JP2011091592A - Image encoder, code converter, image recorder, image reproduction device, image encoding method, and integrated circuit - Google Patents

Image encoder, code converter, image recorder, image reproduction device, image encoding method, and integrated circuit Download PDF

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Hiroaki Shimazaki
浩昭 島崎
Tatsuro Shigesato
達郎 重里
Kenjiro Tsuda
賢治郎 津田
Takashi Masuno
貴司 増野
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To encode a high-resolution image by an encoder corresponding conventional resolution, and to provide a reproduction image at a high frame rate with respect to performance of the encoder. <P>SOLUTION: Low-resolution images generated by repeating a process of reducing high-resolution images for M frames to be converted to low-resolution images, and dividing each frame of the next N frames into a plurality of frames to be converted to low-resolution images are encoded to generate a reduced compression image stream and a divided compression image stream. By decoding only the reduced compression image stream when performing decoding, content confirmation is enabled even by a decoder corresponding to conventional resolution. A high-resolution image equivalent to frames before and after a reduced image is restored by decoding and synthesizing the divided compression image stream, and a reproduction high-resolution image is obtained by converting the reduced image to a high-resolution image by using it. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像符号化装置、符号変換装置、画像記録装置、画像再生装置、画像符号化方法及び、集積回路に係わり、特に、高解像度画像を符号化して記録するビデオカメラなどの画像記録装置、当該画像記録装置に内蔵される画像符号化装置、当該画像符号化装置により符号化された高解像度画像データを従来解像度画像データに変換する符号変換装置、及び当該画像記録装置により記録された高解像度画像を再生する画像再生装置に関する。   The present invention relates to an image encoding device, a code conversion device, an image recording device, an image reproducing device, an image encoding method, and an integrated circuit, and in particular, an image recording device such as a video camera that encodes and records a high-resolution image. An image encoding device built in the image recording device, a code conversion device for converting high resolution image data encoded by the image encoding device into conventional resolution image data, and a high image recorded by the image recording device The present invention relates to an image reproducing apparatus that reproduces a resolution image.

従来の画像符号化装置として、MPEG2やH.264といった標準符号化方式でHDTV(High Definition Television)を符号化する装置がある。これらの画像符号化方式においては、フレーム間予測を用いて画像信号を圧縮符号化することで、高い圧縮効率を実現している。   As a conventional image encoding apparatus, MPEG2 or H.264 is used. There is a device that encodes HDTV (High Definition Television) using a standard encoding method such as H.264. In these image encoding methods, high compression efficiency is realized by compressing and encoding an image signal using inter-frame prediction.

このような画像符号化装置でHDTVを符号化することは、近年一般的になってきており、デジタル放送やビデオカメラで実用化されている。これをさらに画素数が4096×2160又は3840×2160(以下、4K2Kと略する)などの高解像度画像に適用しようとすると、処理の大幅な高速化が必要となる。また、このような画像符号化装置を内蔵して4K2Kなどの高解像度画像を撮影する画像記録装置を構成しようとすると、画像符号化装置だけでなく、周辺回路も高解像度画像に対応する必要があり、この面でもさらに装置の実現が困難となり、非常に高価な画像記録装置となる。   Encoding HDTV with such an image encoding device has become common in recent years and has been put to practical use in digital broadcasting and video cameras. If this is further applied to a high-resolution image having the number of pixels of 4096 × 2160 or 3840 × 2160 (hereinafter abbreviated as 4K2K), it is necessary to significantly increase the processing speed. If an image recording apparatus that incorporates such an image encoding apparatus and captures a high-resolution image such as 4K2K is configured, it is necessary that not only the image encoding apparatus but also peripheral circuits support high-resolution images. In this respect as well, it is difficult to realize the apparatus, and the image recording apparatus becomes very expensive.

上記のような、4K2Kなどの高精細度画像を符号化する従来の画像符号化装置としては、高解像度画像の各フレームを複数個の小画像に分割し、分割した複数個の小画像のそれぞれを別々の符号化部によって並列処理することで高速に処理する画像符号化装置があった(例えば、特許文献1参照)。   As described above, a conventional image encoding apparatus that encodes a high-definition image such as 4K2K divides each frame of a high-resolution image into a plurality of small images, and each of the divided plurality of small images. There has been an image encoding device that performs high-speed processing by performing parallel processing on different encoding units (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−304539号公報JP 2003-304539 A

しかしながら、特許文献1記載の従来の画像符号化装置では、1フレームを複数個の小画像に分割してそれぞれを別々の分割画像圧縮伸張部で並列に圧縮処理するため、回路規模が大きくなる。また、圧縮符号化のための演算処理量が多いため、消費電力が大きくなるという課題があった。   However, in the conventional image encoding device described in Patent Document 1, one frame is divided into a plurality of small images, and each is compressed in parallel by separate divided image compression / expansion units, so that the circuit scale increases. In addition, since there is a large amount of calculation processing for compression encoding, there is a problem that power consumption increases.

また、圧縮画像ストリームが高精細度画像であるうえに独自のデータ構造となり、従来解像度画像のみに対応した従来規格互換の画像再生装置では内容を確認することができないという課題がある。さらには、圧縮画像ストリームを従来解像度のものに変換する場合も、独自のデータ構造からの変換になるため、回路規模が大きくなる、処理量が多くなるといった課題がある。   Further, there is a problem that the compressed image stream is a high-definition image and has a unique data structure, and the content cannot be confirmed by a conventional standard compatible image reproducing apparatus that supports only a conventional resolution image. Furthermore, when a compressed image stream is converted into one having a conventional resolution, conversion from a unique data structure results in problems such as an increase in circuit scale and processing amount.

そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、例えば1920×1080等の第1の解像度に対応した符号化装置で、当該第1の解像度よりも高い解像度を有する画像を符号化するとともに、符号化装置の性能に対して高いフレームレートでの再生を可能とした画像符号化装置、及び画像記録装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an image having a higher resolution than the first resolution is encoded by an encoding device that supports a first resolution such as 1920 × 1080. Another object of the present invention is to provide an image encoding apparatus and an image recording apparatus that enable reproduction at a high frame rate with respect to the performance of the encoding apparatus.

上記目的を達成するために、本画像符号化装置は、時間的に連続して入力される第1の画面解像度を有する画像信号を、当該第1の解像度よりも小さい第2の画面解像度を有する画像信号の符号化が可能な符号化部を用いて符号化を行う符号化装置であって、時間的に連続して入力される前記第1の画面解像度を有する画像信号に含まれるフレームを縮小して前記第2の画面解像度の縮小画像を生成する画像縮小部と、前記画像信号に含まれるフレームを、前記第2の画面解像度を有する分割画像に複数分割を行う画像分割部と、前記画像縮小部と、前記画像分割部とを制御し、前記画像信号に含まれるフレームのうち時間的に連続するM(Mは整数)枚のフレームを基に縮小画像を生成し、時系列に出力する第1の処理と、当該M枚のフレームに連続するN(Nは整数)枚のフレームを基に分割画像を生成し時系列に出力する第2の処理と、を交互に繰り返すことで変換画像を生成し、当該変換画像を出力する画像信号制御部と、前記画像信号制御部から出力される変換画像を入力とし、分割画像と縮小画像とを別々のストリームに圧縮符号化し、当該分割画像を圧縮して得られる分割圧縮画像ストリーム及び、縮小画像を圧縮して得られる縮小圧縮画像ストリームを出力する符号化部とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present image coding apparatus has an image signal having a first screen resolution that is continuously input in time and having a second screen resolution smaller than the first resolution. An encoding apparatus that performs encoding using an encoding unit capable of encoding an image signal, and reduces a frame included in the image signal having the first screen resolution that is continuously input in time. An image reducing unit that generates a reduced image with the second screen resolution, an image dividing unit that divides a frame included in the image signal into a divided image having the second screen resolution, and the image The reduction unit and the image division unit are controlled to generate a reduced image based on M (M is an integer) continuous frames among the frames included in the image signal, and output in time series The first process and the M frames A converted image is generated by alternately repeating a second process of generating a divided image based on N (N is an integer) consecutive frames and outputting the divided image in time series, and outputs the converted image An image signal control unit, a divided compressed image stream obtained by compressing and encoding the divided image and the reduced image into separate streams, using the converted image output from the image signal control unit as input, and compressing the divided image; And an encoding unit that outputs a reduced compressed image stream obtained by compressing the reduced image.

この構成によれば、高解像度画像を、従来の低解像度の縮小画像及び分割画像に変換して符号化することで、符号化装置の性能に対して高いフレームレートでの符号化を可能とするとともに、縮小画像と分割画像とを符号化時に使用することで全て縮小画像を用いて符号化するよりも画質を向上させることが可能となる。   According to this configuration, high-resolution images are converted into conventional low-resolution reduced images and divided images and encoded, thereby enabling encoding at a high frame rate with respect to the performance of the encoding device. At the same time, by using the reduced image and the divided image at the time of encoding, it is possible to improve the image quality as compared with the case of encoding all using the reduced image.

また、前記画像信号制御部は、前記画像縮小部において処理したフレーム数M及び、前記画像分割部において処理したフレーム数Nを、フレーム数情報として出力する構成にしても構わない。   The image signal control unit may output the number of frames M processed in the image reduction unit and the number of frames N processed in the image dividing unit as frame number information.

この構成によれば、画像復号化装置が前記MおよびNのフレーム数情報を入力し、対応した復号化を行うことが可能になるため、前記MおよびNのフレーム数の選択が自由に行え、再生画質や回路規模の要求に柔軟に対応することが可能となる効果を奏する。   According to this configuration, since the image decoding apparatus can input the M and N frame number information and perform corresponding decoding, the selection of the M and N frame numbers can be freely performed, There is an effect that it is possible to flexibly cope with the demands of reproduction image quality and circuit scale.

また、前記画像信号制御部は、前記縮小画像の画素位置と、前記分割画像の画素位置との対応関係を示す画素位置関係補助データを出力する構成にしても構わない。   The image signal control unit may output pixel position relationship auxiliary data indicating a correspondence relationship between the pixel position of the reduced image and the pixel position of the divided image.

この構成によれば、分割画像から合成した高解像度画像と、縮小画像とから、縮小画像に相当する高解像度画像を復元する際に、画素の位置関係を合わせて復元することが可能になる。また、符号化側が設定した画素の位置関係を復号化側が取得可能になるため、縮小画像作成時に用いるフィルタ特性を自由に選択することが可能になる。   According to this configuration, when restoring a high resolution image corresponding to a reduced image from the high resolution image synthesized from the divided image and the reduced image, it is possible to restore the positional relationship of the pixels together. In addition, since the decoding side can acquire the positional relationship of the pixels set by the encoding side, it is possible to freely select the filter characteristics used when creating the reduced image.

また、前記符号化部は、前記縮小画像を符号化する際に、縮小画像の圧縮画像ストリームの間にスキップト・マクロブロックで構成されたピクチャを挿入することでフレームレートを増加した前記縮小圧縮画像ストリームを生成する構成にしても構わない。   In addition, the encoding unit, when encoding the reduced image, the reduced compressed image whose frame rate is increased by inserting a picture composed of skipped macroblocks between the compressed image stream of the reduced image You may make it the structure which produces | generates a stream.

この構成によれば、縮小圧縮画像ストリームのフレームレートを変更して、従来規格に準拠させることが可能となる。これにより、縮小画像のみを復号化することで、従来規格のみに対応した画像復号化装置でも画像の内容を確認することが可能になる。   According to this configuration, it is possible to change the frame rate of the reduced compressed image stream so as to comply with the conventional standard. As a result, by decoding only the reduced image, it is possible to check the content of the image even with an image decoding apparatus that supports only the conventional standard.

また、前記符号化部は、前記縮小画像を符号化する際の符号量制御において、符号化方式の規格におけるバッファサイズよりも小さいバッファサイズを用いて符号量制御を行う構成にしても構わない。   The encoding unit may be configured to perform code amount control using a buffer size smaller than the buffer size in the standard of the encoding method in the code amount control when encoding the reduced image.

この構成によれば、分割画像を合成して得られた高解像度画像を縮小したものを、縮小圧縮画像ストリームと組み合わせて、フレームレートを増加しつつ従来規格の範囲内の符号量制御が行われた圧縮画像ストリームを容易に作成することができる。   According to this configuration, the high-resolution image obtained by combining the divided images is combined with the reduced compressed image stream, and the code amount control within the range of the conventional standard is performed while increasing the frame rate. The compressed image stream can be easily created.

また、前記符号化部は、前記縮小画像を符号化する際に、スキップト・マクロブロックで構成されたピクチャにスタッフィングを付加することにより、他のフレーム間予測符号化したピクチャと概略同程度のデータ量とした縮小圧縮画像ストリームを生成する構成にしても構わない。   Further, the encoding unit adds stuffing to a picture made up of skipped macroblocks when encoding the reduced image, so that the data is approximately the same as other interframe predictive encoded pictures. It may be configured to generate a reduced-compression image stream having a predetermined amount.

この構成によれば、分割画像を合成して得られた高解像度画像を縮小したものを、スキップト・マクロブロックで構成されたピクチャと差し替えることで、フレームレートを増加しつつ従来規格の範囲内の符号量制御が行われた圧縮画像ストリームを容易に作成することができる。   According to this configuration, a reduced version of the high-resolution image obtained by combining the divided images is replaced with a picture composed of skipped macroblocks, thereby increasing the frame rate and maintaining the range within the range of the conventional standard. A compressed image stream subjected to code amount control can be easily created.

また、前記画像縮小部は、前記Nフレームの各フレームを縮小して前記第1の解像度よりも小さい解像度の分割部縮小画像を生成し、前記符号化部は、前記縮小圧縮画像ストリームに前記縮小画像と、前記分割部縮小画像と、が含まれるように圧縮符号化を行うことを特徴とする構成にしても構わない。   In addition, the image reduction unit reduces each of the N frames to generate a divided-part reduced image having a resolution smaller than the first resolution, and the encoding unit reduces the reduced compression image stream to the reduced compressed image stream. You may make it the structure characterized by performing compression encoding so that an image and the said division part reduction image may be included.

この構成によれば、縮小画像を符号化する際に、スキップト・マクロブロックで構成されたピクチャを挿入することなく、従来規格互換のフレームレートを持ち、滑らかな動画を再生可能な圧縮画像ストリームを容易に作成することができる。   According to this configuration, when a reduced image is encoded, a compressed image stream having a frame rate compatible with the conventional standard and capable of reproducing a smooth video is inserted without inserting a picture composed of skipped macroblocks. Can be easily created.

また、前記符号化部は、前記縮小画像を符号化する際にはフレーム間符号化処理を行い、前記分割画像を符号化する際にはフレーム内符号化処理を行う構成にしても構わない。   Further, the encoding unit may be configured to perform inter-frame encoding processing when encoding the reduced image and to perform intra-frame encoding processing when encoding the divided image.

この構成によれば、縮小画像はフレーム間符号化により高い圧縮率を得るとともに従来規格準拠の圧縮画像ストリームとすることができ、かつ、高解像度画像を復元する元になる分割画像は、フレーム間の時間差が大きく開いた場合でもフレーム内符号化により高画質で符号化することができる。   According to this configuration, the reduced image can obtain a high compression rate by inter-frame coding and can be a compressed image stream conforming to the conventional standard, and the divided image from which the high-resolution image is restored is Even when the time difference is wide, encoding can be performed with high image quality by intra-frame encoding.

また、上記の画像符号化装置において前記分割圧縮画像ストリームを、前記縮小圧縮画像ストリームのユーザデータとして多重する多重化部を備える構成にしても構わない。   Further, the image encoding apparatus may include a multiplexing unit that multiplexes the divided compressed image stream as user data of the reduced compressed image stream.

この構成によれば、分割圧縮画像ストリームを縮小圧縮画像ストリームと別のフォルダに記録することなく、従来規格に準拠して記録するだけで従来解像度にのみ対応した再生装置と互換性を持つ記録媒体を生成することができる。   According to this configuration, the divided compressed image stream is not recorded in a separate folder from the reduced compressed image stream, and the recording medium is compatible with a playback apparatus that only supports the conventional resolution by simply recording according to the conventional standard. Can be generated.

また、前記分割圧縮画像ストリームを、前記縮小圧縮画像ストリームに別PIDを持つパケットとして多重する多重化部を備える構成にしても構わない。   Further, a configuration may be adopted in which a multiplexing unit that multiplexes the divided compressed image stream as a packet having another PID in the reduced compressed image stream.

この構成によれば、分割圧縮画像ストリームを縮小圧縮画像ストリームと別のフォルダに記録することなく、従来規格に準拠して記録するだけで従来解像度にのみ対応した再生装置と互換性を持つ記録媒体を生成することができる。また、縮小圧縮画像ストリームとは別パケットに分かれているので、必要に応じて縮小圧縮画像ストリームを復号化することなく、分割圧縮画像ストリームのみを復号化することができる。   According to this configuration, the divided compressed image stream is not recorded in a separate folder from the reduced compressed image stream, and the recording medium is compatible with a playback apparatus that only supports the conventional resolution by simply recording according to the conventional standard. Can be generated. Further, since it is divided into packets different from the reduced compressed image stream, it is possible to decode only the divided compressed image stream without decoding the reduced compressed image stream as necessary.

また、前記フレーム数情報を、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方にユーザデータとして多重する多重化部を備える構成にしても構わない。   Further, a configuration may be provided in which a multiplexing unit that multiplexes the frame number information as user data on at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream.

この構成によれば、分割画像と縮小画像の比率、周期を予め決めておく必要が無いため、符号化する入力高解像度画像の特性に合わせ、最適な画質を再現する符号化処理を符号化装置と復号化装置で共用することができる。   According to this configuration, since it is not necessary to determine the ratio and period of the divided image and the reduced image in advance, the encoding device performs an encoding process that reproduces the optimum image quality in accordance with the characteristics of the input high-resolution image to be encoded. And can be shared by the decoding device.

また、前記フレーム数情報を、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方に別PIDを持つパケットとして多重する多重化部を備える構成にしても構わない。   The frame number information may be configured to include a multiplexing unit that multiplexes at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream as a packet having another PID.

この構成によれば、分割画像と縮小画像の比率、周期を予め決めておく必要が無いため、符号化する入力高解像度画像の特性に合わせ、最適な画質を再現する符号化処理を符号化装置と復号化装置で共用することができる。また、圧縮画像ストリームとは別パケットになっているため、復号化装置は圧縮画像ストリームを復号化することなく、前記MおよびNのフレーム数情報を知ることができる。   According to this configuration, since it is not necessary to determine the ratio and period of the divided image and the reduced image in advance, the encoding device performs an encoding process that reproduces the optimum image quality in accordance with the characteristics of the input high-resolution image to be encoded. And can be shared by the decoding device. Further, since the packet is separate from the compressed image stream, the decoding apparatus can know the information on the number of M and N frames without decoding the compressed image stream.

また、前記フレーム数情報を、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方にMPEG Systemsにおけるdescriptorとして多重する多重化部を備える構成にしても構わない。   The frame number information may be provided with a multiplexing unit that multiplexes at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream as a descriptor in MPEG Systems.

この構成によれば、分割画像と縮小画像の比率、周期を予め決めておく必要が無いため、符号化する入力高解像度画像の特性に合わせ、最適な画質を再現する符号化処理を符号化装置と復号化装置で共用することができる。また、他の情報を多重するために用いているdescriptorに多重しているため、元々復号化装置内に存在している、descriptorを解析する手段を流用することができ、回路規模を小さく抑えることができる。   According to this configuration, since it is not necessary to determine the ratio and period of the divided image and the reduced image in advance, the encoding device performs an encoding process that reproduces the optimum image quality in accordance with the characteristics of the input high-resolution image to be encoded. And can be shared by the decoding device. In addition, since it is multiplexed with the descriptor used to multiplex other information, means for analyzing the descriptor originally present in the decoding apparatus can be diverted, and the circuit scale can be kept small. Can do.

また、前記画素位置関係補助データを、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方にユーザデータとして多重する多重化部を備える構成にしても構わない。   Further, a configuration may be adopted in which a multiplexing unit that multiplexes the pixel position relationship auxiliary data as user data on at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream.

この構成によれば、縮小画像を生成するための縮小処理、および復号化時に高解像度画像を生成するための超解像度処理の処理内容を、回路規模と画質のトレードオフで選択することができる。   According to this configuration, the processing contents of the reduction processing for generating a reduced image and the super-resolution processing for generating a high-resolution image at the time of decoding can be selected with a trade-off between circuit scale and image quality.

また、前記画素位置関係補助データを、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方に別PIDを持つパケットとして多重する多重化部を備える構成にしても構わない。   Further, the pixel position relationship auxiliary data may be configured to include a multiplexing unit that multiplexes at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream as a packet having another PID.

この構成によれば、縮小画像を生成するための縮小処理、および復号化時に高解像度画像を生成するための超解像度処理の処理内容を、回路規模と画質のトレードオフで選択することができる。また、圧縮画像ストリームとは別パケットになっているため、復号化装置は圧縮画像ストリームを復号化することなく、前記画素位置関係補助データを知ることができる。   According to this configuration, the processing contents of the reduction processing for generating a reduced image and the super-resolution processing for generating a high-resolution image at the time of decoding can be selected with a trade-off between circuit scale and image quality. Further, since the packet is separate from the compressed image stream, the decoding apparatus can know the pixel position relationship auxiliary data without decoding the compressed image stream.

また、前記画素位置関係補助データを、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方にMPEG Systemsにおけるdescriptorとして多重する多重化部を備える構成にしても構わない。   In addition, a configuration may be provided in which the pixel position relationship auxiliary data includes a multiplexing unit that multiplexes at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream as a descriptor in MPEG Systems.

この構成によれば、縮小画像を生成するための縮小処理、および復号化時に高解像度画像を生成するための超解像度処理の処理内容を、回路規模と画質のトレードオフで選択することができる。また、他の情報を多重するために用いているdescriptorに多重しているため、元々復号化装置内に存在している、descriptorを解析する手段を流用することができ、回路規模を小さく抑えることができる。   According to this configuration, the processing contents of the reduction processing for generating a reduced image and the super-resolution processing for generating a high-resolution image at the time of decoding can be selected with a trade-off between circuit scale and image quality. In addition, since it is multiplexed with the descriptor used to multiplex other information, means for analyzing the descriptor originally present in the decoding apparatus can be diverted, and the circuit scale can be kept small. Can do.

また、本発明に係る符号変換装置は、第1の解像度よりも小さい解像度を有する縮小画像と、当該第1の解像度よりも小さい解像度を有しスキップト・マクロブロックで構成された画像信号とが圧縮符号化された縮小圧縮画像ストリームと、当該第1の解像度を有する画像信号を複数の当該第1の解像度よりも小さい解像度を有するフレームに分割して得られる分割画像を圧縮符号化した分割圧縮画像ストリームと、を入力とする入力部と、前記分割圧縮画像ストリームに含まれる複数の分割画像を基に、分割前の当該第1の解像度を有する画像信号の復元を行う伸張部と、前記伸張部において復元された画像信号を、前記分割画像の解像度に縮小し再生後縮小画像を生成する縮小部と、前記再生後縮小画像を圧縮符号化して再生後縮小圧縮画像ストリームを生成する圧縮部と、前記再生後縮小画像ストリームに含まれる各ピクチャを、前記縮小圧縮画像ストリームに含まれるスキップト・マクロブロックで構成された画像信号と置き換えることで変換圧縮画像ストリームを生成し、出力する符号処理部と、を備える構成にしても構わない。   Also, the code conversion apparatus according to the present invention compresses a reduced image having a resolution smaller than the first resolution and an image signal having a resolution smaller than the first resolution and composed of skipped macroblocks. A divided compressed image obtained by compressing and coding a divided image obtained by dividing an encoded reduced compressed image stream and an image signal having the first resolution into a plurality of frames having a resolution smaller than the first resolution. An input unit that receives a stream, an expansion unit that restores an image signal having the first resolution before division based on a plurality of divided images included in the divided compressed image stream, and the expansion unit A reduction unit that reduces the image signal restored in step 1 to the resolution of the divided image and generates a reduced image after reproduction; and compression-encodes the reduced image after reproduction and performs compression after reproduction A compression unit that generates an image stream, and a converted compressed image stream generated by replacing each picture included in the reduced image stream after reproduction with an image signal including skipped macroblocks included in the reduced compressed image stream However, it may be configured to include an output code processing unit.

この構成によれば、高解像度画像を圧縮した圧縮画像ストリームを、少ない演算処理量で低解像度画像の圧縮画像ストリームに変換することができる。   According to this configuration, a compressed image stream obtained by compressing a high resolution image can be converted into a compressed image stream of a low resolution image with a small amount of calculation processing.

また、前記画像符号化装置はさらに、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームと、を所定のファイルシステムを有する記録媒体に記録を行う記録部を備え、前記記録部は、前記ファイルシステム上に、分割画像フォルダと、縮小画像フォルダと、を生成するとともに、前記分割圧縮画像ストリームを当該分割画像フォルダに記録し、前記縮小圧縮画像ストリーム及び、前記符号化部において生成される当該縮小圧縮画像ストリームを再生する際に使用する縮小画像制御情報を当該縮小画像フォルダに記録することを特徴とする構成にしても構わない。   The image encoding apparatus further includes a recording unit that records the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream on a recording medium having a predetermined file system, and the recording unit includes the file system. Further, a divided image folder and a reduced image folder are generated, and the divided compressed image stream is recorded in the divided image folder, and the reduced compressed image stream and the reduced compression generated in the encoding unit are recorded. The reduced image control information used when reproducing the image stream may be recorded in the reduced image folder.

