JP3280211B2 - ビデオエンコーダ制御システム - Google Patents

ビデオエンコーダ制御システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオエンコーダ
に関し、特にビデオ信号中の変化を検出し、符号化を実
行するビデオエンコーダを制御する方法とシステムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】画像圧縮システムでは、最大の画像品質
を維持しながら最小のビット数にビデオ信号をデジタル
化している。ＭＰＥＧ（Motion Picture Experts Grou
p）標準は、画像圧縮に有効な技術を規定している。そ
のある技術では、ビデオエンコーダ内で画像圧縮を提供
しつつ、この圧縮時にデータの冗長性を維持している。
【０００３】１秒間当たり２４フレームの入力ビデオイ
メージ画像のフィルム材料を公知のプロセスでもって、
１秒間当たり６０フィールドのビデオ信号に変換する、
この公知の技術は、例えば、３：２のプルダウン方式
で、これは、各ビデオフレームをビデオの３個のフィー
ルドと２個のフィールドでもって交互に記録している。
しかし、この３：２のプルダウン方法は、その変換に際
しては冗長となる。このような冗長性を検知しそれを除
去することは、情報の喪失を招くことなく５個のフィー
ルド毎に１個のフィールドを取り除くことを意味する。
しかしこれにより記録し処理されるべきビデオイメージ
データを２０％低減することができる。テレビ放送材料
の９０％は、フィルムソースから得られたものであるた
めに、イメージ情報を喪失することなく、２０％ものビ
デオイメージデータを低減できることは、ビデオ符号化
に対し、データ容量を大きく削減する利点がある。
【０００４】しかし、イメージフィールド内のこのよう
な冗長性を検知し、それを取り除くために、フィルムと
ビデオの混合物あるいは異なるフィルムの組み合わせに
おける３：２のプルダウンの誤った検知は、例えばイメ
ージ復号化のような後続の圧縮イメージの処理に際し、
許容できないほどのアーティファクト（偽物）が再構成
されることになる。
【０００５】来入ビデオ情報の変化の予測と符号化パラ
メータのその対応する修正の予測は、従来公知のもので
ある。このような予測方法では、フレーム内（intra fr
ames）すなわちリフレッシュフレームの誤った配置、あ
るいはＩフレームの誤った配置により、後続の復号化に
際にその品質を劣化させることになる。例えば通常のビ
デオフレームは、少なくともその前のフレームから通常
予測できるものであり、そしてビデオイメージを受信機
が得ることを容易にするために、受信機には周期的に送
信される内部フレーム（intra frames）が付属するもの
である。このようなフレーム内符号化およびシーンの変
化からのフレームの符号化には、通常のビデオフレーム
よりは多くのビットを必要とする。その理由は、このよ
うなシーンが変化するフレームは、ほとんど予測できな
いフレームとなるからである。フレーム内符号化が、シ
ーンの変化の直前あるいは直後に発生する場合には、符
号化に必要な平均ビットレートは、符号化の品質を落と
すレベルまで増加し、その結果、復号化に際し、目障り
なアーティファクト（偽物）が発生することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、特にビデオ信号中の変化を検出し、フレーム信号の
効率的な符号化方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のビデオエンコー
ダを制御するシステムのプロセッサは、遅延ビデオデー
タを生成するために、所定数Ｎ（Ｎ＞１）だけ入力ビデ
オデータを遅延させる多フィールド遅延回路と、第１フ
レームと後続のフレームの統計値を生成し、この統計値
から制御信号を生成するために前記の入力ビデオデータ
を処理する統計値生成機と、エンコーダモジュールと、
前記の制御信号に応答して前記エンコーダモジュールに
より第１フレームに相当する遅延ビデオデータの符号化
を制御するレートコントローラとからなる。前記の統計
値生成機は、フィールドピクセル間の差の絶対値の和を
計算し、サブサンプルされたローパスフィルタイメージ
値を計算する。そしてプルダウンディテクタが、それに
組み込まれ前記の和を用いて、関連フィールド内の冗長
フィールドを検知し、冗長フィールドに対応する制御信
号として冗長性フラッグを生成する。
【０００８】シーン変化ディテクタが、それに組み込ま
れ前記の和を用いて、第１フレームと後続のフレームか
らのシーンの変化を検知し、制御信号としてこのシーン
の変化フラッグを生成する。統計値生成機は、各フレー
ムの平均ピクセル値を決定し、フェードディテクタは、
ビデオフェードを決定するために第１フィールドと後続
のフィールドの平均ピクセル値を用いる。
【０００９】解像度セレクタは、前記の和を用いて解像
度選択信号を生成し、これをレートコントローラが用い
て後続のフレームの符号化の解像度を決定する。プロセ
ッサからの出力は、フィルムフラッグ、シーン変化フラ
ッグ、フェードフラッグを含み遅延ビデオデータの符号
化を制御するためにレートコントローラに送られる。
【００１０】また本発明は、複数のフレームに対応する
入力ビデオデータを符号化するビデオエンコーダを制御
する方法を開示する。本発明の方法は、フレームの所定
数Ｎ（Ｎ＞１）だけ入力ビデオデータを遅延させて遅延
ビデオデータを生成するステップと、第１ビデオフレー
ムの統計値を生成するために入力ビデオデータを処理す
るステップと、前記統計値を用いてビデオエンコーダに
より第１フレームに相当する遅延ビデオデータの符号化
を制御するステップを含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明を説明する前に、一般的事
項をまず説明する。ピクセル（ペル）のブロックは、イ
メージ（画像）を構成するために行列に並んでいる。そ
して各ピクセルは、３つの要素に関連している。すなわ
ち輝度Ｙと赤色差Ｃr と青色差Ｃb である。フィールド
に配置されたビデオデータは、ナショナルテレビジョン
システムカミティ「National Television System Commi
ttee (NTSC)」 標準のビデオでは、約５９．９４Ｈｚ
（約６０Ｈｚ）で、フェイズアルタネーションライン
「Phase Alternation Line (PAL)」標準のビデオでは５
０Ｈｚで動作する。このＮＴＳＣ標準とＰＡＬ標準の基
では、フィールド対がフレームを構成する。ＦＩＥＬＤ
１は、表示されるべき第１フィールド（奇数フィール
ド）と称し，ＦＩＥＬＤ２は、表示されるべき第２フィ
ールド（偶数フィールド）と称する。かくして各フィー
ルドは、パリティ、すなわち偶数あるいは、奇数に関係
している。
【００１２】このようなフィールドは、また内部フィー
ルド（intra field）（Ｉフィールド）と、予測フィー
ルド（Ｐフィールド）と双方向フィールド（Ｂフィール
ド）としてカテゴリに分けられ，これらは、Ｉフレー
ム、Ｐフレーム、Ｂフレームと同様に定義される。
【００１３】図１において、エンコーダ１０は、入力装
置からのコマンドあるいは他の入力を受信するエンコー
ダ制御モジュール１１と、ビデオ入力内のフィルムフレ
ームおよびシーン変化を検知するプリプロセッサ１２
と、レートコントローラ１４と、エンコーダモジュール
１６と、予測モジュール１８と、フォーマッタ２０と、
