(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知のエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスを含むソース符号化データストリーム（１０６）を、チャネル符号化して冗長情報を添加することにより、チャネル符号化データストリーム（１０８）が形成されており、該チャネル符号化データストリームを伝送する際の障害によって、障害を有するチャネル符号化データストリーム（１１１）が生じている、
データストリームのチャネル復号化方法において、
前記障害を有するチャネル符号化データストリームをチャネル復号化して第１のチャネル復号化データストリーム（１１３）を形成し、
該第１のチャネル復号化データストリームを、前記既知のエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスに相関させ、
前記相関から前記第１のチャネル復号化データストリーム内のエラーを含むソース符号化ビットシーケンスに関するエラー情報を求め、
該エラー情報を用いて、前記障害を有するチャネル符号化データストリームを、第２のチャネル復号化データストリーム（１１６）へチャネル復号化する
ことを特徴とするデータストリームのチャネル復号化方法。
【請求項２】
テスト画像の統計分析から得られたビット変化確率を用いて、前記エラー情報を求める、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記既知のエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスは前記ソース符号化データストリームの同期符号であり、該同期符号を用いて前記ソース符号化データストリーム内の所定の要素の位置が一義的に求められる、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記ソース符号化データストリーム内の所定の要素はディジタル画像の一部を表しており、
前記同期符号により
ａ）画像ブロックの開始部または終了部、
ｂ）マクロブロックの開始部または終了部、
ｃ）画像の開始部または終了部
のうち少なくとも１つの位置が表される、
請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記同期符号によりデータパケットの開始部または終了部が表される、請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記チャネル符号化を畳み込み符号により行う、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記チャネル符号化をパンクチャド畳み込み符号により行う、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記相関として、前記チャネル復号化データストリーム内のソース符号化ビットシーケンスと前記既知のエラーのないソース符号化ビットシーケンスとを比較し、該比較により、前記エラー情報として、設定された一致の度合を超える相関値を求める、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記ソース符号化データストリームはディジタル画像の一部を表しており、前記既知のエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスは先行のチャネル復号化データストリームにおけるエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスと一致する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ビデオ会議に使用する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
既知のエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスを含むソース符号化データストリーム（１０６）を、チャネル符号化して冗長情報を添加することにより、チャネル符号化データストリーム（１０８）が形成されており、該チャネル符号化データストリームを伝送する際の障害によって、障害を有するチャネル符号化データストリーム（１１１）が生じている、
データストリームのチャネル復号化装置において、
チャネル復号器（１１２）と該チャネル復号器に接続された算出ユニット（１１４）とが設けられており、
該算出ユニットは、
前記障害を有するチャネル符号化データストリームをチャネル復号化して第１のチャネル復号化データストリーム（１１３）を形成する手段と、
