JP4184223B2 - Transcoder - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル放送等により受信される動画像データを異なる符号化形式の動画像データにトランスコードする技術に関する。 The present invention relates to a technique for transcoding moving image data received by digital broadcasting or the like into moving image data of different encoding formats.
近年、デジタル放送をTV受像機だけでなくモバイル端末等でも視聴可能にするために、例えば特許文献1に記載のように、TV受像機用に放送されたMPEG2ストリームを、MPEG4ストリームのような低解像度のストリームにトランスコードする技術が提案されている。
この技術において、その装置のディスク占有率の縮小、及びMPEG2ストリームの受信からMPEG4ストリームが生成されるまでの時間短縮を考慮すれば、トランスコーダは、図1に示すように、TV受像機へのストリーミング再生と同時にトランスコードを行う構成となる。
In recent years, in order to enable digital broadcasting to be viewed not only by a TV receiver but also by a mobile terminal or the like, for example, as disclosed in
In this technology, considering the reduction of the disk occupancy rate of the device and the reduction of the time from the reception of the MPEG2 stream to the generation of the MPEG4 stream, the transcoder can transmit data to the TV receiver as shown in FIG. The transcoding is performed simultaneously with the streaming reproduction.
図1においてトランスコーダは、MPEG2ストリームを受信すると、MPEG2ストリームに含まれる圧縮映像データを復号部80で復号し、映像データをリサイズ部I50及びリサイズ部II60に出力する。リサイズ部I50は、映像データを、HDTV受像機用の解像度の、例えば1920画素×1080ライン、30フレーム/sの解像度に変換して受像機等に出力する。これと同時にリサイズ部II60は、映像データを、モバイル端末用の解像度の、例えば360画素×240ライン、10フレーム/sの解像度に変換して再符号化部70に出力する。再符号化部70は、MPEG4形式の符号化を行ってMPEG4ストリームを出力する。このMPEG4ストリームは、インターネットや記録媒体を通じてモバイル端末に伝送される。
上記図1の従来技術に対し、本発明は、装置の小型化及びコスト削減等のために、ハードウェア量を減らしたトランスコーダを提供することを目的とする。 In contrast to the prior art shown in FIG. 1, the present invention has an object to provide a transcoder with a reduced amount of hardware in order to reduce the size and cost of the apparatus.
上記目的を達成するため、本発明のトランスコーダは、画像を表示する表示期間と表示しない非表示期間とを交互に繰り返し動画像を再生する再生機へ、画像の集合である動画像を当該再生機が必要とする第1解像度にリサイズして出力するトランスコーダであって、動画像を、指定される解像度の動画像にリサイズするリサイズ部と、前記表示期間毎に一画像が表示されるように、前記リサイズ部に第1解像度を指定して、前記動画像中の各画像のリサイズを行わせ、各画像についての当該リサイズの合間に、前記リサイズ部に第1解像度より低解像度の第2解像度を指定して、当該動画像中の各画像のリサイズを行わせる制御部とを備える。 In order to achieve the above object, the transcoder of the present invention reproduces a moving image, which is a set of images, to a reproducing device that reproduces a moving image by alternately repeating a display period for displaying an image and a non-display period for not displaying the image. A transcoder for resizing and outputting to a first resolution required by the machine, a resizing unit for resizing a moving image to a moving image of a specified resolution, and displaying one image for each display period In addition, the first resolution is designated in the resizing unit, and each image in the moving image is resized. In the interval between the resizing of each image, the resizing unit has a second resolution lower than the first resolution. A control unit that designates the resolution and resizes each image in the moving image.
上記構成によりリサイズ部は、再生機の表示期間に合わせて第1解像度へのリサイズを行い、その結果、非表示期間に対応して当該リサイズの処理時間の空きが生じ、その空き時間に第2解像度へのリサイズを行う。これにより本発明のトランスコーダは、従来技術のように2つリサイズ部を持たなくても、1つのリサイズ部で2種類のリサイズを並列に行うことができる。 With the above-described configuration, the resizing unit performs resizing to the first resolution in accordance with the display period of the playback device. As a result, the resizing processing time becomes free corresponding to the non-display period, and the second time is included in the free time. Resize to resolution. As a result, the transcoder of the present invention can perform two types of resizing in parallel with one resizing portion without having two resizing portions as in the prior art.
また前記トランスコーダは、更に、符号化されてなる動画像データを外部から受信する受信部と、動画像データを復号して動画像を得るデコード部と、動画像を符号化して新たに動画像データを生成するエンコード部とを備え、前記制御部は、前記受信部に動画像データを受信させ前記デコード部に復号させた結果の動画像中の各画像について、第1解像度を指定しての前記リサイズを前記リサイズ部に行わせ、前記制御部は更に、第2解像度を指定しての前記リサイズの結果として得られる各画像から構成される動画像の符号化を前記エンコード部に行わせるよう構成してもよい。 The transcoder further includes a receiving unit for receiving encoded moving image data from the outside, a decoding unit for decoding moving image data to obtain a moving image, and encoding a moving image to newly generate a moving image. An encoding unit that generates data, and the control unit specifies a first resolution for each image in the moving image as a result of receiving the moving image data by the receiving unit and decoding the decoding unit. The resizing is performed by the resizing unit, and the control unit is further configured to cause the encoding unit to encode a moving image composed of each image obtained as a result of the resizing by specifying a second resolution. It may be configured.
