(57)【要約】【課題】周期的なリフレッシュ処理に伴う情報量の増大を抑えつつ、伝送路エラーに起因する映像の乱れを速やかに除去することを可能にする。【解決手段】符号化装置６において、入力される映像信号に対して、フレーム間の相関を利用したフレーム間予測符号化を施しつつ、フレーム内の相関を利用したフレーム内予測符号化を周期的に施してリフレッシュ処理を実行するにあたり、復号化装置７からのエラー通知ＥＳを受信しない期間では、リフレッシュ処理の周期を長周期２１に設定し、エラー通知ＥＳを受信したときに、リフレッシュ処理の周期を短周期２２に変化させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に符号化処理を施し、伝送路を通じて復号化装置に伝送する映像信号の符号化装置であって、
入力される映像信号に対し、画面間の相関を利用した第１の符号化を施しつつ、画面内の相関を利用した第２の符号化を周期的に施してリフレッシュ処理を実行する符号化処理部と、
該符号化処理部の符号化処理を制御する符号化制御部とを備え、
該符号化制御部は、前記復号化装置から送信される伝送路エラー通知に応じて前記リフレッシュ処理の周期を変化させることを特徴とする映像信号の符号化装置。
【請求項２】
前記符号化制御部は、前記復号化装置からの前記伝送路エラー通知を受信しないときは、前記リフレッシュ処理の周期を第１の周期に設定し、該伝送路エラー通知を受信したときに、該リフレッシュ処理の周期を前記第１の周期より短い第２の周期に変化させることを特徴とする請求項１に記載の映像信号の符号化装置。
【請求項３】
前記符号化処理での発生情報量を算出する情報量算出部を備え、
前記符号化制御部は、前記復号化装置から送信される伝送路エラー通知及び前記情報量算出部で算出される発生情報量に応じて前記リフレッシュ処理の周期を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の映像信号の符号化装置。
【請求項４】
前記符号化制御部は、
前記発生情報量に関して値の異なる複数のしきい値を設定し、
前記復号化装置からの前記伝送路エラー通知を受信しない状態では、前記情報量算出部で算出される発生情報量が前記複数のしきい値の各々を超える、又は下回る都度、前記リフレッシュ処理の周期を段階的に伸縮させ、前記伝送路エラー通知を受信したときに、該リフレッシュ処理の周期をエラー発生時用の短い周期に変化させることを特徴とする請求項３に記載の映像信号の符号化装置。
【請求項５】
映像信号に符号化処理を施し、伝送路を通じて復号化装置に伝送する映像信号の符号化装置であって、
入力される映像信号に対し、画面間の相関を利用した第１の符号化を施しつつ、画面内の相関を利用した第２の符号化を周期的に施してリフレッシュ処理を実行する符号化処理部と、
前記符号化処理での発生情報量を算出する情報量算出部と、
前記符号化処理部の符号化処理を制御する符号化制御部とを備え、
該符号化制御部は、前記情報量算出部で算出される発生情報量に応じて前記リフレッシュ処理の周期を変化させることを特徴とする映像信号の符号化装置。
【請求項６】
符号化装置で映像信号に符号化処理を施し、伝送路を通じて復号化装置に伝送する映像信号の圧縮伝送システムであって、
前記符号化装置が、入力される映像信号に対し、画面間の相関を利用した第１の符号化を施しつつ、画面内の相関を利用した第２の符号化を周期的に施してリフレッシュ処理を実行する符号化処理部と、該符号化処理部の符号化処理を制御する符号化制御部とを備えるとともに、
前記復号化装置が、伝送路エラーの有無を検出し、伝送路エラーが発生した場合にエラー通知を前記符号化装置に送信するエラー検出部を備え、
前記符号化装置の符号化制御部は、前記復号化装置のエラー検出部から送信されるエラー通知に応じて前記符号化処理部のリフレッシュ処理の周期を変化させることを特徴とする映像信号の圧縮伝送システム。
【請求項７】
符号化装置で映像信号に符号化処理を施し、伝送路を通じて復号化装置に伝送する映像信号の符号化方法であって、
前記符号化装置において、入力される映像信号に対し、画面間の相関を利用した第１の符号化を施しつつ、画面内の相関を利用した第２の符号化を周期的に施してリフレッシュ処理を実行する符号化ステップを有し、
該符号化ステップにおいて、前記復号化装置から送信される伝送路エラー通知に応じて前記リフレッシュ処理の周期を変化させることを特徴とする映像信号の符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号に符号化処理を施し、伝送路を通じて復号化装置に送信する映像信号の符号化装置、圧縮伝送システム及び符号化方法に関し、特に、復号後の映像の乱れを取り除く目的で、符号化に際して周期的にリフレッシュ処理を行う装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像信号の伝送においては、限られた帯域の伝送路を有効活用するために、映像信号の帯域を圧縮して伝送している。帯域圧縮の手法としては、画面間の相関を利用したフレーム間予測符号化を行うものがあり、この方法では、画面間の差分情報を符号化データとすることで圧縮率を高め、少ないデータ量での映像伝送を実現している。
