JP2002374498A - 画像符号化装置、画像記録装置、画像符号化方法、画像記録方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号化されたテレビジョン放送を記録媒体に
ディジタル記録する際に、記録状況に応じた最適な符号
化を自動的に行うことができるようにする。 【解決手段】 放送局から送信されてくる符号化された
画像データを、記録状況に応じて発生された所定の量子
化パラメータを用いて再符号化するようにして、記録す
る番組の長さ、実際に記録した記録容量、記録媒体の残
り容量及び目標容量等を考慮した最適な符号化を自動的
に行うことができるようする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像符号化装置、画
像記録装置、画像符号化方法、画像記録方法、コンピュ
ータ読み取り可能な記憶媒体及びコンピュータプログラ
ムに係わり、特に、画像符号化装置及び記録装置に用い
て好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像データを符号化する技術の高
度化、及びコンピュータの進歩に伴い、画像をディジタ
ルデータとして扱えるようになった。これにより、テレ
ビジョン放送においては、画像データを符号化して伝送
することで、限られた帯域の中で従来のアナログテレビ
ジョン放送よりも多くの番組を放送したり、高画質で放
送したりすることが可能となった。

【０００３】上記画像データの符号化には、一般に、Ｉ
Ｓ０で標準化されているＭＰＥＧ２が用いられている。
また、多チャンネル化に伴い、視聴者が番組を選択する
ための補助手段として、ＥＰＧ（Electronic Program G
uide）と呼ばれる、番組予定表も電子化されて伝送され
ている。

【０００４】一方、記録媒体の大容量化により、画像を
編集、改変することが容易なディジタルデータで記録す
る要求が強まってきている。画像データをディジタルで
記録する場合には、種々の圧縮率を指定して記録するこ
とが可能であり、圧縮率を高くすると画質の劣化が生じ
る可能性があるが記録可能な時間を長くすることができ
る。また、その反対に、圧縮率を低くすると画質の劣化
が生じる可能性を少なくできるが記録可能な時間が短く
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、ディジタ
ルテレビジョン放送を受信して記録媒体にディジタル記
録する場合には、記録可能な時間及び圧縮率等の記録状
況を考慮して、複雑な記録予約操作をユーザーが行わな
ければ最適な符号化及びディジタル記録を行うことが困
難である問題があった。

【０００６】本発明は上述の問題点にかんがみ、符号化
された画像データを記録媒体にディジタル記録する際
に、記録状況に応じた最適な符号化を自動的に行うこと
ができるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化装置
は、記録状況に応じて量子化パラメータを生成し、上記
生成した量子化パラメータを用いて、放送局から送信さ
れてくる符号化された画像データを再符号化することを
特徴としている。また、本発明の他の特徴とするところ
は、放送局から送信されてくる符号化された画像データ
を受信する画像データ受信手段と、上記画像データ受信
手段によって受信された画像データを再符号化する再符
号化手段と、上記再符号化手段で再符号化する際の量子
化パラメータを生成する量子化パラメータ生成手段とを
有することを特徴としている。また、本発明のその他の
特徴とするところは、上記再符号化手段によって再符号
化された画像データを記録媒体に記録する画像データ記
録手段を有することを特徴としている。また、本発明の
その他の特徴とするところは、上記量子化パラメータ生
成手段は、記録する番組の長さ、実際に記録した記録容
量、記録媒体の残り容量及び目標容量のうち、少なくと
も１つに基づいて上記再符号化時の量子化パラメータを
生成することを特徴としている。また、本発明のその他
の特徴とするところは、上記再符号化手段はＭＰＥＧ２
による符号化方式を用い、Ｉフレーム、Ｐフレーム及び
Ｂフレーム毎に再符号化を行うことを特徴としている。

