JP4283902B2 - 符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法 - Google Patents
符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えは、映像データ圧縮装置および映像データ伸長装置を２組以上、直列接続した場合において、一度伸長された映像データの各ピクチャーを、以前の圧縮処理の際と同じピクチャータイプに再度、圧縮することができる符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
映像圧縮符号化の分野においては、動き補償処理(MC; motion compensation) と、離散的コサイン変換(DCT; discrete cosin transfer)等の直交変換による冗長度低減処理との組合せにより、符号化効率を高めたＭＣ−ＤＣＴ方式が用いられるようになっており、例えば、ＭＰＥＧ２(motion picture experts group 2)等の圧縮符号化方式においても、このＭＣ−ＤＣＴ方式が採用されている。
【０００３】
ＭＰＥＧ２方式においては、非圧縮映像データは、複数の種類のピクチャー〔ピクチャータイプ；Ｉピクチャー(intra coded picture) 、Ｐピクチャー(predictive coded picture)およびＢピクチャー(bidirectionally predictive coded picture)〕を所定の順番（ピクチャータイプシーケンス）に含むＧＯＰ(group of pictures) を単位とする圧縮映像データに圧縮符号化される。
【０００４】
しかしながら、ＭＰＥＧ方式を、圧縮映像データに高い映像品質が要求される放送局用のディジタルビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）に応用する場合、圧縮・伸長に伴う圧縮映像データの品質の劣化だけでなく、複写（ダビング）による品質の劣化が問題となる。放送局においては、ダビングの際に、再生側のＶＴＲ装置で、記録のために圧縮符号化した映像データを再生時に伸長復号し、伸長した映像データ（伸長映像データとも記す）を再度、記録側のＶＴＲ装置で、圧縮符号化して記録する必要が生じることがある。
【０００５】
つまり、放送局においては、ダビング時等に、映像データ圧縮装置（エンコーダ; encoder ）および映像データ圧縮装置〔デコーダ; decoder 、以下、エンコーダとデコーダの組み合わせをＣＯＤＥＣと記す）を直列（タンデム）に接続した装置で映像データを処理する必要が生じ、圧縮・伸長処理のたびに映像データの品質が劣化する。一方、放送局においては、上述のように、映像データに高い品質が要求されるので、圧縮・伸長処理を繰り返す場合にも、映像データの品質の劣化を最小限に抑えなければならない。
【０００６】
一般に、ＣＯＤＥＣをタンデム接続した場合に、映像データの品質の劣化を最低限に抑えるためには、前段のＣＯＤＥＣにおいて、Ｉピクチャー、ＰピクチャーおよびＢピクチャーにそれぞれ圧縮符号化されたピクチャーを、一度、伸長復号した後、再度、圧縮符号化する際に、それぞれＩピクチャー、ＰピクチャーおよびＢピクチャーに（ＧＯＰ位相を合わせて）圧縮符号化する必要がある。
【０００７】
一方、例えば、ＭＰＥＧ２の４：２：２Ｐｒｏｆｉｌｅ＠ＭａｉｎＬｅｖｅｌ（ＭＰＥＧ２，４２２＠ＭＬ）方式のＶＴＲ装置のＧＯＰは、例えば、それぞれ１枚のＩピクチャーとＢピクチャーを含むＩＢ，２ピクチャー構成を採り、また、ＭＰＥＧ２，ＭＰ＠ＭＬ方式のＧＯＰは、主に１５枚のピクチャーから構成される等、１つのＧＯＰが２枚以上のピクチャーを含むように圧縮符号化を行う圧縮符号化方式のＧＯＰ構成はまちまちである。
【０００８】
また、タンデム接続したＣＯＤＥＣにおいて、各段のＧＯＰ位相がずれ、例えば、前段でＰピクチャーまたはＢピクチャー（Ｉピクチャー）に圧縮符号化されたピクチャーを、後段でＩピクチャー（ＰピクチャーまたはＢピクチャー）に圧縮符号化するという処理が繰り返されると、映像データから情報が失われ、映像データの品質が著しく低下するばかりでなく、伸長復号時のバックサーチ処理（前段ＣＯＤＥＣと後段のＣＯＤＥＣにおける量子化値を一致させるための処理）等が意味をなさなくなってしまう。
【０００９】
タンデム接続したＣＯＤＥＣ各段でＧＯＰ位相を保つために、前段のデコーダ部分が、伸長映像データに圧縮符号化時のピクチャータイプを示すデータを多重化し、後段のエンコーダ部分が圧縮符号化時に、多重化されたピクチャータイプを示すデータを参照し、ＧＯＰ位相を保って圧縮符号化を行う方法が考えられた。この方法においては、ピクチャータイプを示すデータの他、例えば、ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ ; current GOP）、ＧＯＰにおいてＰフレームが何枚（Ｍ ; current M）のピクチャーに１枚入っているか等、ＧＯＰの構成を示すデータ〔ビデオインデックスデータ；video index data（以下、ＶＩＤとも略記する）〕もさらに伸長映像データに多重化される。このように、ビデオインデックスデータを、伸長した映像データに多重化するためのデータフォーマットおよびインターフェース条件等を標準化する作業が、現在、ＳＭＰＴＥにおいて進行している。
【００１０】
このような方法においては、ビデオインデックスデータは、映像データの有効画素以外の部分に多重される。しかしながら、一回も圧縮・伸長されていないオリジナル映像の非圧縮映像データ等には、ビデオインデックスデータが多重化されておらず、代わりに、何の意味もなさないランダムなデータが多重化されている場合すらある。
【００１１】
ビデオインデックスデータが多重化される部分にランダムなデータが多重化されている映像データを、ビデオインデックスデータに基づいてＧＯＰ位相を合わせる方式のエンコーダに入力すると、却ってでたらめなピクチャータイプシーケンスで圧縮符号化が行なわれ、圧縮映像データの品質が著しく低下して使い物にならなくなる可能性がある。
【００１２】
このような不具合を解決するためには、例えば、オリジナルの映像データであるか、一度、圧縮・伸長された伸長映像データであるかを、編集者等が手動入力によりエンコーダーに指示し、エンコーダは、オリジナルの映像データに対しては、エンコーダ自身が決めたピクチャータイプシーケンスで圧縮符号化処理を行い、伸長映像データに対しては、多重化されたビデオインデックスデータに基づいてピクチャータイプシーケンスを決めて圧縮符号化処理を行う方法をとる必要がある。しかしながら、この方法は、編集者等に余分な手間をかける他に、例えば、編集者がオリジナルの映像データであるか否かを把握していない場合に、誤った設定の下に、誤った圧縮符号化処理が行われることがある。
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、既に圧縮・伸長処理されたことがあり、各ピクチャーの圧縮時のピクチャータイプおよびＧＯＰの構成等を示すビデオインデックスデータが多重化されている伸長映像データを、再度、圧縮符号化する際に、ビデオインデックスデータが正しいか否かを検証し、正しいビデオインデックスデータのみに基づいて、適切なピクチャータイプシーケンスにより圧縮符号化処理を行うことができる符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、圧縮・伸長処理を経た伸長映像データであるか、一度も圧縮・伸長処理を経ていない非圧縮映像データ、または、正しいビデオインデックスデータが多重化されていない映像データであるかを自動的に判定することができ、入力された映像データが、これらのいずれであるかに応じて、適切な圧縮符号化処理を行うことができる符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、画像データを符号化する符号化装置であって、
前記画像データを、当該画像データを過去に符号化する際に利用したピクチャータイプデータと、ＧＯＰ内におけるピクチャーの順番を示すフレームナンバーと、ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）及びＧＯＰにおけるＰピクチャーの間隔（Ｍ）とを含むビデオインデックスデータと共に入力する入力手段と、前記入力手段により入力された前記ビデオインデックスデータを検出する検出手段と、前記Ｐピクチャーの間隔（Ｍ）及び前記ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）の値と現在の符号化条件とを照合することにより、前記ビデオインデックスデータが正しいことを検証する検証手段と、前記検証手段により前記ビデオインデックスデータが正しいと検証された場合に、前記ビデオインデックスデータに含まれるピクチャータイプデータの示すピクチャータイプで、前記画像データを符号化する符号化手段とを有する符号化装置が提供される。
【００１６】
好ましくは、前記ビデオインデックスデータは、量子化ステップの種別を更に含み、前記検証手段は、量子化ステップの種別と現在の符号化条件とを照合することにより、前記ビデオインデックスデータの内容が正しいことを検証する。
また好ましくは、前記検出手段により検出された過去のビデオインデックスデータを記憶する記憶手段を更に有し、前記検証手段は、前記記憶手段に記憶された過去所定枚分の前記ビデオインデックスデータに含まれる前記ピクチャー数及び前記Ｐピクチャー間隔から推定される次のピクチャーのピクチャータイプと、次のピクチャーのビデオインデックスデータのピクチャータイプデータとが一致する場合に、前記ビデオインデックスデータの内容が正しいことを検証する。
【００１７】
好ましくは、前記ビデオインデックスデータは、前記画像データに多重化されており、前記検出手段は、前記画像データから前記ビデオインデックスデータを検出する。
【００１８】
また本発明によれば、画像データを符号化する符号化方法であって、
前記画像データを、当該画像データを過去に符号化する際に利用したピクチャータイプデータと、ＧＯＰ内におけるピクチャーの順番を示すフレームナンバーと、ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）及びＧＯＰにおけるＰピクチャーの間隔（Ｍ）とを含むビデオインデックスデータと共に入力する入力工程と、前記入力手段により入力された前記ビデオインデックスデータを検出する検出工程と、前記Ｐピクチャーの間隔（Ｍ）及び前記ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）の値と現在の符号化条件とを照合することにより、前記ビデオインデックスデータが正しいことを検証する検証工程と、前記検証工程により前記ビデオインデックスデータが正しいと検証された場合に、前記ビデオインデックスデータに含まれるピクチャータイプデータの示すピクチャータイプで、前記画像データを符号化する符号化工程とを有する符号化方法が提供される。
【００１９】
伸長映像データには、ビデオインデックスデータとして、以前の圧縮符号化により各ピクチャーがいずれのピクチャータイプに圧縮符号化されたかを示すピクチャータイプデータ、ＧＯＰの構成を示すデータ（Ｎ，Ｍ等）、および、ＧＯＰにおいて先頭から何番目のピクチャーであるかを示すデータ（フレームナンバー）が含まれており、分離手段は、伸長映像データとビデオインデックスデータとが多重化された多重映像データから少なくとも、ピクチャータイプデータおよびフレームナンバーデータと、伸長映像データとを分離する。なお、分離手段は、オリジナルの非圧縮映像データ等が入力される場合には、非圧縮映像データ等が伸長映像データであると仮定した場合に、ビデオインデックスデータが多重化されているべき位置のデータと有効な映像データとを分離する。
【００２０】
ピクチャータイプ検証手段において、推定手段は、伸長映像データが本来採るべきピクチャータイプシーケンスと、分離したビデオインデックスデータのフレームナンバーデータとから、第ｊ番目のピクチャーの前回の圧縮符号化時のピクチャータイプを推定する。
第１の照合手段は、ビデオインデックスデータのピクチャータイプデータが示す第ｊ番目のピクチャーの前回の圧縮符号化時のピクチャータイプと、推定手段が推定したピクチャータイプとを照合する。
