JP3521986B2 - 動画符号化装置 - Google Patents

動画符号化装置

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JP3521986B2
JP3521986B2 JP33534394A JP33534394A JP3521986B2 JP 3521986 B2 JP3521986 B2 JP 3521986B2 JP 33534394 A JP33534394 A JP 33534394A JP 33534394 A JP33534394 A JP 33534394A JP 3521986 B2 JP3521986 B2 JP 3521986B2
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • 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、1フレーム分の全部の
画像を符号化するフレーム内符号化処理と、フレーム間
の画像の差分を形成して符号化するフレーム間符号化処
理を行って動画信号を符号化圧縮する動画符号化装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、動画信号を符号化圧縮する符号
化方法としては、例えば、TTC標準JT−H.261
の符号化方式のように、1フレーム分の全部の画像を符
号化するフレーム内符号化処理と、フレーム間の画像の
差分(または、予測誤差)を形成して符号化するフレー
ム間符号化処理を行って動画信号を符号化圧縮する高能
率な符号化方式が用いられている。
【0003】ところで、このような符号化方式では、基
本的に1系統の動画信号のみを符号化圧縮するため、例
えば、テレビ会議通信端末装置で、メインカメラ装置の
映像とサブカメラ装置の映像を相手端末に送信しようと
すると、メインカメラ装置から出力される動画信号とサ
ブカメラ装置から出力される動画信号を切り換える必要
がありので、会議セッションが円滑に進行できないとい
う事態を生じることが考えられる。
【0004】このように、複数の映像ソースを用いよう
とするには、例えば、会議通信を複数並列して実行し、
一方の会議通信呼ではメインカメラ装置を映像ソースと
して用い、他方の会議通信呼ではサブカメラ装置を映像
ソースとして用いることが考えられる。あるいは、送信
側でメインカメラ装置の動画信号とサブカメラ装置の動
画信号を合成した動画信号を形成し、その合成動画信号
を送信するということも考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、複数の回線を必要とするので、それだけ多く
の通信設備を必要とするので、装置コストおよび通信コ
ストが高くなるという不都合を生じることが考えられ
る。
【0006】また、後者の方法では、受信側で映像ソー
ス毎に動画信号を分離することが不可能であり、装置の
使い勝手が悪くなるおそれがある。
【0007】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、複数の映像ソースを多重化して符号化できる
動画符号化装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、1フレーム分
の全部の画像を符号化するフレーム内符号化処理と、フ
レーム間の画像の差分を形成して符号化するフレーム間
符号化処理を行って動画信号を符号化圧縮する動画符号
化装置において、複数の動画信号を切換入力する動画入
力手段と、動画信号を符号化圧縮する共通の符号化手段
と、上記符号化手段が形成した符号を復号化する復号化
手段と、上記復号化手段が形成した復号化動画信号を、
上記複数の動画信号のおのおのについて1フレーム分記
憶する複数の画像メモリ手段と、上記複数の動画信号の
おのおのをフレーム内符号化処理をするときには、上記
動画入力手段から入力した動画信号を上記符号化手段に
より符号化圧縮して符号化情報を形成するとともに、上
記複数の動画信号のおのおのをフレーム間符号化処理す
るときには、上記複数の画像メモリ手段から読み出した
おのおのの動画信号に対応した復号化動画信号と、上記
動画入力手段から入力したおのおのの動画信号の差分を
形成し、その差分の動画信号を上記符号化手段により符
号化圧縮して符号化情報を形成する一方、それぞれの符
号化情報には、上記複数の動画信号のおのおのを識別す
る識別情報を付加する制御手段を備え、上記制御手段
は、上記複数の動画信号をおのおのに定められた時間毎
でかつフレーム単位に切り換えるようにしたものであ
る。
【0009】
【0010】
【0011】また、1フレーム分の全部の画像を符号化
するフレーム内符号化処理と、フレーム間の画像の差分
を形成して符号化するフレーム間符号化処理を行って動
画信号を符号化圧縮する動画符号化装置において、複数
の動画信号を切換入力する動画入力手段と、動画信号を
符号化圧縮する共通の符号化手段と、上記符号化手段が
形成した符号を復号化する復号化手段と、上記復号化手
段が形成した復号化動画信号を、上記複数の動画信号の
おのおのについて1フレーム分記憶する複数の画像メモ
リ手段と、上記複数の動画信号のおのおのの切換時間を
記憶した書き換え可能な記憶手段と、上記複数の動画信
号のおのおのをフレーム内符号化処理をするときには、
上記動画入力手段から入力した動画信号を上記符号化手
