JPH09284769A - 画像符号化装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２／３プルダウンされた画像に対して逆２／
３プルダウンを施し、フレームを再構成し、そのフレー
ムの情報をＲＣＧＯＰと同時に符号化部へ送出した後、
そのＲＣＧＯＰに対応するビデオ信号が符号化部へ送出
されることで、リアルタイムの符号化を行うことができ
る。 【解決手段】 メモリ３には、フィールド毎にビデオ信
号が所定の時間記憶される。２／３プルダウン検出回路
４では、リピートファーストフィールドが検出され、フ
レーム再構成回路５において、検出されたフィールドが
取り除かれ、フレームが再構成され、フレーム構成（プ
ルダウンタイプ）、ＭＥ制御情報、ピクチャタイプ、時
間軸上の位置がカウンタ／レジスタ回路６を介してＲＣ
ＧＯＰ回路１０へ供給される。これらの情報と同時にＲ
ＣＧＯＰは符号化制御回路１４へ供給される。その後、
符号化されるビデオ信号は、動き検出処理回路７におい
て、動き検出処理が行われ、加算器１１へ出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばＭＰＥＧ
２（Moving Picture Coding Experts Group Phase 2 ）
を用いて、ＮＴＳＣ用のテレビジョン信号に変換された
映画等のフィルム素材を検出して高能率圧縮ができる画
像符号化装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】映画等のフィルム素材は、毎秒２４コマ
の信号であり、ＮＴＳＣ用のテレビジョン信号は、毎秒
３０フレームの信号である。このため、フィルム素材を
ＮＴＳＣ用のテレビジョン信号へ変換する場合、２４フ
レームから３０フレームへフレーム数を変換する必要が
あった。この変換の１つの方法として、図４に示すよう
に２フィールドの画像から３フィールドの画像を作成す
る２／３プルダウンという手法が一般的に行われてい
る。

【０００３】この２／３プルダウンは、図４Ａに示すよ
うに、フィルム素材の１フレームを第１フィールドと第
２フィールドに分ける。図４Ｂに示すように、２フィー
ルドの画像の何れか一方のフィールドを繰り返すこと
（リピートファーストフィールド）によって、３フィー
ルドの画像を作成する。さらに、もう一度、２フィール
ドの画像の他方のフィールドを繰り返す処理を行う。そ
れによって、４フレームの画像は、５フレームの画像へ
変換され、最終的に１秒間に２４コマの画像は、３０フ
レームの画像へ変換される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、ＮＴＳＣ
用のテレビジョン信号へ変換されたフィルム素材の圧縮
を行う場合、元のフィルム素材を検出することで、画像
の冗長性を取り除く、逆２／３プルダウンを行う手法が
知られている。

【０００５】しかしながら、テレビジョン放送用に、例
えば時間を短縮するための編集、ＣＭ挿入または不適切
な２／３プルダウンなどによって、リピートファースト
フィールドの周期が乱れる場合、または途中からインタ
レース画像の素材が挿入されている場合等がある。従っ
て、１秒間に符号化すべきフレーム数が本来は、２４フ
レーム（フィルム素材）または３０フレーム（インタレ
ース素材）であるのが、２４〜３０と変動したり、適切
な動き検出が繁雑に変化する。その結果、ＭＰＥＧ２の
タイムモデル（ＴＭ）５のアルゴリズムを用いて適切な
固定ビットレート制御をリアルタイムに行うことが困難
であった。

【０００６】従って、この発明の目的は、圧縮符号化を
効率的に行うために、逆２／３プルダウンを行うとき
に、ＴＭ５等の手法によって、圧縮符号化およびビット
レートの制御を行うことができる画像符号化装置および
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、入力ビデオ信号から繰り返し使用されているフィー
ルドを検出する２／３プルダウン検出手段と、フィール
ドを入力ビデオ信号から削除し、フレームを再構成し、
再構成されたフレームの情報を獲得するフレーム再構成
手段と、再構成されたフレーム毎に適切な動き検出処理
方法を決定する手段と、符号化するフレームを所定の時
間遅延できる第１の記憶手段と、再構成されたフレーム
の情報を記憶する第２の記憶手段と、再構成されたフレ
ームの情報を第１の記憶手段の出力に対して先行して符
号化部へ伝送する出力手段とからなることを特徴とする
画像符号化装置である。