知覚モデルモジュール２２と、動き予測モジュール２４
と、デコーダモジュール２６とを有する。エンコーダ１
０のこれらの構成部品は、従来公知のもので例えば米国
特許第５，１４４，４２３号、第５，２３１，４８４
号、第５，２４７，３６３号、第５，２９３，２２９
号、第５，３２５，１２５号等に開示されている。
【００１４】ビデオエンコーダ制御システムおよびここ
に開示した方法においては、プリプロセッサ１２は、エ
ンコーダ制御モジュール１１により処理された入力ビデ
オデータとコマンド入力とを受信し、フィルムソースに
対応するビデオデータからの冗長フィールドを取り除
く。レートコントローラ１４は、プリプロセッサ１２か
らのフラッグのようなデータ信号を受信し、符号化を実
行するためにエンコーダ１０の動作を制御する。レート
コントローラ１４は、また動作バンド幅内に符号化され
たビットレートを維持するために、外部システムとエン
コーダ１０との通信を制御する。エンコーダモジュール
１６は、プリプロセッサ１２からのビデオデータと予測
モジュール１８からの予測値を受信し、前処理されたビ
デオデータを符号化する。フォーマッタ２０は、ビデオ
フレームのピクセルのブロックと様々なデータフィール
ドとを組み合わせて出力チャネルを介して出力できるよ
うに符号化出力信号を生成する。
【００１５】知覚モデルモジュール２２は、符号化プロ
セスのために符号化パラメータを計算し、動き予測モジ
ュール２４は、現行のピクセルのブロック内のビデオデ
ータと、先行のイメージデータとをブロックマッチング
させて動きファクタを生成する。デコーダモジュール２
６は、この符号化プロセスから再構成された予測エラー
を生成して、復号化イメージを生成する。
【００１６】図２に示した実施例においては、プリプロ
セッサ１２は、ルックアップテーブルモジュール２８を
有し、このルックアップテーブルモジュール２８は、Ｃ
ＣＩＲ−６０１の標準フォーマットでもって入力ビデオ
データを受信して、公知の任意のガンマ補正、ペデスタ
ル調整、コントラスト強調等の動作を実行する。様々な
テーブルが、ルマ（luma）信号と彩度（chroma）信号の
ためにルックアップテーブルモジュール２８内に納めら
れている。ルックアップテーブルモジュール２８を介し
て垂直クロッピングモジュール３０に転送される入力ビ
デオ信号は、入力ビデオデータをクロップ（生成）す
る。
【００１７】例えば、ＮＴＳＣ標準で入力ビデオデータ
を処理するためには、この入力ビデオデータは、４８０
本にクロップ（生成）される。一方、ＰＡＬ標準で入力
ビデオデータを処理するためにはこの入力ビデオデータ
は、５７６本にクロップされる。ここでは全て５７６本
の活性のラインが用いられる。垂直クッロピングモジュ
ール３０は、高精細テレビ標準「high definition tele
vision standards (HDTV)」 ，ＥＧＡ，ＶＧＡ，スーパ
ーＶＧＡ等の特定のビデオ標準の要件に従って入力ビデ
オデータをクロップする。これらの標準は、公知のもの
である。例えば、ＭＰＥＧ標準は、ＭＰＥＧテストモジ
ュール４の「"Coded Representation ofPicture and Au
dio Information",ISO-IEC/JTC1/SC29/EG11, CCITT SG
XV, Working Party XV/1, Document AVC-445b, Februar
y 1993.」に開示されている。
【００１８】ＮＴＳＣソースからのビデオデータに対し
ては、垂直方向にクロップされたビデオデータは、３：
２プルダウンプロセッサ３２が受信し、３：２のプルダ
ウンを検知し、冗長フィールドのような入力データフィ
ールドを再順序化し、取り除くために処理し、そして１
秒当たり２４フレームのビデオデータを生成する。この
３：２プルダウンプロセッサ３２は、３：２のプルダウ
ン、再順序化とフィールドの除去を実行する、これに関
しては、米国特許第５，３１７，３９８号に開示されて
いる。実施例においては、この３：２プルダウンプロセ
ッサ３２は、遅延ビデオデータを生成する。そして、こ
の３：２プルダウンプロセッサ３２の他の機能は図３で
もって説明する。
【００１９】図２において、３：２プルダウンプロセッ
サ３２からの遅延ビデオデータは、垂直フィルタ／サブ
サンプラ３４で受信し彩度サブサンプリング（chroma s
ubsampling）を実行する。本明細書においては、サブサ
ンプリングは、係数１のサンプリングを含むものとす
る。
【００２０】エンコーダ１０のエンコーダモジュール１
６は、公知の方法により４：２：０のビデオデータを符
号化する。これに関しては、米国特許第５，２５３，０
５６号と第５，２７０，８１３号を参照のこと。この彩
度チャネル解像度は、水平方向および垂直方向の両方に
おいてルマ解像度の半分である。４：２：２のフォーマ
ットの入力ビデオデータに対しては、垂直フィルタ／サ
ブサンプラ３４がエンコーダ１０により使用される彩度
チャネルを処理する。
【００２１】この遅延ビデオデータがフィルムあるいは
ノンフィルムに対応するときには、３：２プルダウンプ
ロセッサ３２は、フィルム状態あるいはノンフィルム状
態をフィルムフラッグによって示す。垂直フィルタ／サ
ブサンプラ３４は、このフィルムフラッグに応答して、
遅延フィルムデータを累進的フィルムとしてのビデオデ
ータが所定の４個のタップフィルタを用いてフレームベ
ースでもって彩度フィルタ処理されるように遅延フィル
ムデータを処理する。このビデオデータが飛び越された
（interlaced）ビデオデータである（したがって累進的
フィルムデータではない）場合には、このビデオデータ
は、各フィールドに対し独立に垂直方向の彩度フィルタ
処理でもって完全な時間レートでもって符号化される。
この実施例においては、奇数フィールドは、所定の７タ
ップフィルタでもってフィルタ処理され、偶数フィール
ドは、所定の４タップフィルタでもってフィルタ処理さ
れ、この所定のタップフィルタは対称的なものである。
【００２２】垂直フィルタ／サブサンプラ３４からのこ
の彩度フィルタ処理されたビデオデータは、適応形プレ
フィルタ３６と水平フィルタ／サブサンプラ３８とその
後水平クロッピングモジュール４０により処理されて前
処理されたビデオデータを生成し、そしてこれがエンコ
ーダモジュール１６に出力される。適応形プレフィルタ
３６と水平フィルタ／サブサンプラ３８と水平クロッピ
ングモジュール４０の動作は図５でもって説明する。
【００２３】次に図３において、３：２プルダウンプロ
セッサ３２は、垂直方向にクロップされた入力ビデオデ
ータ内の冗長フィールドを検知する。３：２のプルダウ
ンは１秒あたり２４フレームで記録されたフィルムを約
６０Ｈｚで動作するＮＴＳＣテレビシステムに表示する
際に用いられ、これは、２０分の１秒あるいは３０分の
１秒の間のいずれかでフィルムの交互のフレームを表示
することにより達成される。そしてこのＮＴＳＣテレビ
カメラは、各フィルムフレームに対しそれぞれ３個のフ
ィールドあるいは２個のフィールドのいずれかを公知の
方法で記録する。
【００２４】この３：２のプルダウンプロセスにおいて
は、冗長フィールドが生成される。この３：２プルダウ
ンプロセッサ３２は、入力ビデオデータを受信し、所定
数のフィールドＮ（Ｎ＞１）だけ入力ビデオデータを遅
延させることにより遅延ビデオデータを生成する。第１
フィールド遅延４２と第２フィールド遅延４４は、それ
ぞれこの入力ビデオデータを１フィールドだけ遅延させ