段により符号化圧縮して符号化情報を形成するととも
に、上記複数の動画信号のおのおのをフレーム間符号化
処理するときには、上記複数の画像メモリ手段から読み
出したおのおのの動画信号に対応した復号化動画信号
と、上記動画入力手段から入力したおのおのの動画信号
の差分を形成し、その差分の動画信号を上記符号化手段
により符号化圧縮して符号化情報を形成する一方、それ
ぞれの符号化情報には、上記複数の動画信号のおのおの
を識別する識別情報を付加し、上記複数の動画信号の切
り換えを、上記記憶手段に記憶したおのおのに対応した
切換時間毎で、かつ、フレーム単位に行う制御手段を備
えたものである。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【作用】したがって、複数の動画信号を多重化して符号
化することができるとともに、出力される符号化情報に
は、おのおのの動画信号を識別するための識別情報が付
加されているので、復号化するときには、その符号化情
報の識別情報に基づいて、おのおのの動画信号別に復号
化処理できるので、1つの動画符号化装置で、複数の動
画信号を適切に符号化することができる。
【0020】また、おのおのの動画信号の切り換えは、
フレーム単位の時分割的に、または、指定されたフレー
ム単位毎に行うので、動画信号の符号量の大小や、動画
情報の重要性などに基づいて、おのおのの動画信号に対
応した符号化情報が全体の符号化情報に占める割合を適
宜に設定できるので、適切に、動画情報を多重化するこ
とができる。
【0021】
【0022】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例を詳細に説明する。
【0023】図1は、本発明の一実施例にかかる多重化
動画CODEC装置の構成例を示している。
【0024】同図において、n個のビデオ入力信号VI
1〜VInは、情報源符号器1に加えられている。情報
源符号器1は、おのおののビデオ入力信号VI1〜VI
nを所定のタイミングで切り換えながら、TTC標準J
T−H.261の符号化方式の情報源符号化処理を実行
するものであり、その出力信号は、ビデオ信号多重化符
号器2に加えられている。
【0025】ビデオ信号多重化符号器2は、n個のビデ
オ入力信号VI1〜VInに対応し、TTC標準JT−
H.261の符号化方式の符号データを形成するもので
あり、その出力信号は、出力バッファ3を介し、多重動
画符号データVCaとして外部装置に出力される。
【0026】また、制御部4は、情報源符号器1および
ビデオ信号多重化符号器2の動作を制御して、ビデオ入
力信号VI1〜VInのおのおのについて符号化処理を
行わせるものである。
【0027】また、出力バッファ3からは、制御部4に
対して符号量などの情報が通知され、制御部4は、この
出力バッファ3から加えられる情報に基づいて、情報源
符号器1およびビデオ信号多重化符号器2の動作を制御
する場合もある。
【0028】また、メモリ5は、ビデオ入力信号VI1
〜VInの切換制御などの基準となる情報などが記憶さ
れる。また、このメモリ5の記憶内容は、外部装置から
適宜に参照/書き換えができるようになっている。
【0029】また、入力バッファ6は、複数のビデオソ
ースの符号情報が含まれている多重動画符号データVC
bを入力するものであり、その入力データは、ビデオ信
号多重化復号器7に加えられる。
【0030】ビデオ信号多重化復号器7は、複数のビデ
オソースの符号情報に対して、それぞれTTC標準JT
−H.261の符号化方式の復号化処理を行うものであ
り、その出力信号は、情報源復号器8に加えられる。
【0031】情報源復号器8は、おのおののビデオソー
スの符号データについて、TTC標準JT−H.261
の符号化方式の情報源復号化処理を行うものであり、こ
の情報復号器8からは、n個のビデオ出力信号VO1〜
VOnが出力される。
【0032】さて、この実施例の基礎になっているTT
C標準JT−H.261の動画符号化方式について、次
に説明する。
【0033】まず、TTC標準JT−H.261の動画
符号化方式では、動画情報としては、CIFとQCIF
の2種類のフォーマットが定められている。
【0034】CIF(Common Intermed
iate Format;共通中間フォーマット)形式
は、動画情報の基本フォーマットであり、このCIF
は、1秒間に29.97フレームの画面を表示し、輝度
成分(Y)については、1つのフレーム(画像フレー
ム)を288ラインで、かつ、1ラインを360画素か
ら構成するとともに、色差成分(Cb,Cr)について
は、1つのフレームを144ラインで、かつ、1ライン
を180画素から構成する。
【0035】そして、そのフレームを、図2(a)に示
すように12個のGOB(Group Of Bloc
k)に分割し、おのおののGOBを、同図(b)に示す
ように、11×3の33個のマクロブロックに分割す
る。
【0036】さらに、1つのマクロブロックは、同図
(c)に示すように、輝度成分については、2×2の4
つのブロックに分割するとともに、色差成分については
1×1のブロックに分割する。したがって、輝度成分お
よび色差成分の1つのブロックは、同図(d)に示すよ
うに、それぞれ8画素×8ラインから構成される。
【0037】また、QCIF(Quater CIF)
は、図3に示すように、画素数をCIFの1/4に設定
したフォーマットである。なお、TTC標準JT−H.