【０００８】本発明の画像記録装置は、放送局から送信
されてくる符号化された画像データを受信する画像デー
タ受信手段と、上記画像データ受信手段によって受信さ
れた画像データを再符号化する再符号化手段と、上記再
符号化手段で再符号化する際の量子化パラメータを生成
する量子化パラメータ生成手段と、上記再符号化手段に
よって再符号化された画像データを記録媒体に記録する
画像データ記録手段と、上記放送局から送信されてくる
番組情報を受信する番組情報受信手段と、上記番組情報
受信手段により入手した番組情報を用いて番組の記録予
定を入力する記録予定入力手段とを有し、上記記録予定
入力手段によって入力された記録予定に従って上記放送
局から送信されてくる符号化された画像データを再符号
化して上記記録媒体に記録することを特徴としている。
また、本発明の他の特徴とするところは、上記量子化パ
ラメータ生成手段は、記録する番組の長さ、実際に記録
した記録容量、記録媒体の残り容量及び目標容量のう
ち、少なくとも１つに基づいて上記再符号化時の量子化
パラメータを生成することを特徴としている。また、本
発明のその他の特徴とするところは、上記再符号化手段
はＭＰＥＧ２による符号化方式を用い、Ｉフレーム、Ｐ
フレーム及びＢフレーム毎に再符号化を行うことを特徴
としている。

【０００９】本発明の画像符号化方法は、放送局から送
信されてくる符号化された画像データを、記録状況に応
じて発生された所定の量子化パラメータを用いて再符号
化することを特徴としている。また、本発明の他の特徴
とするところは、放送局から送信されてくる符号化され
た画像データを受信する画像データ受信処理と、上記画
像データ受信処理によって受信された画像データを再符
号化する再符号化処理と、上記再符号化処理で再符号化
する際の量子化パラメータを生成する量子化パラメータ
生成処理とを行うことを特徴としている。また、本発明
の他の特徴とするところは、上記再符号化処理によって
再符号化された画像データを記録媒体に記録する画像デ
ータ記録処理を行うことを特徴としている。また、本発
明のその他の特徴とするところは、上記量子化パラメー
タ生成処理は、記録する番組の長さ、実際に記録した記
録容量、記録媒体の残り容量及び目標容量のうち、少な
くとも１つに基づいて上記再符号化時の量子化パラメー
タを生成することを特徴としている。また、本発明のそ
の他の特徴とするところは、上記再符号化処理はＭＰＥ
Ｇ２による符号化方式を用いて行い、Ｉフレーム、Ｐフ
レーム及びＢフレーム毎に再符号化を行うことを特徴と
している。

【００１０】本発明の画像記録方法は、放送局から送信
されてくる符号化された画像データを受信する画像デー
タ受信処理と、上記画像データ受信処理によって受信さ
れた画像データを再符号化する再符号化処理と、上記再
符号化処理で再符号化する際の量子化パラメータを生成
する量子化パラメータ生成処理と、上記再符号化処理に
よって符号化された画像データを記録媒体に記録する画
像データ記録処理と、上記放送局から送信されてくる番
組情報を受信する番組情報受信処理と、上記番組情報受
信処理により入手した番組情報を用いて番組の記録予定
を入力する記録予定入力処理とを行い、上記記録予定入
力処理によって入力された記録予定に従って上記放送局
から送信されてくる符号化された画像データを再符号化
して上記記録媒体に記録することを特徴としている。ま
た、本発明の他の特徴とするところは、上記量子化パラ
メータ生成処理において、記録する番組の長さ、実際に
記録した記録容量、記録媒体の残り容量及び目標容量の
うち、少なくとも１つに基づいて上記再符号化時の量子
化パラメータを生成することを特徴としている。また、
本発明のその他の特徴とするところは、上記再符号化処
理はＭＰＥＧ２による符号化方式を用い、Ｉフレーム、
Ｐフレーム及びＢフレーム毎に再符号化を行うことを特
徴としている。