該第１のチャネル復号化データストリームを、前記既知のエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスに相関させる手段と、
前記相関から前記第１のチャネル復号化データストリーム内のエラーを含むソース符号化ビットシーケンスに関するエラー情報を求める手段と、
該エラー情報を用いて、前記障害を有するチャネル符号化データストリームを、第２のチャネル復号化データストリーム（１１６）へチャネル復号化する手段と
を有する
ことを特徴とするデータストリームのチャネル復号化装置。
【請求項１２】
ソース復号器（１１７）が設けられており、該ソース復号器は前記算出ユニットを含んでいる、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
既知のエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスを含むソース符号化データストリーム（１０６）を、チャネル符号化して冗長情報を添加することにより、チャネル符号化データストリーム（１０８）が形成されており、該チャネル符号化データストリームを伝送する際の障害によって障害を有するチャネル符号化データストリーム（１１１）が生じている、
データストリームをチャネル復号化するための、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体において、
コンピュータに、
前記障害を有するチャネル符号化データストリームをチャネル復号化して第１のチャネル復号化データストリーム（１１３）を形成するステップと、
該第１のチャネル復号化データストリームを、前記既知のエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスに相関させるステップと、
前記相関から前記第１のチャネル復号化データストリーム内のエラーを含むソース符号化ビットシーケンスに関するエラー情報を求めるステップと、
該エラー情報を用いて、前記障害を有するチャネル符号化データストリームを、第２のチャネル復号化データストリーム（１１６）へチャネル復号化するステップと
を実行させるプログラムを記憶している
ことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１４】
既知のエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスを含むソース符号化データストリーム（１０６）を、チャネル符号化して冗長情報を添加することにより、チャネル符号化データストリーム（１０８）が形成されており、該チャネル符号化データストリームを伝送する際の障害によって、障害を有するチャネル符号化データストリーム（１１１）が生じている、
データストリームをチャネル復号化するための、コンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、
前記障害を有するチャネル符号化データストリームをチャネル復号化して第１のチャネル復号化データストリーム（１１３）を形成するステップと、
該第１のチャネル復号化データストリームを、前記既知のエラーを含まないソース符号化ビットシーケンスに相関させるステップと、
前記相関から前記第１のチャネル復号化データストリーム内のエラーを含むソース符号化ビットシーケンスに関するエラー情報を求めるステップと、
該エラー情報を用いて、前記障害を有するチャネル符号化データストリームを、第２のチャネル復号化データストリーム（１１６）へチャネル復号化するステップと
を実行させる
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は有効データおよび冗長データを有するデータストリームのチャネル復号化方法、データストリームのチャネル復号化装置、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体およびコンピュータプログラムエレメントに関する。
【０００２】
この種の方法および装置は引用文献［１］から知られる。
【０００３】
チャネル符号化およびソース符号化を行うディジタルメッセージ伝送の図２のモデルは引用文献［１］から知られる方式に基づいている。
【０００４】
ディジタルメッセージ伝送のモデル２００にはソース２０１からソース情報２０２がソース符号器２０３へ供給され、ここでデータストリーム２０４が形成される。
【０００５】
データストリーム２０４はチャネル符号器２０５に供給され、この符号器でチャネル符号化されたデータストリーム２０６は変調器２０７へ供給される。ここでチャネル符号化されたデータストリーム２０６は設定された周波数を有する搬送信号に重畳され、変調信号２０８として物理チャネル２０９を介して復調器２１０を有する受信機へ供給される。物理チャネルは例えば無線コネクションまたは電話回線である。
【０００６】