検証手段は、推定手段が推定したピクチャータイプと、ビデオインデックスデータのピクチャータイプデータが示すピクチャータイプとが一致した場合にのみ、推定したピクチャータイプおよびビデオインデックスデータのピクチャータイプデータが示すピクチャータイプが正しいと検証し、入力された映像データが伸長映像データであると判断する。
【００２１】
なお、第２の照合手段は、第１の照合手段および検証手段によるピクチャータイプの検証をさらに確実にするために、過去に正しいと検証された所定数のフレームナンバーおよびピクチャータイプと、これらに対応し、伸長映像データが本来採るべきピクチャータイプシーケンスとを照合する。
この場合、検証手段は、照合した２つのピクチャータイプが一致し、かつ、過去に正しいと検証された所定数のフレームナンバーおよびピクチャータイプと、これらに対応し、伸長映像データが本来採るべきピクチャータイプシーケンスとが一致する場合にのみ、第ｊ番目のピクチャータイプが正しいと検証する。
【００２２】
圧縮手段は、第ｊ番目のピクチャーを、ピクチャータイプ検証手段の検証手段により正しいと検証されたピクチャータイプに圧縮符号化する。但し、圧縮手段は、入力された映像データが伸長映像データでないと判断される場合には、圧縮符号化方式に応じたピクチャータイプシーケンスで映像データを圧縮符号化する。
【００２３】
また、本発明に係る映像データ圧縮方法は、映像データを、複数の種類のピクチャー（ピクチャータイプ；Ｉピクチャー、ＰピクチャーおよびＢピクチャー）を所定の順番（ピクチャータイプシーケンス）で含むグループオブピクチャー（ＧＯＰ）単位に圧縮して圧縮映像データを生成し、生成した前記圧縮映像データを伸長して伸長映像データを生成し、伸長前のピクチャータイプと、伸長前のピクチャーの前記ＧＯＰ内での位置を示すフレームナンバーと、伸長した前記圧縮映像データとが多重化された多重化映像データを圧縮する映像データ圧縮方法であって、前記多重映像データから、前記ピクチャータイプ、前記フレームナンバーおよび前記伸長映像データを分離し、分離した前記ピクチャータイプシーケンス、前記ピクチャータイプおよび前記フレームナンバーに基づいて、前記伸長映像データのピクチャーそれぞれのピクチャータイプを検証し、前記伸長映像データのピクチャーそれぞれを、検証した前記ピクチャータイプに圧縮する。
【００２４】
また、本発明に係るピクチャータイプ検証方法は、映像データを、複数の種類のピクチャーを所定の順番（ピクチャータイプシーケンス）で含むグループオブピクチャー（ＧＯＰ）単位に圧縮して圧縮映像データを生成し、生成した前記圧縮映像データを伸長して伸長映像データを生成し、伸長前のピクチャータイプと、伸長前のピクチャーの前記ＧＯＰ内での位置を示すフレームナンバーと、伸長した前記圧縮映像データとが多重化された多重化映像データから、前記伸長映像データのピクチャーそれぞれのピクチャータイプを検証するピクチャータイプ検証方法であって、
前記多重映像データから、前記ピクチャータイプ、前記フレームナンバーおよび前記伸長映像データを分離し、
分離した前記ピクチャータイプシーケンス、前記ピクチャータイプおよび前記フレームナンバーに基づいて、前記伸長映像データのピクチャーそれぞれのピクチャータイプを検証する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る映像データ圧縮装置が適用されるＣＯＤＥＣシステム１の構成を示す図である。
図１に示すように、ＣＯＤＥＣシステム１は、記憶装置・伝送装置１８を介して直列（タンデム）に接続された２つのＣＯＤＥＣ２1 ，２2 から構成され、ＣＯＤＥＣ２1 ，２2 はそれぞれ、エンコーダ１０1 ，１０2 、記憶装置・伝送装置１６1 ，１６2 およびデコーダ２０1 ，２０2 から構成される。なお、ＣＯＤＥＣシステム１を、３段構成以上にすることも可能である。
【００２６】
ＣＯＤＥＣシステム１は、例えば、ＭＰＥＧ方式により映像データを圧縮符号化した圧縮映像データを記録し、記録した圧縮映像データを再生して伸長復号して出力するディジタルＶＴＲ装置、あるいは、ＭＰＥＧ方式により映像データを圧縮符号化した圧縮映像データを伝送し、伝送した圧縮映像データを伸長復号して出力するデータ伝送システムを、複数、直列に接続した構成を採る。ＣＯＤＥＣシステム１が映像データに対して行う処理の内容は、例えば、放送局においてディジタルＶＴＲ装置を２台接続して映像データの複写（ダビング）を行う際に、これら２台のディジタルＶＴＲ装置が映像データに対して行う処理と同様である。
【００２７】
図２は、図１に示したエンコーダ１０1 ，１０2 の構成を示す図である。
図２に示すように、エンコーダ１０1 ，１０2 は同じ構成を採り、エンコーダ１０1 ，１０2 は、それぞれピクチャー並べ替え部１００、走査変換・ブロック化部１０２、動き検出部１０４、減算部１０６、ＤＣＴ処理部１０８、量子化部１１０、逆量子化部１１２、逆ＤＣＴ（ＩＤＣＴ）処理部１１４、加算部１１６、動き補償部１１８、可変長符号化部１２０およびＧＯＰ位相制御部１４から構成され、ＧＯＰ位相制御部１４は、分離部（ＤＭＵＸ）１４０およびピクチャータイプ制御部１４２から構成される。
【００２８】
図３は、図１に示したデコーダ２０1 ，２０2 の構成を示す図である。
図３に示すように、デコーダ２０1 ，２０2 は同じ構成を採り、バッファ部２００、分離部２２０、可変長復号部２０２、逆量子化部２０４、逆ＤＣＴ部２０６、動き補償部２０８、スイッチ部２１０、画像並び替え部２１２、ビデオインデックス多重化部２１４およびピクチャータイプ制御部２２２から構成される。
【００２９】
ＣＯＤＥＣ２1 は、（図１）は、非圧縮映像データＥＩＮ1 を圧縮符号化して圧縮映像データを生成して記録・伝送し、さらに伸長して伸長映像データとし、ビデオインデックスデータと多重化して多重化圧縮映像データＤＯＵＴ1 を生成し、記憶装置・伝送装置１８を介してエンコーダ１０2 に対して出力する。
ＣＯＤＥＣ２2 は、記憶装置・伝送装置１８を介して入力された多重化圧縮映像データＥＩＮ2 （＝ＤＯＵＴ1 ）を圧縮符号化して記録・伝送し、さらに伸長復号して多重化伸長映像データＤＯＵＴ2 を生成して出力する。
【００３０】
エンコーダ１０（１０1 ，１０2 ；図１，図２）において、ＧＯＰ位相制御部１４の分離部１４０は、入力される映像データ〔一度も圧縮・伸長を経ていないオリジナルの非圧縮映像データ、圧縮・伸長を経ているが、ビデオインデックスデータ(video index data)が多重化されていない古い伸長映像データ、または、圧縮・伸長を経ており、ビデオインデックスデータが多重化されている伸長映像データ（多重化圧縮映像データ）〕から、実効的な映像データ（オリジナルの非圧縮映像データまたは伸長映像データ）およびビデオインデックスデータ（入力される映像データが多重化圧縮映像データでない場合には、ビデオインデックスデータが多重化されているべき位置のデータ）を分離し、映像データをピクチャー並べ替え部１００に対して出力し、ビデオインデックスデータをピクチャータイプ制御部１４２に対して出力する。
【００３１】
ピクチャータイプ制御部１４２は、分離部１４０から入力されたビデオインデックスデータが正しいか否かを、使用者による設定あるいは誤り訂正符号〔パリティ；図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して後述する〕に基づいて検証し、ビデオインデックスデータが正しいと検証された場合には、ビデオインデックスデータが示すピクチャータイプシーケンスで圧縮符号化を行うように動き補償部１１８を制御し、正しくないと検証された場合には、エンコーダ１０1 ，１０2 が本来採るピクチャータイプシーケンス（例えば、１ＧＯＰがＩＢ，２ピクチャーから構成されるピクチャータイプシーケンス、あるいは、１ＧＯＰが１５ピクチャーから構成されるピクチャータイプシーケンス）で圧縮符号化を行うようにピクチャー並べ替え部１００および動き補償部１１８を制御する。また、ピクチャータイプ制御部１４２は、圧縮映像データに多重化するビデオインデックスデータを生成し、可変長符号化部１２０に対して出力する。
【００３２】
ピクチャー並べ替え部１００は、ビデオインデックスデータが示すピクチャータイプシーケンスで圧縮符号化するために適した順番に、分離部１４０から入力された映像データのピクチャーを並び替え、走査変換・ブロック化部１０２に対して出力する。
走査変換・ブロック化部１０２は、ピクチャー並べ替え部１００から入力された映像データに対して走査変換処理およびマクロブロック化処理等を行い、動き検出部１０４に対して出力する。
【００３３】
動き検出部１０４は、隣接する２つのピクチャー間の動きを検出し、動きベクトルを生成して動き補償部１１８に対して出力する。
減算部１０６は、動き検出部１０４が出力する映像データから、動き補償部１１８が動き補償した映像データを減算し、ＤＣＴ処理部１０８に対して出力する。
ＤＣＴ処理部１０８は、減算部１０６から入力された映像データに対してＤＣＴ処理を行い、ＤＣＴ係数を生成して量子化部１１０に対して出力する。
量子化部１１０は、ＤＣＴ処理部１０８から入力されたＤＣＴ係数を量子化して量子化データを生成し、可変長符号化部１２０および逆量子化部１１２に対して出力する。
【００３４】
逆量子化部１１２は、量子化部１１０から入力された量子化データを逆量子化してＤＣＴ係数を生成し、ＩＤＣＴ処理部１１４に対して出力する。
ＩＤＣＴ処理部１１４は、逆量子化部１１２から入力されたＤＣＴ係数を逆ＤＣＴ処理して映像データを生成し、加算部１１６に対して出力する。
加算部１１６は、動き補償部１１８が動き補償した映像データと、ＩＤＣＴ処理部１１４から入力された映像データを加算して、減算部１０６に対して出力する。
【００３５】
動き補償部１１８は、ピクチャータイプ制御部１４２からの制御、および、動き検出部１０４から入力された動きベクトルに基づいて、加算部１１６から入力された映像データを動き補償処理し、加算部１１６および減算部１０６に対して出力する。
可変長符号化部(VLC; variable length coding) １２０は、量子化部１１０から入力された量子化データを可変長符号化処理し、ピクチャータイプ制御部１４２から入力されるビデオインデックスデータを多重化して多重化圧縮映像データＥＯＵＴを生成し、出力する。
【００３６】
図４は、図１および図２に示したエンコーダ１０1 ，１０2 が出力するビデオインデックスデータのデータフォーマットを示す図である。
エンコーダ１０1 ，１０2 の可変長符号化部１２０において、ビデオインデックスデータはフィールドごとに、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す所定のフォーマットで、圧縮映像データの有効画素以外の部分（例えば、１４，１５ライン）に多重化される。
【００３７】
エンコーダ１０1 ，１０2 におけるＧＯＰの構成（Ｍ，Ｎ等）を示すデータ、ビデオインデックスデータに対応するピクチャーがＧＯＰの先頭から何番目のピクチャーであるかを示すフレームナンバーデータ、ピクチャータイプデータ（Ｉフレーム、ＰフレームおよびＢフレームの種別）、および、量子化ステップが直線的であるか非直線的であるかを示すデータ(Q-Type)は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すVIDEO INDEX の部分に多重化されている。
【００３８】
図４（Ｃ）に示すように、VIDEO INDEX の第８５，８６バイトの各ビットの内、ＭＳＢから３ビット（ＢＰＩ）がピクチャータイプを示し、残り５ビット（frame no.)がフレームナンバーを示し、第８８バイトは、VIDEO INDEX の誤り検出・訂正に用いられるパリティ（ＣＲＣＣ）として用いられる。なお、例えば、ビデオインデックスデータのＮ＝１５，Ｍ＝３である場合には、各ＧＯＰはＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢの構成を採ると再現可能といったように、ピクチャータイプシーケンスは、ビデオインデックスデータに含まれるＭ，Ｎから一意に再現されうる。
【００３９】
記憶装置・伝送装置１６1 ，１６2 （図１）は、例えば、圧縮映像データを記録するＶＴＲ装置、光磁気ディスク(MO; magneto-optical disk)装置等の記録装置、あるいは、圧縮映像データを伝送する通信回線であって、エンコーダ１０1 ，１０2 から入力された多重化映像データを再生または伝送し、デコーダ２０1 ，２０2 に対して出力する。
