JPH08336142A - 画像信号圧縮符号化装置および伸長再生装置 - Google Patents

画像信号圧縮符号化装置および伸長再生装置

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JPH08336142A
JPH08336142A JP9535895A JP9535895A JPH08336142A JP H08336142 A JPH08336142 A JP H08336142A JP 9535895 A JP9535895 A JP 9535895A JP 9535895 A JP9535895 A JP 9535895A JP H08336142 A JPH08336142 A JP H08336142A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 動画像の画面ごとに符号化方式を適用する
際、歪みの少ない静止画像を得ることのできる圧縮符号
化装置およびその伸長再生装置を提供。 【構成】 符号化装置1の制御回路242 は、ボタン回路
244 から静止画モードの指定を受けたときには、この指
定を受けたときより後方のGOP を静止画モードのGOP と
し、このGOP では動画モードのときのGOP の少なくとも
1枚のPピクチャをIピクチャに変え、この変えたIピ
クチャデータと、変えたことを示す情報と、このGOP が
静止画モードである情報とを多重化回路222 に供給して
所定の位置に多重化させる。伸長再生装置2の多重分離
回路402 は静止画モードを示す情報およびIピクチャに
変えたことを示す情報を制御回路428 に送り、この制御
回路428 は、これら情報を受けたときは、復号回路404
より後段の回路によりIピクチャデータを復号して第1
予測回路414 または第2予測回路416 のいずれかに再生
画像データを蓄積させ、この再生画像データに基づく静
止画像の映像信号をD/A 回路426 から出力させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像信号圧縮符号化装置
および伸長再生装置に関し、とくにたとえば順次入力す
る動画像の各々画面に画面単位に各種の符号化方式を所
定の順序で適用することのできる画像信号圧縮符号化装
置およびこのように符号化されたデータを復号する伸長
再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本格的な音声・データ・画像(映像)を
統合的に扱うマルチメディア時代を迎えるにあたり、IS
O(International Organization for Standardization、
国際標準化機構)は、マルチメディアの中核技術である
様々な情報圧縮技術について標準化を行なっている。近
年、ISO では、CD-ROM(コンパクトディスクを使った読
み出し専用メモリ)などの蓄積メディアを対象に蓄積用
動画符号化方式としてMPEG(Moving Picture Eperts Gro
up)1を標準化した。
【0003】このようなMPEG1 対応の圧縮符号化装置
は、それに入力する動画像の所定の1画面に対しては、
フレーム内符号化方式を適用してIピクチャ(Intra-Pic
ture)を生成し、また、このIピクチャとは異なる入力
の所定の1画面に対しては、フレーム間順方向予測符号
化方式を適用してPピクチャ(Predictive-Picture)を生
成し、また、IピクチャおよびPピクチャとは異なる入
力の所定の2画面の対しては双方向予測符号化方式を適
用してBピクチャ(Bidirectionally Predictive-Pictur
e)を生成し、これら生成した符号化データをたとえば図
9bのGOP1に示すような順序で繰り返し出力している。こ
のような順序で出力される符号化(圧縮)データは、た
とえばCD-ROMに入力され、それに蓄積される。
【0004】また、CD-ROMに蓄積された符号化データの
映像をモニタで再生する場合、MPEG1 対応の伸長再生装
置が用いられる。この装置は、CD-ROMからの符号化デー
タを復号するとともに、この復号データをモニタに表示
するに適合した信号に変換する。PおよびBピクチャが
たとえば図9に示すような一定の比率でIピクチャと混
在する動画像の映像をモニタに表示した場合、その映像
の動画像の動きや解像度などには、特に違和感はない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような、MPEG1 対応の圧縮符号化装置からのI、P、B
ピクチャの符号化データをその対応する伸長再生装置で
それぞれ復号し、その復号データに基づく静止画像の映
像を、たとえばモニタ装置でモニタし、あるいはプリン
タでプリントした場合に、その映像には解像度の劣化が
目立つ、つまりその圧縮伸長に基づく歪が目立つという
問題点があった。
【0006】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
し、動画像の画面ごとに符号化方式を適用する際、歪の
少ない静止画像を得ることのできる画像信号圧縮符号化
装置およびこの装置により符号化されたデータを復号す
る伸長再生装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、所定の複数枚の画面を1つの画像グルー
プとし、この1つの画像グループを構成する各々画面の
ディジタル画像データについて符号化を行なう画像信号
圧縮符号化装置において、前記画面の画像データは、複
数のマクロブロックに分割されて構成され、入力した画
面順より遅く符号化を行なう画面の画像データを蓄積す
る第1の記憶手段と、これから符号化しようとする画面
より過去の画面の再生画像データまたは未来の画面の再
生画像データを蓄積する第2および第3の記憶手段と、
第2または第3の記憶手段のいずれかより過去と未来の
再生画像データとを受け、この受けた過去と未来の再生
画像データを平均化する平均化手段と、第2および第3
の記憶手段のいずれかよりの過去の再生画像データと、
平均化手段からの平均化データと、選択信号とを受け、
この選択信号にもとづきそれら入力したデータのいずれ
かを選択して出力する選択手段と、第1の入力端子から
これから符号化しようとする画面の画像データを入力
し、第2の入力端子から選択手段からの画像データを入
力し、それら入力したデータの引き算を行なう減算手段
と、これから符号化しようとする画面の画像データまた
は減算手段により引き算の行なわれたデータを符号化す
る符号化手段と、手操作に応動して動画モードと静止画
モードを示す指定信号を出力するボタン回路手段と、こ
の指定信号にもとづいて第1、2、3の記憶手段、平均
化手段、選択手段、減算手段および符号化手段を制御す
る制御手段とを有し、この制御手段は、符号化により第
1ピクチャのデータを生成するときは、これから符号化
しようとする画面のデータを符号化手段に入力させ、ま
た、フレーム間順方向予測符号化により第2ピクチャを
生成するときは、減算手段の第1の入力端子にこれから
符号化しようとする画面のデータを入力させ、過去のデ
ータを選択する選択信号を選択手段に供給して第2また
は第3の記憶手段のいずれかより過去のデータを減算手
段の第2の入力端子に入力させ、この入力したデータの
引き算を行なわせて、その結果のデータを符号化手段に
入力させ、また、双方向予測符号化により第3ピクチャ
を生成するときは、減算手段の第1の入力端子にこれか
ら符号化しようとする画面のデータを第1の記憶手段か
ら入力させ、平均化データを選択する選択信号を選択手
段に供給して平均化手段からの平均化データを減算手段
の第2の入力端子に入力させ、この入力したデータの引
き算を行なわせて、その結果のデータを符号化手段に入
力させ、この制御手段はさらに、入力する複数の画面の
順序が所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも1枚の第1
ピクチャ、所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも1枚の
第2ピクチャである場合、指定信号が動画モードを指定
しているときは、少なくとも1枚の第1ピクチャ、第1
ピクチャの前の所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも1
枚の第2ピクチャ、第2ピクチャの前の所定枚数の第3
ピクチャの順に符号化データを出力させ、静止画モード
を指定したときは、動画モードのときの少なくとも1枚
の第2ピクチャを第1ピクチャに変えて出力させること
を特徴とする。
【0008】また、この画像信号圧縮符号化装置は、符
号化手段は、減算手段により引き算されたマクロブロッ
クのデータを複数のブロックに分割して各ブロックのデ
ータについて2次元直交変換する直交変換手段と、直交
変換手段により直交変換されたデータを正規化する正規
化手段と、正規化手段により正規化されたデータを符号
化する符号化手段と、符号化手段により符号化されたデ
ータを所定の出力データ形式の所定の位置に多重化する
多重化手段とを含み、制御手段は、指定信号により静止
画モードの指定を受けたときは、この指定信号を受けた
ときより後方の画像グループを静止画モードのときの画
像グループとし、この画像グループが静止画モードであ
る情報および第2ピクチャを第1ピクチャに変えたこと
を示す情報を多重化手段に供給して出力データ形式の所
定の位置に多重化させることを特徴とする。
【0009】本発明は上述の課題を解決するために、所
定の複数枚の画面を1つの画像グループとし、この1つ
の画像グループを構成する各々画面ごとに圧縮符号化さ
れたディジタル画像データとその制御データを含む信号
を受け、この信号の復号を行なう画像信号伸長再生装置
において、1つの画像グループを構成する各々画面の少
なくとも1画面にはフレーム内符号化方式が、また、少
なくとも1画面にはフレーム間順方向予測符号化方式
が、また、所定枚数の画面には逆双方向予測符号化方式
がそれぞれ適用され、ディジタル画像データとその制御
データを含む信号を受け、この受けた信号から画像デー
タと制御データを分離して出力する多重分離手段と、多
重分離手段から入力された画像データを逆符号化する逆
符号化手段と、これから復号しようとする画面よりも過
去の再生画面の画像データまたはこの過去のデータより
もさらに過去の再生画面の画像データを蓄積する第1お
よび第2の記憶手段と、第1または第2の記憶手段のい
ずれかより過去のデータとこの過去のデータよりもさら
に過去のデータとを受け、この受けた過去とさらに過去
のデータを平均化する平均化手段と、第1または第2の
記憶手段のいずれかよりの過去のデータと、平均化手段
からの平均化データと、選択信号とを受け、この選択信
号にもとづきそれら入力したデータのいずれかを選択し
て出力する第1の選択手段と、第1の入力端子から逆符
号化手段からのこれから復号しようとする画面のデータ
を入力し、第2の入力端子から第1の選択手段からのデ
ータを入力し、この入力したデータの加算を行なう加算
手段と、多重分離手段から制御データを受け、この制御
データにもとづいて多重分離手段、逆符号化手段、第1
および第2の記憶手段、ならびに平均化手段、第1の選
択手段、加算手段を制御する制御手段とを有し、この制
御手段は、逆符号化して第1ピクチャを再生するとき
は、逆符号化手段により復号された画面データを第1お
よび第2の記憶手段のいずれかに出力させ、また、逆フ
レーム間順方向予測符号化して第2ピクチャを再生する
ときは、加算手段の第1の入力端子に逆符号化手段によ
り復号された画面データを入力させ、過去のデータを選
択する選択信号を第1の選択手段に供給して第1および
第2の記憶手段のいずれかより過去のデータを加算手段
の第2の入力端子に入力させ、この入力したデータの足
し算を行なわせて、その結果のデータを第1および第2
の記憶手段のいずれかに出力させ、また、逆双方向予測
符号化により第3ピクチャを再生するときは、加算手段
