JP2927913B2 - 画像圧縮装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、画像編集装置に用いられ、圧縮後のデータ
を編集することを前提として圧縮する画像圧縮装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、この種の画像圧縮装置としては、例えば第８図
に示すような構成のものが知られている。

すなわち、フレーム単位で入力されたソース画像とし
てのアナロダコンポジット信号をA/D変換器１でデジタ
ル信号に変換し、Y/C分離器３で輝度信号（Ｙ信号）と
色差信号（Ｃ信号:R−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号）に分離した
画像データを出力し、時分割多重（Time Division Mult
iplex以下TDMと略称する）変換器５で画像データを時分
割多重処理して低域フィルタ７で雑音を除去し、予測符
号化器９で画像データから予測信号化法を用いて圧縮し
てデータファイルを作成するように構成されており、こ
のデータファイルはハードディスク等の記録装置11に記
録され、適宜編集して使用される。

なお、ソース画像は予めデジタル化されたコンポジッ
ト信号が直接Y/C分離器３に入力される構成もある。

そして、これらの記録されたデータファイルは動画像
を圧縮したファイルや複数枚のフレームからなるファイ
ルであり、フレーム単位で編集処理することが可能であ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述したように画像圧縮装置では、第９図に
示すように、データファイル中の任意のフレームが該当
ファイルの先頭フレームから何番目にあるかをインデッ
クス番号に対応させて記録されるのが一般的であり、各
フレームは相対番号に関連づけて管理されている。

そのため、データファイル中の一部のフレームを切り
出して他のデータファイル中のフレームと交換したり挿
入する等の編集を行なう場合、良好な編集データファイ
ルが作成し難く、いわゆる編集後のデータファイルの再
現性が劣り、編集効率が良くない。

また、圧縮されたデータファイルがソース画像のどの
部分を圧縮して作成したものか分らないため、ソース画
像とソース音声を別々に圧縮処理して合成編集する場合
に、双方の同期が取りづらくて試行錯誤により同期を取
る必要があり、編集が煩雑である。

また、本発明の出願後に出願公開された特開平４−47
884号「ディジタル信号の記録再生方式」には、動画用
のデジタル映像信号を圧縮処理して記録することによ
り、デジタル音声信号と同時に記録再生できるようにし
た方式が開示されている。この方式は、各圧縮基準期間
における制御領域にタイムコードを配し、再生時にタイ
ムコードを取り込むことでサーチやテープ残量の表示或
いは編集時の位置調整等が行えるようするものである
が、動画用のデジタル映像信号の圧縮処理はサンプリン
グ等による簡単なものであり、しかもDAT用のテープの
固定長の一定期間に制御情報と音声情報と映像情報を同
期させて記録するだけであるため、圧縮率の高い可変長
のデータを作成できず、DAT用テープの記録容量に制限
があるときに自在な対応をとることができない等の課題
を抱えるものであった。

本発明はこのような従来の欠点を解決するためになさ
れたもので、編集後のデータファイルの再現性および編
集効率が良好であるうえ音声との同期もとり易い自在な
データファイルの作成が可能な画像圧縮装置を提供する
ものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明は、フレーム単位で
入力されたデジタル画像信号を輝度信号と色差信号にY/
C分離するY/C分離器と、該Y/C分離器の出力画像データ
にフレーム毎に１対１で対応するタイムコードを付加す
るタイムコード付加器と、該タイムコード付加器の出力
画像データを時分割多重化する時分割多重変換器と、該
時分割多重変換器の出力画像データをフレーム単位で間
引くフレーム間引器と、該フレーム間引器の出力画像デ
ータをフレーム内又はフレーム間予測符号化によって圧
縮する予測符号化器とを具備することを特徴とするもの
である。

しかも、本発明では、上記タイムコード付加器とし
て、疑似タイムコードを発生するように、また、外部か
ら入力して一時的に保持したタイムコードを付加するよ
うに、更にそれらのタイムコードを切換えて画像データ
に付加するように形成可能である。

