JP3237806B2 - 画面分割映像符号化復号化装置 - Google Patents

画面分割映像符号化復号化装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号を圧縮符号化し
た符号化データを記録装置に蓄積し、前記記録装置より
読み出した符号化データを復号化して映像を再生する映
像符号化復号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】膨大な情報量をもつ映像信号をディスク
やCD−ROM等に蓄積する場合、ディジタル化して得
られるPCM信号をそのまま蓄積すると、蓄積媒体の記
憶容量として莫大なものが必要になる。例えばITU−
R勧告BT.601に準拠する標準TV信号の場合、1
フレームの画素数が輝度信号720×480、2つの色
差信号360×480、フレーム周波数が29.97H
zであるので、8ビット/画素の場合には、1秒当りの
情報量R=(720×480×2×29.97×8)=
166(Mbit/s)となるので、1時間の映像を蓄
積しようとすると、166(Mbit/s)×3600
(s)=598(Gbit)もの容量が必要になる。こ
のような場合、映像情報を何らかの手段で圧縮符号化
し、符号化された後のデータを蓄積する手段がとられ
る。再生の際には、符号化されたデータを読み出した
後、復号を行って再生信号を得る。このようにすれば、
記憶装置を効率的に使用することが可能になり、長時間
の記録が可能となる。
【0003】従来の映像符号化復号化装置は、図4に示
すように、映像符号化部103と記憶装置105と映像
復号部107とより構成されており、入力端子101か
ら入力された画像102には、映像符号化部103で圧
縮符号化され、符号化データ104として得られた後、
記憶装置105に蓄積される。再生の際には、記憶装置
105から符号化データ106が読み出され、映像復号
部107で復号化されて再生映像108が出力端子10
9に出力されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】HDTV等の高解像度
映像信号は、走査線数や走査線方向の画素数が多く、広
帯域な映像信号になっている。このため、高解像度映像
信号を蓄積する場合にもディジタル化して圧縮符号化す
ることが通常行われるが、その出力符号化速度は標準T
Vよりも高い。
【0005】上述した従来の映像符号化復号化装置は1
台の記録装置を使用しているので高解像度映像信号の符
号化データを蓄積しようとすると、書き込み/読み出し
速度がより高いものが必要になるだけでなく、記憶装置
の容量としてもさらに大容量のものが必要になってく
る。また、蓄積時間を長くするために圧縮率を高くしよ
うとすると、それだけ画質が劣化してしまうという欠点
があった。
【0006】本発明の目的は、書き込み/読み出し速度
を高くせず、かつ大容量の記録装置を必要とせず、さら
に圧縮率を高めて画像を劣化することなく高解像度映像
の符号化復号化が可能な画面分割映像符号化復号化装置
を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の画面分割映像符
号化復号化装置は、映像信号を構成する毎映像フレーム
をn個の小画面映像に分割する映像分割部と、前記n個
の小画面映像に対応するn個の記憶装置と、前記映像分
割部で分割されたn個の小画面映像に対応して設けら
れ、同一の時刻情報が設定され、前記小画面映像を圧縮
符号化して符号化データに前記同一の時刻情報を挿入
し、前記n個の記憶装置に蓄積するn個の映像符号化部
と、前記n個の記憶装置に蓄積されている前記符号化デ
ータを読み出して元の小画面映像に復号化する前記n個
の小画面映像に対応して設けられたn個の映像復号部
と、前記n個の映像復号部で復号化されたn個の小画面
映像を、前記挿入された時刻情報を参照しながら元の映
像フレームに合成する映像合成部とを有する。
【0008】前記n個の記憶装置に代えて、前記n個の
小画面映像に対応してn個のファイルとして蓄積する1
個の記憶装置を有するものを含む。
【0009】前記n個の映像符号化部に同一の時刻情報
が設定され、前記映像合成部は前記設定された時刻情報
に合わせてn個の小画面映像を元の映像フレームに合成
するものを含む。
【0010】
【作用】n個の分割された小画面映像毎に符号化処理を
行って記録するので、符号化出力速度が1/nに低減さ
れ、n個の記録装置を使用する場合、書き込み/読み出
し速度を高くせず、記録容量を大容量にする必要がな
く、圧縮率を高める必要もないので、高解像度映像の画
質を劣化させない。
【0011】n個の記録装置に代って1個の記録装置を
n個のファイルとして使用する場合も、記録装置を高速
処理可能のものとすれば、同様に圧縮率を高めずに高解