【００１１】本発明の記憶媒体は、上記の何れか１項に
記載の各手段をコンピュータに構成させるためのプログ
ラムを記録したことを特徴としている。また、本発明の
他の特徴とするところは、上記の何れかに記載の方法を
コンピュータに実行させるためのプログラムを記録した
ことを特徴としている。

【００１２】本発明のコンピュータプログラムは、上記
の何れかに記載の方法をコンピュータに実行させること
を特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照しながら本
発明の画像符号化装置、画像記録装置、画像符号化方
法、画像記録方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒
体及びコンピュータプログラムの実施の形態について説
明する。図１は、本実施の形態に係る画像記録装置の全
体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本
実施の形態の画像記録装置１０１は放送局２０１から番
組予定表ＥＰＧを受信する。

【００１４】視聴者２０２は、番組予約器３０１で受信
された番組予定表を参考に開始時刻と終了時刻とを設定
し、録画予約を行う。この時、必要であれば記録媒体３
０４に対して記録する目標容量を設定する。

【００１５】画像記録装置１０１は、指定された時刻に
なると符号化された画像を受信し、再符号化器３０３に
よって再符号化を行って記録媒体３０４に記録する。こ
の時、パラメータ生成器３０２により、記録する番組の
長さ、実際に記録した容量、記録媒体の残り容量もしく
は目標容量から再符号化時の量子化パラメータを生成す
る。

【００１６】次に、それぞれのフレーム毎に、残り容量
と残り時間とから算出される単位時間当たり符号量の平
均を目標ビットレートとする。そして、上記目標ビット
レートと、これまで符号化した画像における単位時間あ
たりの符号量の平均とを比較し、量子化パラメータを変
化させる。ただし、符号量はＭＰＥＧ２のフレームの種
類によって違いが大きいので、フレームの種類ごとに平
均を算出する。

【００１７】また、それに応じて目標ビットレートにも
重み付けを行って比較する。そして、この量子化パラメ
ータを用いて再符号化器において符号化を行う。この符
号化は、ＭＰＥＧ２の形式で行うが、計算量の多い動き
ベクトル算出部分は受信した符号をそのまま使うことで
省略できる。

【００１８】そして、画像を一旦デコードした後、新し
い量子化パラメータを用いて量子化し直したものを再び
符号化する。ＭＰＥＧ２では、フレーム間差分による圧
縮を行っているので、新たな量子化パラメータで差分を
量子化し直すと誤差が蓄積し、画質の劣化につながる不
都合が生じる。

【００１９】そこで、本実施の形態では後の画像で参照
されるＩ，Ｐフレームにおいては、再符号化された出力
符号列と同時に、オリジナルのデコード結果画像と新た
にデコードした画像の差分を参照用差分データとして保
存しておく。

【００２０】また、参照画像が必要なＰ，Ｂフレームに
おいては、参照用差分データを用いて元の参照画像を復
元し、新たな差分を生成する。以上の操作で画質の劣化
を最小限にできるようにしている。一方、参照されるこ
とのないＢフレームについては出力符号列のみを生成す
る。

【００２１】次に、再符号化器３０３で行われ処理の詳
細をフレームの種類別に、図２〜４のブロック図に示
す。図２に示すように、Ｉフレームの処理を行うブロッ
クは、ハフマンデコーダ２１、第１の逆量子化手段２
２、第１の逆ＤＣＴ手段２３、減算手段２４、ＤＣＴ手
段２５、量子化手段２６、ハフマンエンコーダ２７、第
２の逆ＤＣＴ手段２８、第２の逆量子化手段２９によっ
て構成されている。Ｉフレームの処理ブロックにおいて
は、フレーム間差分による圧縮は行わない。

【００２２】すなわち、ハフマンデコーダ２１において
入力符号列をハフマンデコードし、上記ハフマンデコー
ドしたデータを第１の逆量子化手段２２にて逆量子化す
るとともに、第１の逆ＤＣＴ手段２３において逆ＤＣＴ
（Discrete Cosine Transform）して、画像データを得
ている。

