JP2007228096A - Digital moving picture recording apparatus and digital moving picture recording method - Google Patents

Digital moving picture recording apparatus and digital moving picture recording method Download PDF

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光章 藤原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To furthermore reduce a compression coding processing amount before start of recording to a recording medium. <P>SOLUTION: Before starting recording to the recording medium 106, in the digital moving picture recording method, a data format section 203 sets a coding mode to a monitor mode wherein coding is not controlled by a coding efficiency (S40), the data format section 203 set to the monitor mode transmits a control signal to a prediction coding section 202 to be fixed to an in-frame prediction coding mode (S50), and an in-frame prediction direction is fixed to each coding block (S60). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、動画像信号をフレームごとにフレーム内予測符号化方式又はフレーム間予測符号化方式で選択的に符号化して記録媒体に記録するデジタル動画像記録装置及びデジタル動画像記録方法に関する。   The present invention relates to a digital moving image recording apparatus and a digital moving image recording method for selectively encoding a moving image signal on a frame-by-frame basis using an intra-frame predictive encoding method or an inter-frame predictive encoding method.

デジタル信号処理の技術、LSI技術の進歩により、動画像、静止画像、音声などの大量の情報を圧縮符号化し、磁気記録媒体、光記録媒体、半導体記録媒体へ記録再生することが可能になっている。このような技術を用いて、簡単に映像を撮影し、記録する撮像装置や、アナログ放送を記録するデジタルディスクレコーダなどの映像記録装置の開発が行われている。   Advances in digital signal processing technology and LSI technology make it possible to compress and encode large amounts of information such as moving images, still images, and audio, and to record and reproduce them on magnetic recording media, optical recording media, and semiconductor recording media. Yes. Development of video recording apparatuses such as an imaging apparatus that easily captures and records video using such a technique and a digital disk recorder that records analog broadcasting has been performed.

動画像符号化方式の代表的な例としてはMPEG方式が広く使われている。図5はMPEG技術を用いた従来のデジタル動画像記録装置の例を示し、図6はその符号化データを示す。カメラなどの映像入力部101から動画像データがMPEG符号化部301に供給される。MPEG符号化部301では、図6に示すように、通常、1つのフレーム内の空間的相関を用いて符号化するフレーム内符号化方式のIピクチャ311と、時間的に前のフレームとの相関を用いて符号化するPピクチャ312と、前後のフレーム間の相関を用いて符号化するフレーム間符号化方式のBピクチャ312が用いられる。MPEG符号化部301で符号化された映像は記録部103に供給され、記録媒体106に保存される。また、この映像記録装置において、MPEG符号化部301で符号化された符号化ストリームをイーサネット(登録商標)、USB(Universal Serial Bus)、IEEE1394などのインターフェースのフォーマットに合うように符号化ストリーム出力部107で処理し、符号化ストリーム出力端子108から外部(図5ではテレビ)に出力する。   The MPEG system is widely used as a representative example of the moving picture encoding system. FIG. 5 shows an example of a conventional digital moving picture recording apparatus using MPEG technology, and FIG. 6 shows the encoded data. Moving image data is supplied to the MPEG encoding unit 301 from a video input unit 101 such as a camera. In the MPEG encoding unit 301, as shown in FIG. 6, the correlation between the I picture 311 of the intra-frame encoding method that is normally encoded using the spatial correlation in one frame and the temporally previous frame A P picture 312 that is encoded by using B and a B picture 312 of an inter-frame encoding scheme that is encoded by using the correlation between preceding and subsequent frames are used. The video encoded by the MPEG encoding unit 301 is supplied to the recording unit 103 and stored in the recording medium 106. Also, in this video recording apparatus, the encoded stream output unit is adapted so that the encoded stream encoded by the MPEG encoding unit 301 conforms to the interface format such as Ethernet (registered trademark), USB (Universal Serial Bus), IEEE 1394, etc. The data is processed at 107 and output from the encoded stream output terminal 108 to the outside (television in FIG. 5).

次に、ITU−TとISO MPEGが共同で検討を進めてきた動画像符号化方式であるH.264/MPEG−4 AVC(以下、JVTと記す)のテストモデルなどで利用されているフレーム予測モード選択法について説明する。JVTでは、ブロック間の画素相関を利用して圧縮率を向上させるため、フレ−ム内予測符号化を行う。予測するブロックの単位は4×4画素又は16×16画素である。複雑な画像は、4×4画素の小さなブロック単位で予測し、平坦な画像は16×16画素の大きなマクロブロック(MB)単位で予測することで、効率よく予測できる。   Next, H.264, which is a moving picture coding system that has been studied jointly by ITU-T and ISO MPEG. A frame prediction mode selection method used in a H.264 / MPEG-4 AVC (hereinafter referred to as JVT) test model will be described. In JVT, intra-frame predictive coding is performed in order to improve the compression rate by using pixel correlation between blocks. The block unit to be predicted is 4 × 4 pixels or 16 × 16 pixels. Complex images can be predicted in small block units of 4 × 4 pixels, and flat images can be predicted efficiently by predicting in large macroblock (MB) units of 16 × 16 pixels.

