JPH08336143A

JPH08336143A - 画像信号伝送システム及びそれに用いる画像信号送信装置

Info

Publication number: JPH08336143A
Application number: JP14014095A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Hirano; 裕弘平野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ＡＴＭ網で発生するセル損失による画質の劣化
が軽微で高品質な画像を送受する画像信号伝送システム
及び送信装置を提供する。【構成】送信部の符号化部2は、フレーム間予測を基本
とする画像信号の高能率符号化の予測誤差信号の信号パ
ワーPEを計測し、この信号パワーPEの大きい領域の符号
化データＶＣはセル損失率の低い優先セルに、信号パワ
ーPEの小さい領域の符号化データはセル損失率の高い非
優先セルに割り当てて伝送し、受信部の復号部7では、
セル損失の発生した領域は前フレーム信号の動き補償処
理で生成した補間信号で置換するＭＣ補間修整の誤り修
整を行う。【効果】セル損失に起因した画質劣化が極めて軽微なた
め、高速ディジタル網による各種画像サービスの高品質
化に顕著な効果を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号伝送システム
及びそれに用いる送信装置に係り、特に、フレーム間相
関を利用した高能率符号化により情報量を圧縮した画像
データをＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）網で伝
送するに好適な画像信号の伝送システム及び送信装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】次世代の高速ディジタル網である広帯域
サービス総合ディジタル網（ＩＳＤＮ）の実現手段とし
てＡＴＭ網が考えられている。ＡＴＭ網では、情報はセ
ルと呼ばれる一定バイト数の共通フォーマットの伝送単
位に変換され、ラベル多重技術を用いて伝送及び交換を
行う。そして、任意の伝送レートの設定が可能となるほ
か、可変レートによる伝送も可能である。一方、高能率
符号化された画像情報の情報量は、画像の内容により変
動する。このため、ＡＴＭ網による画像情報の伝送で、
可変レートの符号化による伝送画質の向上や、網の有効
活用を図ることが期待できる。

【０００３】しかし、ＡＴＭ網では、統計多重効果を利
用しているため、網の輻輳時にはセル損失が発生する場
合がある。一方、画像信号の高能率符号化では、フレー
ム間予測を基本とした符号化を行うため、セル損失によ
る伝送情報の欠落により、いったん受信画像にエラーが
生じると、セル損失が発生した時点の画面のみならず、
それ以後の画面にも大きな画質劣化を与えるという問題
がある。このため、ＡＴＭ網による高能率符号化された
画像データの伝送においては、セル損失による画質劣化
を回避するための対策が必要になる。そして、様々なセ
ル損失対策が検討されている。例えば、テレビジョン学
会誌 Vol.46、 No.3, pp267〜275(1992年3月)において
論じられている。例えば、ＢＨＣ符号などのブロック型
符号で誤り訂正符号化された信号を複数セルにビット単
位に順次分割し、セル損失によるバースト誤りを短ビッ
ト長の誤りに変換して訂正を行うセルインタリーブ法、
予測符号化において予測係数を非完全積分型とするリー
ク予測法、画像情報を複数の階層の情報に分割し伝送す
る階層符号化法等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記セルインタリーブ
法は遅延時間が増加する、階層符号化法やリーク予測法
は符号化効率が低下する等の問題を有している。また、
上記文献に記載のセル損失対策の多くは、ビデオ符号化
の国際標準規格であるＨ．２６１，ＭＰＥＧ１，ＭＰＥ
Ｇ２等の符号化に適用するには、何らかの変更や改修を
必要とするという問題がある。例えば、上記階層符号化
法では上記国際標準規格の外に、量子化器の入出力差を
より細かい量子化器を用いて再符号化し、その符号化出
力を拡張データとして伝送する。

【０００５】本発明の目的は、上述したセル損失対策が
抱えている問題の解決を図り、セル損失に起因する画質
劣化が極めて軽微である画像信号の伝送システム及びそ
れに使用する送信装置を提供することにある。本発明の
他の目的は、国際標準規格のビデオ符号化に何等の変更
や改修を加えることなく適用できるセル損失対策の機能
を備えた画像信号の伝送システム及びそれに使用する送
信装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像信号伝送システムにおいては、送信部
は、画像信号のフレーム間予測の予測誤差成分の信号パ
ワーを計測し、計測した信号パワーがスレッショルドレ
ベル未満の領域の符号化データに対しては、相対的にセ
ル損失率の高い非優先セル又は非優先チャネルを割り当
て、計測した信号パワーが大きくスレッショルドレベル
以上の領域の符号化データに対しては、セル損失率の低
い優先セル又は優先チャネルを割り当てる優先・非優先
セル割り当ての割当手段を設けた。

