(57)【要約】【課題】本発明の課題は、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合にデータを復元することができるビデオデータの符号化装置、復号化装置、符号化方法および復号化方法を提供することである。【解決手段】画像をデータ群に符号化するための手段を有するビデオデータ符号化装置において、該装置は符号化されたデータ群に、パラメータ（ＣｏｄｌＲａｎｇｅ，ＣｏｄｌＬｏｗ）を備えるメッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を挿入する手段を有し、該パラメータは前記群の符号化から発生し、後続の復号化中に、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合にデータを復元することができる、ことを特徴とするビデオデータ符号化装置。【選択図】図１
2007166618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像をデータ群に符号化するための手段を有するビデオデータ符号化装置において、
該装置は符号化されたデータ群に、パラメータ（ＣｏｄｌＲａｎｇｅ，ＣｏｄｌＬｏｗ）を備えるメッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を挿入する手段を有し、該パラメータは前記群の符号化から発生し、後続の復号化中に、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合にデータを復元することができる、
ことを特徴とするビデオデータ符号化装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
データ群にある画像を符号化する手段は、エントロピック符号化のための手段（１１２）を有し、前記パラメータ（ＣｏｄｌＲａｎｇｅ，ＣｏｄｌＬｏｗ）は前記エントロピック符号化に関連する符号化から発生する、
ことを特徴とするビデオデータ符号化装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の装置において、
・データ群にある画像を符号化する手段は、各画像をスライスで符号化し、
・メッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を符号化されたデータ群に挿入する手段（１１３）は、各スライスに関連するメッセージを各スライスの前に挿入する、
ことを特徴とするビデオデータ符号化装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
・データ群にある画像を符号化する手段は、各画像をピクセルマクロブロックで符号化し、
・各スライスに関連する符号化パラメータは各マクロブロックに関連するパラメータ（ＣｏｄｌＲａｎｇｅ，ＣｏｄｌＬｏｗ）を有する、
ことを特徴とするビデオデータ符号化装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項記載の装置において、
前記メッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）は、符号化されないデータ上で計算されたエラー補正メッセージ（ＣＲＣ）を有する、
ことを特徴とするビデオデータ符号化装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、
・前記メッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を符号化されたデータ群に挿入する手段（１１３）は、各スライスに関連するメッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を各スライスの前に挿入し、前記エラー補正メッセージ（ＣＲＣ）を各画像に対して挿入する、
ことを特徴とするビデオデータ符号化装置。
【請求項７】
群のデータを復号化する手段を有するデータ復号化装置であって、各データ群は、パラメータを備える少なくとも１つのメッセージを有し、このパラメータは前記群の符号化から発生し、復号化中に、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合に前記データを復元することができる形式のデータ復号化装置において、
該装置は、
・前記メッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を抽出する手段と、
・前記メッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を復号化パラメータ（ＣｏｄｌＲａｎｇｅ，  ＣｏｄｌＬｏｗ）と比較する手段と、
・前記比較に従って復号化中または符号化中にエラーを検知する手段と、
を有することを特徴とするデータ復号化装置。
【請求項８】
請求項７記載の復号化装置において、