【００４０】
デコーダ２０1 ，２０2 （図１，図３）において、バッファ部２００は、記憶装置・伝送装置１６1 ，１６2 から入力された多重化圧縮映像データＤＩＮ（＝ＥＯＵＴ）をバッファリングし、バッファ部２００に対して出力する。
分離部２２０は、バッファ部２００から入力された多重化圧縮映像データから圧縮映像データおよびビデオインデックスデータを分離して、それぞれ可変長復号部２０２およびピクチャータイプ制御部２２２に対して出力する。
【００４１】
ピクチャータイプ制御部２２２は、バッファ部２００から入力されるビデオインデックスデータに含まれるパリティ（ＣＲＣＣ）を用いてその正当性を検証するとともに、ビデオインデックスデータに基づいて動き補償部２０８、スイッチ部２１０および画像並び替え部２１２を制御し、ピクチャータイプに応じた伸長処理を行わせる。また、ピクチャータイプ制御部２２２は、多重化圧縮映像データＤＩＮのピクチャータイプシーケンス等を示すビデオインデックスデータ〔図４（Ａ）〜（Ｃ）〕を生成し、ビデオインデックス多重化部２１４に対して出力する。
【００４２】
可変長復号部(VLD; variable length decoding) ２０２は、エンコーダ１０1 ，１０2 の可変長符号化部１２０と逆の処理を行い、バッファ部２００から入力された圧縮映像データを可変長復号して復号データを生成し、逆量子化部２０４に対して出力する。また、可変長復号部２０２は、圧縮映像データから動きベクトルを分離して、動き補償部２０８に対して出力する。
逆ＤＣＴ部２０６は、逆量子化部２０４から入力される復号データを逆ＤＣＴ処理して映像データ（伸長映像データ）を生成し、動き補償部２０８およびスイッチ部２１０の入力端子ａに対して出力する。
【００４３】
動き補償部２０８は、ピクチャータイプ制御部２２２からの制御、および、可変長復号部２０２から入力される動きベクトルに基づいて、逆ＤＣＴ部２０６から入力される伸長映像データを動き補償処理し、スイッチ部２１０の入力端子ｂに対して出力する。
スイッチ部２１０は、ピクチャータイプ制御部２２２の制御に従って、逆ＤＣＴ部２０６がＩピクチャーの圧縮映像データを逆ＤＣＴ処理した場合には、入力端子ａに入力される伸長映像データを選択し、逆ＤＣＴ部２０６がＰピクチャーまたはＢピクチャーの圧縮映像データを逆ＤＣＴ処理した場合には、入力端子ｂに入力される伸長映像データを選択して、画像並び替え部２１２に対して出力する。
【００４４】
画像並び替え部２１２は、ピクチャータイプ制御部２２２の制御に従ってピクチャー並べ替え部１００と逆の処理を行い、スイッチ部２１０から入力される伸長映像データのピクチャーの順番を、エンコーダ１０1 ，１０2 に入力される映像データのピクチャーと同じ順番に並び替えてビデオインデックス多重化部２１４に対して出力する。
ビデオインデックス多重化部２１４は、画像並び替え部２１２から入力される伸長映像データと、ピクチャータイプ制御部２２２から入力されるビデオインデックスデータとを多重化し、多重化伸長映像データＤＯＵＴを生成して出力する。
【００４５】
記憶装置・伝送装置１８は、記憶装置・伝送装置１６1 ，１６2 と同様に、例えば、ＶＴＲ装置、ＭＯディスク装置等の記録装置、あるいは、通信回線であって、ＣＯＤＥＣ２1 から入力された多重化伸長映像データＤＯＵＴを記録または伝送し、ＣＯＤＥＣ２2 に対して出力する。
【００４６】
以下、図５を参照して、ＣＯＤＥＣ２1 のデコーダ２０1 が伸長復号した映像データを、ＣＯＤＥＣ２2 のエンコーダ１０2 が圧縮符号化する場合を例に、第１の実施形態におけるＣＯＤＥＣシステム１の動作を説明する。
図５は、図１〜図３に示したＣＯＤＥＣシステム１の第１の実施形態における処理内容を示すフローチャート図である。
【００４７】
ステップ１００（Ｓ１００）において、ＣＯＤＥＣシステム１を利用する編集者等（使用者）は、ＣＯＤＥＣ２2 のエンコーダ１０2 のピクチャータイプ制御部１４２に対して、映像データＥＩＮ2 として入力される映像データが、オリジナルの非圧縮映像データ（オリジナルモード）であるか、ビデオインデックスデータを含む多重化伸長映像データ（ダビングモード）であるかの区別を、端末装置（図示せず）を介して手動設定し、ＣＯＤＥＣ２2 のデコーダ２０1 に、伸長復号処理を開始させる。
【００４８】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、エンコーダ１０2 の分離部１４０は、次の１枚のピクチャーからビデオインデックスデータＶＩＤを分離する。
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、エンコーダ１０2 のピクチャータイプ制御部１４２は、分離部１４０から次のピクチャーのビデオインデックスデータＶＩＤが入力されたか否かを判断する。入力されない場合には処理を終了し、有力された場合にはＳ１０６の処理に進む。
【００４９】
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、使用者による設定がダビングモードであるか否かを判断する。ダビングモードである場合にはＳ１１０の処理に進み、ダビングモードでない場合にはＳ１１０の処理に進む。
ステップ１０８（Ｓ１０８）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、エンコーダ１０2 自体の圧縮符号化方式（フリーラン状態； free run ）のピクチャータイプシーケンスに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
【００５０】
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、入力されたビデオインデックスデータのピクチャータイプデータを読み込む。
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、読み込んだビデオインデックスデータのピクチャータイプデータに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
【００５１】
なお、ピクチャータイプ制御部２２２は、使用者による設定の代わりに、ビデオインデックスデータに含まれるパリティを用いて、自動的にオリジナルモード／ダビングモードの区別をつけることも可能である。
以下、図６を参照して、図５に示したピクチャータイプ制御部２２２の処理の変形例を説明する。
図６は、ＣＯＤＥＣシステム１（図１〜図３）の第１の実施形態における処理（図５）の変形例を示すフローチャート図である。
【００５２】
この変形例においては、図５に示したＳ１００における使用者による設定作業は不要である。
ステップ２００（Ｓ２００）において、エンコーダ１０2 の分離部１４０は、次の１枚のピクチャーからビデオインデックスデータＶＩＤを分離する。
ステップ２０２（Ｓ２０２）において、エンコーダ１０2 のピクチャータイプ制御部１４２は、分離部１４０から次のピクチャーのビデオインデックスデータＶＩＤが入力されたか否かを判断する。入力されない場合には処理を終了し、有力された場合にはＳ１０６の処理に進む。
【００５３】
ステップ２０４（Ｓ２０４）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、入力されたビデオインデックスデータのピクチャータイプデータを読み込む。
ステップ２０６（Ｓ２０６）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、ビデオインデックスデータのパリティ〔図４（Ｃ）〕を用いてビデオインデックスデータの誤り検出を行うことによりその正当性を検証し、ビデオインデックスデータが正しい場合にはＳ２０８の処理に進み、正しくない場合にはＳ２１０の処理に進む。
【００５４】
ステップ２０８（Ｓ２０８）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、読み込んだビデオインデックスデータのピクチャータイプデータに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
ステップ２１０（Ｓ２１０）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、エンコーダ１０2 自体の圧縮符号化方式のピクチャータイプシーケンスに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
【００５５】
第２実施形態
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。
第１の実施形態において、図６に示したように、パリティ〔図４（Ｃ）〕を用いてビデオインデックスデータの正当性を検証する処理を行う方法を採ることにより、エンコーダ１０1 ，１０2 は、自動的にオリジナルモード／ダビングモードに応じた圧縮符号化処理をすることができる。
【００５６】
しかしながら、オリジナルの非圧縮映像データ（あるいはビデオインデックスデータを含まない伸長映像データ）のビデオインデックスデータの位置のデータがランダムであっても、偶然に誤りパリティチェックによりビデオインデックスデータが正しいと判断される可能性がある。例えば、図４（Ｃ）に示したように、パリティとして１バイトのデータを用いると、この可能性を十分に小さくすることができず、数秒〜数分ごとに一度の割合でランダムデータが正しいビデオインデックスデータであると判断される危険性がある。
【００５７】
このような危険を回避するために、例えば、ＩピクチャーおよびＢピクチャーの２フレーム構成のＧＯＰで圧縮符号化を行うＣＯＤＥＣにおいては、コンポジット信号のサブキャリア位相を管理することにより、後段のＣＯＤＥＣと前段のＣＯＤＥＣのＧＯＰ位相を合わせる方法が考えられる。つまり、この方式は、カラーフレーム位相がＮＴＳＣ方式では２フレーム周期であり、ＰＡＬ方式では４フレーム周期であることを利用して、例えばカラーフレームパルス（以下ＣＦパルス）が論理値１のときには、ピクチャータイプをＩピクチャーに決定して圧縮符号化を行うといったように、ＧＯＰ位相を合わせる。
【００５８】
しかし、このような方法は、２フレーム構成のＧＯＰで圧縮符号化を行う圧縮符号化方式以外には適用できない。また、コンポーネント信号を扱うディジタルＶＴＲ装置においては、通常、ＣＦパルスの位相を管理する必要がないために、ＣＦパルスの位相が正しくない場合がある。このような場合に、ＣＦパルスを用いてＧＯＰの位相を合わせると、エンコーダが誤動作してしまう。
第２の実施形態は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ＣＯＤＥＣシステム１におけるエンコーダ１０1 ，１０2 のピクチャータイプ制御部１４２（図２）の処理内容を変更して、映像データから分離したビデオインデックスデータの正当性の検証を確実に行い、前段のＣＯＤＥＣと後段のＣＯＤＥＣとのＧＯＰ位相を合わせた圧縮符号化を可能とし、ダビング時の映像の品質向上を実現することを目的とする。
【００５９】
第２の実施形態におけるピクチャータイプ制御部１４２の処理は、正しいと検証されたビデオインデックスデータにおいては、ピクチャータイプデータ〔図４（Ｃ）〕だけでなく、その他のエンコード条件に関するデータ（Ｍ，Ｎ、量子化ステップの種別およびフレームナンバーデータ等）も正しいと考えられることに着目しており、全てのビデオインデックスデータに含まれるデータが、ＧＯＰ位相から想定されているパターンと一致している場合にのみ、そのビデオインデックスデータが正しいと判断し、ピクチャタイプデータおよびその他のエンコード条件に関するデータも正しいと判断して、このピクチャータイプデータに基づいて圧縮符号化処理を行うアルゴリズムを採用する。
【００６０】
以下、図７を参照して、第２の実施形態におけるＣＯＤＥＣシステム１の動作を説明する。
図７は、図１〜図３に示したＣＯＤＥＣシステム１の第２の実施形態における処理内容を示すフローチャート図である。
ステップ３００（Ｓ３００）において、エンコーダ１０2 の分離部１４０は、次の１枚のピクチャーからビデオインデックスデータＶＩＤ（またはオリジナルの非圧縮映像データのランダムデータ等）を分離する。
ステップ３０２（Ｓ３０２）において、エンコーダ１０2 のピクチャータイプ制御部１４２は、分離部１４０から次のピクチャーのビデオインデックスデータＶＩＤが入力されたか否かを判断する。入力されない場合には処理を終了し、有力された場合にはＳ３０４の処理に進む。
