JP2002374536A - 符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動き補償予測とＤＣＴを組み合わせた符号化
方式による再符号化を行う符号化装置において、第１の
ビデオ符号化データから画像サイズを変換した第２のビ
デオ符号化データを得る場合に、全体としての演算量削
減を可能とする符号化装置を提供すること。 【解決手段】 再符号化に伴う入力符号化データの復号
時に、予測誤差についてＤＣＴ領域で画像サイズ変換処
理後、ＩＤＣＴ処理する。その後、空間領域で動き補償
予測による画像データへの復号を行う。これにより、Ｉ
ＤＣＴ処理と画像サイズ変換処理の演算量を削減し、か
つ、ＤＣＴ領域における動き補償予測復号の演算量増加
を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力ビデオ符号化
データの再符号化を行う符号化装置に関し、特に、入力
ビデオ符号化データの画像サイズを変換したビデオ符号
化データを出力する符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオ信号の符号化として、動き補償予
測とDCT（離散コサイン変換）を組み合わせた方式があ
る。例えば、一般にMPEG-1ビデオと呼ばれるISO/IEC 11
172-2に準拠する符号化やMPEG-2ビデオと呼ばれるISO/I
EC 13818-2に準拠する符号化がある。動き補償予測はビ
デオ信号の時間的冗長の削減、DCTは空間的冗長の削減
に効果がある。

【０００３】ここで、MPEG-2 ビデオの予測符号化にお
いては、予測の方向は、過去、未来、両方からの３モー
ド存在する。また、これらは16画素×16画素のMB（マク
ロブロック）ごとに切り替えて使用できる。予測方向は
入力画像に与えられたピクチャタイプによって決定され
る。過去からの予測により符号化するモードと、予測を
しないでそのMBを独立で符号化するモードとの２つのモ
ードが存在するのがPピクチャ（前方向画像間予測符号
化画像）である。また、未来からの予測、過去からの予
測、両方からの予測、独立で符号化する４つのモードが
存在するのがBピクチャ（両方向画像間予測符号化画
像）である。そして、全てのMBを独立で符号化するのが
Iピクチャ（画像内符号化画像：独立符号化画像）であ
る。

【０００４】動き補償は、動き領域をMBごとにパターン
マッチングを行ってハーフペル精度で動きベクトルを検
出し、動き分だけシフトしてから予測する。動きベクト
ルは水平方向と垂直方向が存在し、何処からの予測かを
示すMC(Motion Compensation)モードと共にMBの付加情
報として伝送される。よって、復号時にこの動きベクト
ルを抽出して再符号化に利用することも可能である。

【０００５】一般的には、符号順でIピクチャから次のI
ピクチャの前のピクチャまでをＧＯＰ(Group Of Pictur
e)といい、蓄積メディアなどで使用される場合には、一
般に約１５ピクチャ程度が１つのＧＯＰ区間として使用
される。（但し、１ＧＯＰ区間内に２つ以上のIピクチ
ャを含んでもよい。要するに１ＧＯＰ区間内には１つ以
上のIピクチャを含めばよい。）ビデオ信号の符号化に
おいて、所定の符号量に圧縮するために、DCT係数の粗
い量子化や画像サイズの縮小が行われる。粗い量子化は
符号化歪みをもたらすため、符号量の大幅な圧縮では、
画像サイズの縮小が用いられる。

【０００６】例えば、8Mbps の場合は画像サイズ704×4
80で符号化するが、1.5Mbpsの場合は画像サイズを352×
240で符号化する。

【０００７】ビデオ符号化の伝送、蓄積において、伝送
速度や蓄積容量の許す範囲で粗い量子化や画像サイズ縮
小を行わずに符号化することが望まれる。これは、例え
ば、いったん画像サイズを縮小すると、ビデオの解像度
の復元が不可能となるためである。

【０００８】一方、伝送や蓄積されたビデオ符号化デー
タを用いて、新たな伝送媒体や蓄積媒体に出力する場合
がある。特に、伝送速度が遅い伝送媒体や、蓄積容量の
少ない蓄積媒体に出力する場合がある。

【０００９】例えば、デジタル放送において、キー局か
ら配信された8Mbpsのビデオ符号化データをローカル局
内に1.5Mbpsで再配信する場合がある。また、8Mbpsで蓄
積したビデオ符号化データを1.5Mbpsで携帯端末のメモ
リに再蓄積する場合がある。

