(57)【要約】【課題】  エラーが頻繁に発生する環境でエラー復旧及びエラー隠匿に効果的な映像符号化及び復号化方法及び装置を提供する。【解決手段】  原映像の少なくとも一つの特性に基づいて原映像を符号化するためにフレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの符号化方法を決定し、原映像に決定された符号化方法を適応的に適用してビットストリームを生成する映像符号化方法。これにより、映像の特徴によってフレームピクチャー、トップ／ボトムフィールドピクチャー、レフト／ライトフィールドピクチャーに区別して符号化して、圧縮率の上昇及びエラー発生時に損失されたフィールドに対して受信されたフィールドを利用して、効果的にエラーを復旧及び隠匿できる。【選択図】      図８
2007020187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像符号化方法において、
原映像の少なくとも一つの特性に基づいて前記原映像を符号化するためにフレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの符号化方法を決定するステップと、
前記原映像に決定された符号化方法を適応的に適用してビットストリームを生成するステップとを含むことを特徴とする映像符号化方法。
【請求項２】
前記符号化方法を決定するステップは、
前記映像が動きの少ない場合には、フレーム符号化方法で決定し、
前記映像が上下動きの多い場合には、トップ／ボトムフィールド符号化方法で決定し、
前記映像が左右動きの多い場合には、レフト／ライトフィールド符号化方法で決定することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化方法。
【請求項３】
前記レフト／ライトフィールド符号化方法は、
符号化される映像フレームを列方向に分割するステップと、
前記分割された映像フレームの偶数列及び奇数列をそれぞれ収集するステップと、
前記収集された偶数列及び奇数列をそれぞれ符号化して、レフトフィールドビットストリーム及びライトフィールドビットストリームをそれぞれ生成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像符号化方法。
【請求項４】
前記トップ／ボトムフィールド符号化方法は、
トップフィールド予測ピクチャーは、ボトムフィールドピクチャーを参照せず、ボトムフィールド予測ピクチャーは、トップフィールドピクチャーを参照しないように前記原映像が符号化されることを特徴とする請求項１に記載の映像符号化方法。
【請求項５】
前記レフト／ライトフィールド符号化方法は、
レフトフィールド予測ピクチャーは、ライトフィールドピクチャーを参照せず、ライトフィールド予測ピクチャーは、レフトフィールド予測ピクチャーを参照しないように前記原映像が符号化されることを特徴とする請求項１に記載の映像符号化方法。
【請求項６】
前記レフト／ライトフィールド符号化方法またはトップ／ダウンフィールド方式符号化方法が行われる時に２個のビットストリームが生成され、前記生成された２個のビットストリームは独立的に伝送されることを特徴をする請求項１に記載の映像符号化方法。
【請求項７】
映像符号化方法において、
原映像を基本階層符号化して基本階層ビットストリームを生成するステップと、
前記原映像の少なくとも一つの特性に基づいて前記原映像を符号化するために、フレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの向上階層符号化方法を決定するステップと、
前記原映像を符号化するために決定された符号化方法を適応的に行って向上階層ビットストリームを生成するステップとを含むことを特徴とする映像符号化方法。
【請求項８】
前記基本階層ビットストリームを生成するステップは、
前記原映像を画面縮少するステップと、
縮少された映像をＤＣＴ、量子化、及び可変長符号化するステップとを含むことを特徴とする請求項７に記載の映像符号化方法。
【請求項９】
前記向上階層ビットストリームを生成するステップは、
前記原映像を画面縮少、ＤＣＴ、量子化するステップと、
前記量子化された映像を逆量子化、ＩＤＣＴ及び画面拡大するステップと、
前記画面拡大された映像と前記原映像との差分を求めるステップと、
前記差分映像をＤＣＴ、量子化及び可変長符号化するステップとを含むことを特徴とする請求項７に記載の映像符号化方法。
【請求項１０】
前記基本階層ビットストリーム及び前記向上階層ビットストリームを独立的に伝送するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の映像符号化方法。
【請求項１１】
前記フィールド方式符号化方法は、
前記基本階層のピクチャータイプと同じタイプの向上階層の第１フィールドピクチャー及び第２フィールドピクチャーは、それぞれ相異なる時間に配置され、前記基本階層のピクチャーは、Ｉ及びＰタイプのピクチャーで構成されることを特徴とする請求項７に記載の映像符号化方法。
【請求項１２】
前記トップ／ボトムフィールド方式符号化方法は、
トップフィールド予測ピクチャーは、ボトムフィールドピクチャーを参照せず、ボトムフィールド予測ピクチャーは、トップフィールドピクチャーを参照しないように前記原映像が符号化されることを特徴とする請求項７に記載の映像符号化方法。
【請求項１３】
前記レフト／ライトフィールド方式符号化方法は、
レフトフィールド予測ピクチャーは、ライトフィールドピクチャーを参照せず、ライトフィールド予測ピクチャーは、レフトフィールドピクチャーを参照しないように前記原映像が符号化されることを特徴とする請求項７に記載の映像符号化方法。
【請求項１４】
映像復号化方法において、
受信されたビットストリームの符号化方法を判別するステップと、
前記判別された符号化方法によって、フレーム方式復号化、トップ／ボトムフィールド方式復号化、またはレフト／ライトフィールド方式復号化を適応的に行って復号化された映像を生成するステップとを含むことを特徴とする映像復号化方法。
【請求項１５】
前記符号化方法を判別するステップは、
前記受信されるビットストリームに付加されて伝送される符号化方法に関する情報を解釈することを特徴とする請求項１４に記載の映像復号化方法。
【請求項１６】
前記フィールド方式の符号化方法で符号化されたビットストリームにエラーが発生して、２個のフィールドのうち１個のフィールドに損失が発生した場合、残りの１個のフィールドを利用してエラーを復旧するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の映像復号化方法。
【請求項１７】
前記フィールド方式の符号化方法で符号化されたビットストリームにエラーが発生して、２個のフィールドのうち１個のフィールドに損失が発生した場合、残りの１個のフィールドを利用してエラーを隠匿するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の映像復号化方法。
【請求項１８】
映像復号化方法において、
基本階層ビットストリームを復号化して基本階層映像を生成するステップと、
前記基本階層ビットストリームと独立的に受信された向上階層のビットストリームの符号化方法を判別するステップと、
前記判別された符号化方法によってフレーム方式向上階層復号化、トップ／ボトムフィールド方式向上階層復号化、またはレフト／ライトフィールド方式向上階層復号化を適応的に行って向上階層映像を生成するステップとを含むことを特徴とする映像復号化方法。
【請求項１９】
基本階層映像を生成するステップは、