【０００３】
しかし、映像信号の伝送に際しては、伝送路の品質が悪く、伝送路エラーが多発する回線を使用せざるを得ない場合もあるため、フレーム内相関を利用して符号化した画面データを、フレーム間相関を利用した符号化データの中へ周期的に織り交ぜるようにしている。これは、伝送路エラーに起因して生じる復号映像の乱れを除去するための工夫であるが、フレーム内相関を利用した符号化は、圧縮率が低いため、伝送データ量が増加し、画質劣化や駒落ちを招くという問題がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１、２には、通常の状況下では、フレーム間相関を利用した符号化を行い、ネットワーク等で発生したエラーの頻度が許容値を超えた場合に、フレーム内符号化に切り替えてリフレッシュを行う映像配信方法が提案されている。しかし、この方法では、受信側でエラーが検出されてからエラー通知として送信側に伝わるまでに時間を要し、映像の乱れを速やかに取り除くことができないという問題がある。
【０００５】
また、特許文献３には、復号映像の不規則な駒落ちを防止する目的で、周期的なフレーム内符号化を行うにあたり、入力フレームレート（フレーム間隔）よりも符号化フレームレートを低下させ（フレーム間引き）、符号化フレームレートを均一に揃える符号化方法が提案されている。さらに、特許文献４には、初期設定したフレームレート（１５フレーム／秒）でフレーム間符号化を行い、エラー通知を受けると、低いフレームレート（１０フレーム／秒）を設定してフレーム内符号化を行う符号化方法が提案されている。
【０００６】
しかし、これらの方法では、不規則な駒落ちを防止し得る反面、フレームレートの低下による動きの滑らかさの劣化が避けられず、動きがギクシャクとした不自然な動画になり易いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７０３３０号公報
【特許文献２】特表２００８−５１６５６１号公報
【特許文献３】特開平１０−２２９５６１号公報
【特許文献４】特開２００４−１９３８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
フレーム内相関を利用した符号化によるリフレッシュ（画面の書き替え）は、伝送するデータ量の増大を招くため、これを短い間隔で繰り返すと、データ量が大きく増大するという問題がある。この際、符号量を抑える目的で符号化パラメータを粗くすることが考えられるが、この場合は、復号映像の画質劣化が避けられなくなる。
【０００９】
また、伝送エラーの頻度が許容値を超えた場合に限ってリフレッシュを行う方法では、映像の乱れを取り除くまでに時間がかかるため、応答性に劣るという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、周期的なリフレッシュ処理に伴う伝送データ量の増大を抑えつつ、伝送路エラーに起因する映像の乱れを速やかに除去することが可能な符号化装置等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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、映像信号に符号化処理を施し、伝送路を通じて復号化装置に伝送する映像信号の符号化装置であって、入力される映像信号に対し、画面間の相関を利用した第１の符号化を施しつつ、画面内の相関を利用した第２の符号化を周期的に施してリフレッシュ処理を実行する符号化処理部と、該符号化処理部の符号化処理を制御する符号化制御部とを備え、該符号化制御部は、前記復号化装置から送信される伝送路エラー通知に応じて前記リフレッシュ処理の周期を変化させることを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明によれば、伝送路エラー通知に応じてリフレッシュ処理の周期を変化させるため、周期的なリフレッシュ処理に伴う伝送データ量の増大を抑えつつ、伝送路エラーに起因する映像の乱れを速やかに除去することが可能になる。
【００１３】
上記映像信号の符号化装置において、前記符号化制御部が、前記復号化装置からの前記伝送路エラー通知を受信しない状態では、前記リフレッシュ処理の周期を第１の周期に設定し、該伝送路エラー通知を受信したときに、該リフレッシュ処理の周期を前記第１の周期より短い第２の周期に変化させることができる。
【００１４】