この構成によれば、縮小画像を従来規格互換のフォルダ構成に記録し、分割画像を従来規格に無い部分のフォルダ構成に記録するため、従来解像度のみに対応した再生装置に記録媒体を装着しても、縮小画像のみを再生することができる。   According to this configuration, the reduced image is recorded in the folder structure compatible with the conventional standard, and the divided image is recorded in the folder structure of the part not in the conventional standard. In addition, only the reduced image can be reproduced.

また、前記画像信号制御部は、前記画像縮小部に対して、前記画像信号に含まれるフレームのうち時間的に連続するM(Mは整数)枚のフレームを基に第1の縮小画像群を生成させるとともに、当該M枚のフレームに連続するN(Nは整数)枚のフレームを基に第2の縮小画像群を生成させ、前記符号化部は、前記第1縮小画像と、前記第2縮小画像と、を時系列に並べて圧縮符号化することで前記縮小圧縮画像ストリームを生成するとともに、当該縮小圧縮画像ストリームを再生する際に使用される縮小画像制御情報を生成し、前記記録部は、前記ファイルシステム上に、分割画像フォルダと、縮小画像フォルダと、を生成するとともに、前記分割圧縮画像ストリームを当該分割画像フォルダに記録し、前記縮小圧縮画像ストリーム及び、前記符号化部において生成される当該縮小圧縮画像ストリームを再生する際に使用する縮小画像制御情報を当該縮小画像フォルダに記録することを特徴とする構成にしても構わない。   In addition, the image signal control unit generates a first reduced image group based on M (M is an integer) frames that are temporally continuous among frames included in the image signal. And generating a second reduced image group based on N (N is an integer) frames continuous to the M frames, and the encoding unit includes the first reduced image, the second reduced image, and the second reduced image group. The reduced image and the reduced compressed image stream are generated by arranging and compressing the reduced image in time series, and the reduced image control information used when reproducing the reduced compressed image stream is generated. Generating a divided image folder and a reduced image folder on the file system, and recording the divided compressed image stream in the divided image folder, the reduced compressed image stream, and A reduced image control information used in reproducing the reduced compressed image stream generated in serial encoding unit may be configured, characterized in that recorded in the reduced image folder.

この構成によれば、従来規格を超える解像度の高解像度画像を少ない回路規模、演算処理量で符号化及び記録できる。さらに、再生時には、縮小圧縮画像ストリームと、分割圧縮画像ストリームの一方しか再生する必要が無いため、演算処理量をさらに軽減できる。また、この構成で記録した記録媒体は、従来解像度のみに対応した画像再生装置に装着しても、従来解像度の画像を再生することができる。   According to this configuration, a high-resolution image having a resolution exceeding the conventional standard can be encoded and recorded with a small circuit scale and an arithmetic processing amount. Furthermore, since it is necessary to reproduce only one of the reduced compressed image stream and the divided compressed image stream at the time of reproduction, the calculation processing amount can be further reduced. Further, even if the recording medium recorded with this configuration is installed in an image reproducing apparatus that supports only the conventional resolution, an image with the conventional resolution can be reproduced.

また、前記符号化部は、前記第2縮小画像を符号化する際に検出した動きベクトルを用いて、当該第2縮小画像の縮小前の前記第1の解像度を有する画像信号の分割画像を圧縮符号化することを特徴とする構成にしても構わない。   Further, the encoding unit compresses the divided image of the image signal having the first resolution before the reduction of the second reduced image by using the motion vector detected when the second reduced image is encoded. You may make it the structure characterized by encoding.

この構成によれば、分割画像の画像全体あるいは大きい領域における動きベクトル(以下、全体動きベクトルと呼ぶ)を縮小画像から得られるため、全体動きベクトルを検出する回路を追加することなく分割画像の圧縮処理の効率を高め、再生時の高解像度画像の画質を改善することができる。   According to this configuration, since the motion vector of the entire divided image or a large area (hereinafter referred to as the entire motion vector) can be obtained from the reduced image, the divided image can be compressed without adding a circuit for detecting the entire motion vector. The processing efficiency can be increased and the quality of the high-resolution image during reproduction can be improved.

また、本画像再生装置は、着脱可能な記録媒体に記録された第1の解像度よりも小さい解像度を有する縮小画像と、当該第1の解像度よりも小さい解像度を有しスキップト・マクロブロックで構成された画像信号とが圧縮符号化された縮小圧縮画像ストリームと、当該第1の解像度を有する画像信号を複数の当該第1の解像度よりも小さい解像度を有するフレームに分割して得られる分割画像を圧縮符号化した分割圧縮画像ストリームと、を当該記録媒体から読み出す読出し部と、前記縮小圧縮画像ストリームに含まれる縮小画像を基に縮小前の画像信号を復元するとともに、前記分割圧縮画像ストリームに含まれる分割画像から分割前の画像信号を復元する伸張部と、復元した画像信号を時系列に出力する出力部と、を備える特徴を有する。   Further, the present image reproducing apparatus is configured by a reduced image having a resolution smaller than the first resolution recorded on a removable recording medium, and a skipped macroblock having a resolution smaller than the first resolution. A compressed image stream obtained by compressing and encoding the image signal and a divided image obtained by dividing the image signal having the first resolution into a plurality of frames having a resolution smaller than the first resolution. A read unit that reads out the encoded divided compressed image stream from the recording medium, and restores the image signal before reduction based on the reduced image included in the reduced compressed image stream, and is included in the divided compressed image stream A decompression unit that restores an image signal before division from the divided image, and an output unit that outputs the restored image signal in time series

また、前記伸張部は、復元に係る縮小画像を時系列に出力した場合に時間的に前後に出力される画像信号のうち前記分割画像から復元される画像信号を用いて、当該復元に係る縮小画像を復元することを特徴とする構成にしても構わない。   In addition, the decompression unit uses the image signal restored from the divided image among the image signals output before and after temporally when the reduced image related to restoration is output in time series, and the reduction related to the restoration is performed. You may make it the structure characterized by restoring an image.

また、本画像符号化方法は、時間的に連続して入力される第1の画面解像度を有する画像信号を、当該第1の解像度よりも小さい第2の画面解像度を有する画像信号の符号化が可能な符号化部を用いて符号化を行う符号化方法であって、時間的に連続して入力される前記第1の画面解像度を有する画像信号に含まれるフレームを縮小して前記第2の画面解像度の縮小画像を生成する画像縮小ステップと、前記画像信号に含まれるフレームを、前記第2の画面解像度を有する分割画像に複数分割を行う画像分割ステップと、前記画像縮小ステップと、前記画像分割ステップとを制御し、前記画像信号に含まれるフレームのうち時間的に連続するM(Mは整数)枚のフレームを基に縮小画像を生成し、時系列に出力する第1の処理と、当該M枚のフレームに連続するN(Nは整数)枚のフレームを基に分割画像を生成し時系列に出力する第2の処理と、を交互に繰り返すことで変換画像を生成し、当該変換画像を出力する画像信号制御ステップと、前記画像信号制御部から出力される変換画像を入力とし、分割画像と縮小画像とを別々のストリームに圧縮符号化し、当該分割画像を圧縮して得られる分割圧縮画像ストリーム及び、縮小画像を圧縮して得られる縮小圧縮画像ストリームを出力する符号化ステップとを備える構成を有する。   Further, according to the present image encoding method, an image signal having a first screen resolution that is input continuously in time is encoded with an image signal having a second screen resolution smaller than the first resolution. An encoding method that performs encoding using a possible encoding unit, wherein a frame included in an image signal having the first screen resolution that is continuously input in time is reduced to reduce the second An image reduction step for generating a reduced image with a screen resolution, an image division step for dividing a frame included in the image signal into a divided image having the second screen resolution, the image reduction step, and the image A first step of controlling the division step, generating a reduced image based on M (M is an integer) frames that are temporally continuous among the frames included in the image signal, and outputting the reduced image in time series; M pieces A converted image is generated by alternately repeating a second process of generating a divided image based on N (N is an integer) continuous frames and outputting it in time series, and outputs the converted image A divided compressed image stream obtained by compressing and encoding the divided image and the reduced image into separate streams, the image signal control step and the converted image output from the image signal control unit as inputs, and compressing the divided image; And an encoding step for outputting a reduced compressed image stream obtained by compressing the reduced image.

この構成によれば、従来解像度の圧縮画像ストリームを復号化する復号化装置を用いて、符号化装置や復号化装置の性能に対して高いフレームレートを持つ高解像度の画像を再生することができる。また、従来規格にのみ準拠した画像記録装置で記録された記録媒体も、通常通り再生することができる。   According to this configuration, a high-resolution image having a high frame rate with respect to the performance of the encoding device or the decoding device can be reproduced using the decoding device that decodes the compressed image stream having the conventional resolution. . In addition, a recording medium recorded by an image recording apparatus compliant only with the conventional standard can be reproduced as usual.

また、本発明は、このような画像符号化装置として実現できるだけでなく、画像符号化装置の特徴的な構成部を備える集積回路として実現することもできる。また、本発明は、画像符号化装置に含まれる特徴的な構成部の動作をステップとする画像符号化方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、CD−ROM(Compact Disc−Read Only Memory)等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。   In addition, the present invention can be realized not only as such an image encoding device but also as an integrated circuit including characteristic components of the image encoding device. Further, the present invention can be realized as an image encoding method in which the operation of a characteristic component included in the image encoding device is a step, or can be realized as a program that causes a computer to execute such a characteristic step. You can also Such a program can be distributed via a recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) and a transmission medium such as the Internet.

以上より、本発明は、少ない回路規模、演算処理量での符号化及び記録を可能とし、さらには、従来解像度に対応した符号化装置で、高解像度画像を符号化するとともに、符号化装置の性能に対して高いフレームレートでの再生を可能とした画像符号化装置、及び画像記録装置を提供できる。   As described above, the present invention enables encoding and recording with a small circuit scale and calculation processing amount, and further encodes a high-resolution image with an encoding device compatible with the conventional resolution, and It is possible to provide an image encoding device and an image recording device that enable reproduction at a high frame rate with respect to performance.

本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置の外観を示す斜視図1 is a perspective view showing an external appearance of an image recording / reproducing apparatus using an image encoding apparatus according to Embodiment 1. FIG. 本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the image recording / reproducing apparatus using the image coding apparatus which concerns on this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置における各部信号を示す図The figure which shows each part signal in the image recording / reproducing apparatus using the image coding apparatus which concerns on this Embodiment 1. 本実施の形態1に係る記録媒体に記録されているファイル構成例を示す図The figure which shows the example of a file structure currently recorded on the recording medium which concerns on this Embodiment 1. 本実施の形態1に係る画像記録再生装置による再生動作の流れを示すフローチャートFlowchart showing the flow of playback operation by the image recording / playback apparatus according to the first embodiment. 本実施の形態1に係る記録媒体のファイル構成におけるBDMVメインフォルダ以下のファイルの関係を説明する図The figure explaining the relationship of the files below the BDMV main folder in the file structure of the recording medium concerning this Embodiment 1. 本実施の形態1に係る画像記録再生装置の高解像度再生モードにおける各部信号を示す図The figure which shows each part signal in the high-resolution reproduction mode of the image recording / reproducing apparatus which concerns on this Embodiment 1. FIG. 4K2K画像と縮小画像の画素位置の相対関係の例を示す図The figure which shows the example of the relative relationship of the pixel position of a 4K2K image and a reduction image. 本実施の形態2に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置における各部信号を示す図The figure which shows each part signal in the image recording / reproducing apparatus using the image coding apparatus which concerns on this Embodiment 2. FIG. 本実施の形態2に係る圧縮画像ストリームの構造例を示す図The figure which shows the structural example of the compressed image stream which concerns on this Embodiment 2. MPEG−2規格のPESの構成例を示す図The figure which shows the structural example of PES of MPEG-2 specification MPEG−2規格のTSの構成例を示す図The figure which shows the structural example of TS of MPEG-2 specification 本実施の形態3に係る画像変換装置の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the image conversion apparatus which concerns on this Embodiment 3. メモリ制御部501から画像縮小部506に出力される4K2K高解像度画像と、記録媒体10に記録されている縮小圧縮画像ストリームと、記録処理部508が記録媒体20に記録する毎秒24フレームの変換圧縮画像ストリームとの関係を説明する図A 4K2K high-resolution image output from the memory control unit 501 to the image reduction unit 506, a reduced compressed image stream recorded on the recording medium 10, and a conversion compression of 24 frames per second recorded on the recording medium 20 by the recording processing unit 508. Diagram explaining the relationship with the image stream 本実施の形態4に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置の、圧縮伸張部205におけるバッファ制御のイメージを示す図The figure which shows the image of the buffer control in the compression / decompression part 205 of the image recording / reproducing apparatus using the image coding apparatus which concerns on this Embodiment 4. FIG. 本実施の形態5に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置の、圧縮伸張部205におけるバッファ制御のイメージを示す図The figure which shows the image of the buffer control in the compression / decompression part 205 of the image recording / reproducing apparatus using the image coding apparatus which concerns on this Embodiment 5. FIG. 本実施の形態6に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1002の構成を示す図The figure which shows the structure of the image recording / reproducing apparatus 1002 using the image coding apparatus which concerns on this Embodiment 6. FIG. 本実施の形態6に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1002における、記録時の各部信号を示す図The figure which shows each part signal at the time of the recording in the image recording / reproducing apparatus 1002 using the image coding apparatus based on this Embodiment 6. FIG. 本実施の形態6に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1002により記録された記録媒体10を再生する際の処理を示す図The figure which shows the process at the time of reproducing | regenerating the recording medium 10 recorded by the image recording / reproducing apparatus 1002 using the image coding apparatus based on this Embodiment 6. FIG.

以下、本発明に係る画像符号化装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Embodiments of an image encoding device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置の外観を示す斜視図である。図1に示すように、画像記録再生装置1000は、例えば、デジタルビデオカメラである。画像記録再生装置1000は、撮影した高解像度画像を記録媒体10に記録する画像記録装置としての機能を有する。また、画像記録再生装置1000は、記録媒体10に記録されている高解像度画像を再生する画像再生装置としての機能を有する。ここで、説明のため、高解像度画像は画素数が3840×2160の4K2K画像であるものとする。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an image recording / reproducing apparatus using the image encoding apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the image recording / reproducing apparatus 1000 is, for example, a digital video camera. The image recording / reproducing apparatus 1000 has a function as an image recording apparatus that records a captured high resolution image on the recording medium 10. The image recording / reproducing apparatus 1000 has a function as an image reproducing apparatus that reproduces a high-resolution image recorded on the recording medium 10. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the high-resolution image is a 4K2K image having 3840 × 2160 pixels.

記録媒体10は、画像記録再生装置1000に着脱可能な記録媒体であり、例えば、半導体メモリ又は光ディスク等である。   The recording medium 10 is a recording medium that can be attached to and detached from the image recording / reproducing apparatus 1000, and is, for example, a semiconductor memory or an optical disk.

図2は、本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1000の構成を示す図である。図2に示すように、画像記録再生装置1000は、カメラ部100と、記録再生部200と、外部メモリ300と、出力端子301と、表示装置302と、超解像処理部320と、外部メモリ330とを備える。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an image recording / reproducing apparatus 1000 using the image encoding apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the image recording / reproducing apparatus 1000 includes a camera unit 100, a recording / reproducing unit 200, an external memory 300, an output terminal 301, a display device 302, a super-resolution processing unit 320, and an external memory. 330.

なお、カメラ部100に内蔵されている画像縮小部110が請求項1の画像縮小部に対応する。同じく、画像分割部111が請求項1の画像分割部に、カメラ画像信号処理部104が請求項1の画像信号制御部に、それぞれ対応する。また、記録再生部200に内蔵されている圧縮伸張部205が請求項1の符号化部に対応する。   The image reduction unit 110 built in the camera unit 100 corresponds to the image reduction unit of claim 1. Similarly, the image dividing unit 111 corresponds to the image dividing unit of claim 1, and the camera image signal processing unit 104 corresponds to the image signal control unit of claim 1. A compression / decompression unit 205 built in the recording / reproducing unit 200 corresponds to the encoding unit of claim 1.

以下、カメラ部100について説明を行う。   Hereinafter, the camera unit 100 will be described.

カメラ部100は、レンズ群101と、撮像部102と、A/D変換部103と、カメラ画像信号処理部104と、カメラ制御部105とを備える。   The camera unit 100 includes a lens group 101, an imaging unit 102, an A / D conversion unit 103, a camera image signal processing unit 104, and a camera control unit 105.

レンズ群101は、複数の光学レンズから構成される。レンズ群101は、光を撮像部102に集光する。   The lens group 101 includes a plurality of optical lenses. The lens group 101 collects light on the imaging unit 102.

撮像部102は、撮像素子などから構成され、レンズ群101を介して入力された光を撮像する。具体的には、撮像部102は、入力された光信号をアナログ信号(電気信号)に変換して、当該アナログ信号をA/D変換部103に出力する。   The imaging unit 102 is configured by an imaging element or the like, and images light input via the lens group 101. Specifically, the imaging unit 102 converts the input optical signal into an analog signal (electric signal), and outputs the analog signal to the A / D conversion unit 103.

A/D変換部103は、撮像部102から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。A/D変換部103は、変換したデジタル信号をカメラ画像信号処理部104に出力する。   The A / D conversion unit 103 converts the analog signal output from the imaging unit 102 into a digital signal. The A / D conversion unit 103 outputs the converted digital signal to the camera image signal processing unit 104.

カメラ画像信号処理部104は、A/D変換部103から出力されたデジタル信号に対してノイズ除去及び画質調整などの画像信号処理を施し画像信号を生成する。カメラ画像信号処理部104は、デジタル信号に画像信号処理を施すことで毎秒24フレームの4K2K画像信号を生成する。また、カメラ制御部105は、記録再生部200と制御信号をやり取りしつつ、カメラ部100の内部構成各部を制御して4K2K画像信号を撮影させる。   The camera image signal processing unit 104 performs image signal processing such as noise removal and image quality adjustment on the digital signal output from the A / D conversion unit 103 to generate an image signal. The camera image signal processing unit 104 generates a 4K2K image signal of 24 frames per second by performing image signal processing on the digital signal. In addition, the camera control unit 105 controls each part of the internal configuration of the camera unit 100 while exchanging control signals with the recording / playback unit 200 to capture a 4K2K image signal.

本実施の形態におけるカメラ画像信号処理部104は、画像縮小部110、及び画像分割部111を内蔵している。これらの動作について、図3を用いて説明する。   The camera image signal processing unit 104 in the present embodiment includes an image reduction unit 110 and an image division unit 111. These operations will be described with reference to FIG.

図3は、本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1000における各部信号を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating signals in the image recording / reproducing apparatus 1000 using the image encoding apparatus according to the first embodiment.

図3(a)はカメラ画像信号処理部104において生成される4K2K画像信号を示す。   FIG. 3A shows a 4K2K image signal generated by the camera image signal processing unit 104.

図3(b)はカメラ画像信号処理部104からメモリ制御部201に出力される画像信号を示す。   FIG. 3B shows an image signal output from the camera image signal processing unit 104 to the memory control unit 201.

図3(c)は圧縮伸張部205において縮小画像が圧縮されて生成される縮小圧縮画像ストリームを示す。   FIG. 3C shows a reduced compressed image stream generated by compressing the reduced image in the compression / decompression unit 205.

図3(d)は圧縮伸張部205において分割画像が圧縮されて生成される分割圧縮画像ストリームを示す。   FIG. 3D shows a divided compressed image stream generated by compressing the divided images in the compression / decompression unit 205.

図3(e)は圧縮伸張部205において縮小圧縮画像ストリームにスキップト・マクロブロックで構成されたPピクチャを挿入して圧縮伸張部205から出力される分割圧縮画像ストリームを示す。   FIG. 3E shows a divided compressed image stream output from the compression / decompression unit 205 by inserting a P picture composed of skipped macroblocks into the reduced compression image stream in the compression / decompression unit 205.

画像縮小部110及び画像分割部111には、図3(a)に示した4K2K画像信号が1フレームおきに交互に供給される。   The image reduction unit 110 and the image division unit 111 are alternately supplied with the 4K2K image signal shown in FIG. 3A every other frame.

画像縮小部110は、入力された4K2K画像のフレーム350を、水平方向1/2、垂直方向1/2に縮小し、画素数が1920×1080のHDTVサイズの縮小画像360として記録再生部200に出力する。   The image reducing unit 110 reduces the input frame 350 of the 4K2K image to 1/2 in the horizontal direction and 1/2 in the vertical direction to the recording / reproducing unit 200 as a reduced image 360 of HDTV size having the number of pixels of 1920 × 1080. Output.

画像分割部111は、入力された4K2K画像のフレーム351を、例えば、水平画素数が1/2、垂直画素数が1/2の4個の分割画像361、362、363及び364に分割し、画素数が1920×1080のHDTVサイズの分割画像として記録再生部200に出力する。   The image dividing unit 111 divides the input frame 351 of the 4K2K image into, for example, four divided images 361, 362, 363, and 364 having a horizontal pixel number of ½ and a vertical pixel number of ½, The image is output to the recording / reproducing unit 200 as an HDTV-sized divided image having a number of pixels of 1920 × 1080.

なお、画像縮小部110及び画像分割部111に4K2K画像信号が1フレームおきに交互に供給されるとしたが、例えばMフレーム連続で画像縮小部110に供給された後、当該Mフレームに続くNフレームを画像分割部111に供給する構成にしても構わない。ここで、M、Nはそれぞれ正の整数とする。   Although the 4K2K image signal is alternately supplied to the image reduction unit 110 and the image division unit 111 every other frame, for example, after the M frame is supplied to the image reduction unit 110 continuously, N continues to the M frame. A configuration may be adopted in which frames are supplied to the image dividing unit 111. Here, M and N are each positive integers.

ここで、カメラ画像信号処理部104は、縮小画像360、及び分割画像361、362、363、364を時間軸多重し、図3(b)に示した毎秒60フレームのHDTVサイズ画像の形式として(以下、HDTVサイズ多重化画像と記載する)記録再生部200に出力する。   Here, the camera image signal processing unit 104 time-division-multiplexes the reduced image 360 and the divided images 361, 362, 363, and 364 as the HDTV size image format of 60 frames per second shown in FIG. This is output to the recording / playback unit 200 (hereinafter referred to as HDTV size multiplexed image).

次に、記録再生部200について説明を行う。   Next, the recording / reproducing unit 200 will be described.

記録再生部200は、メモリ制御部201と、画像出力部202と、画像縮小部203と、GUI多重部204と、圧縮伸張部205と、記録再生処理部206と、システム制御部207と、記録制御部208とを備える。   The recording / playback unit 200 includes a memory control unit 201, an image output unit 202, an image reduction unit 203, a GUI multiplexing unit 204, a compression / decompression unit 205, a recording / playback processing unit 206, a system control unit 207, a recording And a control unit 208.

メモリ制御部201は、システム制御部207の制御により、カメラ画像信号処理部104から出力されたHDTVサイズ多重化画像の中から縮小画像を抜き取り、外部メモリ300上の縮小画像領域310に一旦記憶させ、必要に応じて読み出して画像出力部202、画像縮小部203、圧縮伸張部205に出力する。また、メモリ制御部201は、システム制御部207の制御により、カメラ画像信号処理部104から出力されたHDTVサイズ多重化画像の中から分割画像を抜き取り、外部メモリ300上の分割画像領域311に一旦記憶させ、必要に応じて読み出して画像出力部202、及び圧縮伸張部205に出力する。   Under the control of the system control unit 207, the memory control unit 201 extracts a reduced image from the HDTV size multiplexed image output from the camera image signal processing unit 104, and temporarily stores the reduced image in the reduced image area 310 on the external memory 300. If necessary, the data is read out and output to the image output unit 202, the image reduction unit 203, and the compression / expansion unit 205. Further, the memory control unit 201 extracts a divided image from the HDTV size multiplexed image output from the camera image signal processing unit 104 under the control of the system control unit 207 and temporarily stores the divided image in the divided image region 311 on the external memory 300. The data is stored, read as necessary, and output to the image output unit 202 and the compression / decompression unit 205.

ここで、メモリ制御部201は画像出力部202及び圧縮伸張部205に縮小画像及び分割画像を出力する際には、図3(b)に示したHDTVサイズ多重化画像として出力する。   Here, when outputting the reduced image and the divided image to the image output unit 202 and the compression / decompression unit 205, the memory control unit 201 outputs the HDTV size multiplexed image shown in FIG.

画像出力部202は、メモリ制御部201から出力されたHDTVサイズ多重化画像を、エッジ強調、ノイズキャンセルなどの画像処理を施した後に、出力端子301を介して出力する。従って、画像出力部202は4K2K画像に対応する必要は無く、従来からのHDTV画像に対応した回路を利用することができる。   The image output unit 202 outputs the HDTV size multiplexed image output from the memory control unit 201 via the output terminal 301 after performing image processing such as edge enhancement and noise cancellation. Therefore, the image output unit 202 does not need to support 4K2K images, and a circuit corresponding to conventional HDTV images can be used.

画像縮小部203は、メモリ制御部201から出力された縮小画像信号を、表示装置302の解像度に合わせてさらに縮小し、GUI多重部204に出力する。このとき、縮小画像信号は毎秒12フレームの信号となるが、外部メモリ300上の縮小画像領域310から読み出す際に、必要に応じて繰返し読み出すことで、表示装置302が必要とするフレームレートにあった形式の映像信号として出力することができる。また、画像縮小部203も、画像出力部202と同様に、4K2K画像に対応する必要は無く、従来からのHDTV画像に対応した回路を利用することができる。   The image reduction unit 203 further reduces the reduced image signal output from the memory control unit 201 according to the resolution of the display device 302, and outputs the reduced image signal to the GUI multiplexing unit 204. At this time, the reduced image signal is a signal of 12 frames per second. However, when reading from the reduced image area 310 on the external memory 300, the reduced image signal is repeatedly read as necessary to meet the frame rate required by the display device 302. Can be output as a video signal of a different format. Similarly to the image output unit 202, the image reduction unit 203 does not need to support 4K2K images, and a circuit corresponding to a conventional HDTV image can be used.