前記基本階層ビットストリームを可変長復号化、量子化、ＩＤＣＴ及びクリッピングするステップを含むことを特徴とする請求項１８に記載の映像復号化方法。
【請求項２０】
前記向上階層映像を生成するステップは、前記向上階層ビットストリームが前記レフト／ライトフィールド方式向上階層符号化で生成された映像である場合、
独立的に受信されたレフトフィールドの向上階層ビットストリーム及びライトフィールドの向上階層ビットストリームを可変長復号化、逆量子化、ＩＤＣＴするステップと、
ＩＤＣＴが行われたレフトフィールド及びライトフィールドの映像を結合するステップと、
前記結合された向上階層映像と前記基本階層映像を画面拡大した映像とを結合するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の映像復号化方法。
【請求項２１】
フィールド方式の向上階層符号化方法で符号化された向上階層ビットストリームにエラーが発生して、２個のフィールドのうち１個のフィールドに損失が発生した場合、残りの１個のフィールドを利用してエラーを隠匿するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の映像復号化方法。
【請求項２２】
前記向上階層映像をディスプレイするステップをさらに含み、
前記向上階層ビットストリームが損失されるか、損傷されて向上階層の復号化が不可能な場合、前記基本階層映像をディスプレイするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の映像復号化方法。
【請求項２３】
映像符号化器において、
原映像の少なくとも一つの特性に基づいて前記原映像を符号化するために、フレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの符号化方法を決定する符号化方法決定器と、
前記原映像に決定された符号化方法を適応的に適用してビットストリームを生成する符号化器と、を備えることを特徴とする映像符号化器。
【請求項２４】
前記符号化方法決定器は、
前記映像が動きの少ない場合には、フレーム符号化方法で決定し、
前記映像が上下動きの多い場合には、トップ／ボトムフィールド符号化方法で決定し、
前記映像が左右動きの多い場合には、レフト／ライトフィールド符号化方法で決定することを特徴とする請求項２３に記載の映像符号化器。
【請求項２５】
前記符号化器は、
前記映像をフレーム方式で符号化するフレーム方式符号化器と、
前記映像をトップ／ボトムフィールド方式で符号化するトップ／ボトム方式符号化器と、
前記映像をレフト／ライトフィールド方式で符号化するレフト／ライト方式符号化器と、を備えることを特徴とする請求項２３に記載の映像符号化器。
【請求項２６】
前記レフト／ライトフィールド符号化器は、
符号化される映像フレームを列方向に分割し、分割された映像フレームの偶数列及び奇数列をそれぞれ収集し、収集された偶数列及び奇数列をそれぞれ符号化してレフトフィールドビットストリーム及びライトフィールドビットストリームをそれぞれ生成することを特徴とする請求項２５に記載の映像符号化器。
【請求項２７】
前記トップ／ボトムフィールド符号化は、
トップフィールド予測ピクチャーは、ボトムフィールドピクチャーを参照せず、ボトムフィールド予測ピクチャーは、トップフィールドピクチャーを参照しないように前記原映像が符号化されることを特徴とする請求項２３に記載の映像符号化器。
【請求項２８】
前記レフト／ライトフィールド符号化は、
レフトフィールド予測ピクチャーは、ライトフィールドピクチャーを参照せず、ライトフィールド予測ピクチャーは、レフトフィールドピクチャーを参照しないように前記原映像が符号化されることを特徴とする請求項２３に記載の映像符号化器。
【請求項２９】
前記フィールド方式符号化方法で生成された２個のビットストリームは、独立的に伝送されることを特徴をする請求項２３に記載の映像符号化器。
【請求項３０】
映像符号化器において、
原映像を基本階層符号化して基本階層ビットストリームを生成する基本階層符号化器と、
前記原映像の少なくとも一つの特性に基づいて前記原映像を符号化するために、フレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの符号化方法を決定する向上階層符号化方法決定器と、
前記原映像を符号化するために前記決定された符号化方法を適応的に行って、向上階層ビットストリームを生成する向上階層符号化器とを備えることを特徴とする映像符号化器。
【請求項３１】
前記向上階層符号化器は、
前記映像をフレーム方式で符号化するフレーム方式向上階層符号化器と、
前記映像をトップ／ボトムフィールド方式で符号化するトップ／ボトムフィールド方式向上階層符号化器と、
前記映像をレフト／ライトフィールド方式で符号化するレフト／ライトフィールド方式向上階層符号化器とを備えることを特徴とする請求項３０に記載の映像符号化器。
【請求項３２】
前記基本階層ビットストリーム及び前記向上階層ビットストリームを独立的に伝送することを特徴とする請求項３０に記載の映像符号化器。
【請求項３３】
前記フィールド方式符号化器は、
前記基本階層のピクチャータイプと同じタイプの向上階層の第１フィールドピクチャー及び第２フィールドピクチャーはそれぞれ相異なる時間に配置され、前記基本階層のピクチャーは、Ｉ及びＰタイプのピクチャーで構成されることを特徴とする請求項３０に記載の映像符号化器。
【請求項３４】
前記トップ／ボトムフィールド方式符号化器は、
トップフィールド予測ピクチャーは、ボトムフィールドピクチャーを参照せず、ボトムフィールド予測ピクチャーは、トップフィールドピクチャーを参照しないように前記原映像を符号化することを特徴とする請求項３２に記載の映像符号化器。
【請求項３５】
前記レフト／ライトフィールド方式符号化器は、
レフトフィールド予測ピクチャーは、ライトフィールドピクチャーを参照せず、ライトフィールド予測ピクチャーは、レフトフィールドピクチャーを参照しないように前記原映像を符号化することを特徴とする請求項３２に記載の映像符号化器。
【請求項３６】
映像復号化器において、
受信されたビットストリームの符号化方法を判別する符号化方法判別器と、
前記判別された符号化方法によってフレーム方式復号化、トップ／ボトムフィールド方式復号化、またはレフト／ライトフィールド方式復号化を適応的に行って映像を生成する復号化器と、を備えることを特徴とする映像復号化器。
【請求項３７】
前記符号化方法判別器は、
前記受信されるビットストリームに付加されて伝送される符号化方法に関する情報を解釈することを特徴とする請求項３６に記載の映像復号化器。
【請求項３８】
前記復号化器は、
前記ビットストリームをフレーム方式で復号化するフレーム方式復号化器と、
前記ビットストリームをトップ／ダウンフィールド方式で復号化するトップ／ダウンフィールド方式復号化器と、
前記ビットストリームをレフト／ライトフィールド方式で復号化するレフト／ライトフィールド方式復号化器とを備えることを特徴とする請求項３６に記載の映像復号化器。
【請求項３９】
前記フィールド方式の符号化器で符号化されたビットストリームにエラーが発生し、２個のフィールドのうち１個のフィールドに損失が発生した場合、残りの１個のフィールドを利用してエラーを復旧することを特徴とする請求項３６に記載の映像復号化器。
【請求項４０】
前記フィールド方式の符号化器で符号化されたビットストリームにエラーが発生して２個のフィールドのうち１個のフィールドに損失が発生した場合、残りの１個のフィールドを利用してエラーを隠匿することを特徴とする請求項３６に記載の映像復号化器。
【請求項４１】
映像復号化器において、
基本階層ビットストリームを復号化して基本階層映像を生成する基本階層復号化器と、
