JPH0284884A - 画像符号化伝送方式 - 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】 〔概　要〕 画像信号をバースト伝送するようにした画像符号化伝送
方式に関し、 符号化効率を上げることを目的とし、 画像信号を周波数成分に直交変換する直交変換手段と、
直交変換手段で変換された周波数成分を周波数の高低に
応じてｎ個のグループに分離する分離手段と、分離手段
で分離された各周波数成分を所定の予測化係数に基づい
て重み付けを行なって差分を求めて符号化する第１〜ｎ
の符号化手段と、前記符号化手段の出力信号を送出する
チャネルの情報廃棄状態に応じて、予測化係数を設定す
る係数設定手段とを備え、第１〜ｎの符号化手段の出力
信号をｎチャネルで伝送するように構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、画像信号をバースト伝送するようにした画像
符号化伝送方式に関するものである。

〔従来の技術〕

画像信号の高能率符号化装置において、符号化された画
像信号をＡＴＭ　（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒａ
ｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｅ）　、パケット交換等のバースト
多重伝送網を用いて伝送を行なう場合、伝送誤り、バッ
ファオーバーフロー等により伝送フレームの消失（セル
、パケットの廃棄）が生しることが避けられない。

画像信号の高能率符号化装置においては、−Ｃに画像フ
レーム間差分に基づくフレーム間符号化を行なっている
ため、伝送フレームが消失すると予測符号化が不可能に
なる。この場合、一般には受信側から送信側に強制フレ
ーム内符号化モードへの切り換え要求が発せられ、送信
側において符号化方式がフレーム間符号化からフレーム
内符号化に強制的に切り換えられ、画面をフレーム内符
号化した信号が受信側に送られて画面の再生が行なわれ
、その後、再びフレーム間符号化モードに切り換えられ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来方式にあっては、フレーム間予
測符号化を行なっていたため、伝送フレームが消失した
後の信号は全て無効になり、画面の崩れが生じる欠点が
あった。また、正常状態に復帰するために、受信側から
送信側に強制フレーム内符号化モードへの切り換え要求
を行なう必要があり、この際、強制フレーム内符号化は
フレーム間記号化に比較して符号化効率が低いため、画
面が一時凍結（固定化）し、サービス性の低下を招く欠
点があった。

これらの欠点に対処する方式として、画像信号を低周波
数成分と高周波数成分とに分離し、それぞれ別々に符号
化を行なって伝送する多チヤネル符号化伝送方式（昭和
６３年８月２６日付［画像符号化伝送装置」）を既に本
出願人は提案している。

第４図に、２チャネル符号化伝送方式による画像符号化
装置の構成を示す。図において、４　］、　１は画像信
号を周波数成分に直交変換する直交変換器、４２１は直
交変換器４１１で変換された周波数成分を低周波数成分
と高周波数成分とに分離する係数分離器、４３１は係数
分離器４２１で分離された低周波数成分を高い符号化効
率で符号化する完全積分型フレーム間符号化器、４４１
は係数分離器４２１で分離された高周波数成分を発生誤
りの減衰が速い方式で符号化する洩れ積分型フレーム間
符号化器である。また、４５１は廃棄率の低いチャネル
ＣＨＩと高いチャネルＣＨ２とを持ち、完全積分型フレ
ーム間符号化器４３１で符号化された低周波数成分を廃
棄率の低いチャネルＣＨ１で伝送し、洩れ積分型フレー
ム間符号化器４４１で符号化された高周波数成分を廃棄
率の高いチャネルＣＨ２で伝送する多重化装置である。

入力される画像信号を直交変換器４１１で周波数成分に
変換し、更に係数分離器４２１で低周波数成分子ｔと高
周波数成分子、とに分離し、それぞれ別々に符号化を行
なう。この場合、低周波数成分【Ｌは画像の基本骨格的
な構成に関する情報を含み、一方、高周波数成分子ｏは
画像の精細な部分に関する情報を含む。従って、情報の
廃棄等によって低周波数成分子りが失われた場合には再
生画像が崩れることになるが、高周波数成分子Ｈのみが
失われたとしても画像が不鮮明になる程度であり、画像
全部が崩れるということはない。

