JPH0937263A - 動画圧縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 離散コサイン変換をベースとした画像符号化
方式において、高速にアクセスできるキャッシュメモリ
を有効に利用して動画圧縮を高速に行い、さらに任意の
時間内に処理を中断することにより複数のプログラムを
効率良く並列的に実行することができる動画圧縮装置を
提供する。 【解決手段】 画像を読み込んでＹＣｒＣｂ変換手段３
３でＹＣｒＣｂデータに変換して、動き検索手段３４で
前／後フレームと現フレームの画像の動きを８×８ブロ
ックの領域毎に検索して、フレーム圧縮手段３５でフレ
ーム内の画素またはフレーム間の画素の差分を離散コサ
イン変換して量子化して可変長符号化する。このとき分
割設定手段４４により設定されたフレーム数、ライン
数、ブロックライン（水平方向に連続したマクロブロッ
ク行）数に従って、装置制御手段３２がＹＣｒＣｂ変換
手段３３、動き検索手段３４、フレーム圧縮３５の動作
を制御する。他のプログラム４５の実行が要求された場
合は装置制御手段３２が動画圧縮を一定時間内に中断し
て、他のプログラム４５を実行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ）をベースとした符号化方式（ＪＰＥＧやＭＰＥＧ
など）で画像符号を圧縮符号化する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像をデジタル化してＣＤ−ＲＯＭやハ
ードディスクなどの記録媒体に記録する場合、そのデー
タ量は巨大なものとなるため通常は圧縮符号化して記録
される。

【０００３】各種の圧縮符号化方式の中で画像の空間周
波数が低周波に集中する性質を利用して圧縮を行うＤＣ
Ｔをベースとした符号化方式が比較的多く使用されてい
る。これはＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Grou
p)やＭＰＥＧ（Moving Pictures Expert Group）などの
国際標準である符号化方式で採用されている。

【０００４】図１にＭＰＥＧに準拠した符号フォーマッ
トの階層図を示す。ＭＰＥＧの符号は図１の示すように
いくつかの階層構造となっている。一番上の階層が図１
（ａ）に示したビデオ・シーケンスであり、複数のＧＯ
Ｐ（Group Of Picture）から構成される。ＧＯＰは図１
（ｂ）に示したとおり、複数のピクチャから構成され、
１つのピクチャが１枚の画像を示している。ピクチャに
はフレーム内符号であるＩピクチャと、前方向のみのフ
レーム間符号であるＰピクチャと、前後の双方向のフレ
ーム間符号であるＢピクチャの３種類がある。ピクチャ
は図１（ｃ）に示したように任意の領域に分割された複
数のスライスから構成される。スライスは左から右へ、
または上から下への順序で並んだ複数のマクロブロック
から構成される。（図１（ｄ）参照）マクロブロックは
１６×１６ドットのブロックを更に８×８ドットのブロ
ックに分割した輝度成分（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４）と
輝度成分に一致する領域の８×８ドットのブロックの色
差成分（Ｃｂ，Ｃｒ）の６個のブロックから構成され
る。８×８ドットのブロックが符号化の最小単位とな
る。

【０００５】従来のＤＣＴをベースとした符号化方式に
よる画像符号の圧縮についてＭＰＥＧを例として画面を
参照して説明する。図２はＭＰＥＧに準拠した画像符号
の圧縮を行う動画圧縮装置のブロック図である。図２の
動画圧縮装置は画像を読み込んで複合カラーテレビジョ
ン信号から輝度信号Ｙと２つの色信号Ｃｒ，Ｃｂを分離
出力するＹＣｒＣｂ変換手段３でＹＣｒＣｂデータに変
換して、動き検索手段４で前／後フレームと現フレーム
の画像の動きを８×８ブロックの領域毎に検索して、フ
レーム圧縮手段５で圧縮符号化する。ＭＰＥＧではフレ
ーム内符号であるＩピクチャと、前方向のみのフレーム
間符号であるＰピクチャと、前後の双方向のフレーム間
符号であるＢピクチャの３種類に分かれているので、３
種類の圧縮がフレーム圧縮手段５で行われる。

【０００６】Ｉピクチャの場合はＤＣＴ手段７により現
フレームの８×８ブロックの領域の画素の値を離散コサ
イン変換して、量子化手段８により量子化して、可変長
符号化（ＶＬＣ）手段９により可変長のハフマン符号に
高能率圧縮する。次に圧縮した画像を参照フレームとし
て復号するために、量子化されたデータを逆量子化手段
１３により逆量子化して、ＩＤＣＴ手段１２により逆離
散コサイン変換して画素値を算出して、参照フレーム部
１０に格納する。