GUI多重部204は、システム制御部207からの制御により、カメラ情報、記録媒体情報などの情報をグラフィックとして、画像縮小部203から出力された表示用縮小画像に多重し、表示装置302に出力する。   The GUI multiplexing unit 204 multiplexes information such as camera information and recording medium information as a graphic on the reduced display image output from the image reduction unit 203 under the control of the system control unit 207, and outputs the multiplexed image to the display device 302. .

圧縮伸張部205は、メモリ制御部201から出力されたHDTVサイズ多重化画像を、MPEG−2又はH.264などの符号化方法に基づいて、圧縮して多重する。圧縮伸張部205は、圧縮多重して得られた圧縮画像ストリームを記録再生処理部206に出力する。   The compression / decompression unit 205 converts the HDTV size multiplexed image output from the memory control unit 201 to MPEG-2 or H.264. Based on an encoding method such as H.264, the data is compressed and multiplexed. The compression / decompression unit 205 outputs the compressed image stream obtained by the compression multiplexing to the recording / playback processing unit 206.

このとき、圧縮伸張部205はHDTVサイズ多重化画像を圧縮するため、符号化装置としての性能は、毎秒60フレームのHDTVサイズ画像信号を圧縮するだけの性能があれば良い。ただし、システム制御部207からの制御により、入力されたHDTVサイズ多重化画像の中の縮小画像と分割画像を区別し、圧縮処理はそれぞれ独立になるように内部処理を切り替えて圧縮する。   At this time, since the compression / decompression unit 205 compresses the HDTV size multiplexed image, the performance as the encoding device only needs to be sufficient to compress the HDTV size image signal of 60 frames per second. However, under the control of the system control unit 207, the reduced image and the divided image in the input HDTV size multiplexed image are distinguished, and compression is performed by switching the internal processing so that the compression processing becomes independent.

縮小画像を圧縮する際には、図3(b)に示したHDTVサイズ多重化画像の中の縮小画像同士(例えばフレーム360及びフレーム365)のみのフレーム間参照を用いて圧縮処理を行う。この場合、Bピクチャを用いず、Iピクチャ及びPピクチャのみでフレーム間圧縮処理を行えば、圧縮するフレームの順が入力フレーム順と同じになるので制御が複雑にならなくて済む。   When compressing the reduced image, the compression processing is performed using the inter-frame reference of only the reduced images (for example, the frame 360 and the frame 365) in the HDTV size multiplexed image shown in FIG. In this case, if the inter-frame compression process is performed using only the I picture and the P picture without using the B picture, the order of the frames to be compressed becomes the same as the order of the input frames, so that the control does not have to be complicated.

縮小画像から生成された圧縮画像ストリームは図3(c)のような形式になるが、ここではさらに従来規格準拠のストリームとするため、各フレームの間にスキップト・マクロブロックで構成されたPピクチャ(以降、スキップPピクチャと略する)を挿入する。   The compressed image stream generated from the reduced image is in the format as shown in FIG. 3C. Here, in order to make the stream compliant with the conventional standard, a P picture composed of skipped macroblocks between each frame is used. (Hereinafter abbreviated as skip P picture) is inserted.

例えば、圧縮伸張部においてH.264に基づいた圧縮を行った場合、マクロブロックの情報をまったく送らずに、予測動きベクトルを用いて動き保証を行った予測信号の画素を、そのまま符号化画像として用いるスキップト・マクロブロックというマクロブロック・モードが利用できる。   For example, H. When compression based on H.264 is performed, a macroblock called a skipped macroblock that uses a pixel of a prediction signal that has been motion-guaranteed using a prediction motion vector as it is as an encoded image without sending any macroblock information・ Mode is available.

このスキップト・マクロブロックのみでPピクチャを1枚構成することで、前のピクチャを予測動きベクトルで動き補償した画像をそのまま符号化画像とし、全く圧縮処理を行うことなく1ピクチャ分の圧縮画像ストリームを生成することが可能である。なお、スキップト・マクロブロックのみで構成可能なピクチャはPピクチャだけでなく、Bピクチャでも構成可能である。   By composing one P picture with only this skipped macroblock, an image in which the previous picture is motion-compensated with a predicted motion vector is used as an encoded image as it is, and a compressed image stream for one picture without any compression processing. Can be generated. It should be noted that pictures that can be configured only by skipped macroblocks can be configured not only by P pictures but also by B pictures.

このスキップPピクチャを挿入することで、圧縮伸張部205は、図3(e)に示した擬似24p形式の圧縮画像ストリームを生成し、分割画像の圧縮画像ストリームとは別に分離して記録再生処理部206に出力する。従って、圧縮伸張部205においては、このスキップPピクチャを含めた縮小圧縮画像ストリームが、レート制御も含めて従来規格準拠となるように圧縮処理する。   By inserting this skip P picture, the compression / decompression unit 205 generates a pseudo 24p-format compressed image stream shown in FIG. 3E, and separates it from the compressed image stream of the divided images for recording / reproduction processing. The data is output to the unit 206. Therefore, the compression / decompression unit 205 performs compression processing so that the reduced compressed image stream including the skip P picture conforms to the conventional standard including rate control.

同様に、分割画像を圧縮する際には、図3(b)に示したHDTVサイズ多重化画像の中の、4K2K画像中で同一位置にある分割画像同士のフレーム間参照を用いて圧縮処理を行う。たとえば、左上に位置する分割画像352(4K1−a)は、同じ位置の分割画像353(4K3−a)からのみ参照可能とする。圧縮伸張部205は、分割画像から図3(d)に示す圧縮画像ストリームを生成し、縮小画像の圧縮画像ストリームとは別に分離して記録再生処理部206に出力する。   Similarly, when compressing divided images, compression processing is performed using inter-frame references between divided images at the same position in the 4K2K image in the HDTV size multiplexed image shown in FIG. Do. For example, the divided image 352 (4K1-a) located at the upper left can be referred to only from the divided image 353 (4K3-a) at the same position. The compression / decompression unit 205 generates a compressed image stream shown in FIG. 3D from the divided images, separates the compressed image stream from the reduced image, and outputs it to the recording / playback processing unit 206.

記録再生処理部206は、圧縮伸張部205から出力された圧縮画像ストリームを記録媒体10に記録する。   The recording / playback processing unit 206 records the compressed image stream output from the compression / expansion unit 205 on the recording medium 10.

また、記録再生処理部206は、圧縮伸張部205から出力された縮小圧縮画像ストリームと、分割圧縮画像ストリームとを、記録媒体10に形成した別のフォルダにそれぞれ記録する。   The recording / playback processing unit 206 records the reduced compressed image stream and the divided compressed image stream output from the compression / expansion unit 205 in separate folders formed on the recording medium 10.

システム制御部207は、カメラ制御部105経由で、カメラ画像信号処理部104から出力されたHDTVサイズ多重化画像の中の縮小画像、及び分割画像の順の情報を受け取ってメモリ制御部201を制御する。   The system control unit 207 controls the memory control unit 201 by receiving information on the order of reduced images and divided images in the HDTV size multiplexed image output from the camera image signal processing unit 104 via the camera control unit 105. To do.

また、システム制御部207は、記載しない入力デバイスを介して受け付けたユーザ操作を操作情報とし、操作情報に基づいて、カメラ制御部105、メモリ制御部201、画像出力部202、画像縮小部203、GUI多重部204、圧縮伸張部205、記録再生処理部206、記録制御部208を制御することで、画像記録再生装置1000における記録処理、及び再生処理を実行する。   Further, the system control unit 207 uses a user operation received via an input device not described as operation information, and based on the operation information, the camera control unit 105, the memory control unit 201, the image output unit 202, the image reduction unit 203, By controlling the GUI multiplexing unit 204, compression / decompression unit 205, recording / playback processing unit 206, and recording control unit 208, recording processing and playback processing in the image recording / playback apparatus 1000 are executed.

記録制御部208は、記録媒体10を駆動するドライブ装置、又は、記録アドレス入力手順などの記録プロトコルを制御する。   The recording control unit 208 controls a drive protocol for driving the recording medium 10 or a recording protocol such as a recording address input procedure.

図4は、本実施の形態1に係る記録媒体10に記録されているファイル構成例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing an example of a file configuration recorded on the recording medium 10 according to the first embodiment.

図4に示すように、記録媒体10に記録されるファイルシステムの1つにおけるディレクトリ構成の最上位階層に、BDMVメインフォルダ410と、HIGHRESOメインフォルダ430とが形成される。   As shown in FIG. 4, a BDMV main folder 410 and a HIGHRESO main folder 430 are formed at the highest level of the directory structure in one of the file systems recorded on the recording medium 10.

BDMVメインフォルダ410は、従来互換用のフォルダであり、従来規格に対応した記録フォーマットで従来解像度画像、すなわち4K2K高解像度画像からの縮小圧縮画像ストリームもしくは従来規格のみに対応した画像記録装置により記録された圧縮画像ストリーム、が記録される。   The BDMV main folder 410 is a folder for conventional compatibility, and is recorded by a conventional resolution image, that is, a reduced-compression image stream from a 4K2K high-resolution image or an image recording apparatus only compatible with the conventional standard, in a recording format corresponding to the conventional standard. The compressed image stream is recorded.

以下のBDMVメインフォルダ410に関する説明では、4K2K高解像度画像からの縮小画像と、従来規格のみに対応した画像記録装置により記録された従来解像度の画像とを、まとめて従来解像度画像と表現して説明する。   In the following description of the BDMV main folder 410, a reduced image from a 4K2K high resolution image and a conventional resolution image recorded by an image recording apparatus that supports only the conventional standard are collectively expressed as a conventional resolution image. To do.

HIGHRESOメインフォルダ430は、高解像度撮影用フォルダであり、独自記録フォーマットで4K2Kからの分割圧縮画像ストリームが記録される。   The HIGHRESO main folder 430 is a high-resolution shooting folder, and records a divided compressed image stream from 4K2K in a unique recording format.

BDMVメインフォルダ410の配下には、インフォファイル411(info)と、メニューファイル412(menu)と、プレイリストフォルダ413(PLAYLIST)と、クリップインフォフォルダ414(CLIPINF)と、ストリームフォルダ415(STREAM)と、バックアップフォルダ416(BACKUP)とが形成される。   Under the BDMV main folder 410, an info file 411 (info), a menu file 412 (menu), a playlist folder 413 (PLAYLIST), a clip info folder 414 (CLIPINF), a stream folder 415 (STREAM), A backup folder 416 (BACKUP) is formed.

インフォファイル411(info)は、ディレクトリ全体の管理情報を含む。   The info file 411 (info) includes management information for the entire directory.

メニューファイル412(menu)は、メニューを構成する情報を含む。   The menu file 412 (menu) includes information constituting the menu.

プレイリストフォルダ413(PLAYLIST)の配下に、プレイリストファイル417(01001.plst)が格納される。プレイリストファイル417(01001.plst)は、従来解像度画像を再生するための情報を含む。具体的には、プレイリストファイル417は、コンテンツの再生順序に関する情報を含む。また、プレイリストファイル417は、クリップインフォファイル418を指定する情報と、再生時間とを含む。   A playlist file 417 (01001.plst) is stored under the playlist folder 413 (PLAYLIST). The playlist file 417 (01001.plst) includes information for reproducing a conventional resolution image. Specifically, the playlist file 417 includes information related to the content playback order. The playlist file 417 includes information specifying the clip info file 418 and a playback time.

クリップインフォフォルダ414(CLIPINF)の配下に、クリップインフォファイル418(01000.clpi)が格納される。クリップインフォファイル418(01000.clpi)は、従来解像度画像を再生するための情報を含む。具体的には、クリップインフォファイル418は、時間情報と圧縮画像ストリーム(ストリームファイル419)の位置との対応を示す。また、クリップインフォファイル418は、対応する圧縮画像ストリームの部分再生及び特殊再生を実現するためのタイムテーブルを含む。また、クリップインフォファイル418は、対応する圧縮画像ストリームの画像サイズ、及び圧縮方法等の情報を含む。   A clip info file 418 (01000.clpi) is stored under the clip info folder 414 (CLIPINF). The clip info file 418 (01000.clpi) includes information for reproducing a conventional resolution image. Specifically, the clip info file 418 indicates correspondence between time information and the position of the compressed image stream (stream file 419). The clip info file 418 includes a time table for realizing partial reproduction and special reproduction of the corresponding compressed image stream. The clip info file 418 includes information such as the image size of the corresponding compressed image stream and the compression method.

ストリームフォルダ415(STREAM)の配下に、ストリームファイル419(01000.m2ts)が格納される。ストリームファイル419(01000.m2ts)は、AVデータファイルを含む。   A stream file 419 (01000.m2ts) is stored under the stream folder 415 (STREAM). The stream file 419 (01000.m2ts) includes an AV data file.

バックアップフォルダ416(BACKUP)には、例えば編集作業途中の、インフォファイル411(info)、メニューファイル412(menu)、プレイリストフォルダ413(PLAYLIST)、及びクリップインフォフォルダ414(CLIPINF)のコピーが保存される。これにより、編集途中での電源断等によって従来解像度画像が再生不可能な状態になることを防ぐことができる。   In the backup folder 416 (BACKUP), for example, a copy of the info file 411 (info), the menu file 412 (menu), the playlist folder 413 (PLAYLIST), and the clip info folder 414 (CLIPINF) during the editing operation is saved. The As a result, it is possible to prevent the conventional resolution image from being rendered unreproducible due to power interruption or the like during editing.

HIGHRESOメインフォルダ430の配下には、プレイリストフォルダ433(EXTPLAYLIST)と、クリップインフォフォルダ434(EXTCLIPINF)と、ストリームフォルダ435(EXTSTREAM)と、バックアップフォルダ436(BACKUP)とが形成される。   Under the HIGHRESO main folder 430, a playlist folder 433 (EXTLAYLIST), a clip info folder 434 (EXTCLIPINF), a stream folder 435 (EXTSTREAM), and a backup folder 436 (BACKUP) are formed.

プレイリストフォルダ433(EXTPLAYLIST)の配下に、プレイリストファイル437(01001.plse)が格納される。プレイリストファイル437(01001.plse)は、分割圧縮画像ストリームを再生するための情報を含む。具体的には、プレイリストファイル437は、分割圧縮画像ストリームに関する画像フレーム又はフィールドの再生順序に関する情報を含む。また、プレイリストファイル437は、クリップインフォファイル438を指定する情報と、再生時間とを含む。   A playlist file 437 (01001.plse) is stored under the playlist folder 433 (EXTPLALIST). The playlist file 437 (01001.plse) includes information for reproducing the divided compressed image stream. Specifically, the playlist file 437 includes information regarding the playback order of image frames or fields related to the divided compressed image stream. The playlist file 437 includes information specifying the clip info file 438 and a playback time.

クリップインフォフォルダ434(EXTCLIPINF)の配下に、クリップインフォファイル438(01000.clpe)が格納される。クリップインフォファイル438(01000.clpe)は、分割圧縮画像ストリームを再生するための情報を含む。具体的には、クリップインフォファイル438は、時間情報と圧縮画像ストリーム(ストリームファイル439)の位置との対応、及び分割画像と元の4K2K高解像度画像での位置の対応を示す。また、クリップインフォファイル438は、対応する圧縮画像ストリームの部分再生及び特殊再生を実現するためのタイムテーブルを含む。また、クリップインフォファイル438は、対応する圧縮画像ストリームの画像サイズ、及び圧縮方法等の情報を含む。   A clip info file 438 (01000.clpe) is stored under the clip info folder 434 (EXTCLIPINF). The clip info file 438 (01000.clpe) includes information for reproducing the divided compressed image stream. Specifically, the clip info file 438 shows the correspondence between the time information and the position of the compressed image stream (stream file 439), and the correspondence between the divided image and the position in the original 4K2K high resolution image. The clip info file 438 includes a time table for realizing partial reproduction and special reproduction of the corresponding compressed image stream. The clip info file 438 includes information such as the image size of the corresponding compressed image stream and the compression method.

ストリームフォルダ435(EXTSTREAM)の配下に、ストリームファイル439(01000.m2te)が格納される。ストリームファイル439(01000.m2te)は、分割圧縮画像ストリームファイルを含む。   A stream file 439 (01000.m2te) is stored under the stream folder 435 (EXTSTREAM). The stream file 439 (01000.m2te) includes a divided compressed image stream file.

バックアップフォルダ436(BACKUP)には、例えば編集作業途中の、プレイリストフォルダ433(PLAYLIST)、及びクリップインフォフォルダ434(CLIPINF)のコピーが保存される。   In the backup folder 436 (BACKUP), for example, a copy of the playlist folder 433 (PLAYLIST) and the clip info folder 434 (CLIPINF) during the editing operation is stored.

また、BDMVメインフォルダ410とHIGHRESOメインフォルダ430とは、下位に含まれるフォルダ階層の構成が同じである。   Further, the BDMV main folder 410 and the HIGHRESO main folder 430 have the same folder hierarchy configuration.

以上のように、実施の形態1に係る画像記録再生装置1000は、従来規格に準拠した1920×1080の解像度を有する縮小圧縮画像ストリームをBDMVメインフォルダ410以下に記録し、分割圧縮画像ストリームをHIGHRESOメインフォルダ430以下に記録する。   As described above, the image recording / reproducing apparatus 1000 according to Embodiment 1 records a reduced compressed image stream having a resolution of 1920 × 1080 conforming to the conventional standard in the BDMV main folder 410 and below, and the divided compressed image stream as HIGHRESO. Record in the main folder 430 and below.

このように記録することで、BDMVメインフォルダ410以下のファイル構成は、従来規格のフォルダ構造と同様になる。これにより、高解像度撮影に対応していない従来規格準拠の画像再生装置が、記録媒体10を再生した場合でも、1920×1080の解像度を有する縮小画像を再生することができる。さらに、従来規格準拠の画像再生装置でも、プレイリスト編集などの機能を従来通りに使用できる。   By recording in this way, the file structure under the BDMV main folder 410 becomes the same as the folder structure of the conventional standard. As a result, even when an image reproducing apparatus conforming to a conventional standard that does not support high-resolution imaging reproduces the recording medium 10, it can reproduce a reduced image having a resolution of 1920 × 1080. Furthermore, functions such as playlist editing can be used as usual in an image reproduction device compliant with the conventional standard.

次に、実施の形態1に係る画像記録再生装置1000による再生動作を説明する。   Next, a reproduction operation by the image recording / reproducing apparatus 1000 according to Embodiment 1 will be described.

図5は、画像記録再生装置1000による再生動作の流れを示すフローチャートである。ここで画像記録再生装置1000は、従来規格に準拠した画像記録再生装置により従来解像度画像を記録された記録媒体10、もしくは高解像度画像を記録された記録媒体10から縮小画像のみ、を再生する通常再生モードと、画像記録再生装置1000により高解像度画像を記録された記録媒体10から縮小画像と分割画像の両方を再生する高解像度モードとを備えているものとする。   FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the reproducing operation by the image recording / reproducing apparatus 1000. Here, the image recording / reproducing apparatus 1000 normally reproduces only the reduced image from the recording medium 10 on which the conventional resolution image is recorded or the recording medium 10 on which the high resolution image is recorded by the image recording / reproducing apparatus compliant with the conventional standard. It is assumed that a playback mode and a high resolution mode in which both a reduced image and a divided image are played back from the recording medium 10 on which a high resolution image is recorded by the image recording / playback apparatus 1000 are provided.

なお、画像記録再生装置1000により高解像度画像を記録された記録媒体10を、従来規格にのみ準拠した画像再生装置により再生した場合、ここでの説明における通常再生モードと同様の動作を行い、縮小画像を再生して出力する。   When the recording medium 10 on which a high-resolution image is recorded by the image recording / reproducing apparatus 1000 is reproduced by an image reproducing apparatus compliant only with the conventional standard, the same operation as in the normal reproduction mode described here is performed, and the reduction is performed. Play and output images.

まず、システム制御部207は、ユーザにより設定された再生モードを判定する(S220)。   First, the system control unit 207 determines the playback mode set by the user (S220).

再生モードが通常再生モードの場合(S220でNo)、記録再生処理部206は、再生対象の従来解像度画像、すなわち4K2Kからの縮小圧縮画像ストリームもしくは従来規格のみに対応した画像記録装置により記録された圧縮画像ストリーム、を記録媒体10から読み出す(S211)。   When the playback mode is the normal playback mode (No in S220), the recording / playback processing unit 206 is recorded by a conventional resolution image to be played back, that is, a reduced compressed image stream from 4K2K or an image recording device that supports only the conventional standard. The compressed image stream is read from the recording medium 10 (S211).

図6は、図4のファイル構成におけるBDMVメインフォルダ410以下のファイルの関係を説明する図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between files under the BDMV main folder 410 in the file structure of FIG.

通常再生モードの場合、システム制御部207は、再生制御にあたって、プレイリストファイル417、クリップインフォファイル418、及びストリームファイル419の3種類のファイルを使用する。   In the normal playback mode, the system control unit 207 uses three types of files: a playlist file 417, a clip info file 418, and a stream file 419 for playback control.

プレイリストファイル417は、クリップインフォファイル418を指定する情報と、再生時間とを含む。記録再生処理部206は、再生対象のプレイリストファイル417に含まれるクリップインフォファイル418を順次参照する。記録再生処理部206は、クリップインフォファイル418に含まれるタイムテーブルで指定されたストリームファイル419を読み出す。   The playlist file 417 includes information specifying the clip info file 418 and a playback time. The recording / playback processing unit 206 sequentially refers to the clip info file 418 included in the playlist file 417 to be played back. The recording / playback processing unit 206 reads the stream file 419 specified by the time table included in the clip info file 418.

例えば、プレイリストファイル417(01001.plst)には、クリップ(#1)、及びクリップ(#2)などが含まれ、クリップ(#1)、及びクリップ(#2)の順に再生されることが示される。記録再生処理部206は、クリップ(#1)については、クリップインフォファイル418(01000.clpi)によって対応付けられているストリームファイル419(01000.m2ts)を読み出す。記録再生処理部206は、クリップ(#2)については、クリップインフォファイル418(02000.clpi)によって対応付けられているストリームファイル419(02000.m2ts)を読み出す。   For example, the playlist file 417 (01001.plst) includes a clip (# 1), a clip (# 2), and the like, and is reproduced in the order of the clip (# 1) and the clip (# 2). Indicated. The recording / playback processing unit 206 reads the stream file 419 (01000.m2ts) associated with the clip (# 1) by the clip info file 418 (01000.clpi). For the clip (# 2), the recording / playback processing unit 206 reads the stream file 419 (02000.m2ts) associated with the clip info file 418 (02000.clpi).

圧縮伸張部205は、記録再生処理部206により読み出された従来解像度画像を、分離して伸張する(S212)。   The compression / decompression unit 205 separates and decompresses the conventional resolution image read by the recording / playback processing unit 206 (S212).

メモリ制御部201は、圧縮伸張部205により分離伸張された従来解像度画像を外部メモリ300に一旦保存し、画像出力部202及び画像縮小部203に出力する。画像出力部202は、メモリ制御部201から出力された従来解像度画像を、エッジ強調、ノイズキャンセルなどの画像処理を施した後に、超解像処理部320、出力端子301を介して出力し、外部のモニタなどに表示する(S213)。このとき、超解像処理部320は入力画像に対して処理を行わず、そのまま出力端子301に出力する。   The memory control unit 201 temporarily stores the conventional resolution image separated and expanded by the compression / decompression unit 205 in the external memory 300 and outputs the image to the image output unit 202 and the image reduction unit 203. The image output unit 202 performs image processing such as edge enhancement and noise cancellation on the conventional resolution image output from the memory control unit 201, and then outputs the image via the super-resolution processing unit 320 and the output terminal 301. (S213). At this time, the super-resolution processing unit 320 does not process the input image and outputs it to the output terminal 301 as it is.

画像縮小部203は、メモリ制御部201から出力された従来解像度画像を、表示装置302の解像度に合わせて縮小し、GUI多重部204に出力する。GUI多重部204は、システム制御部207からの制御により、カメラ情報、記録媒体情報などの情報をグラフィックとして、画像縮小部203から出力された従来解像度画像に多重し、表示装置302に出力する。   The image reduction unit 203 reduces the conventional resolution image output from the memory control unit 201 according to the resolution of the display device 302 and outputs the reduced image to the GUI multiplexing unit 204. The GUI multiplexing unit 204 multiplexes information such as camera information and recording medium information as graphics in the conventional resolution image output from the image reduction unit 203 under the control of the system control unit 207, and outputs it to the display device 302.

以上のように、画像記録再生装置1000は、通常再生モード時には、従来規格に準拠した圧縮画像ストリーム、もしくは4K2Kから縮小された毎秒12フレームに相当する縮小圧縮画像ストリームを毎秒24フレームの形式にしたものをBDMVメインフォルダ410から読み出し、再生する。   As described above, in the normal playback mode, the image recording / reproducing apparatus 1000 converts a compressed image stream conforming to the conventional standard or a reduced compressed image stream corresponding to 12 frames per second reduced from 4K2K into a format of 24 frames per second. The file is read from the BDMV main folder 410 and reproduced.