【０００７】好ましくは、上記割当手段は、単位時間当
たりの符号化データ量を計測し、上記計測値が小さい時
にはスレッショルドレベルを低く、上記計測値が大きい
時にはスレッショルドレベルを高くするように、上記計
測値に応じてスレッショルドレベルを適応的に変化させ
て設定する可変手段を設ける。

【０００８】受信部では、セル損失の発生した領域の画
像を、前フレームの信号の動き補償処理で生成した補間
信号で置換する動き補償（ＭＣ）補間修整の誤り修整処
理手段を設ける。

【０００９】本発明における高能率符号化は国際標準規
格のＨ．２６１又はＭＰＥＧ１もしくはＭＰＥＧ２によ
るビデオ符号化が好ましいが、国際標準規格による符号
化に限定されない。また、ＭＰＥＧ２によるビデオ符号
化を行う場合、上記優先・非優先セル割り当ての手段
は、符号化部の入力画像信号系列と動き補償予測信号の
差分を求め、上記差分が所定のスレッショルドレベル未
満の領域ではその符号化データをセル損失率の高い非優
先セルに、所定のスレッショルドレベル以上の領域では
その符号化データを上記非優先セルのセル損失率より低
いセル損失率の優先セルにそれぞれ割り当てるように構
成してもよい。また、セルは優先・非優先セルの識別モ
ードが付加されるように規定されているＡＴＭ網のセル
を利用することが望ましいが、これに限定されず、可変
定バイト数のパケットでも良い。

【００１０】

【作用】作用の説明に先立ち、本発明におけるセル損失
対策の概念を図９で説明する。図９は、画像情報におけ
るフレーム間の予測誤差成分の信号パワーとＭＣ補間修
整で得られる画質との関係を定性的に示したものであ
る。図中の横軸は予測誤差成分、すなわち、原信号と前
フレームの信号の動き補償で生成した予測信号との誤差
成分の信号パワーである。縦軸はＭＣ補間修整、すなわ
ち上記予測信号で置換する誤り修整処理を行った画像の
画質を示す。信号パワーの小さい領域では、原信号と予
測信号とはほぼ一致する。このため、ＭＣ補間修整で得
られる画像は原画像とほとんど同等の画質となり、劣化
はほとんど検知できない。従って、この領域ではセル損
失の発生した画像をＭＣ補間修整しても画質の劣化は極
めて少ない。一方、信号パワーの大きい領域では、原信
号と予測信号とには顕著な有意差がある。このため、Ｍ
Ｃ補間修整で得られる画像は原画像と明らかに異なり、
画質が大きく劣化する。従って、この領域ではセル損失
の発生した画像をＭＣ補間修整した画像は画質劣化が顕
著になる。

【００１１】そこで、本発明では予測誤差成分の信号パ
ワーの小さな画像のデータはセル損失率の高い非優先セ
ルに割り当て、信号パワーの大きな画像のデータはセル
損失率の低い優先セルに割り当てるセル損失対策を行な
い、画質劣化の少ない画像の送受信を実現する。すなわ
ち、予測誤差成分の信号パワーがスレッショルドレベル
ＥＴ未満の小さい領域では符号化データをセル損失率の
高い非優先セルに割り当て、スレッショルドレベルＥＴ
以上の大きな領域では符号化データをセル損失率の低い
優先セルに割り当てるセルの優先・非優先割り当てを行
い、ＡＴＭ網でのセル損失の発生を主として予測誤差成
分の信号パワーの小さい領域の符号化データに限定する
ことができる。

【００１２】受信部では、ＭＣ補間修整の誤り修整処理
により画質劣化を許容限界内の画質の範囲におさめるこ
とができる。また、スレッショルドレベルＥＴの設定
を、単位時間当たりの符号化データの発生量の少ない領
域では、スレッショルドレベルＥＴをさらに小さなＥＴ
１に設定することで、ＭＣ補間修整による画質の劣化を
検知限界内の極めて高品質な範囲内におさえることがで
きる。

【００１３】本発明では、国際標準規格であるＨ．２６
１，ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ２等の既に知られた符号化よ
る画像データをセルに分割するときに、優先セル、非優
先セルに割り当てるのみであるため、他に変更や改修を
行うことなく、ＡＴＭ網で発生するセル損失による画質
の劣化が軽減できる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明による画像信号の伝送システム
の第１の実施例の全体ブロック構成図である。本実施例
は、セルの優先・非優先割り当てを行って伝送するに好
適なものである。

【００１５】入力画像信号ＶＳは、前処理部１でフォー
マット変換等の信号処理を行い、所定の符号化フレーム
の信号系列Ｓ１に変換する。すなわち、アナログ画像信
号をＡ／Ｄ変換、符号化形式に適合するためのフォーマ
ット変換、画面並び変えを行う。