【０００８】また、請求項４に記載の発明は、入力ビデ
オ信号から繰り返し使用されているフィールドを検出す
るステップと、フィールドを入力ビデオ信号から削除
し、フレームを再構成し、再構成されたフレームの情報
を獲得するステップと、再構成されたフレーム毎に適切
な動き検出処理方法を決定するステップと、符号化する
フレームを所定の時間遅延できるステップと、再構成さ
れたフレームの情報を記憶するステップと、再構成され
たフレームの情報を所定の時間遅延されたフレームの出
力に対して先行して符号化部へ伝送するステップとから
なることを特徴とする画像符号化方法である。

【０００９】入力されたビデオ信号に対して逆２／３プ
ルダウンを施すことによって、リピートファーストフィ
ールドを検出し、検出されたリピートファーストフィー
ルドを取り除き、フレームの再構成を行う。このとき、
ピクチャタイプが予め設定されたＧＯＰに合わせて決定
され、フレーム構造（プルダウンタイプ）、ＭＥ制御情
報、ピクチャタイプおよび出力時間の情報がＲＣＧＯＰ
として、ビデオ信号より先に符号化部へ転送される。こ
れよって、リアルタイムで２／３プルダウンされた画像
を高能率圧縮符号化するとができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明が適用された一実
施例について図面を参照して説明する。この発明の一実
施例の構成を図１に示す。１で示す入力端子からＮＴＳ
Ｃ用のビデオ信号が供給され、そのビデオ信号は、入力
管理部２およびメモリ３へ供給される。入力管理部２で
は、供給されたビデオ信号のフィールド毎にアドレスが
与えられ、そのアドレスは、メモリ３へ供給される。メ
モリ３では、ビデオ信号は、フィールド毎にそのアドレ
スの位置に出力管理部６からリードアドレスが供給され
るまで記憶されると共に、メモリ３から読み出されたビ
デオ信号が２／３プルダウン検出回路４へ供給される。
２／３プルダウン検出回路４では、メモリ３から供給さ
れたフィールド単位のビデオ信号の輝度差分からリピー
トファーストフィールドが検出される。

【００１１】フレーム再構成回路５では、入力管理部２
から与えられるフレーム単位の情報と２／３プルダウン
検出回路４で検出された結果に基づいてフレームが再構
成される。また、フレーム再構成回路５では、伝送路に
よって予め設定されている、例えばＧＯＰ（Group of P
ictures ）のＭ＝３、Ｎ＝１５に基づいて、再構成され
たフレームのピクチャタイプ（Ｉ（Intra coded ）ピク
チャ、Ｐ（Predictivecoded）ピクチャ、Ｂ（Bi-direct
ionally predictive coded ）ピクチャ）が決定され
る。カウンタ／レジスタ部６では、再構成されたフレー
ム数および各ピクチャタイプの数が計数されると共に、
再構成されたフレームに対応するフレーム構成（プルダ
ウンタイプ）、ピクチャタイプおよび出力時間の情報が
レジスタ上に記憶される。

【００１２】カウンタ／レジスタ部６から動き検出（Ｍ
Ｅ）処理決定部７へフレーム単位の情報が供給され、動
き検出処理決定部７では、ＭＥ制御情報が決定される。
この動き検出処理決定部７では、同じフレーム構成が所
定の数以上連続し、且つフィールド間輝度差分が大きい
場合、インタレース画像と判断し、フレーム処理からフ
ィールド処理へＭＥ制御情報が変更される。動き検出処
理決定部７からＭＥ制御情報は、ＲＣＧＯＰ形成回路１
０へ供給されると共に、フレーム単位の情報は、出力管
理部８へ供給される。ＲＣＧＯＰは、後述するＴＭ５の
レート制御によってなされるレート制御用のＧＯＰを表
すが、ＲＣＧＯＰのフレームに関する情報を以下では、
ＲＣＧＯＰと称する。