また、BDMVメインフォルダ410以下のファイル構成は、従来規格のフォルダ構造と同様である。これにより、高解像度撮影に対応していない従来規格準拠の画像再生装置が、記録媒体10を再生した場合でも、毎秒24フレーム形式(内容は毎秒12フレーム相当)の画像を再生することができる。さらに、従来規格準拠の画像再生装置でも、プレイリスト編集などの機能を従来通りに使用できる。   The file structure below the BDMV main folder 410 is the same as the folder structure of the conventional standard. As a result, even when an image reproducing apparatus conforming to a conventional standard that does not support high-resolution imaging reproduces the recording medium 10, it can reproduce an image in a 24-frame format per second (the content is equivalent to 12 frames per second). Furthermore, functions such as playlist editing can be used as usual in an image reproduction device compliant with the conventional standard.

一方、再生モードが高解像度モードの場合(S220でYes)、システム制御部207は、再生対象の4K2Kからの縮小画像に対応する分割圧縮画像ストリームが記録媒体10に記録されているか否かを判定する(S221)。   On the other hand, when the playback mode is the high resolution mode (Yes in S220), the system control unit 207 determines whether or not the divided compressed image stream corresponding to the reduced image from 4K2K to be played back is recorded on the recording medium 10. (S221).

高解像度再生モードの場合、システム制御部207は、BDMVメインフォルダ410以下のプレイリストファイル417に加えて、HIGHRESOメインフォルダ430以下のプレイリストファイル437を参照する。   In the high-resolution playback mode, the system control unit 207 refers to the playlist file 437 below the HIGHRESO main folder 430 in addition to the playlist file 417 below the BDMV main folder 410.

高解像度撮影モードの場合、記録再生処理部206は、4K2Kからの縮小画像の1つのクリップに対応した分割圧縮画像ストリームをHIGHRESOメインフォルダ430に記録する。分割画像のプレイリストファイル437には、4K2Kからの縮小画像に対応して再生時に利用可能な分割画像のクリップインフォファイル438と再生時間とが記載されている。   In the case of the high resolution shooting mode, the recording / playback processing unit 206 records the divided compressed image stream corresponding to one clip of the reduced image from 4K2K in the HIGHRESO main folder 430. In the divided image playlist file 437, a clip information file 438 of divided images that can be used at the time of reproduction corresponding to a reduced image from 4K2K and a reproduction time are described.

記録再生処理部206は、まず、4K2Kからの縮小画像のプレイリストファイル417及び分割画像のプレイリストファイル437を参照する。   The recording / playback processing unit 206 first refers to a reduced image playlist file 417 and a divided image playlist file 437 from 4K2K.

以下、プレイリストファイル417に含まれる最初のクリップ(#1)を再生する場合を説明する。ここでは、クリップ(#1)に対応するクリップが分割画像のプレイリストファイル437に存在しない。つまり、クリップ(#1)は、通常撮影モードで記録された圧縮画像ストリーム、又は高解像度撮影に対応していない従来規格の画像記録装置により記録された圧縮画像ストリームである。   Hereinafter, a case where the first clip (# 1) included in the playlist file 417 is reproduced will be described. Here, the clip corresponding to the clip (# 1) does not exist in the playlist file 437 of divided images. That is, the clip (# 1) is a compressed image stream recorded in the normal shooting mode or a compressed image stream recorded by a conventional standard image recording apparatus that does not support high-resolution shooting.

分割圧縮画像ストリームが記録されていないので(S221でNo)、画像記録再生装置1000は、通常再生モードと同様の処理(S211〜S213)を行う。なお、記録媒体10に対応する分割圧縮画像ストリームが記録されていない場合(S221でNo)、システム制御部207は、ユーザにエラーの内容等を表示し、再生処理を終了してもよい。   Since the divided compressed image stream is not recorded (No in S221), the image recording / reproducing apparatus 1000 performs the same processing (S211 to S213) as in the normal reproduction mode. Note that if the divided compressed image stream corresponding to the recording medium 10 is not recorded (No in S221), the system control unit 207 may display the content of the error to the user and end the reproduction process.

続いて、クリップ(#2)を再生する処理を説明する。クリップ(#2)に対応するクリップ(#21)が分割圧縮画像ストリームのプレイリストファイル437に存在する。つまり、クリップ(#2)は、高解像度撮影モードで記録された圧縮画像ストリームである。   Next, a process for playing back the clip (# 2) will be described. A clip (# 21) corresponding to the clip (# 2) exists in the playlist file 437 of the divided compressed image stream. That is, the clip (# 2) is a compressed image stream recorded in the high resolution shooting mode.

分割圧縮画像ストリームが記録されているので(S221でYes)、記録再生処理部206は、再生対象の4K2Kからの縮小画像と、当該縮小画像に関連した分割圧縮画像ストリームとを記録媒体10から読み出す(S222)。具体的には、記録再生処理部206は、クリップインフォファイル438(02000.clpe)によって対応付けられている分割圧縮画像ストリームのストリームファイル439(02000.m2te)を読み出す。また、記録再生処理部206は、クリップインフォファイル418(02000.clpi)によって対応付けられている縮小画像のストリームファイル419(02000.m2ts)を読み出す。   Since the divided compressed image stream is recorded (Yes in S221), the recording / playback processing unit 206 reads from the recording medium 10 the reduced image from 4K2K to be played back and the divided compressed image stream related to the reduced image. (S222). Specifically, the recording / playback processing unit 206 reads the stream file 439 (02000.m2te) of the divided compressed image stream associated with the clip info file 438 (02000.clpe). In addition, the recording / playback processing unit 206 reads a reduced image stream file 419 (02000.m2ts) associated with the clip info file 418 (02000.clpi).

次に、圧縮伸張部205は、記録再生処理部206により読み出された縮小圧縮画像ストリーム及び分割圧縮画像ストリームを分離及び伸張する(S222)。この際に、システム制御部207は、記録再生処理部206、圧縮伸張部205、メモリ制御部201を制御し、縮小画像及び分割画像を、時間軸多重したHDTVサイズ多重化画像(図3(b)に示した毎秒60フレームのHDTVサイズ画像の形式)として画像出力部202に出力するとともに、縮小画像のみを画像縮小部203に出力する。   Next, the compression / decompression unit 205 separates and decompresses the reduced compressed image stream and the divided compressed image stream read by the recording / playback processing unit 206 (S222). At this time, the system control unit 207 controls the recording / playback processing unit 206, the compression / decompression unit 205, and the memory control unit 201, and the HDTV size multiplexed image (FIG. 3 (b) in FIG. ) As an HDTV size image format of 60 frames per second as shown in FIG. 5), and outputs only a reduced image to the image reduction unit 203.

画像縮小部203は、メモリ制御部201から出力された縮小画像を、表示装置302の解像度に合わせて縮小し、GUI多重部204に出力する。GUI多重部204は、システム制御部207からの制御により、カメラ情報、記録媒体情報などの情報をグラフィックとして、画像縮小部203から出力された画像に多重し、表示装置302に出力する。従って、画像縮小部203及びGUI多重部204については、通常再生モードでも高解像度再生モードでも処理内容は変わらない。   The image reduction unit 203 reduces the reduced image output from the memory control unit 201 according to the resolution of the display device 302 and outputs the reduced image to the GUI multiplexing unit 204. The GUI multiplexing unit 204 multiplexes information such as camera information and recording medium information as a graphic on the image output from the image reduction unit 203 under the control of the system control unit 207, and outputs it to the display device 302. Accordingly, the processing contents of the image reduction unit 203 and the GUI multiplexing unit 204 are the same in both the normal reproduction mode and the high resolution reproduction mode.

画像出力部202は、メモリ制御部201から出力されたHDTVサイズ多重化画像を、エッジ強調、ノイズキャンセルなどの画像処理を施した後に、超解像処理部320に出力する。従って、画像出力部202は4K2K画像に対応する必要は無く、従来からのHDTV画像に対応した回路を利用することができる。   The image output unit 202 outputs the HDTV size multiplexed image output from the memory control unit 201 to the super-resolution processing unit 320 after performing image processing such as edge enhancement and noise cancellation. Therefore, the image output unit 202 does not need to support 4K2K images, and a circuit corresponding to conventional HDTV images can be used.

超解像処理部320は、入力されたHDTVサイズ多重化画像を一旦外部メモリ330に保存したのち、分割画像を合成して4K2Kの高解像度画像を復元し、この高解像度画像と縮小画像とを利用して、縮小画像に対応した4K2Kの高解像度画像を生成する。   The super-resolution processing unit 320 temporarily stores the input HDTV size multiplexed image in the external memory 330, then combines the divided images to restore a 4K2K high-resolution image, and the high-resolution image and the reduced image are combined. By using this, a 4K2K high-resolution image corresponding to the reduced image is generated.

図7は、高解像度再生モードにおける画像記録再生装置1000の各部信号を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating signals of each part of the image recording / reproducing apparatus 1000 in the high-resolution reproduction mode.

図7(a)は記録媒体10のBDMVメインフォルダ410配下に記録されている分割圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 7A shows a divided compressed image stream recorded under the BDMV main folder 410 of the recording medium 10.

図7(b)は記録媒体10のHIGHRESOメインフォルダ430配下に記録されている縮小圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 7B is a diagram showing a reduced compressed image stream recorded under the HIGHRESO main folder 430 of the recording medium 10.

図7(c)は画像出力部202が出力するHDTVサイズ多重化画像を示す図である。   FIG. 7C is a diagram showing an HDTV size multiplexed image output from the image output unit 202.

図7(d)は外部メモリ330に保存されたHDTVサイズ多重化画像を示す図である。   FIG. 7D shows an HDTV size multiplexed image stored in the external memory 330.

図7(e)は超解像処理部320において縮小画像及び分割画像から超解像処理により生成される4K2K高解像度画像を示す図である。   FIG. 7E is a diagram illustrating a 4K2K high-resolution image generated by the super-resolution processing from the reduced image and the divided image in the super-resolution processing unit 320.

圧縮伸張部205は、記録再生処理部206により読み出された、図7(a)に示す分割圧縮画像ストリーム、及び図7(b)に示す縮小圧縮画像ストリームを分離及び伸張して、それぞれメモリ制御部201に出力する。   The compression / decompression unit 205 separates and decompresses the divided compressed image stream shown in FIG. 7 (a) and the reduced compressed image stream shown in FIG. 7 (b) read by the recording / playback processing unit 206, respectively. Output to the control unit 201.

メモリ制御部201は伸張後の圧縮画像、及び分割画像を外部メモリ300に一旦保存したのち、図7(c)に示すHDTVサイズ多重化画像に時間軸多重して画像出力部202経由で超解像処理部320へ出力する。このとき、図7に示したように、スキップPピクチャ(例えばフレーム370及びフレーム371)の復号画像はHDTVサイズ多重化画像に多重しない。   The memory control unit 201 temporarily stores the decompressed compressed image and the divided image in the external memory 300, and then temporally multiplexes the HDTV size multiplexed image shown in FIG. The image is output to the image processing unit 320. At this time, as shown in FIG. 7, the decoded image of the skip P picture (for example, the frame 370 and the frame 371) is not multiplexed on the HDTV size multiplexed image.

超解像処理部320は、入力されたHDTVサイズ多重化画像を一旦外部メモリ330に保存する。このとき、メモリ上で分割画像を4K2Kの高解像度画像に当てはめたアドレス順で保存し、読み出すことで図7(d)に示した縮小画像と高解像度画像が交互に繰り返された画像が復元される。   The super-resolution processing unit 320 temporarily stores the input HDTV size multiplexed image in the external memory 330. At this time, the divided images are stored in the memory in the order of addresses applied to the 4K2K high-resolution image, and read to restore the image in which the reduced image and the high-resolution image shown in FIG. The

超解像処理部320は、図7(d)に示した画像信号を外部メモリ330から読み出し、この高解像度画像と縮小画像との繰返し信号を利用して、縮小画像に対応した4K2Kの高解像度画像を生成する。   The super-resolution processing unit 320 reads out the image signal shown in FIG. 7D from the external memory 330, and uses a repetitive signal of the high-resolution image and the reduced image, and uses a high resolution of 4K2K corresponding to the reduced image. Generate an image.

例えば、縮小画像(フレーム380)を線形補間により4K2K画像サイズに拡大したのち、16×16画素ごとの動き検出ブロックに分割し、高解像度画像(フレーム381)上で、水平・垂直座標が近い位置にある16×16画素ブロックとの間で動きベクトル検出処理を実行する。   For example, after a reduced image (frame 380) is enlarged to a 4K2K image size by linear interpolation, it is divided into motion detection blocks every 16 × 16 pixels, and the horizontal and vertical coordinates are close to each other on the high resolution image (frame 381). The motion vector detection process is executed with respect to the 16 × 16 pixel block in FIG.

この動きベクトル検出処理の結果において、縮小画像の動き検出ブロックと、動きベクトルが指す高解像度画像上の16×16画素ブロックとの間の相関性が高い動き検出ブロックについては、動きベクトルが指す高解像度画像上の16×16画素をコピーする。一方、相関性の低い動き検出ブロックについては、縮小画像を線形補間により拡大処理して生成された動き検出ブロックをそのまま用いることで、縮小画像380に対応する高解像度画像390を生成する。   As a result of the motion vector detection process, a motion detection block having a high correlation between the motion detection block of the reduced image and the 16 × 16 pixel block on the high-resolution image indicated by the motion vector has a high value indicated by the motion vector. Copy 16 × 16 pixels on the resolution image. On the other hand, for a motion detection block with low correlation, a high-resolution image 390 corresponding to the reduced image 380 is generated by using the motion detection block generated by enlarging the reduced image by linear interpolation.

上記に示す処理を行うことで、縮小画像380と高解像度画像381の間で動き量の少ない部分は元々高解像度の画素データを用いるため、良好な高解像度画像を得ることができる。一方、動き量の多い部分は線形補間により拡大処理して生成された画素データを用いるため、精細度の低い画像となる。しかし、動き量が多いため、視聴する人の視覚特性上、精細度が低くなっていることが認知されにくい。従って、超解像処理部320は、全体的に良好な高解像度画像を出力することが可能である。   By performing the processing described above, a portion with a small amount of motion between the reduced image 380 and the high-resolution image 381 originally uses high-resolution pixel data, so that a good high-resolution image can be obtained. On the other hand, a portion with a large amount of motion uses low-definition images because pixel data generated by enlarging processing by linear interpolation is used. However, since the amount of movement is large, it is difficult to recognize that the definition is low due to the visual characteristics of the viewer. Therefore, the super-resolution processing unit 320 can output a high-resolution image that is generally good.

ただし、画像を線形補間により縮小、拡大する際には、使用するフィルタの特性によって元の画像の画素位置に対する処理後の画像の画素位置が変化する。従って、上記の超解像処理の中で、縮小画像(図7の380)を線形補間により4K2K画像サイズに拡大する際には、拡大後の画素位置と縮小画像の画素位置との相対関係が、図3において4K2Kの画像を縮小する際の、4K2K画像の画素位置と縮小画像の画素位置との相対関係と一致するような線形補間フィルタを用いる必要がある。   However, when the image is reduced or enlarged by linear interpolation, the pixel position of the processed image with respect to the pixel position of the original image changes depending on the characteristics of the filter used. Therefore, in the above super-resolution processing, when a reduced image (380 in FIG. 7) is enlarged to a 4K2K image size by linear interpolation, there is a relative relationship between the pixel position after the enlargement and the pixel position of the reduced image. 3, it is necessary to use a linear interpolation filter that matches the relative relationship between the pixel position of the 4K2K image and the pixel position of the reduced image when the 4K2K image is reduced.

図8に4K2K画像と縮小画像の画素位置の相対関係の例を示す。図8(a)は4K2Kの画素位置の例、図8(b)及び(c)は縮小画像の画素位置の例である。   FIG. 8 shows an example of the relative relationship between the pixel positions of the 4K2K image and the reduced image. FIG. 8A shows an example of the pixel position of 4K2K, and FIGS. 8B and 8C show examples of the pixel position of the reduced image.

図8(a)の4K2K画像を水平1/2、垂直1/2に縮小してHDTV相当の縮小画像を生成する際に、水平2画素×垂直2画素(黒で示した画素)の単純平均を求めることで縮小処理すると図8(b)の×位置が縮小画像の画素位置となる。一方、水平2画素×垂直2画素から単純間引き、すなわち左上隅の1画素で代表させることで縮小処理すると図8(c)の黒丸位置が縮小画像の画素位置となる。従って、縮小画像を4K2K画像サイズに拡大する際も、図8(b)の場合と図8(c)の場合とで異なるフィルタ係数を用いて拡大する必要がある。この画素位置の相対関係については、予め規格で取り決めをすることで機器間の互換性を保証し、良好な高解像度画像を得ることが可能となる。   When the 4K2K image of FIG. 8A is reduced to 1/2 horizontal and 1/2 vertical to generate a reduced image equivalent to HDTV, a simple average of 2 horizontal pixels × 2 vertical pixels (pixels shown in black) When the reduction process is performed by obtaining the above, the x position in FIG. 8B becomes the pixel position of the reduced image. On the other hand, when the reduction processing is performed by simple thinning out from 2 horizontal pixels × vertical 2 pixels, that is, by representing by one pixel in the upper left corner, the black circle position in FIG. 8C becomes the pixel position of the reduced image. Therefore, even when a reduced image is enlarged to a 4K2K image size, it is necessary to enlarge using different filter coefficients in the case of FIG. 8B and FIG. 8C. About the relative relationship of this pixel position, it becomes possible to guarantee the compatibility between apparatuses by predetermining by a standard beforehand, and to obtain a favorable high-resolution image.

以上のように、実施の形態1に係る画像記録再生装置1000は、高解像度再生モード時には、従来規格に準拠した通常解像度の圧縮画像ストリームである縮小圧縮画像ストリームをBDMVメインフォルダ410から読み出し、分割圧縮画像ストリームをHIGHRESOメインフォルダ430から読み出す。画像記録再生装置1000は、読み出した縮小圧縮画像ストリームと分割圧縮画像ストリームとを用いて、高解像度画像を復元し再生する。   As described above, in the high-resolution playback mode, the image recording / playback apparatus 1000 according to Embodiment 1 reads a reduced compressed image stream, which is a compressed image stream having a normal resolution compliant with the conventional standard, from the BDMV main folder 410 and divides it. The compressed image stream is read from the HIGHRESO main folder 430. The image recording / reproducing apparatus 1000 restores and reproduces the high-resolution image using the read reduced compressed image stream and divided compressed image stream.

以上、本実施の形態1に係る画像記録再生装置1000によれば、従来規格を超える解像度の高解像度画像を記録媒体10に記録及び再生できる。   As described above, according to the image recording / reproducing apparatus 1000 according to the first embodiment, a high-resolution image having a resolution exceeding the conventional standard can be recorded and reproduced on the recording medium 10.

このとき、記録再生部200においては、メモリ制御部201における外部メモリ300への画像の配置制御、及び圧縮伸張部205及び記録再生処理部206における圧縮画像ストリームの生成及び記録再生に関する制御は従来解像度の記録再生処理とは異なってくるものの、画像自体は従来解像度サイズの画像を扱っているため、少ない回路規模、演算処理量での符号化及び記録を可能としている。   At this time, in the recording / reproducing unit 200, the control of the arrangement of the image in the external memory 300 in the memory control unit 201 and the generation, recording and reproduction of the compressed image stream in the compression / decompression unit 205 and the recording / reproduction processing unit 206 However, since the image itself handles an image of a conventional resolution size, encoding and recording can be performed with a small circuit scale and an arithmetic processing amount.

特に、画像出力部202、画像縮小部203、GUI多重部204で扱う画像も従来解像度サイズの画像であるため、記録再生部200がメモリ制御部201における外部メモリ300への画像の配置制御、及び圧縮伸張部205及び記録再生処理部206における圧縮画像ストリームの生成及び記録再生に関する制御に関する処理をマイクロプロセッサ上のソフトウェアとして実装していた場合、記録再生部200は従来解像度に合わせて実装されたハードウェアをそのまま流用することが可能となり、さらに有用である。   In particular, since the images handled by the image output unit 202, the image reduction unit 203, and the GUI multiplexing unit 204 are also images of the conventional resolution size, the recording / playback unit 200 controls the arrangement of images in the external memory 300 in the memory control unit 201, and When the processing related to the generation and recording / reproduction control of the compressed image stream in the compression / decompression unit 205 and the recording / reproduction processing unit 206 is implemented as software on the microprocessor, the recording / reproduction unit 200 is implemented with hardware implemented in accordance with the conventional resolution. The wear can be used as it is, which is further useful.

さらには、従来解像度に対応した符号化装置で、高解像度画像を符号化するとともに、再生時には高解像度画像と従来解像度の縮小画像が交互に得られ、この特性を利用して超解像処理を行って高解像度画像を生成することにより、符号化装置の性能に対して高いフレームレートで良好な高解像度画像を再生することを可能とした画像符号化装置、及び画像記録装置を提供できる。   Furthermore, a high resolution image is encoded by an encoding device that supports the conventional resolution, and at the time of reproduction, a high resolution image and a reduced image of the conventional resolution are alternately obtained, and super-resolution processing is performed using this characteristic. It is possible to provide an image encoding apparatus and an image recording apparatus that can reproduce a high-resolution image that is favorable at a high frame rate with respect to the performance of the encoding apparatus by performing the high-resolution image.

また、実施の形態1に係る画像記録再生装置1000で記録した記録媒体10を、高解像度画像の再生に対応していない従来規格に準拠した画像再生装置に装着して再生した場合には、当該画像再生装置は縮小画像のみを再生することで、従来規格準拠の1920×1080の解像度を有する画像を再生できる。すなわち、画像記録再生装置1000は、従来規格の画像再生装置との互換性を確保できる。   In addition, when the recording medium 10 recorded by the image recording / reproducing apparatus 1000 according to the first embodiment is mounted on an image reproducing apparatus conforming to a conventional standard that does not support high-resolution image reproduction, The image reproducing apparatus can reproduce an image having a resolution of 1920 × 1080 conforming to the conventional standard by reproducing only the reduced image. That is, the image recording / reproducing apparatus 1000 can ensure compatibility with a conventional standard image reproducing apparatus.

また、実施の形態1に係る画像記録再生装置1000は、記録媒体10の1つのファイルシステム内に、従来規格に対応した従来解像度の圧縮画像ストリームと、分割圧縮画像ストリームとを記録するので管理が容易である。つまり、本実施の形態1に係る画像記録再生装置1000は、管理が容易な高解像度画像を記録できる。   Further, the image recording / reproducing apparatus 1000 according to the first embodiment records the compressed image stream of the conventional resolution corresponding to the conventional standard and the divided compressed image stream in one file system of the recording medium 10, so that the management is possible. Easy. That is, the image recording / reproducing apparatus 1000 according to the first embodiment can record a high-resolution image that can be easily managed.

また、実施の形態1に係る画像記録再生装置1000は、HIGHRESOメインフォルダ430のフォルダ構成をBDMVメインフォルダ410のフォルダ構成にあわせて形成する。これにより、4K2Kからの縮小画像と分割画像との対応をとりやすくできる。さらに、プレイリストファイル417及び437からクリップインフォファイル418及び438を介してストリームファイル419及び439を指定し再生する処理が従来解像度画像または4K2Kからの縮小圧縮画像ストリーム用と分割圧縮画像ストリーム用とで共用化可能となるので、システム制御部207の実装を簡略化することができる。   Further, the image recording / reproducing apparatus 1000 according to Embodiment 1 forms the folder structure of the HIGHRESO main folder 430 in accordance with the folder structure of the BDMV main folder 410. Thereby, it is possible to easily take a correspondence between the reduced image from 4K2K and the divided image. Furthermore, the processing for designating and playing back the stream files 419 and 439 from the playlist files 417 and 437 via the clip info files 418 and 438 is performed for the conventional resolution image or the reduced compressed image stream from 4K2K and the divided compressed image stream. Since sharing is possible, the implementation of the system control unit 207 can be simplified.

以上、本実施の形態1に係る画像記録再生装置1000について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。   The image recording / reproducing apparatus 1000 according to the first embodiment has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment.

例えば、上記説明では、縮小圧縮画像ストリームの1つのメインフォルダに対して、分割圧縮画像ストリームの1つのメインフォルダが対応するものとして説明したが、分割圧縮画像ストリームが複数に分割されていてもよく、それらが複数のメインフォルダに分かれて記録されていてもよい。   For example, in the above description, one main folder of the divided compressed image stream corresponds to one main folder of the reduced compressed image stream. However, the divided compressed image stream may be divided into a plurality of divided compressed image streams. These may be recorded separately in a plurality of main folders.

また、上記説明では、図5において画像記録再生装置1000は、高解像度再生モードであるか否かを判定(S220)した後に、分割圧縮画像ストリームが存在するか否かを判定(S221)するとしたが、分割圧縮画像ストリームが存在するか否かを判定(S221)した後に、高解像度再生モードであるか否かを判定(S220)してもよい。さらに、画像記録再生装置1000は、所定の時間毎に、高解像度再生モードであるか否かの判定(S220)を行ってもよい。   In the above description, the image recording / reproducing apparatus 1000 in FIG. 5 determines whether or not the divided compressed image stream exists after determining whether or not the high-resolution reproduction mode is set (S220) (S221). However, after determining whether or not the divided compressed image stream exists (S221), it may be determined whether or not the high-resolution playback mode is set (S220). Further, the image recording / reproducing apparatus 1000 may determine whether or not the high-resolution reproduction mode is set at every predetermined time (S220).