261では、動画CODECは、少なくともQCIFを
取り扱える必要があると規定されており、さらに、CI
FとQCIFが対向した場合には、QCIFで通信する
ように規定されている。
【0038】この動画情報は、上述したようなフレーム
/GOB/マクロブロック/ブロックの階層構造に対応
しており、その一例を図4(a)〜(d)に示す。ま
た、この動画情報は、ビデオ信号多重化符号器2で形成
される。
【0039】まず、1フレームの動画情報は、同図
(a)に示すように、フレームの開始をあらわす所定ビ
ットパターンの20ビットデータからなるフレーム開始
符号PSC、フレームの順序番号をあらわすフレーム番
号TR、1フレーム全体に関する情報をあらわすタイプ
情報PTYPE、1ビットの拡張用データ挿入情報PE
I、1バイトの予備情報PSPARE、および、GOB
データからなる。ここで、拡張用データ挿入情報PEI
は少なくとも1つが含まれ、予備情報PSPAREは含
まれないことがある。また、フレーム開始符号PSC、
フレーム番号TR、タイプ情報PTYPE、拡張用デー
タ挿入情報PEI、および、予備情報PSPAREは、
フレームヘッダと呼ばれる。
【0040】GOBデータは、各GOBについて、それ
ぞれ1つが配置される。1つのGOBデータは、同図
(b)に示すように、GOBデータの開始をあらわすG
OB開始符号GBSC、GOBの位置を示すGOB番号
GN、量子化特性の情報を示す量子化特性情報GQUA
NT、拡張用データ領域(予備情報)の有無を示す拡張
用データ挿入情報GEI、予備情報GSPARE、およ
び、マクロブロックデータからなる。ここで、拡張用デ
ータ挿入情報GEIは少なくとも1つが含まれ、予備情
報GSPAREは含まれないことがある。また、GOB
開始符号GBSC、GOB番号GN、量子化特性情報G
QUANT、拡張用データ挿入情報GEI、および、予
備情報GSPAREは、GOBヘッダと呼ばれる。
【0041】マクロブロックデータは、各マクロブロッ
クについて、それぞれ1つが配置される。ただし、フレ
ームのその部分に情報がない場合には、伝送されない。
【0042】1つのマクロブロックデータは、同図
(c)に示すように、マクロブロックの位置をあらわす
ためのマクロブロックアドレスMBA、マクロブロック
の種別およびどのデータ要素があらわれるのかを表示す
るためのタイプ情報MTYPE、量子化特性をあらわす
量子化特性情報MQUANT、動きベクトル情報MV
D、少なくとも1つの変換係数が伝送されるマクロブロ
ックであることをあらわす有意ブロックパターンCB
P、および、ブロックデータからなる。ここで、量子化
特性MQUANT、動きベクトル情報MVDおよび有意
ブロックパターンCBPは、タイプ情報MTYPEで指
示されたときにあらわれる。また、マクロブロックアド
レスMBA、タイプ情報MTYPE、量子化特性情報M
QUANT、動きベクトル情報MVD、および、有意ブ
ロックパターンCBPは、マクロブロックヘッダ呼ばれ
る。
【0043】ブロックデータは、同図(d)に示すよう
に、例えば、そのブロックの画像データをDCT(離散
コサイン変換)処理して得られた変換係数データをあら
わす変換係数TCOEFF、および、ブロックの終了を
あらわすブロック終了符号EOBからなる。
【0044】そして、符号化処理は、マクロブロックを
単位として実行される。
【0045】さて、本実施例では、上述したように、n
個のビデオソースを別々の系として符号化するので、そ
れぞれのビデオソースを識別できる必要がある。そこ
で、本実施例では、拡張用データ挿入情報PEIに
「1」をセットするとともに、予備情報PSPAREに
ビデオソースの識別番号をセットすることで、おのおの
のビデオソース毎に符号データを識別できるようにす
る。
【0046】ここで、TTC標準JT−H.261によ
れば、現状では、予備情報PSPAREの用途を規定し
ておらず、したがって、拡張用データ挿入情報PEIの
値が「1」の場合には、復号化装置は、予備情報PSP
AREを捨てるように勧告している。本実施例では、こ
の予備情報PSPAREを用いて、ビデオソースの多重
化を実現できるようにしたものである。
【0047】また、本実施例にかかるビデオ信号多重化
復号器7は、動画情報の拡張用データ挿入情報PEIの
値が「1」にセットされているフレームのデータについ
ては、予備情報PSPAREにセットされているビデオ
ソース識別情報の内容を判断して、そのフレームのデー
タがいずれのビデオソースのものであるかを判断し、そ
の判断結果を情報源復号器8に通知する。
【0048】それにより、情報源復号器8は、そのとき
に入力したフレームのデータがいずれのビデオソースも
のであるかを判断して、対応するビデオソースの復号化
処理を行い、対応するビデオ出力信号VO1〜VOnを
形成して出力する。
【0049】図5は、情報源符号器1の一例を示してい