この構成により第2解像度でリサイズされた動画像は、エンコード部により符号化され、例えばインターネットを通じて、又は記録媒体に記録してモバイル端末等に伝送することが可能となる。
また、前記トランスコーダにおいて、前記エンコード部は、符号化対象の動画像を形成する連続した画像の間で所定演算により予測誤差を算出してその予測誤差に基づいて動画像の符号化を行うものであり、一旦符号化した結果を、前記第1解像度を指定してのリサイズのための前記復号の期間以外の期間に前記デコード部を用いて復号し、復号結果を前記予測誤差の算出のために用いるよう構成してもよい。
With this configuration, the moving image resized at the second resolution is encoded by the encoding unit, and can be recorded on a recording medium, for example, via the Internet or transmitted to a mobile terminal or the like.
In the transcoder, the encoding unit calculates a prediction error by a predetermined calculation between consecutive images forming a moving image to be encoded, and encodes a moving image based on the prediction error. The result of encoding once is decoded using the decoding unit in a period other than the decoding period for resizing by designating the first resolution, and the decoding result is calculated for calculating the prediction error. You may comprise so that it may be used for.
この構成によりエンコード部は、予測符号化のための復号を、デコード部を用いて、デコード部の空き時間、すなわち第1解像度へのリサイズのための復号の空き時間を利用して、行うので、エンコード部の回路を簡素化することができる。
また、前記トランスコーダにおいて、前記制御部が前記受信部に受信させる動画像データは、DCT及び量子化されており、前記デコーダは、動画像データに対し、前記量子化に呼応する逆量子化を行う逆量子化部と、動画像データに対し、前記DCTに呼応する逆DCTを行う逆DCT部とを含み、前記制御部が前記デコード部に行わせる復号及び前記エンコード部が前記デコード部に行わせる復号は、前記逆量子化及び前記逆DCTを含む処理であるよう構成してもよい。
With this configuration, the encoding unit performs decoding for predictive encoding using the decoding unit using the free time of the decoding unit, that is, the free time of decoding for resizing to the first resolution. The circuit of the encoding unit can be simplified.
In the transcoder, the moving image data received by the control unit by the control unit is DCT and quantized, and the decoder performs inverse quantization corresponding to the quantization on the moving image data. An inverse quantization unit that performs the inverse DCT corresponding to the DCT on the moving image data, and the control unit performs decoding on the decoding unit and the encoding unit performs on the decoding unit The decoding may be configured to be processing including the inverse quantization and the inverse DCT.
この構成により、デコード部とエンコード部とは、逆量子化部及び逆DCT部を共用することができる。
また、前記トランスコーダは、セレクタと加減算器と乗算器と累積加算器とを有し、これら各々は、当該セレクタの出力値と当該加減算器の出力値とが当該乗算器により乗算され、当該乗算の結果又は当該加減算器の出力値が、累積加算器に入力されるように接続されている共用回路を含み、前記リサイズ部と前記エンコード部とは前記共用回路を共用し、前記リサイズ部は、前記セレクタにフィルタ係数の選択を行わせ、前記加減算器に画像を構成する隣接する画素同士を加算させ、選択されたフィルタ係数と画素同士の加算結果とを前記乗算器に乗算させ、当該乗算結果を前記累積加算器に累積加算させることにより、画像のリサイズを行い、前記エンコード部は、連続した画像間で比較すべき画素を前記セレクタに選択させ、選択された画素同士の減算を前記加減算器に行わせ、当該減算結果である差分値を前記累積加算器に累積加算させることにより、前記所定演算を行い、当該累積加算の結果を前記予測誤差として得るよう構成してもよい。
With this configuration, the decoding unit and the encoding unit can share the inverse quantization unit and the inverse DCT unit.
The transcoder includes a selector, an adder / subtracter, a multiplier, and a cumulative adder, each of which multiplies the output value of the selector and the output value of the adder / subtracter by the multiplier. Or the output value of the adder / subtracter includes a shared circuit connected to be input to the cumulative adder, the resizing unit and the encoding unit share the shared circuit, and the resizing unit includes: The selector performs selection of a filter coefficient, the adder / subtracter adds adjacent pixels constituting the image, the selected filter coefficient and the addition result of the pixels are multiplied by the multiplier, and the multiplication result The cumulative adder performs cumulative addition to resize the image, and the encoding unit causes the selector to select a pixel to be compared between successive images. A configuration in which the subtraction between pixels is performed by the adder / subtracter, and the difference value as the subtraction result is cumulatively added by the cumulative adder to perform the predetermined calculation and obtain the result of the cumulative addition as the prediction error. May be.
