JP2002335530A - 動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像符号化プログラム格納媒体及び動画像符号化プログラム - Google Patents

動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像符号化プログラム格納媒体及び動画像符号化プログラム

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Takashi Kojima
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Iiwen Zuu
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、所望の画質の動画像を適確に提供し
得るようにする。 【解決手段】本発明は、圧縮符号化部37により動画像
データD1を順次第1及び第2のフレーム画像データ単
位で圧縮符号化し、得られた符号化データD10及びD
14をバッファ42に一旦蓄積して出力しながら、フレ
ーム構造変換器33により当該バッファ42のデータ蓄
積量DRに応じて動画像データD1のフレームレートを
変更するようにしたことにより、動画像データD1に基
づく動画像の絵柄の変化に応じて単位時間当りに圧縮符
号化すべき第2のフレーム画像データの数を適確に変更
して圧縮率を安定させ、この結果、動画像の画質を安定
させることができ、かくして所望の画質の動画像を適確
に提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分の】本発明は動画像符号化装置、
動画像符号化方法、動画像符号化プログラム格納媒体及
び動画像符号化プログラムに関し、例えばインターネッ
トを利用して動画像データを配信する際に当該動画像デ
ータを圧縮符号化する動画像符号化装置に適用して好適
なものである。
【0002】
【従来の技術】近年、インターネットを利用した動画像
データの配信方法として、ビデオカメラ等で被写体を撮
像しながら得られる動画像データをインターネットを介
してユーザのパーソナルコンピュータ等に送信すること
により当該動画像データに基づく動画像をリアルタイム
で見せるようにした、いわゆるストリーミングと呼ばれ
る配信方法が普及し始めている。
【0003】このようなストリーミングによる配信方法
においては、インターネットのデータ転送速度が比較的
低いために、送信側に例えばMPEG2(Moving Pictu
re Experts Group phase 2)と呼ばれる圧縮符号化方式
を適用した動画像符号化装置が設けられている。
【0004】ここで、MPEG2方式は、ISO/IE
C JTC1/SC2/WG11(International Orga
nization for Standardization/International Electro
technical Commission Joint Technical Committee/Sub
Committee 2/Working Group11)等の機関によって標準
化され、動き補償予測符号化と離散コサイン変換(DCT:
Discrete Cosine Transform )とを組み合わせたハイブ
リット符号化方式を採用して規格化されている。
【0005】そして、このMPEG2方式では、I(In
tra )ピクチャと呼ばれるフレーム内符号化画像(イン
トラ符号化画像)と、P(Predictive)ピクチャと呼ば
れるフレーム間順方向予測符号化画像と、B(Bidirect
ionally predictive)ピクチャと呼ばれる双方向予測符
号化画像との3種類のピクチャタイプが規定されてお
り、これらIピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャのう
ちいずれかを動画像データを構成するフレーム画像デー
タに順次所定の順番で割り当てて圧縮符号化するように
規定されている。
【0006】実際にこのMPEG2方式では、フレーム
内符号化、順方向予測符号化、逆方向予測符号化及び双
方向予測符号化の4種類の予測モードが規定されてお
り、Iピクチャを割り当てたフレーム画像については16
画素×16ラインのマクロブロックと呼ばれる単位でフレ
ーム内符号化により圧縮符号化し、Pピクチャを割り当
てたフレーム画像についてはマクロブロック単位でフレ
ーム内符号化又は順方向予測符号化のいずれかにより圧
縮符号化し、さらにBピクチャを割り当てたフレーム画
像についてはマクロブロック単位でフレーム内符号化、
順方向予測符号化、逆方向予測符号化及び双方向予測符
号化のいずれかにより圧縮符号化するように規定されて
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図26に示
すように、MPEG2方式が適用された動画像符号化装
置1においては、外部から供給される動画像データをフ
レーム画像データ単位で複数フレーム分の記録容量を有
する入力用フレームメモリ2に取り込み、当該入力用フ
レームメモリ2に取り込んだフレーム画像データにIピ
クチャ、Pピクチャ及びBピクチャのうちいずれかを所
定の順番で割り当てると共に、その割り当てたIピクチ
ャ、Pピクチャ及びBピクチャを表すピクチャタイプ情
報をフレーム画像データに対応付けて記録する。
【0008】ここで、演算器3は、入力用フレームメモ
リ2内でIピクチャが割り当てられたフレーム画像デー
タ(以下、これを第1のフレーム画像データと呼ぶ)に
ついては、順次マクロブロック単位のデータ(以下、こ
れを第1のマクロブロックデータと呼ぶ)として読み出
す。
【0009】このとき、動きベクトル検出器4は、演算
器3により入力用フレームメモリ2から第1のマクロブ
ロックデータが読み出される毎に当該第1のマクロブロ
ックデータに対応するピクチャタイプ情報(すなわち、
Iピクチャを表す)を読み出しており、そのピクチャタ
イプ情報に基づいて第1のマクロブロックデータをフレ
ーム内符号化により圧縮符号化することを表す予測モー
ドデータを生成してこれを動き補償器5及び可変長符号
化器6に送出する。
【0010】これにより動き補償器5は、動きベクトル
検出器4から与えられた予測モードデータ(フレーム内
符号化を表す)に基づいて、対応する第1のマクロブロ
ックデータに対する動き補償処理を停止する。
【0011】従って、演算器3は、入力用フレームメモ
リ2から第1のマクロブロックデータを読み出すと、こ
のとき動き補償器5からは何らデータが与えられないこ
とにより当該第1マクロブロックデータをそのまま離散
コサイン変換器7に送出する。
【0012】離散コサイン変換器7は、演算器3から与
えられた第1のマクロブロックデータを離散コサイン変
換し、得られた離散コサイン変換係数を量子化器8に送
出する。
【0013】量子化器8は、出力段に設けられたバッフ
ァ9における符号化データの蓄積量(以下、これをデー
タ蓄積量と呼ぶ)を所定周期で検出し、当該検出したデ
ータ蓄積量に応じて量子化ステップを選定する。
【0014】これにより量子化器8は、離散コサイン変
換器7から与えられた離散コサイン変換係数を対応する
量子化ステップに基づいて量子化し、得られた量子化係
数をその量子化ステップと共に可変長符号化器6及び逆
量子化器10に送出する。
【0015】可変長符号化器6は、量子化器8から与え
られた量子化係数をハフマン符号等により可変長符号化
(VLC:Variable Length Code)すると共に、当該量子化
器8から与えられた量子化ステップ及び動きベクトル検
出器4から与えられた予測モードデータも可変長符号化
し、得られた符号化データをバッファ9を介して外部に
出力する。
【0016】このようにして画像符号化装置1において
は、入力用フレームメモリ2内の第1のフレーム画像デ
ータを順次第1のマクロブロックデータ単位でフレーム
内符号化により圧縮符号化し、得られた符号化データを
外部に出力する。
【0017】また、逆量子化器10は、量子化器8から
与えられた量子化係数を同様に量子化器8から与えられ
た量子化ステップに基づいて逆量子化し、得られた離散
コサイン変換係数を逆離散コサイン変換器11に送出す
る。
【0018】逆離散コサイン変換器11は、逆量子化器
10から与えられた離散コサイン変換係数を逆離散コサ
イン変換(IDCT:Inverse Discrete Cosine Transform)
し、得られた第1のマクロブロックデータを加算器12
に送出する。
【0019】加算器12は、逆離散コサイン変換器11
から第1のマクロブロックデータが与えられると、この
とき動き補償器5からは何らデータが与えられないこと
により当該第1のマクロブロックデータをそのまま複数
フレーム分の記録容量を有する参照用フレームメモリ1
3に送出して格納し、かくして参照用フレームメモリ1
3内に第1のフレーム画像データを再構築する。
【0020】一方、演算器3は、入力用フレームメモリ
2内でPピクチャが割り当てられたフレーム画像データ
(以下、これを第2のフレーム画像データと呼ぶ)につ
いては、順次マクロブロック単位のデータ(以下、これ
を第2のマクロブロックデータと呼ぶ)として読み出
す。
【0021】この場合、動きベクトル検出器4は、演算
器3により入力用フレームメモリ2から第2のマクロブ
ロックデータが読み出される毎に、当該入力用フレーム
メモリ2から同じ第2のマクロブロックデータとこれに
対応するピクチャタイプ情報(すなわち、Pピクチャを
表す)とを読み出すと共に、そのピクチャタイプ情報に
基づいて第2のマクロブロックデータよりも順方向側
(時間的に過去)の第1又は第2のフレーム画像データ
を順方向予測の参照用として読み出す。
【0022】そして、動きベクトル検出器4は、ブロッ
クマッチング法により参照用の第1又は第2のフレーム
画像データ内で第2のマクロブロックデータを複数の比
較用ブロックデータと順次対応付けながら当該第2のマ
クロブロックデータ内の各画素の画素値と比較用ブロッ
クデータのそれぞれ対応する画素の画素値との差分の絶
対値の総和(以下、これを予測誤差と呼ぶ)を算出す
る。
【0023】これにより動きベクトル検出器4は、第2
のマクロブロックデータと各比較用ブロックデータとの
間で順次算出した予測誤差のうち最も値の小さい予測誤
差(以下、これを特に最小予測誤差)を選定すると共
に、その最小予測誤差を算出したときに用いた比較用ブ
ロックデータ(以下、これを順方向近似ブロックデータ
と呼ぶ)を第2のマクロブロックデータと最も一致する
ものとして検出し、当該検出した順方向近似ブロックデ
ータと第2のマクロブロックデータとの動き量により当
該第2のマクロブロックデータの順方向の動きベクトル
を検出する。
【0024】これに加えて、動きベクトル検出器4は、
第2のマクロブロックデータ内の各画素の画素値の平均
値を算出した後にその算出した平均値と各画素値との差
分の絶対値の総和(以下、これを分散値と呼ぶ)を算出
し、当該算出した分散値を最小予測誤差と比較する。
【0025】この結果、動きベクトル検出器4は、分散
値が最小予測誤差よりも小さければ、第2のマクロブロ
ックデータに対して各画素の分散(画素値のばらつき)
が小さいために当該第2のマクロブロックデータをその
まま圧縮符号化しても符号化データのデータ量(以下、
これを符号化データ量と呼ぶ)を比較的少なくし得ると
判断し、その第2のマクロブロックデータをフレーム内
符号化により圧縮符号化することを表す予測モードデー
タを生成してこれを動き補償器5及び可変長符号化器6
に送出する。
【0026】これに対して、動きベクトル検出器4は、
分散値が最小予測誤差よりも大きければ、第2のマクロ
ブロックデータに対して各画素の分散(画素値のばらつ
き)が大きいために当該第2のマクロブロックデータを
順方向予測符号化により圧縮符号化しなければ符号化デ
ータ量を少なくし難いと判断し、その第2のマクロブロ
ックデータを順方向予測符号化により圧縮符号化するこ
とを表す予測モードデータを生成してこれを当該第2の
マクロブロックデータの動きベクトルと共に動き補償器
5及び可変長符号化器6に送出する。
【0027】これにより動き補償器5は、動きベクトル
検出器4から第2のマクロブロックデータに対してフレ
ーム内符号化を表す予測モードデータが与えられると、
当該第2のマクロブロックデータに対する動き補償処理
を停止する。
【0028】また、動き補償器5は、動きベクトル検出
器4から第2のマクロブロックデータに対する動きベク
トルと、順方向予測符号化を表す予測モードデータとが
与えられると、動き補償処理を実行して参照用フレーム
メモリ13から第2のマクロブロックデータよりも順方
向側(時間的に過去)の第1又は第2のフレーム画像デ
ータを参照用として読み出す。
【0029】そして、動き補償器5は、その第1又は第
2のフレーム画像データ内から動きベクトルに基づいて
第2のマクロブロックデータと最も一致する演算用ブロ
ックデータを抽出してこれを演算器3及び加算器12に
送出する。
【0030】演算器3は、入力用フレームメモリ2から
読み出した第2のマクロブロックデータに対する予測モ
ードとしてフレーム内符号化が選択されたときには、動
き補償器5から演算用ブロックデータが与えられないこ
とにより当該第2のマクロブロックデータをそのまま離
散コサイン変換器7に送出する。
【0031】これにより動画像符号化装置1において
は、第2のマクロブロックデータに対する予測モードと
してフレーム内符号化が選択されたときには、離散コサ
イン変換器7、量子化器8、可変長符号化器6、バッフ
ァ9、逆量子化器10、逆離散コサイン変換器11、加
算器12及び参照用フレームメモリ13をそれぞれ上述
した第1のマクロブロックデータを圧縮符号化するとき
と同様に動作させ、かくして第2のマクロブロックデー
タを量子化ステップ及び予測モードデータと共に可変長
符号化し、得られた符号化データを外部に出力すると共
に、圧縮した第2のマクロブロックデータを復号化して
参照用フレームメモリ13に格納するようになされてい
る。
【0032】また演算器3は、入力用フレームメモリ2
から読み出した第2のマクロブロックデータに対する予
測モードとして順方向予測符号化が選択されたときに
は、動き補償器5から与えられた演算用ブロックデータ
を当該第2のマクロブロックデータから減算し、得られ
た差分データを離散コサイン変換器7に送出する。
【0033】この場合、離散コサイン変換器7は、演算
器3から与えられた差分データを離散コサイン変換し、
得られた離散コサイン変換係数を量子化器8に送出す
る。
【0034】また、量子化器8は、その離散コサイン変
換係数を上述した第1のマクロブロックデータを処理し
たときと同様に選定した対応する量子化ステップに基づ
いて量子化し、得られた量子化係数をその量子化ステッ
プと共に可変長符号化器6及び逆量子化器10に送出す
る。
【0035】そして、可変長符号化器6は、その量子化
係数をハフマン符号等により可変長符号化すると共に、
対応する量子化ステップ及び予測モード(順方向予測符
号化を表す)並びに動きベクトルも可変長符号化し、こ
のようにして得られた符号化データをバッファ9を介し
て外部に出力する。
【0036】このとき、逆量子化器10は、量子化器8
から与えられた量子化係数を同様に量子化器8から与え
られた量子化ステップに基づいて逆量子化し、得られた
離散コサイン変換係数を逆離散コサイン変換器11に送
出する。
【0037】また、逆離散コサイン変換器11は、逆量
子化器10から与えられた離散コサイン変換係数を逆離
散コサイン変換し、得られた差分データを加算器12に
送出する。
【0038】加算器12は、逆離散コサイン変換器11
から与えられた差分データをこのとき動き補償器5から
与えられた演算用ブロックデータと加算し、得られた第
2のマクロブロックデータを参照用フレームメモリ13
に送出して格納する。
【0039】このようにして動画像符号化装置1におい
ては、第2のフレーム画像データを順次第2のマクロブ
ロックデータ単位で圧縮符号化したときにも参照用フレ
ームメモリ13内に第2のフレーム画像データを再構築
する。
【0040】これに加えて、演算器3は、入力用フレー
ムメモリ2内でBピクチャが割り当てられたフレーム画
像データ(以下、これを第3のフレーム画像データと呼
ぶ)については、順次マクロブロック単位のデータ(以
下、これを第3のマクロブロックデータと呼ぶ)として
読み出す。
【0041】この場合、動きベクトル検出器4は、演算
器3により入力用フレームメモリ2から第3のマクロブ
ロックデータが読み出される毎に、当該入力用フレーム
メモリ2から同じ第3のマクロブロックデータとこれに
対応するピクチャタイプ情報(すなわち、Bピクチャを
表す)とを読み出すと共に、そのピクチャタイプ情報に
基づいて第3のマクロブロックデータよりも順方向側
(時間的に過去)の第1又は第2のフレーム画像データ
及び逆方向側(時間的に未来)の第1又は第2のフレー
ム画像データを順方向予測、逆方向予測及び双方向予測
の参照用として読み出す。
【0042】そして、動きベクトル検出器4は、上述し
た第2のマクロブロックデータのときと同様にブロック
マッチング法により順方向側の第1又は第2のフレーム
画像データ内で最小予測誤差(以下、これを特に順方向
最小予測誤差と呼ぶ)となる順方向近似ブロックデータ
を検出するようにして第3のマクロブロックデータに対
する順方向の動きベクトルを検出する。
【0043】同様に動きベクトル検出器4は、ブロック
マッチング法により逆方向側の第1又は第2のフレーム
画像データ内で最小予測誤差(以下、これを特に逆方向
最小予測誤差と呼ぶ)となる比較用ブロックデータ(以
下、これを逆方向近似ブロックデータと呼ぶ)を検出す
るようにして第3のマクロブロックデータに対する逆方
向の動きベクトルを検出する。
【0044】さらに、動きベクトル検出器4は、このよ
うに検出した順方向近似ブロックデータ及び逆方向近似
ブロックデータを平均化して平均近似ブロックデータを
生成し、当該生成した平均近似ブロックデータと第3の
マクロブロックデータとの予測誤差(以下、これを双方
向予測誤差と呼ぶ)を算出する。
【0045】これにより動きベクトル検出器4は、順方
向最小予測誤差、逆方向最小予測誤差及び双方向予測誤
差のうち最も値の小さい1つの順方向最小予測誤差、逆
方向最小予測誤差又は双方向予測誤差を選定すると共
に、第3のマクロブロックデータに対しても上述した第
2のマクロブロックデータのときと同様にして分散値を
算出し、当該算出した分散値をその選定した1つの順方
向最小予測誤差、逆方向最小予測誤差又は双方向予測誤
差(以下、これを特に選定予測誤差と呼ぶ)と比較す
る。
【0046】この結果、動きベクトル検出器4は、分散
値が選定予測誤差よりも小さければ、第3のマクロブロ
ックデータに対して各画素の分散(ばらつき)が小さい
ために当該第3のマクロブロックデータをそのまま圧縮
符号化しても符号化データ量を比較的少なくし得ると判
断し、その第3のマクロブロックデータをフレーム内符
号化により圧縮符号化することを表す予測モードデータ
を生成してこれを動き補償器5及び可変長符号化器6に
送出する。
【0047】これに対して、動きベクトル検出器4は、
分散値が選定予測誤差よりも大きければ、第3のマクロ
ブロックデータに対して各画素の分散(ばらつき)が大
きいために当該第3のマクロブロックデータをフレーム
内符号化以外の予測モードで圧縮符号化しなければ符号
化データ量を少なくし難いと判断する。
【0048】このとき、動きベクトル検出器4は、選定
予測誤差が順方向最小予測誤差であれば、第3のマクロ
ブロックデータを順方向予測符号化により圧縮符号化す
ることを表す予測モードデータを生成してこれを当該第
3のマクロブロックデータの順方向の動きベクトルと共
に動き補償器5及び可変長符号化器6に送出する。
【0049】また、動きベクトル検出器4は、その選定
予測誤差が逆方向最小予測誤差であれば、第3のマクロ
ブロックデータを逆方向予測符号化により圧縮符号化す
ることを表す予測モードデータを生成してこれを当該第
3のマクロブロックデータの逆方向の動きベクトルと共
に動き補償器5及び可変長符号化器6に送出する。
【0050】さらに、動きベクトル検出器4は、その選
定予測誤差が双方向予測誤差であれば、第3のマクロブ
ロックデータを双方向予測符号化により圧縮符号化する
ことを表す予測モードデータを生成してこれを当該第3
のマクロブロックデータの順方向及び逆方向の双方の動
きベクトルと共に動き補償器5及び可変長符号化器6に
送出する。
【0051】動き補償器5は、動きベクトル検出器4か
ら第3のマクロブロックデータに対してフレーム内符号
化を表す予測モードデータが与えられると、当該第3の
マクロブロックデータに対する動き補償処理を停止す
る。
【0052】また、動き補償器5は、動きベクトル検出
器4から第3のマクロブロックデータに対する順方向の
動きベクトルと順方向予測符号化を表す予測モードデー
タとが与えられると、動き補償処理を実行して参照用フ
レームメモリ13から第3のマクロブロックデータより
も順方向側(時間的に過去)の第1又は第2のフレーム
画像データを参照用として読み出し、当該読み出した第
1又は第2のフレーム画像データ内からその順方向の動
きベクトルに基づいて第3のマクロブロックデータと最
も一致する演算用ブロックデータを抽出してこれを演算
器3及び加算器12に送出する。
【0053】さらに、動き補償器5は、動きベクトル検
出器4から第3のマクロブロックデータに対する逆方向
の動きベクトルと逆方向予測符号化を表す予測モードデ
ータとが与えられると、このときにも動き補償処理を実
行して参照用フレームメモリ13から第3のマクロブロ
ックデータよりも逆方向側(時間的に未来)の第1又は
第2のフレーム画像データを参照用として読み出し、当
該読み出した第1又は第2のフレーム画像データ内から
その逆方向の動きベクトルに基づいて第3のマクロブロ
ックデータと最も一致する演算用ブロックデータを抽出
してこれを演算器3及び加算器12に送出する。
【0054】これに加えて、動き補償器5は、動きベク
トル検出器4から第3のマクロブロックデータに対する
順方向及び逆方向の双方の動きベクトルと双方向予測符
号化を表す予測モードデータとが与えられたときにも動
き補償処理を実行して参照用フレームメモリ13から第
3のマクロブロックデータよりも順方向側(時間的に過
去)の第1又は第2のフレーム画像データと逆方向側
(時間的に未来)の第1又は第2のフレーム画像データ
を参照用として読み出す。
【0055】そして、動き補償器5は、順方向側の第1
又は第2のフレーム画像データ内から順方向の動きベク
トルに基づいて第3のマクロブロックデータと最も一致
する演算用ブロックデータを抽出すると共に、逆方向側
の第1又は第2のフレーム画像データ内から逆方向の動
きベクトルに基づいて第3のマクロブロックデータと最
も一致する演算用ブロックデータを抽出し、これら抽出
した2つの演算用ブロックデータを平均化して平均演算
用ブロックデータを生成してこれを演算器3及び加算器
12に送出する。
【0056】演算器3は、入力用フレームメモリ2から
読み出した第3のマクロブロックデータに対する予測モ
ードとしてフレーム内符号化が選択されたときには、動
き補償器5からは何らデータが与えられないことにより
当該第3のマクロブロックデータをそのまま離散コサイ
ン変換器7に送出する。
【0057】これにより動画像符号化装置1において
は、第3のマクロブロックデータに対する予測モードと
してフレーム内符号化が選択されたときには、離散コサ
イン変換器7、量子化器8、可変長符号化器6、バッフ
ァ9、逆量子化器10、逆離散コサイン変換器11、加
算器12及び参照用フレームメモリ13をそれぞれ上述
した第1のマクロブロックデータを圧縮符号化するとき
と同様に動作させ、かくして第3のマクロブロックデー
タを量子化ステップ及び予測モードデータと共に可変長
符号化し、得られた符号化データを外部に出力すると共
に、圧縮した第3のマクロブロックデータを復号化して
参照用フレームメモリ13に格納する。
【0058】また、演算器3は、入力用フレームメモリ
2から読み出した第3のマクロブロックデータに対する
予測モードとして順方向予測符号化、逆方向予測符号化
及び双方向予測符号化が選択されたときには、動き補償
器5から与えられた演算用ブロックデータ又は平均演算
用ブロックデータを当該第3のマクロブロックデータか
ら減算し、得られた差分データを離散コサイン変換器7
に送出する。
【0059】この場合、離散コサイン変換器7は、演算
器3から与えられる差分データを離散コサイン変換し、
得られた離散コサイン変換係数を量子化器8に送出す
る。
【0060】量子化器8は、その離散コサイン変換係数
を上述した第1のマクロブロックデータを処理したとき