る。
【0050】同図において、セレクタSL1は、制御信
号4から出力される制御信号S1に基づいて、n個のビ
デオ入力信号VI1〜VInを切り換えるものであり、
その切換出力は、ビデオ入力信号VIとして、減算器D
F、切換器SW1の一方の切換入力端、および、セレク
タSL4の共通入力端に加えられている。
【0051】切換器SW1は、制御部4から加えられる
制御信号S2に基づいて、減算器DFの出力、または、
ビデオ入力信号VIを切り換えるものであり、その出力
は、変換器CVaに加えられている。変換器CVaは、
TTC標準JT−H.261の二次元DCT変換処理を
行うものであり、その出力信号は、量子化器QZaに加
えられている。
【0052】量子化器QZaは、制御部4から加えられ
る量子化ステップ値Sqに応じて、入力信号に対し所定
の量子化処理を実施するものであり、その出力信号は、
情報源符号データVSaとしてビデオ信号多重化符号化
器2に加えられるとともに、逆量子化器IQZaに加え
られている。
【0053】逆量子化器IQZaは、制御部4から加え
られる量子化ステップ値Sqに応じて、情報源符号デー
タVSaに対し、量子化器QZaの逆変換処理である逆
量子化処理を実施するものであり、その出力信号は、逆
変換器ICVaに加えられている。
【0054】逆変換器ICVaは、変換器CVaの逆変
換処理を行うものであり、したがって、逆変換器ICV
aの出力信号は、量子化器QZaの量子化誤差を含むも
のの、変換器CVaに入力されるビデオ入力信号VIに
相当する信号(以下、復号化ビデオ信号という)とな
る。この逆変換器ICVaから出力される復号化ビデオ
信号は、加算器SMaに加えられている。
【0055】加算器SMaの出力は、セレクタSL2の
共通接続端に加えられており、このセレクタSL2のn
個の出力端からの出力信号は、それぞれ画像メモリMP
a1〜MPanに加えられている。
【0056】また、画像メモリMPa1〜MPanに
は、セレクタSL4を介して、ビデオ入力信号VI1〜
VInが加えられている。画像メモリMPa1〜MPa
nは、動き補償用可変遅延機能を持つ画像メモリであ
り、1フレーム分の復号化ビデオ信号をマクロブロック
単位に記憶し、その復号化ビデオ信号に基づいて次のフ
レームのビデオ信号を予測するとともに、復号化ビデオ
信号とビデオ入力信号VI1〜VInに基づいて動きベ
クトルを検出するものである。この検出された動きベク
トルに対応した動きベクトル信号SV1〜SVnは、ビ
デオ信号多重化符号器2に加えられている。
【0057】画像メモリMPa1〜MPanから出力さ
れる予測ビデオ信号は、セレクタSL3の切換接続端に
加えられている。セレクタSL3の共通接続端の出力信
号は、ループ内フィルタFLaを介し、切換器SW2お
よび減算器DFに加えられている。
【0058】ここで、セレクタSL2、セレクタSL3
およびセレクタSL4は、セレクタSL1に連動して切
換動作し、また、切換器SW2は切換器SW1に連動し
て切換動作する。
【0059】以上の構成で、ビデオ入力信号VI1を符
号化する場合、制御部4は、まず、セレクタSL1,S
L2,SL3,SL4により、ビデオ入力信号VI1に
対応した切換接続端を選択させる。
【0060】この状態で、それぞれのフレーム内符号化
処理(INTRAモード)を行う場合、制御部4は、切
換器SW1,SW2をそれぞれ図の破線の状態に切換接
続する。これにより、セレクタSL1を介して入力され
たビデオ入力信号VI1は、変換器CVaにより二次元
DCT変換処理された後、量子化器QZaにより量子化
処理されて、ビデオ信号多重符号器2に情報源符号デー
タVSaとして出力される。
【0061】また、それとともに、情報源符号データV
Saは、逆量子化器IQZaにより逆量子化変換され、
さらに、逆変換器ICVaにより二次元DCT逆変換処
理され、復号化ビデオ信号として、加算器SMaおよび
セレクタSL2を介し、画像メモリMPa1に加えられ
て、保存される。
【0062】次に、フレーム間符号化処理(INTER
モード)を行う場合、制御部4は、切換器SW1,SW
2をそれぞれ図の実線の状態に切換接続する。これによ
り、画像メモリMPa1から出力される復号化ビデオ信
号は、セレクタSL3を介し、ループ内フィルタFLa
を通過した後に、減算器DFに加えられるとともに、切
換器SW2を介し、加算器SMaに加えられる。
【0063】したがって、それ以降は、ビデオ入力信号
VI1と画像メモリMPa1から出力される次のフレー
ムの予測値との差分値が、変換器CVaにより二次元D
CT変換処理された後、量子化器QZaにより量子化処
理されて、ビデオ信号多重符号器2に情報源符号データ
VSaとして出力される。
【0064】また、それとともに、情報源符号データV
Saは、逆量子化器IQZaにより逆量子化変換され、