【００１０】上記を行う場合、図３のように伝送や蓄積
されたビデオ符号化データを一旦復号して、画像サイズ
縮小を行い、再符号化する方法が知られている。以下、
図３を説明する。

【００１１】可変長復号器１では、入力ビデオ符号化デ
ータの符号列をMPEG-2ビデオの規定に従い順次復号し
て、DCT量子化係数と入力ビデオ符号化データ符号化時
の動きベクトルを含む動き補償予測情報とを得る。逆量
子化器２ではDCT量子化係数を逆量子化し、IDCT（逆離
散コサイン変換）処理器３ではDCT係数をIDCT処理して
予測誤差を復号する。

【００１２】動き補償予測器４では、可変長復号器１か
らの動きベクトルを含む動き補償予測情報を基に、動き
補償予測を行い加算器５に予測値を出力する。加算器５
では、IDCT処理器３からの予測誤差と、動き補償予測器
４からの予測値とを加算して、画像サイズ704×480の復
号ビデオを出力する。

【００１３】画像サイズ縮小器６では、復号ビデオデー
タをフレーム毎に画像サイズを縮小して、画像サイズ35
2×240のビデオデータを出力する。画像サイズ縮小は、
例えば、ローパスフィルター処理と間引き処理の組み合
わせで行う。

【００１４】一方、動きベクトル検出器７では、画像サ
イズ縮小器６からの復号ビデオデータから動きベクトル
を検出する。動きベクトル検出は動き補償予測ブロック
毎に、例えば、所定範囲を全探索して求める。

【００１５】動き補償予測器８では、動きベクトル検出
からの動き補償予測情報に基づき、動き補償予測して、
減算器９に出力する。減算器９では、画像サイズ縮小し
た復号ビデオデータから動き補償予測によりる予測値を
減算して、予測誤差を出力する。

【００１６】減算器９からの予測誤差は、DCT処理器１
０で8×8のブロック毎にDCT処理して、量子化器１１で
量子化する。ここで、可変長符号化器１３の出力に基づ
き、MPEG-1ビデオ符号化データの出力が1.5Mbpsとなる
ように符号量制御器１２からの制御を受けて、量子化ス
テップを変化させながら量子化する。

【００１７】可変長符号化器１３では、量子化器１１か
らの量子化DCT係数と動きベクトル検出器７からの動き
補償予測情報をMPEG-1ビデオの規定に従い、可変長符号
化して画像サイズ352×240のMPEG-1ビデオ符号化データ
を出力する。

【００１８】また、フレーム符号化タイプがＩフレーム
とＰフレームの場合、量子化DCT係数は、逆量子化器１
４で逆量子化し、IDCT処理器１５でIDCT処理し、さら
に、加算器１６で動き補償予測による予測値を加算し
て、後から符号化する際の参照フレームとして保持す
る。

【００１９】上記方法で、ビデオ符号化データの復号に
おけるIDCT演算、画像サイズ縮小における縮小演算、再
符号化における動きベクトル検出演算の各演算量が大き
い。このため、限られた演算速度をもつCPUやDSPを用い
た実現において問題があった。

【００２０】動きベクトル検出演算の演算量削減方法と
して、図４のように、ビデオ符号化データの復号時に得
られる動きベクトル情報を参照動きベクトルとして用い
ることで、演算量を削減する方法が知られている。以下
図４を説明する。図４では、動きベクトル検出器７０を
除く構成と動作は図３と同じである。

【００２１】動きベクトル検出器７０では、可変長復号
器１からの動きベクトルを含む動き補償予測情報を用い
て、MPEG-1ビデオ符号化に用いる動きベクトルを検出す
る。

【００２２】動きベクトルの検出は、画像サイズ縮小に
合わせてビデオ符号化データの復号時に得られる動きベ
クトル情報を縮小して動きベクトル候補とする。さら
に、動き補償予測ブロック内の複数動きベクトル候補か
ら、縮小画像の再符号化時に予測誤差が最小となる動き
ベクトルを選択して用いる。

【００２３】例えば図４では、水平・垂直各方向1／2の
画像サイズなので、一つのMPEG-1ビデオ符号化動き補償
予測ブロックに対応する４つのMPEG-2ビデオ符号化動き
補償予測ブロックの動きベクトルを、水平・垂直各方向
で大きさを1／2として動きベクトル候補とする。そし
て、予測誤差が最小となる動きベクトルを選択して検出
結果とする。これにより、動きベクトル検出の演算量を
大幅に削減できる。

