JPH1042295A - Video signal encoding method and video signal encoder - Google Patents

Video signal encoding method and video signal encoder

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JPH1042295A
JPH1042295A JP19126696A JP19126696A JPH1042295A JP H1042295 A JPH1042295 A JP H1042295A JP 19126696 A JP19126696 A JP 19126696A JP 19126696 A JP19126696 A JP 19126696A JP H1042295 A JPH1042295 A JP H1042295A
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JP
Japan
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frame
data
picture
video signal
image
Prior art date
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Application number
JP19126696A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshimasa Hosono
義雅 細野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To satisfy the frame rate of an MPEG standard and to reduce a practical frame rate. SOLUTION: A copy stream generator 19 for generating a code word bit stream (copy stream) for indicating that it is the same as a previously encoded picture is provided. A system control part 15 supplies the code word bit stream (copy stream) 19a outputted from the copy stream generator 19 through an output data changeover switch 16 for comprising a code multiplexer to a butter 7 without performing inter motion compensation frame encoding to a B picture or a P picture to be the object of frame thinning. By inserting the code word but stream of just copying a frame in front or at the back cyclically, the frame rate lower than a normal frame rate is realized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、映像信号符号化
方法および映像信号符号化装置に係り、詳しくは、フレ
ームの複写を指定するデータをビットストリーム中に挿
入することで、規格上のフレームレートの条件を満足し
た上で、実質的なフレームレートの低減を可能にする映
像信号符号化方法および映像信号符号化装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal encoding method and a video signal encoding device, and more particularly, to a standard frame rate by inserting data designating frame copying into a bit stream. The present invention relates to a video signal encoding method and a video signal encoding device capable of substantially reducing the frame rate while satisfying the following conditions.

【0002】[0002]

【従来の技術】蓄積メディア用動画像符号化方式の1つ
としてMPEG1(ISO/IEC11172)が知ら
れている(MPEG:Moving Picture
Experts Group)。MPEG1のデータ構
造を図1に、MPEG1のビットストリーム構造を図2
〜図7に示す。なお、図1〜図7は、安田浩編著「マル
チメディアの国際標準」(丸善発行)第6章に記載され
ているものである。なお、これらのデータ構造,ビット
ストリーム構造は、標準化案に関するものである。
2. Description of the Related Art MPEG1 (ISO / IEC11172) is known as one of moving picture coding methods for storage media (MPEG: Moving Picture).
Experts Group). FIG. 1 shows the data structure of MPEG1, and FIG. 2 shows the bit stream structure of MPEG1.
7 to FIG. FIGS. 1 to 7 are described in Chapter 6 of "International Standards for Multimedia" (published by Maruzen), edited by Hiroshi Yasuda. These data structure and bit stream structure relate to a standardization plan.

【0003】図1に示すようにMPEG1は、ブロッ
ク、マクロブロック、スライス、ピクチャ、GOP、シ
ーケンスの6層のデータ構造を有する。
As shown in FIG. 1, MPEG1 has a data structure of six layers of blocks, macroblocks, slices, pictures, GOPs, and sequences.

【0004】ブロックは、輝度または色差の隣り合った
8画素×8ラインの画素から構成される。DCT(離散
コサイン変換)は、このブロック単位で実行される。
A block is composed of 8 pixels × 8 lines of pixels having adjacent luminance or color differences. DCT (Discrete Cosine Transform) is executed on a block-by-block basis.

【0005】マクロブロックは、左右および上下に隣り
合った4つの輝度ブロックY0,Y1,Y2,Y3と画
像上で同じ位置にあたる色差ブロックCb,Crとの6
つのブロックで構成される。伝送順序は、Y0,Y1,
Y2,Y3,Cb,Crである。予測データ(差分をと
る基準の画像データ:前方予測,後方予測,両方向予測
等で作られる)に何を用いるか、差分を送らなくてもよ
いかなどは、マクロブロック単位で判断される。符号化
ブロックが予測マクロブロックと同じときは、マクロブ
ロック層のデータをなにも送らない。これをスキップす
るという。マクロブロックが連続でスキップされたと
き、次にくる非スキップマクロブロックにその前のスキ
ップされたマクロブロックの数をもたせる。
A macroblock is composed of four luminance blocks Y0, Y1, Y2, and Y3 adjacent to each other in the left and right and up and down directions and color difference blocks Cb and Cr at the same position on the image.
It consists of one block. The transmission order is Y0, Y1,
Y2, Y3, Cb, and Cr. It is determined in macroblock units what to use for prediction data (reference image data for obtaining a difference: created by forward prediction, backward prediction, bidirectional prediction, etc.), and whether or not to send a difference. If the coded block is the same as the predicted macroblock, no macroblock layer data is sent. It is said to skip this. When a macroblock is skipped in succession, the next non-skipped macroblock has the number of previous skipped macroblocks.

【0006】スライスは、画像の操作順に連なる1また
は複数のマクロブロックで構成される。スライスの頭で
は、画像内における動きベクトル、DC成分の差分がリ
セットされる。最初のマクロブロックは画像内での位置
を示すデータをもっており、エラーが起こった場合でも
復帰できるようにしている。スライスの長さ、始まる位
置は任意である。スライスの最初および最後のマクロブ
ロックは、非スキップマクロブロックでなくてはならな
い。
[0006] A slice is composed of one or a plurality of macroblocks connected in the order of image operations. At the beginning of the slice, the difference between the motion vector and the DC component in the image is reset. The first macroblock has data indicating the position in the image, and can be restored even if an error occurs. The length of the slice and the starting position are arbitrary. The first and last macroblocks in a slice must be non-skipping macroblocks.

【0007】ピクチャ(1枚毎の画像)は、少なくとも
1または複数のスライスから構成される。ピクチャは、
符号化される方式にしたがって、I,P,Bの3種類の
ピクチャタイプに分類される。
[0007] A picture (an image for each image) is composed of at least one or a plurality of slices. The picture is
According to the encoding method, the picture types are classified into three types, I, P, and B.

【0008】Iピクチャ(Intra−coded p
icture:イントラ符号化画像)は、符号化される
ときにその画像1枚の中だけで閉じた情報のみを使う。
言い換えると、復号化するときIピクチャ自身の情報の
みで画像が再構成できる。
[0008] I picture (Intra-coded p
image: intra-coded image) uses only closed information in one image when it is encoded.
In other words, when decoding, an image can be reconstructed using only the information of the I picture itself.

【0009】Pピクチャ(Predictive−co
ded picture:前方予測符号化画像)は、予
測画像(差分をとる基準となる画像)として、入力で時
間的に前に位置しすでに復号化されたIピクチャまたは
Pピクチャを使う。実際には動き補償された予測画像と
の差を符号化するか差分をとらずに符号化する(イント
ラ符号化)か効率のよい方をマクロブロック単位で選択
できる。
A P-picture (Predictive-co
The ded picture (forward predicted coded image) uses an I-picture or a P-picture which is located temporally earlier in the input and has already been decoded, as a predicted image (a reference image for taking a difference). In practice, it is possible to select, on a macroblock-by-macroblock basis, whether to encode the difference from the motion-compensated predicted image or to encode without taking the difference (intra encoding).

