JP4798124B2 - データ変換方法および映像変換装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、MPEG-2の全てのIピクチャ(Pピクチャに比べて符号量が大きいピクチャ)をそのまま変換することによるMPEG-4変換後の発生符号量増大の抑制するために、MPEG-2のIピクチャからMPEG-4のIピクチャへ変換を制限する手順を備えて、Iピクチャの変換であっても、MPEG-4変換側で適宜Pピクチャ(Iピクチャに比べて符号量が小さいピクチャ)として変換することを特徴とする手法が記載されている。
特許文献2には、変換前後のピクチャにおける動きベクトル情報の相関が似ていることを利用して、MPEG-2の復号に用いた動きベクトル情報をMPEG-4の動きベクトル情報として符号化することを特徴とし、MPEG-4の動きベクトル探索処理を省略することで変換時間を短縮する手法が記載されている。 また、MPEG-4へ変換した映像データを記録媒体へ保存せずに、常に直接インターネット等の配信回線へ送出することで、システム側で変換後のデータ持たない特徴とする映像配信システムもある(例えば、特許文献3参照)。
本発明の映像変換装置は、MPEG-2映像ファイルを保存しておくための記録媒体であるMPEG-2入力部と、MPEG-2映像を元の映像信号に復号化するためのMPEG-2デコーダ部と、一旦元に戻された映像信号をMPEG-4映像に符号化するためのMPEG-4エンコーダ部と、MPEG-2デコーダにより復号された各ピクチャのストリーム上の位置と、第1段階の変換で復号化せずにスキップしたピクチャのビットストリーム上の位置と、動きベクトル平均値などを抽出するための動きベクトル検査部と、これらの情報を一つにまとめ、ファイルとして保存される変換プロファイルと、第2段階の変換において、変換プロファイルの情報に基づいて、第1段階の変換で復号化をスキップされたピクチャ部分への移動を制御するためのフレームスキップ部と、第1段階の変換で作成されたMPEG-4映像ファイルを読み出し、第2段階の変換時にMPEG-4エンコーダ部から出力されるMPEG-4映像とを連結して、再びMPEG-4映像ファイルとして出力するためのマージ制御部と、MPEG-4エンコーダ部またはマージ制御部から出力されるMPEG-4映像を保存しておくための記録媒体であるMPEG-4出力部と、ユーザが変換対象とするMPEG-2映像の選択や優先順位、さらに変換の制限時間等を入力するための操作部と、入力されたMPEG-2映像の所在等をファイルとして保存しておくための変換リストと、変換リストに基づいて変換の順番や変換方法を自動的に決定し、その処理順序などファイルとして保存する変換スケジュールと、映像変換装置の動作状態と、変換の進捗状況と、ユーザ入力時のGUI(Graphical User Interface)と、変換中の映像等を適宜表示するためのモニタと、変換の時間を計測するためのタイマと、映像変換装置の各部に接続され適切な制御を実施するための制御部とで構成する。
図2は、本発明の映像変換装置100が実行する変換の種類を示す図である。
変換は、1パスコンバート200、2パスコンバート201、フルコンバート202の3種類がある。1パスコンバート200は、MPEG-2映像のピクチャのうち、Bピクチャを除いたIピクチャとPピクチャだけを変換する。2パスコンバート201は、まず第1段階の変換(以下、1パス目変換と称す)としてIピクチャとPピクチャを変換してMPEG-4映像のビットストリームを作成する。その後、予め設定された変換の制限時間まで余裕がある場合、第2段階の変換(以下、2パス目変換と称す)として、1パス目変換でスキップしたBピクチャを変換し、先に作成されたMPEG-4映像のビットストリームと結合する。フルコンバート202は、Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの全てを取得した順序で変換する。例えば、本映像変換装置100では、1パスコンバートはmode1、2パスコンバートはmode2、フルコンバートはmode3というコードを用いて変換モードを指定する。
