JP3148710B2 - 映像符号化方式 - Google Patents

映像符号化方式

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JP3148710B2 JP5503198A JP5503198A JP3148710B2 JP 3148710 B2 JP3148710 B2 JP 3148710B2 JP 5503198 A JP5503198 A JP 5503198A JP 5503198 A JP5503198 A JP 5503198A JP 3148710 B2 JP3148710 B2 JP 3148710B2
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は映像符号化方式に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、映像信号に対してリアルタイムに
圧縮符号化を行う場合、多種の入力映像信号に対応する
ため、圧縮符号化処理の制御パラメータの決定に際して
は、入力されうる様々な映像信号の中から、代表的な映
像信号を選択した後、その映像信号に対してコンピュー
タ等を用いた圧縮符号化シュミレーションを実行し、平
均的に最も圧縮符号化効率が良くなるパラメータを選択
していた。
【0003】つまり、図3に示す従来の符号化装置90
1では、上記の方法で選択した平均的な圧縮符号化制御
パラメータPが予め設定され、一度、圧縮符号化制御パ
ラメータPが設定されれば、入力される映像信号によら
ず、同一の圧縮符号化制御パラメータPを用いて圧縮符
号化部902で圧縮符号化が実行されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年ディジタ
ルTV放送等の普及に伴い、様々な映像信号をできるだ
け効率よくリアルタイムに圧縮符号化することが要求さ
れており、上記の方式のように入力映像信号によらず、
同一の符号化制御パラメータで圧縮符号化を行っていた
のでは、実際に入力される各映像信号の性質(動きの複
雑さなど)またはその映像を用いるアプリケーションの
要求条件に最適な符号化制御パラメータを設定し、より
効率よく圧縮符号化を行うことが不可能となる。
【0005】本発明の目的は、入力される各映像信号の
性質またはその映像を用いるアプリケーションの要求条
件に最適な符号化パラメータを設定し、様々な映像信号
をできるだけ効率よくリアルタイムに圧縮符号化する映
像符号化方式を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による映像符号化
方式は、入力する映像性質情報を性質情報に変換する性
質情報設定手段と、入力する映像信号に前記性質情報を
多重化して多重化映像信号を出力する性質情報多重化手
段と、入力する前記多重化映像信号から前記性質情報を
分離して前記映像信号と前記性質情報を出力する性質情
報分離手段と、該性質情報分離手段から入力される前記
性質情報を基に圧縮符号化制御パラメータを生成する符
号化制御手段と、前記性質情報分離手段から入力される
前記映像信号を前記符号化制御手段から入力される前記
圧縮符号化制御パラメータに従い圧縮符号化する圧縮符
号化手段と、を備えることを特徴とする。
【0007】また、本発明による映像符号化方式は、上
記の映像符号化方式において前記性質情報多重化手段は
前記性質情報を前記映像信号のブランキング期間に多重
することを特徴とする。
【0008】更に、本発明による映像符号化方式は上記
の映像符号化方式において前記性質情報多重化手段は前
記性質情報を前記映像信号の圧縮符号化を行わない無効
ラインに多重することを特徴とする。
【0009】更に、本発明による映像符号化方式は上記
の映像符号化方式において前記性質情報多重化手段は前
記性質情報を前記映像信号がディジタル映像信号の場
合、該ディジタル映像信号の補助データ部に挿入するこ
とを特徴とする。
【0010】更に、本発明による映像符号化方式は、入
力する映像性質情報を性質情報に変換する性質情報設定
手段と、前記性質情報を基に圧縮符号化制御パラメータ
を生成する符号化制御手段と、前記圧縮符号化制御パラ
メータで前記映像信号を圧縮符号化する圧縮符号化手段
と、を備えることを特徴とする。
【0011】更に、本発明による映像符号化方式は、上
記の映像符号化方式において、前記性質情報は、動きの
程度の情報、絵柄の複雑度の情報、必要な画質の程度の
情報、符号化遅延の程度の情報、シーンチェンジの有無
の情報を含むことを特徴とする映像符号化方式。
【0012】更に、本発明による映像符号化方式は上記
の映像符号化方式において、前記圧縮符号化制御パラメ
ータは、動きベクトル検出範囲、時間・空間フィルタの
ON/OFF、符号化モード、符号化ビットレートを表
すことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明は、圧縮符号化の対象とな
る映像信号を制作及び編集する段階で、映像信号のブラ
ンキング期間または圧縮符号化の対象にならない無効ラ
イン等に、その映像信号の性質(動きの程度、絵柄の複
雑度など)を示す情報を予め多重化しておき、実際に圧
縮符号化を行う際には、まず入力された映像信号の性質
を示す情報を分離し、その性質に最適な符号化パラメー
タを設定して符号化を行うことを可能としたことを特徴
としている。
【0014】図1に示す本発明の実施形態による映像符
号化方式のブロック図において、入力しようとする映像
信号に対して、その映像信号の性質を人間が判断し、性
質情報Sを性質情報設定部101より入力する。性質情
報設定部101より出力された性質情報Sは、性質情報
多重化部102で映像信号のブランキング期間等に多重
化される。
【0015】次に、符号化装置103では、性質情報分
離部104において映像信号に多重化された性質情報S
を分離し、符号化制御部105に出力する。符号化制御
部105では入力された性質情報Sを基に、入力された
映像信号の性質に最適な圧縮符号化制御パラメータPを
圧縮符号化部106に出力する。圧縮符号化部106で
は符号化制御部105より出力された圧縮符号化制御パ
ラメータPに従って、入力映像信号に対して圧縮符号化
を行う。
【0016】以上の処理を行うことにより、実際に入力
される映像信号毎に、その映像信号の性質に最適な圧縮
符号化パラメータ(圧縮符号化部106の内部で生成)
を設定し、リアルタイムに符号化が実行できるという効
果が得られる。
【0017】[実施形態1]図1は本発明の実施形態1
による映像符号化方式のブロック図である。図1を参照
しながら実施形態1について説明する。
【0018】圧縮符号化の対象となる映像信号を作成ま
たは編集する段階で、対象となる映像信号の性質を制作
者が判断し、その映像性質情報S'を性質情報設定部1
01より入力する。ここで、映像性質情報S'の例とし
ては以下に示す様な情報が考えられる。
【0019】(S1)動きの程度(スポーツ映像の様に
動きが激しい映像か、静止画の多い映像なのか) (S2)絵柄の複雑度(風景等の自然画等は複雑な絵柄
と考えられる) (S3)対象とする映像信号が必要とする画質の程度
(高画質が必要なのか、ある程度画質を落としても情報
量を削減するのか) (S4)符号化遅延の程度(符号化遅延を最少にするこ
とを優先するかどうか) (S5)複数の映像信号を編集する場合に発生するシー
ンチェンジ情報 入力されるこれらの映像性質情報S'を、予め定めた規
則に従い符号化し、性質情報Sとして性質情報多重化部
に出力する。映像性質情報S'を性質情報Sに符号化す
る規則の例を表1に示す。
【0020】
【表1】 性質情報設定部101から出力される性質情報Sは性質
情報多重化部102に入力される。性質情報多重化部1
02では、入力された性質情報Sを、入力される映像信
号のブランキング期間(実際の映像信号が入らない部
分)または圧縮符号化の対象にならない無効ライン等
に、予め定めた規則に従い多重化する。
【0021】性質情報Sが多重化された映像信号は、符
号化装置103における性質情報分離部104に入力さ
れる。性質情報分離部104では、多重化された性質情
報Sを、性質多重化部102より出力された映像信号か
ら、性質情報Sを多重化した規則を基に分離し、符号化
制御部105に出力する。
【0022】符号化制御部105では、性質情報分離部
104より分離された性質信号Sを基に、入力された映
像信号の性質に最適な圧縮符号化制御パラメータPを、
予め定めた規則に基づき設定し、圧縮符号化部106に
出力する。ここで、考えられる圧縮符号化制御パラメー
タPの例を以下に示す。
【0023】(P1)動きベクトル検出範囲(動きの激
しい映像信号に対しては検出範囲を広くする) (P2)時間方向または空間フィルタの設定(フィルタ
リングを実施する事により、画質の鮮明さは損なわれる
ものの、符号化効率は向上する) (P3)符号化モードの選択(符号化遅延の少ないモー
ドとそうでないモード、シーンチェンジ後の映像信号の
符号化にはフレーム内符号化を用い、静止画の場合には
フレーム間符号化を用いるなど) (P4)符号化ビットレート(高画質が必要、または絵
柄が複雑等の場合には高ビットレートを設定し、画質よ
りも情報量の削減を優先する場合には低ビットレートを
設定する) 入力された性質情報Sを基に、上記の圧縮符号化制御パ
ラメータPを設定する規則の例を表2に示す。
【0024】
【表2】 表2において、−印の部分については、映像の性質と圧
縮符号化制御パラメータP間に相関関係がないため、予
め定めた初期パラメータが設定されるものとする。ま
た、複数の性質情報Sを選択した場合、圧縮符号化制御
パラメータPの設定が互いに矛盾する場合があるが(例