【０００７】また、Ｐピクチャの場合は動き予測手段６
により現フレームの８×８ブロックの領域の画素の値と
動き検索手段４で検索された動きにより参照される参照
フレーム部１０に格納された前フレームの８×８ブロッ
クの領域の画素の値で差分を算出して、ＤＣＴ手段７に
より差分値を離散コサイン変換して、量子化手段８によ
り量子化して、ＶＬＣ手段９により可変長のハフマン符
号に高能率圧縮する。次に圧縮した画像を参照フレーム
として復号するために、量子化されたデータを逆量子化
手段１３により逆量子化して、ＩＤＣＴ手段１２により
逆離散コサイン変換して差分値を算出して、動き補償手
段１１により動き予測手段６で参照された参照フレーム
部１０に格納された前フレームの８×８ブロックの領域
の画素の値に差分値を加算して、参照フレーム部１０に
格納する。

【０００８】また、Ｂピクチャの場合は動き予測手段６
により現フレームの８×８ブロックの領域の画素の値と
動き検索手段４で検索された動きにより参照される参照
フレーム部１０に格納された前／後フレームの８×８ブ
ロックの領域の画素の値で差分を算出して、ＤＣＴ手段
７により差分値を離散コサイン変換して、量子化手段８
により量子化して、ＶＬＣ手段９により可変長のハフマ
ン符号に高能率圧縮する。Ｂピクチャの場合は参照フレ
ームとして使用されないので、画像の復号は行わない。

【０００９】このように国際標準であるＭＰＥＧに基づ
いて圧縮を行えば、高能率に動画を圧縮することができ
る。しかし、この圧縮をソフトウェアにより行なうと、
動き検索やＤＣＴなどの処理にはＣＰＵの負担が大きい
ので、動画の圧縮を行うには多くの時間を要する。例え
ば、ＹＣｒＣｂ変換に０．１３秒かかり、動き検索に
０．５２秒かかり、フレーム圧縮に０．６２秒かかる場
合には、１フレームの圧縮に１．２７秒かかるので、１
分の動画を圧縮するには６０×３０×１．２７秒＝２２
８６秒（約３８分）かかる。

【００１０】このように動画の圧縮には多くの時間を要
するので、装置の有効利用のために圧縮中に他のプログ
ラム（以前に圧縮した画像データの編集など）を実行さ
せたい要求がある。このような場合は圧縮の途中で一時
処理を中断して、他のプログラムを一定時間実行してか
ら、圧縮を再開することを繰り返すことになる。

【００１１】通常、圧縮を中断するタイミングとしては
１フレームの圧縮が終了した後が考えられる。しかし、
１フレームの画像の圧縮時間が長いので、その結果他の
プログラムの実行が遅くなる。一例を図３を用いて説明
する。図３（Ａ）は動画圧縮を単独で動作した場合の各
処理の処理時間を示し、図３（Ｂ）は動画編集を単独で
動作した場合の各処理の処理時間を示し、図３（Ｃ）は
動画圧縮と動画編集を並列的に動作した場合の各処理の
処理時間を示している。

【００１２】図３に示すように動画編集は単独で動作し
た場合の処理時間はＴ１であるが、動画圧縮と動画編集
を並列的に動作した場合は２フレーム目の圧縮（Ｃ２）
と３フレーム目の圧縮（Ｃ３）の処理時間が加算されて
Ｔ２時間となる。２フレーム目の圧縮（Ｃ２）と３フレ
ーム目の圧縮（Ｃ３）の処理時間が動画データの取り出
し（Ｅ１）、動画データの切り取り（Ｅ２）、動画デー
タの記録（Ｅ３）よりも数倍長いので動画編集の実行に
は、多くの時間がかかる。

【００１３】この問題を解決するために、動画圧縮を高
速化することが考えられる。その方法の１つとして圧縮
処理を簡略化することで高速化する方法がある。しか
し、その方法では高速化のために高精度が要求される演
算を簡略化するので、圧縮画像を再生した再生画像の画
質が劣化する。また、複数のＤＣＴ回路、量子化回路、
可変長符号化回路などで画像の複数のブロックを並列的
に処理することで高速に処理する方法がある。しかし、
その方法ではハードウェアを追加する必要があり、構成
が複雑になる。

【００１４】簡単な構成で高速化する方法として高速に
アクセスできるキャッシュメモリを利用する方法も考え
られる。その方法を図４を用いて説明する。図４はＣＰ
Ｕ内部に高速にアクセスできるキャッシュメモリを内蔵
している場合の構成図である。図４ではプログラムを格
納している外部メモリ２１とプログラムに従って演算な
どを行うＣＰＵ２２から構成される。

