(57)【要約】【課題】  コーデック処理の繰り返しを品質を保って行うことを可能とする。【解決手段】  位相情報検出回路１１は、入力映像データから該映像データのイントラフレームとインターフレームの位相関係を示す位相情報を検出する。制御回路１２は、位相情報に応じてスイッチ１４、２３及び２６の切り換えを制御する。減算器１３は、映像データから動き補償ＭＣ成分を減算し、スイッチ１４に供給する。スイッチ１４は、映像データと減算出力とを制御回路１２の制御に応じて切り換えてＤＣＴ回路１５に供給する。ＤＣＴ回路１５は、スイッチ１４の切り換え出力を離散コサイン変換する。量子化回路１６は、ＤＣＴ変換出力を小さい値で表現することで符号量を減らす。可変長符号化回路１７は、量子化回路１６の出力の符号量をさらに減らす。ＥＣＣエンコーダ１８は、この可変長符号化出力にＥＣＣ処理を施す。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を、該ブロック内の各復号化信号と共に送信することを特徴とするディジタル信号送信装置。
【請求項２】
上記位相情報は、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号との距離又はフレーム内復号化信号間の距離を示す情報であることを特徴とする請求項１記載のディジタル信号送信装置。
【請求項３】
グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内の各復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得ることを特徴とするディジタル信号受信装置。
【請求項４】
上記位相情報は、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号との距離又はフレーム内復号化信号間の距離を示す情報であることを特徴とする請求項３記載のディジタル信号受信装置。
【請求項５】
グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得ると共に、該フレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を復号化し、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報と共にグループ化されたブロック単位で送信することを特徴とするディジタル信号送受信装置。
【請求項６】
上記位相情報は、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号との距離又はフレーム内復号化信号間の距離を示す情報であることを特徴とする請求項５記載のディジタル信号送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ圧縮伸長を伴うディジタル信号を送信、受信及び送受信するディジタル信号送信、受信及び送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、画像データは大量であり、これをそのまま伝送すると広い帯域を必要とし、記憶すると多くの記憶容量が必要になる。特に、動画像のデータ量は、膨大であるので、伝送帯域及び記憶容量をたくさん必要とする。このため、近年では、画像データの圧縮、すなわちディジタル画像の符号化技術が考えられてきた。
【０００３】
動画像データの圧縮には、蓄積メディア動画像符号化の国際標準会議ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Groupの略）が標準化した符号化技術が使われている。この符号化技術を以下では単にＭＰＥＧとして説明を続ける。このＭＰＥＧは、離散コサイン変換ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）、動き補償ＭＣ（Motion Compensation)、Ｂピクチャといった技術からなる。
【０００４】
ＭＰＥＧは、フレーム内（intra-frame、イントラフレーム）で符号化されたフレームであるＩピクチャと、過去のフレームを順方向に使って符号化されたＰピクチャと、過去と未来の双方向のフレームを使って符号化されたＢピクチャにより符号化フレームを構成する。ここで、ＰピクチャとＢピクチャは、フレーム間（inter-frame、インターフレーム）で符号化されたフレームである。
【０００５】
このような符号化は、入力画像をＮ×Ｎのマクロブロックに分割し、動きベクトルをブロック毎に用意して、その動きベクトルと入力画像との差分を符号化するものである。図１２の（Ａ）の（ｍ−１）フレームの以前の再生画像（予測画像）であるＩピクチャを図１２の（Ｂ）に示すように動きベクトルＶＭ分ずらして差分を作り符号化する。
【０００６】
ここで、エンコーダとデコーダよりなるコーデックを連続して行う場合、例えばディジタルビデオテープレコーダでダビングを繰り返すような場合、例えばフレーム間で符号化されるＢピクチャとフレーム内で符号化されるＩピクチャの位相関係が、前段と次段で同じであれば、コーデックの回数が重なっても画質の劣化は起きない。すなわち、インターフレーム、イントラフレーム混在の形でデータ圧縮を実現するようなディジタル映像機器同士の接続では、圧縮し符号化された機器特有のデータフォーマットで受渡しする閉じた系の場合には、自らのヘッダなどにこれらの位相情報を記録し伝送すればコーデックの回数が重なっても画質の劣化が無い。
【０００７】
【特許文献１】特許第３１６３８３０号公報
【特許文献２】特許第３３０７３７９号公報
【特許文献３】特許第３１６４１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、最近、ディジタル映像機器の接続では、シリアルディジタルインターフェース（Serial Digital Interface、ＳＤＩという。）を使用し映像データをインターフェースするのが標準になりつつある。このため、インターフレーム、イントラフレーム混在の形で映像信号をデータ圧縮するような映像機器同士の接続において、ＳＤＩでインターフェースされた圧縮映像データからいわゆる４：２：２コンポーネント符号化方式であるＣＣＩＲ．Ｒｅｃ６０１等の既存の映像フォーマットの形式にコーデックを繰り返すような場合を考慮すると、上述したような位相情報を伝える方法がとられていないので、位相が守られない接続、編集によって位相が不連続になる接続などに対応することができず、コーデックを繰り返す度に画質劣化が発生していた。すなわち、例えばＳＤＩによってインターフェースされた映像信号について、インターフレームとイントラフレームの位相が毎回交番するような場合には、その位相情報を伝える方法がとられていないと、その都度無視できない画質劣化が発生してしまっていた。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、インターフェースされた映像データの復号化信号と共に、該映像データのインターフレームとイントラフレームの位相関係を示す位相情報を送信し、コーデックの際に画質の劣化を損なわせないディジタル信号送信装置の提供を目的とする。
【００１０】
また、本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、インターフェースされた復号化映像データと該映像データのインターフレームとイントラフレームの位相関係を受信し、コーデックの際に画質の劣化を損なわせないディジタル信号受信装置の提供を目的とする。
【００１１】
また、本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、コーデックの際に画質の劣化を損なわせないディジタル信号送受信装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るディジタル信号送信装置は、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を、該ブロック内の各復号化信号と共に送信することにより上記課題を解決する。
【００１３】
この場合、上記位相情報は、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号との距離又はフレーム内復号化信号間の距離を示す情報であってもよい。
【００１４】
また、本発明に係るディジタル信号受信装置は、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内の各復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得ることにより上記課題を解決する。
【００１５】
この場合、上記位相情報は、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号との距離又はフレーム内復号化信号間の距離を示す情報であってもよい。
【００１６】
また、本発明に係るディジタル信号送受信装置は、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間復号化信号を得ると共に、該フレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を復号化し、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報と共にグループ化されたブロック単位で送信することにより上記課題を解決する。
【００１７】
この場合、上記位相情報は、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号との距離又はフレーム内復号化信号間の距離を示す情報であってもよい。
【００１８】
グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号が、これらの位相関係を示す位相情報と共に送信されてくれば、受信側は該位相情報に基づいて、上記ブロック内復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得ることができる。このため、ディジタル信号送信、受信及び送受信装置は、コーデックの際に画質の劣化を損なわせない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るディジタイル信号送信装置は、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を、該ブロック内の各復号化信号と共に送信するので、コーデックの際に画質の劣化を損なわせない。
【００２０】
本発明に係るディジタル信号受信装置は、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内の各復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得るので、コーデックの際に画質の劣化を損なわせない。
【００２１】
本発明に係るディジタル信号送受信装置は、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間復号化信号を得ると共に、該フレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を復号化し、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報と共にグループ化されたブロック単位で送信するので、コーデック処理の際に画質の劣化を損なわせず、コーデック処理の繰り返しを品質を保って行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るディジタル信号送信、受信及び送受信装置の実施例を説明する。この実施例は、蓄積メディア動画像符号化の国際標準会議ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Groupの略）が標準化した符号化技術により圧縮されたディジタルビデオデータを送受信するディジタルビデオデータ送受信装置である。
