(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力フレームをキーフレームと非キーフレームとに振り分けする手段と、
前記キーフレームに対してフレーム内圧縮符号化を行う手段と、
前記キーフレームを一時保存するフレームメモリ手段と、
前記非キーフレームと前記フレームメモリに一時保存されているキーフレームとの間の相関を算出する手段と、
前記非キーフレームに対して、複数の画素を単位として原信号ベクトルを構成する手段と、
前記フレーム間相関の大きさから、テーブル参照または計算式に従い前記原信号ベクトルの対する誤り訂正符号の符号化率を決定する手段と、
前記構成された原信号ベクトルに対して、前記決定された誤り訂正符号の符号化率に基づき誤り訂正符号の生成を行う手段と、
を有することを特徴とする画像圧縮符号化装置。
【請求項２】
前記フレームメモリ手段は、複数枚の前記キーフレームを一時保存する手段であり、
前記フレームメモリに一時保存された前記複数枚のキーフレームから内挿画像を生成する手段をさらに有し、
前記相関を算出する手段は、前記非キーフレームと前記内挿画像との間の相関を算出する手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮符号化装置。
【請求項３】
フレーム内圧縮符号化されたキーフレームを復号する手段と、
前記復号されたキーフレームを一時保存するフレームメモリ手段と、
誤り訂正符号、誤り訂正符号の符号化率および前記フレームメモリに一時保存されているキーフレームとから原信号ベクトルを復号する手段と、
前記復号された原信号ベクトルおよびキーフレームに逆量子化を行い、入力フレームを復号する手段と、
を有することを特徴とする画像復号装置。
【請求項４】
前記フレームメモリ手段は、複数枚の前記復号されたキーフレームを一時保存する手段であり、
前記フレームメモリに一時保存された前記複数枚のキーフレームから内挿画像を生成する手段をさらに有し、
原信号ベクトルを復号する手段は、誤り訂正符号、誤り訂正符号の符号化率および前記内挿画像とから原信号ベクトルを復号する手段であることを特徴とする請求項３に記載の画像復号装置。
【請求項５】
入力フレームをキーフレームと非キーフレームとに振り分けする手段と、
前記キーフレームに対してフレーム内圧縮符号化を行う手段と、
前記キーフレームを一時保存するフレームメモリ手段と、
前記非キーフレームと前記フレームメモリに一時保存されているキーフレームとの間の相関を算出する手段と、
前記非キーフレームに対して、複数の画素を単位として原信号ベクトルを構成する手段と、
前記フレーム間相関の大きさから、テーブル参照または計算式に従い前記原信号ベクトルの対する誤り訂正符号の符号化率を決定する手段と、
前記構成された原信号ベクトルに対して、前記決定された誤り訂正符号の符号化率に基づき誤り訂正符号の生成を行う手段と、
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
フレーム内圧縮符号化されたキーフレームを復号する手段と、
前記復号されたキーフレームを一時保存するフレームメモリ手段と、
誤り訂正符号、誤り訂正符号の符号化率および前記フレームメモリに一時保存されているキーフレームとから原信号ベクトルを復号する手段と、
前記復号された原信号ベクトルおよびキーフレームに逆量子化を行い、入力フレームを復号する手段と、
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
入力フレームをキーフレームと非キーフレームとに振り分けする第１のステップと、
前記キーフレームに対してフレーム内圧縮符号化を行い、前記キーフレームをフレームメモリに一時保存する第２のステップと、
前記非キーフレームに対して、複数の画素を単位として原信号ベクトルを構成する第３のステップと、
前記非キーフレームと前記フレームメモリに一時保存されているキーフレームとの間の相関を算出し、前記フレーム間相関の大きさから、テーブル参照または計算式に従い前記原信号ベクトルの対する誤り訂正符号の符号化率を決定する第４のステップと、
前記構成された原信号ベクトルに対して、前記決定された誤り訂正符号の符号化率に基づき誤り訂正符号の生成を行う第５のステップと、
を有することを特徴とする画像を圧縮符号化する方法。
【請求項８】