該復号化装置は、データをエントロピック復号化する手段（２０１）を有し、前記メッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）は前記データ群のエントロピック符号化に関連するパラメータ（ＣｏｄｌＲａｎｇｅ，ＣｏｄｌＬｏｗ）を有し、
復号化パラメータを前記メッセージと比較する手段は、エントロピック復号化パラメータ（ＣｏｄｌＲａｎｇｅ，  ＣｏｄｌＬｏｗ）を前記メッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）と比較する、
ことを特徴とするデータ復号化装置。
【請求項９】
画像をデータ群に符号化するためのステップを有するビデオデータ符号化方法において、
該方法は符号化されたデータ群に、パラメータ（ＣｏｄｌＲａｎｇｅ，ＣｏｄｌＬｏｗ）を備えるメッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を挿入するステップを有し、該パラメータは前記群の符号化から発生し、後続の復号化中に、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合にデータを復元することができる、
ことを特徴とするビデオデータ符号化方法。
【請求項１０】
群のデータを復号化するためステップを有するビデオデータ復号化方法であって、各データ群は、パラメータ（ＣｏｄｌＲａｎｇｅ，ＣｏｄｌＬｏｗ）を備える少なくとも１つのメッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を有し、該パラメータは前記群の符号化から発生し、復号化中に、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合に前記データを復元することができる形式のビデオデータ復号化方法において、
該方法は、
・前記メッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を抽出するステップと、
・前記メッセージ（ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳ）を復号化パラメータ（ＣｏｄｌＲａｎｇｅ，  ＣｏｄｌＬｏｗ）と比較するステップと、
・前記比較に従って復号化中または符号化中にエラーを検知するステップと、
を有することを特徴とするデータ復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオデータを符号化および復号化するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
標準圧縮技術の発展により現在では、符号化アルゴリズムが複雑化している。
【０００３】
符号化装置が標準符号化に準拠すべき場合には、この符号化装置を実際にテストできるようにすることが今や重要になっている。
【０００４】
とりわけＨ．２６４標準圧縮との関連で使用される圧縮アルゴリズムは非常に複雑である。圧縮アルゴリズムが集積回路によって発生される場合に、問題が復号化フェーズ中にデコーダで検知されると、符号化のどのレベルでエラーが発生し得るかを理解することが困難になる。ほとんどの画像に対して、画像の符号化は他の画像の符号化に依存しており、どの画像に問題が発生するかを決定することも困難である。
【０００５】
従って符号化中に、付加的情報によって符号化または復号化のどのレベルで問題が発生したかを明らかにするために、マークすることのできるメカニズムを見つけることが重要になっている。
【０００６】
符号化問題の検知は、集積回路の妥当性検査およびクライアントレベルで問題検知を遠隔操作するためにも所望される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合にデータを復元することができるビデオデータの符号化装置、復号化装置、符号化方法および復号化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前記問題の少なくとも１つの解決を提案する。従って本発明は、データ群にある画像を符号化するための手段を有するビデオデータ符号化装置を提案する。本発明によれば、装置は符号化されたデータ群に、パラメータを備えるメッセージを挿入する手段を有する。このパラメータは群の符号化から発生し、後続の復号化中に、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合にデータを復元することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
有利な実施例によれば、データ群にある画像を符号化する手段がエントロピック符号化のための手段を有し、パラメータはエントロピック符号化に関連する符号化から発生する。
【００１０】
有利な実施例によれば：
・データ群にある画像を符号化する手段は、各画像をスライスで符号化し、
有利には、
・データ群にある画像を符号化する手段は、各画像をピクセルマクロブロックで符号化し、
・各スライスに関連する符号化パラメータは各マクロブロックに関連するパラメータを有する。
【００１１】