【００２４】IDCT処理と縮小処理の演算量削減方法とし
て、例えば、DCTを用いた静止画符号化において、DCT領
域で画像サイズ縮小処理を行い、その後IDCT処理を行う
ことで、復号時のIDCT処理と画像サイズ縮小処理の演算
量を削減する方法がある。

【００２５】そして、この方法を動き補償予測とDCTを
組み合わせたビデオ符号化方式へ適用する方法として、
図５のように、DCT領域における動き補償予測の復号
後、DCT領域で縮小処理を行い、その後IDCT処理を行う
提案がある。以下図５を説明する。

【００２６】可変長復号器１では、入力符号化データの
符号列をMPEG-2ビデオの規定に従い順次復号して、動き
ベクトルを含む動き補償予測情報とDCT量子化係数を得
る。逆量子化器２では、DCT量子化係数を逆量子化す
る。

【００２７】DCT領域動き補償予測器４９では、可変長
復号器１からの動きベクトルを含む動き補償予測情報を
基に、DCT領域で動き補償予測を行い加算器５０に出力
する。DCT領域動き補償予測の方法は、例えば、「DCTド
メインにおけるMPEGビデオの動き補償」（電子情報通信
学会技報、CAS97-28, VLD97-28, DSP97-43, 1997-06）
に述べられている。

【００２８】加算器５０では、逆量子化器２からのDCT
予測誤差と、DCT領域動き補償予測器５９からのDCT動き
補償予測を加算して出力する。

【００２９】DCT領域サイズ縮小器６０では、MPEG-2ビ
デオで規定されている８×８の各DCTブロックについ
て、低域成分のみからの4×4DCTブロックを出力する。

【００３０】IDCT処理器３０では、DCT領域サイズ縮小
器６０からの4×4DCTブロックを順次IDCT処理して入力M
PEG-2ビデオ符号化の画像サイズ704×480に対して水平
・垂直各方向1／2の画像サイズ352×240の復号ビデオを
出力する。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来の符号
化装置は、DCT領域で画像サイズ変換処理を行い、その
後IDCT処理を行うことで、画像サイズ変換処理とIDCT処
理との演算量削減は図れるが、DCT領域における動き補
償予測による復号は動き補償予測の演算量が多くなり、
全体としてみればむしろ演算量が増加する傾向にあり、
演算量削減の目的に適さなかった。

【００３２】本発明は、動き補償予測とDCTを組み合わ
せた符号化方式による再符号化を行う符号化装置におい
て、第１のビデオ符号化データから画像サイズを変換し
た第２のビデオ符号化データを得る場合に、IDCT演算と
画像サイズ変換演算の演算量を削減し、かつ、第１のビ
デオ符号化データ復号時の動き補償予測の演算量増加を
防止でき、全体としての演算量削減を可能とする符号化
装置を提供することを目的としている。