フレーム内予測には数多くのモードが存在し、通常、所定の方法(後述)を用いて、符号量が発生しないモードを選択する。このフレーム内予測のモード選択が符号化処理量を大きく左右する。次に、I、P、Bピクチャの符号化処理量について説明する。Iピクチャの主な処理はフレーム内予測符号化であり、Pピクチャの主な処理はIピクチャの処理に加えて1つの参照画像からの予測画像の推定、画像ブロックごとの予測モード決定のための演算を行うことであり、Bピクチャの主な処理はPピクチャの処理に加えて更に1つの参照画像からの予測画像の推定、画像ブロックごとの予測モード決定のための演算を行うことである。   There are many modes for intra-frame prediction, and a mode that does not generate a code amount is usually selected using a predetermined method (described later). This mode selection for intra-frame prediction greatly affects the coding processing amount. Next, the encoding processing amount of I, P, and B pictures will be described. The main processing of I pictures is intra-frame predictive coding, and the main processing of P pictures is to estimate prediction images from one reference image in addition to I picture processing and to determine prediction modes for each image block. In addition to the processing of the P picture, the main processing of the B picture is to perform an operation for estimating a prediction image from one reference image and determining a prediction mode for each image block.

動画像フレーム内予測(以下、イントラ予測と記す)において、符号化効率を落とさずにいかに高速にこのモードを求めるかが重要となる。イントラ予測モード選択法には、下記の非特許文献1に記されている方法(以下、Rate-Distortion 最適法と呼ぶ)及び下記の非特許文献2に記されている方法(以下、エッジ(Edge)成分に基づく方法と呼ぶ)がある。非特許文献1に記されているRate-Djstortion最適法は、各マクロブロックにおける符号化モードや動ベクトルなどを符号化効率の観点で最適な形で選択するための方法である。   In motion picture intraframe prediction (hereinafter referred to as intra prediction), it is important how to obtain this mode at high speed without reducing the coding efficiency. Intra prediction mode selection methods include the method described in Non-Patent Document 1 (hereinafter referred to as “Rate-Distortion Optimum Method”) and the method described in Non-Patent Document 2 (hereinafter referred to as Edge). ) Called a component-based method). The Rate-Djstortion optimization method described in Non-Patent Document 1 is a method for selecting an encoding mode, a motion vector, and the like in each macroblock in an optimal form from the viewpoint of encoding efficiency.

ここでは、イントラ4×4モードについて簡単に説明する。従来のビデオ符号化標準では、イントラ予測は変換係数領域で行われていたのに対して、JVTでは、既に符号化された左隣又は上隣ブロックの近傍の画素値から空間領域で行われる。すなわち、イントラ予測される4×4画素のブロックが図7の画素a〜pであるとすると、この4×4画素のブロックは、既に符号化された左隣又は上隣のブロック近傍の画素値A〜Lから予測される。この予測には、画素値A〜Lの平均値を用いる予測(DC予測)と、図8に示されている8方向から予測されるものの合計で9(=1+8)つの予測モードがある。図9の0(vertical)〜2(DC予測)〜8(horizontal-up)は予測モードを示す。   Here, the intra 4 × 4 mode will be briefly described. In the conventional video coding standard, the intra prediction is performed in the transform coefficient region, whereas in JVT, it is performed in the spatial region from the pixel values in the vicinity of the already adjacent left or upper adjacent block. That is, if the 4 × 4 pixel block to be intra-predicted is the pixels a to p in FIG. 7, the 4 × 4 pixel block has a pixel value in the vicinity of the already adjacent left or upper adjacent block. Predicted from A to L. In this prediction, there are 9 (= 1 + 8) prediction modes in total, that is, prediction using the average value of the pixel values A to L (DC prediction) and prediction from the eight directions shown in FIG. In FIG. 9, 0 (vertical) to 2 (DC prediction) to 8 (horizontal-up) indicate prediction modes.