上記映像信号の符号化装置において、前記符号化処理での発生情報量を算出する情報量算出部を備え、前記符号化制御部が、前記復号化装置から送信される伝送路エラー通知及び前記情報量算出部で算出される発生情報量に応じて前記リフレッシュ処理の周期を変化させることができる。これによれば、伝送するデータ量が過大となるのを防止しつつ、より迅速に映像の乱れを除去することが可能になる。
【００１５】
上記映像信号の符号化装置において、前記符号化制御部が、前記発生情報量に関して値の異なる複数のしきい値を設定し、前記復号化装置からの前記伝送路エラー通知を受信しないときは、前記情報量算出部で算出される発生情報量が前記複数のしきい値の各々を超える、又は下回る都度、前記リフレッシュ処理の周期を段階的に伸縮させ、前記伝送路エラー通知を受信したときに、該リフレッシュ処理の周期をエラー発生時用の短い周期に変化させることができる。
【００１６】
また、本発明は、映像信号に符号化処理を施し、伝送路を通じて復号化装置に伝送する映像信号の符号化装置であって、入力される映像信号に対し、画面間の相関を利用した第１の符号化を施しつつ、画面内の相関を利用した第２の符号化を周期的に施してリフレッシュ処理を実行する符号化処理部と、前記符号化処理での発生情報量を算出する情報量算出部と、前記符号化処理部の符号化処理を制御する符号化制御部とを備え、該符号化制御部は、前記情報量算出部で算出される発生情報量に応じて前記リフレッシュ処理の周期を変化させることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明は、符号化装置で映像信号に符号化処理を施し、伝送路を通じて復号化装置に伝送する映像信号の圧縮伝送システムであって、前記符号化装置が、入力される映像信号に対し、画面間の相関を利用した第１の符号化を施しつつ、画面内の相関を利用した第２の符号化を周期的に施してリフレッシュ処理を実行する符号化処理部と、該符号化処理部の符号化処理を制御する符号化制御部とを備えるとともに、前記復号化装置が、伝送路エラーの有無を検出し、伝送路エラーが発生した場合にエラー通知を前記符号化装置に送信するエラー検出部を備え、前記符号化装置の符号化制御部は、前記復号化装置のエラー検出部から送信されるエラー通知に応じて前記符号化処理部のリフレッシュ処理の周期を変化させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、符号化装置で映像信号に符号化処理を施し、伝送路を通じて復号化装置に伝送する映像信号の符号化方法であって、前記符号化装置において、入力される映像信号に対し、画面間の相関を利用した第１の符号化を施しつつ、画面内の相関を利用した第２の符号化を周期的に施してリフレッシュ処理を実行する符号化ステップを有し、該符号化ステップにおいて、前記復号化装置から送信される伝送路エラー通知に応じて前記リフレッシュ処理の周期を変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、周期的なリフレッシュ処理に伴う伝送データ量の増大を抑えつつ、伝送路エラーに起因する映像の乱れを速やかに除去することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明にかかる符号化装置を適用した伝送システムの全体構成図である。
【図２】Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの構成を説明する図である。
【図３】Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの発生情報量を説明する図である。
【図４】Ｉピクチャの周期による符号化パラメータの変化を説明する図である。
【図５】本発明にかかる符号化方法を説明する図である。
【図６】符号化装置の具体構成を示すブロック図である。
【図７】復号化装置の具体構成を示すブロック図である。
【図８】本発明にかかる符号化装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図９】図８の符号化装置の動作を説明する図である。
【図１０】本発明にかかる符号化装置の第３の実施形態を示すブロック図である。
【図１１】図１０の符号化装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、映像信号の圧縮・復号を用いた伝送システムの概略構成を示し、この伝送システム１は、大別して、送信機器２及び受信機器３と、これらを繋ぐ伝送路４とから構成される。
【００２３】
送信機器２には、映像信号を出力する映像情報源５（カメラ又は記録済み映像再生装置）と、周期的なリフレッシュ処理を行いつつ、映像信号を符号化して符号化データ（圧縮映像）を生成する符号化装置６とが設けられる。一方、受信機器３には、送信機器２から送信される圧縮映像を復号化するとともに、伝送路エラーを検出してエラー通知を発信する復号化装置７と、復号化した映像信号に基づいて映像を表示するモニタ８とが設けられる。