【００１６】符号化部２は、信号系列Ｓ１に対して所定
の高能率符号化処理、例えば国際標準規格のＨ．２６
１、ＭＰＥＧ１又はＭＰＥＧ２に準拠したビデオ符号化
を行い、符号化データＶＣを出力する。また、符号化の
過程で得られるフレーム間の予測誤差信号ＰＥを出力す
る（その詳細な構成は図２によって説明する）。

【００１７】セルモード設定部３は、例えば符号化の単
位であるマクロブロック毎に予測誤差信号ＰＥの信号パ
ワーを計測する。そして、計測した信号パワーが所定の
スレッショルドレベルＥＴ未満の時は“０”、ＥＴ以上
の時は“１”の信号をセルモード信号ＣＭとして出力す
る（その詳細な構成は図３によって説明する）。

【００１８】パケット化部４は、符号化データＶＣに対
して、主にランダム符号誤りを訂正するための検査ビッ
ト情報の付加と、セル損失の発生した位置を受信側で検
出するためのシーケンスナンバー情報の付加を行ない、
４８バイトを単位とするデータ信号系列に分割する。そ
して、このデータ信号系列に５バイトのＡＴＭヘッダを
付加して５３バイトからなるＡＴＭセルを構成する。こ
の時、ＡＴＭセルヘッダ部のセル優先フラグＣＬＰ(Cel
l Loss Priority)は、セルモード信号ＣＭが“０”の場
合はセル損失率の高い非優先セル、“１”の場合はセル
損失率の低い優先セルのモードに設定する。そして、優
先・非優先セルの割り当てを行ったセルを伝送データ系
列ＴＤとしてＡＴＭ網５に送出する。

【００１９】ＡＴＭ網５により伝送・交換された伝送デ
ータ系列ＲＤは、デパケット化部６で各セルのシーケン
スナンバー情報をもとにデータ信号系列の統合、符号誤
りの訂正を行い、符号化データＶＣＣを復号する。な
お、この復号処理では、セル損失を検出した領域のデー
タ信号系列に対しては０のデータで置き換える復号を行
う。

【００２０】復号化部７は、符号化とは逆の復号化の信
号処理を行い、符号化フレームの信号系列Ｓ２を復号す
る。なお、セル損失の発生している領域は、予測誤差信
号成分が零の復号処理を行う。この領域の信号は前フレ
ームの信号の動き補償処理で生成した予測信号で置換す
るＭＣ補間修整の誤り修整処理を行い、画像を復号す
る。後処理部８は、画像信号のフォーマットに変換する
信号処理を行い、その出力にセル損失による画質の劣化
が極めて少ない復号画像信号ＶＳＤを得る。

【００２１】以下、本実施例の主要なブロック部につい
ての説明を行う。図２は、符号化部２の構成を示すブロ
ック図で、国際標準規格ＭＰＥＧ２によるビデオ符号化
を行うものである。この符号化では、フレーム内の符号
化を行うＩピクチャ、フレーム間の一方向予測を行うＰ
ピクチャ、双方向予測を行うＢピクチャの符号化モード
を有する。符号化部２の構成は従来知られている回路と
同様である。

【００２２】減算部９は、Ｉピクチャ時は信号系列Ｓ１
の信号、Ｐ、Ｂピクチャ時は信号系列Ｓ１から動き補償
予測信号ＰＳを減算した信号を予測誤差信号ＰＥとして
出力する。信号ＰＥの一方は、後述するセルモード設定
部３（図３）での優先・非優先セルの割り当てを制御す
るセルモード信号の生成に使用する。ＤＣＴ変換部１０
は、８ライン×８画素からなるブロックを単位に、８行
×８列のＤＣＴ変換行列との行列演算を行い、変換係数
信号Ｓ１０を生成する。量子化部１１は、所定の量子化
の特性で量子化処理を行い、量子化係数信号Ｓ１１に変
換する。

【００２３】信号Ｓ１１の一方は、予測信号を生成する
ために使用する。すなわち、逆量子化部１２での逆量子
化の信号処理と、ＩＤＣＴ変換部１３でのＤＣＴ逆変換
行列による行列演算処理とで予測誤差信号Ｓ１２を復号
する。加算部１４は、Ｉピクチャ時は予測誤差信号Ｓ１
２を、Ｐ，Ｂピクチャ時は動き補償予測信号ＰＳを加算
した信号を出力し、復号した符号化フレームの信号Ｓ１
３を得る。信号Ｓ１３はメモリ部１５で１フレームの期
間遅延させ、出力信号Ｓ１４をもとにＭＣ処理部１７で
は動きベクトルＭＶによる動き補償の信号処理を行い、
動き補償予測信号ＰＳを生成する。ＭＶ検出部１６は、
ブロックマッチング等の信号処理で動きベクトルＭＶを
検出する。一方、ＶＬＣ部１８は、量子化係数信号Ｓ１
１の可変長符号化とランレングス符号化、動きベクトル
ＭＶの可変長符号化などの所定の符号化処理を行い、符
号化データＶＣを生成する。