物理チャネル２０９では変調信号２０８に障害（ノイズ）２１１が作用することにより、障害を有する変調信号２１２が生じる。
【０００７】
変調されたデータストリーム２１３はチャネル復号器２１４へ供給され、ここでチャネル復号化が行われてチャネル復号化データストリーム２１５が形成される。ソース復号器２１６ではチャネル復号化データストリーム２１５がさらに復号化され、出力データストリーム２１７としてシンク２１８へ供給される。
【０００８】
ソース符号化とは伝送すべきデータを圧縮する符号化を意味する。すなわちこれは伝送すべきデータのうち過剰な冗長部分を消去する符号化である。
【０００９】
本発明においては、チャネル符号化とはデータストリームを冗長データの添加により符号化する手法を意味する。これによりソースからシンクへデータストリームを最小数のエラーで伝送することができる。したがってチャネル符号化法では本来の有効データに送信側で制御された冗長性が添加され、伝送の際に物理チャネル２０９を介して生じたエラーが受信側で識別され補正される。
【００１０】
チャネル符号化の幾つかの手法の基礎となる原理は予測誤差補正の原理である。つまりここでは受信側で求められた誤差が直接に補正される。予測誤差補正プロセスの例として、ブロック符号、畳み込み符号、パンクチャド畳み込み符号、またはチェーン符号などを使用する手法が挙げられる。予測誤差補正プロセスではチャネル符号化は受信されたデータストリームのみにおいて、つまり返送チャネルを介した反復要求なしに行われる。
【００１１】
チャネル符号化に代わる手法として、自動再送要求ＡＲＱのプロセスが挙げられる。この手法は誤差を受信側で識別し、再送によって伝送誤差を補正する手法である。
【００１２】
予測誤差プロセスとＡＲＱとの組み合わせはハイブリッドＡＲＱプロセスと称され、引用文献［２］に記載されている。この手法では送信側で有効データをまず誤差識別符号により符号化する。続いてこの有効データを添加された冗長部分とともに誤差補正符号により符号化する。受信側ではまず誤差補正符号が復号化される（予測誤差補正）。続いて誤差識別符号を用いて復号化されたデータストリームにまだ残留誤差が存在しているか否かが検査される。残っている場合には返送チャネルを介したデータの反復が要求される（再送要求）。このハイブリッドＡＲＱプロセスの利点はほぼエラーのない伝送が達成されることであるが、その代わりエラーのない完全なデータを伝送するのにきわめて大きな遅延を甘受しなければならず、存在する帯域幅も反復伝送のために充分には活用できないことが欠点である。
【００１３】
チャネル符号化法の欠点は、多数の冗長データを有効データに添加しなければならず、このために使用可能な有効データレートが著しく低減されてしまうことである。
【００１４】
特にビデオデータの伝送時には高い有効データレートが必要となる。
【００１５】
ＡＲＱ法では、有効データの確実な伝送は行えるものの、送信機を介した有効データの反復伝送のために完全なデータを受信する場合の遅延量がきわめて大きくなってしまうことである。こうした手法は特にリアルタイムアプリケーションには適していない。
【００１６】
このため特にビデオデータの伝送時には予測誤差補正の原理に基づく比較的簡単なチャネル符号化法のみが用いられる。これは例えば軟判定ビタビ復号器を用いた畳み込み符号化である。これにより例えばひどい障害を有する物理チャネルではチャネル復号器へ向かう高い残余エラーレートが生じ、復号画像の画像品質も著しく損なわれる。
【００１７】
引用文献［３］からは有効データを２回連続してチャネル符号化し、物理チャネルを介した伝送後に順次にチャネル復号化を行うことが知られる（連続チェーン符号化）。連続チェーン符号化では有効データはエラー補正符号（外部符号）により符号化される。ここから得られたデータが第２の符号（内部符号）により符号化される。伝送後、まず内部符号がチャネル復号化され、次に外部符号がチャネル復号化される。
【００１８】
連続チェーン符号化の際に、復号器により情報を交換し、復号化を反復的に行うことが知られている（引用文献［６］を参照）。反復性の復号化では外部のチャネル復号器から復号化されたデータストリームをソース復号器へ直ちには転送せず、まずサブ情報を内部符号に対するチャネル復号器へ戻す。このチャネル復号器は内部符号の新たな復号化で得られるデータストリームが外部のチャネル復号器へ転送され、この外部のチャネル復号器が同様に再度外部符号を復号化する。この手法を反復することができる（反復復号化）。
【００１９】
この手法の欠点は２重のチャネル符号化を行うことにより、さらに多数の冗長データが必要となり、物理チャネルを介したデータ伝送時に使用可能な有効データレートが低くなってしまうことである。
【００２０】
引用文献［４］からは、データストリーム内でソース符号化の際に同期符号が設けられるビデオ符号化法が知られる。この同期符号によりデータストリーム要素のそれぞれの設定位置はディジタル画像の所定部分内に記述される。