と同様に選定した対応する量子化ステップに基づいて量
子化し、得られた量子化係数をその量子化ステップと共
に可変長符号化器6及び逆量子化器10に送出する。
【0061】そして、可変長符号化器6は、量子化係数
の元になる第3のマクロブロックデータに対する予測モ
ードとして順方向予測符号化が選定されたときには、当
該量子化係数をハフマン符号等により可変長符号化する
と共に、対応する量子化ステップ及び予測モードデータ
(順方向予測符号化を表す)並びに順方向の動きベクト
ルも可変長符号化し、このようにして得られた符号化デ
ータをバッファ9を介して外部に出力する。
【0062】また、可変長符号化器6は、量子化係数の
元になる第3のマクロブロックデータに対する予測モー
ドとして逆方向予測符号化が選定されたときには、当該
量子化係数をハフマン符号等により可変長符号化すると
共に、対応する量子化ステップ及び予測モードデータ
(逆方向予測符号化を表す)並びに逆方向の動きベクト
ルも可変長符号化し、このようにして得られた符号化デ
ータをバッファ9を介して外部に出力する。
【0063】さらに、可変長符号化器6は、量子化係数
の元になる第3のマクロブロックデータに対する予測モ
ードとして双方向予測符号化が選定されたときには、当
該量子化係数をハフマン符号等により可変長符号化する
と共に、対応する量子化ステップ及び予測モードデータ
(双方向予測符号化を表す)並びに順方向及び逆方向の
双方の動きベクトルも可変長符号化し、このようにして
得られた符号化データをバッファ9を介して外部に出力
する。
【0064】このとき、逆量子化器10は、量子化器8
から与えられた量子化係数を同様に量子化器8から与え
られた量子化ステップに基づいて逆量子化し、得られた
離散コサイン変換係数を逆離散コサイン変換器11に送
出する。
【0065】また、逆離散コサイン変換器11は、逆量
子化器10から与えられた離散コサイン変換係数を逆離
散コサイン変換し、得られた差分データを加算器12に
送出する。
【0066】そして、加算器12は、逆離散コサイン変
換器11から与えられた差分データをこのとき動き補償
器5から与えられた演算用ブロックデータ又は平均演算
用ブロックデータと加算し、得られた第3のマクロブロ
ックデータを参照用フレームメモリ13に送出して格納
する。
【0067】このようにして動画像符号化装置1におい
ては、第3のフレーム画像データを順次第3のマクロブ
ロックデータ単位で圧縮符号化したときにも、参照用フ
レームメモリ13内に第3のフレーム画像データを再構
築する。
【0068】かくしてこの動画像符号化装置1において
は、動画像データを順次フレーム画像データ単位でIピ
クチャ、Pピクチャ、当該Iピクチャ及びPピクチャ
間、又は2つのPピクチャ間に位置するBピクチャの順
番を繰り返すようにして圧縮符号化し、得られた符号化
データを外部に出力し得るようになされている。
【0069】ところでこのような動画像符号化装置1を
用いた動画像データの配信においては、インターネット
のデータ転送速度に合わせて動画像符号化装置1により
動画像データを比較的高い圧縮率で圧縮符号化する分、
ユーザに提供する動画像の画質(ノイズ等の有無を表す
度合い)が劣化しており、配信する動画像に対して高画
質化の要望が高まり始めている。
【0070】このため、かかる動画像データの配信にお
いては、動画像符号化装置1に供給する動画像データか
ら予めフレーム画像データを所定間隔で間引いてフレー
ムレート(すなわち、動画像における単位時間当りのフ
レーム画像数)を変更した後に圧縮符号化する方法が提
案されている。
【0071】かかる方法によれば、動画像データのフレ
ームレートを下げて単位時間当りに圧縮符号化すべきフ
レーム画像データの数を少なくする分、残りのフレーム
画像データを順次比較的低い圧縮率で圧縮符号化するこ
とによりユーザに提供する動画像を高画質化し得ると考
えられている。
【0072】ところがこの方法によれば、動画像の絵柄
の変化に係わらずに動画像データから単に所定間隔でフ
レーム画像データを間引いていることにより、その間引
きによって残ったフレーム画像データ間において動画像
の絵柄が著しく変化したときにはこれに応じて圧縮率が
変化し、この結果、ユーザに提供する動画像の画質が変
動する問題があった。
【0073】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、所望の画質の動画像を適確に提供し得る動画像符号
化装置、動画像符号化方法、動画像符号化プログラム格
納媒体及び動画像符号化プログラムを提案しようとする
ものである。
【0074】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、圧縮符号化手段により動画像デー
タを順次フレーム画像データ単位で圧縮符号化し、得ら
れた符号化データをバッファに一旦蓄積して出力しなが
ら、フレームレート変更手段により当該バッファのデー
タ蓄積量に応じて動画像データのフレームレートを変更
するようにした。
【0075】従って、動画像データに基づく動画像の絵
柄の変化に応じて単位時間当りに圧縮符号化すべきフレ
ーム画像データの数を適確に変更して圧縮率を安定させ
ることができ、この結果、動画像の画質を安定させるこ
とができる。
【0076】
【発明の実施の形態】以下、図面について、本発明の一
実施の形態を詳述する。
【0077】(1)動画像データ配信システムにおける
動画像データの配信形態 図1に示すように、動画像データ配信システム20にお
いては、送信側にISO/IEC(International Orga
nization for Standardization/InternationalElectrot
echnical Commission)等の機関によって規格化された
MPEG4(Moving Picture Experts Group phase 4)
と呼ばれる圧縮符号化方式を適用した動画像符号化装置
21が設けられている。
【0078】このMPEG4方式では、MPEG2方式
とほぼ同様に動画像データを順次フレーム画像データ単
位で圧縮符号化するように規定されると共に、これに加
えて動画像データのフレームレート(すなわち、動画像
における単位時間当りのフレーム画像数)を変更し得る
ように規定されている。
【0079】また、このMPEG4方式では、動画像の
連続するフレーム画像から任意形状の画像を追跡しなが
ら抽出し、当該抽出した画像(以下、これを抽出画像と
呼ぶ)のデータ(以下、これを抽出画像データと呼ぶ)
を順次圧縮符号化し得るように規定されている。
【0080】従って、この動画像データ配信システム2
0においては、送信側でビデオカメラ22を用いて被写
体を撮像することにより得られた動画像データを動画像
符号化装置21に取り込み、当該動画像符号化装置21
においてその動画像データをフレームレートを適宜変更
しながら圧縮符号化し、又は当該フレームレートを適宜
変更しながら動画像データから抽出画像データを抽出し
て圧縮符号化し、得られた符号化ビットストリームをネ
ットワーク送信装置23からインターネット24を介し
て受信側のパーソナルコンピュータ25に送信する。
【0081】パーソナルコンピュータ25は、ネットワ
ーク送信装置23からインターネット24を介して送信
された符号化ビットストリームを受信すると、当該受信
した符号化ビットストリームを復号化して表示部に送出
することにより当該表示部にフレームレートを変更した
動画像又は当該フレームレートを変更した動画像内の抽
出画像を表示する。
【0082】かくしてこの動画像データ配信システム2
0においては、フレームレートを適宜変更しながら動画
像データを配信し、又は当該フレームレートを適宜変更
した動画像データから抽出画像データを抽出して配信す
ることによりパーソナルコンピュータ25を介してユー
ザに高画質化した動画像又は同様に高画質化した抽出画
像を見せることができるようになされている。
【0083】(2)第1の実施の形態 図2において、30は全体として第1の実施の形態によ
る動画像符号化装置を示し、被写体(図示せず)を撮像
している外部のビデオカメラ(図示せず)から供給され
る動画像データD1を順次フレーム画像データ単位で、
フレームレート変更処理部31に設けられた複数フレー
ム分の記録容量を有する入力用フレームメモリ32に取
り込む。
【0084】この場合、フレームレート変更処理部31
のフレーム構造変換器33は、図3に示すように、入力
用フレームメモリ32にフレーム画像データを取り込む
毎に当該取り込んだフレーム画像データに例えばIピク
チャ及びPピクチャのピクチャタイプを1つのIピクチ
ャと所定数のPピクチャとが順次交互に連続するような
順番で割り当てると共に、そのIピクチャ及びPピクチ
ャを表すピクチャタイプとこれらを割り当てたフレーム
画像データ固有のフレーム識別情報とをピクチャ情報と
して入力用フレームメモリ32に記録する。
【0085】動きベクトル検出処理部34の動きベクト
ル検出器35は、入力用フレームメモリ32内でフレー
ム画像データにIピクチャが割り当てられたときには、
当該Iピクチャの割り当てられたフレーム画像データ
(以下、これを第1のフレーム画像データと呼ぶ)のピ
クチャ情報を読み出す。
【0086】そして、動きベクトル検出器35は、その
ピクチャ情報に基づいて第1のフレーム画像データのフ
レーム識別情報を符号化対象フレーム識別情報として表
し、かつ当該第1のフレーム画像データを順次マクロブ
ロック単位のデータ(以下、これを第1のマクロブロッ
クデータと呼ぶ)D2としてフレーム内符号化により圧
縮符号化することを表す予測モードデータD3を生成
し、当該生成した予測モードデータD3を動きベクトル
バッファ36に送出して蓄積する。
【0087】また、動きベクトル検出器35は、入力用
フレームメモリ32内でフレーム画像データにPピクチ
ャが割り当てられたときには、当該Pピクチャの割り当
てられたフレーム画像データ(以下、これを第2のフレ
ーム画像データと呼ぶ)のピクチャ情報を読み出す。
【0088】そして、動きベクトル検出器35は、その
ピクチャ情報に基づいて対応する第2のフレーム画像デ
ータのフレーム識別情報を符号化対象フレーム識別情報
として表し、かつ当該第2のフレーム画像データを順次
マクロブロック単位のデータ(以下、これを第2のマク
ロブロックデータと呼ぶ)D4として順方向予測符号化
により圧縮符号化することを表す予測モードデータD5
を生成する。
【0089】これに加えて動きベクトル検出器35は、
このとき入力用フレームメモリ32から第2のフレーム
画像データを順次第2のマクロブロックデータD4単位
で読み出すと共に、当該第2のフレーム画像データと順
方向側(時間的に過去)で隣接する第1又は第2のフレ
ーム画像データD6を参照用として読み出す。
【0090】そして、動きベクトル検出器35は、ブロ
ックマッチング法により第2のマクロブロックデータD
4を参照用の第1又は第2のフレーム画像データD6の
所定のサーチ範囲内で複数の比較用ブロックデータと順
次対応付けながら、当該第2のマクロブロックデータD
4内の各画素の画素値と比較用ブロックデータのそれぞ
れ対応する画素の画素値との差分の絶対値の総和(以
下、これを予測誤差と呼ぶ)を算出する。
【0091】これにより動きベクトル検出器35は、第
2のマクロブロックデータD4と各比較用ブロックデー
タとの間で順次算出した予測誤差のうち最も値の小さい
予測誤差(以下、これを特に最小予測誤差)を選定す
る。
【0092】動きベクトル検出器35は、その最小予測
誤差を算出したときに用いた比較用ブロックデータ(以
下、これを近似ブロックデータと呼ぶ)を第2のマクロ
ブロックデータD4と最も一致するものとして検出し、
当該検出した近似ブロックデータと第2のマクロブロッ
クデータD4との動き量によりその第2のマクロブロッ
クデータD4の動きベクトルD7を検出する。
【0093】かくして動きベクトル検出器35は、入力
用フレームメモリ32内の第2のフレーム画像データに
対して予測モードデータD5を生成すると共に、当該第
2のフレーム画像データ内における各第2のマクロブロ
ックデータD4の動きベクトルD7を検出すると、これ
ら予測モードデータD5及び各動きベクトルD7を対応
付けて動きベクトルバッファ36に送出して蓄積する。
【0094】このようにして動きベクトル検出器35
は、入力用フレームメモリ32にフレーム画像データが
順次取り込まれてIピクチャ及びPピクチャが割り当て
られると、その都度同様にして予測モードデータD3、
D5を生成し、又は各第2のマクロブロックデータD4
の動きベクトルD7を検出してこれらを動きベクトルバ
ッファ36に送出して蓄積する。
【0095】圧縮符号化部37は、動きベクトル検出器
35により入力用フレームメモリ32内の先頭の第1の
フレーム画像データから順番に所定フレーム数分のフレ
ーム画像データに対する予測モードデータD3、D5が
生成され、又は各第2のマクロブロックデータD4の動
きベクトルD7が検出されると第1及び第2のフレーム
画像データに対する圧縮符号化を開始する。
【0096】実際上、圧縮符号化部37において第1及
び第2のフレーム画像データの圧縮符号化を開始する
と、演算器38は入力用フレームメモリ32から先頭の
第1のフレーム画像データを順次第1のマクロブロック
データD2単位で読み出す。
【0097】動き補償器39は、第1及び第2のフレー
ム画像データに対する圧縮符号化を開始すると、動きベ
クトルバッファ36から予測モードデータD3と、予測
モードデータD5及び動きベクトルD7とを当該第1及
び第2のフレーム画像データに対する圧縮符号化の順番
に従って読み出し始め、演算器38により入力用フレー
ムメモリ32から第1のマクロブロックデータD2が読
み出されたときには、動きベクトルバッファ36から読
み出した対応する予測モードデータD3(フレーム内符
号化を表す)に基づいて当該第1のマクロブロックデー
タD2に対する動き補償処理を停止する。
【0098】従って、演算器38は、入力用フレームメ
モリ32から第1のマクロブロックデータD2を読み出
すと、このとき動き補償器39からは何らデータが与え
られないことにより当該第1のマクロブロックデータD
2をそのまま離散コサイン変換器40に送出する。
【0099】離散コサイン変換器40は、演算器38か
ら与えられた第1のマクロブロックデータD2を離散コ
サイン変換し、得られた離散コサイン変換係数K1を量
子化器41に送出する。
【0100】量子化器41は、出力段に設けられたバッ
ファ42における符号化データの蓄積量(以下、これを
データ蓄積量と呼ぶ)DRを所定周期で検出し、当該検
出したデータ蓄積量DRに応じて量子化ステップSTを
選定する。
【0101】これにより量子化器41は、離散コサイン
変換器40から与えられた離散コサイン変換係数K1を
対応する量子化ステップSTに基づいて量子化し、得ら
れた量子化係数K2をその量子化に用いた量子化ステッ
プSTと共に可変長符号化器43及び逆量子化器44に
送出する。
【0102】可変長符号化器43は、第1及び第2のフ
レーム画像データに対する圧縮符号化を開始すると、動
きベクトルバッファ36から予測モードデータD3と、
予測モードデータD5及び動きベクトルD7とを当該第
1及び第2のフレーム画像データに対する圧縮符号化の
順番に従って読み出し始めており、量子化器41から与
えられた量子化係数K2をハフマン符号等により可変長
符号化すると共に、当該量子化器41から与えられた量
子化ステップST及び動きベクトルバッファ36から読
み出した対応する予測モードデータD3を可変長符号化
し、得られた符号化データD10をバッファ42に一旦
蓄積することにより符号化データ量を平滑化した符号化
ビットストリームBS1として外部に出力する。
【0103】このようにして画像符号化装置30におい
ては、入力用フレームメモリ32内の第1のフレーム画
像データを順次第1のマクロブロックデータD2単位で
フレーム内符号化により圧縮符号化し得るようになされ
ている。
【0104】また、逆量子化器44は、量子化器41か
ら与えられた量子化係数K2を同様に量子化器41から
与えられた量子化ステップSTに基づいて逆量子化し、
得られた離散コサイン変換係数K3を逆離散コサイン変
換器45に送出する。
【0105】逆離散コサイン変換器45は、逆量子化器
44から与えられた離散コサイン変換係数K3を逆離散
コサイン変換し、得られた第1のマクロブロックデータ
D11を加算器46に送出する。
【0106】加算器46は、逆離散コサイン変換器45
から第1のマクロブロックデータD11が与えられる
と、このとき動き補償器39からは何らデータが与えら
れていないことにより当該第1のマクロブロックデータ
D11をそのまま複数フレーム分の記録容量を有する参
照用フレームメモリ47に送出して格納する。
【0107】このようにして加算器46は、第1のフレ
ーム画像データの圧縮符号化により逆離散コサイン変換
器45から第1のマクロブロックデータD11が順次与
えられる毎に当該第1のマクロブロックデータD11を
そのまま参照用フレームメモリ47に送出して格納する
ことにより、参照用フレームメモリ47内にこれら第1
のマクロブロックデータD11によって動き補償処理の
参照用となる第1のフレーム画像データを再構築する。
【0108】また、演算器38は、入力用フレームメモ
リ32から第1のフレーム画像データ内の全ての第1の
マクロブロックデータD2を読み出すと、当該入力用フ
レームメモリ32内の第2のフレーム画像データを符号
化対象として順次第2のマクロブロックデータD4単位
で読み出す。
【0109】このとき動き補償器39は、動きベクトル
バッファ36から読み出した対応する予測モードデータ
D5(順方向予測符号化を表す)に基づいて動き補償処
理を実行して参照用フレームメモリ47からこの時点に
符号化対象となっている第2のフレーム画像データと順
方向側(時間的に過去)で隣接する第1又は第2のフレ
ーム画像データを参照用として読み出す。
【0110】そして、動き補償器39は、動きベクトル
バッファ36から与えられた対応する第2のマクロブロ
ックデータD4の動きベクトルD7に基づいて参照用の
第1又は第2のフレーム画像データ内から当該第2のマ
クロブロックデータD4と最も一致する演算用ブロック
データD12を抽出してこれを演算器38及び加算器4
6に送出する。
【0111】従って、演算器38は、入力用フレームメ
モリ32から第2のマクロブロックデータD4を読み出
すと、このとき動き補償器39から与えられた演算用マ
クロブロックデータD12を当該第2のマクロブロック
データD4から減算し、得られた差分データD13を離
散コサイン変換器40に送出する。
【0112】この場合、離散コサイン変換器40は、演
算器38から与えられた差分データD13を離散コサイ
ン変換し、得られた離散コサイン変換係数K4を量子化
器41に送出する。
【0113】また、量子化器41は、離散コサイン変換
器40から与えられた離散コサイン変換係数K4を上述
した第1のマクロブロックデータを処理したときと同様
に選定した対応する量子化ステップSTに基づいて量子
化し、得られた量子化係数K5をその量子化ステップS
Tと共に可変長符号化器43及び逆量子化器44に送出
する。
【0114】これにより可変長符号化器43は、量子化
器41から与えられた量子化係数K5をハフマン符号等
により可変長符号化すると共に、当該量子化器41から
与えられた量子化ステップSTと動きベクトルバッファ
36から読み出した対応する予測モードデータD5及び
動きベクトルD7も可変長符号化し、得られた符号化デ
ータD14をバッファ42に一旦蓄積することにより符
号化データ量を平滑化した符号化ビットストリームBS
1として外部に出力する。
【0115】このようにして画像符号化装置30におい
ては、入力用フレームメモリ32内の第2のフレーム画
像データを順次第2のマクロブロックデータD4単位で
順方向予測符号化により圧縮符号化し得るようになされ
ている。
【0116】このとき、逆量子化器44は、量子化器4
1から与えられた量子化係数K5を同様に量子化器41
から与えられた量子化ステップSTに基づいて逆量子化
し、得られた離散コサイン変換係数K6を逆離散コサイ
ン変換器45に送出する。
【0117】また、逆離散コサイン変換器45は、逆量
子化器44から与えられた離散コサイン変換係数K6を
逆離散コサイン変換し、得られた差分データD15を加
算器46に送出する。
【0118】加算器46は、逆離散コサイン変換器45
から差分データD15が与えられると、このとき動き補
償器39から演算用ブロックデータD13が与えられて
いることにより当該差分データD15と演算用ブロック
データD13とを加算し、得られた第2のマクロブロッ
クデータD16を参照用フレームメモリ47に送出して
格納する。
【0119】このようにして加算器46は、第2のフレ
ーム画像データの圧縮符号化により逆離散コサイン変換
器45から差分データD15が与えられる毎に当該差分
データD15と、これに対応する演算用ブロックデータ
D13とを加算して第2のマクロブロックデータD16
を生成し、当該生成した第2のマクロブロックデータD
16を参照用フレームメモリ47に送出して格納するこ
とによりその参照用フレームメモリ47内にこれら第2
のマクロブロックデータD16によって動き補償処理の
参照用となる第2のフレーム画像データを再構築する。
【0120】かくしてこの動画像符号化装置30におい
ては、図4に示すように、動画像データD1を順次フレ
ーム画像データ単位でIピクチャについてはフレーム内
予測符号化により圧縮符号化すると共に、Pピクチャに
ついては時間的に1フレーム分過去のIピクチャ又はP
ピクチャを用いた順方向予測符号化により圧縮符号化
し、得られた符号化ビットストリームBS1を外部に出
力し得るようになされている。
【0121】かかる構成に加えて、この動画像符号化装
置30(図2)の場合、動きベクトル検出器35は、1
フレーム分の各第2のマクロブロックデータD4に対す
る動きベクトルD7を検出する毎に、これら各第2のマ
クロブロックデータD4と参照用の第1又は第2のフレ
ーム画像データD6との間で算出した予測誤差を利用し
て、符号化対象の第2のフレーム画像データの各画素の
画素値と参照用の第1又は第2のフレーム画像データD
6の対応する画素の画素値との差分の絶対値の総和(以
下、これをフレーム間相関値と呼ぶ)SH1を算出し、
当該算出したフレーム間相関値SH1をフレーム構造変
換器33に送出する。
【0122】これによりフレーム構造変換器33は、動
きベクトル検出器35から与えられたフレーム間相関値
SH1に基づいて、符号化対象の第1及び第2のフレー
ム画像データを、それぞれ配信先で動画像が所望の画質
となるように選定された圧縮率(以下、これを選定圧縮
率と呼ぶ)で圧縮符号化することにより得られる符号化
データD10及びD14のデータ量(以下、これを符号
化予測データ量と呼ぶ)を予測する。
【0123】そして、フレーム構造変換器33は、符号
化対象の第1及び第2のフレーム画像データに対する圧
縮符号化を開始すると、バッファ42におけるデータ蓄
積量DRを例えば1フレーム分の第1及び第2のフレー
ム画像データを圧縮符号化する毎の所定周期で検出する
と共に、当該検出したデータ蓄積量DRを順次予め設定
された所定の第1の閾値及び当該第1の閾値よりも小さ
い第2の閾値と比較する。
【0124】この結果、フレーム構造変換器33は、デ
ータ蓄積量DRが第1の閾値から第2の閾値までの範囲
内の値であれば、当該データ蓄積量DRを検出した時点
で圧縮符号化している第1又は第2のフレーム画像デー
タに続いて符号化対象となる第1又は第2のフレーム画
像データをほぼ選定圧縮率で圧縮符号化し得ると判断
し、動画像データD1のフレームレートをそのまま変更
しないようにする。
【0125】これに対してフレーム構造変換器33は、
データ蓄積量DRが第1の閾値よりも大きいときには、
当該データ蓄積量DRを検出した時点で圧縮符号化して
いる第1又は第2のフレーム画像データに続いて符号化
対象となる第1又は第2のフレーム画像データを選定圧
縮率よりも高い圧縮率で圧縮符号化して符号化データ量
を低減させることにより配信先で動画像の画質が低下す
ると判断する。
【0126】このとき、フレーム構造変換器33は、こ
の時点で圧縮符号化している第1又は第2のフレーム画
像データに続いて符号化対象となる所定フレーム数分の
第1及び第2のフレーム画像データに対する符号化予測
データ量と、バッファ42から出力される符号化ビット
ストリームBS1のビットレートとに基づいて当該所定
フレーム数分の第1及び第2のフレーム画像データを選
定圧縮率で圧縮符号化するときのデータ蓄積量DRを推
定する。
【0127】そして、フレーム構造変換器33は、その
推定したデータ蓄積量DRと、第1及び第2の閾値とに