【００２４】図３は、セルモード設定部３の構成を示す
ブロック図（ａ）及びその動作概略図（ｂ）である。同
図(ａ)に示すように、２乗部１９と積算部２０と設定部
２１との縦続接続で構成する。予測誤差信号ＰＥは、２
乗部１９で２乗演算を行い信号パワーの成分の信号Ｓ１
５に変換する。積算部２０は、例えば符号化の単位であ
るマクロブロック毎に信号Ｓ１５の積算を行い、マクロ
ブロック当たりの信号パワーＳ１６を出力する。設定部
２１は、同図(ｂ)の特性にしたがい、信号パワーＳ１６
がスレッショルドレベルＥＴ未満の時は“０”、ＥＴ以
上の時は“１”のセルモード信号ＣＭを出力する。な
お、２乗部１９は、単に信号の絶対値化を行う信号処理
で実現することも可能である。

【００２５】図４及び図５は、パケット化部４の構成を
示すブロック図及びその各部の信号構成図である。符号
化データＶＣとセルモード信号ＣＭは、バッファ部２２
に書込む。バッファ部２２の読出しは、図５に示すよう
に、誤り訂正符号の情報ビットを単位に行い、情報ビッ
トの信号系列Ｓ１７を生成する。ＦＥＣ部２３は、情報
ビットに対する誤り訂正符号の検査ビットＦＥＣを生成
し、これを付加して符号長が１８８バイトの信号Ｓ１８
を構成する。なお、誤り訂正符号にはバイト単位に訂正
を行うＲＳ符号などを使用することが望ましい。セル分
割部２４は信号Ｓ１８を４７バイト毎に分割し、分割さ
れた各先頭に受信側でセル損失の位置を検出するための
シーケンスナンバー情報ＳＮ（１バイト）を付加し、４
８バイトからなるデータ系列Ｓ１９を生成する。そし
て、ＡＴＭ符号化部２５では、データ系列Ｓ１９の各４
８バイトのデータの先頭に所定の５バイトのＡＴＭヘッ
ダを付加して５３バイトからなるＡＴＭセルを構成し、
伝送データ系列ＴＤを生成する。５バイトのＡＴＭヘッ
ダは、従来知られているように、一般的フロー制御ＧＦ
Ｃ（４ビット）、仮想パス識別子ＶＰＩ（１バイト）、
仮想チャネル識別子ＶＣＩ（２バイト）、ペイロードタ
イプＰＴ（３ビット）、セル損失優先表示ＣＬＰ（１ビ
ット）及びヘッダ誤り制御ＨＥＣ（１バイト）からな
る。本実施例ではセル損失優先表示すなわちセル優先フ
ラグＣＬＰは、セルモード信号ＣＭが“０”の時はセル
損失率の高い非優先セル、“１”の時はセル損失率の低
い優先セルのモードに設定する。この結果、受信部での
ＭＣ補間修整による画質劣化の少ないデータは非優先セ
ルに、画質劣化が顕著なデータは優先セルに、それぞれ
割り当てる。

【００２６】以上の説明は、画像の情報ビットのみにつ
いて説明したが、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２の符号化系列
は（ｂ）のように、シーケンス層、ＧＯＰ層（Group of
Picture）、ピクチャ層、スライス層、マクロブロック
層の階層構造になっており、上記（ａ）の情報ビット
（信号Ｓ１７）は、マクロブロック層の一つのマクロブ
ロックに相当する。上記階層構造の各階層の頭部には特
定の開始コード（シーケンスヘッダ、ＧＯＰヘッダ、ピ
クチャヘッダ、スライス情報、マクロブロック情報）が
付加されており、これらの開始コードもＡＴＭ符号化部
２５でセル化される。開始コードのセルのセル優先フラ
グＣＬＰは、セル損失率の低い優先セルのモードに設定
する。