この構成によりリサイズと動き予測に用いる回路を共用することができる。
また、前記トランスコーダにおいて、一の前記表示期間は、一フィールド分に相当する画像を表示するための期間であるよう構成してもよい。
CRTの受像機は、1フィールドを表示する毎に垂直ブランキング期間が存在するので、トランスコーダは、その垂直ブランキング期間に応じて生じる第1解像度へのリサイズの空き時間を用いて第2解像度へのリサイズを行う。
また、前記第1解像度はHDTV又はSDTVサイズであり、前記第2解像度はCIFサイズ、QVGAサイズ又はQCIFサイズであるよう構成してもよい。
With this configuration, a circuit used for resizing and motion prediction can be shared.
In the transcoder, the one display period may be a period for displaying an image corresponding to one field.
Since the CRT receiver has a vertical blanking period every time one field is displayed, the transcoder uses the free time of resizing to the first resolution that occurs in accordance with the vertical blanking period to generate the second resolution. Resizing to
The first resolution may be HDTV or SDTV size, and the second resolution may be CIF size, QVGA size, or QCIF size.
また、前記リサイズ部は、更に、前記第2解像度が指定されて動画像中の各画像のリサイズを行う際には、動画像を構成する画像を間引いて、リサイズ対象とするよう構成してもよい。
この間引きにより動画像のビットレートがより低くなるので、第2解像度へのリサイズをより高速に行うことができる。
Further, the resizing unit may be configured so that when the second resolution is specified and each image in the moving image is resized, the images constituting the moving image are thinned out to be resized. Good.
Since the bit rate of the moving image is lowered by this thinning, resizing to the second resolution can be performed at higher speed.
また、前記動画像は、MPEG2形式のものとしてもよい。 The moving image may be in the MPEG2 format.
以下、本発明の1実施形態であるトランスコーダについて説明する。
このトランスコーダは、HDTV受像機等に接続された衛星放送受信装置又はDVD(Digital Versatile Disc)再生装置等に備えられるものである。この受信装置又は再生装置は、衛星放送又はDVDからMPEG2ストリームを取得すると、MPEG2ストリームに含まれる圧縮映像データ(MPEG2圧縮映像データ)をトランスコーダに入力する。この入力を受けたトランスコーダは、圧縮映像データを復号し、受像機の表示性能に合わせたリサイズを行って受像機へ出力する。またトランスコーダは、上記復号及びリサイズの処理と並行して、その処理に係る圧縮映像データを携帯電話機等のモバイル端末向けのMPEG4形式の圧縮映像データ(MPEG4圧縮映像データ)にトランスコードする。つまり復号された映像データをモバイル端末の表示性能に合わせてリサイズした後、MPEG4形式の符号化を行って出力する。出力されるMPEG4圧縮映像データは、受信装置又は再生装置に備えられた記録装置によりSDカード等のメモリに記録されて、あるいはインターネット等を通じてモバイル端末に送られる。
Hereinafter, a transcoder according to an embodiment of the present invention will be described.
This transcoder is provided in a satellite broadcast receiving device or a DVD (Digital Versatile Disc) playback device connected to an HDTV receiver or the like. When this receiving device or reproducing device acquires an MPEG2 stream from a satellite broadcast or a DVD, it inputs compressed video data (MPEG2 compressed video data) included in the MPEG2 stream to a transcoder. Receiving this input, the transcoder decodes the compressed video data, performs resizing according to the display performance of the receiver, and outputs it to the receiver. In parallel with the decoding and resizing processes, the transcoder transcodes the compressed video data related to the processes into MPEG4 compressed video data (MPEG4 compressed video data) for mobile terminals such as mobile phones. That is, after the decoded video data is resized in accordance with the display performance of the mobile terminal, it is encoded in MPEG4 format and output. The output MPEG4 compressed video data is recorded in a memory such as an SD card by a recording device provided in the receiving device or the playback device, or sent to a mobile terminal through the Internet or the like.
図2は、トランスコーダの構成図である。
同図において、トランスコーダ100は、MPEG2圧縮映像データを復号する復号化ユニット10、受像機用及びモバイル端末用のリサイズを主に行う画素処理ユニット20、MPEG4圧縮映像データへの符号化を行う再符号化ユニット30及び各構成要素の制御を行うプロセッサ40から構成される。
FIG. 2 is a configuration diagram of the transcoder.