【００２３】そして、この画像データをＤＣＴ手段２
５、量子化手段２６で新しい量子化パラメータで量子化
し、再びＤＣＴする。このデータをハフマンエンコーダ
２７にてハフマンエンコードして、量子化パラメータと
ともに出力符号列として出力する。

【００２４】一方、新たに量子化したデータは、参照画
像を作成するために、第２の逆量子化手段２９及び第２
の逆ＤＣＴ手段２８にて逆量子化と逆ＤＣＴを施し、こ
の逆ＤＣＴしたデータと画像データとの差分を減算手段
２４にて算出して参照用差分データとして出力する。

【００２５】一方、Ｐフレームの処理は、図３に示すよ
うに、Ｐフレームの処理を行うブロックで行われる。こ
のブロックにおいて、図２で説明した構成と同一の構成
については、同一の符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【００２６】図２のブロックと異なる構成としては、第
１の加算手段３９ａ、第１の減算手段３９ｂ、第２の加
算手段３９ｃ、第２の減算手段３９ｄが設けられている
ことである。

【００２７】このＰフレームのブロックにおいて、ＩＮ
ＴＲＡブロックではＩフレームと同様の処理を行うが、
ＩＮＴＥＲブロックではＤＣＴの出力は差分データとな
っているので、動き補償により画像データを復元する。

【００２８】この時、参照ブロックは新しい量子化パラ
メータで量子化されているので、第１の加算手段３９ａ
において参照差分データを加えて動き補償を行う。そし
て、得られた画像データと参照ブロックの差分を第１の
減算手段３９ｂにて改めて算出し、新しい差分データと
する。

【００２９】次いで、Ｐフレームにおいても、逆量子化
と逆ＤＣＴを施し、参照ブロックを第１の加算手段３９
ａにて加えて参照画像作成し、第２の減算手段３９ｄに
おいて画像データとの差分を算出して参照差分データを
作成するようにしている。

【００３０】次に、図４のブロック図に示すように、Ｂ
フレームの処理では、Ｐフレームと同様の処理を行う
が、逆量子化と逆ＤＣＴを施した後で、参照ブロックを
加算手段４４にて加えて参照画像作成し、減算手段４５
において画像データとの差分を算出して参照差分データ
を作成するようにしている。

【００３１】また、各フレームにおいて、記録容量が十
分にあり、従来の量子化パラメータを変更する必要がな
いと判断される場合、再符号化処理を省略し、入力符号
列をそのまま出力符号列とする。この時、Ｉ，Ｐフレー
ムの参照差分データは「０」とする

【００３２】（本発明の他の実施の形態）本発明は、複
数の機器から構成されるシステムに適用しても１つの機
器からなる装置に適用しても良い。

【００３３】また、上述した実施の形態の機能を実現す
るように各種のデバイスを動作させるように、上記各種
デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピ
ュータに対し、記憶媒体から、またはインターネット等
の伝送媒体を介して上記実施の形態の機能を実現するた
めのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシ
ステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭ
ＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイ
スを動作させることによって実施したものも、本発明の
範疇に含まれる。

【００３４】また、この場合、上記ソフトウェアのプロ
グラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現す
ることになり、そのプログラムコード自体、およびその
プログラムコードをコンピュータに供給するための手
段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体
は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶す
る記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハ
ードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等
を用いることができる。

【００３５】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムコードを実行することにより、上述の実施の形態で説
明した機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコ
ードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソ
フト等の共同して上述の実施の形態で示した機能が実現
される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施
の形態に含まれることは言うまでもない。

