KR20010075389A - 부호화 장치, 복호화 장치, 기지국 장치 및 통신 단말 장치와 동화상 신호의 부호화 방법 및 복호화 방법 - Google Patents

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Abstract

픽쳐 계수기(205)는 통신 개시 시로부터, 입력된 픽쳐의 수를 계수하여 출력한다. 부호화 제어부(206)는 픽쳐 계수기(205)로부터의 계수값이 미리 정해진 값 (N)이하인 경우, 인트라 부호화를 행하도록 제어하기 위한 부호화 모드 정보를 출력하고, (N)보다 큰 경우, 움직임 보상 예측 방법의 부호화 모드 정보를 출력한다. 또한, 계수값이 (N-1)이하일 경우, 양자화 파라미터의 값을 크게 하고, N일 경우, 양자화 파라미터의 값을 작게 하도록 제어하는 신호를 양자화부(210)로 출력한다.

Description

동화상 신호의 부호화 장치 및 부호화 방법{DEVICE FOR ENCODING MOTION PICTURE SIGNALS AND ENCODING METHOD}
종래의 디지털 동화상 신호의 부호화 방법으로는, 1993년 3월에 권고된 ITU-T 권고 H.261에 있어서의 부호화 방법을 들 수 있다. H.261의 특징적인 부호화 방법은 움직임 보상 예측 방식이다. 움직임 보상 예측 방식은, 구체적으로는, 다음과 같이 하여 행하여진다.
우선, 입력 화상 픽쳐와 이전 부호화 픽쳐를 비교하여, 그 동안의 움직임량을 측정(움직임 검출)한다. 그 움직임량과 이전 부호화 픽쳐로부터 입력 화상 픽쳐를 예측한다. 이 예측된 화상(예측 화상)과 입력 화상 픽쳐간의 차분(예측 오차 신호)을 산출하여, 그 예측 오차 신호와 전술한 움직임량을 수신측으로 전송한다.이것에 의해, 적은 데이터량으로 화상 정보를 전송할 수 있게 한다.
또한, H.261은 상기 움직임 보상 예측 방식과는 달리, 이전 부호화 픽쳐와의 차분을 이용하지 않고서, 입력 화상 픽쳐 그 자체를 부호화하는 방법이 있고, 이 방법은 인트라 부호화 방식이라고 불린다. 인트라 부호화 방식은 움직임 보상 예측 방식에 비하여 발생하는 데이터량이 많지만, 통신 개시 시와 같이, 이전 부호화 픽쳐가 존재하지 않는 경우나, 이전 부호화 픽쳐와의 상관이 낮아, 움직임 보상 예측 방식보다도 발생하는 데이터량이 많아지는 경우에 이용된다.
또한, 전송로 상에서 전송 에러가 발생하여 화상 일부의 화질이 열화한 경우, 예측 오차 신호만을 전송하는 움직임 보상 예측 방식은 화질 열화가 다음 픽쳐 이후로 전파하여 가기 때문에, 이러한 경우에, 인트라 부호화를 이용함으로써, 화질 열화를 회복시킬 수 있다.
움직임 보상 예측 방식도 인트라 부호화 방식도, 픽쳐를 16×16 화소의 블럭(부호화 블럭)으로 분할하여, 부호화 블럭마다에 대하여 적용한다. 픽쳐 내의 모든 부호화 블럭을 강제적으로 인트라 부호화한 픽쳐를 「인트라 픽쳐」, 움직임 보상 예측 방식에 의해 부호화된 픽쳐를 「인터 픽쳐」라고 부른다.
한편, 전송 중에 전송 에러가 발생한 경우, 전송 에러에 의한 화질 열화를 억제하는 기술로서, 은폐 처리 기술이 있다. 은폐 처리 기술은 수신측에서 자발적으로 행하는 처리이며, 권고로 규정되는 내용은 아니다. 그러나, 이 처리를 함으로써, 전송 에러 발생 시의 화질 열화를 억제할 수 있다. 은폐 처리 기술의 하나로서, 전송 에러가 발생하여, 수신한 부호화 블럭 데이터를 정확하게 복호할 수 없는 경우, 이전 부호화 픽쳐의 동일 위치에 있는 부호화 블럭 데이터를 그대로 출력하는 방법이 있다.
또한, 은폐 처리 기술로서, 주변의 정확하게 복호할 수 있었던 부호화 블럭의 움직임량을 현재 부호화 블럭의 움직임량으로서 채용하고, 이것을 이용하여, 이전 부호화 픽쳐로부터 예측 화상을 생성하여 출력하는 방법 등도 있다.
화상 통신의 개시 시에는, 통상 최초의 제 1 픽쳐에는, 인트라 픽쳐를 이용한다. 이것은 움직임 보상 예측 부호화 시에 반드시 필요하게 되는 이전 부호화 픽쳐가 존재하지 않기 때문이다.
제 1 픽쳐 전송 중에, 전송 에러가 발생하면, 제 1 픽쳐 일부의 부호화 블럭을 정확하게 복호할 수 없게 된다. 이 경우, 이전 부호화 픽쳐가 존재하지 않기 때문에, 이전 부호화 픽쳐의 일부를 이용한 은폐 처리를 실행하는 것은 불가능하다. 따라서, 이 제 1 픽쳐의 일부에 대하여, 미리 정해진 값으로 은폐 처리를 하지 않을 수가 없다.