基づいて所定フレーム数分の第1及び第2のフレーム画
像データから1又は複数の第2のフレーム画像データを
選定し、当該選定した第2のフレーム画像データを入力
フレームメモリ32内から読出不可能な状態にして間引
くことにより動画像データD1のフレームレートを下げ
て変更する。
【0128】従って、フレーム構造変換器32は、動画
像データD1に基づく動画像の絵柄が急激に変化する等
して第1又は第2のフレーム画像データから得られる符
号化データ量と共にデータ蓄積量DRが増加したときで
も、当該増加したデータ蓄積量DRに基づいて動画像デ
ータD1のフレームレートを下げることにより単位時間
当りに圧縮符号化すべき第1及び第2のフレーム画像デ
ータの数を減らしてデータ蓄積量DRが急激に増加する
ことを防止し、この結果、圧縮率が急激に高くなること
を未然に防止して動画像の画質が急激に劣化することを
防止し得るようになされている。
【0129】これに加えて、フレーム構造変換器33
は、このように動画像データD1のフレームレートを下
げるときに所定フレーム数分の第1及び第2のフレーム
画像データの符号化予測データ量を用いることにより、
当該動画像データD1に基づく動画像において絵柄が複
数フレームに渡って比較的激しく動くようなとき(すな
わち、連続する第1及び第2のフレーム画像データ間の
フレーム間相関値SH1が比較的低いとき)でも、予め
単位時間当りに圧縮符号化すべき第1及び第2のフレー
ム画像データの数を低減させる分、圧縮率が複数フレー
ムに渡って比較的高くなることを未然に防止して動画像
の画質が複数フレームに渡って劣化することを防止し得
るようになされている。
【0130】またフレーム構造変換器33は、このよう
に動画像データD1のフレームレートを低下させても、
バッファ42のデータ蓄積量DRを検出しており、当該
検出したデータ蓄積量DRが第2の閾値よりも小さいと
きには、符号化対象の第1及び第2のフレーム画像デー
タを増やして圧縮符号化しても配信先で動画像に対する
所望の画質を維持し得ると判断する。
【0131】このとき、フレーム構造変換器33は、現
時点で圧縮符号化している第1又は第2のフレーム画像
データに続いて符号化対象となる所定フレーム数分の第
1及び第2のフレーム画像データ(間引きによって残っ
ている第1及び第2のフレーム画像データ)及び当該所
定フレーム数分の第1及び第2のフレーム画像データ間
からすでに間引いている1又は複数の第2のフレーム画
像データの符号化予測データ量と、バッファ42から出
力される符号化ビットストリームBS1のビットレート
とに基づいてこれら所定フレーム数分の第1及び第2の
フレーム画像データ及びすでに間引いている第2のフレ
ーム画像データを選定圧縮率で圧縮符号化するときのデ
ータ蓄積量DRを推定する。
【0132】そして、フレーム構造変換器33は、その
推定したデータ蓄積量DRと、第1及び第2の閾値とに
基づいて、所定フレーム数分の第1及び第2のフレーム
画像データ間からですでに間引いている第2のフレーム
画像データのうち間引きを取り消す1又は複数の第2の
フレーム画像データを選定し、当該選定した第2のフレ
ーム画像データを入力フレームメモリ32内から読出可
能な状態にして間引きを取り消すことにより動画像デー
タD1の低下させていたフレームレートを予め規定され
ているフレームレートを上回らないように上げて変更す
る。
【0133】従って、フレーム構造変換器33は、動画
像データD1に基づく動画像の絵柄の変化が急激に減少
する等して第1又は第2のフレーム画像データから得ら
れる符号化データ量と共にデータ蓄積量DRが低下した
ときでも、当該低下したデータ蓄積量DRに基づいて動
画像データD1のフレームレートを上げて単位時間当り
に圧縮符号化すべき第1及び第2のフレーム画像データ
の数を増加させることによりデータ蓄積量DRを第1及
び第2の閾値の範囲内で増加させることができ、かくし
て動画像データD1のフレーム画像データを必要以上に
間引いて動画像の画質が所望の画質よりも高くなって変
動することを防止し得るようになされている。
【0134】これに加えて、フレーム構造変換器33
は、このように動画像データD1のフレームレートを上
げるときに所定フレーム数分の第1及び第2のフレーム
画像データ及び当該所定フレーム数分の第1及び第2の
フレーム画像データ間からすでに間引いている第2のフ
レーム画像データの符号化予測データ量を用いることに
より、当該動画像データD1に基づく動画像において絵
柄の変化が複数フレームに渡って比較的安定しているよ
うなとき(すなわち、連続するフレーム画像データ間の
フレーム間相関値SH1が比較的高いとき)でも、予め
単位時間当りに圧縮符号化すべき第1及び第2のフレー
ム画像データの数を増やして動画像データD1を複数フ
レーム画像データに渡って必要以上に間引くことを防止
し得るようになされている。
【0135】実際上、フレーム構造変換器33は、図5
(A)乃至(C)に示すように、動画像データD1のフ
レームレートを下げるときには、第1のフレーム画像デ
ータを残すことにより符号化ビットストリームBS1の
復号化時に動画像データD1を適確に復号化させ得るよ
うになされている。
【0136】また、フレーム構造変換器33は、フレー
ムレートの変更に伴い動画像データD1から複数のフレ
ーム画像データを間引くときには、例えば第2のフレー
ム画像データを1フレームおきに間引くことにより動画
像データD1に基づく動画像の連続性が著しく損なわれ
ることを防止し得るようになされている。
【0137】ところで、動画像データD1から第2のフ
レーム画像データを間引くと、当該間引いた第2のフレ
ーム画像データと逆方向側(時間的に未来)で隣接して
いた残りの第2のフレーム画像データについては、その
間引いた第2のフレーム画像データを参照用として用い
て各マクロブロックデータD4の動きベクトルを検出し
ていることにより動きベクトルの再検出が必要となる。
【0138】このため、フレーム構造変換器33は、動
画像データD1の連続する第1及び第2のフレーム画像
データから1フレームおきに1又は複数の第2のフレー
ム画像データを間引くと、当該間引いた第2のフレーム
画像データ(以下、これを特に間引きフレーム画像デー
タと呼ぶ)のフレーム識別情報(以下、これを特に間引
きフレーム識別情報と呼ぶ)と、この間引きにより各マ
クロブロックデータD4の動きベクトルの再検出が必要
となる第2のフレーム画像データ(以下、これを特に再
検出フレーム画像データと呼ぶ)のフレーム識別情報
(以下、これを特に再検出フレーム識別情報と呼ぶ)と
を表すと共に、間引きによる動きベクトルの再検出が必
要となることを表す動きベクトル再検出フラグFG1を
生成してこれを動きベクトル再検出器48に送出する。
【0139】これにより動きベクトル再検出器48は、
図5(C)に示すように、フレーム構造変換器33から
動きベクトル再検出フラグFG1が与えられると、入力
用フレームメモリ32から当該動きベクトル再検出フラ
グFG1によって指定された再検出フレーム識別情報の
示す再検出フレーム画像データのピクチャ情報を読み出
すことにより、当該読み出したピクチャ情報に基づいて
再検出フレーム画像データのフレーム識別情報を表し、
かつ当該再検出フレーム画像データを順次第2のマクロ
ブロックデータD4単位で順方向予測符号化により圧縮
符号化することを表す予測モードデータD5を生成す
る。
【0140】また、動きベクトル再検出器48は、この
とき入力用フレームメモリ32から動きベクトル再検出
フラグFG1によって指定された再検出フレーム識別情
報の示す再検出フレーム画像データを順次第2のマクロ
ブロックデータD4単位で読み出すと共に、当該再検出
フレーム画像データと間引きにより順方向側で新たに隣
接する第1又は第2のフレーム画像データD6を参照用
として読み出す。
【0141】そして、動きベクトル再検出器48は、上
述した動きベクトル検出器35と同様にブロックマッチ
ング法により第2のマクロブロックデータD4を参照用
の第1又は第2のフレーム画像データD6の所定のサー
チ範囲内で複数の比較用ブロックデータと順次対応付け
ながら最小予測誤差となる近似ブロックデータを検出
し、当該検出した近似ブロックデータと第2のマクロブ
ロックデータD4との動き量によりその第2のマクロブ
ロックデータD4の動きベクトルD17を検出する。
【0142】このようにして動きベクトル再検出器48
は、再検出フレーム画像データに対して予測モードデー
タD5を生成すると共に、当該再検出フレーム画像デー
タ内における各第2のマクロブロックデータD4の動き
ベクトルD17を検出すると、これら予測モードデータ
D5及び各動きベクトルD17を対応付けて動きベクト
ルバッファ36に送出して蓄積することにより、この後
動きベクトルバッファ36からこれら予測モードデータ
D5及び各動きベクトルD17を動き補償器39及び可
変長符号化器43によって読出可能な状態にする。
【0143】これに加えて、動きベクトル再検出器48
は、動きベクトルバッファ36に予測モードデータD5
及び各動きベクトルD17を蓄積すると、動きベクトル
再検出フラグFGによって指定された再検出フレーム識
別情報及び間引きフレーム識別情報に基づいて、動きベ
クトルバッファ36内から再検出フレーム画像データに
対する再検出前の予測モードデータD5及び動きベクト
ルD7と、間引きフレーム画像データの予測モードデー
タD5及び動きベクトルD7とを読出不可能な状態にす
る。
【0144】また、フレーム構造変換器33は、動画像
データD1のフレームレートを上げることにより、間引
きフレーム画像データの間引きを取り消すときには、当
該間引きフレーム画像データの間引きによって動きベク
トルを再検出した再検出フレーム画像データの再検出フ
レーム識別情報と、その間引きを取り消す間引きフレー
ム画像データの間引きフレーム識別情報とを表すと共
に、間引きの取り消しを表す動きベクトル再検出フラグ
FG2を生成してこれを動きベクトル再検出器48に送
出する。
【0145】これにより動きベクトル再検出器48は、
フレーム構造変換器33から動きベクトル再検出フラグ
FG2が与えられると、当該動きベクトル再検出フラグ
FG2によって指定された再検出フレーム識別情報及び
間引き取消フレーム識別情報に基づいて、動きベクトル
バッファ36内から再検出フレーム画像データに対して
再検出した予測モードデータD5及び動きベクトルD1
7を読出不可能な状態とし、かつ再検出フレーム画像デ
ータに対する再検出前の予測モードデータD5及び動き
ベクトルD7と間引きフレーム画像データの予測モード
データD5及び動きベクトルD7とを読出可能な状態に
する。
【0146】このようにして動きベクトル再検出器48
は、動画像データD1のフレームレートを変更したとき
でも各第1及び第2のフレーム画像データを動きベクト
ルD7、D17を用いて適確に圧縮符号化させ得るよう
になされている。
【0147】ここで、この動画像符号化装置30のフレ
ームレート変更処理部31と動きベクトル検出処理部3
4と符号化部37とによる動画像データD1の圧縮符号
化処理手順についてまとめてみると、図6(A)及び図
7(A)に示すように、まず動きベクトル検出処理部3
4においては、ルーチンRT1の開始ステップから入っ
てステップSP1に移る。
【0148】ステップSP1において動きベクトル検出
処理部34は、動きベクトル検出回路35により入力用
フレームメモリ32から第2のフレーム画像データを順
次第2のマクロブロックデータD4単位で読み出すと共
に、当該第2のフレーム画像データに対する参照用の第
1又は第2のフレーム画像データD6を読み出し、ブロ
ックマッチング法により参照用の第1又は第2のフレー
ム画像データを用いてこれら各第2のマクロブロックデ
ータD4の動きベクトルD7を検出し、当該検出した動
きベクトルD7を動きベクトルバッファ36に蓄積する
ようにして1フレーム分の各第2のマクロブロックデー
タD4の動きベクトルD7を検出すると、ステップSP
2に移る。
【0149】ステップSP2において動きベクトル検出
処理部34は、動きベクトル検出器35により、各第2
のマクロブロックデータD4の動きベクトルD7を検出
する際に算出した予測誤差を用いてこれら各第2のマク
ロブロックデータD4を切り出した第2のフレーム画像
データと参照用の第1又は第2のフレーム画像データD
6との間のフレーム間相関値SH1を算出し、当該算出
したフレーム間相関値SH1をフレーム構造変換器33
に送出してステップSP3に移る。
【0150】ステップSP3において動きベクトル検出
処理部34は、動きベクトル再検出器48により動画像
データD1のフレームレートが変更されたか否かを判断
する。
【0151】このステップSP3において否定結果を得
ることは、未だ動画像データD1の第1及び第2のフレ
ーム画像データに対する圧縮符号化が開始されていな
い、又は当該第1及び第2のフレーム画像データを順次
選定圧縮率で圧縮符号化していることを意味し、このと
き動きベクトル検出処理部34は、動きベクトル再検出
器48による動きベクトルの再検出処理を実行せずにス
テップSP1に戻り、この後動画像データD1のフレー
ムレートが変更されるまでの間はステップSP1−SP
2−SP3の処理ループを繰り返すことにより順次第2
のフレーム画像データにおける各第2のマクロブロック
データD4の動きベクトルD7を検出すると共に、その
第2のフレーム画像データと参照用の第1又は第2のフ
レーム画像データD6との間におけるフレーム間相関値
SH1を算出する。
【0152】このとき、図6(B)に示すように、圧縮
符号化部37は、ルーチンRT2の開始ステップから入
ってステップSP11に移り、例えば演算器38により
動きベクトル検出処理部34(実際には動きベクトル検
出器35)において所定フレーム数分の第2のフレーム
画像データに対する各第2マクロブロックデータD4の
動きベクトルD7が検出されることを待ち受けており、
当該所定フレーム数分の第2のフレーム画像データに対
する各マクロブロックデータD4の動きベクトルD7が
検出されると、ステップSP12に移る。
【0153】ステップSP12において圧縮符号化部4
0は、入力用フレームメモリ32内の第1及び第2のフ
レーム画像データに対する圧縮符号化を開始し、演算器
38、離散コサイン変換器40、量子化器41及び可変
長符号化器43により第1のフレーム画像データをフレ
ーム内符号化により圧縮符号化して得られた符号化デー
タD10をバッファ42に一旦蓄積し、又は第2のフレ
ーム画像データを動きベクトルバッファ36から読み出
した動きベクトルD7を用いて順方向予測符号化により
圧縮符号化して得られた符号化データD14をバッファ
42に一旦蓄積すると共に、圧縮符号化した第1又は第
2のフレーム画像データを逆量子化器44、逆離散コサ
イン変換器45、加算器46及び動き補償器39により
参照用フレームメモリ47内に動き補償処理の参照用と
して再構築してステップSP13に移る。
【0154】ステップSP13において圧縮符号化部3
7は、バッファ42に一旦蓄積した符号化データD10
及びD14の符号化データ量を平滑化することによりこ
れら符号化データD10及びD14を符号化ビットスト
リームBS1として外部に出力してステップSP14に
移る。
【0155】ステップSP14において圧縮符号化部3
7は、演算器38による入力用フレームメモリ32から
の第1及び第2のフレーム画像データの読み出し状況に
応じて符号化対象の第1及び第2のフレーム画像データ
を全て圧縮符号化したか否かを判断し、未だ符号化対象
の第1及び第2のフレーム画像データを全て圧縮符号化
していなければ、ステップSP12に戻ってこの後符号
化対象の第1及び第2のフレーム画像データを全て圧縮
符号化するまでの間はステップSP12−SP13−S
P14の処理ループを繰り返すことにより当該符号化対
象の第1のフレーム画像データをフレーム内符号化によ
り圧縮符号化すると共に、符号化対象の第2のフレーム
画像データを動きベクトルバッファ36から読み出した
動きベクトルD7を用いて順方向予測符号化により圧縮
符号化し、得られた符号化データD10及びD14を符
号化ビットストリームBS1として出力する。
【0156】一方、図6(C)及び図7(C)に示すよ
うにに、フレームレート変更処理部31は、ルーチンR
T3の開始ステップから入ってステップSP21に移
り、フレーム構造変換器33により動きベクトル検出器
35から与えられるフレーム間相関値SH1に基づいて
第1又は第2のフレーム画像データの符号化予測データ
量を予測してステップSP22に移る。
【0157】ステップSP22においてフレームレート
変更処理部31は、フレーム構造変換器33により第1
及び第2のフレーム画像データに対する圧縮符号化が開
始されたか否かを判断し、当該第1及び第2のフレーム
画像データの圧縮符号化が開始されるまでの間はステッ
プSP21−SP22の処理ループを繰り返すことによ
り順次第1及び第2のフレーム画像データの符号化予測
データ量を予測する。
【0158】そして、フレームレート変更処理部31
は、演算器38により入力用フレームメモリ32から第
1及び第2のフレーム画像データが順次第1及び第2の
マクロブロックデータD2及びD4単位で読み出される
ことにより圧縮符号化部37において第1及び第2のフ
レーム画像データに対する圧縮符号化が開始されると、
ステップSP23に移る。
【0159】ステップSP23においてフレームレート
変更処理部31は、フレーム構造変換器33によりバッ
ファ42のデータ蓄積量DRを検出し、当該検出したデ
ータ蓄積量DRを第1の閾値及び第2の閾値と比較する
ことによりそのデータ蓄積量DRが第1の閾値から第2
の閾値までの範囲内の値であるか否かを判断する。
【0160】このステップSP23において肯定結果を
得ることは、この時点で圧縮符号化している第1又は第
2のフレーム画像データに続く第1又は第2のフレーム
画像データをほぼ選定圧縮率で圧縮符号化し得ることを
意味し、このときフレームレート変更処理部31は、フ
レーム構造変換器33により動画像データD1のフレー
ムレートをそのまま変更せずにステップSP21に戻
り、この後動画像データD1のフレームレートの変更が
必要となるまでの間はステップSP21−SP22−S
P23の処理ループを繰り返す。
【0161】またステップSP23において否定結果を
得ることは、データ蓄積量DRが第1の閾値から第2の
閾値までの範囲外の値となって動画像データD1のフレ
ームレートを変更する必要があることを意味し、このと
きフレームレート変更処理部31はステップSP24に
移る。
【0162】ステップSP24においてフレームレート
変更処理部31は、フレーム構造変換器33によりデー
タ蓄積量DRが第1の閾値よりも大きい値であるか否か
を判断する。
【0163】このステップSP24において肯定結果を
得ることは、データ蓄積量DRが第1の閾値よりも大き
い値であるためにこの時点で圧縮符号化している第1又
は第2のフレーム画像データに続く第1又は第2のフレ
ーム画像データを選定圧縮率よりも高圧縮率で圧縮符号
化することにより動画像の画質が低下する可能性がある
ことを意味し、このときフレームレート変更処理部31
はステップSP25に移る。
【0164】ステップSP25においてフレームレート
変更処理部31は、フレーム構造変換器33により、こ
の時点で圧縮符号化しているフレーム画像データに続く
所定フレーム数分のフレーム画像データの符号化予測デ
ータ量と符号化ビットストリームBS1のビットレート
とに基づいてデータ蓄積量DRの変化を推定し、当該推
定したデータ蓄積量DRと第1及び第2の閾値とに基づ
いてフレーム画像データを間引いて動画像データD1の
フレームレートを下げると共に、動きベクトル再検出フ
ラグFG1を動きベクトル再検出器48に送出してステ
ップSP26に移る。
【0165】これに対してステップSP24において否
定結果を得ることは、動画像データD1から第2のフレ
ーム画像データを間引いてフレームレートを下げるもの
の、データ蓄積量DRが第2の閾値よりも小さい値であ
るために第2のフレーム画像データを増やしても動画像
に対する所望の画質を維持し得ることを意味し、このと
きフレームレート変更処理部31はステップSP27に
移る。
【0166】ステップSP27においてフレームレート
変更処理部31は、フレーム構造変換器33により、こ
の時点で圧縮符号化しているフレーム画像データに続く
所定フレーム数分のフレーム画像データ及び当該所定フ
レーム数分のフレーム画像データ間からすでに間引いて
いるフレーム画像データの符号化予測データ量と符号化
ビットストリームBS1のビットレートとに基づいてこ
れら間引いているフレーム画像データの間引きを取り消
したときのデータ蓄積量DRの変化を推定し、当該推定
したデータ蓄積量DRと第1及び第2の閾値とに基づい
てすでに間引いているフレーム画像データの間引きを取
り消すことにより動画像データD1の低下させていたフ
レームレートを規定のフレームレートを上回らないよう
に上げると共に、動きベクトル再検出フラグFG2を動
きベクトル再検出器48に送出してステップSP26に
移る。
【0167】ステップSP26においてフレームレート
変更処理部31は、フレーム構造変換器33により、演
算器38による入力用フレームメモリ32からの第1及
び第2のフレーム画像データの読み出し状況に応じて符
号化対象の第1及び第2のフレーム画像データが全て圧
縮符号化されたか否かを判断し、未だ符号化対象の第1
及び第2のフレーム画像データが全て圧縮符号化されて
いなければ、ステップSP21に戻ってこの後符号化対
象の第1及び第2のフレーム画像データが全て圧縮符号
化されるまでの間はステップSP21−SP22−23
−SP24−SP25−SP26の処理ループを繰り返
すことにより順次第1及び第2のフレーム画像データの
符号化予測データ量を予測しながら動画像データD1の
フレームレートを適宜変更する。
【0168】このときステップSP3において動きベク
トル検出処理部34は、動きベクトル再検出器48によ
りフレーム構造変換器33から与えられる動きベクトル
再検出フラグFG1及びFG2に基づいて動画像データ
D1のフレームレートが変更されたと判断してステップ
SP4に移る。
【0169】ステップSP4において動きベクトル検出
処理部34は、動きベクトル再検出器48により動画像
データD1のフレームレートの変更に伴い動きベクトル
D17の再検出が必要であるか否かを判断する。
【0170】このステップSP4において肯定結果を得
ることは、動画像データD1のフレームレートが下げら
れたことによりフレーム構造変換器3から与えられた動
きベクトル再検出フラグFG1に基づいて、間引かれた
第2のフレーム画像データと隣接する再検出フレーム画
像データの各第2のマクロブロックデータD4の動きベ
クトルD17を再検出することを意味し、このとき動き
ベクトル検出処理部34はステップSP5に移り、動き
ベクトル再検出器48により再検出フレーム画像データ
に対する各第2のマクロブロックデータD4の動きベク
トルD17を検出してステップSP6に移る。
【0171】そしてステップSP6において動きベクト
ル検出処理部34は、動きベクトル再検出器48により
動きベクトル再検出フラグFG1に基づいて動きベクト
ルバッファ36を制御することにより再検出した動きベ
クトルD17を一旦蓄積すると共に、再検出フレーム画
像データに対する再検出前の動きベクトルD7と間引き
フレーム画像データの動きベクトルD7とを読出不可能
な状態にしてステップSP7に移る。
【0172】これに対してステップSP4において否定
結果を得ることは、動画像データD1のフレームレート
が上げられたことにより動きベクトルD17の再検出が
必要ないことを意味し、このとき動きベクトル検出処理
部34はステップSP6に移る。
【0173】そしてステップSP6において動きベクト
ル検出処理部34は、動きベクトル再検出器48により
フレーム構造変換器3から与えられた動きベクトル再検
出フラグFG2に基づいて動きベクトルバッファ36を
制御することにより再検出フレーム画像データに対して
再検出していた動きベクトルD17を読出不可能な状態
とし、かつ再検出フレーム画像データに対する再検出前
の動きベクトルD7と間引きを取り消した間引きフレー
ム画像データの動きベクトルD7とを読出可能な状態に
してステップSP7に移る。
【0174】ステップSP7において動きベクトル検出
処理部34は、動きベクトル検出器35により入力用フ
レームメモリ32内の全ての第1及び第2のフレーム画
像データにおける各第1及び第2のマクロブロックデー
タD2及びD4の動きベクトルを検出したか否を判断
し、当該入力用フレームメモリ32内に第1及び第2の
マクロブロックデータD2及びD4の動きベクトルを検
出すべき第1及び第2のフレーム画像データが取り込ま