【0010】Bピクチャ(Bidirection p
redictive−codedpicture:両方
向予測符号化画像)は、予測画像として時間的に前に位
置しすでに復号化されたIピクチャまたはPピクチャ、
時間的に後に位置しすでに復号化されたIピクチャまた
はPピクチャ、およびその両方から作られた補間画像の
3種類を使う。この3種類の動き補償後の差分の符号化
とイントラ符号化の中で一番効率のよいものをマクロブ
ロック単位で選択できる。
[0010] B picture (Bidirectional p
(reactive-coded picture) is a previously decoded I picture or P picture which is temporally located earlier as a predicted picture,
It uses three types of interpolated images, which are located later in time and have already been decoded from I-pictures or P-pictures, and both. The most efficient of the three types of difference coding and intra coding after motion compensation can be selected in macroblock units.

【0011】GOP(グループオブピクチャ)は、1ま
たは複数枚のIピクチャと0または複数枚の非Iピクチ
ャとから構成される。符号器への入力順をI1、B2、
B3、P4|B5、B6、I7、B8、B9、I10、
B11、B12、P13、B14、B15、P16|B
17、B18、I19、B20、B21、P21とした
とき、符号器の出力はI1、P4、B2、B3|I7、
B5、B6、I10、B8、B9、P13、B11、B
12、P16、B14、B15|I19、17、B1
8、P21、B20、B21となる。ここで、I,P,
Bはピクチャタイプ、数字は符号器への入力順序、|は
GOPの切り目を表わす。Bピクチャを符号化または復
号化するには、その予測画像となる時間的には後方にあ
るIピクチャまたはPピクチャが先に符号化されている
必要があるため、符号器の中でフレームの並び変え(順
序の入れ替え)がなされる。Iピクチャの間隔およびP
ピクチャの間隔は自由であり、GOP内部で変ってもよ
い。
[0011] A GOP (group of pictures) is composed of one or more I pictures and zero or more non-I pictures. The input order to the encoder is I1, B2,
B3, P4 | B5, B6, I7, B8, B9, I10,
B11, B12, P13, B14, B15, P16 | B
17, B18, I19, B20, B21, and P21, the outputs of the encoder are I1, P4, B2, B3 | I7,
B5, B6, I10, B8, B9, P13, B11, B
12, P16, B14, B15 | I19, 17, B1
8, P21, B20, and B21. Where I, P,
B represents a picture type, numbers represent an input order to the encoder, and | represents a GOP break. In order to encode or decode a B picture, it is necessary that an I picture or a P picture which is a temporally backward prediction picture is previously coded. A change (order change) is made. I picture spacing and P
The intervals between pictures are free and may vary within a GOP.

【0012】シーケンス(ビデオシーケンス)は、画像
サイズ、画像レートなどが同じ1または複数のGOPか
ら構成される。
A sequence (video sequence) is composed of one or a plurality of GOPs having the same image size, image rate, and the like.

【0013】図2に示すように、各層毎にビットストリ
ームのシンタクスが規定されている。例えば、シーケン
ス(ビデオシーケンス)層では、シーケンス層の始めを
示す同期コードSSC、画像の横の画素数HS、画像の
縦のライン数VS、画素間隔の縦横比を表わすインデク
スPAR、画像の表示レートのインデクスPR等の各種
の内容と順序が規定されている。図2中の略号の意味を
図3〜7に示す。
As shown in FIG. 2, the syntax of a bit stream is defined for each layer. For example, in the sequence (video sequence) layer, a synchronization code SSC indicating the beginning of the sequence layer, the number of horizontal pixels HS of the image, the number of vertical lines VS of the image, an index PAR indicating the aspect ratio of the pixel interval, the display rate of the image And various contents, such as the index PR, are specified. The meanings of the abbreviations in FIG. 2 are shown in FIGS.

【0014】図8は従来のMPEG1エンコーダのブロ
ック構成図である。従来のMPEG1エンコーダ101
は、動き予測部102と、減算器103と、離散コサイ
ン変換器(DCT)104と、量子化器105と、可変
長符号化器106と、バッファ107と、逆量子化器1
08と、逆離散コサイン変換器(逆DCT)109と、
加算器110と、遅延回路111と、第1のフレームバ
ッファ112と、第2のフレームバッファ113と、平
均値演算回路114と、システム制御部115と、符号
化データの多重化部を構成する出力データ切り換えスイ
ッチ116と、差分をとる基準画像を選択する基準画像
選択スイッチ117と、各フレームバッファ112,1
13への入力を切り換える局部復号画像入力切り換えス
イッチ118とを備える。
FIG. 8 is a block diagram of a conventional MPEG1 encoder. Conventional MPEG1 encoder 101
Is a motion prediction unit 102, a subtractor 103, a discrete cosine transformer (DCT) 104, a quantizer 105, a variable length encoder 106, a buffer 107, and an inverse quantizer 1
08, an inverse discrete cosine transform (inverse DCT) 109,
An adder 110, a delay circuit 111, a first frame buffer 112, a second frame buffer 113, an average calculation circuit 114, a system control unit 115, and an output configuring a multiplexing unit for encoded data. A data changeover switch 116, a reference image selection switch 117 for selecting a reference image for obtaining a difference, and each frame buffer 112, 1
And a local decoded image input changeover switch 118 for changing over the input to the input terminal 13.

【0015】入力画像は動き予測部102へ供給され
る。入力画像はデジタル輝度信号Yならびにデジタル色
差信号Cb,Crからなるフレーム画像である。動き予
測部102は、複数枚のフレーム画像を一時記憶すると
ともに、フレーム単位での並び変えを行なうことができ
る。動き予測部102は、動き予測を行ない動きベクト
ル102aを出力する。動き予測とは、予測されるマク
ロブロックが、基準となるフレーム内の同じ位置のマク
ロブロックからどれほどずれた位置のものに一番近いか
を予測することである。近いという判断基準はアルゴリ
ズムによって異なるが、通常は圧縮する際の発生ビット
量が最も小さくなると思われる値である。
An input image is supplied to a motion prediction unit 102. The input image is a frame image including the digital luminance signal Y and the digital color difference signals Cb and Cr. The motion prediction unit 102 can temporarily store a plurality of frame images and perform rearrangement in units of frames. The motion prediction unit 102 performs motion prediction and outputs a motion vector 102a. The motion prediction is to predict how close a macroblock to be predicted is from a macroblock at the same position in a reference frame and closest to the macroblock. The criterion of closeness differs depending on the algorithm, but is usually a value that is considered to minimize the amount of generated bits during compression.

【0016】エンコードの手順を図9に示すフレーム構
成に基づいて説明する。図9において、フレーム内の1
文字目のアルファベットはピクチャタイプを表わす。I
はIピクチャ、PはPピクチャ、BはBピクチャであ
る。ピクチャタイプに続く数字は、エンコードされる順
番を示す。前述したように、入力順とエンコード順は異
なっている。
The encoding procedure will be described based on the frame structure shown in FIG. In FIG. 9, 1 in the frame
The letter alphabet represents the picture type. I
Is an I picture, P is a P picture, and B is a B picture. The number following the picture type indicates the encoding order. As described above, the input order and the encoding order are different.