有利な側面によればメッセージは、符号化されないデータ上で計算されたエラー補正メッセージを有する。
【００１２】
別の有利な側面によれば、メッセージを符号化されたデータ群に挿入する手段は、各スライスに関連するメッセージを各スライスの前に挿入し、エラー補正メッセージを各画像に対して挿入する。
【００１３】
別の側面によれば本発明はまた、群のデータを復号化する手段を有するデータ復号化装置に関する。各データ群は、パラメータを備える少なくとも１つのメッセージを有し、このパラメータは前記群の符号化から発生し、復号化中に、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合に前記データを復元することができる。
【００１４】
本発明によれば復号化装置は、
・メッセージを抽出する手段と、
・メッセージを復号化パラメータと比較する手段と、
・前記比較に従って復号化中または符号化中にエラーを検知する手段と、を有する。
【００１５】
有利には復号化手段は、データをエントロピック復号化する手段を有し、メッセージはデータ群のエントロピック符号化に関連するパラメータを有し、さらにメッセージを復号化パラメータと比較する手段は、メッセージをエントロピック復号化パラメータと比較する。
【００１６】
本発明の別の側面によれば本発明はまた、データ群の画像を符号化するためのステップを有するビデオデータ符号化方法に関する。本発明によれば、符号化方法は符号化されたデータ群に、パラメータを備えるメッセージを挿入するステップを有する。このパラメータは群の符号化から発生し、後続の復号化中に、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合にデータを復元することができる。
【００１７】
別の側面によれば本発明は、群のデータを復号化するステップを有するビデオデータ復号化方法に関する。各データ群は、パラメータを備える少なくとも１つのメッセージを有し、このパラメータは前記群の符号化から発生し、復号化中に、符号化中または復号化中にエラーが発生した場合に前記データを復元することができる。
【００１８】
本発明によれば復号化方法は、
・前記メッセージを抽出するステップと、
・前記メッセージを復号化パラメータと比較するステップと、
・前記比較に従って復号化中または符号化中にエラーを検知するステップと、を有する。
【実施例】
【００１９】
次に、図面を参照しながら有利な実施形態に基づき本発明について詳しく説明する。なお、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
なお、種々の図面に示されたモジュールは、物理的に区別することのできるユニットに対応する、または対応しない機能的ユニットである。例えば、それらのモジュールまたはそれらのうちのいくつかを単一のコンポーネントにまとめることもできるし、あるいは１つの機能を構成しても良いし、同じソフトウェアプログラムであっても良い。一方必要であれば、所定のモジュールを別個の物理的実体によって構成してもよい。
【００２１】
以下の説明は、Ｈ．２６４規格に準拠するデータ符号化に基づく。この実施例は、この形式の符号化に制限されるものではない。本発明は事実上、その後での使用を容易にするために情報がストリームに挿入されるいずれの符号化形式にも関連する。
【００２２】
「データ群」とは、データセットへの分解であると理解することができる。とりわけグループ・オブ・ピクチャ（ＧＯＰ）であると理解すべきであり、ピクチャのスライスであると理解することもできる。
【００２３】
図１は、本発明の有利な実施形態により符号化されたストリームの構造を示す図である。
【００２４】
画像は分解的に符号化される。各画像は、スライスとして知られるセクションに分解される。スライスへの分解は符号化中に決定される。このスライスへの分解は、符号化装置のユーザにより、とりわけ番組プログラムの放送者により実行される。
【００２５】
この実施例によれば、ＳＥＩメッセージが各画像スライスの前に挿入される。ＳＥＩメッセージは図１に、ＳＥＩ＿ＣＲＣ＿ＣＡＢＡＣ＿ＭＥＳにより示されている。
【００２６】
このＳＥＩメッセージは符号化に関連する情報を有し、これが関連するスライスの復号化中に復号化が正しいか否かを検証することができ、復号化が正しくなければ、これを検知して分析することができる。エラーが検知されると、以前に復号化された画像と不適切である画像の部分を例えば置換することができる。
【００２７】
この目的のために、ＳＥＩメッセージは、符号化装置により実行されたエントロピック形式の符号化に関連する情報を含む。この情報の性質については後で説明する。
【００２８】
データ流では、ＳＥＩメッセージが先行のスライスまたは次のスライスを、コーダで実行された実現に依存して参照することができる。有利な実施例では、ＳＥＩメッセージがストリーム中で以前に伝送され、格納されたスライスに続くスライスを参照する。
【００２９】
図２は、本発明の有利な実施形態による符号化装置を示す図である。
【００３０】