の第1の入力端子に逆符号化手段により復号された画面
データを入力させ、平均化データを選択する選択信号を
第1の選択手段に供給して平均化手段からの平均化デー
タを加算手段の第2の入力端子に入力させ、この入力し
たデータの足し算を行なわせて、その結果のデータを出
力させ、この制御手段はさらに、多重分離手段からの制
御データの中に含まれている静止画モードを示す情報お
よび1つの画像グループの中の複数の画面のうち再生画
面を特定した情報を受けたときは、この情報にもとづい
て第1または第2の記憶手段のいずれかより特定された
再生画面のデータを出力させることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明によれば、画像信号圧縮符号化装置の制
御手段は、符号化により第1ピクチャのデータを生成す
るときは、これから符号化しようとする画面のデータを
符号化手段に入力させ、また、フレーム間順方向予測符
号化により第2ピクチャを生成するときは、減算手段の
第1の入力端子にこれから符号化しようとする画面のデ
ータを入力させ、過去のデータを選択する選択信号を選
択手段に供給して第2または第3の記憶手段のいずれか
より過去のデータを減算手段の第2の入力端子に入力さ
せ、この入力したデータの引き算を行なわせて、その結
果のデータを符号化手段に入力させ、また、双方向予測
符号化により第3ピクチャを生成するときは、減算手段
の第1の入力端子にこれから符号化しようとする画面の
データを第1の記憶手段から入力させ、平均化データを
選択する選択信号を選択手段に供給して平均化手段から
の平均化データを減算手段の第2の入力端子に入力さ
せ、この入力したデータの引き算を行なわせ、その結果
のデータを符号化手段に入力させることができる。した
がって、この制御手段は、入力する複数の画面の順序が
所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも1枚の第1ピクチ
ャ、所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも1枚の第2ピ
クチャである場合、指定信号が動画モードを指定してい
るときは、少なくとも1枚の第1ピクチャ、第1ピクチ
ャの前の所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも1枚の第
2ピクチャ、第2ピクチャの前の所定枚数の第3ピクチ
ャの順に符号化データを出力させ、静止画モードを指定
したときは、動画モードのときの少なくとも1枚の第2
ピクチャを第1ピクチャに変えて出力させることができ
る。
【0011】また、この画像信号圧縮符号化装置によれ
ば、この制御手段はさらに、指定信号により静止画モー
ドの指定を受けたときは、この指定信号を受けたときよ
り後方の画像グループを静止画モードのときの画像グル
ープとし、この画像グループが静止画モードである情報
および第2ピクチャを第1ピクチャに変えたことを示す
情報を多重化手段に供給して出力データ形式の所定の位
置に多重化させることができる。
【0012】本発明によれば、画像信号伸長再生装置の
制御手段は、逆符号化して第1ピクチャを再生するとき
は、逆符号化手段により復号された画面データを第1お
よび第2の記憶手段のいずれかに出力させ、また、逆フ
レーム間順方向予測符号化して第2ピクチャを再生する
ときは、加算手段の第1の入力端子に逆符号化手段によ
り復号された画面データを入力させ、過去のデータを選
択する選択信号を第1の選択手段に供給して第1および
第2の記憶手段のいずれかより過去のデータを加算手段
の第2の入力端子に入力させ、この入力したデータの足
し算を行なわせて、その結果のデータを第1および第2
の記憶手段のいずれかに出力させ、また、逆双方向予測
符号化により第3ピクチャを再生するときは、加算手段
の第1の入力端子に逆符号化手段により復号された画面
データを入力させ、平均化データを選択する選択信号を
第1の選択手段に供給して平均化手段からの平均化デー
タを加算手段の第2の入力端子に入力させ、この入力し
たデータの足し算を行なわせて、その結果のデータを出
力させることができる。したがって、この制御手段はさ
らに、多重分離手段からの制御データの中に含まれてい
る静止画モードを示す情報および1つの画像グループの
中の複数の画面のうち再生画面を特定した情報を受けた
ときは、この情報にもとづいて第1または第2の記憶手
段のいずれかより特定された再生画面のデータを出力さ
せることができる。
【0013】
【実施例】次に添付図面を参照して本発明による画像信
号圧縮符号化装置および伸長再生装置の実施例を詳細に
説明する。
【0014】図3を参照すると、これら実施例の装置
は、たとえばMPEG1 対応の動画像データ処理システムに
適用され、カメラ3から順次送られてくる動画像の各々
画面に対し静止画像を再生するに適した圧縮符号化方式
を適用して符号化を行ない、この圧縮画像データを記録
再生装置4に出力する符号化装置1と、記録再生装置4
により再生された圧縮画像データを受けてこれを復号
し、この復号データに基づくNTSC方式の映像信号を再生
し、その再生した静止画像の映像信号をモニタ装置5お
よびプリンタ6に出力する伸長再生装置2である。
【0015】図3に示す符号化装置1は、本実施例では
特にプリントアウトボタン回路244を有し、このボタン
回路246 のボタンを押下すると、符号化装置1はカメラ
3から順次送られてくる動画像の各々画面に今まで動画
像を対象に適用していた符号化方式の順序を静止画像を
対象にした符号化方式の順序に切り換えて出力する。こ
の切り換えられた符号化方式の順序による圧縮画像デー
タは、記録再生装置4を介して伸長再生装置2に送ら
れ、伸長再生装置2は記録再生装置4から送られてきた
圧縮画像データを復号しモニタ装置5およびプリンタ6
に送る。この場合モニタ装置5には、動画像のときと比
べ解像度の良い映像、すなわち静止画像の映像が表示さ
れ、またプリンタ6からも解像度の良い静止画像の映像
がプリントアウトされる。
【0016】図3に示すように、符号化装置1は、たと
えばNTSC方式の映像信号を出力するビデオカメラ3と、
この装置1からの圧縮画像データを記録し再生するたと
えばCD-ROMの記録再生装置4と接続されている。この記
録再生装置4はまた、伸長再生装置2と接続され、この
伸長再生装置2は、これから出力されるNTSC方式の再生
映像信号の映像を表示およびプリントするモニタ装置5
およびビデオプリンタ6と接続されている。このモニタ
装置5はまた、ビデオカメラ3とも接続されている。な
お、図3に示す記録再生装置4を介さずに符号化装置1
と伸長再生装置2を直接接続する構成でもよい。
【0017】さらに詳細には、カメラ3と符号化装置1
は、4つの信号線102、104、106、108で接続されている。
信号線102 によりカメラ3の輝度信号Yの出力端子YOUT
と符号化装置1の輝度信号Yの入力端子YIN とが接続さ
れ、カメラ3からのアナログ輝度信号Yが符号化装置1
に供給される。また、信号線104 によりカメラ3の色差
信号R-Y の出力端子CrOUT と符号化装置1の色差信号R-
Y の入力端子CrINとが接続され、カメラ3からのアナロ
グ色差信号Crが符号化装置1に供給され、信号線106 に
よりカメラ3の色差信号B-Y の出力端子CbOUT と符号化
装置1の色差信号B-Y の入力端子CbINとが接続され、カ
メラ3からのアナログ色差信号Cbが符号化装置1に供給
される。さらに、信号線108 によりカメラ3の同期信号
SYの出力端子SYOUT と符号化装置1の同期信号SYの入力
端子SYINとが接続され、カメラ3からたとえば、水平同
期信号、垂直同期信号、カラーサブキャリア信号などの
同期信号が符号化装置1に供給される。カメラ3はさら
に、NTSC方式の映像信号を出力する出力端子VSOUT を有
し、この端子は信号線110 を介してモニタ装置5の第1
の映像信号入力端子VSIN-1と接続され、カメラ3からNT
SC方式の映像信号がモニタ装置5に供給される。
【0018】符号化装置1と記録再生装置4は、信号線
112 で接続されている。この信号線112 により符号化装
置1の圧縮画像データ出力端子DOUTと記録再生装置4の
圧縮画像データ入力端子DIN とが接続され、符号化装置
1からCD-ROMに適合したフォーマットの信号が記録再生
装置4に供給される。記録再生装置4と伸長再生装置2
は、信号線114 で接続されている。この信号線114 によ
り記録再生装置4の圧縮画像データ出力端子DOUTと伸長
再生装置2の圧縮画像データ入力端子DIN とが接続さ
れ、記録再生装置4から再生したCD-ROMに適合したフォ
ーマットの信号が伸長再生装置2に供給される。伸長再
生装置2は、記録再生装置4からの圧縮画像データを復
号し、さらにこの復号データからNTSC方式の映像信号を
生成し、この生成した映像信号をその映像信号出力端子
VSOUT から出力する。この端子とモニタ装置5の第2の
映像信号入力端子VSIN-2およびプリンタ6の映像信号入
力端子VSINは信号線116 により接続され、伸長再生装置
2からNTSC方式の再生映像信号がモニタ装置5およびプ
リンタ6に供給される。圧縮符号化装置1および伸長再
生装置2の詳細が図1および2の機能ブロック図に示さ
れている。
【0019】図1を参照すると、符号化装置1はアナロ
グ・ディジタル(A/D) 変換回路202、前処理回路204、第1
フレームメモリ206、第1スイッチ回路208、第2フレーム
メモリ210、第2スイッチ回路212、減算回路214、 DCT回路
216、量子化回路218、可変長符号化回路220、多重化回路22
2、逆量子化回路226、逆 DCT回路228、加算回路230、第3ス
イッチ回路232、第1予測回路234、第2予測回路236、平均
化回路238、第4スイッチ回路240、制御回路242 およびプ
リントアウトボタン回路244 から構成されている。この
うち逆量子化回路226、逆 DCT回路228、加算回路230、第3
スイッチ回路232、第1予測回路234、第2予測回路236、平
均化回路238 、および第4スイッチ回路240 は、局部復
号器を構成している。
【0020】A/D 変換回路202 は、図4に示すように、
Y用A/D 変換回路202a、Cr用A/D 変換回路202bおよびCb
用A/D 変換回路202cから構成される。Y用A/D 変換回路
202aの入力は装置入力のYIN 端子と信号線102 で接続さ
れ、その入力102 にはカメラ3から1フィールド当たり
有効走査線数が本実施例では240 本のアナログ輝度信号
Yが入力される。A/D 変換回路202aは、この入力したア
ナログ輝度信号Yを対応するディジタルデータに変換し
て出力する変換回路である。このアナログ輝度信号Yは
制御回路242 から制御線308 を介してサンプリング信号
を受け、本実施例では1走査線当たり画素数が720 ドッ
ト、1画素当たり8ビットでディジタル化される。
【0021】Cr用A/D 変換回路202bの入力は装置入力の
CrIN端子と信号線104 で接続され、その入力104 にはカ
メラ3から1フィールド当たり有効走査線数が本実施例
では240 本のアナログ色差信号Crが入力される。A/D 変
換回路202bはこの入力したアナログ色差信号Crを対応す
るディジタルデータに変換して出力する変換回路であ
る。このアナログ色差信号Crは、制御回路242 から制御
線308 を介してサンプリング信号を受け、本実施例では
1走査線当たり画素数が360 ドット、1画素当たり8ビ
ットでディジタル化される。
【0022】Cb用A/D 変換回路202cの入力は装置入力の
CbIN端子と信号線106 で接続され、その入力106 にはカ
メラ3から1フィールド当たり有効走査線数が本実施例
では240 本のアナログ色差信号Cbが入力される。A/D 変
換回路202cは、上述のA/D 変換回路202bとは扱う信号の
種類は異なるが、構成および動作は同じであり、説明を