【００２３】
このディジタルビデオデータ送受信装置は、フレーム内（intra-frame、イントラフレーム）で符号化されたフレームであるＩピクチャと、過去のフレームを順方向に使って符号化されたＰピクチャと、過去と未来の双方向のフレームを使って符号化されたＢピクチャにより構成された符号化フレームを使ってディジタルビデオデータを送受信する。特に、Ｉピクチャは、離散コサイン変換ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）による変換符号化で、Ｂピクチャは、動き補償ＭＣ（Motion Compensation)＋ＤＣＴによる予測符号化＋変換符号化で得られる。
【００２４】
このディジタルビデオデータ送受信装置は、図１に示すエンコーダ１０と図２に示すデコーダ３０からなっており、エンコード処理とデコード処理のコーデック処理をエンコーダ１０とデコーダ３０で行っている。ここで、エンコーダ１０は、受信装置に相当し、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内の各復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得る。また、デコーダ３０は、送信装置に相当し、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を、該ブロック内の各復号化信号と共に送信する。
【００２５】
なお、以下の説明では、このディジタルビデオデータ送受信装置がシリアルディジタルインターフェース（Serial Digital Interface、ＳＤＩという。）を使用し多段に接続されているとして説明を進める。
【００２６】
先ず、エンコーダ１０には、ＳＤＩによってインターフェースされた映像入力が供給される。この映像入力は、前段のディジタルビデオデータ送受信装置のデコーダによってデコーダされた映像データである。前段のディジタルビデオデータ送受信装置のエンコーダでは、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャを符号化データとして出力している。ここで、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャは、所定の順番で配列され、映像データの符号化の単位となるグループオブピクチャ（Group of Pictures：ＧＯＰ）を構成している。一方、デコーダでは、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャよりなるＧＯＰをデコード処理している。
【００２７】
そして、前段のディジタルビデオデータ送受信装置にＳＤＩを介して接続された後段のディジタルビデオデータ送受信装置のエンコーダ１０は、前段のデコーダでデコード処理されたＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャよりなるＧＯＰを再度エンコード処理する。
【００２８】
上記映像データは、位相情報検出回路１１及び減算器１３及びスイッチ１４の被選択端子ｂに供給される。位相情報検出回路１１は、この映像データから該映像データのイントラフレームとインターフレームの位相関係を示す後述する位相情報を検出する。この位相情報検出回路１１で検出された位相情報は、制御回路１２に供給される。この制御回路１２は、上記位相情報に応じてスイッチ１４、２３及び２６の切り換えを制御する。
【００２９】
減算器１３は、上記映像データから後述する動き補償ＭＣ（Motion Compensation)成分を減算し、スイッチ１４の被選択端子ｃに供給する。このスイッチ１４は、被選択端子ｂに供給された上記映像データと被選択端子ｃに供給された上記減算出力とを制御回路１２の制御に応じ選択端子ａで切り換えてＤＣＴ回路１５に供給する。
【００３０】
ＤＣＴ回路１５は、スイッチ１４の切り換え出力を離散コサイン変換することで、フレーム内の画像の変化具合いにより符号量を減少し、該ＤＣＴ変換出力を量子化回路１６に供給する。量子化回路１６は、ＤＣＴ変換出力を小さい値で表現することで符号量を減らし、該出力である量子化出力を可変長符号化回路１７及び逆量子化回路１９に供給する。
【００３１】
可変長符号化回路１７は、量子化回路１６により減らされた符号量をさらに減らすため、出現度の高い符号に短い符号を割り当て、全体としての符号量をさらに減らす。この可変長符号化回路１７の可変長符号化出力は、ＥＣＣエンコーダ１８に供給されてエラー訂正処理され、該エンコーダ１０の符号化出力となる。
【００３２】
一方、逆量子化回路１９は、量子化回路１６で符号量が減らされた量子化出力を逆量子化し、該逆量子化出力を逆ＤＣＴ（図中にはＩＤＣＴと示す。）回路２０に供給する。この逆ＤＣＴ回路２０は、上記逆量子化出力を逆離散コサイン変換し、該逆ＤＣＴ出力を加算器２１に供給する。
【００３３】
加算器２１は、この逆ＤＣＴ出力にスイッチ２２を介してＭＣ成分を加算し、スイッチ２３の選択端子ａに供給する。このスイッチ２３が制御回路１２の制御により選択端子ａを被選択端子ｂに切り換えると加算器２１の加算出力は、フレームメモリ２４に供給される。
【００３４】
フレームメモリ２４は、加算器２１の加算出力を１フレーム分記憶する。このフレームメモリ２４の１フレーム分の記憶データは、後ろ向き予測動き補償回路２５での後向き予測動き補償処理に用いられる。この後ろ向き予測動き補償回路２５は、１フレーム分の記憶データに後向きの動き補償処理を施し、該後向き動き補償出力をスイッチ２６の被選択端子ｂに供給する。フレームメモリ２４に記憶された１フレーム分の記憶データは、さらにフレームメモリ２８に記憶される。このフレームメモリ２８に記憶された記憶データは、合計２フレーム分遅延され、前向き予測動き補償回路２７に供給される。この前向き予測動き補償回路２７は、２フレーム分遅延された遅延出力に前向きの動き補償処理を施し、該前向き動き補償出力をスイッチ２６の被選択端子ｃに供給する。
【００３５】
スイッチ２６は、制御回路１２の制御により選択端子ａを被選択端子ｂ又は被選択端子ｃに切り換えることで、後向き予測による動き補償信号又は前向き予測による動き補償信号を減算器１３に供給する。
【００３６】
例えば、このエンコーダ１０に入力された映像データが復号化されたＩピクチャであることが判明していれば、このエンコーダ１０は差分をとらずＤＣＴ回路１５、量子化回路１６、可変長符号化１７及びＥＣＣエンコーダ１８を介して該復号化されたＩピクチャをエンコード処理する。
【００３７】
また、例えば、このエンコーダ１０に入力された映像データが復号化されたＰピクチャであることが判明していれば、このエンコーダ１０は予測画像（差分をとる基準となる画像）として、入力で時間的に前に位置しすでに復号化されたＩピクチャ又はＰピクチャを用い、再度Ｐピクチャをエンコード処理する。
【００３８】
また、例えば、このエンコーダ１０に入力された映像データが復号化されたＢピクチャであることが判明していれば、このエンコーダ１０は予測画像として時間的に前に位置しすでに復号化されたＩピクチャ又はＰピクチャ、時間的に後ろに位置するすでに復号化されたＩピクチャ又はＰピクチャ、及びその両方から作られた補間画像の３種類を用い、再度Ｂピクチャをエンコード処理する。
【００３９】
ここで、位相情報検出回路１１は、前段のデコーダのデコード処理時に付加される位相情報を検出している。この位相情報は、例えばＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャがＧＯＰ内でどの位置に配列されているかを示す信号であればよい。すなわち、この位相情報は、ＧＯＰがどのように構成されているかを示す情報である。例えば、位相情報としては、ＩピクチャとＰピクチャ又はＰピクチャとＰピクチャとの距離（１フレームを単位として何フレーム分離れているかにより示す。）Ｍと、ＩピクチャとＩピクチャとの距離Ｎが考えられる。例えば、図３の（Ａ）に示すＧＯＰはＭ＝３、Ｎ＝９であり、図３の（Ｂ）に示すＧＯＰはＭ＝２、Ｎ＝２である。また、例えば、位相情報としては、ＧＯＰがどのように区切られているかを示す信号でもよい。さらにまた、位相情報としては、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャであることをそれぞれフレーム毎に示すような信号でもよい。
【００４０】
この位相情報は、映像信号の劣化を防ぐためにあるので、偶数ライン及び奇数ラインのアクティブビデオ以前に位置することが必要である。このため、この位相情報は、少なくともディジタルフィールドブランキングにほぼ等しい垂直ブランキング内に挿入する必要がある。さらに、この位相情報は、映像スイッチングポイント以降に乗せることが必要となる。したがって、この位相情報は、例えば、図４の（Ａ）に示すように偶数及び奇数ラインの垂直ブランキング内の補助（Ancillary、以下ＡＮＣという。）エリア内の、図４の（Ｂ）に示すＤＩＤエリアに書き込まれるのが好ましい。ここで、ＤＩＤはデータＩＤのことである。また、ＡＮＣエリアは、ＥＡＶとＳＡＶの間に設けられた補助データ用のエリアである。ＥＡＶはエンドオブアクティブビデオ（End of Active Video）のことであり、ＳＡＶはスタートオブアクティブビデオ（Start of Active Video）のことである。また、ＡＤＦエリアはＡＮＣデータフラグ記録エリアである。また、ＤＢＮエリアはＡＮＣデータのユニット番号が記録されたエリアである。また、ＤＣエリアはＡＮＣデータのワード数を示すエリアである。ＡＮＣデータエリアは、最大２５５ワードのＡＮＣデータを記録できる。そして、ＳＡＶの前のＣＳエリアは、ＤＩＤ〜ＡＮＣデータのチェックサムが示されるエリアである。
【００４１】
この位相情報検出回路１１が上記位相情報を検出すると、その位相情報に基づいて制御回路１２は、スイッチ１４、２３及び２６の切り換えを制御し、前段のディジタルビデオデータ送受信装置のデコーダでのデコード処理に同期させたエンコード処理をエンコーダ１０に行わせることができる。
【００４２】
次に、このディジタルビデオデータ送受信装置のデコーダ３０には、エンコーダ１０によって符号化されたＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャの符号化入力が供給される。
【００４３】
図２において、変換復号化系３１を構成するＥＣＣデコーダ３２は、供給された符号化入力にエラー訂正処理を施し、該ＥＣＣデコード出力を可変長復号化回路３３、制御回路３８及びＳＤＩエンコーダ３７に供給する。可変長復号化回路３３は、ＥＣＣデコーダ出力に可変長復号化処理を施し、該復号化出力を逆量子化回路３４に供給する。逆量子化回路３４は、上記復号化出力に逆量子化処理を施し、該逆量子化出力を逆ＤＣＴ回路３５に供給する。逆ＤＣＴ回路３５は、上記逆量子化出力に逆ＤＣＴ処理を施し、該逆ＤＣＴ出力をスイッチ３６の被選択端子ｂ及び加算器３９に供給する。
【００４４】
加算器３９は、逆ＤＣＴ回路３５の逆ＤＣＴ出力に後述する動き補償ＭＣ成分を加算し、該加算出力をスイッチ３６の被選択端子ｃに供給する。このスイッチ３６は、被選択端子ｂに供給された逆ＤＣＴ出力と被選択端子ｃに供給された上記加算出力とを制御回路３８の制御に応じて選択端子ａで切り換えてＳＤＩエンコーダ３７及びフレームメモリ４２に供給する。
【００４５】
ＳＤＩエンコーダ３７は、ＥＣＣデコーダ３２から供給されるＥＣＣデコード出力に応じてスイッチ３６の出力をシリアルディジタルインターフェース用にエンコード処理し、復号化された映像データを出力する。この際、このＳＤＩエンコーダ３７は、上記位相情報を図４を用いて説明したように上記映像データに付加する。
【００４６】