【００３３】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明は、下記の装置を提供するものであ
る。 （１） 動き補償予測とDCT（離散コサイン変換）とを
組み合わせた方式で符号化された第１のビデオ符号化デ
ータから、画像サイズを変換した第２のビデオ符号化デ
ータを再符号化により得る符号化装置において、前記第
１のビデオ符号化データを復号して、DCT係数と前記第
１のビデオ符号化データ符号化時の第１の動き補償予測
情報とを得る復号手段と、前記DCT係数に対しDCT領域で
画像サイズ変換を行うDCT領域画像サイズ変換手段と、
前記画像サイズ変換されたDCT係数をIDCT（逆離散コサ
イン変換）処理し予測誤差値を得るIDCT処理手段と、前
記予測誤差値と、下記動き補償予測手段からの予測値と
を加算してDCT領域サイズ変換後復号ビデオデータを得
る加算手段と、前記第１の動き補償予測情報に基づき、
前記DCT領域サイズ変換後復号ビデオデータに対して予
測動作を行い予測値を得る動き補償予測手段と、前記第
１の動き補償予測情報に基づき、前記DCT領域サイズ変
換後復号ビデオデータを符号化する際の第２の動き補償
予測情報を求める動き補償予測情報生成手段と、前記第
２の動き補償予測情報に基づき前記DCT領域サイズ変換
後復号ビデオデータを符号化し前記第２のビデオ符号化
データを得る符号化手段と、を備えたことを特徴とする
符号化装置。 （２） 動き補償予測とDCT（離散コサイン変換）とを
組み合わせた方式で符号化された第１のビデオ符号化デ
ータを復号して、DCT係数と前記第１のビデオ符号化デ
ータ符号化時の第１の動き補償予測情報とを得、前記DC
T係数をIDCT（逆離散コサイン変換）処理した後、前記
第１の動き補償予測情報に基づき動き補償予測復号を行
い復号ビデオデータを得て、その復号ビデオデータに対
して画像サイズ変換処理を行ってサイズ変換後復号ビデ
オデータを得、前記第１の動き補償予測情報に基づき求
めた第２の動き補償予測情報を用いて前記サイズ変換後
復号ビデオデータに対して再符号化処理を行うことによ
り、画像サイズを変換した第２のビデオ符号化データを
得る符号化装置において、前記第１のビデオ符号化デー
タにおける両方向画像間予測符号化画像データを復号し
て得られるDCT係数に対してのみ、DCT領域で画像サイズ
変換を行うDCT領域画像サイズ変換手段と、前記画像サ
イズ変換されたDCT係数をIDCT（逆離散コサイン変換）
処理し予測誤差値を得るIDCT処理手段と、前記予測誤差
値と、下記予測値とを加算してDCT領域サイズ変換後復
号ビデオデータを得る加算手段と、前記第１の動き補償
予測情報に基づき、前記DCT領域サイズ変換後復号ビデ
オデータに対して予測動作を行い予測値を得る動き補償
予測手段と、を設け、前記DCT領域サイズ変換後復号ビ
デオデータに対して、前記サイズ変換後復号ビデオデー
タと共に前記再符号化処理を行うことにより、画像サイ
ズを変換した第２のビデオ符号化データを得ることを特
徴とする符号化装置。

【００３４】

【発明の実施の形態】前述したように、DCT領域におけ
る動き補償予測による復号後、DCT領域で画像サイズ変
換処理を行う符号化装置（図５に示した従来の符号化装
置）での演算量増加の原因は、DCT領域での動き補償予
測による復号である。

【００３５】そこで、本発明では、DCT領域で画像サイ
ズ変換処理後、IDCT処理する。その後、空間領域で動き
補償予測による復号を行う。これにより、IDCT処理と画
像サイズ変換処理の演算量を削減し、かつ、DCT領域に
おける動き補償予測復号の演算量増加を防止でき、演算
量削減の目的を達成する。また、動き補償予測復号は画
像サイズ変換処理後のフレームに対して行うため、従来
からの復号方法に比べてより一層演算量を削減できる。

【００３６】なお、上記処理では画像内符号化フレーム
（以後、Ｉフレーム）の間隔が長い場合、動き補償予測
復号の誤差蓄積による画質劣化を生じる場合も考えられ
る。

【００３７】動き補償予測復号の誤差蓄積は、Ｉフレー
ムや前方向画像間予測符号化フレーム（以後、Ｐフレー
ム）に対する上記演算量削減のために向けた解決策で生
じる演算誤差が原因である。（この誤差は、動き補償予
測復号で画像サイズ変換後のフレームを用いるために生
じる演算誤差に起因する。）そこで、本発明では、動き
補償予測における参照フレームとして用いない両方向画
像間予測符号化フレーム（以後、Ｂフレーム）に対して
のみ、DCT領域で画像サイズ変換処理後、IDCT処理し、
その後、空間領域で動き補償予測の復号を行う符号化装
置をさらに提案する。（動き補償予測復号で参照フレー
ムとして用いるＩフレームとＰフレームは、従来通りID
CT処理後、動き補償予測復号を行い、その後縮小処理を
行う。）これにより、例えば、MPEG-1符号化やMPEG-2ビ
デオ符号化において一般に用いられる参照フレーム間隔
を３フレームとした場合に2/3を占めるＢフレームに対
して、再符号化に伴う、復号におけるIDCT処理、画像サ
イズ変換処理、動き補償予測復号の演算量を削減でき、
かつ、参照フレームの量子化誤差蓄積による画質劣化を
防止できる。

【００３８】以下に説明する本発明の実施例では、画像
サイズ704×480、8MbpsのMPEG-2ビデオ符号化データ
（第１のビデオ符号化データ）を、画像サイズ352×24
0、1.5MbpsのMPEG-1ビデオ符号化データ（第２のビデオ
符号化データ）に変換するものとして説明する。