【００３６】さらに、供給されたプログラムコードがコ
ンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続され
た機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そ
のプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボー
ドや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の
一部または全部を行い、その処理によって上述した実施
の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は上述したように、放送局から送
信されてくる符号化された画像データを、所定の量子化
パラメータを用いて再符号化するようにしたので、記録
する番組の長さ、実際に記録した記録容量、記録媒体の
残り容量及び目標容量等に応じた圧縮率で画像データを
記録することができ、記録媒体の容量を効率よく利用す
ることができる。また、本発明の他の特徴によれば、電
子化された番組予定表と記録機能とを組み合わせたの
で、テレビ番組の録画予約を簡単に実行することができ
る。また、本発明の他の特徴によれば、電子化された番
組予定表を用いて録画予約を行って画像データを記録媒
体に記録する際に、上記記録媒体の残り容量もしくは目
標容量に応じて再符号化されるようにしたので、視聴者
が詳細な設定をすることなく、ディジタル画像を確実に
記録媒体に保存することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像記録装置の全体図を表すブロック図であ
る。

【図２】再符号化器でのＩフレームの処理を行うための
構成を表すブロック図である。

【図３】再符号化器でのＰフレームの処理を行うための
構成を表すブロック図である。

【図４】再符号化器でのＢフレームの処理を行うための
構成を表すブロック図である。

【符号の説明】

１０１ 画像記録装置 ２０２ 放送局 ２０２ 視聴者 ３０１ 録画予約器 ３０３ 再符号化器 ３０４ 記録媒体 ＥＰＧ 番組予定表

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C053 FA20 FA23 GA11 GB17 GB19 GB22 GB26 GB29 GB32 GB38 5C059 KK41 MA00 MA23 MC11 ME02 PP05 PP06 PP07 SS11 SS20 TA45 TB04 TC11 TC38 TD11 UA02 UA39 5D044 AB07 BC04 CC09 DE04 DE14 DE48 EF05 GK08 GK10 GK12 HL11 5J064 AA01 BA09 BA16 BC01 BC16 BC25 BC26