【００２７】図６及び図７は、それぞれ受信部のデパケ
ット化部６の構成を示すブロック図及びその各部の信号
構成図である。これらの構成は従来知られているものと
同じである。図６に示すように、ＡＴＭ復号化部２６
は、図７に示すように伝送データ系列ＲＤより各セルの
４８バイトのデータ系列Ｓ２０を復号する。セル統合部
２７は、各セルの先頭のシーケンスナンバー情報ＳＮを
もとに、対応する時系列の位置にデータ系列Ｓ２０を再
配列し、１８８バイトの符号長の信号Ｓ２１を復号す
る。なお、シーケンスナンバーＳＮの欠落した領域（図
７のＢの領域）はセル損失が発生した領域とみなし、こ
の位置には０のデータを挿入する。ＦＥＣ訂正部２８で
は、信号Ｓ２１を検査ビットを用いて所定の誤り訂正の
信号処理を行い、ランダム誤りの訂正された情報ビット
の信号系列Ｓ２２を復号する。なお、セル損失が発生し
た場合は、バースト誤りとなり符号の訂正能力を越えて
いるために訂正処理は行わず、そのままのデータ系列を
情報ビットの信号系列として復号する。そして、信号系
列Ｓ２２は、バッファ部２９に書込み、バッファ部２９
から読み出したデータで復号した符号化データＶＣＣを
得る。

【００２８】図８は、復号化部７の構成を示すブロック
図である。符号化データＶＣＣは、ＩＶＬＣ部３０で可
変長符号の復号、ランレングス符号の復号などの所定の
復号化の信号処理を行い、量子化係数信号Ｓ２３と動き
ベクトルＭＶとを復号する。なお、セル損失の発生した
０のデータに対しては、信号Ｓ２３は、成分が０の信号
に復号する。

【００２９】逆量子化部１２は、量子化係数信号Ｓ２３
を入力し、逆量子化の信号処理を行って、変換係数信号
Ｓ２４を復号する。ＩＤＣＴ部１３でＤＣＴ逆変換行列
による行列演算を行い、予測誤差信号Ｓ２５を復号す
る。加算部１４は、Ｉピクチャの復号時は信号Ｓ２５
を、Ｐ，Ｂピクチャの復号時は信号Ｓ２５に動き補償予
測信号ＰＳを加算した信号を、それぞれ符号化フレーム
の信号Ｓ２として出力する。なお、セル損失の発生した
領域では予測誤差信号Ｓ２５は成分が零の信号である。
従って、この領域では動き補償予測信号ＰＳを出力とす
ることで、ＭＣ補間修整による誤り修整の信号処理を行
なうことができる。

【００３０】信号Ｓ２の一方は、メモリ部１５に入力
し、その出力の１フレーム期間遅延させた信号Ｓ２６を
もとに、ＭＣ処理部１７では動きベクトルＭＶを用いた
動き補償の信号処理を行い、動き補償予測信号ＰＳを生
成する。上述のように、本実施例によればセル損失に起
因する画質劣化が極めて軽微で、かつ、国際標準規格の
ビデオ符号化をそのまま使用することができる。

【００３１】図１０は、本発明による画像信号伝送シス
テムの第２の実施例の構成を示すブロック図である。本
実施例は、画像信号の符号化データの発生量に応じて予
測誤差信号の信号パワーのスレッショルドレベルを適応
的に変化させて優先・非優先セルの割り当てを行い、セ
ル損失に起因する画質劣化をさらに低減するものであ
る。

【００３２】同図において、図１の構成ブロックと実質
的に同一機能、構成部は図１と同一番号を付けている。
入力画像信号ＶＳは、前処理部１でフォーマット変換な
どの信号処理を行い、所定の符号化フレームの信号系列
Ｓ１に変換する。符号化部２は、信号系列Ｓ１に対して
所定の高能率符号化処理、例えば国際標準規格のＭＰＥ
Ｇ２に準拠したビデオ符号化を行い、符号化データＶＣ
を出力する。また、符号化の過程で得られるフレーム間
の予測誤差信号ＰＥを出力する。

【００３３】符号化データ計測部３９は、符号化データ
ＶＣから単位時間当たりの符号化データの発生量を計測
し、その計測値ＶＮを出力する。セルモード設定部４０
は、予測誤差信号ＰＥと計測値ＶＮとをもとに、優先・
非優先セルへの割り当てを行うセルモード信号ＣＭを生
成する。すなわち、予測誤差信号ＰＥの信号パワーを、
例えば符号化の単位であるマクロブロック毎に計測す
る。そして、図１１に示す動作概略図に従って、計測値
ＶＮの大小に従って変化するスレッショルドレベル（Ｖ
Ｎ小ではＥＴ１、ＶＮ中ではＥＴ２、ＶＮ大ではＥＴ）
を設定し、計測した信号パワーがこのスレッショルドレ
ベル未満の時は“０”、スレッショルドレベル以上の時
は“１”の信号をセルモード信号ＣＭとして出力する。