そこで、より重要な低周波数成分子りを符号化効率の高
い完全積分型フレーム間符号化器４３１で、また高周波
数成分子、を洩れ積分型フレーム間符号化器４４１でそ
れぞれ別々に符号化し、多重化装置４５１でそれぞれ別
々のチャネルＣＨＩＣＨ２を介して受信側に送る。

チャネルＣＨＩは伝送路の輻較時にも廃棄率が低いよう
に設計されており、より重要な低周波数成分子りは、伝
送路で情報廃棄が生じた場合にも失われる確率が低くな
る。

従って、より廃棄率の高いチャネルＣＨ２を介した高周
波数成分子Ｈが伝送路での情報廃棄により失われたとし
ても、低周波数成分子、は受信側に送られるので、受信
側で画像が崩れることを極力防止することができる。

また、高周波数成分子Ｈは、発生誤りの減衰が速い洩れ
積分型フレーム間符号化方式によって符号化されるので
、伝送路で高周波数成分子、が失われたとしてもその後
に再び正常な高周波数成分子、を送れば、再生画面は元
の画面に迅速に復帰することができ、受信側から送信側
へ強制フレーム内符号化モードへの切り換え要求を行な
う必要なしに逐次復帰が可能となる。

一方、この提案された画像符号化伝送方式では、洩れ積
分型フレーム間符号化器４４１における予測係数は所定
の廃棄率を見込んで決定されているため、回線の廃棄率
が低い際にも高周波数成分は効率の悪い符号化を行なっ
ており、全体としての符号化効率が悪（なってしまう。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、符号化効率を向上させるようにした画像符号化伝
送方式を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の画像符号化伝送方式の原理ブロック
図である。

（ｉ）請求項１の発明 図において、直交変換手段１１１は、画像信号を周波数
成分に直交変換する。

分離手段１２１は、直交変換手段１１１で変換された周
波数成分を低周波数成分から高周波数成分にｎ個に分離
する。

第１の符号化手段１３１は、分離手段１２１で分離され
た第１の低周波数成分を符号化する。

第ｎの符号化手段１３ｎは、分離手段１２１で分離され
た第ｎの高周波数成分を、所定の予測化係数に基づいて
重み付けを行なって差分を求めて符号化する。

係数設定手段１５１は、第１の符号化手段１３１乃至第
ｎの符号化手段１３ｎの出力信号を送出するチャネルの
情報廃棄状態に応じて、予測化係数を設定する。

（ｉｉ　）請求項２の発明 請求項２の画像符号化伝送方式は、上述した請求項１の
画像符号化伝送方式の構成の他に更に、廃棄率の低いチ
ャネルと高いチャネルとを持ち、第１の符号化手段１３
１で符号化された第１の低周波数成分信号を廃棄率の低
いチャネルで伝送し、第ｎの符号化手段１３ｎで符号化
された第ｎの高周波数成分信号を廃棄率の高いチャネル
で伝送する多重伝送手段１６１を備えている。

〔作　用〕

（ｉ）請求項１の発明 請求項１の画像符号化伝送方式においては、画像信号を
直交変換手段１１１で周波数成分に変換し、更に分離手
段１２．１で低周波数成分子、から高周波数成分子７に
ｎ分離し、それぞれ別々に符号化を行なう。この場合、
低周波数成分子Ｉは画像の基本骨格的な構成に関する情
報を含み、一方、高周波数成分子７に向けて画像の精細
な部分に関する情報を含む。従って、低周波数成分子＋
等が失われた場合には再生画面は崩れることになるが、
高周波数成分子７の方が失われたとしても画像が不鮮明
になる程度であり、画像全部が崩れるということはない
。

そこで、この低周波数成分子１を高い符号化効率で符号
化する例えば完全積分型フレーム間符号化器等の第１の
符号化手段１３１で、また高周波数成分子１を発生誤り
の減衰が速い例えば洩れ積分型フレーム間符号化器等の
第ｎの符号化手段１３ｎでそれぞれ別々に符号化し、別
々のチャネルを介して受信側に送る。

また、この第ｎの符号化手段１３ｎにおいては、所定の
予測化係数に基づいて重み付けを行なって差分を求めて
符号化が行−なわれるが、この予測化係数は、チャネル
の情報廃棄状態に応じて係数設定手段１５１によって設
定される。

