JPH03162085A - 画像符号化／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、画像信号を帯域圧縮伝送符号化する画像符号
化／復号化装置に関する。

従来の技術 近年、通信分野を中心にディジタル画像の伝送及びその
符号化，復号化が検討されている。これら画像符号化／
復号化装置の基本動作の一例について、以下図面を参照
しながら説明する。

第３図は、従来の画像符号化装置のブロック図である。

第３図において、４１はブロック化手段、４２は適応符
号化手段、４３はブロック制御手段、４４は直交変換符
号化手段、４５は量子化手段、４６は逆量子化手段、４
７は直交変換復号化手段、４８は動き補償フレーム間符
号化手段、４９は動き検出手段、５０は多重化手段、５
１はパケット構成手段、５２は誤り検出訂正符号化手段
である。

まず、原画像はブロック化手段４ｌに入力される。ブロ
ック化手段４１は原画像のサブサンプル及びブロック化
を行い、ブロック信号を得る。ブロック信号は１フレー
ムの左上から右下へ水平方向に順に適応符号化手段４２
に送られる。本例では、適応符号化手段４２はブロック
制御手段４３，直交変換符号化手段４４，量子化手段４
５，逆量子化手段４６，直交変換復号化手段４７，動き
補償フレーム間符号化手段４８，動き検出手段４９及び
多重化手段５０から構成される。

ブロック制御手段４３はブロック信号をフレーム間符号
化、フレーム内符号化の何れで符号化するかを判定する
。フレーム間符号化の場合、ブロック信号と動き補償フ
レーム間符号化手段４８で予測された予測信号とのブロ
ック差分信号を直交変換符号化手段４４に送る。フレー
ム内符号化の場合、ブロック信号をそのまま直交変換符
号化手段４４に送る。

一方、動き検出手段４９はブロック信号と動き補償フレ
ーム間符号化手段４８内の前フレームのフレームバッフ
ァ内の予測信号を参照して、前フレームとの間の動き情
報を検出する。

直交変換符号化手段４４はブロック信号あるいはブロッ
ク差分信号を２次元直交変換し、変換係数に変換する。

変換係数は画像信号の空間的な相関が除去され、一部の
係数にエネルギーが集中している。量子化手段４５は変
換係数のうち、エネルギーが集中している係数に重み付
けをして量子化を行う。

その後、主情報である量子化係数は多重化手段５０でブ
ロック制御手段４３からの符号化方式判定情報や動き検
出手段４９からの動き情報、量子化手段４５からの量子
化のステップ情報等の副情報と多重化され、変換データ
を構成する。パケット構成手段５１は１フレームの左上
から右下へ水平方向に順に符号化された８個の変換デー
タとパケットヘッダでパケットを構成し、さらに、誤り
検出訂正符号化手段５２で誤り訂正符号等が付加されて
通信路に送出される。

一方、逆量子化手段４６では量子化手段４５からの量子
化のステップ情報を用いて量子化出力を逆量子化し、局
部復号変換係数を作る。直交変換復号化手段４７では局
部復号変換係数を直交変換復号し、局部復号出力を得る
。

局部復号出力は、ブロック制御手段４３でフレーム間符
号化と判定された場合、予測信号と加算されて動き補償
フレーム間符号化手段４８に送られる。フレーム内符号
化と判断された場合、そのまま動き補償フレーム間符号
化手段４８に送られる。動き補償フレーム間符号化手段
４８では動き検出手段４９で検出された動き情報を用い
て動き補償を行い、予測信号を出力する。

第４図は、従来の画像復号化装置のブロック図である。

第４図において、６ｌは誤り検出訂正復号化手段、８２
はパケット分解手段、６３は復号化手段、６４は分離手
段、６５は逆量子化手段、６６は直交変換復号化手段、
６７は動き補償フレーム間／内復号化手段、６８はフレ
ームバッファである。