さらに、逆変換器ICVaにより二次元DCT逆変換処
理され、復号化ビデオ信号として、加算器SMaおよび
セレクタSL2を介し、画像メモリMPa1に加えられ
て、保存される。
【0065】この動作が順次繰り返されて、ビデオ信号
VI1に関して情報源符号データが形成される。
【0066】また、他のビデオ信号VI2〜VInにつ
いて符号化するときには、制御部4は、セレクタSL
1,SL2,SL3,SL4により、選択するビデオ入
力信号VI2〜VInに対応した切換接続端を選択させ
た状態で、上述したと同様の動作を行う。
【0067】また、上述した符号化処理動作を行うと
き、制御部4は、それぞれの状態をあらわす種々の信号
をビデオ信号多重化符号器2に出力する。すなわち、制
御部4は、符号化モード(INTRAモード/INTE
Rモード)を識別するための識別フラグ信号SP、その
フレームを伝送するか否かを指定するための伝送/非伝
送フラグ信号St、そのときに符号化しているビデオ入
力信号VI1〜VInを識別するためのビデオソース識
別信号Sbn、および、量子化ステップ値Sqをビデオ
信号多重化符号器2に出力する。また、ループ内フィル
タFLaは、この装置の動作設定によりオンオフされ
る。ループ内フィルタFLaは、オンオフ動作の区別を
あらわす信号Sfをビデオ信号多重化符号器2に出力し
ている。
【0068】これにより、ビデオ信号多重化符号器2
は、そのときに入力している情報源符号データVSaお
よび有効な動きベクトル信号SV1〜SVnのビデオソ
ース番号、符号化モードの区別、ループ内フィルタFL
aのオンオフ状態を知り、上述したような符号情報を形
成する。
【0069】図6は、情報源復号器8の一例を示してい
る。
【0070】同図において、逆量子化器IQZbは、ビ
デオ信号多重化復号器7から出力される情報源符号デー
タVSbを、ビデオ信号多重化復号器7から出力される
量子化ステップ値SSqに応じて、情報源符号器1の量
子化器QZaの逆変換処理である逆量子化処理を実施す
るものであり、その出力信号は、逆変換器ICVbに加
えられている。
【0071】逆変換器ICVbは、情報源符号器1の変
換器CVaの逆変換処理を行うものであり、その出力信
号は、加算器SMbを介し、ビデオ出力信号VOとし
て、セレクタSL11およびセレクタSL12の共通接
続端に加えられている。
【0072】このセレクタSL2のn個の出力端からの
出力信号は、それぞれ画像メモリMPb1〜MPbnに
加えられている。また、画像メモリMPb1〜MPbn
には、ビデオ信号多重化復号器7から動きベクトル信号
SSV1〜SSVnがそれぞれ加えられている。
【0073】画像メモリMPb1〜MPbnは、動き補
償用可変遅延機能を持つ画像メモリであり、1フレーム
分の復号化ビデオ信号をマクロブロック単位に記憶し、
その復号化ビデオ信号および動きベクトル信号SSV1
〜SSVnに基づいて次のフレームのビデオ信号を予測
するものである。
【0074】画像メモリMPb1〜MPbnから出力さ
れる予測ビデオ信号は、セレクタSL13の切換接続端
に加えられている。セレクタSL3の共通接続端の出力
信号は、ループ内フィルタFLaを介し、切換器SW1
1の一方の切換入力端に加えられている。切換器SW1
1の共通接続端の出力は、加算器SMbに加えられてい
る。
【0075】ここで、セレクタSL11、セレクタSL
12およびセレクタSL13は、連動して切換動作する
ものであり、その切換動作は、ビデオ信号多重化復号器
7から出力されるビデオソース切換信号SSbにより制
御される。また、切換器SW1の切換動作は、ビデオ信
号多重化復号器7から出力される符号化モード(INT
RAモード/INTERモード)を識別するための識別
フラグ信号SSPにより制御される。
【0076】以上の構成で、ビデオ信号多重化復号器7
は、多重動画符号化データVCbの拡張用データ挿入情
報PEIの値が「1」にセットされているフレームのデ
ータについては、予備情報PSPAREにセットされて
いるビデオソース識別情報の内容を判断し、その内容に
対応したビデオソース切換信号SSbを出力する。これ
により、セレクタSL11,SL12,SL13は、そ
のビデオソース切換信号SSbにより示されたビデオソ
ースに対応した切換接続端を選択する。
【0077】この状態で、INTRAモードの符号デー
タを復号化するときには、ビデオ信号多重化復号器7
は、INTRAモードに対応した値の識別フラグ信号S
SPを出力し、これにより、切換器SW11は、図6の
破線の状態に切換接続する。
【0078】したがって、この場合には、ビデオ信号多
重化復号器7から出力される情報源符号データVSb
は、逆量子化器IQZaにより逆量子化変換され、さら
に、逆変換器ICVbにより二次元DCT逆変換処理さ
れ、逆変換器ICVbの出力信号は、加算器SMbを介