請求項１の発明にあっては、第１〜第ｎの符号化手段１
３１〜１３ｎの予測化係数をチャネルの情報廃棄状態に
応じて設定することにより、それぞれの符号化手段にお
いて情報廃棄状態に応じて最適な符号化を行なうことが
可能になり、全体としての符号化効率を上げることがで
きる。

（ｉｉ）請求項２の発明 また、請求項２の画像符号化伝送方式においては、上述
した第１の符号化器・段１３１で符号化された低周波数
成分信号から第ｎの符号化手段１３ｎで符号化された高
周波数成分信号の夫々とを多重伝送手段１６１に供給し
、この低周波数成分信号は廃棄率の低いチャネルで伝送
され、高周波数成分信号は廃棄率の高いチャネルで伝送
される。

請求項２の発明にあっては、低周波数成分信号に比べて
重要度の低い高周波数成分信号を廃棄率の高いチャネル
によって伝送し、この廃棄率に応じた符号化を夫々の符
号化手段によって行なうことができるので′符号化の無
駄を無くして、全体として符号化効率を上げることがで
きる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の画像符号化伝送方式を２チヤネルの
場合に適用した一実施例における画像符号化伝送装置の
構成を示す。

図において、２１１は入力信号をブロック単位（例えば
８×８画素）で２次元の離散コサイン変換（ＤＣＴ）し
て第３図に示されるような周波数成分の変換係数のブロ
ックにするコサイン変換器である。第３図に示すように
、この変換係数は低周波数成分子りがブロックの左上側
寄りに、高周波数成分子、が右下側寄りに分布する。

２２１は係数分離器であり、コサイン変換器２１１で変
換された変換係数のブロックを低周波数成分子、と高周
波数成分子、とに分離する。分離の方法は、例えは第３
図に示すように、境界を境にして低周波数成分子りと高
周波数成分「□とに分離する。

分離された低周波数成分子りは完全積分型フレーム間予
測符号化回路で符号化され、一方、分離された高周波数
成分子Ｈは洩れ積分型フレーム間予測符号化回路で符号
化される。

この完全積分型フレーム間予測符号化回路は、量子化器
２３１．逆量子化器２３２．係数フレームメモリ２３３
．減算器２３４．加算器２３５等を含む閉回路で構成さ
れている。

一方、洩れ積分型フレーム間予測符号化回路は、量子化
器２４１．逆量子化器２４２．係数フレームメモリ２４
３．：＄ｉ算器２４４．加算器２４５予測係数乗算器２
４６等を含む閉回路で構成されている。予測係数乗算器
２４６は加算器２４５の出力信号に予測係数α（０〈α
＜１）を乗算する回路であり、これゆえこの予測係数乗
算器２４６を含むループは洩れ積分型回路となっている
。

低周波数成分子りを符号化した完全積分型フレーム間予
測符号化回路を出力信号（すなわち量子化器２３１の出
力信号）は、符号化器２３９に人力されて伝送路の形態
に応じた符号形式に符号化される。

また、高周波数成分子□を符号化した洩れ積分型フレー
ム間予測符号化回路の出力信号（すなわち量子化器２４
１の出力信号）は符号化器２４９に入力されて伝送路形
態に応じた符号形式に符号化される。

これらの符０号化器２３９，２４９の出力信号は多重化
装置２６１に送出される。多重化装置２６１は信号伝送
用に２つのチャネルＣ）１１．ＣＨ２を持っている。チ
ャネルＣＨＩは伝送路での情報輻較時に行なわれる情報
廃棄の廃棄率が低いチャネルであり、一方、チャネルＣ
Ｈ２は廃棄率が高いチャネルである。ここで、低周波数
成分子りの信号は廃棄率の低いチャネルＣＨＩに接続さ
れて極力廃棄されないようにしてあり、一方、高周波数
成分子ｘの信号は廃棄率の高いチャネルＣＨ２に接続さ
れていて、情報廃棄時には低周波数成分子りよりも先に
廃棄されるようになっている。

また、２５１は、伝送路（チャネル２）の情報廃棄状態
に応じて予測係数乗算器２４６の予測係数αの値を設定
するための制御器である。この制御器２５１には、廃棄
率に関する情報（廃棄率そのもの、あるいは信号の送信
側による廃棄を指定するための信号等）が多重化装置２
６１から導入され、この情報に応じて予測係数αを設定
する。