以下、第４図を用いて従来の画像復号化装置の詳細な動
作を説明する。

画像符号化装置で符号化され通信路を介して到着したパ
ケットは、誤り検出訂正復号化手段６１で誤り検出訂正
が行われる。ここで、訂正不能の誤りが発生した場合、
該当するパケットの復号を中止し、誤り検出訂正復号化
手段６１は、次のパケットの処理に移る。

誤り訂正が正常に行われた場合、パケットはパケット分
解手段６２で８個の変換データに分解される。分解され
た各変換データは復号化手段６３に送られる。本例では
復号化手段８３は分離手段６４，　　逆量子化手段６５
，直交変換復号化手段６６および動き補償フレーム間／
内復号化手段６７で構成されている。復号化手段６３に
送られた変換データは、分離手段６４で主情報と副情報
とに分離される。逆量子化手段６５は主情報である量子
化係数を副情報の量子化ステップ情報を用いて逆量子化
し、復号変換係数を作る。直交変換復号化手段６６では
復号変換係数を直交変換復号し、復号ブロック出力を得
る。

７Ｌ／−ムバッファ６８は少なくとも２フレーム分の容
量を持っている。動き補償フレーム間／内復号化手段６
７では副情報のうち符号化方式判定情報を用いて、復号
ブロック出力の符号化手段がフレーム間符号化か、フレ
ーム内符号化かを検出する。フレーム内符号化の場合、
復号ブロック出力をそのまま復号ブロック信号として現
フレームのフレームバッファ６８の指定された位置に書
き込む。フレーム間符号化の場合、副情報の動き情報を
用いて前フレームのフレームパッファ６８内の動き情報
が指定する前フレームのブロック信号と復号ブロック出
力とを加算して復号ブロック信号を作り、現フレームの
フレームバッファ６８の指定された位置に書き込む。

このようにして１フレーム分の再生画像信号がフレーム
バッファ６８に形成されると、前フレーム、現フレーム
と順に更新しながら、表示タイミングに従って、これら
を順次読み出して表示する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら通信路で訂正不能の誤りが発生すると、誤
りを含むパケット全体を復号することができない。上記
のような構成ではパケットが隣接するブロックで構成さ
れているので、フレーム内の誤りパケットに対応する部
分が大きな領域として存在するため、誤りパケットを周
辺のブロックを用いて内拝することができないという課
題を有していた。

本発明は上記課題に鑑み、通信路で訂正不能の誤りが発
生しても、周辺のブロックで内挿することができ、良好
な画像を伝送することができる画像符号化／復号化装置
を提供することを目的とするものである。

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装置は、
画像信号の各フレームを画像ブロックに分割するブロッ
ク化手段と、画像ブロックを変換データに符号化する適
応符号化手段と、少なくとも２ブロック以上離れた変換
データを複数個抽出する変換データ抽出手段と、抽出さ
れた変換データでパケットを構成するパケット構成手段
と、パケットを誤り検出訂正符号化する誤り検出訂正符
号化手段とを具備する。

また、本発明の画像復号化装置は、複数の変換データか
ら構成されるパケットの誤りを検出，訂正する誤り検出
訂正復号化手段と、パケットを複数の変換データに分解
するパケット分解手段と、変換データをブロック信号に
復号する復号化手段と、復号したブロック信号を記憶す
るフレームバッファと、ブロック信号のフレームバッフ
ァ上の位置を指定するブロック位置指定手段と、誤り検
出訂正復号化手段で訂正不能のパケットに属するブロッ
ク信号をブロック信号の隣接するブロック信号を用いて
内拝する誤り内挿手段とを具備するものである。

作用 本発明は上記した構成によって、パケットが隣接しない
ブロックで構成されるため、訂正不能の誤りが発生した
場合でも、フレーム内に存在する誤りパケットに対応す
る部分はブロック単位で点在するため、そのブロックを
周辺のブロックを用いて容易に内拝することを可能とす
る。

実施例 以下、本発明の一実施例における画像符号化装置につい
て、図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の一実施例における画像符号化装置の
ブロック図である。