れている間はステップSP1に戻り当該ステップSP1
―SP2−SP3−SP4−SP5−SP6−SP7の
処理ループを繰り返すことにより入力用フレームメモリ
32内の第1及び第2のフレーム画像データにおける各
第1及び第2のマクロブロックデータD2及びD4の動
きベクトルD7を順次検出すると共に、再検出フレーム
画像データにおける各第2のマクロブロックデータD4
の動きベクトルD17を適宜再検出する。
【0175】そして、ステップSP7において動きベク
トル検出処理部34は、入力用フレームメモリ32内の
全ての第1及び第2のフレーム画像データにおける各第
1及び第2のマクロブロックデータD2及びD4の動き
ベクトルD7を検出すると、ステップSP8に移る。
【0176】ステップSP8において動きベクトル検出
処理部34は、動き補償器39による動きベクトルバッ
ファ36からの動きベクトルD7及びD17の読み出し
状況に応じて符号化対象の第1及び第2のフレーム画像
データが全て圧縮符号化されたか否かを判断し、未だ第
1及び第2のフレーム画像データの圧縮符号化が終了し
ていなければ、ステップSP3に戻ってこの後符号化対
象の第1及び第2のフレーム画像データが全て圧縮符号
化されるまでの間はステップSP3−SP4−SP5−
SP6−SP7−SP8の処理ループを繰り返すことに
より再検出フレーム画像データにおける各第2のマクロ
ブロックデータD4の動きベクトルD17を適宜再検出
する。
【0177】かくしてステップSP14において圧縮符
号化部37は、符号化対象の第1及び第2のフレーム画
像データを全て圧縮符号化するまでの間はステップSP
12−SP13−SP14の処理ループを繰り返すもの
の、動画像データD1のフレームレートが下げられるこ
とにより再検出フレーム画像データに対して動きベクト
ルD17が再検出されると、符号化対象の第2のフレー
ム画像データを動きベクトルバッファ36から読み出し
たその動きベクトルD17を用いて順方向予測符号化に
より圧縮符号化する。
【0178】そして、圧縮符号化部37は、このステッ
プSP14において符号化対象の第1及び第2のフレー
ム画像データを全て圧縮符号化したと判断すると、ステ
ップSP15に移って当該圧縮符号化部37における処
理手順を終了する。
【0179】また、圧縮符号化部37がこのように処理
手順を終了すると、フレームレート変更処理部31はス
テップSP26において符号化対象の第1及び第2のフ
レーム画像データが全て圧縮符号化されたと判断してス
テップSP28に移ることにより当該フレームレート変
更処理部31の処理手順を終了すると共に、動きベクト
ル検出処理部34もステップSP8において符号化対象
の第1及び第2のフレーム画像データが全て圧縮符号化
されたと判断してステップSP9に移ることにより当該
動きベクトル検出処理部34の処理手順を終了し、かく
して動画像符号化装置30における動画像データD1の
圧縮符号化処理手順を全て終了する。
【0180】以上の構成において、この動画像符号化装
置30では、外部から供給される動画像データD1を順
次フレーム画像データ単位で入力用フレームメモリ32
に取り込み、当該入力用フレームメモリ32に取り込ん
だフレーム画像データにIピクチャ及びPピクチャを所
定の順番で割り当てる。
【0181】そして、この動画像符号化装置30では、
動きベクトル検出器35により入力用フレームメモリ3
2内の第2のフレーム画像データを順次第2のマクロブ
ロックデータD4単位で読み出して当該読み出した各第
2のマクロブロックデータD4の動きベクトルD7を検
出する。
【0182】この状態で動画像符号化装置30では、圧
縮符号化部37により入力用フレームメモリ32から第
1のフレーム画像データを順次第1のマクロブロックデ
ータD2単位で読み出してフレーム内符号化により圧縮
符号化し、得られた符号化データD10をバッファ42
に一旦蓄積すると共に、当該入力用フレームメモリ32
から第2のフレーム画像データを順次第2のマクロブロ
ックデータD4単位で読み出して対応する動きベクトル
を用いた順方向予測符号化により圧縮符号化し、得られ
た符号化データD14をバッファ42に一旦蓄積し、当
該バッファ42から符号化データD10及びD14を符
号化ビットストリームBS1として外部に出力する。
【0183】このようにして動画像符号化装置30で
は、動画像データD1を構成する第1及び第2のフレー
ム画像データの圧縮符号化を開始すると、フレーム構造
変換器33によりバッファ42のデータ蓄積量DRを定
期的に検出して第1及び第2の閾値と比較し、当該デー
タ蓄積量DRが第1の閾値よりも大きい値のときには動
画像データD1のフレームレートを下げ、このようにフ
レームレートを下げた状態でバッファ42のデータ蓄積
量DRが第2の閾値よりも小さい値になったときには動
画像データD1のフレームレートを上げるようにして当
該動画像データD1のフレームレートをデータ蓄積量D
Rに応じて変更するようにした。
【0184】従って、この動画像符号化装置30では、
配信対象の動画像データD1に基づく動画像の絵柄が急
激に変化する等して第1及び第2のフレーム画像データ
から得られる符号化データ量が増加しても、これに適確
に対応して動画像データD1のフレームレートを下げて
単位時間当りに圧縮符号化すべき第2のフレーム画像デ
ータの数を減らすため、データ蓄積量DRが増加したま
まとなり圧縮率が急激に高くなることを未然に防止する
ことができ、かくして動画像の画質の急激な劣化を防止
することができる。
【0185】また、この動画像符号化装置30では、配
信対象の動画像データD1のフレームレートを下げた状
態で当該動画像データD1に基づく動画像の絵柄の変化
が急激に減少する等して第1及び第2のフレーム画像デ
ータから得られる符号化データ量が低下しても、動画像
データD1のフレームレートを上げて単位時間当りに圧
縮符号化すべき第2のフレーム画像データの数を増加さ
せるため、動画像データD1の第2のフレーム画像デー
タを必要以上に間引いてデータ蓄積量DRが低下したま
まとなって圧縮率が比較的低くなることを防止すること
ができ、かくして動画像の画質が一時的に所望の画質以
上になって変動することを適確に防止することができ
る。
【0186】このように動画像符号化装置30では、動
画像データD1を圧縮符号化しながら各符号化データD
10及びD14の符号化データ量を表すバッファ42の
データ蓄積量DRに応じて適宜フレームレートを変更す
るため、ユーザに提供する動画像の画質を安定させるこ
とができる。
【0187】これに加えて、この動画像符号化装置30
では、データ蓄積量DRが第1の閾値よりも高い値のと
きにはこの時点から符号化対象となる所定フレーム数分
の第1及び又は第2のフレーム画像データの符号化予測
データ量を用いて当該所定フレーム数分の第1及び又は
第2のフレーム画像データから1又は複数の第2のフレ
ーム画像データを間引いて動画像データD1のフレーム
レートを下げるため、当該動画像データD1に基づく動
画像の絵柄が複数フレームに渡って比較的激しく動くよ
うなときでも、複数フレームに渡って圧縮率が比較的高
くなることを未然に防止することかでき、かくして動画
像の画質が複数フレームに渡って劣化することを未然に
防止することができる。
【0188】また、この動画像符号化装置30では、デ
ータ蓄積量DRが第2の閾値よりも小さい値のときにも
この時点から符号化対象となる所定フレーム数分の第1
及び又は第2のフレーム画像データと当該所定フレーム
数分の第1及び又は第2のフレーム画像データ間からす
でに間引いている1又は複数の第2のフレーム画像デー
タとの符号化予測データ量を用いて動画像データD1の
フレームレートを上げるため、動画像データD1に基づ
く動画像の絵柄の変化が複数フレームに渡って比較的安
定しているようなときでも、複数フレームに渡って圧縮
率が比較的低くなることを未然に防止することができ、
かくして動画像の画質が複数フレームに渡って所望の画
質以上になって急激に変動することを未然に防止するこ
とができる。
【0189】そして、この動画像符号化装置30では、
このように動画像データD1のフレームレートの変更に
所定フレーム数分の第1及び第2のフレーム画像データ
の符号化データ量を用いて複数フレームに渡る動画像の
画質の変化を未然に防止するものの、このようにフレー
ムレートを変更した状態で第1及び第2のフレーム画像
データを圧縮符号化している間も順次データ蓄積量DR
を検出して圧縮符号化の状況を監視しているため、例え
ば符号化予測データ量の予測精度が比較的低いために当
該符号化予測データ量と実際に圧縮符号化したときの符
号化データ量とが異なるようなときでも、一度変更した
フレームレートを動画像に対する所望の画質に合わせて
容易かつ適確に補正することができる。
【0190】以上の構成によれば、外部から供給される
動画像データD1を順次第1及び第2のフレーム画像デ
ータ単位で圧縮符号化し、得られた符号化データD10
及びD14をバッファ42に一旦蓄積して符号化データ
量を平滑化した符号化ビットストリームBS1として外
部に出力しながら、当該バッファ42のデータ蓄積量D
Rを定期的に検出し、そのデータ蓄積量DRの変化に応
じて動画像データD1のフレームレートを変更するよう
にしたことにより、配信対象の動画像データD1に基づ
く動画像の絵柄の変化に応じて単位時間当りに圧縮符号
化すべき第1及び第2のフレーム画像データの数を適確
に変更して圧縮率を安定させ、当該動画像の画質を安定
させることができ、かくして所望の画質の動画像を適確
に提供し得る動画像符号化装置を実現することができ
る。
【0191】なお、上述した第1の実施の形態において
は、図3について上述したように外部から供給された動
画像データD1を順次フレーム画像データ単位で入力用
フレームメモリ32に取り込み、当該入力用フレームメ
モリ32に取り込んだフレーム画像データにIピクチャ
及びPピクチャを所定の順番で割り当てるようにした場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、図8
(A)及び(B)に示すように、入力用フレームメモリ
32に順次取り込んだフレーム画像データにIピクチ
ャ、Pピクチャ及びBピクチャを割り当てるようにして
も良い。
【0192】因みに、ピクチャタイプとしてIピクチ
ャ、Pピクチャ及びBピクチャを用いるときに、例えば
先頭のフレーム画像データから順次Bピクチャ、Iピク
チャ、Bピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャ、Pピクチ
ャ、Bピクチャ、Pピクチャ、……、を割り当てると、
先頭のBピクチャを割り当てたフレーム画像データ(以
下、これを第3のフレーム画像データと呼ぶ)について
は2フレーム目の第1のフレーム画像データを参照用に
用いて逆方向予測符号化により圧縮符号化し、当該2フ
レーム目以降の第3のフレーム画像データについては順
方向側で隣接する第1又は第2のフレーム画像データを
参照用として用いると共に逆方向側で隣接する第1又は
第2のフレーム画像データを参照用として用いる両方向
予測符号化により圧縮符号化することができる。
【0193】また、第2のフレーム画像データについて
は、順方向側で最も近い第1又は第2のフレーム画像デ
ータを参照用として用いる順方向予測符号化により圧縮
符号化することができる。
【0194】そして、図9(A)乃至(C)に示すよう
に、このように入力用フレームメモリ32内のフレーム
画像データにIピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャを
割り当てた状態で例えば3フレーム目の第3のフレーム
画像データ及び5フレーム目の第2のフレーム画像デー
タを間引いて動画像データD1のフレームレートを変更
すると、その間引きに応じて当該3フレーム目の第3の
フレーム画像データについては順方向側及び逆方向側の
第1及び第2のフレーム画像データの参照用としては用
いられていないことによりこれら順方向側及び逆方向側
の第1及び第2のフレーム画像データの各第1及び第2
のマクロブロックデータの動きベクトルを再検出する必
要はない。
【0195】これに対して5フレーム目の第2のフレー
ム画像データについては、順方向側第3のフレーム画像
データ(4フレーム目)と、逆方向側の第3及び第2の
フレーム画像データ(6フレーム目及び7フレーム目)
との参照用として用いられている。
【0196】従って、間引きに応じて4フレーム目の第
3のフレーム画像データについては、逆方向側7フレー
ム目の第2のフレーム画像データを参照用として用いて
各マクロブロックデータの逆方向側の動きベクトルを再
検出し、6フレーム目の第3のフレーム画像データにつ
いては、順方向側3フレーム目の第2のフレーム画像デ
ータを参照用として用いて各マクロブロックデータの順
方向側の動きベクトルを検出し、さらに7フレーム目の
第2のフレーム画像データについては順方向側3フレー
ム目の第2のフレーム画像データを用いて各第2のマク
ロブロックデータの順方向側の動きベクトルを検出すれ
ば良い。
【0197】また、上述した第1の実施の形態において
は、動画像データD1のフレームレートを下げるために
第2のフレーム画像データを間引いたときに動きベクト
ル再検出器48により再検出フレーム画像データの各第
2のマクロブロックデータD4の動きベクトルをブロッ
クマッチング法によって検出するようにした場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、再検出フレーム画
像データに対する各第2のマクロブロックデータD4の
予め検出している動きベクトルD7を当該再検出フレー
ム画像データに隣接していた間引きフレーム画像データ
の各第2のマクロブロックデータD4の動きベクトルと
合成することによりその再検出フレーム画像データに対
する各第2のマクロブロックデータD4の動きベクトル
を再検出し、又はテレスコピックサーチ法等の簡易動き
ベクトル検出法を用いて動きベクトルを再検出すれば、
動きベクトル再検出器における動きベクトルの再検出処
理の演算量を大幅に低減させて当該再検出処理を高速化
することができる。
【0198】さらに、上述した第1の実施の形態におい
ては、第2のフレーム画像データの各マクロブロックデ
ータD4を順方向予測符号化により圧縮符号化するよう
にした場合について述べたが、各第2のマクロブロック
データD4の分散値を用いてフレーム内符号化及び順方
向予測符号化のいずれで圧縮符号化するようにしても良
い。
【0199】さらに、上述した第1の実施の形態におい
ては、動きベクトル再検出器48により入力用フレーム
メモリ32から読み出した参照用の第1及び第2のフレ
ーム画像データD6を用いて各第2のマクロブロックデ
ータD4の動きベクトルD17を再検出するようにした
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、動きベ
クトル再検出器により参照用フレームメモリ47から参
照用の第1及び第2のフレーム画像データを読み出して
各第2のマクロブロックデータD4の動きベクトルD1
7を再検出するようにしても良い。このようにすれば動
きベクトルD17の再検出に一旦圧縮符号化した後に復
号化して再構築することにより圧縮符号化によって発生
したブロックノイズ等を持つ第1及び第2のフレーム画
像データを用いることができ、当該動きベクトルD17
の検出精度を向上させることができる。
【0200】さらに、上述した第1の実施の形態におい
ては、バッファ42のデータ蓄積量DR及び符号化予測
データ量に応じて動画像データD1のフレームレートを
変更するようにした場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、バッファ42のデータ蓄積量DRに応じて
動画像データD1のフレームレートを変更するようにし
ても良い。このようにしてフレームレートを変更しても
データ蓄積量DRの急激な増減に適確に対処して動画像
の画質を安定化させることができる。
【0201】(3)第2の実施の形態 図2との対応部分に同一符号を付して示す図10は第2
の実施の形態による動画像符号化装置60を示し、フレ
ームレート変更処理部61のフレーム構造変換器62及
び動きベクトル検出処理部63の構成を除いて第1の実
施の形態による動画像符号化装置30と同様に構成され
ている。
【0202】フレームレート変更処理部61のフレーム
構造変換器62は、図3について上述した場合と同様に
入力用フレームメモリ32にフレーム画像データを取り
込む毎に当該取り込んだフレーム画像データにIピクチ
ャ及びPピクチャのピクチャタイプを割り当てると共
に、そのIピクチャ及びPピクチャを表すピクチャタイ
プとこれらを割り当てたフレーム画像データ固有のフレ
ーム識別情報とをピクチャ情報として入力用フレームメ
モリ32に記録する。
【0203】そして、動きベクトル検出処理部63にお
いて簡易動きベクトル検出器64は、入力用フレームメ
モリ32内でフレーム画像データにIピクチャが割り当
てられたときには、当該Iピクチャの割り当てられた第
1のフレーム画像データのピクチャ情報を読み出し、当
該読み出したピクチャ情報に基づいて予測モードデータ
D3を生成し、当該生成した予測モードデータD3を簡
易動きベクトルバッファ65に送出して蓄積する。
【0204】また、簡易動きベクトル検出器64は、入
力用フレームメモリ32内でフレーム画像データにPピ
クチャが割り当てられたときには、当該Pピクチャの割
り当てられた第2のフレーム画像データのピクチャ情報
を読み出すと共に、当該第2のフレーム画像データと順
方向側で隣接する参照用の第1又は第2のフレーム画像
データD6のピクチャ情報を読み出す。
【0205】簡易動きベクトル検出器64は、これらピ
クチャ情報に基づいて対応する符号化対象の第2のフレ
ーム画像データのフレーム識別情報を符号化対象フレー
ム識別情報として表すと共に参照用の第1又は第2のフ
レーム画像データD6のフレーム識別情報を参照用フレ
ーム識別情報として表し、さらに符号化対象の第2のフ
レーム画像データを順次第2のマクロブロックデータD
4単位で順方向予測符号化により圧縮符号化することを
表す予測モードデータD20を生成する。
【0206】これに加えて簡易動きベクトル検出器64
は、このとき入力用フレームメモリ32からピクチャ情
報に基づいて符号化対象の第2のフレーム画像データを
順次第2のマクロブロックデータD4単位で読み出すと
共に、参照用の第1又は第2のフレーム画像データD6
を読み出す。
【0207】簡易動きベクトル検出器64は、図11
(A)及び(B)に示すように、階層サーチ動きベクト
ル検出方式による原画像レベルの第1階層よりも下層の
第2階層において、第2のマクロブロックデータD4を
例えば1/4程度に縮小して解像度を下げることにより
階層的な第2のマクロブロックデータ(以下、これを階
層マクロブロックデータと呼ぶ)D21を生成すると共
に、同様に参照用の第1又は第2のフレーム画像データ
D6を例えば1/4程度に縮小して解像度を下げること
により階層的な参照用の第1又は第2のフレーム画像デ
ータ(以下、これを階層フレーム画像データと呼ぶ)D
22を生成する。
【0208】また、簡易動きベクトル検出器64は、図
12に示すように、ブロックマッチング法により階層マ
クロブロックデータD21を階層フレーム画像データD
22の比較的広いサーチ範囲内で複数の比較用ブロック
データと順次対応付けながら予測誤差を算出するように
して当該算出した予測誤差のうち最小予測誤差を算出し
たときに用いた比較用ブロックデータと階層マクロブロ
ックデータD21との動き量によりその階層マクロブロ
ックデータD21の動きベクトル(以下、これを低解像
度動きベクトルと呼ぶ)D23を検出し、当該低解像度
動きベクトルD23を第2のマクロブロックデータD4
の解像度(すなわち、原画像の解像度)に合わせて例え
ば4倍にすることによりその第2のマクロブロックデー
タD4に対する第2階層の簡易動きベクトルD24を検
出する。
【0209】そして、簡易動きベクトル検出器64は、
入力用フレームメモリ32内の符号化対象の第2のフレ
ーム画像データに対する予測モードデータD20及び各
第2のマクロブロックデータD4の簡易動きベクトルD
24を対応付けて簡易動きベクトルバッファ65に送出
して蓄積する。
【0210】このようにして簡易動きベクトル検出器6
4は、入力用フレームメモリ32にフレーム画像データ
が順次取り込まれてIピクチャ及びPピクチャが割り当
てられると、その都度同様にして予測モードデータD
3、D20を生成すると共に各第2のマクロブロックデ
ータD4の簡易動きベクトルD24を検出し、これらを
簡易動きベクトルバッファ65に蓄積する。
【0211】また、簡易動きベクトル検出器64は、こ
のように1フレーム分の各第2のマクロブロックデータ
D4に対する簡易動きベクトルD24を検出する毎に、
階層マクロブロックデータD21と階層フレーム画像デ
ータD22との間で算出した予測誤差を利用して階層的
な符号化対象の第2のフレーム画像データと参照用の階
層フレーム画像データとのフレーム間相関値SH2を算
出し、当該算出したフレーム間相関値SH2をフレーム
構造変換器62に送出する。
【0212】これによりフレーム構造変換器62は、簡
易動きベクトル検出器64から与えられたフレーム間相
関値SH2に基づいて、符号化対象の第1及び第2のフ
レーム画像データをそれぞれ選定圧縮率で圧縮符号化す
ることにより得られる符号化データD10及びD14の
符号化予測データ量を予測する。
【0213】かくして簡易動きベクトル検出器64は、
原画像に比べて画素数を減らした階層マクロブロックデ
ータD21及び階層フレーム画像データ提供サーバデー
タD22間の予測誤差を利用してフレーム間相関値SH
2を算出することにより当該フレーム間相関値SH2に
対する演算量を格段的に低減させ得るようになされてい
る。
【0214】また、フレーム構造変換器62も原画像レ
ベルのフレーム間相関値SH1(図2)に比べて情報量
の少ないフレーム間相関値SH2に基づいて符号化予測
データ量を算出するため、当該符号化予測データ量を算
出する際の演算量を格段的に低減させ得るようになされ
ている。
【0215】そして、フレーム構造変換器62は、符号
化対象の第1及び第2のフレーム画像データに対する圧
縮符号化が開始されると、図2について上述した場合と
同様にバッファ42のデータ蓄積量DRを所定周期で検
出し、当該検出したデータ蓄積量DRに応じて動画像デ
ータD1のフレームレートを変更する。
【0216】また、フレーム構造変換器62は、このよ
うに符号化対象の第1及び第2のフレーム画像データに
対する圧縮符号化が開始されると、演算器38により入
力用フレームメモリ32から符号化対象の第1のフレー
ム画像データが第1のマクロブロックデータD2単位で
読み出されるときに、当該入力用フレームメモリ32内
の対応するピクチャ情報に基づいてその第1のフレーム
画像データのフレーム識別情報を符号化対象フレーム識
別情報として表すコントロールフラグCF1を生成して
これを動きベクトル検出器66に送出する。
【0217】さらに、フレーム構造変換器62は、演算
器38により入力用フレームメモリ32から符号化対象
の第2のフレーム画像データが第2のマクロブロックデ
ータD4単位で読み出されるときには、入力用フレーム
メモリ32内の対応するピクチャ情報及びその第2のフ
レーム画像データに対して参照用となる第1又は第2の
フレーム画像データD6のピクチャ情報に基づいて当該
符号化対象の第2のフレーム画像データのフレーム識別
情報を符号化対象フレーム識別情報として表し、かつ参
照用の第1又は第2のフレーム画像データD6のフレー
ム識別情報を参照用フレーム識別情報として表すコント
ロールフラグCF2を生成してこれを動きベクトル検出
器66に送出する。
【0218】ここで、フレーム構造変換器62は、符号
化対象の第2のフレーム画像データに対して簡易動きベ
クトルD24の検出時に用いた参照用の第1又は第2の
フレーム画像データをフレームレートの変更用に間引い
ていなければ(間引きの取り消しも含む)、当該符号化
対象の第2のフレーム画像データとその参照用の第1又
は第2のフレーム画像データD6をそのまま対応付けて
コントロールフラグCF2を生成する。
【0219】また、フレーム構造変換器62は、符号化
対象の第2のフレーム画像データに対して簡易動きベク
トルD24の検出時に用いた参照用の第1又は第2のフ
レーム画像データD6をフレームレートの変更用に間引
いたときには、当該符号化対象の第2のフレーム画像デ
ータに対してその間引いた第1又は第2のフレーム画像
データに代えて新たな第1又は第2のフレーム画像デー
タD6を参照用として対応付けてコントロールフラグC
F2を生成する。
