JPH07111620A

JPH07111620A - 動画像圧縮データ切り換え装置

Info

Publication number: JPH07111620A
Application number: JP25677893A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Mori; 敏昭森; Toshihiko Kurosaki; 敏彦黒崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】フレーム間相関を利用して圧縮符号化された
動画像圧縮データを、１フレーム単位の任意の位置で切
り換えることが可能な切り換え装置を提供する。【構成】端子ａ１の入力から端子ａ２の入力に切り換
える場合、まず切り換え点でスイッチ制御回路３５がス
イッチ３１をｂ１からｂ２に切り換える。エンコーダ３
３は入力された動画像データを、フレーム間相関を利用
して圧縮符号化する。そして、エンコーダ３３が切り換
え前の映像データを出力中にスイッチ３２をｃ１からｃ
０に切り換え、エンコーダ３３が切り換え後の映像デー
タを出力した後に、スイッチ３２をｃ０からｃ２に切り
換える。これにより、切り換え点前後で映像を乱すこと
なく、任意の位置で動画像圧縮データを切り換えること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力された複数のデジ
タル動画像圧縮データを切り換えて出力する動画像圧縮
データ切り換え装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】放送局における送出映像信号の切り換え
や、ビデオ編集を行う際に、動画像切り換え装置が用い
られる。現在、使用される映像信号は通常アナログ信号
であり、フレームあるいはフィールドの境界で出力信号
が切り換えられる。また映像信号として、デジタル信号
が用いられる場合があり、そのデータ量を減少させるた
めに圧縮符号化が行われる。

【０００３】動画像の圧縮符号化について説明する。フ
レームを圧縮符号化するには大きく次の２種類がある。
一つは、他のフレームとの相関性を利用しないフレーム
内符号化であり、そのフレームを圧縮して生成されたデ
ータのみからそのフレームを復号化することができる。
もう一つは他のフレームとの相関性を利用したフレーム
間予測符号化で、復号化の際に、符号化に利用したフレ
ームを用いなければならない。フレーム間予測符号化に
は、過去の画像との相関性を利用する順方向予測符号
化、未来の画像との相関性を利用する逆方向予測符号
化、及び過去と未来の両方の画像を利用する双方向予測
符号化がある。

【０００４】圧縮符号化された動画像を切り換えて出力
する場合、動画像データがフレーム内圧縮符号化のみで
圧縮されているならば、フレームの境界で切り換えを行
うことにより、切り換え点でも再生される画像が正常な
動画像データが出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フレー
ム間の相関性を利用して圧縮された動画像データを切り
換えて出力する場合、切り換え点の前後で、符号化の際
に相関性を利用したフレームと、復号化に利用するフレ
ームが異なる場合が生じるため、切り換え点で正常に再
生されない動画像データが出力される。

【０００６】本発明はかかる点に鑑み、フレーム間相関
を利用して圧縮符号化された動画像圧縮データを、１フ
レーム単位の任意の位置で切り換えることが可能な動画
像切り換え装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の動画像圧縮データ切り換え装置は、入力され
た動画像圧縮データを復号化する復号化手段と、前記複
数の復号化手段の出力データより一つを選択し、出力す
る第１の切り換え手段と、前記第１の切り換え手段の出
力を圧縮符号化する符号化手段と、入力された動画像圧
縮データに対し、遅延をかけて出力する遅延手段と、前
記遅延手段の出力及び前記符号化手段の出力データより
一つを選択し、出力する第２の切り換え手段と、動画像
圧縮データ切り換え信号を受け取り、前記第１の切り換
え手段と、前記第２の切り換え手段の出力を切り換える
切り換え制御手段とを備えた構成である。

【０００８】

【作用】本発明は上記した構成により、入力された第１
の動画像圧縮データから、第２の動画像圧縮データに出
力を切り換える場合、切り換え点より前の第１の動画像
圧縮データを復号化したデータと、切り換え点より後ろ
の第２の動画像圧縮データを復号化したデータを連続し
てフレーム間相関を利用して圧縮符号化して第３の動画
像圧縮データとし、前記第１の動画像圧縮データから前
記第３の動画像圧縮データに切り換えて出力し、前記第
３の動画像圧縮データから前記第２の動画像圧縮データ
に切り換えて出力する。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
１は本発明の動画像圧縮データ切り換え装置の一実施例
のブロック図である。