In the figure, a
復号化ユニット10は、VLD(VLD:Variable Length code Decoding)部12、IQ(IQ:Inverse Quantization)部14、IDCT(IDCT:Inverse Discrete Cosine Transform)部16及びMC(MC:Motion Compensation)部18から構成され、プロセッサ40の制御に従って、外部から入力されるMPEG2圧縮映像データをデコードして映像データを出力する。
The
VLD部12は、圧縮映像データを可変長復号する。復号後のデータは、各種の制御情報とマクロブロックデータを含む。VLD部12は、制御情報をプロセッサ40に出力し、マクロブロックデータをIQ部14に出力する。ここで制御情報を受け取ったプロセッサ40は、制御情報を解析し、解析結果に従って、復号化ユニット10の各構成要素を制御する。
The VLD
IQ部14は、マクロブロックデータを逆量子化し、結果をIDCT部16に出力する。
IDCT部16は、逆量子化されたマクロブロックデータを逆離散余弦変換し、結果をMC部18に出力する。
MC部18は、逆離散余弦変換後のマクロブロックデータについて動き補償を行い、その結果の映像データを画素処理ユニット20に出力する。
The
The IDCT
The
上記、可変長復号、逆量子化、逆離散余弦変換及び動き補償については公知技術であるので詳しい説明は省略する。
画素処理ユニット20は、プロセッサ40の制御に従い、復号化ユニット10より出力される映像データを、プロセッサ40に指定される解像度にリサイズする。
プロセッサ40により指定される解像度は、受像機用の解像度とモバイル端末用の解像度との2種類である。受像機用の解像度は、トランスコーダ100が受像機から取得するか、予め記憶しているもので、例えば、HDTV用の解像度の、画面サイズ1920画素×1080ライン、フレームレート30フレーム/sである。又はSDTV用の解像度の、720画素×480ライン、フレームレート30フレーム/sである。またモバイル端末用の解像度は、トランスコーダ100が、モバイル端末から取得するか、予め記憶しているもので、例えばCIFサイズの、360画素×240ライン、フレームレート10フレーム/sである。CIFサイズの代わりに、QVGAサイズ(320画素×240ライン)、QCIFサイズ(176画素×144ライン)等でもよい。
Since variable length decoding, inverse quantization, inverse discrete cosine transform and motion compensation are known techniques, detailed description thereof will be omitted.
The
There are two types of resolution designated by the processor 40: a resolution for a receiver and a resolution for a mobile terminal. The resolution for the receiver is acquired by the
上記リサイズ処理に加えて、画素処理ユニット20は、プロセッサ40の制御に従って、モバイル端末用にリサイズされた映像データについて、マクロブロック単位に動き予測処理を行う。
画素処理ユニット20は、リサイズ/ME共用回路22を備え、この回路をリサイズ処理時と動き予測処理時とに時分割で用いる。この回路の詳細は後で図4を用いて説明することとする。
In addition to the resizing process, the
The
再符号化ユニット30は、動き予測処理後のデータについて、更にMPEG4形式の符号化を行ってMPEG4圧縮映像データを出力する。
再符号化ユニット30は、DCT(Discrete Cosine Transform)部32、Q(Quantization)部34、VLC(Variable Length Coding)部36から構成される。
The
The
DCT部32は、画素処理ユニット20から入力される、動き予測処理後のマクロブロックデータについて、離散余弦変換を行って、結果をQ部34に出力する。
Q部34は、離散余弦変換されたマクロブロックデータを量子化し、結果をVLC部36に出力する。
VLC部36は、量子化されたマクロブロックデータについて可変長符号化して、結果のMPEG4圧縮映像データを出力する。
The
The
The
なお、再符号化ユニット30は、上記各処理を行う1つのマイクロコンピュータを用いて実現してもよい。
図3は、トランスコーダ100の各処理のタイミングを示す図である。
同図においてP1、P2、...、P8P1の各期間は、垂直ブランキング期間である。垂直ブランキング期間とは、受像機が1画面(本実施形態では1フィールド)の映像信号を走査し終えた時から、次の画面の走査を開始する時までの期間である。本実施形態において、この垂直ブランキング期間は、受像機が画面サイズ1920画素×1080の映像信号をインターレス走査した場合の、各フィールド毎に出現する垂直ブランキング期間であり、22.5Hである。ここでHは、1水平走査期間である。
Note that the
FIG. 3 is a diagram illustrating the timing of each process of the
In the same figure, P1, P2,. . . , P8P1 are vertical blanking periods. The vertical blanking period is a period from when the receiver has finished scanning the video signal of one screen (one field in this embodiment) to when scanning of the next screen is started. In the present embodiment, this vertical blanking period is a vertical blanking period that appears for each field when the receiver performs interlace scanning of a video signal having a screen size of 1920 pixels × 1080, and is 22.5H. . Here, H is one horizontal scanning period.
1つの垂直ブランキング期間と次の垂直ブランキング期間の間の期間に、受像機は、各フィールドの映像信号を走査し、各フィールドを表示する。この期間を、垂直走査期間と呼ぶこととする。
画素処理ユニット20は、受像機が各垂直走査期間に各フィールドを表示することができるように、受像機への出力タイミングに合わせて受像機用のリサイズを行う。
In a period between one vertical blanking period and the next vertical blanking period, the receiver scans the video signal of each field and displays each field. This period is called a vertical scanning period.