て、冗長な２フィールド遅延したビデオデータを生成す
る。その後、この２フィールド遅延したビデオデータ
は、８フィールド遅延４６により遅延されて、遅延ビデ
オデータを生成し、これは全部で１０フィールドすなわ
ち５フレームだけ遅延された入力ビデオデータとなる。
【００２５】統計値生成機４８は、入力データと２フィ
ールドだけ遅延したデータを第２フィールド遅延４４か
ら受信してそこから統計値を生成する。
【００２６】このフレーム間統計値と、遅延ビデオデー
タ（この実施例では、５個のフレーム遅延した）により
エンコーダモジュール１６が統計値を処理し、遅延した
ビデオデータの後続の符号化を調整できるようにする。
この統計値を用いてフラッグおよび他のデータ信号のよ
うな制御信号でもって来入ビデオデータをカテゴリに分
け、エンコーダ１０のルックアヘッド機能を提供するこ
とにより、符号化プロセス内のどのような圧縮も強化で
きる。エンコーダ１０はこのような統計値、フラッグ等
を用いるに際し、入力ビデオ信号内の冗長性を除去し、
ビデオイメージ内のシーンの変化のようなビデオイメー
ジの比較的困難な部分を符号化する前に予測し禁止行動
を取ることができる。フィルム、あるいはシーン変化を
表わすようなプリプロセッサ１２からのフラッグあるい
は他の指示に応じてレートコントローラ１４の指示から
エンコーダ１０は、次の内部フレームを再度スケジュー
ル化したり整合することができ、そのため符号化イメー
ジ品質を改善できる。
【００２７】この実施例においては、入力ビデオデータ
は、Ｙ，Ｃb ，Ｃr を有するビデオピクセルのフィール
ドに対応し、そこから統計値生成機４８は、各入力ビデ
オフィールドに対し、次の統計値を計算する。
【００２８】１）同一のパリティ（偶数、奇数）の連続
する入力フィールドのピクセル間の差の絶対値の和、
【００２９】２）同一パリティの連続する入力フィール
ドのローパスフィルタ処理（および可能ならばサブサン
プル化された）されたイメージ値のピクセル間の差の最
大値。この実施例においては、入力フィールドのピクセ
ルのブロックの値のブロック平均が計算され入力フィー
ルドのサブサンプルされたローパスフィルタ処理された
イメージのサンプルとして用いられる。
【００３０】３）入力フィールドにおけるピクセルの平
均値。
【００３１】この統計値生成機４８は、デジタル信号処
理(DSP)回路あるいはチップのようなデジタル信号処理
手段を有し、これはＡＴ＆Ｔ社から市販されているＤＳ
Ｐ１６１０チップを用いることが可能である。更に公知
のデジタル信号処理ソフトウェアあるいは他の等価のデ
ジタル信号処理手段も統計値生成機４８で使用して上記
の統計値を決定する。そしてこれはプルダウンディテク
タ５０とシーン変化ディテクタ５２とフェードディテク
タ５３により使用される。
【００３２】図４において、統計値生成機４８は、入力
データと２フィールド遅延化入力データを受信する。こ
の統計値生成機４８は、差の絶対値計算機５４を有し入
力データと２フィールド遅延化入力データとの差の絶対
値を生成し、フィールドの和計算機５６がこの絶対値を
用いて、フィールドに亘る絶対値の和を生成する。その
後この和は、プルダウンディテクタ５０とシーン変化デ
ィテクタ５２に出力される。
【００３３】この統計値生成機４８は、ローパスフィル
タ／サブサンプラ５８と６０とを有し、それぞれ入力デ
ータと２フィールド遅延化入力データとを受信する。こ
れらから生成されたサブサンプル化されたローパスフィ
ルタ処理されたイメージ値が差の絶対値計算機６２に出
力されてローパスフィルタ処理されたイメージ値間の差
の絶対値を生成する。フィールドの最大値検出機６４
は、フィールドに亘って最大絶対値を決定し、この最大
絶対値がプルダウンディテクタ５０に出力される。
【００３４】ローパスフィルタ／サブサンプラ６０は、
またフィールドの平均値計算機６６を有し、このフィー
ルドの平均値計算機６６は、フィールドに亘って入力デ
ータの平均値を決定し、この平均値がフェードディテク
タ５３に出力される。
【００３５】本発明のビデオエンコーダ制御システムの
以下のシステムとその方法と以下の実施例は、入力ビデ
オデータから生成された統計値を用いてフィルムデータ
シーン変化ビデオフェージング等を検出して符号化解像
度に適応させようとするものである。
【００３６】フィルム検知 第１実施例において、３：２プルダウンプロセッサ３２
のプルダウンディテクタ５０は、入力ビデオデータ中に
存在するフィルムデータを入力ビデオデータの交互のフ
ィルード間のピクセル間の値の絶対値の和を用いて検出
する。静止フィールドあるいは冗長フィールド（still
or redundant field）のビデオデータにより、統計値生
成機４８は、絶対値の差の低い和を生成し、一方静止イ
メージ（stationary image）のビデオデータにより統計
値生成機４８は、差の絶対値の和（０に近づく）を生成
する。更にこのビデオデータが３：２の変換により変換
フィルムイメージから生成された場合には、各５フィー
ルド毎に、５番目のフィールドからの和は小さく、一方
５フィールドの残りの４フィールドからの和は大きい。
【００３７】プルダウンディテクタ５０は、ビデオデー
タ内のフィルムの存在をそこから生成された和の相対値
を比較することにより検出して、第１所定値により差を
出しこれによりプルダウンディテクタ５０がレートコン
トローラ１４に送信されるフィルムフラッグを生成する
ようにする。
【００３８】プルダウンディテクタ５０は、統計値生成
機により計算されたローパスフィルタ処理されたイメー
ジの差の絶対値の和とその最大絶対値を用いて冗長なビ
デオフィールドを検出する。冗長なフィールドの位置の
検出に基づいて、１０個のフィールドのグループがフィ
ルムあるいはノンフィルムとして区別される。
【００３９】一対の入力フィールド間の差の絶対値の和
は、マクロスケールで一対のフィールド間の相対的ミス
マッチを表わすことになる。この差の絶対値の和が小さ
い値の時は、一対のフィールドに冗長フィールドが存在
する場合だけである。
【００４０】ローパスフィルタ処理されたイメージの差
の最大絶対値は、この一対の入力フィールドのローカル
領域内の相対的ミスマッチを表わす。この差の最大絶対
値が小さい場合は、一対のフィールド内に冗長フィール
ドが存在する場合のみである。
【００４１】この入力ビデオデータが３：２のプルダウ
ンにより変換されたフィルムイメージから生成された場
合には、１０個のフィールドのグループの内、５番目の
フィールドと１０番目のフィールドが冗長フィールドで
ある。更に、６番目のフィールドと８番目のフィールド
との間のミスマッチの程度は、７番目のフィールドと９
番目のフィールドの間のミスマッチの程度によく似てい
る。４番目のフィールドと６番目のフィールドとの間の
ミスマッチの程度は、５番目のフィールドと７番目のフ
ィールドとの間のミスマッチの程度と似ている。第１フ
ィールドと第３フィールドとの間のミスマッチの程度
は、第２フィールドと第４フィールドとの間のミスマッ
チの程度に似ている。
【００４２】この実施例においては、プルダウンディテ
クタ５０は、８ユニットの長さの内部統計の先入れ先出
し（ＦＩＦＯ）の待ち行列を６個有しており、そして１
０個の最も最近の入力フィールドの統計値を記憶してい
る。その待ち行列は次の通りである。
【００４３】ａ）｛ＤY［０］，... ，ＤY［７］｝
は、ルマ信号（luma signal）のフィールド差の絶対値
の和を記憶する。