省略する。A/D 変換回路202aの出力302 は、図5に示す
前処理回路204 のY用フレームメモリ204aの入力と、A/
D 変換回路202bの出力304 は、同図に示す前処理回路20
4 のCr用フレームメモリ204bの入力と、A/D 変換回路20
2cの出力306 ははまた、同図に示す前処理回路204 のCb
用フレームメモリ204cの入力とそれぞれ接続されてい
る。なお、色差信号Cbは、Cb=B( ブルー)-Y( 輝度信
号)であり、また色差信号Crは、Cr=R( レッド)-Y( 輝
度信号)である。
【0023】前処理回路204 は、本実施例では、A/D 変
換回路202 からフィールド周期で順次送られてくる第1
および第2フィールドの画面から1つの画面を生成し、
それをフレーム周期で出力する信号処理回路である。こ
の信号処理回路から出力される1フレームのパラメータ
は、本実施例ではMPEG1 で用いられるSIF(Source Input
Format、ソース入力フォーマット) と同じものであリ、
そのSIF パラメータを図6に示す。また、この信号処理
回路で行なわれる処理の概念図を図7、8に示す。な
お、この例では前処理回路204 は、NTSC方式の映像信号
をNTSC用のSIF に変換しているが、たとえばPAL 方式の
映像信号を受けてPAL 用のSIF に変換するのでよい。ま
た、それ以外の構成のフォーマットに変換するのでよ
い。上記NTSC信号の走査線数は、525 本であり、その有
効走査線は480 本である。また、上記PAL 信号の走査線
数は、625 本であり、その有効走査線は576 本である。
【0024】具体的には、図5を参照すると、Y用フレ
ームメモリ204aは、たとえばダイナミックRAM(DRAM) か
らなる記憶回路であり、本実施例では、A/D 変換回路20
2aから順次送られてくる第1、第2フィールドの2フィ
ールド分、つまり1フレーム分のYデータをそれに順次
蓄積する。Cr用フレームメモリ204bおよびCb用フレーム
メモリ204cも同様にDRAMからなる記憶回路を有し、A/D
変換回路202bおよび202cから送られてくる1フレーム分
のCrおよびCbデータをそれぞれのDRAMに順次蓄積する。
これらデータのメモリへの書き込みおよびメモリからの
読み出しは、制御回路242 から制御線310 を介して送ら
れてくる書込みおよび読出し制御信号などにより行なわ
れる。メモリ204aから読み出されたYデータは、Y用信
号処理回路204dの入力に、メモリ204bから読み出された
Crデータは、Cr用信号処理回路204eの入力に、メモリ20
4cから読み出されたCbデータは、Cb用信号処理回路204f
の入力にそれぞれ送られる。
【0025】Y用信号処理回路204dは、メモリ204aに蓄
積されている第1フィールドと第2フィールドを合わせ
た1フレーム分のYデータを用いて、本実施例では走査
線数が240 本、1走査線当たりの画素数が352 ドットか
らなる1フレームのYデータを生成する信号処理回路で
ある。つまりこの回路は、たとえば順次入力する1走査
線上の720 ドットの画素を適当な間隔で間引いて352 ド
ットにするのでよい。またCr用信号処理回路204eおよび
Cb用信号処理回路204fは、メモリ204bおよび204cに蓄積
されている第1フィールドと第2フィールドを合わせた
1フレーム分のCrおよびCbデータを用いて、本実施例で
は走査線数が120 本、1走査線当たりの画素数が176 ド
ットからなる1フレームのCrおよびCbデータを生成する
信号処理回路である。つまりこの回路は、たとえばま
ず、順次入力する1走査線上の360ドットの画素を適当
に間引いて352 ドットとし、次にこの間引いた2つの走
査線走査線から1本の走査線を生成するのでよい。上記
データ処理は、制御回路242から制御線310 を介して送
られてくる制御信号により行なわれる。処理回路204dの
出力312 、処理回路204eの出力314 および処理回路204f
の出力316 は、第1フレームメモリ206 のそれぞれ対応
する入力に接続されている。
【0026】ところで、本実施例における各画面の画像
データは、Iピクチャを除くと前後の画面データをもと
につくるため1画面だけでは完結した情報にない。ま
た、蓄積メディアによる再生には、早送り、巻き戻しな
どのトリック・モードが要求される。このことから、本
実施例では、MPEG1 と同じように、何枚かの画面データ
を一まとめにしたGOP(Group of Pictures)を単位とした
構造(図10参照) をとっている。1GOP内の画面数(N)
は、15枚程度までならば何枚でもよいが、本実施例では
動画像の場合は1GOP内に9枚、静止画像の場合は1つの
GOP 内に3枚と、もう1つのGOP 内に6枚による、合計
9枚とした。以上の条件から、後述する図1に示す第1
フレームメモリ206 は、9フレームの記憶容量とした。
【0027】詳細には第1フレームメモリ206 は、たと
えばDRAMからなる記憶回路を有し、それは上述したよう
に本実施例では9フレーム分のYデータ、Crデータおよ
びCbデータをそれぞれ蓄積する容量を有する。Yデータ
のフレームメモリは、この例では1番から9番フレーム
メモリにて構成され、前処理回路204 から順次送られて
くるフレーム単位のYデータを1番から9番フレームメ
モリへの順に繰り返し蓄積する。CrおよびCbデータのフ
レームメモリもまた、Yデータのフレームメモリと同じ
ように構成され、その蓄積方法もYデータと同じでよ
い。これらデータのメモリへの書き込みは、制御回路24
2 から制御線320 を介して送られてくる書込み制御信号
により行なう。また、第1フレームメモリ206 からのデ
ータの読み出しはたとえば書き込みタイミングより1フ
レーム遅れたタイミングでよく、本実施例ではYデー
タ、Cbデータ、Crデータの順に、しかも1番から9番フ
レームメモリへの順に繰り返す方法でよい。これらデー
タの読み出しは制御回路242 から制御線320 を介して送
られてくる読出し制御信号により行なう。このような順
序で読み出されたデータは、出力318 から出力される。
フレームメモリ206 の出力318 は、第1スイッチ回路20
8 および第2スイッチ回路212 のそれぞれ対応する入力
に接続されている。
【0028】第1スイッチ回路208 は、制御回路242 か
らの制御信号322 の制御のもとに、入力318 をその出力
319 に接続(ON)したり、その間を切ったり(OFF) する選
択回路である。この場合、本実施例では、この装置1が
Bピクチャを生成するときには、このスイッチ244 をON
とし、IまたはPピクチャを生成するときにはOFF とす
る。さらにこの動作を図9を用いて説明すると、第1ス
イッチ回路208 は、図9bに示すBピクチャを生成するた
めに対象となっている入力画面B0、B1やB3、B4など連続
している2フレームのデータをフレームメモリ206 から
読み出すときにはONとなり、それ以外のIピクチャを生
成するために対象となっている入力画面I2など、またP
ピクチャを生成するために対象となっている入力画面P5
などがフレームメモリ206 から読み出されるときにはOF
F となる。この出力319 は第2フレームメモリ210 の入
力に接続されている。したがって後述する第2フレーム
メモリ210 には、Bピクチャを生成するための2フレー
ム分の画像データが蓄積される。
【0029】ところで、IまたはPピクチャの現れる周
期(M) は、動画像の動きによって最適値があるが、図9
を参照するとわかるように、本実施例では動画像の場合
も静止画像の場合も3とした。つまり、その間にBピク
チャが2画面入る。したがって、後述する第2フレーム
メモリ210 は、2フレーム分の記憶容量とした。またこ
のMの値は、適当に選んでよい。
【0030】詳細には第2フレームメモリ210 は、たと
えばDRAMからなる記憶回路を有し、それは上述したよう
に本実施例では2フレーム分のYデータ、Crデータおよ
びCbデータをそれぞれ蓄積する容量を有する。Yデータ
のフレームメモリは、この例では1番から2番フレーム
メモリで構成され、第1スイッチ回路208 から順次送ら
れてくる2フレーム分のYデータを、1番から2番フレ
ームメモリへの順に繰り返して蓄積する。CrおよびCbデ
ータのフレームメモリもYデータのフレームメモリと同
じように構成され、また蓄積方法もYデータと同じでよ
い。これらデータのメモリへの書き込みは、制御回路24
2 から制御線326 を介して送られてくる書込み制御信号
により行なう。
【0031】また、第2フレームメモリ210 からのデー
タの読み出しは、Bピクチャの符号化が行がわれるとき
に読み出される。初めのBピクチャ、たとえば、図9bの
B0がフレームメモリ210 の1番のメモリから、次のB1が
2番のメモリから読み出される。これらメモリからのデ
ータの読み出しは、制御回路242 から制御線326 を介し
て送られてくる読出し制御信号により行なう。フレーム
メモリ210 の出力324は、第2のスイッチ回路212 の対
応する入力に接続されている。
【0032】第2スイッチ回路212 は、制御回路242 か
らの制御信号331 の制御のもとに、2つの入力318 およ
び324 を選択的にその出力330 に接続する選択回路であ
る。この場合、本実施例では入力318 は、IまたはPピ
クチャを生成するときに選択され、入力324 は、Bピク
チャを生成するときに選択される。その出力330 は、減
算回路214 の入力に接続されている。
【0033】ところで、本実施例では、ある画素の信号
値を別の画像(MPEG1 と同様に過去または未来)の信号
値と差分をとる、つまり後述する減算回路214 により引
き算する予測符号化が用いられている。また、このよう
な予測符号化には、二つの予測メモリ、つまり本実施例
では第1予測回路234 および第2予測回路236 に蓄積さ
れているデータを用いないでIピクチャを生成するに適
用するフレーム内予測符号化と、第1予測回路234 また
は第2予測回路236 に蓄積されているデータを用いてP
ピクチャを生成するに適用する順方向フレーム間予測符
号化と、順方向フレーム間予測と逆方向フレーム間予測
符号化の両者の平均、つまり第1予測回路234 および第
2予測回路236 からのデータを平均化回路238 で平均
し、その平均したデータを用いてBピクチャを生成する
に適用する内挿的(双方向)フレーム間予測符号化とが
用いられている。なおPピクチャには、画面内の後述す
るマクロブロック単位の部分ではフレーム内予測符号化
を含む場合がある。また、Bピクチャには、マクロブロ
ック単位の部分ではフレーム内予測符号化、順方向フレ
ーム間予測符号化、逆方向フレーム間予測符号化を含む
場合がある。
【0034】具体的には、減算回路214 は、Iピクチャ
を生成する場合、すなわちフレーム内符号化を行なう場
合には、本実施例ではフレームメモリ206 からIピクチ
ャ生成用として送られてくる1画面(たとえば図9bに示
すI2) のデータ値330 から後述する第4のスイッチ回路
240 から送られてくるデータ値「0」を引き算する演算
回路である。なお、この画素データ値「0」は、上述し
た二つの予測メモリを用いないものである。その場合、
その出力336 からはフレームメモリ206 からのデータが
そのまま出力される。なお、この場合、この減算回路21
4 は、データ値「0」との引き算を行なわずに入力した
データ330 を直接出力336 に出力してもよい。
【0035】またPピクチャを生成する場合、すなわち
フレーム間順方向符号化を行なう場合は、本実施例では
フレームメモリ206 からPピクチャ生成用として送られ
てくる1画面(たとえば図9bに示すP5) のデータ値330
から第1予測回路234 または第2予測回路236 から第4
のスイッチ回路240 を介して送られてくる所定のフレー
ム数後方(本実施例では3フレーム後方の図9bに示すI
2) のデータ値332 を引き算する演算回路である。この
引き算は、同じ画素位置同士で行なう。この引き算され