前記基本階層ビットストリームと独立的に受信される向上階層のビットストリームの符号化方法を判別する向上階層符号化方法判別器と、
前記判別された符号化方法によってフレーム方式向上階層復号化、トップ／ボトムフィールド方式向上階層復号化、またはレフト／ライトフィールド方式向上階層復号化を適応的に行って、向上階層映像を生成する向上階層復号化器とを備えることを特徴とする映像復号化器。
【請求項４２】
基本階層復号化器は、
前記基本階層ビットストリームを可変長復号化、量子化、ＩＤＣＴ及びクリッピングして基本階層映像を生成することを特徴とする請求項４１に記載の映像復号化器。
【請求項４３】
前記向上階層復号化器は、
前記向上階層ビットストリームをフレーム方式で復号化するフレーム方式向上階層復号化器と、
前記向上階層ビットストリームをトップ／ダウンフィールド方式で復号化するトップ／ダウンフィールド方式向上階層復号化器と、
前記向上階層ビットストリームをレフト／ライトフィールド方式で復号化するレフト／ライトフィールド方式向上階層復号化器とを備えることを特徴とする請求項４１に記載の映像復号化器。
【請求項４４】
前記向上階層復号化器は、前記向上階層ビットストリームが前記レフト／ライトフィールド方式向上階層符号化で生成された映像である場合、
独立的に受信されたレフトフィールドの向上階層ビットストリーム及びライトフィールドの向上階層ビットストリームを可変長復号化、逆量子化、ＩＤＣＴし、
ＩＤＣＴが行われたレフトフィールド及びライトフィールドの映像を結合し、
前記結合された向上階層映像と前記基本階層映像を画面拡大した映像とを結合して向上階層映像を生成することを特徴とする請求項４１に記載の映像復号化器。
【請求項４５】
フィールド方式の向上階層符号化方法で符号化された向上階層ビットストリームにエラーが発生して、２個のフィールドのうち１個のフィールドに損失が発生した場合、残りの１個のフィールドを利用してエラーを隠匿することを特徴とする請求項４１に記載の映像復号化器。
【請求項４６】
前記向上階層映像をディスプレイし、前記向上階層ビットストリームが損失されるか、損傷されて向上階層の復号化が不可能な場合、前記基本階層映像をディスプレイすることを特徴とする請求項４１に記載の映像復号化器。
【請求項４７】
映像符号化方法を具現するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体において、前記映像符号化方法は、
原映像の少なくとも一つの特性に基づいて前記原映像を符号化するために、フレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの符号化方法を決定するステップと、
前記原映像に決定された符号化方法を適応的に適用してビットストリームを生成するステップとを含むことを特徴とする記録媒体。
【請求項４８】
映像復号化方法を具現するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体において、前記映像復号化方法は、
受信されたビットストリームの符号化方法を判別するステップと、
前記判別された符号化方法によってフレーム方式復号化、トップ／ボトムフィールド方式復号化、またはレフト／ライトフィールド方式復号化を適応的に行って、復号化された映像を生成するステップとを含むことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像符号化及び映像復号化方法及び装置に係り、より詳細には、エラーが頻繁に発生する環境でエラー復旧及びエラー隠匿に効果的な映像符号化及び復号化方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線インターネットの発展につれて無線環境での帯域幅は急激に増大しつつあり、このような無線インターネット環境でサービスされているビデオ映像のデータ量もユーザの要求により持続的に増加しつつある。このようなビデオ映像のデータ量の増加は、画質及び品質の向上をもたらすが、無線伝送時に発生しうる伝送失敗及び伝送エラーに対する画面の損傷や、停止現象などの多様な問題点を抱いている。
【０００３】
また、エラーが存在するインターネット、空中波、無線通信網などでデータの損失が発生する時、ＭＰＥＧのような符号化の場合、このようなデータ損失は該当部分に限定されず、いろいろなフレーム及び領域の損失による画質の低下及び損傷を招く。このような損失を復旧するための多様な方法が提示されているが、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）、ＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒｅｑｕｅｓｔ）などの伝送チャンネル上での復旧技術、マルチプルデスクリプションコーディング、階層符号化のようなソースコーディング、エラー隠匿のような後処理技術などがある。
【０００４】
図１は、従来の空間階層符号化器を示すブロック図である。
【０００５】
空間階層は、同じ映像を異なる空間的解像度やサイズで表すものをいう。原映像１０１は、本来の高画質映像を対象とせずに低解像度の映像を符号化する基本階層符号化、及び高画質映像を低解像度映像からの予測と高画質映像群間の予測とで符号化する向上階層符号化で符号化される。
【０００６】
基本階層ビットストリーム１１１は、原映像１０１を画面縮少１０３、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）１０５、量子化１０７及び可変長符号化１０９して生成される。画面縮少１０３は、空間的にダウンサンプリングされるものであって、原映像のサイズを１／４または１／６に縮小する。その後、原映像１０１を、入力される映像から空間重複性を得るために、８×８ブロックに対してＤＣＴ  １０５で変換する。量子化１０７は、ＤＣＴされた映像を量子化して高周波領域を除去する過程である。量子化１０７を経た映像は、ハフマンコーディングのような可変長符号化１０９を通じてさらに小さいビットストリームに変形される。
【０００７】
向上階層ビットストリーム１２７の生成過程は、次の通りである。まず、原映像１０１が画面縮少１０３され、ＤＣＴ  １０５変換された後に量子化１０７される。この映像は、逆量子化１１３、ＩＤＣＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）１１５で再構成された後、画面拡大１１７される。原映像から画面拡大された基本階層映像の差分１１９を求める。この差分された残余映像がＤＣＴ変換１２１されて、基本階層の量子化パラメータよりさらに小さな量子化パラメータによって量子化１２３される。量子化されたビットは、可変長符号化１２５により符号化されて向上階層ビットストリーム１２７が生成される。
【０００８】
図示されていないが、動き予測は、基本階層符号化時には画面縮少１０３とＤＣＴ  １０５との間で行われ、動き補償は、ＩＤＣＴ  １１５と画面拡大１１７との間で行われる。向上階層では、差分１１９とＤＣＴ  １２１との間で動き予測が行われる。符号化されたフレームは、復号化されてフレームバッファ（図示せず）で保存された後、動き予測が行われる時に参照される。
【０００９】
一方、階層符号化ではない一般的なビデオ符号化方法について図１を参照して説明すれば、原映像１０１は、ＤＣＴ  １０５、量子化１０７及び可変長符号化１０９過程を経て圧縮されたビットストリームが生成される。
【００１０】
図２は、従来の空間階層復号化器を示すブロック図である。図２には、図１に示したような空間階層符号化器で符号化されたビットストリームを復号化するための過程が図示されている。
【００１１】