フレームメモリ４２は、スイッチ３６の切り換え出力を１フレーム分記憶する。このフレームメモリ４２の１フレーム分の記憶データは、前向き予測動き補償回路４１での前向き予測動き補償処理に用いられる。この前向き予測動き補償回路４１は、１フレーム分の記憶データに前向きの動き補償処理を施し、該前向き動き補償出力をスイッチ４０の被選択端子ｂに供給する。フレームメモリ４２に記憶された記憶データは、さらにフレームメモリ４３に記憶される。このフレームメモリ４３に記憶された記憶データは、合計２フレーム分遅延され、後ろ向き予測動き補償回路４４に供給される。この後ろ向き動き補償回路４４は、２フレーム分遅延された遅延出力に後ろ向きの動き補償を施し、該後ろ向き動き補償出力をスイッチ４０の被選択端子ｃに供給する。
【００４７】
スイッチ４０は、制御回路３８の制御により選択端子ａを被選択端子ｂ又は被選択端子ｃに切り換えることで、前向き予測による動き補償信号又は後ろ向き予測による動き補償信号を加算器３９に供給する。
【００４８】
以下に、このディジタルビデオデータ送受信装置が上記位相情報に応じて行うエンコード処理とデコード処理を説明する。このディジタルビデオデータ送受信装置のエンコーダ１０が、前段のディジタルビデオデータ送受信装置のデコーダのＳＤＩエンコーダが上記ＡＮＣエリアに挿入した位相情報を、位相情報検出回路１１で検出し、該検出位相情報に応じてイントラフレームとインターフレームをエンコード処理するのは、前段のディジタルビデオデータ送受信装置のイントラフレームに関する処理とインターフレームに関する処理との関係を崩すことなく、すなわちＧＯＰを崩すことなく処理を進めるためである。
【００４９】
このような関係、すなわち前段のディジタルビデオデータ送受信装置と後段のディジタルビデオデータ装置装置でＧＯＰを崩すことなくコーデック処理を進めると、１回目を除く２回目以降のコーデック処理での信号劣化が無くなる。例えば、ディジタルビデオデータ送受信装置を図５のように接続する場合を考慮する。この図５において、ディジタルビデオデータ送受信装置５１、５９及び６４は、イントラフレームによる符号化画像であるＩピクチャと、インターフレームによる符号化画像であるＢピクチャとの位相関係を各装置内で守りながらコーデック処理を進めている。ここで、ＩピクチャはＤＣＴによる変換符号化で、ＢピクチャはＭＣ＋ＤＣＴによる変換符号化により得られる。また、該当するフレームに対して、時間的に前の動き補償フレームで差分をとるときを前方予測、時間的に後ろの動き補償フレームで差分をとるときを後方予測、両方でとるときを両方向予測という。
【００５０】
ディジタルビデオデータ送受信装置５１、５９及び６４は、予測符号の差分信号を生成するとき、各装置内において図中ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴと記された変換符号化回路（以下、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路という。）での変換符号化処理の後の画像であるＩピクチャを使っている。このような場合をローカルデコーダ有りとする。また、各ディジタルビデオデータ送受信装置５１、５９及び６４においては、３フレーム完結であるからフレーム並びはＩＢＩ・・・である。つまり、３フレームでＢピクチャを作っている。
【００５１】
例えば、ディジタルビデオデータ送受信装置５１には、入力映像信号ｆ０が供給されている。入力映像信号ｆ０は、本来、１本のＳＤＩインターフェースでディジタルビデオデータ送受信装置５１に供給されるが、ここでは説明の都合上３本の線を用いて説明する。この３本の線は、時間的にずれて入力するフレーム画像を同時に示すために使っている。この３本の線のうちの先ず１本目（シリアルインターフェースでいうと一番最初の入力データ）の入力映像信号をｆ０（１）とし、以下ｆ０（２）、ｆ０（３）とする。同様に、ディジタルビデオデータ送受信装置５１の出力（ディジタルビデオデータ送受信装置５９の入力であるが、以下では前段に接続されたディジタルビデオデータ送受信装置の出力とする。）をｆ１（１）、ｆ１（２）及びｆ１（３）、ディジタルビデオデータ送受信装置５９の出力をｆ２（１）、ｆ２（２）及びｆ２（３）、ディジタル送受装置６４の出力をｆ３（１）、ｆ３（２）及びｆ３（３）とする。
【００５２】
また、例えば、ディジタルビデオデータ送受信装置５１の内部では、コーデック処理をエンコーダとデコーダによってそれぞれ行わせているが、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５２、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５５及びＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５８の各再量子化回路Ｑがエンコード処理とデコード処理を分ける部分となる。この再量子化回路Ｑの量子化ステップと、ＩＤＣＴ回路の出力丸めが信号に歪を与え、画像歪の原因を作る。
【００５３】
但し、変換符号化回路であるＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路で、常に信号歪が起こるわけではなく、単純に変換の繰り返しを行うとき、目的の精度を満足する演算精度をこの系に与えれば１回目を除く２回目以降のコーデック処理での信号劣化はない。
【００５４】
例えば、ディジタルビデオデータ送受信装置５１の内部でのコーデック処理を考慮する。先ず、入力映像信号ｆ０（１）及びｆ０（３）をＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５２及び５８で変換符号した変換出力を動き補償（図中ＭＣという。）回路５３及び５７で動き補償し、該２つのＭＣ出力を入力映像信号ｆ０（２）から減算器５４で減算する。次に、この減算器５４の減算出力をＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５５で変換符号化する。そして、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５５の変換出力にＭＣ回路５３及び５７の２つのＭＣ出力を加算器５６で加算する。すると、加算器５６は、Ｂピクチャを出力する。すなわち、このディジタルビデオデータ送受信装置５１は、デコード出力ｆ１（２）としてＢピクチャを出力する。ここで、デコード出力ｆ１（１）及びｆ１（３）は、１回目の変換符号化処理を行うＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５２及び５８において、再量子化部Ｑ及びＩＤＣＴ部が発生する信号歪を受けたＩピクチャとなる。
【００５５】
ここで、Ｉピクチャが単純に繰り返される場合には、２回目以降に信号の劣化が生じないのであるから、ディジタルビデオデータ送受信装置５９のＭＣ回路６０及び６１の出力も変化がない。したがって、１回目のＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５５の変換出力と、Ｂピクチャを復元して得た画像からＭＣ出力を減じて得られた減算器６２の減算出力は、同一のものである。これがＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路６３の入力となるのであるから、Ｂピクチャもまた２回目以降の信号劣化がなくなる。
【００５６】
次に、ディジタルビデオデータ送受信装置を図６のように接続する場合を考慮する。この図６においても、ディジタルビデオデータ送受信装置７１、８１及び８６は、イントラフレームによる符号化画像であるＩピクチャと、インターフレームによる符号化画像であるＢピクチャとの位相関係を各装置内で守りながらコーデック処理を進めている。なお、ディジタルビデオデータ送受信装置７１、８１及び８６は、予測符号の差分信号を生成するとき、各装置内において変換符号化前の入力信号によって予測符号化の差分を作っている。このような場合をローカルデコーダ無しとする。
【００５７】
例えば、ディジタルビデオデータ送受信装置７１の内部でのコーデック処理を考慮する。先ず、入力映像信号ｆ０（１）及びｆ０（３）をＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７２及び８０に供給する前にＭＣ回路７３及び７８で動き補償し、該２つのＭＣ出力を入力映像信号ｆ０（２）から減算器７５で減算する。次に、この減算器７５の減算出力をＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７６で変換符号化する。そして、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７６の変換出力にＭＣ回路７４及び７９の２つのＭＣ出力を加算器７７で加算する。すると、加算器７７は、Ｂピクチャを出力する。ここで、ＭＣ回路７４及び７９は、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７２及び８０の変換出力をＭＣ補償している。すなわち、このディジタルビデオデータ送受信装置７１は、デコード出力ｆ１（２）としてＢピクチャを出力する。ここで、デコード出力ｆ１（１）及びｆ１（３）は、１回目の変換符号化処理を行うＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７２及び８０において、再量子化部Ｑ及びＩＤＣＴ部が発生する信号歪を受けたＩピクチャとなる。
【００５８】
ここで、Ｉピクチャが単純に繰り返される場合には、２回目以降に信号の劣化が生じないのであるから、ディジタルビデオデータ送受信装置８１のＭＣ回路８２及び８３の出力も変化がなく、ＭＣ回路７４及び７９の出力と等しくなる。したがって、全く同じものを減算器８４でデコード出力ｆ1（２）であるＢピクチャから減算することになるので、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７６の変換出力とＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路８５の変換出力は等しくなる。したがって、Ｉピクチャの劣化無しの条件と同じになり、この場合もＢピクチャは２回目以降の劣化を生じさせない。
【００５９】
例えば、図５に示したローカルデコーダが有る場合において、ＧＯＰ内のＩＢＩの位相が崩れない状態でコーデックを繰り返した場合には、図７に示すように、映像信号を初めてコーデックした処理の後には信号劣化が生じない。この図７では、信号劣化の尺度を縦軸に示すＳ／Ｎで示している。また、横軸にはコーデックの回数を示している。ただし、この図７のように、Ｓ／Ｎが一定となるのは、量子化器を含んだ直交変換器が出力精度を満たすように設計されているときである。それ以外では、演算精度により緩やかに右下がりとなる。
【００６０】
なお、以下では、コーデック処理毎にＧＯＰ内の位相が崩れた場合を想定して、ＩピクチャとＢピクチャが交番するような場合について説明する。
【００６１】
例えば、図８に示すような場合、すなわち、ディジタルビデオデータ送受信装置９１、９２、９３及び９４がＳＤＩインターフェースで接続され、コーデック処理を繰り返す場合を考慮する。
【００６２】
ディジタルビデオデータ送受信装置９１には、入力映像信号ｆ０が供給されている。入力映像信号ｆ０は、本来、１本のＳＤＩインターフェースでディジタルビデオデータ送受信装置９１に供給されるが、ここでは説明の都合上５本の線を用いて説明する。この５本の線は、時間的にずれて入力するフレーム画像を同時に示すために使っている。この５本の線のうちの先ず１本目（シリアルインターフェースでいうと一番最初の入力データ）の入力映像信号をｆ０（１）とし、以下ｆ０（２）、ｆ０（３）、ｆ０（４）、ｆ０（５）とする。同様に、ディジタルビデオデータ送受信装置９１の出力（ディジタルビデオデータ送受信装置９２の入力であるが、以下では前段に接続されたディジタルビデオデータ送受信装置の出力とする。）をｆ１（１）、ｆ１（２）、ｆ１（３）、ｆ１（４）及びｆ１（５）とする。同様に、ディジタルビデオデータ送受信装置９２の出力をｆ２（１）、ｆ２（２）、ｆ２（３）、ｆ２（４）及びｆ２（５）とする。ディジタルビデオデータ送受信装置９３の出力をｆ３（１）、ｆ３（２）、ｆ３（３）、ｆ３（４）及びｆ３（５）とする。同様に、ディジタルビデオデータ送受信装置９４の出力をｆ４（１）、ｆ４（２）、ｆ４（３）、ｆ４（４）及びｆ４（５）とする。また、この図８は、ローカルデコーダ有りの場合を示している。