また、上記説明では、図4に示すフォルダ構成を示したが、従来規格互換の画像と、高解像度の画像とが別のフォルダに格納されればよく、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、プレイリストファイル417、クリップインフォファイル418及びストリームファイル419は、BDMVメインフォルダ410、又はBDMVメインフォルダ410の下位に階層的に形成したフォルダに記録されればよい。プレイリストファイル437、クリップインフォファイル438及びストリームファイル439は、HIGHRESOメインフォルダ430、又はHIGHRESOメインフォルダ430の下位に階層的に形成したフォルダに記録されればよい。   In the above description, the folder configuration shown in FIG. 4 is shown. However, the conventional standard compatible image and the high resolution image may be stored in different folders, and the present invention is not limited to this. Absent. That is, the playlist file 417, the clip info file 418, and the stream file 419 may be recorded in the BDMV main folder 410 or a folder formed hierarchically below the BDMV main folder 410. The playlist file 437, the clip info file 438, and the stream file 439 may be recorded in the HIGHRESO main folder 430 or a folder formed hierarchically below the HIGHRESO main folder 430.

また、プレイリストファイル417、クリップインフォファイル418及びストリームファイル419に含まれる情報の実体が、BDMVメインフォルダ410内に格納される必要はなく、プレイリストファイル417、クリップインフォファイル418及びストリームファイル419に含まれる情報の実体を特定する情報のみがBDMVメインフォルダ410内に格納されてもよい。すなわち、プレイリストファイル417、クリップインフォファイル418及びストリームファイル419は、BDMVメインフォルダ410に関連付けて記録されればよい。   In addition, the substance of information included in the playlist file 417, the clip info file 418, and the stream file 419 does not need to be stored in the BDMV main folder 410, and the playlist file 417, the clip info file 418, and the stream file 419 are stored. Only information that identifies the substance of the included information may be stored in the BDMV main folder 410. That is, the playlist file 417, the clip info file 418, and the stream file 419 may be recorded in association with the BDMV main folder 410.

同様に、プレイリストファイル437、クリップインフォファイル438及びストリームファイル439に含まれる情報の実体が、HIGHRESOメインフォルダ430内に格納される必要はなく、プレイリストファイル437、クリップインフォファイル438及びストリームファイル439に含まれる情報の実体を特定する情報のみがHIGHRESOメインフォルダ430内に格納されてもよい。すなわち、プレイリストファイル437、クリップインフォファイル438及びストリームファイル439は、HIGHRESOメインフォルダ430に関連付けて記録されればよい。   Similarly, the substance of information included in the playlist file 437, the clip info file 438, and the stream file 439 does not need to be stored in the HIGHRESO main folder 430, and the playlist file 437, the clip info file 438, and the stream file 439 are not stored. Only the information specifying the substance of the information included in the file may be stored in the HIGHRESO main folder 430. That is, the playlist file 437, the clip info file 438, and the stream file 439 may be recorded in association with the HIGHRESO main folder 430.

また、上記説明では、図2において超解像処理部320は外部メモリ330と接続されているものとしたが、これは外部メモリ300と兼用するように構成することも可能である。   In the above description, it is assumed that the super-resolution processing unit 320 is connected to the external memory 330 in FIG. 2, but this can also be configured to be used as the external memory 300.

(実施の形態2)
次に、本実施の形態2について説明する。
(Embodiment 2)
Next, the second embodiment will be described.

本実施の形態2に係る画像符号化装置は、実施の形態1に係る画像符号化装置、すなわち圧縮伸張部205、および画像記録装置、すなわち画像記録再生装置1000の変形例である。   The image encoding apparatus according to the second embodiment is a modification of the image encoding apparatus according to the first embodiment, that is, the compression / decompression unit 205, and the image recording apparatus, that is, the image recording / reproducing apparatus 1000.

本実施の形態2では、記録媒体上で縮小圧縮画像ストリームと分割圧縮画像ストリームを異なるフォルダに記録することに代わり、縮小画像と分割画像の割合を変更したうえで多重処理を工夫することで、より少ない処理量での符号化を可能にすると共に記録再生処理部206の処理を簡略化した画像符号化装置及び画像記録再生装置について説明する。   In the second embodiment, instead of recording the reduced compressed image stream and the divided compressed image stream in different folders on the recording medium, by devising the multiple processing after changing the ratio of the reduced image and the divided image, An image encoding apparatus and an image recording / reproducing apparatus that enable encoding with a smaller processing amount and simplify the processing of the recording / reproducing processing unit 206 will be described.

本実施の形態2に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置は、ブロック図レベルの構成は図2に示した画像記録再生装置1000と同一である。しかし、カメラ画像信号処理部104による縮小画像と分割画像の生成方法、及び、圧縮伸張部205による圧縮後の多重方法の詳細が、実施の形態1と異なる。   The image recording / reproducing apparatus using the image coding apparatus according to the second embodiment has the same block diagram level configuration as the image recording / reproducing apparatus 1000 shown in FIG. However, the details of the generation method of the reduced image and the divided image by the camera image signal processing unit 104 and the multiplexing method after compression by the compression / decompression unit 205 are different from those of the first embodiment.

図9は、本実施の形態2に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1000における各部信号を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing signals in each part in the image recording / reproducing apparatus 1000 using the image coding apparatus according to the second embodiment.

図9(a)はカメラ画像信号処理部104において生成される4K2K画像信号を示す図である。   FIG. 9A is a diagram illustrating a 4K2K image signal generated in the camera image signal processing unit 104.

図9(b)はカメラ画像信号処理部104からメモリ制御部201に出力される画像信号を示す図である。   FIG. 9B is a diagram illustrating an image signal output from the camera image signal processing unit 104 to the memory control unit 201.

図9(c)は圧縮伸張部205において縮小画像が圧縮されて生成される縮小圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 9C shows a reduced compressed image stream generated by compressing the reduced image in the compression / decompression unit 205.

図9(d)は圧縮伸張部205において分割画像が圧縮されて生成される分割圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 9D is a diagram showing a divided compressed image stream generated by compressing the divided images in the compression / decompression unit 205.

図9(e)は圧縮伸張部205において縮小圧縮画像ストリームにスキップPピクチャを挿入して圧縮伸張部205から出力される分割圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 9E is a diagram showing a divided compressed image stream output from the compression / decompression unit 205 by inserting a skip P picture into the reduced compressed image stream in the compression / decompression unit 205.

図9(a)に示した毎秒24フレームの4K2K画像信号が、画像縮小部110に11枚供給されるごとに、画像分割部111に1枚供給される。画像縮小部110は、入力された4K2K画像のフレーム350を、水平方向1/2、垂直方向1/2に縮小し、画素数が1920×1080のHDTVサイズの縮小画像360として記録再生部200に出力する。また、画像分割部111は、入力された4K2K画像のフレーム351を、水平画素数が1/2、垂直画素数が1/2の4個の分割画像361、362、363及び364に分割し、画素数が1920×1080のHDTVサイズの分割画像として記録再生部200に出力する。   Every time 11 sheets of 4K2K image signals of 24 frames per second shown in FIG. 9A are supplied to the image reducing section 110, one sheet is supplied to the image dividing section 111. The image reducing unit 110 reduces the input frame 350 of the 4K2K image to 1/2 in the horizontal direction and 1/2 in the vertical direction to the recording / reproducing unit 200 as a reduced image 360 of HDTV size having the number of pixels of 1920 × 1080. Output. Further, the image dividing unit 111 divides the input 4K2K image frame 351 into four divided images 361, 362, 363, and 364 having a horizontal pixel number of 1/2 and a vertical pixel number of 1/2. The image is output to the recording / reproducing unit 200 as an HDTV-sized divided image having a number of pixels of 1920 × 1080.

図3と異なり、分割画像と分割画像の間に縮小画像が11枚入るため、カメラ画像信号処理部104が、縮小画像360、及び分割画像361、362、363、364を時間軸多重した結果は、図9(b)に示した毎秒30フレームのHDTVサイズ画像の形式になる。カメラ画像信号処理部104は、このHDTVサイズ多重化画像を記録再生部200に出力する。   Unlike FIG. 3, since 11 reduced images are inserted between the divided images, the camera image signal processing unit 104 performs time-axis multiplexing on the reduced image 360 and the divided images 361, 362, 363, and 364. The format of the HDTV size image of 30 frames per second shown in FIG. The camera image signal processing unit 104 outputs the HDTV size multiplexed image to the recording / playback unit 200.

メモリ制御部201は、システム制御部207の制御により、カメラ画像信号処理部104から出力されたHDTVサイズ多重化画像の中から縮小画像を抜き取り、外部メモリ300上の縮小画像領域310に一旦記憶させ、必要に応じて読み出して画像出力部202、画像縮小部203、圧縮伸張部205に出力する。また、メモリ制御部201は、システム制御部207の制御により、カメラ画像信号処理部104から出力されたHDTVサイズ多重化画像の中から分割画像を抜き取り、外部メモリ300上の分割画像領域311に一旦記憶させ、必要に応じて読み出して画像出力部202、及び圧縮伸張部205に出力する。   Under the control of the system control unit 207, the memory control unit 201 extracts a reduced image from the HDTV size multiplexed image output from the camera image signal processing unit 104, and temporarily stores the reduced image in the reduced image area 310 on the external memory 300. If necessary, the data is read out and output to the image output unit 202, the image reduction unit 203, and the compression / expansion unit 205. Further, the memory control unit 201 extracts a divided image from the HDTV size multiplexed image output from the camera image signal processing unit 104 under the control of the system control unit 207 and temporarily stores the divided image in the divided image region 311 on the external memory 300. The data is stored, read as necessary, and output to the image output unit 202 and the compression / decompression unit 205.

ここで、メモリ制御部201は画像出力部202及び圧縮伸張部205に縮小画像及び分割画像を出力する際には、図9(b)に示したHDTVサイズ多重化画像として出力する。画像出力部202は、メモリ制御部201から出力されたHDTVサイズ多重化画像を、エッジ強調、ノイズキャンセルなどの画像処理を施した後に、出力端子301を介して出力する。   Here, when outputting the reduced image and the divided image to the image output unit 202 and the compression / decompression unit 205, the memory control unit 201 outputs the HDTV size multiplexed image shown in FIG. 9B. The image output unit 202 outputs the HDTV size multiplexed image output from the memory control unit 201 via the output terminal 301 after performing image processing such as edge enhancement and noise cancellation.

圧縮伸張部205は、メモリ制御部201から出力されたHDTVサイズ多重化画像を、MPEG−2又はH.264などの符号化方法に基づいて、圧縮して多重する。圧縮伸張部205は、圧縮多重して得られた圧縮画像ストリームを記録再生処理部206に出力する。   The compression / decompression unit 205 converts the HDTV size multiplexed image output from the memory control unit 201 to MPEG-2 or H.264. Based on an encoding method such as H.264, the data is compressed and multiplexed. The compression / decompression unit 205 outputs the compressed image stream obtained by the compression multiplexing to the recording / playback processing unit 206.

このとき、圧縮伸張部205はHDTVサイズ多重化画像を圧縮するため、符号化装置としての性能は、毎秒30フレームのHDTVサイズ画像信号を圧縮するだけの性能があれば良い。すなわち、符号化装置としての性能は、現在HDTV信号を圧縮する際に一般的に使われている、いわゆる1080i信号形式に対応した性能でよい。ただし、システム制御部207からの制御により、入力されたHDTVサイズ多重化画像の中の縮小画像と分割画像を区別し、圧縮処理はそれぞれ独立になるように内部処理を切り替えて圧縮する。   At this time, since the compression / decompression unit 205 compresses the HDTV size multiplexed image, the performance as the encoding device only needs to be sufficient to compress the HDTV size image signal of 30 frames per second. That is, the performance as an encoding device may be a performance corresponding to a so-called 1080i signal format that is generally used when compressing an HDTV signal. However, under the control of the system control unit 207, the reduced image and the divided image in the input HDTV size multiplexed image are distinguished, and compression is performed by switching the internal processing so that the compression processing becomes independent.

縮小画像を圧縮する際には、図9(b)に示したHDTVサイズ多重化画像の中の縮小画像同士(例えばフレーム360及びフレーム365)のみのフレーム間参照を用いて圧縮処理を行う。この場合、Bピクチャを用いず、Iピクチャ及びPピクチャのみでフレーム間圧縮処理を行えば、圧縮するフレームの順が入力フレーム順と同じになるので制御が複雑にならなくて済む。   When compressing the reduced image, the compression processing is performed using the inter-frame reference of only the reduced images (for example, the frame 360 and the frame 365) in the HDTV size multiplexed image shown in FIG. 9B. In this case, if the inter-frame compression process is performed using only the I picture and the P picture without using the B picture, the order of the frames to be compressed becomes the same as the order of the input frames, so that the control does not have to be complicated.

縮小画像から生成された圧縮画像ストリームは図9(c)のような形式になるが、ここではさらに従来規格準拠のストリームとするため、11フレームに1枚の割合でスキップPピクチャを挿入することで、圧縮伸張部205は、図9(e)に示した擬似24p形式の圧縮画像ストリームを生成することができる。   The compressed image stream generated from the reduced image is in the format as shown in FIG. 9C. Here, in order to make the stream compliant with the conventional standard, a skip P picture is inserted at a rate of 1 frame per 11 frames. Thus, the compression / decompression unit 205 can generate the pseudo 24p format compressed image stream shown in FIG.

一方、分割画像を圧縮する際には、画像間の時間が大きく開くため相関性が低くなることから、フレーム間参照を用いず、フレーム内圧縮を用いるほうが望ましい。ここでは、圧縮伸張部205は、分割画像からフレーム内圧縮処理により、図9(d)に示す圧縮画像ストリームを生成する。   On the other hand, when compressing a divided image, since the time between images is greatly opened and the correlation is low, it is preferable to use intraframe compression without using interframe reference. Here, the compression / decompression unit 205 generates a compressed image stream shown in FIG. 9D by intra-frame compression processing from the divided images.

実施の形態2に係る画像符号化装置、すなわち圧縮伸張部205では、分割画像は11フレームに1枚と縮小画像に対して割合が少ないことから、圧縮伸張部205における多重処理の段階で、分割圧縮画像ストリームを縮小圧縮画像ストリームに多重して出力するものとする。このようにすることで、図4におけるBDMVメインフォルダ配下のフォルダ構成のみで分割圧縮画像ストリームも含めて記録媒体10に記録することができるようになる。   In the image coding apparatus according to the second embodiment, that is, the compression / expansion unit 205, the divided image is one frame per 11 frames, and the ratio to the reduced image is small. It is assumed that the compressed image stream is multiplexed with the reduced compressed image stream and output. By doing so, it becomes possible to record the recording medium 10 including the divided compressed image stream only with the folder structure under the BDMV main folder in FIG.

なお、実施の形態1に係る画像符号化装置と同様に、圧縮伸張部205は縮小圧縮画像ストリームと、分割圧縮画像ストリームとを多重せず、別々のストリームとして出力したのち、図4のフォルダ構成の通りに記録しても構わない。   Similar to the image encoding apparatus according to the first embodiment, the compression / decompression unit 205 outputs the separate compressed image stream and the divided compressed image stream as separate streams without multiplexing the reduced compressed image stream and the folder configuration shown in FIG. You may record as follows.

分割圧縮画像ストリームを縮小圧縮画像ストリームに多重する方法は複数考えられる。以下、この多重方法について説明する。   There can be a plurality of methods for multiplexing the divided compressed image stream into the reduced compressed image stream. Hereinafter, this multiplexing method will be described.

(第1の多重方法)
図10は、本実施の形態2に係る圧縮画像ストリームの構造例を示す図である。ここでは、映像信号をH.264規格に基づいて圧縮し、多重化方式としてMPEG−2システム規格のTS(トランスポート・ストリーム)の形式に多重化するものとする。
(First multiplexing method)
FIG. 10 is a diagram illustrating a structure example of a compressed image stream according to the second embodiment. Here, the video signal is H.264. It is assumed that the data is compressed based on the H.264 standard and multiplexed into the TS (transport stream) format of the MPEG-2 system standard as a multiplexing method.

このとき、多重化前の圧縮画像ストリーム、いわゆるビデオのES(エレメンタリー・ストリーム)は図10のように、AUデリミタ、SPS、PPS、SEI、主ピクチャ、冗長ピクチャ、EOS(エンド・オブ・シーケンス)、EOS(エンド・オブ・ストリーム)で構成される。縮小圧縮画像ストリームにおいて、このうちの主ピクチャに縮小画像を圧縮したデータが格納されている。   At this time, the compressed image stream before multiplexing, that is, the so-called video ES (elementary stream), as shown in FIG. 10, is an AU delimiter, SPS, PPS, SEI, main picture, redundant picture, EOS (end of sequence). ) And EOS (end of stream). In the reduced compressed image stream, data obtained by compressing the reduced image is stored in the main picture.

この構成の中で、SEIには複数の種類があり、その中にUser Data Unregistered SEIと呼ばれる、任意のユーザデータを多重することが可能なものがある。ここに分割圧縮画像ストリームを多重することで、高解像度画像の再生に対応していない、従来規格準拠の画像再生装置では分割圧縮画像ストリームを無視して縮小画像のみを再生することが可能となる。   In this configuration, there are a plurality of types of SEI, and among them, there is a type called User Data Unregistered SEI that can multiplex arbitrary user data. By multiplexing the divided compressed image stream here, it is possible to reproduce only the reduced image by ignoring the divided compressed image stream in an image reproducing apparatus compliant with the conventional standard that does not support reproduction of a high resolution image. .

(第2の多重方法)
MPEG−2システム規格のTSの形式に多重化する場合、図10のエレメンタリー・ストリームは、まずPES(パケッタイズド・エレメンタリー・ストリーム)形式に多重化される。
(Second multiplexing method)
In the case of multiplexing in the MPEG-2 system standard TS format, the elementary stream in FIG. 10 is first multiplexed in the PES (packetized elementary stream) format.

図11は、MPEG−2規格のPESの構成例を示す図である。圧縮画像ストリーム(ES)を格納したPESパケットは可変長のパケットで、入力されたESをピクチャ単位で区切ったものをPESパケット1個分のパケット・データとする。このパケット・データの先頭に、PESスタートコードで開始されるPESヘッダを付加したものが1個のPESパケットである。   FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a PES of the MPEG-2 standard. A PES packet storing a compressed image stream (ES) is a variable-length packet, and an input ES divided in units of pictures is packet data for one PES packet. One PES packet is obtained by adding a PES header starting with a PES start code to the head of this packet data.

図12は、MPEG−2規格のTSの構成例を示す図である。TSパケットは固定長のパケットで、そのペイロード(データを入れる部分)のサイズに合わせてPESを区切り、複数のTSパケットのペイロードに入れてPESを伝送する。また、TSパケットの先頭に付加されるTSヘッダにはパケットの種別を示すパケット識別情報(PID)が多重化されている。このPIDの値は画像データ、音声データなどのペイロードの中身によって固有の値が付けられる。   FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a TS of the MPEG-2 standard. The TS packet is a fixed-length packet, and the PES is divided in accordance with the size of the payload (data insertion portion), and the PES is transmitted in the payload of a plurality of TS packets. In addition, packet identification information (PID) indicating the packet type is multiplexed in the TS header added to the head of the TS packet. The PID value is given a unique value depending on the contents of the payload such as image data and audio data.

本実施の形態においては、縮小圧縮画像ストリームを格納したPESと、分割圧縮画像ストリームを格納したPESとを別々のPID値を持つTSパケットとして多重化する。このときに、縮小圧縮画像ストリームを格納したTSパケットには、従来規格において圧縮画像ストリームを格納したTSパケットに割り当てられているPID値を付与し、分割圧縮画像ストリームを格納したTSパケットには、従来規格において使用されていない、もしくはユーザデータに割り当てられているPID値を付与する。   In the present embodiment, the PES storing the reduced compressed image stream and the PES storing the divided compressed image stream are multiplexed as TS packets having different PID values. At this time, the PID value assigned to the TS packet storing the compressed image stream in the conventional standard is given to the TS packet storing the reduced compressed image stream, and the TS packet storing the divided compressed image stream is A PID value that is not used in the conventional standard or assigned to user data is assigned.

これにより、高解像度画像の再生に対応していない、従来規格準拠の画像再生装置では分割圧縮画像ストリームを無視して縮小圧縮画像ストリームを格納したTSパケットのみを選択し、再生することが可能となる。また、本実施の形態の記録再生装置において、必要であれば分割圧縮画像ストリームのみを格納したTSパケットのみを選択し、再生することも可能である。   As a result, a conventional standard-compliant image playback device that does not support playback of high-resolution images can select and play back only TS packets that store the reduced compressed image stream while ignoring the divided compressed image stream. Become. Further, in the recording / reproducing apparatus of the present embodiment, if necessary, it is possible to select and reproduce only TS packets storing only the divided compressed image stream.

本実施の形態においては、縮小画像に対して分割画像の割合が少ないため、超解像処理部320において、縮小画像に対応する4K2Kの高解像度画像を生成する際に、実施の形態1に対して画質面では不利になる。   In this embodiment, since the ratio of the divided image is small with respect to the reduced image, the super-resolution processing unit 320 generates a 4K2K high-resolution image corresponding to the reduced image, compared to the first embodiment. This is disadvantageous in terms of image quality.

例えば、縮小画像を線形補間により4K2K画像サイズに拡大したのち、16×16画素ごとの動き検出ブロックに分割し、高解像度画像上で、水平・垂直座標が近い位置にある16×16画素ブロックとの間で動きベクトル検出処理を実行する。このときに、縮小画像によっては、直前の高解像度画像からの時間が大きく開いてしまうため、動きベクトル検出の精度が落ちる。これにより、動き量が少ないと判定される部分が減り、縮小画像から線形補間によって拡大処理して生成された動き検出ブロックを用いる箇所が増加してしまう恐れがある。   For example, after a reduced image is enlarged to a 4K2K image size by linear interpolation, it is divided into motion detection blocks for every 16 × 16 pixels, and a 16 × 16 pixel block at a position where horizontal and vertical coordinates are close to each other on a high resolution image The motion vector detection process is executed between. At this time, depending on the reduced image, the time from the immediately preceding high-resolution image is wide open, and the accuracy of motion vector detection is reduced. As a result, the portion that is determined to have a small amount of motion is reduced, and there is a possibility that the number of locations that use motion detection blocks generated by enlarging the reduced image by linear interpolation may increase.

しかし依然として、縮小画像と高解像度画像の間で動き量の少ない部分は元々高解像度の画素データを用いるため、全ての画像フレームを縮小画像から拡大処理して生成するのに比べると良好な高解像度画像を得ることができる。   However, since the portion with a small amount of motion between the reduced image and the high-resolution image uses originally high-resolution pixel data, the high-resolution is better than that generated by enlarging all image frames from the reduced image. An image can be obtained.

(画素位置関係補助データの多重)
実施の形態1においては、画像を線形補間により縮小、拡大する際の、高解像度画像の画素位置と縮小画像の画素位置との相対関係について、予め規格で取り決めをすることで機器間の互換性を保証し、良好な高解像度画像を得るものとした。実施の形態2においては、縮小画像を生成するための縮小処理および再生時の超解像処理の性能、すなわち記録再生後の再生画質を、後から向上することを可能とするために、拡大・縮小フィルタを任意に選択できるようにする。
(Multiple pixel position related auxiliary data)
In the first embodiment, compatibility between devices is determined by preliminarily determining the relative relationship between the pixel position of the high-resolution image and the pixel position of the reduced image when the image is reduced or enlarged by linear interpolation. To obtain a good high-resolution image. In the second embodiment, in order to improve the performance of the reduction processing for generating a reduced image and the super-resolution processing at the time of reproduction, that is, the reproduction image quality after recording / reproduction, Make it possible to select any reduction filter.

このため、画素位置の相対関係の情報を画素位置関係補助データとして縮小圧縮画像ストリームに多重化するか、あるいは別途記録媒体10に記録しておく必要がある。   For this reason, it is necessary to multiplex information on the relative relationship between the pixel positions as pixel position relationship auxiliary data into the reduced compressed image stream, or to record it separately on the recording medium 10.

一つの方法としては、カメラ画像信号処理部104が縮小フィルタに応じて画素位置関係補助データをカメラ制御部105に出力し、カメラ制御部105からシステム制御部207経由で圧縮伸張部205に伝送し、圧縮伸張部205が縮小圧縮画像ストリームに多重するという方法がある。あるいは、カメラ画像信号処理部104における縮小方法が固定であれば、その縮小方法による画素位置関係補助データを予めシステム制御部207もしくは圧縮伸張部205が記憶しておき、圧縮伸張部205が縮小圧縮画像ストリームに多重するという方法がある。   As one method, the camera image signal processing unit 104 outputs pixel position relationship auxiliary data to the camera control unit 105 according to the reduction filter, and transmits the data to the compression / decompression unit 205 via the system control unit 207 from the camera control unit 105. There is a method in which the compression / decompression unit 205 multiplexes the reduced compressed image stream. Alternatively, if the reduction method in the camera image signal processing unit 104 is fixed, the pixel position relationship auxiliary data by the reduction method is stored in advance by the system control unit 207 or the compression / decompression unit 205, and the compression / decompression unit 205 performs reduction / compression. There is a method of multiplexing the image stream.

縮小圧縮画像ストリームに多重する際には、エレメンタリー・ストリームにユーザデータとして(例えば、図10に示したH.264におけるUser Data Unregistered SEIを用いて)多重する方法がある。また、図12を用いて説明したように、特殊なPID値を持つTSパケットとして多重する方法がある。   When multiplexing to a reduced-compressed image stream, there is a method of multiplexing to an elementary stream as user data (for example, using User Data Unregistered SEI in H.264 shown in FIG. 10). As described with reference to FIG. 12, there is a method of multiplexing as TS packets having a special PID value.