【００４４】ｂ）｛ＤCr［０］，... ，ＤCr［７］｝
は、Ｃr彩度信号（chroma signal）のフィールド差の絶
対値の和を記憶する。
【００４５】ｃ）｛ＤCb［０］，... ，ＤCb［７］｝
は、Ｃb 信号のフィールド差の絶対値の和を記憶する。
【００４６】ｄ）｛ｄY［０］，... ，ｄY［７］｝は、
ローパスフィルタ処理されたルマ信号のフィールド差の
最大絶対値を記憶する。
【００４７】ｅ）｛ｄCr［０］，... ，ｄCr［７］｝
は、ローパスフィルタ処理されたＣr彩度信号のフィー
ルド差の最大絶対値を記憶する。
【００４８】ｆ）｛ｄCb［０］，... ，ｄCb［７］｝
は、ローパスフィルタ処理されたＣb彩度信号のフィー
ルド差の最大絶対値を記憶する。
【００４９】上記の説明において、所定のフィールドに
対するフィールド差の絶対値は、フィールド全体に亘っ
て計算される。
【００５０】プルダウンディテクタ５０は、また状態変
数Ψを保持し、そして状態変数Ψは、８フィールド遅延
４６から最も最近出力されたフィールドのフィルムモー
ドを表わす。この状態変数Ψは、最も最近処理されたフ
ィールドがノンフィルムの場合には、０として定義され
状態変数Ψは、１から１０の範囲の１つの値を取り、１
０フィールドの３：２プルダウンパターン内の出力フィ
ールドの順序を表わす。最初に状態変数Ψは、０にセッ
トされている。
【００５１】各入力フィールドに対しプルダウンディテ
クタ５０は、次の統計値を用いる。
【００５２】１）ＤY ′，フィールドについての入力輝
度データと２フィールド遅延化輝度データとの間のピク
セル値のフィールド差の絶対値の和
【００５３】２）ＤCr′，フィールドに亘って入力Ｃr
彩度データと２フィールド遅延化Ｃr彩度データとの間
のピクセル値のフィールド差の絶対値の和
【００５４】３）ＤCb′，フィールドに亘って入力Ｃb
彩度データと２フィールド遅延化Ｃb彩度データとの間
のピクセル値のフィールド差の絶対値の和
【００５５】４）ｄY ′，フィールドに亘って入力輝度
データと２フィールド遅延化輝度データのローパスフィ
ルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフィールド
差の絶対値の最大値
【００５６】５）ｄCr′，フィールドに亘って入力Ｃr
彩度データと２フィールド遅延化Ｃr彩度データのロー
パスフィルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフ
ィールド差の絶対値の最大値
【００５７】６）ｄCb′，フィールドに亘って入力Ｃb
彩度データと２フィールド遅延化Ｃb彩度データのロー
パスフィルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフ
ィールド差の絶対値の最大値
【００５８】このプルダウンディテクタ５０は、統計値
のＦＩＦＯを次式に従って更新する。 ＤY［ｎ］＝ＤY［ｎ−１］ ＤCr［ｎ］＝ＤCr［ｎ−１］ ＤCb［ｎ］＝ＤCb［ｎ−１］ ｄY［ｎ］＝ｄY［ｎ−１］ ｄCr［ｎ］＝ｄCr［ｎ−１］ ｄCb［ｎ］＝ｄCb［ｎ−１］ ｎ＝１，２，... ，７に対し、そして ＤY［０］＝ＤY′ ＤCr［０］＝ＤCr′ ＤCb［０］＝ＤCb′ ｄY［０］＝ｄY′ ｄCr［０］＝ｄCr′ ｄCb［０］＝ｄCb′
【００５９】現行の入力フィールドが偶数（最底）のフ
ィールドで状態変数Ψの現行状態が０あるいは１０の時
には、プルダウンディテクタ５０は、以下のようにフィ
ルム検出を行う、あるいはプルダウンディテクタ５０
は、フィルム検出を行わずに状態変数Ψを１だけ増加さ
せる。
【００６０】プルダウンディテクタ５０は、式（１）−
（４）の状態の全てが満たされた場合のみ８フィールド
遅延４６から出力された次の１０個のフィールドは、フ
ィルムであると決定する。
【００６１】
【数１】
【００６２】ここで、ＴY ，ＴCr ，ＴCb ，ｔY ，ｔCr
，ｔCb ，ＲY ，ＲCr ，ＲCb ，ＲY′，ＲCr′，
ＲCb′は、入力データから前以て得た知識により決定さ
れた、則ち、予め存在するしきい値である。
【００６３】
【数２】
【００６４】例えば、これらのしきい値は、ユーザの入
力コマンドあるいは、トレーニングデータによって設定
可能である。
【００６５】上記の式（１）−（４）の全てが満たされ
た場合、すなわちこのフィルムテストがフィルム状態が
肯定的であることを示した場合には、状態変数Ψは、１
に設定され、８フィールド遅延４６から出力された次の
１０個のフィールドは、フィルムとしてクラス分けされ
る。それ以外では、状態変数Ψは、０にセットされ、８
フィールド遅延４６から出力された次の２個のフィール
ドは、ノンフィルム（すなわちビデオ）として分類され
上記の検出プロセスは、新たな入力データに対し繰り返
される。
【００６６】このプルダウンディテクタ５０は、また２
ビットモードの字数値を生成し、これは、０−３（ベー
ス１０）を有し、レートコントローラ１４に対し表１に
示すようなフレームの再構成を示す。
【００６７】 表 １ フィルムモード字数値 記 述 ０ フィールド１／フィールド２ １ フィールド２／フィールド１ ２ フィールド１／フィールド２／フィールド１の繰返し ３ フィールド２／フィールド１／フィールド２の繰返し
【００６８】シーンの変化の検出 第２の実施例において、統計値生成機４８は、情報をプ
ルダウンディテクタ５０に送り、このプルダウンディテ
クタ５０は、入力ビデオ内のシーン、すなわちカットの
瞬時の変化の発生を検出する。現行のフィールドと２フ
ィールド遅延化フィールド内のピクセル間の差の絶対値
の和を用いて、フィールド間の変化の量を分類する。通
常のシーンにおいては、このパラメータは、小さく予測
不能な動きのシーンの場合でさえも数フレームに亘って
ゆっくりと変化する。そのためシーンは、全てのフィー
ルド差が所定のしきい値ＴLOW 以下の場合には、連続的
であると見なされ小量ΔＴLOW だけ連続的な値の間で変
化する。
【００６９】しかし、複数のシーンの間のカットにおい
ては、このパラメータは、大きくなる。その理由は、フ
ィールド差を計算するのに用いられる２個のフィールド
は、異なったシーンで発生するからである。この場合、
このフィールド差は、通常所定のしきい値ＴHIGHよりも
大きい。さらにフィールド差は、交互のフィールド間で
計算されるために、シーンのカットが発生すると２つの
連続するフィールドは、しきい値ＴHIGH以上の大きなフ
ィールド差を有する。
【００７０】そのためシーンの変化の検出は、少なくと
も２つの高いフィールド差が、低いフィールド差の後に
来るか、前に来るかを検出することによって、容易に検
出できる。統計値生成機４８のルックアヘッド特性（lo
ok-ahead nature） により、後続のフィールド差の数の
検出が進められ、シーンの検出の信頼性を向上させるこ
とになる。さらにシーンの変化は、それが符号化される
ためにエンコーダモジュール１６に入力する１あるいは
複数のフレーム時間の間に検出される。これによりエン
コーダ１０がシーン変化の前に符号化パラメータを変え
ることができるようになる、これは例えば、シーンの変
化の前のフレームの符号化品質を劣化させることになる
が、復号化されたビデオを見ている者にとっては、目に
見えるような品質の変化を引きおこさないため、これに
よりエンコーダ１０の符号化効率を改善できるものであ
る。
【００７１】これらの変化を検出すると、シーン変化デ
ィテクタ５２は、シーンの変化フラッグを出力し、これ