現在のフレームＦｎがコーダの入力端に供給され、符号化される。このフレームはスライスの形態で符号化される。すなわちフレームは、１６＊１６ピクセルの群に相当する所定数のマクロブロックを含むサブユニットに分解される。各マクロブロックはイントラモードまたはインターモードで符号化される。マクロブロックがイントラモードであろうと、インターモードであろうと、マクロブロックは復元されたフレームに基づいて符号化される。モジュール１０９は、現在の画像の符号化モードを画像の内容に従いイントラモードに決定する。イントラモードでは、（図２に示された）Ｐは現在のフレームＦｎの、以前に符号化、複合化、復元されたサンプルからなる（図２のｕＦ’ｎ、ｕはフィルタリングされていないことを意味する）。インターモードでは、Ｐは１つまたは複数のフレームＦ’ｎ−１に基づく動きの評価から作成される。
【００３１】
動き評価モジュール１０１は、現在のフレームＦｎと少なくとも１つの先行フレームＦ’ｎ−１との間の動きを評価する。この動きの評価に基づいて、動き補償モジュール１０２は、現在の画像Ｆｎをインターモードで符号化しなければならない場合にフレームＰを形成する。
【００３２】
減算器１０３は信号Ｄｎを形成する。この信号は符号化すべき画像Ｆｎと画像Ｐとの差である。次にこの画像はモジュール１０４でＤＣＴ変換により変換される。変換された画像は次に量子化モジュール１０５により量子化される。次に画像はモジュール１１１により再編成される。次にＣＡＢＡＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｂｉｎａｒｙ  Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ）形式のエントロピック符号化モジュール１１２が各画像を符号化する。
【００３３】
逆変換および量子化モジュール１０６と１０７はそれぞれ、変換および量子化後に差Ｄ’ｎの再編成を可能にし、逆量子化および逆変換を行う。
【００３４】
画像がイントラモードで符号化される場合、モジュール１０９に続いて、イントラ予測モジュール１０８がこの画像を符号化する。画像ｕＦ’ｎが加算器１１４の出力端で、信号Ｄ’ｎと信号Ｐの和として得られる。このモジュール１０８はまた入力端に、フィルタリングされていない復元画像ｕＦ’ｎを受信する。
【００３５】
フィルタリングモジュール１１０により、復元され、フィルタリングされた画像Ｆ’ｎを画像ｕＦ’ｎから得ることができる。
【００３６】
エントロピック復号化モジュール１１２は、符号化され、カプセル化されたスライスをＮＡＬタイプのユニットに伝送する。ＮＡＬはスライスに加えて、ヘッダに関連する情報を含んでいる。ＮＡＬタイプユニットはモジュール１１３に伝送される。モジュール１１３はＳＥＩメッセージを、種々の符号化スライス画像を伝送ネットワークに伝送する前に挿入する。
【００３７】
ＳＥＩメッセージは、図１に示すようなストリームを得るために挿入される。
【００３８】
このメッセージはまた、モジュール１１２により実行されるエントロピック符号化に関連する情報を有する。
【００３９】
エントロピック符号化モジュール１１２は"ｃａｂａｃ"タイプの符号化アルゴリズムを使用する。"ｃｏｄｌＬｏｗ"パラメータと"ｃｏｄｅｌＲａｎｇｅ"パラメータは、Ｈ．２６４規格で定義されたパラメータである。これらのパラメータはエントロピック符号化モジュール１１２によって各スライスに対して計算される。従ってＳＥＩメッセージは、各スライスの符号化に関連する値"ｃｏｄｌＬｏｗ"と"ｃｏｄｅｌＲａｎｇｅ"を含む。
【００４０】
下の表は、ＳＥＩメッセージのペイロード部分を示し、ここではＨ．２６４規格に相応して、下の表に示された「ユーザデータ未登録」のペイロードにタイプ６のペイロードを使用する。
【表１】
2007166618.tif 000003
・１２８ビットワード"ｕｕｉｄ＿ｉｓｏ＿ｉｅｃ＿１１５７８"はデコーダにメッセージタイプを復号化フェーズ中に指示する。Ｈ．２６４規格はこのワードに対して所定数の値をその意味に応じて特定する。これらの値の１つは、これが"ｕｓｅｒ＿ｄａｔａ＿ｐａｙｌｏａｄ"タイプのメッセージであることを指示する。
・ワード"ｕｓｅｒ＿ｄａｔａ＿ｐａｙｌｏａｄ＿ｂｙｔｅ"は、ＳＥＩメッセージの部分を含む８ビットワードである。これらの８ビットは、専用アプリケーソンに関連するデータ、およびとりわけここでは下記のように符号化された本発明に関連するデータを符号化するためのデータを符号化するに使用される。
【００４１】
従ってバイトのこの連続でＣｏｄｌＲａｎｇｅとＣｏｄｌＬｏｗの値を符号化することができる。
【００４２】
ＣｏｄｌＲａｎｇｅとＣｏｄｌＬｏｗの値はそれぞれ９ビットで符号化される。
【００４３】
エントロピック符号化に関連するこれらのデータに加えて、ＳＥＩメッセージはエラー補正コードタイプ（周期的冗長性チェックのためのＣＥＣ）の情報のアイテムを含む。このエラー補正コードは符号化されないデータから計算される。このエラー補正コードは、当業者には公知の方法、とりわけ多項式生成方法を使用して計算される。
【００４４】
有利にはＣＲＣは各スライス毎に挿入される。次にＣＲＣの値はＣｏｄｌＬｏｗとＣｏｄｌＲａｎｇｅの値により符号化される。