【００１３】カウンタ／レジスタ部６から再構成された
フレームのフレーム構成、ピクチャタイプおよび出力時
間の情報と、動き検出処理決定回路７からＭＥ制御情報
とがＲＣＧＯＰ形成回路１０へ供給される。ＲＣＧＯＰ
形成回路１０は、実時間管理部９によって制御され、こ
れらの情報（ＲＣＧＯＰ）は、ＲＣＧＯＰ形成回路１０
から符号化制御回路１０へ供給される。また、このＲＣ
ＧＯＰは、0.5 秒間隔で符号化制御回路１４へ供給され
る。同様に、出力管理部８は、実時間管理部９によって
制御され、メモリ３の空き状態または入力／出力状態な
どを見ながらメモリ３に対してリードアドレスを出力す
る。メモリ３では、このリードアドレスに対応したビデ
オ信号が加算器１１へ供給される。

【００１４】このように、実時間管理部９によって、Ｒ
ＣＧＯＰ形成回路１０およびメモリ３からの出力が制御
され、ＲＣＧＯＰ形成回路１０からのＲＣＧＯＰは、メ
モリ３からのビデオ信号より少なくとも0.5 秒先に符号
化制御回路１４へ供給される。

【００１５】符号化制御回路１４では、対応するビデオ
信号より先に供給されたＲＣＧＯＰからフレーム／フィ
ールド構造におけるピクチャタイプが出力端子２３から
伝送され、また量子化回路１３で用いられる量子化ステ
ップ幅が決定される。この量子化ステップ幅は、量子化
回路１３へ供給されると共に、出力端子２４から伝送さ
れる。さらに、符号化制御回路１４は、スイッチ１８お
よび２２の切り換え動作を制御する。

【００１６】加算器１１では、予測メモリ１９および／
または２０から供給される動き補償がなされた画像がビ
デオ信号から減算され、その差分値は、ＤＣＴ（Discre
te Cosine Transfrom ）回路１２へ供給される。ＤＣＴ
回路１２では、その差分値に対してＤＣＴの処理が施さ
れ、フィールド毎にＤＣＴ係数データが発生する。この
ＤＣＴ係数データが量子化回路１３において、符号化制
御回路１４からの量子化ステップ幅を用いて量子化され
る。この量子化値は、逆量子化回路１５および逆ＤＣＴ
回路１６を介して加算器１７へ供給されると共に、出力
端子２５から伝送される。

【００１７】加算器１７では、予測メモリ１９および／
または２０から供給される動き補償がなされた画像と、
復号された差分値とが加算され、予測画像が生成され
る。この予測画像は、スイッチ１８を介して予測メモリ
１９および２０へ供給される。このスイッチ１８は、符
号化制御回路１４によって制御される。加算器１７から
の予測画像は、予測メモリ１９または２０に記憶され
る。予測メモリ１９に記憶された予測画像は、平均化回
路２１およびスイッチ２２の端子ａに出力される。同様
に、予測メモリ２０に記憶された予測画像は、平均化回
路２１およびスイッチ２２の端子ｃに出力される。ま
た、予測メモリ２０では、予測により得られた動きベク
トルが出力端子２６を介して伝送される。

【００１８】平均化回路２１は、内挿的に使用され、す
なわち予測メモリ１９からの予測画像と、予測メモリ２
０からの予測画像との平均化がなされ、スイッチ２２の
端子ｂに出力される。スイッチ２２は、符号化制御回路
１４によって、制御され、一例として、端子ａからは、
未来から予測する逆方向フレーム間予測符号化に用いら
れる予測画像が取り出され、端子ｂからは、前後両方向
の予測による内挿的フレーム間予測符号化に用いられる
予測画像が取り出される。また、スイッチ２２の端子ｃ
からは、過去から予測する順方向フレーム間予測符号化
に用いられる予測画像が取り出され、端子ｄは、フレー
ム間情報だけで符号化するフレーム内予測符号化に用い
るため、接地され、０データが発生するようになされて
いる。