各変換モードは、ユーザが任意に設定できる。標準的な設定方法としては、変換後も映像品質を高品位に保ちたいものにはmode3(フルコンバート202)を設定し、特に映像品質を考慮しなくてもよいものにはmode1(1パスコンバート200)を設定する。フルコンバート202よりも優先度は低くても良いが、変換時間に余裕があれば映像品質を高品位に保つ変換を行いたいものにはmode2(2パスコンバート201)設定する。
具体的には、複数のMPEG-2映像が2パスコンバートの対象となった場合に、ユーザが設定した優先度に基づいて、各々2パス目変換で変換されるBピクチャの数を決定するために使用する。変換するBピクチャの数は、他のMPEG-2映像の優先度との相対関係で決まり、優先度が高い程、2パス目変換で処理するBピクチャの数は多く設定される。2パスコンバートの対象となるMPEG-2映像が1つの場合、優先度は実質的に意味を持たないので、自動的に最も高い優先度に設定される。
フルコンバート202では、ユーザの設定により予め作成される変換スケジュール114に基づいて記録媒体からMPEG-2映像のビットストリームを入力(110)し、MPEG-2デコーダ101でIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの全てを順次復号する。復号された全てのピクチャはMPEG-4エンコーダ102で順次符号化され、記録媒体へMPEG-4映像のビットストリームとして出力(111)する。
映像変換装置100に入力(110)されるMPEG-2映像のI0ピクチャ(300)、B0ピクチャ(301)、B1ピクチャ(302)、P0ピクチャ(303)は、順次MPEG-4映像に変換され、それぞれI0'ピクチャ(308)、B0'ピクチャ(309)、B1'ピクチャ(310)、P0'ピクチャ(311)として出力(111)される。以後に続くB2ピクチャ(304)、B3ピクチャ(305)、P1ピクチャ(306)、B4ピクチャ(307)も同様に順次B2' ピクチャ(312)、B3' ピクチャ(313)、P1' ピクチャ(314)、B4'ピクチャ(315)に変換される。
1パスコンバート200では、ユーザの設定により予め作成される変換スケジュール114に基づいて記録媒体からMPEG-2映像のビットストリームを入力(110)し、MPEG-2デコーダ101でBピクチャを除く、Iピクチャ、Pピクチャのみを順次復号する。復号されたIピクチャおよびPピクチャは、直ちにMPEG-4エンコーダ102で符号化され、記録媒体へMPEG-4映像のビットストリームとして出力(111)する。この時、動きベクトル検査部103は、変換に関する所定の情報(図5と図6を用いて後述)を出力し、変換プロファイル112として記録媒体に保存する。
図11で説明したように、パス制御コード1102は、フルコンバート、1パスコンバート、2パスコンバートの1パス目変換、2パスコンバートの2パス目変換の各動作を区別するために使用される。フルコンバートの時はFULL_CNV、1パスコンバートの時はSINGLE_PASS、2パスコンバートの1パス目変換の時はDUAL_PASS1、2パスコンバートの2パス目変換の時はDUAL_PASS2をそれぞれ設定する。
同図の例では、変換スケジュールID1500はCNV_SCDL_001、参照する変換リストID(1501)はCNV_LIST_001、変換ステップ数は6ステップであることを表している。変換スケジュール1102と、パス制御コード1103の各パラメータは、それぞれのステップにより関連付けされて表される。例えば、第1ステップ(step1)で実行される変換を示す識別IDはFile_ID3(1503)、同ステップに対応するパス制御コード1103はFULL_CNV(1509)であることを表している。以下、第2ステップ(step2)から第6ステップ(step6)においても同様である。2パス目変換のBピクチャ変換数1104は、パス制御コード1103がDUAL_PASS2、即ち2パスコンバートの2パス目変換の場合のみに設定される。同図の例では、第5ステップ変換時のBピクチャ変換数は400フレーム、第6ステップ変換時のBピクチャ変換数は500フレームであることを表している。
