの近傍にあるブロックＢに対して検
出された第１図に示す大きさと方向をもつ最適ベクトル
Ｕｊ、によジブロックＢの動き補償フレーム間符号化・
復号化がなされる場合、送信側でのベクトルＵｊ、を用
いる符号化は正しく実行されるが、受信側でのベクトル
Ｕｔ、を用いるブロックＢの復号化は、ブロックＡにエ
ラーが含まれているため、時刻１１でリフレッシュした
ばかＢｏブロックＢに、ブロックＡのエラーが移動しエ
ラー２となる。時刻ｔ、では、プロ、りＢの近傍にある
ブロックＣについて検出された図中に示す大きさと方向
をもつ最適ベクトルＵｊ、によシ、時刻ｔ、と同様にブ
ロックＢに含まれるエラー２が移動し、エラー３となる
。この様に時刻がたつにつれて、エラーが移動あるいは
拡大し、リフレッシ−を行なってもなかなかエラーを除
去することができない、あるいは本例のように除去不可
能となる欠点があった。

（発明の目的）本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
、動き補償においても動きの有無・方向に関係なく確実
にリフレッシュできる方式に用いられる動画像信号の復
号化装置を提供することにある。

（発明の構成）本発明によれば、入力される動画像信号の画面内の動き
を検出して、この動きを示す情報を用いる予測符号化・
復号化において、伝送路のエラーによる画質の劣化を軽
減せしめるための画面の書替（リフレッシ−）を行なう
にあたり、リフレッシュが終了した部分について、あら
かじめ定められた時間については、動きがないことを示
す動き情報を利用した予測符号化より得られる予測誤差
信号と空間的相関を用いて得られるリフレッシュ信号の
いずれか選択された一方といずれが選択されたかを示す
選択制御信号と、動きを検出するときの、あらかじめ定
められた時間を指定する信号を少なくとも含む圧縮され
た動画謙信号の復号化を行う動画像信号の復号化装置で
あって、伝送路の伝送速度と、この圧縮された動画像信
号の復号化速度とを整合させる手段、この整合手段の出
力に含まれる前記予測誤差信号、リフレッシュ信号。

選択制御信号、あらかじめ定められた時間を指定する信
号をそれぞれ伸長する手段、動き情報を利用して発生し
た予測信号により、前記予測誤差信号から復号化する第
１の予測復号化手段、前記リフレッシュ信号から空間的
相関を用いて復号化する第２の復号化手段、前記伸長さ
れた選択制御信号に従って、前記第１の予測復号化手段
と、前記第２の復号化手段のいずれか一方を選択する選
択手段、この選択手段の出力を用いて、前記予測信号を
発生する手段、前記選択手段の出力を用いて前記あらか
じめ定められた時間以下の時刻においては画面内の動き
を検出することにより前記動き情報を発生し、前記あら
かじめ定められた時間においては、動きがないことを示
す前記動き情報を発生する動き検出手段、と全具備する
こと全特徴とする動画像信号の復号化装置が得られる。

（発明の原理）以下第２図を用いて本発明の詳細な説明する。

従来方式の欠点は、リフレッシュが終了した直後のＮラ
インについても他の箇所におけると同様に動き補償を実
行することに起因している。したがって、リフレッシ−
が終了したばかシの少なくともＮラインは、動き補償を
禁止すると上記欠点を克服することができる。以下にそ
の原理を示す。

前記と同様に時刻ｔ、で、あるブロックＡにエラーが発
生したと仮定する。ブロックＥｌ含むＮライン（斜線部
）を今からりフレッシーを行ない、リフレッシュが終了
したばかシの少なくともＮライン（黒点部）は、動き補
償を禁止する。（動き補償禁止ラインと称する）時刻１
７．では、リフレッシュが終了したばかりの少なくとも
Ｎラインは、動き補償を禁止しているため、動き補償に
よるブロックＡのエラーのブロックＢへの空間的移動は
、起こらないため、この動き補償禁止ライン内の画素の
破壊はなく、かつ時刻ｔ、で発生したブロックＡのエラ
ー１は、リフレッシュにより書替えられ除去される。時
刻ｔ３では、時刻ｔ２でリフレッシ−によ如エラーは除
去されたため、エラーが移動または、拡大することは、
ありえない。