이와 같이, 제 1 픽쳐에서 전송 에러가 발생했을 때의 화질은 이전 부호화 픽쳐가 존재하는 경우에 은폐 처리를 했을 때의 화질과 비교하여, 현저하게 열화한다. 또한, 움직임 보상 예측 방식을 이용하고 있기 때문에, 제 2 픽쳐 이후는 제 1 픽쳐에 있어서의 화질 열화가 시간의 경과와 동시에 전파(傳播)되어 간다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 텔레비전 전화, 화상 회의 등에 이용하는, 디지털 동화상 신호의 부호화 장치 및 부호화 방법에 관한 것으로, 특히 전송 에러가 발생하는 전송로 상에서의 화상 통신에 있어서의 디지털 동화상 신호의 부호화 장치와 부호화 방법 및 복호 장치와 복호 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치를 구비한 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치에 대응하는 복호화 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 4는 본 발명의 부호화 장치를 구비한 무선 통신 장치에서 사용하는 신호의 프레임 구성도이다.
본 발명의 목적은 통신 개시 시에 있어서의 현저한 화질 열화를 억제할 수 있는 동화상 신호의 부호화 장치 및 부호화 방법 제공하는 것이다.
본 발명의 주제는 통신 개시 시로부터, 복수의 픽쳐를 연속(N회)하여 인트라 부호화 방식을 이용하여 부호화하고, 최초의 (N-1)픽쳐에 대하여 화질을 거칠게 전송하고, 최후의 N번째 픽쳐를 세밀하게 전송하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 부호화 장치를 구비한 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 여기서, 무선 통신 장치란, 디지털 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국 장치나 이동국과 같은 통신 단말 장치 등을 말한다. 또한, 무선 통신 장치는 휴대형 단말이어도 좋고, 컴퓨터에 접속하여 사용하는 형태여도 좋다.
이 무선 통신 장치에 있어서, 송신측에서 카메라 등의 촬상부(101)에 의해서 화상이 받아들여져, 화상 신호로서 A/D 변환기(102)로 출력된다. A/D 변환기(102)에서, 화상 신호는 디지털 음성 신호로 변환되어 부호화부(103)로 출력된다. 부호화부(103)는 디지털 음성 신호에 대하여 화상 부호화 처리를 하여, 부호화된 정보를 변복조부(104)로 출력한다. 변복조부(104)는 부호화된 화상 신호를 디지털 변조하여, 무선 송신 회로(105)로 보낸다. 무선 송신 회로(105)는 변조 후의 신호에 소정의 무선 송신 처리를 실시한다. 이 신호는 안테나(106)를 거쳐서 송신된다. 또, 프로세서(107)는 적절하게 RAM(109) 및 ROM(108)에 저장된 데이터를 이용하여 처리한다.
한편, 무선 통신 장치의 수신측에서는, 안테나(106)로 수신한 신호는 무선 수신 회로(110)에서 소정의 무선 수신 처리가 실시되어, 변복조부(104)로 보내어진다. 변복조부(104)는 수신 신호에 대하여 복조 처리를 행하여, 복조 후의 신호를 복호화부(111)로 출력한다. 복호화부(111)는 복조 후의 신호에 복호 처리를 행하여 디지털 복호 신호를 얻고, 그 디지털 복호 신호를 D/A 변환기(112)로 출력한다.D/A 변환기(112)는 복호화부(111)로부터 출력된 디지털 복호 신호를 아날로그 복호 신호로 변환하여 디스플레이 등의 표시부(113)로 출력한다. 최후에 표시부(113)가 화상을 표시한다.
여기서, 부호화부(103) 및 복호화부(111)는 RAM(109) 및 ROM(108)에 저장된 메모리를 이용하여 DSP 등의 프로세서(107)에 의해 동작한다. 또한, 이들의 동작 프로그램은 ROM(108)에 저장되어 있다.
도 2는 도 1에 나타내는 무선 통신 장치에 있어서의 부호화부에 적용되는 본 발명의 부호화 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2에 있어서, 래스터·부호화 블럭 변환부(201)는 취득한 화상 데이터를 래스터·부호화 블럭으로 변환한다. 래스터·부호화 블럭 변환부(201)에서 변환된 래스터·부호화 블럭의 위치 정보는 다중화부(216)로 보내어진다. 또한, 이 래스터·부호화 블럭 데이터(현(現) 픽쳐)는 움직임 검출부(202)로 보내어진다.
움직임 검출부(202)는 전(前) 픽쳐와 현(現) 픽쳐 사이의 차분으로부터 화상에 있어서의 움직임을 검출한다. 이 때, 전 픽쳐는 프레임 메모리(203)로부터 출력된다. 메모리 제어부(204)는 움직임 검출부(202)의 움직임량 정보에 근거하여 프레임 메모리(203)에 기억된 재생 화상의 출력을 제어한다. 또, 움직임량 정보는 가변 길이 부호화부(215)로 보내어지고, 거기서 하프만 부호로 변환되어 다중화부(216)로 보내어진다.
픽쳐 계수기(205)는 픽쳐의 매수를 계수한다. 픽쳐 계수기(205)의 계수값은 부호화 제어부(206)로 보내어진다. 부호화 제어부(206)는 인트라 부호화 모드인지움직임 보상 예측 방식 모드인지를 판정하여, 판정한 부호화 모드를 스위치(207)로 출력하고, 그 부호화 모드에 따라서 양자화 파라미터를 제어한다. 이 양자화 파라미터는 양자화부(210)로 보내어진다. 또, 부호화 모드 정보는 다중화부(216)로 보내어진다.
부호화 블럭 데이터는 움직임 보상 예측 방식 모드일 경우, 감산기(208)에서 프레임 메모리(203)에 기억된 전 픽쳐와 비교되고, 그 차분은 이산 코사인 변환부(DCT)(209)로 보내어진다. 또, 인트라 부호화 모드의 경우, 그대로의 부호화 블럭 데이터가 이산 코사인 변환부(209)로 보내어진다.
이산 코사인 변환 후의 데이터는 양자화부(210)로 보내어지고, 부호화 제어부(206)로부터 보내어진 양자화 파라미터에 근거하여 양자화된다. 이 DCT 계수의 양자화 데이터는 가변 길이 부호화부(211)로 보내어짐과 동시에, 역양자화부(212)로 보내어진다. 가변 길이 부호화부(211)는 DCT 계수의 양자화 데이터를 하프만 부호로 변환하여 다중화부(216)로 보낸다.
