JP4289055B2 - Transcoder and recording / reproducing apparatus using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストリームの圧縮符号化方式を変換するトランスコーダ、及びこれを用いた記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像情報をディジタル化し、MPEGビデオ圧縮技術により圧縮符号化して蓄積媒体に記録したり、通信媒体を介して伝送する技術が多様な機器で用いられている。例えば、MPEG−2Video(ISO/IEC13818−2)方式を用いたDVD記録再生装置や、MPEG−4Video(ISO/IEC14496−2)方式を用いた携帯端末間の通信などが適用例として挙げられる。このように用途に応じて圧縮方式が異なってきた結果、各機器においては、異なる圧縮符号化方式間でデータを変換するトランスコード技術への要求度が高まっている。例えば特許文献1には、MPEG−2からMPEG−4へトランスコードする技術が開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−92497号公報
【0004】
特許文献1では、MPEGビデオストリームを一度復号し、これを再び別のMPEGビデオの圧縮符号化方式を用いて符号化することで、MPEGビデオストリーム間のトランスコードを実現している。このとき、MPEGの復号画像を表示順ではなく符号化順に一旦復号画像を生成し、他方のMPEGビデオに変換することでトランスコード時の処理遅延を短縮する方法がとられている。一般的にトランスコード装置を実現する場合、上記復号部はMPEGビデオストリームを復号しビデオ信号として出力する復号装置と同様の構成をもつことが多く、上記ビデオ信号を各フレーム毎に外部同期信号に合わせて出力し、これを再びエンコード装置を用いて符号化することが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1の技術ではトランスコードの処理遅延は短縮されるが、トランスコードの処理時間が大幅に短縮されることはない。すなわち、復号回路を基本としてトランスコードを行う際、トランスコードのためには入力ストリームを復号してビデオ出力するのと同等の時間が必要とされ、大量のストリームをトランスコードするには、ユーザは長時間待つ必要があった。本発明の目的は、上記状況を鑑みてトランスコード時間を短縮し、トランスコーダの使い勝手を向上させることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の装置では、第1ストリームを復号して外部機器で表示するレートに同期して復号画像を出力する第1の動作モードと、表示レートに同期せずに高速にトランスコード処理する第2の動作モードを持つ。さらに第2の動作モードでは、トランスコーダの進行状況を表示するGUIを持つ。さらに第2の動作モード中にトランスコード途中の画像を間引いて表示する機能を持つ。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明によるトランスコーダを含むビデオ記録再生装置の第1の実施の形態を示すブロック図である。この装置は、撮像信号を蓄積メディアにMPEG2ビデオストリームとして記録し、蓄積メディアからストリームを再生して出力するビデオ記録再生装置の例である。本ビデオ記録再生装置は、再生したMPEG2ストリームを復号して出力する機能とともに、再生したMPEG2ビデオストリームをMPEG4ビデオストリームに変換し外部に出力する機能を備える。以下図面に従って説明する。
【0008】
撮像信号をメディア100に記録する場合、ユーザIF109より記録指示が出され、これを受けてMPEG2ストリーム生成部300において、レンズ部301、信号処理回路302を制御して、撮像したアナログ信号をデジタルビデオ信号に変換する。さらに該デジタルビデオ信号は、MPEG2エンコーダ303においてエンコードされMPEG2ビデオストリームが生成される。MPEG2ビデオストリームは、図示されていないAudioの情報、あるいはビデオストリームの管理用データとともに、メディアIF(記録再生回路)101を介して蓄積メディア100に記録される。
【0009】
ユーザIF109によって再生指示された場合、メディア100に記録されたMPEG2ビデオストリームは、所定のストリーム部分がメディア100より再生される。再生されたビデオストリームは、メディアIF101を介してMPEG2/4トランスコーダ200に送られる。トランスコーダ200内のMPEG2デコーダ201では、MPEG2ビデオストリームを復号化し、デジタルビデオ信号の画素値のデータが生成される。各画素データは外部の表示機器で表示するための同期信号に同期して表示回路104によって読み出され、端子105に接続されたディスプレイ機器に出力される。
【0010】