【００１９】ここで、通常ＭＰＥＧ２のＴＭ５では、Ｇ
ＯＰを基準に制御が行われており、このＧＯＰのＩピク
チャ、ＰピクチャおよびＢピクチャの比率およびフレー
ムの数が異なると動作ができなくなる。このため、全体
の中でピクチャタイプの比率およびフレームを一定とす
るＲＣＧＯＰが設定され、ＭＰＥＧ２のＴＭ５で動作さ
せるものである。

【００２０】次に、この発明をソフトウェアで実現する
ための一実施例を図２に示す。このフローチャートの制
御は、ステップＳ１から始まり、ステップＳ１では、新
しいフィールドが発生したか否かが判断され、新しいフ
ィールドが発生したと判断された場合、ステップＳ２へ
制御が移り、発生していないと判断されるた場合、再度
ステップＳ１へ戻る。ステップＳ２は、入力管理部２に
対応し、フィールド単位でアドレスが発生し、そのアド
レスに応じてビデオ信号がメモリ３に書き込まれる。そ
して、ステップＳ３では、フィールドカウンタ値が＋１
される。

【００２１】ステップＳ４では、既に２／３プルダウン
検出に同調しているか否かを示す同調フラグが立ってい
るか否かが判断され、同調フラグが立っていると判断さ
れた場合、ステップＳ５へ制御が移り、立っていないと
判断された場合、ステップＳ１５へ制御が移る。ステッ
プＳ５では、２／３プルダウン検出回路４によって、リ
ピートファーストフィールドが発生したか否かが判断さ
れ、リピートファーストフィールドが発生したと判断さ
れた場合、ステップＳ６へ制御が移り、発生していない
と判断された場合、ステップＳ１３へ制御が移る。

【００２２】ステップＳ１３では、リピートファースト
フィールドの非存在カウンタ値が＋１され、ステップＳ
１４へ制御が移る。ステップＳ１４では、非存在カウン
タ値がしきい値より大きいか否かが判断され、非存在カ
ウンタ値が大きいと判断された場合、非存在カウンタ値
を０とし、ステップＳ１５へ制御が移る。また、しきい
値が大きいと判断された場合、ステップＳ６へ制御が移
る。ステップＳ１５では、このビデオ信号は、インタレ
ースであると判断し、以降の処理をフレーム処理からイ
ンタレース処理へ切り換える。ステップＳ６では、この
ビデオ信号は、映画等のフィルム（プログレッシブ）素
材として非存在カウンタ値を０として、ステップＳ７へ
制御が移る。このように、ステップＳ６およびＳ１５
は、動き検出処理決定部７と同様の働きとなるステップ
である。

【００２３】ステップＳ７は、フレーム再構成回路５に
対応するステップであり、フレーム再構成が行われ、フ
レームカウンタ値が＋１される。さらに、このステップ
Ｓ７では、リピートファーストフィールドが第１フィー
ルドに発生したか、第２フィールドに発生したか、すな
わちフレーム構成（プルダウンタイプ）が確定され、ピ
クチャタイプも確定される。ステップＳ８は、カウンタ
／レジスタ部６に対応するステップであり、レジスタに
このフィールドの属性（フレーム構成、ピクチャタイプ
および出力時間の情報）が書き込まれる。ステップＳ９
は、出力管理部６に対応するステップであり、フィール
ドカウンタ値が３０より大きいが否かが判断され、フィ
ールドカウンタ値が大きいと判断された場合、ステップ
Ｓ１０へ制御が移り、小さいと判断された場合、ステッ
プＳ１１へ制御が移る。