【００６３】
この図８に示したような場合、各ディジタルビデオデータ送受信装置間では、イントラフレームにより符号化されたＩピクチャと、インターフレームにより符号化されたＢピクチャやＰピクチャの位相関係をコーデック処理毎に交番させているので、図５に示したような関係が成立せず、コーデック処理の回数を重ねる度に図９の特性図に示すように信号の劣化が生じることになる。この図９においては、信号の劣化の様子をＳ／Ｎの変化として示している。
【００６４】
また、図１０には、ローカルデコーダが無い場合のディジタルビデオデータ送受信装置９５、９６、９７及び９８の位相関係が崩れた場合を想定した接続を示す。
【００６５】
この場合においても、各ディジタルビデオデータ送受信装置では、イントラフレームにより符号化されたＩピクチャと、インターフレームにより符号化されたＢピクチャやＰピクチャの位相関係をコーデック処理毎に交番させているので、図５に示したような関係が成立せず、コーデック処理の回数を重ねる度に図１１の特性図に示すように信号の劣化が生じることになる。
【００６６】
このようにコーデック処理毎にＧＯＰ内のＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの位相関係が交番することによる画質の劣化の発生を抑えるため、本発明の実施例のディジタルビデオデータ送受信装置では、上述したように位相情報検出回路１１によって位相情報を検出し、該検出位相情報に応じて制御回路１２がスイッチ１４、２３及び２６を制御して、コーデック処理を行っている。
【００６７】
なお、本発明に係るディジタル信号送信、受信及び送受信装置は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、例えば他の動画圧縮復号化を繰り返すコーデック処理を行う送受信装置に適用されてもよい。
【００６８】
また、上記位相情報は、例えばＡＮＣデータとして予備の情報を提供するものであるから、各装置間でコーデックの種類が異なる場合は、無視してもよいしあるいは一部利用してもよい。
【００６９】
本発明に係るディジタイル信号送信装置の実施の形態によれば、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を、該ブロック内の各復号化信号と共に送信するので、コーデックの際に画質の劣化を損なわせない。
【００７０】
本発明に係るディジタル信号受信装置の実施の形態によれば、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内の各復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得るので、コーデックの際に画質の劣化を損なわせない。
【００７１】
本発明に係るディジタル信号送受信装置の実施の形態によれば、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間復号化信号を得ると共に、該フレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を復号化し、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報と共にグループ化されたブロック単位で送信するので、コーデック処理の際に画質の劣化を損なわせず、コーデック処理の繰り返しを品質を保って行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例のディジタルビデオデータ送受信装置のエンコード側の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例のディジタルビデオデータ送受信装置のデコード側の概略構成を示すブロック図である。
【図３】位相情報を説明するための図である。
【図４】位相情報の挿入場所を説明するための図である。
【図５】ローカルデコーダ有りの場合のディジタルビデオデータ送受信装置の動作を説明するための図である。
【図６】ローカルデコーダ無しの場合のディジタルビデオデータ送受信装置の動作を説明するための図である。
【図７】ディジタルビデオデータ送受信装置で２回目以降のコーデックにおいて画質の劣化が生じないことを示すための特性図である。
【図８】ローカルデコーダ有りの場合の従来のディジタルビデオデータ送受信装置の動作を説明するための図である。
【図９】図８を用いて説明した従来のディジタルビデオデータ送受信装置のコーデックでの画質劣化を示すための特性図である。
【図１０】ローカルデコーダ無しの場合の従来のディジタルビデオデータ送受信装置の動作を説明するための図である。
【図１１】図１０を用いて説明した従来のディジタルビデオデータ送受信装置のコーデックでの画質劣化を示すための特性図である。
【図１２】ＭＰＥＧによる符号化処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７３】
１１  位相情報検出回路、  １２  制御回路、  １５  離散コサイン変換回路、  １６  量子化回路、  １７  可変長符号化回路、  １８  エラー訂正処理回路、  １９  逆量子化回路、  ２０  逆ＤＣＴ回路、  ２４，２８  フレームメモリ、  ２５  後ろ向き予測動き補償回路、  ２７  前向き予測動き補償回路
【図１】
2005124241.tif 000003
【図２】
2005124241.tif 000004
【図３】
2005124241.tif 000005
【図４】
2005124241.tif 000006
【図５】
2005124241.tif 000007
【図６】
2005124241.tif 000008
【図７】
2005124241.tif 000009
【図８】
2005124241.tif 000010
【図９】
2005124241.tif 000011
【図１０】
2005124241.tif 000012
【図１１】
2005124241.tif 000013
【図１２】
2005124241.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月8日(2005.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化データが復号処理された画像データを再符号化処理する再符号化装置において、
過去の符号化処理において利用された、ピクチャがどの順番で配列されているかを示す位相情報を、上記符号化データとともに取得する取得手段と、
上記符号化データを復号処理して画像データを生成する復号化手段と、
上記復号化手段により生成された画像データを再符号化処理して再符号化データを生成する再符号化手段と、
上記取得手段により取得された上記位相情報を再利用して再符号化処理するように、上記再符号化手段の再符号化処理を制御する制御手段と
を備える再符号化装置。
【請求項２】
上記復号手段は、上記取得手段により取得された上記位相情報を、生成された画像データに多重化し、
上記制御手段は、上記位相情報が多重化された上記画像データから、上記位相情報を取得して上記再符号化処理に再利用して再符号化処理するように、上記再符号化手段の再符号化処理を制御する
請求項１記載の再符号化装置。
【請求項３】
上記画像データは垂直ブランキング期間を有しており、
上記復号手段は、上記位相情報を上記画像データの垂直ブランキング期間に多重化する
請求項２記載の再符号化装置。
【請求項４】
上記画像データは、ＳＤＩ（Serial Digital Interface）フォーマットの画像データである
請求項３記載の再符号化装置。
【請求項５】
上記再符号化手段により生成された再符号化データ出力する出力手段を更に備える
請求項１記載の再符号化装置。
【請求項６】
上記取得手段により取得された上記位相情報を出力する出力手段を更に備える
請求項１記載の再符号化装置。
【請求項７】
符号化データを復号処理する復号装置において、
過去の符号化処理において利用された、ピクチャがどの順番で配列されているかを示す位相情報を、上記符号化データとともに取得する取得手段と、
上記符号化データを復号処理して画像データを生成するとともに、該画像データに対して再符号化処理が行われる場合に上記位相情報を再利用して再符号化処理が行われるように、上記位相情報を出力する復号手段と
を備える復号装置。
【請求項８】
上記復号化手段は、上記取得手段により取得された上記位相情報を、上記画像データとともに出力することを特徴とする
請求項７記載の復号装置。
【請求項９】
上記復号手段は、上記取得手段により取得された上記位相情報を、上記画像データに多重化して出力することを特徴とする
請求項７記載の復号装置。
【請求項１０】
上記画像データは垂直ブランキング期間を有しており、
上記復号手段は、上記位相情報を上記画像データの垂直ブランキング期間に多重化する
請求項９記載の復号装置。
【請求項１１】
上記画像データは、ＳＤＩ（Serial Digital Interface）フォーマットの画像データである
請求項１０記載の復号装置。
【請求項１２】
画像データを符号化処理する符号化装置において、
過去の符号化処理において利用された、グループオブピクチャ内においてピクチャがどの順番で配列されていたかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得手段と、
上記画像データを符号化処理して符号化データを生成する符号化手段と、
上記取得手段により取得された上記位相情報を再利用して再符号化処理するように、上記符号化手段の符号化処理を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項１３】
上記符号化手段により生成された符号化データを出力する出力手段を更に備える
請求項１２記載の符号化装置。
【請求項１４】
上記取得手段により取得された上記位相情報を出力する出力手段を更に備える
請求項１２記載の符号化装置。
【請求項１５】
上記取得手段により取得された上記位相情報を、上記符号化手段により生成された符号化データともに出力する出力手段を更に備える
請求項１２記載の符号化装置。
【請求項１６】
上記位相情報は、上記画像データに多重化されており、
上記取得手段は、上記画像データから上記位相情報を取得する
請求項１２記載の符号化装置。
【請求項１７】
上記画像データは垂直ブランキング期間を有しており、
上記取得手段は、上記位相情報を上記画像データの垂直ブランキング期間から取得する
請求項１６記載の符号化装置。
【請求項１８】
上記画像データは、ＳＤＩ（Serial Digital Interface）フォーマットの画像データである
請求項１７記載の符号化装置。
【請求項１９】
画像データを符号化処理する符号化装置において、
過去の符号化処理においてＩピクチャとして符号化された第１のピクチャとＩピクチャとして符号化された第２のピクチャとが互いに何フレーム離れているかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得手段と、
上記画像データを符号化処理して符号化画像データを生成する符号化手段と、
上記取得手段により取得された上記位相情報を再利用して符号化処理するように、上記符号化手段の符号化処理を制御する制御手段と
を備える符号化装置。
【請求項２０】
上記符号化手段により生成された符号化データを出力する出力手段を更に備える
請求項１９記載の符号化装置。
【請求項２１】
上記取得手段により取得された上記位相情報を出力する出力手段を更に備える
請求項１９記載の符号化装置。
【請求項２２】
画像データを符号化処理する符号化装置において、
