(57)【要約】【課題】映像データおよび音声データのインタリーブ伝送において、伝送における誤り耐性の高い映像音声伝送装置を提供。【解決手段】  重み付け保持部16は１インタリーブフレームの映像データおよび音声データを保持し、重み付けビット入れ換え部20は、保持されたデータのうちの同じ重みのビットを選択的に読み出して、同じ重みのビットごとに１ワードを構成する。ただし重みは、元の映像または音声データの下位ビットより上位ビットに大きい値が与えられる。重み付け制御部18は、これを１インタリーブフレームのデータのすべてについて繰り返して、同じ重みのビットごとのワードで構成されたデータを形成し、符号化部100は、このデータをインタリーブで符号化して送信する。【選択図】図１
2010245777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像データまたは音声データを含むデータをインタリーブ伝送するデータ伝送装置において、該装置は、
１インタリーブフレームの前記データを含む第１のデータを保持する重み付け保持手段と、
該重み付け保持手段から第１のデータを読み出して第２のデータとして順次、出力する重み付けビット入れ換え手段と、
前記重み付け保持手段および重み付けビット入れ換え手段を制御する重み付け制御手段と、
第２のデータをインタリーブで符号化して第３のデータを出力する符号化手段とを含み、
前記重み付け制御手段は、前記重み付け保持手段から第１のデータのうちの同じ重みのビットを選択的に読み出して該同じ重みのビットごとに１データ単位を構成して、該重み付け保持手段は、１インタリーブフレームにおける第１のデータについて前記同じ重みのビットごとのデータ単位を含む第２のデータを形成し、
前記重みは、第１のデータの下位ビットより上位ビットに大きい値が与えられることを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記重み付け保持手段は、それぞれ１インタリーブフレーム分の第１のデータを保持可能な２面の記憶領域を含み、前記重み付け制御手段は、該２面の記憶領域のうちのいずれかに第１のデータを保持させながら、該２面の記憶領域のうちの他方から第１のデータを読み出すことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置において、第１のデータは非圧縮データであることを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の装置において、該装置はさらに、
第３のデータをインタリーブで復号して第４のデータとして出力する復号手段と、
第４のデータを保持する逆重み付け保持手段と、
該逆重み付け保持手段から第４のデータを読み出して第１のデータとして順次、出力する逆重み付けビット入れ換え手段と、
前記逆重み付け保持手段および逆重み付けビット入れ換え手段を制御する逆重み付け制御手段とを含み、
前記逆重み付け制御手段は、前記逆重み付け保持手段から第４のデータのうちの互いに異なる重みのビットを選択的に読み出して該重みの順にビットが配置された１データ単位を構成して、該逆重み付け保持手段は、１インタリーブフレームにおける第４のデータについて前記データ単位を含む第１のデータを形成することを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項５】
１インタリーブフレームについて映像データまたは音声データを含む第１のデータのうちの同じ重みのビットごとに構成されたデータ単位を含む第２のデータがインタリーブで符号化された第３のデータを受信し、第３のデータを復号して第１のデータを出力するデータ伝送装置において、
前記重みは、第１のデータの下位ビットより上位ビットに大きい値が与えられ、
該装置は、
第３のデータをインタリーブで復号して第４のデータとして出力する復号手段と、
第４のデータを保持する逆重み付け保持手段と、
該逆重み付け保持手段から第４のデータを読み出して第１のデータとして順次、出力する逆重み付けビット入れ換え手段と、
前記逆重み付け保持手段および逆重み付けビット入れ換え手段を制御する逆重み付け制御手段とを含み、
前記逆重み付け制御手段は、前記逆重み付け保持手段から第４のデータのうちの互いに異なる重みのビットを選択的に読み出して該重みの順にビットが配置された１データ単位を構成して、該逆重み付け保持手段は、１インタリーブフレームにおける第４のデータについて前記データ単位を含む第１のデータを形成することを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記逆重み付け保持手段は、それぞれ１インタリーブフレーム分の第４のデータを保持可能な２面の記憶領域を含み、前記逆重み付け制御手段は、該２面の記憶領域のうちのいずれかに第４のデータを保持させながら、該２面の記憶領域のうちの他方から第４のデータを読み出すことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の装置において、第１のデータは非圧縮データであることを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項８】
請求項５に記載の装置において、前記復号手段は、
第３のデータの誤りを検出し、誤りがあれば該誤りを訂正する誤り訂正手段と、
該誤り訂正手段が誤り検出および訂正の対象としている第３のデータと同じデータを保持する記憶手段と、