【００２４】ステップＳ１０は、ＲＣＧＯＰ形成回路１
０に対応するステップであり、ＲＣＧＯＰが作成され、
作成されたＲＣＧＯＰは、フレーム構成、ＭＥ制御情
報、ピクチャタイプおよび出力時間の情報からなり、符
号化制御回路１４へ出力される。ステップＳ１１では、
出力すべきフレームが発生したか否かが判断され、出力
すべきフレームが発生したと判断した場合、ステップＳ
１２へ制御が移り、発生していないと判断した場合、ス
テップＳ１へ制御が移る。ステップＳ１２では、時間軸
管理部９に対応し、符号化制御回路１４へ出力されたＲ
ＣＧＯＰに対応するビデオ信号が加算器１１へ出力され
る。このステップＳ１２でこのフローチャートの制御は
終了する。

【００２５】ここで、この発明の具体的な例を挙げて説
明する。図３Ａに示すように、入力フレームは、入力管
理部２において、第１フィールドと第２フィールドに分
けられ、メモリ３に記憶される。この図中第１フィール
ドの信号は、大文字で表示され、第２フィールドの信号
は、小文字で表示される。

【００２６】この図３Ｂに示す２／３プルダウン検出で
は、入力フレームから１フレーム遅延後、２／３プルダ
ウン検出回路４において、２／３プルダウンの検出が開
始され、この例では、２フレーム目にリピートファース
トフィールドＢが検出されている。このリピートファー
ストフィールドＢは、直前のフィールドＡを繰り返した
もので、以下このように第１フィールドを繰り返したリ
ピートファーストフィールドからなるフレーム構成（プ
ルダウンタイプ）をトップファースト３フィールドと呼
ぶ。さらに、４フレーム目にリピートファーストフィー
ルドｄが検出され、このリピートファーストフィールド
ｄは、直前のフィールドｃを繰り返したもので、以下こ
のように第２フィールドを繰り返したリピートファース
トフィールドからなるフレーム構成をボトム３フィール
ドと呼ぶ。

【００２７】図３Ｃに示すフレーム再構成では、リピー
トファーストフィールドＢおよびｄが取り除かれたフレ
ームが再構成される。この図３Ｃは、フレーム再構成回
路５に対応しており、図３Ｃに示すように、入力フレー
ムに対して１フレーム削除され（ドロップフレーム）、
フレームが再構成される。これは、上述したようにＮＴ
ＳＣ用のテレビジョン信号では、毎秒３０フレームであ
るために、毎秒２４コマ（フレーム）のフィルム素材の
フレーム数を増加させて対応させた理由から、ＮＴＳＣ
用のテレビジョン信号が５フレーム毎に１フレーム削除
される。

【００２８】図３Ｄに示すように、ＲＣＧＯＰは、フレ
ーム構成（プルダウンタイプ）、ＭＥ制御情報、ピクチ
ャタイプおよび出力時間の情報から構成され、ＲＣＧＯ
Ｐ形成回路１０から出力される。まず、フレーム構成
（プルダウンタイプ）は、２フィールド毎に出力され
る。このフレーム構成は、通常のトップ２フィールド、
上述したトップファースト３フィールド、このトップフ
ァースト３フィールドの後に発生するボトム２フィール
ド、上述したボトム３フィールド、さらに１フレーム削
除されたドロップフレームからなる。ＭＥ制御情報は、
フィルム素材かインタレース素材かを判断し、後段の動
き検出処理をフレームで処理するか、フィールドで処理
するかを指示する制御情報である。同じフレーム構成が
一定数以上連続し、且つフィールド間輝度差分が大きい
場合、インタレース素材になったと判断し、ＭＥ制御情
報には、動き検出をフレーム処理からフィールド処理へ
切り換える（ポイントＡ）情報が記録される。

【００２９】ピクチャタイプは、この実施例では、上述
したようにＧＯＰのＭ＝３、Ｎ＝１５とし、この条件か
ら図３Ｄに示すように、最初のフレームのピクチャタイ
プをＢピクチャに決定する。これらの情報は、１枚目の
フレームが保持するものとしてレジスタ内に記憶され
る。このようにして、フレームを再構成し、0.5 秒分の
フレーム情報が蓄積次第ＲＣＧＯＰを形成し、符号化制
御回路１４へ出力される。その後、図３Ｅに示すよう
に、ＲＣＧＯＰが出力された0.5 秒後に、それに対応す
るビデオ信号が後段の加算器１１へ出力される。これに
よって、符号化制御回路１４は、0.5 秒後に入力される
フレームの数およびその属性を予め知ることができる。