【００１５】ＣＰＵ２２は外部メモリ２１に格納されて
いるプログラムを実行時に一時的に記録するキャッシュ
メモリ２３とプログラムの命令を逐次デコードする命令
デコーダ２４とデコードされた命令に従って各種の演算
を行う制御ユニット２５から構成されている。プログラ
ム実行の際には、外部メモリ２１からプログラムデータ
がキャッシュメモリ２３に渡されて、命令デコーダ２４
がプログラムの命令をデコードして、その結果に従って
制御ユニット２５が各種の演算を行う。

【００１６】キャッシュメモリ２３は外部メモリ２１に
格納されているプログラムデータを一時的に記憶してい
るので、次に実行されるプログラムデータがキャッシュ
メモリ２３に記憶されている場合は、外部メモリとのア
クセスを省いてキャッシュメモリ２３から直接命令デコ
ーダ２４にプログラムデータが渡される。

【００１７】次に実行されるプログラムデータがキャッ
シュメモリ２３に記憶されていない場合は、外部メモリ
２１とアクセスしてプログラムデータがキャッシュメモ
リ２３に記憶されて命令デコーダ２４に渡される。

【００１８】外部メモリ２１とのアクセスよりもキャッ
シュメモリ２３とのアクセスの方が高速なので、連続し
て繰り返されるプログラムはキャッシュメモリを利用す
ることにより高速に実行できる。

【００１９】この従来例として特開昭５７−１４１７５
６号公報に記載のものがある。この方式では低速メモリ
に記録されたプログラムの中で高速処理を必要とするプ
ログラムを高速メモリに転送して実行することで高速化
している。また、特開昭６２−１２５４４９号公報では
各プログラムにプログラム種別を付与して、プログラム
種別毎にキャッシュメモリを管理することで複数のプロ
グラムを高速化している。また、特開平４−３３３９２
９号公報ではループ命令列をループの終了までキャッシ
ュメモリに駐在させることで高速化している。また、特
開平５−１０８４７９号公報では割り込みプログラムを
キャッシュ上に置くことで割り込み処理を高速化してい
る。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では高速処理を必要とするプログラムを全てキャッ
シュメモリに格納する必要がある。動画圧縮はＹＣｒＣ
ｂ変換、動き検索、フレーム圧縮などの複数の処理プロ
グラムから構成されているので、全体のプログラムは数
百ＫＢ程度の大きなサイズとなる。そのため全てのプロ
グラムを格納するには大きなサイズのキャッシュメモリ
が必要となるという問題点がある。

【００２１】また、複数のプログラムと並列実行する場
合には高速処理を必要とする動画圧縮のプログラムを優
先的にキャッシュメモリに置くための制御が必要になる
という問題点がある。

【００２２】また、並列実行の効率を良くするためには
並列実行しているプログラム数に従って動画圧縮を中断
する時間を調節する必要があるが、動画圧縮は通常のプ
ログラムと比較してＣＰＵの負担が大きい各種の演算を
多数行うので、実行を中断する時間をうまく調節するこ
とができないという問題点がある。

【００２３】そこで、本発明の目的は簡単な構成で小さ
なサイズのキャッシュメモリを有効に利用して高速に圧
縮して、さらに圧縮中に複数のプログラムを効率良く並
列的に実行できるように任意の時間内に処理を中断でき
る動画圧縮方式を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、以下に示す手段を有している。 （１）現在の空きメモリ容量を調べて圧縮を中断するフ
レーム数、ライン数、ブロックライン数を設定する手
段。 （２）ＹＣｒＣｂ変換、動き検索、フレーム圧縮に分割
して圧縮する手段。 （３）ＹＣｒＣｂ変換をフレーム単位、ライン単位で処
理を中断する手段。 （４）動き検索手段をフレーム単位、ブロックライン単
位で処理を中断する手段。 （５）フレーム圧縮をフレーム単位、ブロックライン単
位で処理を中断する手段。 （６）フレーム圧縮を動き予測、ＤＣＴ、量子化、可変
長符号化の処理毎に中断する手段。

【００２５】また、上記（１）〜（６）の手段を組み合
わせることも可能である。

【００２６】

【作用】本発明によれば、動画圧縮のプログラムを複数
の小さなサイズのプログラムに分割して実行するので、
必要なキャッシュメモリのサイズを小さくすることがで
きる。また、各プログラムが連続して繰り返し実行する
ので、特にキャッシュメモリの制御をしなくても各プロ
グラムを動作中にキャッシュメモリに置くことができ
る。また、各プログラムの繰り返し回数を任意に変更し
て圧縮を中断する時間を調節できるので、圧縮中に実行
効率を下げずに複数のプログラムを並列的に実行でき
る。