【0017】最初にエンコードされるフレームは、予測
に使用できるフレームがまだ存在しないので、Iピクチ
ャに割り当て、フレーム内のみで符号化を行なう。I_
0のエンコード時に、システム制御部115は、基準画
像選択スイッチ117をデータ0を供給する位置に制御
する。これにより、減算器103の差分をとる基準画像
データ入力端子103aには0のデータが供給される。
したがって、動き予測部102から出力されたIピクチ
ャのピクセル(画素)データ102bは、減算器103
で何ら作用を受けず、Iピクチャのピクセルデータ10
2bはそのまま離散コサイン変換部(DCT)104へ
供給される。離散コサイン変換部(DCT)104は、
ピクセルデータ102bを8×8画素単位で直交変換し
て、変換係数104aを出力する。変換係数104aは
量子化器105で量子化される。量子化された変換係数
105aは、可変長符号化器106で可変長符号106
aに変換される。変換係数に係る可変長符号106a
は、出力データ切り換えスイッチ116を介してバッフ
ァ107へ入力され、このバッファ107を介して例え
ばホストコンピュータ等へ供給される。
Since the frame to be encoded first has no frame that can be used for prediction, it is assigned to an I picture, and encoding is performed only within the frame. I_
At the time of encoding 0, the system control unit 115 controls the reference image selection switch 117 to a position where data 0 is supplied. As a result, data of 0 is supplied to the reference image data input terminal 103a which takes the difference of the subtractor 103.
Therefore, the pixel (pixel) data 102b of the I picture output from the motion prediction unit 102 is
Is not affected at all, and the pixel data 10 of the I picture
2b is supplied to the discrete cosine transform unit (DCT) 104 as it is. The discrete cosine transform unit (DCT) 104
The pixel data 102b is orthogonally transformed in units of 8 × 8 pixels, and a transform coefficient 104a is output. The transform coefficient 104a is quantized by the quantizer 105. The quantized transform coefficient 105a is converted into a variable length code
is converted to a. Variable length code 106a related to transform coefficient
Is input to the buffer 107 via the output data changeover switch 116, and supplied to, for example, a host computer or the like via the buffer 107.

【0018】システム制御部115は、マクロブロック
層より上の層の符号化データ115aを生成し、出力デ
ータ切り換えスイッチ116を可変長符号化器106の
出力側からシステム制御部115の出力側に切り換え
て、シーケンス層,GOP層,ピクチャ層,スライス層
に係る符号化データ115aをバッファ107へ供給す
る。
The system control unit 115 generates encoded data 115a in a layer above the macroblock layer, and switches an output data changeover switch 116 from the output side of the variable length encoder 106 to the output side of the system control unit 115. Then, the coded data 115a related to the sequence layer, the GOP layer, the picture layer, and the slice layer is supplied to the buffer 107.

【0019】量子化器105から出力された変換係数1
05aは、逆量子化器108へ供給されて逆量子化され
る。逆量子化によって復号された変換係数108aは逆
離散コサイン変換器109で逆直交変換される。逆直交
変換によって生成されたデータ109aは、加算器11
0の一方の入力端子へ供給される。Iピクチャの符号化
の場合、加算器110の他方の入力端子には、遅延回路
111を介して0のデータが供給されているので、逆離
散コサイン変換器109から出力されたデータ109a
は、加算器110で何ら作用を受けずにそのまま出力さ
れる。
The transform coefficient 1 output from the quantizer 105
05a is supplied to the inverse quantizer 108 and inversely quantized. The transform coefficient 108 a decoded by the inverse quantization is subjected to inverse orthogonal transform by the inverse discrete cosine transformer 109. The data 109a generated by the inverse orthogonal transform is added to the adder 11
0 is supplied to one input terminal. In the case of encoding an I picture, data of 0 is supplied to the other input terminal of the adder 110 via the delay circuit 111, so that the data 109a output from the inverse discrete cosine transformer 109
Is output as it is without being affected by the adder 110.

【0020】I_0のエンコード時に、システム制御部
115は、局部復号画像入力切り換えスイッチ118を
例えば第1フレームバッファ112側へ制御しているの
で、加算器110から出力されたI_0フレームの局部
復号画像は、第1のフレームバッファ112に格納され
る。
At the time of encoding I_0, the system control unit 115 controls the local decoded image input changeover switch 118 to, for example, the first frame buffer 112 side, so that the locally decoded image of the I_0 frame output from the adder 110 is , Are stored in the first frame buffer 112.

【0021】ここで、離散コサイン変換器104、量子
化器105によって圧縮した画像データを復号して復号
画像を生成して、各フレームバッファ112,113に
格納するのは、符号化したフレームデータをもとに次の
フレーム間予測に用いるためである。
Here, the decoded image data is generated by decoding the image data compressed by the discrete cosine transformer 104 and the quantizer 105 and stored in each of the frame buffers 112 and 113. This is because it is used for the next inter-frame prediction.

【0022】次に、図9に示したB_1がI_0からの
後方予測のみを使用してエンコーダされる場合を説明す
る。この場合、システム制御部115は、基準画像選択
スイッチ117を第1のフレームバッファ112側へ切
り換える。また、システム制御部115は、局部復号画
像入力切り換えスイッチ118をオフ位置(いずれのフ
レームバッファ112,113にも接続されない位置)
に切り換える。
Next, a case will be described in which B_1 shown in FIG. 9 is encoded using only backward prediction from I_0. In this case, the system control unit 115 switches the reference image selection switch 117 to the first frame buffer 112 side. Further, the system control unit 115 sets the local decoded image input changeover switch 118 to the off position (a position not connected to any of the frame buffers 112 and 113).
Switch to.

【0023】システム制御部115は、動き予測部10
1からフレームB_1に係るマクロブロックのピクセル
データを出力させるとともに、第1のフレームメモリ1
12からは、動き予測部101が出力しているマクロブ
ロック位置と同じマクロブロック位置から動きベクトル
102aで指定される分だけずらした矩形領域のピクセ
ルデータを読み出す。第1のフレームメモリ112から
動きベクトル102aに応じて読み出されたピクセルデ
ータ112aは、基準画像選択スイッチ117を介して
減算器103の基準画像入力端子103aへ供給され
る。したがって、減算器103からは、B_1のフレー
ム画像のピクセルデータと、先に符号化されたIピクチ
ャに動き補償を行なったピクセルデータとの差分データ
が出力される。この差分データは、離散コサイン変換器
104で直交変換され、量子化器105で量子化され、
可変長符号化器106で可変長符号に変換され、出力デ
ータ切り換えスイッチ116を介してバッファ107へ
蓄積される。
The system control unit 115 includes the motion prediction unit 10
1 to output the pixel data of the macroblock relating to the frame B_1 and the first frame memory 1
12, pixel data of a rectangular area shifted from the same macroblock position as that output by the motion prediction unit 101 by the amount specified by the motion vector 102a is read. The pixel data 112a read from the first frame memory 112 according to the motion vector 102a is supplied to the reference image input terminal 103a of the subtractor 103 via the reference image selection switch 117. Therefore, the subtractor 103 outputs difference data between the pixel data of the B_1 frame image and the pixel data obtained by performing motion compensation on the previously encoded I picture. This difference data is orthogonally transformed by the discrete cosine transformer 104 and quantized by the quantizer 105.
The data is converted into a variable length code by the variable length encoder 106 and stored in the buffer 107 via the output data switch 116.