The
受像機用のリサイズは、より具体的には、垂直フィルタによる垂直方向のリサイズ(垂直リサイズ)と、水平フィルタによる水平方向のリサイズ(水平リサイズ)とからなる。画素処理ユニット20は、まず、デコードされた映像信号について、フレーム毎に垂直フィルタを用いて垂直リサイズを行う。続いて、画素処理ユニット20は、垂直方向のリサイズが済んだ映像信号について、水平フィルタを用いて水平リサイズを行う。各フレームは、前半にトップフィールドの映像信号を含み、後半にボトムフィールドの映像信号を含んでいる。よって水平フィルタによるリサイズは、トップフィールドについての水平リサイズと、ボトムフィールドについての水平リサイズとが交互に行われる。
More specifically, the resize for the receiver includes a vertical resize by the vertical filter (vertical resize) and a horizontal resize by the horizontal filter (horizontal resize). First, the
画素処理ユニット20は、このトップ及びボトムフィールドの水平リサイズを、図3に示すように、各垂直走査期間に合わせて行う。具体的に例えば、P3とP4の間の垂直走査期間にほぼ同期した時刻t28からt29の期間に1つのトップフィールドの水平リサイズを行い、P4とP5の間の垂直走査期間に合わせた時刻t30からt31の期間に1つのボトムフィールドの水平リサイズを行う。
The
このため1つのフィールドの水平リサイズと次のフィールドの水平リサイズの間の期間、すなわち、t25−t26、t27−t28、t29−t30等の期間は、約22H〜23Hに相当する期間、受像機用の水平リサイズが行われない。
そして画素処理ユニット20は、各フィールドの水平リサイズが遅滞なく行われるように、水平リサイズよりも少し早いタイミングで各フレームの垂直リサイズを行う。具体的に例えば、t28からt29のトップフィールド及びt30からt31のボトムフィールドの水平リサイズが遅滞なく行われるように、それらトップ及びボトムフィールドに対応する1フレームの垂直リサイズをt2からt3の間に行う。t2は、トップフィールドの水平リサイズが開始される時刻t28より少し早い時刻であり、t3は、ボトムフィールドの水平リサイズが終了する時刻t31より少し早い時刻である。
For this reason, the period between the horizontal resizing of one field and the horizontal resizing of the next field, that is, the period of t25-t26, t27-t28, t29-t30, etc. is a period corresponding to about 22H to 23H. Horizontal resizing of is not performed.
Then, the
このようにフレーム毎に垂直リサイズが行われることにより、1フレームの垂直リサイズと次のフレームの垂直リサイズとの間の期間、すなわち、t1−t2、t3−t4、t5−t6の期間に、受信機用の垂直リサイズが行われない期間が生じる。
もし水平リサイズと垂直リサイズの単位データあたりの処理量が同じであれば、この期間の長さは、1フレーム毎の垂直ブランキング期間、すなわち45Hに相当する期間となる。ただし、この受像機用の垂直リサイズが行われない期間の長さは、垂直フィルタの処理能力や、復号された映像信号の量等によって変わり、必ず45Hに相当する期間となるわけではない。しかしながら、水平リサイズが滞りなく行われるように垂直リサイズが行われれば、各フレーム毎に、受像機用の垂直リサイズが行われない期間が生じる。
By performing vertical resizing for each frame in this way, reception is performed in the period between the vertical resizing of one frame and the vertical resizing of the next frame, that is, the period of t1-t2, t3-t4, and t5-t6. There is a period when vertical resizing for the machine is not performed.
If the processing amount per unit data of horizontal resizing and vertical resizing is the same, the length of this period is a vertical blanking period for each frame, that is, a period corresponding to 45H. However, the length of the period in which the vertical resize for the receiver is not performed varies depending on the processing capability of the vertical filter, the amount of the decoded video signal, and the like, and does not necessarily correspond to 45H. However, if the vertical resizing is performed so that the horizontal resizing is performed without any delay, a period in which the vertical resizing for the receiver is not performed occurs for each frame.