た結果のデータはその出力336 から出力される。
【0036】また、Bピクチャを生成する場合、すなわ
ち双方向予測符号化を行なう場合には、本実施例ではフ
レームメモリ210 からBピクチャ生成用として送られて
くる1画面(たとえば図9bに示すB3) のデータ値330 か
ら第4のスイッチ240 を介して送られてくる所定のフレ
ーム数前方(2フレーム前方の図9bに示すP5) と後方
(1フレーム前方の図9bに示すI2) の平均、つまり平均
化回路238 からのデータ値332 を引き算する演算回路で
ある。これも同じ画素位置同士で引き算が行なわれる。
引き算された結果のデータは、その出力336 から出力さ
れる。上記引き算は、制御回路242 からの制御信号334
の制御のもとに行なわれる。
【0037】また、上記引き算は、詳細にはMPEG1 と同
様に、図11a に示す1画面のマクロブロック(16X16画
素)単位に行なわれる。また、このマクロブロック(MB:
Macroblock) は、図11b に示すように、8X8 画素のブロ
ックに細分されており、後述するDCT (ディスクリート
コサイン変換)による空間的情報圧縮は、このブロック
単位に行なわれる。DCT の演算の対象となるのは、輝度
信号Yブロック4個(Y1、Y2、Y3、Y4) と、色差信号Crブロ
ック1個と、色差信号Cbブロック1個である。減算回路
214 の出力336 はDCT 回路216 の入力に接続されてい
る。
【0038】DCT 回路216 は、上記マクロブロックを構
成する全部で6個のブロックの画素データを一時蓄積す
る記憶回路(図示せず)を有し、制御回路242 からの制
御信号338 の制御のもとに、減算回路214 から順次送ら
れてくるマクロブロックの画素データをそれに蓄積す
る。DCT 回路216 はまた、制御回路242 からの制御信号
338 の制御のもとに、この記憶回路に蓄積したマクロブ
ロック内の各々ブロックの画素データを読み出し、その
画素データに本実施例では、2次元直交変換としてDCT
を行う機能部である。これによって空間領域の画像デー
タは、周波数領域のデータすなわち変換係数に変換さ
れ、その出力340 から量子化回路218 に出力される。こ
の変換係数の送出の順は、 この例ではY1、Y2、Y3、Y4、Cb、C
r である。
【0039】量子化回路218 は、制御回路242 からの制
御信号342 の制御のもとに、ブロックごとのこの変換係
数を直流成分、低周波成分から高周波成分の順に量子化
ステップにより除算する正規化を行ない、これをその出
力344 から可変長符号化回路220 および局部復号器を構
成する逆量子化回路226 に出力する回路である。
【0040】可変長符号化回路220 は、制御回路242 か
らの制御信号346 の制御のもとに、この正規化された変
換係数をランレングスおよびハフマン符号化し、結果の
データをその出力348 に出力する機能部である。こうし
て画像データに対して適応的DCT が行なわれる。この出
力348 は多重化回路222 の入力に接続されている。
【0041】多重化回路222 は、固定ビット長例えば8
ビットのレジスタを有し、可変長符号化回路220 から送
られてくる可変長の符号化データをそれにビット詰め
し、8ビットの固定長データにする機能を有している。
この多重化回路222 は、画像の特性に応じたビット配分
に基づいて、つまり画像データである直流成分および交
流成分のデータにて構成されるそれぞれブロックにおけ
る総データ量が所定のデータ量を越えた場合にそれ以降
のデータを打ち切り、ブロックごとの符号量を所定の範
囲内に制御する符号量制御機能も有している。この多重
化回路222 は、制御回路242 からの制御信号354 の制御
のもとに、この固定長化された画像データを、この例で
は図12に示すMPEG1 と同じビデオビットストリーム構造
の所定の位置に多重化する機能部である。図12に略称で
示した内容を図13〜16に示す。
【0042】この多重化回路222 はまた、制御信号354
の制御のもとに、制御回路242 から信号線356 を介して
送られてくる各種属性信号、たとえばアスペクト比やピ
クチャ・タイプなどを示す固定長の符号値、あるいはマ
クロブロック・アドレスやマクロブロック・タイプなど
の可変長の符号値を同図に示す所定の位置に多重化する
機能部である。またこの多重化回路222 は、制御信号35
4 の制御のもとに、第1予測回路234 および第2予測回
路236 から信号線350 および352 を通して送られてくる
動きベクトル値を示す符号を同図に示す所定の位置に多
重化する。
【0043】本実施例ではとくに、この多重化回路222
は、ボタン回路244 のボタン押下により制御回路242 か
ら信号線356 を介して送られてくるIピクチャを示す符
号を同図に示すピクチャ層のPCT(Picture Coding Type)
の領域に多重する。この多重化回路222 はさらに、ボタ
ン回路244 のボタン押下により制御回路242 から信号線
356 を介して送られてくる後述する6番目のIピクチャ
の静止画像を自動的にプリントアウトする情報あるいは
その静止画像の映像をモニタにて再生する情報など、つ
まり静止画モード情報を同図に示すGOP 層のUD(User Da
ta) の領域に多重する。なお、上記2つの多重位置は、
予めこのシステムで決めておけばよく適当な位置ならど
こでもよい。
【0044】この多重化回路222 は、上記多重化したデ
ータを本実施例ではさらにCD-ROMに適合するフレームフ
ォーマットの所定の領域に多重化し、その多重化の行な
われたフレームフォーマットの信号を出力112 に出力す
る機能部である。このフレームフォーマットの信号112
は、圧縮画像データ出力端子DOUTを介して記録再生部4
に送られ、それに記憶される。
【0045】一方、逆量子化回路226 は、量子化回路21
8 から信号線344 を通して送られてくる正規化データに
量子化回路218 にて量子化した際の量子化係数と同じ係
数を乗算して逆量子化し、その出力364 から出力する回
路である。この演算は、制御回路242 から制御線366 を
介して送られてくる信号にもとづき行なわれる。出力36
4 は逆 DCT回路228 の入力に接続されている。
【0046】逆 DCT回路228 は逆量子化回路226 から送
られる逆量子化されたデータを2次元直交逆変換し、そ
の逆変換したデータを受けて複数のブロックが合成され
てマクロブロックの画像データを得、それをその出力36
8 から出力する変換逆回路である。この変換は、制御回
路242 から制御線370 を介して送られてくる信号にもと
づき行なわれる。この逆 DCT回路228 にて逆変換された
データは加算回路230に送られる。
【0047】加算回路230 は、制御回路242 からの制御
信号374 の制御のもとに、逆 DCT回路228 にて逆変換さ
れた画素データとその画素データに対応し第3スイッチ
240から信号線332 を介して送られてくる画素データと
を加算し、その出力372 から出力する演算回路である。
この加算データは、信号線372 を介して第3スイッチ23
2 の対応する入力に送られる。
【0048】第3スイッチ回路232 は、制御回路242 か
らの制御信号374 の制御のもとに、その入力372 をその
2つの出力376 および378 に選択的に接続する選択回路
である。この場合、出力376 および378 は、本実施例で
は、交互に選択される。その出力376 は第1予測回路23
4 の入力に、また、その出力378 は第2予測回路236の
入力にそれぞれ接続されている。
【0049】第1予測回路234 および第2予測回路236
は、それぞれ記憶回路および動き補償回路(いずれも図
示せず)を有する。各々の記憶回路は、たとえばDRAMか
らなり、未来から予測(逆方向予測)するための1フレ
ームの画像データまたは過去から予測(順方向予測)す
るための1フレームの画像データが加算回路230 から第
3スイッチ回路232 を介して供給されそれに記憶され
る。
【0050】また各々の動き補償回路は、これから符号
化しようとして信号線330 に入力したマクロブロックに
最も類似しているマクロブロックを各々記憶回路から本
実施例では水平および垂直方向に±15画素範囲内でずら
して求め、この求めた最も類似したマクロブロックのデ
ータをそれぞれの出力384 および386 に出力する回路で
ある。この各々動き補償回路は、入力マクロブロックと
類似マクロブロックの2つのマクロブロックの位置関係
から動きベクトルを求める演算回路を有し、求めた動き
ベクトル値をそれぞれの出力350 および352 に出力す
る。なお、この場合、動きベクトルを求めるには、全探
索、あるいは木探索のいずれでもよい。これら全ての制
御は、それぞれの制御入力382 および388 から入力する
制御回路242 からの制御信号にもとづいて行なう。
【0051】平均化回路238 は、たとえば第1予測回路
234 から順方向予測のためのデータをその入力384 に入
力し、また並行して同時に第2予測回路236 から逆方向
予測のためのデータをその入力386 に入力し、それら入
力したデータ値をたとえば足し、その足した値を2で割
って平均化(内挿)し、その平均化したデータを出力39
0 に出力する演算回路である。
【0052】第4スイッチ回路240 は、制御回路242 か
らの制御信号394 の制御のもとに、4つの入力384、386、
390 および392 を選択的にその出力332 に接続する選択
回路である。この場合、入力384 または386 は、Pピク
チャを生成する場合に選択され、入力390 は、Bピクチ
ャを生成する場合に選択され、入力392 は、Iピクチャ
を生成する場合に選択される。入力392 は、信号線392
で接地され、これはつまりデータ値「0」を構成する。
その出力332 は減算回路214 の対応する入力に接続され
ている。
【0053】前にも少し触れたように符号化装置1は、
とくにボタン回路244 を有し、このボタン回路244 は、
たとえば操作者がカメラ3から出力される動画像の映像
をモニタ装置5で見て、その中に必要な静止画像の映像
が映し出された時に押圧するスイッチである。このボタ
ン回路246 のボタン(図示せず)が押圧された場合に
は、たとえば低レベル「0」が、押圧されていない場合
は、高レベル「1」がその出力396 から出力される。こ
の出力396 は制御回路242 の対応する入力に接続されて
いる。
【0054】制御回路242 は、上述の各部を制御および
管理する制御機能部であり、処理システムにて有利に構
成される。この制御回路242 の入力108 は、信号線108
を介してこの装置1の同期信号の入力端子SYINと接続さ
れ、この入力108 から入力する各種同期信号から上記の
各部に必要な制御信号を生成し、その生成した制御信号
をその制御出力から上記各部に供給する。
【0055】本発明はとくに制御回路242 がボタン回路
244 から送られてくる信号が「1」つまり動画モードで
あることを検出したときは、制御回路242 は、たとえば
カメラ3から順次送られてくる図9bのGOP1に示す各画面
が本実施例では図9cのGOP1に示すような符号化の順序に
なるように各部を制御し、またボタン回路244 から送ら
れてくる信号が「0」つまり静止画モードであることを
検出したときは、図9bのGOP2に示す各画面が本実施例で
は図9cのGOP2に示すような符号化の順序になるように各
部を制御する。より詳細にはこの制御回路242 は、
「0」を検出するとまず、たとえば操作者がプリントし
たい映像が「0」を検出したときのGOP の次のGOP の前
から6番目の画面であることを認識し、この認識のもと
に各部を制御する。またこの制御回路242 はさらに、動
画モードのときの1GOP(M=3、N=9 で構成)を第1のGOP
(M=3、N=3 で構成) と第2のGOP(M=3、N=6 で構成) に細
分し、この細分にもとづく制御を各部に対して行なう。