［作用］ このような手段を有する本発明では、フレーム単位で
入力されたデジタル画像信号からY/C分離器でY/C分離さ
れた画像データに対して、タイムコード付加器によって
時間情報としてのタイムコードがフレーム毎に１対１で
対応して付加されるから、予測符号化器によってフレー
ム内又はフレーム間圧縮処理されても、圧縮画像データ
の各フレームの時間情報が保存される。また、タイムコ
ード付加器はフレーム間引器の前段側に配置してあるた
め、圧縮画像データのデータ量を調節するためにフレー
ム間引きを行っても、該当フレームの時間情報が保存さ
れる。

そして、上記タイムコード付加器が疑似タイムコード
を発生する構成では、タイムコードのないソース画像に
対してタイムコードの付加が可能となるし、上記タイム
コード付加器が外部からタイムコードを入力して一時的
に保持して付加するように構成すると、外部からのタイ
ムコード付きのソース画像が入力されれば、処理中のフ
レームに対応したタイムコードが付加される。

さらに、タイムコード付加器がそれらのタイムコード
を切換えて画像データに付加するように構成されている
と、タイムコードの有無に関係なく各種のソース画像に
タイムコードの付加が可能である。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明に係る画像圧縮装置の一実施例を示すブロ
ック図である。

図において、A/D変換器13はフレーム単位で入力され
たソース画像としてのアナログコンポジット信号をA/D
変換するもので、Y/C分離器15に接続されており、Y/C分
離器15はデジタル変換された信号から輝度信号と色差信
号に分離した画像データをタイムコード付加器17に出力
するものである。

なおY/C分離器15には予めデジタル化されたコンポジ
ット信号が直接入力可能になっている。

タイムコード付加器17は１フレーム分のデータを圧縮
する機能を有し、処理中のフレームに対する時、分、秒
およびフレーム番号からなるタイムコード（詳細は後述
する）を圧縮後の画像データの各フレームに付して出力
するもので、TDM変換器19に接続されている。

タイムコード付加器17の構成は、例えば第２図に示す
ように、デジタルコンポジット信号がY/C分離器15に直
接入力された場合、そのデジタルコンポジット信号のフ
レームに同期して入力したタイムコードを所定時間記憶
して出力するメモリ17aと、疑似タイムコードを内部発
生するタイムコード発生器17bと、これらメモリ17a又は
タイムコード発生器17bからのタイムコードを切換えて
バス17cに出力するスイッチ17dを有して形成されてい
る。

なお、メモリ17aはタイムコード付加器17が１フレー
ム分のデータを圧縮する期間だけ外部タイムコードを記
憶して出力するものである。

外部タイムコードおよび疑似タイムコードは、いずれ
も第３図に示すように、時、分、秒およびフレーム番号
からなる絶対番地として機能するものであり、フレーム
は30進、秒は60進、分は60進、時は適切に選定されてお
り、30フレームで１秒分進み、60秒で１分分進み、60分
で１時間分進むようになっている。なお、第３図は画像
データが圧縮されない状態で示されている。

TDM変換器19は、輝度信号と色差信号からなる画像デ
ータを時分割多重変換するために、その画像データを適
応的に時分割多重処理する公知のもので、フレーム間引
器21に接続されている。

フレーム間引器21は適当なフレーム毎に間引いて圧縮
データのデータ量を調節するものである。例えば、CD−
ROMからの再生画像のようにソース画像中に含まれる情
報量が多い場合には、１秒当り150KByte以内の伝送レー
トに抑えるためにフレーム間引きが行なわれる（後述す
る第５図参照）。

フレーム間引器21には画像データ中の雑音を除去する
低域フィルタ23が接続されており、この低域フィルタ23
には予測符号化器25が接続されている。

この予測符号化器25は、予測符号化法によって画像デ
ータをフレーム内／フレーム間で圧縮するとともに、圧
縮後の画像データの各フレーム毎にタイムコードを付加
したまま出力するもので、データファイルとして例えば
ハードディスク等の記憶媒体に記録する記録装置（図示
省略）に接続されている。