역양자화부(212)로 보내어진 DCT 계수의 양자화 데이터는 역양자화되어 DCT 계수로 되어, 역이산 코사인 변환부(213)로 보내어진다. 역이산 코사인 변환부(213)는 DCT 계수를 이용하여 역이산 코사인 변환을 행하여, 전 픽쳐와 현 픽쳐간의 차분에 상당하는 부호화 블럭 데이터를 얻는다.
가산기(214)는 이 부호화 블럭 데이터와 전 픽쳐를 가산하여 현 픽쳐를 얻고, 즉 움직임 분을 전 픽쳐로 갱신하여 현 픽쳐를 얻는다. 그 현 픽쳐는 프레임 메모리(203)로 보내어져 저장된다.
다중화부(216)는 DCT 계수, 움직임량 정보, 부호화 블럭의 위치 정보 및 부호화 모드를 다중화하여 다중화 데이터를 얻는다. 이 다중화 데이터가 송신된다.
다음에, 상기 구성을 갖는 부호화 장치의 동작에 대하여 설명한다.
입력 화상은 래스터·부호화 블럭 변환부(201)에 있어서, 예컨대 16×16 화소 크기의 부호화 블럭으로 분할되어 출력된다. 이어서, 분할된 부호화 블럭 데이터는 움직임 검출부(202)로 보내어지고, 거기서 프레임 메모리(203) 내의 전 픽쳐와 비교되어, 현 부호화 블럭의 움직임량(전 픽쳐와 현 픽쳐간의 차분)이 구해진다. 이 움직임량 정보는 가변 길이 부호화부(215)로 보내어지고, 거기서 하프만 부호로 변환되어 다중화부(216)로 보내어진다.
픽쳐 계수기(205)는 통신 개시 시부터 입력된 픽쳐의 수를 카운트하여 출력한다. 픽쳐 계수기(205)에는, 부호화할 화상을 선택하는 처리부(도시하지 않음)에서 미리 선택된 화상의 정보(부호화 화상 선택 정보)가 입력된다. 픽쳐 계수기(205)는 그 화상 정보의 입력마다 카운트업한다. 또한, 픽쳐 계수기(205)는 장치 전원이 ON되었을 때 혹은 화상 전송의 초기에 자동적으로 리셋되게 되어 있다.
스위치(207)는 부호화 제어부(206)의 부호화 방식의 정보에 따라서 프레임 메모리(203)로부터의 픽쳐 출력을 전환한다. 구체적으로는, 인트라 부호화 방식의 경우는 스위치(207)를 0으로 전환하고, 움직임 보상 예측 방식의 경우는 스위치(207)를 프레임 메모리(203)로 전환하여, 프레임 메모리(203)로부터 전 픽쳐의 데이터를 감산기(208)로 출력시킨다.
감산기(208)는 전 픽쳐와 현 부호화 블럭 데이터와의 차분을 구하여, 그 차분값을 이산 코사인 변환부(209)로 출력한다. 이산 코사인 변환부(209)에 있어서는, 차분값이 주파수 영역으로 변환되고, DCT 계수로 되어 양자화부(210)로 보내어진다. 양자화부(210)는 DCT 계수를 양자화하여, 양자화 데이터로서 가변 길이 부호화부(211)로 보낸다. 가변 길이 부호화부(211)는 양자화된 데이터를 하프만 부호로 변환한다. 또, 인트라 부호화 방식의 경우, 차분값은 그대로 부호화 블럭 데이터로 되고, 움직임 보상 예측 방식의 경우, 차분값은 움직임 예측 오차 신호로 된다.
양자화된 주파수 영역의 DCT 계수는 역양자화부(212)와 역이산 코사인 변환부(213)에서도 그 차분값으로 복귀되고, 프레임 메모리(203)로부터의 전 픽쳐로 가산되어, 다음 픽쳐의 부호화에 이용하기 위해서 프레임 메모리(203)에 기입된다.
하프만 부호로 변환된 부호화 블럭 데이터, DCT 계수, 움직임량 정보, 부호화 블럭 위치 정보 및 부호화 모드는 다중화부(216)에서 하나의 데이터로서 다중화되어 출력된다. 예컨대, 다중화 데이터에 있어서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 개시 코드(401), 헤더(403) 사이에 부호화 블럭 위치 정보(402)가 배치되어, 헤더(403)에 계속해서 부호화 모드 정보(404), 움직임량 정보(405) 및 코사인 변환의 계수(406)가 배치된다.
본 발명의 부호화 장치에 있어서는, 상술한 픽쳐 계수기를 이용하는 것에 의해, 통신 개시 시 혹은 화상 전송의 초기에, 복수회 같은 화상을 전송하고, 기준으로 되는 제 1 화상을 확실하게 전송하여, 후단의 처리, 즉 기준 화상과의 차분을기준 화상으로 갱신하는 처리를 확실하게 한다. 그 결과, 화상 수신측에서의 화질 열화를 저감시킬 수 있다.
다음에, 이 피크 계수기에 의한 전송 제어에 대하여 설명한다.
부호화 제어부(206)는 픽쳐 계수기(205)로부터의 계수값이 미리 정해진 값 (N) 이하인 경우, 인트라 부호화를 하도록 제어하는 부호화 모드 정보를 양자화부(210)로 출력한다. 이 경우, 부호화 제어부(206)로부터의 지시에 의해, 스위치(207)는 0측으로 전환되기 때문에, 양자화부(210)는 인트라 픽쳐에 대한 DCT 계수의 양자화를 실행한다.