フレーム内圧縮符号化されたキーフレームを復号し、前記復号されたキーフレームをフレームメモリに一時保存する第１のステップと、
誤り訂正符号、誤り訂正符号の符号化率および前記フレームメモリに一時保存されているキーフレームとから原信号ベクトルを復号する第２のステップと、
前記復号された原信号ベクトルおよびキーフレームに逆量子化を行い、入力フレームを復号する第３のステップと、
を有することを特徴とする画像を復号する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像圧縮符号化装置、画像復号装置、プログラム及び方法に関する。特に、動画像符号化において、いくつかのフレームについてはフレーム内圧縮符号化し、一方その他のフレームについては時間方向における予測誤差信号の誤り訂正符号のみを符号化し伝送を行う分散ビデオ符号化方式(Distributed Video Coding)に基づく画像圧縮符号化装置、画像復号装置、プログラム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動画像に対する圧縮符号化方式として、H.26xシリーズやMPEG-1/2/4がある。これらの圧縮符号化方式は総称してMC-DCT(Motion Compensation - Discrete Cosine Transform：動き補償−離散コサイン変換)方式と呼ばれている。MC-DCT方式における送信装置では、フレーム内での相関及びフレーム間での相関を最大限有効利用し圧縮符号化を実現している。フレーム内については、不要な高周波成分の抑制や、直流や低周波成分の予測を行い、またフレーム間については、過去の画像からの動きの予測を行っている。符号化時には、これらの予測処理により、現在の画像を近似した画像すなわち予測画像を作成し、現在の画像と予測画像との差分情報、ならびに予測画像を作成するのに必要な制御情報とを符号化し伝送するものとなっている。
【０００３】
MC-DCT方式における受信装置では、制御情報に基づき予測画像を作成し、受信された差分情報と足し合わせることで、復号画像を得ることができる。ここで伝送路エラーにより、信号の値が変化する場合を考える。MC-DCT方式では、予測のための制御情報および差分情報の双方が正常である場合に限り、正常な復号処理が可能となる。さらに、復号された画像は、次の画像を予測するために再度使用されるため、復号画像に誤りがあると次、さらにはその次の画像の復号にも誤りが伝播することになる。このようにMC-DCT方式は、高い圧縮率を実現している一方で伝送路エラーに弱いという欠点を有している。
【０００４】
これに対し、誤り訂正符号を用いると一定の距離内にある誤った符号を正常なものに訂正することが可能である、という原理を利用したDistributed Video Coding(以下DVC)という符号化方式がある。
【０００５】
DVC符号化方式では、受信された符号列と、原信号と相関の高い信号（参照画像）とを組み合わせることにより、原信号を復元することを基本原理としている。ここで、受信される符号列は、原信号に対する誤り訂正符号情報となっている。すなわち、DVC符号化方式は、原信号と参照画像との間に生じる相関誤差を誤りと捉え、復号時にこれを訂正するものとなっている。
【０００６】
一方、受信された符号を誤り訂正符号と考えるならば、伝送エラーの結果、受信信号に誤りが生じたとしても、それが一定の範囲内であれば、誤った符号を正常なものに訂正することが可能である。DVC符号化方式では、原信号の復元は参照画像との間に生じていた相関誤差を誤りと捉えこれを訂正処理するものであるため、伝送エラーの誤り訂正は、原信号の復元の訂正処理と区別することなく取り扱うことができる。つまりDVC符号化方式は、必然的に伝送エラー耐性を有する符号化方式ということができる。
【０００７】
DVC符号化で正しく復号されるための条件について、図１を用いて説明する。DVC符号化方式では、まずいくつかの画素（通常はブロック）をひとつの単位として原信号ベクトルが構成される。ここで、ベクトル量子化を行う際に、すべてのベクトルパターンの数だけ符号を用意するのではなく、距離が離れているもの同士は同じ符号を割り当てることで情報量削減すなわち圧縮効果を得ている。図１の(A)はこれを例示的に表しており、距離の離れているベクトルV1,V4,V7には同じ符号C1が割り当てられている。復号を行う際、複数のベクトルに対して同一の符号が割り当てられているため、符号に該当するベクトルの中から最も適切なベクトルを復号する必要がある。この処理は次のようにして行われる。