過去の符号化処理においてＰピクチャとして符号化された第１のピクチャとＰピクチャとして符号化された第２のピクチャとが互いに何フレーム離れているか、又は、過去の符号化処理においてＢピクチャとして符号化された第３のピクチャとＢピクチャとして符号化された第４のピクチャとが互いに何フレーム離れているかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得手段と、
上記画像データを符号化処理して符号化画像データを生成する符号化手段と、
上記取得手段により取得された上記位相情報を再利用して符号化処理するように、上記符号化手段の符号化処理を制御する制御手段と
を備える符号化装置。
【請求項２３】
上記符号化手段により生成された符号化データを出力する出力手段を更に備える
請求項２２記載の符号化装置。
【請求項２４】
上記取得手段により取得された上記位相情報を出力する出力手段を更に備える
請求項２２記載の符号化装置。
【請求項２５】
画像データを符号化処理する符号化装置において、
過去の符号化処理においてＩピクチャとして符号化された第１のピクチャとＰピクチャとして符号化される第２のピクチャとが互いに何フレーム離れているか、又は、過去の符号化処理においてＰピクチャとして符号化された第３のピクチャとＢピクチャとして符号化された第４のピクチャとが互いに何フレーム離れているか、又は、過去の符号化処理においてＢピクチャとして符号化された第５のピクチャとＩピクチャとして符号化された第６のピクチャとが互いに何フレーム離れているかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得手段と、
上記画像データを符号化処理して符号化画像データを生成する符号化手段と、
上記取得手段により取得された上記位相情報を再利用して符号化処理するように、上記符号化手段の符号化処理を制御する制御手段と
を備える符号化装置。
【請求項２６】
上記符号化手段により生成された符号化データを出力する出力手段を更に備える
ことを特徴とする請求項２５記載の符号化装置。
【請求項２７】
上記取得手段により取得された上記位相情報を出力する出力手段を更に備える
請求項２５記載の符号化装置。
【請求項２８】
情報を伝送する伝送装置において、
過去の符号化処理において利用された、ピクチャがどの順番で配列されているかを示す位相情報を受信する受信手段と、
過去の符号化処理において生成された符号化データが再符号化処理される場合に上記位相情報を再利用して再符号化処理されるように、上記受信手段により受信された上記位相情報を送信する送信手段と
を備える伝送装置。
【請求項２９】
符号化データが復号処理された画像データを再符号化処理する再符号化方法において、
過去の符号化処理において利用された、ピクチャがどの順番で配列されているかを示す位相情報を、上記符号化データとともに取得する取得工程と、
上記符号化データを復号処理して画像データを生成する復号化工程と、
上記復号化工程により生成された画像データを再符号化処理して再符号化データを生成する再符号化工程と、
上記取得工程により取得された上記位相情報を再利用して再符号化処理するように、上記再符号化工程の再符号化処理を制御する制御工程と
を備える再符号化方法。
【請求項３０】
符号化データを復号処理する復号方法において、
過去の符号化処理において利用された、ピクチャがどの順番で配列されているかを示す位相情報を、上記符号化データとともに取得する取得工程と、
上記符号化データを復号処理して画像データを生成するとともに、該画像データに対して再符号化処理が行われる場合に上記位相情報を再利用して再符号化処理が行われるように、上記位相情報を出力する復号工程と
を備える復号方法。
【請求項３１】
画像データを符号化処理する符号化方法において、
過去の符号化処理において利用された、グループオブピクチャ内においてピクチャがどの順番で配列されていたかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得工程と、
上記画像データを符号化処理して符号化データを生成する符号化工程と、
上記取得工程により取得された上記位相情報を再利用して再符号化処理するように、上記符号化工程の符号化処理を制御する制御工程と
を備えることを特徴とする符号化方法。
【請求項３２】
画像データを符号化処理する符号化方法において、
過去の符号化処理においてＩピクチャとして符号化された第１のピクチャとＩピクチャとして符号化された第２のピクチャとが互いに何フレーム離れているかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得工程と、
上記画像データを符号化処理して符号化画像データを生成する符号化工程と、
上記取得工程により取得された上記位相情報を再利用して符号化処理するように、上記符号化工程の符号化処理を制御する制御工程と
を備える符号化方法。
【請求項３３】
画像データを符号化処理する符号化方法において、
過去の符号化処理においてＰピクチャとして符号化された第１のピクチャとＰピクチャとして符号化された第２のピクチャとが互いに何フレーム離れているか、又は、過去の符号化処理においてＢピクチャとして符号化された第３のピクチャとＢピクチャとして符号化された第４のピクチャとが互いに何フレーム離れているかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得工程と、
上記画像データを符号化処理して符号化画像データを生成する符号化工程と、
上記取得工程により取得された上記位相情報を再利用して符号化処理するように、上記符号化工程の符号化処理を制御する制御工程と
を備える符号化方法。
【請求項３４】
画像データを符号化処理する符号化方法において、
過去の符号化処理においてＩピクチャとして符号化された第１のピクチャとＰピクチャとして符号化される第２のピクチャとが互いに何フレーム離れているか、又は、過去の符号化処理においてＰピクチャとして符号化された第３のピクチャとＢピクチャとして符号化された第４のピクチャとが互いに何フレーム離れているか、又は、過去の符号化処理においてＢピクチャとして符号化された第５のピクチャとＩピクチャとして符号化された第６のピクチャとが互いに何フレーム離れているかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得工程と、
上記画像データを符号化処理して符号化画像データを生成する符号化工程と、
上記取得工程により取得された上記位相情報を再利用して符号化処理するように、上記符号化工程の符号化処理を制御する制御工程と
を備える符号化方法。
【請求項３５】
情報を伝送する伝送方法において、
過去の符号化処理において利用された、ピクチャがどの順番で配列されているかを示す位相情報を受信する受信工程と、
過去の符号化処理において生成された符号化データが再符号化処理される場合に上記位相情報を再利用して再符号化処理されるように、上記受信工程により受信された上記位相情報を送信する送信工程と
を備える伝送方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル信号をデータ圧縮伸張を伴って符号化し、復号し、再符号化し、伝送する再符号化装置及び方法、復号装置及び方法、符号化装置及び方法、並びに伝送装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、画像データは大量であり、これをそのまま伝送すると広い帯域を必要とし、記憶すると多くの記憶容量が必要になる。特に、動画像のデータ量は、膨大であるので、伝送帯域及び記憶容量をたくさん必要とする。このため、近年では、画像データの圧縮、すなわちディジタル画像の符号化技術が考えられてきた。
【０００３】
動画像データの圧縮には、蓄積メディア動画像符号化の国際標準会議ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Groupの略）が標準化した符号化技術が使われている。この符号化技術を以下では単にＭＰＥＧとして説明を続ける。このＭＰＥＧは、離散コサイン変換ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）、動き補償ＭＣ（Motion Compensation)、Ｂピクチャといった技術からなる。
【０００４】
ＭＰＥＧは、フレーム内（intra-frame、イントラフレーム）で符号化されたフレームであるＩピクチャと、過去のフレームを順方向に使って符号化されたＰピクチャと、過去と未来の双方向のフレームを使って符号化されたＢピクチャにより符号化フレームを構成する。ここで、ＰピクチャとＢピクチャは、フレーム間（inter-frame、インターフレーム）で符号化されたフレームである。
【０００５】
このような符号化は、入力画像をＮ×Ｎのマクロブロックに分割し、動きベクトルをブロック毎に用意して、その動きベクトルと入力画像との差分を符号化するものである。図１２の（Ａ）の（ｍ−１）フレームの以前の再生画像（予測画像）であるＩピクチャを図１２の（Ｂ）に示すように動きベクトルＶＭ分ずらして差分を作り符号化する。
【０００６】
ここで、エンコーダとデコーダよりなるコーデックを連続して行う場合、例えばディジタルビデオテープレコーダでダビングを繰り返すような場合、例えばフレーム間で符号化されるＢピクチャとフレーム内で符号化されるＩピクチャの位相関係が、前段と次段で同じであれば、コーデックの回数が重なっても画質の劣化は起きない。すなわち、インターフレーム、イントラフレーム混在の形でデータ圧縮を実現するようなディジタル映像機器同士の接続では、圧縮し符号化された機器特有のデータフォーマットで受渡しする閉じた系の場合には、自らのヘッダなどにこれらの位相情報を記録し伝送すればコーデックの回数が重なっても画質の劣化が無い。
【０００７】
【特許文献１】特許第３１６３８３０号公報
【特許文献２】特許第３３０７３７９号公報
【特許文献３】特許第３１６４１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、最近、ディジタル映像機器の接続では、シリアルディジタルインターフェース（Serial Digital Interface、ＳＤＩという。）を使用し映像データをインターフェースするのが標準になりつつある。このため、インターフレーム、イントラフレーム混在の形で映像信号をデータ圧縮するような映像機器同士の接続において、ＳＤＩでインターフェースされた圧縮映像データからいわゆる４：２：２コンポーネント符号化方式であるＣＣＩＲ．Ｒｅｃ６０１等の既存の映像フォーマットの形式にコーデックを繰り返すような場合を考慮すると、上述したような位相情報を伝える方法がとられていないので、位相が守られない接続、編集によって位相が不連続になる接続などに対応することができず、コーデックを繰り返す度に画質劣化が発生していた。すなわち、例えばＳＤＩによってインターフェースされた映像信号について、インターフレームとイントラフレームの位相が毎回交番するような場合には、その位相情報を伝える方法がとられていないと、その都度無視できない画質劣化が発生してしまっていた。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、インターフェースされた映像データの復号化信号と共に、該映像データのインターフレームとイントラフレームの位相関係を示す位相情報を送信し、コーデックの際に画質の劣化を発生させず、また、インターフェースされた復号化映像データと該映像データのインターフレームとイントラフレームの位相関係を受信し、コーデックの際に画質の劣化を発生させない再符号化装置及び方法、復号装置及び方法、符号化装置及び方法、並びに伝送装置及び方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る再符号化装置は、符号化データが復号処理された画像データを再符号化処理する再符号化装置において、過去の符号化処理において利用された、ピクチャがどの順番で配列されているかを示す位相情報を、上記符号化データとともに取得する取得手段と、上記符号化データを復号処理して画像データを生成する復号化手段と、上記復号化手段により生成された画像データを再符号化処理して再符号化データを生成する再符号化手段と、上記取得手段により取得された上記位相情報を再利用して再符号化処理するように、上記再符号化手段の再符号化処理を制御する制御手段とを備えることにより上記課題を解決する。