ここでは、図15で説明した変換スケジュール114-2の内容を例とした変換ステップのフローチャートを示す。変換スケジュールに基づく動作は、変換を開始1600すると、第1ステップとしてFile_ID3のフルコンバート実行(1601)、第2ステップとしてFile_ID1に対する2パスコンバートの1パス目変換実行(1602)、第3ステップとしてFile_ID2に対する2パスコンバートの1パス目変換実行(1603)、第4ステップとしてFile_ID4の1パスコンバート実行(1604)の順で行われる。さらに続いて、第5ステップとしてFile_ID1の2パスコンバートの2パス目変換実行(1606)、第6ステップとしてFile_ID2の2パスコンバートの2パス目変換実行(1607)を行い、変換を終了する。
図17(a)は、上記接続関係の一例を示す図である。
同図は、映像変換装置100と、別に用意される記録媒体1700を接続し、この中にMPEG-2映像ファイル110、MPEG-4映像ファイル111、変換リスト113、変換スケジュール114、変換プロファイル112を格納した例である。記録媒体1700は、これらを格納できるメディアであれば何でもよく、例えば、HDD、DVD-RAM、DRAM、フラッシュメモリ等でも良い。また、記録媒体1700を複数台用意して、映像変換装置100と接続する構成としても良い。
映像変換は、まずユーザ操作により変換対象となるMPEG-2映像ファイルの設定(1800)と、変換全体の制限時間が設定(1801)される。続いて、ユーザ設定の内容に基づいて変換リスト113と変換スケジュール114が自動的に出力(1802,1803)される。この変換リスト113と変換スケジュール114の内容に基づいて、映像変換が実行(1804)される。また、映像変換実行中には、変換プロファイル112が自動的に出力される。
変換スケジュール114の実行ステップは、まず変換リスト113を参照して変換制限時間(以下、Ltimeと称する)を読み込み(1900)、変換リストに設定されている変換モードをmode1とmode3に限定して適用すると仮定して合計変換時間を予測(以下、Ptimeと称する)する(1901)。つまり、mode2(2パスコンバート)の変換は、暫定的にmode1(1パスコンバート)で変換すると仮定する。変換の予測時間は、入出力映像のビットレート、フレームレート、フレーム符号化ビット量等を参考にして算出する。ここで、LtimeとPtimeを比較する。LtimeよりもPtimeが長い場合(1902)は、全ての変換ステップが変換制限時間内に終了しない可能性があるため、ユーザに設定内容の再設定を促す(1908)。再設定を行う場合は、変換リストまたは変換制限時間を再設定し(1909)、処理ステップ1900に戻る。再設定をしない場合は、エラーである旨をモニタ109等に出力(1910)して処理を終了する。PtimeがLtimeよりも長くない場合は、続いて、PtimeとLtimeが等しいかを比較する(1903)。両者が等しいときは、2パスコンバートの2パス目変換を実行する時間的余裕が無いと考えられるため、変換モードをmode1とmode3に限定した内容、つまり、mode2(2パスコンバート)の変換をmode1(1パスコンバート)に変更して変換スケジュール114を作成する(1904)。PtimeがLtimeよりも短い場合は、2パスコンバートの2パス目変換を実行する時間的余裕が有ると考えられるため、ユーザが設定した内容に沿ってmode1、mode2、mode3を適用した変換スケジュール114を作成する(1906)。続いて、変換リストの優先度を参照してmode2の2パス目変換時のBピクチャ変換数を生成し(1907)、変換スケジュール114に反映する。優先度は予め設定しておく値を用いるか、又、必要に応じてユーザからの入力を受けることで設定してもよい。Bピクチャ変換数は、変換制限時間から予測変換時間を差し引いた時間(Ltime−Ptime)から処理可能なBピクチャの変換数を算出し、2パス目変換の実行ステップに配分する。以上の手順で作成した変換スケジュール114は、ファイルとして記録媒体に出力する(1905)。
まず、変換制限時間(以下、Ltimeと称する)を読み込み(2000)、タイマにより変換時間カウント(以下、Ctimeと称する)を開始する(2001)。続いて、変換スケジュール114を読み出し(2002)、各変換ステップの変換モードに従って処理が分岐する。