なお、上記6番目の画面は、第2のGOP における前から
3番目の画面である。具体的にはこの制御回路242 は、
上記認識および細分に基づき動画のときの前から6番目
のPピクチャをIピクチャにするように上記各部を制御
する。
【0056】制御回路242 はまた、ボタン回路244 から
の信号が「0」であることを検出すると、上記6番目の
画像のピクチャ・タイプが本実施例ではPピクチャから
Iピクチャに変わったことを示す符号を生成し、それを
その出力356 に出力する。制御回路242 は、この「0」
の検出で、このボタン回路244 のボタン押下による情
報、たとえば上記6番目のIピクチャの静止画像の映像
を自動的にプリントアウトする情報あるいはその映像を
モニタに再生する情報などを生成し、それをその出力35
6 に出力する。なお、本実施例では前から6番目のPピ
クチャを自動的にIピクチャにするようにしたが、9番
目のPピクチャを自動的にIピクチャにするようにし、
9番目のIピクチャの静止画像の映像を自動的にプリン
トアウトするようにしてもよい。また、この装置1にさ
らに手動ボタンを設けて、上記6番目または9番目のP
ピクチャを手動でIピクチャにできるようにしてよい。
【0057】動作を説明する。符号化装置1のボタン回
路244 のボタンが押圧されていない状態、つまり操作者
により動画モードが選択されている状態において、カメ
ラ3からNTSC方式のアナログ輝度信号Y、アナログ色差
信号CrおよびCbがこの装置1に供給されたとする。この
装置1のA/D 変換回路202 はまず、カメラ3から送られ
てきたアナログ輝度信号Y、アナログ色差信号Crおよび
Cbのそれぞれを対応するディジタルの輝度信号データ
Y、色差信号データCrおよびCbに変換して前処理回路20
4 に送る。この場合、このA/D 変換回路202 は、アナロ
グ輝度信号Yに対しては有効走査線240 本(1フィール
ド当たり)を対象に1走査線当たり720 ドットでディジ
タル化し、また、アナログ色差信号CrおよびCbに対して
は、それぞれ輝度信号と同じ有効走査線240 本を対象
に、1走査線当たり360 ドットでディジタル化する。前
処理回路204 は、A/D 変換回路202 からフィールド単位
に上記ドットおよび走査線構成の信号を順次受け、この
順次受けた第1および第2フィールドのデータからNTSC
用のSIF パラメータにて構成されたデータを得、得たSI
F データをフレーム(画面)単位に順次第1フレームメ
モリ206 に出力する。このメモリ206 にフレーム単位で
順次入力する様子が図9bに示され、その各々画面には、
これから適用しようとする符号化方式のピクチャ・タイ
プが記載されている。
【0058】メモリ206 の1番目のフレームメモリには
図9bに示すGOP1のB0データが、2番目にはGOP1のB1デー
タが、3番目にはGOP1のI2データが、4番目にはGOP1の
B3データが順次書き込まれ、また第1スイッチ回路208
を介して第2フレームメモリ210 の1番目のフレームメ
モリにはメモリ206 の1番目のフレームメモリから読み
出されたB0データが、また2番目のフレームメモリには
メモリ206 の2番目のフレームメモリから読み出された
B1データがそれぞれ書き込まれ、そしてメモリ206 の5
番目のフレームメモリにGOP1のB4データを書き込もうと
した時に操作者によりボタン回路244 のボタンが押圧
(図9aを参照)されたとする。つまり操作者により上記
時点で静止画モードが選択されたとする。この場合、ボ
タンが押圧されたタイミングがGOP1期間内であるからGO
P1内の各画面に対しては動画モードにて適用している符
号化順序で符号化し、次のGOP2内の各画面に対しては静
止画モードにて適用している符号化順序で符号化する。
図9bに示すように、本実施例では動画モードのときは前
から6番目がP5であるのに対し、静止画モードのときは
そこがI5になる点で異なっている。
【0059】制御回路242 はまず、メモリ206 の3番目
のフレームメモリから最初の符号化の対象であるGOP1の
I2データをマクロブロック単位に読み出し、それを第2
スイッチ回路212 を介し減算回路214 の一方の入力330
に入力させ、またこれに並行してその他方の入力332 に
データ値「0」を入力させる。減算回路214 は、それら
入力したデータ値の引き算を行ない、その引き算した結
果のデータをDCT 回路216 に送る。つまり、この引き算
した結果の画像データは、DCT 回路216 以降の回路でフ
レーム内符号化される。
【0060】DCT 回路216 は減算回路214 からマクロブ
ロック単位に送られてくるデーを複数のブロックに分割
し、2次元直交変換して量子化回路218 に送る。量子化
回路218 は、直交変換された変換係数を正規化して可変
長符号化回路220 および逆量子化回路226 に送る。可変
長符号化回路220 は送られてきた正規化された変換係数
をハフマン符号化して多重化回路222 に送る。多重化回
路222 は可変長のハフマン符号化データを固定長化し、
また、ブロックごとの符号量を所定の符号量にし、その
データを図12に示す所定の位置に多重化する。多重化回
路222 はまた、制御回路242 から送られてくる各種属性
信号も図12に示す所定の位置に多重化する。多重化回路
222 はさらに、このように多重化したデータをCD-ROMに
適合したフレームフォーマットの所定の位置に多重化す
る。このCD-ROMに適合したフレームフォーマットの信号
はこの装置1の出力端子DOUTから出力され、記録再生部
4に送られ記憶される。つまり、この装置1からGOP1の
I2データ(図9c)が記録再生部4に出力され、記録再生
部4にGOP1のI2データ(図9d)が記録される。
【0061】一方、逆量子化回路226 は、量子化回路21
8 から送られてきた正規化された変換係数に量子化係数
を乗算して逆量子化データを得、それを逆DCT 回路228
に送る。逆DCT 回路228 は逆量子化されたデータを2次
元直交逆変換し、複数のブロックを合成してマクロブロ
ックの画像データを得、マクロブロック単位に画像デー
タを加算回路230 に送る。加算回路230 は、逆 DCT回路
228 にて逆変換されたデータ値と第4スイッチ回路240
からのデータ値「0」を加算し、その加算したデータを
第3スイッチ232 を介して第1予測回路234 に送る。第
1予測回路234は、加算回路230 から順次送られてくる
加算データ、すなわち1画面分のI2データを記憶する。
なお、この場合、第2予測回路236 にはすでに、GOP1の
前のGOP0のP8データが記憶されている。
【0062】GOP1のI2データの処理が終わると次に、制
御回路242 は、メモリ210 の1番目のフレームメモリか
ら次の符号化の対象であるGOP1のB0データをマクロブロ
ック単位に読み出し、それを第2スイッチ回路212 を介
し減算回路214 の一方の入力330 に入力させ、また、こ
れに並行してその他方の入力332 に第4スイッチ回路24
0 を介して平均化回路238 からのデータを入力させる。
減算回路214 は、それら入力したデータ値の引き算を行
ない、その引き算した結果のデータをDCT 回路216 に送
る。この場合、この平均化回路238 からは、第1予測回
路234 に記憶されていたGOP1のI2のデータと第2予測回
路236 に記憶されていたGOP0のP8のデータを平均化した
データがそれに供給される。つまり、Bピクチャを生成
するために減算回路214 により内挿的フレーム間予測符
号化が行なわれたことになる。またこの引き算におい
て、動き補償したデータを用いたときは、第1予測回路
234および(または)第2予測回路236 からそのときの
動きベクトル値を示すデータが多重化回路222 に供給さ
れ多重化される。
【0063】減算回路214 からのデータはDCT 回路216
から多重化回路222 までの回路によって前述したように
処理され、この装置1からは、GOP1のB0データが記録再
生部4に出力され、記録再生部4にはGOP1のB0データが
記録される。この場合、逆量子化回路226 から加算回路
230 までの回路は動作しないでよい。したがって、第1
予測回路234 にはGOP1のI2データが、第2予測回路236
にはGOP0のP8データが記憶されたままになっている。
【0064】GOP1のB0データの処理が終わると次に、制
御回路242 は、メモリ210 の2番目のフレームメモリか
ら次の符号化の対象であるGOP1のB1データを読み出し
て、それを第2スイッチ回路212 を介し減算回路214 の
一方の入力330 に入力させ、またこれに並行してその他
方の入力332 に第4スイッチ回路240 を介して平均化回
路238 からのデータを入力させる。減算回路214 は、そ
れら入力したデータ値の引き算を行なう。減算回路214
からのデータはDCT 回路216 から多重化回路222までの
回路により前述したように処理され、この装置1からは
GOP1のB1データが記録再生部4に出力されて、記録再生
部4にはGOP1のB1データが記録される。
【0065】引き続き制御回路242 は、第1フレームメ
モリ206 の5番目のフレームメモリにGOP1のB4データ
を、6番目にGOP1のP5データを、7番目にGOP1のB6デー
タを、8番目にGOP1のB7データを、9番目にGOP1のP8デ
ータを順次書き込み、また、第1スイッチ回路208 を介
して第2フレームメモリ210 の1番目のフレームメモリ
にメモリ206 の4番目のフレームメモリから読み出した
B3データを、2番目にメモリ206 の5番目のフレームメ
モリから読み出したB4データをそれぞれ書き込んでい
る。
【0066】まず、制御回路242 は、メモリ206 の6番
目のフレームメモリから、次の符号化の対象であるGOP1
のP5データをマクロブロック単位に読み出し、それを第
2スイッチ回路212 を介して減算回路214 の一方の入力
330 に入力させ、またこれに並行してその他方の入力33
2 に第4スイッチ回路240 を介して第1予測回路234か
らのデータを入力させる。この場合、第1予測回路234
にはGOP1のI2データが記憶されている。減算回路214 は
それら入力したデータ値の引き算を行ない、その引き算
した結果の画像データをDCT 回路216 に送る。つまりP
ピクチャを生成するために減算回路214 により順方向フ
レーム間予測符号化が行なわれたことになる。またこの
引き算において、動き補償したデータを用いたときに
は、第1予測回路234 からそのときの動きベクトル値を
示すデータが多重化回路222 に供給され多重化される。
【0067】減算回路214 からのデータはDCT 回路216
から多重化回路222 までの回路により前述したように処
理され、この装置1からは、GOP1のP5データが記録再生
部4に出力され、記録再生部4にGOP1のP5データが記録
される。また量子化回路218からのデータは、逆量子化
回路226 から逆DCT 回路228 までの回路により前述した
ように処理されて加算回路230 に送られる。加算回路23
0 は、逆 DCT回路228にて逆変換されたデータ値と第4
スイッチ回路240 を介して第1予測回路234 から送られ
るデータ値を加算し、その加算したデータを第3スイッ
チ232 を介して第2予測回路236 に送る。これにより、
第2予測回路236 にはGOP1のP5データが記憶される。な
お、第1予測回路234 にはGOP1のI2データが記憶された
ままになっている。以上の方法でこれ以降のB3、B4、P8、B
6、B7に対しても順次符号化し、それら符号化したデータ
を記録再生部4に送る。
【0068】引き続きGOP2領域に入ってもGOP2のI5(図
9c)までは動画モードのときと同じように順次符号化さ
れる。これ以降のGOP2のB3とB4はGOP2のI2とI5から作
り、GOP2のP8はGOP2のI5から作り、GOP2のB6とB7はGOP2
のI5とP8から作る。一方制御回路242 は、ボタン回路24
4 のボタン押圧により「0」を検出しているので、6番