をレートコントローラ１４に送信する。例えば、このシ
ーンの変化フラッグは、符号化内セッティングのような
ピクチャータイプを表わす。例えば、検出のある確信的
レベルを達成するようなシーンの変化に対しては、この
フレーム内フラッグが生成され、レートコントローラ１
４に送られて、フレーム全体を内部符号化（intra cod
e）する。このフレーム内フラッグシーン変化ディテク
タ５２から交互の再同期化方法として出力される。統計
値生成機４８は、周期的カウントを生成するカウンタ
（図示せず）を有し、プリプロセッサ１２はこの周期的
カウントに応答して一定間隔でフレーム内フラッグを生
成する。この交互の再同期化方法においては、プリプロ
セッサ１２は、シーンの変化フラッグに応答してフレー
ム内フラッグを生成し、レートコントローラ１４は、こ
のフレーム内フラッグに応答して、内部フレームをシー
ンの変化に相当する場所の複数のフレーム内に挿入す
る。この方法においては、シーン変化ディテクタ５２
は、シーン変化の相対的位置に応じて、内部フレームの
周波数を変化するよう選択し、そして、内部フレームを
生成し、シーン変化を一致させる。そしてプリプロセッ
サ１２は、このシーン変化フラッグに応答して、カウン
タのカウントを修正し、カウントの修正時にフレーム内
フラッグを生成する。
【００７２】別法として、シーン変化ディテクタ５２
は、８ビット値をレートコントローラ１４に出力してシ
ーン変化の可能性すなわち強さを表わすようにする。こ
の８ビット値は、また他のシーン変化を部分シーン変化
として示す。
【００７３】フィルムの検出以外に、３：２プルダウン
プロセッサ３２は、所定の間隔で内部フレームを挿入し
て、コマーシャルとＩＰフレーム符号化を別法として挿
入することも可能で、これにより累進的なリフレッシュ
動作が可能となる。
【００７４】ビデオフェージングの検出 第３の実施例においては、フェードディテクタ５３はビ
デオデータ内のビデオフェージングを決定する。フィル
ムに追加されたビデオフェードの存在とフィルムからフ
ィルムへの遷移あるいはフィルムからビデオへの遷移の
フェードレートによりがフィルムの誤り検出を生成す
る。このフェードディテクタ５３は、フェードの前後の
シーンの輝度の大きな変化を表わすものとして、平均的
ピクセル値を用いて、統計からビデオの遷移を検出す
る。このフェードディテクタ５３は、平均ピクセル値が
所定の値以下であることに応答して、ビデオ内のフェー
ドを表わすフェードフラッグを生成する。
【００７５】適応形解像度制御 第４の実施例において、本発明のビデオエンコーダ制御
システムは、フレーム統計により測定されたシーンの変
化に応じて、符号化の解像度を適合させる。３：２プル
ダウンプロセッサ３２の統計値生成機４８は、入力ビデ
オデータのピクセルのフィールド差の絶対値の和を対応
するイメージの複雑さの尺度として生成する。別法とし
て、フィールド間のピクセルの変動も計算される。これ
らの和は、レートコントローラ１４に送信され、このレ
ートコントローラ１４は、これらの和が所定値を越える
か否かを決定する。この所定の値以上になると、すなわ
ち符号化されるべき画像の複雑性が高いと、レートコン
トローラ１４は、符号化イメージの解像度を落とす解像
度選択フラッグを生成する。
【００７６】図５において、入力ビデオデータは、適応
形プレフィルタ３６により処理されるがこの実施例にお
いては、各フレーム毎１度の割合でプレフィルタ選択信
号を用いて、レートコントローラ１４により選択された
２５６個のフィルタ値あるいは係数の第１所定バンクを
用いて行われる。適応形プレフィルタ３６は、また３：
２プルダウンプロセッサ３２からフィルムフラッグを受
領し、この入力ビデオデータが累進的フィルムあるいは
インタレースされたビデオのいずれかに相当するかを表
わすものである。この適応形プレフィルタ３６は、フィ
ルムフラッグを用いてフィルタ値の組の第２の所定のバ
ンクからフィルタ値を選択する。
【００７７】このフィルムモードフラッグとプレフィル
タ選択信号とは、８×８フィルタ６８により処理されこ
の８×８フィルタ６８は、フレームベースで８×８のフ
ィルタ処理を行うために８本の水平スキャンラインタッ
プと８本の垂直タップの組からなる。この８×８フィル
タ６８のタップは、プログラム可能なものである。例え
ば、１本おきの行列のタップを０に設定すると、８×８
のフィルタは、４×４フィルタとなりこれはフィールド
フィルタ処理を実行する為にフレームのピクセルに適応
できるものである。この８×８フィルタ６８の対応する
出力値の計算に関連するものは、フレーム当たり２個の
フィールドの１つからの値のみである。
【００７８】このフィルムフラッグがオフの時には、８
×８フィルタ６８は、８×４のフィルタとして動作して
フィールドベースでフィルタ処理を行う。そしてフィル
ムフラッグがオンの時には、８×８フィルタ６８は、フ
レームベースでフィルタ処理を行い、タップに係る条件
（すなわちタップの１つおきの行列は、０に設定される
状態）は除かれる。かくしてプレフィルタ処理は、ビデ
オに対しては、フィールドベースで、フィルムに対して
は、フレームベースで実行される。
【００７９】複数のフィルタすなわちフィルタ値の組あ
るいは、フィルタ係数の組が各タイプのフィルタ処理、
例えばフィールドベースのフィルタ処理とフレームベー
スのフィルタ処理に対し与えられる。このような複数の
フィルタは、８×８フィルタ６８のタップを異なる方法
でセットすることにより決定できる。入力ビデオデータ
がフィルム材料であるかあるいは、ビデオ材料であるか
に応じてフィールドベースあるいはフレームベースのフ
ィルタ処理に適合する以外に、８×８フィルタ６８は、
ビデオイメージの複雑化およびエンコーダ１０の状態に
基づいて、ビデオデータを符号化する為の困難度に基づ
いて、フィールドフィルタの値の組、あるいは、フレー
ムフィルタの値の組のいずれかの１つから選択すること
により適応形となる。このシーンの複雑さは、同一パリ
ティの連続フィールドのフィールド差の絶対値の和によ
り決定される。
【００８０】別法として、８×８フィルタ６８は、フィ
ールド差の絶対値の和およびレートコントローラ１４に
より設定される符号化ビットレートとを用いて遅延ビデ
オデータをフィルタ処理するために複数のフィルタ値の
少なくとも１つを選択する。
【００８１】このフィルタ値の所定の組のあるものは、
負であるので、フィルタ処理におけるオーバフローの状
態は、８×８フィルタ６８の出力をクランプ７０を用い
て、０から２５６までの８ビット範囲内にクランプある
いはラッチすることにより回避できる。
【００８２】各ＹとＣb とＣr の値が、上記の方法で異
なる組のフィルタ値でもって独立にフィルタ処理され
る。
【００８３】この実施例においては、適応形プレフィル
タ３６は２：１の水平フィルタ／サブサンプラ３８によ
り処理される７２０個のピクセルのクランプされたデー
タを出力する。この２：１の水平フィルタ／サブサンプ
ラ３８は、レートコントローラ１４からの解像度選択フ
ラッグに応答してサブサンプリングのレートを決定す
る。ＭＰＥＧ符号化標準を用いた実施例においては、７
０４モードと３５２モードとがサポートされている。７
０４モードが選択された場合には、２：１の水平方向サ
ンプラ７２はディスエイブルされ、１ライン当たり７０
４個のピクセルを有する処理済みのビデオデータが２：
１の水平方向サンプラ７２に入力されて、そこを変化さ
れずに通過する。３５２モードが選択されるとＹ，Ｃ
b ，Ｃr の値が２の係数でもってサブサンプル処理され
