JPH0251987A - 画像信号の復号化装置 - Google Patents

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〕 本発明は動画像信号の伝送装置に関するものである。

Ｃ従来の技術〕 従来、受信側において復号・再生された画像たとえばテ
レビ信号を、受信側にて用意されている基準信号として
の外部同期信号に引き込んで表示する場合には、第９図
に示すように伝送路りに接続された復号化装置ｌの後に
、外部同期信号Ｓが入力されるフレームシンクロナイザ
２を使用スるのが一般であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

フレームシンクロナイザ２は現在でもなお高価であるの
で、第９図に示すよ゛うに復号化装置１の後にさらに追
加するのは経済的でなく、かつまた、機器数が増加する
ことにもなり、不便であった。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために本発明による画像信号
の復号化装置は、伝送路又は記録媒体から供給される同
期を含む画像信号の符号化された情報と予測信号とから
復号信号を得る復号手段と、復号信号を用いて予測信号
を発生し復号手段に供給すると同時に指定された時間だ
けずらして出力が可能な予測信号発生手段と、予測信号
発生手段に対し時間の指定を行なう手段とを設け、予測
信号発生手段は、任意の外部同期信号と復号信号又は予
測信号のいずれかに対応する同期信号との間の位相差を
検出するようにしたものである。

また、伝送又は続出し速度と復号速度との間で整合をと
るバッファメモリと、このバッファメモリから読み出さ
れる符号化された画像信号を復号化し画像信号を再生す
る手段と、バッファメモリから読み出される符号化され
た画像信号に含まれる同期を表わす情報を検出する手段
と、同期を表わす情報の検出が外部から供給される外部
同期信号の所定のタイミングから予め定められた量より
も遅れないようにバッファメモリからの読出しを早める
手段とを設けるようにしたものである。

〔作用〕

本発明による画像信号の復号化装置においては、従来の
フレームシンクロナイザを必要としない。

〔実施例〕

特許請求の範囲第１項記載の発明（以下「第１の発明」
という）の実施例および特許請求の範囲第２項記載の発
明（以下「第２の発明」という）の実施例について説明
する。

まず、第１の発明の動作原理について第１図を用いて説
明する。同図において、３は予測器、４は位相差検出器
、Ｌは伝送路である。位相差検出器４は、復号信号Ｒと
外部同期信号Ｓとの間の位相差を検出、すなわちフレー
ム同期信号が標本化画素数にして何個分ずれているかを
検出する。この検出結果は予測器３において通常用いら
れるメそりの読出し番地の修飾に用いられる。たとえば
、位相差（符号化ループ内での同期信号の発生時刻ｔＡ
と外部同期信号の発生時刻ｔｌｌとの差）Ｄ＝ｔＡ−１
，の場合で、Ｄが即標本化画素数にて表現されているも
のとすると、予測信号の読出し番地Ｘに対して（ｘ−Ｄ
）番地を読み出せば、外部周期に同期した出力画像信号
ＯＵＴが得られる。

このように第１の発明は、予測信号を発生するために用
いる遅延要素を位相差の補正にも同時に利用するもので
ある。したがって、予測信号の発生に１画面を用いる場
合には最大で１画面の位相差を補正することができる。

−船釣に言えば、予測信号発生に用いる遅延要素の量（
遅延時間）だけ補正することができる。しかも、この量
は位相差の正負いずれについても同様である。たとえば
、前述の例で位相差りが負の場合には、ｘ−Ｄｗｘ＋Ｉ
Ｄ１番地を読み出すことになる。ここで勿論、メモリの
容量は通常有限であるので、最大番地のつぎのアドレス
はゼロ番地と見なす必要がある。

次に、第１の発明による画像信号の復号化装置の実施例
について第２図を用いで説明する。第２図において、１
０は減算器、１１は量子化器、１２は加算器、１３は予
測器、１４は符号変換器、２０は符号逆変換器、２１は
加算器、２２は予測器、２３は外部同期信号発生器であ
る。

伝送ｋｉｌｌを介して供給される画像信号たとえばテレ
ビ信号は予測器１３から供給される予測信号と減算器１
０において減算され、その差分は量子化器１１において
量子化される。量子化された差分すなわち予測誤差は加
算器１２において予測信号と加算され、局部復号信号が
得られる。この局部復号信号は予測器１３に供給され、
予測信号の発生に用いられる。ここでは予測器としては
、１画面分の遅延素子を用いるフレーム間予測器を用い
るものとして説明する。この時には最大１フレームの位
相差まで吸収して外部同期信号に引き込むことができる
。量子化された予測誤差は符号変換器１４において、能
率の良い符号たとえばハフマン符号などに変換され、伝
送路Ｌ２の伝送速度と整合をとり、伝送用の信号形式を
形成した後に伝送路Ｌ２へ符号データとして出力される
。この伝送路Ｌ２は記録媒体であってもよい。

