(57)【要約】【課題】圧縮符号化した画像データを無線伝送する際に発生する伝送路誤りの復号画像への影響を小さく抑える画像伝送装置を提供する。【解決手段】入力される画像信号を符号化・圧縮し生成された圧縮画像データを生成し出力する画像符号化器１と、画像符号化器から出力された圧縮画像データに対し誤り訂正符号、インタリーブを含む伝送路符号化処理を行う伝送路符号化器２と、伝送路符号化処理された信号に対して、変調時の振幅及び位相を割り当てるマッピング部３と、マッピング部の出力信号から振幅位相変調信号を生成する直交変調器４を含む送信部を備えた画像伝送装置において、画像符号化器１は、圧縮画像データとしてＩ，Ｐ，Ｂピクチャを個別に時系列で生成すると共に、Ｉピクチャを構成するデータを、Ｐ，Ｂピクチャを構成するデータを割付けるビットよりも誤り率の低いビットに割付けるようにした。【選択図】図２
2012235210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像信号を符号化・圧縮し生成された圧縮画像データを生成し出力する画像符号化器と、
上記画像符号化器から出力された圧縮画像データに対し誤り訂正符号、インタリーブを含む伝送路符号化処理を行う伝送路符号化部と、
上記伝送路符号化処理された信号に対して、変調時の振幅及び位相を割り当てるマッピング部と、上記マッピング部の出力信号から振幅位相変調信号を生成する直交変調器を含む送信部を備えた画像伝送装置において、
上記画像符号化器は、上記圧縮画像データとしてＩ，Ｐ，Ｂピクチャを個別に時系列で生成すると共に、Ｉピクチャを構成するデータを、Ｐ，Ｂピクチャを構成するデータを割付けるビットよりも誤り率の低いビットに割付けるようにしたことを特徴とする画像伝送装置。
【請求項２】
上記伝送路符号化部は、上記Ｉピクチャと上記Ｐ，Ｂピクチャに対し、上記伝送路符号化処理を別々に行うことを特徴とする請求項１記載の画像伝送装置。
【請求項３】
上記伝送路符号化部は、上記伝送路符号化処理として、上記Ｉピクチャに対しレート変換を行い、上記Ｐ，Ｂピクチャに対しシリアル変換と畳み込み符号化処理を行うことを特徴とする請求項２記載の画像伝送装置。
【請求項４】
上記直交変調器は、直交位相振幅変調方式として８ＰＳＫを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の画像伝送装置。
【請求項５】
上記請求項１乃至４のいずれか一つに記載の画像伝送装置で得られた振幅位相変調信号を入力し復調を行う直交復調器と、
上記復調した信号のマッピングを解除するマッピング解除部と、
上記伝送路符号化処理された信号を元に戻し誤り補正を行う伝送路復号器と、
上記伝送路復号器から出力されたＩ，Ｐ，Ｂピクチャを入力し動画像を出力する画像復号器を備えた受信部
を含むことを特徴とする画像伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮符号化した画像データを無線伝送する画像伝送装置及び画像伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像データの無線伝送は様々な用途で用いられているが、伝送路で発生する誤りにより画像がフリーズするなど、伝送路誤りの復号画像への影響は大きく、それを回避するために送信電力を大きくしたり、受信アンテナの利得を大きくするなどの伝送性能の向上が行われている。また強力な誤り訂正を用いるなど信号処理技術を有効に用いたシステムが存在する。伝送性能の向上には消費電力の増加、装置の大型化など装置実現に向けた課題も多く、信号処理技術の適用も同様である。このように画像伝送システムにおける伝送路誤りの影響を小さく抑えることはシステムの安定動作、低コスト化、低消費電力化などの多くのメリットが考えられる。
【０００３】