この様にリフレッシ−が終了したばかりのＮラインを動
き補償禁止とすれば、エラーが空間的移動ある込は、拡
大することがない、すなわちリフレッシ−が終了したば
かりの領域へのエラーの移動による破壊が起らないため
１回のリフレッシュによシ、すみやかにエラーは除去さ
れる。

なお、垂直方向の動き補償範囲がＮｖ（ＮＶ＞Ｎ）の場
合には、少なくともＮｖラインを動き補角鋲止とする。

本発明における前述の垂直方向にＮラインのブロックの
大きさは種々あシ得る。たとえば１画素を１プロ、りと
見なしてもよく、（Ｉ数画素を１ブロツクと見なしても
よい。動きは、いずれにしてもブロック単位に検出され
る。以下本発明についページ）を用いると局部復号信号
のみを用いて画面内の動きベクトルを検出できるので、
送信側から受信側へベクトルを伝送しなくてよい。これ
はｌブロック単位：１画素と見なす場合の例である。以
下この例について詳細に説明する。

（実施例）第３図は、動き補修を用いたフレーム間符号化・復号化
回路の一実施例を示すブロック図である１゜符号器入力
信号線１よシ、ディジタル化されたテレビジョン信号が
動き補償付きフレーム間符号器５に供給される。リフレ
ッシュ回路２ではリフレッシュ実行信号及び動き補償禁
止信号を発生し。

信号線３および信号線４を介して動き補償付きフレーム
間符号器５に供給され、リフレッシュおよび動き補償の
実行・停止の制御を行たう。リフレッシュが指定された
ラインでは、フレーム内相関のみを用いた符号化が行な
われる。動き補償が禁止されたラインでは、フレーム間
予測符号化を行なう。これ以外のラインについては、動
き補償付きフレーム間予測符号化が行なわれる。

動き補償付きフレーム間符号器５の出力である予測誤差
は、信号線６を介して可変長符号器９に供給される。

動き補償付きフレーム間符号器５の出力信号と位相を合
わせたリフレッシュ実行信号及び動き補償禁止信号は、
それぞれ信号線７及び信号線８を介して可変長符号器９
に供給され、いかなるラインをリフレッシュおよび動き
補償禁止したかをそれぞれ示す符号に変換される。可変
長符号化された予測誤差信号は、出力され、伝送される
。伝送路１０を通シ、送られてきた上記予測誤差信号・
リフレッシ−実行信号・動き補償禁止信号を含む符号は
以下に述べるようにして復号化される。

可変長復号器１１では、可変長復号化された予測誤差信
号は、信号線１２を介して、復号したりフレッシー実行
信号・動き補償禁止信号は、それぞれ信号線１３・信号
線１４を介して、動き補償付きフレーム間復号器１５に
供給される。動き補償付きフレーム間復号器１５におい
ては、リフレッシュ実行信号に従ってリフレッシュされ
ているラインの復号においては、送信側で用いた符号化
方式に対する復号を、動き補償が禁止されたラインに対
しては、フレーム間予側による復号を、それ以外のライ
ンに対しては、動き補償付きフレーム間予側による復号
を行なう。

動き補償付きフレーム間榎号器１５で復号化された信号
は、もとのディジタル化されたテレビジョン信号となシ
、復号器出力信号線１６に出力される。次にリフレッシ
二回路２を第４図を参照して説明する。

コントロール回路１７で発生したりフレッシークロ、り
は信号線１８を介して、リフレッシ−・カウンター１９
に供給され、たとえばライン番号をカウントすることに
よシリフレッシー実行信号を発生する。リフレッシュ・
カウンター１９で発生したリフレッシュ実行信号は、た
とえばリフレッシ−速度に従って、７レーム毎あるいは
、数フレーム毎にＮラインづつ移動する。リフレッシ−
′実行信号は、信号線３を介して、第３図の動き補償付
きフレーム間符号器５に供給されるとともに、第４図の
レジスター２１に供給される。レジスター２１は、コン
トロール回路から信号線２０ｉ介して供給されるセ、ト
バルスによってリフレッシ−実行信号をＮライン時間遅
延させ、動き補償禁止信号とし、信号線４に出力する。