또한, 픽쳐 계수기(205)의 계수값이 N보다 큰 경우, 움직임 보상 예측 방식의 부호화를 하도록 제어하는 부호화 모드 정보를 양자화부(210)에 출력한다. 이 경우, 부호화 제어부(206)로부터의 지시에 의해, 스위치(207)는 프레임 메모리(203) 측으로 전환되기 때문에, 양자화부(210)는 인터 픽쳐에 대한 DCT 계수의 양자화를 실행한다.
또한, 부호화 제어부(206)는 계수기 값이 (N-1)이하일 경우, 양자화 파라미터의 값을 크게, 즉 화상이 거칠게 되도록, N일 경우에, 양자화 파라미터의 값을 작게, 즉 화상이 세밀하게 되도록 제어하는 신호를 양자화부(210)로 출력한다.
예컨대, N=3인 경우, 즉 복수 전송의 회수가 3회인 경우, 각 픽쳐에 있어서의 부호화 모드와 양자화 파라미터의 일례를 이하에 나타낸다.
제 1 픽쳐 : 인트라 부호화 방식 양자화 파라미터 31
제 2 픽쳐 : 인트라 부호화 방식 양자화 파라미터 31
제 3 픽쳐 : 인트라 부호화 방식 양자화 파라미터 8
제 4 픽쳐이후 : 움직임 보상 예측 방식 양자화 파라미터는 임의
(양자화 파라미터는 작을 수록 화상이 세밀한 것을 의미함)
복수회 전송을 행하는 화상의 화질 및 전송 회수는 확실하게 전송이 행하여지는 것 및 데이터량을 고려하고 결정할 수 있다. 이들을 고려하면, 상기한 바와 같이, 전송 회수를 3회, 최종의 화상만을 세밀하게 하는 것이 바람직하다.
여기서, 전송 회수를 3회로 한 경우의 에러가 발생하기 어려운 정도를 계산하여 보면 아래와 같이 된다. 전제 조건으로서,
전송 에러율을 1e-4(평균 1만 비트에 대하여 1비트 에러 발생)
세밀한 화질일 때의 부호량을 16000 비트
거친 화질일 때의 부호량을 6400 비트
로 한다.
제 1 픽쳐와 제 2 픽쳐를 거칠게 부호화하고, 제 3 픽쳐를 세밀하게 부호화한 경우,
제 1 픽쳐의 부호량이 6400 비트
제 2 픽쳐의 부호량이 6400 비트
제 3 픽쳐의 부호량이 16000 비트
로 된다.
이 때, 전송 에러율이 1e-4이면, 제 1 픽쳐에 전송 에러가 발생하는 것은 6400비트×1e-4=0.64로 된다. 또한, 제 1 픽쳐의 안에 포함되는 전송 단위(화면을띠 형상으로 구분하여 전송할 때의 단위)의 수는 9개라고 하면, 9개의 전송 단위 내의 어느 것인가에 에러가 발생하는지에 대한 확률이 균등이면, 6400비트×1e-4×1/9=0.07로 된다.
마찬가지로, 제 2 픽쳐에 대해서도, 6400비트×1e-4×1/9=0.07로 된다. 제 3 픽쳐에 대해서는, 부호량이 16000비트이기 때문에, 16000비트×1e-4×1/9=0.18로 된다.
9개의 전송 단위의 중, 3회라도 전부가 동일 위치에 에러가 올 확률은 0.07×0.07×0.18=0.008로 된다.
종래의 부호화 장치는 제 1 픽쳐만 인트라 부호화 방식의 픽쳐이며, 제 2 픽쳐 이후는 움직임 보상 예측 방식의 픽쳐이기 때문에, 기준 화상을 사용할 수 없게 될 확률(부호화 블럭이 전송 에러에 의해 복호할 수 없을 확률)은 0.18로 된다. 따라서, 종래의 부호화 장치에 비하여 약 95% 기준 화상이 사용될 수 없게 하는 확률을 저하시킬 수 있다.
또, 부호량에 대해서는, 인트라 부호화 방식(Ia) 부호량(세밀) : 인트라 부호화 방식(Ib) 부호량(거침) : 움직임 보상 예측 방식(P) 부호량은 약 7:3:1이기 때문에, 통신 개시로부터 4픽쳐까지의 부호량을 비교하면, 종래 : I P P P=7, 1, 1, 1=9, 본 발명 : Ib Ib Ia P=3, 3, 7, 1=14로 되어, 증가량은 약 1.5배로 된다.
이와 같이, 부호량의 증가량이나 제 1 픽쳐를 사용할 수 없게 될 확률을 고려하여, 전송 회수나 화질 등을 결정할 수 있다. 입력 화상에 의해 발생 부호량이 다르기 때문에, 이들의 전송 회수나 화질은 적절하게 변경하여 실행한다.
본 발명의 부호화 장치에 있어서는, 통신 개시 시로부터, 복수의 픽쳐를 연속(N회)하여 인트라 부호화 방식을 이용해 부호화하여, 최초의 (N-1)픽쳐에 대하여 화질을 거칠게 전송하고, 최후의 N번째 픽쳐를 세밀하게 전송한다.
본 발명에 의하면, (N-1)회 연속하여 인트라 픽쳐를 전송하는 것에 의해, 동일 위치의 부호화 블럭을 한번도 정확하게 복호할 수 없게 된다고 하는 확률을 작게 하는 것이 가능해져, 화질 열화를 전파시키지 않게 된다. 따라서, 제 1 픽쳐에 전송 에러가 발생하여, 정확하게 복호할 수 없는 부호화 블럭이 있는 경우에 있어서도, 다음 픽쳐가 인트라 부호화되어 전송되기 때문에, 다음 픽쳐에 있어서, 동일 위치의 부호화 블럭을 전송 에러에 의해 정확하게 복호할 수 없는 한, 그 부분의 화질 열화를 회복시키는 것이 가능해진다.