えば、S1−1では符号化ビットレートは"高ビットレ
ート"に設定されるのに対し、S2−2では"低ビットレ
ート"に設定される)、ここでは規則を簡単にするため
に、後に選択したものを優先させるものとする。
【0025】圧縮符号化部106では、符号化制御部1
05から出力される圧縮符号化制御パラメータPを基
に、性質情報分離部104より出力される映像信号に対
して圧縮符号化を行い、符号化データとして出力する。
【0026】また、圧縮符号化部106における圧縮符
号化方法は、例えば、国際標準等に定められている映像
符号化方式に基づくものであるので、その詳細な説明は
省略する。
【0027】次に、本実施形態の動作につき説明する。
まず、圧縮符号化の対象となる映像信号を作成または編
集する段階で、対象となる映像信号が最も適合すると制
作または編集者が考える映像性質情報S'を表1から選
択する。選択された映像性質情報S'は、性質情報設定
部101から制作者らによって手動で入力される。性質
情報設定部101では、入力された映像性質情報S'
を、表1に定めた規則に従い符号化し、性質情報Sとし
て性質情報多重化部102に出力する。
【0028】性質情報多重化部102では、入力された
性質情報Sを、入力される映像信号のブランキング期間
(実際の映像信号が入らない部分)等に、予め定めた規
則に従い多重化し、符号化装置103の性質情報分離部
104に出力する。
【0029】ここで、性質情報Sを多重化する形態例に
ついて説明する。まず、表1に示した性質情報S1〜S
5の各々に対して映像信号ブランキング期間に含まれる
ブランキングラインを1ライン割り当てる。表3に性質
情報S1〜S5の各々に対してブランキングラインを割
り当てた例を示す。
【0030】
【表3】 表3の例では、性質情報S1については、ブランキング
ラインとして第10ライン目を割り当ている。次に性質
情報S1−1またはS1−2を多重化する方法として、
S1−1であれば第10ラインに輝度信号の最大レベル
(視覚的には白になるレベル)を割り当て、逆にS1−
2には最少レベル(視覚的には黒レベル)を割り当てる
ことにより実現可能となる。他の性質情報についても同
様である。
【0031】符号化装置103の性質情報分離部104
では、表3に示すように割り当てられたブランキングラ
インに注目して、そのブランキングラインの信号レベル
が、輝度信号レベルの中間レベル(視覚的には灰色にな
るレベル)を基準にして比較することにより、最大レベ
ルになっているのか、最小レベルになっているのかを判
定する。判定されたレベルを基に、表3を参照して性質
情報多重化部102で多重化された性質情報Sを分離
し、符号化制御部105に出力する。
【0032】符号化制御部105では、入力された性質
情報Sを基に、表2を参照して圧縮符号化制御パラメー
タPを設定し、圧縮符号化部106に出力する。
【0033】最後に、圧縮符号化部106において、符
号化制御部105から出力される圧縮符号化制御パラメ
ータPを基に、性質情報分離部104より出力される映
像信号が圧縮符号化され、符号化データとして出力され
る。
【0034】[実施形態2]図2は本発明の実施形態2
による映像符号化方式のブロック図である。図2を参照
しながら実施形態2について説明する。
【0035】図2の構成では、圧縮符号化の対象となる
映像信号を制作または編集するところに符号化装置20
1が設置可能であることを前提として、符号化装置20
2に直接映像性質情報S'を入力する構成となってい
る。この場合、同図の構成からも明らかな様に、実施形
態1における性質情報多重化部102及び性質情報分離
部104は省略可能となる。
【0036】本実施形態による構成では、圧縮符号化の
対象となる映像信号の性質を予め制作者が判断し、その
映像性質情報S'を性質情報設定部101より入力す
る。性質情報設定部101では、入力された映像性質情
報S'を、予め定めた規則に基づき符号化し、性質情報
Sとして符号化装置201における符号化制御部105
へ出力する。
【0037】符号化制御部105では、性質情報設定部
101より出力された性質信号Sを基に、入力された映
像信号の性質に最適な圧縮符号化制御パラメータPを、
予め定めた規則に基づき設定し、圧縮符号化部106に
出力する。
【0038】圧縮符号化部106では、符号化制御部1
05から出力される圧縮符号化制御パラメータPを基
に、入力される映像信号に対して圧縮符号化を行い、符
号化データとして出力する。
【0039】[実施形態3]また本発明は、入力信号と
してアナログ映像信号及びディジタル映像信号の双方に
ついて適用可能であるが、特に国際標準であるITU-R RE
COMMENDATION 656に規定されているディジタル映像信号
の場合、補助データ(Ancillary data)の挿入が可能とな
っており、その補助データ部に性質情報Sを多重化して