【００２１】
このように例えば同期符号はａ）画像ブロックの開始部または終了部、ｂ）マクロブロックの開始部または終了部、ｃ）画像の開始部または終了部のうち少なくとも１つの位置を表すのに用いられる。
【００２２】
さらに同期符号は通常データパケットの開始部または終了部を表示するのに用いられ、これにより伝送すべきソース符号化データが伝送される。
【００２３】
このようにしてソース復号化の際にビットシーケンスを受信データストリーム内で求められた同期符号に基づいて一義的にデータストリーム内の位置に割り当てることができる。換言すれば、これは同期符号によりデータストリーム内のデータストリーム要素の位置が求められることを意味する。
【００２４】
さらに引用文献［５］からはデータストリーム内の同期符号を検出する手法が知られる。
【００２５】
本発明の基礎とする課題は、周知の手法に対して僅かな量の冗長データのみで予測誤差の補正が可能となり、従来のチャネル復号化プロセスよりもエラー識別能の改善されるデータストリームのチャネル復号化方法を提供することである。
【００２６】
この課題は本発明の独立請求項に記載の特徴を有するチャネル復号化方法、チャネル復号化装置、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体およびコンピュータプログラムエレメントにより解決される。
【００２７】
本発明の有効データおよび冗長データを有するデータストリームのチャネル復号化方法では、データストリームはエラーを含む少なくとも１つのソース符号化ビットシーケンスを有しており、このビットシーケンスはデータストリーム内の所定の位置をマーキングしており、エラーのない相応のソース符号化ビットシーケンスは既知のビットシーケンスである。ここでデータストリームはまずチャネル復号化され、次のステップでエラーを含むソース符号化ビットシーケンスがチャネル復号化されたデータストリームから求められる。求められたソース符号化ビットシーケンスを考慮してデータストリームに対して新たなチャネル復号化が行われる。
【００２８】
エラーを含むソース符号化ビットシーケンスをチャネル復号化されたデータストリームから求めることにより同期符号の位置と高い確率で正しいと見なされるビットシーケンスとが求められているので、受信側では正しく復号化されたビットシーケンスに関する付加情報が得られる。この付加情報は次にデータストリームを新たにチャネル復号化する際にエラー識別能またはエラー補正能の改善のために用いられる。
【００２９】
有効データおよび冗長データを有するデータストリームのチャネル復号化装置では、データストリームはエラーを含む少なくとも１つのソース符号化ビットシーケンスを有しており、このビットシーケンスはデータストリーム内の所定の位置をマーキングしており、エラーのない相応のソース符号化ビットシーケンスは既知のビットシーケンスである。この装置にはプロセッサが設けられており、このプロセッサはデータストリームをチャネル復号化するステップと、エラーを含むソース符号化ビットシーケンスをチャネル復号化されたデータストリームから求めるステップと、求められたソース符号化ビットシーケンスを考慮してデータストリームを新たにチャネル復号化するステップとを行うように構成されている。
【００３０】
求めるべき１つまたは複数のソース符号化ビットシーケンスはその時点での復号化ステップで求められたソース符号化ビットシーケンスおよび／または時間的に先行する復号化ステップで求められたソース符号化ビットシーケンスである。後者のビットシーケンスは連続する画像間の統計的相関に利用される。
【００３１】
さらにデータストリームのチャネル復号化用のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体が提供される。データストリームはエラーを含む少なくとも１つのソース符号化ビットシーケンスを有しており、このビットシーケンスはデータストリーム内の所定の位置を表しており、エラーのない相応のソース符号化ビットシーケンスは既知のビットシーケンスである。コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムがプロセッサによって実行される際に、データストリームをチャネル復号化するステップと、エラーを含むソース符号化ビットシーケンスをチャネル復号化されたデータストリームから求めるステップと、求められたソース符号化ビットシーケンスを考慮してデータストリームを新たにチャネル復号化するステップとが行われる。
【００３２】