この受像機用の垂直リサイズが行われない期間を利用して、画素処理ユニット20は、垂直フィルタを用いて、モバイル端末用のリサイズ及び動き予測処理を行う。
具体的には、t1からt2の期間の、t7からt8の間に垂直フィルタを用いてモバイル端末用のリサイズを行う。このリサイズの処理対象のフレームは、t0からt1の期間に行われる受像機用の垂直リサイズの処理対象のフレームと同じフレームである。つまり、画素処理ユニット20は、復号化ユニット10により出力される1つのフレームの映像データについて、t0からt1の期間に受像機用の垂直リサイズを行い、また同じフレームの映像データについて、t7からt8の期間にモバイル端末用のリサイズを行う。
The
Specifically, resizing for the mobile terminal is performed using a vertical filter between t7 and t8 in the period from t1 to t2. The resize processing target frame is the same frame as the vertical resize processing target frame for the receiver that is performed during the period from t0 to t1. That is, the
t7からt8の期間のモバイル端末用のリサイズは、垂直リサイズと水平リサイズとの両方を含む処理である。つまり画素処理ユニット20は、t7からt8の前半部分で1つのフレームについてモバイル端末用の垂直リサイズを行い、後半部分で、垂直リサイズされた1フレームの映像データについて水平リサイズを行う。この垂直リサイズと水平リサイズのどちらにも垂直フィルタが用いられる。
The resizing for the mobile terminal in the period from t7 to t8 is processing including both vertical resizing and horizontal resizing. That is, the
続いて画素処理ユニット20は、t8からt9の間に、t7からt8の期間でリサイズされた1フレーム分の映像データについて動き予測処理を行う。なお、t7からt9の期間は、t1からt2の期間と同じ時間帯か、又はt1からt2の期間に含まれる。
1フレーム分の映像データについての動き予測処理は、t8からt9の期間だけでは完了しない。そこで画素処理ユニット20は、t9で動き予測処理を一旦中断し、その続きの動き予測処理をt10−t11、及びt12−t13の期間に行う。このように画素処理ユニット20は、1フレーム分の映像データの動き処理を、t8からt9、t10からt11、t12からt13の3回に分けて行う。なおt10からt11の期間は、t3からt4の期間と同じ時間帯か又はt3からt4の期間に含まれ、t12からt13の期間は、t5からt6の期間と同じ時間帯か又はt5からt6の期間に含まれる。
Subsequently, the
The motion prediction process for video data for one frame is not completed only during the period from t8 to t9. Therefore, the
画素処理ユニット20は、このようにして、1フレーム毎にモバイル端末用のリサイズ及び動き予測処理を行う。
復号化ユニット10により復号される映像データのフレームレートは、30フレーム/sであるのに対し、モバイル端末用の映像データのフレームレートは10フレーム/sである。よって画素処理ユニット20は、リサイズ及び動き予測の前に、モバイル端末用にフレームの間引きをを行う。具体的には、連続するフレーム3枚毎に2枚廃棄して残りの1枚についてモバイル端末用のリサイズ及び動き予測処理を行う。
In this way, the
The frame rate of video data decoded by the
画素処理ユニット20により動き予測処理が施された映像データは、順次、再符号化ユニット30に出力され、離散余弦変換及び量子化され、可変長符号化される。
同図においては、1フレーム分のモバイル端末用の動き予測処理に相当する、t8−t9、t10−t11、t12−t13の期間の処理結果は、t14以降で随時に離散余弦変換及び量子化される。
The video data that has been subjected to the motion prediction processing by the
In the figure, the processing results in the periods t8-t9, t10-t11, t12-t13, which correspond to motion prediction processing for one frame of mobile terminal, are subjected to discrete cosine transform and quantization at any time after t14. The
画素処理ユニット20で行われる動き予測処理は、参照フレームを必要とする処理である。この参照フレームを得るためには、再符号化ユニット30で離散余弦変換及び量子化されたフレームを再度復号するローカルデコードが行われる必要がある。ローカルデコードは、逆量子化、逆離散余弦変換及び動き補償を含む処理である。
そこでトランスコーダ100は、このローカルデコードを、復号化ユニット10のIQ部14、IDCT部16及びMC部18を利用して行う。
The motion prediction process performed in the
Therefore, the
復号化ユニット10は、画素処理ユニット20においてフレーム毎の垂直リサイズが滞りなく行われるように、図3に示すタイミングでフレーム毎にMPEG2圧縮映像データの復号を行う。1つのフレームのと次のフレームとの復号の間は、例えばt15−t16、t17−t18に示すように、受像機の垂直ブランキング期間に対応して空き時間が生じる。よってこの空き時間に、t19−20、t21−t22に示すローカルデコードを行う。
The
次に、画素処理ユニット20に含まれるリサイズ/ME共用回路22について説明する。
リサイズ/ME共用回路22は、リサイズのための演算を行うリサイズ回路と、動き予測のための演算を行う動き予測回路とで、共通する演算器を共用するように組み合わせて構成された回路である。この回路の説明のために、図4(a)にリサイズ回路、図4(b)に動き予測回路を示し、それらを組み合わせたリサイズ/ME共用回路22を図4(c)に示す。
Next, the resize / ME shared
The resizing / ME shared
図4(a)は、リサイズ回路の構成図を示す。
同図においてリサイズ回路は、セレクタ600、加算器601、乗算器602、累積加算器603及び604から構成される。セレクタ600は、乗算に使うフィルタ係数を選択して乗算器602に出力する。加算器601は、隣接する画素どうしを加算して乗算器602に出力する。乗算器602は、フィルタ係数と加算結果との乗算を行う。累積加算器603及び604は、乗算結果を累積加算することによりリサイズ回路の最終目的の演算結果を得る。
FIG. 4A shows a configuration diagram of the resizing circuit.
In the figure, the resizing circuit includes a
図4(b)は、動き予測回路の構成図を示す。
同図において動き予測回路は、セレクタ605、セレクタ614、減算器606、累積加算器607及び608から構成される。セレクタ605は、参照画像中の画素を選択する。セレクタ614は、符号化対象の画像中の画素を選択する。減算器606は、選択された参照画像中の画素と符号化対象中の画素との差分値を求める。累積加算器607及び608は、差分値の累積加算を行う。
FIG. 4B shows a configuration diagram of the motion prediction circuit.