【0024】Bピクチャはフレーム間予測の基準画像と
して使用しないため、逆量子化器108、逆離散コサイ
ン変換器109等による局部復号画像の生成は不要であ
る。そこで、システム制御部115は、逆量子化器10
8、逆離散コサイン変換器109等による局部復号画像
の生成動作を行なわないよう制御する。
Since the B picture is not used as a reference image for inter-frame prediction, it is not necessary to generate a locally decoded image by the inverse quantizer 108, the inverse discrete cosine transformer 109, and the like. Therefore, the system control unit 115 sets the inverse quantizer 10
8. Control to prevent the operation of generating a locally decoded image by the inverse discrete cosine transformer 109 or the like.

【0025】次に、図9に示したB_2がI_0からの
後方予測のみを使用してエンコーダされる。このエンコ
ード動作は、上述のB_1のエンコードの場合と同じで
ある。
Next, B_2 shown in FIG. 9 is encoded using only backward prediction from I_0. This encoding operation is the same as the above-described encoding of B_1.

【0026】次に、図9に示したP_3がI_0からの
前方予測のみを使用してエンコードされる。この場合、
システム制御部115は、基準画像選択スイッチ117
を第1のフレームバッファ112側へ切り換える。ま
た、システム制御部115は、局部復号画像入力切り換
えスイッチ118を第2のフレームバッファ113側へ
切り換える。
Next, P_3 shown in FIG. 9 is encoded using only forward prediction from I_0. in this case,
The system control unit 115 includes a reference image selection switch 117
To the first frame buffer 112 side. Further, the system control unit 115 switches the local decoded image input changeover switch 118 to the second frame buffer 113 side.

【0027】システム制御部115は、動き予測部10
1からフレームP_3に係るマクロブロックのピクセル
データを出力させるとともに、第1のフレームメモリ1
12からは、動き予測部101が出力しているマクロブ
ロック位置と同じマクロブロック位置から動きベクトル
102aで指定される分だけずらした矩形領域のピクセ
ルデータを読み出す。第1のフレームメモリ112から
動きベクトル102aに応じて読み出されたピクセルデ
ータ112aは、基準画像選択スイッチ117を介して
減算器103の基準画像入力端子103aへ供給され
る。したがって、減算器103からは、P_3のフレー
ム画像のピクセルデータと、先に符号化されたIピクチ
ャに動き補償を行なったピクセルデータとの差分データ
が出力される。この差分データは、離散コサイン変換器
104で直交変換され、量子化器105で量子化され、
可変長符号化器106で可変長符号に変換され、出力デ
ータ切り換えスイッチ116を介してバッファ107へ
蓄積される。
The system control unit 115 controls the motion prediction unit 10
1 to output the pixel data of the macroblock relating to the frame P_3 and the first frame memory 1
12, pixel data of a rectangular area shifted from the same macroblock position as that output by the motion prediction unit 101 by the amount specified by the motion vector 102a is read. The pixel data 112a read from the first frame memory 112 according to the motion vector 102a is supplied to the reference image input terminal 103a of the subtractor 103 via the reference image selection switch 117. Therefore, the subtractor 103 outputs difference data between the pixel data of the P_3 frame image and the pixel data obtained by performing motion compensation on the previously encoded I picture. This difference data is orthogonally transformed by the discrete cosine transformer 104 and quantized by the quantizer 105.
The data is converted into a variable length code by the variable length encoder 106 and stored in the buffer 107 via the output data switch 116.

【0028】Pピクチャのフレームデータはフレーム間
予測に使用するので、局部復号がなされる。量子化され
た変換係数105aは、逆量子化器108で逆量子化さ
れ、逆離散コサイン変換器109で逆直交変換され、逆
直交変換によって復号されたデータ109aは加算器1
10の一方の入力端子へ供給される。加算器110の他
方の入力端子には、遅延回路111を介して第1のフレ
ームメモリから動きベクトル102aに応じて読み出さ
れたピクセルデータ112aが供給される。遅延回路1
10の遅延時間は、離散コサイン変換器104と量子化
器105と逆量子化器108と逆離散コサイン変換器1
09とで形成される符号化・復号化ループの処理時間分
に設定されている。差分データの局部復号データと基準
とした画像データとが加算器110で加算されて、局部
復号画像データが生成される。加算器110から出力さ
れた局部復号画像データは、局部復号画像入力切り換え
スイッチ118を介して、予測画像が格納されていない
第2のフレームバッファ113へ格納される。これによ
り、第2のフレームバッファ113には、いま符号化し
たPピクチャの局部復号画像のフレームデータが格納さ
れる。
Since the frame data of the P picture is used for inter-frame prediction, local decoding is performed. The quantized transform coefficient 105 a is inversely quantized by an inverse quantizer 108, inversely orthogonally transformed by an inverse discrete cosine transformer 109, and data 109 a decoded by the inverse orthogonal transform is added to an adder 1.
10 to one input terminal. The other input terminal of the adder 110 is supplied with the pixel data 112a read out from the first frame memory via the delay circuit 111 in accordance with the motion vector 102a. Delay circuit 1
The delay time of the discrete cosine transformer 104, the quantizer 105, the inverse quantizer 108, and the inverse discrete cosine transformer 1
09 is set to the processing time of the encoding / decoding loop formed by the setting of the encoding loop. The locally decoded data of the difference data and the reference image data are added by the adder 110 to generate locally decoded image data. The local decoded image data output from the adder 110 is stored via the local decoded image input changeover switch 118 to the second frame buffer 113 in which no predicted image is stored. Thus, the second frame buffer 113 stores the currently decoded frame data of the locally decoded image of the P picture.

【0029】次に、図9に示したB_4がエンコードさ
れる。このB_4のエンコードには、I_0からの前方
予測と、P_3からの後方予測と、I_0とP_3の平
均値からの両方向予測との3種類の予測モードを使用で
きる。マクロブロック毎にいずれの予測モードを使用す
るかを選択できる。システム制御部115は、各マクロ
ブロック毎に設定された予測モードに基づいて、基準画
像選択スイッチ117を制御する。現在の時点で、第1
のフレームバッファ112にはI_0の局部復号画像デ
ータが、第2のフレームバッファ113にはP_3の局
部復号画像データがそれぞれ格納されている。したがっ
て、I_0からの前方予測モードでは、第1のフレーム
バッファ112側を選択するよう基準画像選択スイッチ
117が制御される。P_3からの後方予測モードで
は、第2のフレームバッファ113側を選択するよう基
準画像選択スイッチ117が制御される。両方向予測モ
ードでは、平均値演算回路114の出力を選択するよう
基準画像選択スイッチ117が制御される。ここで、平
均値演算回路114は、第1のフレームバッファ112
の出力112aと第2のフレームバッファ113の出力
113aの平均値を出力するよう構成されている。符号
化の動作は、上述したB_1の場合と同じである。B_
5についてもB_4と同じ動作がなされる。
Next, B_4 shown in FIG. 9 is encoded. For the encoding of B_4, three types of prediction modes can be used: forward prediction from I_0, backward prediction from P_3, and bidirectional prediction from the average value of I_0 and P_3. Which prediction mode to use can be selected for each macroblock. The system control unit 115 controls the reference image selection switch 117 based on the prediction mode set for each macro block. At present, the first
, The locally decoded image data of I_0 is stored in the frame buffer 112, and the locally decoded image data of P_3 is stored in the second frame buffer 113. Therefore, in the forward prediction mode from I_0, the reference image selection switch 117 is controlled so as to select the first frame buffer 112 side. In the backward prediction mode from P_3, the reference image selection switch 117 is controlled so as to select the second frame buffer 113 side. In the bidirectional prediction mode, the reference image selection switch 117 is controlled so as to select the output of the average value calculation circuit 114. Here, the average value calculation circuit 114 is connected to the first frame buffer 112
And an average value of the output 112a of the second frame buffer 113 and the output 113a of the second frame buffer 113. The encoding operation is the same as in the case of B_1 described above. B_
5, the same operation as B_4 is performed.