図2は上記デコード動作と表示フレームの関係について示した図である。ここでは、MPEG2ストリームは801〜806に示すように、各フレームごとの情報が他のフレームとの動き補償の方式に応じてI、P、Bピクチャと呼ばれるピクチャ種別に分けてエンコードされている。MPEG規格では、Iピクチャは他のフレームの情報を用いずに、自ピクチャ内の情報を用いてエンコードされるピクチャ、Pピクチャは、自ピクチャよりも表示順で古いピクチャの情報を参照し、動き補償を行うことでエンコードされるピクチャ、Bピクチャは、表示順で自ピクチャよりも前のIもしくはPピクチャと、表示順で後のIもしくはPピクチャの情報を参照し、動き補償を行うことでエンコードされるピクチャと定義されている。
【0011】
図2の例では、Bピクチャ802と803は表示順では後になるIピクチャ801の情報を参照しているため、Iピクチャ801はBピクチャ802と803よりも早い順序で符号化されており、デコードの順序もデコード中フレームの行に示すように、Iピクチャ801が802、803より先になる。デコード後の画像は、元の表示順に戻されて表示するため、デコード後表示タイミングの行に示すようなフレーム順に並び替えされて812、813、814、815、817という順序で表示される。このとき、例えばNTSCのインタレースディスプレイ機器に画像を表示する場合、各ピクチャ画像がフレーム画像である場合、各フレームの情報は2フィールド分の信号に相当し、各フィールドの垂直同期信号に同期して所定の有効画素領域期間中に画素データが読み出され表示回路104より出力される。上記のように外部ディスプレイに出力するためには、デコードされた画像801〜806は、一旦図1のフレームメモリ202に格納され、表示されるまで保持される。保持するために必要なフレームメモリがオーバーフローしないように、表示スピードに対してデコードスピードが平均的に同レートになるように制御してデコードを行う。図2の場合、デコードと表示のタイミングはずれているが、両者ともに垂直同期期間に同期して各フレーム毎に1フレームのレートで処理を行うため、固定的に数フレーム分のフレームメモリ202を持つことで処理を行うことが可能である。
【0012】
次に、MPEG2ストリームをMPEG4ストリームに変換する場合について説明する。図1のブロック図で、MPEG4エンコーダ203は、MPEG2デコーダ201より復号された画像データを入力とし、これを改めてMPEG4のストリームとして再エンコードすることで、MPEG2からMPEG4に変換(トランスコード)する。変換されたMPEG4ビデオストリームは、端子103より外部に出力され、例えば図示していない外部の通信IFによってネットワークに出力されたり、別の蓄積メディアに記録される。MPEG4エンコードにおいても、MPEG2と同様に各入力画像のフレームをI,P,Bピクチャのいずれかとしてエンコードする。
【0013】
図3は、図1におけるMPEG2からMPEG4へトランスコードする際の動作タイミングを示す。本実施形態では、トランスコード中の画像は外部の表示機器に表示しないため、図2のように、外部の表示レートと同レートでデコードを進める必要がない。したがって、ハードウェアのスペックが許容する範囲内の最速のスピードで各フレームのデコードを行う。各フレームのデコードに必要とされる時間は、各フレームの符号量、動き補償処理の複雑度などに応じて変化し、図3の901〜906のように可変になる。一般的にハードウェア、ソフトウェアの処理能力の向上によって、各フレームの表示期間に必要される時間(2フィールド期間)に比べて、1フレームのMPEG2デコードは早く処理することが可能であり、通常復号時よりも高速にデコード画像を生成することが可能である。また、蓄積メディア100からの読み出し可能なビットレートもMPEG2のビデオストリームのビットレートに比べて十分速く、デコード処理を高速処理を行う場合でも、それに見合ったビットレートでストリームをメディアIF109を介して供給することが可能である。一方、MPEG4のエンコードはMPEG2の各フレームのデコードが終了したタイミング(図3の701〜706)でそのフレームのMPEG2デコード画像を入力として、MPEG4エンコードを行う。MPEG4エンコードの各フレーム911〜916も同様にハードウェアの処理能力が許容する限り高速に処理し、次のフレームのエンコードが終了したら、デコード開始時間701〜706まで次の処理開始を待つ。
【0014】
本実施例では、各フレームのエンコード処理がMPEG4の方がMPEG2より短い例を示しているが、MPEG2のフレーム処理の方が短い場合はMPEG2側が対応するMPEG4のフレーム処理の終了を待って次のフレーム処理を行うようにしても良い。例えば、904と913のフレーム対応の場合で、もし913の処理時間エンコード時間の方が長い場合、913の終了を待って905の処理開始を行うように704のタイミングを調整する。上記のようにトランスコードした場合、各フレームを外部表示機器に同期させて出力させていないため通常のMPEG2復号、再生時処理に比べて高速にトランスコードすることができる。また、図3のように各フレームごとにデコードとエンコードの処理開始タイミングを一致させずにMPEG2とMPEG4が全く異なる開始タイミングを持ち、フレームメモリがオーバーフローしそうなときには、MPEG2エンコードをとめ、フレームメモリがアンダーフローしそうなときには、MPEG4エンコード処理をさせる方法でも実現できる。