これによシ、リフレッシュが終ったばか９のＮラインは
、動き補償を禁止する。つぎに第５図〈幻、（ｂ）を用
いて動き補償付きフレーム間符号器及び、復号器に関し
て説明する。

第５図（ａ）において引き算器２２に、ディジタル化さ
れたテレビジョン信号が入力信号線１を介して供給され
る。ベクトル検出器３０は、フレームメモリー２８から
供給される局部復号信号よシ前述のネトラバーリの論文
に示される方法を用いて、最適なベクトルすなわち動ベ
クトルを検出する、また信号＠４を介して動き補償禁止
信号が供給され、動き補償が禁止の場合には、フレーム
間予側を示すベクトルを出力する。ベクトル検出器で検
出された最適ベクトルは、可変遅延回路２９に供給され
る。

可変遅延回路２９は、与えられた最適ベクトルにより、
フレームメモリー２８から供給される局部復号信号の遅
延時間の制御を行ない、引き算器２２及び加算器２４に
供給する。引き算器２２は、信号線１を介して供給され
る現在の信号と可変遅延回路から供給される約１フレー
ム時間前の可変遅延された信号とでフレーム間の動き補
償予測誤差を発生する。引き算器２２の計算結果、予測
誤差信号は、量子化器２３で量子化されスイッチ３１及
び加算器２４に供給される。

加算器２４では、量子化された予測誤差信号と可変遅延
回路からの約１フレーム時間前の信号とで局部復号信号
を再生する。局部復号信号は、ＤＰＣＭ符号器２５及び
スイッチ２７に供給される。

ＤＰＣＭ符号器２５は、局部復号信号を、フレーム内符
号化を用いて符号化しリフレッシュ信号としてスイッチ
３１及びＤ　Ｐ　ＣＭ復号器２６に供給する、ＤＰＣＭ
復号器２６でフレーム内局部復号を行ないスイッチ２７
に供給する。

スイッチ２７は、信号線３ｆ！！：介して供給されるリ
フレッシュ実行信号によシリフレッシュを行なう場合に
は、ＤＰＣＭ復号器２６の出力信号をフレームメモリー
２８に供給し、リフレッシュをしない場合には、加算器
２４の出力信号をフレームメモ１７−２８に供給する。

スイッチ３１はスイッチ２７と同様、リフレッシュ実行
信号により、リフレッシ−信号と予測誤差信号とを切シ
換え、信号線６を介して可変長符号器に供給する。

第５図（ｂ）は、動き補償復号器を示す図でおる。

可変長復号器より信号線１２を介して、予測誤差信号は
加算器３４に供給される。ベクトル検出器３２は、フレ
ームメモリー３７から供給される復号信号から前述のネ
トラパーリの論文に示される方法を用いて、動ベクトル
を検出する、また信号線１４によυ供給される動き補償
禁止信号によシ、動き補償の実行・停止を行なう。動き
補償禁止のときには、フレーム間を光わすベクトルを、
通常の場合は、計算・検出した動ベクトルを可変遅延回
路給され、ベクトル検出器３２から供給された動ベクト
ルにより、遅延時間の制御が行なわれた約１フレーム時
間前の復号信号を加算器３４に供給する。加算器３４は
、信号線１２を介して供給される予測誤差信号と、可変
遅延回路３３から供給される遅延時間制御のなされた約
１フレーム時間前の復号信号とで動き補償復号化を行な
い、スイッチ３６に供給する。ＤＰＣＭ復号器３５は、
信号線１２を介して供給される予測誤差信号をフレーム
内復号化し、リフレッシ−信号としてスイッチ３６に供
給する。スイッチ３６は信号線１３′ｆｔ介して供給さ
れるリフレッシ瓢実行信号によシ、切換を行なう。リフ
レッシュを行なう場合には、ＤＰＣＭ復号器３５の出力
を選び、通常の場合は、加算器３４の出力を選ぶ。スイ
ッチ３６の出力はフレームメモリー３７に供給するとと
もに、動き補償付きフレーム間復号器１５の出力として
、もとのディジタル化されたテレビジ旨ン信号となシ、
信号線１６がら出力される。