各ラインの第１ピクセルが残り１ライン当たり３５２個
のピクセルの解像度が提供される。
【００８４】別の実施例においては、水平フィルタ／サ
ブサンプラ３８は、フレームフィルタ処理あるいはフィ
ールドフィルタ処理を実行するのと同様な方法でもって
フィルムフラッグを用いて適応形のフィルタ処理を実行
する。かくしてこの垂直フィルタ／サブサンプラ３４
は、彩度のダウンサンプリングを実行し４：２：２の彩
度を４：２：０の彩度に変換し、これは処理されるべき
ビデオデータがフィルムフラッグにより３：２プルダウ
ンプロセッサ３２により決定されるフィルム材料である
か、ビデオ材料であるかによって決められる。
【００８５】
【発明の効果】本発明の解像度制御方法を上記の適応形
プレフィルタ３６と組み合わせて用いることにより解像
度のより細かな制御が可能となる。さらに入力ビデオデ
ータの遅延からエンコーダ１０のルックアヘッド機能と
解像度を制御するために統計を用いる際にエンコーダ１
０は、解像度選択フラッグを用いて解像度を向上させ、
および少なくとも１つのフレームに割り当てられたビッ
ト数を減少し、符号化プロセスのアーティファクト（偽
物）の生成を抑制するためにシーンの変化の前に解像度
選択フラッグを用いて解像度を増加させ、少なくとも１
つのフレームに割り当てられたビット数を減少すること
によりシーンの変化に対応できる。
【００８６】図６に示したように、本発明の方法は、エ
ンコーダ１０を制御する際にステップ７４でエンコーダ
１０の制御の開始をし、ステップ７６で入力ビデオデー
タを受信し、ステップ７８でビデオデータの前処理を
し、ステップ８８で遅延ビデオデータと統計を用いてエ
ンコーダ１０の制御を行う。前処理のステップには、Ｎ
個のフレームだけビデオデータを遅延させるステップを
含む。ここでＮ（Ｎ＞１）を含み、ステップ８０で遅延
ビデオデータを生成する。ステップ８２で入力ビデオデ
ータから統計値を生成し、ステップ８４でシーンの変化
フラッグ、フィルムフラッグ、ビデオフェードフラッグ
等を含むフラッグを生成するためにこの統計値を処理
し、ステップ８６でこの統計値から解像度の設定を決定
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のビデオエンコーダのブロック図
【図２】プリプロセッサのブロック図
【図３】図２の３：２のプルダウンプロセッサのブロッ
ク図
【図４】図２の３：２のプルダウンプロセッサの統計値
生成機のブロック図
【図５】図２のプリプロセッサの要素を表わすブロック
図
【図６】本発明のビデオエンコーダ制御システムの方法
と動作を表わすフローチャート図
【符号の説明】
１０ エンコーダ １１ エンコーダ制御モジュール １２ プリプロセッサ １４ レートコントローラ １６ エンコーダモジュール １８ 予測モジュール ２０ フォーマッタ ２２ 知覚モデルモジュール ２４ 動き予測モジュール ２６ デコーダモジュール ２８ ルックアップテーブルモジュール ３０ 垂直クロッピングモジュール ３２ ３：２プルダウンプロセッサ ３４ 垂直フィルタ／サブサンプラ ３６ 適応形プレフィルタ ３８ 水平フィルタ／サブサンプラ ４０ 水平クロッピングモジュール ４２ 第１フィールド遅延 ４４ 第２フィールド遅延 ４６ ８フィールド遅延 ４８ 統計値生成機 ５０ プルダウンディテクタ ５２ シーン変化ディテクタ ５３ フェードディテクタ ５４，６２ 差の絶対値計算機 ５６ フィールドの和計算機 ５８，６０ ローパスフィルタ／サブサンプラ ６４ フィールドの最大値検出機 ６６ フィールドの平均値計算機 ６８ ８×８フィルタ ７０ クランプ ７２ ２：１水平方向サンプラ ７４ ビデオエンコーダの制御開始 ７６ 入力ビデオデータを受信 ７８ ビデオデータの前処理 ８０ 遅延ビデオデータを生成するためにビデオデータ
をＮフレームだけ遅延させる ８２ 入力ビデオデータから統計値を生成する ８４ この統計値を処理してシーン変化フラッグ、フィ
ルムフラッグ、ビデオフェードフラッグを含むフラッグ
を生成する ８６ この統計値から解像度の設定を決定する ８８ 遅延ビデオデータと統計値を用いてエンコーダを
制御する
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アリレザ ファリッド ファーヤー アメリカ合衆国，07704 ニュージャー ジー，フェア ハーヴン，ロウリー ド ライブ 30 (72)発明者 ラジェッシュ ヒンゴラニ アメリカ合衆国，08550 ニュージャー ジー，プリンストン ジャンクション, インディアン ラン ロード 26 (72)発明者 キム ニジェル マシュー アメリカ合衆国，07060 ニュージャー ジー，ワッチャン，エッジモント ロー ド 54 (72)発明者 デヴィッド トーマス アメリカ合衆国，07901 ニュージャー ジー，サミット，ラッセル プレイス 16エー (72)発明者 シウ−ワイ ウー アメリカ合衆国，08829 ニュージャー ジー，ハイ ブリッジ，レイク アヴェ ニュー 18 (56)参考文献 特開 平６−197273（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−133305（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−30398（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−328317（ＪＰ，Ａ) 国際公開94／16526（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (30)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビデオエンコーダを有するビデオエンコ
    ーダ制御システムにおいて、該ビデオエンコーダはプロ
    セッサを有し、 前記ビデオエンコーダに入力される入力ビデオデータ
    は、第１フレームを含む複数のフレームを有し、各フレ
    ームは複数のフィールドを有し、各フィールドはパリテ
    ィを有し、 前記プロセッサは、 Ｎ＞１として、所定数Ｎ個のフレームだけ入力ビデオデ
    ータを遅延させて遅延ビデオデータを生成する多フィー
    ルド遅延回路と、 前記入力ビデオデータを処理して前記第１フレームの統
    計値を生成する統計値生成器とを有し、 前記統計値は、ローパスフィルタイメージ値のサブサン
    プリング値と、ローパスフィルタイメージ値のサブサン
    プリング値のピクセル値のフィールド差の絶対値の１フ
    ィールドにわたる最大値とを含み、前記統計値生成器は、１フィールドのピクセルのブロッ
    クの平均を、該フィールドのローパスフィルタイメージ
    値のサブサンプリング値として生成し、 前記プロセッサはさらに、 フィルム検出を実行するために前記最大値を用いてノン
    フィルム状態を検出する第１ディテクタを有することを
    特徴とするビデオエンコーダ制御システム。
  2. 【請求項２】 前記プロセッサは、前記入力ビデオデー
    タをＭＰＥＧ標準で符号化するように前記ビデオエンコ
    ーダとともに動作することを特徴とする請求項１に記載
    のビデオエンコーダ制御システム。
  3. 【請求項３】 前記統計値生成器は、同一パリティを有
    する連続するフィールドのピクセル間のフィールド差の