【００２７】

【実施例】次に本発明についてＭＰＥＧを例として図面
を参照して説明する。図５は本発明の一実施例を示す動
画圧縮装置のブロック図である。図５の動画圧縮装置は
ユーザがコマンド等を入力するためのキーボード３１、
装置全体の制御を行う装置制御手段３２、画像をＹＣｒ
Ｃｂに変換するＹＣｒＣｂ変換手段３３、前／後フレー
ムと現フレームの画像の動きを８×８ブロックの領域毎
に検索する動き検索手段３４、１フレームの圧縮を行う
フレーム圧縮手段３５、圧縮の分割単位（圧縮を中断す
る単位であり、プログラムの繰り返し回数となる）を設
定する分割設定手段４４、動画編集などの他のプログラ
ム４５から構成される。また、フレーム圧縮手段３５は
動き検索手段３４で検索された画像の動きから前／後フ
レームと現フレームの８×８ブロックの領域の差分を算
出する動き予測手段３６、離散コサイン変換を行うＤＣ
Ｔ手段３７、量子化を行う量子化手段３８、高能率可変
長符号化を行うＶＬＣ手段３９、逆量子を行う逆量子化
手段４３、逆離散コサイン変換を行うＩＤＣＴ手段４
２、差分値と前／後フレームの８×８ブロックの領域の
画素値を加算して新たな参照フレームを算出する動き補
償手段４１、参照される前／後フレームの画像を格納す
る参照フレーム部４０から構成される。また、図５の動
画圧縮装置に使用しているＣＰＵ内部には図４で示して
いる高速にアクセスできるキャッシュメモリが内蔵され
ていて、連続して繰り返されるプログラムを高速に実行
させる。

【００２８】図５に示すように画像を読み込んでＹＣｒ
Ｃｂ変換手段３３でＹＣｒＣｂデータに変換して、動き
検索手段３４で前／後フレームと現フレームの画像の動
きを８×８ブロックの領域毎に検索して、フレーム圧縮
手段３５で圧縮符号化する。ＭＰＥＧではフレーム内符
号であるＩピクチャと、前方向のみのフレーム間符号で
あるＰピクチャと、前後の双方向のフレーム間符号であ
るＢピクチャの３種類に分かれているので、３種類の圧
縮がフレーム圧縮手段３５で行われる。

【００２９】Ｉピクチャの場合はＤＣＴ手段３７により
現フレームの８×８ブロックの領域の画素の値を離散コ
サイン変換して、量子化手段３８により量子化して、Ｖ
ＬＣ手段３９により可変長のハフマン符号に高能率圧縮
する。次に圧縮した画像を参照フレームとして復号する
ために、量子化されたデータを逆量子化手段４３により
逆量子化して、ＩＤＣＴ手段４２により逆離散コサイン
変換して画素値を算出して、参照フレーム部４０に格納
する。

【００３０】また、Ｐピクチャの場合は動き予測手段３
６により現フレームの８×８ブロックの領域の画素の値
と動き検索手段３４で検索された動きにより参照される
参照フレーム部４０に格納された前フレームの８×８ブ
ロックの領域の画素の値で差分を算出して、ＤＣＴ手段
３７により差分値を離散コサイン変換して、量子化手段
３８により量子化して、ＶＬＣ手段３９により可変長の
ハフマン符号に高能率圧縮する。次に圧縮した画像を参
照フレームとして復号するために、量子化されたデータ
を逆量子手段４３により逆量子化して、ＩＤＣＴ手段４
２により逆離散コサイン変換して差分値を算出して、動
き補償手段４１により動き予測手段３６で参照された参
照フレーム部４０に格納された前フレームの８×８ブロ
ックの領域の画素の値に差分値を加算して、参照フレー
ム部４０に格納する。

【００３１】また、Ｂピクチャの場合は動き予測手段３
６により現フレームの８×８ブロックの領域の画素の値
と動き検索手段３４で検索された動きにより参照される
参照フレーム部４０に格納された前／後フレームの８×
８ブロックの領域の画素の値で差分を算出して、ＤＣＴ
手段３７により差分値を離散コサイン変換して、量子化
手段３８により量子化して、ＶＬＣ手段３９により可変
長のハフマン符号に高能率圧縮する。Ｂピクチャの場合
は参照フレームとして使用されないので、画像の復号は
行わない。