【０００８】
動画像においては、連続するフレーム間の相関が高いことが知られている。このため、受信した符号に対する画素ベクトルの候補が複数存在している場合でも、例えば1つ前のフレームの画素情報を有していれば、これに最も近いものを選ぶことで適切な画素ベクトルの復号が可能となる。図１の(A)の場合では、受信した符号がC2のとき画素ベクトルの候補はV2,V5,V8となる。フレームの画素情報としてベクトルYの情報を有していれば、これに最も近い画素ベクトルV2の復号が可能となる。DVC符号化方式においては、この１つ前の画素情報として、先に復号されたキーフレームを用いている。また、キーフレームを複数保持している場合には、それらを用いて内挿画像を作成し、これを参照画像として用いることで、より精度の高い復号が可能である。
【０００９】
ここで正しく復号されるための条件を記述しておく。異なる複数のベクトルに対して同じ符号を割り当てて、その符号の中から参照画像を用いて正しいベクトルを復元するためには、同一符号を与えられた複数ベクトル間の距離に対して、原信号ベクトルと参照画像との距離が半分未満であること(相関が十分高いこと)が必要十分条件であるとして知られている。
【００１０】
これを図１の(A)を用いて説明すると、以下のようになる。原信号ベクトルをV2とする。参照画像はYの位置にあるものとする。ここでV1,V4,V7には符号C1を、V2,V5,V8には符号C2を、V3,V6,V9には符号C3を、それぞれ割り当てるものとする。
【００１１】
このとき、原信号ベクトルがV2であるので、伝送される符号はC2となる。受信装置ではC2から得られる候補ベクトルはV2,V5,V8であるが、参照画像としてYが与えられるためV2を復号することができる。一方、原信号と参照画像との相関が低く、V2とYとの距離が開いている場合を考える。参照画像がY’の位置にあった場合、復号されるベクトルはV2でなくV5となり誤りを生じることとなる。
【００１２】
正しい復号結果を得るためには、原信号と参照画像との相関関係に応じて、同じ符号が与えられるベクトル間の距離を制御する必要がある。これに対処するため、非特許文献１による従来技術では次のように行ってきた。
【００１３】
図２は従来技術によるDVC画像圧縮符号化装置および画像復号装置の機能構成図である。これを用いてDVC符号化方式および復号誤りを回避する手法を説明すると、以下のようになる。
【００１４】
送信装置１においては、入力された動画像フレームに対して、まず入力フレーム振分手段１１により数フレームに1枚の頻度でフレームが振り分けられる。この振り分けされたフレームをキーフレームと呼ぶ。キーフレームは、フレーム内符号化部１４で（MPEGのIフレームのように）通常のフレーム内符号化を行い、フレームメモリ１５に一時保存すると共に受信装置２へ伝送される。ここでフレームメモリ１５は、いくつかのキーフレームを保持しておくことも可能である。次に、キーフレーム以外のフレーム(非キーフレーム)については、参照画像（フレームメモリ１５内に一時保存されているキーフレーム）と非キーフレームとの相関により、相関関係推定部１３において量子化幅が決定される。また、キーフレームを複数保持している場合には、それらを用いて内挿部１８で内挿画像を作成し、これを参照画像として用いることで、より精度の高い相関関係の推定が可能である。量子化部１２において、決定された量子化幅に従い画素に対する量子化ならびに必要に応じてDCT処理などが行われる。ベクトル構成部１６において、ブロック長をNとする原信号ベクトルを構成する。符号化部１７において、各ベクトルに対して符号化率1/2のトレリス符号により符号生成を行う。ブロック長はNであるため、{00 01 10 11}Nすなわち4N個の符号空間が得られることになる。この符号空間の各状態からはトレリス線上で0か1への2通りしか変化できないため、2Nの符号パターンが得られることとなる。これは4N/2N = 2Nの互いに干渉しない系列が存在することを意味する。このことを用いて伝送する情報の情報量削減を行っている。つまり、4N個の符号空間の伝送に、2N個の符号パターン、すなわちNビットの誤り訂正情報のみ伝送すればよいことになる。DVCでは、このようにして生成された符号パターンに対し、符号化部１７からの出力で元の符号に関する情報は受信装置２に伝送されず、誤り訂正情報のみが受信装置２に伝送されている。
