JPH09107545A - データストリームを復号化するときエラーをマスキングする方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はＭＰＥＧ標準に従って符号化された
動画を表すデータストリームを復号化するときエラーを
マスキングする方法と装置を提供する。 【解決手段】 可変長復号器１によって発生された情報
が、画像を形成するためそれ自体が関連する列を形成す
るために互いに関連するマクロブロックを形成する動き
ベクトルによって供給される情報の関数として再グルー
プ化される。各画像（ｎ）に関する動きベクトルが、次
の画像（ｎ＋１）用のマクロブロックが再グループ化さ
れる間にマスキングメモリ６内に格納され、発生された
情報の何れかにおいてエラーが検出されたとき、このマ
クロブロックは消去され、先の画像（ｎ）内の対応する
マクロブロックと同一値を有するマクロブロックによっ
て置き換えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＭＰＥＧ標準に従っ
て符号化された動画を表すデータストリームを復号化す
るときエラーをマスキングする方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＰＥＧ標準は動画が符号化されたり復
号化されたりする条件を規定する。ディジタル化された
画像伝送及び蓄積技術は、アナログ伝送と比較して最終
的に得れる画像の質を相当に改善できる。これらの技術
はまた広い応用範囲を有する。

【０００３】しかしながら、ディジタル化された動画の
伝送と蓄積は極めて高い情報スループットを必要とする
ので、実際にはこれらの画像を圧縮して符号化すことが
必要である。ディジタル化された画像はしたがって、そ
れらを表す情報量を減少させるために、伝送前に符号化
され、次いで伝送後に復号化される。

【０００４】明らかに、符号化及び復号化の技術は最終
的な画像の質にとって本質的であり、それらを標準化し
てこれらの技術を用いる様々な装置が互換性があるよう
にすることが必要になってきた。こうしてエキスパート
グループ（Movingin Picture Expert Group-ＭＰＥＧ)
は、ISO 標準11172 とISO IEC 標準13818 を開発した。

【０００５】これら二つの標準はしばしばＭＰＥＧ１、
及びＭＰＥＧ２と呼ばれており、画像の蓄積と再生、及
びそれらの伝送のために、音声信号と関連する可能性の
ある、等しく適切に用いることができる動画のための、
符号化と復号化のための条件を定めている。それゆえ、
このＭＰＥＧ標準は、コンパクトディスク、インタラク
ティブ・コンパクトディスク、磁気テープへの画像の蓄
積、ＬＡＮ又は電話線を介した画像の伝送、及び無線通
信によるテレビ画像の伝送に用いることができる。

【０００６】この技術を詳細に完全に定めている標準は
標準化機構から得ることができ、詳細な記載を参照でき
る。ＭＰＥＧ標準に従って用いられるデータ圧縮はいく
かの方法で処理できる。シーケンスを形成する画像グル
ープを形成するために、連続する画像が最初に集められ
る。したがって、１つのシーケンスは画像グループに細
分される。

【０００７】各画像は列（row ）に分割され、各列それ
自体は、移動補償を適用するため、そして、必要であれ
ば、量子化スケールを変更するために使用されるベーシ
ック要素を形成するマクロブロックにブレークダウンさ
れている。マクロブロックは１６×１６マトリックスの
画素（ピクセル）から形成されている。

【０００８】各マクロブロックは通常６ブロックに分割
され、最初の４つのブロックは輝度情報を含み、他の２
つのブロックは各々色情報を含む。これら６つのブロッ
クの各々は８×８画素（ピクセル）のマトリックスとし
て定義される。蓄積されるべき又は伝送されるべき情報
の量を減少させるために、同じシーケンス内で異なる画
像内に含まれる情報の間の類似性を使用することによ
り、異なるタイプの画像が各シーケンスの内部で定義さ
れる。

【０００９】Ｉ（イントラフレーム）画像は他の画像を
参照しないで符号化される。Ｐ（プレディクテッド）画
像は前回再構成されたＩ又はＰ画像から導かれる。Ｂ
（バイ−ディレクショナル・フレーム）画像は、通常は
直前のものと直後のものである２つの再構成されたＩ及
びＰ又はＰ及びＰ画像から導かれる。一般に、あるシー
ケンス内で画像が伝送される順番は、取得又は再生の間
にそれらが提供される順番とは同じではないということ
をここで強調しておくべきである。それらは復号化の順
である。