なお、上述したタイムコード付加器17から画像データ
に付して出力されるタイムコードは、画像データと同じ
経路を通過するが、圧縮処理は行なわれないようになっ
ている。

次に上述した画像圧縮装置の動作を簡単に説明する。

アナログコンポジット信号が入力されるとA/D変換器1
3でA/D変換され、Y/C分離器15で輝度信号と色差信号に
分離されて画像データとしてタイムコード付加器17に出
力される。

Y/C分離器15にデジタルコンポジット信号が直接入力
される場合には、そのデジタルコンポジット信号がY/C
分離されてタイムコード付加器17に加えられる。

タイムコード付加器17では１フレーム分のデータを適
当に圧縮するとともに、同期してスイッチ17dがタイム
コード発生器17bを選択してタイムコード発生器17bから
の疑似タイムコードを圧縮後の各フレームに対し、第３
図のようなタイムコード付き画像データをTMD変換器19
へ出力する。

第４図は従来の圧縮されただけの画像データであり、
隣合うフレームは何フレーム後のフレームなのかという
情報は各フレーム自体に保存されていないので、各フレ
ーム間の関係が特定できない。これに対してタイムコー
ド付加器17からの画像データでは隣接するフレーム間の
時間情報が保存されている。

タイムコード付加器17は、デジタルコンポジット信号
がY/C分離器15へ入力される時には、スイッチ17cがメモ
リ17aを選択してメモリ17aからの外部タイムコードを付
して出力する。

以降の処理は内部発生させた疑似タイムコード又は外
部タイムコードの付されたいずれの画像データも処理は
同じである。

タイムコードの付された画像データはTDM変換器19で
適応的に時分割多重処理され、フレーム間引器21にて第
５図のように適当なフレームが間引かれてデータ量が調
節され、データ量の調節された圧縮画像データが低域フ
ィルタ23に加えられる。

このような画像圧縮装置から出力された例えば第６図
のようにタイムコード付きの画像データからなるデータ
ファイルは、その一部（第８〜第16フレーム）を切り出
し、これを第６図のようにタイムコード付きの画像デー
タからなるデータファイルの第１フレームに連結させる
と、第７図のような一つの編集されたデータファイルが
編集作成され、その後、予測符号化器25にて画像データ
がフレーム内／フレーム間で圧縮されるとともに、圧縮
された画像データがこれと同じ経路を圧縮処理されずに
通過したタイムコードとともに出力され、データファイ
ルとして記録装置（図示せず）に出力される。

このような画像圧縮装置から出力された例えば第６図
のようにタイムコード付きの画像データからなるデータ
ファイルは、その一部（第８〜第16フレーム）を切り出
し、これを第６図のようにタイムコード付きの画像デー
タからなるデータファイルの第１フレームに連結させる
と、第７図のような一つの編集されたデータファイルが
編集作成される。

この場合、各フレームに対応するタイムコードが絶対
番地データであるから、タイムコードと画像データを参
照することにより、新たに第７図ようなデータファイル
を正確に編集できるから、編集データファイルの再現性
が良好であるし、編集が容易で効率もよい。

しかも、編集したデータファイルはそのタイムコード
を見れば、元のデータファイル中のフレームを正確に確
認できる。

また、別途ソース画像に対応した第３図中の音声デー
タを圧縮させるとともにデータファイルに同期を持たせ
て第７図のように対応編集させるときも、タイムコード
を参照することにより容易に音声ファイルの先頭と同期
を取ることができる。