【００３９】図１に本発明の第１の実施例を示す。可変
長復号器１では、入力符号化データの符号列をMPEG-2ビ
デオの規定に従い順次復号して、動きベクトルを含む動
き補償予測情報とDCT量子化係数を得る。

【００４０】逆量子化器２では、DCT量子化係数を逆量
子化する。DCT領域サイズ縮小器６０では、MPEG-2ビデ
オで規定されている８×８の各DCTブロックについて、
低域成分のみからの4×4DCTブロックを出力する。

【００４１】IDCT処理器３０では、DCT領域サイズ縮小
器６０からの4×4DCTブロックを順次IDCT処理して、4×
４ブロック毎に予測誤差を加算器５へ出力する。この画
像サイズ縮小により、入力MPEG-2ビデオ符号化の画像サ
イズ704×480に対して水平・垂直各方向1／2の画像サイ
ズ352×240に対する予測誤差を加算器５に出力すること
になる。

【００４２】動き補償予測器４０では、可変長復号器１
からの動きベクトルを含む動き補償予測情報（第１の動
き補償予測情報）に基づき、画像サイズ352×240に対す
る動き補償予測を行い加算器５に出力する。

【００４３】ここで、動き補償予測器４０では、動きベ
クトルを含む動き補償予測情報は、水平・垂直各方向に
画像サイズを1／2とした情報に変換して用いる。動き補
償予測ブロックサイズは、例えば、入力MPEG-2ビデオ符
号化の16×16に対して8×8とする。また、動きベクトル
は、水平・垂直各方向の大きさを1／2とする。

【００４４】加算器５では、IDCT処理器３０からの予測
誤差と、動き補償予測器４０からの予測値とを加算し
て、画像サイズ352×240の復号ビデオ（DCT領域サイズ
変換後復号ビデオデータ）を出力する。

【００４５】フレーム符号化タイプがフレーム内符号化
画像（以後、Ｉフレーム）と前方向画像間予測符号化画
像（以後、Ｐフレーム）の場合、動き補償予測器４０で
後から復号する際の参照フレームとして保持する。

【００４６】このように、本実施例では、DCT領域で画
像サイズ縮小処理を行いその後にIDCT処理を行っている
ので、画像サイズ変換処理とIDCT処理との演算量を大幅
に削減できる。さらに、IDCT処理後の空間領域において
動き補償予測による復号を行っているので、動き補償予
測復号の演算量増加を防止できる。

【００４７】また、動き補償予測器４０で保持する参照
フレームの画像サイズは352×240なので、従来に比べて
MPEG-2ビデオ復号における動き補償予測器のメモリ量を
1／4に削減できる。

【００４８】次に、動きベクトル検出器７０では、可変
長復号器１からの動きベクトルを含む動き補償予測情報
（第１の動き補償予測情報）を用いて、再符号化動作で
あるMPEG-1ビデオ符号化に用いる動きベクトルを検出
し、その動きベクトルを含む新たな動き補償予測情報
（第２の動き補償予測情報）を生成する。

【００４９】動きベクトルの検出は、水平・垂直各方向
1／2の画像サイズなので、例えば、一つのMPEG-1ビデオ
符号化動き補償予測ブロックに対応する４つのMPEG-2ビ
デオ符号化動き補償予測ブロックの動きベクトルを、水
平・垂直各方向で大きさを1／2として動きベクトル候補
とする。そして、予測誤差が最小となる動きベクトルを
選択して検出結果とする。これにより、動きベクトル検
出の演算量を大幅に削減できる。

【００５０】動き補償予測器８では、動きベクトル検出
器７０からの動き補償予測情報に基づき、動き補償予測
して、減算器９に出力する。減算器９では、画像サイズ
縮小した復号ビデオから動き補償予測を減算して、予測
誤差を出力する。

【００５１】減算器９からの予測誤差は、DCT処理器１
０で8×8のブロック毎にDCT処理して、量子化器１１で
量子化する。ここで、可変長符号化器１３の出力に基づ
き、MPEG-1ビデオ符号化データの出力が1.5Mbpsとなる
ように符号量制御器１２からの制御を受けて、量子化ス
テップを変化させながら量子化する。