特許文献１においては、無線伝送路にて発生する誤りが一般的に時間に依存しないランダム誤りであるのに対し、畳み込み符号と最尤復号を用いた誤り訂正方式ではバースト状のエラーとなることと、符号化画像が一般的にバーストエラーに対してはランダムエラーと比較し強い誤り耐性を持つことを利用し、伝送路誤りの影響を小さくする画像伝送システムが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０４４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように圧縮符号化した画像データを無線伝送する画像伝送システムにおいては、画像伝送における伝送路誤りは復号画像に大きく影響を与えることから、極力その影響を受けない画像伝送装置の導入が望まれている。
【０００６】
この発明は上記のような問題点解決するためになされたものであり、圧縮符号化した画像データを無線伝送する際に発生する伝送路誤りの復号画像への影響を小さく抑える画像伝送装置及び画像伝送システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、入力される画像信号を符号化・圧縮し生成された圧縮画像データを生成し出力する画像符号化器と、上記画像符号化器から出力された圧縮画像データに対し誤り訂正符号、インタリーブを含む伝送路符号化処理を行う伝送路符号化部と、上記伝送路符号化処理された信号に対して、変調時の振幅及び位相を割り当てるマッピング部と、上記マッピング部の出力信号から振幅位相変調信号を生成する直交変調器を含む送信部を備えた画像伝送装置において、上記画像符号化器は、上記圧縮画像データとしてＩ，Ｐ，Ｂピクチャを個別に時系列で生成すると共に、Ｉピクチャを構成するデータを、Ｐ，Ｂピクチャを構成するデータを割付けるビットよりも誤り率の低いビットに割付けるようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像データの無線伝送において発生する伝送路誤りの影響が低い画像伝送装置及び画像伝送システムを構築することができ、それにより無線伝送部分の小型化、軽量化、低消費電力化などを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像伝送システムのブロック構成図である。
【図２】実施の形態１における画像符号化器の概念を説明する図である。
【図３】実施の形態１における画像符号化器のブロック構成図である。
【図４】実施の形態１における伝送路符号化器、マッピング部のブロック構成図である。
【図５】実施の形態１におけるマッピングと変調信号の関係を示す図である。
【図６】従来の画像伝送システムにおける画像符号化器の概念を説明する図である
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る画像伝送システムを示すブロック構成図である。
本実施の形態１の画像伝送システムは、画像符号化器１、伝送路符号化器２、マッピング部３、及び直交変調器４で構成される送信部と、高周波部および中継装置、無線伝送区間からなる伝送路５と、直交復調器６、マッピング解除部７、伝送路復号器８、及び画像復号器９で構成される受信部とで構成される。
【００１１】
上記画像伝送システムの送信部において、画像符号化器１は入力される画像信号をＭＰＥＧ−２ビデオやＨ．２６４／ＡＶＣ等の順向予測や双方向予測を行うことができる画像符号化方式により、符号化・圧縮しＩ，Ｐ，Ｂピクチャの圧縮画像データを生成し出力する。伝送路符号化器２は伝送路で発生する伝送路誤りの影響を抑えるための誤り訂正符号、インターリーブなどの伝送路符号化処理を行う。マッピング部３は符号化されたデータを変調するための変換を行う。直交変調器４は位相及び振幅変調を行う。
【００１２】
画像符号化器１は図３に示すように構成されている。画像符号化器１は入力される画像信号を前処理部１１に入力し、表示ピクチャの順番を符号化ピクチャの順番に並べ替えを行いブロック単位に分割される。前処理部１１からの画像信号はＤＣＴ、量子化部１２にて直交変換および量子化を行い、エントロピー符号化部１５にて量子化された画像信号に対し情報源符号化を行う。
また、ＤＣＴ、量子化部１１の出力データは逆量子化、逆ＤＣＴ部１３により画像信号が復号されフレーム間予測、動き補償部１４にて符号化ピクチャに対する参照ピクチャとの動きの量（動きベクトル）の探索を行い、本情報をもとに前処理部１１からの画像信号との差分信号を算出し、前記ＤＣＴ、量子化部１２へと入力する。