In the figure, the motion prediction circuit includes a
図4(c)は、図4(a)及び図4(b)が組み合わされたリサイズ/ME共用回路22の構成図を示す。
同図においてリサイズ/ME共用回路22は、セレクタ609、セレクタ615、加減算器610、累積加算器611及び612、乗算器613から構成される。セレクタ609と加減算器610との間にはセレクタが設けられており、また乗算器613と累積加算器611及び612との間にもセレクタが設けられている。
FIG. 4C shows a configuration diagram of the resize / ME shared
In the figure, the resizing / ME shared
この構成においてリサイズ/ME共用回路22は、プロセッサ40から、リサイズ回路として機能する旨の指示を受けると、以下のように動作する。
セレクタ609は、乗算に使うフィルタ係数を選択して乗算器613に出力する。セレクタ609と加減算器610との間にあるセレクタは、右側の入力を選択して、隣接する画素が加減算器610に入力されるようにする。セレクタ615は、隣接する画素が加減算器610に入力されるようにする。加減算器610は、加算器として機能することにより、隣接する画素どうしを加算して乗算器613に出力する。乗算器613は、フィルタ係数と加算結果との乗算を行う。乗算器613と、累積加算器611及び612との間にあるセレクタは、左側の入力を選択し、つまり乗算結果が累積加算器611及び612に入力されるようにし、累積加算器611及び612は、乗算結果を累積加算することによりリサイズ回路の最終目的の演算結果を得る。
In this configuration, when the resizing / ME shared
The
一方、リサイズ/ME共用回路22は、プロセッサ40から、動き予測回路として機能する旨の指示を受けると、以下のように動作する。
セレクタ609は、参照画像中の画素を選択する。セレクタ609と加減算器610との間にあるセレクタは、左側の入力を選択して、選択された画素が加減算器610に入力されるようにする。セレクタ615は、符号化対象の画像中の画素を選択する。加減算器610は、減算器として機能し、選択された画素と符号化対象中の画素との差分値を求める。乗算器613と、累積加算器611及び612との間にあるセレクタは、右側の入力を選択し、つまり差分値が累積加算器611及び612に入力されるようにし、累積加算器611及び612は、差分値の累積加算を行う。
On the other hand, when the resize / ME shared
A
以上のようにしてトランスコーダ100は、(1)受像機用のリサイズとモバイル端末用のリサイズとを1つの画素処理ユニット20を共用して時分割で行う。(2)またトランスコーダ100は、モバイル端末用のリサイズと動き予測処理とを画素処理ユニット20に含まれる回路を共用して行う。(3)さらにトランスコーダ100はMPEG2圧縮映像データの復号と、モバイル端末用の動き予測符号化に必要とされるローカルデコードとを、IQ部14、IDCT部16及びMC部18を共用して時分割で行う。
As described above, the
これらをすべてまたは部分的に行うことにより、リサイズ回路の構成を簡素化できるという効果がある。 By performing all or part of these, there is an effect that the configuration of the resizing circuit can be simplified.
デジタル放送の受信装置やDVD再生装置に構成されるトランスコーダ機構として用いて有用である。 It is useful as a transcoder mechanism configured in a digital broadcast receiver or a DVD player.
(b)は、動き予測回路の構成図である。
(c)は、リサイズ/ME共用回路22の構成図である。
(B) is a block diagram of a motion prediction circuit.
FIG. 6C is a configuration diagram of the resizing / ME shared
10 復号化ユニット
12 VLD部
14 IQ部
16 IDCT部
18 MC部
20 画素処理ユニット
22 リサイズ/ME共用回路
30 再符号化ユニット
32 DCT部
34 Q部
36 VLC部
40 プロセッサ
50 リサイズ部I
60 リサイズ部II
70 再符号化部
80 復号部
100 トランスコーダ
600 セレクタ
601 加算器
602 乗算器
603、604 累積加算器
605 セレクタ
606 減算器
607、608 累積加算器
609 セレクタ
610 加減算器
611、612 累積加算器
613 乗算器
614 セレクタ
615 セレクタ
DESCRIPTION OF
60 Resizing part II
70
Claims (6)
動画像を、指定される解像度の動画像にリサイズするリサイズ部と、
符号化されてなる動画像データを外部から受信する受信部と、
動画像データを復号して動画像を得るデコード部と、
動画像を符号化して新たに動画像データを生成するエンコード部と、
前記表示期間毎に一画像が表示されるように、前記受信部に動画像データを受信させ前記デコード部に復号させた結果の動画像中の各画像について、第1解像度を指定しての前記リサイズを前記リサイズ部に行わせ、各画像についての当該リサイズの合間に、前記リサイズ部に第1解像度より低解像度の第2解像度を指定して、当該動画像中の各画像のリサイズを行わせ、第2解像度を指定しての前記リサイズの結果として得られる各画像から構成される動画像の符号化を前記エンコード部に行わせる制御部と、
前記リサイズ部と前記エンコード部とが共用するものであって、セレクタと加減算器と乗算器と累積加算器とを有し、これら各々は、当該セレクタの出力値と当該加減算器の出力値とが当該乗算器により乗算され、当該乗算の結果又は当該加減算器の出力値が、累積加算器に入力されるように接続されている共用回路とを備え、
前記リサイズ部は、
前記セレクタにフィルタ係数の選択を行わせ、前記加減算器に画像を構成する隣接する画素同士を加算させ、選択されたフィルタ係数と画素同士の加算結果とを前記乗算器に乗算させ、当該乗算結果を前記累積加算器に累積加算させることにより、画像のリサイズを行い、
前記エンコード部は、
符号化対象の動画像を形成する連続した画像の間で比較すべき画素を前記セレクタに選択させ、選択された画素同士の減算を前記加減算器に行わせ、当該減算結果である差分値を前記累積加算器に累積加算させることにより予測誤差を算出してその予測誤差に基づいて動画像の符号化を行うものであり、
一旦符号化した結果を、前記第1解像度を指定してのリサイズのための前記復号の期間以外の期間に前記デコード部を用いて復号し、復号結果を前記予測誤差の算出のために用いる
ことを特徴とするトランスコーダ。 A moving image, which is a set of images, is resized to the first resolution required by the reproducing device and output to a reproducing device that reproduces moving images alternately by repeating a display period in which images are displayed and a non-display period in which images are not displayed. A transcoder,
A resizing unit for resizing a moving image into a moving image having a specified resolution;
A receiving unit for receiving encoded moving image data from the outside;
A decoding unit for decoding moving image data to obtain a moving image;
An encoding unit that encodes a moving image and newly generates moving image data;