像映像の処理ができる。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0013】図1は本発明の画面分割映像符号化復号化
装置の構成を示すブロック図、図2は図1の画面分割映
像符号化復号化装置の一実施例のブロック図、図3は図
2の映像分割部303における画面分割方法を示す図で
ある。
【0014】本発明の画面分割映像符号化復号化装置は
図1に示すように、映像分割部203と映像符号化部2
051 ,2052 ,・・・,205n と時刻情報設定部
206と記録装置2081 ,2082 ,・・・,208
n と映像復号部2101 ,2102 ,・・・,210n
と画像合成部212とから構成されている。画像分割部
203は入力端子201から入力された符号化対象映像
信号202をn個の小画面映像2041 ,2042 ,・
・・,204n に分割する。映像符号化部2051 ,2
052 ,・・・,205n はそれぞれ小画面映像204
1 ,2042 ,・・・,204n を入力して圧縮符号化
する。このとき同一時刻の映像フレームに対してはすべ
ての映像符号化部2051 ,2052 ,・・・,205
n から共通に参照できる時刻情報設定部206において
設定された同じ時刻情報213を符号化データ207
1 ,2072 ,・・・,207n 中に挿入する。符号化
データ2071 ,2072 ,・・・,207n はそれぞ
れ記憶装置2081 ,208 2 ,・・・,208n に記
憶蓄積される。映像復号部2101 ,2102 ,・・
・,210n はそれぞれ記憶装置2081 ,2082
・・・,208n から符号化データ2091 ,209
2 ,・・・,209n を読み出して復号化処理を行う。
画像合成部212は復号化された復号映像2111 ,2
112 ,・・・,211n を入力して、それぞれの小画
面映像の時刻情報213を参照しながら、符号化対象映
像信号のサイズに合成して再生画像214として出力端
子215に出力する。
【0015】次に、本発明の画面分割映像符号化復号化
装置の一実施例として、HDTV映像の各フレームを縦
横それぞれ2分割して4つの標準TVサイズの小画面映
像に分割して処理し、情報圧縮方法としては離散コサイ
ン変換を用いる場合を説明する。
【0016】本実施例の画面分割映像符号化復号化装置
は図2に示すように、映像分割部303と離散コサイン
変換部308,309,310,311と量子化部31
2,313,314,315と符号割り当て部316,
317,318,319とバッファメモリ部320,3
21,322,323と時刻情報付加部328,32
9,330,331と時刻情報設定部332と記憶装置
337,338,339,340と符号解読部341,
342,343,344と逆量子化部345,346,
347,348と逆離散コサイン変換部349,35
0,351,352と映像合成部361とより構成され
ている。ここで各離散コサイン変換部から量子部、符号
割り当て部およびバッファメモリ部を経て時刻情報付加
部に至る構成は図1の映像符号化部2051 ,205
2 ,・・・,205n に相当し、各符号解読部から逆量
子部を経て逆離散コサイン変換部に至る構成は図1の映
像復号部2101 ,2102 ,・・・,210n に相当
する。
【0017】映像分割部303は映像信号を蓄積する
際、入力端子301から入力されたHDTV信号302
を図3に示すように、4つの標準TVサイズである小画
面映像304〜307に分割する。このようにして得ら
れたそれぞれの標準TVサイズの小画面映像に対して、
その後の処理は並列でなされる。離散コサイン変換部3
08〜311はそれぞれ小画面映像304〜307に入
力して離散コサイン変換を施した後、量子化部312〜
315に出力する。量子化部312〜315は入力した
小画面映像の離散コサイン変換係数を量子化して符号割
り当て部316〜319に出力する。符号割り当て部3
16〜319は入力した小画面映像に符号を割り当てて
バッファメモリ部320〜323に送る。バッファメモ
リ部320〜323は各小画面映像の出力が定められた
情報量になるように量子化部312〜315へフィード
バック制御をかける。時刻情報付加部328〜331
は、バッファメモリ部320〜323から出力された各
小画像映像に対する符号化出力324〜327に、時刻
情報設定部332を参照しながら、同一時刻のフレーム
の分割映像に同一時刻情報を付加し、時刻情報が付加さ
れた符号化データ333〜336をそれぞれ4台の記憶
装置337〜340に記録蓄積する。
【0018】一方、映像を再生する際、符号解読部34
1〜344はそれぞれ記憶装置337〜340から符号
データを読み出し、符号を解読して逆量子化部345〜
348に出力する。逆量子化部345〜348は解読さ
れた映像データを逆量子化して逆離散コサイン変換部3
49〜352に出力する。逆離散コサイン変換部349
〜352は逆量子化された映像データを逆離散コサイン