次に、前記9つの各符号化モード及び各動ベクトルに対し、符号化の実施に必要となるビットRとその際の歪みD(あるいはそれらを模擬したもの)に対してラグランジェ乗数λを用いて線形結合させ、これらが最小になるケースを選択する。すなわち、評価関数J=D+λRを最小とするモードを選択する。この Rate-Distortion 最適法によれば、最良の符号化効率が得られることが知られている。なお、この評価関数Jの値を求めるためには、符号化の実施に必要となるビットRとその際の歪みDを求めなければならないので、各モードに対して、予測誤差の計算、変換、量子化、ビット数計算、逆量子化、逆変換、量子化誤差計算が必要になる。   Next, for each of the nine encoding modes and motion vectors, a Lagrangian multiplier λ is used for the bit R required for encoding and the distortion D (or a simulation thereof) at that time. To select a case where these are minimized. That is, the mode that minimizes the evaluation function J = D + λR is selected. According to this Rate-Distortion optimal method, it is known that the best coding efficiency can be obtained. In order to obtain the value of the evaluation function J, it is necessary to obtain the bit R necessary for the encoding and the distortion D at that time, so that prediction error calculation, conversion, Quantization, bit number calculation, inverse quantization, inverse transformation, and quantization error calculation are required.

次に、非特許文献2に記されているエッジ成分に基づく方法は、最適なイントラ予測モードの予測方向が当該ブロックのエッジ方向にほぼ一致するとの考えに基づく方法である。まず、画面全体の各画素に Sobel オペレータを適用したエッジマップと呼ばれるものを作成する。これは、各画素に水平・垂直方向にそれぞれ適用されて得られたSobel オペレータ値(Dx,Dy)に対し、A=|Dx|+|Dy|、θ= arctan(Dx/Dy)とすることにより得られる。その後、イントラ予測方向の候補数X(DC予測は除く)に基づき、全角度をX個に分け、θが属するクラスのヒストグラムとしてAを追加する。この処理を、着目するブロック内の各画素に対して行い、最終的に最もヒストグラムが大きくなるクラスを、当該ブロックの予測方向として取り扱う。なお、イントラ4×4モードの場合は、その両近傍の方向も候補として扱う。最後に、上記で候補となったモード(イントラ4×4の場合は3つ、その他は1つ)とDC予測モードのすべてに対し、Rate-Distortion 最適法を適用する。すなわち、評価関数J=D+λRの計算を行い、それが最小になる予測モードを選択する。なお、両近傍の方向を候補として取り扱わない場合には、符号化効率が低下することが下記の非特許文献2に記載されている。   Next, the method based on the edge component described in Non-Patent Document 2 is a method based on the idea that the prediction direction of the optimal intra prediction mode substantially matches the edge direction of the block. First, create what is called an edge map by applying the Sobel operator to each pixel of the entire screen. This means that A = | Dx | + | Dy | and θ = arctan (Dx / Dy) with respect to the Sobel operator values (Dx, Dy) obtained by applying each pixel in the horizontal and vertical directions. Is obtained. Thereafter, based on the number of intra prediction direction candidates X (excluding DC prediction), all angles are divided into X, and A is added as a histogram of the class to which θ belongs. This process is performed for each pixel in the block of interest, and the class that finally has the largest histogram is handled as the prediction direction of the block. In the case of the intra 4 × 4 mode, directions in the vicinity of both are also treated as candidates. Finally, the Rate-Distortion optimal method is applied to all of the candidate modes (three for intra 4 × 4, one for the others) and the DC prediction mode. That is, the evaluation function J = D + λR is calculated, and the prediction mode that minimizes it is selected. Non-Patent Document 2 below describes that the encoding efficiency is reduced when the directions of both neighbors are not treated as candidates.

このような映像記録装置において、符号化ストリーム出力端子108から符号化された映像を含む符号化ストリームを送信している最中に、記録媒体106ヘの記録開始が指示された場合、例えば図6における記録開始時刻T、すなわち符号化ピクチャグループG04内のピクチャ312に相当するタイミングで記録開始が指示された場合を考える。このとき図5のMPEG符号化部301の符号化処理量は記録開始時刻Tの前後で全く変化することはない。   In such a video recording apparatus, when an instruction to start recording on the recording medium 106 is given while an encoded stream including an encoded video is transmitted from the encoded stream output terminal 108, for example, FIG. Let us consider a case where the recording start is instructed at the recording start time T in FIG. 1, that is, at the timing corresponding to the picture 312 in the encoded picture group G04. At this time, the encoding processing amount of the MPEG encoding unit 301 in FIG. 5 does not change at all before and after the recording start time T.