前記誤り訂正手段および記憶手段の出力を選択的に前記逆重み付け保持手段へ接続する選択手段とを含み、
該選択手段は、前記誤り訂正手段が誤りを訂正できなかったときは、前記記憶手段の出力を、またそれ以外のときは前記誤り訂正手段の出力を前記逆重み付け手段へ接続することを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項９】
映像データまたは音声データを含むデータをインタリーブ伝送するデータ伝送方法において、該方法は、
１インタリーブフレームの前記データを含む第１のデータを保持し、
該保持された第１のデータのうちの同じ重みのビットを選択的に読み出して該同じ重みのビットごとに１データ単位を構成して、１インタリーブフレームにおける第１のデータについて前記同じ重みのビットごとのデータ単位を含む第２のデータを形成し、
前記重みは、第１のデータの下位ビットより上位ビットに大きい値が与えられ、
第２のデータをインタリーブで符号化して第３のデータを出力することを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、該方法はさらに、
第３のデータをインタリーブで復号して第４のデータとして保持し、
第４のデータのうちの互いに異なる重みのビットを選択的に読み出して該重みの順にビットが配置された１データ単位を構成して、１インタリーブフレームにおける第４のデータについて前記データ単位を含む第１のデータを形成し、第１のデータを出力することを特徴とするデータ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークなどの通信媒体を介して遠隔地点問で映像信号等の情報信号を送受信する伝送装置に関するものであり、とくに、非圧縮映像データや非圧縮音声データなどの実時間性の高いデータの伝送において伝送路上の誤りに対する劣化耐性、とくに画質や音質の劣化に対する耐性を有する映像音声伝送装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願において、非圧縮映像データおよび非圧縮音声データとはそれぞれ、MPEG (Moving Picture Experts Group)方式などの圧縮符号化を施していない映像および音声のデータを示す。これらの非圧縮データを以降、単にデータ（たとえば映像データおよび音声データなど）と呼ぶ。
【０００３】
従来、非圧縮のデータを送受信する伝送装置は、データに誤り訂正用の情報を付加し送信する符号化部と、誤り訂正用の情報が付加されたデータを受信し誤り訂正を行う復号部とにより構成されている。この誤り訂正用の情報をデータに付加するためにパケットのデータを並び換えて伝送を行う、いわゆるインタリーブ伝送が一般的に行われている。このような装置においては、データ復号の信頼性を確保することが重要であり、誤りが発生した場合にも高精度に誤りを訂正することが要求される。
【０００４】
特許文献1には、受信信号の復号後に誤り訂正を行ったビット位置情報を取得し誤り訂正の頻度が高くなっても回線劣化による回線切換を抑える例が、また、特許文献２には、出力信号の符号誤りに対する重み付けをするために並び換え、この重み付けに順じて誤り訂正を行う例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９８４４２号公報
【特許文献２】特開２００１−０４４８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の非圧縮のデータを送受信する伝送装置において、誤り訂正能力以上のデータ誤りが発生した場合には、訂正できなかったデータが元データと異なる値になる可能性が極めて高くなり、このときには瞬間的に映像品質劣化あるいは音声品質劣化が発生する。
【０００７】
映像データの場合、誤りデータによる画素とその周辺画素との差異が大きいと不快な映像となる。また、音声データの場合、一時的に音声レベルが大きくなったりノイズ音が発生するなどの不快な音声となる。その結果、主観的である映像や音声に対して視聴者に違和感を与えてしまうという問題があった。
【０００８】
さらに、このような非圧縮伝送装置は公共性の高いサービスに使用される可能性が高く、映像配信等の不特定多数ユーザヘのサービスに使用される場合には、社会的な影響も懸念されるという問題もあった。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑み、誤りデータを訂正しきれなかったとしても映像あるいは音声への影響を最小限に軽減することが可能な非圧縮のデータを送受信する伝送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による映像データまたは音声データを含むデータをインタリーブ伝送するデータ伝送装置は、１インタリーブフレームの前記データを含む第１のデータを保持する重み付け保持手段と、重み付け保持手段から第１のデータを読み出して第２のデータとして順次、出力する重み付けビット入れ換え手段と、重み付け保持手段および重み付けビット入れ換え手段を制御する重み付け制御手段と、第２のデータをインタリーブで符号化して第３のデータを出力する符号化手段とを含み、重み付け制御手段は、重み付け保持手段から第１のデータのうちの同じ重みのビットを選択的に読み出して同じ重みのビットごとに１データ単位を構成し、これによって重み付け保持手段は、１インタリーブフレームにおける第１のデータについて同じ重みのビットごとのデータ単位を含む第２のデータを形成し、ただし重みは、第１のデータの下位ビットより上位ビットに大きい値が与えられ、これによって符号化手段からは、インタリーブで符号化された誤り耐性の高い第３のデータが出力されることを特徴とする。
