JPH08214305A - ビデオエンコーダ制御システム - Google Patents
ビデオエンコーダ制御システムInfo
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- H04N7/01—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level
- H04N7/0112—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level one of the standards corresponding to a cinematograph film standard
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ビデオ信号中の変化を検出するビデオエンコ
ーダを制御する方法とシステムを提供する。 【解決手段】 本発明のビデオエンコーダを制御するシ
ステムのプロセッサは、遅延ビデオデータを生成するた
めに、入力ビデオデータを遅延させる多重フィールド遅
延回路と、第１フレームと後続のフレームの統計値を生
成し、この統計値から制御信号を生成するために入力ビ
デオデータを処理する統計値生成機と、エンコーダモジ
ュールと、前記の制御信号に応答してエンコーダモジュ
ールにより第１フレームに相当する遅延ビデオデータの
符号化を制御するレートコントローラとからなる。前記
レートコントローラは、統計値に基づいて連続するフレ
ームの解像度の変化を変化させる。プロセッサは、フィ
ルムフラッグ、シーン変化フラッグ、フェーソフラッグ
をレートコントロラに送り、表示ビデオデータの符号化
を制御する。
ーダを制御する方法とシステムを提供する。 【解決手段】 本発明のビデオエンコーダを制御するシ
ステムのプロセッサは、遅延ビデオデータを生成するた
めに、入力ビデオデータを遅延させる多重フィールド遅
延回路と、第１フレームと後続のフレームの統計値を生
成し、この統計値から制御信号を生成するために入力ビ
デオデータを処理する統計値生成機と、エンコーダモジ
ュールと、前記の制御信号に応答してエンコーダモジュ
ールにより第１フレームに相当する遅延ビデオデータの
符号化を制御するレートコントローラとからなる。前記
レートコントローラは、統計値に基づいて連続するフレ
ームの解像度の変化を変化させる。プロセッサは、フィ
ルムフラッグ、シーン変化フラッグ、フェーソフラッグ
をレートコントロラに送り、表示ビデオデータの符号化
を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオエンコーダ
に関し、特にビデオ信号中の変化を検出し、符号化を実
行するビデオエンコーダを制御する方法とシステムに関
する。
に関し、特にビデオ信号中の変化を検出し、符号化を実
行するビデオエンコーダを制御する方法とシステムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】画像圧縮システムでは、最大の画像品質
を維持しながら最小のビット数にビデオ信号をデジタル
化している。ＭＰＥＧ（Motion Picture Experts Grou
p）標準は、画像圧縮に有効な技術を規定している。そ
のある技術では、ビデオエンコーダ内で画像圧縮を提供
しつつ、この圧縮時にデータの冗長性を維持している。
を維持しながら最小のビット数にビデオ信号をデジタル
化している。ＭＰＥＧ（Motion Picture Experts Grou
p）標準は、画像圧縮に有効な技術を規定している。そ
のある技術では、ビデオエンコーダ内で画像圧縮を提供
しつつ、この圧縮時にデータの冗長性を維持している。
【０００３】１秒間当たり２４フレームの入力ビデオイ
メージ画像のフィルム材料を公知のプロセスでもって、
１秒間当たり６０フィールドのビデオ信号に変換する、
この公知の技術は、例えば、３：２のプルダウン方式
で、これは、各ビデオフレームをビデオの３個のフィー
ルドと２個のフィールドでもって交互に記録している。
しかし、この３：２のプルダウン方法は、その変換に際
しては冗長となる。このような冗長性を検知しそれを除
去することは、情報の喪失を招くことなく５個のフィー
ルド毎に１個のフィールドを取り除くことを意味する。
しかしこれにより記録し処理されるべきビデオイメージ
データを２０％低減することができる。テレビ放送材料
の９０％は、フィルムソースから得られたものであるた
めに、イメージ情報を喪失することなく、２０％ものビ
デオイメージデータを低減できることは、ビデオ符号化
に対し、データ容量を大きく削減する利点がある。
メージ画像のフィルム材料を公知のプロセスでもって、
１秒間当たり６０フィールドのビデオ信号に変換する、
この公知の技術は、例えば、３：２のプルダウン方式
で、これは、各ビデオフレームをビデオの３個のフィー
ルドと２個のフィールドでもって交互に記録している。
しかし、この３：２のプルダウン方法は、その変換に際
しては冗長となる。このような冗長性を検知しそれを除
去することは、情報の喪失を招くことなく５個のフィー
ルド毎に１個のフィールドを取り除くことを意味する。
しかしこれにより記録し処理されるべきビデオイメージ
データを２０％低減することができる。テレビ放送材料
の９０％は、フィルムソースから得られたものであるた
めに、イメージ情報を喪失することなく、２０％ものビ
デオイメージデータを低減できることは、ビデオ符号化
に対し、データ容量を大きく削減する利点がある。
【０００４】しかし、イメージフィールド内のこのよう
な冗長性を検知し、それを取り除くために、フィルムと
ビデオの混合物あるいは異なるフィルムの組み合わせに
おける３：２のプルダウンの誤った検知は、例えばイメ
ージ復号化のような後続の圧縮イメージの処理に際し、
許容できないほどのアーティファクト（偽物）が再構成
されることになる。
な冗長性を検知し、それを取り除くために、フィルムと
ビデオの混合物あるいは異なるフィルムの組み合わせに
おける３：２のプルダウンの誤った検知は、例えばイメ
ージ復号化のような後続の圧縮イメージの処理に際し、
許容できないほどのアーティファクト（偽物）が再構成
されることになる。
【０００５】来入ビデオ情報の変化の予測と符号化パラ
メータのその対応する修正の予測は、従来公知のもので
ある。このような予測方法では、フレーム内（intra fr
ames）すなわちリフレッシュフレームの誤った配置、あ
るいはＩフレームの誤った配置により、後続の復号化に
際にその品質を劣化させることになる。例えば通常のビ
デオフレームは、少なくともその前のフレームから通常
予測できるものであり、そしてビデオイメージを受信機
が得ることを容易にするために、受信機には周期的に送
信される内部フレーム（intra frames）が付属するもの
である。このようなフレーム内符号化およびシーンの変
化からのフレームの符号化には、通常のビデオフレーム
よりは多くのビットを必要とする。その理由は、このよ
うなシーンが変化するフレームは、ほとんど予測できな
いフレームとなるからである。フレーム内符号化が、シ
ーンの変化の直前あるいは直後に発生する場合には、符
号化に必要な平均ビットレートは、符号化の品質を落と
すレベルまで増加し、その結果、復号化に際し、目障り
なアーティファクト（偽物）が発生することになる。
メータのその対応する修正の予測は、従来公知のもので
ある。このような予測方法では、フレーム内（intra fr
ames）すなわちリフレッシュフレームの誤った配置、あ
るいはＩフレームの誤った配置により、後続の復号化に
際にその品質を劣化させることになる。例えば通常のビ
デオフレームは、少なくともその前のフレームから通常
予測できるものであり、そしてビデオイメージを受信機
が得ることを容易にするために、受信機には周期的に送
信される内部フレーム（intra frames）が付属するもの
である。このようなフレーム内符号化およびシーンの変
化からのフレームの符号化には、通常のビデオフレーム
よりは多くのビットを必要とする。その理由は、このよ
うなシーンが変化するフレームは、ほとんど予測できな
いフレームとなるからである。フレーム内符号化が、シ
ーンの変化の直前あるいは直後に発生する場合には、符
号化に必要な平均ビットレートは、符号化の品質を落と
すレベルまで増加し、その結果、復号化に際し、目障り
なアーティファクト（偽物）が発生することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、特にビデオ信号中の変化を検出し、フレーム信号の
効率的な符号化方法を提供することである。
は、特にビデオ信号中の変化を検出し、フレーム信号の
効率的な符号化方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のビデオエンコー
ダを制御するシステムのプロセッサは、遅延ビデオデー
タを生成するために、所定数Ｎ（Ｎ＞１）により入力ビ
デオデータを遅延させる多重フィールド遅延回路と、第
１フレームと後続のフレームの統計値を生成し、この統
計値から制御信号を生成するために前記の入力ビデオデ
ータを処理する統計値生成機と、エンコーダモジュール
と、前記の制御信号に応答して前記エンコーダモジュー
ルにより第１フレームに相当する遅延ビデオデータの符
号化を制御するレートコントローラとからなる。前記の
統計値生成機は、フィールドピクセル間の差の絶対値の
和を計算し、サブサンプルされたローパスフィルタイメ
ージ値を計算する。そしてプルダウンディテクタが、そ
れに組み込まれ前記の和を用いて、関連フィールド内の
冗長フィールドを検知し、冗長フィールドに対応する制
御信号として冗長性フラッグを生成する。
ダを制御するシステムのプロセッサは、遅延ビデオデー
タを生成するために、所定数Ｎ（Ｎ＞１）により入力ビ
デオデータを遅延させる多重フィールド遅延回路と、第
１フレームと後続のフレームの統計値を生成し、この統
計値から制御信号を生成するために前記の入力ビデオデ
ータを処理する統計値生成機と、エンコーダモジュール
と、前記の制御信号に応答して前記エンコーダモジュー
ルにより第１フレームに相当する遅延ビデオデータの符
号化を制御するレートコントローラとからなる。前記の
統計値生成機は、フィールドピクセル間の差の絶対値の
和を計算し、サブサンプルされたローパスフィルタイメ
ージ値を計算する。そしてプルダウンディテクタが、そ
れに組み込まれ前記の和を用いて、関連フィールド内の
冗長フィールドを検知し、冗長フィールドに対応する制
御信号として冗長性フラッグを生成する。
【０００８】シーン変化ディテクタが、それに組み込ま
れ前記の和を用いて、第１フレームと後続のフレームか
らのシーンの変化を検知し、制御信号としてこのシーン
の変化フラッグを生成する。統計値生成機は、各フレー
ムの平均ピクセル値を決定し、フェードディテクタは、
ビデオフェードを決定するために第１フィールドと後続
のフィールドの平均ピクセル値を用いる。
れ前記の和を用いて、第１フレームと後続のフレームか
らのシーンの変化を検知し、制御信号としてこのシーン
の変化フラッグを生成する。統計値生成機は、各フレー
ムの平均ピクセル値を決定し、フェードディテクタは、
ビデオフェードを決定するために第１フィールドと後続
のフィールドの平均ピクセル値を用いる。
【０００９】解像度セレクタは、前記の和を用いて解像
度選択信号を生成し、これをレートコントローラが用い
て後続のフレームの符号化の解像度を決定する。プロセ
ッサからの出力は、フィルムフラッグ、シーン変化フラ
ッグ、フェードフラッグを含み遅延ビデオデータの符号
化を制御するためにレートコントローラに送られる。
度選択信号を生成し、これをレートコントローラが用い
て後続のフレームの符号化の解像度を決定する。プロセ
ッサからの出力は、フィルムフラッグ、シーン変化フラ
ッグ、フェードフラッグを含み遅延ビデオデータの符号
化を制御するためにレートコントローラに送られる。
【００１０】また本発明は、複数のフレームに対応する
入力ビデオデータを復号化するビデオエンコーダを制御
する方法を開示する。本発明の方法は、フレームの所定
数Ｎ（Ｎ＞１）により入力ビデオデータを遅延させて遅
延ビデオデータを生成するステップと、第１ビデオフレ
ームの統計値を生成するために入力ビデオデータを処理
するステップと、前記統計値を用いてビデオエンコーダ
により第１フレームに相当する遅延ビデオデータの符号
化を制御するステップを含む。
入力ビデオデータを復号化するビデオエンコーダを制御
する方法を開示する。本発明の方法は、フレームの所定
数Ｎ（Ｎ＞１）により入力ビデオデータを遅延させて遅
延ビデオデータを生成するステップと、第１ビデオフレ
ームの統計値を生成するために入力ビデオデータを処理
するステップと、前記統計値を用いてビデオエンコーダ
により第１フレームに相当する遅延ビデオデータの符号
化を制御するステップを含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明を説明する前に、一般的事
項をまず説明する。ピクセル（ペル）のブロックは、イ
メージ（画像）を構成するために行列に並んでいる。そ
して各ピクセルは、３つの要素に関連している。すなわ
ち輝度Ｙと赤色差Ｃr と青色差Ｃb である。フィールド
に配置されたビデオデータは、ナショナルテレビジョン
システムカミティ「National Television System Commi
ttee (NTSC)」 標準のビデオでは、約５９．９４Ｈｚ
（約６０Ｈｚ）で、フェイズアルタネーションライン
「Phase Alternation Line (PAL)」標準のビデオでは５
０Ｈｚで動作する。このＮＴＳＣ標準とＰＡＬ標準の基
では、フィールド対は、フレーム内に並べられて，ＦＩ
ＥＬＤ１は、表示されるべき第１フィールド（奇数フィ
ールド）と称し，ＦＩＥＬＤ２は、表示されるべき第２
フィールド（偶数フィールド）と称する。かくして各フ
ィールドは、パリティ、すなわち偶数あるいは、奇数に
関係している。
項をまず説明する。ピクセル（ペル）のブロックは、イ
メージ（画像）を構成するために行列に並んでいる。そ
して各ピクセルは、３つの要素に関連している。すなわ
ち輝度Ｙと赤色差Ｃr と青色差Ｃb である。フィールド
に配置されたビデオデータは、ナショナルテレビジョン
システムカミティ「National Television System Commi
ttee (NTSC)」 標準のビデオでは、約５９．９４Ｈｚ
（約６０Ｈｚ）で、フェイズアルタネーションライン
「Phase Alternation Line (PAL)」標準のビデオでは５
０Ｈｚで動作する。このＮＴＳＣ標準とＰＡＬ標準の基
では、フィールド対は、フレーム内に並べられて，ＦＩ
ＥＬＤ１は、表示されるべき第１フィールド（奇数フィ
ールド）と称し，ＦＩＥＬＤ２は、表示されるべき第２
フィールド（偶数フィールド）と称する。かくして各フ
ィールドは、パリティ、すなわち偶数あるいは、奇数に
関係している。
【００１２】このようなフィールドは、また内部フィー
ルド（intra field）（Ｉフィールド）と、予測フィー
ルド（Ｐフィールド）と双方向フィールド（Ｂフィール
ド）としてカテゴリに分けられ，Ｉフレーム、Ｐフレー
ム、Ｂフレームと表示する。
ルド（intra field）（Ｉフィールド）と、予測フィー
ルド（Ｐフィールド）と双方向フィールド（Ｂフィール
ド）としてカテゴリに分けられ，Ｉフレーム、Ｐフレー
ム、Ｂフレームと表示する。
【００１３】図１において、エンコーダ１０は、入力装
置からのコマンドあるいは他の入力を受信するエンコー
ダ制御モジュール１１と、ビデオ入力内のフィルムフレ
ームおよびシーン変化を検知するプリプロセッサ１２
と、レートコントローラ１４と、エンコーダモジュール
１６と、予測モジュール１８と、フォーマッタ２０と、
知覚モデルモジュール２２と、動き予測モジュール２４
と、デコーダモジュール２６とを有する。エンコーダ１
０のこれらの構成部品は、従来公知のもので例えば米国
特許第５，１４４，４２３号、第５，２３１，４８４
号、第５，２４７，３６３号、第５，２９３，２２９
号、第５，３２５，１２５号等に開示されている。
置からのコマンドあるいは他の入力を受信するエンコー
ダ制御モジュール１１と、ビデオ入力内のフィルムフレ
ームおよびシーン変化を検知するプリプロセッサ１２
と、レートコントローラ１４と、エンコーダモジュール
１６と、予測モジュール１８と、フォーマッタ２０と、
知覚モデルモジュール２２と、動き予測モジュール２４
と、デコーダモジュール２６とを有する。エンコーダ１
０のこれらの構成部品は、従来公知のもので例えば米国
特許第５，１４４，４２３号、第５，２３１，４８４
号、第５，２４７，３６３号、第５，２９３，２２９
号、第５，３２５，１２５号等に開示されている。
【００１４】ビデオエンコーダ制御システムおよびここ
に開示した方法においては、プリプロセッサ１２は、入
力ビデオデータとコマンド入力とを受信し、これらはエ
ンコーダ制御モジュール１１により処理され、フィルム
ソースに対応するビデオデータからの冗長フィールドを
取り除く。レートコントローラ１４は、プリプロセッサ
１２からのフラッグのようなデータ信号を受信し、符号
化を実行するためにエンコーダ１０の動作を制御する。
レートコントローラ１４は、また動作バンド幅内で符号
化されたビットレートを維持するために、外部システム
と共にエンコーダ１０の動作を制御する。エンコーダモ
ジュール１６は、プリプロセッサ１２からのビデオデー
タと予測モジュール１８からの予測値を受信し、前処理
されたビデオデータを符号化する。フォーマッタ２０
は、ビデオフレームのピクセルのブロックと様々なデー
タフィールドとを組み合わせて出力チャネルを介して出
力できるように符号化出力信号を生成する。
に開示した方法においては、プリプロセッサ１２は、入
力ビデオデータとコマンド入力とを受信し、これらはエ
ンコーダ制御モジュール１１により処理され、フィルム
ソースに対応するビデオデータからの冗長フィールドを
取り除く。レートコントローラ１４は、プリプロセッサ
１２からのフラッグのようなデータ信号を受信し、符号
化を実行するためにエンコーダ１０の動作を制御する。
レートコントローラ１４は、また動作バンド幅内で符号
化されたビットレートを維持するために、外部システム
と共にエンコーダ１０の動作を制御する。エンコーダモ
ジュール１６は、プリプロセッサ１２からのビデオデー
タと予測モジュール１８からの予測値を受信し、前処理
されたビデオデータを符号化する。フォーマッタ２０
は、ビデオフレームのピクセルのブロックと様々なデー
タフィールドとを組み合わせて出力チャネルを介して出
力できるように符号化出力信号を生成する。
【００１５】知覚モデルモジュール２２は、符号化プロ
セスのために符号化パラメータを計算し、動き予測モジ
ュール２４は、現行のピクセルのブロック内のビデオデ
ータと、先行のイメージデータとをブロックマッチング
させて動きファクタを生成する。デコーダモジュール２
６は、この符号化プロセスから再構成された予測エラー
を生成して、復号化イメージを生成する。
セスのために符号化パラメータを計算し、動き予測モジ
ュール２４は、現行のピクセルのブロック内のビデオデ
ータと、先行のイメージデータとをブロックマッチング
させて動きファクタを生成する。デコーダモジュール２
６は、この符号化プロセスから再構成された予測エラー
を生成して、復号化イメージを生成する。
【００１６】図２に示した実施例においては、プリプロ
セッサ１２は、ルックアップテーブルモジュール２８を
有し、このルックアップテーブルモジュール２８は、Ｃ
ＣＩＲ−６０１の標準フォーマットでもって入力ビデオ
データを受信して、公知の任意のガンマ修正、ペデスタ
ル調整、コントラスト強化等の動作を実行する。任意の
ガンマ修正とペデスタル調整様々なテーブルが、ルマ
（luma）信号と彩度（chroma）信号のためにルックアッ
プテーブルモジュール２８内に納められている。ルック
アップテーブルモジュール２８を介して垂直クロッピン
グモジュール３０に転送される入力ビデオ信号は、入力
ビデオデータをクロップ（生成）する。
セッサ１２は、ルックアップテーブルモジュール２８を
有し、このルックアップテーブルモジュール２８は、Ｃ
ＣＩＲ−６０１の標準フォーマットでもって入力ビデオ
データを受信して、公知の任意のガンマ修正、ペデスタ
ル調整、コントラスト強化等の動作を実行する。任意の
ガンマ修正とペデスタル調整様々なテーブルが、ルマ
（luma）信号と彩度（chroma）信号のためにルックアッ
プテーブルモジュール２８内に納められている。ルック
アップテーブルモジュール２８を介して垂直クロッピン
グモジュール３０に転送される入力ビデオ信号は、入力
ビデオデータをクロップ（生成）する。
【００１７】例えば、ＮＴＳＣ標準で入力ビデオデータ
を処理するためには、この入力ビデオデータは、４８０
本にクロップ（生成）される。一方、ＰＡＬ標準で入力
ビデオデータを処理するためにはこの入力ビデオデータ