図２に示したように、従来の空間階層復号化器２００は、基本階層ビットストリーム２０１を可変長復号化２０３、逆量子化２０５、ＩＤＣＴ  ２０７及びクリッピング２０９を経て低画質映像２１１を生成するステップと、このステップで生成された低画質映像２１１を画面拡大２１３して得た映像と、向上階層ビットストリーム２２１を可変長復号化２２３、逆量子化２２５、ＩＤＣＴ  ２２７を行って得た映像とを合２１５わせた後、クリッピング２１７を経て高画質映像２１９を生成するステップとで構成される。
【００１２】
基本階層ビットストリーム２０１は、まず可変長復号化２０３を通じて周波数領域の８×８ブロックに変わり、逆量子化２０５を通じて高周波領域が復旧される。ＩＤＣＴ  ２０７過程を経れば、周波数領域からイメージ領域に映像が復旧される。
【００１３】
向上階層ビットストリーム２２１は、基本階層から出た映像を、画面拡大２１３を通じて画面縮少以前のサイズに拡大して向上階層から抽出された映像を合２１５わせれば、クリッピング２１７後に高画質の原本映像２１９を得る。図示されていないが、基本階層の復号化時にＩＤＣＴ  ２０７とクリッピング２０９との間、そしてＩＤＣＴ  ２２７と合２１５との間で動き補償が行われる。
【００１４】
一方、階層復号化でない一般的な映像復号化過程は、図２を参照するに、可変長復号化２０３、逆量子化２０５及びＩＤＣＴ  ２０７を含み、圧縮されたビデオストリームを映像に復号化する。
【００１５】
図３は、従来の空間階層符号化器のＧＯＰ（グループオブピクチャー）構造を示す図である。
【００１６】
ピクチャーのタイプには、予測のために参照するフレームの種類によってイントラ（Ｉｎｔｒａ、以下ではＩと略称）、前方向予測（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ、以下ではＰと略称）、両方向予測（Ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ、以下ではＢと略称）フレームに分けられる。Ｉフレームの場合に独立的に復号化が可能であり、Ｐフレームの場合にＩフレームまたはＰフレームを参照するために参照されるフレームが存在して初めて復号化が可能である。Ｂフレームも参照されるフレームが存在して初めて復号化が可能であり、参照されるフレームは二つである。
【００１７】
図３でＧＯＰのピクチャー数は９であり、ＩピクチャーまたはＰピクチャーが現れる周期Ｍが３であるピクチャーが図示されている。図３を参照するに、基本階層のＰフレーム３０４は最近のＩフレーム３０１を参照し、Ｂフレーム３０２は最近のＩフレーム３０１とＰフレーム３０４のうち１個のフレームを参照する。向上階層でイントラフレームであるＥＩフレーム３０５は基本階層のＩフレーム３０１を参照し、Ｐフレーム３０８はＥＩフレーム３０５を参照する。向上階層のＢフレーム３０６は、向上階層ではＥＩフレーム３０５及びＰフレーム３０８、基本階層ではＩフレーム３０１、同一時間に配置されたＢフレーム３０２及び最近のＢフレーム３０３のうち２個のフレームを参照する。
【００１８】
図３には、基本階層のピクチャータイプと同じ向上階層のピクチャータイプが時間的に同一に配置されている。この場合、Ｂフレームが参照しているフレームでエラーが発生すれば、これを参照するフレームまで影響を及ぼす。例えば、ＥＩフレーム３０５でエラーが発生すれば、これを参照するＰフレーム３０８だけでなくＢフレーム３０６までエラーが広がる。したがって、フレーム３０６、３０８のデータが正常に受信されても使用できなくなる場合が発生する。このような問題点を解決するために、Ｉフレームをあまり頻繁に使用すれば、帯域幅を浪費してしまう。階層符号化コーディングでは、図３で向上階層の参照フレームとして基本階層のフレームを使用することによって、向上階層で発生する伝送エラーに対してはエラーを拡散させない方法も使われている。しかし、この方法も向上階層を参照することよりは帯域幅を多く使用するという問題点である。
【００１９】
図４は、トップ／ボトムフィールド構成を示す図である。
【００２０】
フィールド構造とは、一つのフレーム４０１を奇数列と偶数列とを別々に収集して二つの画面４０３、４０５に分けた構造をいう。フィールド構造では、一つのピクチャーがトップフィールド４０３とボトムフィールド４０５とに区分され、それぞれのフィールドが一つのピクチャーを形成できる。この時、トップフィールドもボトムフィールドもそれぞれピクチャーとなるので、タイプが存在してＩ、Ｐ、Ｂなどのタイプに設定できる。
【００２１】
フレーム方式とフィールド方式との差異点を説明すれば、フレーム方式を利用する場合、参照ピクチャーとの差間の最小値を時間ｔ１とすれば、フィールド方式の場合には時間ｔ１の半分とすることができる。したがって、動きの激しい映像ではフィールド方法を取ることが動き補償予測符号化に効果的であり、結果的に符号化効率を改善できる。しかし、ＭＰＥＧ−２のような標準でこのようなフィールド構造のビットストリームを単一階層構造及び空間階層符号化構造に適用する場合、各フィールドを独立されたストリームに区分して保存するか、または伝送できず、一つのフレームから派生されたフィールドピクチャーは、連続的に配置及び伝送されねばならない。したがって、エラー発生時にエラー復元し難いという問題点がある。
【００２２】
図５は、従来の空間階層符号化器で向上階層がフィールド構造である場合、向上階層の前方向予測フィールドピクチャーの参照フレームを示す図である。
【００２３】
向上階層のトップフィールドピクチャー５０３は、矢印５０６、５０７で表したように参照される向上階層上の以前フレームのトップフィールドピクチャー５０１及び以前フレームのボトムフィールドピクチャー５０２、矢印５０８、５０９で表したように、参照される基本階層の同一時間に符号化されたフレーム５０５及び最も最近に符号化されたフレーム５０４のうち一つを参照する。
【００２４】
図６は、従来の空間階層符号化器の向上階層がフィールド構造である場合、向上階層の両方向予測フィールドピクチャーの参照フレームを示す図である。
【００２５】
向上階層のＢフィールドピクチャー６０３は、矢印６２０、６２１、６２４、６２５で表したように、参照される向上階層のピクチャーのトップフィールドピクチャー６０１、６０５及びボトムフィールドピクチャー６０２、６０４と、矢印６２６のように参照される基本階層の同一視間に符号化されたフレーム６０７及び矢印６２２、６２３のように参照される最も最近に符号化されたフレーム６０６、６０８のうち２つを参照する。図５及び図６のように、トップフィールドとボトムフィールドとが相互参照を許せば、エラー拡散に弱くなるという問題点がある。
【００２６】
このような従来のフィールド構造の映像符号化の場合、問題点を整理すれば、次の通りである。第１に、隔行走査方式を利用するトップ／ボトムフィールド構造以外に画面に存在するテクスチャー構造の特性によって、エラー隠匿の効果や圧縮率でさらに効果的な他の形態のフィールド構造を開発する必要がある。第２に、映像符号化に適用されたフィールド構造のビットストリームの伝送時、一つのフレームで派生されたフィールドピクチャーを連続的に伝送せねばならないので、エラー復元が困難である。第３に、空間階層符号化で基本階層と向上階層のトップフィールド及びボトムフィールドのピクチャータイプの配置がビット率の分散を考慮しないために、ビット率のピークを発生させる確率が高いのでエラー確率が増加する。第４に、トップフィールドとボトムフィールドとの相互参照を許すことによって、伝送時に２個のフィールドのうち１個のフィールドのみにエラーが発生しても、これを参照するピクチャーにもエラーが拡散される。
【特許文献１】特開第２００１−６１１４９号公報