【0220】さらに、フレーム構造変換器62は、動画
像データD1のフレームレートの変更に伴って符号化対
象の第2のフレーム画像データを間引くことにより演算
器38が入力用フレームメモリ32からの読み出しを見
送るときには、当該第2のフレーム画像データのフレー
ム識別情報を間引きフレーム識別情報として表し、その
第2のフレーム画像データを間引いたことを表すコント
ロールフラグCF3を生成してこれを動きベクトル検出
器66に送出する。
【0221】このようにしてフレーム構造変換器62
は、符号化対象の第1及び第2のフレーム画像データに
対する圧縮符号化の順番に従って順次コントロールフラ
グCF1及びCF2並びにCF3を生成して動きベクト
ル検出器66に送出する。
【0222】動きベクトル検出器66は、符号化対象の
第1及び第2のフレーム画像データに対する圧縮符号化
が開始されると、符号化対象の第1及び第2のフレーム
画像データに対する圧縮符号化の順番に従って簡易動き
ベクトルバッファ65から予測モードデータD3及びD
20を順次読み出す。
【0223】そして、動きベクトル検出器66は、簡易
動きベクトルバッファ65から予測モードデータD3及
びD20を読み出す毎に、当該予測モードデータD3及
びD20に基づいて得られる符号化対象フレーム識別情
報及び参照用フレーム識別情報を、このときフレーム構
造変換器62から与えられた対応するコントロールフラ
グCF1及びCF2並びにCF3に基づいて得られた符
号化対象フレーム識別情報及び参照用フレーム識別情報
並びに間引きフレーム識別情報と比較する。
【0224】この場合、動きベクトル検出器66は、簡
易動きベクトルバッファ65から第1のフレーム画像デ
ータに対する予測モードデータD3を読み出したときに
は、図5(A)乃至(C)について上述したように第1
のフレーム画像データが間引きの対象から除外されてお
り、予測モードデータD3及びコントロールフラグCF
1に基づいて得られる符号化対象フレーム識別情報同士
が一致することにより当該第1のフレーム画像データが
間引かれていないと判断して予測モードデータD3を動
き補償器39及び可変長符号化器43に送出する。
【0225】また、動きベクトル検出器66は、簡易動
きベクトルバッファ65から第2のフレーム画像データ
に対する予測モードデータD20を読み出したとき、そ
の予測モードデータD20及び対応するコントロールフ
ラグCF2に基づいて得られる符号化対象フレーム識別
情報同士及び参照用フレーム識別情報同士が一致すれ
ば、当該第2のフレーム画像データとこれに簡易動きベ
クトルD24の検出時に対応付けた参照用の第1又は第
2のフレーム画像データD6とが間引かれていないと判
断して簡易動きベクトルバッファ65から予測モードデ
ータD20に対応付けられている簡易動きベクトルD2
4を読み出す。
【0226】このとき動きベクトル検出器66は、コン
トロールフラグCF2に基づいて入力用フレームメモリ
32から符号化対象の第2のフレーム画像データを順次
第2のマクロブロックデータD4単位で読み出すと共に
参照用の第1又は第2のフレーム画像データD6も読み
出す。
【0227】そして、動きベクトル検出器66は、図1
2に示すように、階層サーチ動きベクトル検出方式によ
る第1階層において、ブロックマッチング法により参照
用の第1又は第2のフレーム画像データD6に対して簡
易動きベクトルD24の終点周辺に格段的に狭いサーチ
範囲を設定し、当該サーチ範囲内で複数の比較用ブロッ
クデータと第2のマクロブロックデータD4とを順次対
応付けながら予測誤差を算出する。
【0228】この結果、動きベクトル検出器66は、算
出した予測誤差のうち最小予測誤差を算出したときに用
いた比較用ブロックデータと第2のマクロブロックデー
タD4との動き量により原画像レベルで簡易動きベクト
ルD24を補正する動きベクトル(以下、これを補正用
動きベクトルと呼ぶ)D25を検出し、当該検出した補
正用動きベクトルD25を簡易動きベクトルD24と加
算することにより第2のマクロブロックデータD4に対
する最終的な第1階層の動きベクトルD26を生成し、
これを予測モードデータD20と共に動き補償器39及
び可変長符号化器43に送出する。
【0229】また、動きベクトル検出器66は、簡易動
きベクトルバッファ65から第2のフレーム画像データ
に対する予測モードデータD20を読み出したとき、そ
の予測モードデータD20及びコントロールフラグCF
2に基づいて得られる符号化対象フレーム識別情報同士
は一致するものの、参照用フレーム識別情報同士が一致
しなければ、当該第2のフレーム画像データに対して簡
易動きベクトルD24の検出時に対応付けた参照用の第
1又は第2のフレーム画像データのみが間引かれている
と判断して簡易動きベクトルバッファ65から当該予測
モードデータD20に対応付けられている簡易動きベク
トルD24を読み出さずに符号化対象の第2のフレーム
画像データに対する動きベクトルD26の再検出処理を
開始する。
【0230】実際上、動きベクトル検出器66は、コン
トロールフラグCF2に基づいて入力用フレームメモリ
32から符号化対象の第2のフレーム画像データを順次
第2のマクロブロックデータD4単位で読み出すと共
に、フレーム構造変換器62において新たに対応付けた
参照用の第1又は第2のフレーム画像データD6を読み
出す。
【0231】そして、動きベクトル検出器66は、図1
2について上述した場合と同様に階層サーチ動きベクト
ル検出方式による第2階層において第2のマクロブロッ
クデータD4の簡易動きベクトルD24を検出した後に
第1階層において第2のマクロブロックデータD4に対
する最終的な動きベクトルD26を生成する。
【0232】また、動きベクトル検出器66は、予測モ
ードデータD20に、予め格納されている参照用フレー
ム識別情報に代えてコントロールフラグCF2に基づい
て得られた新たな参照用フレーム識別情報を格納するこ
とにより動きベクトルD26の再検出に合わせて内容を
修正した予測モードデータD27を生成し、当該生成し
た予測モードデータD27を動きベクトルD26と共に
動き補償器39及び可変長符号化器43に送出する。
【0233】これに加えて動きベクトル検出器66は、
簡易動きベクトルバッファ65から第2のフレーム画像
データに対する予測モードデータD20を読み出したと
き、その第2のフレーム画像データが間引かれていれ
ば、予測モードデータD20及びコントロールフラグC
F3に基づいて得られる符号化対象フレーム識別情報及
び間引きフレーム識別情報同士は一致するものの、当該
コントロールフラグCF3に基づいて第2のフレーム画
像データが間引かれたことを検出することにより簡易動
きベクトルバッファ65から予測モードデータD20に
対応付けられている簡易動きベクトルD24を読み出さ
ずにその第2のフレーム画像データに対する動きベクト
ルの検出処理を見送るようにする。
【0234】このようにして動きベクトル検出器66
は、フレーム構造変換器62による動画像データD1の
フレームレートの変更に応じて符号化対象の第2のフレ
ーム画像データに対する動きベクトルD26を適確に検
出(再検出を含む)し得るようになされている。
【0235】ここで、動画像符号化装置60のフレーム
レート変更処理部61と動きベクトル検出処理部63と
圧縮符号化部37とによる動画像データD1の圧縮符号
化処理手順についてまとめてみると、図6(A)及び図
7(A)との対応部分に同一符号を付した図13(A)
及び図14(A)に示すように、まず動きベクトル検出
処理部63は、ルーチンRT4の開始ステップから入っ
てステップSP31に移る。
【0236】ステップSP31において動きベクトル検
出処理部63は、簡易動きベクトル検出回路64により
入力用フレームメモリ32から第2のフレーム画像デー
タを順次第2のマクロブロックデータD4単位で読み出
すと共に、当該第2のフレーム画像データに対する参照
用の第1又は第2のフレーム画像データD6を読み出
し、階層サーチ動きベクトル検出方式による第2階層に
おいて1フレーム分の各第2のマクロブロックデータD
4の簡易動きベクトルD24を検出してステップSP3
2に移る。
【0237】ステップSP32において動きベクトル検
出処理部63は、簡易動きベクトル検出器64により各
第2のマクロブロックデータD4の簡易動きベクトルD
24を検出する際に算出した予測誤差を用いて階層的な
符号化対象の第2のフレーム画像データと参照用の階層
フレーム画像データとのフレーム間相関値SH2を算出
し、当該算出したフレーム間相関値SH2をフレーム構
造変換器62に送出してステップSP33に移る。
【0238】このとき図6(C)及び図7(C)との対
応部分に同一符号を付した図13(C)及び図14
(C)に示すように、フレームレート変更処理部61
は、ルーチンRT5の開始ステップから入ってステップ
SP21に移り、当該ステップSP21の処理に続いて
ステップSP22の処理を実行した後にステップSP4
1に移る。
【0239】ステップSP41においてフレームレート
変更処理部61は、フレーム構造変換器62により符号
化対象の第1及び第2のフレーム画像データに対するコ
ントロールフラグCF1及びCF2並びにCF3を生成
し、当該生成したコントロールフラグCF1及びCF2
並びにCF3を動きベクトル検出器66に送出してステ
ップSP23に移る。
【0240】このようにしてフレームレート変更処理部
61は、第1及び第2のフレーム画像データが圧縮符号
化されている間は、ステップSP21−SP22−SP
23−SP24−SP25−SP26−SP27の処理
ループを繰り返すことにより動きベクトル検出器66に
コントロールフラグCF1及びCF2並びにCF3を順
次送出しながら動画像データD1のフレームレートを適
宜変更し、この後ステップSP26において符号化対象
の第1及び第2のフレーム画像データが全て圧縮符号化
されたと判断すると、ステップSP42に移って当該フ
レームレート変更処理部61の処理手順を終了する。
【0241】これに対してステップSP33において動
きベクトル検出処理部63は、例えば動きベクトル検出
器66により入力用フレームメモリ32に対する演算器
38のアクセスの有無を監視することにより第1及び第
2のフレーム画像データの圧縮符号化が開始されたか否
かを判断し、当該第1及び第2のフレーム画像データの
圧縮符号化が開始されるまでの間はステップSP31−
SP32−SP33の処理ループを繰り返すことにより
順次第2のフレーム画像データにおける各第2のマクロ
ブロックデータD4の簡易動きベクトルD24を検出す
ると共に、フレーム間相関値SH2を算出する。
【0242】そして、動きベクトル検出処理部63は、
ステップSP33において動きベクトル検出器66によ
り第1及び第2のフレーム画像データに対する圧縮符号
化が開始されたことを検出すると、ステップSP34に
移る。
【0243】ステップSP34において動きベクトル検
出処理部63は、動きベクトル検出器66によりフレー
ム構造変換器62から与えられたコントロールフラグC
F1及びCF2並びにCF3に基づいて符号化対象の第
2のフレーム画像データがフレームレートの変更により
間引かれたか否かを判断する。
【0244】このステップSP34において否定結果を
得ることは、符号化対象の第2のフレーム画像データが
間引かれていないことを意味し、このとき動きベクトル
検出処理部63は、ステップSP35に移って符号化対
象の第2のフレーム画像データに対する各第2のマクロ
ブロックデータD4の動きベクトルの再検出が必要であ
るか否かを判断する。
【0245】このステップSP35において肯定結果を
得ることは、動画像データD1のフレームレートの変更
に伴い符号化対象の第2のフレーム画像データに簡易動
きベクトルD24の検出時とは異なる参照用の第1又は
第2のフレーム画像データD6が割り当てられたことを
意味し、このとき動きベクトル検出処理部63はステッ
プSP36に移って動きベクトル検出器66により符号
化対象の第2のフレーム画像データと新たな参照用の第
1又は第2のフレーム画像データD6とを用いて階層サ
ーチ動きベクトル検出方式による第2階層において各マ
クロブロックデータD4の簡易動きベクトルD24を再
検出してステップSP37に移る。
【0246】ステップSP37において動きベクトル検
出処理部63は、動きベクトル検出器66により階層サ
ーチ動きベクトル検出方式による第1階層において符号
化対象の第2のフレーム画像データ及び参照用の第1又
は第2のフレーム画像データ並びに簡易動きベクトルD
24を用いて原画像レベルで各第2のマクロブロックデ
ータD4の動きベクトルD26を検出してステップSP
38に移る。
【0247】因みに、ステップSP34において肯定結
果を得ることは、符号化対象の第2のフレーム画像デー
タがフレームレートの変換により間引かれたことを意味
し、このとき動きベクトル検出処理部63は、ステップ
SP38に移る。
【0248】また、ステップSP35において否定結果
を得ることは、符号化対象の第2のフレーム画像データ
に簡易動きベクトルD24の検出時と同じ参照用の第1
又は第2のフレーム画像データD6が割り当てられてい
ることを意味し、このとき動きベクトル検出処理部63
はステップSP37に移って動きベクトル検出器66に
より階層サーチ動きベクトル検出方式による第1階層に
おいて当該符号化対象の第2のフレーム画像データ及び
参照用の第1又は第2のフレーム画像データD6並びに
簡易動きベクトルバッファ65から読み出した対応する
簡易動きベクトルD24を用いた原画像レベルで各第2
のマクロブロックデータD4の動きベクトルD26を検
出してステップSP38に移る。
【0249】ステップSP38において動きベクトル検
出処理部63は、動きベクトル検出器66により入力用
フレームメモリ32内の全ての第2のフレーム画像デー
タに対する各第2のマクロブロックデータD4の簡易動
きベクトルD24を検出したか否を判断し、当該入力用
フレームメモリ32内に第2のマクロブロックデータD
4の簡易動きベクトルD24を検出すべき第2のフレー
ム画像データが取り込まれている間はステップSP31
に戻り当該ステップSP31―SP32−SP33−S
P34−SP35−SP36−SP37−SP38の処
理ループを繰り返すことにより入力用フレームメモリ3
2内の第2のフレーム画像データに対する各第2のマク
ロブロックデータD4の簡易動きベクトルD24を順次
検出し、かつフレーム間相関値SH2を順次算出しなが
ら当該第2のマクロブロックデータD4の動きベクトル
D26を順次検出する。
【0250】そして、ステップSP38において動きベ
クトル検出処理部63は、入力用フレームメモリ32内
の全ての第2のフレーム画像データにおける各第2のマ
クロブロックデータD4の簡易動きベクトルD24を検
出すると、ステップSP8に移る。
【0251】ステップSP8において動きベクトル検出
処理部63は、動きベクトル検出器66により入力用フ
レームメモリ32に対する演算器38のアクセスの有無
を監視することにより符号化対象の第1及び第2のフレ
ーム画像データが全て圧縮符号化されたか否かを判断
し、未だ第1及び第2のフレーム画像データの圧縮符号
化が終了していなければ、ステップSP34に戻ってこ
の後符号化対象の第1及び第2のフレーム画像データが
全て圧縮符号化されるまでの間はステップSP34−S
P35−SP36−SP37−SP38−SP8の処理
ループを繰り返すことにより符号化対象の第2のフレー
ム画像データに対する各第2のマクロブロックデータD
4の動きベクトルD26を順次検出する。
【0252】このようにして動きベクトル検出処理部6
3は、ステップSP8において符号化対象の第1及び第
2のフレーム画像データが全て圧縮符号化されたと判断
すると、ステップSP39に移って当該動きベクトル検
出処理部63の処理手順を終了し、かくして動画像符号
化装置30における動画像データD1の圧縮符号化処理
手順を全て終了する。
【0253】以上の構成において、この動画像符号化装
置60では、配信対象の動画像データD1を構成する第
1及び第2のフレーム画像データを圧縮符号化する場
合、簡易動きベクトル検出器64により予め階層サーチ
動きベクトル検出方式による第2階層において参照用の
第1又は第2のフレーム画像データD6の画素を減らし
て解像度を下げた階層フレーム画像データD22の比較
的狭いサーチ範囲内を同様に各第2のマクロブロックデ
ータD4の画素を減らして解像度を下げた階層マクロブ
ロックデータD21によってサーチして当該階層マクロ
ブロックデータD21の低解像度動きベクトルD23を
検出し、その低解像度動きベクトルD23を原画像の解
像度に合わせるように拡大して第2のマクロブロックデ
ータD4の簡易動きベクトルD24を検出する。
【0254】そして、この動画像符号化装置60では、
第2のフレーム画像データを各第2のマクロブロックデ
ータD4単位で実際に圧縮符号化するときに動きベクト
ル検出器66により階層サーチ動きベクトル検出方式に
よる第1階層において参照用の第1又は第2のフレーム
画像データD6に対して簡易動きベクトルD24の終点
周辺に設定した格段的に狭いサーチ範囲を第2のマクロ
ブロックデータD4によってサーチして簡易動きベクト
ルD24の終点部分を補正する補正用動きベクトルD2
5を検出し、当該検出した補正用動きベクトルD25を
簡易動きベクトルD24と加算して第2のマクロブロッ
クデータD4に対する第1階層の動きベクトルD26を
検出するようにした。
【0255】従って、この動画像符号化装置60では、
階層サーチ動きベクトル検出方式による第2階層におい
て解像度を下げた(すなわちデータ量を減少させた)階
層フレーム画像データD22及び階層ブロックデータD
21を用いて簡易動きベクトルD24を検出すると共
に、当該階層サーチ動きベクトル検出方式による第1階
層において原画像レベルの参照用の第1又は第2のフレ
ーム画像データD6及び第2のマクロブロックデータD
4を用いるものの、簡易動きベクトルD24の終点部分
のみを補正する補正用動きベクトルD25を検出するよ
うにして第2のマクロブロックデータD4に対する第1
階層の動きベクトルD26を検出するため、上述した第
1の実施の形態による動画像符号化装置30(図2)に
比べて第2のマクロブロックデータD4の動きベクトル
検出時の演算量を格段的に低減させることができる。
【0256】また、動画像符号化装置60では、入力用
フレームメモリ32内の全ての第2のフレーム画像デー
タに対しては各第2のマクロブロックデータD4の簡易
動きベクトルD24を検出するものの、当該第2のフレ
ーム画像データを動画像データD1のフレームレートの
変更に伴って間引いたときにはこれら各第2のマクロブ
ロックデータD4の原画像レベルの動きベクトルD26
を検出しないため、動きベクトル検出処理部63におけ
る処理負荷を低減させることができる。
【0257】以上の構成によれば、配信対象の動画像デ
ータD1を構成する第1及び第2のフレーム画像データ
を圧縮符号化する場合、階層サーチ動きベクトル検出方
式により符号化対象の第2のフレーム画像データに対す
る各第2のマクロブロックデータD4の動きベクトルD
26を階層的に検出するようにしたことにより、上述し
た第1の実施の形態によって得られる効果に加えて、こ
れら各第2のマクロブロックデータD4に対する動きベ
クトル検出時の演算量を格段的に低減させることがで
き、かくして動きベクトル検出処理を高速化し得る動画
像符号化装置を実現することができる。
【0258】なお、上述した第2の実施の形態において
は、図3について上述したように外部から供給された動
画像データD1を順次フレーム画像データ単位で入力用
フレームメモリ32に取り込み、当該入力用フレームメ
モリ32に取り込んだフレーム画像データにIピクチャ
及びPピクチャを所定の順番で割り当てるようにした場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、図8
(A)及び(B)並びに図9(A)乃至(C)について
上述したように、入力用フレームメモリ32に取り込ん
だフレーム画像データにIピクチャ、Pピクチャ及びB
ピクチャを割り当てるようにしても良い。
【0259】また、上述した第2の実施の形態において
は、動画像データD1のフレームレートの変更に伴い符
号化対象の第2のフレーム画像データに新たな参照用の
第1又は第2のフレーム画像データD6を割り当てたと
きに動きベクトル検出器66により階層サーチ動きベク
トル検出方式による第1階層及び第2階層おいて、各マ
クロブロックデータのD4の簡易動きベクトルD24及
び原画像レベルの動きベクトルD26を順次検出するよ
うにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、動画像データD1のフレームレートの変更に伴い符
号化対象の第2のフレーム画像データに新たな参照用の
第1又は第2のフレーム画像データD6を割り当てたと
きに、簡易動きベクトル検出器64により階層サーチ動
きベクトル検出方式による第2階層において符号化対象
の第2のフレーム画像データ及び新たな参照用の第1又
は第2のフレーム画像データD6を用いて各第2のマク
ロブロックデータD4の簡易動きベクトルD24を検出
すると共に、動きベクトル検出器66により階層サーチ
動きベクトル検出方式による第1階層において当該第2
のマクロブロックデータD4の原画像レベルの動きベク
トルD26を検出するようにしても良い。このようにす
れば、フレームレートの変更に伴う動きベクトルの再検
出時に動きベクトル検出器66の処理負荷を大幅に低減
させることができる。
【0260】これに加えて、動画像データD1のフレー
ムレートの変更に伴い符号化対象の第2のフレーム画像
データに新たな参照用の第1又は第2のフレーム画像デ
ータD6を割り当てたときには、当該符号化対象の第2
のフレーム画像データに対して簡易動きベクトルD24
の検出時に参照用として第2のフレーム画像データD6
(すなわち、符号化対象の第2のフレーム画像データに
順方向側で隣接する第2フレーム画像データ)が割り当
てられていれば、動きベクトル検出器66によりその符
号化対象の第2のフレーム画像データに対する各第2の
マクロブロックデータD4の予め検出している簡易動き
ベクトルD24を当該簡易動きベクトルD24の検出時
に参照用となっていた第2のフレーム画像データD6に
対する各マクロブロックデータD4の簡易動きベクトル
D24と合成し、得られた合成簡易動きベクトルを用い
て階層サーチ動きベクトル検出方式による第1階層にお
いて例えばテレスコピックサーチ法を用いて当該符号化
対象の第2のフレーム画像データに対する各第2のマク
ロブロックデータD4の原画像レベルの動きベクトルD
26を検出するようにしても良い。このようにしてもフ
レームレートの変更に伴う動きベクトルの再検出時に動
きベクトル検出器66の処理負荷を大幅に低減させるこ
とができる。
【0261】因みに、このような簡易動きベクトルD2
4の合成を簡易動きベクトル検出器64によって実行す
れば、動きベクトル検出器66の処理負荷を低減させる
こともできる。
【0262】さらに、上述した第2の実施の形態におい
ては、第2のフレーム画像データの各マクロブロックデ
ータD4を順方向予測符号化により圧縮符号化するよう
にした場合について述べたが、各第2のマクロブロック
データD4の分散値を用いてフレーム内符号化及び順方
向予測符号化のいずれで圧縮符号化するようにしても良
い。
【0263】さらに、上述した第2の実施の形態におい
ては、動きベクトル検出器66により入力用フレームメ
モリ32から読み出した参照用の第1及び第2のフレー
ム画像データD6を用いて各第2のマクロブロックデー
タD4の動きベクトルD26を検出するようにした場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、動きベクト
ル検出器66により参照用フレームメモリ47から参照
用の第1及び第2のフレーム画像データを読み出して各
第2のマクロブロックデータD4の動きベクトルD26
を検出するようにしても良い。このようにすれば動きベ
クトルD26の検出に一旦圧縮符号化した後に復号化し
て再構築することにより圧縮符号化によって発生したブ
ロックノイズ等を持つ第1及び第2のフレーム画像デー
タを用いることができ、当該動きベクトルD26の検出
精度を向上させることができる。
【0264】さらに、上述した第2の実施の形態におい
ては、第2のマクロブロックデータD4の動きベクトル
D26の検出に第1階層及び第2階層の2階層からなる
階層サーチ動きベクトル検出方式を用いるようにした場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、第2のマ
クロブロックデータD4の動きベクトルの検出に3階層