【００６１】
ステップ３０４（Ｓ３０４）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、入力されたビデオインデックスデータＶＩＤのピクチャータイプデータ〔図４（Ｃ）；ＩＰＢ〕、フレームナンバー（frame no.)、その他の必要なデータ（量子化値の種別等）およびパリティ(CRCC)の全てを読み込む。
【００６２】
ステップ３０６（Ｓ３０６）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、パリティを用いて読み込んだピクチャータイプデータおよびフレームナンバーの誤り検出を行い、誤りを検出しない（エンコーダ１０2 に入力された映像データＥＩＮ2 が多重化伸長映像データである）場合にはＳ３０８の処理に進み、検出した（エンコーダ１０2 に入力された映像データＥＩＮ2 がビデオインデックスデータを含まない伸長映像データ、または、オリジナルの非圧縮映像データである）場合にはＳ３１２の処理に進む。
【００６３】
ステップ３０８（Ｓ３０８）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、ビデオインデックスデータのエンコーダの設定条件中、ピクチャーごとに変化しない部分〔Ｎ，Ｍおよび量子化値の種別（M-Type) 等〕と、その時にエンコーダ１０2 が用いているエンコードの設定条件の対応する部分とを全て照合し、これらが一致するか否かを判断する。一致する場合にはＳ３１０の処理に進み、一致しない場合にはＳ３１２の処理に進む。
【００６４】
ステップ３１０（Ｓ３１０）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、ピクチャータイプシーケンスのＭ，Ｎ等のデータとに基づいてピクチャータイプシーケンスを再生し、再生したピクチャータイプシーケンスから期待されるＧＯＰの位相〔ピクチャータイプおよびＧＯＰにおける順番（フレームナンバー）〕と、ビデオインデックスデータのピクチャータイプデータおよびフレームナンバーデータとを照合し、これらが一致しているか否かを判断する。
【００６５】
つまり、例えば、エンコーダ１０2 のピクチャータイプ制御部１４２が、エンコーダ１０1 が、１つにＧＯＰに２枚のピクチャー（Ｂ，Ｉ）がこの順番で含まれると判断した（ビデオインデックスデータにおいてＭ＝２，Ｎ＝２）場合、表示順のＧＯＰの１枚目および２枚目はそれぞれＢピクチャー，Ｉピクチャであるはずである。
従って、フレームナンバーデータの値が１であり、かつ、ピクチャータイプデータがＢピクチャーを示す場合、および、フレームナンバーデータの値が２であり、かつ、ピクチャータイプデータがＩピクチャーを示す場合にのみ、ビデオインデックスデータの内容が正しいと検証でき、その他の場合にはビデオインデックスデータの内容が正しくないと検証することができる。
【００６６】
また、例えば、ピクチャータイプシーケンスに含まれるＮ＝１５，Ｍ＝３である場合には、ピクチャータイプ制御部１４２は、エンコーダ１０1 が１つのＧＯＰに１５枚のピクチャー（ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢ）がこの順番で含まれると判断することができ、フレームナンバーデータの値が２であり、かつ、ピクチャータイプデータがＢピクチャーを示す場合には、ビデオインデックスデータが正しいと検証することができる。
【００６７】
ステップ３１２（Ｓ３１２）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、エンコーダ１０2 自体の圧縮符号化方式（フリーラン状態； free run ）のピクチャータイプシーケンスに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
ステップ３１４（Ｓ３１４）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、読み込んだビデオインデックスデータのピクチャータイプデータに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
【００６８】
以下、図８を参照して、第２の実施形態におけるＣＯＤＥＣシステム１の動作を変形し、さらに、ビデオインデックスデータの検証の誤りを少なくした変形例を説明する。
例えば、１つのＧＯＰが、それぞれ１枚のＩピクチャーおよびＢピクチャーから構成され、Ｉ，ＢまたはＢ，Ｉというピクチャータイプシーケンスしか現れないはずのピクチャータイプデータが、２枚のＢピクチャーが連続するピクチャータイプシーケンス（Ｂ，Ｂ）を示した場合、このパターンのみを以てピクチャータイプシーケンス（Ｂ，Ｂ）を正しいと検証することは難しい。
【００６９】
このような事象が生じることを予定し、さらにビデオインデックスデータの検証誤りを少なくするためには、ピクチャータイプ制御部１４２が１ピクチャー分のビデオインデックスデータに基づいてビデオインデックスデータの正当性を検証するだけでなく、所定の枚数（Ｌ枚）のピクチャーのビデオインデックスデータに基づいて判断する方法が考えられる。
【００７０】
つまり、ピクチャータイプ制御部１４２が、正しいと検証した過去Ｌ枚分のビデオインデックスデータを記憶しておき、過去Ｌ枚分のビデオインデックスデータから推定される次のピクチャーのピクチャータイプと、次のピクチャーのビデオインデックスデータのピクチャータイプデータとを照合し、これらが一致した場合にビデオインデックスデータが正しいと検証して、検証の確実性を向上させる。
【００７１】
図８は、ＣＯＤＥＣシステム１（図１〜図３）の第２の実施形態における処理（図７）の変形例を示すフローチャート図である。なお、この変形例においては、図８に示した各処理の内、図７に示した各処理と同じ処理には同じ符号を付してある。
図８に示すように、この変形例においては、図７に示したＳ３１０の処理およびＳ３１４の処理の間に、Ｓ４００，Ｓ４０２の処理が挿入されている。
【００７２】
ステップ４００（Ｓ４００）の処理において、ピクチャータイプ制御部１４２は、正しいと検証したビデオインデックスデータのピクチャータイプデータおよびフレームナンバーデータを記憶する。
【００７３】
ステップ４０２（Ｓ４０２）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、正しいと検証して記憶した過去Ｌ枚分のピクチャーのピクチャータイプデータおよびフレームナンバーデータからピクチャータイプシーケンスを再生し、再生したピクチャータイプシーケンスから期待されるＧＯＰの位相〔ピクチャータイプおよびＧＯＰにおける順番（フレームナンバー）〕と、ビデオインデックスデータから分離したピクチャータイプデータおよびフレームナンバーとを照合し、これらが一致しているか否かを判断する。これらのデータが一致する場合には、ビデオインデックスデータの内容が正しいと検証してＳ３１４の処理に進み、一致しない場合には、ビデオインデックスデータの内容が正しくないと検証してＳ３１２の処理に進む。
【００７４】
なお、処理の内容を簡略化するために、エンコーダ１０1 ，１０2 が、同じ方式（ピクチャータイプシーケンス）で圧縮符号化処理を行う場合のみを想定し、図７に示したＳ３０８の処理において、エンコード条件が一致しない場合に、ビデオインデックスデータの内容が正しくないと検証してもよい。
【００７５】
以上説明したように、第２の実施形態に示したＣＯＤＥＣシステム１の動作によれば、ＣＯＤＥＣ２1 ，２2 の両者が同じピクチャータイプシーケンスでダビング処理を行うことが可能であり、ダビング後の映像の品質が大幅に改善される。
また、第２の実施形態に示したＣＯＤＥＣシステム１の動作によれば、エンコーダ１０1 ，１０2 に、ピクチャタイプデータがブランキングされた映像データ、あるいは、オリジナルの非圧縮映像データ等のビデオインデックスデータとしてランダムデータが含まれる映像データを誤ったピクチャータイプシーケンスで圧縮符号化するといった不具合が生じない。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法によれば、既に圧縮・伸長処理されたことがあり、各ピクチャーの圧縮時のピクチャータイプおよびＧＯＰの構成等を示すビデオインデックスデータが多重化されている伸長映像データを、再度、圧縮符号化する際に、ビデオインデックスデータが正しいか否かを検証し、正しいビデオインデックスデータのみに基づいて、適切なピクチャータイプシーケンスにより圧縮符号化処理を行うことができる。
【００７７】
また、本発明に係る符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法によれば、圧縮・伸長処理を経た伸長映像データであるか、一度も圧縮・伸長処理を経ていない非圧縮映像データ、または、正しいビデオインデックスデータが多重化されていない映像データであるかを自動的に判定することができ、入力された映像データが、これらのいずれであるかに応じて、適切な圧縮符号化処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る映像データ圧縮装置が適用されるＣＯＤＥＣシステムの構成を示す図である。
【図２】図１に示したエンコーダの構成を示す図である。
【図３】図１に示したデコーダの構成を示す図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１および図２に示したエンコーダが出力するビデオインデックスデータのデータフォーマットを示す図である。
【図５】図１〜図３に示したＣＯＤＥＣシステムの第１の実施形態における処理内容を示すフローチャート図である。
【図６】ＣＯＤＥＣシステム（図１〜図３）の第１の実施形態における処理（図５）の変形例を示すフローチャート図である。
【図７】図１〜図３に示したＣＯＤＥＣシステムの第２の実施形態における処理内容を示すフローチャート図である。
【図８】ＣＯＤＥＣシステム（図１〜図３）の第２の実施形態における処理（図７）の変形例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１…ＣＯＤＥＣシステム、２1 ，２2 …ＣＯＤＥＣ、１０1 ，１０2 ，１０…エンコーダ、１００…ピクチャー並べ替え部、１０２…走査変換・ブロック化部、１０４…動き検出部、１０６…減算部、１０８…ＤＣＴ処理部、１１０…量子化部、１１２…逆量子化部、１１４…ＩＤＣＴ処理部、１１６…加算部、１１８…動き補償部、１２０…可変長符号化部、１４…ＧＯＰ位相制御部、１６1 ，１６2 ，１８…記憶装置・伝送装置、２０1 ，２０2 ，２０…デコーダ、２００…バッファ部、２０２…可変長復号部、２０４…逆量子化部、２０６…逆ＤＣＴ部、２０８…動き補償部、２１０…スイッチ部、２１２…画像並び替え部、２１４…ビデオインデックス多重化部、２２０…分離部、２２２…ピクチャータイプ制御部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えは、映像データ圧縮装置および映像データ伸長装置を２組以上、直列接続した場合において、一度伸長された映像データの各ピクチャーを、以前の圧縮処理の際と同じピクチャータイプに再度、圧縮することができる符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
映像圧縮符号化の分野においては、動き補償処理(MC; motion compensation) と、離散的コサイン変換(DCT; discrete cosin transfer)等の直交変換による冗長度低減処理との組合せにより、符号化効率を高めたＭＣ−ＤＣＴ方式が用いられるようになっており、例えば、ＭＰＥＧ２(motion picture experts group 2)等の圧縮符号化方式においても、このＭＣ−ＤＣＴ方式が採用されている。
【０００３】
ＭＰＥＧ２方式においては、非圧縮映像データは、複数の種類のピクチャー〔ピクチャータイプ；Ｉピクチャー(intra coded picture) 、Ｐピクチャー(predictive coded picture)およびＢピクチャー(bidirectionally predictive coded picture)〕を所定の順番（ピクチャータイプシーケンス）に含むＧＯＰ(group of pictures) を単位とする圧縮映像データに圧縮符号化される。