【0030】このような処理の繰り返しによって入力さ
れた画像のエンコードが行なわれる。ここで、動き予測
部102から出力される入力画像のピクセルデータと、
エンコードされた後に局部復号されてフレームメモリ1
12,113に格納されたフレームデータとは、同じ値
とはならない。主たる原因は、量子化器105による量
子化時にエンコードによって生成されるビットストリー
ムのデータ量を小さくするために、量子化スケールと呼
ばれる重み付けの値によって離散コサイン変換器104
の直交変換出力が除算され、小数点以下は丸められてし
まうためである。したがって、生成されるビットストリ
ームのデータ量が小さく制限されている場合は、たとえ
入力画像が静止画であっても、各フレームバッファ11
2,113内に格納される局部復号画像データが入力画
像データに近い値に収束するには、数フレームを経なけ
ればならない。
The input image is encoded by repeating such processing. Here, pixel data of the input image output from the motion prediction unit 102,
After being encoded, the frame memory 1 is locally decoded.
The frame data stored in 12 and 113 do not have the same value. The main cause is that in order to reduce the data amount of a bit stream generated by encoding at the time of quantization by the quantizer 105, the discrete cosine transformer 104 is determined by a weighting value called a quantization scale.
This is because the orthogonal transform output is divided and the decimal part is rounded. Therefore, when the data amount of the generated bit stream is limited to a small value, even if the input image is a still image, each frame buffer 11
In order for the locally decoded image data stored in 2,113 to converge to a value close to the input image data, several frames must be passed.

【0031】[0031]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したようにM
PEG1では、時間軸方向の冗長度を落とすために動き
補償を行なって画像間の差分をとり、その後に空間軸方
向の冗長度を落とすため離散コサイン変換と可変長符号
化を行なう方式を基本とし、ビットストリームの定義と
復号論理を規定している。
As described above, M
PEG1 is based on a method in which motion compensation is performed to reduce redundancy in the time axis direction to obtain a difference between images, and then discrete cosine transform and variable length coding are performed to reduce redundancy in the spatial axis direction. , Bit stream definition and decoding logic.

【0032】ここで、MPEG1では、フレームレート
として、図5の(a3)画像レートに示したように、毎
秒当りのピクチャ(フレーム)数として、23.97
6、24、25、29.97、30、50、59.4、
60の8種類を規定している。ここで、毎秒当りのフレ
ーム数59.94はNTSC方式のフィールドレート、
50はPAL方式のフィールドレート、29.97はN
TSC方式のフレームレート、25はPAL方式のフレ
ームレート、23.976はNTSC方式のフレームレ
ートの4/5のレートである。
Here, in MPEG1, as shown in (a3) image rate in FIG. 5, the number of pictures (frames) per second is 23.97 as the frame rate.
6, 24, 25, 29.97, 30, 50, 59.4,
Eight 60 types are defined. Here, the number of frames per second 59.94 is the field rate of the NTSC system,
50 is the PAL field rate, 29.97 is N
The TSC frame rate, 25 is the PAL frame rate, and 23.976 is the 4/5 frame rate of the NTSC frame rate.

【0033】一方、テレビ会議システム、監視カメラ装
置などの用途によっては、フレームレートを低くして、
データ量を小さくしたいという要求がある。多くの場
合、フレームレートを減らした方がデータ量が小さくな
ることが知られている。ところが、MPEG1の規格で
は、フレームレートを23.976フレーム/秒以下に
することができない。
On the other hand, depending on the application such as a video conference system and a surveillance camera device, the frame rate may be reduced.
There is a demand to reduce the amount of data. In many cases, it is known that reducing the frame rate reduces the data amount. However, according to the MPEG1 standard, the frame rate cannot be reduced to 23.976 frames / second or less.

【0034】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、MPEG規格のフレームレートを満た
した上で実質的なフレームレートを低減させ、データ量
を小さくすることのできる技術を提供することを目的と
する。
The present invention has been made to solve such a problem, and provides a technique capable of reducing a substantial frame rate and a data amount while satisfying a frame rate of the MPEG standard. The purpose is to:

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る映像信号符号化方法は、フレームが同一
画像信号であることを示すフレーム信号を発生してビッ
トストリームに挿入することよって、実質的なフレーム
レートを低減させる。
According to the present invention, there is provided a video signal encoding method comprising: generating a frame signal indicating that a frame is the same image signal; and inserting the frame signal into a bit stream. Reduce the substantial frame rate.

【0036】この発明に係る映像信号符号化装置は、フ
レームが同一画像信号であることを示すフレーム信号を
発生してビットストリームに挿入するフレーム複写手段
を備えることで、実質的なフレームレートを低減させ
る。
The video signal encoding apparatus according to the present invention includes a frame copying means for generating a frame signal indicating that the frames are the same image signal and inserting the frame signal into a bit stream, thereby substantially reducing the frame rate. Let it.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。図10はこの発明に
係るMPEG1規格に準拠した映像信号符号化装置のブ
ロック構成図である。MPEG1規格に準拠した映像信
号符号化装置1は、動き予測部2と、減算器3と、離散
コサイン変換器(DCT)4と、量子化器5と、可変長
符号化器6と、バッファ7と、逆量子化器8と、逆離散
コサイン変換器(逆DCT)9と、加算器10と、遅延
回路11と、第1のフレームバッファ12と、第2のフ
レームバッファ13と、平均値演算回路14と、システ
ム制御部15と、符号化データの多重化部を構成する出
力データ切り換えスイッチ16と、差分をとる基準画像
を選択する基準画像選択スイッチ17と、各フレームバ
ッファ112,113への入力を切り換える局部復号画
像入力切り換えスイッチ18と、フレーム複写手段を構
成するコピーストリーム発生器19とからなる。図8に
示した従来のMPEG1エンコーダとの相違は、コピー
ストリーム発生器19を備えている点である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 10 is a block diagram of a video signal encoding apparatus according to the MPEG1 standard according to the present invention. The video signal encoding apparatus 1 conforming to the MPEG1 standard includes a motion estimator 2, a subtractor 3, a discrete cosine transformer (DCT) 4, a quantizer 5, a variable length encoder 6, and a buffer 7. , An inverse quantizer 8, an inverse discrete cosine transform (inverse DCT) 9, an adder 10, a delay circuit 11, a first frame buffer 12, a second frame buffer 13, and an average value operation A circuit 14, a system control unit 15, an output data changeover switch 16 constituting a multiplexing unit for coded data, a reference image selection switch 17 for selecting a reference image for obtaining a difference, and a switch to each of the frame buffers 112 and 113. It comprises a local decoded image input changeover switch 18 for switching the input, and a copy stream generator 19 constituting a frame copying means. The difference from the conventional MPEG1 encoder shown in FIG. 8 is that a copy stream generator 19 is provided.