さらに、別の多重方法として、MPEG−2システム規格のDescriptorとして多重する方法もある。これは、図12に示したTS形式において、特定のPID値を持つTSパケットのペイロードに格納されるデータ形式である。このDescriptorは画素位置関係補助データ以外の情報を多重するため、MPEG−2システム規格対応の復号化装置には通常実装されていることから、この多重化方法は画素位置関係補助データの多重および分離のために特別な回路を追加する必要が無いという利点がある。   Furthermore, as another multiplexing method, there is a method of multiplexing as a Descriptor of the MPEG-2 system standard. This is a data format stored in the payload of a TS packet having a specific PID value in the TS format shown in FIG. Since this Descriptor multiplexes information other than the pixel position related auxiliary data, it is normally mounted in a decoding apparatus that supports the MPEG-2 system standard. Therefore, this multiplexing method is used for multiplexing and separating pixel position related auxiliary data. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to add a special circuit.

また別の方法として、圧縮画像ストリームに多重するのではなく、別途記録媒体10に画素位置関係補助データを記録しておく方法もある。この場合、従来規格に無いデータであるため、図4のBDMVメインフォルダ410の配下以外の場所に置くファイルとして記録しておくことが望ましい。   As another method, there is a method in which the pixel position related auxiliary data is separately recorded on the recording medium 10 instead of being multiplexed on the compressed image stream. In this case, since the data does not exist in the conventional standard, it is desirable to record it as a file placed in a place other than the subordinate of the BDMV main folder 410 in FIG.

以上説明した構成により、記録媒体10からの高解像度画像再生時に、圧縮伸張部205もしくは記録再生処理部206から、システム制御部207経由で超解像処理部320に画素位置関係補助データを出力し、超解像処理部320において最適なフィルタ係数を選択することが可能になる。   With the configuration described above, when reproducing a high-resolution image from the recording medium 10, the pixel position relationship auxiliary data is output from the compression / decompression unit 205 or the recording / reproduction processing unit 206 to the super-resolution processing unit 320 via the system control unit 207. Thus, it is possible to select an optimum filter coefficient in the super-resolution processing unit 320.

以上、本実施の形態2に係る画像記録再生装置1000によれば、従来規格を超える解像度の高解像度画像を記録媒体10に記録及び再生できる。   As described above, according to the image recording / reproducing apparatus 1000 according to the second embodiment, a high-resolution image having a resolution exceeding the conventional standard can be recorded and reproduced on the recording medium 10.

このとき、記録再生部200においては、メモリ制御部201における外部メモリ300への画像の配置制御、及び圧縮伸張部205及び記録再生処理部206における圧縮画像ストリームの生成及び記録再生に関する制御は従来解像度の記録再生処理とは異なってくるものの、画像データ自体は従来解像度サイズの画像を扱っているため、少ない回路規模、演算処理量での符号化及び記録を可能としている。   At this time, in the recording / reproducing unit 200, the control of the arrangement of the image in the external memory 300 in the memory control unit 201 and the generation, recording and reproduction of the compressed image stream in the compression / decompression unit 205 and the recording / reproduction processing unit 206 However, since the image data itself handles an image having a resolution size, encoding and recording can be performed with a small circuit scale and an operation processing amount.

さらには、従来解像度に対応した符号化装置で、高解像度画像を符号化するとともに、再生時には従来解像度の縮小画像の間に適宜、高解像度画像が挿入された画像が得られ、挿入された高解像度画像を利用して超解像処理を行い、縮小画像に相当するフレームの高解像度画像を生成することにより、符号化装置の性能に対して高いフレームレートで良好な高解像度画像を再生することを可能とした画像符号化装置、及び画像記録装置を提供できる。   Furthermore, an encoding device that supports the conventional resolution encodes a high-resolution image, and at the time of reproduction, an image in which the high-resolution image is inserted appropriately between the reduced images of the conventional resolution is obtained. Perform high-resolution processing using a resolution image and generate a high-resolution image of a frame corresponding to a reduced image, thereby reproducing a good high-resolution image at a high frame rate relative to the performance of the encoding device. Therefore, it is possible to provide an image encoding apparatus and an image recording apparatus that can perform the above-described functions.

また、実施の形態2に係る画像記録再生装置1000で記録した記録媒体10を、高解像度画像の再生に対応していない従来規格に準拠した画像再生装置に装着して再生した場合には、当該画像再生装置は圧縮画像ストリームに多重されている分割画像は無視し、縮小画像のみを再生することで、従来規格準拠の1920×1080の解像度を有する画像を再生できる。すなわち、画像記録再生装置1000は、従来規格の画像再生装置との互換性を確保できる。   Further, when the recording medium 10 recorded by the image recording / reproducing apparatus 1000 according to the second embodiment is attached to an image reproducing apparatus conforming to a conventional standard that does not support high-resolution image reproduction, The image reproducing apparatus ignores the divided images multiplexed in the compressed image stream and reproduces only the reduced image, thereby reproducing an image having a resolution of 1920 × 1080 conforming to the conventional standard. That is, the image recording / reproducing apparatus 1000 can ensure compatibility with a conventional standard image reproducing apparatus.

また、実施の形態2に係る画像記録再生装置1000は、記録媒体10のBDMVメインフォルダ410配下に、縮小圧縮画像ストリームと分割圧縮画像ストリームを多重して記録するため管理が容易である。つまり、本実施の形態2に係る画像記録再生装置1000は、管理が容易な高解像度画像を記録できる。   Further, the image recording / reproducing apparatus 1000 according to the second embodiment is easy to manage because the reduced compressed image stream and the divided compressed image stream are multiplexed and recorded under the BDMV main folder 410 of the recording medium 10. That is, the image recording / reproducing apparatus 1000 according to the second embodiment can record a high-resolution image that can be easily managed.

以上、本実施の形態2に係る画像記録再生装置1000について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。   The image recording / reproducing apparatus 1000 according to the second embodiment has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment.

例えば、上記説明では、縮小画像11フレームおきに1フレームの高解像度画像を4分割して挿入するものとして説明したが、縮小画像のフレーム数M(Mは整数)と、分割画像になる高解像度画像のフレーム数N(Nは整数)と、高解像度画像の分割数は自由に設定することができる。さらには、これらのフレーム数M及びNを選択可能とするために、M及びNのフレーム数情報についても、画素位置関係補助データと同様に圧縮画像ストリームに多重することができ、多重先も同様にエレメンタリー・ストリームにユーザデータとして多重する方法、特殊なPID値を持つTSパケットとして多重する方法、MPEG−2システム規格のDescriptorとして多重する方法を用いることができる。また、圧縮画像ストリームに多重する代わりに、記録媒体10にM及びNのフレーム数情報を記録しておくことも可能である。   For example, in the above description, one frame of high-resolution image is inserted into four divided frames every 11 frames of the reduced image, but the number of frames of the reduced image M (M is an integer) and the high-resolution image that becomes the divided image The number of image frames N (N is an integer) and the number of divisions of the high-resolution image can be freely set. Furthermore, in order to be able to select these frame numbers M and N, the M and N frame number information can be multiplexed into the compressed image stream in the same manner as the pixel position related auxiliary data, and the multiplexing destination is also the same. In addition, a method of multiplexing as elementary data in the elementary stream, a method of multiplexing as a TS packet having a special PID value, and a method of multiplexing as a Descriptor of the MPEG-2 system standard can be used. Further, instead of multiplexing the compressed image stream, it is also possible to record M and N frame number information on the recording medium 10.

(実施の形態3)
次に、本実施の形態3について説明する。
(Embodiment 3)
Next, the third embodiment will be described.

本実施の形態3においては、記録媒体10に記録された縮小圧縮画像ストリーム、及び分割圧縮画像ストリームから、毎秒24フレームで従来解像度のHDTVサイズ画像を生成する画像変換処理について説明する。この画像変換処理は、従来解像度にのみ対応した画像再生機器に滑らかな画像を表示する記録媒体を作成するための処理である。   In the third embodiment, an image conversion process for generating a conventional resolution HDTV size image at 24 frames per second from a reduced compressed image stream and a divided compressed image stream recorded on the recording medium 10 will be described. This image conversion process is a process for creating a recording medium that displays a smooth image on an image reproducing device that supports only the conventional resolution.

図13は、本実施の形態3に係る画像変換装置の構成例を示す図である。   FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of an image conversion apparatus according to the third embodiment.

画像変換装置1001は、記録再生部500と、外部メモリ300とを備える。記録再生部500は、メモリ制御部501と、再生処理部502と、分離伸張部503と、再生制御部504と、システム制御部505と、画像縮小部506と、圧縮多重部507と、記録処理部508と、記録制御部509とを備える。   The image conversion apparatus 1001 includes a recording / playback unit 500 and an external memory 300. The recording / playback unit 500 includes a memory control unit 501, a playback processing unit 502, a separation / expansion unit 503, a playback control unit 504, a system control unit 505, an image reduction unit 506, a compression multiplexing unit 507, and a recording process. Unit 508 and a recording control unit 509.

記録再生部500には、記録媒体10と、記録媒体20とを装着して用いる。記録媒体10には予め本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1000により、4K2K高解像度画像を1フレームおきに縮小画像と分割画像とに振り分けて圧縮符号化し、生成された縮小圧縮画像ストリームと分割圧縮画像ストリームとが、BDMVメインフォルダ及びHIGHRESOメインフォルダに分けて記録されている。   The recording / reproducing unit 500 is used with the recording medium 10 and the recording medium 20 attached thereto. The recording medium 10 is generated in advance by the image recording / reproducing apparatus 1000 using the image encoding apparatus according to the first embodiment, and the 4K2K high-resolution image is divided into a reduced image and a divided image every other frame and is compressed and encoded. The reduced compressed image stream and the divided compressed image stream are recorded separately in a BDMV main folder and a HIGHRESO main folder.

再生処理部502は、記録媒体10に記録された分割圧縮画像ストリームを再生し、分離伸張部503に出力する。分離伸張部503は、分割圧縮画像ストリームを分離及び伸張して分割画像をメモリ制御部501に出力する。メモリ制御部501は分割画像を一旦外部メモリ300に記録し、読み出すとともに合成して4K2K高解像度画像として画像縮小部506に出力する。   The reproduction processing unit 502 reproduces the divided compressed image stream recorded on the recording medium 10 and outputs it to the separation / decompression unit 503. The separation / decompression unit 503 separates and decompresses the divided compressed image stream and outputs the divided image to the memory control unit 501. The memory control unit 501 once records the divided images in the external memory 300, reads them, combines them, and outputs them to the image reduction unit 506 as 4K2K high resolution images.

画像縮小部506は、入力された4K2K高解像度画像を縮小して、再生後縮小画像として出力する。圧縮多重部507は再生後縮小画像を圧縮して再生後縮小圧縮画像ストリームを記録処理部508に出力する。記録処理部508は再生後縮小圧縮画像ストリームを必要に応じて加工し、毎秒24フレームの変換圧縮画像ストリームを記録媒体20に記録する。   The image reduction unit 506 reduces the input 4K2K high resolution image and outputs it as a reduced image after reproduction. The compression multiplexing unit 507 compresses the post-reproduction reduced image and outputs the post-reproduction reduced compressed image stream to the recording processing unit 508. The recording processing unit 508 processes the post-reproduction reduced compressed image stream as necessary, and records the converted compressed image stream of 24 frames per second on the recording medium 20.

再生制御部504は、記録媒体10を駆動するドライブ装置、又は、記録アドレス入力手順などの記録プロトコルを制御する。また、記録制御部509は、記録媒体20を駆動するドライブ装置、又は、記録アドレス入力手順などの記録プロトコルを制御する。   The reproduction control unit 504 controls a drive device that drives the recording medium 10 or a recording protocol such as a recording address input procedure. The recording control unit 509 controls a recording device such as a drive device that drives the recording medium 20 or a recording address input procedure.

システム制御部505は、記載しない入力デバイスを介して受け付けたユーザ操作を操作情報とし、操作情報に基づいて、メモリ制御部501、再生処理部502、分離伸張部503、再生制御部504、画像縮小部506、圧縮多重部507、記録処理部508、記録制御部509を制御することで、画像変換装置1001における再生処理、画像変換処理、及び記録処理を実行する。   The system control unit 505 uses a user operation received via an input device not described as operation information, and based on the operation information, the memory control unit 501, the reproduction processing unit 502, the separation / decompression unit 503, the reproduction control unit 504, and the image reduction By controlling the unit 506, the compression multiplexing unit 507, the recording processing unit 508, and the recording control unit 509, reproduction processing, image conversion processing, and recording processing in the image conversion apparatus 1001 are executed.

図14は、メモリ制御部501から画像縮小部506に出力される4K2K高解像度画像と、記録媒体10に記録されている縮小圧縮画像ストリームと、記録処理部508が記録媒体20に記録する毎秒24フレームの変換圧縮画像ストリームとの関係を説明する図である。   FIG. 14 shows a 4K2K high-resolution image output from the memory control unit 501 to the image reduction unit 506, a reduced compressed image stream recorded on the recording medium 10, and 24 times per second recorded by the recording processing unit 508 on the recording medium 20. It is a figure explaining the relationship with the conversion compression image stream of a frame.

図14(a)はメモリ制御部501から画像縮小部506に出力される4K2K高解像度画像を示す図である。   FIG. 14A is a diagram illustrating a 4K2K high-resolution image output from the memory control unit 501 to the image reduction unit 506.

図14(b)は記録媒体10に記録されている縮小圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 14B is a diagram showing a reduced compressed image stream recorded on the recording medium 10.

図14(c)は記録処理部508が記録媒体20に記録する毎秒24フレームの変換圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 14C is a diagram showing a converted compressed image stream of 24 frames per second recorded on the recording medium 20 by the recording processing unit 508.

記録再生部500における画像変換処理は、図14(b)に示した記録媒体10に記録されている縮小圧縮画像ストリームの参照構造、及び図14(c)に示した記録媒体20に記録する変換圧縮画像ストリームの参照構造により変化する。   The image conversion processing in the recording / playback unit 500 includes the reference structure of the reduced compressed image stream recorded in the recording medium 10 shown in FIG. 14B and the conversion recorded in the recording medium 20 shown in FIG. It varies depending on the reference structure of the compressed image stream.

(画像変換方法1)
図14(b)の縮小圧縮画像ストリームにおいて、Pピクチャ612が、スキップPピクチャ611ではなく、その前のPピクチャ610を参照する(参照651)場合で、かつ、図14(c)の変換圧縮画像ストリームにおいて、スキップPピクチャと差し替えられるPピクチャ623が同じくスキップPピクチャと差し替えられるIまたはPピクチャ621を参照する(参照671)場合は、縮小圧縮画像ストリームを分離及び伸張する必要がない。
(Image conversion method 1)
In the reduced compressed image stream of FIG. 14B, the P picture 612 refers to the preceding P picture 610 instead of the skip P picture 611 (reference 651), and the conversion compression of FIG. In the image stream, when the P picture 623 replaced with the skip P picture similarly refers to the I or P picture 621 replaced with the skip P picture (reference 671), it is not necessary to separate and expand the reduced compressed image stream.

この場合、再生処理部502は、記録媒体10に記録された縮小圧縮画像ストリームを再生し、記録処理部508に出力する。一方、圧縮多重部507からは、図14(a)に示す分割圧縮画像ストリームから再生及び合成した高解像度画像を、さらに縮小し圧縮して生成した再生後縮小圧縮画像ストリームが、記録処理部508に出力されている。   In this case, the reproduction processing unit 502 reproduces the reduced compressed image stream recorded on the recording medium 10 and outputs it to the recording processing unit 508. On the other hand, from the compression multiplexing unit 507, a post-reproduction reduced compressed image stream generated by further reducing and compressing the high-resolution image reproduced and synthesized from the divided compressed image stream shown in FIG. Is output.

記録処理部508は、再生後縮小圧縮画像ストリームの各ピクチャ(ピクチャ621、ピクチャ623)を縮小圧縮画像ストリームのスキップPピクチャ(ピクチャ611、ピクチャ613)と差し替えることで、変換圧縮画像ストリームを生成し、記録媒体20に記録する。   The recording processing unit 508 generates a converted compressed image stream by replacing each picture (picture 621, picture 623) of the reduced compressed image stream after reproduction with a skip P picture (picture 611, picture 613) of the reduced compressed image stream. To be recorded on the recording medium 20.

この画像変換方法においては、縮小圧縮画像ストリームを分離及び伸張する必要が無いため、処理量を非常に少なく抑えることが可能である。しかし、縮小圧縮画像ストリームの生成時に工夫が必要となってくる。この詳細については、実施の形態4において説明する。   In this image conversion method, since it is not necessary to separate and expand the reduced compressed image stream, it is possible to keep the processing amount very small. However, it is necessary to devise when generating a reduced compressed image stream. Details of this will be described in Embodiment 4.

(画像変換方法2)
図14(b)の縮小圧縮画像ストリームにおいて、Pピクチャ612が、スキップPピクチャ611を参照する(参照652)場合、または、図14(c)の変換圧縮画像ストリームにおいて、スキップPピクチャと差し替えられるPピクチャ623が、縮小圧縮画像ストリームのPピクチャ622を参照する(参照672)場合は、縮小圧縮画像ストリームを分離及び伸張する必要がある。
(Image conversion method 2)
In the reduced compressed image stream in FIG. 14B, when the P picture 612 refers to the skip P picture 611 (reference 652), or in the converted compressed image stream in FIG. 14C, the skip P picture is replaced. When the P picture 623 refers to the P picture 622 of the reduced compressed image stream (reference 672), it is necessary to separate and expand the reduced compressed image stream.

この場合、再生処理部502は、記録媒体10に記録された縮小圧縮画像ストリームを再生し、分離伸張部503に出力する。分離伸張部503は、縮小圧縮画像ストリームを分離及び伸張して縮小画像をメモリ制御部501に出力する。この際、スキップPピクチャ(ピクチャ611、ピクチャ613)は出力されない。メモリ制御部501は縮小画像を一旦外部メモリ300に記録し、読み出して圧縮多重部507に出力する。   In this case, the reproduction processing unit 502 reproduces the reduced compressed image stream recorded on the recording medium 10 and outputs it to the separation / decompression unit 503. The separation / decompression unit 503 separates and decompresses the reduced compressed image stream and outputs the reduced image to the memory control unit 501. At this time, the skip P picture (picture 611, picture 613) is not output. The memory control unit 501 once records the reduced image in the external memory 300, reads it, and outputs it to the compression multiplexing unit 507.

一方、画像縮小部506からは、図14(a)に示す分割圧縮画像ストリームから再生及び合成した高解像度画像を、さらに縮小した再生後縮小画像が、圧縮多重部507に出力されている。   On the other hand, the image reduction unit 506 outputs a post-reproduction reduced image obtained by further reducing the high-resolution image reproduced and synthesized from the divided compressed image stream shown in FIG.

圧縮多重部507は、メモリ制御部501から入力された縮小画像と、画像縮小部506から入力された再生後縮小画像の各ピクチャを図14(c)に示す順番で組み合わせ、圧縮して変換圧縮画像ストリームを生成し、記録処理部508に出力する。記録処理部508は、変換圧縮画像ストリームを記録媒体20に記録する。   The compression multiplexing unit 507 combines the reduced image input from the memory control unit 501 and each picture of the reduced image after reproduction input from the image reduction unit 506 in the order shown in FIG. An image stream is generated and output to the recording processing unit 508. The recording processing unit 508 records the converted compressed image stream on the recording medium 20.

この画像変換方法においては、縮小圧縮画像ストリームを分離及び伸張する必要があるため、スキップPピクチャを伸張する必要が無いものの、先に説明した画像変換方法よりは処理量が増加する。しかし、縮小圧縮画像ストリームの生成時には、縮小圧縮画像ストリーム単独で従来の圧縮符号化の規格に準拠していれば良い。   In this image conversion method, since it is necessary to separate and expand the reduced compressed image stream, it is not necessary to expand the skip P picture, but the processing amount is increased as compared with the image conversion method described above. However, when the reduced compressed image stream is generated, it is sufficient that the reduced compressed image stream alone conforms to the standard of compression encoding.

以上、本実施の形態3に係る画像変換装置1001によれば、本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1000により、記録媒体10に記録された縮小圧縮画像ストリーム、及び分割圧縮画像ストリームから、毎秒24フレームで従来解像度のHDTVサイズ画像を生成し、記録媒体20に記録することで、従来解像度にのみ対応した画像再生機器に滑らかな動きの画像を表示する記録媒体20を作成することができる。   As described above, according to the image conversion apparatus 1001 according to the third embodiment, the reduced compressed image stream recorded on the recording medium 10 by the image recording / reproducing apparatus 1000 using the image encoding apparatus according to the first embodiment, In addition, a HDTV size image having a conventional resolution is generated from the divided compressed image stream at 24 frames per second and is recorded on the recording medium 20, thereby displaying a smooth motion image on an image reproducing device that supports only the conventional resolution. 20 can be created.

また、この際に、縮小圧縮画像ストリームについては全データを分離及び伸張する必要が無いため、画像変換に必要な処理量を軽減し、少ない回路規模、演算処理量での符号化及び記録を可能としている。   At this time, since it is not necessary to separate and decompress all the data in the reduced compressed image stream, the processing amount required for image conversion is reduced, and encoding and recording can be performed with a small circuit scale and arithmetic processing amount. It is said.

以上、本実施の形態3に係る画像変換装置1001について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。   The image conversion apparatus 1001 according to the third embodiment has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment.

例えば、上記説明では、再生処理部502と記録処理部508、分離伸張部503と圧縮多重部507をそれぞれ別の構成として説明したが、記録再生処理部、圧縮伸張部のような共通構成としても実現可能である。また、記録媒体10とは別の記録媒体20に変換圧縮画像ストリームを記録するものとして説明したが、外部メモリ300が十分大きい容量を持つことにより、変換圧縮画像ストリームを記録媒体10に書き戻す構成とすることもできる。   For example, in the above description, the reproduction processing unit 502 and the recording processing unit 508, the separation / decompression unit 503, and the compression multiplexing unit 507 are described as separate configurations, but the common configuration such as the recording / reproduction processing unit and the compression / decompression unit may be used. It is feasible. Further, the conversion compressed image stream is described as being recorded on the recording medium 20 different from the recording medium 10, but the configuration in which the converted compressed image stream is written back to the recording medium 10 when the external memory 300 has a sufficiently large capacity. It can also be.

さらにはまた、上記説明では画像変換装置として説明したが、例えば本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1000に、画像縮小部506を追加して、画像変換機能を搭載した画像記録再生装置として実現することもできる。   Furthermore, in the above description, the image conversion apparatus has been described. However, for example, an image reduction unit 506 is added to the image recording / playback apparatus 1000 using the image encoding apparatus according to Embodiment 1, and an image conversion function is provided. It can also be realized as an on-board image recording / reproducing apparatus.

(実施の形態4)
次に、本実施の形態4について説明する。
(Embodiment 4)
Next, the fourth embodiment will be described.

本実施の形態4に係る画像符号化装置は、実施の形態1に係る画像符号化装置、すなわち圧縮伸張部205、および画像記録装置、すなわち画像記録再生装置1000の変形例である。   The image coding apparatus according to the fourth embodiment is a modification of the image coding apparatus according to the first embodiment, that is, the compression / decompression unit 205, and the image recording apparatus, that is, the image recording / reproducing apparatus 1000.

本実施の形態4では、縮小画像を圧縮する際のバッファ制御を工夫することで、高精細度画像を記録した記録媒体10を、実施の形態3に係る画像変換装置1001で処理した変換圧縮画像ストリームが、圧縮符号化の規格に準拠することを可能とした画像符号化装置及び画像記録再生装置について説明する。   In the fourth embodiment, the converted compressed image obtained by processing the recording medium 10 on which the high-definition image is recorded by the image conversion apparatus 1001 according to the third embodiment by devising the buffer control when compressing the reduced image. An image encoding apparatus and an image recording / reproducing apparatus that enable a stream to comply with the compression encoding standard will be described.

本実施の形態4に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置は、ブロック図レベルの構成及び動作は図2に示した画像記録再生装置1000と同一であるが、圧縮伸張部205における圧縮処理の詳細が、実施の形態1と異なる。   The image recording / reproducing apparatus using the image encoding apparatus according to the fourth embodiment has the same configuration and operation at the block diagram level as those of the image recording / reproducing apparatus 1000 shown in FIG. The details of the processing are different from those of the first embodiment.

図15は、本実施の形態4に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置の、圧縮伸張部205におけるバッファ制御のイメージを示す図である。   FIG. 15 is a diagram illustrating an image of buffer control in the compression / decompression unit 205 of the image recording / reproducing device using the image coding device according to the fourth embodiment.

画像圧縮符号化の規格においては、装置間で交換しても正常に復号が可能な画像ビットストリームを生成するために、理想的に動作する分離伸張部503のモデルを想定している。以下、H.264規格による圧縮符号化を想定して、この分離伸張部のモデルについて説明する。画像符号化装置は、このモデルのストリームバッファ(以下、CPB(Coded Picture Buffer)と称する。)がオーバーフローもアンダーフローも起こさないように、各ピクチャから生成される符号列の符号量を制御する。   In the standard of image compression coding, a model of the separation / expansion unit 503 that operates ideally is assumed in order to generate an image bitstream that can be normally decoded even if it is exchanged between apparatuses. Hereinafter, H.C. The model of the separation / decompression unit will be described assuming compression coding according to the H.264 standard. The image encoding apparatus controls the code amount of a code string generated from each picture so that a stream buffer of this model (hereinafter referred to as CPB (Coded Picture Buffer)) does not cause overflow or underflow.

図15(a)は記録媒体10に記録する縮小圧縮画像ストリームのピクチャ順を示す図である。   FIG. 15A is a diagram showing the picture order of the reduced-compression image stream recorded on the recording medium 10.

図15(b)は記録媒体10に記録する縮小圧縮画像ストリームにおけるCPBモデルのバッファ占有率を示す図である。   FIG. 15B is a diagram showing the buffer occupancy rate of the CPB model in the reduced compressed image stream recorded on the recording medium 10.