이 경우, 인트라 픽쳐는 움직임 보상 예측 부호화 방식의 인터 픽쳐와 비교하여 부호량이 많아지기 때문에, 송신측에서 수신측으로 전송되기까지의 시간을 많이 필요로 한다. 따라서, 최초 (N-1)픽쳐의 화질을 거칠게 전송함으로써, 부호량을 적게 억제하여 전송 시간을 단축시키고 있다. 또한, (N-1)픽쳐의 화질을 거칠게 하여, 부호량을 적게 함으로써, 그 픽쳐에 전송 에러가 생길 확률을 작게 할 수 있다.
(실시예 2)
도 3은 실시예 1에 따른 부호화 장치에 대응하는 복호화 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3에 있어서, 수신 신호는 분리부(301)로 보내어지고, 거기서 DCT 계수의 하프만 부호, 움직임량 정보의 하프만 부호, 부호화 블럭 위치 정보, 부호화 모드 정보로 분리되어, 각각의 처리부로 보내어진다. 구체적으로는, DCT 계수는 가변 길이 복호화부(302)로 보내어지고, 움직임량 정보는 가변 길이 복호화부(305)로 보내어지고, 부호화 블럭 위치 정보는 프레임 메모리(307) 및 복호 에러 메모리(310)로 보내어지며, 부호화 모드 정보는 인트라 송신 요구 판정부(309)로 보내어진다.
가변 길이 복호화부(302)에서 복호화된 DCT 계수는 역양자화부(303)로 보내어져 역양자화된다. 이 역양자화된 DCT 계수는 역이산 코사인 변환부(304)로 보내어지고, 거기서 역이산 코사인 변환에 사용된다.
가변 길이 복호화부(305)에서 복호화된 움직임량 정보는 메모리 제어부(306)로 보내어진다. 메모리 제어부(306)는 프레임 메모리(307)로부터 출력하는 픽쳐를 제어한다. 또, 가변 길이 복호화부(302,305)에 있어서, 복호 에러가 발생하면, 복호 에러 메모리(310)로 복호 에러 신호가 보내어진다.
인트라 송신 요구 판정부(309)는 복호 에러가 발생한 픽쳐가 인트라 픽쳐인 지 여부에 의해, 즉 인트라 부호화 방식으로 한번도 정확하게 복호할 수 없는 부호화 블럭이 있는지 여부에 의해, 인트라 송신 요구의 필요 여부를 판정하여, 통신 상대측에 인트라 송신 요구 신호를 보낸다.
이 복호화 장치에 있어서는, 통신 개시 시로부터 수신한 인트라 픽쳐 중, 전송 에러에 의해 정확하게 복호할 수 없던 부호화 블럭의 위치를 메모리에 기억해 두고, 통신 개시 후, 처음으로 인터 픽쳐를 수신한 경우에 있어서, 한번도 인트라부호화 방식에 의해 정확하게 복호할 수 없던 부호화 블럭이 존재했을 때, 송신측에 대하여, 인트라 픽쳐의 송신 요구를 보내도록 제어한다. 구체적으로는, 인터 픽쳐를 처음으로 검출한 경우, 정확하게 복호할 수 없던 부호화 블럭이 존재하는지 여부를, 메모리를 참조하여 확인하고, 송신측에 인트라 픽쳐 송신 요구를 보낼지 여부를 판정한다.
이것은 다음과 같은 이유에 의한다. 즉, 인터 픽쳐 수신시에, 한번도 정확하게 인트라 부호화 방식에 의해 복호할 수 없는 부호화 블럭이 존재하는 경우, 그 부호화 블럭은 화상 데이터가 아무 것도 기입되어 있지 않기 때문에, 그 부분의 화질은 현저하게 열화되어 있다. 이러한 부호화 블럭이 존재하는 것에 관계없이, 인터 픽쳐를 수신하면, 이 화질 열화가 전파되어 보기 흉한 화상의 출력을 계속하게 된다.
그래서, 통신 개시 후, 인트라 부호화 방식으로 한번도 정확하게 할 수 없는 부호화 블럭의 위치를 기억해 두고, 통신 개시 후, 처음으로 인터 픽쳐를 수신했을 때, 인트라 부호화 방식으로 한번도 정확하게 복호할 수 없는 부호화 블럭이 있으면, 그 인터 픽쳐는 복호시키지 않고, 인트라 픽쳐를 송신측에 요구한다. 이에 따라, 인트라 부호화 방식으로 한번도 정확하게 할 수 없는 부호화 블럭이 없는 인트라 픽쳐를 얻을 수 있고, 인트라 부호화 방식으로 한번도 정확하게 할 수 없던 부호화 블럭을 인터 픽쳐에 의해 참조하지 않게 되어, 현저한 화질 열화의 시간적인 전파를 피하는 것이 가능해진다.
다음에, 상기 구성의 복호화 장치의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 송신측에서 보내져 온 데이터는 분리부(301)에서, DCT 계수의 하프만 부호와 움직임량 정보의 하프만 부호와 부호화 블럭 위치 정보와 부호화 모드 정보로 분리된다.
DCT 계수의 하프만 부호는 가변 길이 복호부(302)에 있어서, 양자화 후의 DCT 계수로 복호되고, 역양자화부(303)에 있어서, DCT 계수로 역양자화된다. 이 역양자화된 DCT 계수는 역이산 코사인 변환부(304)로 보내어지고, 거기서 역이산 코사인 변환에 이용되어 화상 데이터를 얻을 수 있다.
움직임량 정보의 하프만 부호도 마찬가지로 가변 길이 복호부(305)에서 움직임량 정보로 복호되어, 메모리 제어부(306)로 보내어진다. 메모리 제어부(306)는 움직임량 정보에 근거하여, 프레임 메모리(307)로부터 화상 데이터를 판독하기 위한 어드레스 산출을 행한다.
프레임 메모리(307)의 출력과 역이산 코사인 변환 후의 화상 데이터는 가산기(308)에서 가산되어 재생 화상이 재생된다. 재생 화상은 출력됨과 동시에, 다음 픽쳐의 복호에 이용하기 위해서 프레임 메모리(307)에 기억된다.