有効データおよび冗長データを有するデータストリームをチャネル復号化するためのコンピュータプログラムエレメントがプロセッサにより実行される。データストリームはエラーを含む少なくとも１つのソース符号化ビットシーケンスを有しており、このビットシーケンスはデータストリーム内の所定の位置をマーキングしており、エラーのない相応のソース符号化ビットシーケンスは既知のビットシーケンスである。コンピュータプログラムエレメントがプロセッサにより実行される際に、データストリームをチャネル復号化するステップと、エラーを含むソース符号化ビットシーケンスをチャネル復号化されたデータストリームから求めるステップと、求められたソース符号化ビットシーケンスを考慮してデータストリームを新たにチャネル復号化するステップとが行われる。
【００３３】
さらにデータストリームはエラーを含む少なくとも１つのソース符号化ビットシーケンスを有しており、このビットシーケンスはデータストリーム内の所定の位置をマーキングしており、エラーのない相応のソース符号化ビットシーケンスは既知のビットシーケンスである有効データおよび冗長データを有するデータストリームのチャネル復号化装置において、データストリームをチャネル復号化するチャネル復号器と、エラーを含むソース符号化ビットシーケンスをチャネル復号化されたデータストリームから求める算出ユニットとが設けられており、この算出ユニットはチャネル復号器に接続されており、チャネル復号器にエラーを含むソース符号化ビットシーケンスに関する情報が供給される。
【００３４】
本発明の有利な実施形態は従属請求項から得られる。
【００３５】
以下に説明する本発明の有利な実施形態は方法、装置、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体またはコンピュータプログラムエレメントのいずれの形態でも実現可能である。
【００３６】
本発明の１つの実施形態では、エラーを含むソース符号化ビットシーケンスを求める際に当該のビットシーケンスの各ビット値が所定の値を有する確率を求める。これによりいわゆる軟判定復号においてチャネル復号器がきわめて正確な各ビット値に関する情報を得ることができ、チャネル復号器に供給される情報、すなわちエラーを含むソース符号化ビットシーケンスに関する情報がどの程度確実であるかをきわめて良好に評価することができる。これによりデータストリームの新たなチャネル復号化の際のエラー識別能またはエラー補正能がさらに改善される。
【００３７】
既知のビットシーケンスはデータストリームのデータストリーム要素の同期符号であり、この符号はデータストリーム内の所定のエレメントの位置を求めるために用いられる。
【００３８】
例えばデータストリーム要素はディジタル画像の一部を表しており、同期符号によりａ）画像ブロックの開始部または終了部、ｂ）マクロブロックの開始部または終了部、ｃ）画像の開始部または終了部のうち少なくとも１つの位置を表している。
【００３９】
データパケットを有効データの伝送に使用する場合、同期符号によりデータパケットの開始部または終了部が表される。これは例えば第１のバイナリ値を有する所定数のビットと第２のバイナリ値を有する２つのビットとにより定められる（第１のバイナリ値は論理“０”、第２のバイナリ値は論理“１”に設定されている）。
【００４０】
このようにしてソース復号化を行う際に得られた情報を使用して個々の画素または一般的なデータストリームを同期し、エラーを識別したり、識別されたエラーとデータストリーム内のその位置とをチャネル復号器へ伝達したりすることができる。これにより新たなチャネル復号化の際にエラー識別能またはエラー補正能をさらに改善することができる。
【００４１】
本発明の別の実施形態では、チャネル符号化は畳み込み符号により行われる。これは例えば引用文献［１］に記載されているようなパンクチャド畳み込み符号により行われる。
【００４２】
パンクチャド畳み込み符号の復号化方法では、求められた付加的な復号化情報をきわめて良好に処理してエラー識別能を大幅に改善することができる。
【００４３】
エラーを含むソース符号化ビットシーケンスとエラーのない既知のソース符号化ビットシーケンスとの比較が例えば簡単な相関プロセスを用いて行われ、これにより既知のビットシーケンスが求められる。相関プロセスでは受信データストリーム内の所定のビットパターンがサーチされ、当該のビットパターンが充分に確実に検出された場合に、検出されたビットパターンがエラーを含むソース符号化ビットシーケンスであると見なされる。最も簡単な相関プロセスはエラーのない既知のソース符号化ビットシーケンスとチャネル復号化されたデータストリーム内のビットとの１：１の比較である。ただし基本的には引用文献［５］に記載されているような既知のプロセスの同期化を使用することができる。
【００４４】
また所定の先行の復号化画像または典型的な画像シーケンスの統計分析により求められた付加的な情報を使用して、新たなチャネル復号化の際にエラー識別能を改善することができる。
【００４５】