【００２４】
また、伝送路４は、符号化装置６で生成した符号化データを送信機器２から受信機器３に向けて伝送するための送信伝送路９と、受信機器３で検出したエラー通知を送信機器２に向けて伝送するための受信伝送路１０とを備える。
【００２５】
ここで、周期的なリフレッシュ（画面の書き替え）を利用した符号化方法について、図２〜図４を参照しながら説明する。
【００２６】
図２に示すように、映像信号の符号化にあたって、最初の画面は、フレーム内相関を利用したフレーム内予測符号化を行い、Ｉピクチャ１１を得る。このＩピクチャ１１は、１画面内の情報のみで符号化するため、Ｉピクチャ１１のデータのみで画面を復号化することができる。しかし、圧縮率が低いため、受信機器３へ送るべきデータ量が多くなるという欠点がある。
【００２７】
Ｉピクチャ１１に続いて、フレーム間の前方向の予測符号化によるＰピクチャ１２、又は、フレーム間の双方向の予測符号化によるＢピクチャ１３を得る。Ｐピクチャ１２及びＢピクチャ１３は、動き補償を用いたフレーム間相関（画面間の差分）を利用して生成するため、動きが少ない映像では、符号化情報量が少なくなり、圧縮率が高くなる。
【００２８】
尚、Ｐピクチャ及びＢピクチャは、フレーム間予測を利用して生成するため、最初の映像再生には、予測の元になる画面（Ｉピクチャ）が必要になる。このため、符号化に際しては、フレーム内予測符号化によりＩピクチャを生成した後に、Ｐピクチャ又はＢピクチャを複数フレーム（画面）分に亘って繰り返す。
【００２９】
そして、符号化データの復号化に際して、図１に示す伝送路４でエラーが発生すると、復号信号が乱れるようになるが、その際、Ｐピクチャ及びＢピクチャの復号化では、上記の乱れた復号信号を予測信号として使用することになる。このため、Ｐピクチャ及びＢピクチャが続く限り、映像の乱れが修正されず、映像の動きなどにより映像の乱れが更に拡大されていくに至る。その後、次のＩピクチャ１４が現れた時点で、乱れた映像を予測信号として使用しなくなるため、映像の乱れが取り除かれる。
【００３０】
このように、Ｐピクチャ及びＢピクチャの組み合わせの中にＩピクチャを周期的に挿入することで、受信機器３でＩピクチャが定期的に復号化されるようになり、伝送路エラーの影響が連鎖的に続くのを回避することが可能になる。通常、放送用途等では、チャネルの切り替えや伝送路４で発生したエラーの回復を速めるべく、１５フレーム周期又は３０フレーム周期の短い周期でＩピクチャが挿入される。
【００３１】
図３は、１５フレーム（約０．５秒）の周期でＩピクチャを織り交ぜて符号化した場合の各フレーム（画面）の発生情報量の一例である。
【００３２】
同図から判るように、Ｉピクチャは、Ｐピクチャ及びＢピクチャの数倍の情報量を生じさせており、１５フレーム周期のような短い周期でＩピクチャを織り交ぜることは、平均情報量を大幅に増加させることになる。しかし、前述のように、伝送路エラーが生じた場合の乱れを除去する点に鑑みれば、Ｉピクチャの挿入頻度を高めることは、画面の乱れを速やかに除去し得ることにもなる。
【００３３】
図４は、同一の伝送レートにおいて、Ｉピクチャの挿入周期を１５フレーム周期として量子化した場合と、３００フレーム周期として量子化した場合とのシミュレーション結果の一例である。
【００３４】
符号化制御により選択された量子化ステップサイズは、Ｉピクチャの間隔を広く設定した場合、選択される量子化ステップサイズが一段と低い値となっていることが判る。量子化ステップサイズとして低い値を選択できるということは、符号化によって発生する歪みを低減できるということであり、換言すれば、Ｉピクチャの間隔の拡大は、高画質化に貢献すると言える。
【００３５】
次に、本発明にかかる符号化方法について、図１及び図５を参照しながら説明する。
【００３６】
本発明においては、映像信号を符号化する際に発生する情報量と、伝送路エラーに起因する映像乱れの除去効率との双方を勘案し、映像信号の符号化処理にあたって、伝送路エラーの有無に応じてＩピクチャの挿入周期を変化させる。
【００３７】
具体的には、伝送路エラーが発生したときに、受信機器３から送信機器２にエラー通知を送信するように構成し、その上で、図５に示すように、送信機器２の符号化装置６において、受信機器３からのエラー通知を受信しないときには、前後のＩピクチャの間隔を広く定め（長周期２１）、受信機器３から伝送路エラーの通知を受信するのに応じて、前後のＩピクチャの間隔を狭く変更する（短周期２２）ように構成する。
【００３８】
このため、例えば、時刻ｔ１〜ｔ２の期間で伝送路エラーが発生したとすると、最初のエラー通知信号ＥＳ１を受けるまでの時刻ｔ０〜ｔ１の期間では、Ｉピクチャの挿入間隔を広く定めた長周期２１によってリフレッシュを行う。そして、最初のエラー通知信号ＥＳ１を受けた時刻ｔ１で、Ｉピクチャの挿入周期を切り替え、挿入間隔の狭い短周期２２によってリフレッシュを行う。