図15(c)は本実施の形態3に係る画像変換装置1001で変換処理した後の変換圧縮画像ストリームにおけるCPBモデルのバッファ占有率を示す図である。   FIG. 15C is a diagram illustrating the buffer occupancy rate of the CPB model in the converted compressed image stream after the conversion processing is performed by the image conversion apparatus 1001 according to the third embodiment.

図15(b)に示すように、CPBモデルのバッファ占有率は、画像ビットストリームのビットレートに合わせて徐々に増加し、各ピクチャのデコード処理が開始された瞬間に、そのピクチャの符号量だけ減る(すなわち、無限の速度でストリームバッファから読み出される)。   As shown in FIG. 15B, the buffer occupancy rate of the CPB model gradually increases in accordance with the bit rate of the image bitstream, and at the moment when the decoding process of each picture is started, the code amount of that picture is increased. Decrease (ie read from the stream buffer at infinite speed).

一般に、Iピクチャが最も符号列の符号量が多く、Pピクチャがその次に符号量が多く、Bピクチャが最も符号量が少なくなる。この符号量は各ピクチャの圧縮処理の困難度によって変動するため、CPB占有率は時間とともに変動していくが、符号化部は、CPBの容量に対してfullにもemptyにもならないように符号量制御を行う。図15(b)はこの様子を示したグラフになっている。   In general, the I picture has the largest code amount of the code string, the P picture has the next largest code quantity, and the B picture has the smallest code quantity. Since this code amount varies depending on the degree of difficulty of compression processing of each picture, the CPB occupation ratio varies with time. However, the encoding unit does not perform full or empty with respect to the capacity of the CPB. Perform quantity control. FIG. 15B is a graph showing this state.

ここで対象となる記録媒体10は実施の形態3において説明した画像変換処理のうち、図14(b)の縮小圧縮画像ストリームにおいて、Pピクチャ612が、スキップPピクチャ611ではなく、その前のPピクチャ610を参照する(参照651)場合で、かつ、図14(c)の変換圧縮画像ストリームにおいて、スキップPピクチャと差し替えられるPピクチャ623が同じくスキップPピクチャと差し替えられるIまたはPピクチャ621を参照する(参照671)場合の画像変換処理に対応するものである。   Here, the target recording medium 10 is not the skip P picture 611 but the P picture before the P picture 612 in the reduced compressed image stream of FIG. 14B in the image conversion processing described in the third embodiment. In the case of referring to the picture 610 (reference 651) and referring to the I or P picture 621 in which the P picture 623 replaced with the skip P picture is also replaced with the skip P picture in the converted compressed image stream of FIG. This corresponds to the image conversion processing in the case of performing (reference 671).

この場合、実施の形態3に係る画像変換装置1001が差し替える再生後縮小圧縮画像ストリームの各ピクチャは実画像を圧縮したデータであるため、スキップPピクチャと比べて1ピクチャあたりのデータ量が多くなる。実施の形態4に係る画像記録装置の圧縮伸張部205においては、このデータ量増加を見込んでCPBバッファとして規格よりも小さいサイズのバッファを想定し、縮小圧縮画像ストリーム生成時のレート制御を行う。これにより、スキップPピクチャを再生後縮小画像の各ピクチャと差し替えても、図15(c)に示したとおり、CPB占有率が規格範囲を超えることがない符号変換が可能になる。   In this case, since each picture of the post-reproduction reduced compressed image stream replaced by the image conversion apparatus 1001 according to Embodiment 3 is data obtained by compressing the actual image, the data amount per picture is larger than the skip P picture. . In the compression / decompression unit 205 of the image recording apparatus according to the fourth embodiment, a buffer having a size smaller than the standard is assumed as the CPB buffer in anticipation of the increase in the data amount, and rate control is performed when the reduced compressed image stream is generated. As a result, even if the skip P picture is replaced with each picture of the reduced image after reproduction, as shown in FIG. 15C, code conversion is possible in which the CPB occupancy does not exceed the standard range.

なお、実施の形態4に係る画像符号化装置と、実施の形態3に係る画像変換装置との間で規格等により取り決めることで、圧縮伸張部205において見込むデータ量増加と、圧縮多重部507において再生後縮小画像を圧縮する際のCPB占有率とを整合させ、変換圧縮画像ストリームにおけるCPB占有率を規格範囲に押さえ込むことが可能になる。   It should be noted that an increase in the amount of data expected in the compression / decompression unit 205 and an increase in the compression multiplexing unit 507 are determined by an agreement between the image encoding device according to the fourth embodiment and the image conversion device according to the third embodiment according to standards and the like. It becomes possible to match the CPB occupancy rate when compressing the reduced image after reproduction, and to keep the CPB occupancy rate in the converted compressed image stream within the standard range.

以上、本実施の形態4に係る画像符号化装置によれば、記録媒体10に記録した縮小圧縮画像ストリーム及び分割圧縮画像ストリームから、本実施の形態3に係る画像変換装置1001が、毎秒24フレームで従来解像度の変換圧縮画像ストリームを生成し記録媒体20に記録する際に、規格で規定されたバッファ容量を遵守した圧縮画像ストリームを生成することができる。   As described above, according to the image encoding device according to the fourth embodiment, the image conversion device 1001 according to the third embodiment can generate 24 frames per second from the reduced compressed image stream and the divided compressed image stream recorded on the recording medium 10. Thus, when a converted compressed image stream having a conventional resolution is generated and recorded on the recording medium 20, a compressed image stream complying with the buffer capacity defined by the standard can be generated.

以上、本実施の形態4に係る画像符号化装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。   The image coding apparatus according to Embodiment 4 has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment.

例えば、上記説明では、H.264符号化に基づいた画像圧縮を前提にCPBバッファを用いて説明したが、MPEG−2符号化に基づき、VBVバッファを用いてもよく、さらには別の符号化方式に基づいて、その復号化装置入力段のバッファに対するモデルを用いるのであればどのような符号化方式に基づいても構わない。   For example, in the above description, H.C. Although the description has been given using the CPB buffer on the assumption of the image compression based on the H.264 encoding, the VBV buffer may be used based on the MPEG-2 encoding, and the decoding may be performed based on another encoding scheme. Any coding method may be used as long as a model for the buffer of the device input stage is used.

(実施の形態5)
次に、本実施の形態5について説明する。
(Embodiment 5)
Next, the fifth embodiment will be described.

本実施の形態5に係る画像符号化装置は、実施の形態4に係る画像符号化装置の変形例であり、実施の形態4と同様に高精細度画像を記録した記録媒体10を、実施の形態3に係る画像変換装置1001で処理した変換圧縮画像ストリームが、圧縮符号化の規格に準拠することを可能とした画像符号化装置である。   The image coding apparatus according to the fifth embodiment is a modification of the image coding apparatus according to the fourth embodiment, and a recording medium 10 on which a high-definition image is recorded as in the fourth embodiment. This is an image encoding device that enables the converted compressed image stream processed by the image conversion device 1001 according to the third aspect to conform to the compression encoding standard.

図16は、本実施の形態5に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置の、圧縮伸張部205におけるバッファ制御のイメージを示す図である。   FIG. 16 is a diagram showing an image of buffer control in the compression / decompression unit 205 of the image recording / playback apparatus using the image coding apparatus according to the fifth embodiment.

図16(a)は記録媒体10に記録する縮小圧縮画像ストリームのピクチャ順を示す図である。   FIG. 16A is a diagram showing the picture order of the reduced-compression image stream recorded on the recording medium 10.

図16(b)は実施の形態1に係る画像記録再生装置1000で記録した記録媒体10上の縮小圧縮画像ストリームにおけるCPBモデルのバッファ占有率を示す図である。   FIG. 16B is a diagram showing the buffer occupancy rate of the CPB model in the reduced compressed image stream on the recording medium 10 recorded by the image recording / reproducing apparatus 1000 according to the first embodiment.

図16(c)は実施の形態5に係る画像記録再生装置で記録した記録媒体10上の縮小圧縮画像ストリームにおけるCPBモデルのバッファ占有率を示す図である。   FIG. 16C shows the buffer occupancy rate of the CPB model in the reduced compressed image stream on the recording medium 10 recorded by the image recording / reproducing apparatus according to the fifth embodiment.

図16(d)は本実施の形態3に係る画像変換装置1001で変換処理した後の変換圧縮画像ストリームにおけるCPBモデルのバッファ占有率を示す。   FIG. 16D shows the buffer occupancy rate of the CPB model in the converted compressed image stream after the conversion processing by the image conversion apparatus 1001 according to the third embodiment.

実施の形態5に係る画像記録装置の圧縮伸張部205においては、スキップPピクチャを挿入する際に、実施の形態3に係る画像変換装置1001が差し替える再生後縮小圧縮画像ストリームの各ピクチャのデータ量を推測し、このデータ量とスキップPピクチャのデータ量の差分に相当するデータ量のスタッフィングデータを縮小画像圧縮データに挿入するとともに、このスタッフィングデータ量を含め、縮小圧縮画像ストリーム生成時のレート制御を行う。   In the compression / decompression unit 205 of the image recording apparatus according to the fifth embodiment, the data amount of each picture of the post-reproduction reduced compressed image stream replaced by the image conversion apparatus 1001 according to the third embodiment when a skip P picture is inserted. Stuffing data having a data amount corresponding to the difference between the data amount and the skip P picture data amount is inserted into the reduced image compressed data, and the stuffing data amount is included in the rate control when the reduced compressed image stream is generated. I do.

この場合、分割圧縮画像ストリームのデータ量は、元々縮小圧縮画像ストリームとは連続した画像であるため、縮小圧縮画像ストリームのデータ量とほぼ同等となる。従って、このデータ量とスキップPピクチャのデータ量の差分をスタッフィングデータとして縮小画像圧縮データに挿入しつつレート制御に含めることで、入力画像の圧縮難易度の変化に追従しつつ、変換圧縮画像ストリームのCPB占有率が規格範囲を超えることがない符号変換が可能になる。   In this case, the data amount of the divided compressed image stream is substantially the same as the data amount of the reduced compressed image stream because it is originally a continuous image with the reduced compressed image stream. Therefore, the difference between the data amount and the skipped P picture data amount is included in the rate control while being inserted into the reduced image compressed data as stuffing data, so that the conversion compressed image stream follows the change in the compression difficulty of the input image. The code conversion can be performed without the CPB occupancy rate exceeding the standard range.

以上、本実施の形態5に係る画像符号化装置によれば、記録媒体10に記録した縮小圧縮画像ストリーム及び分割圧縮画像ストリームから、本実施の形態3に係る画像変換装置1001が、毎秒24フレームで従来解像度の変換圧縮画像ストリームを生成し記録媒体20に記録する際に、規格で規定されたバッファ容量を遵守した圧縮画像ストリームを生成することができる。   As described above, according to the image encoding device according to the fifth embodiment, the image conversion device 1001 according to the third embodiment can generate 24 frames per second from the reduced compressed image stream and the divided compressed image stream recorded on the recording medium 10. Thus, when a converted compressed image stream having a conventional resolution is generated and recorded on the recording medium 20, a compressed image stream complying with the buffer capacity defined by the standard can be generated.

また、縮小圧縮画像ストリームに多重するスタッフィングデータ量を調整することで、入力画像の圧縮難易度の時間変化に追従することができる。   Further, by adjusting the amount of stuffing data to be multiplexed on the reduced compressed image stream, it is possible to follow the time change of the compression difficulty level of the input image.

以上、本実施の形態5に係る画像符号化装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。   The image coding apparatus according to Embodiment 5 has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment.

例えば、上記説明では、H.264符号化に基づいた画像圧縮を前提にCPBバッファを用いて説明したが、MPEG−2符号化に基づき、VBVバッファを用いてもよく、さらには別の符号化方式に基づいて、その復号化装置入力段のバッファに対するモデルを用いるのであればどのような符号化方式に基づいても構わない。   For example, in the above description, H.C. Although the description has been given using the CPB buffer on the assumption of the image compression based on the H.264 encoding, the VBV buffer may be used based on the MPEG-2 encoding, and the decoding may be performed based on another encoding scheme. Any coding method may be used as long as a model for the buffer of the device input stage is used.

(実施の形態6)
次に、本実施の形態6について説明する。本実施の形態6に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置は、本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置の変形例である。
(Embodiment 6)
Next, the sixth embodiment will be described. The image recording / reproducing apparatus using the image encoding apparatus according to the sixth embodiment is a modification of the image recording / reproducing apparatus using the image encoding apparatus according to the first embodiment.

図17は、本実施の形態6に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1002の構成を示す図である。図17に示すように、画像記録再生装置1002は、カメラ部100と、記録再生部200と、外部メモリ300と、出力端子301と、表示装置302とを備える。なお、図17において、図2と同じ構成要素については同一番号を付与しており、説明を省略する。   FIG. 17 is a diagram showing a configuration of an image recording / reproducing device 1002 using the image encoding device according to the sixth embodiment. As illustrated in FIG. 17, the image recording / reproducing device 1002 includes a camera unit 100, a recording / reproducing unit 200, an external memory 300, an output terminal 301, and a display device 302. In FIG. 17, the same components as those in FIG.

図18は、本実施の形態6に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1002における、記録時の各部信号を示す図である。   FIG. 18 is a diagram showing signals at the time of recording in the image recording / reproducing apparatus 1002 using the image encoding apparatus according to the sixth embodiment.

図18(a)はカメラ画像信号処理部104において生成される4K2K画像信号を示す図である。   FIG. 18A is a diagram illustrating a 4K2K image signal generated by the camera image signal processing unit 104.

図18(b)はカメラ画像信号処理部104からメモリ制御部201に出力される画像信号を示す図である。   FIG. 18B is a diagram illustrating an image signal output from the camera image signal processing unit 104 to the memory control unit 201.

図18(c)は圧縮伸張部205において縮小画像が圧縮されて生成される縮小圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 18C is a diagram illustrating a reduced and compressed image stream generated by compressing the reduced image in the compression / decompression unit 205.

図18(d)は圧縮伸張部205において分割画像が圧縮されて生成される分割圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 18D is a diagram showing a divided compressed image stream generated by compressing the divided images in the compression / decompression unit 205.

図18(e)は圧縮伸張部205において縮小圧縮画像ストリームにスキップPピクチャを挿入して圧縮伸張部205から出力される分割圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 18E is a diagram showing a divided compressed image stream output from the compression / expansion unit 205 by inserting a skip P picture into the reduced compression image stream in the compression / expansion unit 205.

画像縮小部110及び画像分割部111には、図18(a)に示した4K2K画像信号が同時に供給される。図3(a)では、毎秒24フレームの4K2K画像信号が撮影され、1フレームおきに交互に供給されていたが、実施の形態6では、カメラ部100において毎秒12フレームの4K2K画像信号が撮影され、同時に供給される。すなわち、カメラ画像信号処理部104から出力されたHDTVサイズ多重化画像の中の縮小画像と分割画像は同一タイミングになる。ここで、カメラ画像信号処理部104は、同一タイミングの縮小画像と分割画像のうち、縮小画像のほうが先に出力されるように多重化する。   The image reduction unit 110 and the image division unit 111 are simultaneously supplied with the 4K2K image signal shown in FIG. In FIG. 3 (a), 4K2K image signals of 24 frames per second are taken and alternately supplied every other frame. In the sixth embodiment, the camera unit 100 takes 4K2K image signals of 12 frames per second. Are supplied at the same time. That is, the reduced image and the divided image in the HDTV size multiplexed image output from the camera image signal processing unit 104 have the same timing. Here, the camera image signal processing unit 104 multiplexes the reduced image and the divided image at the same timing so that the reduced image is output first.

メモリ制御部201は、カメラ画像信号処理部104から出力されたHDTVサイズ多重化画像の中から縮小画像を抜き取り、外部メモリ300上の縮小画像領域310に一旦記憶させ、必要に応じて読み出して圧縮伸張部205に出力する。また、メモリ制御部201は、カメラ画像信号処理部104から出力されたHDTVサイズ多重化画像の中から分割画像を抜き取り、外部メモリ300上の分割画像領域311に一旦記憶させ、必要に応じて読み出して圧縮伸張部205に出力するとともに、合成して4K2K画像として画像出力部202及び画像縮小部203に出力する。なお、メモリ制御部201は、圧縮伸張部205には縮小画像及び分割画像を、HDTVサイズ多重化画像形式で出力する。   The memory control unit 201 extracts a reduced image from the HDTV size multiplexed image output from the camera image signal processing unit 104, temporarily stores the reduced image in the reduced image area 310 on the external memory 300, and reads and compresses it as necessary. The data is output to the decompression unit 205. Further, the memory control unit 201 extracts a divided image from the HDTV size multiplexed image output from the camera image signal processing unit 104, temporarily stores it in the divided image area 311 on the external memory 300, and reads it as necessary. Are output to the compression / expansion unit 205 and are combined and output to the image output unit 202 and the image reduction unit 203 as a 4K2K image. The memory control unit 201 outputs the reduced image and the divided image to the compression / decompression unit 205 in the HDTV size multiplexed image format.

画像出力部202は、メモリ制御部201から出力された4K2K画像を、エッジ強調、ノイズキャンセルなどの画像処理を施した後に、出力端子301を介して外部の表示装置等に出力する。また、画像縮小部203は、メモリ制御部201から出力された4K2K画像を、表示装置302の解像度に合わせてさらに縮小し、GUI多重部204に出力する。   The image output unit 202 outputs the 4K2K image output from the memory control unit 201 to an external display device or the like via the output terminal 301 after performing image processing such as edge enhancement and noise cancellation. The image reduction unit 203 further reduces the 4K2K image output from the memory control unit 201 according to the resolution of the display device 302 and outputs the reduced image to the GUI multiplexing unit 204.

圧縮伸張部205は、メモリ制御部201から出力されたHDTVサイズ多重化画像を、MPEG−2又はH.264などの符号化方法に基づいて、圧縮して多重する。このとき、圧縮伸張部205は、システム制御部207からの制御により、入力されたHDTVサイズ多重化画像の中の縮小画像と分割画像を区別し、圧縮処理はそれぞれ独立になるように内部処理を切り替えて圧縮する。   The compression / decompression unit 205 converts the HDTV size multiplexed image output from the memory control unit 201 to MPEG-2 or H.264. Based on an encoding method such as H.264, the data is compressed and multiplexed. At this time, the compression / decompression unit 205 distinguishes between the reduced image and the divided image in the input HDTV size multiplexed image under the control of the system control unit 207, and performs internal processing so that the compression processing becomes independent from each other. Switch and compress.

圧縮伸張部205における圧縮処理の詳細に関しては、本実施の形態1における圧縮伸張部205と同様の処理を行う。ただし、同一タイミングの縮小画像と分割画像のうち、縮小画像のほうが先に出力されてくることを利用し、縮小画像から全体動きベクトルを検出し、これを用いて分割画像を圧縮することで分割画像の符号化効率を改善する。   Regarding the details of the compression processing in the compression / decompression unit 205, the same processing as the compression / decompression unit 205 in the first embodiment is performed. However, using the fact that the reduced image is output first out of the reduced image and the divided image at the same timing, the entire motion vector is detected from the reduced image, and the divided image is compressed by using this to compress the divided image. Improve image coding efficiency.

これ以降の処理は本実施の形態1に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置と同様である。   The subsequent processing is the same as that of the image recording / reproducing apparatus using the image encoding apparatus according to the first embodiment.

図19は、本実施の形態6に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1002により記録された記録媒体10を再生する際の処理を示す図である。   FIG. 19 is a diagram showing processing when reproducing the recording medium 10 recorded by the image recording / reproducing apparatus 1002 using the image encoding apparatus according to the sixth embodiment.

図19(a)は高解像度記録に対応した画像再生装置により、記録媒体10から読み出される分割圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 19A is a diagram showing a divided compressed image stream read from the recording medium 10 by an image reproducing apparatus compatible with high-resolution recording.

図19(b)は高解像度記録に対応した画像再生装置により再生及び出力される高解像度画像信号を示す図である。   FIG. 19B is a diagram showing a high-resolution image signal that is reproduced and output by an image reproducing apparatus that supports high-resolution recording.

図19(c)は従来解像度にのみ対応した画像再生装置により、記録媒体10から読み出される縮小圧縮画像ストリームを示す図である。   FIG. 19C is a diagram illustrating a reduced and compressed image stream read from the recording medium 10 by an image reproducing apparatus that supports only the conventional resolution.

図19(d)は従来解像度にのみ対応した画像再生装置により、再生及び出力される従来解像度画像信号を示す図である。   FIG. 19D is a diagram illustrating a conventional resolution image signal that is reproduced and output by an image reproducing apparatus that supports only the conventional resolution.

本実施の形態6に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1002においては、記録再生処理部206が、記録媒体10のHIGHRESOメインフォルダから図19(a)に示された分割圧縮画像ストリームを読み出し、圧縮伸張部205に出力する。圧縮伸張部205は分割圧縮画像ストリームを分離及び伸張し、図19(b)に示された高解像度画像をメモリ制御部201に出力する。メモリ制御部201は、高解像度画像を一旦外部メモリ300に記録し、読み出して画像出力部202及び画像縮小部203に出力する。   In the image recording / playback apparatus 1002 using the image coding apparatus according to the sixth embodiment, the recording / playback processing unit 206 starts from the HIGHRESO main folder of the recording medium 10 and displays the divided compressed image stream shown in FIG. Is output to the compression / decompression unit 205. The compression / decompression unit 205 separates and decompresses the divided compressed image stream, and outputs the high resolution image shown in FIG. 19B to the memory control unit 201. The memory control unit 201 once records the high resolution image in the external memory 300, reads it, and outputs it to the image output unit 202 and the image reduction unit 203.

一方、従来解像度のみに対応した画像再生装置においては、記録媒体10のBDMVメインフォルダから図19(c)に示された縮小圧縮画像ストリームを読み出し、圧縮伸張部に出力する。圧縮伸張部は縮小圧縮画像ストリームを分離及び伸張し、図19(d)に示された従来解像度画像を出力する。   On the other hand, in the image reproducing apparatus that supports only the conventional resolution, the reduced compressed image stream shown in FIG. 19C is read from the BDMV main folder of the recording medium 10 and output to the compression / decompression unit. The compression / decompression unit separates and decompresses the reduced compressed image stream, and outputs the conventional resolution image shown in FIG.

以上、本実施の形態6に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置1002によれば、従来規格を超える解像度の高解像度画像を記録媒体10に記録及び再生できる。   As described above, according to the image recording / reproducing apparatus 1002 using the image encoding apparatus according to the sixth embodiment, a high-resolution image having a resolution exceeding the conventional standard can be recorded and reproduced on the recording medium 10.

このとき、記録再生部200においては、メモリ制御部201における外部メモリ300への画像の配置制御、及び圧縮伸張部205及び記録再生処理部206における圧縮画像ストリームの生成及び記録再生に関する制御は従来解像度の記録再生処理とは異なってくるものの、これらの回路で処理する画像自体は従来解像度サイズの画像を扱っているため、少ない回路規模、演算処理量での符号化及び記録を可能としている。   At this time, in the recording / reproducing unit 200, the control of the arrangement of the image in the external memory 300 in the memory control unit 201 and the generation, recording and reproduction of the compressed image stream in the compression / decompression unit 205 and the recording / reproduction processing unit 206 However, since the image itself processed by these circuits handles an image having a resolution size, encoding and recording can be performed with a small circuit scale and a calculation processing amount.

さらに、再生時には、縮小圧縮画像ストリームと、分割圧縮画像ストリームの一方しか再生する必要が無いため、演算処理量をさらに軽減できる。   Furthermore, since it is necessary to reproduce only one of the reduced compressed image stream and the divided compressed image stream at the time of reproduction, the calculation processing amount can be further reduced.

また、実施の形態6に係る画像記録再生装置1002で記録した記録媒体10を、高解像度画像の再生に対応していない従来規格に準拠した画像再生装置に装着して再生した場合には、当該画像再生装置は縮小画像のみを再生することで、従来規格準拠の1920×1080の解像度を有する画像を再生できる。すなわち、画像記録再生装置1002は、従来規格の画像再生装置との互換性を確保できる。   Further, when the recording medium 10 recorded by the image recording / reproducing apparatus 1002 according to Embodiment 6 is attached to an image reproducing apparatus conforming to a conventional standard that does not support high-resolution image reproduction, The image reproducing apparatus can reproduce an image having a resolution of 1920 × 1080 conforming to the conventional standard by reproducing only the reduced image. That is, the image recording / reproducing apparatus 1002 can ensure compatibility with the image reproducing apparatus of the conventional standard.

また、実施の形態6に係る画像記録再生装置1002は、記録媒体10の1つのファイルシステム内に、従来規格に対応した従来解像度の圧縮画像ストリームと、分割圧縮画像ストリームとを記録するので管理が容易である。つまり、本実施の形態1に係る画像記録再生装置1002は、管理が容易な高解像度画像を記録できる。   Further, the image recording / reproducing apparatus 1002 according to the sixth embodiment records the compressed image stream of the conventional resolution corresponding to the conventional standard and the divided compressed image stream in one file system of the recording medium 10, so that the management is possible. Easy. That is, the image recording / reproducing apparatus 1002 according to the first embodiment can record a high-resolution image that can be easily managed.

また、実施の形態6に係る画像記録再生装置1002の圧縮伸張部205は、同一タイミングの縮小画像と分割画像のうち、縮小画像のほうが先に出力されてくることを利用し、縮小画像から全体動きベクトルを検出し、これを用いて分割画像を圧縮することで分割画像の符号化効率を改善することができる。   Also, the compression / decompression unit 205 of the image recording / playback apparatus 1002 according to Embodiment 6 uses the fact that the reduced image is output first among the reduced image and the divided image at the same timing, and the entire image is reduced from the reduced image. By detecting the motion vector and compressing the divided image using the detected motion vector, the coding efficiency of the divided image can be improved.