【００３４】パケット化部４では、符号化データＶＣに
対して、主にランダム符号誤りを訂正するための検査ビ
ット情報の付加と、セル損失の発生した位置を受信側で
検出するためのシーケンスナンバー情報ＳＮの付加を行
い、４８バイトを単位とするデータ信号系列に分割す
る。そして、このデータ信号系列に５バイトのＡＴＭヘ
ッダを付加して５３バイトからなるセルを構成する。こ
の時、ＡＴＭヘッダ部のセル優先フラグＣＬＰは、セル
モード信号ＣＭが“０”の場合はセル損失率の高い非優
先セル、“１”の場合はセル損失率の低い優先セルのモ
ードに設定する。そして、優先・非優先セルの割り当て
を行ったセルを伝送データ系列ＴＤとしてＡＴＭ網５に
送出する。

【００３５】ＡＴＭ網５により伝送・交換された伝送デ
ータ系列ＲＤは、デパケット化部６で各セルのシーケン
スナンバー情報をもとにデータ信号系列の統合、符号誤
りの訂正を行い、符号化データＶＣＣを復号する。な
お、この復号では、セル損失を検出した領域のデータ信
号系列に対しては０のデータで置き換えて復号する。

【００３６】復号化部７は、符号化とは逆の復号化の信
号処理を行い、符号化フレームの信号系列Ｓ２を復号す
る。なお、セル損失の発生している領域は、予測誤差信
号成分が零の復号処理を行う。そして、この領域の信号
は前フレームの信号の動き補償処理で生成した予測信号
で置換するＭＣ補間修整の誤り修整処理を行い、画像を
復号する。

【００３７】後処理部８では、画像信号のフォーマット
に変換する信号処理を行い、その出力にセル損失による
画質の劣化が極めて少ない復号画像信号ＶＳＤを得る。

【００３８】以上に述べた如く、本実施例によれば、セ
ル損失に起因する画質劣化が極めて少なく、かつ、国際
標準規格のビデオ符号化がそのまま適用できる。

【００３９】図１２は、本発明による画像信号の伝送シ
ステムの第３の実施例の構成を示すブロック図である。
本実施例は、符号化データをセル損失の優先チャネルと
非優先チャネルとに割り当てて伝送するに好適なもので
ある。入力画像信号ＶＳは、前処理部１でフォーマット
変換などの信号処理を行い、所定の符号化フレームの信
号系列Ｓ１に変換する。

【００４０】符号化部２は、信号系列Ｓ１に対して所定
の高能率符号化処理、例えば国際標準規格のＭＰＥＧ２
に準拠したビデオ符号化を行い、符号化データＶＣを出
力する。また、符号化の過程で得られるフレーム間の予
測誤差信号ＰＥを出力する。

【００４１】セルモード設定部３は、例えば符号化の単
位であるマクロブロック毎に予測誤差信号ＰＥの信号パ
ワーを計測し、計測した信号パワーが所定のスレッショ
ルドレベルＥＴ未満の時は“０”、ＥＴ以上の時は
“１”の信号をセルモード信号ＣＭとして出力する。

【００４２】選択部３１は、符号化データＶＣを優先チ
ャネルと非優先チャネルとに分配する。すなわち、セル
モード信号ＣＭが“０”の時は端子ｂのセル損失率の高
い非優先チャネルに、“１”の時は端子ａのセル損失率
の低い優先チャネルに、それぞれ符号化データを分配す
る。

【００４３】チャネル符号化部３２及び３３は、それぞ
れ端子ａ及びｂの符号化データに対しランダム誤りを主
に訂正するための検査ビット情報の付加、セル損失の発
生した位置を受信側で検出するためのシーケンスナンバ
ー情報の付加を行う。そして、４８バイトを単位とする
データ信号系列に分割し、５バイトのＡＴＭヘッダを付
加してセルを構成する。このセル化した伝送データ系列
ＴＤ１とＴＤ２は、それぞれ優先チャネル伝送路３４と
非優先チャネル伝送路３５とに送出する。

【００４４】優先チャネル伝送路３４、非優先チャネル
伝送路３５でそれぞれ伝送された伝送データ系列ＲＤ１
とＲＤ２は、チャネル復号化部３６、３７で各セルのシ
ーケンスナンバー情報をもとにデータ信号系列の統合、
符号誤りの訂正を行い、符号化データを復号する。な
お、この復号処理では、セル損失を検出した領域のデー
タ信号系列に対しては０のデータで置き換えて復号す
る。