【００３０】ここで、上述したＴＭ５を簡単に説明す
る。ＭＰＥＧ２のＴＭ５では、通常伝送路に合わせてビ
ットレートは、固定される。その固定されたビットレー
トは、ＧＯＰの長さ（Ｎ）を１５とする。このように、
ＴＭ５では、一定レートの転送速度を持つチャンネルに
データを送出するために、発生情報量がＧＯＰやフレー
ム単位に設定された目標ビット数に漸近するように、レ
ートコントロールが行われる。このＧＯＰには、１つの
Ｉピクチャと４つのＰピクチャが含まれるように符号化
がなされ（Ｍ＝３）とされる。このＴＭ５では、符号化
情報量がある範囲に入っていれば、どのような手法を用
いても良いとされ、この手法の典型的な例を以下に示
す。

【００３１】まず、ステップ１では、これから符号化し
ようとする画像タイプによってどの程度情報量が必要か
をある数値で規格化して、相対的に見積もる。式（１）
で定義したＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの複雑
さ指標Ｘ_I 、Ｘ_P 、Ｘ_B を更新する。Ｓ_I 、Ｓ_P 、Ｓ_B
を発生ビット数、Ｑ_I (ave) 、Ｑ_P (ave) 、Ｑ_B (ave)
を平均的な量子化パラメータとする。量子化パラメータ
は、１フレーム中の全てのマクロブロックのＭＱＵＡＮ
Ｔの平均値、ただし１〜３１の範囲に正規化されてい
る。複雑さ指標Ｘ_I 、Ｘ_P 、Ｘ_B は、符号化情報量が多
く発生するような画像に対して大きくなり、高い圧縮率
が得られる画像に対しては小さくなる。

【００３２】 Ｘ_I ＝Ｓ_I Ｑ_I (ave) 、Ｘ_P ＝Ｓ_P Ｑ_P (ave) 、Ｘ_B ＝Ｓ_B Ｑ_B (ave) （１）

【００３３】また、初期値Ｘ_I (init)、Ｘ_P (init)、Ｘ
_B (init)は、 Ｘ_I (init)＝１６０×Bit-rate／１１５ （２） Ｘ_P (init)＝６０×Bit-rate／１１５ （３） Ｘ_B (init)＝４２×Bit-rate／１１５ （４） で与えられる。

【００３４】ここで、Bit-rateは、ビットレート（ビッ
ト／秒）である。ＧＯＰの中の次の画面の目標ビット数
Ｔ_I 、Ｔ_P 、Ｔ_B は、式（５）、式（６）および式
（７）に示すようにＧＯＰの残りのビット数Ｒを、Ｉピ
クチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの残りのフレームの枚
数を自分のピクチャタイプに換算したもので割ることで
得られる。これは、ＧＯＰ中のまだ符号化していない画
像の全てが、これから符号化しようとするピクチャタイ
プであるとみなしたとき、１フレームあたり何ビット与
えることができるかの目安を与えるものである。

【００３５】 Ｔ_I ＝Ｒ／（１＋Ｎ_P Ｘ_P ／（Ｘ_I Ｋ_P ）＋Ｎ_B Ｘ_B ／（Ｘ_I Ｋ_B ）） （５） Ｔ_P ＝Ｒ／（Ｎ_P ＋Ｎ_B Ｋ_P Ｘ_B ／（Ｋ_B Ｘ_P ）） （６） Ｔ_B ＝Ｒ／（Ｎ_B ＋Ｎ_P Ｋ_B Ｘ_P ／（Ｋ_P Ｘ_B ）） （７）