    絶対値の和を計算し、 前記プロセッサは、前記 第１フレームから次のフレームへのシーン変化を検
    出してシーン変化フラグ信号を制御信号として生成する
    第２ディテクタと、 前記シーン変化フラグ信号を用いてエンコーダモジュー
    ルを制御するレートコントローラとをさらに有すること
    を特徴とする請求項１に記載のビデオエンコーダ制御シ
    ステム。
  4. 【請求項４】 前記統計値生成器は、各フィールドの平
    均ピクセル値を計算し、 前記第２ディテクタは、前記第１フレームの第１フィー
    ルドと連続するフィールドとに関連する平均ピクセル値
    を用いてビデオフェードを決定することを特徴とする請
    求項３に記載のビデオエンコーダ制御システム。
  5. 【請求項５】 前記統計値生成器は、同一パリティを有
    する連続するフィールドのピクセル間のフィールド差の
    絶対値の和を計算し、 前記ビデオエンコーダ制御システムは、 前記フィールド差の絶対値の和を用いて前記第１フレー
    ムの符号化の解像度を変化させる解像度セレクタをさら
    に有することを特徴とする請求項１に記載のビデオエン
    コーダ制御システム。
  6. 【請求項６】 前記解像度セレクタは、前記和に応答し
    て解像度選択信号を生成し、 前記プロセッサは、 前記解像度選択信号に応答して、該解像度選択信号に対
    応する解像度で前記遅延ビデオデータをサンプリングす
    るサンプラをさらに有することを特徴とする請求項５に
    記載のビデオエンコーダ制御システム。
  7. 【請求項７】 前記統計値生成器は、同一パリティを有
    する連続するフィールドのピクセル間のフィールド差の
    絶対値の和を計算し、 前記第１ディテクタは、前記和を用いて関連するフィー
    ルド内の冗長フィールドを検出し、該冗長フィールドに
    対応する冗長性フラグ信号を生成し、 前記プロセッサは、 前記冗長性フラグ信号を用いてエンコーダモジュールを
    制御するレートコントローラをさらに有することを特徴
    とする請求項１に記載のビデオエンコーダ制御システ
    ム。
  8. 【請求項８】 前記第１ディテクタは、入力ビデオデー
    タに対する３：２プルダウン検出を実行することを特徴
    とする請求項７に記載のビデオエンコーダ制御システ
    ム。
  9. 【請求項９】 前記第１ディテクタは、前記３：２プル
    ダウン検出に応答して、フィルムデータが前記入力ビデ
    オデータにおいて検出されたかどうかを示すフィルムフ
    ラグ信号を生成し、 前記プロセッサは、 前記フィルムフラグ信号に応答して、複数のフィルタ値
    を用いて前記遅延ビデオデータをフィルタ処理するプレ
    フィルタをさらに有することを特徴とする請求項８に記
    載のビデオエンコーダ制御システム。
  10. 【請求項１０】 前記プレフィルタは、フィールド差の
    絶対値の和とエンコーダビットレートとを用いて、前記
    遅延ビデオデータをフィルタ処理するために前記複数の
    フィルタ値のうちの少なくとも１つを選択することを特
    徴とする請求項９に記載のビデオエンコーダ制御システ
    ム。
  11. 【請求項１１】 前記第１ディテクタは、前記第１フレ
    ームと連続するフレームとに関連するフィールド差の絶
    対値の最大値を用いて、局所的に変化する領域を判定す
    ることを特徴とする請求項７に記載のビデオエンコーダ
    制御システム。
  12. 【請求項１２】 前記プロセッサは、 前記第１フレームから次のフレームへのシーン変化を検
    出してシーン変化フラグを生成する第２ディテクタと、 周期的カウントを生成するカウンタとを有し、 前記プロセッサは、前記周期的カウントに応答して内部
    フレームフラグを生成し、 前記プロセッサは、前記シーン変化フラグに応答して内
    部フレームフラグを生成し、 前記レートコントローラは、前記内部フレームフラグに
    応答して、前記複数のフレーム内のシーン変化に対応す
    る位置に内部フレームを挿入することを特徴とする請求
    項１１に記載のビデオエンコーダ制御システム。
  13. 【請求項１３】 前記プレフィルタは、 フィルタのオーバーフローを回避するために、フィルタ
    処理された遅延ビデオデータを所定範囲内にクランプす
    るビデオデータクランプを有することを特徴とする請求
    項１２に記載のビデオエンコーダ制御システム。
  14. 【請求項１４】 前記プロセッサは、前記シーン変化フ
    ラグに応答して前記カウンタのカウントを更新し、該カ
    ウントの更新に応答して内部フレームフラグを生成する
    ことを特徴とする請求項１３に記載のビデオエンコーダ
    制御システム。
  15. 【請求項１５】 符号化されるべき複数のフレームに対
    応する入力ビデオデータ内のフィルムおよびシーン変化
    を検出するビデオエンコーダにおいて、 前記ビデオエンコーダに入力される入力ビデオデータ
    は、第１フレームを含む複数のフレームを有し、各フレ
    ームは複数のフィールドを有し、各フィールドはパリテ
    ィを有し、 前記ビデオエンコーダは、 Ｎ＞１として、所定数Ｎ個のフレームだけ入力ビデオデ
    ータを遅延させて第１遅延ビデオデータを生成する多フ
    ィールド遅延回路と、 ローパスフィルタを有し、前記入力ビデオデータを処理
    して前記第１フレームの統計値を制御信号として生成す
    る統計値生成器とを有し、 前記統計値は、ローパスフィルタイメージ値のサブサン
    プリング値と、ローパスフィルタイメージ値のサブサン
    プリング値のフィールド差の絶対値の和と、ローパスフ
    ィルタイメージ値のサブサンプリング値のピクセル値の
    フィールド差の絶対値の１フィールドにわたる最大値と
    を含み、前記統計値生成器は、同一パリティを有する連続するフ
    ィールドのピクセル間のフィールド差の絶対値の和を計
    算し、 前記ビデオエンコーダはさらに、 前記統計値を用いて、前記最大値から前記第１フレーム
    のノンフィルム状態を検出してフィルムデータが検出さ
    れたかどうかを示すフィルムフラグを生成し、前記絶対
    値の和が所定しきい値を超えたことから前記複数のフレ
    ーム間のシーン変化を検出してシーン変化フラグを生成
    し、前記複数のフレーム間のビデオフェード状態を検出
    してビデオフェードフラグを生成する第１ディテクタ
    と、 エンコーダモジュールと、 生成されたフィルムフラグ、生成されたシーン変化フラ
    グ、および生成されたビデオフェードフラグに応答し
    て、少なくとも１つの制御信号を生成し、前記エンコー
    ダモジュールが前記第１遅延ビデオデータを符号化する
    のを制御するために、該少なくとも１つの制御信号を前
    記エンコーダモジュールへ送信するレートコントローラ
    とを有することを特徴とするビデオエンコーダ。
  16. 【請求項１６】 前記ビデオエンコーダは、前記和に応
    答して解像度選択信号を生成する解像度セレクタをさら
    に有し、 前記レートコントローラは、前記解像度選択信号に応答
    して、前記第１フレームの符号化の解像度を変化させる
    ことを特徴とする請求項１５に記載のビデオエンコー
    ダ。