【００１５】
受信装置２においては、次の処理により復号処理を行う。まず、キーフレームを受信し、フレーム内復号部２２で通常の処理により復号しフレームメモリ２５に一時保存する。いくつかのキーフレームを前もって復号保持しておくことも可能である。次に非キーフレームの符号を受信する。この符号から、復号部２１で原信号ベクトルを復号することとなるが、先に述べたようにベクトルに対して誤り訂正情報のみが伝送されているため、復号候補となる符号系列が複数存在することとなる。このため、何らかの手段により系列を特定する必要がある。この系列の特定は、先に復号されたキーフレームを参照画像により行うことが可能である。このように系列の特定を行ってベクトルを復号行う。また、キーフレームを複数保持している場合には、それらを用いて内挿部２４で内挿画像を作成し、これを参照画像として用いることで、より精度の高い復号が可能である。復号部２１では、このように受信した非キーフレーム符号と与えられた参照画像とから原信号ベクトルの復号値を算出する。さらに、復号結果に対し、逆量子化部２３で逆量子化を行い、必要に応じて画質向上のためのフィルタリングを施し、最終出力としている。
【００１６】
このように、従来の手法では原信号を最初に量子化する際、その量子化幅を原信号と参照画像との相関関係に応じて変化させ、同一符号が与えられる候補ベクトル間の距離を所定の値以上に保つことで、原信号と参照画像との相関が低い場合でも、正しい復号が行われるようにするといった手法が用いられていた。
【００１７】
この手法を図１の(B)を用いて説明すると以下のようになる。原信号と参照画像との相関が低い場合、量子化幅を(A)の場合に比べて広くしているため、得られる候補ベクトルは少なくなる。例えばV2,V4,V6,V8のみになる。このとき、原信号ベクトルがV2であるので、伝送される符号はC1となる。参照画像として、図１(A)では正しい復号が行えなかったY’が与えられたとしても、候補ベクトル間の距離が広いため正しいベクトルV2を復元することができる。
【００１８】
【非特許文献１】Rohit Puri and Kannan Ramchandran, “PRISM: A Video Coding Architecture Based on Distributed Compression Principles” , 40th Allerton Conference on Communication, Control and Computing, Oct 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従来の手法においては、様々に変化する原信号と参照画像との相関関係に対し、前述した復号誤りを回避するため、原信号の量子化幅を変化させ、同一符号を与えられるベクトル間の距離を広くとり、正しく復号できるための条件を満たすように符号化制御を行っていた。この手法では、原信号と参照画像との相関関係が低い場合は、原信号に対して極めて粗い量子化を適用することで各ベクトル間の距離を広くとり、同一符号が与えられたこれらのベクトルの中から、正しい原信号ベクトルを選択できるよう制御が行われる。これは粗い量子化による画像品質の低下を招くこととなる。つまり、従来の手法は、原信号と参照画像との相関関係で画像品質が変化し、品質を一定に保った符号化伝送が不可能であるという課題を有していた。
【００２０】
このことは、従来のMC-DCT符号化にたとえると、原信号と参照画像との相関関係が低く差分情報が大きく発生する場合は、生成される符号量を一定に保つため、画像品質を犠牲にして粗い量子化を適用することと等価である。
【００２１】
そこで、本発明は、原信号と参照画像との相関関係によらず品質を一定に保った符号化伝送を可能とする画像圧縮符号化装置、画像復号装置、プログラム及び方法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】
【００２２】
本発明の画像圧縮符号化装置は、
入力フレームをキーフレームと非キーフレームとに振り分けする手段と、
キーフレームに対してフレーム内圧縮符号化を行う手段と、
キーフレームを一時保存するフレームメモリ手段と、
非キーフレームと前記フレームメモリに一時保存されているキーフレームとの間の相関を算出する手段と、
フレーム間相関の大きさから、テーブル参照または計算式に従い符号化率を決定する手段と、