【０００４】
しかしながら、ＭＰＥＧ方式を、圧縮映像データに高い映像品質が要求される放送局用のディジタルビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）に応用する場合、圧縮・伸長に伴う圧縮映像データの品質の劣化だけでなく、複写（ダビング）による品質の劣化が問題となる。放送局においては、ダビングの際に、再生側のＶＴＲ装置で、記録のために圧縮符号化した映像データを再生時に伸長復号し、伸長した映像データ（伸長映像データとも記す）を再度、記録側のＶＴＲ装置で、圧縮符号化して記録する必要が生じることがある。
【０００５】
つまり、放送局においては、ダビング時等に、映像データ圧縮装置（エンコーダ; encoder ）および映像データ圧縮装置〔デコーダ; decoder 、以下、エンコーダとデコーダの組み合わせをＣＯＤＥＣと記す）を直列（タンデム）に接続した装置で映像データを処理する必要が生じ、圧縮・伸長処理のたびに映像データの品質が劣化する。一方、放送局においては、上述のように、映像データに高い品質が要求されるので、圧縮・伸長処理を繰り返す場合にも、映像データの品質の劣化を最小限に抑えなければならない。
【０００６】
一般に、ＣＯＤＥＣをタンデム接続した場合に、映像データの品質の劣化を最低限に抑えるためには、前段のＣＯＤＥＣにおいて、Ｉピクチャー、ＰピクチャーおよびＢピクチャーにそれぞれ圧縮符号化されたピクチャーを、一度、伸長復号した後、再度、圧縮符号化する際に、それぞれＩピクチャー、ＰピクチャーおよびＢピクチャーに（ＧＯＰ位相を合わせて）圧縮符号化する必要がある。
【０００７】
一方、例えば、ＭＰＥＧ２の４：２：２Ｐｒｏｆｉｌｅ＠ＭａｉｎＬｅｖｅｌ（ＭＰＥＧ２，４２２＠ＭＬ）方式のＶＴＲ装置のＧＯＰは、例えば、それぞれ１枚のＩピクチャーとＢピクチャーを含むＩＢ，２ピクチャー構成を採り、また、ＭＰＥＧ２，ＭＰ＠ＭＬ方式のＧＯＰは、主に１５枚のピクチャーから構成される等、１つのＧＯＰが２枚以上のピクチャーを含むように圧縮符号化を行う圧縮符号化方式のＧＯＰ構成はまちまちである。
【０００８】
また、タンデム接続したＣＯＤＥＣにおいて、各段のＧＯＰ位相がずれ、例えば、前段でＰピクチャーまたはＢピクチャー（Ｉピクチャー）に圧縮符号化されたピクチャーを、後段でＩピクチャー（ＰピクチャーまたはＢピクチャー）に圧縮符号化するという処理が繰り返されると、映像データから情報が失われ、映像データの品質が著しく低下するばかりでなく、伸長復号時のバックサーチ処理（前段ＣＯＤＥＣと後段のＣＯＤＥＣにおける量子化値を一致させるための処理）等が意味をなさなくなってしまう。
【０００９】
タンデム接続したＣＯＤＥＣ各段でＧＯＰ位相を保つために、前段のデコーダ部分が、伸長映像データに圧縮符号化時のピクチャータイプを示すデータを多重化し、後段のエンコーダ部分が圧縮符号化時に、多重化されたピクチャータイプを示すデータを参照し、ＧＯＰ位相を保って圧縮符号化を行う方法が考えられた。この方法においては、ピクチャータイプを示すデータの他、例えば、ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ ; current GOP）、ＧＯＰにおいてＰフレームが何枚（Ｍ ; current M）のピクチャーに１枚入っているか等、ＧＯＰの構成を示すデータ〔ビデオインデックスデータ；video index data（以下、ＶＩＤとも略記する）〕もさらに伸長映像データに多重化される。このように、ビデオインデックスデータを、伸長した映像データに多重化するためのデータフォーマットおよびインターフェース条件等を標準化する作業が、現在、ＳＭＰＴＥにおいて進行している。
【００１０】
このような方法においては、ビデオインデックスデータは、映像データの有効画素以外の部分に多重される。しかしながら、一回も圧縮・伸長されていないオリジナル映像の非圧縮映像データ等には、ビデオインデックスデータが多重化されておらず、代わりに、何の意味もなさないランダムなデータが多重化されている場合すらある。
【００１１】
ビデオインデックスデータが多重化される部分にランダムなデータが多重化されている映像データを、ビデオインデックスデータに基づいてＧＯＰ位相を合わせる方式のエンコーダに入力すると、却ってでたらめなピクチャータイプシーケンスで圧縮符号化が行なわれ、圧縮映像データの品質が著しく低下して使い物にならなくなる可能性がある。
【００１２】
このような不具合を解決するためには、例えば、オリジナルの映像データであるか、一度、圧縮・伸長された伸長映像データであるかを、編集者等が手動入力によりエンコーダーに指示し、エンコーダは、オリジナルの映像データに対しては、エンコーダ自身が決めたピクチャータイプシーケンスで圧縮符号化処理を行い、伸長映像データに対しては、多重化されたビデオインデックスデータに基づいてピクチャータイプシーケンスを決めて圧縮符号化処理を行う方法をとる必要がある。しかしながら、この方法は、編集者等に余分な手間をかける他に、例えば、編集者がオリジナルの映像データであるか否かを把握していない場合に、誤った設定の下に、誤った圧縮符号化処理が行われることがある。
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、既に圧縮・伸長処理されたことがあり、各ピクチャーの圧縮時のピクチャータイプおよびＧＯＰの構成等を示すビデオインデックスデータが多重化されている伸長映像データを、再度、圧縮符号化する際に、ビデオインデックスデータが正しいか否かを検証し、正しいビデオインデックスデータのみに基づいて、適切なピクチャータイプシーケンスにより圧縮符号化処理を行うことができる符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、圧縮・伸長処理を経た伸長映像データであるか、一度も圧縮・伸長処理を経ていない非圧縮映像データ、または、正しいビデオインデックスデータが多重化されていない映像データであるかを自動的に判定することができ、入力された映像データが、これらのいずれであるかに応じて、適切な圧縮符号化処理を行うことができる符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、画像データを符号化する符号化装置であって、
前記画像データを、当該画像データを過去に符号化する際に利用したピクチャータイプデータと、ＧＯＰ内におけるピクチャーの順番を示すフレームナンバーと、ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）及びＧＯＰにおけるＰピクチャーの間隔（Ｍ）とを含むビデオインデックスデータと共に入力する入力手段と、前記入力手段により入力された前記ビデオインデックスデータを検出する検出手段と、前記Ｐピクチャーの間隔（Ｍ）及び前記ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）の値と現在の符号化条件とを照合することにより、前記ビデオインデックスデータが正しいことを検証する検証手段と、前記検証手段により前記ビデオインデックスデータが正しいと検証された場合に、前記ビデオインデックスデータに含まれるピクチャータイプデータの示すピクチャータイプで、前記画像データを符号化する符号化手段とを有する符号化装置が提供される。
【００１６】
好ましくは、前記ビデオインデックスデータは、量子化ステップの種別を更に含み、前記検証手段は、量子化ステップの種別と現在の符号化条件とを照合することにより、前記ビデオインデックスデータの内容が正しいことを検証する。
また好ましくは、前記検出手段により検出された過去のビデオインデックスデータを記憶する記憶手段を更に有し、前記検証手段は、前記記憶手段に記憶された過去所定枚分の前記ビデオインデックスデータに含まれる前記ピクチャー数及び前記Ｐピクチャー間隔から推定される次のピクチャーのピクチャータイプと、次のピクチャーのビデオインデックスデータのピクチャータイプデータとが一致する場合に、前記ビデオインデックスデータの内容が正しいことを検証する。
【００１７】
好ましくは、前記ビデオインデックスデータは、前記画像データに多重化されており、前記検出手段は、前記画像データから前記ビデオインデックスデータを検出する。
【００１８】
また本発明によれば、画像データを符号化する符号化方法であって、
前記画像データを、当該画像データを過去に符号化する際に利用したピクチャータイプデータと、ＧＯＰ内におけるピクチャーの順番を示すフレームナンバーと、ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）及びＧＯＰにおけるＰピクチャーの間隔（Ｍ）とを含むビデオインデックスデータと共に入力する入力工程と、前記入力手段により入力された前記ビデオインデックスデータを検出する検出工程と、前記Ｐピクチャーの間隔（Ｍ）及び前記ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）の値と現在の符号化条件とを照合することにより、前記ビデオインデックスデータが正しいことを検証する検証工程と、前記検証工程により前記ビデオインデックスデータが正しいと検証された場合に、前記ビデオインデックスデータに含まれるピクチャータイプデータの示すピクチャータイプで、前記画像データを符号化する符号化工程とを有する符号化方法が提供される。
【００１９】
伸長映像データには、ビデオインデックスデータとして、以前の圧縮符号化により各ピクチャーがいずれのピクチャータイプに圧縮符号化されたかを示すピクチャータイプデータ、ＧＯＰの構成を示すデータ（Ｎ，Ｍ等）、および、ＧＯＰにおいて先頭から何番目のピクチャーであるかを示すデータ（フレームナンバー）が含まれており、分離手段は、伸長映像データとビデオインデックスデータとが多重化された多重映像データから少なくとも、ピクチャータイプデータおよびフレームナンバーデータと、伸長映像データとを分離する。なお、分離手段は、オリジナルの非圧縮映像データ等が入力される場合には、非圧縮映像データ等が伸長映像データであると仮定した場合に、ビデオインデックスデータが多重化されているべき位置のデータと有効な映像データとを分離する。
【００２０】
ピクチャータイプ検証手段において、推定手段は、伸長映像データが本来採るべきピクチャータイプシーケンスと、分離したビデオインデックスデータのフレームナンバーデータとから、第ｊ番目のピクチャーの前回の圧縮符号化時のピクチャータイプを推定する。
第１の照合手段は、ビデオインデックスデータのピクチャータイプデータが示す第ｊ番目のピクチャーの前回の圧縮符号化時のピクチャータイプと、推定手段が推定したピクチャータイプとを照合する。
検証手段は、推定手段が推定したピクチャータイプと、ビデオインデックスデータのピクチャータイプデータが示すピクチャータイプとが一致した場合にのみ、推定したピクチャータイプおよびビデオインデックスデータのピクチャータイプデータが示すピクチャータイプが正しいと検証し、入力された映像データが伸長映像データであると判断する。
【００２１】
なお、第２の照合手段は、第１の照合手段および検証手段によるピクチャータイプの検証をさらに確実にするために、過去に正しいと検証された所定数のフレームナンバーおよびピクチャータイプと、これらに対応し、伸長映像データが本来採るべきピクチャータイプシーケンスとを照合する。
この場合、検証手段は、照合した２つのピクチャータイプが一致し、かつ、過去に正しいと検証された所定数のフレームナンバーおよびピクチャータイプと、これらに対応し、伸長映像データが本来採るべきピクチャータイプシーケンスとが一致する場合にのみ、第ｊ番目のピクチャータイプが正しいと検証する。
【００２２】
圧縮手段は、第ｊ番目のピクチャーを、ピクチャータイプ検証手段の検証手段により正しいと検証されたピクチャータイプに圧縮符号化する。但し、圧縮手段は、入力された映像データが伸長映像データでないと判断される場合には、圧縮符号化方式に応じたピクチャータイプシーケンスで映像データを圧縮符号化する。
【００２３】