【0038】入力画像は動き予測部2へ供給される。入
力画像はデジタル輝度信号Yならびにデジタル色差信号
Cb,Crからなるフレーム画像である。動き予測部2
は、複数枚のフレーム画像を一時記憶するとともに、フ
レーム単位での並び変えを行なう。動き予測部2は、動
き予測を行ない動きベクトル2aを出力する。
The input image is supplied to the motion prediction section 2. The input image is a frame image including the digital luminance signal Y and the digital color difference signals Cb and Cr. Motion prediction unit 2
Temporarily stores a plurality of frame images and rearranges them in frame units. The motion prediction unit 2 performs a motion prediction and outputs a motion vector 2a.

【0039】複写フレームを使用しない通常のエンコー
ドの手順を図9に示すフレーム構成に基づいて説明す
る。最初にエンコードされるフレームはIピクチャであ
り、フレーム内のみで符号化を行なう。I_0のエンコ
ード時に、システム制御部15は、基準画像選択スイッ
チ17をデータ0を供給する位置に制御する。これによ
り、減算器3の差分をとる基準画像データ入力端子3a
には0のデータが供給される。したがって、動き予測部
2から出力されたIピクチャのピクセル(画素)データ
2bは、減算器3で何ら作用を受けず、Iピクチャのピ
クセルデータ2bはそのまま離散コサイン変換部(DC
T)4へ供給される。離散コサイン変換部(DCT)4
は、ピクセルデータ2bを8×8画素単位で直交変換し
て、変換係数4aを出力する。変換係数4aは量子化器
5で量子化される。量子化された変換係数5aは、可変
長符号化器6で可変長符号6aに変換される。変換係数
に係る可変長符号6aは、出力データ切り換えスイッチ
6を介してバッファ7へ入力され、このバッファ7を介
して例えばホストコンピュータ等へ供給される。
A normal encoding procedure without using a copy frame will be described with reference to the frame configuration shown in FIG. The first frame to be encoded is an I picture, and encoding is performed only within the frame. At the time of encoding I_0, the system control unit 15 controls the reference image selection switch 17 to a position where data 0 is supplied. Thereby, the reference image data input terminal 3a for obtaining the difference of the subtractor 3
Is supplied with 0 data. Therefore, the pixel (pixel) data 2b of the I picture output from the motion prediction unit 2 is not affected by the subtractor 3 at all, and the pixel data 2b of the I picture is directly used as the discrete cosine transform unit (DC
T) 4. Discrete cosine transform unit (DCT) 4
Converts the pixel data 2b orthogonally in units of 8 × 8 pixels and outputs a conversion coefficient 4a. The transform coefficient 4a is quantized by the quantizer 5. The quantized transform coefficient 5a is converted by the variable length encoder 6 into a variable length code 6a. The variable length code 6a relating to the transform coefficient is input to the buffer 7 via the output data changeover switch 6, and is supplied to the host computer or the like via the buffer 7.

【0040】システム制御部5は、マクロブロック層よ
り上の層の符号化データ5aを生成し、出力データ切り
換えスイッチ16を可変長符号化器6の出力側からシス
テム制御部15の出力側に切り換えて、シーケンス層,
GOP層,ピクチャ層,スライス層に係る符号化データ
15aをバッファ7へ供給する。
The system control unit 5 generates the encoded data 5a of the layer above the macroblock layer, and switches the output data changeover switch 16 from the output side of the variable length encoder 6 to the output side of the system control unit 15. And the sequence layer,
The coded data 15a relating to the GOP layer, the picture layer, and the slice layer is supplied to the buffer 7.

【0041】量子化器5から出力された変換係数5a
は、逆量子化器8へ供給されて逆量子化される。逆量子
化によって復号された変換係数8aは逆離散コサイン変
換器9で逆直交変換される。逆直交変換によって生成さ
れたデータ9aは、加算器10の一方の入力端子へ供給
される。Iピクチャの符号化の場合、加算器10の他方
の入力端子には、遅延回路11を介して0のデータが供
給されているので、逆離散コサイン変換器9から出力さ
れたデータ9aは、加算器10で何ら作用を受けずにそ
のまま出力される。
The transform coefficient 5a output from the quantizer 5
Is supplied to an inverse quantizer 8 and inversely quantized. The transform coefficient 8a decoded by the inverse quantization is subjected to inverse orthogonal transform by the inverse discrete cosine transformer 9. The data 9a generated by the inverse orthogonal transform is supplied to one input terminal of the adder 10. In the case of encoding an I-picture, data of 0 is supplied to the other input terminal of the adder 10 via the delay circuit 11, so that the data 9a output from the inverse discrete cosine transformer 9 is added. It is output as it is without any action by the device 10.

【0042】I_0のエンコード時に、システム制御部
15は、局部復号画像入力切り換えスイッチ18を例え
ば第1フレームバッファ12側へ制御しているので、加
算器10から出力されたI_0フレームの局部復号画像
は、第1のフレームバッファ12に格納される。
At the time of encoding I_0, the system control unit 15 controls the local decoded image input changeover switch 18 to, for example, the first frame buffer 12, so that the locally decoded image of the I_0 frame output from the adder 10 is , Are stored in the first frame buffer 12.

【0043】ここで、離散コサイン変換器4、量子化器
5によって圧縮した画像データを復号して復号画像を生
成して、各フレームバッファ12,13に格納するの
は、符号化したフレームデータをもとに次のフレーム間
予測に用いるためである。
Here, the image data compressed by the discrete cosine transformer 4 and the quantizer 5 is decoded to generate a decoded image, and the decoded image data is stored in each of the frame buffers 12 and 13 because the encoded frame data is This is because it is used for the next inter-frame prediction.

【0044】次に、図9に示したB_1がI_0からの
後方予測のみを使用してエンコーダされる場合を説明す
る。この場合、システム制御部15は、基準画像選択ス
イッチ17を第1のフレームバッファ12側へ切り換え
る。また、システム制御部15は、局部復号画像入力切
り換えスイッチ18をオフ位置(いずれのフレームバッ
ファ12,13にも接続されない位置)に切り換える。
Next, a case will be described where B_1 shown in FIG. 9 is encoded using only backward prediction from I_0. In this case, the system control unit 15 switches the reference image selection switch 17 to the first frame buffer 12 side. Further, the system control unit 15 switches the local decoded image input changeover switch 18 to an off position (a position not connected to any of the frame buffers 12 and 13).