【００３６】Ｋ_P 、Ｋ_B は、量子化マトリックスに依存
する恒常な定数であり、Ｋ_P ＝1.0、Ｋ_B ＝1.4 であ
る。Ｎ_P 、Ｎ_B は、ＧＯＰの中の符号化順でＰピクチ
ャ、Ｂピクチャの残ったフレームの枚数であり、画面の
符号化の後では、 Ｒ＝Ｒ−Ｓ_I あるいはＲ＝Ｒ−Ｓ_P あるいはＲ＝Ｒ−Ｓ_B （８） である。

【００３７】また、ＧＯＰの最初の画面では、 Ｒ＝Ｇ＋Ｒ （９） Ｇ＝Bit-rate×Ｎ／Picture-rate に設定する。（ただし、Ｎ：ＧＯＰの中のピクチャの
数）

【００３８】次のステップ２では、各フレームに含まれ
るマクロブロックを順次符号化してゆきながら、量子化
ステップを求める。符号化しようとしているフレームに
対する割り当て情報量の差分をマクロブロック毎にフィ
ードバックし、実際の発生情報量が計画量より大きい場
合、発生情報量を減らすために量子化ステップは、大き
くされ、逆の場合、量子化ステップは小さくされる。

【００３９】まず、ｊ番目のマクロブロックの符号化の
前にＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャのそれぞれの
フレームに対する仮想的なバッファの充満度を計算す
る。このバッファは、量子化ステップの計算だけに用い
るものである。初期バッファ状態をｄ_I （０）、ｄ
_P （０）、ｄ_B （０）とする。

【００４０】 ｄ_I （ｊ）＝ｄ_I （０）＋Ｂ（ｊ−１）−Ｔ_I ×（ｊ−１）／ＭＢ-cnt （１０） ｄ_P （ｊ）＝ｄ_P （０）＋Ｂ（ｊ−１）−Ｔ_P ×（ｊ−１）／ＭＢ-cnt （１１） ｄ_B （０）＝ｄ_B （０）＋Ｂ（ｊ−１）−Ｔ_B ×（ｊ−１）／ＭＢ-cnt （１２）

【００４１】Ｂ（ｊ）は、ｊで示すマクロブロックを含
んだそれまでの全てのマクロブロックの符号化発生ビッ
ト数であり、ＭＢ-cntはピクチャ内のマクロブロック数
である。ピクチャ内の最後の充満度は、同タイプのピク
チャのｄ_I （０）、ｄ_P （０）、ｄ_B （０）と見なされ
る。

【００４２】マクロブロックｊの仮の量子化ステップＱ
（ｊ）は、 Ｑ（ｊ）＝ｄ（ｊ）×３１／ｒ （１３） ｒ＝２×Bit-rate／Picture-rate で与えられる。

【００４３】初期値は、 ｄ_I （０）＝１０×ｒ／３１ （１４） ｄ_P （０）＝Ｋ_P ×ｄ_I （０） （１５） ｄ_B （０）＝Ｋ_B ×ｄ_I （０） （１６） である。

【００４４】そして、ステップ３では、量子化パラメー
タの平均値をマクロブロック毎のアクティビティによっ
て変化させる。マクロブロックｊの空間的アクティビテ
ィ測定 act（ｊ）として、入力画像の輝度ブロック（マ
クロブロック中に４個含まれる）の画素値を使って式
（１７）を計算する。sblkは、輝度ブロックの番号を示
す。

【００４５】 act（ｊ）＝１＋min （Var sblk） （１７） sblk＝１，４ ここで、

【００４６】

【数１】

【００４７】アクティビティ act（ｊ）を、平均的なア
クティビティの値からの偏りによって、〔２，１／２〕
の範囲に正規化した係数Ｎ-act（ｊ）を計算する。 Ｎ-act（ｊ）＝（２× act（ｊ）＋avg-act ）／（ act
（ｊ）＋２×avg-act） （１９）

【００４８】avg-act は、前の時刻の画像の act（ｊ）
の平均値であり、初期値は４００とする。この正規化し
た係数を用いて変調した量子化ステップは、式（２０）
で得られる。 Ｍ_Q （ｊ）＝Ｑ（ｊ）×Ｎ-act（ｊ） （２０）

