JP2006121490A - 動画像予測符号化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 MPEGエンコーダ6は入力映像信号を外部フレーム同期信号に同期してフレームメモリ4に書き込み、フレームメモリから読み出して動画像予測符号化する際、リピート信号が発生した場合に、動画像予測符号化した所定のフレームをリピートフレームとして設定し、スキップ信号が発生した後に入力するフレームをフレームメモリに書き込むことなく動画像予測符号化を中止し、動画像予測符号化したデータを外部フレーム同期信号に同期してストリーム・バッファ7に書き込む。後処理部8はリピート信号が発生した場合にリピートフレームとして設定されたフレームをストリーム・バッファ7から内部フレーム同期信号に同期してリピートして読み出す。
【選択図】 図1
Description
一般的にMPEGの(Moving Picture Experts Group)エンコード処理は、エンコーダ内部で生成するフレーム同期信号(以下、内部フレーム同期信号)によってフレーム単位に行われる。一方、入力映像信号は必ずしも内部フレーム同期信号と周期が一致していないため、エンコーダの前段にフレームシンクロナイザが必要になる。フレームシンクロナイザは、入力映像信号から生成されたフレーム同期信号(以下、外部フレーム同期信号)の周期が内部フレーム同期信号の周期より短い場合は入力映像信号をフレーム単位に棄却(スキップ)し、他方、外部フレーム同期信号の周期が内部フレーム同期信号の周期より長い場合は入力映像信号をフレーム単位に繰り返す(リピート)処理を適切に行うことで両者の同期をとる。このために2〜3フレーム分のメモリが必要になる。
入力映像信号をフレーム単位で格納するためのフレームメモリと、
前記入力映像信号を動画像予測符号化して圧縮したデータを格納するためのバッファと、
前記入力映像信号を動画像予測符号化して出力するための第1のフレーム同期信号を生成するフレーム同期信号生成手段と、
前記入力映像信号のフレームに同期する第2のフレーム同期信号を検出するフレーム同期信号検出手段と、
前記第2のフレーム同期信号の周期が前記第1のフレーム同期信号の周期より長い場合にリピート信号を発生し、前記第2のフレーム同期信号の周期が前記第1のフレーム同期信号の周期より短い場合にスキップ信号を発生するフレーム同期信号監視手段と、
前記入力映像信号を前記第2のフレーム同期信号に同期して前記フレームメモリに書き込み、前記フレームメモリから読み出して動画像予測符号化するエンコード手段であって、前記リピート信号が発生した場合に、動画像予測符号化した所定のフレームをリピートフレームとして設定し、前記スキップ信号が発生した後に入力するフレームを前記フレームメモリに書き込むことなく動画像予測符号化を中止し、前記動画像予測符号化したデータを前記第2のフレーム同期信号に同期して前記バッファに書き込むエンコード手段と、
前記バッファに書き込まれたデータを前記第1のフレーム同期信号に同期して符号化順に読み出すとともに、前記リピート信号が発生した場合に前記リピートフレームとして設定されたフレームを前記バッファからリピートして読み出すバッファ読み出し手段とを、
有する。
また、前記リピートして読み出す2回目以降のフレームの予測ベクトルの残差を0として出力することを特徴とする。
また、リピートして読み出す2回目以降のフレームに対する符号化出力を予測画像との残差を0として出力するので、この減った分を他のフレームのデータに割り付けることができ、このため、画質が向上する。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明に係る動画像予測符号化装置の第1の実施の形態を示すブロック図、図2は図1の後処理部を詳しく示すブロック図、図3は外部フレーム同期信号の周期が内部フレーム同期信号の周期より長い場合の処理を示すタイミングチャート、図4は外部フレーム同期信号の周期が内部フレーム同期信号の周期より短い場合の処理を示すタイミングチャートである。
まず、外部フレーム同期信号の周期が内部フレーム同期信号の周期より長い場合の動作を図3のタイミングチャートにより説明する。図3では、2フレーム分のBピクチャがI又はPピクチャの間に挟まれる符号化を意図しているため(M=3)、4フレーム分のメモリFM0〜FM3を必要とする。前処理部3は外部フレーム同期信号に従って入力データを、フレームメモリ4を構成する4枚分のフレームメモリFM0〜FM3にいったん書き込み、MPEGエンコーダ6はフレームメモリFM0〜FM3から同じく外部フレーム同期信号に従って、符号化するフレームを順次読み出して符号化を行う。次に入力するフレームはメモリFM0〜FM3のうち、符号化が終了したメモリに格納される。
(1)フレームf4の入力タイミングで、フレームf1、f2より後のフレームf3を先にメモリFM2から読み出してIピクチャに符号化する。
(2)フレームf5の入力タイミングでは、フレームf5をメモリFM2に書き込むとともに、フレームf1をメモリFM0から読み出してBピクチャに符号化する。
(3)フレームf6の入力タイミングでは、フレームf6をメモリFM0に書き込むとともに、フレームf2をメモリFM1から読み出してBピクチャに符号化する。
1.リピート信号発生後、最初にI又はPピクチャで符号化を行うフレームを通常より1フレーム前に入力されたフレームとする。このフレームを、以降で符号化の順番を変更する際のリピート基準フレーム(以下、基準フレーム)として設定し、基準フレームより更に1フレーム前に入力されたフレームをリピートフレームに設定する。
2.基準フレームをI又はPピクチャで符号化した後、それ以前に入力されていて、まだ符号化されていないM−2フレームをBピクチャとして順次符号化する。
3.M−2フレームの最後の1フレームを符号化している期間に入力されたフレームを次の1フレーム期間でI又はPピクチャとして符号化し、通常の処理手順に戻る。