가변 길이 복호부(302, 305)는 복호 중에, 전송 에러에 의해, 가변 길이 부호로서 존재하지 않는 부호를 검출한 경우, 복호 에러 신호를 각각 출력한다. 복호 에러 메모리(310)는 어떤 부호화 블럭을 정확하게 복호할 수 없었는지를 부호화 블럭 단위로 기억한다.
복호 에러 메모리(310)는 0도 1도 아닌 값으로 초기화되어 있고, 정확하게 복호된 부호화 블럭에 대하여는 0, 복호 에러가 발생한 부호화 블럭에 대하여는 1이 되도록 기입된다. 한번 0으로 기입된 부호화 블럭에 대하여는, 그 후 그 부호화 블럭에 복호 에러가 발생했다고 하여도, 1로는 기입하지 않도록 제어한다. 즉, 복호 에러가 발생한 경우, 복호 에러 메모리(310)로부터 그 부호화 블럭의 에러 상태를 판독한다. 만약 0이었다면, 복호 에러 메모리(310)의 내용을 갱신하지 않고, 초기값이었다면 1을 기입하고, 1이었다면 그대로로 한다.
이와 같이 제어하는 것에 의해, 한번이라도 인트라 부호화 모드로 정확하게 복호할 수 있었던 부호화 블럭은, 그 후 정확하게 복호되지 않더라도, 복호 에러 메모리(310)에 기억되지 않도록 하는 것이 가능해진다.
인트라 송신 요구 판정부(309)는 분리된 부호화 모드 정보를 받아, 수신 개시 후 처음으로 인터 픽쳐를 수신한 경우, 복호 에러 메모리(310)를 참조한다. 부호화 모드가 인트라 부호화 모드이고, 한번도 정확하게 복호되어 있지 않은 부호화 블럭이 복호 에러 메모리(310)에 존재한 경우, 송신측(통신 상대측)에 대하여 인트라 송신 요구 신호를 출력한다.
또, 복호 측에 있어서, 은폐 처리 기능을 갖고 있는 경우, 제 N 픽쳐 수신시에, 전송 에러가 발생한 경우에 있어서도, 은폐 처리를 실행하기 위한 이전 부호화 픽쳐는 이미 존재하고, 또한 (N-1)회 연속으로 동일 위치의 부호화 블럭을 정확하게 복호할 수 없을 확률은 대단히 낮기 때문에 현저한 화질 열화를 피하는 것이 가능해진다.
이러한 제어를 하는 것에 의해, 인트라 부호화 방식으로 한번도 정확하게 할 수 없는 부호화 블럭이 없는 인트라 픽쳐를 얻을 수 있어, 인트라 부호화 방식으로한번도 정확하게 할 수 없는 부호화 블럭을 인터 픽쳐에 의해 참조하지 않게 되어, 현저한 화질 열화의 시간적인 전파를 피하는 것이 가능해진다.
상술한 본 발명의 부호화 장치 및 복호화 장치를 겸비하는 구성으로 하여, 송신측과 수신측에서, 이 구성을 사용하는 것에 의해, 쌍 방향 화상 통신이 가능해진다.
또, 상기 실시예 1, 2에 따른 동화상 부호화/복호화는 동화상 부호화 장치/동화상 복호화 장치로서 설명하고 있지만, 이들의 동화상 부호화/복호화를 소프트웨어로 구성하여도 좋다. 예컨대, 상기 동화상 부호화/복호화의 프로그램을 ROM에 저장하여, 그 프로그램에 따라서 CPU의 지시에 의해 동작시키도록 구성하여도 좋다. 또한, 이러한 소프트웨어를 기록한 매체로부터 컴퓨터에 의해 소프트웨어를 판독하여, 컴퓨터에 의해 동화상 부호화/복호화를 실행시키도록 하여도 좋다. 이러한 경우에 있어서도, 상기 실시예 1, 2와 마찬가지의 작용 및 효과를 보인다.
상기 실시예는 전송 중에 에러를 발생하기 쉬운 무선 전송로에 있어서의 경우에 대하여 설명하고 있지만, 본 발명은 유선 전송로의 경우에도 적용하는 것이 가능하다. 본 발명은 특히, 무선 화상 통신 단말에서 그 효과를 발휘한다.
본 발명의 부호화 장치는 동화상 신호를 복수로 분할하여 이루어지는 부호화 블럭을 그대로 부호화하는 인트라 부호화를 하는 인트라 부호화부와, 통신 개시 시로부터 N매의 픽쳐에 대하여 연속하여 인트라 부호화를 하도록 부호화 제어를 행하는 부호화 제어부를 구비하는 구성을 채용한다.
이 구성에 의하면, (N-1)회 연속하여 인트라 픽쳐를 전송하는 것에 의해, 동일 위치의 부호화 블럭이 한번도 정확하게 복호할 수 없게 된다고 하는 확률을 작게 하는 것이 가능해져, 화질 열화를 전파시키는 일이 없게 된다. 따라서, 제 1 픽쳐에 전송 에러가 발생하여, 정확하게 복호할 수 없는 부호화 블럭이 있는 경우에 있어서도, 다음 픽쳐가 인트라 부호화되어 전송되기 때문에, 다음 픽쳐에 있어서, 동일 위치의 부호화 블럭을 전송 에러에 의해 정확하게 복호할 수 없는 한, 그 부분의 화질 열화를 회복시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 부호화 장치는 상기 부호화 제어부가 통신 개시 시로부터 (N-1)매의 픽쳐에 대해서는 비교적 화질을 거칠게 하고, 통신 개시 시로부터 N매의 픽쳐에 대해서는 비교적 화질을 세밀하게 하는 구성을 채용한다.