【００１１】
その場合、重み付け保持手段は、それぞれ１インタリーブフレーム分の第１のデータを保持可能な２面の記憶領域を含み、重み付け制御手段は、２面の記憶領域のうちのいずれかに第１のデータを保持させながら、２面の記憶領域のうちの他方から第１のデータを読み出すように構成してもよい。
【００１２】
本発明によればまた、１インタリーブフレームについて映像データまたは音声データを含む第１のデータのうちの同じ重みのビットごとに構成されたデータ単位を含む第２のデータがインタリーブで符号化された第３のデータを受信し、第３のデータを復号して第１のデータを出力するデータ伝送装置において、重みは、第１のデータの下位ビットより上位ビットに大きい値が与えられ、本装置は、第３のデータをインタリーブで復号して第４のデータとして出力する復号手段と、第４のデータを保持する逆重み付け保持手段と、逆重み付け保持手段から第４のデータを読み出して第１のデータとして順次、出力する逆重み付けビット入れ換え手段と、逆重み付け保持手段および逆重み付けビット入れ換え手段を制御する逆重み付け制御手段とを含み、逆重み付け制御手段は、逆重み付け保持手段から第４のデータのうちの互いに異なる重みのビットを選択的に読み出して重みの順にビットが配置された１データ単位を構成し、これによって逆重み付け保持手段は、１インタリーブフレームにおける第４のデータについて前記データ単位を含む第１のデータを形成することを特徴とする。
【００１３】
このような装置において、逆重み付け保持手段は、それぞれ１インタリーブフレーム分の第４のデータを保持可能な２面の記憶領域を含み、逆重み付け制御手段は、２面の記憶領域のうちのいずれかに第４のデータを保持させながら、２面の記憶領域のうちの他方から第４のデータを読み出すように構成してもよい。
【００１４】
本発明によればさらに、復号手段は、第３のデータの誤りを検出し、誤りがあれば誤りを訂正する誤り訂正手段と、誤り訂正手段が誤り検出および訂正の対象としている第３のデータと同じデータを保持する記憶手段と、誤り訂正手段および記憶手段の出力を選択的に逆重み付け保持手段へ接続する選択手段とを含み、選択手段は、誤り訂正手段が誤りを訂正できなかったときは、記憶手段の出力を、またそれ以外のときは誤り訂正手段の出力を逆重み付け手段へ接続するように構成してもよい。
【００１５】
本発明によれば、映像データまたは音声データを含むデータをインタリーブ伝送するデータ伝送方法は、１インタリーブフレームの前記データを含む第１のデータを保持し、この保持された第１のデータのうちの同じ重みのビットを選択的に読み出して同じ重みのビットごとに１データ単位を構成し、これによって１インタリーブフレームにおける第１のデータについて同じ重みのビットごとのデータ単位を含む第２のデータを形成し、ただし重みは、第１のデータの下位ビットより上位ビットに大きい値が与えられ、第２のデータをインタリーブで符号化して第３のデータを出力し、これによって第３のデータは誤り耐性の高いデータであることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、データ伝送方法はさらに、第３のデータをインタリーブで復号して第４のデータとして保持し、第４のデータのうちの互いに異なる重みのビットを選択的に読み出して重みの順にビットが配置された１データ単位を構成し、これによって１インタリーブフレームにおける第４のデータについて前記データ単位を含む第１のデータを形成し、第１のデータを出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、１インタリーブフレームの映像データまたは音声データを保持し、この保持されたデータのうちの同じ重みのビットを選択的に読み出して、同じ重みのビットごとに１データ単位を構成する。ただし重みは、元の映像または音声データの下位ビットより上位ビットに大きい値が与えられる。これを１インタリーブフレームのデータについて繰り返して、同じ重みのビットごとのデータ単位で構成されたデータを形成し、このデータをインタリーブで符号化して出力する。このように回線に出力するパケットの各ワードのビットを入れ換えることで、伝送におけるデータ誤りの影響を軽減することが可能である。
【００１８】
復号部では、符号化部における重み付けビット入れ換えとは逆の操作、すなわち逆重み付け入れ換えを行なうことで、送信部で入れ換えたビット位置を元に戻すことが可能である。
【００１９】
また、たとえば回線上のデータ化けやパケット喪失により、復号部で誤り訂正がしきれなかった場合、その誤り訂正しきれなかった元のデータを、誤り訂正しきれなかったデータと同じタイミングで出力することができる。これにより、誤り訂正がしきれなかったデータではなく、誤り訂正前データを選択して、逆重み付けビット入れ換えを行うことが可能である。
【００２０】
こうして、伝送上の誤りに対して高い耐性を有するデータを伝送することができ、映像あるいは音声への悪影響を軽減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による重み付けビット変換映像音声伝送装置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。