ところで、下記の特許文献1には、符号化画像信号の送信中に記録媒体への記録を開始した場合に再生画像の欠落を防ぐために、記録開始前におけるIピクチャの割合を記録開始後よりも多くすることで、再生時に欠落するPピクチャあるいはBピクチャを削減することが開示されている。この場合、記録開始前にはIピクチャの枚数が増えるため、符号化処理量は、図10に示すようにI<P<Bであるので、記録開始後と比較して小さくなる。
特開2004−194173公報(要約書) Gary S., Thomas W, and Keng-Pang L.“Joint Model Reference Encoding Methods and Decoding Concealment Methods";JVT-lOO49dO,Sept、2003. Feng P, et al,”Fast Mode Decision for Intra Prediction," JVT-GO13, Mar. 2003.
By the way, in Patent Document 1 below, in order to prevent the loss of a reproduced image when recording on a recording medium is started during transmission of an encoded image signal, the ratio of I pictures before the start of recording is set higher than that after the start of recording. It has been disclosed to reduce P pictures or B pictures that are missing during reproduction by increasing the number. In this case, since the number of I pictures increases before the start of recording, the amount of encoding processing is smaller than that after the start of recording because I <P <B as shown in FIG.
JP 2004-194173 A (Abstract) Gary S., Thomas W, and Keng-Pang L. “Joint Model Reference Encoding Methods and Decoding Concealment Methods”; JVT-lOO49dO, Sept, 2003. Feng P, et al, “Fast Mode Decision for Intra Prediction,” JVT-GO13, Mar. 2003.

しかしながら、上記の Rate-Distortion 最適法は、評価関数J=D+λRを最小とする予測モードを選択するために、9つの各モードに対して、予測誤差の計算、変換、量子化、ビット数計算、逆量子化、逆変換、量子化誤差計算を行い、符号化の実施に必要となるビットRとその際の歪みDを求めなければならないので、演算量が大きく、多くの時間を要するという問題がある。また、記録媒体に記録を開始する前に不必要なCPU(中央演算処理装置)などでの処理が行なわれて、無駄に電力を消費することも問題であった。また、特許文献1では、動画像信号をフレーム内で複数の予測方向から最適な予測方向を選択して符号化するH.264/MPEG−4 AVC方式のフレーム内予測符号化を考慮していないので、処理量をそれほど削減することができないという問題がある。   However, in the above-described Rate-Distortion optimal method, in order to select a prediction mode that minimizes the evaluation function J = D + λR, prediction error calculation, conversion, quantization, bit number calculation, Inverse quantization, inverse transformation, and quantization error calculation must be performed to obtain the bit R and the distortion D required for the encoding. Therefore, there is a problem that the calculation amount is large and much time is required. is there. Another problem is that unnecessary processing is performed by a CPU (Central Processing Unit) before starting recording on the recording medium, which wastes power. Further, in Patent Document 1, H.264, which encodes a moving image signal by selecting an optimal prediction direction from a plurality of prediction directions within a frame. Since the intra-frame predictive encoding of the H.264 / MPEG-4 AVC method is not considered, there is a problem that the processing amount cannot be reduced so much.

本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、記録媒体に記録を開始する前の圧縮符号化処理量を更に削減することができるデジタル動画像記録装置及びデジタル動画像記録方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a digital moving image recording apparatus and a digital moving image recording method capable of further reducing the amount of compression encoding processing before starting recording on a recording medium. And

本発明は上記目的を達成するために、動画像信号を、フレーム内で複数の予測方向のうちのいずれか1つの予測方向を選択して符号化するフレーム内予測符号化手段と、
前記動画像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化手段と、
前記フレーム内予測符号化手段又は前記フレーム間予測符号化手段により符号化されたデータをフレームごとに選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたデータを記録媒体に記録する記録手段を備えたデジタル動画像記録装置において、
前記記録手段が前記記録媒体に記録を開始するまで、前記選択手段が前記フレーム内予測符号化手段により符号化されたデータを選択するとともに前記予測方向を固定する手段を、
備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an intra-frame predictive encoding unit that encodes a video signal by selecting any one of a plurality of prediction directions within a frame, and
Inter-frame prediction encoding means for inter-frame prediction encoding the moving image signal;
Selecting means for selecting data encoded by the intra-frame predictive encoding means or the inter-frame predictive encoding means for each frame;
In a digital moving image recording apparatus comprising recording means for recording data selected by the selection means on a recording medium,
Until the recording unit starts recording on the recording medium, the selection unit selects the data encoded by the intra-frame prediction encoding unit and fixes the prediction direction;
It is characterized by having.