【特許文献２】特開平１０−２２９５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前記のような問題点を解決するためのものであって、映像の特徴によって映像符号化方法を適応的に適用して、圧縮率の上昇及びエラー復旧及びエラー隠匿に効果的な映像符号化及び復号化方法及び装置を提供することである。
【００２８】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、フィールド構造の予測参照方法を改善してエラー復旧に効率的な映像符号化及び復号化方法及び装置を提供することである。
【００２９】
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、伝送時に発生した損失に影響を受けるフレームのデータを最小化し、エラー隠匿に効率的な映像符号化及び復号化方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、前述した目的を達成するために、本発明の一実施態様による映像符号化方法は、原映像の少なくとも一つの特性に基づいて前記原映像を符号化するためにフレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの符号化方法を決定するステップと、前記原映像に決定された符号化方法を適応的に適用してビットストリームを生成するステップと、を含む。
【００３１】
本発明の他の実施態様による映像符号化方法は、原映像を基本階層符号化して基本階層ビットストリームを生成するステップと、前記原映像の少なくとも一つの特性に基づいて前記原映像を符号化するために、フレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの向上階層符号化方法を決定するステップと、前記原映像を符号化するために決定された符号化方法を適応的に行って向上階層ビットストリームを生成するステップとを含む。
【００３２】
本発明のさらに他の実施態様による映像復号化方法は、受信されたビットストリームの符号化方法を判別するステップと、前記判別された符号化方法によって、フレーム方式復号化、トップ／ボトムフィールド方式復号化、またはレフト／ライトフィールド方式復号化を適応的に行って復号化された映像を生成するステップと、を含む。
【００３３】
本発明のさらに他の実施態様による映像復号化方法は、基本階層ビットストリームを復号化して基本階層映像を生成するステップと、前記基本階層ビットストリームと独立的に受信された向上階層のビットストリームの符号化方法を判別するステップと、前記判別された符号化方法によってフレーム方式向上階層復号化、トップ／ボトムフィールド方式向上階層復号化、またはレフト／ライトフィールド方式向上階層復号化を適応的に行って向上階層映像を生成するステップとを含む。
【００３４】
本発明のさらに他の実施態様による映像符号化器は、原映像の少なくとも一つの特性に基づいて前記原映像を符号化するために、フレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの符号化方法を決定する符号化方法決定器と、前記原映像に決定された符号化方法を適応的に適用してビットストリームを生成する符号化器とを備える。
【００３５】
本発明のさらに他の実施態様による映像符号化器は、原映像を基本階層符号化して基本階層ビットストリームを生成する基本階層符号化器と、前記原映像の少なくとも一つの特性に基づいて前記原映像を符号化するために、フレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの符号化方法を決定する向上階層符号化方法決定器と、前記原映像を符号化するために前記決定された符号化方法を適応的に行って、向上階層ビットストリームを生成する向上階層符号化器とを備える。
【００３６】
本発明のさらに他の実施態様による映像復号化器は、受信されたビットストリームの符号化方法を判別する符号化方法判別器と、前記判別された符号化方法によってフレーム方式復号化、トップ／ボトムフィールド方式復号化、またはレフト／ライトフィールド方式復号化を適応的に行って映像を生成する復号化器とを備える。
【００３７】
本発明のさらに他の実施態様による映像復号化器は、基本階層ビットストリームを復号化して基本階層映像を生成する基本階層復号化器と、前記基本階層ビットストリームと独立的に受信される向上階層のビットストリームの符号化方法を判別する向上階層符号化方法判別器と、前記判別された符号化方法によってフレーム方式向上階層復号化、トップ／ボトムフィールド方式向上階層復号化、またはレフト／ライトフィールド方式向上階層復号化を適応的に行って、向上階層映像を生成する向上階層復号化器とを備える。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、フィールド方式においてレフト／ライトフィールド方式を映像符号化に適用することによって、左右動きの大きい映像にエラーが生じる場合に効果的にエラーを復旧できる。
【００３９】
また、本発明によれば、映像の特徴によってフレームピクチャー、トップ／ボトムフィールドピクチャー、レフト／ライトフィールドピクチャーに区別して符号化して、圧縮率の上昇及びエラー発生時に損失されたフィールドに対して受信されたフィールドを利用して、効果的にエラーを復旧及び隠匿できる。
【００４０】
また、本発明によれば、ビット率の平坦化を通じて伝送時に発生しうるエラーをイントラフレームのように重要なフレームに集中させない。
【００４１】
また、本発明によれば、フィールド方式符号化方法でトップ／ボトムフィールドを相互参照させず、空間階層符号化方法により生成された向上階層ビットストリーム及び基本階層ビットストリームを独立的に伝送することによって、伝送中に発生するエラーを効果的に復元及び隠匿できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００４３】
図７は、本発明の一実施形態によるレフト／ライトフィールド構成を示す図である。
【００４４】
本発明の一実施形態によるフィールド構造は、従来に一つのフレーム単位のピクチャーを従来にトップフィールドとボトムフィールドとに分けて使用したことに比べて、フレーム７０１を、レフトフィールド７０３とライトフィールド７０５とに区分してそれぞれのフィールドが一つのピクチャーを形成している。入力映像が水平方向に高周波数成分がさらに多い場合にはトップ／ボトムフィールドで符号化し、垂直方向に高周波数成分がさらに多い場合にはレフト−ライトフィールドで符号化することが、エラー訂正に効果的である。したがって、左右動きの大きい映像の場合、本発明のレフト／ライトフィールド構造を適用して映像の特性によって適応的に符号化することが効率的である。
【００４５】
図８は、本発明の一実施形態による映像符号化器を示すブロック図である。
【００４６】
原映像８０１は、符号化される前に符号化方法決定器８１０に入力される。符号化方法決定器８１０は、映像の特性によって適応的な符号化を行うための符号化方法を決定する。本発明の一実施形態による符号化器８００は、フレーム方式符号化器８２０、トップ／ボトムフィールド方式符号化器８３０、レフト／ライトフィールド方式符号化器８４０を備え、これら符号化器８２０、８３０、８４０のうち一つを選択して適応的な符号化を行う。
【００４７】
符号化方法決定器８１０は、いろいろな方法を使用して符号化方法を決定できる。簡単に３つの方式のうち圧縮率の高い方式を選択して行える。または、全般的な動きベクトルの特性によって動きの少ない場合にはフレーム方式を使用し、左右動きの多い場合にはレフト／ライト方式を使用し、上下動きの多い場合にはトップ／ボトム方式を使用できる。