【図２】同実施例における復号部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す映像音声インタフェース部におけるデータ出力順序の例を示す模式図である。
【図４】図１に示す重み付けビット入れ換え部におけるデータ出力順序の例を示す模式図である。
【図５】図１に示す入力側メモリエンコーダにおけるデータの書込み、読出し順序の例を示す模式図である。
【図６】図１に示す誤り訂正エンコーダ部のデータ入力順序の例を示す模式図である。
【図７】同誤り訂正エンコーダ部のデータ出力順序の例を示す模式図である。
【図８】図１に示す出力側メモリエンコーダにおけるデータの書込み、読出し順序の例を示す模式図である。
【図９】図１に示すパケット生成部におけるデータ入力順序の例を示す模式図である。
【図１０】同パケット生成部におけるデータ出力順序の例を示す模式図である。
【図１１】図１に示す重み付けビット変換映像音声伝送装置におけるフレームのワード構成を説明するための模式図である。
【図１２】同重み付けビット変換映像音声伝送装置におけるワードのビット構成を説明するための模式図である。
【図１３】図１に示す保持回路におけるビット配置例を示す模式図である。
【図１４Ａ】図１に示す重み付けビット変換映像音声伝送装置で変換前におけるフレームワードの位置を示す模式図である。
【図１４Ｂ】図14Aに示すフレームワードの変換後におけるワードの位置を示す模式図である。
【図１４Ｃ】図14Bに示す変換後のフレームの構成ビットの配列を示す模式図である。
【図１５Ａ】ないし
【図１５Ｊ】同重み付けビット変換映像音声伝送装置における変換前のフレームの選択ビット位置を示す模式図である。
【図１５Ｋ】図15A〜図15Jに示す状態からビットを入れ換えた後のフレームを示す模式図である。
【図１６】図２に示す回線インタフェース部のデータ出力順序の例を示す模式図である。
【図１７】図２に示すパケット解析部のデータ出力順序の例を示す模式図である。
【図１８】図２に示す入力側メモリデコーダにおけるデータ書込み、読出し順序の例を示す模式図である。
【図１９】図２に示す誤り訂正部のデータ入力順序の例を示す模式図である。
【図２０】同誤り訂正部のデータ出力順序の例を示す模式図である。
【図２１】図２に示す出力側メモリデコーダのデータ出力順序の例を示す模式図である。
【図２２】図２に示す逆重み付け保持部のデータ入力順序の例を示す模式図である。
【図２３】図２に示す映像音声インタフェース部のデータ入力順序の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に添付図面を参照して本発明によるデータ伝送装置の実施例として、重み付けビット変換映像音声伝送装置を詳細に説明する。実施例のビット変換映像音声伝送装置は、映像音声機器から受信した映像および音声データに誤り訂正用情報を付加した信号を通信回線に送信する符号化部100と、回線から受信した信号の誤り訂正をおこなう復号部200を含んで構成されている。実施例は、映像および音声データに適用されたものであるが、たとえばコンピュータデータであっても高い実時間性の要求されるデータであれば、本発明は効果的に適用されることは、言うまでもない。
【００２３】
まず、ビット変換映像音声伝送装置の符号化部100の構成について図１を参照して説明する。符号化部100は、映像音声インタフェース部12、タイミング制御部14、重み付け保持部16、重み付け制御部18、重み付けビット入れ換え部20、入力側メモリエンコーダ22、誤り訂正エンコーダ部24、出力側メモリエンコーダ26、パケット生成部28および回線インタフェース部30を含み、これらは図示のように接続されている。
【００２４】
映像音声インタフェース部12は、映像音声機器などの外部機器から映像および音声データ102を受信し、タイミング制御部14からのクロック・タイミング信号104に同期させて同期映像データおよび音声データ106を重み付け保持部16へ出力する。
【００２５】
タイミング制御部14は、回線インタフェース部30から受け取ったクロック122を使用して、メモリエンコーダ22、誤り訂正エンコーダ部24、メモリエンコーダ26およびパケット生成部28への書込み、読出しを制御する。また、映像音声インタフェース部12および重み付け制御部18にクロック・タイミング信号104を供給する。
【００２６】
重み付け保持部16は、映像音声インタフェース部12から送られた同期映像データおよび音声データ106を、重み付け制御部18から送られる保持信号108に従い、１インタリーブフレーム(以降、１フレームと記す)分のデータごとに内部の保持回路(図13)に保持する。保持回路は、データの更新用および保持用に独立して制御される２面の記憶領域を具備し、１フレームごとに交互に更新面または保持面として機能するように切り換えることにより、保持面のデータが保持データ110として順次重み付けビット入れ換え部20へ出力される。
【００２７】
重み付け制御部18は、タイミング制御部14からのクロック・タイミング信号104に従い保持信号108およびビット選択信号112を生成し、それぞれ重み付け保持部16および重み付けビット入れ換え部20に送る。クロック・タイミング信号104は映像あるいは音声データとフレーム位置の関係を示す信号であり、これにより同期映像データおよび音声データ106の保持タイミングや、ビット選択信号の変化タイミングを生成する。
【００２８】