また、本発明は上記目的を達成するために、動画像信号を、フレーム内で複数の予測方向のうちのいずれか1つの予測方向を選択して符号化するフレーム内予測符号化ステップと、
前記動画像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化ステップと、
前記フレーム内予測符号化ステップ又は前記フレーム間予測符号化ステップにより符号化されたデータをフレームごとに選択する選択ステップと、
前記選択ステップにより選択されたデータを記録媒体に記録する記録ステップを備えたデジタル動画像記録方法において、
前記記録ステップが前記記録媒体に記録を開始するまで、前記選択ステップが前記フレーム内予測符号化ステップにより符号化されたデータを選択するとともに前記予測方向を固定するステップを、
備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an intra-frame predictive encoding step of encoding a video signal by selecting any one of a plurality of predictive directions within a frame, and
An inter-frame predictive encoding step for performing inter-frame predictive encoding of the moving image signal;
A selection step of selecting, for each frame, data encoded by the intra-frame prediction encoding step or the inter-frame prediction encoding step;
In a digital moving image recording method comprising a recording step of recording data selected in the selection step on a recording medium,
Until the recording step starts recording on the recording medium, the selecting step selects the data encoded by the intra-frame predictive encoding step and fixes the prediction direction;
It is characterized by having.

本発明によれば、記録媒体に記録を開始するまで符号化方式をフレーム内予測符号化方式に固定するとともに、フレーム内の予測方向を固定するので、記録媒体に記録を開始する前の符号化処理量を更に削減することができる。   According to the present invention, the encoding method is fixed to the intra-frame prediction encoding method and the prediction direction within the frame is fixed until recording on the recording medium is started, so that encoding before starting recording on the recording medium is performed. The amount of processing can be further reduced.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明に係るデジタル動画像記録装置の一実施の形態を示すブロック図、図2は図1の予測符号化部を詳しく示すブロック図、図3は図2のフレーム内予測符号化部を詳しく示すブロック図、図4は図1のデジタル動画像記録装置の処理を説明するためのフローチャートである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a digital moving picture recording apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing in detail the prediction encoding unit of FIG. 1, and FIG. 3 is an intra-frame prediction encoding unit of FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining processing of the digital moving image recording apparatus of FIG.

映像入力部101は被写体を撮像し映像信号をMPEG符号化部102に供給する。MPEG符号化部102は、供給される映像信号をH.264/MPEG−4 AVC方式で符号化し、符号化ストリーム出力部107及び記録部103に供給する。MPEG符号化部102の内部は、画素ブロック分割部201、予測符号化部202、データフォーマット部203によって構成される。映像入力部101から供給される映像信号は画素ブロック分割部201を介して予測符号化部202に供給される。予測符号化部202は図2に詳しく示すように、フレーム内予測符号化部205とフレーム間予測符号化部204で構成され、フレーム間予測符号化部204は両方向予測符号化部204−1と、前方向予測符号化部204−2と後方向予測符号化部204−3により構成されている。画素ブロック分割部201の出力は、切替手段(スイッチ)Sにより、両方向予測符号化部204−1と前方向予測符号化部204−2、後方向予測符号化部204−3、フレーム内予測符号化部205に対して、データフォーマット部203からの切替制御信号によって択一して供給される。   The video input unit 101 images a subject and supplies a video signal to the MPEG encoding unit 102. The MPEG encoding unit 102 converts the supplied video signal to H.264. It is encoded by the H.264 / MPEG-4 AVC system and supplied to the encoded stream output unit 107 and the recording unit 103. The inside of the MPEG encoding unit 102 includes a pixel block dividing unit 201, a predictive encoding unit 202, and a data formatting unit 203. The video signal supplied from the video input unit 101 is supplied to the predictive coding unit 202 via the pixel block dividing unit 201. As shown in detail in FIG. 2, the predictive coding unit 202 includes an intraframe predictive coding unit 205 and an interframe predictive coding unit 204, and the interframe predictive coding unit 204 includes a bidirectional predictive coding unit 204-1. The forward prediction encoding unit 204-2 and the backward prediction encoding unit 204-3 are configured. The output of the pixel block dividing unit 201 is output from the bidirectional predictive encoding unit 204-1, the forward predictive encoding unit 204-2, the backward predictive encoding unit 204-3, and the intra-frame predictive code by the switching unit (switch) S. Is supplied to the conversion unit 205 by a switching control signal from the data format unit 203.