【００４８】
このような動きを区分する方法は、動きベクトルを測定して、それぞれの動きベクトルをいずれも合せて、合せたベクトルの左右動き値が特定臨界値以上ならばレフト／ライトフィールド方式を使用し、上下動き値が特定臨界値以上ならばトップ／ボトムフィールド方式を使用すればよい。このような左右動きの多い場合にレフト／ライトフィールド方式を使用すれば、レフト／ライトフィールドのうち一つのフィールドが損失された時、トップ／ボトムフィールド方式に比べて残りの一つで損失されたフィールドを復旧するのに効果的である。これは、上下動きの多い場合にトップ／ボトムフィールド構造を使用するときにも同一に作用する。
【００４９】
フレーム方式符号化器８２０は、ＤＣＴ、量子化及び可変長符号化を通じて映像を圧縮されたビットストリームに符号化する。トップ／ボトムフィールド方式符号化器８３０の場合には、図４のように一つのフレーム４０１を奇数列のみ収集したトップフィールド４０３と偶数列のみ収集したボトムフィールド４０５とに分割して、それぞれのフィールドに対して独立的な符号化を行う。レフト／ライトフィールド方式符号化器８４０の場合には、図７のように、一つのフレーム７０１を奇数列のみ収集したレフトフィールド７０３、偶数列のみ収集したライトフィールド７０５に分割してそれぞれのフィールドに対して独立的な符号化を行う。
【００５０】
映像がフィールド方式で符号化されれば、２個のビットストリームが生成され、従来に一つのフレームから派生されたフィールドピクチャーは連続的に配置されて伝送されるのと違って、それぞれのビットストリームは伝送チャンネルを通じて独立的に伝送される。ビットストリームを独立的に伝送する方法は、物理的に相異なるネットワーク装置を使用するか、相異なるＴＣＰ（トランスミッションコントロールプロトコル）やＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ポートを使用する方法がある。ビットストリームに対する伝送パケットに相異なる優先順位を付与して伝送する方法もある。このように、相異なる伝送経路を通じた独立的な伝送により、エラー発生時に復原力を高めることができる。
【００５１】
図９は、本発明の他の実施形態による映像符号化器を示すブロック図である。映像符号化器９００は、図８の映像符号化器８００を空間階層符号化に適用したものであって、基本階層符号化器９２０と向上階層符号化器９４０、９５０、９６０とに大別される。
【００５２】
映像符号化器９００は、大きく、基本階層の符号化ステップと向上階層の符号化ステップとで動作する。基本階層の符号化は、図１に記述された方法を使用する。すなわち、画面縮少１０３ステップを経てＤＣＴ  １０５、量子化１０７、可変長符号化１０９を行って基本階層ビットストリーム９２０が生成される。
【００５３】
向上階層符号化方法決定器９３０は、図８の符号化方法決定器８１０と同じ方式で向上階層符号化方法を決定する。
【００５４】
フレーム方式向上階層符号化器９４０は、図１に記述された方式と同一に符号化が行われる。すなわち、基本階層符号化器９１０でＤＣＴ  １０５及び量子化１０７を行って得たデータを逆量子化１１３及びＩＤＣＴ  １１５を行って復号化し、これを再び原映像１０１、９０１のサイズで画面拡大１１７を行う。このように拡大された映像は、原映像１０１、９０１と差分１１９した後、符号化１２１、１２３、１２５する。トップ／ボトムフィールド方式向上階層符号化器９５０の場合には、図４のように、一つのフレーム４０１を奇数列のみ収集したトップフィールド４０３と偶数列のみ収集したボトムフィールド４０５とに分割して、それぞれのフィールドに対して独立的な符号化を行う。レフト／ライトフィールド方式向上階層符号化器９６０の場合には、図７のように一つのフレーム７０１を奇数列のみ収集したレフトフィールド７０３、偶数列のみ収集したライトフィールド７０５に分けて、それぞれのフィールドに対して独立的な符号化を行う。その他の動作は、フレーム方式向上階層符号化器９４０の動作と同一である。
【００５５】
基本階層符号化器９１０は、一つの基本階層ビットストリーム９２０を生成し、向上階層符号化器９４０、９５０、９６０は、一つまたは二つの向上階層ビットストリームを生成する。すなわち、フレーム方式向上階層符号化器９４０は、一つの向上階層ビットストリーム９４５を生成し、トップ／ボトムフィールド方式向上階層符号化器９５０は、トップフィールド及びボトムフィールドに対するビットストリーム９５１、９５３を生成し、レフト／ライトフィールド方式向上階層符号化器９６０は、レフトフィールド及びライトフィールドに対するビットストリーム９６１、９６３を生成する。
【００５６】
このように生成されたそれぞれのビットストリームは、伝送チャンネルを通じて独立的に伝送される。ビットストリームを独立的に伝送する方法は、図８についての説明の通りである。このように相異なる伝送経路を通じた独立的な伝送によりエラー発生時に復原力を高めることができる。一方、基本階層はフレーム方式であり、向上階層はフィールド方式である符号化方法について説明したが、基本階層にもフィールド方式の符号化方法が適用されうることは言うまでもない。
【００５７】
図１０は、本発明の一実施形態による映像復号化器を示すブロック図である。
【００５８】
図８の空間階層符号化器８００により符号化されたビットストリーム１０１５が伝送チャンネル１０１０を通じて受信される。ビットストリーム１０１５は、符号化方法判別器１０２０を通じて符号化方式が判別されて復号化器に伝送される。符号化方式の判別は、それぞれのビットストリームを伝送する時に付加される符号化方式に関する情報を解釈して行われ、その他に多様な方法で行われうる。
【００５９】
本発明の一実施形態による復号化器は、フレーム方式復号化器１０３０、トップ／ボトムフィールド方式復号化器１０４０、またはレフト／ライトフィールド方式復号化器１０５０を備える。フレーム方式復号化器１０３０は、伝送されたビットストリームを可変長復号化、逆量子化及びＩＤＣＴして復号化された映像を生成する。
【００６０】
トップ／ボトムフィールド方式復号化器１０４０及びレフト／ライトフィールド方式復号化器１０５０は、伝送チャンネル１０１０から２個のフィールドに対するビットストリームを符号化方法判別器１０２０を通じて受信する。したがって、フィールド方式復号化器１０４０、１０５０は、２個のフィールドに対するビットストリームに対して可変長復号化、逆量子化及びＩＤＣＴを行って、生成された２個のフィールド基盤映像を一つの映像に合せる。このように生成された映像は、ディスプレイ部１１６０に伝えられてディスプレイされる。
【００６１】
図１１は、本発明の他の実施形態による映像復号化器を示すブロック図である。映像復号化器１１００は、図１０の映像復号化器１０００を空間階層復号化に適用したものであって、基本階層復号化器１１７０と向上階層復号化器１１４０、１１５０、１１６０とに大別される。
【００６２】
図９の映像符号化器９００により符号化された基本階層ビットストリーム１１１５及び向上階層ビットストリーム１１２０は、伝送チャンネル１１１０を通じて独立的に受信される。基本階層ビットストリーム１１１５は、基本階層復号化器１１７０で図２に示したように、可変長復号化２０３、逆量子化２０５、ＩＤＣＴ  ２０７及びクリッピング２０９過程を経て復号化されて、縮小画面１１７１が生成される。この縮小画面１１７１は、向上階層ビットストリームが損失、または損傷されて向上階層の復号化が不可能な場合、ディスプレイ部１１８０に伝えられてディスプレイされうる（１１７３）。
【００６３】