してビデオ出力信号VOとして出力され、そのビデオ出
力信号VOは、セレクタSL11を介し、ビデオ出力信
号VO1として出力される。また、このビデオ出力信号
VOは、セレクタSL12を介し、画像メモリMPb1
に加えられて、保存される。
【0079】次に、INTERモードの符号データを復
号化するときには、ビデオ信号多重化復号器7は、IN
TERモードに対応した値の識別フラグ信号SSPを出
力し、これにより、切換器SW11は、図6の実線の状
態に切換接続する。また、ビデオ信号多重化符号器7
は、そのときの符号データに対応してフィルタオンオフ
信号SSfを出力し、これにより、ループ内フィルタF
Lbは、符号データの内容に応じてオンオフされる。
【0080】それによって、画像メモリMPb1から出
力されるビデオ出力信号は、セレクタSL13を介し、
ループ内フィルタFLbを通過した後に、切換器SW1
1を介し、加算器SMbに加えられる。
【0081】したがって、それ以降は、逆変換器ICV
bから出力される予測差分に対応した信号と、画像メモ
リMPb1から出力される次のフレームの予測値とが加
算された値が、ビデオ出力信号VOとして加算器SMb
から出力され、このビデオ出力信号VOは、セレクタS
L11を介し、ビデオ出力信号VO1として出力される
とともに、画像メモリMPb1に加えられて、保存され
る。
【0082】この動作が順次繰り返されて、ビデオ出力
信号VO1が形成されて、出力される。
【0083】また、他のビデオソース番号が指定された
場合には、セレクタSL11,SL12,SL13によ
り、対応するビデオソースの切換接続端が選択され、上
述と同様の動作が行われる。
【0084】さて、ビデオソース番号(ビデオ入力信号
VI1〜VIn)の選択は、おのおのに定められた時間
毎でかつフレーム単位に切り換える態様で行うことがで
きる。その場合、図7に示したように、ビデオソース番
号毎に、切換時間を指定するタイマ値を記憶するビデオ
ソース別タイマテーブルを用いる。このビデオソース別
タイマテーブルは、外部装置よりメモリ5に記憶され
る。
【0085】したがって、この場合には、図8(a),
(b)に示すように、所定時間を計時するシステムタイ
マの計時値が、おのおののビデオソース番号に対応して
記憶されたタイマ値に一致するまでの期間、そのビデオ
ソース番号に対応したビデオ入力信号VI1〜VInの
符号化処理を行う。
【0086】この場合に制御部4が実行するビデオソー
ス切換処理の一例を図9に示す。
【0087】まず、システムタイマTSをクリアし(処
理101)、1フレーム分の処理を終了するまで待つ
(判断102のNOループ)。1フレーム分の処理が終
了して、判断102の結果がYESになるときには、メ
モリ5に記憶したビデオソース別タイマテーブルを参照
して、ビデオソースに対応したタイマ値TVを取り出し
(処理103)、システムタイマTSの値がタイマ値T
Vよりも大きくなっているかどうかを調べる(判断10
4)。
【0088】判断104の結果がNOになるときには、
判断102に戻り、同一のビデオソースの符号化処理を
実行する。また、判断104の結果がYESになるとき
には、次のビデオソースに切り換えて(処理105)、
対応するビデオ入力信号を検出できるかどうかを調べる
(判断106)。判断106の結果がNOになるときに
は、処理105に戻り、別のビデオソースを試す。
【0089】判断106の結果がYESになるときに
は、システムタイマTSをクリアし(処理107)、判
断102に戻り、新たに選択したビデオソースに対する
処理を行う。
【0090】ここで、ビデオソース別タイマテーブルの
タイマ値としては、全てのビデオソース番号で同じ値を
設定する必要はない。例えば、形成される符号データの
データ量が大きい場合には、タイマ値をより大きくする
と、そのビデオソースの再生映像の画質を向上できる。
また、ビデオソースの種類により、適切な値を設定する
ことができる。例えば、静止画のようにあまり動きのな
い映像を撮影するビデオソースには、タイマ値として最
小値を設定することができる。
【0091】また、図10に示すように、ビデオソース
番号毎に、連続して符号化するフレーム数をあらわす累
積フレーム値を記憶するビデオソース別累積フレーム値
テーブルを用いることもできる。
【0092】この場合には、図11(a),(b)に示
すように、連続して符号化するフレーム数が、おのおの
のビデオソース番号に対応して記憶された累積フレーム
値に一致するまでの期間、そのビデオソース番号に対応
したビデオ入力信号VI1〜VInの符号化処理を行
う。
【0093】この場合に、制御部4が実行するビデオソ
ース切換処理の一例を図12に示す。
【0094】まず、カウンタLSの値を0に初期設定し
(処理201)、1フレーム分の処理を終了するまで待
つ(判断202のNOループ)。1フレーム分の処理が