【００５２】可変長符号化器１３では、量子化器１１か
らの量子化DCT係数と動きベクトル検出器７０からの動
き補償予測情報をMPEG-1ビデオの規定に従い、可変長符
号化して画像サイズ352×240のMPEG-1ビデオ符号化デー
タ（第２のビデオ符号化データ）を出力する。

【００５３】また、フレーム符号化タイプがＩフレーム
とＰフレームの場合、量子化DCT係数は、逆量子化器１
４で逆量子化し、IDCT処理器１５でIDCT処理し、さら
に、加算器１６で動き補償予測による予測値を加算し
て、後から符号化する際の参照フレームとして保持す
る。

【００５４】次に、本発明の第２の実施例を図２に示
す。可変長復号器１では、入力符号化データの符号列を
MPEG-2ビデオの規定に従い順次復号して、動きベクトル
を含む動き補償予測情報（第１の動き補償予測情報）と
DCT量子化係数を得る。逆量子化器２では、DCT量子化係
数を逆量子化する。

【００５５】可変長復号器１で復号する入力ビデオ符号
化データのフレーム符号化タイプがＩフレームとＰフレ
ームの場合、スイッチ１７、スイッチ１８を端子ａ側に
切り替えて以下の処理を行う。

【００５６】逆量子化器２からのDCT係数を、MPEG-2ビ
デオ符号化の規定に従い、IDCT処理器３、動き補償予測
器４、加算器５ａを介して復号する。

【００５７】加算器５ａからの画像サイズ704×480の復
号ビデオデータは、画像サイズ縮小器６で画像サイズ35
2×240に縮小して出力される。

【００５８】加算器５ａからの画像サイズ704×480の復
号ビデオデータは、動き補償予測器４で後から復号する
際の参照フレームとして保持する。また、画像サイズ縮
小器６からの画像サイズ352×240の復号ビデオデータ
（サイズ変換後復号ビデオデータ）は、Ｂフレーム復号
のために動き補償予測器４０で後から復号する際の参照
フレームとして保持される。

【００５９】可変長復号器１で復号する入力ビデオ符号
化データのフレーム符号化タイプがＢフレームの場合、
スイッチ１７、スイッチ１８を端子ｂ側に切り替えて以
下の処理を行う。

【００６０】第１の実施例と同様に、DCT領域サイズ縮
小器６０では、MPEG-2ビデオで規定されている８×８の
各DCTブロックについて、低域成分のみからの4×4DCTブ
ロックを出力する。

【００６１】IDCT処理器３０では、DCT領域サイズ縮小
器からの4×4DCTブロックを順次IDCT処理して、4×４ブ
ロック毎に予測誤差を加算器５ｂへ出力する。このDCT
領域画像サイズ縮小により、入力MPEG-2ビデオ符号化の
画像サイズ704×480に対して水平・垂直各方向1／2の画
像サイズ352×240に対する予測誤差を加算器５ｂに出力
することになる。

【００６２】動き補償予測器４０では、可変長復号器１
からの動きベクトルを含む動き補償予測情報に基づき、
動き補償予測を行い加算器５ｂに予測値を出力する。

【００６３】ここで、動きベクトルを含む動き補償予測
情報は、水平・垂直各方向に画像サイズを1／2とした情
報に変換して用いる。動き補償予測ブロックサイズは、
例えば、入力MPEG-2ビデオ符号化の16×16に対して8×8
とする。また、動きベクトルは、水平・垂直各方向の大
きさを1／2とする。

【００６４】加算器５ｂでは、IDCT処理器３０からの予
測誤差と、動き補償予測器４０からの予測値とを加算し
て、画像サイズ352×240の復号ビデオ（DCT領域サイズ
変換後復号ビデオデータ）を出力する。

【００６５】以上のようにＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂ
フレームの復号を行う。

【００６６】次に、動きベクトル検出器７０では、可変
長復号器１からの動きベクトルを含む動き補償予測情報
（第１の動き補償予測情報）を用いて、再符号化動作で
あるMPEG-1ビデオ符号化に用いる動きベクトルを検出
し、その動きベクトルを含む新たな動き補償予測情報
（第２の動き補償予測情報）を生成する。

【００６７】動きベクトルの検出は、水平・垂直各方向
1／2の画像サイズなので、例えば、一つのMPEG-1ビデオ
符号化動き補償予測ブロックに対応する４つのMPEG-2ビ
デオ符号化動き補償予測ブロックの動きベクトルを、水
平・垂直各方向で大きさを1／2として動きベクトル候補
とする。そして、予測誤差が最小となる動きベクトルを
選択して検出結果とする。