非キーフレームに対してベクトルを構成する手段と、
構成されたベクトルに対して、決定された符号化率に基づき符号の生成を行う手段と、
を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の画像圧縮符号化装置における他の実施態様によれば、
フレームメモリ手段は、複数枚のキーフレームを一時保存する手段であり、
フレームメモリに一時保存された複数枚のキーフレームから内挿画像を生成する手段をさらに有し、
相関を算出する手段は、非キーフレームと内挿画像との間の相関を算出する手段を有している。
【００２４】
本発明の画像復号装置は、
フレーム内圧縮符号化されたキーフレームを復号する手段と、
復号されたキーフレームを一時保存するフレームメモリ手段と、
符号、符号化率およびフレームメモリに一時保存されているキーフレームとからベクトルを復号する手段と、
を有することを特徴とする。
【００２５】
本発明の画像復号装置における他の実施態様によれば、
フレームメモリ手段は、複数枚の復号されたキーフレームを一時保存する手段であり、
フレームメモリに一時保存された複数枚のキーフレームから内挿画像を生成する手段をさらに有し、
ベクトルを復号する手段は、符号、符号化率および内挿画像とからベクトルを復号する手段を有している。
【００２６】
本発明におけるプログラムは、
入力フレームをキーフレームと非キーフレームとに振り分けする手段と、
キーフレームに対してフレーム内圧縮符号化を行う手段と、
キーフレームを一時保存するフレームメモリ手段と、
非キーフレームとフレームメモリに一時保存されているキーフレームとの間の相関を算出する手段と、
フレーム間相関の大きさから、テーブル参照または計算式に従い符号化率を決定する手段と、
非キーフレームに対してベクトルを構成する手段と、
構成されたベクトルに対して、決定された符号化率に基づき符号の生成を行う手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００２７】
本発明におけるプログラムは、
フレーム内圧縮符号化されたキーフレームを復号する手段と、
復号されたキーフレームを一時保存するフレームメモリ手段と、
符号、符号化率およびフレームメモリに一時保存されているキーフレームとからベクトルを復号する手段と、
手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００２８】
本発明における画像を圧縮符号化する方法は、
入力フレームをキーフレームと非キーフレームとに振り分けする第１のステップと、
キーフレームに対してフレーム内圧縮符号化を行い、キーフレームをフレームメモリに一時保存する第２のステップと、
非キーフレームとフレームメモリに一時保存されているキーフレームとの間の相関を算出し、フレーム間相関の大きさから、テーブル参照または計算式に従い符号化率を決定する第３のステップと、
非キーフレームに対してベクトルを構成し、構成されたベクトルに対して、決定された符号化率に基づき符号の生成を行う第４のステップと、
を有することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明における画像を復号する方法は、
フレーム内圧縮符号化されたキーフレームを復号し、復号されたキーフレームをフレームメモリに一時保存する第１のステップと、
符号、符号化率およびフレームメモリに一時保存されているキーフレームとからベクトルを復号する第２のステップと、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、DVC符号化方式による画像圧縮符号化装置において、原信号と参照画像との相関関係によらず品質を一定に保った符号化伝送が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図３は、本発明における画像圧縮符号化装置および画像復号装置の機能構成図である。
【００３２】
図２と比較して、送信装置１においては、相関関係推定部１３からの出力信号が符号化率選択部１９に入力されている。符号化率選択部１９では、相関関係推定部１３からの情報の値に応じて符号化率を決定できるようになっている。また、伝送信号に符号化率を示す情報が付与されている。一方受信装置２においては、伝送信号の符号、符号化率および参照画像に基づき復号処理を行う復号部２１を有している。
【００３３】