【００４５】
図３は、本発明の有利な実施形態による復号化装置を示す図である。
【００４６】
モジュール２０９はＳＥＩメッセージを入力端で受信する。このモジュールは種々のＳＥＩメッセージを抽出し、これらをモジュール２１０にエントロピック復号化に関連する値と比較するために伝送し、モジュール２１１にＣＲＣに関連する値とＣＲＣ比較するために伝送する。ペイロードデータＮＡＬはエントロピック復号化モジュール２０１に伝送される。
【００４７】
このモジュール２１０は到来するＳＥＩメッセージを格納し、受信したスライスのＣｏｄｅｌＲａｎｇｅとＣｏｄｅｌＬｏｗの値を、エントロピック復号化モジュール２０１により実行される算術復号化中に得られた値と比較する。エントロピック復号化モジュール２０１は、図２のモジュール１１２の逆演算を実行する。受信されたスライスのＣｏｄｅｌＲａｎｇｅとＣｏｄｅｌＬｏｗの値が復号化中に得られた値から異なっている場合、エラーが発生している。このエラーは、伝送層が信頼できることが確かであるならばＣＡＢＡＣ復号化で発生しているか、またはＣＡＢＡＣ符号化で発生している。テストケースではとりわけ、伝送層が信頼できるかをチェックすることができる。従ってデコーダまたはコーダが信頼できることが既知であれば、コーダまたはデコーダを検証することができるようにすると有利である。
【００４８】
次にエントロピック復号化モジュールはエラーのあるスライスを、受信され、モジュール２１０に格納されているＣｏｄｅｌＬｏｗとＣｏｄｅｌＲａｎｇｅの値によって復元しようと試みる。
【００４９】
エントロピック復号化中に算術デコーダ値ＣｏｄｌＬｏｗとＣｏｄｌＲａｎｇｅは比較モジュール２１０に伝送される。
【００５０】
次にデータは、係数の集合を得るために再編成モジュール２０２に伝送される。次にこれらの係数はモジュール２０３で逆量子化され、モジュール２０４で逆ＤＣＴ変換され、モジュール２０４の出力端でマクロブロックＤ’ｎが得られる。Ｄ’ｎは変形されたＤｎバージョンである。予測ブロックＰがＤ’ｎに加算器２０５によって加算され、マクロブロックｕＦ’ｎが復元される。ブロックＰが得られるのは、先行の復号化されたフレームをモジュール２０８により動き補償した後であって、インターモードで符号化している間に、またはイントラモードで符号化する場合には、マクロブロックｕＦ’ｎをモジュール２０７によってイントラ予測した後である。フィルタ２０６が信号ｕＦ’ｎに適用され、歪み作用が低減され、復元されたフレームＦ’ｎがマクロブロックの連続から形成される。
【００５１】
モジュール２１１は、受信されたＳＥＩメッセージから抽出され、現在のスライスに関連する周期的冗長性コード（ＣＲＣ）値を入力端に受信する。ＣＲＣは符号化されていないスライスに関連する。従ってモジュール２１１はちょうど復号化されたスライスに関連するＣＲＣを計算し、この計算された値をモジュール２０９から受信された値と比較する。この比較が２つの値間に差を示し、伝送層が信頼できるならば、エラーが復号化中に発生したことが既知である。
【００５２】
別の実施例によれば、挿入されたＳＥＩメッセージは、ＣＡＢＡＣ算術モジュールのＣｄｅｌＲａｎｇｅ値とＣｏｄｅｌＬｏｗ値を、有利な実施例のように各スライスに対してだけ有するのではない。ＣｏｄｌＲａｎｇｅとＣｏｄｌＬｏｗはそれぞれ９ビットで符号化され、従って３２ビットでは１４ビットがブロック番号の符号化のために残る。ＨＤ（高定義）フォーマットでは、８１６０マクロブロックが画像毎に使用される。
【００５３】
このことは例えばＳＥＩメッセージとして次のメッセージを与える。
【表２】
2007166618.tif 000004
【００５４】
有利には、復号化が正しくない場合、エラーのあるマクロブロックを定義し、これを回復することができる。従ってこのような細分性はとりわけ効果的であるが、ＣｏｄｅｌＲａｎｇｅ値とＣｏｄｅｌＬｏｗ値を各マクロブロックと、格納すべき同じスライスに対して、これらを同時に同じＳＥＩメッセージで送信する前に必要とする。
【００５５】
別の実施例では、１つのＣＲＣをＧＯＰ毎にまたは画像毎に挿入することももちろんできる。しかしこの場合、粒度はさほど微細ではなく、従ってエラー検出もより困難となる。
【００５６】
１つのＣＲＣが画像毎に挿入される場合、これは例えば画像の最後のスライスに関連するＳＥＩメッセージに挿入される。
【００５７】
１つのＣＲＣがＧＯＰ毎に挿入される場合、これは例えばＧＯＰの最後に符号化された画像の最後のスライスに関連するＳＥＩメッセージに挿入される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の有利な実施形態により符号化されたストリームの構造を示す図である。
【図２】図２は、本発明の有利な実施形態による符号化装置を示す図である。
【図３】図３は、本発明の有利な実施形態による復号化装置を示す図である。
【図１】
2007166618.tif 000005
【図２】
2007166618.tif 000006
【図３】
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