は、５７６本にクロップされる。ここでは全て５７６本
の活性のラインが用いられる。垂直クッロピングモジュ
ール３０は、高精細テレビ標準「high definition tele
vision standards (HDTV)」 ，ＥＧＡ，ＶＧＡ，スーパ
ーＶＧＡ等の特定のビデオ標準の要件に従って入力ビデ
オデータをクロップする。これらの標準は、公知のもの
である。例えば、ＭＰＥＧ標準は、ＭＰＥＧテストモジ
ュール４の「"Coded Representation ofPicture and Au
dio Information",ISO-IEC/JTC1/SC29/EG11, CCITT SG
XV, Working Party XV/1, Document AVC-445b, Februar
y 1993.」に開示されている。
を処理するためには、この入力ビデオデータは、４８０
本にクロップ（生成）される。一方、ＰＡＬ標準で入力
ビデオデータを処理するためにはこの入力ビデオデータ
は、５７６本にクロップされる。ここでは全て５７６本
の活性のラインが用いられる。垂直クッロピングモジュ
ール３０は、高精細テレビ標準「high definition tele
vision standards (HDTV)」 ，ＥＧＡ，ＶＧＡ，スーパ
ーＶＧＡ等の特定のビデオ標準の要件に従って入力ビデ
オデータをクロップする。これらの標準は、公知のもの
である。例えば、ＭＰＥＧ標準は、ＭＰＥＧテストモジ
ュール４の「"Coded Representation ofPicture and Au
dio Information",ISO-IEC/JTC1/SC29/EG11, CCITT SG
XV, Working Party XV/1, Document AVC-445b, Februar
y 1993.」に開示されている。
【００１８】ＮＴＳＣソースからのビデオデータに対し
ては、垂直方向にクロップされたビデオデータは、３：
２プルダウンプロセッサ３２が受信し、３：２のプルダ
ウンを検知し、冗長フィールドのような入力データフィ
ールドを再順序化し、取り除くために処理し、そして１
秒当たり２４フレームのビデオデータを生成する。この
３：２プルダウンプロセッサ３２は、３：２のプルダウ
ン、再順序化とフィールドの除去を実行する、これに関
しては、米国特許第５，３１７，３９８号に開示されて
いる。実施例においては、この３：２プルダウンプロセ
ッサ３２は、遅延ビデオデータを生成する。そして、こ
の３：２プルダウンプロセッサ３２の他の機能は図３で
もって説明する。
ては、垂直方向にクロップされたビデオデータは、３：
２プルダウンプロセッサ３２が受信し、３：２のプルダ
ウンを検知し、冗長フィールドのような入力データフィ
ールドを再順序化し、取り除くために処理し、そして１
秒当たり２４フレームのビデオデータを生成する。この
３：２プルダウンプロセッサ３２は、３：２のプルダウ
ン、再順序化とフィールドの除去を実行する、これに関
しては、米国特許第５，３１７，３９８号に開示されて
いる。実施例においては、この３：２プルダウンプロセ
ッサ３２は、遅延ビデオデータを生成する。そして、こ
の３：２プルダウンプロセッサ３２の他の機能は図３で
もって説明する。
【００１９】図２において、３：２プルダウンプロセッ
サ３２からの遅延ビデオデータは、垂直フィルタ／サブ
サンプラ３４で受信し彩度サブサンプリング（chroma s
ubsampling）を実行する。本明細書においては、サブサ
ンプリングは、係数１のサンプリングを含むものとす
る。
サ３２からの遅延ビデオデータは、垂直フィルタ／サブ
サンプラ３４で受信し彩度サブサンプリング（chroma s
ubsampling）を実行する。本明細書においては、サブサ
ンプリングは、係数１のサンプリングを含むものとす
る。
【００２０】エンコーダ１０のエンコーダモジュール１
６は、公知の方法により４：２：０のビデオデータを符
号化する。これに関しては、米国特許第５，２５３，０
５６号と第５，２７０，８１３号を参照のこと。この彩
度チャネル解像度は、水平方向および垂直方向の両方に
おいてルマ解像度の半分である。４：２：２のフォーマ
ットの入力ビデオデータに対しては、垂直フィルタ／サ
ブサンプラ３４がエンコーダ１０により使用される彩度
チャネルを処理する。
６は、公知の方法により４：２：０のビデオデータを符
号化する。これに関しては、米国特許第５，２５３，０
５６号と第５，２７０，８１３号を参照のこと。この彩
度チャネル解像度は、水平方向および垂直方向の両方に
おいてルマ解像度の半分である。４：２：２のフォーマ
ットの入力ビデオデータに対しては、垂直フィルタ／サ
ブサンプラ３４がエンコーダ１０により使用される彩度
チャネルを処理する。
【００２１】この遅延ビデオデータがフィルムあるいは
ノンフィルムに対応するときには、３：２プルダウンプ
ロセッサ３２は、フィルム状態あるいはノンフィルム状
態をフィルムフラッグによって示す。垂直フィルタ／サ
ブサンプラ３４は、このフィルムフラッグに応答して、
遅延フィルムデータを累進的フィルムとしてのビデオデ
ータが所定の４個のタップフィルタを用いてフレームベ
ースでもって彩度フィルタ処理されるように遅延フィル
ムデータを処理する。このビデオデータがインタレース
（interlaced）されたビデオデータである（したがって
累進的フィルムデータではない）場合には、このビデオ
データは、各フィールドに対し独立に垂直方向の彩度フ
ィルタ処理でもって完全な時間レートでもって符号化さ
れる。この実施例においては、奇数フィールドは、所定
の７タップフィルタでもってフィルタ処理され、偶数フ
ィールドは、所定の４タップフィルタでもってフィルタ
処理され、この所定のタップフィルタは対称的なもので
ある。
ノンフィルムに対応するときには、３：２プルダウンプ
ロセッサ３２は、フィルム状態あるいはノンフィルム状
態をフィルムフラッグによって示す。垂直フィルタ／サ
ブサンプラ３４は、このフィルムフラッグに応答して、
遅延フィルムデータを累進的フィルムとしてのビデオデ
ータが所定の４個のタップフィルタを用いてフレームベ
ースでもって彩度フィルタ処理されるように遅延フィル
ムデータを処理する。このビデオデータがインタレース
（interlaced）されたビデオデータである（したがって
累進的フィルムデータではない）場合には、このビデオ
データは、各フィールドに対し独立に垂直方向の彩度フ
ィルタ処理でもって完全な時間レートでもって符号化さ
れる。この実施例においては、奇数フィールドは、所定
の７タップフィルタでもってフィルタ処理され、偶数フ
ィールドは、所定の４タップフィルタでもってフィルタ
処理され、この所定のタップフィルタは対称的なもので
ある。
【００２２】垂直フィルタ／サブサンプラ３４からのこ
の彩度フィルタ処理されたビデオデータは、適応形プレ
フィルタ３６と水平フィルタ／サブサンプラ３８とその
後水平クロッピングモジュール４０により処理されて前
処理されたビデオデータを生成し、そしてこれがエンコ
ーダモジュール１６に出力される。適応形プレフィルタ
３６と水平フィルタ／サブサンプラ３８と水平クロッピ
ングモジュール４０の動作は図５でもって説明する。
の彩度フィルタ処理されたビデオデータは、適応形プレ
フィルタ３６と水平フィルタ／サブサンプラ３８とその
後水平クロッピングモジュール４０により処理されて前
処理されたビデオデータを生成し、そしてこれがエンコ
ーダモジュール１６に出力される。適応形プレフィルタ
３６と水平フィルタ／サブサンプラ３８と水平クロッピ
ングモジュール４０の動作は図５でもって説明する。
【００２３】次に図３において、３：２プルダウンプロ
セッサ３２は、垂直方向にクロップされた入力ビデオデ
ータ内の冗長フィールドを検知する。３：２のプルダウ
ンは約６０Ｈｚで動作するＮＴＳＣテレビシステムの１
秒当たり２４フレームで記録される表示フィルムで用い
られ、これは、２０分の１番目の秒あるいは３０分の１
番目の秒の間のいずれかでフィルムの交互のフレームを
表示することにより達成される。そしてこのＮＴＳＣテ
レビカメラは、各フィルムフレームに対しそれぞれ３個
のフィールドあるいは２個のフィールドのいずれかを公
知の方法で記録する。
セッサ３２は、垂直方向にクロップされた入力ビデオデ
ータ内の冗長フィールドを検知する。３：２のプルダウ
ンは約６０Ｈｚで動作するＮＴＳＣテレビシステムの１
秒当たり２４フレームで記録される表示フィルムで用い
られ、これは、２０分の１番目の秒あるいは３０分の１
番目の秒の間のいずれかでフィルムの交互のフレームを
表示することにより達成される。そしてこのＮＴＳＣテ
レビカメラは、各フィルムフレームに対しそれぞれ３個
のフィールドあるいは２個のフィールドのいずれかを公
知の方法で記録する。
【００２４】この３：２のプルダウンプロセスにおいて
は、冗長フィールドが生成される。この３：２プルダウ
ンプロセッサ３２は、入力ビデオデータを受信し、所定
数のフィールドＮ（Ｎ＞１）により入力ビデオデータを
表示することにより遅延ビデオデータを生成する。第１
フィールド遅延４２と第２フィールド遅延４４は、それ
ぞれこの入力ビデオデータを１フィールドだけ遅延させ
て、冗長な２フィールド遅延したビデオデータを生成す
る。その後、この２フィールド遅延したビデオデータ
は、８フィールド遅延４６により遅延されて、遅延ビデ
オデータを生成し、これはその後１０個のフィールドの
全数だけすなわち５フレームだけ遅延された入力ビデオ
データとなる。
は、冗長フィールドが生成される。この３：２プルダウ
ンプロセッサ３２は、入力ビデオデータを受信し、所定
数のフィールドＮ（Ｎ＞１）により入力ビデオデータを
表示することにより遅延ビデオデータを生成する。第１
フィールド遅延４２と第２フィールド遅延４４は、それ
ぞれこの入力ビデオデータを１フィールドだけ遅延させ
て、冗長な２フィールド遅延したビデオデータを生成す
る。その後、この２フィールド遅延したビデオデータ
は、８フィールド遅延４６により遅延されて、遅延ビデ
オデータを生成し、これはその後１０個のフィールドの
全数だけすなわち５フレームだけ遅延された入力ビデオ
データとなる。
【００２５】統計値生成機４８は、入力データと２フィ
ールドだけ遅延したデータを第２フィールド遅延４４か
ら受信してそこから統計値を生成する。
ールドだけ遅延したデータを第２フィールド遅延４４か
ら受信してそこから統計値を生成する。
【００２６】このフレーム間統計値と、遅延ビデオデー
タは、この実施例では、遅延した５個のフレームで、こ
れによりエンコーダモジュール１６が統計値を処理し、
遅延したビデオデータの後続の符号化を調整できるよう
にする。この統計値を用いてフラッグおよび他のデータ
信号のような制御信号でもって来入ビデオデータをカテ
ゴリに分け、エンコーダ１０のルックアヘッド機能を提
供することにより、符号化プロセス内のどのような圧縮
も強化できる。エンコーダ１０はこのような統計値、フ
ラッグ等を用いるに際し、入力ビデオ信号内の冗長性を
除去し、ビデオイメージ内のシーンの変化のようなビデ
オイメージの比較的困難な部分を符号化する前に予測し
禁止行動を取ることができる。フィルム変化、あるいは
シーン変化を表わすようなプリプロセッサ１２からのフ
ラッグあるいは他の指示に応じてレートコントローラ１
４の指示からエンコーダ１０は、次の内部フレームを再
度スケジュール化したり整合することができ、そのため
符号化イメージ品質を改善できる。
タは、この実施例では、遅延した５個のフレームで、こ
れによりエンコーダモジュール１６が統計値を処理し、
遅延したビデオデータの後続の符号化を調整できるよう
にする。この統計値を用いてフラッグおよび他のデータ
信号のような制御信号でもって来入ビデオデータをカテ
ゴリに分け、エンコーダ１０のルックアヘッド機能を提
供することにより、符号化プロセス内のどのような圧縮
も強化できる。エンコーダ１０はこのような統計値、フ
ラッグ等を用いるに際し、入力ビデオ信号内の冗長性を
除去し、ビデオイメージ内のシーンの変化のようなビデ
オイメージの比較的困難な部分を符号化する前に予測し
禁止行動を取ることができる。フィルム変化、あるいは
シーン変化を表わすようなプリプロセッサ１２からのフ
ラッグあるいは他の指示に応じてレートコントローラ１
４の指示からエンコーダ１０は、次の内部フレームを再
度スケジュール化したり整合することができ、そのため
符号化イメージ品質を改善できる。
【００２７】この実施例においては、入力ビデオデータ
は、Ｙ，Ｃb ，Ｃr を有するビデオピクセルのフィール
ドに対応し、そこから統計値生成機４８は、各入力ビデ
オフィールドに対し、次の統計値を計算する。
は、Ｙ，Ｃb ，Ｃr を有するビデオピクセルのフィール
ドに対応し、そこから統計値生成機４８は、各入力ビデ
オフィールドに対し、次の統計値を計算する。
【００２８】１）同一のパリティ（偶数、奇数）の連続
する入力フィールドのピクセル間の差の絶対値の和、
する入力フィールドのピクセル間の差の絶対値の和、
【００２９】２）同一パリティの連続する入力フィール
ドのローパスフィルタ処理（および可能ならばサブサン
プル化された）されたイメージ値のピクセル間の差の最
大値。この実施例においては、入力フィールドのピクセ
ルのブロックの値のブロック平均が計算され入力フィー
ルドのサブサンプルされたローパスフィルタ処理された
イメージのサンプルとして用いられる。
ドのローパスフィルタ処理（および可能ならばサブサン
プル化された）されたイメージ値のピクセル間の差の最
大値。この実施例においては、入力フィールドのピクセ
ルのブロックの値のブロック平均が計算され入力フィー
ルドのサブサンプルされたローパスフィルタ処理された
イメージのサンプルとして用いられる。
【００３０】３）入力フィールドにおけるピクセルの平
均値。
均値。
【００３１】この統計値生成機４８は、デジタル信号処
理(DSP)回路あるいはチップのようなデジタル信号処理
手段を有し、これはＡＴ＆Ｔ社から市販されているＤＳ
Ｐ１６１０チップを用いることが可能である。更に公知
のデジタル信号処理ソフトウェアあるいは他の等価のデ
ジタル信号処理手段も統計値生成機４８で使用して上記
の統計値を決定する。そしてこれはプルダウンディテク
タ５０とシーン変化ディテクタ５２とフェードディテク
タ５３により使用される。
理(DSP)回路あるいはチップのようなデジタル信号処理
手段を有し、これはＡＴ＆Ｔ社から市販されているＤＳ
Ｐ１６１０チップを用いることが可能である。更に公知
のデジタル信号処理ソフトウェアあるいは他の等価のデ
ジタル信号処理手段も統計値生成機４８で使用して上記
の統計値を決定する。そしてこれはプルダウンディテク
タ５０とシーン変化ディテクタ５２とフェードディテク
タ５３により使用される。
【００３２】図４において、統計値生成機４８は、入力
データと２フィールド遅延化入力データを受信する。こ
の統計値生成機４８は、差の絶対値計算機５４を有し入
力データと２フィールド遅延化入力データとの差の絶対
値を生成し、フィールドの和計算機５６がこの絶対値を
用いて、フィールドに亘る絶対値の和を生成する。その
後この和は、プルダウンディテクタ５０とシーン変化デ
ィテクタ５２に出力される。
データと２フィールド遅延化入力データを受信する。こ
の統計値生成機４８は、差の絶対値計算機５４を有し入
力データと２フィールド遅延化入力データとの差の絶対
値を生成し、フィールドの和計算機５６がこの絶対値を
用いて、フィールドに亘る絶対値の和を生成する。その
後この和は、プルダウンディテクタ５０とシーン変化デ
ィテクタ５２に出力される。
【００３３】この統計値生成機４８は、ローパスフィル
タ／サブサンプラ５８と６０とを有し、それぞれ入力デ
ータと２フィールド遅延化入力データとを受信する。こ
れらから生成されたサブサンプル化されたローパスフィ
ルタ処理されたイメージ値が差の絶対値計算機６２に出
力されてローパスフィルタ処理されたイメージ値間の差
の絶対値を生成する。フィールドの最大値検出機６４
は、フィールドに亘って最大絶対値を決定し、この最大
絶対値がプルダウンディテクタ５０に出力される。
タ／サブサンプラ５８と６０とを有し、それぞれ入力デ
ータと２フィールド遅延化入力データとを受信する。こ
れらから生成されたサブサンプル化されたローパスフィ
ルタ処理されたイメージ値が差の絶対値計算機６２に出
力されてローパスフィルタ処理されたイメージ値間の差
の絶対値を生成する。フィールドの最大値検出機６４
は、フィールドに亘って最大絶対値を決定し、この最大
絶対値がプルダウンディテクタ５０に出力される。
【００３４】ローパスフィルタ／サブサンプラ６０は、
またフィールドの平均値計算機６６を有し、このフィー
ルドの平均値計算機６６は、フィールドに亘って入力デ
ータの平均値を決定し、この平均値がフェードディテク
タ５３に出力される。
またフィールドの平均値計算機６６を有し、このフィー
ルドの平均値計算機６６は、フィールドに亘って入力デ
ータの平均値を決定し、この平均値がフェードディテク
タ５３に出力される。
【００３５】本発明のビデオエンコーダ制御システムの
以下のシステムとその方法と以下の実施例は、入力ビデ
オデータから生成された統計値を用いてフィルムデータ
シーン変化ビデオフェージング等を検出して符号化解像
度に適応させようとするものである。
以下のシステムとその方法と以下の実施例は、入力ビデ
オデータから生成された統計値を用いてフィルムデータ
シーン変化ビデオフェージング等を検出して符号化解像
度に適応させようとするものである。
【００３６】フィルム検知 第１実施例において、３：２プルダウンプロセッサ３２
のプルダウンディテクタ５０は、入力ビデオデータ中に
存在するフィルムデータを入力ビデオデータの交互のフ
ィルード間のピクセル間の値の絶対値の和を用いて検出
する。静止フィールドあるいは冗長フィールド（still
or redundant field）のビデオデータにより、統計値生
成機４８は、絶対値の差の低い和を生成し、一方静止イ
メージ（stationary image）のビデオデータにより統計
値生成機４８は、差の絶対値の和（０に近づく）を生成
する。更にこのビデオデータが３：２の変換により変換
フィルムイメージから生成された場合には、各５フィー
ルド毎に、５番目のフィールドからの和は小さく、一方
５フィールドの残りの４フィールドからの和は大きい。
のプルダウンディテクタ５０は、入力ビデオデータ中に
存在するフィルムデータを入力ビデオデータの交互のフ
ィルード間のピクセル間の値の絶対値の和を用いて検出
する。静止フィールドあるいは冗長フィールド（still
or redundant field）のビデオデータにより、統計値生
成機４８は、絶対値の差の低い和を生成し、一方静止イ
メージ（stationary image）のビデオデータにより統計
値生成機４８は、差の絶対値の和（０に近づく）を生成
する。更にこのビデオデータが３：２の変換により変換
フィルムイメージから生成された場合には、各５フィー
ルド毎に、５番目のフィールドからの和は小さく、一方
５フィールドの残りの４フィールドからの和は大きい。
【００３７】プルダウンディテクタ５０は、ビデオデー
タ内のフィルムの存在をそこから生成された和の相対値
を比較することにより検出して、第１所定値により差を
出しこれによりプルダウンディテクタ５０がレートコン
トローラ１４に送信されるフィルムフラッグを生成する
ようにする。
タ内のフィルムの存在をそこから生成された和の相対値
を比較することにより検出して、第１所定値により差を
出しこれによりプルダウンディテクタ５０がレートコン
トローラ１４に送信されるフィルムフラッグを生成する
ようにする。
【００３８】プルダウンディテクタ５０は、統計値生成
機により計算されたローパスフィルタ処理されたイメー
ジの差の絶対値の和とその最大絶対値を用いて冗長なビ
デオフィールドを検出する。冗長なフィールドの位置の
検出に基づいて、１０個のフィールドのグループがフィ
ルムあるいはノンフィルムとして区別される。
機により計算されたローパスフィルタ処理されたイメー
ジの差の絶対値の和とその最大絶対値を用いて冗長なビ
デオフィールドを検出する。冗長なフィールドの位置の
検出に基づいて、１０個のフィールドのグループがフィ
ルムあるいはノンフィルムとして区別される。
【００３９】一対の入力フィールド間の差の絶対値の和
は、マクロスケールで一対のフィールド間の相対的ミス
マッチを表わすことになる。この差の絶対値の和が小さ
い値の時は、一対のフィールドに冗長フィールドが存在
する場合だけである。
は、マクロスケールで一対のフィールド間の相対的ミス
マッチを表わすことになる。この差の絶対値の和が小さ
い値の時は、一対のフィールドに冗長フィールドが存在
する場合だけである。
【００４０】ローパスフィルタ処理されたイメージの差
の最大絶対値は、この一対の入力フィールドのローカル
領域内の相対的ミスマッチを表わす。この差の最大絶対
値が小さい場合は、一対のフィールド内に冗長フィール
ドが存在する場合のみである。
の最大絶対値は、この一対の入力フィールドのローカル