基本階層ビットストリーム１１１５と独立的に受信された向上階層ビットストリーム１１２０は、向上階層符号化方法判別器１１３０に伝えられて、符号化方式が判別される。符号化方式の判別は、それぞれのビットストリームを伝送する時に付加される符号化方式に関する情報を解釈して行われ、その他に多様な方法で行われうる。判別されたビットストリームは、向上階層復号化器１１４０、１１５０、１１６０のうち一つに伝えられて、符号化方式によって適応的に復号化される。基本階層復号化器１１７０によって生成された復号化された縮小画面１１７１は、画面拡大１１７５過程を通じて拡大された縮小画面１１７７に変換され、この画面１１７７も向上階層復号化器１１４０、１１５０、１１６０に伝えられる。
【００６４】
本発明の一実施形態による向上階層復号化器は、フレーム方式向上階層復号化器１１４０、トップ／ボトムフィールド方式向上階層復号化器１１５０、またはレフト／ライトフィールド方式向上階層復号化器１１６０を備える。向上階層復号化器１１４０、１１５０、１１６０は、図２に記述されたように、向上階層ビットストリームを可変長復号化２２３、逆量子化２２５、ＩＤＣＴ  ２２７過程を経て映像を復号化し、これを基本階層で生成された映像１１７７と合せて高画質映像を生成する。このように生成された高画質映像は、ディスプレイ部１１８０に伝えられてディスプレイされる。
【００６５】
トップ／ボトムフィールド方式向上階層復号化器１１５０及びレフト／ライトフィールド方式向上階層復号化器１１６０では、２つのフィールドに対する向上階層ビットストリームを受信して、それぞれの向上階層ビットストリームを復号化して一つの映像に合わせる過程がさらに行われる。この過程は、図２でＩＤＣＴ  ２２７した後、基本階層復号化器１１７０で生成された画面と合わせる過程２１５の前に行われる。
【００６６】
図１２は、本発明の一実施形態による映像符号化方法を示すフローチャートである。映像の特性によってフレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの方法を決定する（Ｓ１２１０）。符号化方法を決定する方法は、前述したように、動きの少ない映像である場合には、フレーム符号化方法で決定し、上下動きの多い映像である場合には、トップ／ボトムフィールド符号化方法で決定し、左右動きの多い映像である場合には、レフト／ライトフィールド符号化方法で決定できる。原映像に決定された符号化方法を適応的に適用して圧縮されたビットストリームを生成する（Ｓ１２３０）。
【００６７】
図１３は、本発明の他の実施形態による映像符号化方法を示すフローチャートである。原映像に対して画面縮少１０３、ＤＣＴ  １０５、量子化１０７及び可変長符号化１０９を行って基本階層ビットストリームを生成する（Ｓ１３１０）。映像の特性によってフレーム符号化、トップ／ボトムフィールド符号化及びレフト／ライトフィールド符号化方法のうち一つの方法を決定する（Ｓ１３３０）。原映像に決定された符号化方法を適応的に適用して向上階層ビットストリームを生成する（Ｓ１３５０）。
【００６８】
図１４は、本発明の一実施形態による映像復号化方法を示すフローチャートである。受信されたビットストリームの符号化方法を判別する（Ｓ１４１０）。判別された符号化方法によってフレーム方式向上階層復号化、トップ／ボトムフィールド方式向上階層復号化、またはレフト／ライトフィールド方式向上階層復号化を適応的に行って、復号化された映像を生成する（Ｓ１４３０）。
【００６９】
図１５は、本発明の他の実施形態による映像復号化方法を示すフローチャートである。図１５は、図１４の映像復号化方法を空間階層復号化に適用したものであって、独立的に受信される基本階層ビットストリーム及び向上階層ビットストリームを復号化する。前述したように、受信された基本階層ビットストリームを復号化して基本階層の映像を生成する（Ｓ１５１０）。受信された向上階層のビットストリームの符号化方法を判別する（Ｓ１５３０）。この過程は、基本階層ビットストリームを復号化するステップ（Ｓ１５１０）と同時に行われてもよい。
【００７０】
前記判別された符号化方法によって、フレーム方式向上階層復号化、トップ／ボトムフィールド方式向上階層復号化、またはレフト／ライトフィールド方式向上階層復号化のうち一つの方法で適応的に復号化して、向上階層映像を生成する（Ｓ１５５０）。
【００７１】
図１６は、本発明の一実施形態による映像符号化器のＧＯＰ構造を示す図である。図１６でＧＯＰのピクチャー数は９であり、向上階層でＩピクチャーまたはＰピクチャーが現れる周期Ｍ及び基本階層でＩピクチャーが現れる周期Ｎが３である空間階層符号化方法で利用されるピクチャーが図示されている。図１６では、基本階層のピクチャータイプと同じ向上階層のピクチャータイプが時間的に同一でない位置に配置されていることが分かる。例えば、基本階層のＩフレーム１６０１、向上階層ライトフィールドのＥＩピクチャー１６０６及び向上階層のレフトフィールドのＥＩピクチャー１６１０は、ピクチャータイプは同一であるか、時間的に同一でない位置に配置されている。
【００７２】
基本階層のＩフレーム１６０１、１６０４は、独立的に符号化及び復号化が可能であり、基本階層のＰフレーム１６０２、１６０３、１６０５は、以前フレームとの差分を符号化する。基本階層は、空間階層符号化を使用する場合に画面のサイズが原映像より小さいために、ＩフレームとＰフレームのみ使用しても少ないビット率を生成する。したがって、図１２の基本階層のように、ピクチャータイプをＩ、Ｐ、Ｐ、Ｉ、Ｐ、Ｐ、Ｉ、Ｐ、Ｐの形態に配列すれば、チャンネル変更時に遅延を低減できる。
【００７３】
向上階層の場合、トップ／ボトムフィールドまたはレフト／ライトフィールド方式符号化器９５０、９６０及び復号化器１１５０、１１６０の場合、フレームタイプを図１２のようにすれば、帯域幅が平坦化される効果を得ることができる。すなわち、基本階層のＩフレーム１６０１と向上階層のトップフィールド及びボトムフィールドのＥＩピクチャー１６０６、１６１０とが時間的に相異なる位置に存在しているが、このようにすることで、データが時間的に均一に配分されて伝送帯域幅をあまり要求しなくなる。これは、一般的にイントラフレーム：前方向参照フレーム：両方向参照フレームのビット率の比が８：３：２のように配分される状況で、ビット率の高い部分を重ねなければ、帯域幅が平坦化されるためである。また、図１６では、向上階層でレフト／ライトフィールド方式のフィールドを図示したが、これは、トップ／ボトムフィールド方式でも同様である。
【００７４】
図１７は、本発明の一実施形態による映像符号化器の向上階層の前方向予測フィールドピクチャーの参照フレームを示す図である。
【００７５】
本発明の一実施形態による映像符号化方法は、フレームの損失時にエラーの拡散を防止するために、フィールド方式の符号化で第１フィールドは、第２フィールドに対するピクチャーを参照せず、第２フィールドピクチャーは、第１フィールドピクチャーを参照しない方式で相互参照を排除する。図１７は、これを向上階層の空間階層符号化に適用したところを図示したものである。すなわち、図１７に図示したように、Ｐフィールドピクチャーでレフトフィールドピクチャー１７０３は、基本階層のピクチャー１７０４、１７０５及び向上階層のレフトフィールドピクチャー１７０１は参照するが、ライトフィールドピクチャー１７０２は参照しない。また、Ｐフィールドピクチャーでライトフィールドピクチャー１７１２は、基本階層のピクチャー１７０４、１７０５及びライトフィールドピクチャー１７０２は参照するが、レフトフィールドピクチャー１７０１は参照しない。したがって、例えば、ライトフィールドピクチャー１７０２が属するライトフィールドピクチャーチャンネルにエラーが発生する場合には、レフトフィールドまでエラーが伝播されることを防止できる。
【００７６】
図１８は、本発明の一実施形態による映像符号化器の向上階層の両方向参照フィールドピクチャーの参照フレームを示す図である。