終了して、判断202の結果がYESになるときには、
カウンタLSの値を1つ増やし(処理203)、メモリ
5に記憶したビデオソース別累積フレーム値テーブルを
参照して、ビデオソースに対応した累積フレーム値LA
を取り出し(処理204)、カウンタLSの値が累積フ
レーム値LAよりも大きくなっているかどうかを調べる
(判断205)。
【0095】判断205の結果がNOになるときには、
判断202に戻り、同一のビデオソースの符号化処理を
実行する。また、判断205の結果がYESになるとき
には、次のビデオソースに切り換えて(処理206)、
対応するビデオ入力信号を検出できるかどうかを調べる
(判断207)。判断207の結果がNOになるときに
は、処理206に戻り、別のビデオソースを試す。
【0096】判断207の結果がYESになるときに
は、カウンタLSの値を0に初期設定し(処理20
8)、判断202に戻り、新たに選択したビデオソース
に対する処理を行う。
【0097】ここで、ビデオソース別累積フレーム値テ
ーブルの累積フレーム値としては、全てのビデオソース
番号で同じ値を設定する必要はない。例えば、形成され
る符号データのデータ量が大きい場合には、累積フレー
ム値をより大きくすると、そのビデオソースの再生映像
の画質を向上できる。また、ビデオソースの種類によ
り、適切な値を設定することができる。例えば、静止画
のようにあまり動きのない映像を撮影するビデオソース
には、累積フレーム値として最小値を設定することがで
きる。
【0098】また、符号化モードを考えると、INTR
Aモードの符号化処理による符号データ量は、INTE
Rモードの符号化処理による符号データ量よりも大きく
なることが予想される。
【0099】このような関係を利用したビデオソース切
換処理の一例を図13に示す。
【0100】まず、いずれかのビデオソースを選択し
(処理301)、対応するビデオ入力信号を検出できる
かどうかを調べる(判断302)。判断302の結果が
NOになるときには、処理301に戻り、別のビデオソ
ースを試す。
【0101】判断302の結果がYESになるときに
は、そのときの符号化モードがINTRAモードである
かどうかを調べ(判断303)、判断303の結果がY
ESになるときには、変数SAに所定値KAをセットし
(処理304)、判断303の結果がNOになるときに
は、変数SAに所定値KBをセットする(処理30
5)。
【0102】次いで、1フレーム分の処理を終了するま
で待つ(判断306のNOループ)。1フレーム分の処
理が終了して、判断306の結果がYESになるときに
は、変数SAの値を1つ減らし(処理307)、変数S
Aの値が「0」になったかどうかを調べ(判断30
8)、判断308の結果がNOになるときには、判断3
06に戻り、同一のビデオソースの符号化処理を実行す
る。
【0103】また、判断308の結果がYESになると
きには、処理301に戻り、次のビデオソースを試す。
【0104】また、上述したビデオソース別タイマ値テ
ーブル、および、ビデオソース別累積フレーム値テーブ
ルの各要素の値を、動きベクトル信号の値に応じて段階
的に変更することもできる。
【0105】さて、ビデオソースの種類に応じて、量子
化ステップ値や、CIF/QCIFの動画フォーマット
が規定されることがある。そのために、例えば、図14
に示したように、ビデオソース番号と量子化ステップ値
との関係をあらわしたビデオソース別量子化ステップ値
テーブルや、図15に示したように、ビデオソース番号
とCIF/QCIFの画像フォーマット種別の関係をあ
らわしたビデオソース別フォーマットテーブルを形成し
てメモリ5に記憶し、制御部4は、おのおののビデオソ
ース番号に応じて、量子化ステップ値および画像フォー
マット種別を、情報源符号器1に設定するとよい。
【0106】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の動画信号を多重化して符号化することができると
ともに、出力される符号化情報には、おのおのの動画信
号を識別するための識別情報が付加されているので、復
号化するときには、その符号化情報の識別情報に基づい
て、おのおのの動画信号別に復号化処理できるので、1
つの動画符号化装置で、複数の動画信号を適切に符号化
することができるという効果を得る。
【0107】また、おのおのの動画信号の切り換えは、
フレーム単位の時分割的に、または、指定されたフレー
ム単位毎に行うので、動画信号の符号量の大小や、動画
情報の重要性などに基づいて、おのおのの動画信号に対
応した符号化情報が全体の符号化情報に占める割合を適
宜に設定できるので、適切に、動画情報を多重化するこ
とができるという効果も得る。
【0108】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる多重化動画CODE