【００３９】
その後、エラー通知信号ＥＳを複数回に亘って受信し、最後のエラー通知信号ＥＳｎを受けた時刻ｔ２で、計時動作を開始し、予め定めた期間Ｔｎが経過する時刻ｔ３まで、短周期２２によるリフレッシュ動作を維持する。そして、時刻ｔ３となった時点で、再度、長周期２１のリフレッシュ周期に戻す制御を行う。
【００４０】
次に、上記動作を実現するための符号化装置６及び復号化装置７の具体構成について説明する。ここでは、先ず、図６を参照しながら符号化装置６について説明する。
【００４１】
同図に示すように、符号化装置６は、同期分離器３１、符号化制御回路３２、減算器３３、直交変換器３４、量子化器３５、逆量子化器３６、逆直交変換器３７、加算器３８、フレームメモリ３９、予測信号切替器４０、動ベクトル検出器４１、動き補償回路４２、可変長符号器４３及び量子化制御回路４４を備える。
【００４２】
同期分離器３１は、入力された映像信号ＩＰＳから同期信号を分離し、フレームのタイミングを示すフレーム同期信号ＦＳを生成する。
【００４３】
符号化制御回路３２は、同期分離器３１から与えられたフレーム同期信号ＦＳと、受信伝送路１０を通じて受信機器３（図１参照）から送信されるエラー通知信号ＥＳとに応じて、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャの切り替えを行う切替信号ＳＳを生成する。切替信号ＳＳの生成にあたっては、エラー通知信号ＥＳを受信しない期間で、Ｉピクチャの挿入周期を長周期２１（図５参照）に設定し、エラー通知信号ＥＳの受信に応答してＩピクチャの挿入周期を短周期２２に変更するように行う。
【００４４】
尚、Ｉピクチャの挿入周期を短周期２２から長周期２１に戻すのは、前述のように、最後のエラー通知信号ＥＳの受信時から所定の時間Ｔｎが経過したときとする。符号化制御回路３２で生成された切替信号ＳＳは、フレームメモリ３９、予測信号切替器４０及び可変長符号器４３に与えられる。
【００４５】
減算器３３は、入力された映像信号ＩＰＳと、動き補償回路４２からの予測信号ＰＳ’との減算処理を行って予測誤差信号ＰＥを生成し、直交変換器３４に出力する。直交変換器３４は、減算器３３から出力される空間領域の予測誤差信号ＰＥを周波数領域の信号ＦＰＥに変換し、情報量を削減する。
【００４６】
量子化器３５は、量子化制御回路４４の指示に従って量子化ステップを切り替えつつ、直交変換器３４で生成された周波数領域の予測誤差信号ＦＰＥに対して量子化処理を行い、情報量を更に削減する。量子化器３５の出力ＱＰＥは、逆量子化器３６及び可変長符号器４３に与えられる。
【００４７】
逆量子化器３６及び逆直交変換器３７は、量子化器３５から出力される量子化処理後の周波数領域の予測誤差信号ＱＰＥに対して、量子化及び直交変換の逆処理を行い、空間領域の予測誤差信号ＰＥに戻す。加算器３８は、逆直交変換器３７から出力される予測誤差信号ＰＥと、動き補償回路４２から出力される予測信号ＰＳ’とを加算し、局部復号データＬＤＤを生成する。
【００４８】
フレームメモリ３９は、複数フレーム（画面）分の記憶領域を有し、加算器３８から出力される局部復号データＬＤＤを記憶する。フレームメモリ３９には、Ｐピクチャ（フレーム間の前方向）用の記憶領域と、Ｂピクチャ（フレーム間の双方向）用の記憶領域とが別個に割り当てられ、Ｐピクチャの局部復号データをＰピクチャの領域に記憶し、Ｂピクチャの局部復号データをＢピクチャの領域に記憶する。
【００４９】
また、フレームメモリ３９は、符号化制御回路３２からの切替信号ＳＳに従って、記憶したＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャの局部復号データＬＤＤを選択的に読み出し、予測信号切替器４０に出力する。
【００５０】
予測信号切替器４０は、符号化制御回路３２からの切替信号ＳＳに応じて入力端子４０ａ、４０ｂの何れかを選択する。ここで、入力端子４０ａは、Ｉピクチャ（フレーム内予測）用の予測信号となるゼロ値が供給される端子であり、一方、入力端子４０ｂは、フレームメモリ３９から出力される局部復号データＬＤＤが供給される端子である。予測信号切替器４０の出力は、予測信号ＰＳとして動ベクトル検出器４１及び動き補償回路４２に与えられる。
【００５１】
動ベクトル検出器４１は、入力された映像信号ＩＰＳと、予測信号切替器４０より出力される予測信号ＰＳとから、ブロックマッチング法等を利用して、画面間での動きの方向と変化量を示す動きベクトルＭＶを求める。求められた動きベクトルＭＶは、動き補償回路４２及び可変長符号器４３に与えられる。
【００５２】
動き補償回路４２は、予測信号切替器４０から与えられた予測信号ＰＳを、動ベクトル検出器４１から与えられた動きベクトルＭＶに沿って動かし、予測信号ＰＳの動きを補正する。動き補償回路４２の出力は、動きが補正された予測信号ＰＳ’として減算器３３及び加算器３８に与えられる。