例えば先行の復号化画像（ビデオ会議中のビデオ画像など）での統計分析を行い、ここから得られたアプリオリ情報、例えば所定のビット変化確率に基づいて、その時点での画像ブロックとこれに空間的に一致する時間的に先行する画像ブロックとの統計的関係を比較し、高い確率で一致領域を求めることができる。統計分析によれば、例えばきわめて小さなビット変化確率に基づいて、動きのない画像背景の領域のビットは先行の画像の同じ領域のビットとほとんど変化がないはずであるので、ここでのビットエラーは物理チャネル内の障害に基づいて発生したものと見なすことができる。このことはチャネル復号器に対して付加情報として通知され、これによりチャネル復号器は新たなチャネル復号化の際にこれを使用してエラー識別能またはエラー補正能を改善することができる。
【００４６】
したがって本発明は特にビデオ会議での適用に適する。なぜならビデオ会議では僅かな量のオブジェクトにしか動きがなく、背景の大部分の領域は変化せずにとどまるからである。これにより主として連続する画像の一致する画像領域では各ビットがきわめて類似した構造を有しており、上述の統計プロセスの際にもきわめて良好な結果が得られる。
【００４７】
相応の分析プロセスはもちろん均等な動きの多い個々の画像オブジェクト、例えばオブジェクトの胴体部または頭部などにも適用できる。
【００４８】
例えば同期符号に関する情報はソース復号化の際に簡単に得られるので、有利にはエラーを含むソース符号化ビットシーケンスがソース復号化の際に求められ、この情報が続いてデータストリームの新たなチャネル復号化を行うチャネル復号器へ供給される。このようにソース復号器の構造の変更は最小限で良いので、きわめて簡単かつ低コストにチャネル復号化を実現できる。
【００４９】
本発明の実施例を図示し、以下に詳細に説明する。
【００５０】
図１には第１の実施例の一連のビデオ画像のソース符号化／チャネル符号化およびチャネル復号化／ソース復号化を行う装置の概略図が示されている。図２にはディジタルメッセージ伝送のためのモデルの概略図が示されている。図３のＡ〜Ｄには別の実施例によるデータパケットの開始部または終了部の各同期符号を有するデータエレメントの構造が示されている。図４にはビデオ画像中の個々のビットと先行のビデオ画像との依存関係の統計分析を表す複数のテスト画像と、テスト画像の統計分析から得られたビデオ画像のビット変化確率のマトリクスとに基づく概略図が示されている。
【００５１】
第１の実施例
図１にはカメラ１０１を備えたビデオ通信システム１００が示されており、このカメラによりビデオ通信システム１００のユーザ１０２の画像が記録される。カメラ１０１は接続線路１０３を介してソース符号器１０４へ接続されている。ソース符号器１０４ではカメラで記録されたディジタルビデオ画像（ソースデータ１０５）がＭＰＥＧ２規格にしたがってソース符号化される。
【００５２】
ＭＰＥＧ２規格に準拠して形成されたソース符号化データストリーム１０６にはマクロブロックに対する第１の同期符号３０１が含まれており、この同期符号によりビデオ画像のマクロブロックの開始部が一義的にマーキングされる。ＭＰＥＧ２規格によれば同期符号３０１の後方にデータパケットのビットシーケンスが有効データ３０２として含まれており、これがマクロブロックの内容、つまり例えばマクロブロックに含まれる画像ブロックの個々の画素の輝度情報を表している。第２の同期符号３０３によりマクロブロックのデータパケット３００に対してこのデータパケット３００の終了部がマーキングされる。マクロブロックの第１の同期符号３０１および第２の同期符号３０３は一義的に設定されたビットシーケンスであり、当該の実施例では、論理バイナリ値“１”を有する所定数のビットと論理バイナリ値“０”を有する２つのビットで定められている（図３のＡを参照）。
【００５３】
ソース符号化されたデータストリーム１０６はチャネル符号器１０７に供給される。チャネル符号器はこの実施例では畳み込み符号器であり、引用文献［２］に記載された手法ではソース符号化データストリーム１０６はチャネル符号化され、チャネル符号化データストリーム１０８となる。
【００５４】
チャネル符号化データストリーム１０８は（図示していない）変調が行われた後、物理チャネル１０９すなわち無線コネクションまたは電話回線を介して受信機へ伝送される。
【００５５】
伝送中、物理チャネル１０９上のノイズにより障害１１０が発生する。ここで生じた障害を有するチャネル符号化データストリーム１１１は受信機で受信され、復調が行われた後にチャネル復号器１１２へ供給される。
【００５６】
チャネル符号化により、図３のＢに示されているように、データパケット３００に冗長情報３０４が添加される。これにより物理チャネル１０９を介した伝送中の障害１１０によって起こるエラーがチャネル符号化の際に識別される。
【００５７】
引用文献［２］から知られる手法によれば、チャネル復号器１１２は障害を有するチャネル符号化データストリーム１１１のチャネル符号化を行う。このチャネル符号化によって形成されるチャネル符号化データストリーム１１３は算出ユニット１１４へ供給される。