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録状況に応じて量子化パラメータを生
   成し、上記生成した量子化パラメータを用いて、放送局
   から送信されてくる符号化された画像データを再符号化
   することを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】 放送局から送信されてくる符号化された
   画像データを受信する画像データ受信手段と、 上記画像データ受信手段によって受信された画像データ
   を再符号化する再符号化手段と、 上記再符号化手段で再符号化する際の量子化パラメータ
   を生成する量子化パラメータ生成手段とを有することを
   特徴とする画像符号化装置。
3. 【請求項３】 上記再符号化手段によって再符号化され
   た画像データを記録媒体に記録する画像データ記録手段
   を有することを特徴とする請求項２に記載の画像符号化
   装置。
4. 【請求項４】 上記量子化パラメータ生成手段は、記録
   する番組の長さ、実際に記録した記録容量、記録媒体の
   残り容量及び目標容量のうち、少なくとも１つに基づい
   て上記再符号化時の量子化パラメータを生成することを
   特徴とする請求項２または３に記載の画像符号化装置。
5. 【請求項５】 上記再符号化手段はＭＰＥＧ２による符
   号化方式を用い、Ｉフレーム、Ｐフレーム及びＢフレー
   ム毎に再符号化を行うことを特徴とする請求項２〜４の
   何れか１項に記載の画像符号化装置。
6. 【請求項６】 放送局から送信されてくる符号化された
   画像データを受信する画像データ受信手段と、 上記画像データ受信手段によって受信された画像データ
   を再符号化する再符号化手段と、 上記再符号化手段で再符号化する際の量子化パラメータ
   を生成する量子化パラメータ生成手段と、 上記再符号化手段によって再符号化された画像データを
   記録媒体に記録する画像データ記録手段と、 上記放送局から送信されてくる番組情報を受信する番組
   情報受信手段と、 上記番組情報受信手段により入手した番組情報を用いて
   番組の記録予定を入力する記録予定入力手段とを有し、 上記記録予定入力手段によって入力された記録予定に従
   って上記放送局から送信されてくる符号化された画像デ
   ータを再符号化して上記記録媒体に記録することを特徴
   とする画像記録装置。
7. 【請求項７】 上記量子化パラメータ生成手段は、記録
   する番組の長さ、実際に記録した記録容量、記録媒体の
   残り容量及び目標容量のうち、少なくとも１つに基づい
   て上記再符号化時の量子化パラメータを生成することを
   特徴とする請求項６に記載の画像記録装置。
8. 【請求項８】 上記再符号化手段はＭＰＥＧ２による符
   号化方式を用い、Ｉフレーム、Ｐフレーム及びＢフレー
   ム毎に再符号化を行うことを特徴とする請求項６または
   ７に記載の画像記録装置。
9. 【請求項９】 放送局から送信されてくる符号化された
   画像データを、記録状況に応じて発生された所定の量子
   化パラメータを用いて再符号化することを特徴とする画
   像符号化方法。
10. 【請求項１０】 放送局から送信されてくる符号化され
    た画像データを受信する画像データ受信処理と、 上記画像データ受信処理によって受信された画像データ
    を再符号化する再符号化処理と、 上記再符号化処理で再符号化する際の量子化パラメータ
    を生成する量子化パラメータ生成処理とを行うことを特
    徴とする画像符号化方法。
11. 【請求項１１】 上記再符号化処理によって再符号化さ
    れた画像データを記録媒体に記録する画像データ記録処
    理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の画像符号
    化方法。
12. 【請求項１２】 上記量子化パラメータ生成処理は、記
    録する番組の長さ、実際に記録した記録容量、記録媒体
    の残り容量及び目標容量のうち、少なくとも１つに基づ
    いて上記再符号化時の量子化パラメータを生成すること
    を特徴とする請求項１０または１１に記載の画像符号化
    方法。
13. 【請求項１３】 上記再符号化処理はＭＰＥＧ２による
    符号化方式を用いて行い、Ｉフレーム、Ｐフレーム及び
    Ｂフレーム毎に再符号化を行うことを特徴とする請求項
    １０〜１２の何れか１項に記載の画像符号化方法。
14. 【請求項１４】 放送局から送信されてくる符号化され
    た画像データを受信する画像データ受信処理と、 上記画像データ受信処理によって受信された画像データ
    を再符号化する再符号化処理と、 上記再符号化処理で再符号化する際の量子化パラメータ
    を生成する量子化パラメータ生成処理と、 上記再符号化処理によって符号化された画像データを記
    録媒体に記録する画像データ記録処理と、 上記放送局から送信されてくる番組情報を受信する番組
    情報受信処理と、 上記番組情報受信処理により入手した番組情報を用いて
    番組の記録予定を入力する記録予定入力処理とを行い、 上記記録予定入力処理によって入力された記録予定に従
    って上記放送局から送信されてくる符号化された画像デ
    ータを再符号化して上記記録媒体に記録することを特徴
    とする画像記録方法。
15. 【請求項１５】 上記量子化パラメータ生成処理におい
    て、記録する番組の長さ、実際に記録した記録容量、記
    録媒体の残り容量及び目標容量のうち、少なくとも１つ
    に基づいて上記再符号化時の量子化パラメータを生成す
    ることを特徴とする請求項１４に記載の画像記録方法。
16. 【請求項１６】 上記再符号化処理はＭＰＥＧ２による
    符号化方式を用い、Ｉフレーム、Ｐフレーム及びＢフレ
    ーム毎に再符号化を行うことを特徴とする請求項１４ま
    たは１５に記載の画像記録方法。
17. 【請求項１７】 上記請求項１〜８の何れか１項に記載
    の各手段をコンピュータに構成させるためのプログラム
    を記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能
    な記憶媒体。
18. 【請求項１８】 上記請求項９〜１６の何れか１項に記
    載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム
    を記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能
    な記憶媒体。
19. 【請求項１９】 上記請求項９〜１６の何れか１項に記
    載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とする
    コンピュータプログラム。