【００３２】また、分割設定手段４４により設定された
フレーム数、ライン数、ブロックライン数に従って、装
置制御手段３２がＹＣｒＣｂ変換手段３３、動き検索手
段３４、フレーム圧縮３５を制御する。他のプログラム
４５の実行が要求された場合は装置制御手段３２が圧縮
を一定時間内に中断して、他のプログラム４５を実行さ
せる。

【００３３】以上の構成で動画圧縮の処理を説明する。

【００３４】図６は装置制御手段３２のフローチャート
である。図６の装置制御はキーボード３１からの入力を
待って（ステップ５１）、入力があるかどうか判断して
（ステップ５２）、そうでない場合はステップ５１に戻
る。そうである場合は分割単位設定を行って（ステップ
５３）、動画圧縮を行う（ステップ５４）。次に他のプ
ログラムの実行要求があるかどうか判断して（ステップ
５５）、そうでない場合はステップ５７に進む。そうで
ある場合は他のプログラム４５（動画編集など）を実行
する。次に圧縮の中断要求があるかどうか判断して（ス
テップ５７）、そうである場合は圧縮を中断する（ステ
ップ５９）。そうでない場合は圧縮が終了したかどうか
を判断して（ステップ５８）、そうでない場合はステッ
プ５４に戻り、そうである場合は終了する。

【００３５】図６の例では分割単位の設定は動画圧縮を
行う前に１回しか行わないが、動画圧縮中に並列実行し
ているプログラム数を調べて、その数が増減する度に分
割単位の設定を行うようにしても良い。

【００３６】このように、分割単位設定により設定され
たフレーム数、ライン数、ブロックライン数に従って、
動画圧縮を一定時間内に中断するので、並列実行時に複
数のプログラムの実行効率を下げることなく圧縮するこ
とができる。

【００３７】図７は分割単位設定手段で使用される分割
単位の例を示した分割テーブルである。図１２の分割テ
ーブルは実行中のプログラム数毎にＹＣｒＣｂ変換の分
割単位であるライン数と動き検索の分割単位であるマク
ロブロックのライン数とフレーム圧縮の分割単位である
マクロブロックのライン数で構成されている。分割単位
の値は圧縮装置の処理速度やメモリ容量などの性能によ
って求められた最適値である。

【００３８】また図８は分割単位設定手段４４のフロー
チャートである。分割単位設定では動画圧縮が一定時間
内に中断できるように圧縮の分割単位であるフレーム数
（変数ｎ）、ＹＣｒＣｂ変換の分割単位であるライン数
（変数１１）、動き検索の分割単位であるブロックライ
ン数（変数１２）、フレーム圧縮の分割単位であるブロ
ックライン数（変数１３）の値を設定している。

【００３９】図７の分割単位設定は現在の残りメモリ容
量を調べて変数ｍにその値を格納して（ステップ６
１）、動画圧縮のプログラムサイズを調べて変数ｐにそ
の値を格納して（ステップ６２）、１マクロブロック分
のデータサイズ（８×８×６×２）を算出して変数ｋに
その値を格納して（ステップ６３）、１ブロックライン
のデータサイズ（ｋ×（水平画素数／１６））を算出し
て変数ｂにその値を格納して（ステップ６４）、動画圧
縮実行時に獲得できるメモリサイズ（ｍ−ｐ）を算出し
て変数ｗにその値を格納する（ステップ６５）。

【００４０】次に使用可能なマクロブロックのデータの
ライン数（ｗ／ｂ）を算出して変数ｃに格納して（ステ
ップ６６）、使用可能なデータのフレーム数（ｃ／（垂
直画素数／１６））を算出して変数ｎに格納する（ステ
ップ６７）。次に現在実行中のプログラムの数を調べて
変数ｄに格納して（ステップ６８）、ＹＣｒＣｂ変換の
分割単位（分割テーブル

〔０〕〔ｄ〕）を求めて変数１
１に格納して（ステップ６９）、変数１１の値が変数ｃ
の値よりも大きいかどうかを判断して（ステップ７
０）、そうでない場合はステップ７２に進む。そうであ
る場合は変数ｃの値を変数１１に格納する（ステップ７
１）。

【００４１】次に動き検索の分割単位（分割テーブル
〔１〕〔ｄ〕）を求めて変数１２に格納して（ステップ
７２）、変数１２の値が変数ｃの値よりも大きいかどう
かを判断して（ステップ７３）、そうでない場合はステ
ップ７５に進む。そうである場合は変数ｃの値を変数１
２に格納する（ステップ７４）。次にフレーム圧縮の分
割単位（分割テーブル〔２〕〔ｄ〕）を求めて変数１３
に格納して（ステップ７５）、変数１３の値が変数ｃの
値よりも大きいかどうかを判断して（ステップ７６）、
そうでない場合は処理を終了する。そうである場合は変
数ｃの値を変数１３に格納する（ステップ７７）。