同図は、インターネットや無線等の外部公衆網2105と接続された映像配信サーバ2100に、複数台の映像変換装置(2101〜2103)とMPEG-2映像およびMPEG-4映像を記録するための映像記憶装置2104が接続されている構成例である。映像配信サーバ2100は、映像変換装置(2101〜2103)の変換時間や変換能力に応じて、変換スケジュールを適宜割り当てる。また、変換を行うMPEG-2映像と、変換後のMPEG-4映像は、いずれも映像配信サーバ2100を介して、映像変換装置(2101〜2103)と映像記憶装置2104との間で送受信が行われる。
同図は、映像配信サーバ2100に、映像変換装置2201と、TV放送局から発信されたBSディジタル放送等の番組を受信するためのTV受信機と、受信したTV番組および映像変換装置2201で変換したMPEG-4映像を記録するための映像記憶装置2201と、インターネット等の外部公衆網2204と、携帯電話などへ発信するための無線送信機2205が接続された構成例である。この例では、受信した複数のTV番組を映像記憶装置2201に蓄積しておき、映像変換装置2201でまとめてMPEG-4映像に変換することができる。変換されたMPEG-4映像は、映像配信サーバによりインターネット等の外部公衆網2204を経由して配信することで、PC(Personal Computer)やPDA等の視聴端末で視聴することが可能になる。また、映像配信サーバから無線送信機2205および無線中継機(2206,2207)を経由することで、携帯電話、PHS(Personal Handyphone System)、自動車電話、無線LANに接続された端末等で視聴することが可能になる。また、別の実施例として、映像変換装置100に直接PDAや携帯電話を接続して変換映像を再生しても良い。さらに、映像変換装置100にフラッシュメモリなどの記録媒体へ変換映像を書き込むためのデータ記録装置を接続し、そのデータ記録装置を使用して作成した書き込み済みの記録媒体をPDAや携帯電話に装着して変換映像を再生しても良い。
ベクトル検査部、104…フレームスキップ制御部、105…マージ制御部、106…制
御部、107…操作部、108…タイマ、109…モニタ、110…MPEG-2入力、111…MPEG-
4出力、112…変換プロファイル、113…変換リスト、114…変換スケジュール。
Claims (10)
- 複数種類のピクチャで構成される第1の符号化データを第2の符号化データに変換するデータ変換方法であって、
上記第1の符号化データを取得するステップと、
再符号化のモードを選択するステップと、
上記第1の符号化データを復号化し、上記選択された再符号化のモードで第2の符号化データに変換してデータストリームを生成するステップと、を有し、
上記再符号化のモードは、第1のモードと、第2のモードと、第3のモードを有し、
上記第1のモードは、
上記第1の符号化データにおける上記複数の種類のピクチャのうち、復号時に他のフレームから参照されるフレームである第1の種類のピクチャを抽出して復号し、再符号化する第1の符号化ステップで、データストリームを作成するモードであり、
上記第2のモードは、
上記第1の符号化ステップと、復号時に他のフレームから参照されないフレームである第2の種類のピクチャを復号し、再符号化する第2の符号化ステップと、上記再符号化された第2の種類のピクチャを上記第1の符号化ステップで再符号化された第1の種類のピクチャのデータに挿入するステップと、でデータストリームを作成するモードであり、
上記第3のモードは、
上記第1の符号化データの順序で復号し、再符号化する第3の符号化ステップでデータストリームを作成するモードであることを特徴とするデータ変換方法。 - 複数種類のピクチャで構成される第1の符号化データを第2の符号化データに変換するデータ変換方法であって、
上記第1の符号化データを取得するステップと、
再符号化のモードを選択するステップと、
上記第1の符号化データを復号化し、上記選択された再符号化のモードで第2の符号化データに変換してデータストリームを生成するステップと、を有し、
上記再符号化のモードは、第1のモードと、第2のモードと、第3のモードを有し、
上記第1のモードは、
上記第1の符号化データにおける上記複数の種類のピクチャのうち、復号時に他のフレームから参照されるフレームである第1の種類のピクチャを抽出して復号し、再符号化する第1の符号化ステップで、データストリームを作成するモードであり、
上記第2のモードは、
上記第1の符号化ステップと、
復号時に他のフレームから参照されないフレームである第2の種類のピクチャを復号し、再符号化する第2の符号化ステップと、