領域内の相対的ミスマッチを表わす。この差の最大絶対
値が小さい場合は、一対のフィールド内に冗長フィール
ドが存在する場合のみである。
【００４１】この入力ビデオデータが３：２のプルダウ
ンにより変換されたフィルムイメージから生成された場
合には、１０個のフィールドのグループの内、５番目の
フィールドと１０番目のフィールドが冗長フィールドで
ある。更に、６番目のフィールドと８番目のフィールド
との間のミスマッチの程度は、７番目のフィールドと９
番目のフィールドの間のミスマッチの程度によく似てい
る。４番目のフィールドと６番目のフィールドとの間の
ミスマッチの程度は、５番目のフィールドと７番目のフ
ィールドとの間のミスマッチの程度と似ている。第１フ
ィールドと第３フィールドとの間のミスマッチの程度
は、第２フィールドと第４フィールドとの間のミスマッ
チの程度に似ている。
ンにより変換されたフィルムイメージから生成された場
合には、１０個のフィールドのグループの内、５番目の
フィールドと１０番目のフィールドが冗長フィールドで
ある。更に、６番目のフィールドと８番目のフィールド
との間のミスマッチの程度は、７番目のフィールドと９
番目のフィールドの間のミスマッチの程度によく似てい
る。４番目のフィールドと６番目のフィールドとの間の
ミスマッチの程度は、５番目のフィールドと７番目のフ
ィールドとの間のミスマッチの程度と似ている。第１フ
ィールドと第３フィールドとの間のミスマッチの程度
は、第２フィールドと第４フィールドとの間のミスマッ
チの程度に似ている。
【００４２】この実施例においては、プルダウンディテ
クタ５０は、８ユニットの長さの内部統計の先入れ先出
し（ＦＩＦＯ）の待ち行列を６個有しており、そして１
０個の最も最近の入力フィールドの統計値を記憶してい
る。その待ち行列は次の通りである。
クタ５０は、８ユニットの長さの内部統計の先入れ先出
し（ＦＩＦＯ）の待ち行列を６個有しており、そして１
０個の最も最近の入力フィールドの統計値を記憶してい
る。その待ち行列は次の通りである。
【００４３】ａ）｛ＤY［０］，... ，ＤY［７］｝
は、ルマ信号（luma signal）のフィールド差の絶対値
の和を記憶する。
は、ルマ信号（luma signal）のフィールド差の絶対値
の和を記憶する。
【００４４】ｂ）｛ＤCr［０］，... ，ＤCr［７］｝
は、Ｃr彩度信号（chroma signal）のフィールド差の絶
対値の和を記憶する。
は、Ｃr彩度信号（chroma signal）のフィールド差の絶
対値の和を記憶する。
【００４５】ｃ）｛ＤCb［０］，... ，ＤCb［７］｝
は、Ｃb 信号のフィールド差の絶対値の和を記憶する。
は、Ｃb 信号のフィールド差の絶対値の和を記憶する。
【００４６】ｄ）｛ｄY［０］，... ，ｄY［７］｝は、
ローパスフィルタ処理されたルマ信号のフィールド差の
最大絶対値を記憶する。
ローパスフィルタ処理されたルマ信号のフィールド差の
最大絶対値を記憶する。
【００４７】ｅ）｛ｄCr［０］，... ，ｄCr［７］｝
は、ローパスフィルタ処理されたＣr彩度信号のフィー
ルド差の最大絶対値を記憶する。
は、ローパスフィルタ処理されたＣr彩度信号のフィー
ルド差の最大絶対値を記憶する。
【００４８】ｆ）｛ｄCb［０］，... ，ｄCb［７］｝
は、ローパスフィルタ処理されたＣb彩度信号のフィー
ルド差の最大絶対値を記憶する。
は、ローパスフィルタ処理されたＣb彩度信号のフィー
ルド差の最大絶対値を記憶する。
【００４９】上記の説明において、所定のフィールドに
対するフィールド差の絶対値は、フィールド全体に亘っ
て計算される。
対するフィールド差の絶対値は、フィールド全体に亘っ
て計算される。
【００５０】プルダウンディテクタ５０は、また状態変
数Ψを保持し、そして状態変数Ψは、８フィールド遅延
４６から最も最近出力されたフィールドのフィルムモー
ドを表わす。この状態変数Ψは、最も最近処理されたフ
ィールドがノンフィルムの場合には、０として定義され
状態変数Ψは、１から１０の範囲の１つの値を取り、１
０フィールドの３：２プルダウンパターン内の出力フィ
ールドの順序を表わす。最初に状態変数Ψは、０にセッ
トされている。
数Ψを保持し、そして状態変数Ψは、８フィールド遅延
４６から最も最近出力されたフィールドのフィルムモー
ドを表わす。この状態変数Ψは、最も最近処理されたフ
ィールドがノンフィルムの場合には、０として定義され
状態変数Ψは、１から１０の範囲の１つの値を取り、１
０フィールドの３：２プルダウンパターン内の出力フィ
ールドの順序を表わす。最初に状態変数Ψは、０にセッ
トされている。
【００５１】各入力フィールドに対しプルダウンディテ
クタ５０は、次の統計値を用いる。
クタ５０は、次の統計値を用いる。
【００５２】１）ＤY ′，フィールドについての入力輝
度データと２フィールド遅延化輝度データとの間のピク
セル値のフィールド差の絶対値の和
度データと２フィールド遅延化輝度データとの間のピク
セル値のフィールド差の絶対値の和
【００５３】２）ＤCr′，フィールドに亘って入力Ｃr
彩度データと２フィールド遅延化Ｃr彩度データとの間
のピクセル値のフィールド差の絶対値の和
彩度データと２フィールド遅延化Ｃr彩度データとの間
のピクセル値のフィールド差の絶対値の和
【００５４】３）ＤCb′，フィールドに亘って入力Ｃb
彩度データと２フィールド遅延化Ｃb彩度データとの間
のピクセル値のフィールド差の絶対値の和
彩度データと２フィールド遅延化Ｃb彩度データとの間
のピクセル値のフィールド差の絶対値の和
【００５５】４）ｄY ′，フィールドに亘って入力輝度
データと２フィールド遅延化輝度データのローパスフィ
ルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフィールド
差の絶対値の最大値
データと２フィールド遅延化輝度データのローパスフィ
ルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフィールド
差の絶対値の最大値
【００５６】５）ｄCr′，フィールドに亘って入力Ｃr
彩度データと２フィールド遅延化Ｃr彩度データのロー
パスフィルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフ
ィールド差の絶対値の最大値
彩度データと２フィールド遅延化Ｃr彩度データのロー
パスフィルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフ
ィールド差の絶対値の最大値
【００５７】６）ｄCb′，フィールドに亘って入力Ｃb
彩度データと２フィールド遅延化Ｃb彩度データのロー
パスフィルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフ
ィールド差の絶対値の最大値
彩度データと２フィールド遅延化Ｃb彩度データのロー
パスフィルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフ
ィールド差の絶対値の最大値
【００５８】このプルダウンディテクタ５０は、統計値
のＦＩＦＯを次式に従って更新する。 ＤY［ｎ］＝ＤY［ｎ−１］ ＤCr［ｎ］＝ＤCr［ｎ−１］ ＤCb［ｎ］＝ＤCb［ｎ−１］ ｄY［ｎ］＝ｄY［ｎ−１］ ｄCr［ｎ］＝ｄCr［ｎ−１］ ｄCb［ｎ］＝ｄCb［ｎ−１］ ｎ＝１，２，... ，７に対し、そして ＤY［０］＝ＤY′ ＤCr［０］＝ＤCr′ ＤCb［０］＝ＤCb′ ｄY［０］＝ｄY′ ｄCr［０］＝ｄCr′ ｄCb［０］＝ｄCb′
のＦＩＦＯを次式に従って更新する。 ＤY［ｎ］＝ＤY［ｎ−１］ ＤCr［ｎ］＝ＤCr［ｎ−１］ ＤCb［ｎ］＝ＤCb［ｎ−１］ ｄY［ｎ］＝ｄY［ｎ−１］ ｄCr［ｎ］＝ｄCr［ｎ−１］ ｄCb［ｎ］＝ｄCb［ｎ−１］ ｎ＝１，２，... ，７に対し、そして ＤY［０］＝ＤY′ ＤCr［０］＝ＤCr′ ＤCb［０］＝ＤCb′ ｄY［０］＝ｄY′ ｄCr［０］＝ｄCr′ ｄCb［０］＝ｄCb′
【００５９】現行の入力フィールドが偶数（最底）のフ
ィールドで状態変数Ψの現行状態が０あるいは１０の時
には、プルダウンディテクタ５０は、以下のようにフィ
ルム検出を行う、あるいはプルダウンディテクタ５０
は、フィルム検出を行わずに状態変数Ψを１だけ増加さ
せる。
ィールドで状態変数Ψの現行状態が０あるいは１０の時
には、プルダウンディテクタ５０は、以下のようにフィ
ルム検出を行う、あるいはプルダウンディテクタ５０
は、フィルム検出を行わずに状態変数Ψを１だけ増加さ
せる。
【００６０】プルダウンディテクタ５０は、式（１）−
（４）の状態の全てが満たされた場合のみ８フィールド
遅延４６から出力された次の１０個のフィールドは、フ
ィルムであると決定する。
（４）の状態の全てが満たされた場合のみ８フィールド
遅延４６から出力された次の１０個のフィールドは、フ
ィルムであると決定する。
【００６１】
【数１】
【００６２】ここで、ＴY ，ＴCr ，ＴCb ，ｔY ，ｔCr
，ｔCb ，ＲY ，ＲCr ，ＲCb ，ＲY′，ＲCr′，
ＲCb′は、入力データから前以て得た知識により決定さ
れた、則ち、予め存在するしきい値である。
，ｔCb ，ＲY ，ＲCr ，ＲCb ，ＲY′，ＲCr′，
ＲCb′は、入力データから前以て得た知識により決定さ
れた、則ち、予め存在するしきい値である。
【００６３】
【数２】
【００６４】例えば、これらのしきい値は、ユーザの入
力コマンドあるいは、トレーニングデータによって設定
可能である。
力コマンドあるいは、トレーニングデータによって設定
可能である。
【００６５】上記の式（１）−（４）の全てが満たされ
た場合、すなわちこのフィルムテストがフィルム状態が
肯定的であることを示した場合には、状態変数Ψは、１
に設定され、８フィールド遅延４６から出力された次の
１０個のフィールドは、フィルムとしてクラス分けされ
る。それ以外では、状態変数Ψは、０にセットされ、８
フィールド遅延４６から出力された次の２個のフィール
ドは、ノンフィルム（すなわちビデオ）として分類され
上記の検出プロセスは、新たな入力データに対し繰り返
される。
た場合、すなわちこのフィルムテストがフィルム状態が
肯定的であることを示した場合には、状態変数Ψは、１
に設定され、８フィールド遅延４６から出力された次の
１０個のフィールドは、フィルムとしてクラス分けされ
る。それ以外では、状態変数Ψは、０にセットされ、８
フィールド遅延４６から出力された次の２個のフィール
ドは、ノンフィルム（すなわちビデオ）として分類され
上記の検出プロセスは、新たな入力データに対し繰り返
される。
【００６６】このプルダウンディテクタ５０は、また２
ビットモードの字数値を生成し、これは、０−３（ベー
ス１０）を有し、レートコントローラ１４に対し表１に
示すようなフレームの再構成を示す。
ビットモードの字数値を生成し、これは、０−３（ベー
ス１０）を有し、レートコントローラ１４に対し表１に
示すようなフレームの再構成を示す。
【００６７】 表 １ フィルムモード字数値 記 述 ０ フィールド１／フィールド２ １ フィールド２／フィールド１ ２ フィールド１／フィールド２／フィールド１の繰返し ３ フィールド２／フィールド１／フィールド２の繰返し
【００６８】シーンの変化の検出 第２の実施例において、統計値生成機４８は、情報をプ
ルダウンディテクタ５０に送り、このプルダウンディテ
クタ５０は、入力ビデオ内のシーン、すなわちカットの
瞬時の変化の発生を検出する。現行のフィールドと２フ
ィールド遅延化フィールド内のピクセル間の差の絶対値
の和を用いて、フィールド間の変化の量を分類する。通
常のシーンにおいては、このパラメータは、小さく予測
不能な動きのシーンの場合でさえも数フレームに亘って
ゆっくりと変化する。そのためシーンは、全てのフィー
ルド差が所定のしきい値ＴLOW 以下の場合には、連続的
であると見なされ小量ΔＴLOW だけ連続的な値の間で変
化する。
ルダウンディテクタ５０に送り、このプルダウンディテ
クタ５０は、入力ビデオ内のシーン、すなわちカットの
瞬時の変化の発生を検出する。現行のフィールドと２フ
ィールド遅延化フィールド内のピクセル間の差の絶対値
の和を用いて、フィールド間の変化の量を分類する。通
常のシーンにおいては、このパラメータは、小さく予測
不能な動きのシーンの場合でさえも数フレームに亘って
ゆっくりと変化する。そのためシーンは、全てのフィー
ルド差が所定のしきい値ＴLOW 以下の場合には、連続的
であると見なされ小量ΔＴLOW だけ連続的な値の間で変
化する。
【００６９】しかし、複数のシーンの間のカットにおい
ては、このパラメータは、大きくなる。その理由は、フ
ィールド差を計算するのに用いられる２個のフィールド
は、異なったシーンで発生するからである。この場合、
このフィールド差は、通常所定のしきい値ＴHIGHよりも
大きい。さらにフィールド差は、交互のフィールド間で
計算されるために、シーンのカットが発生すると２つの
連続するフィールドは、しきい値ＴHIGH以上の大きなフ
ィールド差を有する。
ては、このパラメータは、大きくなる。その理由は、フ
ィールド差を計算するのに用いられる２個のフィールド
は、異なったシーンで発生するからである。この場合、
このフィールド差は、通常所定のしきい値ＴHIGHよりも
大きい。さらにフィールド差は、交互のフィールド間で
計算されるために、シーンのカットが発生すると２つの
連続するフィールドは、しきい値ＴHIGH以上の大きなフ
ィールド差を有する。
【００７０】そのためシーンの変化の検出は、少なくと
も２つの高いフィールド差が、低いフィールド差の後に
来るか、前に来るかを検出することによって、容易に検
出できる。統計値生成機４８のルックアヘッド特性（lo
ok-ahead nature） により、後続のフィールド差の数の
検出が進められ、シーンの検出の信頼性を向上させるこ
とになる。さらにシーンの変化は、それが符号化される
ためにエンコーダモジュール１６に入力する１あるいは
複数のフレーム時間の間に検出される。これによりエン
コーダ１０がシーン変化の前に符号化パラメータを変え
ることができるようになる、これは例えば、シーンの変
化の前のフレームの符号化品質を劣化させることになる
が、復号化されたビデオを見ている者にとっては、目に
見えるような品質の変化を引きおこさないため、これに
よりエンコーダ１０の符号化効率を改善できるものであ
る。
も２つの高いフィールド差が、低いフィールド差の後に
来るか、前に来るかを検出することによって、容易に検
出できる。統計値生成機４８のルックアヘッド特性（lo
ok-ahead nature） により、後続のフィールド差の数の
検出が進められ、シーンの検出の信頼性を向上させるこ
とになる。さらにシーンの変化は、それが符号化される
ためにエンコーダモジュール１６に入力する１あるいは
複数のフレーム時間の間に検出される。これによりエン
コーダ１０がシーン変化の前に符号化パラメータを変え
ることができるようになる、これは例えば、シーンの変
化の前のフレームの符号化品質を劣化させることになる
が、復号化されたビデオを見ている者にとっては、目に
見えるような品質の変化を引きおこさないため、これに
よりエンコーダ１０の符号化効率を改善できるものであ
る。
【００７１】これらの変化を検出すると、シーン変化デ
ィテクタ５２は、シーンの変化フラッグを出力し、これ
をレートコントローラ１４に送信する。例えば、このシ
ーンの変化フラッグは、符号化内セッティングのような
ピクチャータイプを表わす。例えば、検出のある確信的
レベルを達成するようなシーンの変化に対しては、この
フレーム内フラッグが生成され、レートコントローラ１
４に送られて、フレーム全体を内部符号化（intra cod
e）する。このフレーム内フラッグシーン変化ディテク
タ５２から交互の再同期化方法として出力される。統計
値生成機４８は、周期的カウントを生成するカウンタ
（図示せず）を有し、プリプロセッサ１２はこの周期的
カウントに応答して一定間隔でフレーム内フラッグを生
成する。この交互の再同期化方法においては、プリプロ
セッサ１２は、シーンの変化フラッグに応答してフレー
ム内フラッグを生成し、レートコントローラ１４は、こ
のフレーム内フラッグに応答して、内部フレームをシー
ンの変化に相当する場所の複数のフレーム内に挿入す
る。この方法においては、シーン変化ディテクタ５２
は、シーン変化の相対的位置に応じて、内部フレームの
周波数を変化するよう選択し、そして、内部フレームを
生成し、シーン変化を一致させる。そしてプリプロセッ
サ１２は、このシーン変化フラッグに応答して、カウン
タのカウントを修正し、カウントの修正時にフレーム内
フラッグを生成する。
ィテクタ５２は、シーンの変化フラッグを出力し、これ
をレートコントローラ１４に送信する。例えば、このシ
ーンの変化フラッグは、符号化内セッティングのような
ピクチャータイプを表わす。例えば、検出のある確信的
レベルを達成するようなシーンの変化に対しては、この
フレーム内フラッグが生成され、レートコントローラ１
４に送られて、フレーム全体を内部符号化（intra cod
e）する。このフレーム内フラッグシーン変化ディテク
タ５２から交互の再同期化方法として出力される。統計
値生成機４８は、周期的カウントを生成するカウンタ
（図示せず）を有し、プリプロセッサ１２はこの周期的
カウントに応答して一定間隔でフレーム内フラッグを生
成する。この交互の再同期化方法においては、プリプロ
セッサ１２は、シーンの変化フラッグに応答してフレー
ム内フラッグを生成し、レートコントローラ１４は、こ
のフレーム内フラッグに応答して、内部フレームをシー
ンの変化に相当する場所の複数のフレーム内に挿入す
る。この方法においては、シーン変化ディテクタ５２
は、シーン変化の相対的位置に応じて、内部フレームの
周波数を変化するよう選択し、そして、内部フレームを
生成し、シーン変化を一致させる。そしてプリプロセッ
サ１２は、このシーン変化フラッグに応答して、カウン
タのカウントを修正し、カウントの修正時にフレーム内
フラッグを生成する。
【００７２】別法として、シーン変化ディテクタ５２
は、８ビット値をレートコントローラ１４に出力してシ
ーン変化の可能性すなわち強さを表わすようにする。こ
の８ビット値は、また他のシーン変化を部分シーン変化
として示す。
は、８ビット値をレートコントローラ１４に出力してシ
ーン変化の可能性すなわち強さを表わすようにする。こ
の８ビット値は、また他のシーン変化を部分シーン変化
として示す。
【００７３】フィルムの検出以外に、３：２プルダウン
プロセッサ３２は、所定の間隔で内部フレームを挿入し
て、コマーシャルとＩＰフレーム符号化を別法として挿
入することも可能で、これにより累進的なリフレッシュ
動作が可能となる。
プロセッサ３２は、所定の間隔で内部フレームを挿入し
て、コマーシャルとＩＰフレーム符号化を別法として挿
入することも可能で、これにより累進的なリフレッシュ
動作が可能となる。
【００７４】ビデオフェージングの検出 第３の実施例においては、フェードディテクタ５３はビ
デオデータ内のビデオフェージングを決定する。フィル
ムに追加されたビデオフェードの存在とフィルムからフ
ィルムへの遷移あるいはフィルムからビデオへの遷移の
フェードレートによりがフィルムの誤り検出を生成す
る。このフェードディテクタ５３は、フェードの前後の
シーンの輝度の大きな変化を表わすものとして、平均的
ピクセル値を用いて、統計からビデオの遷移を検出す
る。このフェードディテクタ５３は、平均ピクセル値が
所定の値以下であることに応答して、ビデオ内のフェー
ドを表わすフェードフラッグを生成する。
デオデータ内のビデオフェージングを決定する。フィル
ムに追加されたビデオフェードの存在とフィルムからフ
ィルムへの遷移あるいはフィルムからビデオへの遷移の
フェードレートによりがフィルムの誤り検出を生成す
る。このフェードディテクタ５３は、フェードの前後の
シーンの輝度の大きな変化を表わすものとして、平均的
ピクセル値を用いて、統計からビデオの遷移を検出す
る。このフェードディテクタ５３は、平均ピクセル値が
所定の値以下であることに応答して、ビデオ内のフェー
ドを表わすフェードフラッグを生成する。
【００７５】適応形解像度制御 第４の実施例において、本発明のビデオエンコーダ制御
システムは、フレーム統計により測定されたシーンの変
化に応じて、符号化の解像度を適合させる。３：２プル
ダウンプロセッサ３２の統計値生成機４８は、入力ビデ
オデータのピクセルのフィールド差の絶対値の和を対応
するイメージの複雑さの尺度として生成する。別法とし
て、フィールド間のピクセルの変動も計算される。これ
らの和は、レートコントローラ１４に送信され、このレ
ートコントローラ１４は、これらの和が所定値を越える
か否かを決定する。この所定の値以上になると、すなわ
ち符号化されるべき画像の複雑性が高いと、レートコン
トローラ１４は、符号化イメージの解像度を落とす解像
度選択フラッグを生成する。
システムは、フレーム統計により測定されたシーンの変
化に応じて、符号化の解像度を適合させる。３：２プル