廃棄率が高いときは予測係数αの値を小さくして、頻度
の高い情報廃棄による影響を速やかに収束するように制
御する。また、廃棄率が低いときは予測係数αの値を大
きくして、より効率の高い符号化を行なうように制御す
る。

次に、本発明実施例の動作を説明する。

画像信号はコサイン変換器２１１に入力され、ブロック
単位で２次元のコサイン変換が行なわれて周波数成分に
変換される。この結果は係数分離器２２１に供給され、
低周波数成分子りと高周波数成分子ｏとに分離される。

係数分離器２２１で分離された低周波数成分子、は完全
成分型フレーム間予測符号化回路で符号化される。この
動作は以下の通りである。すなわち、低周波数成分子り
は減算器２３４を介して量子化器２３１で量子化され、
更に符号化器２３９で符号化されて多重化装置２６１に
出力される。

量子化器２３１の出力信号は同時に逆量子化器２３２を
介して逆量子化された後に加算器２３５に入力され、係
数フレームメモリ２３３から出力される予測値と加算さ
れて復号信号が得られる。この復号信号は次のフレーム
の予測値として係数フレームメモリ２３３に格納され、
減算器２３４に供給される。減算器２３４は、係数分離
器２２１から出力される低周波数成分子りからこの予測
値を減算し、この減算結果を量子化器２３１に供給する
。

一方、係数分離器２２１で分離された高周波数成分子、
ｌは、基本的には上述した低周波数成分子りと同じ処理
が洩れ積分型フレーム間予測符号化回路で行なわれる。

しかし、この場合は洩れ積分型であるので、加算器２４
５からの復号出力信号は予測係数乗算器２４６で予測係
数αが乗じられた後に係数フレームメモリ２４３に格納
されるようになっている。

この予測係数α（０くαく１）を乗じることにより、エ
ラー発生や伝送路の輻峻時にもその影響が漸次に減衰し
ていくことになる。したがってこの高周波数成分子Ｈは
伝送路で一時的に廃棄された場合にも、受信側で速やか
に再生することが可能である。

また、この予測係数αの値は制御器２５１によって適応
的に設定されている一制御器２５１は、多重化装置２６
１から送られてくるチャネルＣＨ２の廃棄率に応じてこ
の予測係数αの設定を行ない、廃棄率が高いとき（輻較
状態が頻繁なとき）は予測係数αを小さくし、廃棄率が
小、さいときは予測係数αを大きくする。

このように低周波数成分子りは完全積分型フレーム間予
測符号化回路で符号化され、さらに符号化器２３９を経
て多重化装置２６１の廃棄率の低いチャネルＣＨＩを介
して受信側に送られる。

方、高周波数成分子、、は洩れ積分型フレーム間予測符
号化回路で符号化され、さらに符号化器２４９を経て多
重化装置２６１の廃棄率の高いチャネルＣＨ２を介して
受信側に送られる。

この結果、伝送路での輻較により情報廃棄が生じた場合
、まず高周波数成分子ｏが廃棄されることになり、低周
波数成分子、はそのまま受信側に伝送される確率が高い
。したがって受信側ではこの低周波数成分子りに基づい
て画像を不鮮明ながらも再生することができ、画面が崩
れるといった事態は極力避けることができる。

一方、伝送路の輻幀状態が解消した場合、高周波数成分
子□が再び受信側に到達することになるが、この高周波
数成分子＋＋はエラーの影響が後に残らない（すなわち
エラーの影響が迅速に減衰する）洩れ積分型フレーム間
予測符号化方式によって符号化されているため、高周波
数成分子ｏに関する画面（すなわち画面の鮮明さに関す
る部分）の復元は迅速に行なえる。このため、受信側か
ら送信側へのモード切り換え要求等が必要でなく、送信
側で情報廃棄に対処するための時間が不要になる。

このように、係数分離器２２１によって分離した低周波
数成分子、を完全積分型フレーム間予測符号化方式で符
号化し、高周波数成分子ｎを洩れ積分型フレーム間予測
符号化方式で符号化すると共に、この洩れ積分型の符号
化における予測係数αを伝送路の廃棄率に応じて制御器
２５１によって設定することにより、この廃棄率に応じ
て最適な符号化を実現することが可能になり、全体とし
ての符号化効率を上げることができる。