【００５８】
算出ユニットでは相関プロセスを用いて同期符号によりチャネル符号化データストリーム内で一義的に設定されたビットシーケンスが求められる。
【００５９】
図３のＣに示されているように、第１の実施例の別のバリエーションでは、第２のビット３０５の第１の同期符号３０１が相関プロセスに基づいて引用文献［５］に記載されているごとく大きな確率で識別されたものと見なされる。これによりエラーを含むソース符号化されたビットシーケンスの相応の領域が第１の同期符号３０１に相応する。
【００６０】
エラーのない第１の同期符号３０１によって表されるビットシーケンスが受信機に既知となっているので、当該の実施例によれば、第１の同期符号３０１のエラーを含む第２のビット３０５が識別され補正される。相応の情報はフィードバックループ１１５のチャネル符号器１１２へ供給される。
【００６１】
チャネル符号器１１２はデータストリームを再度、ただし今回は算出ユニット１１４で形成された付加情報、すなわち相応のマクロブロックの第１の同期符号３０１の第２のビットに関する情報により符号化する。
【００６２】
当該の実施例は小規模のケースのみを問題としているが、本発明は相応に長い同期符号を用いるケースまたは相応に種々の相関プロセスを用いるケースにおいても、複数のビットエラーを高い確率で識別し、この情報をチャネル符号器１１２へ供給することができる。このチャネル復号器はデータストリームの第２のチャネル復号化の際に使用され、これによりエラー識別能またはエラー補正能の改善が達成される。
【００６３】
第２のチャネル復号化により形成された第２のチャネル復号化データストリームはソース復号器１１７へ供給され、ＭＰＥＧ２プロセスにしたがって受信データストリーム１１６のソース復号化が行われる。
【００６４】
ソース復号器１１７により再構成されたビデオ画像１１８は画面１１９上でビデオ通信システム１００のユーザに表示される。
【００６５】
図３のＤに示されているように、チャネル復号器１１２による第２のチャネル復号化の際に第１の同期符号３０１の第２のビット３０５は再び第１の論理バイナリ値の補正値“１”へセットされる。このため第１の同期符号３０１の正しい復号化が本発明の方法により達成される。
【００６６】
第２の実施例
第２の実施例によれば、一連のテストビデオ画像４０１〜４０５（図４を参照）に対する本来のチャネル復号化より前に画像コンテンツの統計分析が行われる。
【００６７】
テスト画像４０１〜４０５からわかるように、ビデオ通信システムのユーザが各画像内に画像オブジェクト４０６として含まれている。さらに画像の背景４０７も各ビデオ画像に含まれている。テスト画像４０１〜４０５に対して画像の個々のビットの変化についての統計分析が個々のビデオ画像間で行われる（これは矢印４０８で表されている）。
【００６８】
各ビデオ画像は一連のビットを１０２４×７６８画素の分解能で有しており、さらに輝度情報として各画素は８Ｂｉｔで符号化されるので、ここから１ビデオ画像当たり６２９１４５６Ｂｉｔが生じる。
【００６９】
テスト画像の分析により、個々のビット変化確率４１０を記憶したテストマトリクス４０９が得られる。ここではビット変化確率４１０によりどれだけの確率で連続する２つのビデオ画像のビットストリーム内の所定のビットが論理値を変化させているかが表される。この実施例ではテストマトリクス４０９には６２９１４５６個のビット変化確率４１０が生じる。
【００７０】
第２の実施例によれば、ビデオ会議における時間的に連続する画像をテストマトリクスを用いて算出ユニット１１４でセマンティクス分析することにより、エラーを含むビットシーケンスとエラーのないビットシーケンスとが一致する確率が求められる。
【００７１】
引用文献［５］に記載されている手法によれば、チャネル復号化されたビデオデータストリームの同期マークが求められる。この情報は前述の場合と同様に新たなチャネル復号化の際にアプリオリ情報として使用される。
【００７２】
したがって連続するビデオ画像ブロックのビットシーケンス間の依存関係は先行して受信された復号画像を統計分析することにより求められる。これによりデータストリーム内の所定のビットシーケンスに対する確率が表される。
【００７３】
これは引用文献［５］から知られるプロセスによれば、ビットストリームの各部分について、これが時間的に後続する画像で発生するか否かに関するアプリオリ情報が得られることを意味する。
【００７４】
アプリオリ情報として例えばビット変化確率が使用される。このために付加的に典型的な画像材料、例えばビデオ会議中の一連の画像のテストシーケンスに対し、時間的に連続する画像の画像ブロックのデータストリームのそれぞれのビットがどれだけの頻度で変化したかが分析される。
【００７５】