C装置を示したブロック図。
【図2】動画情報の信号形式の一例を示した概略図。
【図3】動画情報の信号形式の他の例を示した概略図。
【図4】動画情報のデータ形式の一例を示した概略図。
【図5】情報源符号器の一例を示したブロック図。
【図6】情報源復号器の一例を示したブロック図。
【図7】ビデオソース別タイマ値テーブルの一例を示し
た概略図。
【図8】ビデオソース切換の一例を示した概略図。
【図9】ビデオソース切換処理の一例を示したフローチ
ャート。
【図10】ビデオソース別累積フレーム値テーブルの一
例を示した概略図。
【図11】ビデオソース切換の他の例を示した概略図。
【図12】ビデオソース切換処理の他の例を示したフロ
ーチャート。
【図13】ビデオソース切換処理のさらに他の例を示し
たフローチャート。
【図14】ビデオソース別量子化ステップ値テーブルの
一例を示した概略図。
【図15】ビデオソース別フォーマットテーブルの一例
を示した概略図。
【符号の説明】
1 情報源符号器 2 ビデオ信号多重化符号器 4 制御部 5 メモリ 7 ビデオ信号多重化復号器 8 情報源復号器 SL1,SL2,SL3,SL11,SL12,SL1
3 セレクタ SW1,SW2,SW11 切換器 DF 減算器 CVa 変換器 QZa 量子化器 IQZa,IQZb 逆量子化器 ICVa 逆変換器 SMa,SMb 加算器 MPa1〜MPan,MPb1〜MPbn 画像メモリ FLa,FLb ループ内フィルタ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1フレーム分の全部の画像を符号化する
    フレーム内符号化処理と、フレーム間の画像の差分を形
    成して符号化するフレーム間符号化処理を行って動画信
    号を符号化圧縮する動画符号化装置において、 複数の動画信号を切換入力する動画入力手段と、 動画信号を符号化圧縮する共通の符号化手段と、 上記符号化手段が形成した符号を復号化する復号化手段
    と、 上記復号化手段が形成した復号化動画信号を、上記複数
    の動画信号のおのおのについて1フレーム分記憶する複
    数の画像メモリ手段と、 上記複数の動画信号のおのおのをフレーム内符号化処理
    をするときには、上記動画入力手段から入力した動画信
    号を上記符号化手段により符号化圧縮して符号化情報を
    形成するとともに、上記複数の動画信号のおのおのをフ
    レーム間符号化処理するときには、上記複数の画像メモ
    リ手段から読み出したおのおのの動画信号に対応した復
    号化動画信号と、上記動画入力手段から入力したおのお
    のの動画信号の差分を形成し、その差分の動画信号を上
    記符号化手段により符号化圧縮して符号化情報を形成す
    る一方、それぞれの符号化情報には、上記複数の動画信
    号のおのおのを識別する識別情報を付加する制御手段を
    備え、 上記制御手段は、上記複数の動画信号をおのおのに定め
    られた時間毎でかつフレーム単位に切り換えることを特
    徴とする動画符号化装置。
  2. 【請求項2】 1フレーム分の全部の画像を符号化する
    フレーム内符号化処理と、フレーム間の画像の差分を形
    成して符号化するフレーム間符号化処理を行って動画信
    号を符号化圧縮する動画符号化装置において、 複数の動画信号を切換入力する動画入力手段と、 動画信号を符号化圧縮する共通の符号化手段と、 上記符号化手段が形成した符号を復号化する復号化手段
    と、 上記復号化手段が形成した復号化動画信号を、上記複数
    の動画信号のおのおのについて1フレーム分記憶する複
    数の画像メモリ手段と、 上記複数の動画信号のおのおのの切換時間を記憶した書
    き換え可能な記憶手段と、 上記複数の動画信号のおのおのをフレーム内符号化処理
    をするときには、上記動画入力手段から入力した動画信
    号を上記符号化手段により符号化圧縮して符号化情報を
    形成するとともに、上記複数の動画信号のおのおのをフ
    レーム間符号化処理するときには、上記複数の画像メモ
    リ手段から読み出したおのおのの動画信号に対応した復
    号化動画信号と、上記動画入力手段から入力したおのお
    のの動画信号の差分を形成し、その差分の動画信号を上
    記符号化手段により符号化圧縮して符号化情報を形成す
    る一方、それぞれの符号化情報には、上記複数の動画信
    号のおのおのを識別する識別情報を付加し、上記複数の
    動画信号の切り換えを、上記記憶手段に記憶したおのお
    のに対応した切換時間毎で、かつ、フレーム単位に行う
    制御手段を備えたことを特徴とする動画符号化装置。
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