【００１０】図１において、１１，１２，…，１ｎは、
入力端子ａ１，ａ２，…，ａｎより入力された動画像圧
縮データに遅延をかけるディレイ、２１，２２，…，２
ｎは、ａ１，ａ２，…，ａｎより入力された動画像圧縮
データを復号化するデコーダ、３１は第１の切り換え手
段であるスイッチ、３２は第２の切り換え手段であるス
イッチ、３３は、動画像を圧縮符号化するエンコーダ、
３４はエンコーダ３３に対して予測符号化方法、動画の
圧縮率、などを制御する信号を出力するエンコーダ制御
回路、３５はスイッチ３１と３２の切り換え動作を制御
するスイッチ制御回路である。

【００１１】入力端子ａ１はディレイ１１とデコーダ２
１とエンコーダ制御回路３４に接続されている。同様に
入力端子ａ２〜ａｎはそれぞれディレイ１２〜１ｎとデ
コーダ２２〜２ｎに接続され、エンコーダ制御回路３４
にも接続されている。ディレイ１１〜１ｎの出力はそれ
ぞれ、スイッチ３２の入力端子ｃ１〜ｃｎに接続され、
スイッチ制御回路３５にも接続されている。デコーダ２
１〜２ｎの出力はそれぞれ、スイッチ３１の入力端子ｂ
１〜ｂｎに接続されている。スイッチ３１の出力はエン
コーダ３３に接続され、エンコーダ３３の出力はスイッ
チ３２の入力端子ｃ０とスイッチ制御回路３５に接続さ
れている。スイッチ制御回路３５の出力はスイッチ３
１，３２，エンコーダ制御回路３４に接続され、エンコ
ーダ制御回路３４の出力は、エンコーダ３３に接続され
ている。

【００１２】以上のように構成された動画像圧縮データ
切り換え装置の動作について説明する。

【００１３】入力端子ａ１〜ａｎには、動画像圧縮デー
タが入力される。ディレイ１１〜１ｎは、ａ１〜ａｎか
らの入力を、ある一定の遅延時間後に出力する。デコー
ダ２１〜２ｎは、入力端子ａ１〜ａｎから入力された動
画像圧縮データを復号化し、スイッチ３１の入力端子ｂ
１〜ｂｎに出力する。デコーダ２１〜２ｎには同期信号
が入力され、各デコーダの出力動画像信号はフレーム同
期されて出力される。スイッチ３１はｂ１〜ｂｎからの
入力データのいずれか一つをエンコーダ３３に出力す
る。エンコーダ３３は入力された動画像データをフレー
ム間相関を利用して圧縮符号化し、スイッチ３２の入力
端子ｃ０に出力する。スイッチ３２はｃ０〜ｃｎからの
入力データのいずれか一つを出力する。

【００１４】図２は動画像圧縮データ切り換え装置のス
イッチの切り換え方法を説明する図である。ここでは切
り換え装置の出力を、ａ１に入力された動画像圧縮デー
タからａ２に入力された動画像圧縮データへ切り換える
際の、スイッチ３１とスイッチ３２の切り換え方法を示
す。まず、図３（Ａ）、図４（Ａ）に示されている時刻
ｔ１で、スイッチ３１をｂ１からｂ２に切り換える。続
いて、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）に示されている時刻ｔ２
で、スイッチ３２をｃ１からｃ０に切り換え、時刻ｔ３
でｃ０からｃ２に切り換える。

【００１５】図３は、ａ１〜ａｎに入力される動画像圧
縮データが、フレーム内符号化と順方向予測符号化によ
り圧縮符号化されたデータである場合の、各構成要素の
入出力データを、時間軸を横にして示した図である。Ｉ
はフレーム内符号化画面、Ｐは順方向予測符号化画面、
Ｆは復号化された画面を表す。ここで順方向予測符号化
画面は、直前の画面との相関性を利用して符号化されて
いるものとする。

【００１６】図３（Ａ）は、スイッチ３１の切り換え動
作結果を示す図である。（イ）と（ロ）はそれぞれ入力
端子ａ１，ａ２に入力される動画像圧縮データの一例で
ある。（ハ）はデコーダ２１によって（イ）を復号化し
た動画像データであり、Ｆ1,1，Ｆ1,2，…は、Ｉ1,1，
Ｐ1,2，…を復号化したフレームである。（ニ）はデコ
ーダ２２によって（ロ）を復号化した動画像データであ
り、Ｆ2,1，Ｆ2,2，…は、Ｉ2,1，Ｐ2,2，…を復号化し
たフレームである。ｔ１は切り換え時刻であり、切り換
えトリガーを受信したスイッチ制御回路３５が、時刻ｔ
１でスイッチ３１をｂ１からｂ２に切り換える。（ホ）
はエンコーダ３３へ入力される動画像データであり、時
刻ｔ１以前は（ハ）、時刻ｔ１以後は（ニ）の動画像と
なる。