ダウンプロセッサ３２の統計値生成機４８は、入力ビデ
オデータのピクセルのフィールド差の絶対値の和を対応
するイメージの複雑さの尺度として生成する。別法とし
て、フィールド間のピクセルの変動も計算される。これ
らの和は、レートコントローラ１４に送信され、このレ
ートコントローラ１４は、これらの和が所定値を越える
か否かを決定する。この所定の値以上になると、すなわ
ち符号化されるべき画像の複雑性が高いと、レートコン
トローラ１４は、符号化イメージの解像度を落とす解像
度選択フラッグを生成する。
【００７６】図５において、入力ビデオデータは、適応
形プレフィルタ３６により処理されるがこの実施例にお
いては、各フレーム毎１度の割合でプレフィルタ選択信
号を用いて、レートコントローラ１４により選択された
２５６個のフィルタ値あるいは係数の第１所定バンクを
用いて行われる。適応形プレフィルタ３６は、また３：
２プルダウンプロセッサ３２からフィルムフラッグを受
領し、この入力ビデオデータが累進的フィルムあるいは
インタレースされたビデオのいずれかに相当するかを表
わすものである。この適応形プレフィルタ３６は、フィ
ルムフラッグを用いてフィルタ値の組の第２の所定のバ
ンクからフィルタ値を選択する。
形プレフィルタ３６により処理されるがこの実施例にお
いては、各フレーム毎１度の割合でプレフィルタ選択信
号を用いて、レートコントローラ１４により選択された
２５６個のフィルタ値あるいは係数の第１所定バンクを
用いて行われる。適応形プレフィルタ３６は、また３：
２プルダウンプロセッサ３２からフィルムフラッグを受
領し、この入力ビデオデータが累進的フィルムあるいは
インタレースされたビデオのいずれかに相当するかを表
わすものである。この適応形プレフィルタ３６は、フィ
ルムフラッグを用いてフィルタ値の組の第２の所定のバ
ンクからフィルタ値を選択する。
【００７７】このフィルムモードフラッグとプレフィル
タ選択信号とは、８×８フィルタ６８により処理されこ
の８×８フィルタ６８は、フレームベースで８×８のフ
ィルタ処理を行うために８本の水平スキャンラインタッ
プと８本の垂直タップの組からなる。この８×８フィル
タ６８のタップは、プログラム可能なものである。例え
ば、１本おきの行列のタップを０に設定すると、８×８
のフィルタは、４×４フィルタとなりこれはフィールド
フィルタ処理を実行する為にフレームのピクセルに適応
できるものである。この８×８フィルタ６８の対応する
出力値の計算に関連するものは、フレーム当たり２個の
フィールドの１つからの値のみである。
タ選択信号とは、８×８フィルタ６８により処理されこ
の８×８フィルタ６８は、フレームベースで８×８のフ
ィルタ処理を行うために８本の水平スキャンラインタッ
プと８本の垂直タップの組からなる。この８×８フィル
タ６８のタップは、プログラム可能なものである。例え
ば、１本おきの行列のタップを０に設定すると、８×８
のフィルタは、４×４フィルタとなりこれはフィールド
フィルタ処理を実行する為にフレームのピクセルに適応
できるものである。この８×８フィルタ６８の対応する
出力値の計算に関連するものは、フレーム当たり２個の
フィールドの１つからの値のみである。
【００７８】このフィルムフラッグがオフの時には、８
×８フィルタ６８は、８×４のフィルタとして動作して
フィールドベースでフィルタ処理を行う。そしてフィル
ムフラッグがオンの時には、８×８フィルタ６８は、フ
レームベースでフィルタ処理を行い、タップに係る条件
（すなわちタップの１つおきの行列は、０に設定される
状態）は除かれる。かくしてプレフィルタ処理は、ビデ
オに対しては、フィールドベースで、フィルムに対して
は、フレームベースで実行される。
×８フィルタ６８は、８×４のフィルタとして動作して
フィールドベースでフィルタ処理を行う。そしてフィル
ムフラッグがオンの時には、８×８フィルタ６８は、フ
レームベースでフィルタ処理を行い、タップに係る条件
（すなわちタップの１つおきの行列は、０に設定される
状態）は除かれる。かくしてプレフィルタ処理は、ビデ
オに対しては、フィールドベースで、フィルムに対して
は、フレームベースで実行される。
【００７９】複数のフィルタすなわちフィルタ値の組あ
るいは、フィルタ係数の組が各タイプのフィルタ処理、
例えばフィールドベースのフィルタ処理とフレームベー
スのフィルタ処理に対し与えられる。このような複数の
フィルタは、８×８フィルタ６８のタップを異なる方法
でセットすることにより決定できる。入力ビデオデータ
がフィルム材料であるかあるいは、ビデオ材料であるか
に応じてフィールドベースあるいはフレームベースのフ
ィルタ処理に適合する以外に、８×８フィルタ６８は、
ビデオイメージの複雑化およびエンコーダ１０の状態に
基づいて、ビデオデータを符号化する為の困難度に基づ
いて、フィールドフィルタの値の組、あるいは、フレー
ムフィルタの値の組のいずれかの１つから選択すること
により適応形となる。このシーンの複雑さは、同一パリ
ティの連続フィールドのフィールド差の絶対値の和によ
り決定される。
るいは、フィルタ係数の組が各タイプのフィルタ処理、
例えばフィールドベースのフィルタ処理とフレームベー
スのフィルタ処理に対し与えられる。このような複数の
フィルタは、８×８フィルタ６８のタップを異なる方法
でセットすることにより決定できる。入力ビデオデータ
がフィルム材料であるかあるいは、ビデオ材料であるか
に応じてフィールドベースあるいはフレームベースのフ
ィルタ処理に適合する以外に、８×８フィルタ６８は、
ビデオイメージの複雑化およびエンコーダ１０の状態に
基づいて、ビデオデータを符号化する為の困難度に基づ
いて、フィールドフィルタの値の組、あるいは、フレー
ムフィルタの値の組のいずれかの１つから選択すること
により適応形となる。このシーンの複雑さは、同一パリ
ティの連続フィールドのフィールド差の絶対値の和によ
り決定される。
【００８０】別法として、８×８フィルタ６８は、フィ
ールド差の絶対値の和およびレートコントローラ１４に
より設定される符号化ビットレートとを用いて遅延ビデ
オデータをフィルタ処理するために複数のフィルタ値の
少なくとも１つを選択する。
ールド差の絶対値の和およびレートコントローラ１４に
より設定される符号化ビットレートとを用いて遅延ビデ
オデータをフィルタ処理するために複数のフィルタ値の
少なくとも１つを選択する。
【００８１】このフィルタ値の所定の組のあるものは、
負であるので、フィルタ処理におけるオーバフローの状
態は、８×８フィルタ６８の出力をクランプ７０を用い
て、０から２５６までの８ビット範囲内にクランプある
いはラッチすることにより回避できる。
負であるので、フィルタ処理におけるオーバフローの状
態は、８×８フィルタ６８の出力をクランプ７０を用い
て、０から２５６までの８ビット範囲内にクランプある
いはラッチすることにより回避できる。
【００８２】各ＹとＣb とＣr の値が、上記の方法で異
なる組のフィルタ値でもって独立にフィルタ処理され
る。
なる組のフィルタ値でもって独立にフィルタ処理され
る。
【００８３】この実施例においては、適応形プレフィル
タ３６は２：１の水平フィルタ／サブサンプラ３８によ
り処理される７２０個のピクセルのクランプされたデー
タを出力する。この２：１の水平フィルタ／サブサンプ
ラ３８は、レートコントローラ１４からの解像度選択フ
ラッグに応答してサブサンプリングのレートを決定す
る。ＭＰＥＧ符号化標準を用いた実施例においては、７
０４モードと３５２モードとがサポートされている。７
０４モードが選択された場合には、２：１の水平方向サ
ンプラ７２はディスエイブルされ、１ライン当たり７０
４個のピクセルを有する処理済みのビデオデータが２：
１の水平方向サンプラ７２に入力されて、そこを変化さ
れずに通過する。３５２モードが選択されるとＹ，Ｃ
b ，Ｃr の値が２の係数でもってサブサンプル処理され
各ラインの第１ピクセルが残り１ライン当たり３５２個
のピクセルの解像度が提供される。
タ３６は２：１の水平フィルタ／サブサンプラ３８によ
り処理される７２０個のピクセルのクランプされたデー
タを出力する。この２：１の水平フィルタ／サブサンプ
ラ３８は、レートコントローラ１４からの解像度選択フ
ラッグに応答してサブサンプリングのレートを決定す
る。ＭＰＥＧ符号化標準を用いた実施例においては、７
０４モードと３５２モードとがサポートされている。７
０４モードが選択された場合には、２：１の水平方向サ
ンプラ７２はディスエイブルされ、１ライン当たり７０
４個のピクセルを有する処理済みのビデオデータが２：
１の水平方向サンプラ７２に入力されて、そこを変化さ
れずに通過する。３５２モードが選択されるとＹ，Ｃ
b ，Ｃr の値が２の係数でもってサブサンプル処理され
各ラインの第１ピクセルが残り１ライン当たり３５２個
のピクセルの解像度が提供される。
【００８４】別の実施例においては、水平フィルタ／サ
ブサンプラ３８は、フレームフィルタ処理あるいはフィ
ールドフィルタ処理を実行するのと同様な方法でもって
フィルムフラッグを用いて適応形のフィルタ処理を実行
する。かくしてこの垂直フィルタ／サブサンプラ３４
は、彩度のダウンサンプリングを実行し４：２：２の彩
度を４：２：０の彩度に変換し、これは処理されるべき
ビデオデータがフィルムフラッグにより３：２プルダウ
ンプロセッサ３２により決定されるフィルム材料である
か、ビデオ材料であるかによって決められる。
ブサンプラ３８は、フレームフィルタ処理あるいはフィ
ールドフィルタ処理を実行するのと同様な方法でもって
フィルムフラッグを用いて適応形のフィルタ処理を実行
する。かくしてこの垂直フィルタ／サブサンプラ３４
は、彩度のダウンサンプリングを実行し４：２：２の彩
度を４：２：０の彩度に変換し、これは処理されるべき
ビデオデータがフィルムフラッグにより３：２プルダウ
ンプロセッサ３２により決定されるフィルム材料である
か、ビデオ材料であるかによって決められる。
【００８５】
【発明の効果】本発明の解像度制御方法を上記の適応形
プレフィルタ３６と組み合わせて用いることにより解像
度のより細かな制御が可能となる。さらに入力ビデオデ
ータの遅延からエンコーダ１０のルックアヘッド機能と
解像度を制御するために統計を用いる際にエンコーダ１
０は、解像度選択フラッグを用いて解像度を向上させ、
および少なくとも１つのフレームに割り当てられたビッ
ト数を減少し、符号化プロセスのアーティファクト（偽
物）の生成を抑制するためにシーンの変化の前に解像度
選択フラッグを用いて解像度を増加させ、少なくとも１
つのフレームに割り当てられたビット数を減少すること
によりシーンの変化に対応できる。
プレフィルタ３６と組み合わせて用いることにより解像
度のより細かな制御が可能となる。さらに入力ビデオデ
ータの遅延からエンコーダ１０のルックアヘッド機能と
解像度を制御するために統計を用いる際にエンコーダ１
０は、解像度選択フラッグを用いて解像度を向上させ、
および少なくとも１つのフレームに割り当てられたビッ
ト数を減少し、符号化プロセスのアーティファクト（偽
物）の生成を抑制するためにシーンの変化の前に解像度
選択フラッグを用いて解像度を増加させ、少なくとも１
つのフレームに割り当てられたビット数を減少すること
によりシーンの変化に対応できる。
【００８６】図６に示したように、本発明の方法は、エ
ンコーダ１０を制御する際にステップ７４でエンコーダ
１０の制御の開始をし、ステップ７６で入力ビデオデー
タを受信し、ステップ７８でビデオデータの前処理を
し、ステップ８８で遅延ビデオデータと統計を用いてエ
ンコーダ１０の制御を行う。前処理のステップには、Ｎ
個のフレームだけビデオデータを遅延させるステップを
含む。ここでＮ（Ｎ＞１）を含み、ステップ８０で遅延
ビデオデータを生成する。ステップ８２で入力ビデオデ
ータから統計値を生成し、ステップ８４でシーンの変化
フラッグ、フィルムフラッグ、ビデオフェードフラッグ
等を含むフラッグを生成するためにこの統計値を処理
し、ステップ８６でこの統計値から解像度の設定を決定
する。
ンコーダ１０を制御する際にステップ７４でエンコーダ
１０の制御の開始をし、ステップ７６で入力ビデオデー
タを受信し、ステップ７８でビデオデータの前処理を
し、ステップ８８で遅延ビデオデータと統計を用いてエ
ンコーダ１０の制御を行う。前処理のステップには、Ｎ
個のフレームだけビデオデータを遅延させるステップを
含む。ここでＮ（Ｎ＞１）を含み、ステップ８０で遅延
ビデオデータを生成する。ステップ８２で入力ビデオデ
ータから統計値を生成し、ステップ８４でシーンの変化
フラッグ、フィルムフラッグ、ビデオフェードフラッグ
等を含むフラッグを生成するためにこの統計値を処理
し、ステップ８６でこの統計値から解像度の設定を決定
する。
【図１】本発明のビデオエンコーダのブロック図
【図２】プリプロセッサのブロック図
【図３】図２の３：２のプルダウンプロセッサのブロッ
ク図
ク図
【図４】図２の３：２のプルダウンプロセッサの統計値
生成機のブロック図
生成機のブロック図
【図５】図２のプリプロセッサの要素を表わすブロック
図
図
【図６】本発明のビデオエンコーダ制御システムの方法
と動作を表わすフローチャート図
と動作を表わすフローチャート図
１０ エンコーダ １１ エンコーダ制御モジュール １２ プリプロセッサ １４ レートコントローラ １６ エンコーダモジュール １８ 予測モジュール ２０ フォーマッタ ２２ 知覚モデルモジュール ２４ 動き予測モジュール ２６ デコーダモジュール ２８ ルックアップテーブルモジュール ３０ 垂直クロッピングモジュール ３２ ３：２プルダウンプロセッサ ３４ 垂直フィルタ／サブサンプラ ３６ 適応形プレフィルタ ３８ 水平フィルタ／サブサンプラ ４０ 水平クロッピングモジュール ４２ 第１フィールド遅延 ４４ 第２フィールド遅延 ４６ ８フィールド遅延 ４８ 統計値生成機 ５０ プルダウンディテクタ ５２ シーン変化ディテクタ ５３ フェードディテクタ ５４，６２ 差の絶対値計算機 ５６ フィールドの和計算機 ５８，６０ ローパスフィルタ／サブサンプラ ６４ フィールドの最大値検出機 ６６ フィールドの平均値計算機 ６８ ８×８フィルタ ７０ クランプ ７２ ２：１水平方向サンプラ ７４ ビデオエンコーダの制御開始 ７６ 入力ビデオデータを受信 ７８ ビデオデータの前処理 ８０ 遅延ビデオデータを生成するためにビデオデータ
をＮフレームだけ遅延させる ８２ 入力ビデオデータから統計値を生成する ８４ この統計値を処理してシーン変化フラッグ、フィ
ルムフラッグ、ビデオフェードフラッグを含むフラッグ
を生成する ８６ この統計値から解像度の設定を決定する ８８ 遅延ビデオデータと統計値を用いてエンコーダを
制御する
をＮフレームだけ遅延させる ８２ 入力ビデオデータから統計値を生成する ８４ この統計値を処理してシーン変化フラッグ、フィ
ルムフラッグ、ビデオフェードフラッグを含むフラッグ
を生成する ８６ この統計値から解像度の設定を決定する ８８ 遅延ビデオデータと統計値を用いてエンコーダを
制御する
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１１月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ビデオエンコーダ制御システム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオエンコーダ
に関し、特にビデオ信号中の変化を検出し、符号化を実
行するビデオエンコーダを制御する方法とシステムに関
する。
に関し、特にビデオ信号中の変化を検出し、符号化を実
行するビデオエンコーダを制御する方法とシステムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】画像圧縮システムでは、最大の画像品質
を維持しながら最小のビット数にビデオ信号をデジタル
化している。ＭＰＥＧ（Motion Picture Experts Grou
p）標準は、画像圧縮に有効な技術を規定している。そ
のある技術では、ビデオエンコーダ内で画像圧縮を提供
しつつ、この圧縮時にデータの冗長性を維持している。
を維持しながら最小のビット数にビデオ信号をデジタル
化している。ＭＰＥＧ（Motion Picture Experts Grou
p）標準は、画像圧縮に有効な技術を規定している。そ
のある技術では、ビデオエンコーダ内で画像圧縮を提供
しつつ、この圧縮時にデータの冗長性を維持している。
【０００３】１秒間当たり２４フレームの入力ビデオイ
メージ画像のフィルム材料を公知のプロセスでもって、
１秒間当たり６０フィールドのビデオ信号に変換する、
この公知の技術は、例えば、３：２のプルダウン方式
で、これは、各ビデオフレームをビデオの３個のフィー
ルドと２個のフィールドでもって交互に記録している。
しかし、この３：２のプルダウン方法は、その変換に際
しては冗長となる。このような冗長性を検知しそれを除
去することは、情報の喪失を招くことなく５個のフィー
ルド毎に１個のフィールドを取り除くことを意味する。
しかしこれにより記録し処理されるべきビデオイメージ
データを２０％低減することができる。テレビ放送材料
の９０％は、フィルムソースから得られたものであるた
めに、イメージ情報を喪失することなく、２０％ものビ
デオイメージデータを低減できることは、ビデオ符号化
に対し、データ容量を大きく削減する利点がある。
メージ画像のフィルム材料を公知のプロセスでもって、
１秒間当たり６０フィールドのビデオ信号に変換する、
この公知の技術は、例えば、３：２のプルダウン方式
で、これは、各ビデオフレームをビデオの３個のフィー
ルドと２個のフィールドでもって交互に記録している。
しかし、この３：２のプルダウン方法は、その変換に際
しては冗長となる。このような冗長性を検知しそれを除
去することは、情報の喪失を招くことなく５個のフィー
ルド毎に１個のフィールドを取り除くことを意味する。
しかしこれにより記録し処理されるべきビデオイメージ
データを２０％低減することができる。テレビ放送材料
の９０％は、フィルムソースから得られたものであるた
めに、イメージ情報を喪失することなく、２０％ものビ
デオイメージデータを低減できることは、ビデオ符号化
に対し、データ容量を大きく削減する利点がある。
【０００４】しかし、イメージフィールド内のこのよう
な冗長性を検知し、それを取り除くために、フィルムと
ビデオの混合物あるいは異なるフィルムの組み合わせに
おける３：２のプルダウンの誤った検知は、例えばイメ
ージ復号化のような後続の圧縮イメージの処理に際し、
許容できないほどのアーティファクト（偽物）が再構成
されることになる。
な冗長性を検知し、それを取り除くために、フィルムと
ビデオの混合物あるいは異なるフィルムの組み合わせに
おける３：２のプルダウンの誤った検知は、例えばイメ
ージ復号化のような後続の圧縮イメージの処理に際し、
許容できないほどのアーティファクト（偽物）が再構成
されることになる。
【０００５】来入ビデオ情報の変化の予測と符号化パラ
メータのその対応する修正の予測は、従来公知のもので
ある。このような予測方法では、フレーム内（intra fr
ames）すなわちリフレッシュフレームの誤った配置、あ
るいはＩフレームの誤った配置により、後続の復号化に
際にその品質を劣化させることになる。例えば通常のビ
デオフレームは、少なくともその前のフレームから通常
予測できるものであり、そしてビデオイメージを受信機
が得ることを容易にするために、受信機には周期的に送
信される内部フレーム（intra frames）が付属するもの
である。このようなフレーム内符号化およびシーンの変
化からのフレームの符号化には、通常のビデオフレーム
よりは多くのビットを必要とする。その理由は、このよ
うなシーンが変化するフレームは、ほとんど予測できな
いフレームとなるからである。フレーム内符号化が、シ
ーンの変化の直前あるいは直後に発生する場合には、符
号化に必要な平均ビットレートは、符号化の品質を落と
すレベルまで増加し、その結果、復号化に際し、目障り
なアーティファクト（偽物）が発生することになる。
メータのその対応する修正の予測は、従来公知のもので
ある。このような予測方法では、フレーム内（intra fr
ames）すなわちリフレッシュフレームの誤った配置、あ
るいはＩフレームの誤った配置により、後続の復号化に
際にその品質を劣化させることになる。例えば通常のビ
デオフレームは、少なくともその前のフレームから通常
予測できるものであり、そしてビデオイメージを受信機
が得ることを容易にするために、受信機には周期的に送
信される内部フレーム（intra frames）が付属するもの
である。このようなフレーム内符号化およびシーンの変
化からのフレームの符号化には、通常のビデオフレーム
よりは多くのビットを必要とする。その理由は、このよ
うなシーンが変化するフレームは、ほとんど予測できな
いフレームとなるからである。フレーム内符号化が、シ
ーンの変化の直前あるいは直後に発生する場合には、符
号化に必要な平均ビットレートは、符号化の品質を落と