以上の階層サーチ動きベクトル検出方式を用いるように
しても良い。
【0265】さらに、上述した第2の実施の形態におい
ては、バッファ42のデータ蓄積量DR及び符号化予測
データ量に応じて動画像データD1のフレームレートを
変更するようにした場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、バッファ42のデータ蓄積量DRに応じて
動画像データD1のフレームレートを変更するようにし
ても良い。このようにしてフレームレートを変更しても
データ蓄積量DRの急激な増減に適確に対処して動画像
の画質を安定化させることができる。
【0266】(4)第3の実施の形態 図10との対応部分に同一符号を付して示す図15は第
3の実施の形態による動画像符号化装置70を示し、動
きベクトル検出処理部71及び圧縮符号化部72並びに
マスク画像処理部73の構成を除いて第2の実施の形態
による動画像符号化装置60と同様に構成されている。
【0267】動きベクトル検出処理部71において簡易
動きベクトル検出器74は、入力用フレームメモリ32
内で動画像データD1を構成する先頭のフレーム画像デ
ータにIピクチャが割り当てられたとき、当該Iピクチ
ャの割り当てられた第1のフレーム画像データのピクチ
ャ情報を読み出すことによりそのピクチャ情報に基づい
て予測モードデータD3を生成し、当該生成した予測モ
ードデータD3を簡易動きベクトルバッファ75に送出
して蓄積する。
【0268】また、簡易動きベクトル検出器74は、入
力用フレームメモリ32内でフレーム画像データにPピ
クチャが割り当てられたとき、図10について上述した
動画像符号化装置60の簡易動きベクトル検出器64と
同様に当該Pピクチャの割り当てられた第2のフレーム
画像データ及び参照用の第1又は第2のフレーム画像デ
ータのピクチャ情報に基づいて予測モードデータD20
を生成する。
【0269】そして、簡易動きベクトル検出器74は、
図11(A)及び(B)並びに図12について上述した
場合と同様に階層サーチ動きベクトル検出方式による第
2階層において、Pピクチャの割り当てられた第2のフ
レーム画像データに対する各第2のマクロブロックデー
タD4の簡易動きベクトルD24を検出し、当該検出し
た各簡易動きベクトルD24を予測モードデータD20
に対応付けて簡易動きベクトルバッファ75に送出して
蓄積する。
【0270】これに加えて簡易動きベクトル検出器74
は、入力用フレームメモリ32内で動画像データD1を
構成する各フレーム画像データのうち先頭以外のフレー
ム画像データにIピクチャが割り当てられたときには、
当該Iピクチャの割り当てられた第1のフレーム画像デ
ータのピクチャ情報を読み出すと共に、その第1のフレ
ーム画像データと順方向側で隣接する参照用の第2のフ
レーム画像データD6のピクチャ情報を読み出す。
【0271】簡易動きベクトル検出器74は、これらピ
クチャ情報に基づいて符号化対象の第1のフレーム画像
データのフレーム識別情報を符号化対象フレーム識別情
報として表すと共に参照用の第2のフレーム画像データ
D6のフレーム識別情報を参照用フレーム識別情報とし
て表し、さらに符号化対象の第1のフレーム画像データ
を順次第1のマクロブロックデータD2単位でフレーム
内符号化により圧縮符号化することを表す予測モードデ
ータD30を生成する。
【0272】また、簡易動きベクトル検出器74は、こ
のとき入力用フレームメモリ32からその符号化対象の
第1のフレーム画像データを順次第1のマクロブロック
データD2単位で読み出すと共に参照用の第2のフレー
ム画像データD6を読み出し、図11(A)及び(B)
並びに図12について上述した場合と同様に階層サーチ
動きベクトル検出方式による第2階層において当該第1
のフレーム画像データに対する各第1のマクロブロック
データD2の簡易動きベクトルD31を検出する。
【0273】そして、簡易動きベクトル検出器74は、
第1のフレーム画像データに対する予測モードデータD
30及び各第1のマクロブロックデータD2の簡易動き
ベクトルD31を対応付けて簡易動きベクトルバッファ
75に送出して蓄積する。
【0274】このようにして簡易動きベクトル検出器7
4は、入力用フレームメモリ32にフレーム画像データ
が順次取り込まれてIピクチャ及びPピクチャが割り当
てられると、その都度同様にして予測モードデータD
3、D20、D30を生成すると共に簡易動きベクトル
D24、D31を検出し、これらを簡易動きベクトルバ
ッファ75に蓄積する。
【0275】ここで、動画像符号化装置70において
は、外部から供給される動画像データD1を順次フレー
ム画像データ単位で入力用フレームメモリ32と共にマ
スク画像処理部73のマスク画像生成器77にも取り込
んでいる。
【0276】そして、マスク画像生成器77には、図1
6に示すように、外部からフレーム画像データに基づく
フレーム画像80から抽出する人物等の抽出画像の初期
位置を指定すると共に枠81により当該抽出画像の任意
形状を指定する形状指定データD35が与えられてい
る。
【0277】この場合、マスク画像生成器77は、動画
像データD1を構成する各フレーム画像データのうち先
頭のフレーム画像データを取り込むと、当該取り込んだ
フレーム画像データをマクロブロックデータに分割し、
形状指定データD35に基づいて図17に示すようにそ
の先頭のフレーム画像データに基づくフレーム画像83
内で抽出画像の枠81を囲む矩形状の追跡領域84Aを
設定することにより当該設定した追跡領域84A内のマ
クロブロックデータを検出する。
【0278】また、マスク画像生成器77は、2フレー
ム目のフレーム画像データを取り込むと、当該2フレー
ム目のフレーム画像データをマクロブロックデータに分
割し、簡易動きベクトルバッファ75から2フレーム目
のフレーム画像データ(すなわち、第2のフレーム画像
データ)に対する各マクロブロックデータ(すなわち、
第2のマクロブロックデータD4)の簡易動きベクトル
D24を読み出す。
【0279】そして、マスク画像生成器77は、各簡易
動きベクトルD24を用いて先頭のフレーム画像データ
に基づくフレーム画像83の追跡領域84A内の各マク
ロブロックデータが2フレーム目のフレーム画像データ
に基づくフレーム画像85内で移動した位置をおおまか
に検出した後、当該フレーム画像83及び85間で追跡
領域84A及び84B同士を例えばラインマッチング法
によって比較することによりその追跡領域84A内の各
マクロブロックデータの移動した位置を高精度に検出す
る。
【0280】これによりマスク画像生成器77は、2フ
レーム目のフレーム画像データに基づくフレーム画像8
5内で各マクロブロックデータを含む追跡領域84Bを
特定すると、当該特定した追跡領域84B内で抽出画像
の枠81を特定する。
【0281】このようにしてマスク画像生成器77は、
外部から順次フレーム画像データを取り込む毎に、簡易
動きベクトルバッファ75から読み出した対応する簡易
動きベクトルD24及びD31を用いると共にラインマ
ッチング法を用いて順次隣接するフレーム画像データ間
で追跡領域84A内の各マクロブロックデータの移動し
た位置を検出して追跡領域84Bと共に抽出画像の枠8
1を特定することにより複数のフレーム画像データに渡
って順次抽出画像を追跡する。
【0282】これに加えて、マスク画像生成器77は、
このように順次隣接するフレーム画像データ間で抽出画
像を追跡すると、図18に示すように、まず先頭のフレ
ーム画像データについては形状指定データD35に基づ
いて各マクロブロックデータの各画素の画素値を変更す
ることによりフレーム画像83(図17)において抽出
画像の枠81よりも内側を例えば白色とし、かつ当該枠
81よりも外側を黒色として抽出画像の初期位置及び任
意形状を表すマスク画像86を生成し、当該生成したマ
スク画像86のデータ(以下、これをマスク画像データ
と呼ぶ)D36を複数フレーム分の記憶容量を有するマ
スク用フレームメモリ90に送出して蓄積する。
【0283】また、マスク画像生成器77は、2フレー
ム目以降のフレーム画像データについては、追跡した抽
出画像の枠81に基づいて各マクロブロックデータの画
素の画素値を変更することにより先頭のフレーム画像デ
ータの場合と同様に処理して抽出画像の移動位置及び任
意形状を表すマスク画像データD36を生成し、当該生
成したマスク画像データD36をマスク用フレームメモ
リ90に送出して蓄積する。
【0284】このようにしてマスク画像生成器77は、
フレーム画像データを取り込む毎に抽出画像を追跡しな
がら当該フレーム画像データから抽出画像の移動位置及
び任意形状を表すマスク画像データD36を生成してマ
スク用フレームメモリ90に蓄積する。
【0285】ところで、動きベクトル検出器91は、簡
易動きベクトル検出器74により所定フレーム数分の簡
易動きベクトルD24及びD31が簡易動きベクトルバ
ッファ75に蓄積されると共に、マスク画像生成器77
により所定フレーム数分のマスク画像データD36がマ
スク用フレームメモリ90に蓄積されることにより圧縮
符号化部72が符号化対象の第1及び第2のフレーム画
像データに対して圧縮符号化を開始すると、当該符号化
対象の第1及び第2のフレーム画像データに対する圧縮
符号化の順番に従って簡易動きベクトルバッファ75か
ら順次対応する予測モードデータD3及びD20並びに
D30を読み出す。
【0286】動きベクトル検出器91は、簡易動きベク
トルバッファ75から予測モードデータD3及びD20
並びにD30を読み出す毎に、当該予測モードデータD
3及びD20並びにD30に基づいて得られる符号化対
象フレーム識別情報及び参照用フレーム識別情報を、こ
のときフレーム構造変換器62から与えられた対応する
コントロールフラグCF1及びCF2並びにCF3に基
づいて得られた符号化対象フレーム識別情報及び参照用
フレーム識別情報並びに間引きフレーム識別情報と比較
する。
【0287】この場合、動きベクトル検出器91は、簡
易動きベクトルバッファ75から第1のフレーム画像デ
ータに対する予測モードデータD3、D30を読み出し
たときには、図5(A)乃至(C)について上述したよ
うに第1のフレーム画像データが間引きの対象から除外
されており、予測モードデータD3、D30及び対応す
るコントロールフラグCF1に基づいて得られる符号化
対象フレーム識別情報同士が一致することにより当該第
1のフレーム画像データが間引かれていないと判断して
予測モードデータD3、D30を動き補償器92及び可
変長符号化器93に送出する。
【0288】また、動きベクトル検出器91は、簡易動
きベクトルバッファ75から第2のフレーム画像データ
に対する予測モードデータD20を読み出したとき、そ
の予測モードデータD20及び対応するコントロールフ
ラグCF2に基づいて当該第2のフレーム画像データ
と、これに簡易動きベクトルD24の検出時に対応付け
た参照用の第1又は第2のフレーム画像データD6とが
間引かれていないことを検出すると、簡易動きベクトル
バッファ75からその予測モードデータD20に対応付
けられている簡易動きベクトルD24を読み出す。
【0289】このとき動きベクトル検出器91は、コン
トロールフラグCF2に基づいて入力用フレームメモリ
32から符号化対象の第2のフレーム画像データを順次
第2のマクロブロックデータD4単位で読み出すと共に
簡易動きベクトルD24の検出時に対応付けた参照用の
第1又は第2のフレーム画像データD6を読み出し、さ
らにマスク用フレームメモリ90から当該符号化対象の
第2のフレーム画像データに対応するマスク画像データ
D36も読み出す。
【0290】そして、動きベクトル検出器91は、図1
9に示すように、マスク画像データD36を用いて各第
2のマクロブロックデータD4うち任意形状の抽出画像
のエッジ部分81Aよりも外側及び内側に位置するもの
と当該エッジ部分81Aにかかるものとを判別する。
【0291】この結果、動きベクトル検出器91は、各
第2のマクロブロックデータD4のうち抽出画像のエッ
ジ部分81Aよりも外側に位置する第2のマクロブロッ
クデータD4に対しては、原画像レベルの動きベクトル
の検出を実行せずに予測モードデータD20のみを動き
補償器92及び可変長符号化器93に送出する。
【0292】また、動きベクトル検出器91は、各第2
のマクロブロックデータD4のうち抽出画像のエッジ部
分81Aよりも内側に位置する第2のマクロブロックデ
ータD4に対しては、簡易動きベクトルバッファ75か
ら対応する簡易動きベクトルD24を読み出し、図12
について上述した場合と同様に階層サーチ動きベクトル
検出方式による第1階層において原画像レベルの動きベ
クトルD26を検出し、当該検出した動きベクトルD2
6を予測モードデータD20と共に動き補償器92及び
可変長符号化器93に送出する。
【0293】さらに、動きベクトル検出器91は、図2
0に示すように、各第2のマクロブロックデータD4の
うち抽出画像のエッジ部分81Aにかかる第2のマクロ
ブロックデータD4に対しては、特にマスク画像データ
D36を用いて当該第2のマクロブロックデータD4内
の全ての画素のうちエッジ部分81Aの内側に位置する
画素を判別する。
【0294】そして、動きベクトル検出器91は、図1
2について上述した場合と同様な階層サーチ動きベクト
ル検出方式による第1階層においてブロックマッチング
法により第2のマクロブロックデータD4の各画素のう
ちエッジ部分81Aの内側に位置する画素のみを選択的
に用いて予測誤差を算出することにより原画像レベルの
動きベクトルD37を検出し、当該検出した動きベクト
ルD37を予測モードデータD20と共に動き補償器9
2及び可変長符号化器93に送出する。
【0295】また、動きベクトル検出器91は、簡易動
きベクトルバッファ75から第2のフレーム画像データ
に対する予測モードデータD20を読み出したとき、動
画像データD1のフレームレートの変更に伴い符号化対
象の第2のフレーム画像データに対して新たな第1又は
第2のフレーム画像データD6が参照用として対応付け
られていれば、コントロールフラグCF2に基づいて入
力用フレームメモリ32からその符号化対象の第2のフ
レーム画像データを順次第2のマクロブロックデータD
4単位で読み出すと共に新たに対応付けられた参照用の
第1又は第2のフレーム画像データD6を読み出し、さ
らにマスク用フレームメモリ90から当該符号化対象の
第2のフレーム画像データに対応するマスク画像データ
D36を読み出す。
【0296】このとき動きベクトル検出器91は、予測
モードデータD20に、予め格納されている参照用フレ
ーム識別情報に代えてコントロールフラグCF2に基づ
いて得られた新たな参照用フレーム識別情報を格納する
ことにより第2のマクロブロックデータD4に対して内
容を修正した予測モードデータD27を生成する。
【0297】また、動きベクトル検出器91は、符号化
対象の第2のフレーム画像データの各第2のマクロブロ
ックデータD4及び新たに対応付けられた参照用の第1
又は第2のフレーム画像データD6を用いて図12につ
いて上述した場合と同様に階層サーチ動きベクトル検出
方式による第2階層においてこれら各第2のマクロブロ
ックデータD4の簡易動きベクトルD24を検出する。
【0298】そして、動きベクトル検出器91は、検出
した各第2のマクロブロックデータD4の簡易動きベク
トルD24を用いて図19及び図20について上述した
場合と同様に第1階層においてマスク画像データD36
によって指定された抽出画像のエッジ部分81Aよりも
内側及び当該エッジ部分81Aにかかる第2のマクロブ
ロックデータD4に対してのみ原画像レベルの動きベク
トルD26及びD37を生成する。
【0299】これにより動きベクトル検出器91は、抽
出画像のエッジ部分81Aよりも外側に位置する第2の
マクロブロックデータD4に対しては予測モードデータ
D27のみを動き補償器92及び可変長符号化器93に
送出し、当該エッジ部分81Aよりも内側及びそのエッ
ジ部分81Aにかかる第2のマクロブロックデータD4
に対しては原画像レベルの動きベクトルD26及びD3
7を予測モードデータD27と共に動き補償器92及び
可変長符号化器93に送出する。
【0300】さらに、動きベクトル検出器91は、簡易
動きベクトルバッファ75から符号化対象の第2のフレ
ーム画像データに対する予測モードデータD20を読み
出したときにフレーム構造変換器62から与えられたコ
ントロールフラグCF3に基づいて当該第2のフレーム
画像データが間引かれていることを検出すると、その第
2のフレーム画像データに対する原画像レベルでの動き
ベクトルの検出を見送ると共に、このときマスク用フレ
ームメモリ90に対して当該符号化対象の第2のフレー
ム画像データに対応するマスク画像データD36を読出
不可能な状態にする。
【0301】このようにして動きベクトル検出器91
は、フレーム構造変換器62による動画像データD1の
フレームレートの変更に適確に応じながら符号化対象の
第2のフレーム画像データに対して抽出画像に対応する
第2のマクロブロックデータD4の動きベクトルD26
及びD37を順次適確に検出(再検出を含む)し得るよ
うになされている。
【0302】一方、マスク画像処理部73においてマス
ク画像符号化器94は、圧縮符号化部72により符号化
対象の第1又は第2のフレーム画像データに対する圧縮
符号化が開始されると、当該第1及び第2のフレーム画
像データに対する圧縮符号化の順番に従ってマスク用フ
レームメモリ90から順次対応するマスク画像データD
36を読み出すと共に、当該読み出したマスク画像デー
タD36をMPEG4方式によって規定されているマス
ク画像データ符号化方法により圧縮符号化し、得られた
符号化データD40を局所復号器95及びバッファ96
に送出する。
【0303】因みに、マスク画像符号化器94は、動き
ベクトル検出器91によりマスク用フレームメモリ90
内において読出不可能な状態にされたマーク画像データ
D36については読み出しを見送るようにする。
【0304】局所復号器95は、マスク画像符号化器9
4から与えられた符号化データD40をMPEG4方式
の規定に従って復号化し、得られたマスク画像データD
41を複数フレーム分の記録容量を有する参照用フレー
ムメモリ97に送出して蓄積する。
【0305】また、圧縮符号化部72において演算器3
8は、符号化対象の第1及び第2のフレーム画像データ
に対して圧縮符号化を開始すると、入力用フレームメモ
リ32から第1のフレーム画像データについては順次第
1のマクロブロックデータD2単位で読み出す。
【0306】動き補償器92は、このとき動きベクトル
検出器91から与えられた対応する予測モードデータD
3及びD30に基づいて第1のマクロブロックデータD
2に対する動き補償処理を停止する。
【0307】これにより演算器38は、入力用フレーム
メモリ32から第1のフレーム画像データの第1のマク
ロブロックデータD2を読み出すと、このとき動き補償
器92からは何らデータが与えられないことにより当該
第1のマクロブロックデータD2をそのまま離散コサイ
ン変換器98に送出する。
【0308】離散コサイン変換器98は、符号化対象の
第1及び第2のフレーム画像データに対する圧縮符号化
が開始されると、当該符号化対象の第1及び第2のフレ
ーム画像データに対する圧縮符号化の順番に従って参照
用フレームメモリ97から順次対応するマスク画像デー
タD41を読み出しており、演算器38から第1のマク
ロブロックデータD2が与えられると、対応するマスク
画像データD41に基づいて当該第1のマクロブロック
データD2が抽出画像のエッジ部分81Aよりも外側及
び内側並びに当該エッジ部分81Aのどこに位置するか
を判別する。
【0309】そして、離散コサイン変換器98は、第1
のマクロブロックデータD2がエッジ部分81Aよりも
外側に位置するときにはMPEG4方式の規定に従い当
該第1のマクロブロックデータD2の各画素の画素値を
圧縮符号化の際にデータ量を大幅に低減させる例えば黒
色を表す画素値に変更する。
【0310】また、離散コサイン変換器98は、第1の
マクロブロックデータD2がエッジ部分81Aよりも内
側に位置するときにはMPEG4方式の規定に従い当該
第1のマクロブロックデータD2をそのまま変更しない
ようにする。
【0311】さらに、離散コサイン変換器98は、第1
のマクロブロックデータD2がエッジ部分81Aにかか
るときにはMPEG4方式の規定に従い当該第1のマク
ロブロックデータD2の各画素のうちエッジ部分81A
よりも外側の画素の画素値を黒色を表す画素値に変更
し、かつ当該エッジ部分81Aよりも内側の画素の画素
値はそのまま変更しないようにする。
【0312】かくして離散コサイン変換器98は、マス
ク画像データD41に基づいて各第1のマクロブロック
データD2に画素値の変更処理を施すことにより第1の
フレーム画像データに基づくフレーム画像において任意
形状の抽出画像を見かけ上抽出した状態としてこれら各
第1のマクロブロックデータD2を離散コサイン変換
し、得られた離散コサイン変換係数K10を量子化器4
1に送出する。
【0313】量子化器41は、離散コサイン変換器98
から与えられた離散コサイン変換係数K10を対応する
量子化ステップSTに基づいて量子化し、得られた量子
化係数K11をその量子化に用いた量子化ステップST
と共に可変長符号化器93及び逆量子化器44に送出す
る。
【0314】可変長符号化器93は、量子化器41から
与えられた量子化係数K11をハフマン符号等により可
変長符号化すると共に、当該量子化器41から与えられ
た量子化ステップST及び動きベクトル検出器91から
与えられた対応する予測モードデータD3を可変長符号
化し、得られた符号化データD45をバッファ96に送
出して一旦蓄積する。
【0315】これによりバッファ96は、可変長符号化
器93から与えられた符号化データD45及びマスク画
像符号化器94から与えられた符号化データD40を符
号化データ量を平滑化した符号化ビットストリームBS
2として外部に出力する。
【0316】このようにして画像符号化装置70におい
ては、入力用フレームメモリ32内の第1のフレーム画
像データについては見かけ上抽出画像データを抽出した
状態にして順次第1のマクロブロックデータD2単位で
フレーム内符号化により圧縮符号化し得るようになされ
ている。
【0317】また、逆量子化器44は、量子化器41か
ら与えられた量子化係数K11を同様に量子化器41か
ら与えられた量子化ステップSTに基づいて逆量子化
し、得られた離散コサイン変換係数K12を逆離散コサ
イン変換器45に送出する。
【0318】逆離散コサイン変換器45は、逆量子化器
44から与えられた離散コサイン変換係数K12を逆離
散コサイン変換し、得られた第1のマクロブロックデー
タD46を加算器46に送出する。
【0319】加算器46は、逆離散コサイン変換器45
から第1のマクロブロックデータD46が与えられる
と、このとき動き補償器92からは何らデータが与えら
れていないことにより当該第1のマクロブロックデータ
D46をそのまま参照用フレームメモリ97に送出して
格納する。
【0320】このようにして加算器46は、第1のフレ
ーム画像データに対する圧縮符号化により逆離散コサイ
ン変換器45から第1のマクロブロックデータD46が
順次与えられる毎に当該第1のマクロブロックデータD
46をそのまま参照用フレームメモリ97に送出して格
納することにより、参照用フレームメモリ97内にこれ
ら第1のマクロブロックデータD46によって見かけ上
抽出画像データを抽出した第1のフレーム画像データを
動き補償処理の参照用として再構築する。
【0321】また、演算器38は、入力用フレームメモ
リ32から第1のフレーム画像データを読み出すと、こ
れに続いて符号化対象の第2のフレーム画像データを順
次第2のマクロブロックデータD4単位で読み出す。
【0322】このとき動き補償器92は、動きベクトル
検出器91から与えられた対応する予測モードデータD
20及びD27に基づいて動き補償処理を実行すること
により参照用フレームメモリ97から符号化対象の第2
のフレーム画像データに参照用として対応付けられ、か
つ見かけ上抽出画像データが抽出された第1又は第2の
フレーム画像データを読み出すと共に当該符号化対象の
第2のフレーム画像データに対応するマスク画像データ
D41を読み出す。
【0323】そして、動き補償器92は、MPEG4方
式の規定に従い動きベクトル検出器91から与えられた
第2のマクロブロックデータD4の動きベクトルD2
6、D37及びマスク画像データD41に基づいて参照
用の第1又は第2のフレーム画像データ内から当該第2
のマクロブロックデータD4と最も一致する演算用ブロ
ックデータD47を抽出し、当該抽出した演算用ブロッ
クデータD47を演算器38及び加算器46に送出す
る。
【0324】従って、演算器38は、入力用フレームメ