第１図において、１はブロック化手段、２は適応符号化
手段、３はブロック制御手段、４は直交変換符号化手段
、５は量子化手段、６は逆量子化手段、７は直交変換復
号化手段、８は動き補償フレーム間符号化手段、９は動
き検出手段、１０は多重化手段、１１は変換データ抽出
手段、１２はバッファ、１３はパケット構成手段、１４
は誤り検出訂正符号化手段である。本実施例では、適応
符号化手段２はブロック制御手段３，直交変換符号化手
段４，量子化手段５，逆量子化手段６，直交変換復号化
手段７，動き補償フレーム間符号化手段８，動き検出手
段９および多重化手段１ｏから構成される。

本実施例では、５１２画素×５１２ラインの原画像を用
いる。

まず、原画像はブロック化手段１に入力される。

ブロック化手段１は原画像のサブサンプル及びブロック
化を行う。ブロック化によって得られたブロック信号は
１フレームの左上から右下へ水平方向に順に適応符号化
手段２に送られる。各ブロック信号は８画素×８ライン
で構成されており、１フレームには４０９６個のブロッ
クが存在する。

フロック制御手段３は各フレームのブロック信号をフレ
ーム間符号化、フレーム内符号化の何れで符号化するか
を決定する。

ブロック制御手段３の決定にしたがって、フレーム間符
号化の場合、ブロック信号と動き補償フレーム間符号化
手段８で予測された予測信号とのブロック差分信号を直
交変換符号化手段４に送る。

フレーム内符号化の場合、ブロック信号をそのまま直交
変換符号化手段４に送る。

一方、動き検出手段９はブロック信号と動き補償フレー
ム間符号化手段８内の前フレームのフレームバッファ内
の予測信号を参照して、前フレームとの間の動き情報を
検出する。

直交変換符号化手段４はブロック信号あるいはブロック
差分信号を２次元直交変換し、変換係数に変換する。変
換係数は画像信号の空間的な相関が除去され、一部の係
数にエネルギーが集中している。量子化手段５は変換係
数のうち、エネルギーが集中している係数に重み付けを
して量子化を行う。

その後、多重化手段１０は主情報である各ブロックの量
子化係数をブロック制御手段３からの符号化方式判定情
報や動き検出手段９からの動き情報、量子化手段５から
の量子化のステップ情報等の副情報と多重化し、変換デ
ータを構成する。

変換データ抽出手段１１は変換データを受け取り、一旦
パッファ１２へ順次格納する。１フレーム分の変換デー
タをバッファ１２に格納したら、パケットを構成する変
換データの抽出を行う。１パケットは８個の変換データ
からなり、１フレームは５１２パケットで構成される。

通信路で訂正不能の誤りが発生すると、誤りを含むパケ
ット全体が復号できない。パケットが隣接するブロック
で構成されている場合、フレーム内に誤りパケットに対
応する部分が大きな領域として存在するため、誤りパケ
ットを構成する誤りブロックを周辺のブロックを用いて
内拝することができない。

そのためパケットの構成は、少なくとも２ブロック以上
離れた変換データを４０９８個の変換データから８個抽
出して行う。５１２個の各パケットはパケット番号に対
応する８個の変換データの固定のアドレステーブルを用
いてバッフ１１２から変換データを順次抽出し、構成さ
れる。

パケット構成手段１３は抽出された８個の変換データを
合わせて、パケットヘッダを付けてパケットを構成する
。さらに、パケットは誤り検出訂正符号化手段ｌ４で誤
り訂正符号等が付加されて通信路に送出される。

一方、逆量子化手段６では量子化手段５からの量子化の
ステップ情報を用いて量子化出力を逆量子化し、局部復
号変換係数を作る。直交変換復号化手段７では局部復号
変換係数を直交変換復号し、局部復号出力を得る。