【００４５】統合部３８は、優先チャネルと非優先チャ
ネルとで復号した符号化データを結合して、もとの時系
列のデータストリームの符号化データＶＣＣに復号す
る。

【００４６】復号化部７は、符号化とは逆の復号化の信
号処理を行い、符号化フレームの信号系列Ｓ２を復号す
る。なお、セル損失の発生している領域は、予測誤差信
号成分が零の復号処理を行う。そして、この領域の信号
は前フレームの信号の動き補償処理で生成した予測信号
で置換するＭＣ補間修整の誤り修整処理を行い、画像を
復号する。

【００４７】後処理部８では、画像信号のフォーマット
に変換する信号処理を行い、その出力にセル損失による
画質の劣化が極めて少ない復号画像信号ＶＳＤを得る。

【００４８】なお、本実施例における各ブロックは、第
１、第２の実施例と同様に構成すればよいので、詳細な
説明は省略する。

【００４９】上述のように、本実施例によれば、セル損
失に起因する画質劣化が極めて軽微となる。

【００５０】図１３は、本発明による画像信号の伝送シ
ステムの第３の実施例における符号化部の構成を示すブ
ロック図である。本実施例は、ＭＰＥＧ２のビデオ符号
化のように、受信部での誤り修整処理による画質劣化の
軽減を図るため、Ｉピクチャの符号化モードにおいても
動きベクトルを送出する形態の符号化が認められている
場合に好ましい実施例である。すなわち、第１乃至第３
の実施例では、ＭＰＥＧ２のビデオ符号化を例に、符号
化部が図３の構成のもので説明を行った。しかし、この
構成では、Ｉピクチャの符号化モード時には入力の符号
化フレームの信号系列Ｓ１が予測誤差信号ＰＥになる。
この信号系列Ｓ１はその信号パワーが極めて大きいた
め、その符号化データは全てセル損失率の低い優先セル
に割り当てが行われる。従って、優先セルがセル全体に
占める比率が大きくなり、網の有効活用が阻害される恐
れもある。

【００５１】本実施例は上記網の有効活用が阻害される
ことを除いたもので、図１３の符号化部は、図３の符号
化部に減算部４１を新たに追加し、Ｉピクチャ、Ｐピク
チャ、Ｂピクチャいずれの符号化モードにおいても信号
系列Ｓ１から動き補償予測信号ＰＳを減算した信号を予
測誤差信号ＰＥ’として得るようにしたものである。そ
して、セルモード設定部ではこの信号ＰＥ’をもとに優
先セルと非優先セルへの割り当てを行う。この結果、Ｉ
ピクチャ時でもその符号化データの多くを非優先セルに
割り当てることが可能になり、網のより有効な活用を図
ることができる。

【００５２】以上本発明の実施例いについて説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、実施例おいては、高能率符号化としてＭＰＥＧ２
のビデオ符号化を例に説明したが、本発明はこのビデオ
符号化に限定されることなく、国際標準規格のＨ．２６
１、ＭＰＥＧ１に準拠する符号化、あるいはフレーム間
予測を基本とする種々の高能率符号化にも適用すること
ができる。また、予測誤差信号の信号パワーの計測に関
しては、実施例ではマクロブロックを単位とする例で説
明したが、この上位の階層であるスライス層を単位とす
ることも可能であることは明白である。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、伝送網で発生するセル
損失に対して、画質劣化の極めて軽微な受信画像を受像
でき、かつ、既存の送受信装置に変更を加えることな
く、また送信部も、信号パワー測定部と、セルの優先・
非優先の割当て部を付加するのみで、国際標準規格のビ
デオ符号化をそのまま適用することができる画像信号伝
送システムが実現できる。セルとして既に知られている
ＡＴＭセルを使用すると、既存のＡＴＭ網を使用する伝
送網で直接実施できる。このため、今後の高速ディジタ
ル網を用いた各種画像サービスの高品質化に顕著な効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像信号伝送システムの第１の実
施例のブロック構成図。