なお、上述した本発明にあっては種々の変形態様が考え
られる。例えば上述の実施例では入力画像信号を直交変
換する方法として離散コサイン変換を用いたが、もらろ
んこれに限らず、種々の直交変換が本発明に適用可能で
ある。また、低周波数成分子、及び高周波数成分［８の
高能率符号化方式は実施例のものに限られるものではな
く例えば低周波数成分子、を洩れ積分型フレーム間予測
符号化方式で符号化してもよいし、高周波数成分子、を
エラーの影響が所定の係数に応じて減衰する他の符号化
方式で符号化するようにしてもよい。

〔発明の効果〕 上述したように、請求項１の発明によれば、画像信号の
各周波数成分を複数の符号化手段で符号化する際の予測
符号化係数を、チャネルの情報廃棄状態に応じて設定す
ることにより、各符号化手段において効率の良い符号化
を行なうことが可能となり、全体としての符号化効率を
上げることができる。

また、請求項２の発明によれば、高周波数成分ほど廃棄
率の高いチャネルで伝送し、このときの廃棄率に応じて
予測符号化係数を設定することにより、高い廃棄率に応
じた最適な符号化を行なうことが可能となり、全体とし
ての符号化効率を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像符号化伝送方式の原理ブロック図
、 第２図は本発明の画像符号化伝送方式を適用した一実施
例の構成図、 第３図は変換係数のブロックの説明図、第４図は２チャ
ネル符号化伝送方式の説明図である。 図において、 １１１は直交変換手段、 １２１は分離手段、 １３１は第１の符号化手段、 １３ｎは第ｎの符号化手段、 １５１は係数設定手段、 １６１は多重伝送手段、 ２１１はコサイン変換器、 ２２１は係数分離器、 ２３１．２４１は量子化器、 ２３２．２４２は逆量子化器、 ２３３．２４３は係数フレームメモリ、２３４．２４４
は減算器、 ２３５．２４５は加算器、 ２４６は予測係数乗算器、 ２３９．２４９は符号化器、 ２５１は制御器、 ２６１は多重化装置である。 壌） を 第 図 面）１の２チャネルＲ号化）云ＬＵ；ｑ＃弛明ｌ第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号を周波数成分に直交変換する直交変換手
   段（１１１）と、 前記直交変換手段（１１１）で変換された周波数成分を
   周波数の高低に応じてｎ個のグループに分離する分離手
   段（１２１）と、 前記分離手段（１２１）で分離された各周波数成分を、
   所定の予測化係数に基づいて重み付けを行なって差分を
   求めて符号化する第１〜ｎの符号化手段（１３１〜１３
   ｎ）と、 前記第１〜ｎの符号化手段（１３１〜１３ｎ）の出力信
   号を送出するチャネルの情報廃棄状態に応じて、前記予
   測化係数を設定する係数設定手段（１５１）と、 を備え、前記第１〜ｎの符号化手段（１３１〜１３ｎ）
   の出力信号をｎチャネルで伝送するように構成したこと
   を特徴とする画像符号化伝送方式。
2. （２）画像信号を周波数成分に直交変換する直交変換手
   段（１１１）と、 前記直交変換手段（１１１）で変換された周波数成分を
   周波数の高低に応じてｎ個のグループに分離する分離手
   段（１２１）と、 前記分離手段（１２１）で分離された各周波数成分を、
   所定の予測化係数に基づいて重み付けを行なって差分を
   求めて符号化する第１〜ｎの符号化手段（１３１〜１３
   ｎ）と、 前記第１〜ｎの符号化手段（１３１〜１３ｎ）の出力信
   号を送出するチャネルの情報廃棄状態に応じて、前記予
   測化係数を設定する係数設定手段（１５１）と、 廃棄率の異なる複数のチャネルを持ち、前記第１〜ｎの
   符号化手段（１３１〜１３ｎ）で符号化された周波数成
   分信号を低周波成分ほど廃棄率の低いチャネルで伝送し
   、高周波成分ほど廃棄率の高いチャネルで伝送する多重
   伝送手段（１６１）と、 を備えるように構成したことを特徴とする画像符号化伝
   送方式。