【００１１】
また、本発明に係る復号装置は、符号化データを復号処理する復号装置において、過去の符号化処理において利用された、ピクチャがどの順番で配列されているかを示す位相情報を、上記符号化データとともに取得する取得手段と、上記符号化データを復号処理して画像データを生成するとともに、該画像データに対して再符号化処理が行われる場合に上記位相情報を再利用して再符号化処理が行われるように、上記位相情報を出力する復号手段とを備えることにより上記課題を解決する。
【００１２】
また、本発明に係る符号化装置は、画像データを符号化処理する符号化装置において、過去の符号化処理において利用された、グループオブピクチャ内においてピクチャがどの順番で配列されていたかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得手段と、上記画像データを符号化処理して符号化データを生成する符号化手段と、上記取得手段により取得された上記位相情報を再利用して再符号化処理するように、上記符号化手段の符号化処理を制御する制御手段とを備えることにより上記課題を解決する。
【００１３】
また、本発明に係る符号化装置は、画像データを符号化処理する符号化装置において、過去の符号化処理においてＩピクチャとして符号化された第１のピクチャとＩピクチャとして符号化された第２のピクチャとが互いに何フレーム離れているかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得手段と、上記画像データを符号化処理して符号化画像データを生成する符号化手段と、上記取得手段により取得された上記位相情報を再利用して符号化処理するように、上記符号化手段の符号化処理を制御する制御手段とを備えることにより上記課題を解決する。
【００１４】
また、本発明に係る符号化装置は、画像データを符号化処理する符号化装置において、過去の符号化処理においてＰピクチャとして符号化された第１のピクチャとＰピクチャとして符号化された第２のピクチャとが互いに何フレーム離れているか、又は、過去の符号化処理においてＢピクチャとして符号化された第３のピクチャとＢピクチャとして符号化された第４のピクチャとが互いに何フレーム離れているかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得手段と、上記画像データを符号化処理して符号化画像データを生成する符号化手段と、上記取得手段により取得された上記位相情報を再利用して符号化処理するように、上記符号化手段の符号化処理を制御する制御手段とを備えることにより上記課題を解決する。
【００１５】
また、本発明に係る符号化装置は、画像データを符号化処理する符号化装置において、過去の符号化処理においてＩピクチャとして符号化された第１のピクチャとＰピクチャとして符号化される第２のピクチャとが互いに何フレーム離れているか、又は、過去の符号化処理においてＰピクチャとして符号化された第３のピクチャとＢピクチャとして符号化された第４のピクチャとが互いに何フレーム離れているか、又は、過去の符号化処理においてＢピクチャとして符号化された第５のピクチャとＩピクチャとして符号化された第６のピクチャとが互いに何フレーム離れているかを示す位相情報を、上記画像データとともに取得する取得手段と、上記画像データを符号化処理して符号化画像データを生成する符号化手段と、上記取得手段により取得された上記位相情報を再利用して符号化処理するように、上記符号化手段の符号化処理を制御する制御手段とを備えることにより上記課題を解決する。
【００１６】
さらに、本発明に係る伝送装置は、情報を伝送する伝送装置において、過去の符号化処理において利用された、ピクチャがどの順番で配列されているかを示す位相情報を受信する受信手段と、過去の符号化処理において生成された符号化データが再符号化処理される場合に上記位相情報を再利用して再符号化処理されるように、上記受信手段により受信された上記位相情報を送信する送信手段とを備えることにより上記課題を解決する。
【００１７】
グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号が、これらの位相関係を示す位相情報と共に送信されてくれば、受信側は該位相情報に基づいて、上記ブロック内復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得ることができる。このため、コーデックの際に画質の劣化を発生させない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を、該ブロック内の各復号化信号と共に送信するので、コーデックの際に画質の劣化を生じさせない。
【００１９】
本発明は、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内の各復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得るので、コーデックの際に画質の劣化を生じさせない。
【００２０】
本発明は、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間復号化信号を得ると共に、該フレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を復号化し、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報と共にグループ化されたブロック単位で送信するので、コーデック処理の際に画質の劣化を生じさせず、コーデック処理の繰り返しを品質を保って行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る再符号化装置及び方法、復号装置及び方法、符号化装置及び方法、並びに伝送装置及び方法の実施例を説明する。この実施例は、蓄積メディア動画像符号化の国際標準会議ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Groupの略）が標準化した符号化技術により圧縮されたディジタルビデオデータを送受信するディジタルビデオデータ送受信装置である。
【００２２】
このディジタルビデオデータ送受信装置は、フレーム内（intra-frame、イントラフレーム）で符号化されたフレームであるＩピクチャと、過去のフレームを順方向に使って符号化されたＰピクチャと、過去と未来の双方向のフレームを使って符号化されたＢピクチャにより構成された符号化フレームを使ってディジタルビデオデータを送受信する。特に、Ｉピクチャは、離散コサイン変換ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）による変換符号化で、Ｂピクチャは、動き補償ＭＣ（Motion Compensation)＋ＤＣＴによる予測符号化＋変換符号化で得られる。
【００２３】
このディジタルビデオデータ送受信装置は、図１に示すエンコーダ１０と図２に示すデコーダ３０からなっており、エンコード処理とデコード処理のコーデック処理をエンコーダ１０とデコーダ３０で行っている。ここで、エンコーダ１０は、受信装置に相当し、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内の各復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得る。また、デコーダ３０は、送信装置に相当し、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を、該ブロック内の各復号化信号と共に送信する。
【００２４】
なお、以下の説明では、このディジタルビデオデータ送受信装置がシリアルディジタルインターフェース（Serial Digital Interface、ＳＤＩという。）を使用し多段に接続されているとして説明を進める。
【００２５】
先ず、エンコーダ１０には、ＳＤＩによってインターフェースされた映像入力が供給される。この映像入力は、前段のディジタルビデオデータ送受信装置のデコーダによってデコーダされた映像データである。前段のディジタルビデオデータ送受信装置のエンコーダでは、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャを符号化データとして出力している。ここで、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャは、所定の順番で配列され、映像データの符号化の単位となるグループオブピクチャ（Group of Pictures：ＧＯＰ）を構成している。一方、デコーダでは、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャよりなるＧＯＰをデコード処理している。
【００２６】
そして、前段のディジタルビデオデータ送受信装置にＳＤＩを介して接続された後段のディジタルビデオデータ送受信装置のエンコーダ１０は、前段のデコーダでデコード処理されたＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャよりなるＧＯＰを再度エンコード処理する。
【００２７】
上記映像データは、位相情報検出回路１１及び減算器１３及びスイッチ１４の被選択端子ｂに供給される。位相情報検出回路１１は、この映像データから該映像データのイントラフレームとインターフレームの位相関係を示す後述する位相情報を検出する。この位相情報検出回路１１で検出された位相情報は、制御回路１２に供給される。この制御回路１２は、上記位相情報に応じてスイッチ１４、２３及び２６の切り換えを制御する。
【００２８】
減算器１３は、上記映像データから後述する動き補償ＭＣ（Motion Compensation)成分を減算し、スイッチ１４の被選択端子ｃに供給する。このスイッチ１４は、被選択端子ｂに供給された上記映像データと被選択端子ｃに供給された上記減算出力とを制御回路１２の制御に応じ選択端子ａで切り換えてＤＣＴ回路１５に供給する。
【００２９】
ＤＣＴ回路１５は、スイッチ１４の切り換え出力を離散コサイン変換することで、フレーム内の画像の変化具合いにより符号量を減少し、該ＤＣＴ変換出力を量子化回路１６に供給する。量子化回路１６は、ＤＣＴ変換出力を小さい値で表現することで符号量を減らし、該出力である量子化出力を可変長符号化回路１７及び逆量子化回路１９に供給する。
【００３０】
可変長符号化回路１７は、量子化回路１６により減らされた符号量をさらに減らすため、出現度の高い符号に短い符号を割り当て、全体としての符号量をさらに減らす。この可変長符号化回路１７の可変長符号化出力は、ＥＣＣエンコーダ１８に供給されてエラー訂正処理され、該エンコーダ１０の符号化出力となる。
【００３１】
一方、逆量子化回路１９は、量子化回路１６で符号量が減らされた量子化出力を逆量子化し、該逆量子化出力を逆ＤＣＴ（図中にはＩＤＣＴと示す。）回路２０に供給する。この逆ＤＣＴ回路２０は、上記逆量子化出力を逆離散コサイン変換し、該逆ＤＣＴ出力を加算器２１に供給する。
【００３２】
加算器２１は、この逆ＤＣＴ出力にスイッチ２２を介してＭＣ成分を加算し、スイッチ２３の選択端子ａに供給する。このスイッチ２３が制御回路１２の制御により選択端子ａを被選択端子ｂに切り換えると加算器２１の加算出力は、フレームメモリ２４に供給される。
【００３３】