이 구성에 의하면, 부호량을 적게 억제하여, 전송 시간을 단축시킬 수 있어, 픽쳐에 전송 에러가 생길 확률을 작게 하는 것이 가능해진다.
본 발명의 복호 장치는 화상 부호화 데이터를 복호화하는 복호화부와, 화상 부호화 데이터가 인트라 부호화된 화상 부호화 데이터인 경우, 전송 에러에 의해 정확하게 복호화할 수 없던 화상 부호화 데이터에 대응하는 동화상 신호에 있어서의 부호화 블럭의 위치 정보를 기억하는 기억부와, 통신 개시 이후 처음으로 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터가 수신된 경우, 기억부에 한번도 정확하게 복호할 수 없던 부호화 블럭이 존재하는지 여부를 확인하여, 존재가 확인되었을 때에 인트라 부호화된 픽쳐를 송신할 것을 요구하는 요구부를 구비하는 구성을 채용한다.
이 구성에 의하면, 인트라 부호화 방식으로 한번도 정확하게 할 수 없는 부호화 블럭이 없는 인트라 픽쳐를 얻을 수 있어, 현저한 화질 열화의 시간적인 전파를 피하는 것이 가능해진다.
본 발명의 복호 장치는 복호화부가 통신 개시 이후 처음으로 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터가 수신된 경우, 기억부에 한번도 정확하게 복호화할 수 없던 부호화 블럭이 존재할 때에, 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터를 복호화하지 않는 구성을 채용한다.
이 구성에 의하면, 인트라 부호화 방식으로 한번도 정확하게 할 수 없는 부호화 블럭을 인터 픽쳐에 의해 참조하는 일이 없게 되어, 현저한 화질 열화의 시간적인 전파를 피하는 것이 가능해진다.
본 발명의 부호화 방법은 동화상 신호를 복수로 분할하여 이루어지는 부호화 블럭을 그대로 부호화하는, 인트라 부호화를 행하는 인트라 부호화 공정과, 통신 개시 시로부터 N매의 픽쳐에 대하여 연속하여 인트라 부호화를 행하도록 부호화의 제어를 함과 동시에, 통신 개시 시로부터 (N-1)매의 픽쳐에 대해서는 비교적 화질을 거칠게 하고, 통신 개시 시로부터 N매의 픽쳐에 대해서는 비교적 화질을 세밀하게 하는 부호화 제어 공정을 구비한다.
이 방법에 의하면, (N-1)회 연속하여 인트라 픽쳐를 전송하는 것에 의해, 동일 위치의 부호화 블럭을 한번도 정확하게 복호할 수 없게 된다는 확률을 작게 하는 것이 가능해져, 화질 열화를 전파시키는 일이 없게 된다. 따라서, 제 1 픽쳐에 전송 에러가 발생하여, 정확하게 복호할 수 없는 부호화 블럭이 있는 경우에 있어서도, 다음 픽쳐가 인트라 부호화되어 전송되기 때문에, 다음 픽쳐에 있어서, 동일위치의 부호화 블럭이 전송 에러에 의해 정확하게 복호할 수 없는 한, 그 부분의 화질 열화를 회복시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 복호 방법은 화상 부호화 데이터를 복호화하는 복호화 공정과, 상기 화상 부호화 데이터가 인트라 부호화된 화상 부호화 데이터인 경우, 전송 에러에 의해 정확하게 복호화할 수 없던 화상 부호화 데이터에 대응하는 동화상 신호에 있어서의 부호화 블럭의 위치 정보를 기억하는 기억 공정과, 통신 개시 이후 처음으로 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터가 수신된 경우, 한번도 정확하게 복호할 수 없던 부호화 블럭이 존재하는지 여부를 확인하여, 존재가 확인되었을 때에 인트라 부호화된 픽쳐를 송신할 것을 요구하는 요구 공정을 구비한다.
이 방법에 의하면, 인트라 부호화 방식으로 한번도 정확하게 할 수 없는 부호화 블럭이 없는 인트라 픽쳐를 얻을 수 있어, 현저한 화질 열화의 시간적인 전파를 피하는 것이 가능해진다.
본 발명의 복호 방법은, 복호화 공정에서, 통신 개시 이후 처음으로 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터가 수신된 경우, 한번도 정확하게 복호화할 수 없던 부호화 블럭이 존재할 때에, 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터의 복호화를 행하지 않는다.
이 방법에 의하면, 인트라 부호화 방식으로 한번도 정확하게 할 수 없는 부호화 블럭을 인터 픽쳐에 의해 참조하는 일이 없게 되어, 현저한 화질 열화의 시간적인 전파를 피하는 것이 가능해진다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 동일 위치의 부호화 블럭이 인트라 부호화방식으로 한번도 정확하게 복호되지 않게 될 확률을 낮게 억제할 수 있어, 현저한 화질 열화를 시간적으로 전파시키지 않게 되므로, 전송 에러가 발생하는 전송로를 이용한 화상 전송을 행하여도, 보기 쉬운 화상을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 동일 위치의 부호화 블럭이 정확하게 한번도 인트라 부호화 방식으로 복호되어 있지 않은 부호화 블럭이 있는 경우, 인터 픽쳐의 복호를 실행하지 않기 때문에, 현저한 화질 열화를 피하여, 시간적으로 열화를 전파시키는 일이 없게 되어, 보기 쉬운 화상을 제공하는 것이 가능해진다.
본 명세서는 1999년 7월 28일 출원된 특허 출원 평성 11-213808호에 근거한다. 이 내용은 전부 여기에 포함시켜 둔다.