なお、フレーム間予測、動き補償部１４の出力と、ＤＣＴ、量子化部１２の出力との和が逆量子化、逆ＤＣＴ部１３に入力される。
【００１３】
さらに、前記エントロピー符号化部１５からの圧縮画像データは符号化ピクチャの順に則り送信バッファ１６へ入力され、従来の画像符号化器では、伝送路符号化器へと符号化されたピクチャの順序で順番に出力されるが、本発明における画像符号化器１では送信バッファ１６へ入力され、蓄積された圧縮画像データＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャはピクチャ単位にそれぞれのバッファ、Ｉピクチャバッファ１７ａ、Ｐピクチャバッファ１７ｂ、Ｂピクチャバッファ１７ｃへと入力され、出力制御部１７により送信バッファから入力されたタイミングに則りそれぞれのバッファより伝送路符号化器２へと出力される。
【００１４】
ここで、上記Ｉピクチャは、１フレーム内で符号化されるフレーム内符号化画像であり、Ｐピクチャは、１枚のフレームを複数のブロックに分割して各ブロックに対して別の片方向のフレームから予測される予測符号化画像であり、Ｂピクチャは、１枚のフレームを複数のブロックに分割して各ブロックに対して別の双方向のフレームを参照して予測される予測符号化画像である。  
【００１５】
上記画像伝送システムの受信部において、直交復調器６は変調された信号から符号化データを再生するものであり、マッピング解除部７は復調された符号化データを変換するものである。伝送路復号器８は、誤り訂正やインターリーブの解除を行い圧縮画像データを生成する。画像復号器９は入力されるＩ，Ｐ，Ｂピクチャの圧縮画像データを画像信号に戻す画像復号処理を行う。
【００１６】
ここで、図２示すように、画像符号化器１は、入力される画像信号をフレーム間予測のため入力ピクチャの順序を符号化順序に並び替えられ、Ｉピクチャはフレーム内符号化、Ｐ、Ｂピクチャはフレーム間の予測を行い、量子化、エントロピー符号化後にＩピクチャ、Ｐピクチャ、そしてＢピクチャをそれぞれ個別の系列で伝送路符号化器２へ出力される。
符号化・圧縮し、圧縮画像データとしてＩ，Ｐ，Ｂピクチャをそれぞれ個別に時系列で生成すると共に、Ｉピクチャを構成するデータを、Ｐ，Ｂピクチャを構成するデータを割り付けるビットよりも誤り率の低いビットに割り付ける。
なお、従来の画像伝送システムにおいては、画像符号化器は、図６に示すように、入力される画像信号を符号化・圧縮し圧縮画像データとしてＩ，Ｐ，Ｂピクチャの符号化されるピクチャの順序で時系列に生成され、伝送路符号化器２へシリアル伝送されている。
【００１７】
また、図４に示すように、画像符号化器1で生成された圧縮画像データを伝送路符号化器２では、Ｉピクチャに対してはレート変換部２ａによりレート変換処理して画像データａとしてマッピング部３に出力すると共に、Ｐ，Ｂピクチャに対しては、シリアル変換部２ｂ、畳み込み符号化部２ｃを介してそれぞれ畳み込み符号化処理を行い、画像データｂ，ｃとしてマッピング部３に出力する。
【００１８】
更に、マッピング部３は、図５に示すように、画像データａ，ｂ，ｃを変調するための直交信号Ｉ，Ｑを出力する。
【００１９】
一方、高周波部および中継装置、無線区間からなる伝送路５から入力されたデータは直交復調器６にて、直交信号Ｉ、Ｑは復調され、マッピング解除部７により画像データａ’，ｂ’，ｃ’に復調され伝送路復号器８に入力する。
【００２０】
伝送路復号器８では、マッピング解除部７にて復調された画像データａ’，ｂ’，ｃ’に対してＩピクチャに対応する画像データａ’を伝送路復号器８内のレート逆変換部にてレート逆変換処理をしてＩピクチャの圧縮画像データとして、Ｐ，Ｂピクチャに対応する画像データｂ’，ｃ’は畳み込み復号部にてそれぞれ畳み込み復号処理を、パラレル変換部を介してＰ，Ｂピクチャの圧縮画像データとして、画像復号器９に出力する。
【００２１】
画像復号器９では、画像符号化器１とは反対の動作によりＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの圧縮画像データが個別に時系列で入力され、もとの符号化並び順に並び替えられて、画像復号処理が行われる。
【００２２】