おく方法を用いることもできる。
【0040】上記の補助データを用いることにより、よ
り多くの性質情報を多重化することが可能となる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば圧
縮符号化の対象となる映像信号を制作及び編集する段階
で、映像信号のブランキング期間または圧縮符号化の対
象にならない無効ライン等に、その映像信号の性質(動
きの程度、絵柄の複雑度など)を示す情報を予め多重化
しておき、実際に圧縮符号化を行う際には、まず入力さ
れた映像信号の性質を示す情報を分離し、その性質に最
適な圧縮符号化パラメータを設定して符号化を行うこと
を可能としているため、より高能率な圧縮符号化が実行
できる。
【0042】また、実際に映像を使用するアプリケーシ
ョンに適した圧縮符号化パラメータの設定も可能とな
り、例えばアプリケーションからの要求条件が、画質は
ある程度落としても、情報量を削減する事を優先するも
のであれば、表1の映像性質情報S3の設定をその要求
条件に適する様に行えば良いことになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1による映像符号化方式のブ
ロック図である。
【図2】本発明の実施形態2による映像符号化方式のブ
ロック図である。
【図3】従来例による映像符号化方式のブロック図であ
る。
【符号の説明】 101 性質情報設定部 102 性質情報多重化部 103、201 符号化装置 104 性質情報分離部 105 符号化制御部 106 圧縮符号化部

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力する映像性質情報を性質情報に変換
    する性質情報設定手段と、 入力する映像信号に前記性質情報を多重化して多重化映
    像信号を出力する性質情報多重化手段と、 入力する前記多重化映像信号から前記性質情報を分離し
    て前記映像信号と前記性質情報を出力する性質情報分離
    手段と、 該性質情報分離手段から入力される前記性質情報を基に
    圧縮符号化制御パラメータを生成する符号化制御手段
    と、 前記性質情報分離手段から入力される前記映像信号を前
    記符号化制御手段から入力される前記圧縮符号化制御パ
    ラメータに従い圧縮符号化する圧縮符号化手段と、 を備える映像符号化方式において、 前記性質情報は、動きの程度の情報、絵柄の複雑度の情
    報、必要な画質の程度の情報、符号化遅延の程度の情
    報、シーンチェンジの有無の情報を含み、 前記圧縮符号化制御パラメータは、動きベクトル検出範
    囲、時間・空間フィルタのON/OFF、符号化モー
    ド、符号化ビットレートを表し、 前記圧縮符号化パラメータの組み合わせは、設定規則に
    基づいて前記性質情報の内容により定まる ことを特徴と
    する映像符号化方式。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の映像符号化方式におい
    て前記性質情報多重化手段は前記性質情報を前記映像信
    号のブランキング期間に多重することを特徴とする映像
    符号化方式。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の映像符号化方式におい
    て前記性質情報多重化手段は前記性質情報を前記映像信
    号の圧縮符号化を行わない無効ラインに多重することを
    特徴とする映像符号化方式。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の映像符号化方式におい
    て前記性質情報多重化手段は前記性質情報を前記映像信
    号がディジタル映像信号の場合、該ディジタル映像信号
    の補助データ部に挿入することを特徴とする映像符号化
    方式。
  5. 【請求項5】 入力する映像性質情報を性質情報に変換
    する性質情報設定手段と、 前記性質情報を基に圧縮符号化制御パラメータを生成す
    る符号化制御手段と、前記圧縮符号化制御パラメータで
    前記映像信号を圧縮符号化する圧縮符号化手段と、 を備える映像符号化方式において、 前記性質情報は、動きの程度の情報、絵柄の複雑度の情
    報、必要な画質の程度の情報、符号化遅延の程度の情
    報、シーンチェンジの有無の情報を含み、 前記圧縮符号化制御パラメータは、動きベクトル検出範
    囲、時間・空間フィルタのON/OFF、符号化モー
    ド、符号化ビットレートを表し、 前記圧縮符号化パラメータの組み合わせは、設定規則に
    基づいて前記性質情報の内容により定まる ことを特徴と
    する映像符号化方式。
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