【００１７】図３（Ｂ）は、スイッチ３２の切り換え動
作結果を示す図である。（ト）は（イ）に対し、また
（チ）は（ロ）に対し、同じ時間遅延をかけて出力され
た動画像圧縮データである。（ホ）は図３（Ａ）の
（ホ）である。（ヘ）は、エンコーダ３３が、入力され
た（ホ）をフレーム内符号化と順方向予測符号化により
圧縮符号化を行った動画像圧縮データである。

【００１８】（ホ）のＦ1,1，Ｆ1,2，Ｆ2,3…は、順に
Ｉ0,1，Ｐ0,2，Ｐ0,3，…，に符号化される。エンコー
ダ３３は、（ト）のＰ1,3の先頭が出力される時刻ｔ２
で（ヘ）のＰ0,3の先頭を出力するよう、また、（チ）
のＰ2,4の先頭が出力される時刻ｔ３で（ヘ）のＰ0,4の
先頭を出力するようエンコーダ制御回路３４に制御され
る。スイッチ制御回路３５により、時刻ｔ２でスイッチ
３２がｃ１からｃ０に切り換えられ、時刻ｔ３でｃ０か
らｃ２に切り換えられた結果、（リ）が出力される。

【００１９】この動画像圧縮データは、時刻ｔ２を境界
として画像が切り換わっている。ここで、（リ）が復号
化される際に、Ｐ0,3の復号化にＰ1,2が利用されること
になるが、Ｐ0,3はＰ0,2との相関性を利用して符号化さ
れており、Ｐ0,2とＰ1,2は同じフレームを符号化したも
のであることから、Ｐ0,3は正常に復号化される。

【００２０】また、Ｐ2,4についてもＰ0,3と同様の理由
により正常に復号化される。従って、復号化時に切り換
え点で画像を乱さない動画像圧縮データの切り換えが可
能となる。なお、スイッチ３２をｃ０からｃ２に切り換
える時刻ｔ３は、時刻ｔ２より後の、（チ）と（ヘ）で
フレームの境界が同期している他の時刻でも同じ効果を
有する。

【００２１】図４は、ａ１〜ａｎに入力される動画像圧
縮データが、フレーム内符号化と順方向予測符号化と双
方向予測符号化により圧縮符号化されたデータである場
合の各構成要素の入出力データを、時間軸を横にして示
した図である。Ｂは双方向予測符号化画面を表し、表示
順で最も近い過去と、最も近い未来のフレーム内符号化
画面または順方向予測符号化画面との相関性を利用して
符号化されているものとする。

【００２２】図４（Ａ）は、スイッチ３１の切り換え動
作結果を示す図である。（イ）と（ロ）はそれぞれ入力
端子ａ１，ａ２に入力される動画像圧縮データの一例で
ある。（ハ）はデコーダ２１によって（イ）を復号化し
た動画像データであり、Ｆ1,1，Ｆ1,2，Ｆ1,3，…はＢ
1,1，Ｂ1,2，Ｉ1,3，…を復号化したフレームである。
（ニ）はデコーダ２２によって（ロ）を復号化した動画
像データであり、Ｆ2,1，Ｆ2,2，Ｆ2,3，…は、Ｂ2,1，
Ｂ2,2，Ｉ2,3，…を復号化したフレームである。ｔ１は
切り換え時刻であり、切り換えトリガーを受信したスイ
ッチ制御回路３５が、時刻ｔ１でスイッチ３１をｂ１か
らｂ２に切り換える。（ホ）はエンコーダ３３へ入力さ
れる動画像データであり、時刻ｔ１以前は（ハ）、時刻
ｔ１以後は（ニ）の動画像となる。

【００２３】図４（Ｂ）は、スイッチ３２の切り換え動
作結果を示す図である。（ト）は（イ）に対し、また
（チ）は（ロ）に対し、同じ時間遅延をかけて出力され
た動画像圧縮データである。（ホ）は図４（Ａ）の
（ホ）である。（ヘ）は、エンコーダ３３が、入力され
た（ホ）をフレーム内符号化と順方向予測符号化と双方
向予測符号化により圧縮符号化を行った動画像圧縮デー
タである。（ホ）のＦ1,1，…，Ｆ1,5，Ｆ2,4，Ｆ2,5，
Ｆ2,6，…は、順にＢ0,1，…，Ｂ0,5，Ｐ0,6，Ｂ0,7，
Ｐ0,8，…に符号化される。