上記のように構成された画像伝送システムにおいては、画像符号化器１は入力画像信号の時系列的な変化を処理し３種類のピクチャに分類し圧縮を行う。すなわちＩピクチャと呼ばれる単独で復号可能なピクチャと、Ｐピクチャと呼ばれる過去の映像を参照して圧縮されるピクチャ、更にはＢピクチャと呼ばれる過去と未来の映像を参照して圧縮されるピクチャの３種類である。これはＭＰＥＧ−２ビデオやＨ．２６４／ＡＶＣなどのフレーム間予測を用いる一般的な画像高効率符号化方式で用いられる手法である。
ＰピクチャとＢピクチャは圧縮率が高いが、参照するためのピクチャが必要で、直近のＩピクチャが無いと伸長されないピクチャである。すなわち無線伝送においてはＩピクチャに対する伝送路上の誤りを少なくすることで他のピクチャへの影響を抑えることが出来る。Ｉピクチャに誤りがあると前後のＰピクチャ、Ｂピクチャが正常でも画像エラーが発生してしまうのに対し、Ｉピクチャが正しく伝送されていれば、その後のＰピクチャ、Ｂピクチャで発生する誤りの影響は限られる。
【００２３】
一方無線伝送で用いられる直交位相振幅変調方式では伝送される信号の位相と振幅の組合せによってその誤り率が異なる。例えば、４種類の位相状態にてデータ伝送を行うＱＰＳＫでは各状態での誤り率とデータの関係に差異が無いことから、どの状態で伝送されたデータも同一の誤り率を示す。しかし３ビットのデータに８種類の位相状態を割り当てる８ＰＳＫではマッピング方式を工夫することで３ビットの誤り率に差が生じる。
この特性を生かし、Ｉピクチャを構成するデータは誤り率の低いビットに割付け、Ｐピクチャ、Ｂピクチャのデータは誤り率の高いビットに割り付けることで、よりＩピクチャに発生する誤りを抑えることができる。これにより伝送路誤りが復号画像に与える影響を小さく抑えることができる。
【００２４】
なお、伝送されるデータに含まれているプログラムとそのプログラムを構成している圧縮画像データや圧縮音声データなどのプログラムの要素との関係を表すテーブル情報セクションと呼ばれるＰＳＩ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）や画像再生クロックを生成するためのＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｃｌｏｃｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）等については、Ｉピクチャと同様に誤り率の低いビットに割り付けることにより画像伝送に必要な情報への伝送路誤りの影響を抑えることが出来る。
【００２５】
以上のように本発明は、入力される画像信号を符号化・圧縮し生成された圧縮画像データを生成し出力する画像符号化器と、上記画像符号化器から出力された圧縮画像データに対し誤り訂正符号、インタリーブを含む伝送路符号化処理を行う伝送路符号化部と、上記伝送路符号化処理された信号に対して、変調時の振幅及び位相を割り当てるマッピング部と、上記マッピング部の出力信号から振幅位相変調信号を生成する直交変調器を含む送信部を備えた画像伝送装置において、上記画像符号化器は、上記圧縮画像データとしてＩ，Ｐ，Ｂピクチャを個別に時系列で生成すると共に、Ｉピクチャを構成するデータを、Ｐ，Ｂピクチャを構成するデータを割付けるビットよりも誤り率の低いビットに割付けるようにしたもので、画像データの無線伝送において発生する伝送路誤りの影響が低い画像伝送システムを構築することができ、それにより無線伝送部分の小型化、軽量化、低消費電力化などを図ることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  画像符号化器
２  伝送路符号化器
２ａ  レート変換部、２ｂ  シリアル変換部、２ｃ  畳み込み符号化部
３  マッピング部
４  直交変調器
５  伝送路
６  直交復調器
７  マッピング解除部
８  伝送路復号器
９  画像復号器
【図１】
2012235210.tif 000003
【図２】
2012235210.tif 000004
【図３】
2012235210.tif 000005
【図４】
2012235210.tif 000006
【図５】
2012235210.tif 000007
【図６】
2012235210.tif 000008