【0015】
また、トランスコード期間中、例えば図4のように表示回路104にOSD処理を行わせ、トランスコードの進行状況をユーザ知らせることで、待ち時間を予測させる。以上のように、ユーザIF109より指示されて通常のMPEG2復号再生処理とMPEG4へのトランスコード処理が変更されたとき、状況に応じて適応的にMPEG2の復号処理レートを変更する機能を持つことで、双方の動きを破綻なく実現する。
【0016】
図5は、本発明による第2の実施の形態である。本実施形態は第1の実施形態と同様の構成を持ち、トランスコードの処理も同様に行われるが、MPEG2からMPEG4へのトランスコード中の画像を一部サンプリングして表示する機能を有する。例えば、MPEG2デコーダ201でデコードされたMPEG2ビデオフレームを一枚だけ保持して出力するように、表示回路104を処理させることで、図5の921、927のようにMPEG2のデコード処理の進行中のある特定のフレームを出力することが可能となる。図5では、各Iピクチャがデコードされるごとにこれを表示回路が取り込み、次のIピクチャがデコードされるまで、毎フレーム繰り返し表示を行っている。これにより、ユーザはトランスコードの進行状況の概略を絵柄によってチェックすることができ、トランスコード完了待ちの期間を大まかに予測することができる。また、トランスコード処理は、第1の実施の形態と同様に、特に各フレームのMPEG2デコード処理を外部表示回路のレートに合わせる必要がないため、高速に処理を進めることができる。このような処理は、例えば図1のフレームメモリ202内に図5の921、927のサンプル表示用のフレーム分のMPEG2デコード画像を退避して持っておくような構成で実現できる。
【0017】
図6は本発明による第3の実施の形態である。本実施形態では、第1の実施形態が撮像画像として得られた入力画像をエンコードしていたのに対して、外部の放送信号などを受信して必要なストリームを選択して記録し、その後再生やトランスコードを可能とするビデオ記録再生装置である。ユーザIF109から受信部分400へチャネルの選択信号、受信指示が出されると、入力端子401からは有線あるいは無線ネットワーク経由で得られたMPEG2ストリームが入力される。これは、復調回路402によって復調されて、パケット分離回路403においてパケット分離処理が行われることで所望のチャネル分のMPEG2ストリームが得られる。抽出されたMPEG2ストリームは、メディアIF101を介してHDDや光ディスクなどの蓄積メディア100に記録される。記録後のデータは第1の実施の形態と同様に再生して表示することも可能であり、またMPEG4へのトランスコードも可能となる。
【0018】
上記各実施の形態では、ビデオ信号を対象に説明したが、音声信号や各種データ信号に対しても同様に適用できる。また圧縮符号化方式として、MPEG2とMPEG4の変換処理を前提に説明したが、その他、MPEG1、H.263などの他の圧縮符号化方式を用いた場合も本発明が有効であることは言うまでもない。
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば、トランスコード処理の待ち時間を短縮しユーザの使い勝手を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるビデオ記録再生装置の第1の実施の形態を示すブロック図。
【図2】図1の実施の形態におけるMPEG2デコード処理タイミングを示す図。
【図3】図1の実施の形態におけるMPEG2からMPEG4へのトランスコード処理タイミングを示す図。
【図4】トランスコード中の進行状況のOSD画面を示す図。
【図5】本発明によるビデオ記録再生装置の第2の実施の形態のサンプル画面表示タイミングを示す図。
【図6】本発明によるビデオ記録再生装置の第3の実施の形態を示すブロック図。
【符号の説明】
100…蓄積メディア1、101…メディアIF、103…MPEG4ストリーム出力端子、104…表示回路、105…再生ビデオ出力端子、109…ユーザIF、200…MPEG2/4トランスコーダ、201…MPEG2デコーダ、202…フレームメモリ、203…MPEG4エンコーダ、300…MPEG2ビデオストリーム生成部、301…レンズ部、302…信号処理回路、303…MPEG2エンコーダ、400…放送信号受信部、401…受信端子、402…復調回路、403…パケット分離[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transcoder for converting a stream compression coding system and a recording / reproducing apparatus using the transcoder.