【００６８】例えば、画像サイズ縮小に合わせてビデオ
符号化データの復号時に得られる動きベクトル情報を縮
小して動きベクトル候補とする。さらに、動き補償予測
ブロック内の複数動きベクトル候補から、縮小画像の再
符号化時に予測誤差が最小となる動きベクトルを選択し
て動き補償予測情報を生成する。これにより、動きベク
トル検出の演算量を大幅に削減できる。

【００６９】動き補償予測器８では、動きベクトル検出
器７０からの動き補償予測情報に基づき、動き補償予測
して、減算器９に出力する。減算器９では、画像サイズ
縮小した復号ビデオから動き補償予測を減算して、予測
誤差を出力する。

【００７０】減算器９からの予測誤差は、DCT処理器１
０で8×8のブロック毎にDCT処理して、量子化器１１で
量子化する。ここで、可変長符号化器１３の出力に基づ
き、MPEG-1ビデオ符号化データの出力が1.5Mbpsとなる
ように符号量制御器１２からの制御を受けて、量子化ス
テップを変化させながら量子化する。

【００７１】可変長符号化器１３では、量子化器１１か
らの量子化DCT係数と動きベクトル検出からの動き補償
予測情報をMPEG-1ビデオの規定に従い、可変長符号化し
て画像サイズ352×240のMPEG-1ビデオ符号化データ（第
２のビデオ符号化データ）を出力する。

【００７２】また、フレーム符号化タイプがＩフレーム
とＰフレームの場合、量子化DCT係数は、逆量子化器１
４で逆量子化し、IDCT処理器１５でIDCT処理し、さら
に、加算器１６で動き補償予測を加算して後から符号化
する際の参照フレームとして保持する。

【００７３】MPEG-1符号化やMPEG-2ビデオ符号化におい
て一般に用いられる参照フレーム間隔を３フレームとし
た場合、2/3を占めるＢフレームに対して再符号化に伴
う復号におけるIDCT処理、縮小処理、動き補償予測復号
の演算量を削減でき、かつ、参照フレームの量子化誤差
蓄積による画質劣化を防止できる。

【００７４】また、動き補償予測器４で保持する参照フ
レームは、ＩフレームとＰフレーム用として画像サイズ
704×480で1フレーム分、動き補償予測器４０で保持す
る参照フレームはＢフレーム用として画像サイズ352×2
40で2フレーム分なので、従来に比べてMPEG-2ビデオ復
号における動き補償予測器のメモリ量を3／4に削減でき
る。

【００７５】上記第１の実施例、及び、第２の実施例の
説明において、DCT領域サイズ縮小器６０では、MPEG-2
ビデオで規定されている８×８の各DCTブロックについ
て、低域成分のみからの4×4DCTブロックを出力すると
説明したが、対称畳み込みに基づく手法を用いた処理を
行っても良い。

【００７６】この場合、DCT領域サイズ縮小器６０で
は、水平・垂直各方向に８×８DCTブロックを２ブロッ
ク、合計４ブロックに対して、対称畳み込みに基づくDC
T領域サイズ縮小手法により１つの８×８DCTブロックを
出力する。このため、IDCT処理器３０は、MPEG-2ビデオ
符号化で規定されている8×8IDCT処理をそのまま用いる
ことができ、かつ、IDCTとサイズ縮小の演算量を大幅に
削減できる。

【００７７】また、MPEG-1ビデオ符号化で1Mbpsの固定
レートで符号化する場合について説明したが、MPEG-1ビ
デオ符号化のVBV規定を満足するように可変レートで符
号化してもよい。