すレベルまで増加し、その結果、復号化に際し、目障り
なアーティファクト（偽物）が発生することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、特にビデオ信号中の変化を検出し、フレーム信号の
効率的な符号化方法を提供することである。
は、特にビデオ信号中の変化を検出し、フレーム信号の
効率的な符号化方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のビデオエンコー
ダを制御するシステムのプロセッサは、遅延ビデオデー
タを生成するために、所定数Ｎ（Ｎ＞１）により入力ビ
デオデータを遅延させる多フィールド遅延回路と、第１
フレームと後続のフレームの統計値を生成し、この統計
値から制御信号を生成するために前記の入力ビデオデー
タを処理する統計値生成機と、エンコーダモジュール
と、前記の制御信号に応答して前記エンコーダモジュー
ルにより第１フレームに相当する遅延ビデオデータの符
号化を制御するレートコントローラとからなる。前記の
統計値生成機は、フィールドピクセル間の差の絶対値の
和を計算し、サブサンプルされたローパスフィルタイメ
ージ値を計算する。そしてプルダウンディテクタが、そ
れに組み込まれ前記の和を用いて、関連フィールド内の
冗長フィールドを検知し、冗長フィールドに対応する制
御信号として冗長性フラッグを生成する。
ダを制御するシステムのプロセッサは、遅延ビデオデー
タを生成するために、所定数Ｎ（Ｎ＞１）により入力ビ
デオデータを遅延させる多フィールド遅延回路と、第１
フレームと後続のフレームの統計値を生成し、この統計
値から制御信号を生成するために前記の入力ビデオデー
タを処理する統計値生成機と、エンコーダモジュール
と、前記の制御信号に応答して前記エンコーダモジュー
ルにより第１フレームに相当する遅延ビデオデータの符
号化を制御するレートコントローラとからなる。前記の
統計値生成機は、フィールドピクセル間の差の絶対値の
和を計算し、サブサンプルされたローパスフィルタイメ
ージ値を計算する。そしてプルダウンディテクタが、そ
れに組み込まれ前記の和を用いて、関連フィールド内の
冗長フィールドを検知し、冗長フィールドに対応する制
御信号として冗長性フラッグを生成する。
【０００８】シーン変化ディテクタが、それに組み込ま
れ前記の和を用いて、第１フレームと後続のフレームか
らのシーンの変化を検知し、制御信号としてこのシーン
の変化フラッグを生成する。統計値生成機は、各フレー
ムの平均ピクセル値を決定し、フェードディテクタは、
ビデオフェードを決定するために第１フィールドと後続
のフィールドの平均ピクセル値を用いる。
れ前記の和を用いて、第１フレームと後続のフレームか
らのシーンの変化を検知し、制御信号としてこのシーン
の変化フラッグを生成する。統計値生成機は、各フレー
ムの平均ピクセル値を決定し、フェードディテクタは、
ビデオフェードを決定するために第１フィールドと後続
のフィールドの平均ピクセル値を用いる。
【０００９】解像度セレクタは、前記の和を用いて解像
度選択信号を生成し、これをレートコントローラが用い
て後続のフレームの符号化の解像度を決定する。プロセ
ッサからの出力は、フィルムフラッグ、シーン変化フラ
ッグ、フェードフラッグを含み遅延ビデオデータの符号
化を制御するためにレートコントローラに送られる。
度選択信号を生成し、これをレートコントローラが用い
て後続のフレームの符号化の解像度を決定する。プロセ
ッサからの出力は、フィルムフラッグ、シーン変化フラ
ッグ、フェードフラッグを含み遅延ビデオデータの符号
化を制御するためにレートコントローラに送られる。
【００１０】また本発明は、複数のフレームに対応する
入力ビデオデータを復号化するビデオエンコーダを制御
する方法を開示する。本発明の方法は、フレームの所定
数Ｎ（Ｎ＞１）により入力ビデオデータを遅延させて遅
延ビデオデータを生成するステップと、第１ビデオフレ
ームの統計値を生成するために入力ビデオデータを処理
するステップと、前記統計値を用いてビデオエンコーダ
により第１フレームに相当する遅延ビデオデータの符号
化を制御するステップを含む。
入力ビデオデータを復号化するビデオエンコーダを制御
する方法を開示する。本発明の方法は、フレームの所定
数Ｎ（Ｎ＞１）により入力ビデオデータを遅延させて遅
延ビデオデータを生成するステップと、第１ビデオフレ
ームの統計値を生成するために入力ビデオデータを処理
するステップと、前記統計値を用いてビデオエンコーダ
により第１フレームに相当する遅延ビデオデータの符号
化を制御するステップを含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明を説明する前に、一般的事
項をまず説明する。ピクセル（ペル）のブロックは、イ
メージ（画像）を構成するために行列に並んでいる。そ
して各ピクセルは、３つの要素に関連している。すなわ
ち輝度Ｙと赤色差Ｃr と青色差Ｃb である。フィールド
に配置されたビデオデータは、ナショナルテレビジョン
システムカミティ「National Television System Commi
ttee (NTSC)」 標準のビデオでは、約５９．９４Ｈｚ
（約６０Ｈｚ）で、フェイズアルタネーションライン
「Phase Alternation Line (PAL)」標準のビデオでは５
０Ｈｚで動作する。このＮＴＳＣ標準とＰＡＬ標準の基
では、フィールド対がフレームを構成する。ＦＩＥＬＤ
１は、表示されるべき第１フィールド（奇数フィール
ド）と称し，ＦＩＥＬＤ２は、表示されるべき第２フィ
ールド（偶数フィールド）と称する。かくして各フィー
ルドは、パリティ、すなわち偶数あるいは、奇数に関係
している。
項をまず説明する。ピクセル（ペル）のブロックは、イ
メージ（画像）を構成するために行列に並んでいる。そ
して各ピクセルは、３つの要素に関連している。すなわ
ち輝度Ｙと赤色差Ｃr と青色差Ｃb である。フィールド
に配置されたビデオデータは、ナショナルテレビジョン
システムカミティ「National Television System Commi
ttee (NTSC)」 標準のビデオでは、約５９．９４Ｈｚ
（約６０Ｈｚ）で、フェイズアルタネーションライン
「Phase Alternation Line (PAL)」標準のビデオでは５
０Ｈｚで動作する。このＮＴＳＣ標準とＰＡＬ標準の基
では、フィールド対がフレームを構成する。ＦＩＥＬＤ
１は、表示されるべき第１フィールド（奇数フィール
ド）と称し，ＦＩＥＬＤ２は、表示されるべき第２フィ
ールド（偶数フィールド）と称する。かくして各フィー
ルドは、パリティ、すなわち偶数あるいは、奇数に関係
している。
【００１２】このようなフィールドは、また内部フィー
ルド（intra field）（Ｉフィールド）と、予測フィー
ルド（Ｐフィールド）と双方向フィールド（Ｂフィール
ド）としてカテゴリに分けられ，これらは、Ｉフレー
ム、Ｐフレーム、Ｂフレームと同様に定義される。
ルド（intra field）（Ｉフィールド）と、予測フィー
ルド（Ｐフィールド）と双方向フィールド（Ｂフィール
ド）としてカテゴリに分けられ，これらは、Ｉフレー
ム、Ｐフレーム、Ｂフレームと同様に定義される。
【００１３】図１において、エンコーダ１０は、入力装
置からのコマンドあるいは他の入力を受信するエンコー
ダ制御モジュール１１と、ビデオ入力内のフィルムフレ
ームおよびシーン変化を検知するプリプロセッサ１２
と、レートコントローラ１４と、エンコーダモジュール
１６と、予測モジュール１８と、フォーマッタ２０と、
知覚モデルモジュール２２と、動き予測モジュール２４
と、デコーダモジュール２６とを有する。エンコーダ１
０のこれらの構成部品は、従来公知のもので例えば米国
特許第５，１４４，４２３号、第５，２３１，４８４
号、第５，２４７，３６３号、第５，２９３，２２９
号、第５，３２５，１２５号等に開示されている。
置からのコマンドあるいは他の入力を受信するエンコー
ダ制御モジュール１１と、ビデオ入力内のフィルムフレ
ームおよびシーン変化を検知するプリプロセッサ１２
と、レートコントローラ１４と、エンコーダモジュール
１６と、予測モジュール１８と、フォーマッタ２０と、
知覚モデルモジュール２２と、動き予測モジュール２４
と、デコーダモジュール２６とを有する。エンコーダ１
０のこれらの構成部品は、従来公知のもので例えば米国
特許第５，１４４，４２３号、第５，２３１，４８４
号、第５，２４７，３６３号、第５，２９３，２２９
号、第５，３２５，１２５号等に開示されている。
【００１４】ビデオエンコーダ制御システムおよびここ
に開示した方法においては、プリプロセッサ１２は、入
力ビデオデータとコマンド入力とを受信し、これらはエ
ンコーダ制御モジュール１１により処理され、フィルム
ソースに対応するビデオデータからの冗長フィールドを
取り除く。レートコントローラ１４は、プリプロセッサ
１２からのフラッグのようなデータ信号を受信し、符号
化を実行するためにエンコーダ１０の動作を制御する。
レートコントローラ１４は、また動作バンド幅内で符号
化されたビットレートを維持するために、外部システム
と共にエンコーダ１０の動作を制御する。エンコーダモ
ジュール１６は、プリプロセッサ１２からのビデオデー
タと予測モジュール１８からの予測値を受信し、前処理
されたビデオデータを符号化する。フォーマッタ２０
は、ビデオフレームのピクセルのブロックと様々なデー
タフィールドとを組み合わせて出力チャネルを介して出
力できるように符号化出力信号を生成する。
に開示した方法においては、プリプロセッサ１２は、入
力ビデオデータとコマンド入力とを受信し、これらはエ
ンコーダ制御モジュール１１により処理され、フィルム
ソースに対応するビデオデータからの冗長フィールドを
取り除く。レートコントローラ１４は、プリプロセッサ
１２からのフラッグのようなデータ信号を受信し、符号
化を実行するためにエンコーダ１０の動作を制御する。
レートコントローラ１４は、また動作バンド幅内で符号
化されたビットレートを維持するために、外部システム
と共にエンコーダ１０の動作を制御する。エンコーダモ
ジュール１６は、プリプロセッサ１２からのビデオデー
タと予測モジュール１８からの予測値を受信し、前処理
されたビデオデータを符号化する。フォーマッタ２０
は、ビデオフレームのピクセルのブロックと様々なデー
タフィールドとを組み合わせて出力チャネルを介して出
力できるように符号化出力信号を生成する。
【００１５】知覚モデルモジュール２２は、符号化プロ
セスのために符号化パラメータを計算し、動き予測モジ
ュール２４は、現行のピクセルのブロック内のビデオデ
ータと、先行のイメージデータとをブロックマッチング
させて動きファクタを生成する。デコーダモジュール２
６は、この符号化プロセスから再構成された予測エラー
を生成して、復号化イメージを生成する。
セスのために符号化パラメータを計算し、動き予測モジ
ュール２４は、現行のピクセルのブロック内のビデオデ
ータと、先行のイメージデータとをブロックマッチング
させて動きファクタを生成する。デコーダモジュール２
６は、この符号化プロセスから再構成された予測エラー
を生成して、復号化イメージを生成する。
【００１６】図２に示した実施例においては、プリプロ
セッサ１２は、ルックアップテーブルモジュール２８を
有し、このルックアップテーブルモジュール２８は、Ｃ
ＣＩＲ−６０１の標準フォーマットでもって入力ビデオ
データを受信して、公知の任意のガンマ修正、ペデスタ
ル調整、コントラスト強化等の動作を実行する。任意の
ガンマ修正とペデスタル調整様々なテーブルが、ルマ
（luma）信号と彩度（chroma）信号のためにルックアッ
プテーブルモジュール２８内に納められている。ルック
アップテーブルモジュール２８を介して垂直クロッピン
グモジュール３０に転送される入力ビデオ信号は、入力
ビデオデータをクロップ（生成）する。
セッサ１２は、ルックアップテーブルモジュール２８を
有し、このルックアップテーブルモジュール２８は、Ｃ
ＣＩＲ−６０１の標準フォーマットでもって入力ビデオ
データを受信して、公知の任意のガンマ修正、ペデスタ
ル調整、コントラスト強化等の動作を実行する。任意の
ガンマ修正とペデスタル調整様々なテーブルが、ルマ
（luma）信号と彩度（chroma）信号のためにルックアッ
プテーブルモジュール２８内に納められている。ルック
アップテーブルモジュール２８を介して垂直クロッピン
グモジュール３０に転送される入力ビデオ信号は、入力
ビデオデータをクロップ（生成）する。
【００１７】例えば、ＮＴＳＣ標準で入力ビデオデータ
を処理するためには、この入力ビデオデータは、４８０
本にクロップ（生成）される。一方、ＰＡＬ標準で入力
ビデオデータを処理するためにはこの入力ビデオデータ
は、５７６本にクロップされる。ここでは全て５７６本
の活性のラインが用いられる。垂直クッロピングモジュ
ール３０は、高精細テレビ標準「high definition tele
vision standards (HDTV)」 ，ＥＧＡ，ＶＧＡ，スーパ
ーＶＧＡ等の特定のビデオ標準の要件に従って入力ビデ
オデータをクロップする。これらの標準は、公知のもの
である。例えば、ＭＰＥＧ標準は、ＭＰＥＧテストモジ
ュール４の「"Coded Representation ofPicture and Au
dio Information",ISO-IEC/JTC1/SC29/EG11, CCITT SG
XV, Working Party XV/1, Document AVC-445b, Februar
y 1993.」に開示されている。
を処理するためには、この入力ビデオデータは、４８０
本にクロップ（生成）される。一方、ＰＡＬ標準で入力
ビデオデータを処理するためにはこの入力ビデオデータ
は、５７６本にクロップされる。ここでは全て５７６本
の活性のラインが用いられる。垂直クッロピングモジュ
ール３０は、高精細テレビ標準「high definition tele
vision standards (HDTV)」 ，ＥＧＡ，ＶＧＡ，スーパ
ーＶＧＡ等の特定のビデオ標準の要件に従って入力ビデ
オデータをクロップする。これらの標準は、公知のもの
である。例えば、ＭＰＥＧ標準は、ＭＰＥＧテストモジ
ュール４の「"Coded Representation ofPicture and Au
dio Information",ISO-IEC/JTC1/SC29/EG11, CCITT SG
XV, Working Party XV/1, Document AVC-445b, Februar
y 1993.」に開示されている。
【００１８】ＮＴＳＣソースからのビデオデータに対し
ては、垂直方向にクロップされたビデオデータは、３：
２プルダウンプロセッサ３２が受信し、３：２のプルダ
ウンを検知し、冗長フィールドのような入力データフィ
ールドを再順序化し、取り除くために処理し、そして１
秒当たり２４フレームのビデオデータを生成する。この
３：２プルダウンプロセッサ３２は、３：２のプルダウ
ン、再順序化とフィールドの除去を実行する、これに関
しては、米国特許第５，３１７，３９８号に開示されて
いる。実施例においては、この３：２プルダウンプロセ
ッサ３２は、遅延ビデオデータを生成する。そして、こ
の３：２プルダウンプロセッサ３２の他の機能は図３で
もって説明する。
ては、垂直方向にクロップされたビデオデータは、３：
２プルダウンプロセッサ３２が受信し、３：２のプルダ
ウンを検知し、冗長フィールドのような入力データフィ
ールドを再順序化し、取り除くために処理し、そして１
秒当たり２４フレームのビデオデータを生成する。この
３：２プルダウンプロセッサ３２は、３：２のプルダウ
ン、再順序化とフィールドの除去を実行する、これに関
しては、米国特許第５，３１７，３９８号に開示されて
いる。実施例においては、この３：２プルダウンプロセ
ッサ３２は、遅延ビデオデータを生成する。そして、こ
の３：２プルダウンプロセッサ３２の他の機能は図３で
もって説明する。
【００１９】図２において、３：２プルダウンプロセッ
サ３２からの遅延ビデオデータは、垂直フィルタ／サブ
サンプラ３４で受信し彩度サブサンプリング（chroma s
ubsampling）を実行する。本明細書においては、サブサ
ンプリングは、係数１のサンプリングを含むものとす
る。
サ３２からの遅延ビデオデータは、垂直フィルタ／サブ
サンプラ３４で受信し彩度サブサンプリング（chroma s
ubsampling）を実行する。本明細書においては、サブサ
ンプリングは、係数１のサンプリングを含むものとす
る。
【００２０】エンコーダ１０のエンコーダモジュール１
６は、公知の方法により４：２：０のビデオデータを符
号化する。これに関しては、米国特許第５，２５３，０
５６号と第５，２７０，８１３号を参照のこと。この彩
度チャネル解像度は、水平方向および垂直方向の両方に
おいてルマ解像度の半分である。４：２：２のフォーマ
ットの入力ビデオデータに対しては、垂直フィルタ／サ
ブサンプラ３４がエンコーダ１０により使用される彩度
チャネルを処理する。
６は、公知の方法により４：２：０のビデオデータを符
号化する。これに関しては、米国特許第５，２５３，０
５６号と第５，２７０，８１３号を参照のこと。この彩
度チャネル解像度は、水平方向および垂直方向の両方に
おいてルマ解像度の半分である。４：２：２のフォーマ
ットの入力ビデオデータに対しては、垂直フィルタ／サ
ブサンプラ３４がエンコーダ１０により使用される彩度
チャネルを処理する。
【００２１】この遅延ビデオデータがフィルムあるいは
ノンフィルムに対応するときには、３：２プルダウンプ
ロセッサ３２は、フィルム状態あるいはノンフィルム状
態をフィルムフラッグによって示す。垂直フィルタ／サ
ブサンプラ３４は、このフィルムフラッグに応答して、
遅延フィルムデータを累進的フィルムとしてのビデオデ
ータが所定の４個のタップフィルタを用いてフレームベ
ースでもって彩度フィルタ処理されるように遅延フィル
ムデータを処理する。このビデオデータが飛び越された
（interlaced）ビデオデータである（したがって累進的
フィルムデータではない）場合には、このビデオデータ
は、各フィールドに対し独立に垂直方向の彩度フィルタ
処理でもって完全な時間レートでもって符号化される。
この実施例においては、奇数フィールドは、所定の７タ
ップフィルタでもってフィルタ処理され、偶数フィール
ドは、所定の４タップフィルタでもってフィルタ処理さ
れ、この所定のタップフィルタは対称的なものである。
ノンフィルムに対応するときには、３：２プルダウンプ
ロセッサ３２は、フィルム状態あるいはノンフィルム状
態をフィルムフラッグによって示す。垂直フィルタ／サ
ブサンプラ３４は、このフィルムフラッグに応答して、
遅延フィルムデータを累進的フィルムとしてのビデオデ
ータが所定の４個のタップフィルタを用いてフレームベ
ースでもって彩度フィルタ処理されるように遅延フィル
ムデータを処理する。このビデオデータが飛び越された
（interlaced）ビデオデータである（したがって累進的
フィルムデータではない）場合には、このビデオデータ
は、各フィールドに対し独立に垂直方向の彩度フィルタ
処理でもって完全な時間レートでもって符号化される。
この実施例においては、奇数フィールドは、所定の７タ
ップフィルタでもってフィルタ処理され、偶数フィール
ドは、所定の４タップフィルタでもってフィルタ処理さ
れ、この所定のタップフィルタは対称的なものである。
【００２２】垂直フィルタ／サブサンプラ３４からのこ
の彩度フィルタ処理されたビデオデータは、適応形プレ
フィルタ３６と水平フィルタ／サブサンプラ３８とその
後水平クロッピングモジュール４０により処理されて前
処理されたビデオデータを生成し、そしてこれがエンコ
ーダモジュール１６に出力される。適応形プレフィルタ
３６と水平フィルタ／サブサンプラ３８と水平クロッピ
ングモジュール４０の動作は図５でもって説明する。
の彩度フィルタ処理されたビデオデータは、適応形プレ
フィルタ３６と水平フィルタ／サブサンプラ３８とその
後水平クロッピングモジュール４０により処理されて前
処理されたビデオデータを生成し、そしてこれがエンコ
ーダモジュール１６に出力される。適応形プレフィルタ
３６と水平フィルタ／サブサンプラ３８と水平クロッピ
ングモジュール４０の動作は図５でもって説明する。
【００２３】次に図３において、３：２プルダウンプロ
セッサ３２は、垂直方向にクロップされた入力ビデオデ
ータ内の冗長フィールドを検知する。３：２のプルダウ
ンは約６０Ｈｚで動作するＮＴＳＣテレビシステムの１
秒当たり２４フレームで記録される表示フィルムで用い
られ、これは、２０分の１番目の秒あるいは３０分の１
番目の秒の間のいずれかでフィルムの交互のフレームを
表示することにより達成される。そしてこのＮＴＳＣテ
レビカメラは、各フィルムフレームに対しそれぞれ３個
のフィールドあるいは２個のフィールドのいずれかを公
知の方法で記録する。
セッサ３２は、垂直方向にクロップされた入力ビデオデ
ータ内の冗長フィールドを検知する。３：２のプルダウ
ンは約６０Ｈｚで動作するＮＴＳＣテレビシステムの１