伝送路Ｌ２を介して伝送された予測誤差を含む符号デー
タは符号逆変換器２０において符号変換器１４と逆の操
作により予測誤差信号を得て、伝送＆％Ｌ３を介して供
給される予測信号と加算器２１において加算され、復号
信号となる。この復号信号は伝送！、１４を介して予測
器２２へ供給される。予測器２２は、この供給された復
号信号を１画面時間遅延させて予測信号を発生させると
同時に、外部同期信号発生器２３から伝送線Ｌ５を介し
て供給される外部同期信号に位相を合わせた信号を発生
し、伝送＆ｉ６を介して外部へ出力する。

次に、第３図、第４図を参照しなから、予測器２２の動
作について詳しく説明する。伝送線Ｌ４を介して供給さ
れる復号信号はメモリ２２１において１画面時間遅延さ
れた後、ラッチ２２２に取り込まれる。ここでは簡単の
ため、ラッチ２２２での遅延は無いものとする。このラ
ッチ２２２の出力が予測信号として伝送線Ｌ３を介して
出力される。この１画面分の遅延は、同期発生器２２４
より供給されるタイミングパルスにより制御される書込
み用カウンタ２２５と読出し用カウンタ２２６から各々
伝送線Ｌ７．Ｌ８を介して供給されるアドレス情報Ｗ、
Ｒ１により与えられる。すなわち、アドレス情報Ｗ（！
：Ｒ１の位相差力用画面、あるいはカウンタ２２５．２
２６が１画面毎にリセットされておれば位相差なしくた
だし、メモリ２２１の書込みが読出しの後に行なわれる
ものとする）となるようにしておけばよい。

伝送線Ｌ５を介して供給される外部同期信号ａと同期発
生器２２４から供給されるタイミングパルスｂとの位相
差は、位相検出器２２７において検出され、演算器２２
８へ供給される。外部同期信号ａの位相をａｌとし、タ
イミングパルスｂの位相をｂｌとした場合の位相差ａｌ
−ｂｌの絶対値をＤ（画素）とするとき、位相ａ１が位
相ｂ１よりも進んでいるときには演算器２２８ではＲ１
−りの減算を行ない、逆に遅れているときにはＲ１＋Ｄ
の加算を行なう。このＲ１−ＤあるいはＲ１＋Ｄという
ように、Ｄだけ修飾された読出しアドレスに従ってメモ
リ２２１内の画像が読み出され、ラッチ２２３において
一旦保持され、出力される。

この動作について第４図を参照して補足する。

１画素単位のクロックの１サイクル（図中では（ａｌの
クロックの立上りから次の立上りまで）の間にアドレス
としてＲ１，Ｒ２（Ｒ１−ＤまたはＲ１＋Ｄ）、Ｗの順
に与えるものとする（第４図（ｂ））。

このとき、書込み用の入力データ（第４図（Ｃ））はク
ロックの１サイクルに同期して供給されるのが普通であ
る。アドレスＲ１に対応して読み出された第４図（ｄ＋
の出力データ、同じくアドレスＲ２に対応した第４図（
ｅ）の出力データは各々各アドレス情報が与えられてい
る時間にメモリ２２１より出力されているが、これらの
出力のタイミングの補正のためにラッチ２２２．２２３
が使用される。

本実施例においては、メモリ２２１において２つの異な
るアドレスから読み出しかつ１つのアドレスに書き込む
ことが１クロフクサイクル内にて完了できる構成が必要
であるが、高速メモリの使用にてその実現は容易である
。

以上の説明ではメモリ２２１の容量は１画面であるので
、吸収できる位相差は最大で１画面であったが、もしこ
の位相差が１画面よりはるかに小さくたとえば数ライン
（走査線）程度であれば数ライン程度の遅延を用いる予
測と組合せることができる。