目のピクチャ・タイプをPピクチャからIピクチャにす
るためにIピクチャを示す符号を作成し多重化回路222
に送る。また、制御回路242 は、この「0」の検出で6
番目のIピクチャの静止画像を自動的にプリントアウト
する情報あるいはモニタに再生する情報などを作成し多
重化回路222 に送る。この多重化回路222は、Iピクチ
ャを示す符号をI5と対応するピクチャ層のPCT(Picture
Coding Type)領域に多重化し、プリントアウトする情報
あるいはモニタに再生する情報などをGOP 層のUD(User
Data) 領域に多重化し、上記作られた画像データもそれ
ぞれ所定の領域に多重化して記録再生部4に送る。
【0069】このような圧縮符号化装置1によれば、そ
の制御回路242 がボタン回路244 から静止画モードを示
す指定信号を受けたとき、そのときより後方の画像グル
ープを静止画モードの画像グループとし、その画像グル
ープの中のPピクチャを解像度の高いIピクチャに変え
て出力することができる。またこの制御回路242 は、こ
の高解像度のIピクチャを効果的に再生するために、そ
の画像グループが静止画モードである情報、およびPピ
クチャをIピクチャに変えたことを示す情報を多重化回
路222 に供給して出力データ形式の所定の位置に多重化
することができる。
【0070】図2には本発明による伸長再生装置の一実
施例が示されている。この伸長再生装置は、図1の装置
により符号化された画像データを伸長再生するものであ
る。図2を参照すると、伸長再生装置2は、多重分離回
路402、復号回路404、逆量子化回路406、逆 DCT回路408、加
算回路410、第1スイッチ回路412、第1予測回路414、第2
予測回路416、平均化回路418、第2スイッチ回路420、第3
スイッチ回路422、後処理回路424、ディジタル・アナログ
(D/A) 変換回路426、制御回路428 から構成されている。
【0071】図2に示す多重分離回路402 の入力114
は、この装置2の入力端子DIN と接続されている。この
多重分離回路402 は、符号化装置1、または記録再生装
置4から入力端子DIN を介して送られてくるCD-ROMに適
合したフレームフォーマットの信号を受け、この受けた
信号に多重化されている画像データと制御データとを分
離し、その分離した画像データを出力504 に、また、制
御データを出力506 にそれぞれ出力する多重分離機能部
である。この分離は、後述する制御回路428 から制御線
508 を介して送られてくる制御信号にもとづき行なわれ
る。この回路の出力504 は復号回路404 の入力に、また
出力506 は、制御回路428 の入力にそれぞれ接続されて
いる。この制御回路428 は、制御データ506 を受けて装
置全体の制御を行なう。
【0072】復号回路404 は、制御回路428 から制御線
512 を介して送られてくる制御信号にもとに、多重分離
回路402 から送られてくる符号化データを符号化データ
毎にハフマン復号し、そのハフマン復号したデータをそ
の出力510 に出力する回路である。出力510 は逆量子化
回路406 の入力に接続されている。
【0073】逆量子化回路406 は、復号回路404 から信
号線510 を通して送られてくる復号データ(正規化デー
タ)に制御入力516 から入力する量子化係数を乗算して
逆量子化し、その逆量子化されたデータをその出力514
から出力する回路である。この演算は制御回路428 から
制御線516 を介して送られてくる信号にもとづき行なわ
れる。逆量子化データ514 は逆 DCT回路408 に供給され
る。
【0074】逆 DCT回路408 は、逆量子化回路406 から
供給される逆量子化データを2次元直交逆変換し、その
逆変換したデータをその出力518 から出力する変換逆回
路である。この変換は、制御回路428 から制御線520 を
介して送られてくる信号にもとづき行なわれる。この逆
DCT回路408 にて逆変換されたデータは加算回路410に
送られる。
【0075】加算回路410 は、その入力518 にIピクチ
ャのデータが入力した場合、すなわちフレーム内符号化
の行なわれたデータが入力した場合には、本実施例では
その入力したデータ値518 に後述する第2のスイッチ回
路420 から送られてくるデータ値「0」を加算し、その
結果のデータをその出力524 に出力する演算回路であ
る。この場合、出力524 からは、入力518 に入力した画
素データ518 がそのまま出力される。なお、この場合、
データ値「0」を加算せずに入力したデータ518を直接
出力524 に出力してもよい。加算回路410 はまた、Pピ
クチャのデータが入力した場合、すなわちフレーム間順
方向符号化の行なわれたデータが入力した場合は、本実
施例ではその入力したデータ値518 に、第1予測回路41
4 または第2予測回路416 から第2のスイッチ回路420
を介して送られてくるIまたはPピクチャのデータ値52
2 を加算し、その結果のデータをその出力524 に出力す
る演算回路である。加算回路410 はまた、Bピクチャの
データが入力した場合、すなわち双方向予測符号化の行
なわれたデータが入力した場合は、本実施例ではその入
力したデータ値518 に平均化回路418 から第2のスイッ
チ回路420 を介して送られてくる平均化(内挿)データ
522 を加算し、その結果のデータをその出力524 に出力
する演算回路である。上記加算は、制御回路428 からの
制御信号526 のもとに行なわれる。加算回路410 の出力
524 は、第1スイッチ回路412 および第3スイッチ回路
422 のそれぞれ対応する入力に接続されている。
【0076】第1スイッチ回路412 は、制御回路428 か
らの制御信号525 の制御のもとに、その入力524 に入力
する加算回路410 からのIまたはPピクチャデータを、
その出力528 または534 に選択的に接続する選択回路で
ある。この場合、出力528 および534 は、本実施例で
は、交互に選択される。その出力528 は、第1予測回路
414 の入力に、また、その出力534 は、第2予測回路41
6 の入力にそれぞれ接続されている。
【0077】第1予測回路414 はたとえばDRAMからなる
記憶回路を有し、第1スイッチ412から送られてくるI
またはPピクチャの1フレームのデータをこれに蓄積す
る。この第1予測回路414 は、その入力532 から入力す
る動きベクトル値に基づく画像データを上記記憶回路か
ら読み出して予測ブロックとし、その予測ブロックのデ
ータをその出力530 から出力する回路である。この予測
ブロックデータは、平均化回路418 、および第2スイッ
チ回路420 を介して加算回路410 送られる。この第1予
測回路414 はまた、上記記憶回路に蓄積した画像データ
を読み出し、それを最終的な再生画像ブロックとしてそ
の出力530 から後述する第3スイッチ回路422 に出力す
る回路である。これらの制御は、制御回路428 から制御
線532 を介して送られてくる制御信号にもとづき行なわ
れる。この第1予測回路414 の出力530 は、平均化回路
418、第2スイッチ回路420 および第3スイッチ回路422
のそれぞれ対応する入力に接続されている。
【0078】第2予測回路416 は、第1予測回路414 と
基本的に同じ構成であり、説明を省略する。その出力53
6 は平均化回路418、第2スイッチ回路420 および第3ス
イッチ回路422 のそれぞれ対応する入力に接続され、ま
たその制御入力538 は、制御回路428 の対応する出力に
接続されている。
【0079】平均化回路418 は、第1予測回路414 およ
び第2予測回路416 から送られてくる対応するデータを
平均化(内挿)し、その平均化したデータをその出力54
0 から出力する演算回路である。これらの制御は、制御
回路428 から制御線543 を介して送られてくる制御信号
にもとづき行なわれる。
【0080】第2スイッチ回路420 は、制御回路428 か
らの制御信号544 の制御のもとに、4つの入力530、536、
540 および542 を選択的にその出力522 に接続する選択
回路である。この場合、基本的に、入力530 または536
はPピクチャを生成するために選択され、入力540 はB
ピクチャを生成するために選択され、入力542 はIピク
チャを生成するために選択される。その出力522 は、加
算回路410 の対応する入力に接続されている。
【0081】第3スイッチ回路422 は、制御回路428 か
らの制御信号548 の制御のもとに、3つの入力524、530
および536 を選択的にその出力546 に接続する選択回路
である。この場合、基本的に、入力530 または536 はI
またはPピクチャの再生データを後述する後処理回路42
4 に送る場合に選択され、入力524 はBピクチャの再生
データを後処理回路424 の送る場合に選択される。その
出力546 は、後処理回路424 の対応する入力に接続され
ている。
【0082】後処理回路424 は、図2に示すように9フ
レームメモリ424aおよび信号処理回路424bを有し、メモ
リ424aは本実施例では1GOP内の9枚の画面の再生データ
を蓄積する容量を有する。メモリ424aは、その入力546
から入力した再生データを順次蓄積する。この場合の再
生データは、SIF フォーマットをなしている。9フレー
ムメモリ424aは1番から9番フレームメモリにて構成さ
れる。また、信号処理回路424bは、メモリ424aに蓄積し
たSIF フォーマットの信号を受けて、この受けた信号か
ら前述した前処理回路204 の入力302、304、306 に入力し
たのと同じフォーマットのデータを得る回路である。こ
れにより、その出力552 からは前処理回路204 の入力30
2 に入力したのと同じフォーマットのYデータが、その
出力554からは、前処理回路204 の入力304 に入力した
のと同じフォーマットのCrデータが、その出力556 から
は、前処理回路204 の入力306 に入力したのと同じフォ
ーマットのCbデータがそれぞれ出力される。これらの処
理は、制御回路428 から制御線558 を介して送られてく
る信号にもとづき行なわれる。なお、9フレームメモリ
424aを介さずに、第1予測回路414 および第2予測回路
416 に蓄積されているデータを信号処理回路424bへ直接
送る回路構成でもよい。
【0083】D/A 変換回路426 は、その入力552 からY
データ、その入力554 からCrデータおよびその入力556
からCbデータをそれぞれ受け、それらを対応するアナロ
グ値にて表される映像信号に変換し、さらにそれら変換
したアナログ信号からNTSC方式の映像信号を生成し、生
成した信号をその出力116 に出力する信号変換回路であ
る。このDA変換に必要なサンプリングパルスなどを含む
制御信号は、制御回路428 から制御線562 を介して供給
される。
【0084】制御回路428 は、本装置全体の制御および
管理する制御機能部であり、処理システムが有利に適用
される。この制御回路428 は、その制御入力506 からマ
クロブロック・タイプ(MBTYPE)を示す信号など様々な信
号を受け、この受けた信号をもとにして各種制御信号を
生成し、これら生成した制御信号を上記各部に供給す
る。これにより各部は制御される。本発明ではとくに、
この制御回路428 は、到来するGOP 層のUDを監視してお
り、これに情報がなければ、その1GOPは動画モードであ
ると判定し、また、これにプリントアウト情報あるいは
モニタ再生情報などがあればその1GOPは静止画モードで
あると判定する。静止画モードと判定すると、引き続き
この制御回路428 は、本実施例では、静止画モードのGO
P の前から6番目のピクチャ・タイプがIピクチャであ
るかをピクチャ層のPCT で監視し、そのPCT がIピクチ
ャを示していれば、その6番目のIピクチャのデータに
基づくNTSC方式の映像信号を本装置の出力から出力させ
る。なお、この制御回路428に接続される手動による静