フレームメモリ２４は、加算器２１の加算出力を１フレーム分記憶する。このフレームメモリ２４の１フレーム分の記憶データは、後ろ向き予測動き補償回路２５での後向き予測動き補償処理に用いられる。この後ろ向き予測動き補償回路２５は、１フレーム分の記憶データに後向きの動き補償処理を施し、該後向き動き補償出力をスイッチ２６の被選択端子ｂに供給する。フレームメモリ２４に記憶された１フレーム分の記憶データは、さらにフレームメモリ２８に記憶される。このフレームメモリ２８に記憶された記憶データは、合計２フレーム分遅延され、前向き予測動き補償回路２７に供給される。この前向き予測動き補償回路２７は、２フレーム分遅延された遅延出力に前向きの動き補償処理を施し、該前向き動き補償出力をスイッチ２６の被選択端子ｃに供給する。
【００３４】
スイッチ２６は、制御回路１２の制御により選択端子ａを被選択端子ｂ又は被選択端子ｃに切り換えることで、後向き予測による動き補償信号又は前向き予測による動き補償信号を減算器１３に供給する。
【００３５】
例えば、このエンコーダ１０に入力された映像データが復号化されたＩピクチャであることが判明していれば、このエンコーダ１０は差分をとらずＤＣＴ回路１５、量子化回路１６、可変長符号化１７及びＥＣＣエンコーダ１８を介して該復号化されたＩピクチャをエンコード処理する。
【００３６】
また、例えば、このエンコーダ１０に入力された映像データが復号化されたＰピクチャであることが判明していれば、このエンコーダ１０は予測画像（差分をとる基準となる画像）として、入力で時間的に前に位置しすでに復号化されたＩピクチャ又はＰピクチャを用い、再度Ｐピクチャをエンコード処理する。
【００３７】
また、例えば、このエンコーダ１０に入力された映像データが復号化されたＢピクチャであることが判明していれば、このエンコーダ１０は予測画像として時間的に前に位置しすでに復号化されたＩピクチャ又はＰピクチャ、時間的に後ろに位置するすでに復号化されたＩピクチャ又はＰピクチャ、及びその両方から作られた補間画像の３種類を用い、再度Ｂピクチャをエンコード処理する。
【００３８】
ここで、位相情報検出回路１１は、前段のデコーダのデコード処理時に付加される位相情報を検出している。この位相情報は、例えばＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャがＧＯＰ内でどの位置に配列されているかを示す信号であればよい。すなわち、この位相情報は、ＧＯＰがどのように構成されているかを示す情報である。例えば、位相情報としては、ＩピクチャとＰピクチャ又はＰピクチャとＰピクチャとの距離（１フレームを単位として何フレーム分離れているかにより示す。）Ｍと、ＩピクチャとＩピクチャとの距離Ｎが考えられる。例えば、図３の（Ａ）に示すＧＯＰはＭ＝３、Ｎ＝９であり、図３の（Ｂ）に示すＧＯＰはＭ＝２、Ｎ＝２である。また、例えば、位相情報としては、ＧＯＰがどのように区切られているかを示す信号でもよい。さらにまた、位相情報としては、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャであることをそれぞれフレーム毎に示すような信号でもよい。
【００３９】
この位相情報は、映像信号の劣化を防ぐためにあるので、偶数ライン及び奇数ラインのアクティブビデオ以前に位置することが必要である。このため、この位相情報は、少なくともディジタルフィールドブランキングにほぼ等しい垂直ブランキング内に挿入する必要がある。さらに、この位相情報は、映像スイッチングポイント以降に乗せることが必要となる。したがって、この位相情報は、例えば、図４の（Ａ）に示すように偶数及び奇数ラインの垂直ブランキング内の補助（Ancillary、以下ＡＮＣという。）エリア内の、図４の（Ｂ）に示すＤＩＤエリアに書き込まれるのが好ましい。ここで、ＤＩＤはデータＩＤのことである。また、ＡＮＣエリアは、ＥＡＶとＳＡＶの間に設けられた補助データ用のエリアである。ＥＡＶはエンドオブアクティブビデオ（End of Active Video）のことであり、ＳＡＶはスタートオブアクティブビデオ（Start of Active Video）のことである。また、ＡＤＦエリアはＡＮＣデータフラグ記録エリアである。また、ＤＢＮエリアはＡＮＣデータのユニット番号が記録されたエリアである。また、ＤＣエリアはＡＮＣデータのワード数を示すエリアである。ＡＮＣデータエリアは、最大２５５ワードのＡＮＣデータを記録できる。そして、ＳＡＶの前のＣＳエリアは、ＤＩＤ〜ＡＮＣデータのチェックサムが示されるエリアである。
【００４０】
この位相情報検出回路１１が上記位相情報を検出すると、その位相情報に基づいて制御回路１２は、スイッチ１４、２３及び２６の切り換えを制御し、前段のディジタルビデオデータ送受信装置のデコーダでのデコード処理に同期させたエンコード処理をエンコーダ１０に行わせることができる。
【００４１】
次に、このディジタルビデオデータ送受信装置のデコーダ３０には、エンコーダ１０によって符号化されたＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャの符号化入力が供給される。
【００４２】
図２において、変換復号化系３１を構成するＥＣＣデコーダ３２は、供給された符号化入力にエラー訂正処理を施し、該ＥＣＣデコード出力を可変長復号化回路３３、制御回路３８及びＳＤＩエンコーダ３７に供給する。可変長復号化回路３３は、ＥＣＣデコーダ出力に可変長復号化処理を施し、該復号化出力を逆量子化回路３４に供給する。逆量子化回路３４は、上記復号化出力に逆量子化処理を施し、該逆量子化出力を逆ＤＣＴ回路３５に供給する。逆ＤＣＴ回路３５は、上記逆量子化出力に逆ＤＣＴ処理を施し、該逆ＤＣＴ出力をスイッチ３６の被選択端子ｂ及び加算器３９に供給する。
【００４３】
加算器３９は、逆ＤＣＴ回路３５の逆ＤＣＴ出力に後述する動き補償ＭＣ成分を加算し、該加算出力をスイッチ３６の被選択端子ｃに供給する。このスイッチ３６は、被選択端子ｂに供給された逆ＤＣＴ出力と被選択端子ｃに供給された上記加算出力とを制御回路３８の制御に応じて選択端子ａで切り換えてＳＤＩエンコーダ３７及びフレームメモリ４２に供給する。
【００４４】
ＳＤＩエンコーダ３７は、ＥＣＣデコーダ３２から供給されるＥＣＣデコード出力に応じてスイッチ３６の出力をシリアルディジタルインターフェース用にエンコード処理し、復号化された映像データを出力する。この際、このＳＤＩエンコーダ３７は、上記位相情報を図４を用いて説明したように上記映像データに付加する。
【００４５】
フレームメモリ４２は、スイッチ３６の切り換え出力を１フレーム分記憶する。このフレームメモリ４２の１フレーム分の記憶データは、前向き予測動き補償回路４１での前向き予測動き補償処理に用いられる。この前向き予測動き補償回路４１は、１フレーム分の記憶データに前向きの動き補償処理を施し、該前向き動き補償出力をスイッチ４０の被選択端子ｂに供給する。フレームメモリ４２に記憶された記憶データは、さらにフレームメモリ４３に記憶される。このフレームメモリ４３に記憶された記憶データは、合計２フレーム分遅延され、後ろ向き予測動き補償回路４４に供給される。この後ろ向き動き補償回路４４は、２フレーム分遅延された遅延出力に後ろ向きの動き補償を施し、該後ろ向き動き補償出力をスイッチ４０の被選択端子ｃに供給する。
【００４６】
スイッチ４０は、制御回路３８の制御により選択端子ａを被選択端子ｂ又は被選択端子ｃに切り換えることで、前向き予測による動き補償信号又は後ろ向き予測による動き補償信号を加算器３９に供給する。
【００４７】
以下に、このディジタルビデオデータ送受信装置が上記位相情報に応じて行うエンコード処理とデコード処理を説明する。このディジタルビデオデータ送受信装置のエンコーダ１０が、前段のディジタルビデオデータ送受信装置のデコーダのＳＤＩエンコーダが上記ＡＮＣエリアに挿入した位相情報を、位相情報検出回路１１で検出し、該検出位相情報に応じてイントラフレームとインターフレームをエンコード処理するのは、前段のディジタルビデオデータ送受信装置のイントラフレームに関する処理とインターフレームに関する処理との関係を崩すことなく、すなわちＧＯＰを崩すことなく処理を進めるためである。
【００４８】
このような関係、すなわち前段のディジタルビデオデータ送受信装置と後段のディジタルビデオデータ装置装置でＧＯＰを崩すことなくコーデック処理を進めると、１回目を除く２回目以降のコーデック処理での信号劣化が無くなる。例えば、ディジタルビデオデータ送受信装置を図５のように接続する場合を考慮する。この図５において、ディジタルビデオデータ送受信装置５１、５９及び６４は、イントラフレームによる符号化画像であるＩピクチャと、インターフレームによる符号化画像であるＢピクチャとの位相関係を各装置内で守りながらコーデック処理を進めている。ここで、ＩピクチャはＤＣＴによる変換符号化で、ＢピクチャはＭＣ＋ＤＣＴによる変換符号化により得られる。また、該当するフレームに対して、時間的に前の動き補償フレームで差分をとるときを前方予測、時間的に後ろの動き補償フレームで差分をとるときを後方予測、両方でとるときを両方向予測という。
【００４９】
ディジタルビデオデータ送受信装置５１、５９及び６４は、予測符号の差分信号を生成するとき、各装置内において図中ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴと記された変換符号化回路（以下、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路という。）での変換符号化処理の後の画像であるＩピクチャを使っている。このような場合をローカルデコーダ有りとする。また、各ディジタルビデオデータ送受信装置５１、５９及び６４においては、３フレーム完結であるからフレーム並びはＩＢＩ・・・である。つまり、３フレームでＢピクチャを作っている。
【００５０】
例えば、ディジタルビデオデータ送受信装置５１には、入力映像信号ｆ０が供給されている。入力映像信号ｆ０は、本来、１本のＳＤＩインターフェースでディジタルビデオデータ送受信装置５１に供給されるが、ここでは説明の都合上３本の線を用いて説明する。この３本の線は、時間的にずれて入力するフレーム画像を同時に示すために使っている。この３本の線のうちの先ず１本目（シリアルインターフェースでいうと一番最初の入力データ）の入力映像信号をｆ０（１）とし、以下ｆ０（２）、ｆ０（３）とする。同様に、ディジタルビデオデータ送受信装置５１の出力（ディジタルビデオデータ送受信装置５９の入力であるが、以下では前段に接続されたディジタルビデオデータ送受信装置の出力とする。）をｆ１（１）、ｆ１（２）及びｆ１（３）、ディジタルビデオデータ送受信装置５９の出力をｆ２（１）、ｆ２（２）及びｆ２（３）、ディジタル送受装置６４の出力をｆ３（１）、ｆ３（２）及びｆ３（３）とする。
【００５１】
また、例えば、ディジタルビデオデータ送受信装置５１の内部では、コーデック処理をエンコーダとデコーダによってそれぞれ行わせているが、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５２、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５５及びＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５８の各再量子化回路Ｑがエンコード処理とデコード処理を分ける部分となる。この再量子化回路Ｑの量子化ステップと、ＩＤＣＴ回路の出力丸めが信号に歪を与え、画像歪の原因を作る。
【００５２】
但し、変換符号化回路であるＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路で、常に信号歪が起こるわけではなく、単純に変換の繰り返しを行うとき、目的の精度を満足する演算精度をこの系に与えれば１回目を除く２回目以降のコーデック処理での信号劣化はない。
【００５３】