次に、第２の発明の動作原理について説明する。

第５図に示すように、伝送路から供給され、原信号より
も少ない情報量にて表現され符号化された画像信号は一
旦バンファ３０に蓄えられ、伝送路からの入力速度と復
号化部３１での復号化速度との速度整合がとられる。−
旦バッファ３０に蓄えられた情報は通常は復号化部３１
からのリクエストＲＥＱに応じて読み出され、画像信号
が復号再生されるが、外部同期信号に引き込むときには
、復号化部３１での復号のタイミングを外部同期信号Ｓ
に合わせるように調整せねばならない。

まず、復号化装置の電源投入後や外部同期信号の付加直
後などの初期状態からの引き込みについて第５図と第６
図を参照して説明する。最初バッファ３０からリクエス
トＲＥＱに応じて内容を読み出すが（ステップ４１）、
同期信号を表わす同期符号の有無を調べ（ステップ４２
）、もし無ければバッファを空読み、すなわち次から次
へとバッファ内容の続出しを行ない（ステップ４３）、
同期符号が検出されると空読みが停止される。この状態
で所定のタイミングを示す外部同期信号Ｓの到来を待つ
（ステップ４４）。ステップ４５のＮＯＰは実際は何も
しない状態を示している。外部同期信号を受けると通常
の復号化動作を行なうが（ステップ４６）、この動作の
各画面における開始点はたとえばテレビ信号の場合では
フレーム同期に一致することになり、すでに外部同期信
号に引き込まれていることになる。

なお、以上の動作は予測方式や変換符号化などの画像信
号の・符号化アルゴリズムには無関係である。

以下に、第７図、第８図を参照して、第２０発明の実施
例について説明する。なお、第７図においては例として
予測符号化の場合について説明するが、これはたとえ直
交変換を用いた場合、あるいは両者を組合せた場合のい
ずれであっても、本発明の木質的効果番コは変わりはな
い。

伝送線Ｌ１１を介して画像信号が入力され、この画像信
号は予測器５３から供給される予測信号と減算器５０に
より差がとられ、予測誤差として量子化器５１に供給さ
れる。量子化器５１は予測誤差のとり得るレベル数を通
常は制限し、発生情報量を制限する役割を果たす。量子
化された予測誤差は加算器５２と可変長符号化器５４へ
供給される。加算器５２は、この予測誤差と予測信号を
加算し、局部復号信号を発生し、予測器５３へ供給する
。ここで予測器５３としては前値予測などのフレーム内
予測、カラーテレビ信号に対する直接予測や分離予測、
フレーム間予測など、とくに制約はなく、いずれも使用
可能である。

可変長符号化器５４は、供給される量子化器５１の出力
をハフマン符号などに代表される可変長符号を用いて符
号変換する。符号変換された予測誤差は次にバッファ５
５に供給される。バッファ５５は、符号化速度と伝送路
Ｌ１２との間で速度整合をとった後に予測誤差を伝送路
Ｌ１２に出力する。

次に、受信側の動作を説明する。バッファ６０は、伝送
路Ｌ１２から供給された符号化された画像信号をいった
ん記憶し、可変長復号化器６１からのリクエストに従っ
てその読出しを行なう。このリクエストは伝送線Ｌ１３
を介して行なわれ、読み出された画像信号は伝送線Ｌ１
４を介して可変長復号化器６１と制御器６４へ供給され
る。制御器６４はこの画像信号の中の同期信号を検出し
、伝送線Ｌ１５を介して外部同期信号発生器６３から供
給される外部同期信号との位相関係を調べ、伝送線Ｌ１
６を介してバッファ６０および可変長復号化器６１へ制
御信号を供給する。制御器６４の動作の詳細は後述する
。

可変長復号化器６１は、送信側での可変長符号化の逆の
操作により、量子化された予測誤差を復元するが、その
間、復号化データが不足すると、追加するためにリクエ
ストを発生し、伝送線Ｌ１３を介してバッファ６０から
の出力を要求する。

伝送線Ｌ１６を介して供給される制御信号がバッファ６
０に対して空読みを指示している時には、可変長復号化
器６１は入力されるデータを全て無視する。可変長復号
化器６１により得られた予測誤差は加算器６５において
予測信号と加算され、復号化信号が発生する。この復号
化信号は伝送線Ｌ１７を介して外部へ出力されると同時
に予測器２２に供給され、予測信号の発生に用いられる
。