止画像選択ボタン回路(図示せず)を設け、これにより
9フレームメモリ424aの9つのメモリに蓄積されている
データのいずれか、ならびに第1予測回路414 および第
2予測回路416 に蓄積されているデータのいずれかを選
択し、それにもとづく静止画像の映像信号を本装置から
出力するのでよい。
【0085】以上のような伸長再生装置であれば、図1
によって圧縮符号化された画像データを伸長再生するこ
とができる。その動作について説明する。
【0086】記録再生装置4から図9dに示す順序でデー
タが伸長再生装置2に入力したとする。したがってGOP1
のI2データが一番初めに入力される。この装置2の多重
分離回路402 はまず、記録再生装置4から送られてくる
信号から画像データと制御データと分け、画像データを
復号回路404 に、制御データを制御回路428 に送る。制
御回路428 は、この制御データに基づいて各部を制御す
る。制御回路428 はまた、この制御データの中のGOP 層
のUDを監視し、そこには特にユーザ情報がないことを知
り、このGOP は動画モードであることを知る。
【0087】一方、復号回路404 は、多重分離回路402
から送られてくるGOP1のI2の符号化データを符号化デー
タ毎にハフマン復号して復号データを逆量子化回路406
に送る。逆量子化回路406 は、復号データに量子化係数
を乗算して逆量子化し、その逆量子化データを逆 DCT回
路408 に送る。逆 DCT回路408 は逆量子化データを2次
元直交逆変換し、その逆変換したデータを加算回路410
に送る。加算回路410は、逆変換したデータ値と第2ス
イッチ回路420 からのデータ値「0」とを加算し、その
加算したデータをこの場合、第1予測回路414 に出力す
る。これにより第1予測回路414 には、GOP1のI2データ
が蓄積される。なお、この場合、第2予測回路416 には
すでに、GOP0のP8データが記憶されている。
【0088】GOP1のI2データの処理が終わると次に、復
号回路404 には、多重分離回路402からGOP1のB0の符号
化データが供給される。多重分離回路402 からのB0デー
タは復号回路404 から逆 DCT回路408 までの回路により
前述したように処理され、逆変換したデータが加算回路
410 に送られる。加算回路410 は、逆 DCT回路408 にて
逆変換されたデータ値と第2スイッチ回路420 を介して
平均化回路418 から送られるデータ値を加算し、その加
算したデータを第3スイッチ回路422 を介して後処理回
路424 に送る。これにより、後処理回路424 の1番目の
フレームメモリにはGOP1のB0データが記憶される。この
場合、B0データは、Bピクチャであるから第1予測回路
414 および第2予測回路416 には記憶されない。
【0089】GOP1のB0データの処理が終わると次に、復
号回路404 には、多重分離回路402からGOP1のB1の符号
化データが供給される。B1も上記B0と同じBピクチャで
あるから多重分離回路402 からのB1データをB0を処理し
たのと同じ回路を用いて前述したような処理を行なう。
これにより、後処理回路424 の2番目のフレームメモリ
にはGOP1のB1データが記憶される。この場合、B1データ
もBピクチャであるから第1予測回路414 および第2予
測回路416 には記憶されない。
【0090】GOP1のB1データの処理が終わると次に、復
号回路404 には、多重分離回路402からGOP1のP5の符号
化データが供給される。多重分離回路402 からのP5デー
タは復号回路404 から逆 DCT回路408 までの回路により
前述したように処理され、逆変換したデータが加算回路
410 に送られる。加算回路410 は、逆 DCT回路408 にて
逆変換されたデータ値と第2スイッチ回路420 を介して
第1予測回路414 から送られるデータ値を加算し、その
加算したデータをこの場合、第2予測回路416に出力す
る。これにより第2予測回路416 には、GOP1のP5データ
が蓄積される。なお、この場合、第1予測回路414 に
は、GOP0のI2データが記憶されたままになっている。以
上の方法でこれ以降のB3、B4、P8、B6、B7に対しても順次復
号し、それら復号した再生データをB3、B4、P5、B6、B7、P8
の順に後処理回路424 に送る。これらのデータは後処理
回路424 の4番目のフレームメモリから9番目のフレー
ムメモリの順に記憶される。
【0091】制御回路428 は、引き続き到来するGOP 層
のUDを監視しており、これにプリントアウト情報あるい
はモニタ再生情報などがあるのを確認すると、このGOP
は静止画モードであると判定する。本装置2は静止画モ
ードであるGOP2領域に入っても動画モードのときと同様
に順次復号し、それら復号した再生データをB0、B1、I2、B
3、B4、I5、B6、B7、P8の順に後処理回路424 に送る。これら
のデータは、後処理回路424 の1番目のフレームメモリ
から9番目のフレームメモリの順に記憶される。続いて
この制御回路428 は、6番目のピクチャ・タイプをピク
チャ層のPCT で監視ており、Iピクチャであることを確
認すると、後処理回路424 の6番目のフレームメモリか
らI5データを読み出してD/A 変換回路426 に送る。この
D/A 変換回路426 は、このI5データに基づくNTSC方式の
映像信号をモニタ装置5およびプリンタ6に送る。これ
によりモニタ装置5にはI5データに基づく静止画像の映
像が表示され、またプリンタ6からはその静止画がプリ
ントアウトされる。
【0092】このような伸長再生装置よれば、その制御
回路428 が多重分離回路402 からの制御データの中に含
まれている静止画モードを示す情報および1つの画像グ
ループの中の複数の画面のうち再生画面を特定した情報
を受けたときに、この情報にもとづいて第1予測回路41
4 、または第2予測回路416 のいずれかより、または後
処理回路424 のフレームメモリのいずれかより、特定し
た再生画面のデータ、つまり高解像度の再生画面のデー
タを出力させることができる。
【0093】
【発明の効果】このように本発明によれば、画像信号圧
縮符号化装置の制御手段は、符号化により第1ピクチャ
のデータを生成するときは、これから符号化しようとす
る画面のデータを符号化手段に入力させ、またフレーム
間順方向予測符号化により第2ピクチャを生成するとき
は、減算手段の第1の入力端子にこれから符号化しよう
とする画面のデータを入力させ、過去のデータを選択す
る選択信号を選択手段に供給して第2または第3の記憶
手段のいずれかより過去のデータを減算手段の第2の入
力端子に入力させ、この入力したデータの引き算を行な
わせて、その結果のデータを符号化手段に入力させ、ま
た双方向予測符号化により第3ピクチャを生成するとき
は、減算手段の第1の入力端子にこれから符号化しよう
とする画面のデータを第1の記憶手段から入力させ、平
均化データを選択する選択信号を選択手段に供給して平
均化手段からの平均化データを減算手段の第2の入力端
子に入力させ、この入力したデータの引き算を行なわ
せ、その結果のデータを符号化手段に入力させることが
できる。したがって、この制御手段は、入力する複数の
画面の順序が所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも1枚
の第1ピクチャ、所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも
1枚の第2ピクチャである場合、指定信号が動画モード
を指定しているときは、少なくとも1枚の第1ピクチ
ャ、第1ピクチャの前の所定枚数の第3ピクチャ、少な
くとも1枚の第2ピクチャ、第2ピクチャの前の所定枚
数の第3ピクチャの順に符号化データを出力させ、静止
画モードを指定したときは、動画モードのときの少なく
とも1枚の第2ピクチャを効果的に解像度の高い第1ピ
クチャに変えて出力させることができる。
【0094】また、この画像信号圧縮符号化装置によれ
ば、この制御手段はさらに、指定信号により静止画モー
ドの指定を受けたときは、この指定信号を受けたときよ
り後方の画像グループを静止画モードのときの画像グル
ープとし、この画像グループが静止画モードである情報
および第2ピクチャを第1ピクチャに変えたことを示す
情報を多重化手段に供給して出力データ形式の所定の位
置に効果的に多重化させることができる。
【0095】本発明によれば、画像信号伸長再生装置の
制御手段は、逆符号化して第1ピクチャを再生するとき
は、逆符号化手段により復号された画面データを第1お
よび第2の記憶手段のいずれかに出力させ、また、逆フ
レーム間順方向予測符号化して第2ピクチャを再生する
ときは、加算手段の第1の入力端子に逆符号化手段によ
り復号された画面データを入力させ、過去のデータを選
択する選択信号を第1の選択手段に供給して第1および
第2の記憶手段のいずれかより過去のデータを加算手段
の第2の入力端子に入力させ、この入力したデータの足
し算を行なわせて、その結果のデータを第1および第2
の記憶手段のいずれかに出力させ、また、逆双方向予測
符号化により第3ピクチャを再生するときは、加算手段
の第1の入力端子に逆符号化手段により復号された画面
データを入力させ、平均化データを選択する選択信号を
第1の選択手段に供給して平均化手段からの平均化デー
タを加算手段の第2の入力端子に入力させ、この入力し
たデータの足し算を行なわせて、その結果のデータを出
力させることができる。したがって、この制御手段はさ
らに、多重分離手段からの制御データの中に含まれてい
る静止画モードを示す情報および1つの画像グループの
中の複数の画面のうち再生画面を特定した情報を受けた
ときは、この情報にもとづいて第1または第2の記憶手
段のいずれかより特定された再生画面のデータ、つまり
高解像度の再生画面のデータを効果的に出力させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による圧縮符号化装置の一実施例の具体
的構成を示す機能ブロック図である。
【図2】本発明による伸長再生装置の一実施例の具体的
構成を示す機能ブロック図である。
【図3】本発明による圧縮符号化装置および伸長再生装
置の一実施例の接続関係を示すブロック図である。
【図4】図1に示す実施例のアナログ・ディジタル(A/
D) 変換回路の具体的構成を示す機能ブロック図であ
る。
【図5】図1に示す実施例の前処理回路の具体的構成を
示す機能ブロック図である。
【図6】SIF のパラメータを示す図である。
【図7】図1に示す実施例の前処理回路の輝度信号Yの
処理例を示す概念図である。
【図8】図1に示す実施例の前処理回路の色差信号Crお
よびCbの処理例を示す概念図である。
【図9】各装置の画面の処理およびその画面の並びの例
を示す図である。
【図10】図1に示す実施例のGOP の構造を示す図であ
る。
【図11】図1に示す実施例の画像データの階層構成を
示す図である。
【図12】図1に示す実施例の出力データの階層構成を
示す図である。
【図13】図12に示す略称の内容の一部を示す図であ
る。
【図14】図12に示す略称の内容の一部を示す図であ
る。
【図15】図12に示す略称の内容の一部を示す図であ
る。
【図16】図12に示す略称の内容の一部を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 圧縮符号化装置 2 伸長再生装置 3 ビデオカメラ 4 記録再生装置 5 モニタ装置 6 ビデオプリンタ 202 アナログ・ディジタル(A/D) 変換回路 204 前処理回路 206 第1フレームメモリ 208、412 第1スイッチ回路 210 第2フレームメモリ 212、420 第2スイッチ回路 214 減算回路 216 DCT 回路 218 量子化回路 220 可変長符号化回路 222 多重化回路 226、406 逆量子化回路 228、408 逆 DCT回路 230、410 加算回路 232、422 第3スイッチ回路 234、414 第1予測回路 246、416 第2予測回路 238、418 平均化回路 240 第4スイッチ回路 242、428 制御回路 244 プリントアウトボタン回路 402 多重分離回路 404 復号回路 424 後処理回路 426 ディジタル・アナログ(D/A) 変換回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の複数枚の画面を1つの画像グルー