【0045】システム制御部15は、動き予測部1から
フレームB_1のマクロブロックのピクセルデータを出
力させるとともに、第1のフレームメモリ12からは、
動き予測部1が出力しているマクロブロック位置と同じ
マクロブロック位置から動きベクトル2aで指定される
分だけずらした矩形領域のピクセルデータを読み出す。
第1のフレームメモリ12から動きベクトル2aに応じ
て読み出されたピクセルデータ12aは、基準画像選択
スイッチ17を介して減算器3の基準画像入力端子3a
へ供給される。したがって、減算器3からは、B_1の
フレーム画像のピクセルデータと、先に符号化されたI
ピクチャに動き補償を行なったピクセルデータとの差分
データが出力される。この差分データは、離散コサイン
変換器4で直交変換され、量子化器5で量子化され、可
変長符号化器6で可変長符号に変換され、出力データ切
り換えスイッチ16を介してバッファ7へ蓄積される。
The system control unit 15 causes the motion prediction unit 1 to output the pixel data of the macroblock of the frame B_1, and outputs the pixel data from the first frame memory 12
The pixel data of a rectangular area shifted from the same macroblock position as that output by the motion prediction unit 1 by the amount specified by the motion vector 2a is read.
The pixel data 12a read from the first frame memory 12 according to the motion vector 2a is supplied to the reference image input terminal 3a of the subtractor 3 via the reference image selection switch 17.
Supplied to Accordingly, the pixel data of the B_1 frame image and the previously encoded I
The difference data from the pixel data obtained by performing motion compensation on the picture is output. This differential data is orthogonally transformed by the discrete cosine transformer 4, quantized by the quantizer 5, converted into a variable length code by the variable length encoder 6, and stored in the buffer 7 via the output data switch 16. Is done.

【0046】Bピクチャはフレーム間予測の基準画像と
して使用しないため、逆量子化器8、逆離散コサイン変
換器9等による局部復号画像の生成は不要である。そこ
で、システム制御部15は、逆量子化器8、逆離散コサ
イン変換器9等による局部復号画像の生成動作を行なわ
ないよう制御する。
Since the B picture is not used as a reference image for inter-frame prediction, it is not necessary to generate a locally decoded image by the inverse quantizer 8, the inverse discrete cosine transformer 9, and the like. Therefore, the system control unit 15 controls so as not to perform the operation of generating the locally decoded image by the inverse quantizer 8, the inverse discrete cosine transformer 9, and the like.

【0047】次に、図9に示したB_2がI_0からの
後方予測のみを使用してエンコーダされる。このエンコ
ード動作は、上述のB_1のエンコードの場合と同じで
ある。
Next, B_2 shown in FIG. 9 is encoded using only backward prediction from I_0. This encoding operation is the same as the above-described encoding of B_1.

【0048】次に、図9に示したP_3がI_0からの
前方予測のみを使用してエンコードされる。この場合、
システム制御部15は、基準画像選択スイッチ17を第
1のフレームバッファ12側へ切り換える。また、シス
テム制御部15は、局部復号画像入力切り換えスイッチ
18を第2のフレームバッファ13側へ切り換える。
Next, P_3 shown in FIG. 9 is encoded using only forward prediction from I_0. in this case,
The system control unit 15 switches the reference image selection switch 17 to the first frame buffer 12 side. Further, the system control unit 15 switches the local decoded image input changeover switch 18 to the second frame buffer 13 side.

【0049】システム制御部15は、動き予測部1から
フレームP_3に係るマクロブロックのピクセルデータ
を出力させるとともに、第1のフレームメモリ2から
は、動き予測部1が出力しているマクロブロック位置と
同じマクロブロック位置から動きベクトル2aで指定さ
れる分だけずらした矩形領域のピクセルデータを読み出
す。第1のフレームメモリ12から動きベクトル2aに
応じて読み出されたピクセルデータ12aは、基準画像
選択スイッチ17を介して減算器3の基準画像入力端子
3aへ供給される。したがって、減算器3からは、P_
3のフレーム画像のピクセルデータと、先に符号化され
たIピクチャに動き補償を行なったピクセルデータとの
差分データが出力される。この差分データは、離散コサ
イン変換器4で直交変換され、量子化器5で量子化さ
れ、可変長符号化器6で可変長符号に変換され、出力デ
ータ切り換えスイッチ16を介してバッファ7へ蓄積さ
れる。
The system control unit 15 causes the motion prediction unit 1 to output the pixel data of the macroblock relating to the frame P_3, and from the first frame memory 2, the macroblock position output by the motion prediction unit 1 Pixel data of a rectangular area shifted from the same macroblock position by the amount specified by the motion vector 2a is read. The pixel data 12a read from the first frame memory 12 according to the motion vector 2a is supplied to the reference image input terminal 3a of the subtractor 3 via the reference image selection switch 17. Therefore, from the subtractor 3, P_
The difference data between the pixel data of the frame image No. 3 and the pixel data obtained by performing motion compensation on the previously encoded I picture is output. This differential data is orthogonally transformed by the discrete cosine transformer 4, quantized by the quantizer 5, converted into a variable length code by the variable length encoder 6, and stored in the buffer 7 via the output data switch 16. Is done.

【0050】Pピクチャのフレームデータはフレーム間
予測に使用するので、局部復号がなされる。量子化され
た変換係数5aは、逆量子化器8で逆量子化され、逆離
散コサイン変換器9で逆直交変換され、逆直交変換によ
って復号されたデータ9aは加算器10の一方の入力端
子へ供給される。加算器10の他方の入力端子には、遅
延回路11を介して第1のフレームメモリから動きベク
トル2aに応じて読み出されたピクセルデータ12aが
供給される。遅延回路10の遅延時間は、離散コサイン
変換器4と量子化器5と逆量子化器8と逆離散コサイン
変換器9とで形成される符号化・復号化ループの処理時
間分に設定されている。差分データの局部復号データと
基準とした画像データとが加算器10で加算されて、局
部復号画像データが生成される。加算器10から出力さ
れた局部復号画像データは、局部復号画像入力切り換え
スイッチ18を介して、予測画像が格納されていない第
2のフレームバッファ13へ格納される。これにより、
第2のフレームバッファ13には、いま符号化したPピ
クチャの局部復号画像のフレームデータが格納される。
Since the frame data of the P picture is used for inter-frame prediction, local decoding is performed. The quantized transform coefficient 5a is inversely quantized by the inverse quantizer 8, inversely orthogonally transformed by the inverse discrete cosine transformer 9, and data 9a decoded by the inverse orthogonal transform is supplied to one input terminal of the adder 10. Supplied to The other input terminal of the adder 10 is supplied with the pixel data 12a read from the first frame memory via the delay circuit 11 in accordance with the motion vector 2a. The delay time of the delay circuit 10 is set to the processing time of the encoding / decoding loop formed by the discrete cosine transformer 4, the quantizer 5, the inverse quantizer 8, and the inverse discrete cosine transformer 9. I have. The locally decoded data of the difference data and the reference image data are added by the adder 10 to generate locally decoded image data. The local decoded image data output from the adder 10 is stored via the local decoded image input changeover switch 18 to the second frame buffer 13 where no predicted image is stored. This allows
The second frame buffer 13 stores the currently decoded frame data of the locally decoded image of the P picture.