変換してそれぞれ標準TVサイズの4つの復号映像35
3〜356を得る。映像合成部361は符号解読部34
1〜344で読み出された時刻情報357〜360を参
照しながら、復号映像353〜356からHDTV映像
362を合成して出力端子363に出力する。
【0019】この画面分割映像符号化復号化装置では、
記録手段として4個の記録装置337,338,33
9,340が使用されているが、1個の記録装置を用
い、4個のファイルを上記の4つの記録装置に相当させ
て処理することもできる。この場合、記録装置は高速処
理のものを使用する。
【0020】本実施例の画面分割映像符号化復号化装置
では、HDTV映像の各フレームを4つの小画面映像に
分割して処理するので、符号化出力速度が1/4に低減
され、各記録装置の書き込み/読み出し速度を高くする
必要がなく、また容量を大きくする必要もなく、したが
って圧縮率を高める必要もなく、画質を低下させずに高
解像度映像の再生ができる。また、4個の記録装置に代
えて1個の記録装置を4個のファイルとして使用するも
のは、記録装置の処理能力は高速である必要があるが、
映像符号化と復号化が各小画面映像毎に並行処理される
ので、圧縮率を高めずに同様の効果が得られる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、映像信号
を構成する毎映像フレームをn個の小画面映像に分割し
て処理することにより、符号化出力速度が1/nに低減
されるので、書き込み/読み出し速度を高くしたり、記
憶容量を大容量にする必要がなく、複数台の標準的な記
憶装置を用いて圧縮率を高めることなく高解像度映像の
符号化復号化が可能となり、また、複数台の記憶装置に
代って複数個のファイルとして1個の高速記録装置を使
用すれば、略同様な高解像度映像の符号化復号化により
映像再生ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画面分割映像符号化復号化装置の構成
を示すブロック図である。
【図2】図1の画面分割映像符号化復号化装置の一実施
例のブロック図である。
【図3】図2の映像分割部303における画面分割方法
を示す図である。
【図4】映像符号化復号化装置の従来例のブロック図で
ある。
【符号の説明】
201,301 入力端子 202 符号化対象映像信号 203,303 映像分割部 2041 ,2042 ,・・・,204n ,304〜30
7 小画面映像 2051 ,2052 ,・・・,205n 映像符号化部 206,332 時刻情報設定部 2071 ,2072 ,・・・,207n ,2091 ,2
092 ,・・・,209n 符号化データ 2081 ,2082 ,・・・,208n 記憶装置 2101 ,2102 ,・・・,210n 映像復号部 2111 ,2112 ,・・・,211n ,353〜35
6 復号映像 212,361 映像合成部 213,357〜360 時刻情報 215,363 出力端子 304〜307 小画面映像 308〜311 離散コサイン変換部 312〜315 量子化部 316〜319 符号割り当て部 320〜323 バッファメモリ部 324〜327,333〜336 符号化データ 328〜331 時刻情報付加部 341〜344 符号解読部 345〜348 逆量子化部 349〜352 逆離散コサイン変換部 362 HDTV映像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/76 - 5/956 H04N 7/24 - 7/68

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像信号を構成する毎映像フレームをn
    個の小画面映像に分割する映像分割部と、 前記n個の送画面映像に対応するn個の記憶装置と、 前記映像分割部で分割されたn個の小画面映像に対応し
    て設けられ、同一の時刻情報が設定され、前記小画面映
    像を圧縮符号化して符号化データに前記同一の時刻情報
    を挿入し、前記n個の記憶装置に蓄積するn個の映像符
    号化部と、 前記n個の記憶装置に蓄積されている前記符号化データ
    を読み出して元の小画面映像に復号化する前記n個の小
    画面映像に対応して設けられたn個の映像復号部と、 前記n個の映像復号部で復号化されたn個の小画面映像
    を、前記挿入された時刻情報を参照しながら元の映像フ
    レームに合成する映像合成部とを有する画面分割映像符
    号化復号化装置。
  2. 【請求項2】 前記n個の記憶装置に代えて、前記n個
    の小画面映像に対応してn個のファイルとして蓄積する
    1個の記憶装置を有する請求項1記載の画面分割映像符
    号化復号化装置。
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