フレームf7が入力される期間では、基準フレームであるフレームf6がPピクチャとして符号化され、その後、まだ符号化されていないフレームf4をBピクチャとして符号化し、その間に入力されたフレームf8を次のフレーム期間でPピクチャとして符号化している。
次に、外部フレーム同期信号の周期が内部フレーム同期信号の周期より短い場合の動作を図4のタイミングチャートにより説明する(M=3)。前処理部3は外部フレーム同期信号に従って、入力データをフレームメモリ4のアドレスFM0〜FM3にいったん書き込み、MPEGエンコーダ6はフレームメモリFM0〜FM3から同じく外部フレーム同期信号に従って、符号化するフレームを順次読み出して符号化を行う。図4では、2フレーム分のBピクチャがI又はPピクチャの間に挟まれる符号化を意図しているため(M=3)、4フレーム分のメモリFM0〜FM3を必要とする。MPEGエンコーダ6の出力ビットストリームはストリーム・バッファ7に書き込まれ、後処理部8はストリーム・バッファ7から内部フレーム同期信号に従ってビットストリームを読み出して出力する。このとき、ストリーム・バッファ7の読み出し開始は、エンコード開始後、最初のフレームの符号化を終了した以降で、最初に入力される内部フレーム同期信号から行われる(1フレーム分以上のストリーム・データが必ずたまっている状態)。
1.スキップ信号が発生した直後の1フレーム期間で入力されるフレームはフレームメモリ4に書き込まない。
2.スキップ信号が発生した直後の1フレーム期間はエンコード処理を行わない。
3.スキップ信号が発生した直後の次のフレーム期間から通常のメモリアクセス、通常のエンコード順で処理を開始する。
第2の実施の形態では図5に示すように、後処理部8がアドレス生成部8aの他に、残差0符号化回路8bとセレクタ8cを有し、リピートフレームとして設定されるフレームが、基準フレームと同じになる点が第1の実施の形態と異なる。残差0符号化回路8bは内部フレーム同期信号が入力されると、後方予測ベクトル=0、残差=0のビットストリーム(固定パターン)を出力し、セレクタ8cは通常、ストリーム・バッファ7から読み出されるデータを選択し、リピートして出力する2回目以降のフレームのタイミングでは、残差0符号化回路8bの出力データを選択するように制御部5からのセレクタ制御信号により制御される。ここで、MPEG2の場合、たかだか10バイト程度の固定パターンを繰り返して出力すればよいため、回路規模は非常に小さくできる。MPEGエンコーダ6の動作及びリピートフレームの設定は第1の実施の形態と同じであり、リピート信号発生以降の後処理部8の処理の手順は以下の規則にのっとる。
総量=M+1フレーム+2フレーム/数10
となり、従来例と比較して必要なメモリの総量を削減できる。また図3、図4、図6に示すように、ピクチャタイプ(I、P、B)の周期を変更せずに符号化できる利点は、(従来例から)損なわれていない。
Te<Ti(2M+1)/2M
である。例えばM=3の場合は、外部フレーム同期信号の周期Teが内部フレーム同期信号の周期Tiに対して約17%長いという状況まで対応が可能になる。フレーム・シンクロナイザによって吸収しなければならない偏差量は、通常、数パーセント以内であり、この場合は充分であると言える。
3 前処理部
4 フレームメモリ
5 制御部
6 MPEGエンコーダ
7 ストリーム・バッファ
8 後処理部
8a アドレス生成部
8b 残差0符号化回路
8c セレクタ
Claims (2)
- 入力映像信号をフレーム単位で格納するためのフレームメモリと、
前記入力映像信号を動画像予測符号化して圧縮したデータを格納するためのバッファと、
前記入力映像信号を動画像予測符号化して出力するための第1のフレーム同期信号を生成するフレーム同期信号生成手段と、
前記入力映像信号のフレームに同期する第2のフレーム同期信号を検出するフレーム同期信号検出手段と、
前記第2のフレーム同期信号の周期が前記第1のフレーム同期信号の周期より長い場合にリピート信号を発生し、前記第2のフレーム同期信号の周期が前記第1のフレーム同期信号の周期より短い場合にスキップ信号を発生するフレーム同期信号監視手段と、
前記入力映像信号を前記第2のフレーム同期信号に同期して前記フレームメモリに書き込み、前記フレームメモリから読み出して動画像予測符号化するエンコード手段であって、前記リピート信号が発生した場合に、動画像予測符号化した所定のフレームをリピートフレームとして設定し、前記スキップ信号が発生した後に入力するフレームを前記フレームメモリに書き込むことなく動画像予測符号化を中止し、前記動画像予測符号化したデータを前記第2のフレーム同期信号に同期して前記バッファに書き込むエンコード手段と、
前記バッファに書き込まれたデータを前記第1のフレーム同期信号に同期して符号化順に読み出すとともに、前記リピート信号が発生した場合に前記リピートフレームとして設定されたフレームを前記バッファからリピートして読み出すバッファ読み出し手段とを、
有する動画像予測符号化装置。 - 前記リピートして読み出す2回目以降のフレームに対する符号化出力を予測画像との残差を0として出力することを特徴とする請求項1に記載の動画像予測符号化装置。
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JP2004308114A JP4449694B2 (ja) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | 動画像予測符号化装置 |
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KR101727529B1 (ko) * | 2012-04-18 | 2017-04-18 | 김진영 | 직렬통신 시스템에서 안정적 통신을 위한 통신속도 교정 장치 |
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