【００２４】エンコーダ３３は、（ト）のＰ1,6の先頭
が出力される時刻ｔ２で（ヘ）のＰ0,6の先頭を出力す
るよう、また、（チ）のＩ2,9の先頭が出力される時刻
ｔ３で（ヘ）のＩ0,11の先頭を出力するようエンコーダ
制御回路３４に制御される。スイッチ制御回路３５によ
り、時刻ｔ２でスイッチ３２がｃ１からｃ０に切り換え
られ、時刻ｔ３でｃ０からｃ２に切り換えられた結果、
（リ）が出力される。この動画像圧縮データは、時刻ｔ
２以前とＢ0,4，Ｂ0,5が切り換え前、Ｐ0,6，Ｂ0,7，Ｐ
0,8と時刻ｔ３以後が切り換え後の画像である。

【００２５】ここで、（リ）が復号化される際に、Ｐ0,
6の復号化にＩ1,3が利用されることになるが、Ｐ0,6は
Ｉ0,3との相関性を利用して符号化されており、Ｉ0,3と
Ｉ1,3は同じフレームを符号化したものであることか
ら、Ｐ0,6は正常に復号化される。また、Ｂ0,4，Ｂ0,5
などについても、Ｐ0,3と同様の理由により正常に復号
化される。従って、復号化時に切り換え点で画像を乱さ
ない動画像圧縮データの切り換えが可能となる。

【００２６】なお、スイッチ３２をｃ０からｃ２に切り
換える時刻ｔ３は、時刻ｔ２より後の、（チ）と（ヘ）
でフレームの境界が同期し、かつ（チ）と（ヘ）の境界
の前後それぞれの画像の内容と圧縮法が一致している他
の時刻でも同じ効果を有する。また、時刻ｔ２からｔ３
の間のエンコーダ出力の圧縮符号化画面の構成はこれに
限るものではなく、フレーム内符号化画面が入るなどの
構成も可能である。

【００２７】なお、本発明の実施例における入力される
動画像圧縮データは、本発明を説明するための例であ
り、圧縮符号化画面の構成はここで示した例に限るもの
ではない。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、切り換え
点前後で再生映像を乱すことなく、１フレーム単位で任
意の位置で動画像圧縮データを切り換えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動画像圧縮データ切り換え装置の一実
施例のブロック図

【図２】図１の動画像圧縮データ切り換え装置のスイッ
チの切り換え方法を示す図

【図３】入力データが、フレーム内符号化と順方向予測
符号化により圧縮符号化されたデータである場合の、ス
イッチの切り換え動作結果を示す図

【図４】入力データが、フレーム内符号化と順方向予測
符号化と双方向予測符号化により圧縮符号化されたデー
タである場合の、スイッチの切り換え動作結果を示す図

【符号の説明】

１１〜１ｎディレイ２１〜２ｎデコーダ３１、３２スイッチ３３エンコーダ３４エンコーダ制御回路３５スイッチ制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム間相関を利用して圧縮符号化され
た、複数の動画像圧縮データの一つを選択して出力する
動画像圧縮データ切り換え装置であって、入力された複
数の動画像圧縮データをそれぞれ復号化する復号化手段
と、前記複数の復号化手段の出力データより一つを選択
して出力する第１の切り換え手段と、前記第１の切り換
え手段の出力を圧縮符号化する符号化手段と、入力され
た前記複数の動画像圧縮データそれぞれに対して遅延を
かけて出力する遅延手段と、前記複数の遅延手段の出力
及び前記符号化手段の出力データより一つを選択し、出
力する第２の切り換え手段と、動画像圧縮データ切り換
え信号を受け取り、前記第１の切り換え手段と、前記第
２の切り換え手段の出力を切り換える切り換え制御手段
とを備えたことを特徴とする動画像圧縮データ切り換え
装置。
【請求項２】入力された第１の動画像圧縮データから、
第２の動画像圧縮データに出力を切り換える場合、切り
換え点より前の第１の動画像圧縮データを復号化したデ
ータと、切り換え点より後ろの第２の動画像圧縮データ
を復号化したデータを連続してフレーム間相関を利用し
て圧縮符号化して第３の動画像圧縮データとし、前記第
１の動画像圧縮データから前記第３の動画像圧縮データ
に切り換えて出力し、前記第３の動画像圧縮データから
前記第２の動画像圧縮データに切り換えて出力すること
を特徴とする請求項１記載の動画像圧縮データ切り換え
装置。