  17. 【請求項１７】 前記ビデオエンコーダは、入力コマン
    ドを処理する制御モジュールをさらに有し、 前記第１ディテクタは、予測されるフィルムコマンドに
    応答して、フィルムフラグを生成することを特徴とする
    請求項１５に記載のビデオエンコーダ。
  18. 【請求項１８】 前記統計値生成器は、同一パリティを
    有する連続するフィールドのピクセル間のフィールド差
    の絶対値の和を計算し、 前記第１ディテクタは、前記和を用いて前記第１フレー
    ムから次のフレームへのシーン変化を検出することを特
    徴とする請求項１５に記載のビデオエンコーダ。
  19. 【請求項１９】 前記統計値生成器は、各フィールドの
    平均ピクセル値を計算し、 前記ビデオエンコーダは、 前記第１フレームの第１フィールドと連続するフィール
    ドに関連する平均ピクセル値を用いてビデオフェード状
    態を判定し、対応するビデオフェードフラグを生成する
    第２ディテクタをさらに有することを特徴とする請求項
    １８に記載のビデオエンコーダ。
  20. 【請求項２０】 前記統計値生成器は、同一パリティを
    有する連続するフィールドのピクセル間のフィールド差
    の絶対値の和を計算し、 前記第１ディテクタは、前記和を用いて関連するフィー
    ルドのうちの冗長フィールドを検出し、該冗長フィール
    ドに対応してフィルムフラグを生成することを特徴とす
    る請求項１５に記載のビデオエンコーダ。
  21. 【請求項２１】 前記多フィールド遅延回路は、前記入
    力ビデオデータを少なくとも１フィールドだけ遅延させ
    て第２遅延ビデオデータを生成し、 前記統計値生成器は、前記入力ビデオデータと前記第２
    遅延ビデオデータからフィールド差の絶対値の和を生成
    することを特徴とする請求項２０に記載のビデオエンコ
    ーダ。
  22. 【請求項２２】 前記第１ディテクタは、前記第１フレ
    ームと連続するフレームとに関連するフィールド差の絶
    対値の最大値を用いて、局所的に変化する領域を判定す
    ることを特徴とする請求項２０に記載のビデオエンコー
    ダ。
  23. 【請求項２３】 入力ビデオデータを符号化するビデオ
    エンコーダを制御する方法において、 前記入力ビデオデータは、第１フレームを含む複数のフ
    レームを有し、各フレームは複数のフィールドを有し、
    各フィールドはパリティを有し、 前記方法は、 Ｎ＞１として、所定数Ｎ個のフレームだけ入力ビデオデ
    ータを遅延させて遅延ビデオデータを生成するステップ
    と、 前記入力ビデオデータを処理して前記第１フレームを示
    すデータを生成する処理ステップとを有し、 前記データは、ローパスフィルタイメージ値のサブサン
    プリング値と、ローパスフィルタイメージ値のサブサン
    プリング値のフィールド差の絶対値の和と、ローパスフ
    ィルタイメージ値のサブサンプリング値のピクセル値の
    フィールド差の絶対値の１フィールドにわたる最大値と
    を含み、 前記方法はさらに、前記入力ビデオデータ内にフィルムデータが検出されな
    い場合に、 フィルム検出のために前記最大値を用いて生
    成されるフィルムフラグ信号を生成するステップと、 生成されたデータおよび前記フィルムフラグ信号を用い
    たビデオ符号化により、前記第１フレームに対応する遅
    延ビデオデータの符号化を制御するステップとを有する
    ことを特徴とするビデオエンコーダの制御方法。
  24. 【請求項２４】 前記フィールド差の絶対値の和が所定
    しきい値を超えたことから複数のフィールドの間のシー
    ン変化を検出するステップと、 前記シーン変化の検出に応答してシーン変化フラグ信号
    を生成するステップと、前記シーン変化フラグ信号を用いて、前記遅延ビデオデ
    ータの符号化を制御するステップを実行する ステップと
    をさらに有することを特徴とする請求項２３に記載の方
    法。
  25. 【請求項２５】 前記方法は、和変化状態から解像度選
    択フラグ信号を生成するステップをさらに有し、 前記処理ステップは、 同一パリティを有する連続するフィールドのピクセル間
    のフィールド差の絶対値の和を計算するステップと、 前記同一パリティを有する連続するフィールドのピクセ
    ル間のフィールド差の絶対値の和の変化を和変化状態と
    して検出して解像度選択フラグ信号を生成するステップ
    とを有し、 前記制御するステップは、 前記解像度選択フラグ信号を用いて前記第１フレームの
    符号化の解像度を変化させるステップを有することを特
    徴とする請求項２３に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記入力ビデオデータ内にフィルムデ
    ータが存在しないことを検出するステップと、フィルムデータが検出されない場合に フィルムフラグ信
    号を生成するフィルムフラグ生成ステップと、前記フィルムフラグ信号を用いて、前記遅延ビデオデー
    タの符号化を制御するステップを実行する ステップとを
    さらに有することを特徴とする請求項２３に記載の方
    法。
  27. 【請求項２７】 前記和から関連フィールドのうちの冗
    長フィールドを検出するステップをさらに有し、 前記フィルムフラグ生成ステップは、前記冗長フィール
    ドに対応してフィルムフラグを生成し、 前記処理ステップは、 前記第１フィールドと、前記第１フィールドと同じパリ
    ティの連続するフィールドとのピクセル間のフィールド
    差の絶対値の和を計算するステップを有することを特徴
    とする請求項２６に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記和を用いて前記第１フレームから
    次のフレームへのシーン変化を検出するシーン変化検出
    ステップをさらに有することを特徴とする請求項２７に
    記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記処理ステップは、 前記第１フィールドと連続するフィールドとのローパス
    フィルタイメージ値のサブサンプリング値を計算するス
    テップを有し、 前記シーン変化検出ステップは、 前記第１フィールドと連続するフィールドとのローパス
    フィルタイメージ値のサブサンプリング値のフィールド
    差の絶対値の最大値を用いて局所的に変化する領域を検
    出するステップと、 所定値を越える前記フィールド差の絶対値の最大値が所
    定値を超えた場合にフィルムフラグを生成するステップ
    とを有することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記処理ステップは、 各フィールドの平均ピクセル値を計算するステップを有
    し、 前記シーン変化検出ステップは、 前記第１フィールドと連続するフィールドとの平均ピク
    セル値を用いてビデオフェードを判定するステップと、 平均ピクセル値が所定値を超えた場合にビデオフェード
    フラグ信号を生成するステップとを有することを特徴と
    する請求項２８に記載の方法。
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