また、リフレッシュには、局部復号信号のＤＰＣＭなど
のフレーム内符号化のみならず、ＤＰＣＭ符号器２５の
入力に、信号線ｌよす供給される入力信号のＤＰＣＭを
用いる方法、または、入力ＰＣＭ信号そのままを用いる
方法がある。後者の場合ＤＰＣＭ符号器２５・ＤＰＣＭ
復号器２６・スイッチ２７およびＤＰＣＭ復号器３５は
、不要である。

ＤＰＣＭフレーム内符号化のかわシに、直交変換符号化
なども使用可能である、この場合２５は、直交変換の符
号器、２６および３５は、直交変換の復号器となる。

（発明の効果）以上詳しく説明したように本発明を用いると、動き補償
フレーム間符号化・復号化の中で発生したエラーは、移
動・拡大することなく確実にかつすみやかに除去するこ
とが可能な動き補償フレーム間符号化復号化方式に用い
ることのできる動画像信号の復号化装置を提供すること
ができ、本発明を実用に供するとその効果は、きわめて
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は動き補償によるエラーの移動・拡大を説明する
図、第２図は本発明を用いた場合にエラーが除去される状況
を説明する図、第３図は本発明の一実施例を示すブロック図、第４図は
、リフレッシ二回路を説明するブロック図、第５図（ａ）は、動き補償付きフレーム間符号器を説明
す７−ロ第５図（ｂ）は、動き補償付きフレーム間復号器を説明
する図である。図におりて参照数字は、次のものを示す。２・・・リフレッシュ回路５・・・動き補償付きフレーム間符号器９・・・可変長
符号器　１０山伝送路１１・・可変長復号器１５・・・動き補償付きフレーム間榎号器１７・・コン
トロール回Ｍ　１９・・リフレッシュ・カウンター２１
・・レジスター　２２・・・引き算器２３・・量子化器
　２４・・・加算器２５・・・ＤＰＣＭ符号器　２６・・・ＤＰＣＭ復号器
２７・・・スイッチ２８・・・フレームメモリー２９・
・・可変遅延回路　３ｏ・・ベクトル検出器３工・・・
スイッチ　３２・・ベクトル・ゲート回路３３・・可変
遅延回路　３４・・・加算器３５・・ＤＰＣＭ復号器　
３６・・・スイッチ３７・・・フレームメモリー

Claims

【特許請求の範囲】入力される動画像信号の画面内の動きを検出して、この
動きを示す情報を用いる予測符号化・復号化において、
伝送路のエラーによる画質の劣化を軽減せしめるための
画面の書替（リフレッシュ）を行なうにあたシ、リフレ
ッシュが終了した部分について、あらかじめ定められた
時間については、動きがないことを示す動き情報を利用
した予測符号化よシ得られる予測誤差信号と空間的相関
を用いて得られるリフレッシュ信号のいずれか選択され
た一方といずれが選択されたかを示す選択制御信号と、
動きを検出するときの、あらかじめ定められた時間を指
定する信号を少なくとも含む圧縮された動画像信号の復
号化を行う動画像信号の復号化装置であって、伝送路の
伝送速度と、この圧縮された動画像信号の復号化速度と
を整合させる手段、この整合手段の出力に含まれる前記
予測誤差信号、リフレッシ−信号９選択制御信号、あら
かじめ定められた時間を指定する信号をそれぞれ伸長す
る手段、動き情報を利用して発生した予測信号により、
前記予測誤差信号から復号化する第１の子側復号化手段
、前記リフレッシュ信号から空間的相関を用いて復号化
する第２の復号化手段。前記伸長された選択制御信号に従って、前記第１の予測
復号化手段と、前記第２の復号化手段のいずれか一方を
選択する選択手段、この選択手段の出力を用いて、前記
予測信号を発生する手段、前記選択手段の出力を用いて
前記あらかじめ定められた時間以外の時刻においては画
面内の動きを検出することによシ前記動き情報を発生し
、前記あらかじめ定められた時間においては、動きがな
いことを示す前記動き情報を発生する動き検出手段。とを具備することを特徴とする動画像信号の復号化装置
。