【００１０】離散的余弦変換（ＤＣＴ）がこれらのブロ
ックに適用される。このＤＣＴ変換は８×８画素マトリ
ックスで上記のように定義された空間ブロックを、空間
周波数の他の８×８マトリックスから形成された時間的
ブロックに変換する。マトリックスの左上に配置され
た、時間ブロックの８×８マトリックスにおける連続的
なバックグランド係数（ＤＣ）は、異なる周波数に対応
する他の成分よりも、視覚的印象の為にはより重要であ
る、ということが示されてきた。

【００１１】より正確には、眼は高周波に対しては感度
が低い。これが周波数レベルが特に高周波で量子化（qu
antified) される理由である。この量子化は、標準によ
っては課せられない、アルゴリズムにより行われる。Ｄ
ＣＴ変換により得られた周波数領域におけるマトリック
スは次いで、これらの係数により表される様々な周波数
の重みは変化するということを考慮にいれて、時間領域
マトリックスにおける期間の各々をその位置に依存する
値により割り算するために用いられる、いわゆる「量子
化(quantification)マトリックス」により処理される。

【００１２】各加入者値が最も近い整数値に丸められた
後に、この演算の結果はゼロに等しい多数の係数を与え
る。バックグランド係数（ＤＣ）の量子化の値は、内部
マクロブロックに対して一定であり、例えば８に等しい
ということを強調すべきである。非ゼロ周波数係数は次
いでハフマンのテーブルを参照してジグザグスキャンに
より符号化され、マトリックス内の各係数に可変長符号
を割り当て、情報の量を減少させる。

【００１３】好ましくは、連続バックグランドを表す係
数は量子化の後に伝送され、さらに、量子化マトリック
スは、伝送された情報の質を著しく劣化させることな
く、情報量が蓄積又は伝送能力にマッチする所定レベル
より少なくなるように、最適化される。タイプＩの画像
は動きベクトルの使用なしに符号化される。

【００１４】しかしながら、タイプＰ及びＢの画像は、
符号化の効率を増すために、及び考慮された画像におけ
る特定のマクロブロックが決定されるべき基準画像の部
分を示すために、それらの中に含まれる少なくともいく
つかのマクロブロックに対して、動きベクトルを使用す
る。動きベクトルの検索は、符号化の間に最適化され、
同一画像における異なるマクロブロックからの動きベク
トル間の相関関係の最良の使用をするＤＰＣＭ技術を使
用して、それ自体符号化される。最後に、可変長コード
（ＶＬＣ）がこれらに適用される。

【００１５】符号化されたシーケンスに関するすべての
情報は、記録されるか伝送されるであろうビットストリ
ームを作り上げる。このタイプのビットストリームは与
えられた量の情報を含むシーケンスヘッダと、シーケン
ス全体に対して一定の値のパラメータとでスタートす
る。同様に、シーケンスは画像のグループに分解される
ので、これらのグループの各々にグループヘッダが先行
し、各画像を表すデータに画像ヘッダが先行する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】他の理由によりここに
伝送されるデジタル情報又はデータは誤って変更された
データを含む。伝送された情報が再伝送中に失われそれ
ゆえ受信時に無くなってしまうこともある。この場合、
可変長復号器は、受信した情報内にこれらの誤りを検出
し、その結果、復号化コードにおいて伝送可能とする。
これらの誤りは画像の質を落とす原因となり得る。

【００１７】この問題を補償すべく、仏国特許出願第
２，６９６，０２６号はエラーをマスキングする新規な
方法を提案している。本発明は、これらの欠陥にも関わ
らず、発生された画像の質を改善するためのマスキング
方法と装置を提案するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
ＭＰＥＧ標準の１つに従って符号化された動画を表すデ
ータストリームを復号化するときエラーをマスキングす
る方法に関し、可変長復号器によって発生された情報
が、画像を形成するためそれら自体が関連する列を形成
するために互いに関連するマクロブロックを形成する動
きベクトルによって供給される情報の関数として再グル
ープ化される。

【００１９】本発明の方法によれば、画像（ｎ）内の各
列に関する動きベクトルは、次の画像の対応する列（ｎ
＋１）内のマクロブロックが再グループ化される間に、
ＦＩＦＯ（first-in first-out）形式のメモリに格納さ
れる。次の画像（ｎ＋１）用のマクロブロックが形成さ
れる間に、可変長復号器によって発生される情報内にエ
ラーが検出されたとき、このマクロブロックは、消去さ
れ、先の画像（ｎ）内の同一列における対応するマクロ
ブロックと同一値を有するマクロブロックによって置き
換えられる。