【００５３】
可変長符号器４３は、量子化器３５からの量子化処理後の周波数領域の予測誤差信号ＱＰＥと、動ベクトル検出器４１から出力される動きベクトルＭＶと、符号化制御回路３２から出力される切替信号（ピクチャ種類（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャ）を示す信号）ＳＳとを、ハフマン符号等により可変長符号化して符号化データ（圧縮映像データ）ＣＤを生成する。生成された符号化データＣＤは、送信伝送路９を通じて受信機器３の復号化装置７（図１参照）に送信される。
【００５４】
また、可変長符号器４３は、符号化処理時の発生情報量（現在の発生情報量）ＡＩを算出し、量子化制御回路４４に出力する。量子化制御回路４４は、可変長符号器４３からの発生情報量ＡＩに応じて、量子化器３５の量子化ステップを切り替える信号を発生する。
【００５５】
次に、図７を参照しながら復号化装置７について説明する。
【００５６】
同図に示すように、復号化装置７は、可変長復号器５１、逆量子化器５２、逆直交変換器５３、加算器５４、フレームメモリ５５、予測信号切替器５６、動き補償回路５７及び復号化信号切替器５８を備える。
【００５７】
可変長復号器５１は、送信機器２から送信される符号化データ（圧縮データ）ＣＤに可変長復号化処理を施し、周波数領域に変換された予測誤差信号ＱＰＥの量子化レベル番号と、動きの方向及び大きさを示す動きベクトルＭＶと、ピクチャ種類を示す信号（以下、「ピクチャ種信号」という）ＰＣＳを生成する。可変長復号化された予測誤差信号ＱＰＥ及び動きベクトルＭＶは、各々、逆量子化器５２及び動き補償回路５７に与えられる。一方、ピクチャ種信号ＰＣＳは、予測信号切替器５６及びフレームメモリ５５に与えられる。
【００５８】
また、可変長復号器５１は、伝送路４の伝送エラーの有無を監視し、エラーが発生した際には、その旨をエラー通知信号ＥＳとして送信機器２へ出力する。
【００５９】
逆量子化器５２は、可変長復号器５１から与えられた量子化レベル番号に対し、量子化の逆変換を行って周波数領域の予測誤差信号ＦＰＥを生成する。逆直交変換器５３は、逆量子化器５２で生成した周波数領域の予測誤差信号ＦＰＥを逆直交変換し、空間領域の予測誤差信号ＰＥを生成する。加算器５４は、逆直交変換器５３で生成した予測誤差信号ＰＥと、動き補償回路５７から与えられる予測信号ＰＳ’を加算して復号データＤＤを生成する。
【００６０】
フレームメモリ５５は、複数フレーム（画面）分の記憶領域を有し、加算器５４から出力される復号データＤＤを記憶する。また、可変長復号器５１からのピクチャ種信号ＰＣＳに従って、記憶したＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャの復号データを選択的に出力する。
【００６１】
予測信号切替器５６は、可変長復号器５１から出力されるピクチャ種信号ＰＣＳに従って、予測信号ＰＳの切り替えを行う。予測信号切替器５６では、ピクチャ種信号ＰＣＳがＩピクチャを示す場合に、ゼロ値が与えられる入力端子５６ａを選択し、予測信号ＰＳとしてゼロ値の信号を出力する。一方、ピクチャ種信号ＰＣＳがＰピクチャ又はＢピクチャを示す場合には、フレームメモリ５５の出力を受ける入力端子５６ｂを選択し、予測信号ＰＳとして出力する。
【００６２】
動き補償回路５７は、可変長復号器５１から出力される動きの方向及び大きさを示す動きベクトルＭＶに従って、予測信号切替器５６から出力される予測信号ＰＳの動きを補正する。動き補償された予測信号ＰＳ’は、加算器５４及び復号化信号切替器５８に与えられる。
【００６３】
復号化信号切替器５８は、可変長復号器５１から出力されるピクチャ種信号ＰＣＳに従って、加算器５４から出力される復号データＤＤと、動き補償回路５７から出力される予測信号ＰＳ’との何れか一方を選択する。復号化信号切替器５８では、ピクチャ種信号ＰＣＳがＩピクチャ又はＰピクチャを示す場合には、ＩＰ端子５８ａを選択して動き補償回路５７から与えられる予測信号ＰＳ’を出力する。一方、ピクチャ種信号ＰＣＳがＢピクチャを示す場合には、Ｂ端子５８ｂを選択し、加算器５４からの復号データＤＤを出力映像信号ＯＰＳとして出力する。
【００６４】
上述の構成を有する符号化装置６及び復号化装置７により、図５に示した「受信機器３からのエラー通知を受信しない状態では、長周期２１でリフレッシュ処理を実行し、エラー通知を受信するのに応じて、長周期２１より短い短周期２２でリフレッシュ処理を実行するように切り替える」動作を実現することができる。
【００６５】
そして、本実施の形態によれば、送信機器２での符号化処理に際し、受信機器３からのエラー通知信号ＥＳを受信しない期間では、Ｉピクチャの挿入間隔を拡げた長周期２１によりリフレッシュ処理を実行するため、符号化後のデータに占めるＩピクチャの割合を少なく抑えることができ、伝送データ量の増大を抑制することが可能になる。