モリ32から第2のマクロブロックデータD4を読み出
すと、このとき動き補償器92から与えられた演算用マ
クロブロックデータD47を当該第2のマクロブロック
データD4から減算し、得られた差分データD48を離
散コサイン変換器98に送出する。
【0325】離散コサイン変換器98は、演算器38か
ら差分データD48が与えられると、MPEG4方式の
規定に従い対応するマスク画像データD41に基づいて
当該差分データD48に見かけ上抽出画像データを抽出
するための画素値の変更処理を施した後に離散コサイン
変換し、得られた離散コサイン変換係数K13を量子化
器41に送出する。
【0326】量子化器41は、離散コサイン変換器98
から与えられた離散コサイン変換係数K13を対応する
量子化ステップSTに基づいて量子化し、得られた量子
化係数K14をその量子化ステップSTと共に可変長符
号化器93及び逆量子化器44に送出する。
【0327】可変長符号化器93は、量子化器41から
与えられた量子化係数K14をハフマン符号等により可
変長符号化すると共に、当該量子化器41から与えられ
た量子化ステップSTと動きベクトル検出器91から与
えられた対応する予測モードデータD20、D27及び
動きベクトルD26、D37も可変長符号化し、得られ
た符号化データD48をバッファ96に送出して一旦蓄
積する。
【0328】これによりバッファ96は、可変長符号化
器93から与えられた符号化データD48及びマスク画
像符号化器94から与えられた符号化データD40を符
号化データ量を平滑化した符号化ビットストリームBS
2として外部に出力する。
【0329】このようにして画像符号化装置70におい
ては、入力用フレームメモリ32内の第2のフレーム画
像データについても見かけ上抽出画像データを抽出した
状態にして順次第2のマクロブロックデータD4単位で
順方向予測符号化により圧縮符号化し得るようになされ
ている。
【0330】このとき、逆量子化器44は、量子化器4
1から与えられた量子化係数K14を同様に量子化器4
1から与えられた量子化ステップSTに基づいて逆量子
化し、得られた離散コサイン変換係数K15を逆離散コ
サイン変換器45に送出する。
【0331】また、逆離散コサイン変換器45は、逆量
子化器44から与えられた離散コサイン変換係数K15
を逆離散コサイン変換し、得られた差分データD50を
加算器46に送出する。
【0332】加算器46は、逆離散コサイン変換器45
から差分データD50が与えられると、このとき動き補
償器92から演算用ブロックデータD47が与えられる
ことにより当該差分データD50と演算用ブロックデー
タD47とを加算し、得られた第2のマクロブロックデ
ータD51を参照用フレームメモリ97に送出して格納
する。
【0333】このようにして加算器46は、第2のフレ
ーム画像データに対する圧縮符号化により逆離散コサイ
ン変換器45から差分データD50が与えられる毎に当
該差分データD50と対応する演算用ブロックデータD
47とを加算して第2のマクロブロックデータD51を
生成し、当該生成した第2のマクロブロックデータD5
1を参照用フレームメモリ97に送出して格納すること
によりその参照用フレームメモリ97内にこれら第2の
マクロブロックデータD51によって見かけ上抽出画像
データを抽出した第2のフレーム画像データを動き補償
処理の参照用として再構築する。
【0334】因みに、可変長符号化器93は、第1及び
第2のフレーム画像データから得られた量子化係数K1
1及びK14に対して抽出画像データの部分を選択的に
可変長符号化するようになされており、これにより可変
長符号化の処理負荷を低減させると共に符号化ビットス
トリームBS2の符号化データ量を低減し得るようにな
されている。
【0335】かくしてこの動画像符号化装置70におい
ては、動画像データD1に対するフレームレートを適宜
変更しながら第1及び第2のフレーム画像データから見
かけ上抽出画像データを抽出して圧縮符号化し、得られ
た符号化ビットストリームBS2を外部に出力し得るよ
うになされている。
【0336】ここで、この動画像符号化装置70のフレ
ームレート変更処理部61と動きベクトル検出処理部7
1と圧縮符号化部72とマスク画像処理部73とによる
動画像データD1の圧縮符号化処理手順についてまとめ
てみると、図13(A)及び図14(A)との対応部分
に同一符号を付した図21(A)及び図22(A)に示
すように、まず動きベクトル検出処理部71は、ルーチ
ンRT6の開始ステップから入ってステップSP51に
移る。
【0337】ステップSP51において動きベクトル検
出処理部71は、簡易動きベクトル検出回路74により
入力用フレームメモリ32から先頭の第1のフレーム画
像データ以外の第1及び第2のフレーム画像データを順
次第1及び第2のマクロブロックデータD2及びD4単
位で読み出すと共に、当該第1及び第2のフレーム画像
データに対する参照用の第1又は第2のフレーム画像デ
ータD6を読み出し、階層サーチ動きベクトル検出方式
による第2階層において1フレーム分の各第1及び第2
のマクロブロックデータD2及びD4の簡易動きベクト
ルD24及びD31を検出して簡易動きベクトルバッフ
ァ75に蓄積してステップSP32に移る。
【0338】ステップSP32において動きベクトル検
出処理部71は、簡易動きベクトル検出器74によりフ
レーム間相関値SH2を算出してフレーム構造変換器6
2に送出した後にステップSP33に移る。
【0339】ステップSP33において動きベクトル検
出処理部71は、動きベクトル検出器91により入力用
フレームメモリ32に対する演算器38のアクセスの有
無を監視して第1及び第2のフレーム画像データの圧縮
符号化が開始されたか否かを判断し、当該第1及び第2
のフレーム画像データの圧縮符号化が開始されるまでの
間はステップSP51−SP32−SP33の処理ルー
プを繰り返すことにより順次第1及び第2のフレーム画
像データにおける各第1及び第2のマクロブロックデー
タD2及びD4の簡易動きベクトルD24及びD31を
検出すると共に、フレーム間相関値SH2を算出する。
【0340】このとき図21(B)及び図22(B)に
示すように、マスク画像処理部73は、ルーチンRT7
の開始ステップから入ってステップSP61に移り、外
部から供給される動画像データD1を順次フレーム画像
データ単位で取り込み、形状指定データD35に基づい
て先頭のフレーム画像データに対して抽出画像の初期位
置及び任意形状を特定したマスク画像データD36を生
成してマスク用フレームメモリ90に蓄積してステップ
SP62に移る。
【0341】ステップSP62においてマスク画像処理
部73は、例えばマスク用フレームメモリ90に対する
動きベクトル検出器91のアクセスの有無を監視して第
1及び第2のフレーム画像データの圧縮符号化が開始さ
れたか否かを判断し、当該第1及び第2のフレーム画像
データの圧縮符号化が開始されるまでの間はステップS
P61−SP62の処理ループを繰り返すことにより2
フレーム目以降のフレーム画像データに対して簡易動き
ベクトルバッファ75から読み出した第1及び第2のマ
クロブロックデータの簡易動きベクトルD24及びD3
1を用いて順次抽出画像を追跡しながらこれら各フレー
ム画像データに対して抽出画像の移動位置及び任意形状
を表すマスク画像データD36を生成してマスク用フレ
ームメモリ90に蓄積する。
【0342】この後圧縮符号化部72により符号化対象
の第1及び第2のフレーム画像データに対する圧縮符号
化が開始されると、動きベクトル検出処理部71はステ
ップSP33からステップSP34に移り、図13
(A)及び図14(A)について上述した場合と同様に
ステップSP34−SP35−SP36の処理を順次実
行してステップSP52に移る。
【0343】ステップSP52において動きベクトル検
出処理部71は、動きベクトル検出器91により入力用
フレームメモリ32から符号化対象の第2のフレーム画
像データを順次第2のマクロブロックデータD4単位で
読み出すと共に参照用の第1又は第2のフレーム画像デ
ータD6を読み出し、さらにマスク用フレームメモリ9
0から対応するマスク画像データD36を読み出すこと
により当該読み出したマスク画像データD36に基づい
て各第2のマクロブロックデータD4うち任意形状の抽
出画像のエッジ部分81Aよりも外側及び内側並びに当
該エッジ部分81Aにかかるものをそれぞれ判別した後
に階層サーチ動きベクトル検出方式による第1階層にお
いてその判別結果に応じて各第2のマクロブロックデー
タD4の原画像レベルの動きベクトルD26及びD37
を検出してステップSP38に移る。
【0344】ステップSP38において動きベクトル検
出処理部71は、簡易動きベクトル検出器74により2
フレーム以降の全ての第1及び第2のフレーム画像デー
タに対する各第1及び第2のマクロブロックデータD2
及びD4の簡易動きベクトルD24及びD31を検出し
たか否を判断し、入力用フレームメモリ32に簡易動き
ベクトルD24及びD31を検出すべき第1及び第2の
フレーム画像データが取り込まれている間はステップS
P51に戻り当該ステップSP51―SP32−SP3
3−SP34−SP35−SP36−SP52−SP3
8の処理ループを繰り返すことにより入力用フレームメ
モリ32に取り込まれている2フレーム目以降の第1及
び第2のフレーム画像データに対して順次第1及び第2
のマクロブロックデータD2及びD4の簡易動きベクト
ルD24及びD31を検出し、かつフレーム間相関値S
H2を順次算出しながら、当該第2のマクロブロックデ
ータD4の動きベクトルD26、D37を検出する。
【0345】一方、圧縮符号化部72により符号化対象
の第1及び第2のフレーム画像データに対する圧縮符号
化が開始されると、マスク画像処理部73は、ステップ
SP62からステップSP63に移り、マスク画像符号
化器94によりマスク用フレームメモリ90からマスク
画像データD36を読み出して圧縮符号化し、得られた
符号化データD40を局所復号器95及びバッファ96
に送出してステップSP64に移る。
【0346】ステップSP64においてマスク画像処理
部73は、局所復号器95により符号化データD40を
復号化し、得られたマスク画像データD41を参照用フ
レームメモリ97に蓄積してステップSP65に移る。
【0347】ステップSP65においてマスク画像処理
部73は、マスク画像生成器77により外部から供給さ
れた全てのフレーム画像データから抽出画像を追跡しな
がらマスク画像データD36を生成したか否かを判断
し、全てのフレーム画像データから抽出画像の移動位置
及び任意形状を表すマスク画像データD36を生成する
までの間はステップSP61−SP62−SP63−S
P64−SP65の処理ループを繰り返すことによりフ
レーム画像データから順次追跡した抽出画像に基づいて
マスク画像データD36を生成してマスク用フレームメ
モリ90に蓄積しながら、当該蓄積したマスク画像デー
タD36を順次圧縮符号化する。
【0348】また、図13(B)との対応部分に同一符
号を付した図23(C)に示すように、圧縮符号化部7
2は、ルーチンRT8の開始ステップから入ってステッ
プSP11に移り、符号化対象の第1及び第2のフレー
ム画像データに対して圧縮符号化を開始することにより
ステップSP71に移る。
【0349】ステップSP71において圧縮符号化部7
2は、演算器38により入力用フレームメモリ32から
第1及び第2のフレーム画像データを順次第1及び第2
のマクロブロックデータD2及びD4単位で読み出し、
当該読み出した第1及び第2のマクロブロックデータD
2及びD4に対して離散コサイン変換器98によりマス
ク画像データD41に基づいて画素値の変更処理を施す
ることにより見かけ上抽出画像データを抽出した後にフ
レーム内符号化又は動きベクトルD26及びD37を用
いた順方向予測符号化により圧縮符号化し、得られた符
号化データD45及びD48をバッファ96に蓄積して
ステップSP72に移る。
【0350】ステップSP72において圧縮符号化部7
2は、バッファ96により第1及び第2のフレーム画像
データの圧縮符号化して得られた符号化データD45及
びD48をマスク画像処理部73からマスク画像データ
D36を圧縮符号化して与えられた符号化データD40
と共に符号化ビットストリームBS2として外部に出力
してステップSP14に移る。
【0351】ステップSP14において圧縮符号化部7
2は、演算器38による入力用フレームメモリ32から
の第1及び第2のフレーム画像データの読み出し状況に
応じて符号化対象の第1及び第2のフレーム画像データ
を全て圧縮符号化したか否かを判断し、符号化対象の第
1及び第2のフレーム画像データを全て圧縮符号化する
までの間はステップSP71−SP72−SP14の処
理ループを繰り返すことにより当該符号化対象の第1の
フレーム画像データを見かけ上抽出画像データを抽出し
てフレーム内符号化により圧縮符号化すると共に、符号
化対象の第2のフレーム画像データを見かけ上抽出画像
データを抽出して動きベクトルD26及びD37を用い
た順方向予測符号化により圧縮符号化し、得られた符号
化データD45及びD48をマスク画像データD36の
符号化データD40と共に符号化ビットストリームBS
2として出力する。
【0352】そして、ステップSP38において動きベ
クトル検出処理部71は、簡易動きベクトル検出器74
により2フレーム以降の全ての第1及び第2のフレーム
画像データに対する各第1及び第2のマクロブロックデ
ータD2及びD4の簡易動きベクトルD24及びD31
が検出されると、ステップSP8に移る。
【0353】ステップSP8において動きベクトル検出
処理部71は、動きベクトル検出器91により入力用フ
レームメモリ32に対する演算器38のアクセスの有無
を監視することにより符号化対象の第1及び第2のフレ
ーム画像データが全て圧縮符号化されたか否かを判断
し、符号化対象の第1及び第2のフレーム画像データが
全て圧縮符号化されるまでの間はステップSP34−S
P35−SP36−SP52−SP38−SP8の処理
ループを繰り返すことにより符号化対象の第2のフレー
ム画像データに対する各第2のマクロブロックデータD
4の動きベクトルD26及びD37を順次検出する。
【0354】このようにして動きベクトル検出処理部7
1は、ステップSP8において符号化対象の第1及び第
2のフレーム画像データが全て圧縮符号化されたと判断
すると、ステップSP53に移って当該動きベクトル検
出処理部71の処理手順を終了する。
【0355】また、ステップSP65においてマスク画
像処理部73は、マスク画像生成器77により全てのフ
レーム画像データから順次抽出画像を追跡しながらマス
ク画像データD36を生成すると、ステップSP66に
移る。
【0356】ステップSP66においてマスク画像処理
部73は、マスク画像符号化部94によりマスク用フレ
ームメモリ90内の全てのマスク画像データD36を圧
縮符号化したか否かを判断し、当該マスク用フレームメ
モリ90内の全てのマスク画像データD36を圧縮符号
化するまでの間はステップSP62−SP63−SP6
4−SP65−SP66の処理ループを繰り返すことに
よりマスク用フレームメモリ90内のマスク画像データ
D36を順次圧縮符号化し、得られた符号化データD4
0を局所復号器95及びバッファ96に送出する。
【0357】そして、ステップSP66においてマスク
画像処理部73は、マスク用フレームメモリ90内の全
てのマスク画像データD36を圧縮符号化したと判断す
ると、ステップSP67に移り当該マスク画像処理部7
3の処理手順を終了する。
【0358】さらに、ステップSP14において圧縮符
号化部72は、符号化対象の第1及び第2のフレーム画
像データを全て圧縮符号化したと判断すると、ステップ
SP73に移って当該圧縮符号化部72の処理手順を終
了し、かくして動画像符号化装置70における動画像デ
ータD1の圧縮符号化処理手順を全て終了する。
【0359】以上の構成において、この動画像符号化装
置70では、外部から供給される動画像データD1を順
次フレーム画像データ単位で入力用フレームメモリ32
に取り込み、簡易動きベクトル検出器74により階層サ
ーチ動きベクトル検出方式による第2階層において第1
及び第2のフレーム画像データに対する各第1及び第2
のマクロブロックデータD2及びD4の簡易動きベクト
ルD24及びD31を検出する。
【0360】また、この動画像符号化装置70では、外
部から供給される動画像データD1を順次フレーム画像
データ単位でマスク画像生成器77にも取り込み、当該
マスク画像生成器77により先頭のフレーム画像データ
に対して初期位置及び任意形状が指定された抽出画像デ
ータを各第1及び第2のマクロブロックデータD2及び
D4の簡易動きベクトルD24及びD31を用いて2フ
レーム目以降のフレーム画像データについて順次追跡し
ながら当該フレーム画像データ毎に抽出画像データの移
動位置及び任意形状を表すマスク画像データD36を生
成する。
【0361】そして、この動画像符号化装置70では、
圧縮符号化部72により符号化対象の第1及び第2のフ
レーム画像データを圧縮符号化する際に動きベクトル検
出器91により階層サーチ動きベクトル検出方式による
第1階層において簡易動きベクトルD24及びマスク画
像データD36に基づいて抽出画像データの内部及びエ
ッジ部分81Aにかかる第2のマクロブロックデータD
4のみの原画像レベルの動きベクトルD26及びD37
を検出する。
【0362】このようにして動画像符号化装置70で
は、フレームレート変更処理部61により動画像データ
D1のフレームレート適宜変更しながら圧縮符号化部7
2によりマスク画像データD41に基づいて第1のフレ
ーム画像データを見かけ上抽出画像データを抽出してフ
レーム内符号化により圧縮符号化すると共に、原画像レ
ベルの動きベクトルD26及びD37並びにマスク画像
データD41に基づいて第2のフレーム画像データも見
かけ上抽出画像データを抽出して順方向予測符号化によ
り圧縮符号化し、さらにマスク画像符号化器94により
マスク画像データD36を順次圧縮符号化し、得られた
符号化データD45及びD48並びにD40をバッファ
96に一旦蓄積して符号化ビットストリームBS2とし
て外部に出力するようにした。
【0363】従って、この動画像符号化装置70では、
動画像データD1のフレームレートの変更に加えて、当
該動画像データD1をフレーム画像データから順次抽出
画像データを抽出して圧縮符号化するため、上述した第
1及び第2の実施の形態によって得られる効果に加え
て、上述した第1及び第2の実施の形態による動画像符
号化装置30及び60(図2及び図10)に比べて単位
時間当りに圧縮符号化すべき符号化対象のデータ量を大
幅に減らすことができ、かくして抽出画像データに対す
る圧縮率を格段的に低減させてユーザに提供する抽出画
像を高画質化することができる。
【0364】これに加えて、この動画像符号化装置70
では、簡易動きベクトル検出器74及び動きベクトル検
出器91により第1及び第2のマクロブロックデータD
2及びD4の動きベクトルを階層的に検出し、下層側の
第2階層において検出した簡易動きベクトルD24及び
D31を第1及び第2のフレーム画像データに対する抽
出画像データの追跡と、当該抽出画像データの圧縮符号
化に用いる上層側の第1階層(原画像レベル)における
第2のマクロブロックデータD4の動きベクトルD26
及びD37の検出に共有化して用いるため、抽出画像デ
ータの追跡及び圧縮符号化に対してそれぞれ個別に動き
ベクトルを1階層で直接検出する場合に比べて動きベク
トル検出時の演算量を格段的に低減させることができ
る。
【0365】因みに、この動画像符号化装置70では、
動きベクトルの検出に階層サーチ動きベクトル検出方式
を用いるため、上述した第2の実施の形態からも明らか
なように、動きベクトルを1階層で直接検出する場合に
比べても動きベクトル検出時の演算量を格段的に低減さ
せることができる。
【0366】また、この動画像符号化装置70では、動
きベクトル検出器91によりマスク画像データD36に
基づいて第2のフレーム画像データの各第2のマクロブ
ロックデータD4のうち抽出画像データのエッジ部分8
1A及びこれよりも内側に位置する第2のマクロブロッ
クデータD4についてのみ動きベクトルD26及びD3
7を検出するため、動きベクトル検出時の演算量をさら
に低減させることができる。
【0367】そして、この動画像符号化装置70では、
動きベクトル検出器91により抽出画像データのエッジ
部分81Aにかかる第2のマクロブロックデータD4に
ついては特に当該エッジ部分81Aよりも内側の画素の
みを用いて動きベクトルD37を検出するため、抽出画
像データの圧縮符号化に用いる当該動きベクトルD37
の検出精度を格段的に向上させることができる。
【0368】さらに、この動画像符号化装置70では、
第1及び第2のフレーム画像データに対する抽出画像デ
ータの追跡に簡易動きベクトルD24及びD31を用い
るものの、この際ラインマッチング法も合わせて用いる
ため追跡画像データの追跡精度を向上させることができ
る。
【0369】以上の構成によれば、簡易動きベクトル検
出器74により第1及び第2のマクロブロックデータD
2及びD4に対する下層の簡易動きベクトルをD24及
びD31を検出し、当該検出した簡易動きベクトルD2
4及びD31を共有化してマスク画像生成器77により
第1及び第2のフレーム画像データに対して抽出画像デ
ータを追跡してマスク画像データD36を生成すると共
に、動きベクトル検出器91により抽出画像データの圧
縮符号化用に第2のマクロブロックデータD4の上層の
動きベクトルD26及びD37を検出するようにしたこ
とにより、動きベクトル検出時の演算量を格段的に低減
させることができ、かくして任意形状の抽出画像データ
に対する圧縮符号化処理を高速化し得る動画像符号化装
置を実現することができる。
【0370】なお、上述した第3の実施の形態において
は、図15について上述したように外部から供給された
動画像データD1を順次フレーム画像データ単位で入力
用フレームメモリ32に取り込み、当該入力用フレーム
メモリ32に取り込んだフレーム画像データにIピクチ
ャ及びPピクチャを所定の順番で割り当てるようにした
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図8
(A)及び(B)並びに図9(A)乃至(C)について
上述したように、入力用フレームメモリ32に取り込ん
だフレーム画像データにIピクチャ、Pピクチャ及びB
ピクチャを割り当てるようにしても良い。
【0371】また、上述した第3の実施の形態において
は、動画像データD1のフレームレートの変更に伴い符
号化対象の第2のフレーム画像データに新たな参照用の
第1又は第2のフレーム画像データD6を割り当てたと
きに動きベクトル検出器91により階層サーチ動きベク
トル検出方式による第1階層及び第2階層おいて、各マ
クロブロックデータのD4の簡易動きベクトルD24及
び原画像レベルの動きベクトルD26及びD37を順次
検出するようにした場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、動画像データD1のフレームレートの変更
に伴い符号化対象の第2のフレーム画像データに新たな
参照用の第1又は第2のフレーム画像データD6を割り
当てたときに、簡易動きベクトル検出器75により階層
サーチ動きベクトル検出方式による第2階層において符
号化対象の第2のフレーム画像データ及び新たな参照用
の第1又は第2のフレーム画像データD6を用いて各第
2のマクロブロックデータD4の簡易動きベクトルD2
4を検出すると共に、動きベクトル検出器91により階
層サーチ動きベクトル検出方式による第1階層において
当該第2のマクロブロックデータD4の原画像レベルの
動きベクトルD26及びD37を検出するようにしても
良い。このようにすれば、フレームレートの変更に伴う
動きベクトルの再検出時に動きベクトル検出器91の処
理負荷を大幅に低減させることができる。
【0372】これに加えて、動画像データD1のフレー
ムレートの変更に伴い符号化対象の第2のフレーム画像
データに新たな参照用の第1又は第2のフレーム画像デ
ータD6を割り当てたときには、当該符号化対象の第2
のフレーム画像データに対して簡易動きベクトルD24
の検出時に参照用として第2のフレーム画像データD6
(すなわち、符号化対象の第2のフレーム画像データに
順方向側で隣接する第2フレーム画像データ)が割り当
てられていれば、動きベクトル検出器91によりその符
号化対象の第2のフレーム画像データに対する各第2の
マクロブロックデータD4の予め検出している簡易動き
ベクトルD24を当該簡易動きベクトルD24の検出時
に参照用となっていた第2のフレーム画像データD6に
対する各マクロブロックデータD4の簡易動きベクトル