【図２】図１の符号化部の構成を示すブロック図。

【図３】図１のセルモード設定部の構成ブロック図及び
その各部の信号構成図。

【図４】図１のパケット化部の構成を示すブロック図。

【図５】図４のパケット化部の各部の信号構成図。

【図６】図１のデパケット化部の構成を示すブロック
図。

【図７】図６のデパケット化部の各部の信号構成図。

【図８】図１の復号化部の構成を示すブロック図。

【図９】予測誤差信号とＭＣ補間修整画質と関係を示す
定性図。

【図１０】本発明による画像信号伝送システムの第２の
実施例のブロック構成図。

【図１１】図１０のセルモード設定部の動作概略図。

【図１２】本発明による画像信号伝送システムの第３の
実施例のブロック構成図。

【図１３】本発明による画像信号伝送システムの第４の
実施例に実施する符号化部の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１…前処理部、２…符号化部、３、４０…セルモード設
定部、４…パケット化部、５…ＡＴＭ網、６…デパケッ
ト化部、７…復号化部、８…後処理部、９…減算部、１
０…ＤＣＴ変換部、１１…量子化部、１２…逆量子化
部、１３…ＩＤＣＴ変換部、１４…加算部、１５…メモ
リ部、１６…ＭＶ検出部、１７…ＭＣ処理部、１８…Ｖ
ＬＣ部、１９…２乗部、２０…積算部、２１…設定部、
２２、２９…バッファ部、２３…ＦＥＣ部、２４…セル
分割部、２５…ＡＴＭ符号化部、２６…ＡＴＭ復号化
部、２７…セル統合部、２８…ＦＥＣ訂正部、３０…Ｉ
ＶＬＣ部、３１…選択部、３２、３３…チャネル符号化
部、３４…優先チャネル伝送路、３５…非優先チャネル
伝送路、３６、３７…チャネル復号化部、３８…統合
部、３９…符号化データ計測部、４１…減算部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号をフレーム間予測による符号化を
含む高能率符号化を行い、符号化データをセルにして伝
送網に送出する送信部と、上記伝送網から受信した符号
化データを画像信号に再生する受信部をもつ画像信号伝
送システムであって、上記送信部が上記フレーム間予測
を基本とする予測誤差信号の信号パワーを計測する計測
手段と、上記計測された信号パワーが所定のスレッショ
ルドレベル未満の領域では符号化データをセル損失率の
高い非優先セルに、所定のスレッショルドレベル以上の
領域では符号化データを上記非優先セルのセル損失率よ
り低いセル損失率の優先セルにそれぞれ割り当てて送出
する割当手段ともち、上記受信部がセル損失が発生した
領域の画像は、復号した前フレームの信号の動き補償処
理で生成する補間信号で置換する補間修整を行う修整処
理手段をもつことを特徴とする画像信号伝送システム。
【請求項２】上記セルがＡＴＭセルであって、上記割当
手段が上記ＡＴＭセルのヘッダのセル優先フラグに、上
記高い非優先セルの場合はセルモード信号“０”を、上
記セル損失率の低い優先セルの場合はセルモード信号
“１”を設定するように構成されたことを特徴とする請
求項１記載の画像信号伝送システム。
【請求項３】上記伝送網が第１の伝送チャネル及び第１
の伝送チャネルよりセル損失が少ない第２の伝送チャネ
ルをもち、上記割当手段が上記非優先セル及び優先セル
をそれぞれ上記第１の伝送チャネル及び第２の伝送チャ
ネルに振り分けるように構成されたことを特徴とする請
求項１又は２記載の画像信号伝送システム。
【請求項４】上記割当手段が単位時間当たりの符号化デ
ータ量を計測し、上記計測した符号化データ量に対応し
て上記スレッショルドレベルの値を変化させる可変手段
をもつことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つ
に記載の画像信号伝送システム。
【請求項５】上記高能率符号化が国際標準規格のＨ．２
６１又はＭＰＥＧ１もしくはＭＰＥＧ２によるビデオ符
号化であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
か一つに記載の画像信号伝送システム。
【請求項６】画像信号をフレーム間予測を含む符号化部
と、上記符号化部で得られる予測誤差信号の信号パワー
を計測し、上記信号パワーが所定のスレッショルドレベ
ル未満の領域では符号化データをセル損失率の高い非優
先セルに、所定のスレッショルドレベル以上の領域では
符号化データを上記非優先セルのセル損失率より低いセ
ル損失率の優先セルにそれぞれ割り当るためのモード信
号を作るセルモード設定部と、上記符号化部の出力符号
化データを分割しセルにするときに、上記モード信号を
用いて上記セルに優先セル・非優先セルのセルモード信
号を付加するパケット化部とをもつことを特徴とする画
像信号送信装置。
【請求項７】上記セルモード設定部が更に上記符号化デ
ータの単位時間当たり符号化データ量を計測し、上記計
測した符号化データ量に対応して上記スレッショルドレ
ベルの値を適応的に変化させる手段をもつことを特徴と
する請求項６記載の画像信号送信装置。
【請求項８】上記符号化部がＭＥＧ２の符号化を行う手
段で、上記セルモード設定部が上記符号化部の入力画像
信号系列と動き補償予測信号の差分を求め、上記差分が
所定のスレッショルドレベル未満の領域ではその符号化
データをセル損失率の高い非優先セルに、所定のスレッ
ショルドレベル以上の領域ではその符号化データを上記
非優先セルのセル損失率より低いセル損失率の優先セル
にそれぞれ割り当るためのモード信号を作るセルモード
設定部で置換されたことを特徴とする請求項６又は７記
載の画像信号送信装置。