【００４２】このように残りのメモリ容量と実行してい
るプログラム数を調べて最適な分割単位を設定するの
で、並列実行時に複数のプログラムの実行効率を下げる
ことなく圧縮することができる。

【００４３】図９は動画圧縮処理のフローチャートであ
る。図８の動画圧縮は現在の処理を判断して（ステップ
８１）、ＹＣｒＣｂ変換の場合はＹＣｒＣｂ変換手段３
３により画像を１ライン分ＹＣｒＣｂに変換して（ステ
ップ８２）、１フレーム終了したかどうか判断して（ス
テップ８３）、そうでない場合はステップ８７に進む。
そうである場合は処理する画像のフレームを更新して
（ステップ８４）、ｎフレーム終了したかどうかを判断
して（ステップ８５）、そうでない場合はステップ８７
に進む。そうである場合は次の処理を動き検索に切り替
えて（ステップ８６）、１１ライン終了したかどうかを
判断して（ステップ８７）、そうである場合は処理を終
了する。そうでない場合はステップ８２に戻る。

【００４４】また、動き検索の場合は動き検索手段３４
により画像の前／後フレームとの動きを求めて（ステッ
プ８８）、１フレーム終了したかどうか判断して（ステ
ップ８９）、そうでない場合はステップ９３に進む。そ
うである場合は処理する画像のフレームを更新して（ス
テップ９０）、ｎフレーム終了したかどうかを判断して
（ステップ９１）、そうでない場合はステップ９３に進
む。そうである場合は次の処理を動き検索に切り替えて
（ステップ９２）、１２ブロックライン終了したかどう
かを判断して（ステップ９３）、そうでない場合はステ
ップ８８に戻る。そうである場合は処理を終了する。

【００４５】また、フレーム圧縮の場合はフレーム圧縮
を行い（ステップ９４）、ｎフレーム終了したかどうか
を判断して（ステップ９５）、そうでない場合は処理を
終了する。そうである場合は次の処理をＹＣｒＣｂ変換
に切り替える（ステップ９６）。

【００４６】このように動画圧縮をＹＣｒＣｂ変換、動
き検索、フレーム圧縮に分割して処理しているので、短
時間で中断できる。また、各処理が数フレーム分繰り返
して実行するために、各処理のプログラムが動作中にキ
ャッシュメモリに置かれるので、高速に実行させること
ができる。また、分割された各処理のプログラムのサイ
ズは小さくなるので、必要なキャッシュメモリのサイズ
を小さくすることができる。

【００４７】図１０はフレーム圧縮手段３５のフローチ
ャートである。図１０のフレーム圧縮はフレーム間圧縮
であるかどうかを判断して（ステップ１０１）、そうで
ない場合はステップ１０４に進む。そうである場合は動
き予測手段３６により参照フレーム部４０に格納されて
いる前／後フレームとの差分値を１ブロックライン分求
めて（ステップ１０２）、１３ブロックライン終了した
かどうかを判断して（ステップ１０３）、そうでない場
合はステップ１０２に戻る。そうである場合はＤＣＴ手
段３７によりＤＣＴを１ブロックライン分行って（ステ
ップ１０４）、１３ブロックライン終了したかどうかを
判断して（ステップ１０５）、そうでない場合はステッ
プ１０４に戻る。そうである場合は量子化手段３８によ
り量子化を１ブロックライン分行って（ステップ１０
６）、１３ブロックライン終了したかどうかを判断して
（ステップ１０７）、そうでない場合はステップ１０６
に戻る。そうである場合はＶＬＣ手段３９により可変長
符号化を１ブロックライン分行って（ステップ１０
８）、１３ブロックライン終了したかどうかを判断して
（ステップ１０９）、そうでない場合はステップ１０８
に戻る。そうである場合は逆量子化手段４３により逆量
子化を１ブロックライン分行って（ステップ１１０）、
１３ブロックライン終了したかどうかを判断して（ステ
ップ１１１）、そうでない場合はステップ１１０に戻
る。そうである場合はＩＤＣＴ手段４２によりＩＤＣＴ
を１ブロックライン分行って（ステップ１１２）、１３
ブロックライン終了したかどうかを判断して（ステップ
１１３）、そうでない場合はステップ１１２に戻る。そ
うである場合はフレーム間圧縮であるかどうかを判断し
て（ステップ１１４）、そうでない場合はステップ１１
７に進む。そうである場合は動き補償手段４１により参
照ブロック部４０に格納されている前／後フレームと差
分値の加算を１ブロックライン分行って（ステップ１１
５）、１３ブロックライン終了したかどうかを判断して
（ステップ１１６）、そうでない場合はステップ１１５
に戻る。そうである場合は１３ブロックライン分の復号
された画像データを参照フレーム部４０に格納する（ス
テップ１１７）。