送信装置１においては、入力された動画像フレームに対して、まず入力フレーム振分手段１１により数フレームに1枚の頻度(例えば5枚に1枚)で、フレームが振り分けられる。この振り分けされたフレームをキーフレームと呼ぶ。キーフレームは、フレーム内符号化部１４で（MPEGのIフレームのように）通常のフレーム内符号化を行い、フレームメモリ１５に一時保存すると共に受信側へ伝送される。ここで、フレームメモリ１５が、いくつかのキーフレームを保持しておくことも可能である。
【００３４】
次に、キーフレーム以外のフレーム(非キーフレーム)については、まず量子化部１２で画素に対する量子化が行われる。ただし、本発明において、この量子化部１２は必須ではない。本発明では、従来行われていたような原画像と参照画像との相関関係に基づく動的な量子化の制御が不要であり、品質を優先した動画像符号化を可能としている。またここで量子化する場合の量子化幅は、画像品質や生成される情報量に対する要求条件により事前に与えられるものとする。ベクトル構成部１６において、量子化された原信号(または原信号そのもの)は、いくつかの画素を単位として原信号ベクトルに構成される。ベクトルを構成するブロックパターンとして、例えば8×8の矩形ブロックごとにベクトルを構成する、あるいは、1×64画素列ごとにベクトルを構成する、などが可能である。
【００３５】
ここで、ベクトルを構成するブロックパターンを、量子化された原信号（または原信号そのもの）ならびに参照画像（フレームメモリ内に一時保存されているキーフレーム）に適用し、相関関係推定部１３において各ブロックに対する相関誤差量が算出される。また、キーフレームを複数保持している場合には、それらを用いて内挿部１８で内挿画像を作成し、これを参照画像として用いることで、より復号装置側での動作に近い相関関係の推定が可能である。内挿画像は、内挿や動き補償内挿処理などにより作成される。相関誤差量の算出には、差分絶対値和（SAD）や差分二乗和（SSD）などが用いられる。
【００３６】
ここで算出された相関誤差量は、符号化率選択部１９へと出力される。符号化率選択部１９は、あらかじめ設定されたテーブル参照または計算式に従い、相関誤差量に応じた最適な符号化率を決定し、符号化部１７に対して出力する。
【００３７】
符号化部１７では、畳み込み符号化器やターボ符号化器などを用いて、入力された原信号ベクトルに対して、決定された符号化率情報に基づき誤り訂正符号の生成を行う。例えば、入力される原信号ベクトルに対して誤り訂正符号の生成を行った後、誤り訂正符号にパンクチャリングを施し、誤り訂正符号を決定された符号化率にするという実施形態がある。図４〜６に、ターボ符号化器の例を示す。ターボ符号では、１つの入力ｍに対して、２つの誤り訂正情報ｐ１、ｐ２が出力される。図４では、各時刻ｔにおいてすべての情報を出力していることを示している。この場合、全情報数３に対して入力が１であるため、符号化率１／３となる。図５、図６はそれぞれ符号化率１／２、２／３のターボ符号の例である。なお、本図はターボ符号について示したもので、本発明におけるDVC符号化では、ｍはいかなる場合においても伝送されない。
【００３８】
また、符号化部１７では、リードソロモン符号などのブロック符号を用いて、入力された原信号ベクトルに対して、決定された符号化率情報に基づき誤り訂正符号の生成を行ってもよい。この場合は、誤り訂正符号生成多項式のパラメータを変更することで、様々な符号化率に対応するという実施形態となる。
【００３９】
符号化部１７からの出力信号のうち、入力信号に相当する部分は破棄され、誤り訂正符号と決定された符号化率情報のみが伝送信号に出力され受信装置２に伝送される。
【００４０】
受信装置２においては、次の処理により復号処理を行う。まず、キーフレームを受信し、フレーム内復号部２２で通常の処理により復号しフレームメモリ２５に保持する。信号遅延が許される環境下においては、いくつかのキーフレームを前もって復号保持しておくことも可能である。
【００４１】
次に、非キーフレームの信号が受信され、復号部２１に入力される。本発明では、送信側の符号化部１７で生成した信号のうち、誤り訂正符号ならびに符号化率情報を伝送し、原信号ベクトルに関する信号は伝送していない。一般的に誤り訂正符号は、原信号ベクトルに対して所定の距離の範囲内にある任意の信号からの復号を保証するものである。このことは、逆の見方をすると、所定の範囲を超えた複数の信号に対して同一誤り訂正を適用した場合、得られる原信号は1つに限定されないことを意味する。つまり、非キーフレームの誤り訂正符号のみからでは原信号ベクトルの候補は膨大な数存在することとなり、原信号を正しく復号することはできない。