フレーム内予測符号化部205の詳細を図3に示す。フレーム内予測符号化部205では、図9に示すように4×4画素における9個の予測モード(Intra 4×4)の他に、16×16画素における垂直予測モード、水平予測モード、平均値予測モード、平面予測モードの4つ(Intra 16×16)があり、合計13の予測モードがある。フレーム内予測符号化部205では、映像信号の同一フレーム内の相関を用いて符号化し(Iピクチャ)、フレーム間予測符号化部204では映像信号の前後のフレーム間相関を用いて符号化する(P、Bピクチャ)。   Details of the intra-frame prediction encoding unit 205 are shown in FIG. In the intra-frame prediction encoding unit 205, as shown in FIG. 9, in addition to nine prediction modes (Intra 4 × 4) in 4 × 4 pixels, vertical prediction mode, horizontal prediction mode, and average value in 16 × 16 pixels There are four prediction modes and a planar prediction mode (Intra 16 × 16), and there are a total of 13 prediction modes. The intra-frame prediction encoding unit 205 performs encoding using the correlation within the same frame of the video signal (I picture), and the inter-frame prediction encoding unit 204 performs encoding using the inter-frame correlation before and after the video signal ( P, B picture).

記録開始前は、予測符号化部202において符号化方法の選択は行われず、フレーム内予測符号化のみを行い、その際、図3(及び図9)に示す予測モードも固定される。フレーム内予測符号化部205によって符号化された映像信号はデータフォーマット部203に供給される。また、操作部105により記録が開始された後は、データフォーマット部203を介して制御部104からのフレーム内予測符号化部205とフレーム間予測符号化部204が出力する符号化映像信号のいずれか一方を選択する制御信号に従い、予測符号化部202に切り替え信号を供給し、フレーム内予測符号化部205とフレーム間予測符号化部204が出力する符号化映像信号のいずれか一方を選択する。選択された符号化映像信号は、データフォーマット部203に供給される。データフォーマット部203は供給された所定数のブロックの符号化映像信号をまとめて1つのピクチャ、又はピクチャグループを構成し、符号化ストリーム出力部107及び記録部103ヘ供給する。   Before the start of recording, the encoding method is not selected in the predictive encoding unit 202, and only intra-frame predictive encoding is performed. At this time, the prediction mode shown in FIG. 3 (and FIG. 9) is also fixed. The video signal encoded by the intraframe prediction encoding unit 205 is supplied to the data formatting unit 203. In addition, after the recording is started by the operation unit 105, any of the encoded video signals output from the intra-frame prediction encoding unit 205 and the inter-frame prediction encoding unit 204 from the control unit 104 via the data formatting unit 203. In accordance with the control signal for selecting one of them, a switching signal is supplied to the predictive coding unit 202, and either one of the encoded video signals output from the intraframe predictive coding unit 205 and the interframe predictive coding unit 204 is selected. . The selected encoded video signal is supplied to the data format unit 203. The data format unit 203 combines the supplied encoded video signals of a predetermined number of blocks to form one picture or a picture group, and supplies it to the encoded stream output unit 107 and the recording unit 103.

符号化ストリーム出力部107はデータフォーマット部203から供給される符号化された映像信号を伝送路に適した形態に変換し、符号化ストリーム出力端子108を介して外部機器、例えばテレビモニタやコンピュータなどへ出力する。符号化ストリーム出力部107は符号化ストリーム出力端子108に対応したインターフェース回路を有しており、所定のプロトコルに従って符号化映像信号を出力する。符号化ストリーム出力端子108としては、IEEE1394端子、USB端子など、符号化ストリーム信号を出力可能な任意の端子が利用できる。   The encoded stream output unit 107 converts the encoded video signal supplied from the data format unit 203 into a form suitable for the transmission path, and an external device such as a television monitor or a computer via the encoded stream output terminal 108. Output to. The encoded stream output unit 107 has an interface circuit corresponding to the encoded stream output terminal 108, and outputs an encoded video signal according to a predetermined protocol. As the encoded stream output terminal 108, any terminal capable of outputting an encoded stream signal, such as an IEEE 1394 terminal or a USB terminal, can be used.

制御部104は、例えばCPUとROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を含み、ROM又は光ディスクや半導体メモリなど記録媒体に記憶されたプログラムを実行することにより、デジタル動画像記録装置全体の制御を行う。以下に説明する本発明に特徴的な記録開始時のフレーム内符号化、フレーム間符号化などの予測モードの選択処理も制御部104がプログラムを実行し、必要な各部を制御することによって実現される。もちろん、処理の一部又は全部をハードウエアによって処理するように構成することも可能である。   The control unit 104 includes, for example, a CPU, a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), and by executing a program stored in a recording medium such as a ROM, an optical disk, or a semiconductor memory, the entire digital moving image recording apparatus Control. Predictive mode selection processing such as intra-frame coding and inter-frame coding at the start of recording, which is characteristic of the present invention described below, is also realized by the control unit 104 executing a program and controlling each necessary unit. The Of course, part or all of the processing can be processed by hardware.