重み付けビット入れ換え部20は、重み付け制御部18からのビット選択信号112に応動して、重み付け保持部16の保持面にある全データから、重み付け保持部16での切換え期間に、該当するビットを選択して、本実施例では１フレームのデータすべてを入れ換え、ビット選択データ114としてメモリエンコーダ22へ出力する。
【００２９】
誤り訂正エンコーダ部24の入力側にあるメモリエンコーダ22は、インタリーブ伝送を行うためタイミング制御部14からの書込み信号116および読出し信号118に応動して、重み付けビット入れ換え部20から送られるビット選択データ114の並び換えを行い、並び換えデータ120として誤り訂正エンコーダ部24に送る。
【００３０】
誤り訂正エンコーダ部24は、タイミング制御部14からのクロック122に応動して、メモリエンコーダ22から送られる並び換えデータ120に、誤り訂正符号化単位ごとに誤り訂正用付加データ(FEC)を付加し、誤り訂正用付加データ124として出力側メモリエンコーダ26へ出力する。
【００３１】
誤り訂正エンコーダ24の出力側に接続されているメモリエンコーダ26は、タイミング制御部14からの書込み信号116および読出し信号118に応動して、誤り訂正エンコーダ部24から訂正用付加データ124を読み出し、インタリーブ伝送を行うために並び換えを行って訂正用付加並び換えデータ126としてパケット生成部28に送る。
【００３２】
パケット生成部28は、タイミング制御部14からのクロック122に応動して、メモリエンコーダ26から受信した訂正用付加並び換えデータ126にヘッダを付加して伝送用パケット128を生成し、回線インタフェース部30に送る。
【００３３】
回線インタフェース部30は、パケット生成部28から誤り訂正符号化された伝送用パケット128を受け取り、通信ネットワークなどの回線に送信する。また、クロック122をタイミング制御部14に供給する。
【００３４】
次に、ビット変換映像音声伝送装置の復号部200の構成について図２を参照して説明する。復号部200は、回線インタフェース部42、パケット解析部44、タイミング制御部46、入力側メモリデコーダ48、誤り訂正デコーダ部50、遅延部52、選択部54、出力側メモリデコーダ56、逆重み付け保持部58、逆重み付け制御部60、逆重み付けビット入れ換え部62および映像音声インタフェース部64を含み、これらが図示のように接続されている。
【００３５】
回線インタフェース部42は、通信ネットワークなどの回線から誤り訂正符号化された伝送用パケットデータ202を受信し、パケット解析部44に送ると共にクロック204をパケット解析部44とタイミング制御部46に送る。
【００３６】
パケット解析部44は、回線インタフェース部42からクロック204と共に受信した伝送用パケットデータ202のパケット先頭を検出し、パケットごとのヘッダを削除して受信データ206としてメモリデコーダ48に送る。またパケット解析部44は、クロック・タイミング信号208をタイミング制御部46に供給する。
【００３７】
タイミング制御部46は、回線インタフェース42から受け取ったクロック204およびパケット解析部44から受け取ったクロック・タイミング信号208を使用して、メモリデコーダ48、誤り訂正デコーダ部50および入力側メモリデコーダ56へのデータの書込み、読出しを制御する。また、逆重み付け制御部60および映像音声インタフェース部64にクロック・タイミング信号208を供給する。
【００３８】
入力側メモリデコーダ48は、パケット解析部44から送られる、インタリーブ伝送を行うためにデータの並び換えをされた受信データ206を再度並び換えて元に戻すメモリ機能を有する復号回路である。メモリデコーダ48には、受信データ206がタイミング制御部46からの書込み信号210に応動して書き込まれ、読出し信号212に応動して読み出されることによりデータの並び換えを行い、逆並び換えデータ214として訂正デコーダ部50および遅延部52に送る。
【００３９】
誤り訂正デコーダ部50は、タイミング制御部46からのクロック204に応動して、メモリデコーダ48から送られた逆並び換えデータ214中に付加されたデータFECを使用して誤り訂正復号を行い、復号データ216を選択部54に送る。また、誤り訂正能力外の誤りデータのため誤り訂正がしきれなかった場合、訂正不可信号をアクティブにして、誤り訂正できなかったことを示す訂正不可信号218を選択部54に送る。
【００４０】
遅延部52は、メモリデコーダ48から送られた逆並び換えデータ214を誤り訂正デコーダ部50での処理時間、すなわち入力から出力までに要する時間に実質的に等しい時間だけ遅延させ、遅延データ220として選択部54に送るデータ記憶回路である。
【００４１】
選択部54は、誤り訂正デコーダ部50から訂正不可信号218が送られていない場合には誤り訂正デコーダ部50からの復号データ216を、また訂正不可信号218が送られている場合には遅延部52からの遅延データ220を選択し、選択データ222として出力側メモリデコーダ56に出力する。
【００４２】
選択部54の出力側に接続されているメモリデコーダ56は、タイミング制御部46からの書込み信号210に応動して、選択部54から送られた選択データ222が書き込まれ、さらに、タイミング制御部46からの読出し信号212に応動して並び換えを行って、ビット入れ換えデータ224として逆重み付け保持部58に送る。
【００４３】