また、本発明に係る映像データ圧縮方法は、映像データを、複数の種類のピクチャー（ピクチャータイプ；Ｉピクチャー、ＰピクチャーおよびＢピクチャー）を所定の順番（ピクチャータイプシーケンス）で含むグループオブピクチャー（ＧＯＰ）単位に圧縮して圧縮映像データを生成し、生成した前記圧縮映像データを伸長して伸長映像データを生成し、伸長前のピクチャータイプと、伸長前のピクチャーの前記ＧＯＰ内での位置を示すフレームナンバーと、伸長した前記圧縮映像データとが多重化された多重化映像データを圧縮する映像データ圧縮方法であって、前記多重映像データから、前記ピクチャータイプ、前記フレームナンバーおよび前記伸長映像データを分離し、分離した前記ピクチャータイプシーケンス、前記ピクチャータイプおよび前記フレームナンバーに基づいて、前記伸長映像データのピクチャーそれぞれのピクチャータイプを検証し、前記伸長映像データのピクチャーそれぞれを、検証した前記ピクチャータイプに圧縮する。
【００２４】
また、本発明に係るピクチャータイプ検証方法は、映像データを、複数の種類のピクチャーを所定の順番（ピクチャータイプシーケンス）で含むグループオブピクチャー（ＧＯＰ）単位に圧縮して圧縮映像データを生成し、生成した前記圧縮映像データを伸長して伸長映像データを生成し、伸長前のピクチャータイプと、伸長前のピクチャーの前記ＧＯＰ内での位置を示すフレームナンバーと、伸長した前記圧縮映像データとが多重化された多重化映像データから、前記伸長映像データのピクチャーそれぞれのピクチャータイプを検証するピクチャータイプ検証方法であって、
前記多重映像データから、前記ピクチャータイプ、前記フレームナンバーおよび前記伸長映像データを分離し、
分離した前記ピクチャータイプシーケンス、前記ピクチャータイプおよび前記フレームナンバーに基づいて、前記伸長映像データのピクチャーそれぞれのピクチャータイプを検証する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る映像データ圧縮装置が適用されるＣＯＤＥＣシステム１の構成を示す図である。
図１に示すように、ＣＯＤＥＣシステム１は、記憶装置・伝送装置１８を介して直列（タンデム）に接続された２つのＣＯＤＥＣ２1 ，２2 から構成され、ＣＯＤＥＣ２1 ，２2 はそれぞれ、エンコーダ１０1 ，１０2 、記憶装置・伝送装置１６1 ，１６2 およびデコーダ２０1 ，２０2 から構成される。なお、ＣＯＤＥＣシステム１を、３段構成以上にすることも可能である。
【００２６】
ＣＯＤＥＣシステム１は、例えば、ＭＰＥＧ方式により映像データを圧縮符号化した圧縮映像データを記録し、記録した圧縮映像データを再生して伸長復号して出力するディジタルＶＴＲ装置、あるいは、ＭＰＥＧ方式により映像データを圧縮符号化した圧縮映像データを伝送し、伝送した圧縮映像データを伸長復号して出力するデータ伝送システムを、複数、直列に接続した構成を採る。ＣＯＤＥＣシステム１が映像データに対して行う処理の内容は、例えば、放送局においてディジタルＶＴＲ装置を２台接続して映像データの複写（ダビング）を行う際に、これら２台のディジタルＶＴＲ装置が映像データに対して行う処理と同様である。
【００２７】
図２は、図１に示したエンコーダ１０1 ，１０2 の構成を示す図である。
図２に示すように、エンコーダ１０1 ，１０2 は同じ構成を採り、エンコーダ１０1 ，１０2 は、それぞれピクチャー並べ替え部１００、走査変換・ブロック化部１０２、動き検出部１０４、減算部１０６、ＤＣＴ処理部１０８、量子化部１１０、逆量子化部１１２、逆ＤＣＴ（ＩＤＣＴ）処理部１１４、加算部１１６、動き補償部１１８、可変長符号化部１２０およびＧＯＰ位相制御部１４から構成され、ＧＯＰ位相制御部１４は、分離部（ＤＭＵＸ）１４０およびピクチャータイプ制御部１４２から構成される。
【００２８】
図３は、図１に示したデコーダ２０1 ，２０2 の構成を示す図である。
図３に示すように、デコーダ２０1 ，２０2 は同じ構成を採り、バッファ部２００、分離部２２０、可変長復号部２０２、逆量子化部２０４、逆ＤＣＴ部２０６、動き補償部２０８、スイッチ部２１０、画像並び替え部２１２、ビデオインデックス多重化部２１４およびピクチャータイプ制御部２２２から構成される。
【００２９】
ＣＯＤＥＣ２1 は、（図１）は、非圧縮映像データＥＩＮ1 を圧縮符号化して圧縮映像データを生成して記録・伝送し、さらに伸長して伸長映像データとし、ビデオインデックスデータと多重化して多重化圧縮映像データＤＯＵＴ1 を生成し、記憶装置・伝送装置１８を介してエンコーダ１０2 に対して出力する。
ＣＯＤＥＣ２2 は、記憶装置・伝送装置１８を介して入力された多重化圧縮映像データＥＩＮ2 （＝ＤＯＵＴ1 ）を圧縮符号化して記録・伝送し、さらに伸長復号して多重化伸長映像データＤＯＵＴ2 を生成して出力する。
【００３０】
エンコーダ１０（１０1 ，１０2 ；図１，図２）において、ＧＯＰ位相制御部１４の分離部１４０は、入力される映像データ〔一度も圧縮・伸長を経ていないオリジナルの非圧縮映像データ、圧縮・伸長を経ているが、ビデオインデックスデータ(video index data)が多重化されていない古い伸長映像データ、または、圧縮・伸長を経ており、ビデオインデックスデータが多重化されている伸長映像データ（多重化圧縮映像データ）〕から、実効的な映像データ（オリジナルの非圧縮映像データまたは伸長映像データ）およびビデオインデックスデータ（入力される映像データが多重化圧縮映像データでない場合には、ビデオインデックスデータが多重化されているべき位置のデータ）を分離し、映像データをピクチャー並べ替え部１００に対して出力し、ビデオインデックスデータをピクチャータイプ制御部１４２に対して出力する。
【００３１】
ピクチャータイプ制御部１４２は、分離部１４０から入力されたビデオインデックスデータが正しいか否かを、使用者による設定あるいは誤り訂正符号〔パリティ；図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して後述する〕に基づいて検証し、ビデオインデックスデータが正しいと検証された場合には、ビデオインデックスデータが示すピクチャータイプシーケンスで圧縮符号化を行うように動き補償部１１８を制御し、正しくないと検証された場合には、エンコーダ１０1 ，１０2 が本来採るピクチャータイプシーケンス（例えば、１ＧＯＰがＩＢ，２ピクチャーから構成されるピクチャータイプシーケンス、あるいは、１ＧＯＰが１５ピクチャーから構成されるピクチャータイプシーケンス）で圧縮符号化を行うようにピクチャー並べ替え部１００および動き補償部１１８を制御する。また、ピクチャータイプ制御部１４２は、圧縮映像データに多重化するビデオインデックスデータを生成し、可変長符号化部１２０に対して出力する。
【００３２】
ピクチャー並べ替え部１００は、ビデオインデックスデータが示すピクチャータイプシーケンスで圧縮符号化するために適した順番に、分離部１４０から入力された映像データのピクチャーを並び替え、走査変換・ブロック化部１０２に対して出力する。
走査変換・ブロック化部１０２は、ピクチャー並べ替え部１００から入力された映像データに対して走査変換処理およびマクロブロック化処理等を行い、動き検出部１０４に対して出力する。
【００３３】
動き検出部１０４は、隣接する２つのピクチャー間の動きを検出し、動きベクトルを生成して動き補償部１１８に対して出力する。
減算部１０６は、動き検出部１０４が出力する映像データから、動き補償部１１８が動き補償した映像データを減算し、ＤＣＴ処理部１０８に対して出力する。
ＤＣＴ処理部１０８は、減算部１０６から入力された映像データに対してＤＣＴ処理を行い、ＤＣＴ係数を生成して量子化部１１０に対して出力する。
量子化部１１０は、ＤＣＴ処理部１０８から入力されたＤＣＴ係数を量子化して量子化データを生成し、可変長符号化部１２０および逆量子化部１１２に対して出力する。
【００３４】
逆量子化部１１２は、量子化部１１０から入力された量子化データを逆量子化してＤＣＴ係数を生成し、ＩＤＣＴ処理部１１４に対して出力する。
ＩＤＣＴ処理部１１４は、逆量子化部１１２から入力されたＤＣＴ係数を逆ＤＣＴ処理して映像データを生成し、加算部１１６に対して出力する。
加算部１１６は、動き補償部１１８が動き補償した映像データと、ＩＤＣＴ処理部１１４から入力された映像データを加算して、減算部１０６に対して出力する。
【００３５】
動き補償部１１８は、ピクチャータイプ制御部１４２からの制御、および、動き検出部１０４から入力された動きベクトルに基づいて、加算部１１６から入力された映像データを動き補償処理し、加算部１１６および減算部１０６に対して出力する。
可変長符号化部(VLC; variable length coding) １２０は、量子化部１１０から入力された量子化データを可変長符号化処理し、ピクチャータイプ制御部１４２から入力されるビデオインデックスデータを多重化して多重化圧縮映像データＥＯＵＴを生成し、出力する。
【００３６】
図４は、図１および図２に示したエンコーダ１０1 ，１０2 が出力するビデオインデックスデータのデータフォーマットを示す図である。
エンコーダ１０1 ，１０2 の可変長符号化部１２０において、ビデオインデックスデータはフィールドごとに、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す所定のフォーマットで、圧縮映像データの有効画素以外の部分（例えば、１４，１５ライン）に多重化される。
【００３７】
エンコーダ１０1 ，１０2 におけるＧＯＰの構成（Ｍ，Ｎ等）を示すデータ、ビデオインデックスデータに対応するピクチャーがＧＯＰの先頭から何番目のピクチャーであるかを示すフレームナンバーデータ、ピクチャータイプデータ（Ｉフレーム、ＰフレームおよびＢフレームの種別）、および、量子化ステップが直線的であるか非直線的であるかを示すデータ(Q-Type)は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すVIDEO INDEX の部分に多重化されている。
【００３８】
図４（Ｃ）に示すように、VIDEO INDEX の第８５，８６バイトの各ビットの内、ＭＳＢから３ビット（ＢＰＩ）がピクチャータイプを示し、残り５ビット（frame no.)がフレームナンバーを示し、第８８バイトは、VIDEO INDEX の誤り検出・訂正に用いられるパリティ（ＣＲＣＣ）として用いられる。なお、例えば、ビデオインデックスデータのＮ＝１５，Ｍ＝３である場合には、各ＧＯＰはＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢの構成を採ると再現可能といったように、ピクチャータイプシーケンスは、ビデオインデックスデータに含まれるＭ，Ｎから一意に再現されうる。
【００３９】
記憶装置・伝送装置１６1 ，１６2 （図１）は、例えば、圧縮映像データを記録するＶＴＲ装置、光磁気ディスク(MO; magneto-optical disk)装置等の記録装置、あるいは、圧縮映像データを伝送する通信回線であって、エンコーダ１０1 ，１０2 から入力された多重化映像データを再生または伝送し、デコーダ２０1 ，２０2 に対して出力する。
【００４０】
デコーダ２０1 ，２０2 （図１，図３）において、バッファ部２００は、記憶装置・伝送装置１６1 ，１６2 から入力された多重化圧縮映像データＤＩＮ（＝ＥＯＵＴ）をバッファリングし、バッファ部２００に対して出力する。
分離部２２０は、バッファ部２００から入力された多重化圧縮映像データから圧縮映像データおよびビデオインデックスデータを分離して、それぞれ可変長復号部２０２およびピクチャータイプ制御部２２２に対して出力する。
【００４１】
ピクチャータイプ制御部２２２は、バッファ部２００から入力されるビデオインデックスデータに含まれるパリティ（ＣＲＣＣ）を用いてその正当性を検証するとともに、ビデオインデックスデータに基づいて動き補償部２０８、スイッチ部２１０および画像並び替え部２１２を制御し、ピクチャータイプに応じた伸長処理を行わせる。また、ピクチャータイプ制御部２２２は、多重化圧縮映像データＤＩＮのピクチャータイプシーケンス等を示すビデオインデックスデータ〔図４（Ａ）〜（Ｃ）〕を生成し、ビデオインデックス多重化部２１４に対して出力する。
【００４２】
可変長復号部(VLD; variable length decoding) ２０２は、エンコーダ１０1 ，１０2 の可変長符号化部１２０と逆の処理を行い、バッファ部２００から入力された圧縮映像データを可変長復号して復号データを生成し、逆量子化部２０４に対して出力する。また、可変長復号部２０２は、圧縮映像データから動きベクトルを分離して、動き補償部２０８に対して出力する。