例えば、ディジタルビデオデータ送受信装置５１の内部でのコーデック処理を考慮する。先ず、入力映像信号ｆ０（１）及びｆ０（３）をＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５２及び５８で変換符号した変換出力を動き補償（図中ＭＣという。）回路５３及び５７で動き補償し、該２つのＭＣ出力を入力映像信号ｆ０（２）から減算器５４で減算する。次に、この減算器５４の減算出力をＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５５で変換符号化する。そして、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５５の変換出力にＭＣ回路５３及び５７の２つのＭＣ出力を加算器５６で加算する。すると、加算器５６は、Ｂピクチャを出力する。すなわち、このディジタルビデオデータ送受信装置５１は、デコード出力ｆ１（２）としてＢピクチャを出力する。ここで、デコード出力ｆ１（１）及びｆ１（３）は、１回目の変換符号化処理を行うＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５２及び５８において、再量子化部Ｑ及びＩＤＣＴ部が発生する信号歪を受けたＩピクチャとなる。
【００５４】
ここで、Ｉピクチャが単純に繰り返される場合には、２回目以降に信号の劣化が生じないのであるから、ディジタルビデオデータ送受信装置５９のＭＣ回路６０及び６１の出力も変化がない。したがって、１回目のＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路５５の変換出力と、Ｂピクチャを復元して得た画像からＭＣ出力を減じて得られた減算器６２の減算出力は、同一のものである。これがＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路６３の入力となるのであるから、Ｂピクチャもまた２回目以降の信号劣化がなくなる。
【００５５】
次に、ディジタルビデオデータ送受信装置を図６のように接続する場合を考慮する。この図６においても、ディジタルビデオデータ送受信装置７１、８１及び８６は、イントラフレームによる符号化画像であるＩピクチャと、インターフレームによる符号化画像であるＢピクチャとの位相関係を各装置内で守りながらコーデック処理を進めている。なお、ディジタルビデオデータ送受信装置７１、８１及び８６は、予測符号の差分信号を生成するとき、各装置内において変換符号化前の入力信号によって予測符号化の差分を作っている。このような場合をローカルデコーダ無しとする。
【００５６】
例えば、ディジタルビデオデータ送受信装置７１の内部でのコーデック処理を考慮する。先ず、入力映像信号ｆ０（１）及びｆ０（３）をＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７２及び８０に供給する前にＭＣ回路７３及び７８で動き補償し、該２つのＭＣ出力を入力映像信号ｆ０（２）から減算器７５で減算する。次に、この減算器７５の減算出力をＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７６で変換符号化する。そして、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７６の変換出力にＭＣ回路７４及び７９の２つのＭＣ出力を加算器７７で加算する。すると、加算器７７は、Ｂピクチャを出力する。ここで、ＭＣ回路７４及び７９は、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７２及び８０の変換出力をＭＣ補償している。すなわち、このディジタルビデオデータ送受信装置７１は、デコード出力ｆ１（２）としてＢピクチャを出力する。ここで、デコード出力ｆ１（１）及びｆ１（３）は、１回目の変換符号化処理を行うＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７２及び８０において、再量子化部Ｑ及びＩＤＣＴ部が発生する信号歪を受けたＩピクチャとなる。
【００５７】
ここで、Ｉピクチャが単純に繰り返される場合には、２回目以降に信号の劣化が生じないのであるから、ディジタルビデオデータ送受信装置８１のＭＣ回路８２及び８３の出力も変化がなく、ＭＣ回路７４及び７９の出力と等しくなる。したがって、全く同じものを減算器８４でデコード出力ｆ1（２）であるＢピクチャから減算することになるので、ＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路７６の変換出力とＤＣＴ-Ｑ-ＩＤＣＴ回路８５の変換出力は等しくなる。したがって、Ｉピクチャの劣化無しの条件と同じになり、この場合もＢピクチャは２回目以降の劣化を生じさせない。
【００５８】
例えば、図５に示したローカルデコーダが有る場合において、ＧＯＰ内のＩＢＩの位相が崩れない状態でコーデックを繰り返した場合には、図７に示すように、映像信号を初めてコーデックした処理の後には信号劣化が生じない。この図７では、信号劣化の尺度を縦軸に示すＳ／Ｎで示している。また、横軸にはコーデックの回数を示している。ただし、この図７のように、Ｓ／Ｎが一定となるのは、量子化器を含んだ直交変換器が出力精度を満たすように設計されているときである。それ以外では、演算精度により緩やかに右下がりとなる。
【００５９】
なお、以下では、コーデック処理毎にＧＯＰ内の位相が崩れた場合を想定して、ＩピクチャとＢピクチャが交番するような場合について説明する。
【００６０】
例えば、図８に示すような場合、すなわち、ディジタルビデオデータ送受信装置９１、９２、９３及び９４がＳＤＩインターフェースで接続され、コーデック処理を繰り返す場合を考慮する。
【００６１】
ディジタルビデオデータ送受信装置９１には、入力映像信号ｆ０が供給されている。入力映像信号ｆ０は、本来、１本のＳＤＩインターフェースでディジタルビデオデータ送受信装置９１に供給されるが、ここでは説明の都合上５本の線を用いて説明する。この５本の線は、時間的にずれて入力するフレーム画像を同時に示すために使っている。この５本の線のうちの先ず１本目（シリアルインターフェースでいうと一番最初の入力データ）の入力映像信号をｆ０（１）とし、以下ｆ０（２）、ｆ０（３）、ｆ０（４）、ｆ０（５）とする。同様に、ディジタルビデオデータ送受信装置９１の出力（ディジタルビデオデータ送受信装置９２の入力であるが、以下では前段に接続されたディジタルビデオデータ送受信装置の出力とする。）をｆ１（１）、ｆ１（２）、ｆ１（３）、ｆ１（４）及びｆ１（５）とする。同様に、ディジタルビデオデータ送受信装置９２の出力をｆ２（１）、ｆ２（２）、ｆ２（３）、ｆ２（４）及びｆ２（５）とする。ディジタルビデオデータ送受信装置９３の出力をｆ３（１）、ｆ３（２）、ｆ３（３）、ｆ３（４）及びｆ３（５）とする。同様に、ディジタルビデオデータ送受信装置９４の出力をｆ４（１）、ｆ４（２）、ｆ４（３）、ｆ４（４）及びｆ４（５）とする。また、この図８は、ローカルデコーダ有りの場合を示している。
【００６２】
この図８に示したような場合、各ディジタルビデオデータ送受信装置間では、イントラフレームにより符号化されたＩピクチャと、インターフレームにより符号化されたＢピクチャやＰピクチャの位相関係をコーデック処理毎に交番させているので、図５に示したような関係が成立せず、コーデック処理の回数を重ねる度に図９の特性図に示すように信号の劣化が生じることになる。この図９においては、信号の劣化の様子をＳ／Ｎの変化として示している。
【００６３】
また、図１０には、ローカルデコーダが無い場合のディジタルビデオデータ送受信装置９５、９６、９７及び９８の位相関係が崩れた場合を想定した接続を示す。
【００６４】
この場合においても、各ディジタルビデオデータ送受信装置では、イントラフレームにより符号化されたＩピクチャと、インターフレームにより符号化されたＢピクチャやＰピクチャの位相関係をコーデック処理毎に交番させているので、図５に示したような関係が成立せず、コーデック処理の回数を重ねる度に図１１の特性図に示すように信号の劣化が生じることになる。
【００６５】
このようにコーデック処理毎にＧＯＰ内のＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの位相関係が交番することによる画質の劣化の発生を抑えるため、本発明の実施例のディジタルビデオデータ送受信装置では、上述したように位相情報検出回路１１によって位相情報を検出し、該検出位相情報に応じて制御回路１２がスイッチ１４、２３及び２６を制御して、コーデック処理を行っている。
【００６６】
なお、本発明に係る再符号化装置及び方法、復号装置及び方法、符号化装置及び方法、並びに伝送装置及び方法は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、例えば他の動画圧縮復号化を繰り返すコーデック処理を行う送受信装置に適用されてもよい。
【００６７】
また、上記位相情報は、例えばＡＮＣデータとして予備の情報を提供するものであるから、各装置間でコーデックの種類が異なる場合は、無視してもよいしあるいは一部利用してもよい。
【００６８】
本発明の実施の形態によれば、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を、該ブロック内の各復号化信号と共に送信するので、コーデックの際に画質の劣化を損なわせない。
【００６９】
本発明の実施の形態によれば、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相関係を示す位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内の各復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を得るので、コーデックの際に画質の劣化を損なわせない。
【００７０】
本発明の実施の形態によれば、グループ化されたブロック内におけるフレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報を検出し、該位相情報に応じて上記ブロック内復号化信号の順番と同じ順番となるようにフレーム内符号化信号とフレーム間復号化信号を得ると共に、該フレーム内符号化信号とフレーム間符号化信号を復号化し、フレーム内復号化信号とフレーム間復号化信号の位相情報と共にグループ化されたブロック単位で送信するので、コーデック処理の際に画質の劣化を生じさせず、コーデック処理の繰り返しを品質を保って行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施例のディジタルビデオデータ送受信装置のエンコード側の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例のディジタルビデオデータ送受信装置のデコード側の概略構成を示すブロック図である。
【図３】位相情報を説明するための図である。
【図４】位相情報の挿入場所を説明するための図である。
【図５】ローカルデコーダ有りの場合のディジタルビデオデータ送受信装置の動作を説明するための図である。
【図６】ローカルデコーダ無しの場合のディジタルビデオデータ送受信装置の動作を説明するための図である。
【図７】ディジタルビデオデータ送受信装置で２回目以降のコーデックにおいて画質の劣化が生じないことを示すための特性図である。
【図８】ローカルデコーダ有りの場合の従来のディジタルビデオデータ送受信装置の動作を説明するための図である。
【図９】図８を用いて説明した従来のディジタルビデオデータ送受信装置のコーデックでの画質劣化を示すための特性図である。
【図１０】ローカルデコーダ無しの場合の従来のディジタルビデオデータ送受信装置の動作を説明するための図である。
【図１１】図１０を用いて説明した従来のディジタルビデオデータ送受信装置のコーデックでの画質劣化を示すための特性図である。
【図１２】ＭＰＥＧによる符号化処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１  位相情報検出回路、  １２  制御回路、  １５  離散コサイン変換回路、  １６  量子化回路、  １７  可変長符号化回路、  １８  エラー訂正処理回路、  １９  逆量子化回路、  ２０  逆ＤＣＴ回路、  ２４，２８  フレームメモリ、  ２５  後ろ向き予測動き補償回路、  ２７  前向き予測動き補償回路