逆重み付け保持部58は、メモリデコーダ56からビット入れ換えデータ224を受け、逆重み付け制御部60から送られる保持信号226に従って１フレーム分のデータごとに内部の保持回路(図13)に保持する。保持回路は、前述の重み付け保持部16と同様にデータの更新用および保持用の２面の記憶領域を具備し、１フレームごとに交互に更新面または保持面として機能するように切り換えることにより、保持面のデータが保持データ228として順次、逆重み付けビット入れ換え部62へ出力される。
【００４４】
逆重み付け制御部60は、タイミング制御部46からのクロック・タイミング信号208に応動して保持信号226およびビット選択信号230を生成し、それぞれ逆重み付け保持部58および逆重み付けビット入れ換え部62に送る。
【００４５】
逆重み付けビット入れ換え部62は、逆重み付け制御部60からのビット選択信号230に従って、逆重み付け保持部58の保持面にある全データから、逆重み付け保持部58での切換え期間に同期して該当するビットを選択し、１フレームのデータのすべてをビット選択データ232として映像音声インタフェース部64へ出力する。
【００４６】
映像音声インタフェース部64は、逆重み付けビット入れ換え部62から受け取ったビット選択データ232を映像音声機器などの外部映像音声機器に供給して映像または音声として出力させる。
【００４７】
次に、本実施例における重み付けビット変換映像音声伝送装置の動作を説明する。まず、映像および音声データに誤り訂正用の情報を付加して回線に送信する符号化部100の動作について図１および図３〜図15Jを参照して説明する。
【００４８】
外部映像機器から映像音声インタフェース部12で受信された映像および音声データ102がタイミング制御部14からのクロック・タイミング信号104と同期され、同期映像および音声データ106が図３に示すデータ順序で重み付け保持部16に出力される。本実施例では、図示のように16進数で番号付けをされた各データのビット数は10ビットである。そのような複数のビットを含むデータ単位を、ここではワードと称する。もちろん本発明は、そのような特定のビット数に限定されるものではない。
【００４９】
重み付け保持部16では、送られてきた同期映像および音声データ106が、重み付け制御部18部からの保持信号108に従い更新／保持の２面に切り換えられる保持回路によって、１フレーム分のデータごとに、保持データ110として順次出力され、重み付けビット入れ換え部20に送られる。
【００５０】
一方、重み付け制御部18では、タイミング制御部14からクロック・タイミング信号104が供給され、保持信号108およびビット選択信号112が生成される。
【００５１】
ビット選択信号112は、この保持された全ビットからどのビットを選択するのかを示す信号であり、重み付けビット入れ換え部20に送られたビット選択信号112により重み付け保持部16の保持面にあるすべてのビットが、１ワードを構成するビット数、すなわち本実施例では10ビットずつ選択されることにより入れ換えられ、ビット選択データ114として出力される。
【００５２】
また本実施例によれば、重み付け保持部16では１フレームに、10ワードからなるパケットが10パケット保持されている。したがって、図11に示すように１フレームに100ワード（11〜AA）が保持されていることになる。また、その各ワードは、図12に示すように10ビット（D9〜D0）で構成されている。ビットD9がMSB (Most Significant Bit：最上位ビット)で最も重要度が高く、ビットD0がLSB (Least Significant Bit：最下位ビット)で最も重要度が低い。すなわち、１フレームあたり1000ビットを保持していることになる。ここでたとえば、図13に示すように重み付け保持部16の保持面が各ワードに対応する100の保持メモリ領域で構成されていれば、全ビットのいずれのビットも選択することが可能である。本実施例では、同じ重要度のビットを選択し新たなワードを構成するようにメモリ領域が構成されているが、これ以外のメモリ構成でも構わないことはもちろんである。なお、重みは、本実施例では、映像データや音声データを扱っているため、データビットの上位ビットに下位ビットより大きな値を与えている。もちろん、扱うデータの性質に応じて、ビットの上位、下位とは異なる観点から重みを付与してもよい。
【００５３】
図14A、図14Bおよび図14Cにビット入れ換えの例を示す。変換前のフレームは100ワード11〜AAあるが、それぞれのワードは10ビットD9〜D0を保持しているから、このフレームにはビットD9は100個存在する。ビットD9を10個ずつ選択して１ワードを形成し、それを10ワード、縦方向に並べる。同様にして、ビットD8からD0をそれぞれ10個ずつ選択して縦方向に並べると、図14Cに示す変換後のフレームとなる。
【００５４】
こうすることにより、変更前のビットは分散されているため、横方向の１パケットに誤りが発生したときにも誤りの影響を少なくすことができる。
【００５５】
さらにこの効果を確実にするため、ビット選択は同じワードから重複しないようにビットの選択方法をあらかじめ決めておくことにより、横方向の１パケットに誤りが発生したときにも１フレーム中の全ワードに１ビットずつの影響で済む。たとえば、図15Kに示す変換後フレームにおいて１行目のワード11'のビットD9は、図15Aに示す変換前フレームのワード11、22、・・・、AAのそれぞれのビットD9から選択されたものであり、他のワードも図15B〜図15Jに示すように、同様に構成される。また、このような図15A〜図15Kに記載の選択方法に限らず、重複しない組合せである限り、別の選択方法も適用可能であることはもちろんである。