局部復号出力は、ブロック制御手段３でフレーム間符号
化と判定された場合、予測信号と加算されて動き補償フ
レーム間符号化手段８に送られる。

フレーム内符号化と判断された場合、そのまま動き補償
フレーム間符号化手段８に送られる。動き補償フレーム
間符号化手段８では動き検出手段９で検出された動き情
報を用いて動き補償を行い、予測信号を出力する。

本発明の一実施例における画像復号化装置の動作を、以
下図面を参照しながら説明する。

第２図は、本発明の一実施例における画像復号化装置の
ブロック図である。

第２図において、２１は誤り検出訂正復号化手段、２２
はパケット分解手段、２３は復号化手段、２４は分離手
段、２５は逆量子化手段、２６は直交変換復号化手段、
２７は動き補償フレーム間／内復号化手段、２８はフレ
ームバッファ、２９はブロック位置指定手段、３０は誤
り内挿手段である。

通信路から到着したパケットは、誤り検出訂正復号化手
段２１で誤り検出訂正が行われる。その際、訂正不能の
誤りが検出された場合、誤り検出訂正復号化手段２１は
誤り検出情報をブロック位置指定手段２９に伝え、以降
のパケット分解手段２２はパケット番号のみをブロック
位置指定手段２９に伝えて、そのパケットに関する処理
は終了する。

誤り訂正が行われたパケットは、パケット分解手段２２
で８個の変換データに分解される。それと同時に、パケ
ット分解手段２２はパケット番号と各変換データのパケ
ット内の位置をブロック位置指定手段２９に伝える。各
変換データの示すフレームバッファ２８内のブロックの
位置は、パケット番号とパケット内の変換データの位置
で一意的に決まる。

分解された各変換データは復号化手段２３に送られる。

本実施例では、復号化手段２３は分離手段２４，逆量子
化手段２５，直交変換復号化手段２６および動き補償フ
レーム間／内復号化手段２７で構成されている。復号化
手段２３に送られた変換データは分離手段２４で主情報
と副情報とに分離され、逆量子化手段２５は主情報であ
る量子化出力を副情報の量子化ステップ情報を用いて逆
量子化し、復号変換係数を作る。直交変換復号化手段２
６では復号変換係数を直交変換復号し、復号ブロック出
力を得る。

フレームバッファ２８は少なくとも２フレーム分の容量
を持っている。動き補償フレーム間／内復号化手段２７
では副情報のうち符号化方式判定情報を用いて、復号ブ
ロック出力の符号化手段がフレーム間符号化か、フレー
ム内符号化かを検出する。フレーム内符号化の場合、復
号ブロック出力をそのまま復号ブロック信号とする。フ
レーム間符号化の場合、副情報の動き情報を用いて前フ
レームのフレームバッファ２８内の動き情報が指定する
位置のブロック信号と復号ブロック出力とを加算して復
号ブロック信号とする。

ブロック位置指定手段２９はパケット分解手段２２から
のパケット番号とブロックのパケット内の位置から復号
ブロック信号の位置をアドレステーブルを用いて求め、
現フレームのフレームバッファ２８の指定された位置に
書き込む。

このようにして１フレーム分の再生画像信号がフレーム
バッファ２８に形成されると、表示タイミングに従って
前フレーム、現フレームと順にフレームバッファの内容
を更新しながら繰り返し出力することによって動画像の
再生が行える。

誤り検出訂正復号化手段２１で訂正不能の誤りが検出さ
れた場合、ブロック位置指定手段２９は誤り検出訂正復
号化手段２１から伝えられた誤りパケットのパケット番
号を用いて、誤りパケットに含まれている８個のブロッ
クのフレームバッファ２８内の位置を検出し、誤り内挿
手段３０に知らせる。画像符号化装置側で隣合わないブ
ロックでパケットを構成しているため、フレーム当り１
パケットの誤りでは誤りブロックが隣合うことがない。