[0002]
[Prior art]
A variety of devices use a technique in which image information is digitized, compressed and encoded by an MPEG video compression technique, and recorded on a storage medium, or transmitted via a communication medium. For example, application examples include a DVD recording / reproducing apparatus using the MPEG-2 Video (ISO / IEC 13818-2) system and communication between portable terminals using the MPEG-4 Video (ISO / IEC 14496-2) system. As described above, as a result of the different compression methods depending on the application, the degree of demand for transcoding technology for converting data between different compression encoding methods is increasing in each device. For example,
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-92497
In
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Although the technique disclosed in
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the apparatus of the present invention has a first operation mode that decodes the first stream and outputs a decoded image in synchronization with the rate displayed on the external device, and high speed without synchronizing with the display rate. Has a second operation mode for transcoding. Further, the second operation mode has a GUI for displaying the progress status of the transcoder. Further, it has a function of thinning and displaying an image in the middle of transcoding during the second operation mode.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a video recording / reproducing apparatus including a transcoder according to the present invention. This apparatus is an example of a video recording / reproducing apparatus that records an imaging signal as an MPEG2 video stream on a storage medium, and reproduces and outputs the stream from the storage medium. This video recording / reproducing apparatus has a function of decoding and outputting the reproduced MPEG2 stream, and a function of converting the reproduced MPEG2 video stream into an MPEG4 video stream and outputting the same to the outside. This will be described with reference to the drawings.
[0008]
When recording an imaging signal on the
[0009]
When a reproduction instruction is given by the user IF 109, a predetermined stream portion of the MPEG2 video stream recorded on the
[0010]
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the decoding operation and the display frame. Here, as shown in 801 to 806, the MPEG2 stream is encoded with information for each frame divided into picture types called I, P, and B pictures according to the motion compensation method with other frames. According to the MPEG standard, an I picture is encoded using information in its own picture without using information of other frames, and a P picture refers to information of a picture that is older in display order than its own picture. The pictures and B pictures that are encoded by the compensation are motion compensated by referring to the information of the I or P picture before the own picture in the display order and the I or P picture after the display order. Defined as a picture to be encoded.
[0011]
In the example of FIG. 2, since the
[0012]
Next, a case where an MPEG2 stream is converted into an MPEG4 stream will be described. In the block diagram of FIG. 1, the
[0013]
FIG. 3 shows the operation timing when transcoding from MPEG2 to MPEG4 in FIG. In this embodiment, since the image in transcoding is not displayed on an external display device, it is not necessary to proceed with decoding at the same rate as the external display rate as shown in FIG. Therefore, each frame is decoded at the fastest speed within the range allowed by the hardware specifications. The time required for decoding each frame varies depending on the code amount of each frame, the complexity of the motion compensation process, etc., and is variable as indicated by
[0014]
In the present embodiment, an example in which the encoding process of each frame is shorter in MPEG4 than in MPEG2 is shown. However, when the frame processing in MPEG2 is shorter, the MPEG2 side waits for the end of the corresponding frame processing in MPEG4 and waits for the next. Frame processing may be performed. For example, in the case of 904 and 913 frames, if the processing time encoding time of 913 is longer, the timing of 704 is adjusted so that the processing of 905 is started after the end of 913. When transcoding is performed as described above, since each frame is not output in synchronization with an external display device, it can be transcoded faster than normal MPEG2 decoding and playback processing. Also, as shown in FIG. 3, when the start timing of decoding and encoding does not coincide with each other for each frame and MPEG2 and MPEG4 have completely different start timings and the frame memory is likely to overflow, the MPEG2 encoding is stopped and the frame memory When an underflow is likely to occur, it can be realized by a method of performing MPEG4 encoding processing.