【００５６】
このようにして得られたビット選択データ114が図４に示す順に出力されて入力側メモリエンコーダ22に送られる。メモリエンコーダ22には、タイミング制御部14からの書込み信号116により、図５(a)に示す方向の順にメモリエンコーダ22のインタリーブ用メモリエリアの起点を基準に横方向へ、送信単位となる１パケット分のデータ単位で書き込まれる。このように書き込むと、結果的に縦方向には誤り訂正符号化単位のパケットが並び、１フレームが図５(b)に示すように配置される。メモリエンコーダ22からは、タイミング制御部14からの読出し信号118により、図５(c)に示す方向の順に、この配置されたインタリーブ用メモリエリアの起点を基準に縦方向にデータが読み出され、並び換えデータ120として図６に示す順に誤り訂正エンコーダ部24に入力される。
【００５７】
誤り訂正エンコーダ部24では、入力側メモリエンコーダ22から送られた並び換えデータ120に10ワードごとに誤り訂正用データFECが付加された訂正用付加データ124が、図７に示す順に出力されて出力側メモリエンコーダ26に送られる。この例では、誤り訂正データFECを"F、E、C"の3ワードで表現しているが、本発明は、このような特定のワード数に限定されるものではない。
【００５８】
訂正用付加データ124は、こうして出力側メモリエンコーダ26に送られ、タイミング制御部14からの書込み信号116により、図８(a)に示す方向の順にメモリエンコーダ26のインタリーブ用メモリエリアの起点を基準にして縦方向へ書き込まれ、１フレームが図８(b)に示すように配置される。メモリエンコーダ26からは、タイミング制御部14からの読出し信号118により、図８(c)に示す方向の順にメモリエンコーダ26のインタリーブ用メモリエリアの起点を基準にして横方向にデータが読み出され、訂正用付加並び換えデータ126として図９に示す順にパケット生成部28に入力される。
【００５９】
パケット生成部28では、送られた訂正用付加並び換えデータ126に、メモリエンコーダ26でインタリーブ用メモリエリアに配置されたときの横方向の行単位のデータごとにシーケンス番号を付加され、すなわちパケットごとのパケット番号が付加され、こうして伝送用パケット128が作られて図10に示す順に出力される。このときシーケンス番号は、パケットごとに個別の値をとり、例えば１ずつ増加する連続番号であり、最大数の次は０に戻るなどの番号付与方法でよい。パケットごとに１ずつ増加する連続番号であり、最大数の次は０に戻る。
【００６０】
この伝送用パケット128は回線インタフェース部30に送られ、回線に送信される。
【００６１】
次に、回線から受信された、訂正用の情報が付加され符号化された映像および音声データが誤り訂正され復号される動作について図２および図16〜図23を参照して説明する。
【００６２】
通信ネットワークなどの回線から誤り訂正符号化された伝送用パケットデータ202が回線インタフェース部42で受信されると、これは、図16に示す順に解析部44に送られる。このとき一緒にクロック204も受信され、パケット解析部44とタイミング制御部46に送られる。
【００６３】
パケット解析部44に送られた伝送用パケットデータ202は、それぞれのパケット先頭が検出され、クロック・タイミング信号208がタイミング制御部46に送られる。また、伝送用パケットデータ202のパケット番号が削除され、受信データ206として図17に示す順に入力側メモリデコーダ48に送られる。
【００６４】
入力側メモリデコーダ48では、パケット解析部44から送られてきた受信データ206がタイミング制御部46からの書込み信号210により図18(a)に示す方向の順にインタリーブ用メモリエリアの起点を基準に横方向に書き込まれ、１フレームが図18(b)に示すように配置される。メモリデコーダ48からは、タイミング制御部46からの読出し信号212により図18(c)に示す方向の順にこの配置されたインタリーブ用メモリエリアの起点を基準に縦方向にデータが読み出され、逆並び換えデータ214として誤り訂正デコーダ部50および遅延部52に図19に示す順に入力される。
【００６５】
誤り訂正デコーダ部50に送られた逆並び換えデータ214は、タイミング制御部46からのクロック204に応動して、その中に付加されているデータFECを使用して誤り訂正復号が行われ、復号データ216として選択部54に図20に示す順に送られる。また、誤り訂正付加データFECの訂正能力外の誤りデータのため誤り訂正がしきれなかった場合、訂正不可信号がアクティブにされ、誤り訂正できなかったことを示す訂正不可信号218が選択部54に送られる。
【００６６】
遅延部52に送られた逆並び換えデータ214は、誤り訂正デコーダ部50での処理時間、すなわち１フレームの入力から出力までの時間だけ遅延され、遅延データ220として選択部54に送られる。
【００６７】
選択部54では、誤り訂正デコーダ部50から訂正不可信号218が送られているかいないかによってデータが選択される。すなわち、訂正不可信号218が送られていない場合には誤り訂正デコーダ部50からの復号データ216が、また訂正不可信号218が送られている場合には遅延部52からの遅延データ220が選択され、選択データ222として出力側メモリデコーダ56に送られる。
【００６８】