The first resolution is designated for each image in the moving image as a result of receiving the moving image data by the receiving unit and decoding the decoding unit so that one image is displayed for each display period. Resizing is performed by the resizing unit, and between the resizing of each image, a second resolution lower than the first resolution is designated by the resizing unit, and each image in the moving image is resized. A control unit that causes the encoding unit to encode a moving image composed of each image obtained as a result of the resizing by specifying a second resolution ;
The resizing unit and the encoding unit are shared, and include a selector, an adder / subtracter, a multiplier, and a cumulative adder, each of which has an output value of the selector and an output value of the adder / subtracter. A shared circuit that is multiplied by the multiplier and connected so that a result of the multiplication or an output value of the adder / subtracter is input to the cumulative adder;
The resize part is
The selector performs selection of a filter coefficient, the adder / subtracter adds adjacent pixels constituting the image, the selected filter coefficient and the addition result of the pixels are multiplied by the multiplier, and the multiplication result Is resized by causing the cumulative adder to cumulatively add,
The encoding unit is
The selector is made to select pixels to be compared between successive images that form a moving image to be encoded, and the adder / subtracter performs subtraction between the selected pixels, and the difference value that is the subtraction result is A prediction error is calculated by causing a cumulative adder to perform cumulative addition, and a moving image is encoded based on the prediction error.
The result of encoding once is decoded using the decoding unit in a period other than the decoding period for resizing by specifying the first resolution, and the decoding result is used for calculating the prediction error. Transcoder characterized by.
前記制御部が前記受信部に受信させる動画像データは、DCT及び量子化されており、
前記デコーダは、
動画像データに対し、前記量子化に呼応する逆量子化を行う逆量子化部と、
動画像データに対し、前記DCTに呼応する逆DCTを行う逆DCT部とを含み、
前記制御部が前記デコード部に行わせる復号及び前記エンコード部が前記デコード部に行わせる復号は、前記逆量子化及び前記逆DCTを含む処理である
ことを特徴とする請求項1に記載のトランスコーダ。 In the transcoder,
The moving image data that the control unit causes the receiving unit to receive is DCT and quantized,
The decoder
An inverse quantization unit that performs inverse quantization corresponding to the quantization for moving image data;
An inverse DCT unit that performs inverse DCT corresponding to the DCT for moving image data,
2. The transformer according to claim 1 , wherein decoding performed by the control unit to the decoding unit and decoding performed by the encoding unit to the decoding unit are processes including the inverse quantization and the inverse DCT. Coda.
一の前記表示期間は、一フィールド分に相当する画像を表示するための期間である
ことを特徴とする請求項1に記載のトランスコーダ。 In the transcoder,
The transcoder according to claim 1, wherein the one display period is a period for displaying an image corresponding to one field.
前記第2解像度はCIFサイズ、QVGAサイズ又はQCIFサイズである
ことを特徴とする請求項1に記載のトランスコーダ。 The first resolution is HDTV or SDTV size,
The transcoder according to claim 1, wherein the second resolution is a CIF size, a QVGA size, or a QCIF size.
ことを特徴とする請求項1に記載のトランスコーダ。 The resize unit further thins out the images constituting the moving image when the second resolution is specified and each image in the moving image is resized, and is set as a resize target. The transcoder according to 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のトランスコーダ。 The transcoder according to claim 1, wherein the moving image is in an MPEG2 format.
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