秒当たり２４フレームで記録される表示フィルムで用い
られ、これは、２０分の１番目の秒あるいは３０分の１
番目の秒の間のいずれかでフィルムの交互のフレームを
表示することにより達成される。そしてこのＮＴＳＣテ
レビカメラは、各フィルムフレームに対しそれぞれ３個
のフィールドあるいは２個のフィールドのいずれかを公
知の方法で記録する。
【００２４】この３：２のプルダウンプロセスにおいて
は、冗長フィールドが生成される。この３：２プルダウ
ンプロセッサ３２は、入力ビデオデータを受信し、所定
数のフィールドＮ（Ｎ＞１）により入力ビデオデータを
表示することにより遅延ビデオデータを生成する。第１
フィールド遅延４２と第２フィールド遅延４４は、それ
ぞれこの入力ビデオデータを１フィールドだけ遅延させ
て、冗長な２フィールド遅延したビデオデータを生成す
る。その後、この２フィールド遅延したビデオデータ
は、８フィールド遅延４６により遅延されて、遅延ビデ
オデータを生成し、これはその後１０個のフィールドの
全数だけすなわち５フレームだけ遅延された入力ビデオ
データとなる。
は、冗長フィールドが生成される。この３：２プルダウ
ンプロセッサ３２は、入力ビデオデータを受信し、所定
数のフィールドＮ（Ｎ＞１）により入力ビデオデータを
表示することにより遅延ビデオデータを生成する。第１
フィールド遅延４２と第２フィールド遅延４４は、それ
ぞれこの入力ビデオデータを１フィールドだけ遅延させ
て、冗長な２フィールド遅延したビデオデータを生成す
る。その後、この２フィールド遅延したビデオデータ
は、８フィールド遅延４６により遅延されて、遅延ビデ
オデータを生成し、これはその後１０個のフィールドの
全数だけすなわち５フレームだけ遅延された入力ビデオ
データとなる。
【００２５】統計値生成機４８は、入力データと２フィ
ールドだけ遅延したデータを第２フィールド遅延４４か
ら受信してそこから統計値を生成する。
ールドだけ遅延したデータを第２フィールド遅延４４か
ら受信してそこから統計値を生成する。
【００２６】このフレーム間統計値と、遅延ビデオデー
タは、この実施例では、遅延した５個のフレームで、こ
れによりエンコーダモジュール１６が統計値を処理し、
遅延したビデオデータの後続の符号化を調整できるよう
にする。この統計値を用いてフラッグおよび他のデータ
信号のような制御信号でもって来入ビデオデータをカテ
ゴリに分け、エンコーダ１０のルックアヘッド機能を提
供することにより、符号化プロセス内のどのような圧縮
も強化できる。エンコーダ１０はこのような統計値、フ
ラッグ等を用いるに際し、入力ビデオ信号内の冗長性を
除去し、ビデオイメージ内のシーンの変化のようなビデ
オイメージの比較的困難な部分を符号化する前に予測し
禁止行動を取ることができる。フィルム変化、あるいは
シーン変化を表わすようなプリプロセッサ１２からのフ
ラッグあるいは他の指示に応じてレートコントローラ１
４の指示からエンコーダ１０は、次の内部フレームを再
度スケジュール化したり整合することができ、そのため
符号化イメージ品質を改善できる。
タは、この実施例では、遅延した５個のフレームで、こ
れによりエンコーダモジュール１６が統計値を処理し、
遅延したビデオデータの後続の符号化を調整できるよう
にする。この統計値を用いてフラッグおよび他のデータ
信号のような制御信号でもって来入ビデオデータをカテ
ゴリに分け、エンコーダ１０のルックアヘッド機能を提
供することにより、符号化プロセス内のどのような圧縮
も強化できる。エンコーダ１０はこのような統計値、フ
ラッグ等を用いるに際し、入力ビデオ信号内の冗長性を
除去し、ビデオイメージ内のシーンの変化のようなビデ
オイメージの比較的困難な部分を符号化する前に予測し
禁止行動を取ることができる。フィルム変化、あるいは
シーン変化を表わすようなプリプロセッサ１２からのフ
ラッグあるいは他の指示に応じてレートコントローラ１
４の指示からエンコーダ１０は、次の内部フレームを再
度スケジュール化したり整合することができ、そのため
符号化イメージ品質を改善できる。
【００２７】この実施例においては、入力ビデオデータ
は、Ｙ，Ｃb ，Ｃr を有するビデオピクセルのフィール
ドに対応し、そこから統計値生成機４８は、各入力ビデ
オフィールドに対し、次の統計値を計算する。
は、Ｙ，Ｃb ，Ｃr を有するビデオピクセルのフィール
ドに対応し、そこから統計値生成機４８は、各入力ビデ
オフィールドに対し、次の統計値を計算する。
【００２８】１）同一のパリティ（偶数、奇数）の連続
する入力フィールドのピクセル間の差の絶対値の和、
する入力フィールドのピクセル間の差の絶対値の和、
【００２９】２）同一パリティの連続する入力フィール
ドのローパスフィルタ処理（および可能ならばサブサン
プル化された）されたイメージ値のピクセル間の差の最
大値。この実施例においては、入力フィールドのピクセ
ルのブロックの値のブロック平均が計算され入力フィー
ルドのサブサンプルされたローパスフィルタ処理された
イメージのサンプルとして用いられる。
ドのローパスフィルタ処理（および可能ならばサブサン
プル化された）されたイメージ値のピクセル間の差の最
大値。この実施例においては、入力フィールドのピクセ
ルのブロックの値のブロック平均が計算され入力フィー
ルドのサブサンプルされたローパスフィルタ処理された
イメージのサンプルとして用いられる。
【００３０】３）入力フィールドにおけるピクセルの平
均値。
均値。
【００３１】この統計値生成機４８は、デジタル信号処
理(DSP)回路あるいはチップのようなデジタル信号処理
手段を有し、これはＡＴ＆Ｔ社から市販されているＤＳ
Ｐ１６１０チップを用いることが可能である。更に公知
のデジタル信号処理ソフトウェアあるいは他の等価のデ
ジタル信号処理手段も統計値生成機４８で使用して上記
の統計値を決定する。そしてこれはプルダウンディテク
タ５０とシーン変化ディテクタ５２とフェードディテク
タ５３により使用される。
理(DSP)回路あるいはチップのようなデジタル信号処理
手段を有し、これはＡＴ＆Ｔ社から市販されているＤＳ
Ｐ１６１０チップを用いることが可能である。更に公知
のデジタル信号処理ソフトウェアあるいは他の等価のデ
ジタル信号処理手段も統計値生成機４８で使用して上記
の統計値を決定する。そしてこれはプルダウンディテク
タ５０とシーン変化ディテクタ５２とフェードディテク
タ５３により使用される。
【００３２】図４において、統計値生成機４８は、入力
データと２フィールド遅延化入力データを受信する。こ
の統計値生成機４８は、差の絶対値計算機５４を有し入
力データと２フィールド遅延化入力データとの差の絶対
値を生成し、フィールドの和計算機５６がこの絶対値を
用いて、フィールドに亘る絶対値の和を生成する。その
後この和は、プルダウンディテクタ５０とシーン変化デ
ィテクタ５２に出力される。
データと２フィールド遅延化入力データを受信する。こ
の統計値生成機４８は、差の絶対値計算機５４を有し入
力データと２フィールド遅延化入力データとの差の絶対
値を生成し、フィールドの和計算機５６がこの絶対値を
用いて、フィールドに亘る絶対値の和を生成する。その
後この和は、プルダウンディテクタ５０とシーン変化デ
ィテクタ５２に出力される。
【００３３】この統計値生成機４８は、ローパスフィル
タ／サブサンプラ５８と６０とを有し、それぞれ入力デ
ータと２フィールド遅延化入力データとを受信する。こ
れらから生成されたサブサンプル化されたローパスフィ
ルタ処理されたイメージ値が差の絶対値計算機６２に出
力されてローパスフィルタ処理されたイメージ値間の差
の絶対値を生成する。フィールドの最大値検出機６４
は、フィールドに亘って最大絶対値を決定し、この最大
絶対値がプルダウンディテクタ５０に出力される。
タ／サブサンプラ５８と６０とを有し、それぞれ入力デ
ータと２フィールド遅延化入力データとを受信する。こ
れらから生成されたサブサンプル化されたローパスフィ
ルタ処理されたイメージ値が差の絶対値計算機６２に出
力されてローパスフィルタ処理されたイメージ値間の差
の絶対値を生成する。フィールドの最大値検出機６４
は、フィールドに亘って最大絶対値を決定し、この最大
絶対値がプルダウンディテクタ５０に出力される。
【００３４】ローパスフィルタ／サブサンプラ６０は、
またフィールドの平均値計算機６６を有し、このフィー
ルドの平均値計算機６６は、フィールドに亘って入力デ
ータの平均値を決定し、この平均値がフェードディテク
タ５３に出力される。
またフィールドの平均値計算機６６を有し、このフィー
ルドの平均値計算機６６は、フィールドに亘って入力デ
ータの平均値を決定し、この平均値がフェードディテク
タ５３に出力される。
【００３５】本発明のビデオエンコーダ制御システムの
以下のシステムとその方法と以下の実施例は、入力ビデ
オデータから生成された統計値を用いてフィルムデータ
シーン変化ビデオフェージング等を検出して符号化解像
度に適応させようとするものである。
以下のシステムとその方法と以下の実施例は、入力ビデ
オデータから生成された統計値を用いてフィルムデータ
シーン変化ビデオフェージング等を検出して符号化解像
度に適応させようとするものである。
【００３６】フィルム検知 第１実施例において、３：２プルダウンプロセッサ３２
のプルダウンディテクタ５０は、入力ビデオデータ中に
存在するフィルムデータを入力ビデオデータの交互のフ
ィルード間のピクセル間の値の絶対値の和を用いて検出
する。静止フィールドあるいは冗長フィールド（still
or redundant field）のビデオデータにより、統計値生
成機４８は、絶対値の差の低い和を生成し、一方静止イ
メージ（stationary image）のビデオデータにより統計
値生成機４８は、差の絶対値の和（０に近づく）を生成
する。更にこのビデオデータが３：２の変換により変換
フィルムイメージから生成された場合には、各５フィー
ルド毎に、５番目のフィールドからの和は小さく、一方
５フィールドの残りの４フィールドからの和は大きい。
のプルダウンディテクタ５０は、入力ビデオデータ中に
存在するフィルムデータを入力ビデオデータの交互のフ
ィルード間のピクセル間の値の絶対値の和を用いて検出
する。静止フィールドあるいは冗長フィールド（still
or redundant field）のビデオデータにより、統計値生
成機４８は、絶対値の差の低い和を生成し、一方静止イ
メージ（stationary image）のビデオデータにより統計
値生成機４８は、差の絶対値の和（０に近づく）を生成
する。更にこのビデオデータが３：２の変換により変換
フィルムイメージから生成された場合には、各５フィー
ルド毎に、５番目のフィールドからの和は小さく、一方
５フィールドの残りの４フィールドからの和は大きい。
【００３７】プルダウンディテクタ５０は、ビデオデー
タ内のフィルムの存在をそこから生成された和の相対値
を比較することにより検出して、第１所定値により差を
出しこれによりプルダウンディテクタ５０がレートコン
トローラ１４に送信されるフィルムフラッグを生成する
ようにする。
タ内のフィルムの存在をそこから生成された和の相対値
を比較することにより検出して、第１所定値により差を
出しこれによりプルダウンディテクタ５０がレートコン
トローラ１４に送信されるフィルムフラッグを生成する
ようにする。
【００３８】プルダウンディテクタ５０は、統計値生成
機により計算されたローパスフィルタ処理されたイメー
ジの差の絶対値の和とその最大絶対値を用いて冗長なビ
デオフィールドを検出する。冗長なフィールドの位置の
検出に基づいて、１０個のフィールドのグループがフィ
ルムあるいはノンフィルムとして区別される。
機により計算されたローパスフィルタ処理されたイメー
ジの差の絶対値の和とその最大絶対値を用いて冗長なビ
デオフィールドを検出する。冗長なフィールドの位置の
検出に基づいて、１０個のフィールドのグループがフィ
ルムあるいはノンフィルムとして区別される。
【００３９】一対の入力フィールド間の差の絶対値の和
は、マクロスケールで一対のフィールド間の相対的ミス
マッチを表わすことになる。この差の絶対値の和が小さ
い値の時は、一対のフィールドに冗長フィールドが存在
する場合だけである。
は、マクロスケールで一対のフィールド間の相対的ミス
マッチを表わすことになる。この差の絶対値の和が小さ
い値の時は、一対のフィールドに冗長フィールドが存在
する場合だけである。
【００４０】ローパスフィルタ処理されたイメージの差
の最大絶対値は、この一対の入力フィールドのローカル
領域内の相対的ミスマッチを表わす。この差の最大絶対
値が小さい場合は、一対のフィールド内に冗長フィール
ドが存在する場合のみである。
の最大絶対値は、この一対の入力フィールドのローカル
領域内の相対的ミスマッチを表わす。この差の最大絶対
値が小さい場合は、一対のフィールド内に冗長フィール
ドが存在する場合のみである。
【００４１】この入力ビデオデータが３：２のプルダウ
ンにより変換されたフィルムイメージから生成された場
合には、１０個のフィールドのグループの内、５番目の
フィールドと１０番目のフィールドが冗長フィールドで
ある。更に、６番目のフィールドと８番目のフィールド
との間のミスマッチの程度は、７番目のフィールドと９
番目のフィールドの間のミスマッチの程度によく似てい
る。４番目のフィールドと６番目のフィールドとの間の
ミスマッチの程度は、５番目のフィールドと７番目のフ
ィールドとの間のミスマッチの程度と似ている。第１フ
ィールドと第３フィールドとの間のミスマッチの程度
は、第２フィールドと第４フィールドとの間のミスマッ
チの程度に似ている。
ンにより変換されたフィルムイメージから生成された場
合には、１０個のフィールドのグループの内、５番目の
フィールドと１０番目のフィールドが冗長フィールドで
ある。更に、６番目のフィールドと８番目のフィールド
との間のミスマッチの程度は、７番目のフィールドと９
番目のフィールドの間のミスマッチの程度によく似てい
る。４番目のフィールドと６番目のフィールドとの間の
ミスマッチの程度は、５番目のフィールドと７番目のフ
ィールドとの間のミスマッチの程度と似ている。第１フ
ィールドと第３フィールドとの間のミスマッチの程度
は、第２フィールドと第４フィールドとの間のミスマッ
チの程度に似ている。
【００４２】この実施例においては、プルダウンディテ
クタ５０は、８ユニットの長さの内部統計の先入れ先出
し（ＦＩＦＯ）の待ち行列を６個有しており、そして１
０個の最も最近の入力フィールドの統計値を記憶してい
る。その待ち行列は次の通りである。
クタ５０は、８ユニットの長さの内部統計の先入れ先出
し（ＦＩＦＯ）の待ち行列を６個有しており、そして１
０個の最も最近の入力フィールドの統計値を記憶してい
る。その待ち行列は次の通りである。
【００４３】ａ）｛ＤY［０］，... ，ＤY［７］｝
は、ルマ信号（luma signal）のフィールド差の絶対値
の和を記憶する。
は、ルマ信号（luma signal）のフィールド差の絶対値
の和を記憶する。
【００４４】ｂ）｛ＤCr［０］，... ，ＤCr［７］｝
は、Ｃr彩度信号（chroma signal）のフィールド差の絶
対値の和を記憶する。
は、Ｃr彩度信号（chroma signal）のフィールド差の絶
対値の和を記憶する。
【００４５】ｃ）｛ＤCb［０］，... ，ＤCb［７］｝
は、Ｃb 信号のフィールド差の絶対値の和を記憶する。
は、Ｃb 信号のフィールド差の絶対値の和を記憶する。
【００４６】ｄ）｛ｄY［０］，... ，ｄY［７］｝は、
ローパスフィルタ処理されたルマ信号のフィールド差の
最大絶対値を記憶する。
ローパスフィルタ処理されたルマ信号のフィールド差の
最大絶対値を記憶する。
【００４７】ｅ）｛ｄCr［０］，... ，ｄCr［７］｝
は、ローパスフィルタ処理されたＣr彩度信号のフィー
ルド差の最大絶対値を記憶する。
は、ローパスフィルタ処理されたＣr彩度信号のフィー
ルド差の最大絶対値を記憶する。
【００４８】ｆ）｛ｄCb［０］，... ，ｄCb［７］｝
は、ローパスフィルタ処理されたＣb彩度信号のフィー
ルド差の最大絶対値を記憶する。
は、ローパスフィルタ処理されたＣb彩度信号のフィー
ルド差の最大絶対値を記憶する。
【００４９】上記の説明において、所定のフィールドに
対するフィールド差の絶対値は、フィールド全体に亘っ
て計算される。
対するフィールド差の絶対値は、フィールド全体に亘っ
て計算される。
【００５０】プルダウンディテクタ５０は、また状態変
数Ψを保持し、そして状態変数Ψは、８フィールド遅延
４６から最も最近出力されたフィールドのフィルムモー
ドを表わす。この状態変数Ψは、最も最近処理されたフ
ィールドがノンフィルムの場合には、０として定義され
状態変数Ψは、１から１０の範囲の１つの値を取り、１
０フィールドの３：２プルダウンパターン内の出力フィ
ールドの順序を表わす。最初に状態変数Ψは、０にセッ
トされている。
数Ψを保持し、そして状態変数Ψは、８フィールド遅延
４６から最も最近出力されたフィールドのフィルムモー
ドを表わす。この状態変数Ψは、最も最近処理されたフ
ィールドがノンフィルムの場合には、０として定義され
状態変数Ψは、１から１０の範囲の１つの値を取り、１
０フィールドの３：２プルダウンパターン内の出力フィ
ールドの順序を表わす。最初に状態変数Ψは、０にセッ
トされている。
【００５１】各入力フィールドに対しプルダウンディテ
クタ５０は、次の統計値を用いる。
クタ５０は、次の統計値を用いる。
【００５２】１）ＤY ′，フィールドについての入力輝
度データと２フィールド遅延化輝度データとの間のピク
セル値のフィールド差の絶対値の和
度データと２フィールド遅延化輝度データとの間のピク
セル値のフィールド差の絶対値の和
【００５３】２）ＤCr′，フィールドに亘って入力Ｃr
彩度データと２フィールド遅延化Ｃr彩度データとの間
のピクセル値のフィールド差の絶対値の和
彩度データと２フィールド遅延化Ｃr彩度データとの間
のピクセル値のフィールド差の絶対値の和
【００５４】３）ＤCb′，フィールドに亘って入力Ｃb
彩度データと２フィールド遅延化Ｃb彩度データとの間
のピクセル値のフィールド差の絶対値の和
彩度データと２フィールド遅延化Ｃb彩度データとの間
のピクセル値のフィールド差の絶対値の和
【００５５】４）ｄY ′，フィールドに亘って入力輝度
データと２フィールド遅延化輝度データのローパスフィ
ルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフィールド
差の絶対値の最大値
データと２フィールド遅延化輝度データのローパスフィ
ルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフィールド
差の絶対値の最大値
【００５６】５）ｄCr′，フィールドに亘って入力Ｃr
彩度データと２フィールド遅延化Ｃr彩度データのロー
パスフィルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフ
ィールド差の絶対値の最大値
彩度データと２フィールド遅延化Ｃr彩度データのロー
パスフィルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフ
ィールド差の絶対値の最大値
【００５７】６）ｄCb′，フィールドに亘って入力Ｃb
彩度データと２フィールド遅延化Ｃb彩度データのロー
パスフィルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフ
ィールド差の絶対値の最大値
彩度データと２フィールド遅延化Ｃb彩度データのロー
パスフィルタ処理されたイメージのピクセル値の間のフ
ィールド差の絶対値の最大値
【００５８】このプルダウンディテクタ５０は、統計値
のＦＩＦＯを次式に従って更新する。 ＤY［ｎ］＝ＤY［ｎ−１］ ＤCr［ｎ］＝ＤCr［ｎ−１］ ＤCb［ｎ］＝ＤCb［ｎ−１］ ｄY［ｎ］＝ｄY［ｎ−１］ ｄCr［ｎ］＝ｄCr［ｎ−１］ ｄCb［ｎ］＝ｄCb［ｎ−１］ ｎ＝１，２，... ，７に対し、そして ＤY［０］＝ＤY′ ＤCr［０］＝ＤCr′ ＤCb［０］＝ＤCb′ ｄY［０］＝ｄY′ ｄCr［０］＝ｄCr′ ｄCb［０］＝ｄCb′
のＦＩＦＯを次式に従って更新する。 ＤY［ｎ］＝ＤY［ｎ−１］ ＤCr［ｎ］＝ＤCr［ｎ−１］ ＤCb［ｎ］＝ＤCb［ｎ−１］ ｄY［ｎ］＝ｄY［ｎ−１］ ｄCr［ｎ］＝ｄCr［ｎ−１］ ｄCb［ｎ］＝ｄCb［ｎ−１］ ｎ＝１，２，... ，７に対し、そして ＤY［０］＝ＤY′ ＤCr［０］＝ＤCr′ ＤCb［０］＝ＤCb′ ｄY［０］＝ｄY′ ｄCr［０］＝ｄCr′ ｄCb［０］＝ｄCb′
【００５９】現行の入力フィールドが偶数（最底）のフ
ィールドで状態変数Ψの現行状態が０あるいは１０の時
には、プルダウンディテクタ５０は、以下のようにフィ
ルム検出を行う、あるいはプルダウンディテクタ５０
は、フィルム検出を行わずに状態変数Ψを１だけ増加さ
せる。
ィールドで状態変数Ψの現行状態が０あるいは１０の時
には、プルダウンディテクタ５０は、以下のようにフィ