上記再符号化された第2の種類のピクチャを上記第1の符号化ステップで再符号化された第1の種類のピクチャのデータに挿入するステップとでデータストリームを作成するモードであり、
上記第3のモードは、
上記種類毎の抽出を行わずに、再符号化する第3の符号化ステップでデータストリームを作成するモードであることを特徴とするデータ変換方法。 - 請求項1または2において、
上記モードの選択は、第1の符号化データのファイル毎になされることを特徴とするデータ変換方法。 - 請求項1または2において、
上記第2のモードは、上記第2の種類のピクチャの一部のみを符号化することを特徴とするデータ変換方法。 - 請求項4において、
上記第2のモードで符号化される第2の種類のピクチャは、上記第2のモードで符号化されない第2の種類のピクチャよりも、大きな動きベクトルを備えたピクチャであること
を特徴とするデータ変換方法。 - 複数種類のピクチャで構成される第1の符号化データを第2の符号化データに変換する映像変換装置であって、
上記第1の符号化データを取得する符号化データ取得部と、
再符号化のモードを選択する再符号化モード選択部と、
上記第1の符号化データを復号化し、上記選択された再符号化のモードで第2の符号化データに変換してデータストリームを生成するデータストリーム生成部と、を有し、
上記再符号化のモードは、第1のモードと、第2のモードと、第3のモードを有し、
上記第1のモードは、
上記第1の符号化データにおける上記複数の種類のピクチャのうち、復号時に他のフレームから参照されるフレームである第1の種類のピクチャを抽出して復号し、再符号化する第1の符号化ステップで、データストリームを作成するモードであり、
上記第2のモードは、
上記第1の符号化ステップと、
復号時に他のフレームから参照されないフレームである第2の種類のピクチャを復号し、再符号化する第2の符号化ステップと、
上記再符号化された第2の種類のピクチャを上記第1の符号化ステップで再符号化された第1の種類のピクチャのデータに挿入するステップとでデータストリームを作成するモードであり、
上記第3のモードは、
上記第1の符号化データの順序で復号し、再符号化する第3の符号化ステップでデータストリームを作成するモードであることを特徴とする映像変換装置。 - 複数種類のピクチャで構成される第1の符号化データを第2の符号化データに変換する映像変換装置であって、
上記第1の符号化データを取得する符号化データ取得部と、
再符号化のモードを選択する再符号化モード選択部と、
上記第1の符号化データを復号化し、上記選択された再符号化のモードで第2の符号化データに変換してデータストリームを生成するデータストリーム生成部と、を有し、
上記再符号化のモードは、第1のモードと、第2のモードと、第3のモードを有し、
上記第1のモードは、
上記第1の符号化データにおける上記複数の種類のピクチャのうち、復号時に他のフレームから参照されるフレームである第1の種類のピクチャを抽出して復号し、再符号化する第1の符号化ステップで、データストリームを作成するモードであり、
上記第2のモードは、
上記第1の符号化ステップと、
復号時に他のフレームから参照されないフレームである第2の種類のピクチャを復号し、再符号化する第2の符号化ステップと、
上記再符号化された第2の種類のピクチャを上記第1の符号化ステップで再符号化された第1の種類のピクチャのデータに挿入するステップとでデータストリームを作成するモードであり、
上記第3のモードは、
上記種類毎の抽出を行わずに、再符号化する第3の符号化ステップでデータストリームを作成するモードであることを特徴とする映像変換装置。 - 請求項6または7において、
上記モードの選択は、第1の符号化データのファイル毎になされることを特徴とする映像変換装置。 - 請求項6または7において、
上記第2のモードは、上記第2の種類のピクチャの一部のみを符号化することを特徴とする映像変換装置。 - 請求項9において、
上記第2のモードで符号化される第2の種類のピクチャは、上記第2のモードで符号化されない第2の種類のピクチャよりも、大きな動きベクトルを備えたピクチャであることを特徴とする映像変換装置。
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