【００７８】

【発明の効果】以上の通り、本発明の符号化装置は下記
の効果を有する。 （イ）再符号化のための復号処理において、DCT領域で
画像サイズ変換処理後、IDCT処理する。その後、空間領
域で動き補償予測による復号を行う。これにより、IDCT
処理と画像サイズ変換処理との演算量を削減し、かつ、
DCT領域における動き補償予測復号の演算量増加を防止
でき、画像サイズ変換を伴う再符号化における演算量を
大幅に削減できる。また、動き補償予測復号は画像サイ
ズ変換処理後の画像に対して行うため、従来からの動き
補償予測復号方法に比べてより一層演算量を削減でき
る。 （ロ）再符号化のための復号処理において、DCT領域で
の画像サイズ変換処理とIDCT処理とを両方向画像間予測
符号化画像データに限定した場合には、動き補償予測復
号の誤差蓄積を防止することができ、再符号化時の画質
劣化を改善できる。ビデオ符号化データにおいて両方向
画像間予測符号化画像データは画像内符号化画像デー
タ，前方向画像間予測符号化画像データよりも出現割合
が多いので、もちろん、この場合においても、従来例に
比べて、画像サイズ変換を伴う再符号化における演算量
を十分に削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例を示す図である。

【図２】第２の実施例を示す図である。

【図３】従来の符号化装置を示す図である。

【図４】従来の符号化装置を示す図である。

【図５】従来の符号化装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 可変長符号復号器 ２ 逆量子化器 ３，３０ IDCT処理器 ４，４０ 動き補償予測器 ５ａ，５ｂ 加算器 ６ 画像サイズ縮小器 ６０ DCT領域サイズ縮小器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動き補償予測とDCT（離散コサイン変換）
   とを組み合わせた方式で符号化された第１のビデオ符号
   化データから、画像サイズを変換した第２のビデオ符号
   化データを再符号化により得る符号化装置において、 前記第１のビデオ符号化データを復号して、DCT係数と
   前記第１のビデオ符号化データ符号化時の第１の動き補
   償予測情報とを得る復号手段と、 前記DCT係数に対しDCT領域で画像サイズ変換を行うDCT
   領域画像サイズ変換手段と、 前記画像サイズ変換されたDCT係数をIDCT（逆離散コサ
   イン変換）処理し予測誤差値を得るIDCT処理手段と、 前記予測誤差値と、下記動き補償予測手段からの予測値
   とを加算してDCT領域サイズ変換後復号ビデオデータを
   得る加算手段と、 前記第１の動き補償予測情報に基づき、前記DCT領域サ
   イズ変換後復号ビデオデータに対して予測動作を行い予
   測値を得る動き補償予測手段と、 前記第１の動き補償予測情報に基づき、前記DCT領域サ
   イズ変換後復号ビデオデータを符号化する際の第２の動
   き補償予測情報を求める動き補償予測情報生成手段と、 前記第２の動き補償予測情報に基づき前記DCT領域サイ
   ズ変換後復号ビデオデータを符号化し前記第２のビデオ
   符号化データを得る符号化手段と、を備えたことを特徴
   とする符号化装置。
2. 【請求項２】動き補償予測とDCT（離散コサイン変換）
   とを組み合わせた方式で符号化された第１のビデオ符号
   化データを復号して、DCT係数と前記第１のビデオ符号
   化データ符号化時の第１の動き補償予測情報とを得、前
   記DCT係数をIDCT（逆離散コサイン変換）処理した後、
   前記第１の動き補償予測情報に基づき動き補償予測復号
   を行い復号ビデオデータを得て、その復号ビデオデータ
   に対して画像サイズ変換処理を行ってサイズ変換後復号
   ビデオデータを得、前記第１の動き補償予測情報に基づ
   き求めた第２の動き補償予測情報を用いて前記サイズ変
   換後復号ビデオデータに対して再符号化処理を行うこと
   により、画像サイズを変換した第２のビデオ符号化デー
   タを得る符号化装置において、 前記第１のビデオ符号化データにおける両方向画像間予
   測符号化画像データを復号して得られるDCT係数に対し
   てのみ、DCT領域で画像サイズ変換を行うDCT領域画像サ
   イズ変換手段と、 前記画像サイズ変換されたDCT係数をIDCT（逆離散コサ
   イン変換）処理し予測誤差値を得るIDCT処理手段と、 前記予測誤差値と、下記予測値とを加算してDCT領域サ
   イズ変換後復号ビデオデータを得る加算手段と、 前記第１の動き補償予測情報に基づき、前記DCT領域サ
   イズ変換後復号ビデオデータに対して予測動作を行い予
   測値を得る動き補償予測手段と、を設け、 前記DCT領域サイズ変換後復号ビデオデータに対して、
   前記サイズ変換後復号ビデオデータと共に前記再符号化
   処理を行うことにより、画像サイズを変換した第２のビ
   デオ符号化データを得ることを特徴とする符号化装置。