逆ＤＣＴ部２０６は、逆量子化部２０４から入力される復号データを逆ＤＣＴ処理して映像データ（伸長映像データ）を生成し、動き補償部２０８およびスイッチ部２１０の入力端子ａに対して出力する。
【００４３】
動き補償部２０８は、ピクチャータイプ制御部２２２からの制御、および、可変長復号部２０２から入力される動きベクトルに基づいて、逆ＤＣＴ部２０６から入力される伸長映像データを動き補償処理し、スイッチ部２１０の入力端子ｂに対して出力する。
スイッチ部２１０は、ピクチャータイプ制御部２２２の制御に従って、逆ＤＣＴ部２０６がＩピクチャーの圧縮映像データを逆ＤＣＴ処理した場合には、入力端子ａに入力される伸長映像データを選択し、逆ＤＣＴ部２０６がＰピクチャーまたはＢピクチャーの圧縮映像データを逆ＤＣＴ処理した場合には、入力端子ｂに入力される伸長映像データを選択して、画像並び替え部２１２に対して出力する。
【００４４】
画像並び替え部２１２は、ピクチャータイプ制御部２２２の制御に従ってピクチャー並べ替え部１００と逆の処理を行い、スイッチ部２１０から入力される伸長映像データのピクチャーの順番を、エンコーダ１０1 ，１０2 に入力される映像データのピクチャーと同じ順番に並び替えてビデオインデックス多重化部２１４に対して出力する。
ビデオインデックス多重化部２１４は、画像並び替え部２１２から入力される伸長映像データと、ピクチャータイプ制御部２２２から入力されるビデオインデックスデータとを多重化し、多重化伸長映像データＤＯＵＴを生成して出力する。
【００４５】
記憶装置・伝送装置１８は、記憶装置・伝送装置１６1 ，１６2 と同様に、例えば、ＶＴＲ装置、ＭＯディスク装置等の記録装置、あるいは、通信回線であって、ＣＯＤＥＣ２1 から入力された多重化伸長映像データＤＯＵＴを記録または伝送し、ＣＯＤＥＣ２2 に対して出力する。
【００４６】
以下、図５を参照して、ＣＯＤＥＣ２1 のデコーダ２０1 が伸長復号した映像データを、ＣＯＤＥＣ２2 のエンコーダ１０2 が圧縮符号化する場合を例に、第１の実施形態におけるＣＯＤＥＣシステム１の動作を説明する。
図５は、図１〜図３に示したＣＯＤＥＣシステム１の第１の実施形態における処理内容を示すフローチャート図である。
【００４７】
ステップ１００（Ｓ１００）において、ＣＯＤＥＣシステム１を利用する編集者等（使用者）は、ＣＯＤＥＣ２2 のエンコーダ１０2 のピクチャータイプ制御部１４２に対して、映像データＥＩＮ2 として入力される映像データが、オリジナルの非圧縮映像データ（オリジナルモード）であるか、ビデオインデックスデータを含む多重化伸長映像データ（ダビングモード）であるかの区別を、端末装置（図示せず）を介して手動設定し、ＣＯＤＥＣ２2 のデコーダ２０1 に、伸長復号処理を開始させる。
【００４８】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、エンコーダ１０2 の分離部１４０は、次の１枚のピクチャーからビデオインデックスデータＶＩＤを分離する。
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、エンコーダ１０2 のピクチャータイプ制御部１４２は、分離部１４０から次のピクチャーのビデオインデックスデータＶＩＤが入力されたか否かを判断する。入力されない場合には処理を終了し、有力された場合にはＳ１０６の処理に進む。
【００４９】
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、使用者による設定がダビングモードであるか否かを判断する。ダビングモードである場合にはＳ１１０の処理に進み、ダビングモードでない場合にはＳ１１０の処理に進む。
ステップ１０８（Ｓ１０８）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、エンコーダ１０2 自体の圧縮符号化方式（フリーラン状態； free run ）のピクチャータイプシーケンスに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
【００５０】
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、入力されたビデオインデックスデータのピクチャータイプデータを読み込む。
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、読み込んだビデオインデックスデータのピクチャータイプデータに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
【００５１】
なお、ピクチャータイプ制御部２２２は、使用者による設定の代わりに、ビデオインデックスデータに含まれるパリティを用いて、自動的にオリジナルモード／ダビングモードの区別をつけることも可能である。
以下、図６を参照して、図５に示したピクチャータイプ制御部２２２の処理の変形例を説明する。
図６は、ＣＯＤＥＣシステム１（図１〜図３）の第１の実施形態における処理（図５）の変形例を示すフローチャート図である。
【００５２】
この変形例においては、図５に示したＳ１００における使用者による設定作業は不要である。
ステップ２００（Ｓ２００）において、エンコーダ１０2 の分離部１４０は、次の１枚のピクチャーからビデオインデックスデータＶＩＤを分離する。
ステップ２０２（Ｓ２０２）において、エンコーダ１０2 のピクチャータイプ制御部１４２は、分離部１４０から次のピクチャーのビデオインデックスデータＶＩＤが入力されたか否かを判断する。入力されない場合には処理を終了し、有力された場合にはＳ１０６の処理に進む。
【００５３】
ステップ２０４（Ｓ２０４）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、入力されたビデオインデックスデータのピクチャータイプデータを読み込む。
ステップ２０６（Ｓ２０６）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、ビデオインデックスデータのパリティ〔図４（Ｃ）〕を用いてビデオインデックスデータの誤り検出を行うことによりその正当性を検証し、ビデオインデックスデータが正しい場合にはＳ２０８の処理に進み、正しくない場合にはＳ２１０の処理に進む。
【００５４】
ステップ２０８（Ｓ２０８）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、読み込んだビデオインデックスデータのピクチャータイプデータに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
ステップ２１０（Ｓ２１０）において、ピクチャータイプ制御部２２２は、エンコーダ１０2 自体の圧縮符号化方式のピクチャータイプシーケンスに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
【００５５】
第２実施形態
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。
第１の実施形態において、図６に示したように、パリティ〔図４（Ｃ）〕を用いてビデオインデックスデータの正当性を検証する処理を行う方法を採ることにより、エンコーダ１０1 ，１０2 は、自動的にオリジナルモード／ダビングモードに応じた圧縮符号化処理をすることができる。
【００５６】
しかしながら、オリジナルの非圧縮映像データ（あるいはビデオインデックスデータを含まない伸長映像データ）のビデオインデックスデータの位置のデータがランダムであっても、偶然に誤りパリティチェックによりビデオインデックスデータが正しいと判断される可能性がある。例えば、図４（Ｃ）に示したように、パリティとして１バイトのデータを用いると、この可能性を十分に小さくすることができず、数秒〜数分ごとに一度の割合でランダムデータが正しいビデオインデックスデータであると判断される危険性がある。
【００５７】
このような危険を回避するために、例えば、ＩピクチャーおよびＢピクチャーの２フレーム構成のＧＯＰで圧縮符号化を行うＣＯＤＥＣにおいては、コンポジット信号のサブキャリア位相を管理することにより、後段のＣＯＤＥＣと前段のＣＯＤＥＣのＧＯＰ位相を合わせる方法が考えられる。つまり、この方式は、カラーフレーム位相がＮＴＳＣ方式では２フレーム周期であり、ＰＡＬ方式では４フレーム周期であることを利用して、例えばカラーフレームパルス（以下ＣＦパルス）が論理値１のときには、ピクチャータイプをＩピクチャーに決定して圧縮符号化を行うといったように、ＧＯＰ位相を合わせる。
【００５８】
しかし、このような方法は、２フレーム構成のＧＯＰで圧縮符号化を行う圧縮符号化方式以外には適用できない。また、コンポーネント信号を扱うディジタルＶＴＲ装置においては、通常、ＣＦパルスの位相を管理する必要がないために、ＣＦパルスの位相が正しくない場合がある。このような場合に、ＣＦパルスを用いてＧＯＰの位相を合わせると、エンコーダが誤動作してしまう。
第２の実施形態は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ＣＯＤＥＣシステム１におけるエンコーダ１０1 ，１０2 のピクチャータイプ制御部１４２（図２）の処理内容を変更して、映像データから分離したビデオインデックスデータの正当性の検証を確実に行い、前段のＣＯＤＥＣと後段のＣＯＤＥＣとのＧＯＰ位相を合わせた圧縮符号化を可能とし、ダビング時の映像の品質向上を実現することを目的とする。
【００５９】
第２の実施形態におけるピクチャータイプ制御部１４２の処理は、正しいと検証されたビデオインデックスデータにおいては、ピクチャータイプデータ〔図４（Ｃ）〕だけでなく、その他のエンコード条件に関するデータ（Ｍ，Ｎ、量子化ステップの種別およびフレームナンバーデータ等）も正しいと考えられることに着目しており、全てのビデオインデックスデータに含まれるデータが、ＧＯＰ位相から想定されているパターンと一致している場合にのみ、そのビデオインデックスデータが正しいと判断し、ピクチャタイプデータおよびその他のエンコード条件に関するデータも正しいと判断して、このピクチャータイプデータに基づいて圧縮符号化処理を行うアルゴリズムを採用する。
【００６０】
以下、図７を参照して、第２の実施形態におけるＣＯＤＥＣシステム１の動作を説明する。
図７は、図１〜図３に示したＣＯＤＥＣシステム１の第２の実施形態における処理内容を示すフローチャート図である。
ステップ３００（Ｓ３００）において、エンコーダ１０2 の分離部１４０は、次の１枚のピクチャーからビデオインデックスデータＶＩＤ（またはオリジナルの非圧縮映像データのランダムデータ等）を分離する。
ステップ３０２（Ｓ３０２）において、エンコーダ１０2 のピクチャータイプ制御部１４２は、分離部１４０から次のピクチャーのビデオインデックスデータＶＩＤが入力されたか否かを判断する。入力されない場合には処理を終了し、有力された場合にはＳ３０４の処理に進む。
【００６１】
ステップ３０４（Ｓ３０４）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、入力されたビデオインデックスデータＶＩＤのピクチャータイプデータ〔図４（Ｃ）；ＩＰＢ〕、フレームナンバー（frame no.)、その他の必要なデータ（量子化値の種別等）およびパリティ(CRCC)の全てを読み込む。
【００６２】
ステップ３０６（Ｓ３０６）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、パリティを用いて読み込んだピクチャータイプデータおよびフレームナンバーの誤り検出を行い、誤りを検出しない（エンコーダ１０2 に入力された映像データＥＩＮ2 が多重化伸長映像データである）場合にはＳ３０８の処理に進み、検出した（エンコーダ１０2 に入力された映像データＥＩＮ2 がビデオインデックスデータを含まない伸長映像データ、または、オリジナルの非圧縮映像データである）場合にはＳ３１２の処理に進む。
【００６３】
ステップ３０８（Ｓ３０８）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、ビデオインデックスデータのエンコーダの設定条件中、ピクチャーごとに変化しない部分〔Ｎ，Ｍおよび量子化値の種別（M-Type) 等〕と、その時にエンコーダ１０2 が用いているエンコードの設定条件の対応する部分とを全て照合し、これらが一致するか否かを判断する。一致する場合にはＳ３１０の処理に進み、一致しない場合にはＳ３１２の処理に進む。