次に、第６図、第８図を参照して制御器６４の動作につ
いて詳しく説明する。まず、初期状態における引込みに
ついて説明する。同期検出器６４１は、伝送５ｉＬ１４
を介して供給されるバッファ６０の出力から同期信号を
検出しく第６図のステップ４１．４２）、同期信号が検
出されたことを示す信号、たとえば論理レベル「１」の
信号を発生し、伝送線Ｌ１８を介して比較器６４２と空
読制御回路６４３へ供給する。論理レベルｒｌＪの状態
では空読み指令は停止され、待機状態となる（ステップ
４４．４５）。ここで外部から同期信号が来ると通常の
復号動作に入るが（ステップ４６）、来ない間は待機状
態を続ける。

定常状態に入ると、伝送路誤りなどが無く復号動作が正
しく継続されている限り、所定の画面の復号が終了する
前に必ず同期信号がバッファ６０から出力されるので、
ここで外部からの同期信号が来るのを待つ状態となる。

伝送路誤りなどで定常状態が破れると、前述の初期状態
の引込みが始まる。

なお、外部同期信号が来ると同期検出器６４１の出力の
論理レベルは「０」となる。論理レベルが「０」のとき
に外部同期信号が来ると、比較器６４２は正常動作可能
と判断し、空読制御回路６４３は定常続出しをバッファ
６０に指示する。バッファ６０の出力について同期信号
が検出されないうちに、すなわち論理レベルがｒＯＪの
状態で外部同期信号が来た時には、比較器６４２は異常
状態を空読制御回路６４３に対して伝え、空統制御回路
６４３はバッファ６０の空読みを指示する。

なお、以上のような外部同期信号への引込みを実現する
ためには、引込み範囲とバッファ容量を適宜選ぶ必要が
ある。実際には、バッファ容量を符号化された画像信号
の１画面分より少し多めにとれば、引込み範囲は大略１
画面となる。

また、以上の説明では予測符号化方式を例にとったが、
第２の発明は、原画像の情報量を減少させて伝送する符
号化方式であれば、予測方式に限定されるものではない
。

〔発明の効果〕

以上説明したように第１の発明は、予測器の遅延素子を
予測信号発生と位相差の吸収の２つの目的に同時に利用
するようにしたことにり、従来のようにフレームシンク
ロナイザを必要としないので、機器数が増加することも
なく、経済的な復号化装置を得ることができる効果があ
る。

また、第２の発明は、通常の画像信号の復号化装置には
必ず用いられるバッファメモリを用いてフレームシンク
ロナイザの機能を簡単な付加回路にて実現したことによ
り、フレームシンクロナイザを用いた場合と比べて蟲か
に容易に同し効果を得ることができるので、第１の発明
と同様の効果を得ることができる。とくに、多数の復号
化装置に対して外部同期への引込みを行なう時には、そ
の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の詳細な説明するための原理図、第
２図は第１の発明の実施例を示す系統図、第３図は第１
図の装置を構成する予測器を示す系統図、第４図は第３
図の予測器の動作を説明するためのタイムチャート、第
５図は第２の発明の詳細な説明するための原理図、第６
図は第２の発明の詳細な説明するためのフローチャート
、第７図は第２の発明の実施例を示す系統図、第８図は
第７図の装置を構成する制御器を示す系統図、第９図は
従来の画像信号の復号化装置を示す系統図である。 １０・・・減算器、１１・・・量子化器、１２．２１・
・・加算器、１３，２２゛・・・予測器、１４・・・符
号変換器、２０・・・符号逆変換器、２３・・・外部同
期信号発生器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）伝送路又は記録媒体から供給される同期を含む画
   像信号の符号化された情報と予測信号とから復号信号を
   得る復号手段と、前記復号信号を用いて予測信号を発生
   し前記復号手段に供給すると同時に指定された時間だけ
   ずらして出力が可能な予測信号発生手段と、前記予測信
   号発生手段に対し前記時間の指定を行なう手段とを具備
   し、前記予測信号発生手段は、任意の外部同期信号と前
   記復号信号又は前記予測信号のいずれかに対応する同期
   信号との間の位相差を検出する画像信号の復号化装置。
2. （２）伝送又は読出し速度と復号速度との間で整合をと
   るバッファメモリと、このバッファメモリから読み出さ
   れる符号化された画像信号を復号化し画像信号を再生す
   る手段と、前記バッファメモリから読み出される符号化
   された画像信号に含まれる同期を表わす情報を検出する
   手段と、前記同期を表わす情報の検出が外部から供給さ
   れる外部同期信号の所定のタイミングから予め定められ
   た量よりも遅れないように前記バッファメモリからの読
   出しを早める手段とを具備した画像信号の復号化装置。