【００６６】
その一方で、エラー通知信号ＥＳを受信した場合には、リフレッシュ処理の周期をＩピクチャの挿入間隔が狭い短周期２２へ直ちに切り替え、符号化後のデータに占めるＩピクチャの割合を高める。これにより、復号化装置７に対してＩピクチャを迅速に供給することができ、伝送路エラーに起因する映像の乱れを速やかに除去することが可能になる。
【００６７】
次に、本発明にかかる符号化装置の第２の実施形態について、図８及び図９を参照しながら説明する。尚、図８において、図６の符号化装置６と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
図８に示すように、本実施の形態にかかる符号化装置６１では、可変長符号器４３で算出する発生情報量ＡＩが符号化制御回路６２へ出力され、符号化制御回路６２がエラー通知信号ＥＳと発生情報量ＡＩの双方に応じてリフレッシュ周期を変更するように構成される。
【００６９】
符号化制御回路６２においては、発生情報量ＡＩに関して値の異なる複数のしきい値を設け、可変長符号器４３から供給される発生情報量ＡＩが、複数のしきい値の各々を超えたり、下回る都度、段階的にリフレッシュ周期を変化させる。
【００７０】
具体的には、図９に示すように、発生情報量ＡＩが少ないときには、最短周期７１によりリフレッシュを行い、情報量ＡＩが増加するに従って、周期７２、周期７３、周期７４及び周期７５といった具合にリフレッシュ周期が徐々に長くなるように変化させる。
【００７１】
そして、情報量ＡＩに応じてリフレッシュ周期を制御している間に、エラー通知信号ＥＳを受けた場合には、リフレッシュ周期をエラー時の周期７６に切り替える。エラー時の周期７６は、例えば、１５フレーム（およそ０．５秒）に１度の頻度でＩピクチャによるリフレッシュを実行するような短い周期とする。
【００７２】
このように、本実施の形態においては、発生情報量に応じてリフレッシュ周期を変化させるため、符号化時の発生情報量によっては、受信機器３からのエラー通知信号ＥＳが送信機器２へ届く前に復号映像の乱れを除去することが可能になる。
【００７３】
すなわち、送信機器２において、発生情報量が少なくなるのに応じて自発的にリフレッシュ周期を短くするため、受信機器３から伝送路エラーが通知されない状態でも、ある程度の高い頻度でＩピクチャが挿入されるようになる。その結果、受信機器３において、伝送路エラーに起因する映像の乱れが生じたときに、送信機器２側の対応を待つことなく、映像の乱れを取り除くことができるようになり、より迅速に対処することが可能になる。
【００７４】
その一方で、発生情報量が高くなる場合には、リフレッシュ周期を長くしてＩピクチャの挿入頻度を低減させるため、伝送するデータ量が過大となるのを防止することができ、伝送可能なデータ量が制限されるような場合にも柔軟に対応することが可能になる。
【００７５】
尚、本実施の形態は、前述した第１の実施形態に比してＩピクチャの挿入頻度が高くなり易くなるため、伝送路４の伝送レートが２Ｍｂｐｓ（メガビット/秒）以上の帯域を確保し得る回線を利用する場合に適用することが望ましい。
【００７６】
次に、本発明にかかる符号化装置の第３の実施形態について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。尚、図１０において、図６の符号化装置６と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
図１０に示すように、本実施の形態にかかる符号化装置８１では、符号化制御回路８２が、受信装置３（図１参照）からのエラー通知信号ＥＳを受けることなく、可変長符号器４３からの発生情報量ＡＩのみに応じてリフレッシュ周期を変更するように構成される。
【００７８】
符号化制御回路８２においては、発生情報量ＡＩに関して値の異なる複数のしきい値を設け、可変長符号器４３から供給される発生情報量ＡＩが、複数のしきい値の各々を超えたり、下回る都度、段階的にリフレッシュ周期を変化させる。
【００７９】
具体的には、図１１に示すように、発生情報量ＡＩが少ないときには、最短周期９１によりリフレッシュを行い、情報量ＡＩが増加するに従って、周期９２、周期９３、周期９４及び周期９５といった具合に、リフレッシュ周期が徐々に長くなるように変化させる。
【００８０】
本実施の形態によれば、周期的にＩピクチャを挿入しつつ、その挿入頻度を発生情報量に応じて変化させるため、復号映像の乱れを速やかに除去し得るとともに、伝送するデータ量の増大を抑制することが可能になる。
【００８１】
尚、本実施の形態においても、第２の実施形態の同様に、伝送路４の伝送レートが２Ｍｂｐｓ（メガビット/秒）以上の帯域を確保できる回線を利用する場合に適用することが望ましい。
【符号の説明】
【００８２】
１  伝送システム
２  送信機器