【００４８】次に１フレーム終了したかどうかを判断し
て（ステップ１１８）、そうでない場合は処理を終了す
る。そうである場合は処理する画像のフレームを更新す
る（ステップ１１９）。

【００４９】このようにフレーム圧縮をブロックライン
単位で制御しているので、短時間で中断できる。また、
フレーム圧縮を動き予測、ＤＣＴ、量子化、可変長符号
化、逆量子化、ＩＤＣＴ、動き補償に分割して、各処理
が数ブロックライン分繰り返して実行するために、各処
理のプログラムが動作中にキャッシュメモリに置かれる
ので、高速に実行させることができる。また、分割され
た各処理のプログラムのサイズは小さくなるので、必要
なキャッシュメモリのサイズを小さくすることができ
る。

【００５０】図１１，１２，１３はフレーム圧縮手段３
５の別方式のフローチャートである。このフレーム圧縮
では、ステップ１２１で現在の処理を判断して、動き予
測である場合はフレーム間圧縮であるかどうかを判断し
て（ステップ１２２）、そうでない場合はステップ１２
８に進む。そうである場合は動き予測手段３６により参
照フレーム部４０に格納されている前／後フレームとの
差分値を１ブロックライン分求めて（ステップ１２
３）、１フレーム終了かどうかを判断して（ステップ１
２４）、そうでない場合はステップ１２３に戻る。そう
である場合は処理する画像のフレームを更新して（ステ
ップ１２５）、ｎフレーム終了したかどうかを判断して
（ステップ１２６）、そうでない場合は処理を終了す
る。そうである場合は次の処理をＤＣＴに切り替える
（ステップ１２７）。

【００５１】また、ステップ１２１での判断結果がＤＣ
Ｔの場合はＤＣＴ手段３７によりＤＣＴを１ブロックラ
イン分行って（ステップ１２８）、１フレーム終了した
かどうかを判断して（ステップ１２９）、処理する画像
のフレームを更新して（ステップ１３０）、ｎフレーム
終了したかどうかを判断して（ステップ１３１）、そう
でない場合は処理を終了する。そうである場合は次の処
理を量子化に切り替える（ステップ１３２）。

【００５２】また、ステップ１２１での判断結果が量子
化の場合は量子化手段３８により量子化を１ブロックラ
イン分行って（ステップ１３３）、１フレーム終了した
かどうかを判断して（ステップ１３４）、処理する画像
のフレームを更新して（ステップ１３５）、ｎフレーム
終了したかどうかを判断して（ステップ１３６）、そう
でない場合は処理を終了する。そうである場合は次の処
理をＶＬＣに切り替える（ステップ１３７）。

【００５３】また、ステップ１２１での判断結果がＶＬ
Ｃの場合はＶＬＣ手段３９により可変長符号化を１ブロ
ックライン分行って（ステップ１３８）、１フレーム終
了したかどうかを判断して（ステップ１３９）、処理す
る画像のフレームを更新して（ステップ１４０）、ｎフ
レーム終了したかどうかを判断して（ステップ１４
１）、そうでない場合は処理を終了する。そうである場
合は次の処理を逆量子化に切り替える（ステップ１４
２）。

【００５４】また、ステップ１２１での判断結果が逆量
子化の場合は逆量子化手段４３により逆量子化を１ブロ
ックライン分行って（ステップ１４３）、１フレーム終
了したかどうかを判断して（ステップ１４４）、処理す
る画像のフレームを更新して（ステップ１４５）、ｎフ
レーム終了したかどうかを判断して（ステップ１４
６）、そうでない場合は処理を終了する。そうである場
合は次の処理をＩＤＣＴに切り替える（ステップ１４
７）。

【００５５】また、ＩＤＣＴの場合はＩＤＣＴ手段４２
によりＩＤＣＴを１ブロックライン分行って（ステップ
１４８）、１フレーム終了したかどうかを判断して（ス
テップ１４９）、処理する画像のフレームを更新して
（ステップ１５０）、ｎフレーム終了したかどうかを判
断して（ステップ１５１）、そうでない場合は処理を終
了する。そうである場合は次の処理をＩＤＣＴに切り替
える（ステップ１５２）。