[0015]
Further, during the transcoding period, for example, as shown in FIG. 4, the
[0016]
FIG. 5 shows a second embodiment according to the present invention. This embodiment has the same configuration as the first embodiment and transcode processing is performed in the same manner, but has a function of sampling and displaying a part of the image in the transcode from MPEG2 to MPEG4. For example, by causing the
[0017]
FIG. 6 shows a third embodiment according to the present invention. In the present embodiment, the input image obtained as the captured image is encoded in the first embodiment, but an external broadcast signal or the like is received, a necessary stream is selected and recorded, and then reproduced. And a video recording / reproducing apparatus that enables transcoding. When a channel selection signal and a reception instruction are issued from the user IF 109 to the receiving
[0018]
In each of the above embodiments, the video signal has been described, but the present invention can be similarly applied to an audio signal and various data signals. The compression encoding method has been described on the premise of conversion processing between MPEG2 and MPEG4. It goes without saying that the present invention is also effective when other compression encoding methods such as H.263 are used.
[0019]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the waiting time of a transcode process can be shortened and a user's usability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a video recording / reproducing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing MPEG2 decoding processing timing in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing transcode processing timing from MPEG2 to MPEG4 in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing an OSD screen of the progress status during transcoding.
FIG. 5 is a diagram showing sample screen display timing of the second embodiment of the video recording / reproducing apparatus according to the present invention;
FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of a video recording / reproducing apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記第1ストリームを復号化する復号化手段と、
復号化された信号を外部機器へ出力する出力手段と、
復号化された信号を符号化して上記第2ストリームを生成する符号化手段と、
上記復号化手段と上記出力手段が、上記第1ストリームを上記外部機器にて表示させるレートに同期して、復号化して出力する第1の動作モードと、上記復号化手段と上記符号化手段が、上記外部機器にて表示させるレートと同期せず、該レートよりも高速に復号化して符号化する第2の動作モードとにより、上記復号化手段と上記出力手段と上記符号化手段とを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするトランスコーダ。In a transcoder that converts a first stream that has been compression-encoded using a first compression-encoding scheme into a second stream that has been compression-encoded using a second compression-encoding scheme,
Decoding means for decoding the first stream;
Output means for outputting the decoded signal to an external device;
Encoding means for encoding the decoded signal to generate the second stream ;
The decoding means and the output means, the first stream in synchronization with the rate to be displayed on the external device, a first operation mode and output the decoded, the decoding means and the encoding means , without synchronizing the rate that makes the display by the external device, by a second operation mode for encoding is decoded faster than the rate control and the decoding means and the output means and the encoding means Control means to
Transcoder, characterized in that it comprises a.
被写体を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの撮像信号を第1の圧縮符号化方式で符号化する第2の符号化手段と、該第2の符号化手段にて生成された第1ストリームを蓄積メディアに記録する記録手段と、該蓄積メディアから上記第1ストリームを再生する再生手段と、を備えることを特徴とする記録再生装置。A recording / reproducing apparatus using the transcoder according to any one of claims 1 to 4,
Imaging means for imaging a subject, second encoding means for encoding an image signal from the imaging means by the first compression encoding method, and a first stream generated by the second encoding means A recording / reproducing apparatus comprising: recording means for recording the data on a storage medium; and reproduction means for reproducing the first stream from the storage medium.
前記第1ストリームを外部から受信する受信手段と、受信した第1ストリームを蓄積メディアに記録する記録手段と、該蓄積メディアから上記第1ストリームを再生する再生手段と、を備えることを特徴とする記録再生装置。A recording / reproducing apparatus using the transcoder according to any one of claims 1 to 4,
And a receiving means for receiving the first stream from outside, a recording means for recording the received first stream on a storage medium, and a playback means for playing back the first stream from the storage medium. Recording / playback device.
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