誤り内挿手段３０はフレームバッファ２８に１フレーム
分の再生画像信号が形成された時点で、ブロック位置指
定手段２９に指定された誤りパケットに含まれる誤りブ
ロックの周辺の８個の復号ブロック信号を２次元フィル
タリングして誤り内挿ブロックを生成し、誤りブロック
位置に書き込む。

このようにして訂正不能の誤りパケットが検出されても
、パケット自体が分散したブロックで構成されているた
め、フレーム内に誤りを分散することができ、誤りブロ
ックを他のブロックを用いて補償することができる。よ
って、訂正不能の誤りが発生した場合でも再生画像を乱
すことがない。

なお、本実施例では画像信号を動画像符号化装置で符号
化し、通信路によって復号化装置に伝送される例につい
て述べたが、符号化装置によって符号化された画像信号
を光ディスクなどの蓄積メディアに記録し、再生装置で
蓄積メディアを読み出して復号化装置で復号する場合等
、その他の装置についても同様の効果が得られることは
いうまでもない。

発明の効果 以上のように本発明の画像符号化装置は、ブロック化手
段と、適応符号化手段と、変換データ抽出手段と、パケ
ット構成手段と、誤り検出訂正符号化手段とで構成し、
また、本発明の画像復号化装置は、誤り検出訂正復号化
手段と、パケット分解手段と、復号化手段と、フレーム
バッファと、ブロック位置指定手段と、誤り内挿手段と
で構成したので、パケットが隣接しないブロックで構成
されるため、訂正不能の誤りが発生した場合でも、フレ
ーム内に存在する誤りパケットに対応する部分はブロッ
ク単位で点在するため、そのブロックを周辺のブロック
を用いて容易に内拝することが可能な画像符号化／復号
化装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像符号化装置のブ
ロック図、第２図は本発明の一実施例における画像復号
化装置のブロック図、第３図は従来の画像符号化装置の
ブロック図、第４図は従来の画像復号化装置のブロック
図である。 １・・・ブロック化手段、　　２・・・適応符号化手段
、３・・・ブロック制御手段、　　４・・・直交変換符
号化手段、　　５・・・量子化手段、　　６・・・逆量
子化手段、７・・・直交変換復号化手段、　　８・・・
動き補償フレーム間符号化手段、　　９・・・動き検出
手段、１０・・・多重化手段、　　１１・・・変換デー
タ抽出手段、１２・・・バッファ、　　１３・・・パケ
ット構成手段、１４・・・誤り検出訂正符号化手段、　
　２１・・・誤り検出訂正復号化手段、　　２２・・・
パケット分解手段、２３・・・復号化手段、　　２４・
・・分離手段、　　２５・・・逆量子化手段、　　２６
・・・直交変換復号化手段、２７・・・動き補償フレー
ム間／内復号化手段、２８・・・フレームバッフｙ，　
　　２　９　＝ブロック位置指定手段、　　３０・・・
誤り内挿手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号の各フレームをブロック信号に分割する
   ブロック化手段と、 前記ブロック信号を変換データに符号化する適応符号化
   手段と、 少なくとも２ブロック以上離れた前記変換データを複数
   個抽出する変換データ抽出手段と、抽出された前記変換
   データでパケットを構成するパケット構成手段と、 前記パケットを誤り検出訂正符号化する誤り検出訂正符
   号化手段とを具備することを特徴とする画像符号化装置
   。
2. （２）複数の変換データから構成されるパケットの誤り
   を検出、訂正する誤り検出訂正復号化手段と、 前記パケットを複数の変換データに分解するパケット分
   解手段と、 前記変換データをブロック信号に復号する復号化手段と
   、 復号した前記ブロック信号を記憶するフレームバッファ
   と、 前記ブロック信号の前記フレームバッファ上の位置を指
   定するブロック位置指定手段と、 前記誤り検出訂正復号化手段で訂正不能の前記パケット
   に属する前記ブロック信号を前記ブロック信号の隣接す
   るブロック信号を用いて内挿する誤り内挿手段とを具備
   することを特徴とする画像復号化装置。