記録部103は符号化ストリームを所定の記録方式に従って変調させ、記録媒体106に記録する。記録媒体106には磁気記録媒体や光記録媒体など、任意の記録媒体が利用可能である。例えば本実施の形態では、磁気テープや光ディスク、ハードディスクドライブ、半導体メモリなどの記録媒体を用いる。   The recording unit 103 modulates the encoded stream according to a predetermined recording method, and records it on the recording medium 106. As the recording medium 106, any recording medium such as a magnetic recording medium or an optical recording medium can be used. For example, in the present embodiment, a recording medium such as a magnetic tape, an optical disk, a hard disk drive, or a semiconductor memory is used.

本発明では、記録媒体106への記録開始前後でピクチャタイプ(I、P、Bピクチャ)を変化させることなく、ブロックごとの符号化モードを制御する。この手順を図4を用いて説明する。最初にデジタル動画像記録装置の電源をON(オン)(ステップ10)にし、各種設定の初期化を行う(ステップ20)。次にステップ25において記録開始されなければステップ40以下に進む。記録が開始されて、記録媒体106へ記録中なら処理ステップ70ヘ、記録中でない場合はステップ40の処理となる(ステップ30)。ステップ40ではデータフォーマット部203で符号化モードを符号化効率で制御しないモニタモードに設定する。モニタモードに設定されたデータフォーマット部203が予測符号化部202ヘ「フレーム内予測符号化モードに固定」にするよう制御信号を送る(ステップ50)。さらに、予測符号化部202ヘ制御信号が送られた場合は、符号化ブロックごとにフレーム内予測方向を固定する(ステップ60)。フレーム内の最後の符号化ブロックの処理が終わるまで、ステップ40、ステップ50、ステップ60、ステップ100を繰り返す。   In the present invention, the coding mode for each block is controlled without changing the picture type (I, P, B picture) before and after the start of recording on the recording medium 106. This procedure will be described with reference to FIG. First, the digital moving image recording apparatus is turned on (step 10), and various settings are initialized (step 20). Next, if recording is not started in step 25, the process proceeds to step 40 and thereafter. If recording is started and recording on the recording medium 106 is being performed, the process proceeds to step 70. If not, the process proceeds to step 40 (step 30). In step 40, the data format unit 203 sets the encoding mode to a monitor mode that is not controlled by the encoding efficiency. The data format unit 203 set to the monitor mode sends a control signal to the prediction encoding unit 202 so as to “fix to the intraframe prediction encoding mode” (step 50). Further, when a control signal is sent to the predictive coding unit 202, the intra-frame prediction direction is fixed for each coding block (step 60). Step 40, step 50, step 60, and step 100 are repeated until the processing of the last encoded block in the frame is completed.

一方、ステップ70ではデータフォーマット部203を記録モードに設定し、符号化効率が最大になるように設定する。ステップ80では符号化ブロックに応じて符号化効率のよい符号化モードを大量の演算を行って適宜選択する。さらに、ステップ90では符号化ブロックごとに適切な予測方向を選択し、設定する。この処理を符号化ブロックがフレーム内で最後の処理が終わるまで、ステップ70、ステップ80、ステップ90、ステップ100を繰り返す。フレーム内の符号化ブロックの処理がすべて完了したら(ステップ100)、記録が停止されているか確認する(ステップ110)。記録が停止されているならステップ25ヘ、記録が続行しているならステップ30ヘ処理が移る。   On the other hand, in step 70, the data formatting unit 203 is set to the recording mode, and is set so that the encoding efficiency is maximized. In step 80, a coding mode with good coding efficiency is appropriately selected according to the coding block by performing a large amount of calculations. Further, in step 90, an appropriate prediction direction is selected and set for each coding block. Step 70, step 80, step 90, and step 100 are repeated until this process finishes the last process in a coding block. When all the processing of the encoded blocks in the frame is completed (step 100), it is confirmed whether recording is stopped (step 110). If the recording is stopped, the process proceeds to step 25. If the recording is continued, the process proceeds to step 30.