なお、上述した構成では画像データの各フレームに絶
対番地を付すものであったが、本発明は画像データ中の
先頭フレームからの相対番号を各フレームに付す構成で
もよく、この場合にも各フレームの相対番号を参照して
容易に編集可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の画像圧縮装置は、画像デ
ータにフレーム単位の時間情報を付した後、時分割多重
化、フレーム単位の間引き、フレーム内又はフレーム間
予測符号化等の処理を施してデータファイルを作成する
構成としたから、タイムコードを利用して音声同期のと
れたデータファイルを作成したり、或いはタイムコード
に基づいて動画像を切り出すといった編集作業が正確か
つ容易に可能であり、しかも時分割多重化やフレーム単
位の間引きさらにはフレーム内又はフレーム間予測符号
化といった各種処理が、タイムコードを付加した後で行
われるため、データファイル格納媒体の記憶容量等を考
慮した処理により圧縮画像データのデータ量を調節した
としても、タイムコードによりフレーム間の時間情報が
保存され、フレームデータの再現性が失われることはな
く、これにより間引きを施したフレームを正確に管理で
きる環境下で自在な画像圧縮が可能であり、さらにまた
時分割多重化とフレーム単位の間引きとフレーム内又は
フレーム間予測符号化といった処理をシーケンシャルに
行うため、可変長の非常に圧縮率の高いデータを作成す
ることができる等の優れた効果を奏する。

そして、タイムコード付加器が疑似タイムコードを発
生するように構成されていれば、タイムコードを持たな
いソース画像に対しても装置内で発生させた疑似タイム
コードを付加可能となり、データファイル構造の一元化
を図ることが容易である。

さらに、タイムコード付加器が、外部から入力して一
時的に保持したタイムコードを付加するように構成され
ていれば、タイムコード付きのソース画像について圧縮
処理や、圧縮と間引き処理した画像データの各フレーム
に正確なタイムコードを付してデータファイルを作成で
きる。

さらにまた、タイムコード付加器が、外部タイムコー
ドや内部発生させた疑似タイムコードを切換えて画像デ
ータに付加するように構成されていれば、各種のソース
画像に切換え対応可能になり、データファイル構造の一
元化を一層図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像圧縮装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は、第１図中のタイムコード付加器
の一例を示すブロック図、第３図は、圧縮されていない
画像データの概念図、第４図は、従来の圧縮された画像
データからなるデータファイルを示す概念図、第５図お
よび第６図は、本発明の画像圧縮装置で作成した画像デ
ータからなるデータファイルの概念図、第７図は、本発
明の画像圧縮装置で作成した画像データを用いて編集し
たデータファイルの状態を示す概念図、第８図は、従来
の画像圧縮装置を示すブロック図、第９図は、第８図の
画像圧縮装置で作成された画像データからなるデータフ
ァイルの概念図である。 １、13……A/D変換器、 ３、15……Y/C分離器、 ５、19……TDM変換器、 ７、23……低域フィルタ、 ９、25……予測符号化器、 11……記録装置、 17……タイムコード付加器、 17a……メモリ、 17b……タイムコード発生器、 17d……スイッチ、 21……フレーム間引器。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレーム単位で入力されたデジタル画像信
   号を輝度信号と色差信号にY/C分離するY/C分離器と、該
   Y/C分離器の出力画像データにフレーム毎に１対１で対
   応するタイムコードを付加するタイムコード付加器と、
   該タイムコード付加器の出力画像データを時分割多重化
   する時分割多重変換器と、該時分割多重変換器の出力画
   像データをフレーム単位で間引くフレーム間引器と、該
   フレーム間引器の出力画像データをフレーム内又はフレ
   ーム間予測符号化によって圧縮する予測符号化器とを具
   備することを特徴とする画像圧縮装置。
2. 【請求項２】前記フレーム間引器と前記予測符号化器の
   間に、該フレーム間引器の出力画像データを低域濾波し
   て雑音を除去し、濾波出力を前記予測符号化器に出力す
   る低域フィルタを設けてなることを特徴とする請求項１
   記載の画像圧縮装置。
3. 【請求項３】前記タイムコード付加器は、疑似タイムコ
   ードを発生するものである請求項１又は２記載の画像圧
   縮装置。
4. 【請求項４】前記タイムコード付加器は、外部から入力
   して一時的に保持したタイムコードを付加するものであ
   る請求項１又は２記載の画像圧縮装置。
5. 【請求項５】前記タイムコード付加器は、疑似タイムコ
   ードを発生し、外部からタイムコードを入力して一時的
   に保持可能に形成するとともに、前記疑似タイムコード
   と外部タイムコードを切換えて前記画像データに付加す
   るものである請求項１又は２記載の画像圧縮装置。