D24と合成し、得られた合成簡易動きベクトルを用い
て階層サーチ動きベクトル検出方式による第1階層にお
いて例えばテレスコピックサーチ法を用いて当該符号化
対象の第2のフレーム画像データに対する各第2のマク
ロブロックデータD4の原画像レベルの動きベクトルD
26及びD37を検出するようにしても良い。このよう
にしてもフレームレートの変更に伴う動きベクトルの再
検出時に動きベクトル検出器91の処理負荷を大幅に低
減させることができる。
【0373】因みに、このような簡易動きベクトルD2
4の合成を簡易動きベクトル検出器74によって実行す
れば、動きベクトル検出器91の処理負荷を低減させる
こともできる。
【0374】さらに、上述した第3の実施の形態におい
ては、第2のフレーム画像データの各マクロブロックデ
ータD4を順方向予測符号化により圧縮符号化するよう
にした場合について述べたが、各第2のマクロブロック
データD4の分散値を用いてフレーム内符号化及び順方
向予測符号化のいずれで圧縮符号化するようにしても良
い。
【0375】さらに、上述した第3の実施の形態におい
ては、動きベクトル検出器91により入力用フレームメ
モリ32から読み出した参照用の第1及び第2のフレー
ム画像データD6を用いて各第2のマクロブロックデー
タD4の動きベクトルD26及びD37を検出するよう
にした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
動きベクトル検出器91により参照用フレームメモリ9
7から参照用の第1及び第2のフレーム画像データを読
み出して各第2のマクロブロックデータD4の動きベク
トルD26及びD37を検出するようにしても良い。こ
のようにすれば動きベクトルD26及びD37の検出に
一旦圧縮符号化した後に復号化して再構築することによ
り圧縮符号化によって発生したブロックノイズ等を持つ
第1及び第2のフレーム画像データを用いることがで
き、当該動きベクトルD26及びD37の検出精度を向
上させることができる。
【0376】さらに、上述した第3の実施の形態におい
ては、第2のマクロブロックデータD4の動きベクトル
D26及びD37の検出に第1階層及び第2階層の2階
層からなる階層サーチ動きベクトル検出方式を用いるよ
うにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、第2のマクロブロックデータD4の動きベクトルの
検出に3階層以上の階層サーチ動きベクトル検出方式を
用いるようにしても良い。
【0377】さらに、上述した第3の実施の形態におい
ては、簡易動きベクトル検出器74により簡易動きベク
トルバッファ75に簡易動きベクトルD24及びD31
と、予測モードデータD3、D20及びD30とを蓄積
するようにした場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、簡易動きベクトル検出器74により簡易動きベ
クトルバッファ75に簡易動きベクトルD24及びD3
1と、予測モードデータD3、D20及びD30とに加
えて、簡易動きベクトルD24及びD31の検出時に算
出した予測誤差も蓄積するようにしても良い。このよう
にすれば、簡易動きベクトル検出器74により第1及び
第2のマクロブロックデータD2及びD4の簡易動きベ
クトルD24及びD31の再検出を実行する際にその予
測誤差を用いてサーチ範囲を適確に選定し、又はマスク
画像生成器77により隣接するフレーム画像データ間で
追跡領域84A及び84B同士をラインマッチング法に
よって比較する際のサーチ範囲も適確に選定することが
でき、かくして簡易動きベクトルD24及びD31の再
検出及び抽出画像の追跡の精度を向上させることができ
る。
【0378】さらに、上述した第3の実施の形態におい
ては、マスク画像生成器77に対して形状指定データD
35により抽出画像の初期位置及び任意形状を指定する
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、図25に示すように、マスク画像生成器77に対し
てフレーム画像100内で人物等の抽出画像101の任
意の点を指定することにより当該抽出画像101のエッ
ジ102を自動で検出して任意形状を特定し、又はマス
ク画像生成器77によりフレーム画像内で自動で種々の
絵柄のエッジを検出して抽出画像及びその任意形状を特
定するようにしても良い。
【0379】さらに、上述した第3の実施の形態におい
ては、上述した図16からも明らかなように抽出画像の
任意形状として三日月型の形状を指定するようにした場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、絵柄のエ
ッジでなる任意形状や、楕円形、星形及び丸形等のよう
に、この他種々の形状を抽出画像の任意形状として指定
するようにしも良い。
【0380】さらに、上述した第3の実施の形態におい
ては、バッファ96のデータ蓄積量DR及び符号化予測
データ量に応じて動画像データD1のフレームレートを
変更するようにした場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、バッファ96のデータ蓄積量DRに応じて
動画像データD1のフレームレートを変更するようにし
ても良い。このようにしてフレームレートを変更しても
データ蓄積量DRの急激な増減に適確に対処して動画像
の画質を安定化させることができる。
【0381】(5)他の実施の形態 なお、上述した第1乃至第3の実施の形態においては、
本発明による動画像符号化装置として、図2乃至図25
について上述した動画像符号化装置30、60及び70
を適用するようにした場合について述べたが、本発明は
これに限らず、MPEG2方式等の圧縮符号化方式が適
用された動画像符号化装置やビデオカメラから供給され
る動画像データD1に代えて外部又は内部に予め記憶し
ている動画像データを圧縮符号化処理する動画像符号化
装置、さらには動画像データを圧縮符号化処理し得るも
のであれば、パーソナルコンピュータや携帯電話機、P
DA(Personal Digital Assistance )等の電子機器の
ように、この他種々の動画像符号化装置に広く適用する
ことができる。
【0382】因みに、本発明による動画像符号化装置を
パーソナルコンピュータや携帯電話機、PDA等の電子
機器に適用する場合には、当該電子機器に図2及び図1
0について上述した各回路ブロックをハードウェアとし
て設けるようにしても良いし、その電子機器にハードウ
ェアに代えて図6(A)乃至(C)、図7(A)及び
(C)と、図13(A)乃至(C)、図14(A)及び
(C)と、図21(A)及び(B)、図22(A)及び
(B)、図23(C)及び(D)、図24(D)につい
て上述した動画像データD1の圧縮符号化処理手順を実
行するためのプログラムをインストールし、当該プログ
ラムに従ってソフトウェア処理として動画像データD1
の圧縮符号化処理手順を実行しても本発明を実現するこ
とができる。
【0383】そして、このように電子機器に図6(A)
乃至(C)、図7(A)及び(C)と、図13(A)乃
至(C)、図14(A)及び(C)と、図21(A)及
び(B)、図22(A)及び(B)、図23(C)及び
(D)、図24(D)について上述した動画像データD
1の圧縮符号化処理手順を実行するためのプログラムを
インストールするには、当該プログラムが格納されたプ
ログラム格納媒体を用いても良いし、ローカルエリアネ
ットワークやインターネット、ディジタル衛星放送等の
有線及び無線通信媒体を利用しても良く、さらにはルー
タやモデム等の各種通信インターフェイスを介してイン
ストールするようにしても良い。
【0384】因みに、電子機器にプログラムをインスト
ールして実行可能な状態にするためのプログラム格納媒
体としては、例えばフロッピー(登録商標)ディスク、
CD−ROM(Compact Disc-Read Only Memory )、D
VD(Digital Versatile Disc)等のパッケージメディ
アのみならず、配信処理プログラムが一時的もしくは永
続的に格納される半導体メモリや磁気ディスク等で実現
しても良い。また、これらプログラム格納媒体に配信処
理プログラムを格納する手段としては、ローカルエリア
ネットワークやインターネット、ディジタル衛星放送等
の有線及び無線通信媒体を利用してもよく、ルータやモ
デム等の各種通信インターフェイスを介して格納するよ
うにしても良い。
【0385】さらに、上述した第1乃至第3の実施の形
態においては、動画像データを順次フレーム画像データ
単位で圧縮符号化して符号化データを生成する圧縮符号
化手段として、図2及び図10並びに図15について上
述した圧縮符号化部37及び72を適用するようにした
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、動画像
データを順次フレーム画像データ単位で圧縮符号化して
符号化データを生成することができれば、この他種々の
構成の圧縮符号化手段を広く適用することができる。
【0386】さらに、上述した第1乃至第3の実施の形
態においては、バッファのデータ蓄積量に応じて動画像
データのフレームレートを変更するフレームレート変更
手段として、図2及び図10並びに図15について上述
したフレーム構造変換器33及び62を適用するように
した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、バ
ッファのデータ蓄積量に応じて動画像データのフレーム
レートを変更することができれば、この他種々のフレー
ムレート変更手段を広く適用することができる。
【0387】さらに、上述した第1乃至第3の実施の形
態においては、フレーム画像データ間の動きベクトルを
検出すると共に、当該動きベクトルの検出に伴ってフレ
ーム画像データ間の相関値を算出する動きベクトル検出
手段として、図2について上述したブロックマッチング
法により動きベクトルD24を検出する動きベクトル検
出器35を適用するようにした場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、フレーム画像データ間の動きベ
クトルを検出すると共に、当該動きベクトルの検出に伴
ってフレーム画像データ間の相関値を算出することがで
きれば、オプティカルフローにより動きベクトルを検出
する動きベクトル検出手段等のように、この他種々の動
きベクトル検出手段を広く適用することができる。
【0388】さらに、上述した第1乃至第3の実施の形
態においては、所定階層よりも下層の1又は複数の下階
層でフレーム画像データ間の簡易動きベクトルを検出す
る下層動きベクトル検出手段として、図10及び図15
について上述した階層サーチ動きベクトル検出方式によ
る第2階層において簡易動きベクトルD24及びD31
を検出する簡易動きベクトル検出器64及び74を適用
するようにした場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、所定階層よりも下層の1又は複数の下階層でフ
レーム画像データ間の簡易動きベクトルを検出すること
ができれば、所定階層よりも下層の複数階層で順次動き
ベクトルを検出して最終的に簡易動きベクトルを検出す
る下層動きベクトル検出手段等のように、この他種々の
下層動きベクトル検出手段を広く適用することができ
る。
【0389】さらに、上述した第1乃至第3の実施の形
態においては、所定階層以上の1又は複数の上階層で簡
易動きベクトルを用いて動きベクトルを検出する上層動
きベクトル検出手段として、図10及び図15について
上述した階層サーチ動きベクトル検出方式による第1階
層において原画像レベルの動きベクトルD26及びD3
7を検出する動きベクトル検出器66及び91を適用す
るようにした場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、所定階層以上の1又は複数の上階層で簡易動きベ
クトルを用いて動きベクトルを検出することができれ
ば、簡易動きベクトルを用いて複数階層の動きベクトル
を順次検出して最終的に原画像レベルの動きベクトルを
検出する上層動きベクトル検出手段のように、この他種
々の上層動きベクトル検出手段を広く適用することがで
きる。
【0390】さらに、上述した第1乃至第3の実施の形
態においては、動画像データの各フレーム画像データか
ら順次任意形状の抽出画像データを抽出するためのマス
ク画像データを生成するマスク画像データ生成手段とし
て、図15について上述した第1及び第2のフレーム画
像データに対して抽出画像データを追跡しながらマスク
画像データD36を生成するマスク画像生成器77を適
用するようにした場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、動画像データの各フレーム画像データから順
次任意形状の抽出画像データを抽出するためのマスク画
像データを生成することができれば、抽出画像データの
追跡処理を行わずに他の回路ブロックで実行された抽出
画像データの追跡結果、又は外部から与えられる抽出画
像データの指定に基づいてマスク画像データを生成する
マスク画像データ生成手段等のように、この他種々のマ
スク画像データ生成手段を広く適用することができる。
【0391】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、圧縮符号
化手段により動画像データを順次フレーム画像データ単
位で圧縮符号化し、得られた符号化データをバッファに
一旦蓄積して出力しながら、フレームレート変更手段に
より当該バッファのデータ蓄積量に応じて動画像データ
のフレームレートを変更するようにしたことにより、動
画像データに基づく動画像の絵柄の変化に応じて単位時
間当りに圧縮符号化すべきフレーム画像データの数を適
確に変更して圧縮率を安定させ、この結果、動画像の画
質を安定させることができ、かくして所望の画質の動画
像を適確に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】動画像データ配信システムにおける動画像デー
タの配信形態を示す概念図である。
【図2】本発明による動画像符号化装置の回路構成の第
1の実施の形態を示すブロック図である。
【図3】動画像データのフレーム画像データに割り当て
たピクチャタイプの説明に供する略線図である。
【図4】動画像データの圧縮符号化の説明に供する略線
図である。
【図5】動画像データのフレームレートの変更の説明に
供する略線図である。
【図6】動画像データの圧縮符号化処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図7】動画像データの圧縮符号化処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図8】動画像データのフレーム画像データに割り当て
たIピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャを示す略線図
である。
【図9】動画像データのフレームレートを変更したとき
の動きベクトルの再検出の説明に供する略線図である。
【図10】第2の実施の形態による動画像符号化装置の
回路構成を示すブロック図である。
【図11】階層マクロブロックデータ及び階層フレーム
画像データの生成の説明に供する略線図である。
【図12】階層サーチ動きベクトル検出方式の説明に供
する略線図である。
【図13】動画像データの圧縮符号化処理手順を示すフ
ローチャートである。
【図14】動画像データの圧縮符号化処理手順を示すフ
ローチャートである。
【図15】第3の実施の形態による動画像符号化装置の
回路構成を示すブロック図である。
【図16】フレーム画像に対する抽出画像の初期位置及
び任意形状の指定の説明に供する略線図である。
【図17】フレーム画像間における抽出画像の追跡の説
明に供する略線図である。
【図18】マスク画像の構成を示す略線図である。
【図19】マスク画像データを用いた第2のマクロブロ
ックデータの判別の説明に供する略線図である。
【図20】エッジ部分にかかる第2のマクロブロックデ
ータの動きベクトルの検出の説明に供する略線図であ
る。
【図21】動画像データの圧縮符号化処理手順を示すフ
ローチャートである。
【図22】動画像データの圧縮符号化処理手順を示すフ
ローチャートである。
【図23】動画像データの圧縮符号化処理手順を示すフ
ローチャートである。
【図24】動画像データの圧縮符号化処理手順を示すフ
ローチャートである。
【図25】フレーム画像に対する抽出画像の任意形状の
特定方法の説明に供する略線図である。
【図26】従来の動画像符号化装置の回路構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】 30、60,70……動画像符号化装置、31、61…
…フレームレート変更処理部、32……入力用フレーム
メモリ、33、62……フレーム構造変換器、34、6
3、71……動きベクトル検出処理部、35……動きベ
クトル検出器、42、96……バッファ、48……動き
ベクトル再検出器、64……簡易動きベクトル検出器、
D1……動画像データ、D2……第1のマクロブロック
データ、D4……第2のマクロブロックデータ、D7、
D17、D26、D37……動きベクトル、D10、D
14……符号化データ、D24……簡易動きベクトル、
DR……データ蓄積量、SH1、SH2……フレーム間
相関値、FG1、FG2……動きベクトル再検出フラ
グ、CF1、CF2、CF3……コントロールフラグ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三橋 聡 東京都品川区北品川6丁目7番35号ソニー 株式会社内 (72)発明者 安藤 裕司 東京都品川区北品川6丁目7番35号ソニー 株式会社内 (72)発明者 小嶋 尚 東京都品川区北品川6丁目7番35号ソニー 株式会社内 (72)発明者 ズー イーウェン 東京都品川区北品川6丁目7番35号ソニー 株式会社内 Fターム(参考) 5C059 KK01 LB07 MA04 MA05 MA23 MC11 ME02 NN02 NN28 NN38 PP05 PP06 PP07 SS08 SS14 SS20 TA07 TB04 TC03 TC12 TC39 TD05 TD11 UA02 UA34 UA39 5J064 AA01 BA09 BA16 BC01 BC02 BC08 BC16 BC27 BD02

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】動画像データを順次フレーム画像データ単
    位で圧縮符号化して符号化データを生成する圧縮符号化
    手段と、 上記符号化データを一旦蓄積して出力するバッファと、 上記バッファのデータ蓄積量に応じて上記動画像データ
    のフレームレートを変更するフレームレート変更手段と
    を具えることを特徴とする動画像符号化装置。
  2. 【請求項2】上記フレーム画像データ間の動きベクトル
    を検出すると共に、当該動きベクトルの検出に伴って上
    記フレーム画像データ間の相関値を算出する動きベクト
    ル検出手段を具え、 上記圧縮符号化手段は、 上記動画像データを順次上記フレーム画像データ単位で
    上記動きベクトルを用いた動き補償予測符号化により圧
    縮符号化し上記フレームレート変更手段は、 上記フレーム画像データ間の上記相関値に基づいて上記
    符号化データの符号化データ量を予測し、当該予測した
    符号化データ量と上記データ蓄積量とに応じて上記動画
    像データの上記フレームレートを変更することを特徴と
    する請求項1に記載の動画像符号化装置。
  3. 【請求項3】上記動きベクトル検出手段は、 上記フレームレートの変更により上記動画像データから
    上記フレーム画像データが間引かれると、当該間引かれ
    たフレーム画像データを参照用として上記動きベクトル
    を検出した他の上記フレーム画像データに対し、新たな
    上記フレーム画像データを参照用に割り当てて上記動き
    ベクトルを再検出することを特徴とする請求項2に記載
    の動画像符号化装置。
  4. 【請求項4】上記動きベクトル検出手段は、 上記フレームレートの変更により間引かれた上記フレー
    ム画像データの上記動きベクトルと、当該間引かれたフ
    レーム画像データを参照用とした上記他のフレーム画像
    データの上記動きベクトルとを用いて当該他のフレーム
    画像データ及び上記新たな参照用のフレーム画像データ
    間の上記動きベクトルを再検出することを特徴とする請
    求項3に記載の動画像符号化装置。
  5. 【請求項5】上記動きベクトル検出手段は、 所定階層よりも下層の1又は複数の下階層で上記フレー
    ム画像データ間の簡易動きベクトルを検出する下層動き
    ベクトル検出手段と、 上記所定階層以上の1又は複数の上階層で上記簡易動き
    ベクトルを用いて上記動きベクトルを検出する上層動き
    ベクトル検出手段とを具えることを特徴とする請求項2
    に記載の動画像符号化装置。
  6. 【請求項6】上記下層動きベクトル検出手段は、 上記フレームレートの変更前の上記動画像データに対し
    て上記動きベクトルの検出対象となる全ての上記フレー
    ム画像データ間で上記簡易動きベクトルを検出し、 上記上層動きベクトル検出手段は、 上記フレームレートの変更に伴い符号化対象として残さ
    れた上記フレーム画像データ間でのみ上記簡易動きベク
    トルを用いて上記動きベクトルを検出することを特徴と
    する請求項5に記載の動画像符号化装置。
  7. 【請求項7】上記下層動きベクトル検出手段は、 上記簡易動きベクトルの検出に伴って上記相関値を算出
    することを特徴とする請求項6に記載の動画像符号化装
    置。
  8. 【請求項8】上記動画像データの各上記フレーム画像デ
    ータから順次任意形状の抽出画像データを抽出するため
    のマスク画像データを生成するマスク画像データ生成手
    段を具え、 上記圧縮符号化手段は、 上記マスク画像データに基づいて上記フレーム画像デー
    タから上記抽出画像データを抽出し、当該抽出した上記
    抽出画像データを上記動きベクトルを用いた動き補償予
    測符号化により圧縮符号化して上記符号化データを生成
    することを特徴とする請求項7に記載の動画像符号化装
    置。
  9. 【請求項9】動画像データを順次フレーム画像データ単
    位で圧縮符号化して符号化データを生成する圧縮符号化
    ステップと、 上記符号化データをバッファに一旦蓄積して出力する出
    力ステップと、 上記バッファのデータ蓄積量に応じて上記動画像データ
    のフレームレートを変更するフレームレート変更ステッ
    プとを具えることを特徴とする動画像符号化方法。
  10. 【請求項10】上記フレーム画像データ間の動きベクト
    ルを検出すると共に、当該動きベクトルの検出に伴って
    上記フレーム画像データ間の相関値を算出する動きベク
    トル検出ステップを具え、 上記圧縮符号化ステップは、 上記動画像データを順次上記フレーム画像データ単位で
    上記動きベクトルを用いた動き補償予測符号化により圧
    縮符号化し上記フレームレート変更ステップは、 上記フレーム画像データ間の上記相関値に基づいて上記
    符号化データの符号化データ量を予測し、当該予測した
    符号化データ量と上記データ蓄積量とに応じて上記動画
    像データの上記フレームレートを変更することを特徴と
    する請求項9に記載の動画像符号化方法。
  11. 【請求項11】動画像データを順次フレーム画像データ
    単位で圧縮符号化して符号化データを生成する圧縮符号
    化ステップと、 上記符号化データをバッファに一旦蓄積して出力する出
    力ステップと、 上記バッファのデータ蓄積量に応じて上記動画像データ
    のフレームレートを変更するフレームレート変更ステッ
    プとを具えることを特徴とする動画像符号化プログラム
    を動画像符号化装置に実行させる動画像符号化プログラ
    ム格納媒体。
  12. 【請求項12】動画像符号化装置に対して、 動画像データを順次フレーム画像データ単位で圧縮符号
    化して符号化データを生成する圧縮符号化ステップと、 上記符号化データをバッファに一旦蓄積して出力する出
    力ステップと、 上記バッファのデータ蓄積量に応じて上記動画像データ
    のフレームレートを変更するフレームレート変更ステッ
    プとを実行させるための動画像符号化プログラム。
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