【００４２】
受信された誤り訂正符号から復号されるベクトルを一意に定めるため、復号部２１に対して参照画像を与えることで原信号ベクトルの属する集合を特定する。参照画像は、フレームメモリ２５内に保持されているキーフレームとする。あるいは、複数のキーフレームを保持している場合は、内挿や動き補償内挿処理などによって、内挿部２４で生成された内挿画像を参照画像とすることも可能である。これは、原信号ベクトルと参照画像との相関関係を高め、復号部での復号精度を向上させることが可能であるため望ましい手法といえる。
【００４３】
復号部２１では、受信した誤り訂正符号、符号化率情報および与えられた参照画像とから原信号ベクトルの復号値が算出される。例えば、誤り訂正符号にパンクチャリングを施す実施形態では、受信した信号から原信号ベクトルの誤り訂正符号と符号化率情報とを分離し、この符号化率情報に基づきパンクチャリングに対するダミービットの挿入が誤り訂正符号に行われ、ダミービットが挿入された誤り訂正符号および与えられた参照画像とから原信号ベクトルの復号値が算出される。あるいは、送信側でリードソロモン符号を用いた実施形態においては、符号化率に応じた誤り訂正多項式が適用され、受信された誤り訂正符号および与えられた参照画像とから原信号ベクトルが復号される。さらに、復号結果に対し、送信装置１で量子化を行った場合、逆量子化部２３で逆量子化行い、必要に応じて画質向上のためのフィルタリングを施し、最終出力が生成される。
【００４４】
本発明でベクトルが正しく復号されることについて考える。DVC符号化においては、前述した通り原信号と参照画像との相関距離は、同一符号が与えられるベクトル間の距離の半分以下である必要がある。本発明では、原信号と参照画像との間の相関関係に応じて符号化率を適応制御することで、符号シンボル数を増減させ等価的に同一符号に割り当てられるベクトル間距離を制御している。これは図１の(C)で説明することができる。原信号と参照画像の相関が低い場合、符号シンボル数を増加させ（ここではC4を追加）、同一符号に割り当てられるベクトル間距離を広くしている。例えば図１の(A)では、符号C2のベクトルの距離はV2とV5であるが、図１の(C)では符号C2のベクトルの距離は、V2とV6となり距離が広くなっている。そのため参照画像がY’の位置にあったとしても、復号されるベクトルはV6でなくV2となり正しく復号することができる。
【００４５】
なお、本発明手法を従来のMC-DCT符号化にたとえると、原信号と参照画像との相関関係が低く差分情報が大きく発生する場合でも量子化幅をできるだけ一定に保ち、一方である程度の符号量変動を認めるといった制御方針と等価である。
【００４６】
以上のように本発明によれば、DVC符号化方式による画像圧縮符号化装置において、原信号と参照画像との相関関係によらず品質を一定に保った符号化伝送が可能となる。
【００４７】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】DVC符号化で正しく復号されるための条件についての説明図である。
【図２】従来技術によるDVC画像圧縮符号化装置および画像復号装置の機能構成図である。
【図３】本発明におけるDVC画像圧縮符号化装置および画像復号装置の機能構成図である。
【図４】ターボ符号の例（符号化率１／３）
【図５】ターボ符号の例（符号化率１／２）
【図６】ターボ符号の例（符号化率２／３）
【符号の説明】
【００４９】
１    送信装置
１１  入力フレーム振分手段
１２  量子化部
１３  相関関係推定部
１４  フレーム内符号化部
１５  フレームメモリ
１６  ベクトル構成部
１７  符号化部
１８  内挿部
１９  符号化率選択部
２    受信装置
２１  復号部
２２  フレーム内復号部
２３  逆量子化部
２４  内挿部
２５  フレームメモリ
【図１】
0004605070.tif 000002
【図２】
0004605070.tif 000003
【図３】
0004605070.tif 000004
【図４】
0004605070.tif 000005
【図５】
0004605070.tif 000006
【図６】
0004605070.tif 000007