これは当該の実施例によれば、符号化ビデオデータストリームの既知の構造がビット変化確率を求めるのに利用されることにより行われる。既知の構造に基づいて例えば求められた画像領域とブロックグループＧＯＢでの符号化ビデオデータストリームのビットグループとのあいだの関係が形成される。こうしたビットグループを領域と称することもある。
【００７６】
続いて当該の符号化ビデオデータストリーム（ビットストリーム）について、１つの画像から次の画像への同じ領域の内部でどのような統計的記述によりビットが変化したかが検査される。統計的な記述から１つの領域の各ビットに対してビット変化確率が求められる。つまり所定の画像とこれに時間的に連続する画像とを比較して得られた各ビット値の変化の確率が求められる。
【００７７】
求められたビット変化確率はチャネル復号器１１２へ伝達され、この情報が障害を有するチャネル符号化データストリーム１１１の第２のチャネル復号化の際にアプリオリ情報として用いられる。
【００７８】
以下に上述の実施例の代替手段を説明する。
【００７９】
本発明はビデオ画像の伝送やチャネル符号化およびチャネル復号化に対する畳み込み符号に限定されるものではない。
【００８０】
本発明では、ソース復号化の際に得られた情報を用いてエラーを含むチャネル復号化データストリームのエラー情報が求められ、相応のエラー情報がチャネル復号器へ供給され、エラーを含むデータストリームの第２のチャネル復号化の際にこのエラー情報が考慮される。
【００８１】
算出ユニット１１４はソース復号器１１７内に組み込んでもよいし、チャネル復号器１１２そのものの内部に組み込んでもよい。
【００８２】
第１の実施例の機能と第２の実施例の機能とを組み合わせてチャネル復号化の際に用いることができることを指摘しておく。これにより障害のあるチャネル復号化データストリーム１１１の第２のチャネル復号化の際にエラー識別能またはエラー補正能が著しく改善される。
【００８３】
本明細書では以下の刊行物を引用している。
【００８４】
［１］B.Friedrichs, "Kanalcodierung", Springer, ISBN3-540-58232-0, p.1-29, 1996
［２］J.Hagenaur, "Rate-Compatible Punctured Convolutional Codes (RCPC-Codes) and their Applications", in: IEEE-Transactions on Communications, Vol.36, No.4, p.389-400, April 1988
［３］ShuLin, D.Costello, "Error Control Coding-Fundamentals and Applications", Prentice Hall, p.278ff & p.535ff, ISBN0-13-282796-X
［４］D.LeGall, "MPEG: A Video Compression Standard for Multimedia Applications", in: Communications of the ACM, Vol.34, No.4, p.47-58, April 1991
［５］H.Meyer, M.Moeneclaey, S.Fechter, "Digital Communication Receivers", in: Synchronisation, Channel Estimation and Signal Processing Vol.2, JohnWiley&Sons, ISBN0471502758
［６］J.Hagenaur, E.Offer, L.Papke, "Iterative Decoding of Binary Block and Convolutional Codes", in: IEEE Transactions on Information Theory, Vol.42, p.429-445, 1996
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施例の一連のビデオ画像のソース符号化／チャネル符号化およびチャネル復号化／ソース復号化を行う装置の概略図である。
【図２】  ディジタルメッセージ伝送のためのモデルの概略図である。
【図３】  第２の実施例によるデータパケットの開始部または終了部の各同期符号を有するデータエレメントの構造を示す図である。
【図４】  ビデオ画像中の個々のビットと先行のビデオ画像との依存関係の統計分析を表す複数のテスト画像、およびここから得られたビデオ画像のビット変化確率のマトリクスとを示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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