【００６４】
ステップ３１０（Ｓ３１０）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、ピクチャータイプシーケンスのＭ，Ｎ等のデータとに基づいてピクチャータイプシーケンスを再生し、再生したピクチャータイプシーケンスから期待されるＧＯＰの位相〔ピクチャータイプおよびＧＯＰにおける順番（フレームナンバー）〕と、ビデオインデックスデータのピクチャータイプデータおよびフレームナンバーデータとを照合し、これらが一致しているか否かを判断する。
【００６５】
つまり、例えば、エンコーダ１０2 のピクチャータイプ制御部１４２が、エンコーダ１０1 が、１つにＧＯＰに２枚のピクチャー（Ｂ，Ｉ）がこの順番で含まれると判断した（ビデオインデックスデータにおいてＭ＝２，Ｎ＝２）場合、表示順のＧＯＰの１枚目および２枚目はそれぞれＢピクチャー，Ｉピクチャであるはずである。
従って、フレームナンバーデータの値が１であり、かつ、ピクチャータイプデータがＢピクチャーを示す場合、および、フレームナンバーデータの値が２であり、かつ、ピクチャータイプデータがＩピクチャーを示す場合にのみ、ビデオインデックスデータの内容が正しいと検証でき、その他の場合にはビデオインデックスデータの内容が正しくないと検証することができる。
【００６６】
また、例えば、ピクチャータイプシーケンスに含まれるＮ＝１５，Ｍ＝３である場合には、ピクチャータイプ制御部１４２は、エンコーダ１０1 が１つのＧＯＰに１５枚のピクチャー（ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢ）がこの順番で含まれると判断することができ、フレームナンバーデータの値が２であり、かつ、ピクチャータイプデータがＢピクチャーを示す場合には、ビデオインデックスデータが正しいと検証することができる。
【００６７】
ステップ３１２（Ｓ３１２）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、エンコーダ１０2 自体の圧縮符号化方式（フリーラン状態； free run ）のピクチャータイプシーケンスに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
ステップ３１４（Ｓ３１４）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、読み込んだビデオインデックスデータのピクチャータイプデータに従って次のピクチャーのピクチャータイプを決定し、各構成部分を制御して圧縮符号化処理を行わせる。
【００６８】
以下、図８を参照して、第２の実施形態におけるＣＯＤＥＣシステム１の動作を変形し、さらに、ビデオインデックスデータの検証の誤りを少なくした変形例を説明する。
例えば、１つのＧＯＰが、それぞれ１枚のＩピクチャーおよびＢピクチャーから構成され、Ｉ，ＢまたはＢ，Ｉというピクチャータイプシーケンスしか現れないはずのピクチャータイプデータが、２枚のＢピクチャーが連続するピクチャータイプシーケンス（Ｂ，Ｂ）を示した場合、このパターンのみを以てピクチャータイプシーケンス（Ｂ，Ｂ）を正しいと検証することは難しい。
【００６９】
このような事象が生じることを予定し、さらにビデオインデックスデータの検証誤りを少なくするためには、ピクチャータイプ制御部１４２が１ピクチャー分のビデオインデックスデータに基づいてビデオインデックスデータの正当性を検証するだけでなく、所定の枚数（Ｌ枚）のピクチャーのビデオインデックスデータに基づいて判断する方法が考えられる。
【００７０】
つまり、ピクチャータイプ制御部１４２が、正しいと検証した過去Ｌ枚分のビデオインデックスデータを記憶しておき、過去Ｌ枚分のビデオインデックスデータから推定される次のピクチャーのピクチャータイプと、次のピクチャーのビデオインデックスデータのピクチャータイプデータとを照合し、これらが一致した場合にビデオインデックスデータが正しいと検証して、検証の確実性を向上させる。
【００７１】
図８は、ＣＯＤＥＣシステム１（図１〜図３）の第２の実施形態における処理（図７）の変形例を示すフローチャート図である。なお、この変形例においては、図８に示した各処理の内、図７に示した各処理と同じ処理には同じ符号を付してある。
図８に示すように、この変形例においては、図７に示したＳ３１０の処理およびＳ３１４の処理の間に、Ｓ４００，Ｓ４０２の処理が挿入されている。
【００７２】
ステップ４００（Ｓ４００）の処理において、ピクチャータイプ制御部１４２は、正しいと検証したビデオインデックスデータのピクチャータイプデータおよびフレームナンバーデータを記憶する。
【００７３】
ステップ４０２（Ｓ４０２）において、ピクチャータイプ制御部１４２は、正しいと検証して記憶した過去Ｌ枚分のピクチャーのピクチャータイプデータおよびフレームナンバーデータからピクチャータイプシーケンスを再生し、再生したピクチャータイプシーケンスから期待されるＧＯＰの位相〔ピクチャータイプおよびＧＯＰにおける順番（フレームナンバー）〕と、ビデオインデックスデータから分離したピクチャータイプデータおよびフレームナンバーとを照合し、これらが一致しているか否かを判断する。これらのデータが一致する場合には、ビデオインデックスデータの内容が正しいと検証してＳ３１４の処理に進み、一致しない場合には、ビデオインデックスデータの内容が正しくないと検証してＳ３１２の処理に進む。
【００７４】
なお、処理の内容を簡略化するために、エンコーダ１０1 ，１０2 が、同じ方式（ピクチャータイプシーケンス）で圧縮符号化処理を行う場合のみを想定し、図７に示したＳ３０８の処理において、エンコード条件が一致しない場合に、ビデオインデックスデータの内容が正しくないと検証してもよい。
【００７５】
以上説明したように、第２の実施形態に示したＣＯＤＥＣシステム１の動作によれば、ＣＯＤＥＣ２1 ，２2 の両者が同じピクチャータイプシーケンスでダビング処理を行うことが可能であり、ダビング後の映像の品質が大幅に改善される。
また、第２の実施形態に示したＣＯＤＥＣシステム１の動作によれば、エンコーダ１０1 ，１０2 に、ピクチャタイプデータがブランキングされた映像データ、あるいは、オリジナルの非圧縮映像データ等のビデオインデックスデータとしてランダムデータが含まれる映像データを誤ったピクチャータイプシーケンスで圧縮符号化するといった不具合が生じない。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法によれば、既に圧縮・伸長処理されたことがあり、各ピクチャーの圧縮時のピクチャータイプおよびＧＯＰの構成等を示すビデオインデックスデータが多重化されている伸長映像データを、再度、圧縮符号化する際に、ビデオインデックスデータが正しいか否かを検証し、正しいビデオインデックスデータのみに基づいて、適切なピクチャータイプシーケンスにより圧縮符号化処理を行うことができる。
【００７７】
また、本発明に係る符号化装置、再符号化装置およびそれらの方法によれば、圧縮・伸長処理を経た伸長映像データであるか、一度も圧縮・伸長処理を経ていない非圧縮映像データ、または、正しいビデオインデックスデータが多重化されていない映像データであるかを自動的に判定することができ、入力された映像データが、これらのいずれであるかに応じて、適切な圧縮符号化処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る映像データ圧縮装置が適用されるＣＯＤＥＣシステムの構成を示す図である。
【図２】図１に示したエンコーダの構成を示す図である。
【図３】図１に示したデコーダの構成を示す図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１および図２に示したエンコーダが出力するビデオインデックスデータのデータフォーマットを示す図である。
【図５】図１〜図３に示したＣＯＤＥＣシステムの第１の実施形態における処理内容を示すフローチャート図である。
【図６】ＣＯＤＥＣシステム（図１〜図３）の第１の実施形態における処理（図５）の変形例を示すフローチャート図である。
【図７】図１〜図３に示したＣＯＤＥＣシステムの第２の実施形態における処理内容を示すフローチャート図である。
【図８】ＣＯＤＥＣシステム（図１〜図３）の第２の実施形態における処理（図７）の変形例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１…ＣＯＤＥＣシステム、２1 ，２2 …ＣＯＤＥＣ、１０1 ，１０2 ，１０…エンコーダ、１００…ピクチャー並べ替え部、１０２…走査変換・ブロック化部、１０４…動き検出部、１０６…減算部、１０８…ＤＣＴ処理部、１１０…量子化部、１１２…逆量子化部、１１４…ＩＤＣＴ処理部、１１６…加算部、１１８…動き補償部、１２０…可変長符号化部、１４…ＧＯＰ位相制御部、１６1 ，１６2 ，１８…記憶装置・伝送装置、２０1 ，２０2 ，２０…デコーダ、２００…バッファ部、２０２…可変長復号部、２０４…逆量子化部、２０６…逆ＤＣＴ部、２０８…動き補償部、２１０…スイッチ部、２１２…画像並び替え部、２１４…ビデオインデックス多重化部、２２０…分離部、２２２…ピクチャータイプ制御部。
Claims (5)
- 画像データを符号化する符号化装置であって、
前記画像データを、当該画像データを過去に符号化する際に利用したピクチャータイプデータと、ＧＯＰ内におけるピクチャーの順番を示すフレームナンバーと、ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）及びＧＯＰにおけるＰピクチャーの間隔（Ｍ）とを含むビデオインデックスデータと共に入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された前記ビデオインデックスデータを検出する検出手段と、
前記Ｐピクチャーの間隔（Ｍ）及び前記ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）の値と現在の符号化条件とを照合することにより、前記ビデオインデックスデータが正しいことを検証する検証手段と、
前記検証手段により前記ビデオインデックスデータが正しいと検証された場合に、前記ビデオインデックスデータに含まれるピクチャータイプデータの示すピクチャータイプで、前記画像データを符号化する符号化手段と
を有する符号化装置。 - 前記ビデオインデックスデータは、量子化ステップの種別を更に含み、
前記検証手段は、量子化ステップの種別と現在の符号化条件とを照合することにより、前記ビデオインデックスデータの内容が正しいことを検証する
請求項１に記載の符号化装置。 - 前記検出手段により検出された過去のビデオインデックスデータを記憶する記憶手段を更に有し、
前記検証手段は、前記記憶手段に記憶された過去所定枚分の前記ビデオインデックスデータに含まれる前記ピクチャー数及び前記Ｐピクチャー間隔から推定される次のピクチャーのピクチャータイプと、次のピクチャーのビデオインデックスデータのピクチャータイプデータとが一致する場合に、前記ビデオインデックスデータの内容が正しいことを検証する、
請求項１に記載の符号化装置。 - 前記ビデオインデックスデータは、前記画像データに多重化されており、
前記検出手段は、前記画像データから前記ビデオインデックスデータを検出する、
請求項１に記載の符号化装置。 - 画像データを符号化する符号化方法であって、
前記画像データを、当該画像データを過去に符号化する際に利用したピクチャータイプデータと、ＧＯＰ内におけるピクチャーの順番を示すフレームナンバーと、ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）及びＧＯＰにおけるＰピクチャーの間隔（Ｍ）とを含むビデオインデックスデータと共に入力する入力工程と、
前記入力手段により入力された前記ビデオインデックスデータを検出する検出工程と、
前記Ｐピクチャーの間隔（Ｍ）及び前記ＧＯＰのピクチャー数（Ｎ）の値と現在の符号化条件とを照合することにより、前記ビデオインデックスデータが正しいことを検証する検証工程と、
前記検証工程により前記ビデオインデックスデータが正しいと検証された場合に、前記ビデオインデックスデータに含まれるピクチャータイプデータの示すピクチャータイプで、前記画像データを符号化する符号化工程と
を有する符号化方法。
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