【００７７】
向上階層のレフトフィールドのＢフィールドピクチャー１８０３は、基本階層で同じ時間に符号化及び復号化されるフレーム１８０８、または最も最近に符号化及び復号化されたフレーム１８０７、１８０９、向上階層で最も最近に符号化及び復号化されたピクチャー１８０１、１８０５のうち２つを選択して参照する。しかし、Ｂフィールドピクチャー１８０３は、ライトフィールドピクチャー１８０２、１８０６を参照していない。これは、向上階層のライトフィールドでＢフィールドピクチャー１８０４の場合にも同一に適用される。
【００７８】
Ｂフィールドピクチャーでもレフトフィールドとライトフィールドは、参照するフレームの損失時にエラーの拡散を防止するために、相互参照を排除するのである。したがって、Ｐフィールドピクチャーと同じ方式で、ライトフィールドはライトフィールド同士で参照させ、レフトフィールドはレフトフィールド同士で参照させる。ただし、このような方式は、チャンネルにエラーが多い場合に参照しないものであり、チャンネルにエラーの少ない場合であるか、ユーザがエラーを認識できないレベルのエラーのみを含んでいる場合、またはＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）などのチャンネルエラー修正コーディングを通じてエラーを低減する環境では、前記の参照規則の制約なしにレフトフィールド、ライトフィールド間の参照が可能である。これは、トップ／ボトムフィールド構造でも同一に適用される。
【００７９】
図１９Ａ乃至図１９Ｃは、本発明の一実施形態によるフィールド基盤エラー隠匿を示す図である。
【００８０】
トップフィールド及びボトムフィールドでのエラー隠匿は、既存に提示された多様な方法を使用できる。図１９Ａのように、ボトムフィールド１９０２が伝送時に損失１９０４された場合、正常に受信されたトップフィールド１９０１を通じてフィールド基盤エラー隠匿１９０５を行うことができる。図１９Ｂに示したように、損失されたボトムフィールド１９０２のピクセル１９０７に対しては、上下に隣接した正常に受信されたトップフィールド１９０１の二つのピクセル１９０６、１９０８の平均値を使用するか、動きベクトルの値を加重値として利用して該当ピクセル１９０７を復旧する。または、図１９Ｃに示したように、損失されるボトムフィールドのピクセル１９１５と隣接した正常に受信されたトップフィールドの上下ピクセル１９１０、１９１３と、このピクセル１９１５と左右に隣接したピクセル１９０９、１９１１、１９１２、１９１４との平均値、または動きベクトルを加重値として利用して、損失されたピクセル１９１５を復旧する。
【００８１】
本発明は、またコンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例には、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがあり、また、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態に具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散されて、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが保存されて実行されうる。
【００８２】
以上で、本発明の望ましい実施形態について図示して説明したが、本発明は、前述した特徴の望ましい実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せずに、当業者ならば多様な変形実施が可能であるということはいうまでもなく、このような変更は、請求範囲の範囲内にある。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、映像符号化及び復号化方法とその装置の関連技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】従来の空間階層符号化器を示すブロック図である。
【図２】従来の空間階層復号化器を示すブロック図である。
【図３】従来の空間階層符号化器のＧＯＰ構造を示す図である。
【図４】トップ／ボトムフィールド構成を示す図である。
【図５】従来の空間階層符号化器の向上階層がフィールド構造である場合、向上階層の前方向予測フィールドピクチャーの参照フレームを示す図である。
【図６】従来の空間階層符号化器の向上階層がフィールド構造である場合、向上階層の両方向予測フィールドピクチャーの参照フレームを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態によるレフト／ライトフィールド構成を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による映像符号化器を示すブロック図である。
【図９】本発明の他の実施形態による映像符号化器を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による映像復号化器を示すブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施形態による映像復号化器を示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態による映像符号化方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の他の実施形態による映像符号化方法を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態による映像復号化方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の他の実施形態による映像復号化方法を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態による映像符号化器のＧＯＰ構造を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態による映像符号化器の向上階層の前方向予測フィールドピクチャーの参照フレームを示す図である。
【図１８】本発明の一実施形態による映像符号化器の向上階層の両方向予測フィールドピクチャーの参照フレームを示す図である。
【図１９Ａ】本発明の一実施形態によるフィールド基盤エラー隠匿を示す図である。
【図１９Ｂ】本発明の一実施形態によるフィールド基盤エラー隠匿を示す図である。
【図１９Ｃ】本発明の一実施形態によるフィールド基盤エラー隠匿を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
８００    映像符号化器
８１０    符号化方法決定器
８２０    フレーム方式符号化器
８３０    トップ／ボトムフィールド方式符号化器
８４０    レフト／ライトフィールド方式符号化器
１０２０  符号化方法判別器
１０３０  フレーム方式復号化器
１０４０  トップ／ボトムフィールド方式復号化器
１０５０  レフト／ライトフィールド方式復号化器
１０６０  ディスプレイ部
【図１】
2007020187.tif 000003
【図２】
2007020187.tif 000004
【図３】
2007020187.tif 000005
【図４】
2007020187.tif 000006
【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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