ルム検出を行う、あるいはプルダウンディテクタ５０
は、フィルム検出を行わずに状態変数Ψを１だけ増加さ
せる。
【００６０】プルダウンディテクタ５０は、式（１）−
（４）の状態の全てが満たされた場合のみ８フィールド
遅延４６から出力された次の１０個のフィールドは、フ
ィルムであると決定する。
（４）の状態の全てが満たされた場合のみ８フィールド
遅延４６から出力された次の１０個のフィールドは、フ
ィルムであると決定する。
【００６１】
【数１】
【００６２】ここで、ＴY ，ＴCr ，ＴCb ，ｔY ，ｔCr
，ｔCb ，ＲY ，ＲCr ，ＲCb ，ＲY′，ＲCr′，
ＲCb′は、入力データから前以て得た知識により決定さ
れた、則ち、予め存在するしきい値である。
，ｔCb ，ＲY ，ＲCr ，ＲCb ，ＲY′，ＲCr′，
ＲCb′は、入力データから前以て得た知識により決定さ
れた、則ち、予め存在するしきい値である。
【００６３】
【数２】
【００６４】例えば、これらのしきい値は、ユーザの入
力コマンドあるいは、トレーニングデータによって設定
可能である。
力コマンドあるいは、トレーニングデータによって設定
可能である。
【００６５】上記の式（１）−（４）の全てが満たされ
た場合、すなわちこのフィルムテストがフィルム状態が
肯定的であることを示した場合には、状態変数Ψは、１
に設定され、８フィールド遅延４６から出力された次の
１０個のフィールドは、フィルムとしてクラス分けされ
る。それ以外では、状態変数Ψは、０にセットされ、８
フィールド遅延４６から出力された次の２個のフィール
ドは、ノンフィルム（すなわちビデオ）として分類され
上記の検出プロセスは、新たな入力データに対し繰り返
される。
た場合、すなわちこのフィルムテストがフィルム状態が
肯定的であることを示した場合には、状態変数Ψは、１
に設定され、８フィールド遅延４６から出力された次の
１０個のフィールドは、フィルムとしてクラス分けされ
る。それ以外では、状態変数Ψは、０にセットされ、８
フィールド遅延４６から出力された次の２個のフィール
ドは、ノンフィルム（すなわちビデオ）として分類され
上記の検出プロセスは、新たな入力データに対し繰り返
される。
【００６６】このプルダウンディテクタ５０は、また２
ビットモードの字数値を生成し、これは、０−３（ベー
ス１０）を有し、レートコントローラ１４に対し表１に
示すようなフレームの再構成を示す。
ビットモードの字数値を生成し、これは、０−３（ベー
ス１０）を有し、レートコントローラ１４に対し表１に
示すようなフレームの再構成を示す。
【００６７】 表 １ フィルムモード字数値 記 述 ０ フィールド１／フィールド２ １ フィールド２／フィールド１ ２ フィールド１／フィールド２／フィールド１の繰返し ３ フィールド２／フィールド１／フィールド２の繰返し
【００６８】シーンの変化の検出 第２の実施例において、統計値生成機４８は、情報をプ
ルダウンディテクタ５０に送り、このプルダウンディテ
クタ５０は、入力ビデオ内のシーン、すなわちカットの
瞬時の変化の発生を検出する。現行のフィールドと２フ
ィールド遅延化フィールド内のピクセル間の差の絶対値
の和を用いて、フィールド間の変化の量を分類する。通
常のシーンにおいては、このパラメータは、小さく予測
不能な動きのシーンの場合でさえも数フレームに亘って
ゆっくりと変化する。そのためシーンは、全てのフィー
ルド差が所定のしきい値ＴLOW 以下の場合には、連続的
であると見なされ小量ΔＴLOW だけ連続的な値の間で変
化する。
ルダウンディテクタ５０に送り、このプルダウンディテ
クタ５０は、入力ビデオ内のシーン、すなわちカットの
瞬時の変化の発生を検出する。現行のフィールドと２フ
ィールド遅延化フィールド内のピクセル間の差の絶対値
の和を用いて、フィールド間の変化の量を分類する。通
常のシーンにおいては、このパラメータは、小さく予測
不能な動きのシーンの場合でさえも数フレームに亘って
ゆっくりと変化する。そのためシーンは、全てのフィー
ルド差が所定のしきい値ＴLOW 以下の場合には、連続的
であると見なされ小量ΔＴLOW だけ連続的な値の間で変
化する。
【００６９】しかし、複数のシーンの間のカットにおい
ては、このパラメータは、大きくなる。その理由は、フ
ィールド差を計算するのに用いられる２個のフィールド
は、異なったシーンで発生するからである。この場合、
このフィールド差は、通常所定のしきい値ＴHIGHよりも
大きい。さらにフィールド差は、交互のフィールド間で
計算されるために、シーンのカットが発生すると２つの
連続するフィールドは、しきい値ＴHIGH以上の大きなフ
ィールド差を有する。
ては、このパラメータは、大きくなる。その理由は、フ
ィールド差を計算するのに用いられる２個のフィールド
は、異なったシーンで発生するからである。この場合、
このフィールド差は、通常所定のしきい値ＴHIGHよりも
大きい。さらにフィールド差は、交互のフィールド間で
計算されるために、シーンのカットが発生すると２つの
連続するフィールドは、しきい値ＴHIGH以上の大きなフ
ィールド差を有する。
【００７０】そのためシーンの変化の検出は、少なくと
も２つの高いフィールド差が、低いフィールド差の後に
来るか、前に来るかを検出することによって、容易に検
出できる。統計値生成機４８のルックアヘッド特性（lo
ok-ahead nature） により、後続のフィールド差の数の
検出が進められ、シーンの検出の信頼性を向上させるこ
とになる。さらにシーンの変化は、それが符号化される
ためにエンコーダモジュール１６に入力する１あるいは
複数のフレーム時間の間に検出される。これによりエン
コーダ１０がシーン変化の前に符号化パラメータを変え
ることができるようになる、これは例えば、シーンの変
化の前のフレームの符号化品質を劣化させることになる
が、復号化されたビデオを見ている者にとっては、目に
見えるような品質の変化を引きおこさないため、これに
よりエンコーダ１０の符号化効率を改善できるものであ
る。
も２つの高いフィールド差が、低いフィールド差の後に
来るか、前に来るかを検出することによって、容易に検
出できる。統計値生成機４８のルックアヘッド特性（lo
ok-ahead nature） により、後続のフィールド差の数の
検出が進められ、シーンの検出の信頼性を向上させるこ
とになる。さらにシーンの変化は、それが符号化される
ためにエンコーダモジュール１６に入力する１あるいは
複数のフレーム時間の間に検出される。これによりエン
コーダ１０がシーン変化の前に符号化パラメータを変え
ることができるようになる、これは例えば、シーンの変
化の前のフレームの符号化品質を劣化させることになる
が、復号化されたビデオを見ている者にとっては、目に
見えるような品質の変化を引きおこさないため、これに
よりエンコーダ１０の符号化効率を改善できるものであ
る。
【００７１】これらの変化を検出すると、シーン変化デ
ィテクタ５２は、シーンの変化フラッグを出力し、これ
をレートコントローラ１４に送信する。例えば、このシ
ーンの変化フラッグは、符号化内セッティングのような
ピクチャータイプを表わす。例えば、検出のある確信的
レベルを達成するようなシーンの変化に対しては、この
フレーム内フラッグが生成され、レートコントローラ１
４に送られて、フレーム全体を内部符号化（intra cod
e）する。このフレーム内フラッグシーン変化ディテク
タ５２から交互の再同期化方法として出力される。統計
値生成機４８は、周期的カウントを生成するカウンタ
（図示せず）を有し、プリプロセッサ１２はこの周期的
カウントに応答して一定間隔でフレーム内フラッグを生
成する。この交互の再同期化方法においては、プリプロ
セッサ１２は、シーンの変化フラッグに応答してフレー
ム内フラッグを生成し、レートコントローラ１４は、こ
のフレーム内フラッグに応答して、内部フレームをシー
ンの変化に相当する場所の複数のフレーム内に挿入す
る。この方法においては、シーン変化ディテクタ５２
は、シーン変化の相対的位置に応じて、内部フレームの
周波数を変化するよう選択し、そして、内部フレームを
生成し、シーン変化を一致させる。そしてプリプロセッ
サ１２は、このシーン変化フラッグに応答して、カウン
タのカウントを修正し、カウントの修正時にフレーム内
フラッグを生成する。
ィテクタ５２は、シーンの変化フラッグを出力し、これ
をレートコントローラ１４に送信する。例えば、このシ
ーンの変化フラッグは、符号化内セッティングのような
ピクチャータイプを表わす。例えば、検出のある確信的
レベルを達成するようなシーンの変化に対しては、この
フレーム内フラッグが生成され、レートコントローラ１
４に送られて、フレーム全体を内部符号化（intra cod
e）する。このフレーム内フラッグシーン変化ディテク
タ５２から交互の再同期化方法として出力される。統計
値生成機４８は、周期的カウントを生成するカウンタ
（図示せず）を有し、プリプロセッサ１２はこの周期的
カウントに応答して一定間隔でフレーム内フラッグを生
成する。この交互の再同期化方法においては、プリプロ
セッサ１２は、シーンの変化フラッグに応答してフレー
ム内フラッグを生成し、レートコントローラ１４は、こ
のフレーム内フラッグに応答して、内部フレームをシー
ンの変化に相当する場所の複数のフレーム内に挿入す
る。この方法においては、シーン変化ディテクタ５２
は、シーン変化の相対的位置に応じて、内部フレームの
周波数を変化するよう選択し、そして、内部フレームを
生成し、シーン変化を一致させる。そしてプリプロセッ
サ１２は、このシーン変化フラッグに応答して、カウン
タのカウントを修正し、カウントの修正時にフレーム内
フラッグを生成する。
【００７２】別法として、シーン変化ディテクタ５２
は、８ビット値をレートコントローラ１４に出力してシ
ーン変化の可能性すなわち強さを表わすようにする。こ
の８ビット値は、また他のシーン変化を部分シーン変化
として示す。
は、８ビット値をレートコントローラ１４に出力してシ
ーン変化の可能性すなわち強さを表わすようにする。こ
の８ビット値は、また他のシーン変化を部分シーン変化
として示す。
【００７３】フィルムの検出以外に、３：２プルダウン
プロセッサ３２は、所定の間隔で内部フレームを挿入し
て、コマーシャルとＩＰフレーム符号化を別法として挿
入することも可能で、これにより累進的なリフレッシュ
動作が可能となる。
プロセッサ３２は、所定の間隔で内部フレームを挿入し
て、コマーシャルとＩＰフレーム符号化を別法として挿
入することも可能で、これにより累進的なリフレッシュ
動作が可能となる。
【００７４】ビデオフェージングの検出 第３の実施例においては、フェードディテクタ５３はビ
デオデータ内のビデオフェージングを決定する。フィル
ムに追加されたビデオフェードの存在とフィルムからフ
ィルムへの遷移あるいはフィルムからビデオへの遷移の
フェードレートによりがフィルムの誤り検出を生成す
る。このフェードディテクタ５３は、フェードの前後の
シーンの輝度の大きな変化を表わすものとして、平均的
ピクセル値を用いて、統計からビデオの遷移を検出す
る。このフェードディテクタ５３は、平均ピクセル値が
所定の値以下であることに応答して、ビデオ内のフェー
ドを表わすフェードフラッグを生成する。
デオデータ内のビデオフェージングを決定する。フィル
ムに追加されたビデオフェードの存在とフィルムからフ
ィルムへの遷移あるいはフィルムからビデオへの遷移の
フェードレートによりがフィルムの誤り検出を生成す
る。このフェードディテクタ５３は、フェードの前後の
シーンの輝度の大きな変化を表わすものとして、平均的
ピクセル値を用いて、統計からビデオの遷移を検出す
る。このフェードディテクタ５３は、平均ピクセル値が
所定の値以下であることに応答して、ビデオ内のフェー
ドを表わすフェードフラッグを生成する。
【００７５】適応形解像度制御 第４の実施例において、本発明のビデオエンコーダ制御
システムは、フレーム統計により測定されたシーンの変
化に応じて、符号化の解像度を適合させる。３：２プル
ダウンプロセッサ３２の統計値生成機４８は、入力ビデ
オデータのピクセルのフィールド差の絶対値の和を対応
するイメージの複雑さの尺度として生成する。別法とし
て、フィールド間のピクセルの変動も計算される。これ
らの和は、レートコントローラ１４に送信され、このレ
ートコントローラ１４は、これらの和が所定値を越える
か否かを決定する。この所定の値以上になると、すなわ
ち符号化されるべき画像の複雑性が高いと、レートコン
トローラ１４は、符号化イメージの解像度を落とす解像
度選択フラッグを生成する。
システムは、フレーム統計により測定されたシーンの変
化に応じて、符号化の解像度を適合させる。３：２プル
ダウンプロセッサ３２の統計値生成機４８は、入力ビデ
オデータのピクセルのフィールド差の絶対値の和を対応
するイメージの複雑さの尺度として生成する。別法とし
て、フィールド間のピクセルの変動も計算される。これ
らの和は、レートコントローラ１４に送信され、このレ
ートコントローラ１４は、これらの和が所定値を越える
か否かを決定する。この所定の値以上になると、すなわ
ち符号化されるべき画像の複雑性が高いと、レートコン
トローラ１４は、符号化イメージの解像度を落とす解像
度選択フラッグを生成する。
【００７６】図５において、入力ビデオデータは、適応
形プレフィルタ３６により処理されるがこの実施例にお
いては、各フレーム毎１度の割合でプレフィルタ選択信
号を用いて、レートコントローラ１４により選択された
２５６個のフィルタ値あるいは係数の第１所定バンクを
用いて行われる。適応形プレフィルタ３６は、また３：
２プルダウンプロセッサ３２からフィルムフラッグを受
領し、この入力ビデオデータが累進的フィルムあるいは
インタレースされたビデオのいずれかに相当するかを表
わすものである。この適応形プレフィルタ３６は、フィ
ルムフラッグを用いてフィルタ値の組の第２の所定のバ
ンクからフィルタ値を選択する。
形プレフィルタ３６により処理されるがこの実施例にお
いては、各フレーム毎１度の割合でプレフィルタ選択信
号を用いて、レートコントローラ１４により選択された
２５６個のフィルタ値あるいは係数の第１所定バンクを
用いて行われる。適応形プレフィルタ３６は、また３：
２プルダウンプロセッサ３２からフィルムフラッグを受
領し、この入力ビデオデータが累進的フィルムあるいは
インタレースされたビデオのいずれかに相当するかを表
わすものである。この適応形プレフィルタ３６は、フィ
ルムフラッグを用いてフィルタ値の組の第２の所定のバ
ンクからフィルタ値を選択する。
【００７７】このフィルムモードフラッグとプレフィル
タ選択信号とは、８×８フィルタ６８により処理されこ
の８×８フィルタ６８は、フレームベースで８×８のフ
ィルタ処理を行うために８本の水平スキャンラインタッ
プと８本の垂直タップの組からなる。この８×８フィル
タ６８のタップは、プログラム可能なものである。例え
ば、１本おきの行列のタップを０に設定すると、８×８
のフィルタは、４×４フィルタとなりこれはフィールド
フィルタ処理を実行する為にフレームのピクセルに適応
できるものである。この８×８フィルタ６８の対応する
出力値の計算に関連するものは、フレーム当たり２個の
フィールドの１つからの値のみである。
タ選択信号とは、８×８フィルタ６８により処理されこ
の８×８フィルタ６８は、フレームベースで８×８のフ
ィルタ処理を行うために８本の水平スキャンラインタッ
プと８本の垂直タップの組からなる。この８×８フィル
タ６８のタップは、プログラム可能なものである。例え
ば、１本おきの行列のタップを０に設定すると、８×８
のフィルタは、４×４フィルタとなりこれはフィールド
フィルタ処理を実行する為にフレームのピクセルに適応
できるものである。この８×８フィルタ６８の対応する
出力値の計算に関連するものは、フレーム当たり２個の
フィールドの１つからの値のみである。
【００７８】このフィルムフラッグがオフの時には、８
×８フィルタ６８は、８×４のフィルタとして動作して
フィールドベースでフィルタ処理を行う。そしてフィル
ムフラッグがオンの時には、８×８フィルタ６８は、フ
レームベースでフィルタ処理を行い、タップに係る条件
（すなわちタップの１つおきの行列は、０に設定される
状態）は除かれる。かくしてプレフィルタ処理は、ビデ
オに対しては、フィールドベースで、フィルムに対して
は、フレームベースで実行される。
×８フィルタ６８は、８×４のフィルタとして動作して
フィールドベースでフィルタ処理を行う。そしてフィル
ムフラッグがオンの時には、８×８フィルタ６８は、フ
レームベースでフィルタ処理を行い、タップに係る条件
（すなわちタップの１つおきの行列は、０に設定される
状態）は除かれる。かくしてプレフィルタ処理は、ビデ
オに対しては、フィールドベースで、フィルムに対して
は、フレームベースで実行される。
【００７９】複数のフィルタすなわちフィルタ値の組あ
るいは、フィルタ係数の組が各タイプのフィルタ処理、
例えばフィールドベースのフィルタ処理とフレームベー
スのフィルタ処理に対し与えられる。このような複数の
フィルタは、８×８フィルタ６８のタップを異なる方法
でセットすることにより決定できる。入力ビデオデータ
がフィルム材料であるかあるいは、ビデオ材料であるか
に応じてフィールドベースあるいはフレームベースのフ
ィルタ処理に適合する以外に、８×８フィルタ６８は、
ビデオイメージの複雑化およびエンコーダ１０の状態に
基づいて、ビデオデータを符号化する為の困難度に基づ
いて、フィールドフィルタの値の組、あるいは、フレー
ムフィルタの値の組のいずれかの１つから選択すること
により適応形となる。このシーンの複雑さは、同一パリ
ティの連続フィールドのフィールド差の絶対値の和によ
り決定される。
るいは、フィルタ係数の組が各タイプのフィルタ処理、
例えばフィールドベースのフィルタ処理とフレームベー
スのフィルタ処理に対し与えられる。このような複数の
フィルタは、８×８フィルタ６８のタップを異なる方法
でセットすることにより決定できる。入力ビデオデータ
がフィルム材料であるかあるいは、ビデオ材料であるか
に応じてフィールドベースあるいはフレームベースのフ
ィルタ処理に適合する以外に、８×８フィルタ６８は、
ビデオイメージの複雑化およびエンコーダ１０の状態に
基づいて、ビデオデータを符号化する為の困難度に基づ
いて、フィールドフィルタの値の組、あるいは、フレー
ムフィルタの値の組のいずれかの１つから選択すること
により適応形となる。このシーンの複雑さは、同一パリ
ティの連続フィールドのフィールド差の絶対値の和によ
り決定される。
【００８０】別法として、８×８フィルタ６８は、フィ
ールド差の絶対値の和およびレートコントローラ１４に
より設定される符号化ビットレートとを用いて遅延ビデ
オデータをフィルタ処理するために複数のフィルタ値の
少なくとも１つを選択する。
ールド差の絶対値の和およびレートコントローラ１４に
より設定される符号化ビットレートとを用いて遅延ビデ
オデータをフィルタ処理するために複数のフィルタ値の
少なくとも１つを選択する。
【００８１】このフィルタ値の所定の組のあるものは、
負であるので、フィルタ処理におけるオーバフローの状
態は、８×８フィルタ６８の出力をクランプ７０を用い
て、０から２５６までの８ビット範囲内にクランプある
いはラッチすることにより回避できる。
負であるので、フィルタ処理におけるオーバフローの状
態は、８×８フィルタ６８の出力をクランプ７０を用い
て、０から２５６までの８ビット範囲内にクランプある
いはラッチすることにより回避できる。
【００８２】各ＹとＣb とＣr の値が、上記の方法で異
なる組のフィルタ値でもって独立にフィルタ処理され
る。
なる組のフィルタ値でもって独立にフィルタ処理され
る。
【００８３】この実施例においては、適応形プレフィル
タ３６は２：１の水平フィルタ／サブサンプラ３８によ
り処理される７２０個のピクセルのクランプされたデー
タを出力する。この２：１の水平フィルタ／サブサンプ
ラ３８は、レートコントローラ１４からの解像度選択フ
ラッグに応答してサブサンプリングのレートを決定す
る。ＭＰＥＧ符号化標準を用いた実施例においては、７
０４モードと３５２モードとがサポートされている。７
０４モードが選択された場合には、２：１の水平方向サ
ンプラ７２はディスエイブルされ、１ライン当たり７０
４個のピクセルを有する処理済みのビデオデータが２：
１の水平方向サンプラ７２に入力されて、そこを変化さ
れずに通過する。３５２モードが選択されるとＹ，Ｃ
b ，Ｃr の値が２の係数でもってサブサンプル処理され
各ラインの第１ピクセルが残り１ライン当たり３５２個
のピクセルの解像度が提供される。
タ３６は２：１の水平フィルタ／サブサンプラ３８によ
り処理される７２０個のピクセルのクランプされたデー
タを出力する。この２：１の水平フィルタ／サブサンプ
ラ３８は、レートコントローラ１４からの解像度選択フ
ラッグに応答してサブサンプリングのレートを決定す
る。ＭＰＥＧ符号化標準を用いた実施例においては、７
０４モードと３５２モードとがサポートされている。７
０４モードが選択された場合には、２：１の水平方向サ