以上、本実施の形態6に係る画像符号化装置を用いた画像記録再生装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。   The image recording / reproducing apparatus using the image encoding apparatus according to the sixth embodiment has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment.

例えば、上記説明では、縮小圧縮画像ストリームの1つのメインフォルダに対して、分割圧縮画像ストリームの1つのメインフォルダが対応するものとして説明したが、分割圧縮画像ストリームが複数に分割されていてもよく、それらが複数のメインフォルダに分かれて記録されていてもよい。   For example, in the above description, one main folder of the divided compressed image stream corresponds to one main folder of the reduced compressed image stream. However, the divided compressed image stream may be divided into a plurality of divided compressed image streams. These may be recorded separately in a plurality of main folders.

以上、本実施の形態1、2、3、4及び5に係る画像符号化装置、画像記録装置及び画像変換装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。   The image coding apparatus, the image recording apparatus, and the image conversion apparatus according to the first, second, third, fourth, and fifth embodiments have been described above. However, the present invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art have been made in the present embodiment, and forms constructed by combining components in different embodiments are also included in the scope of the present invention. .

例えば、上記説明では、従来規格の画像として1920×1080の解像度を有する画像を例に説明したが、従来規格の画像は1920×1080の解像度以外であってもよい。例えば、従来規格の画像は1440×1080解像度の画像であってもよい。   For example, in the above description, an image having a resolution of 1920 × 1080 has been described as an example of a conventional standard image, but the conventional standard image may have a resolution other than 1920 × 1080. For example, the conventional standard image may be an image having a resolution of 1440 × 1080.

また、上記説明では、高解像度画像は4096×2160又は3840×2160の解像度としたが、高解像度画像の画像サイズはこれに限定されるものではなく、従来規格の解像度より高い解像度であればよい。従って、例えば従来規格の画像を720×480の解像度を有する画像とし、高解像度画像を1920×1080の解像度の画像としても良い。あるいは、例えば従来規格の画像を3840×2160の画像とし、高解像度画像を7680×4320の画像としても良い。   In the above description, the high-resolution image has a resolution of 4096 × 2160 or 3840 × 2160, but the image size of the high-resolution image is not limited to this, and may be a resolution higher than the resolution of the conventional standard. . Therefore, for example, a conventional standard image may be an image having a resolution of 720 × 480, and a high-resolution image may be an image having a resolution of 1920 × 1080. Alternatively, for example, a conventional standard image may be a 3840 × 2160 image, and a high-resolution image may be a 7680 × 4320 image.

さらに、上記説明では、Iピクチャ及びPピクチャのみを用いたGOP構造について説明したが、Bピクチャを用いたGOP構造としてもよい。また、Iピクチャの間隔についても任意に決定できる。   Further, in the above description, the GOP structure using only the I picture and the P picture has been described, but a GOP structure using the B picture may be used. Also, the interval between I pictures can be arbitrarily determined.

また、上記説明では、入力画像として毎秒24フレームの画像を例に説明したが、フレームレートは毎秒24フレーム以外であってもよい。例えば、毎秒30フレームのフレームレートの画像であってもよい。また、順次走査の画像であっても、飛び越し走査の画像であっても良い。   In the above description, an image of 24 frames per second is described as an example of the input image, but the frame rate may be other than 24 frames per second. For example, an image having a frame rate of 30 frames per second may be used. Further, it may be a progressive scanning image or an interlaced scanning image.

また、上記の画像符号化装置、画像記録再生装置、画像変換装置を構成する構成要素の一部又は全部は、1個のシステムLSI(Large Scale Integration:大規模集積回路)から構成されていてもよい。システムLSIは、複数の構成部を1個のチップ上に集積して製造された超多機能LSIであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを含んで構成されるコンピュータシステムである。具体的には、例えば、図2に示すように、カメラ画像信号処理部104、記録再生部200、及び超解像処理部320は、それぞれ1個のLSIから構成されてもよく、さらにはこれらをまとめて1個のシステムLSIから構成されてもよい。   Further, some or all of the components constituting the image encoding device, the image recording / playback device, and the image conversion device may be configured by one system LSI (Large Scale Integration). Good. The system LSI is an ultra-multifunctional LSI manufactured by integrating a plurality of components on one chip. Specifically, a microprocessor, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. It is a computer system comprised including. Specifically, for example, as shown in FIG. 2, the camera image signal processing unit 104, the recording / reproducing unit 200, and the super-resolution processing unit 320 may each be configured by one LSI. May be configured as a single system LSI.

本発明は、画像符号化装置、符号変換装置、画像記録装置、画像再生装置に適用でき、特に、高解像度画像を符号化する、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、デジタルレコーダ、デジタルテレビ、ゲーム機、IP電話機及び携帯電話機などの画像記録再生装置や、デジタル放送やケーブルテレビなどの映像送信装置に搭載される画像符号化装置に適用できる。   The present invention can be applied to an image encoding device, a code conversion device, an image recording device, and an image reproduction device, and in particular, a digital video camera, a digital camera, a digital recorder, a digital TV, a game machine, which encodes a high resolution image, The present invention can be applied to image recording / reproducing apparatuses such as IP telephones and mobile telephones, and image encoding apparatuses mounted on video transmission apparatuses such as digital broadcasting and cable television.

100 カメラ部
101 レンズ群
102 撮像部
103 A/D変換部
104 カメラ画像信号処理部
105 カメラ制御部
200 記録再生部
201 メモリ制御部
202 画像出力部
203 画像縮小部
204 GUI多重部
205 圧縮伸張部
206 記録再生処理部
207 システム制御部
208 記録制御部
300 外部メモリ
301 出力端子
302 表示装置
310 縮小画像領域
311 分割画像領域
320 超解像処理部
330 外部メモリ
500 記録再生部
501 メモリ制御部
502 再生処理部
503 分離伸張部
504 再生制御部
505 システム制御部
506 画像縮小部
507 圧縮多重部
508 記録処理部
509 記録制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Camera part 101 Lens group 102 Image pick-up part 103 A / D conversion part 104 Camera image signal process part 105 Camera control part 200 Recording / reproducing part 201 Memory control part 202 Image output part 203 Image reduction part 204 GUI multiplexing part 205 Compression / decompression part 206 Recording / playback processing unit 207 System control unit 208 Recording control unit 300 External memory 301 Output terminal 302 Display device 310 Reduced image area 311 Divided image area 320 Super-resolution processing unit 330 External memory 500 Recording / playback unit 501 Memory control unit 502 Playback processing unit 503 Separation / decompression unit 504 Playback control unit 505 System control unit 506 Image reduction unit 507 Compression multiplexing unit 508 Recording processing unit 509 Recording control unit

Claims (24)

時間的に連続して入力される第1の画面解像度を有する画像信号を、当該第1の解像度よりも小さい第2の画面解像度を有する画像信号の符号化が可能な符号化部を用いて符号化を行う符号化装置であって、
時間的に連続して入力される前記第1の画面解像度を有する画像信号に含まれるフレームを縮小して前記第2の画面解像度の縮小画像を生成する画像縮小部と、
前記画像信号に含まれるフレームを、前記第2の画面解像度を有する分割画像に複数分割を行う画像分割部と、
前記画像縮小部と、前記画像分割部とを制御し、前記画像信号に含まれるフレームのうち時間的に連続するM(Mは整数)枚のフレームを基に縮小画像を生成し、時系列に出力する第1の処理と、当該M枚のフレームに連続するN(Nは整数)枚のフレームを基に分割画像を生成し時系列に出力する第2の処理と、を交互に繰り返すことで変換画像を生成し、当該変換画像を出力する画像信号制御部と、
前記画像信号制御部から出力される変換画像を入力とし、分割画像と縮小画像とを別々のストリームに圧縮符号化し、当該分割画像を圧縮して得られる分割圧縮画像ストリーム及び、縮小画像を圧縮して得られる縮小圧縮画像ストリームを出力する符号化部とを備える
画像符号化装置。
An image signal having a first screen resolution input continuously in time is encoded using an encoding unit capable of encoding an image signal having a second screen resolution smaller than the first resolution. An encoding device that performs encoding,
An image reduction unit that reduces a frame included in an image signal having the first screen resolution that is continuously input in time to generate a reduced image of the second screen resolution;
An image dividing unit for dividing a frame included in the image signal into a plurality of divided images having the second screen resolution;
The image reduction unit and the image division unit are controlled to generate a reduced image based on M (M is an integer) frames that are temporally continuous among the frames included in the image signal, and in time series By alternately repeating the first process to be output and the second process to generate a divided image based on N (N is an integer) consecutive frames of the M frames and output them in time series An image signal control unit that generates a converted image and outputs the converted image;
The converted image output from the image signal control unit is input, the divided image and the reduced image are compressed and encoded into separate streams, and the divided compressed image stream obtained by compressing the divided image and the reduced image are compressed. And an encoding unit that outputs a reduced compressed image stream obtained in this manner.
前記画像信号制御部は、前記画像縮小部において処理したフレーム数M及び、前記画像分割部において処理したフレーム数Nを、フレーム数情報として出力する
請求項1に記載の画像符号化装置。
The image encoding device according to claim 1, wherein the image signal control unit outputs the number M of frames processed in the image reduction unit and the number N of frames processed in the image dividing unit as frame number information.
前記画像信号制御部は、前記縮小画像の画素位置と、前記分割画像の画素位置との対応関係を示す画素位置関係補助データを出力する
請求項1に記載の画像符号化装置。
The image encoding device according to claim 1, wherein the image signal control unit outputs pixel position relationship auxiliary data indicating a correspondence relationship between a pixel position of the reduced image and a pixel position of the divided image.
前記符号化部は、前記縮小画像を符号化する際に、縮小画像の圧縮画像ストリームの間にスキップト・マクロブロックで構成されたピクチャを挿入することでフレームレートを増加した前記縮小圧縮画像ストリームを生成する
請求項1に記載の画像符号化装置。
When encoding the reduced image, the encoding unit inserts the reduced compressed image stream having an increased frame rate by inserting a picture composed of skipped macroblocks between the compressed image streams of the reduced image. The image encoding device according to claim 1 to generate.
前記符号化部は、前記縮小画像を符号化する際の符号量制御において、符号化方式の規格におけるバッファサイズよりも小さいバッファサイズを用いて符号量制御を行う
請求項4に記載の画像符号化装置。
The image encoding according to claim 4, wherein the encoding unit performs code amount control using a buffer size smaller than a buffer size in a standard of an encoding method in code amount control when encoding the reduced image. apparatus.
前記符号化部は、前記縮小画像を符号化する際に、スキップト・マクロブロックで構成されたピクチャにスタッフィングを付加することにより、他のフレーム間予測符号化したピクチャと概略同程度のデータ量とした縮小圧縮画像ストリームを生成する
請求項4に記載の画像符号化装置。
The encoding unit adds a stuffing to a picture composed of skipped macroblocks when encoding the reduced image, so that the data amount is approximately the same as that of other interframe prediction encoded pictures. The image encoding device according to claim 4, wherein the reduced compressed image stream is generated.
前記画像縮小部は、前記Nフレームの各フレームを縮小して前記第1の解像度よりも小さい解像度の分割部縮小画像を生成し、
前記符号化部は、前記縮小圧縮画像ストリームに前記縮小画像と、前記分割部縮小画像と、が含まれるように圧縮符号化を行うことを特徴とする、
請求項1に記載の画像符号化装置。
The image reduction unit reduces each of the N frames to generate a divided-part reduced image having a resolution smaller than the first resolution;
The encoding unit performs compression encoding so that the reduced compressed image stream includes the reduced image and the divided unit reduced image.
The image encoding device according to claim 1.
前記符号化部は、前記縮小画像を符号化する際にはフレーム間符号化処理を行い、前記分割画像を符号化する際にはフレーム内符号化処理を行う
請求項1に記載の画像符号化装置。
The image encoding according to claim 1, wherein the encoding unit performs an inter-frame encoding process when encoding the reduced image, and performs an intra-frame encoding process when encoding the divided image. apparatus.
前記分割圧縮画像ストリームを、前記縮小圧縮画像ストリームのユーザデータとして多重する多重化部を備える
請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像符号化装置。
The image coding apparatus according to claim 1, further comprising a multiplexing unit that multiplexes the divided compressed image stream as user data of the reduced compressed image stream.
前記分割圧縮画像ストリームを、前記縮小圧縮画像ストリームに別PIDを持つパケットとして多重する多重化部を備える
請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像符号化装置。
The image coding apparatus according to claim 1, further comprising a multiplexing unit that multiplexes the divided compressed image stream as a packet having another PID in the reduced compressed image stream.
前記フレーム数情報を、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方にユーザデータとして多重する多重化部を備える
請求項2に記載の画像符号化装置。
The image coding apparatus according to claim 2, further comprising a multiplexing unit that multiplexes the frame number information as user data on at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream.
前記フレーム数情報を、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方に別PIDを持つパケットとして多重する多重化部を備える
請求項2に記載の画像符号化装置。
The image coding apparatus according to claim 2, further comprising a multiplexing unit that multiplexes the frame number information as a packet having another PID in at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream.
前記フレーム数情報を、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方にMPEG Systemsにおけるdescriptorとして多重する多重化部を備える
請求項2に記載の画像符号化装置。
The image coding apparatus according to claim 2, further comprising: a multiplexing unit that multiplexes the frame number information as a descriptor in MPEG Systems on at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream.
前記画素位置関係補助データを、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方にユーザデータとして多重する多重化部を備える
請求項3に記載の画像符号化装置。
The image coding apparatus according to claim 3, further comprising a multiplexing unit that multiplexes the pixel position relationship auxiliary data as user data on at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream.
前記画素位置関係補助データを、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方に別PIDを持つパケットとして多重する多重化部を備える
請求項3に記載の画像符号化装置。
The image coding apparatus according to claim 3, further comprising a multiplexing unit that multiplexes the pixel position relationship auxiliary data as a packet having another PID in at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream.
前記画素位置関係補助データを、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームとの少なくとも一方にMPEG Systemsにおけるdescriptorとして多重する多重化部を備える
請求項3に記載の画像符号化装置。
The image coding apparatus according to claim 3, further comprising a multiplexing unit that multiplexes the pixel position relationship auxiliary data as a descriptor in MPEG Systems on at least one of the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream.
第1の解像度よりも小さい解像度を有する縮小画像と、当該第1の解像度よりも小さい解像度を有しスキップト・マクロブロックで構成された画像信号とが圧縮符号化された縮小圧縮画像ストリームと、
当該第1の解像度を有する画像信号を複数の当該第1の解像度よりも小さい解像度を有するフレームに分割して得られる分割画像を圧縮符号化した分割圧縮画像ストリームと、を入力とする入力部と、
前記分割圧縮画像ストリームに含まれる複数の分割画像を基に、分割前の当該第1の解像度を有する画像信号の復元を行う伸張部と、
前記伸張部において復元された画像信号を、前記分割画像の解像度に縮小し再生後縮小画像を生成する縮小部と、
前記再生後縮小画像を圧縮符号化して再生後縮小圧縮画像ストリームを生成する圧縮部と、
前記再生後縮小画像ストリームに含まれる各ピクチャを、前記縮小圧縮画像ストリームに含まれるスキップト・マクロブロックで構成された画像信号と置き換えることで変換圧縮画像ストリームを生成し、出力する符号処理部と、
を備える符号化変換装置。
A reduced compressed image stream in which a reduced image having a resolution smaller than the first resolution and an image signal having a resolution smaller than the first resolution and composed of skipped macroblocks are compression-encoded;
An input unit that receives, as an input, a divided compressed image stream obtained by compressing and encoding a divided image obtained by dividing an image signal having the first resolution into a plurality of frames having a resolution smaller than the first resolution; ,
An expansion unit that restores an image signal having the first resolution before division based on a plurality of divided images included in the divided compressed image stream;
A reduction unit that reduces the image signal restored in the extension unit to the resolution of the divided image and generates a reduced image after reproduction;
A compression unit that compresses and encodes the reduced image after reproduction to generate a reduced compressed image stream after reproduction;
A code processing unit that generates and outputs a converted compressed image stream by replacing each picture included in the reduced image stream after reproduction with an image signal composed of skipped macroblocks included in the reduced compressed image stream;
A coding conversion apparatus comprising:
前記画像符号化装置はさらに、前記分割圧縮画像ストリームと、前記縮小圧縮画像ストリームと、を所定のファイルシステムを有する記録媒体に記録を行う記録部を備え、
前記記録部は、前記ファイルシステム上に、分割画像フォルダと、縮小画像フォルダと、を生成するとともに、前記分割圧縮画像ストリームを当該分割画像フォルダに記録し、前記縮小圧縮画像ストリーム及び、前記符号化部において生成される当該縮小圧縮画像ストリームを再生する際に使用する縮小画像制御情報を当該縮小画像フォルダに記録することを特徴とする、
請求項1に記載の画像符号化装置。
The image encoding device further includes a recording unit that records the divided compressed image stream and the reduced compressed image stream on a recording medium having a predetermined file system,
The recording unit generates a divided image folder and a reduced image folder on the file system, and records the divided compressed image stream in the divided image folder, the reduced compressed image stream, and the encoding Recording reduced image control information used when reproducing the reduced compressed image stream generated in the recording unit in the reduced image folder,
The image encoding device according to claim 1.
前記画像信号制御部は、前記画像縮小部に対して、前記画像信号に含まれるフレームのうち時間的に連続するM(Mは整数)枚のフレームを基に第1の縮小画像群を生成させるとともに、当該M枚のフレームに連続するN(Nは整数)枚のフレームを基に第2の縮小画像群を生成させ、
前記符号化部は、前記第1縮小画像と、前記第2縮小画像と、を時系列に並べて圧縮符号化することで前記縮小圧縮画像ストリームを生成するとともに、当該縮小圧縮画像ストリームを再生する際に使用される縮小画像制御情報を生成し、
前記記録部は、前記ファイルシステム上に、分割画像フォルダと、縮小画像フォルダと、を生成するとともに、前記分割圧縮画像ストリームを当該分割画像フォルダに記録し、前記縮小圧縮画像ストリーム及び、前記符号化部において生成される当該縮小圧縮画像ストリームを再生する際に使用する縮小画像制御情報を当該縮小画像フォルダに記録することを特徴とする、
請求項1に記載の画像符号化装置。
The image signal control unit causes the image reduction unit to generate a first reduced image group based on temporally continuous M (M is an integer) frames among frames included in the image signal. And generating a second reduced image group based on N (N is an integer) frames continuous to the M frames,
The encoding unit generates the reduced compressed image stream by compressing and encoding the first reduced image and the second reduced image in time series, and reproduces the reduced compressed image stream. Generate reduced image control information used for
The recording unit generates a divided image folder and a reduced image folder on the file system, and records the divided compressed image stream in the divided image folder, the reduced compressed image stream, and the encoding Recording reduced image control information used when reproducing the reduced compressed image stream generated by the recording unit in the reduced image folder,
The image encoding device according to claim 1.
前記符号化部は、前記第2縮小画像を符号化する際に検出した動きベクトルを用いて、当該第2縮小画像の縮小前の前記第1の解像度を有する画像信号の分割画像を圧縮符号化することを特徴とする、
請求項19に記載の画像符号化装置。
The encoding unit compresses and encodes a divided image of an image signal having the first resolution before the reduction of the second reduced image, using a motion vector detected when the second reduced image is encoded. It is characterized by
The image encoding device according to claim 19.
着脱可能な記録媒体に記録された第1の解像度よりも小さい解像度を有する縮小画像と、当該第1の解像度よりも小さい解像度を有しスキップト・マクロブロックで構成された画像信号とが圧縮符号化された縮小圧縮画像ストリームと、当該第1の解像度を有する画像信号を複数の当該第1の解像度よりも小さい解像度を有するフレームに分割して得られる分割画像を圧縮符号化した分割圧縮画像ストリームと、を当該記録媒体から読み出す読出し部と、
前記縮小圧縮画像ストリームに含まれる縮小画像を基に縮小前の画像信号を復元するとともに、前記分割圧縮画像ストリームに含まれる分割画像から分割前の画像信号を復元する伸張部と、
復元した画像信号を時系列に出力する出力部と、
を備える画像再生装置。
A compressed image having a resolution smaller than the first resolution recorded on the removable recording medium and an image signal having a resolution smaller than the first resolution and composed of skipped macroblocks are compressed and encoded. A reduced compressed image stream, and a divided compressed image stream obtained by compression-encoding a divided image obtained by dividing an image signal having the first resolution into a plurality of frames having a resolution smaller than the first resolution; , Reading from the recording medium,
A decompression unit that restores an image signal before reduction based on a reduced image included in the reduced compressed image stream, and restores an image signal before division from the divided image included in the divided compressed image stream;
An output unit for outputting the restored image signal in time series;
An image reproduction apparatus comprising:
前記伸張部は、復元に係る縮小画像を時系列に出力した場合に時間的に前後に出力される画像信号のうち前記分割画像から復元される画像信号を用いて、当該復元に係る縮小画像を復元することを特徴とする請求項21に記載の画像再生装置。   The decompression unit uses the image signal restored from the divided image among the image signals output before and after when the reduced image related to restoration is output in time series, and the reduced image related to the restoration is The image reproducing device according to claim 21, wherein the image reproducing device is restored. 時間的に連続して入力される第1の画面解像度を有する画像信号を、当該第1の解像度よりも小さい第2の画面解像度を有する画像信号の符号化が可能な符号化部を用いて符号化を行う符号化方法であって、
時間的に連続して入力される前記第1の画面解像度を有する画像信号に含まれるフレームを縮小して前記第2の画面解像度の縮小画像を生成する画像縮小ステップと、
前記画像信号に含まれるフレームを、前記第2の画面解像度を有する分割画像に複数分割を行う画像分割ステップと、
前記画像縮小ステップと、前記画像分割ステップとを制御し、前記画像信号に含まれるフレームのうち時間的に連続するM(Mは整数)枚のフレームを基に縮小画像を生成し、時系列に出力する第1の処理と、当該M枚のフレームに連続するN(Nは整数)枚のフレームを基に分割画像を生成し時系列に出力する第2の処理と、を交互に繰り返すことで変換画像を生成し、当該変換画像を出力する画像信号制御ステップと、
前記画像信号制御部から出力される変換画像を入力とし、分割画像と縮小画像とを別々のストリームに圧縮符号化し、当該分割画像を圧縮して得られる分割圧縮画像ストリーム及び、縮小画像を圧縮して得られる縮小圧縮画像ストリームを出力する符号化ステップとを備える
画像符号化方法。
An image signal having a first screen resolution input continuously in time is encoded using an encoding unit capable of encoding an image signal having a second screen resolution smaller than the first resolution. An encoding method for performing
An image reduction step of generating a reduced image of the second screen resolution by reducing a frame included in the image signal having the first screen resolution inputted continuously in time;
An image dividing step of dividing the frame included in the image signal into a plurality of divided images having the second screen resolution;
The image reduction step and the image division step are controlled, and a reduced image is generated based on M (M is an integer) frames that are temporally continuous among the frames included in the image signal. By alternately repeating the first process to be output and the second process to generate a divided image based on N (N is an integer) consecutive frames of the M frames and output them in time series An image signal control step of generating a converted image and outputting the converted image;
The converted image output from the image signal control unit is input, the divided image and the reduced image are compressed and encoded into separate streams, and the divided compressed image stream obtained by compressing the divided image and the reduced image are compressed. And an encoding step for outputting a reduced compressed image stream obtained in this manner.
時間的に連続して入力される第1の画面解像度を有する画像信号を、当該第1の解像度よりも小さい第2の画面解像度を有する画像信号の符号化が可能な符号化部を用いて符号化を行う集積回路であって、
時間的に連続して入力される前記第1の画面解像度を有する画像信号に含まれるフレームを縮小して前記第2の画面解像度の縮小画像を生成する画像縮小部と、
前記画像信号に含まれるフレームを、前記第2の画面解像度を有する分割画像に複数分割を行う画像分割部と、
前記画像縮小部と、前記画像分割部とを制御し、前記画像信号に含まれるフレームのうち時間的に連続するM(Mは整数)枚のフレームを基に縮小画像を生成し、時系列に出力する第1の処理と、当該M枚のフレームに連続するN(Nは整数)枚のフレームを基に分割画像を生成し時系列に出力する第2の処理と、を交互に繰り返すことで変換画像を生成し、当該変換画像を出力する画像信号制御部と、
前記画像信号制御部から出力される変換画像を入力とし、分割画像と縮小画像とを別々のストリームに圧縮符号化し、当該分割画像を圧縮して得られる分割圧縮画像ストリーム及び、縮小画像を圧縮して得られる縮小圧縮画像ストリームを出力する符号化部とを備える
集積回路。
An image signal having a first screen resolution input continuously in time is encoded using an encoding unit capable of encoding an image signal having a second screen resolution smaller than the first resolution. An integrated circuit that performs
An image reduction unit that reduces a frame included in an image signal having the first screen resolution that is continuously input in time to generate a reduced image of the second screen resolution;
An image dividing unit that divides a frame included in the image signal into a divided image having the second screen resolution;
The image reduction unit and the image division unit are controlled to generate a reduced image based on M (M is an integer) frames that are temporally continuous among the frames included in the image signal, and in time series By alternately repeating the first process to be output and the second process to generate a divided image based on N (N is an integer) consecutive frames of the M frames and output them in time series An image signal control unit that generates a converted image and outputs the converted image;
The converted image output from the image signal control unit is input, the divided image and the reduced image are compressed and encoded into separate streams, and the divided compressed image stream obtained by compressing the divided image and the reduced image are compressed. And an encoding unit that outputs a reduced compressed image stream obtained in this way.
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