【００５６】また、ステップ１２１での判断結果が局部
復号の場合はフレーム間圧縮であるかどうかを判断して
（ステップ１４９）、そうでない場合はステップ１５２
に進む。そうである場合は動き補償手段４１により参照
フレーム部４０に格納されている前／後フレームと差分
値の加算を１ブロックライン分行って（ステップ１５
０）、１フレーム終了したかどうかを判断して（ステッ
プ１５１）、そうでない場合はステップ１５０に戻る。
そうである場合は１フレーム分の復号された画像データ
を参照フレーム部４０に格納して（ステップ１５２）、
処理する画像のフレームを更新して（ステップ１５
３）、ｎフレーム終了したかどうかを判断して（ステッ
プ１５４）、そうでない場合は処理を終了する。そうで
ある場合は次の処理を動き予測に切り替える（ステップ
１５５）。

【００５７】このようにフレーム圧縮を動き予測、ＤＣ
Ｔ、量子化、可変長符号化、逆量子化、ＩＤＣＴ、局部
復号に分割して処理しているので、短時間で中断でき
る。また、各処理が数フレーム分繰り返して実行するた
めに、各処理のプログラムが動作中にキャッシュメモリ
に置かれるので、高速に実行させることができる。ま
た、分割された各処理のプログラムのサイズは小さくな
るので、必要なキャッシュメモリのサイズを小さくする
ことができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、動画圧縮
のプログラムを複数の小さなサイズのプログラムに分割
して実行するので、必要なキャッシュメモリのサイズを
小さくすることができる。また、各プログラムが連続し
て繰り返し実行するので、特にキャッシュメモリの制御
をしなくても各プログラムを動作中にキャッシュメモリ
に置くことができる。また、各プログラムの繰り返し回
数を任意に変更して圧縮を中断する時間を調節できるの
で、圧縮中に実行効率を下げずに複数のプログラムを並
列的に実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＭＰＥＧの符号の階層図である。

【図２】従来例の動画圧縮装置のブロック図である。

【図３】動画圧縮と動画編集の処理時間を示した図であ
る。

【図４】キャッシュメモリの動作を説明するブロック図
である。

【図５】本発明の一実施例の動画圧縮装置のブロック図
である。

【図６】装置制御のフローチャートである。

【図７】分割単位の例を示した分割テーブルである。

【図８】分割単位設定のフローチャートである。

【図９】動画圧縮のフローチャートである。

【図１０】フレーム圧縮のフローチャートである。

【図１１】フレーム圧縮の別方式のフローチャートその
１である。

【図１２】フレーム圧縮の別方式のフローチャートその
２である。

【図１３】フレーム圧縮の別方式のフローチャートのそ
の３である。

【符号の説明】

３１ キーボード ３２ 装置制御手段 ３３ ＹＣｒＣｂ変換手段 ３４ 動き検索手段 ３５ フレーム圧縮手段 ３６ 動き予測手段 ３７ ＤＣＴ手段 ３８ 量子化手段 ３９ ＶＬＣ手段 ４０ 参照フレーム部 ４１ 動き補償手段 ４２ ＩＤＣＴ手段 ４３ 逆量子化手段 ４４ 分割設定手段 ４５ 他のプログラム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を小ブロックに分割して、各ブロッ
   ク毎に離散コサイン変換を行い、その変換結果を量子化
   して、高能率符号化されたフレーム内符号と、画像を小
   ブロックに分割して、各ブロック毎に現フレームとその
   前後のフレームで最も差分が小さくなるようなブロック
   を検索して（動き検索）を行い、現フレームのブロック
   と動き検索されたフレームのブロックで差分を取り、そ
   の差分ブロックに離散コサイン変換を行い、その変換結
   果を量子化して、高能率符号化されたフレーム間符号で
   動画を圧縮符号化する動画圧縮装置において、現在の空
   きメモリ容量を調べて動画圧縮を中断するフレーム数、
   ライン数、ブロックライン（水平方向に連続したマクロ
   ブロック行）数を設定する手段を備えたことを特徴とす
   る動画圧縮装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した動画圧縮装置に、Ｙ
   ＣｒＣｂ変換、動き検索、フレーム圧縮に分割して圧縮
   する手段を備えたことを特徴とする動画圧縮装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載した動画圧縮装置に、フ
   レーム単位、ライン単位で処理を中断してＹＣｒＣｂ変
   換を行う手段を備えたことを特徴とする動画圧縮装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載した動画圧縮装置に、フ
   レーム単位、ブロックライン単位で処理を中断して動き
   検索を行う手段を備えたことを特徴とする動画圧縮装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載した動画圧縮装置に、フ
   レーム単位、ブロックライン単位で処理を中断して圧縮
   を行う手段を備えたことを特徴とする動画圧縮装置。