ンプラ７２はディスエイブルされ、１ライン当たり７０
４個のピクセルを有する処理済みのビデオデータが２：
１の水平方向サンプラ７２に入力されて、そこを変化さ
れずに通過する。３５２モードが選択されるとＹ，Ｃ
b ，Ｃr の値が２の係数でもってサブサンプル処理され
各ラインの第１ピクセルが残り１ライン当たり３５２個
のピクセルの解像度が提供される。
【００８４】別の実施例においては、水平フィルタ／サ
ブサンプラ３８は、フレームフィルタ処理あるいはフィ
ールドフィルタ処理を実行するのと同様な方法でもって
フィルムフラッグを用いて適応形のフィルタ処理を実行
する。かくしてこの垂直フィルタ／サブサンプラ３４
は、彩度のダウンサンプリングを実行し４：２：２の彩
度を４：２：０の彩度に変換し、これは処理されるべき
ビデオデータがフィルムフラッグにより３：２プルダウ
ンプロセッサ３２により決定されるフィルム材料である
か、ビデオ材料であるかによって決められる。
ブサンプラ３８は、フレームフィルタ処理あるいはフィ
ールドフィルタ処理を実行するのと同様な方法でもって
フィルムフラッグを用いて適応形のフィルタ処理を実行
する。かくしてこの垂直フィルタ／サブサンプラ３４
は、彩度のダウンサンプリングを実行し４：２：２の彩
度を４：２：０の彩度に変換し、これは処理されるべき
ビデオデータがフィルムフラッグにより３：２プルダウ
ンプロセッサ３２により決定されるフィルム材料である
か、ビデオ材料であるかによって決められる。
【００８５】
【発明の効果】本発明の解像度制御方法を上記の適応形
プレフィルタ３６と組み合わせて用いることにより解像
度のより細かな制御が可能となる。さらに入力ビデオデ
ータの遅延からエンコーダ１０のルックアヘッド機能と
解像度を制御するために統計を用いる際にエンコーダ１
０は、解像度選択フラッグを用いて解像度を向上させ、
および少なくとも１つのフレームに割り当てられたビッ
ト数を減少し、符号化プロセスのアーティファクト（偽
物）の生成を抑制するためにシーンの変化の前に解像度
選択フラッグを用いて解像度を増加させ、少なくとも１
つのフレームに割り当てられたビット数を減少すること
によりシーンの変化に対応できる。
プレフィルタ３６と組み合わせて用いることにより解像
度のより細かな制御が可能となる。さらに入力ビデオデ
ータの遅延からエンコーダ１０のルックアヘッド機能と
解像度を制御するために統計を用いる際にエンコーダ１
０は、解像度選択フラッグを用いて解像度を向上させ、
および少なくとも１つのフレームに割り当てられたビッ
ト数を減少し、符号化プロセスのアーティファクト（偽
物）の生成を抑制するためにシーンの変化の前に解像度
選択フラッグを用いて解像度を増加させ、少なくとも１
つのフレームに割り当てられたビット数を減少すること
によりシーンの変化に対応できる。
【００８６】図６に示したように、本発明の方法は、エ
ンコーダ１０を制御する際にステップ７４でエンコーダ
１０の制御の開始をし、ステップ７６で入力ビデオデー
タを受信し、ステップ７８でビデオデータの前処理を
し、ステップ８８で遅延ビデオデータと統計を用いてエ
ンコーダ１０の制御を行う。前処理のステップには、Ｎ
個のフレームだけビデオデータを遅延させるステップを
含む。ここでＮ（Ｎ＞１）を含み、ステップ８０で遅延
ビデオデータを生成する。ステップ８２で入力ビデオデ
ータから統計値を生成し、ステップ８４でシーンの変化
フラッグ、フィルムフラッグ、ビデオフェードフラッグ
等を含むフラッグを生成するためにこの統計値を処理
し、ステップ８６でこの統計値から解像度の設定を決定
する。
ンコーダ１０を制御する際にステップ７４でエンコーダ
１０の制御の開始をし、ステップ７６で入力ビデオデー
タを受信し、ステップ７８でビデオデータの前処理を
し、ステップ８８で遅延ビデオデータと統計を用いてエ
ンコーダ１０の制御を行う。前処理のステップには、Ｎ
個のフレームだけビデオデータを遅延させるステップを
含む。ここでＮ（Ｎ＞１）を含み、ステップ８０で遅延
ビデオデータを生成する。ステップ８２で入力ビデオデ
ータから統計値を生成し、ステップ８４でシーンの変化
フラッグ、フィルムフラッグ、ビデオフェードフラッグ
等を含むフラッグを生成するためにこの統計値を処理
し、ステップ８６でこの統計値から解像度の設定を決定
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のビデオエンコーダのブロック図
【図２】プリプロセッサのブロック図
【図３】図２の３：２のプルダウンプロセッサのブロッ
ク図
ク図
【図４】図２の３：２のプルダウンプロセッサの統計値
生成機のブロック図
生成機のブロック図
【図５】図２のプリプロセッサの要素を表わすブロック
図
図
【図６】本発明のビデオエンコーダ制御システムの方法
と動作を表わすフローチャート図
と動作を表わすフローチャート図
【符号の説明】 １０ エンコーダ １１ エンコーダ制御モジュール １２ プリプロセッサ １４ レートコントローラ １６ エンコーダモジュール １８ 予測モジュール ２０ フォーマッタ ２２ 知覚モデルモジュール ２４ 動き予測モジュール ２６ デコーダモジュール ２８ ルックアップテーブルモジュール ３０ 垂直クロッピングモジュール ３２ ３：２プルダウンプロセッサ ３４ 垂直フィルタ／サブサンプラ ３６ 適応形プレフィルタ ３８ 水平フィルタ／サブサンプラ ４０ 水平クロッピングモジュール ４２ 第１フィールド遅延 ４４ 第２フィールド遅延 ４６ ８フィールド遅延 ４８ 統計値生成機 ５０ プルダウンディテクタ ５２ シーン変化ディテクタ ５３ フェードディテクタ ５４，６２ 差の絶対値計算機 ５６ フィールドの和計算機 ５８，６０ ローパスフィルタ／サブサンプラ ６４ フィールドの最大値検出機 ６６ フィールドの平均値計算機 ６８ ８×８フィルタ ７０ クランプ ７２ ２：１水平方向サンプラ ７４ ビデオエンコーダの制御開始 ７６ 入力ビデオデータを受信 ７８ ビデオデータの前処理 ８０ 遅延ビデオデータを生成するためにビデオデータ
をＮフレームだけ遅延させる ８２ 入力ビデオデータから統計値を生成する ８４ この統計値を処理してシーン変化フラッグ、フィ
ルムフラッグ、ビデオフェードフラッグを含むフラッグ
を生成する ８６ この統計値から解像度の設定を決定する ８８ 遅延ビデオデータと統計値を用いてエンコーダを
制御する
をＮフレームだけ遅延させる ８２ 入力ビデオデータから統計値を生成する ８４ この統計値を処理してシーン変化フラッグ、フィ
ルムフラッグ、ビデオフェードフラッグを含むフラッグ
を生成する ８６ この統計値から解像度の設定を決定する ８８ 遅延ビデオデータと統計値を用いてエンコーダを
制御する
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アリレザ ファリッド ファーヤー アメリカ合衆国，07704 ニュージャージ ー，フェア ハーヴン，ロウリー ドライ ブ 30 (72)発明者 ラジェッシュ ヒンゴラニ アメリカ合衆国，08550 ニュージャージ ー，プリンストン ジャンクション，イン ディアン ラン ロード 26 (72)発明者 キム ニジェル マシュー アメリカ合衆国，07060 ニュージャージ ー，ワッチャン，エッジモント ロード 54 (72)発明者 デヴィッド トーマス アメリカ合衆国，07901 ニュージャージ ー，サミット，ラッセル プレイス 16エ ー (72)発明者 シウ−ワイ ウー アメリカ合衆国，08829 ニュージャージ ー，ハイ ブリッジ，レイク アヴェニュ ー 18
Claims (32)
- 【請求項１】 ビデオエンコーダ（１２）を有するビデ
オエンコーダ制御システムにおいて、 プロセッサ（１２）とエンコーダモジュール（１６）と
レートコントローラ（１４）とを有し、 前記プロセッサ（１２）は、 遅延ビデオデータを生成するために、所定数のＮ個のフ
レーム（Ｎ＞１）だけ入力ビデオデータを遅延させる多
重フィールド遅延回路（４２，４４，４６）と、前記入
力ビデオデータは、複数のフレームの第１フレームに応
答し、各フレームは、それぞれがパリティを有する対応
するフィールドに関連し、 前記第１フレームの統計値を生成し、制御信号を生成す
るために前記入力ビデオデータを処理する統計値生成機
（４８）と、を有し、前記の生成された統計値は、サブ
サンプル処理されたローパスフィルタイメージ値とフィ
ールド差の絶対値の和を含み、 前記レートコントローラ（１４）は、前記制御信号に応
答して、前記第１フレームに応答する遅延ビデオデータ
を符号化するために前記エンコーダモジュール（１６）
を制御することを特徴とするビデオエンコーダ制御シス
テム。 - 【請求項２】 前記プロセッサ（１２）は、入力ビデオ
データをＭＰＥＧ標準で符号化するためにビデオエンコ
ーダと共に動作することを特徴とする請求項１のシステ
ム。 - 【請求項３】 前記レートコントローラ（１４）は、前
記第１フレームに関連した制御信号を受信し、その符号
化を調整するためにルックアヘッド動作を実行するため
に対応する遅延ビデオデータを符号化する前に前記エン
コーダモジュールを制御することを特徴とする請求項１
のシステム。 - 【請求項４】 前記統計値生成機（４８）は、フィール
ドのピクセルのブロックの平均をフィールドのサブサン
プル処理されたローパスフィルタのイメージの値として
生成することを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項５】 前記統計値生成機（４８）は、同一パリ
ティを有する連続するフィールドのピクセル間のフィー
ルド差の絶対値の和（５６）を計算し、 前記プロセッサは、前記の和を用いて前記第１フレーム
と連続するフレームからのシーンの変化を検知し、この
シーンの変化フラッグを制御信号として生成する第２デ
ィテクタ（５２）を有し、 前記レートコントローラ（１４）は、前記シーンの変化
フラッグを用いてエンコーダモジュール（１６）を制御
することを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項６】 前記統計値生成機（４８）は、各フィー
ルドの平均ピクセル値を決定し、 前記第２ディテクタ（５２）は、ビデオフェードを決定
するために第１フィールドと連続するフィールドとに関
連する平均ピクセル値を用いることを特徴とする請求項
５のシステム。 - 【請求項７】 前記統計値生成機（４８）は、同一パリ
ティを有する連続するフィールドのピクセル間のフィー
ルド差の絶対値の和を決定し、 さらに、第１フレームの符号化の解像度を変化させるた
めに、前記の和を用いる解像度セレクタを有することを
特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項８】 前記解像度セレクタは、前記和に応答し
て解像度選択フラッグを生成し、 前記プロセッサは、解像度選択信号に応答して、その解
像度選択信号の応答する解像度でもって遅延ビデオデー
タをサンプリング処理するサンプラをさらに有すること
を特徴とする請求項７のシステム。 - 【請求項９】 前記統計値生成機（４８）は、同一パリ
ティを有する連続するフィールドのピクセル間のフィー
ルド差の絶対値の和を計算し、 前記プロセッサは、前記和を用いて関連フィールド内の
制御信号として冗長フィールドを検出し、この冗長フィ
ールドに対応して冗長性フラッグを生成する第１ディテ
クタを有する、 前記レートコントローラは、前記冗長性フラッグを用い
てエンコーダモジュールを制御することを特徴とする請
求項１のシステム。 - 【請求項１０】 前記第１ディテクタは、フィルムデー
タを含む入力ビデオデータ上の３：２のプルダウン検出
を実行することを特徴とする請求項９のシステム。 - 【請求項１１】 前記プロセッサは、フィルムフラッグ
に応答してこのフィルムフラッグに対応する複数のフィ
ルタ値を用いて、遅延ビデオデータをフィルタ処理する
プレフィルタ（３６）を有することを特徴とする請求項
９のシステム。 - 【請求項１２】 前記プレフィルタ（３６）は、フィー
ルド差の絶対値の和とエンコーダビットレートを用いて
遅延ビデオデータをフィルタ処理するために複数のフィ
ルタ値の少なくとも１つを選択することを特徴とする請
求項１１のシステム。 - 【請求項１３】 前記プレフィルタ（３６）は、フィル
タのオーバフローを回避するために、このフィルタ処理
された遅延ビデオデータを所定の範囲内にクランプする
ためのビデオデータクランプ（７０）を有することを特
徴とする請求項１１のシステム。 - 【請求項１４】 前記統計値生成機（４８）は、サブサ
ンプル処理されたローパスフィルタイメージ値のフィー
ルド差の複数の絶対値の内の最大値を決定し、 前記第１ディテクタは、第１フレームと連続するフレー
ムに関連するフィールド差の絶対値の最大値を用いて局
部的に変化する領域を冗長性フラッグに相当するノンフ
ィルム状態として決定することを特徴とする請求項９の
システム。 - 【請求項１５】 前記プロセッサは、周期的カウントを
生成するカウンタを有し、 前記プロセッサは、この周期的カウントに応答してフレ
ーム内フラッグを生成し、 前記プロセッサは、シーン変化フラッグに応答してフレ
ーム内フラッグを生成し、 前記レートコントローラは、フレーム内フラッグに応答
してこのシーーン変化に対応する位置に内部フレームを
複数のフレーム内に挿入することを特徴とする請求項１
４のシステム。 - 【請求項１６】 前記プロセッサは、シーン変化フラッ
グに応答してカウンタのカウントを修正し、このカウン
トの修正に応じてフレーム内フラッグを生成することを
特徴とする請求項１５のシステム。 - 【請求項１７】 符号化されるべき複数のフレームに対
応して入力ビデオデータ内のフィルム変化とシーンの変
化を検出するビデオエンコーダにおいて、 第１遅延ビデオデータを生成するために、所定数のＮ個
のフレーム（Ｎ＞１）だけ第１入力ビデオデータを遅延
させる多重フィールド遅延回路と、前記第１入力ビデオ
データは、複数のフレームの第１フレームに応答し、各
フレームは、それぞれがパリティを有する対応するフィ
ールドに関連し、 ロウパスフィルタを有し、前記第１フレームの統計値を
生成し、制御信号を生成するために前記入力ビデオデー
タを処理する統計値生成機と、 前記統計値を用いて、前記第１フレームのノンフィルム
状態を検出し、複数のフレーム間のシーンの変化の状態
を検出し、前記複数のフレーム間のビデオフェード状態
を検出し、フィルムフラッグとシーン変化フラッグとビ
デオフェードフラッグとを生成する第１ディテクタと、 エンコーダモジュール（１６）と、 前記制御信号に応答して、前記第１遅延ビデオデータを
符号化するために、前記フィルムフラッグとシーン変化
フラッグとビデオフェードフラッグとに応答して、前記
エンコーダモジュールを制御するレートコントローラ
（１４）とからなることを特徴とするビデオエンコー
ダ。 - 【請求項１８】 前記統計値生成機は、同一パリティの
連続フィールドのピクセル間のフィールド差の絶対値の
和を決定し、 前記プロセッサは、前記和に応答して、解像度選択信号
を生成する解像度セレクタを有し、 前記レートコントローラは、前記解像度選択信号に応答
して、前記第１フレームの符号化の解像度を変化させる
ことを特徴とする請求項１７のビデオエンコーダ。 - 【請求項１９】 予測フィルムコマンドを有する入力コ
マンドを処理する制御モジュールをさらに有し、 前記第１ディテクタは、予測フィルムコマンドに応答し
てフィルムフラッグを生成することを特徴とする請求項
１７のビデオエンコーダ。 - 【請求項２０】 前記統計値生成機は、同一パリティの
連続フィールドのピクセル間のフィールド差の絶対値の
和を計算し、 前記第１ディテクタは、前記和を用いて第１フレームと
連続するフレームのシーン変化状態を検出することを特
徴とする請求項１７のビデオエンコーダ。 - 【請求項２１】 前記統計値生成機は、各フィールドの
平均ピクセル値を決定し、 前記第１フィールドと連続するフィールドに関連する平
均ピクセル値を用いてビデオフェード状態を決定し、対
応するビデオフェードフラッグを生成することを特徴と
する請求項２０のビデオエンコーダ。 - 【請求項２２】 前記統計値生成機は、同一パリティの
連続フィールドのピクセル間のフィールド差の絶対値の
和を計算し、 前記第１ディテクタは、前記和を用いて入力フィルムデ
ータからの関連するフィールド内の冗長フィールドを入
力ビデオデータとして検出し、冗長フィールドに対応す
るフィルムフラッグの１つを生成することを特徴とする
請求項１７のビデオエンコーダ。 - 【請求項２３】 第２遅延ビデオデータを生成するため
に、前記多重フィールド遅延回路は、入力ビデオデータ
を少なくとも１フィールドだけ遅延させ前記統計値生成
機は、入力ビデオデータと第２遅延ビデオデータからの
フィールド差の絶対値の和を生成することを特徴とする
請求項２２のビデオエンコーダ。 - 【請求項２４】 前記統計値生成機は、サブサンプル処
理されたローパスフィルタイメージ値のフィールド差の
絶対値の複数の値の内の最大値を決定し、 前記第１ディテクタは、第１フレームと連続するフレー
ムに関連するフィールド差の絶対値の最大値を利用して
前記フィルムフラッグに対応するノンフィルム状態とし
て局部的に変化した領域を決定することを特徴とする請
求項２２のビデオエンコーダ。 - 【請求項２５】 パリティを有するフィールドに関連し
た複数のフレームに対応する入力ビデオデータを符号化
するビデオエンコーダを制御する方法において、 （Ａ）入力ビデオデータを所定数Ｎのフレームだけ遅延
させるステップと、 （Ｂ）第１フレームの第１フィールドと連続するフィー
ルドの統計値を生成するためにこの入力ビデオデータを
処理するステップと、 （Ｃ）前記統計値を用いて、ビデオ符号化により前記第
１フレームに対応する遅延ビデオデータの符号化を制御
することを特徴とするビデオエンコーダの制御方法。 - 【請求項２６】 （Ｄ）前記統計値から複数のフィール
ド間のシーンの変化状態を検出するステップと、 （Ｅ）このシーンの変化状態からシーンの変化フラッグ
を生成するステップと、 （Ｆ）符号化の制御ステップを実行するためにレートコ
ントローラに前記シーンの変化フラッグを提供するステ
ップとをさらに有することを特徴とする請求項２５の方
法。 - 【請求項２７】 （Ｇ）和の変化状態から解像度選択フ
ラッグを生成するステップを有し、 前記（Ｂ）のステップは、 （Ｂ１）同一パリティを有する連続するフィールドのピ
クセル間のフィールド差の絶対値の和を生成するステッ
プと、 （Ｂ２）前記解像度選択フラッグを生成するために和の
変化状態として、前記和の中の変化を検出するステップ
とを有し、 前記（Ｃ）のステップは、前記解像度選択フラッグを用
いて第１フレームの符号化の解像度を変化させるステッ
プを含むことを特徴とする請求項２５の方法。 - 【請求項２８】 （Ｈ）前記統計値から少なくとも１つ
の第１フィールドのノンフィルム状態を検出するステッ
プと、 （Ｉ）前記ノンフィルム状態からフィルムフラッグを生
成するステップと、 （Ｊ）前記符号化を制御するステップを実行するために
前記フィルムフラッグをレートコントローラに提供する
ステップとをさらに有することを特徴とする請求項２５
の方法。 - 【請求項２９】 和から関連フィールド内の冗長フィー
ルドを検出するステップをさらに有し、 前記（Ｉ）のステップは、入力フィルムデータから冗長
フィールドに対応するフィルムフラッグを入力ビデオデ
ータとして生成するステップを含み、 前記（Ｂ）のステップは、同一パリティを有する前記第
１フィールドと連続するフィールドのピクセル間のフィ
ールド差の絶対値から和を第１フィールドとして計算す
るステップを含むことを特徴とする請求項２８の方法。 - 【請求項３０】 （Ｄ）のステップは、前記第１フレー
ムと連続するフレームからのシーンの変化を前記和を用
いて検出するステップを含むことを特徴とする請求項２
９の方法。 - 【請求項３１】 前記（Ｂ）のステップは、前記第１フ
ィールドと連続するフィールドとのサブサンプルされた
ローパスフィルタイメージ値を決定するステップを含
み、 前記（Ｄ）のステップは、 （Ｄ１）局部的な変化領域をノンフィルム状態として検
出するために前記第１フィールドと連続するフィールド
のサブサンプルされたローパスフィルタ値のフィールド
差の絶対値の最大値を用いるステップと、 （Ｄ２）所定値を越えるフィールド差の絶対値の最大値
に基づいてフィルムフラッグを生成するステップを含む
ことを特徴とする請求項３０の方法。 - 【請求項３２】 前記（Ｂ）のステップは、各フィール
ドの平均ピクセル値を決定するステップを含み、 前記（Ｄ）のステップは、 （Ｄ１）ビデオフェードを決定するために前記第１フィ
ールドと連続するフィールドの平均ピクセル値を用いる
ステップと、 （Ｄ２）平均ピクセル値が所定値を越えるとビデオフェ
ードフラッグを生成するステップとを有することを特徴
とする請求項３０の方法。
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