３  受信機器
４  伝送路
５  映像情報源
６  符号化装置
７  復号化装置
８  モニタ
９  送信伝送路
１０  受信伝送路
１１、１４  Ｉピクチャ
１２  Ｐピクチャ
１３  Ｂピクチャ
２１  長周期
２２  短周期
３１  同期分離器
３２  符号化制御回路
３３  減算器
３４  直交変換器
３５  量子化器
３６  逆量子化器
３７  逆直交変換器
３８  加算器
３９  フレームメモリ
４０  予測信号切替器
４０ａ、４０ｂ  入力端子
４１  動ベクトル検出器
４２  動き補償回路
４３  可変長符号器
４４  量子化制御回路
５１  可変長復号器
５２  逆量子化器
５３  逆直交変換器
５４  加算器
５５  フレームメモリ
５６  予測信号切替器
５６ａ、５６ｂ  入力端子
５７  動き補償回路
５８  復号化信号切替器
５８ａ、５８  入力端子
６１  符号化装置
６２  符号化制御回路
７１〜７５  周期
７６  エラー時の周期
８１  符号化装置
８２  符号化制御回路
９１〜９５  周期
ＩＰＳ  入力映像信号
ＦＳ  フレーム同期信号
ＥＳ  エラー通知信号
ＳＳ  切替信号
ＰＳ、ＰＳ’  予測信号
ＰＥ  空間領域の予測誤差信号
ＦＰＥ  周波数領域の予測誤差信号
ＱＰＥ  量子化処理後の予測誤差信号
ＬＤＤ  局部復号データ
ＭＶ  動きベクトル
ＣＤ  符号化データ
ＡＩ  発生情報量
ＰＣＳ  ピクチャ種信号
ＤＤ  復号データ
ＯＰＳ  出力映像信号
【図１】
2011071692.tif 000003
【図２】
2011071692.tif 000004
【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】
2011071692.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月2日(2009.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図４は、同一の伝送レートにおいて、Ｉピクチャの挿入周期を１５フレーム周期として符号化した場合と、３００フレーム周期として符号化した場合とのシミュレーション結果の一例である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
尚、本実施の形態においても、第２の実施形態と同様に、伝送路４の伝送レートが２Ｍｂｐｓ（メガビット/秒）以上の帯域を確保できる回線を利用する場合に適用することが望ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
１  伝送システム
２  送信機器
３  受信機器
４  伝送路
５  映像情報源
６  符号化装置
７  復号化装置
８  モニタ
９  送信伝送路
１０  受信伝送路
１１、１４  Ｉピクチャ
１２  Ｐピクチャ
１３  Ｂピクチャ
２１  長周期
２２  短周期
３１  同期分離器
３２  符号化制御回路
３３  減算器
３４  直交変換器
３５  量子化器
３６  逆量子化器
３７  逆直交変換器
３８  加算器
３９  フレームメモリ
４０  予測信号切替器
４０ａ、４０ｂ  入力端子
４１  動ベクトル検出器
４２  動き補償回路
４３  可変長符号器
４４  量子化制御回路
５１  可変長復号器
５２  逆量子化器
５３  逆直交変換器
５４  加算器
５５  フレームメモリ
５６  予測信号切替器
５６ａ、５６ｂ  入力端子
５７  動き補償回路
５８  復号化信号切替器
５８ａ、５８ｂ  入力端子
６１  符号化装置
６２  符号化制御回路
７１〜７５  周期
７６  エラー時の周期
８１  符号化装置
８２  符号化制御回路
９１〜９５  周期
ＩＰＳ  入力映像信号
ＦＳ  フレーム同期信号
ＥＳ  エラー通知信号
ＳＳ  切替信号
ＰＳ、ＰＳ’  予測信号
ＰＥ  空間領域の予測誤差信号
ＦＰＥ  周波数領域の予測誤差信号
ＱＰＥ  量子化処理後の予測誤差信号
ＬＤＤ  局部復号データ
ＭＶ  動きベクトル
ＣＤ  符号化データ
ＡＩ  発生情報量
ＰＣＳ  ピクチャ種信号
ＤＤ  復号データ
ＯＰＳ  出力映像信号
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2011071692.tif 000014
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2011071692.tif 000015
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2011071692.tif 000016
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2011071692.tif 000017