    プとし、該1つの画像グループを構成する各々画面のデ
    ィジタル画像データについて符号化を行なう画像信号圧
    縮符号化装置において、該装置は、 前記画面の画像データは、複数のマクロブロックに分割
    されて構成され、 入力した画面順より遅く符号化を行なう画面の画像デー
    タを蓄積する第1の記憶手段と、 これから符号化しようとする画面より過去の画面の再生
    画像データまたは未来の画面の再生画像データを蓄積す
    る第2および第3の記憶手段と、 該第2または第3の記憶手段のいずれかより過去と未来
    の再生画像データとを受け、該受けた過去と未来の再生
    画像データを平均化する平均化手段と、 前記第2および第3の記憶手段のいずれかよりの過去の
    再生画像データと、前記平均化手段からの平均化データ
    と、選択信号とを受け、該選択信号にもとづきそれら入
    力したデータのいずれかを選択して出力する選択手段
    と、 第1の入力端子から前記これから符号化しようとする画
    面の画像データを入力し、第2の入力端子から前記選択
    手段からの画像データを入力し、それら入力したデータ
    の引き算を行なう減算手段と、 前記これから符号化しようとする画面の画像データまた
    は該減算手段により引き算の行なわれたデータを符号化
    する符号化手段と、 手操作に応動して動画モードと静止画モードを示す指定
    信号を出力するボタン回路手段と、 該指定信号にもとづいて、前記第1、2、3の記憶手
    段、平均化手段、選択手段、減算手段および符号化手段
    を制御する制御手段とを有し、 該制御手段は、前記符号化により第1ピクチャのデータ
    を生成するときは、前記これから符号化しようとする画
    面のデータを前記符号化手段に入力させ、また、フレー
    ム間順方向予測符号化により第2ピクチャを生成すると
    きは、前記減算手段の第1の入力端子に前記これから符
    号化しようとする画面のデータを入力させ、前記過去の
    データを選択する選択信号を前記選択手段に供給して前
    記第2または第3の記憶手段のいずれかより過去のデー
    タを該減算手段の第2の入力端子に入力させ、該入力し
    たデータの引き算を行なわせて、その結果のデータを前
    記符号化手段に入力させ、また、双方向予測符号化によ
    り第3ピクチャを生成するときは、前記減算手段の第1
    の入力端子に前記これから符号化しようとする画面のデ
    ータを前記第1の記憶手段から入力させ、前記平均化デ
    ータを選択する選択信号を前記選択手段に供給して前記
    平均化手段からの平均化データを該減算手段の第2の入
    力端子に入力させ、該入力したデータの引き算を行なわ
    せて、その結果のデータを前記符号化手段に入力させ、 該制御手段はさらに、入力する前記複数の画面の順序が
    所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも1枚の第1ピクチ
    ャ、所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも1枚の第2ピ
    クチャである場合、前記指定信号が動画モードを指定し
    ているときは、少なくとも1枚の第1ピクチャ、第1ピ
    クチャの前の所定枚数の第3ピクチャ、少なくとも1枚
    の第2ピクチャ、第2ピクチャの前の所定枚数の第3ピ
    クチャの順に符号化データを出力させ、静止画モードを
    指定したときは、前記動画モードのときの少なくとも1
    枚の第2ピクチャを第1ピクチャに変えて出力させるこ
    とを特徴とする画像信号圧縮符号化装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の画像信号圧縮符号化装
    置において、 前記符号化手段は、前記減算手段により引き算されたマ
    クロブロックのデータを複数のブロックに分割して各ブ
    ロックのデータについて2次元直交変換する直交変換手
    段と、 該直交変換手段により直交変換されたデータを正規化す
    る正規化手段と、 該正規化手段により正規化されたデータを符号化する符
    号化手段と、 該符号化手段により符号化されたデータを所定の出力デ
    ータ形式の所定の位置に多重化する多重化手段とを含
    み、 前記制御手段は、前記指定信号により静止画モードの指
    定を受けたときは、該指定信号を受けたときより後方の
    前記画像グループを静止画モードのときの画像グループ
    とし、該画像グループが静止画モードである情報および
    前記第2ピクチャを第1ピクチャに変えたことを示す情
    報を前記多重化手段に供給して前記出力データ形式の所
    定の位置に多重化させることを特徴とする画像信号圧縮
    符号化装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の画像信号圧縮符号化装
    置において、該装置はさらに、 前記正規化手段からの正規化されたデータを逆正規化す
    る逆正規化手段と、 該逆正規化手段により逆正規化されたデータを2次元直
    交逆変換する直交逆変換手段と、 第3の入力端子から該直交逆変換手段からの逆正規化さ
    れたデータを入力し、第4の入力端子から前記第2また
    は第3の記憶手段のいずれかより過去のデータまたは前
    記平均化手段から平均化データを入力し、それら入力し
    たデータの加算を行ない、該加算データを前記第2また
    は第3の記憶手段に送る加算手段とを含むことを特徴と
    する画像信号圧縮符号化装置。
  4. 【請求項4】 所定の複数枚の画面を1つの画像グルー
    プとし、該1つの画像グループを構成する各々画面ごと
    に圧縮符号化されたディジタル画像データとその制御デ
    ータを含む信号を受け、該信号の復号を行なう画像信号
    伸長再生装置において、該装置は、 前記1つの画像グループを構成する各々画面の少なくと
    も1画面にはフレーム内符号化方式が、また、少なくと
    も1画面にはフレーム間順方向予測符号化方式が、また
    所定枚数の画面には逆双方向予測符号化方式がそれぞれ
    適用され、 前記ディジタル画像データとその制御データを含む信号
    を受け、該受けた信号から該画像データと該制御データ
    を分離して出力する多重分離手段と、 該多重分離手段から入力された画像データを逆符号化す
    る逆符号化手段と、 これから復号しようとする画面よりも過去の再生画面の
    画像データまたは該過去のデータよりもさらに過去の再
    生画面の画像データを蓄積する第1および第2の記憶手
    段と、 該第1または第2の記憶手段のいずれかより前記過去の
    データと該過去のデータよりもさらに過去のデータとを
    受け、該受けた過去とさらに過去のデータを平均化する
    平均化手段と、 前記第1または第2の記憶手段のいずれかよりの過去の
    データと、前記平均化手段からの平均化データと、選択
    信号とを受け、該選択信号にもとづきそれら入力したデ
    ータのいずれかを選択して出力する第1の選択手段と、 第1の入力端子から前記逆符号化手段からのこれから復
    号しようとする画面のデータを入力し、第2の入力端子
    から該第1の選択手段からのデータを入力し、該入力し
    たデータの加算を行なう加算手段と、 前記多重分離手段から制御データを受け、該制御データ
    にもとづいて前記多重分離手段、逆符号化手段、第1お
    よび第2の記憶手段、ならびに前記平均化手段、第1の
    選択手段、加算手段を制御する制御手段とを有し、 該制御手段は、前記逆符号化して第1ピクチャを再生す
    るときは、前記逆符号化手段により復号された画面デー
    タを前記第1および第2の記憶手段のいずれかに出力さ
    せ、また、逆フレーム間順方向予測符号化して第2ピク
    チャを再生するときは、前記加算手段の第1の入力端子
    に前記逆符号化手段により復号された画面データを入力
    させ、前記過去のデータを選択する選択信号を前記第1
    の選択手段に供給して前記第1および第2の記憶手段の
    いずれかより過去のデータを該加算手段の第2の入力端
    子に入力させ、該入力したデータの足し算を行なわせ
    て、その結果のデータを該第1および第2の記憶手段の
    いずれかに出力させ、また、逆双方向予測符号化により
    第3ピクチャを再生するときは、前記加算手段の第1の
    入力端子に前記逆符号化手段により復号された画面デー
    タを入力させ、前記平均化データを選択する選択信号を
    前記第1の選択手段に供給して前記平均化手段からの平
    均化データを該加算手段の第2の入力端子に入力させ、
    該入力したデータの足し算を行なわせて、その結果のデ
    ータを出力させ、 該制御手段はさらに、前記多重分離手段からの制御デー
    タの中に含まれている静止画モードを示す情報および前
    記1つの画像グループの中の複数の画面のうち再生画面
    を特定した情報を受けたときは、該情報にもとづいて前
    記第1または第2の記憶手段のいずれかより特定された
    再生画面のデータを出力させることを特徴とする画像信
    号伸長再生装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の画像信号伸長再生装置
    において、 前記逆符号化手段は、前記多重分離手段から入力された
    画像データを復号する復号手段と、 該復号手段により復号されたデータを逆正規化する逆正
    規化手段と、 該逆正規化手段により逆正規化されたデータを2次元直
    交逆変換する直交逆変換手段とを含むことを特徴とする
    画像信号伸長再生装置。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載の画像信号伸長再生装置
    において、該装置はさらに、 前記第1の記憶手段からの再生画像データと、前記第2
    の記憶手段からの再生画像データと、前記逆符号化手段
    からの再生画像データと、選択信号とを受け、該選択信
    号にもとづきそれら入力したデータのいずれかを選択し
    て出力する第2の選択手段と、 該第2の選択手段から再生画像データを受け、該受けた
    再生画像データを対応するアナログ映像信号に変換し、
    該変換したアナログ映像信号を出力端子に出力する信号
    変換手段を含むことを特徴とする画像信号伸長再生装置
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の画像信号伸長再生装置
    において、前記信号変換手段の出力端子は、利用装置が
    接続可能であり、前記アナログ映像信号を該利用装置へ
    出力することを特徴とする画像信号伸長再生装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の画像信号伸長再生装置
    において、前記利用装置は、前記アナログ映像信号の静
    止画像の映像をモニタするモニタ装置またはプリントす
    るプリンタであることを特徴とする画像信号伸長再生装
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