このように構成されているのは、誤りが訂正しきれなかった場合、該当データはなるべく元の値に近い値にする方が誤りの影響を軽減できることができるためである。これにより、符号化においてビット入れ換え処置により、たとえばパケットの10ビットが異常となったとしても、元の10ビットは１ビットのみの影響しか受けないので、そのような影響を最小限に抑えることができる。
【００６９】
出力側メモリデコーダ56に送られた選択データ222は、タイミング制御部46からの書込み信号210により、図21(a)に示す方向の順にメモリデコーダ56のインタリーブ用メモリエリアの起点を基準にして、縦方向へ書き込まれ、１フレームが図21(b)に示すように配置される。メモリデコーダ56からは、タイミング制御部46からの読出し信号212により図21(c)に示す方向の順にメモリエンコーダ26のインタリーブ用メモリエリアの起点を基準にして横方向にデータが読み出され、ビット入れ換えデータ224として出力され、逆重み付け保持部58に図22に示す順に入力される。
【００７０】
逆重み付け保持部58に送られたビット入れ換えデータ224は、逆重み付け制御部60から送られた保持信号226に従い、１フレーム分のデータごとに保持回路の更新面に蓄積される。これと並行に、保持回路の他方の面、すなわち保持面からは、それに保持されているデータが保持データ228として順次出力され、逆重み付けビット入れ換え部62に送られる。
【００７１】
ここで逆重み付け制御部60では、タイミング制御部46からのクロック・タイミング信号208に従い、逆重み付け保持部58を制御する保持信号226および逆重み付けビット入れ換え部62を制御するビット選択信号230が生成される。クロック・タイミング信号208は映像あるいは音声データとフレーム位置との関係を示す信号であり、これによりビット入れ換えデータ224の保持タイミングや、ビット選択信号の変化タイミングが生成される。
【００７２】
逆重み付けビット入れ換え部62では、逆重み付け制御部60からのビット選択信号230に従って、逆重み付け保持部58の保持面からの保持データ228の全データから、逆重み付け保持部58での切換え期間に同期して該当するビットが選択され、１フレームのデータのすべてがビット選択データ232として出力され、映像音声インタフェース部64に図23に示す順に入力される。このデータは、各ワードのそれぞれにおいて、各ビットが元のデータにおけるビットの重み、つまり上位ビットから下位ビットの順に再配置されたものである。
【００７３】
逆重み付けビット入れ換え部62から送られたビット選択データ232は、映像音声インタフェース部64から映像音声機器などの外部機器へ出力されて、それらの機器で映像または音声として出力される。
【００７４】
このように、本実施例によれば、重み付け保持部16の２面の記憶領域で２フレーム分のデータを交互に切り換えて保持し、ビットの入れ換え処理を行って通信することにより、回線上でのデータ化けやパケットの喪失などの誤り発生した場合でも、誤り訂正による悪影響を最小限に軽減することが可能になる。
【００７５】
上述の実施例は、通信ネットワークなどの回線にデータを伝送するものであった。しかし当業者に理解されているように、回線における伝送と記憶媒体への記憶は影響や効果において同等であるから、高いデータ劣化耐性を要求される記憶システムにも、本発明を有利に適用することができる。
【００７６】
本実施例は誤り訂正機能を有した非圧縮映像音声伝送装置であったが、誤り訂正機能を有さない非圧縮映像音声伝送装置に対しても本発明を適用することが可能である。また、伝送装置のみならず非圧縮映像音声を記憶媒体に保存、再生する装置に対しても、本発明を適用することが可能であり、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７７】
100  ビット変換映像音声伝送装置の符号化部
200  ビット変換映像音声伝送装置の復号部
12、64  映像音声インタフェース部 
14、46  タイミング制御部
16  重み付け保持部
18  重み付け制御部
20  重み付けビット入れ換え部
22、26  メモリエンコーダ
24  誤り訂正エンコーダ部
28  パケット生成部
30、42  回線インタフェース部
44  パケット解析部
48、56  メモリデコーダ 
50  誤り訂正デコーダ部
52  遅延部
54  選択部
58  逆重み付け保持部
60  逆重み付け制御部
62  逆重み付けビット入れ換え部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１５Ｆ】
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【図１５Ｇ】
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【図１５Ｈ】
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【図１５Ｉ】
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【図１５Ｊ】
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【図１５Ｋ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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