【００２０】好適実施例において、マクロブロック形成
中に検出されたエラーは、このマクロブロックが属する
画像に従う画像（ｎ＋１）内の全ての列を、先の画像
（ｎ）内の対応する列によって置き換えらせる。本発明
は、また、ＭＰＥＧ標準に従って符号化された動画を表
すデータストリームを復号化する装置に関し、このＭＰ
ＥＧ標準は、可変長復号器によって発生された情報のシ
ーケンスを受信するよう設計され、かつマスキングエラ
ーを発生し得る画像を形成するためにそれら自体が関連
する列を形成するため、互いに関連するマクロブロック
を形成するため、この情報をグループ化するよう設計さ
れる。

【００２１】本発明の装置によれば、画像（ｎ）内の完
全な列に関する動きベクトルを含むように設計されたＦ
ＩＦＯ（first-in first-out）マスキングメモリと、形
成されたマクロブロックを表す情報を含むように設計さ
れたマクロブロックメモリと、入力が該マスキングメモ
リや該マクロブロックメモリにそれぞれ接続され、制御
入力が可変長復号器からのエラー出力に接続されるマル
チプレクサと、を具備する。画像（ｎ＋１）に対応する
列内におけるマクロブロックをグループ化するとき、マ
ルチプレクサは、そのマクロブロックの形成中にエラー
信号が可変長復号器により送られないとき、マクロブロ
ックの代表値を下流のエレメントに送り、そのマクロブ
ロックの形成中にエラー信号が送られるとき、画像
（ｎ）の列における対応するマクロブロックの代表値を
下流のエレメントに送る。

【００２２】好適実施例において、本発明の装置は、マ
クロブロックメモリを含む列メモリを備え、形成された
列の代表値のセットは、そのマクロブロックの形成中に
エラー信号が送られるとき画像（ｎ）内の対応する列に
おける値のセットによって置き換えられる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付した単一の図面を参照
しつつ本発明を詳細に説明する。図１は本発明による装
置の一実施例を概略的に示すブロック図である。可変長
復号器１はＭＰＥＧ標準の１つに従って符号化された情
報ストリーム２を受信する。可変長復号器１は、その出
力３上に復号化された複数のコードからなる１つのシー
ケンスを供給し、そのエラー出力４上に前記コードの１
つが認識されて受信されず復号化できなかったときエラ
ー信号を供給する。

【００２４】データ出力３は、第１にマクロブロックメ
モリ５に接続され、第２にマスキングメモリ６に接続さ
れる。これらのメモリはそれぞれの出力７、８を介して
マルチプレクサ９に接続され、マルチプレクサ９の制御
入力１０は可変長復号器１のエラー出力４に接続され
る。マルチプレクサ９はその出力側で装置により使用さ
れることとなる出力コード１１のストリームを外部へ供
給する。

【００２５】所定の時間に、可変長復号器１により出力
されたコードは、同一画像内の次の列（ｎ＋１）を呼び
出す列を形成するためのマクロブロックメモリ５内に格
納される。この瞬間に、マスキングメモリ６は、先の画
像（ｎ）の対応する列における１セットの動きベクトル
を含む。

【００２６】可変長復号器１により受信されたデータ２
が、これらの生成そして／又は伝送中に重要な意味をも
って変形されなかったとき、これらのデータは、可変長
復号器１により正確に認識され、可変長復号器１が表す
全ての情報がマクロブロックメモリ５内に結合されると
き、マクロブロックの形成が開始する。このマクロブロ
ックメモリ５がマクロブロックを表す全ての情報を含む
とき、受信されたマクロブロックはマルチプレクサ９に
送られ、次いでその制御入力１０上にエラー信号がない
とき、出力データストリーム１１に送られる。

【００２７】他方、入力データストリーム２が誤って変
更されたとき、可変長復号器１はそのコードの１つを認
識することが不可能となり、可変長復号器１はその出力
４を介してエラーコードをマルチプレクサ９の制御入力
１０へ送る。マクロブロックメモリ５内にすでに格納さ
れた情報は、次に消去され、マスキングメモリ６内に含
まれる対応する情報は、出力８を介してマルチプレクサ
９へ送られ、制御入力１０のエラー信号の存在により、
出力データストリーム１１へ送られる。

【００２８】連続する画像（ｎ）、（ｎ＋１）は、所定
の順序と機能をもつ複数のコードからなる１つのシーケ
ンスによって表される。画像（ｎ）内のその列における
類似のマクロブロックは、画像（ｎ＋１）内の列におい
て正確に定義されるマクロブロックであり、ここで、マ
クロブロックは、画像（ｎ＋１）内の列にあると考慮さ
れたものと、画像（ｎ）内の列の定義において同一機能
と同一位置を有する。