본 발명은 디지털 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국 장치나 이동국 등의 통신 단말 장치에 적용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 동화상 신호를 복수로 분할하여 이루어지는 부호화 블럭을 그대로 부호화하는 인트라 부호화를 행하는 인트라 부호화 수단과,
    통신 개시 시로부터 N매의 픽쳐에 대하여 연속하여 인트라 부호화를 행하도록 부호화를 제어하는 부호화 제어 수단을 구비하는
    동화상 신호의 부호화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부호화 제어 수단은 통신 개시 시로부터 (N-1)매의 픽쳐에 대해서는 비교적 화질을 거칠게 하고, 통신 개시 시로부터 N매의 픽쳐에 대해서는 비교적 화질을 세밀하게 하는 동화상 신호의 부호화 장치.
  3. 동화상 신호의 부호화 장치를 구비한 기지국 장치에 있어서,
    상기 부호화 장치는
    동화상 신호를 복수로 분할하여 이루어지는 부호화 블럭을 그대로 부호화하는 인트라 부호화를 행하는 인트라 부호화 수단과,
    통신 개시 시로부터 N매의 픽쳐에 대하여 연속하여 인트라 부호화를행하도록 부호화를 제어하는 부호화 제어 수단을 구비하는
    기지국 장치.
  4. 동화상 신호의 부호화 장치를 구비한 통신 단말 장치에 있어서,
    상기 부호화 장치는
    동화상 신호를 복수로 분할하여 이루어지는 부호화 블럭을 그대로 부호화하는 인트라 부호화를 행하는 인트라 부호화 수단과,
    통신 개시 시로부터 N매의 픽쳐에 대하여 연속하여 인트라 부호화를 행하도록 부호화를 제어하는 부호화 제어 수단을 구비하는
    통신 단말 장치.
  5. 화상 부호화 데이터를 복호화하는 복호화 수단과,
    상기 화상 부호화 데이터가 인트라 부호화된 화상 부호화 데이터인 경우, 전송 에러에 의해 정확하게 복호화할 수 없었던 화상 부호화 데이터에 대응하는 동화상 신호에 있어서의 부호화 블럭의 위치 정보를 기억하는 기억 수단과,
    통신 개시 이후 처음으로 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터가 수신된 경우, 상기 기억 수단에 한번도 정확하게 복호할 수 없던 부호화 블럭이 존재하는지 여부를 확인하여, 존재가 확인되었을 때에 인트라 부호화된 픽쳐를 송신할 것을 요구하는 요구 수단을 구비하는
    동화상 신호의 복호화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복호화 수단은 통신 개시 이후 처음으로 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터가 수신된 경우, 상기 기억 수단에 한번도 정확하게 복호화할 수 없던 부호화 블럭이 존재할 때에, 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터의 복호화를 행하지 않는 동화상 신호의 복호화 장치.
  7. 동화상 신호의 복호 장치를 구비한 기지국 장치에 있어서,
    상기 복호 장치는
    화상 부호화 데이터를 복호화하는 복호화 수단과,
    상기 화상 부호화 데이터가 인트라 부호화된 화상 부호화 데이터인 경우, 전송 에러에 의해 정확하게 복호화할 수 없던 화상 부호화 데이터에 대응하는 동화상 신호에 있어서의 부호화 블럭의 위치 정보를 기억하는 기억 수단과,
    통신 개시 이후 처음으로 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터가 수신된 경우, 상기 기억 수단에 한번도 정확하게 복호할 수 없던 부호화 블럭이 존재하는지 여부를 확인하여, 존재가 확인되었을 때에 인트라 부호화된 픽쳐를 송신할 것을 요구하는 요구 수단을 구비하는
    기지국 장치.
  8. 동화상 신호의 복호 장치를 구비한 통신 단말 장치에 있어서,
    상기 복호 장치는
    화상 부호화 데이터를 복호화하는 복호화 수단과,
    상기 화상 부호화 데이터가 인트라 부호화된 화상 부호화 데이터인 경우, 전송 에러에 의해 정확하게 복호화할 수 없던 화상 부호화 데이터에 대응하는 동화상 신호에 있어서의 부호화 블럭의 위치 정보를 기억하는 기억 수단과,
    통신 개시 이후 처음으로 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터가 수신된 경우, 상기 기억 수단에 한번도 정확하게 복호할 수 없던 부호화 블럭이 존재하는지 여부를 확인하여, 존재가 확인되었을 때에 인트라 부호화된 픽쳐를 송신할 것을 요구하는 요구 수단을 구비하는
    통신 단말 장치.
  9. 동화상 신호를 복수로 분할하여 이루어지는 부호화 블럭을 그대로 부호화하는 인트라 부호화를 행하는 인트라 부호화 공정과,
    통신 개시 시로부터 N매의 픽쳐에 대하여 연속하여 인트라 부호화를 행하도록 부호화를 제어함과 동시에, 통신 개시 시로부터 (N-1)매의 픽쳐에 대해서는 비교적 화질을 거칠게 하고, 통신 개시 시로부터 N매의 픽쳐에 대해서는 비교적 화질을 세밀하게 하는 부호화 제어 공정을 포함하는
    동화상 신호의 부호화 방법.
  10. 화상 부호화 데이터를 복호화하는 복호화 공정과,
    상기 화상 부호화 데이터가 인트라 부호화된 화상 부호화 데이터인 경우, 전송 에러에 의해 정확하게 복호화할 수 없던 화상 부호화 데이터에 대응하는 동화상 신호에 있어서의 부호화 블럭의 위치 정보를 기억하는 기억 공정과,
    통신 개시 이후 처음으로 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터가 수신된 경우, 한번도 정확하게 복호할 수 없던 부호화 블럭이 존재하는지 여부를 확인하여, 존재가 확인되었을 때에 인트라 부호화된 픽쳐를 송신할 것을 요구하는 요구 공정을 포함하는
    동화상 신호의 복호화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복호화 공정에서, 통신 개시 이후 처음으로 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터가 수신된 경우, 한번도 정확하게 복호화할 수 없던 부호화 블럭이 존재할 때에, 움직임 보상 예측 부호화된 화상 부호화 데이터의 복호화를 하지 않는 동화상 신호의 복호화 방법.
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