【００４９】Ｍ_Q （ｊ）は、〔１，３１〕の範囲の整数
にクリップされる。この変調によって、視覚特性上ノイ
ズに敏感なアクティビティの低い部分には細かな量子化
ステップが割り当てられ、逆にノイズの目立ちにくい、
変化の激しい部分には、粗い量子化ステップが割り当て
られる。

【００５０】この実施例では、ＲＣＧＯＰを0.5 秒単位
で符号化部に供給しているが、符号化部が必要とすると
きに、ＲＣＧＯＰを供給することも可能である。

【００５１】また、この実施例では、ＲＣＧＯＰの内容
は、符号化部に実時間情報を与えることで、レートコン
トロールを容易にするものであるが、それ以外の情報、
例えば時間軸の情報をＲＣＧＯＰのデータ中に含ませ、
伝送することによって、編集点の検出、シーンチェンジ
の検出、フラッシュの発光などに対して符号化量を変化
させるなどの対策を施すことができる。また、プルダウ
ンの結果によって、プルダウン素材とインタレース素材
の識別ができ、それらの条件に最適な動き検出コントロ
ールを指示することも可能である。

【００５２】

【発明の効果】この発明に依れば、ビデオ信号に対して
逆２／３プルダウンを施すことによって、編集されて１
秒間に２４コマ（フレーム）にならないフィルム素材
や、インタレース素材が検出でき、リアルタイムにて符
号化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の画像符号化装置の一実施例のブロッ
ク図である。

【図２】この発明の画像符号化方法の一実施例のフロー
チャートである。

【図３】この発明を説明するための略線図である。

【図４】２／３プルダウンを説明するための略線図であ
る。

【符号の説明】

２・・・入力管理部、３・・・メモリ、４・・・２／３
プルダウン検出回路、５・・・フレーム再構成回路、６
・・・カウンタ／レジスタ部、７・・・動き検出処理決
定部、８・・・出力管理部、９・・・実時間管理部、１
０・・・ＲＣＧＯＰ形成回路、１２・・・ＤＣＴ回路、
１３・・・量子化回路、１４・・・符号化制御回路、１
５・・・逆量子化回路、１６・・・逆ＤＣＴ回路、１
８、２２・・・スイッチ、１９、２０・・・予測メモ
リ、２１平均化回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力ビデオ信号から繰り返し使用されて
   いるフィールドを検出する２／３プルダウン検出手段
   と、 上記フィールドを上記入力ビデオ信号から削除し、フレ
   ームを再構成し、上記再構成されたフレームの情報を獲
   得するフレーム再構成手段と、 上記再構成されたフレーム毎に適切な動き検出処理方法
   を決定する手段と、 符号化するフレームを所定の時間遅延できる第１の記憶
   手段と、 上記再構成されたフレームの情報を記憶する第２の記憶
   手段と、 上記再構成されたフレームの情報を上記第１の記憶手段
   の出力に対して先行して符号化部へ伝送する出力手段と
   からなることを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像符号化装置におい
   て、 上記再構成されたフレームの情報は、所定の周期に従っ
   て、上記出力手段から伝送されることを特徴とする画像
   符号化装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の画像符
   号化装置において、 上記フレームの情報は、プルダウンタイプ、ピクチャタ
   イプおよび出力時間の情報からなることを特徴とする画
   像符号化装置。
4. 【請求項４】 入力ビデオ信号から繰り返し使用されて
   いるフィールドを検出するステップと、 上記フィールドを上記入力ビデオ信号から削除し、フレ
   ームを再構成し、上記再構成されたフレームの情報を獲
   得するステップと、 上記再構成されたフレーム毎に適切な動き検出処理方法
   を決定するステップと、 符号化するフレームを所定の時間遅延できるステップ
   と、 上記再構成されたフレームの情報を記憶するステップ
   と、 上記再構成されたフレームの情報を上記所定の時間遅延
   されたフレームの出力に対して先行して符号化部へ伝送
   するステップとからなることを特徴とする画像符号化方
   法。