【００２９】次の画像（ｎ＋１）に対して先にあるもの
として定義された先の画像（ｎ）は、次の画像（ｎ＋
１）用のデータの前に入力データストリーム２内に伝送
された情報を含む画像である。これは、復号化の結果と
して最終的に得られる動画のシーケンスの再生における
画像の相関位置に関して独立なものである。他の実施例
において、マクロブロックメモリ５はより大きい容量を
もつ列メモリによって置き換えることができる。列を表
す値のセットがマクロブロックメモリ５内に保持され、
そのセットが列を表す全ての情報を含むとき、単にマル
チプレクサ９へ送られる。

【００３０】この実施例において、列の代表値を集める
間に、可変長復号器１がその出力４を介してマルチプレ
クサ９の制御入力１０へエラー信号を送るとき、この全
列はマスキングメモリ６内に含まれる先の画像（ｎ）か
らの対応する列によって置き換えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の一実施例を概略的に示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１…可変長復号器 ５…マクロブロックメモリ ６…マスキングメモリ ９…マルチプレクサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を形成するためそれ自体が関連する
   列を形成するために互いに関連するマクロブロックを形
   成するための動きベクトルによって供給される情報の関
   数として再グループ化される可変長復号器（１）によっ
   て情報が発生される、ＭＰＥＧ標準の１つに従って符号
   化された動画を表すデータストリームを復号化するとき
   エラーをマスキングする方法において、 次の画像（ｎ＋１）の対応する列におけるマクロブロッ
   クが再グループ化される間に、画像（ｎ）内の各列に関
   する動きベクトルが、ＦＩＦＯ（ファーストインファー
   ストアウト）形式メモリ内に格納され、 次の画像（ｎ＋１）用のマクロブロックが形成される間
   に、前記可変長復号器（１）により発生される情報内に
   エラーが検出されたとき、このマクロブロックは、消去
   され、先の画像（ｎ）内の同一列における対応するマク
   ロブロックと同一値を有するマクロブロックに置き換え
   られることを特徴とするデータストリームを復号化する
   ときエラーをマスキングする方法。
2. 【請求項２】 次の画像（ｎ＋１）のマクロブロック
   が、先の画像（ｎ）における対応するマクロブロックと
   同一値を有するマクロブロックによって置き換えられる
   とき、このマクロブロックが属する画像（ｎ）に従う画
   像（ｎ＋１）の全ての列が、先の画像（ｎ）における対
   応する列によって置き換えられる請求項１に記載のデー
   タストリームを復号化するときエラーをマスキングする
   方法。
3. 【請求項３】 可変長復号器（１）により発生される１
   つのシーケンスの情報を受け、エラーをマスキングでき
   る画像を形成するためそれ自体が関連する列を形成する
   ため互いに関連するマクロブロックを形成するために該
   情報をグループ化するよう設計する、ＭＰＥＧ標準に従
   って符号化された動画を表すデータストリームを復号化
   する装置において、 前記装置は、 画像（ｎ）における１つの完全な列に関する動きベクト
   ルを含むよう設計されたＦＩＦＯ（ファーストインファ
   ーストアウト）形式のマスキングメモリ（６）と、 形成されるマクロブロックを表す情報を含むように設計
   されるマクロメモリ（５）と、 入力が前記マスキングメモリ（６）および前記マクロブ
   ロックメモリ（５）にそれぞれ接続され、画像（ｎ＋
   １）に対応する列内にマクロブロックをグループ化する
   ときに、制御入力が前記可変長復号器（１）からのエラ
   ー出力に接続されるマルチプレクサ（９）であって、 そのマクロブロックの形成中にエラー信号が前記可変長
   復号器（１）により送られないとき、受信したマクロブ
   ロックの代表値を下流のエレメントに送り、 そのマクロブロックの形成中にエラー信号が前記可変長
   復号器（１）により送られるとき、前記画像（ｎ）にお
   ける対応するマクロブロックの代表値を下流のエレメン
   トに送るマルチプレクサ（９）と、を備えることを特徴
   とするデータストリームを復号化する装置。
4. 【請求項４】 前記装置は、 マクロブロックメモリ（５）を含む列メモリを備え、 形成された該列を表す値のセットが、そのマクロブロッ
   クの形成中にエラー信号が送られるとき、画像（ｎ）の
   対応する列内における値のセットによって置き換えられ
   る請求項３に記載のデータストリームを復号化する装
   置。