以上説明したように、符号化ストリームを所定のフォーマットで記録媒体106へ記録開始する前は符号化モードと予測方向を固定にし、記録媒体106への記録が開始されたら符号化モードと予測方向を適宜選択するようにする。   As described above, the encoding mode and the prediction direction are fixed before the encoded stream starts to be recorded on the recording medium 106 in a predetermined format, and the encoding mode and the prediction direction are changed when recording on the recording medium 106 is started. Make an appropriate selection.

本発明に係るデジタル動画像記録装置の一実施の形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an embodiment of a digital moving image recording apparatus according to the present invention. 図1の予測符号化部を詳しく示すブロック図である。It is a block diagram which shows the prediction encoding part of FIG. 1 in detail. 図2のフレーム内予測符号化部を詳しく示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating in detail an intra-frame prediction encoding unit in FIG. 2. 図1のデジタル動画像記録装置の処理を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining processing of the digital moving image recording apparatus of FIG. 1. 従来のデジタル動画像記録装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conventional digital moving image recording device. 図5に示したデジタル動画像記録装置の符号化データを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the coding data of the digital moving image recording device shown in FIG. フレーム内予測符号化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the prediction encoding in a flame | frame. フレーム内の予測方向を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the prediction direction in a flame | frame. フレーム内の予測方向を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the prediction direction in a flame | frame. I、P、Bピクチャの符号化処理量の割合を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the ratio of the encoding processing amount of an I, P, B picture.

符号の説明Explanation of symbols

101 映像入力部
102 MPEG符号化部
103 記録部
104 制御部
105 操作部
106 記録媒体
107 符号化ストリーム出力部
108 符号化ストリーム出力端子
201 画素ブロック分割部
202 予測符号化部
203 データフォーマット部
204 フレーム間予測符号化部
205 フレーム内予測符号化部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Video input part 102 MPEG encoding part 103 Recording part 104 Control part 105 Operation part 106 Recording medium 107 Encoded stream output part 108 Encoded stream output terminal 201 Pixel block division part 202 Predictive encoding part 203 Data format part 204 Between frames Prediction coding unit 205 Intraframe prediction coding unit

Claims (2)

動画像信号を、フレーム内で複数の予測方向のうちのいずれか1つの予測方向を選択して符号化するフレーム内予測符号化手段と、
前記動画像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化手段と、
前記フレーム内予測符号化手段又は前記フレーム間予測符号化手段により符号化されたデータをフレームごとに選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたデータを記録媒体に記録する記録手段を備えたデジタル動画像記録装置において、
前記記録手段が前記記録媒体に記録を開始するまで、前記選択手段が前記フレーム内予測符号化手段により符号化されたデータを選択するとともに前記予測方向を固定する手段を、
備えたことを特徴とするデジタル動画像記録装置。
Intra-frame predictive encoding means for encoding a video signal by selecting any one of a plurality of prediction directions within a frame;
Inter-frame prediction encoding means for inter-frame prediction encoding the moving image signal;
Selecting means for selecting data encoded by the intra-frame predictive encoding means or the inter-frame predictive encoding means for each frame;
In a digital moving image recording apparatus comprising recording means for recording data selected by the selection means on a recording medium,
Until the recording unit starts recording on the recording medium, the selection unit selects the data encoded by the intra-frame prediction encoding unit and fixes the prediction direction;
A digital moving image recording apparatus comprising:
動画像信号を、フレーム内で複数の予測方向のうちのいずれか1つの予測方向を選択して符号化するフレーム内予測符号化ステップと、
前記動画像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化ステップと、
前記フレーム内予測符号化ステップ又は前記フレーム間予測符号化ステップにより符号化されたデータをフレームごとに選択する選択ステップと、
前記選択ステップにより選択されたデータを記録媒体に記録する記録ステップを備えたデジタル動画像記録方法において、
前記記録ステップが前記記録媒体に記録を開始するまで、前記選択ステップが前記フレーム内予測符号化ステップにより符号化されたデータを選択するとともに前記予測方向を固定するステップを、
備えたことを特徴とするデジタル動画像記録方法。
An intra-frame prediction encoding step of encoding a video signal by selecting any one of a plurality of prediction directions within a frame;
An inter-frame predictive encoding step for performing inter-frame predictive encoding of the moving image signal;
A selection step of selecting, for each frame, data encoded by the intra-frame prediction encoding step or the inter-frame prediction encoding step;
In a digital moving image recording method comprising a recording step of recording data selected in the selection step on a recording medium,
Until the recording step starts recording on the recording medium, the selecting step selects the data encoded by the intra-frame predictive encoding step and fixes the prediction direction;
A digital moving image recording method comprising:
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