【0051】次に、図9に示したB_4がエンコードさ
れる。このB_4のエンコードには、I_0からの前方
予測と、P_3からの後方予測と、I_0とP_3の平
均値からの両方向予測との3種類の予測モードを使用で
きる。マクロブロック毎にいずれの予測モードを使用す
るかを選択できる。システム制御部15は、各マクロブ
ロック毎に設定された予測モードに基づいて、基準画像
選択スイッチ17を制御する。現在の時点で、第1のフ
レームバッファ12にはI_0の局部復号画像データ
が、第2のフレームバッファ13にはP_3の局部復号
画像データがそれぞれ格納されている。したがって、I
_0からの前方予測モードでは、第1のフレームバッフ
ァ12側を選択するよう基準画像選択スイッチ17が制
御される。P_3からの後方予測モードでは、第2のフ
レームバッファ13側を選択するよう基準画像選択スイ
ッチ17が制御される。両方向予測モードでは、平均値
演算回路14の出力を選択するよう基準画像選択スイッ
チ17が制御される。ここで、平均値演算回路14は、
第1のフレームバッファ12の出力12aと第2のフレ
ームバッファ13の出力13aの平均値を出力するよう
構成されている。符号化の動作は、上述したB_1の場
合と同じである。B_5についてもB_4と同じ動作が
なされる。このような処理の繰り返しによって入力され
た画像のエンコードが行なわれる。
Next, B_4 shown in FIG. 9 is encoded. For the encoding of B_4, three types of prediction modes can be used: forward prediction from I_0, backward prediction from P_3, and bidirectional prediction from the average value of I_0 and P_3. Which prediction mode to use can be selected for each macroblock. The system control unit 15 controls the reference image selection switch 17 based on the prediction mode set for each macro block. At the present time, the first frame buffer 12 stores the locally decoded image data of I_0, and the second frame buffer 13 stores the locally decoded image data of P_3. Therefore, I
In the forward prediction mode starting from _0, the reference image selection switch 17 is controlled so as to select the first frame buffer 12 side. In the backward prediction mode from P_3, the reference image selection switch 17 is controlled so as to select the second frame buffer 13 side. In the bidirectional prediction mode, the reference image selection switch 17 is controlled so as to select the output of the average value calculation circuit 14. Here, the average value calculation circuit 14
It is configured to output the average value of the output 12a of the first frame buffer 12 and the output 13a of the second frame buffer 13. The encoding operation is the same as in the case of B_1 described above. The same operation as B_4 is performed for B_5. By repeating such processing, the input image is encoded.

【0052】次に、フレームの複写について説明する。
図10に示した映像信号符号化装置1は、コピーストリ
ーム発生器19を備えている点で、図8に示した従来の
MPEG1エンコーダと相違している。コピーストリー
ム発生器19は、システム制御部15からコピーストリ
ーム出力要求15bが供給されると、フレームが先に符
号化されたフレームと同一画像であることを示す複写に
係る符号語ビットストリーム19aを出力するよう構成
している。システム制御部15は、コピーストリーム出
力要求15bを発生する際には、出力データ切り換えス
イッチ16が符号語ビットストリーム19a側に切り換
わるよう制御する。したがって、コピーストリーム発生
器19から出力された符号語ビットストリーム19a
は、出力データ切り換えスイッチ16を介してバッファ
7へ供給され、このバッファ7を介して図示しない他の
装置側や通信回線へ出力される。
Next, copying of a frame will be described.
The video signal encoding device 1 shown in FIG. 10 is different from the conventional MPEG1 encoder shown in FIG. 8 in that a copy stream generator 19 is provided. When the copy stream generator 19 is supplied with the copy stream output request 15b from the system control unit 15, the copy stream generator 19 outputs a codeword bit stream 19a related to copying indicating that the frame is the same image as the previously encoded frame. It is configured to do. When generating the copy stream output request 15b, the system control unit 15 controls the output data changeover switch 16 to switch to the codeword bit stream 19a side. Therefore, the code word bit stream 19a output from the copy stream generator 19
Is supplied to the buffer 7 via the output data changeover switch 16 and is output to another device (not shown) or a communication line via the buffer 7.

【0053】なお、コピーストリーム発生器19を独立
したハードウエアとして設けずに、コピーストリーム発
生器の機能をシステム制御部15内に設けるようにして
もよい。コピーストリーム発生器の機能をシステム制御
部15内に設けた場合、システム制御部15は、シーケ
ンス層,GOP層,ピクチャ層,スライス層に係る符号
化データ15a中にフレームの複写に係る符号語ビット
ストリーム19aを出力する。
The function of the copy stream generator may be provided in the system controller 15 without providing the copy stream generator 19 as independent hardware. When the function of the copy stream generator is provided in the system control unit 15, the system control unit 15 includes a code word bit for copying a frame in encoded data 15a for a sequence layer, a GOP layer, a picture layer, and a slice layer. The stream 19a is output.

【0054】図9に示したフレーム構成において、すべ
てのBピクチャを後方予測モードで複写する場合を説明
する。図11は複写フレームを含むフレーム構成の一例
を示す説明図である。図11において、太線で示した矢
印が複写を用いた部分である。この複写フレームの指定
を行なうと、B_1,B_2のピクチャ(フレーム)は
I_0のピクチャ(フレーム)と同じとなる。また、B
_4,B_5のピクチャはP_3と同じになり、B_
7,B_8はP_6と、B_13,B_14はP_12
と同じになる。
A case where all the B pictures are copied in the backward prediction mode in the frame configuration shown in FIG. 9 will be described. FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a frame configuration including a copy frame. In FIG. 11, the arrow indicated by a thick line is a portion where copying is used. When this copy frame is designated, the pictures (frames) of B_1 and B_2 are the same as the picture (frame) of I_0. Also, B
_4 and B_5 have the same picture as P_3,
7, B_8 is P_6 and B_13, B_14 are P_12.
Will be the same as

【0055】この結果、複写に係る符号語ビットストリ
ーム19aを含めた符号化された画像データをデコード
すると、図12に示すように、I_0のピクチャが3フ
レーム連続し、次いで、P_3ピクチャが3フレーム、
P_6ピクチャが3フレーム、P_9ピクチャが3フレ
ーム、P_12ピクチャが3フレーム分それぞれ連続し
た形となる。したがって、入力画像がNTSC方式であ
ったとき、MPEG1の規格上はフレームレートは2
9.97フレーム/秒を用いることになるが、実質的な
フレームレートは29.97フレーム/秒の1/3の
9.99フレーム/秒とすることができる。
As a result, when the encoded image data including the code word bit stream 19a relating to the copying is decoded, as shown in FIG. 12, the picture of I_0 continues for three frames, and then the picture of P_3 becomes three frames. ,
The P_6 picture has three frames, the P_9 picture has three frames, and the P_12 picture has three frames. Therefore, when the input image is in the NTSC format, the frame rate is 2 according to the MPEG1 standard.
Although 9.97 frames / sec will be used, the effective frame rate can be 1/3 of 29.97 frames / sec at 9.99 frames / sec.

【0056】図13は複写先をBピクチャとした場合の
複写に係る符号語ビットストリームの内容を示すリスト
である。Bピクチャを正規に符号化しないで、先に符号
化したピクチャの複写にする場合、コピーストリーム発
生器19から以下に説明する複写に係る符号語ビットス
トリーム19aを出力する。
FIG. 13 is a list showing the contents of a code word bit stream relating to copying when the copying destination is a B picture. When copying a previously coded picture without normal coding of the B picture, the copy stream generator 19 outputs a codeword bit stream 19a for copying described below.

【0057】MPEG1のデータ構造では、図2に示し
たようにピクチャ層で、PSC、TR、PCT、VD
(BF)、FPFV、FF、FPBV、BF、EBP、
BA等を送る必要がある。
In the data structure of MPEG1, as shown in FIG. 2, the PSC, TR, PCT, VD
(BF), FPFV, FF, FPBV, BF, EBP,
It is necessary to send BA etc.

【0058】ここで、PSC(picture sta
rt code)はピクチャ層の始まりの同期コードで
あり、そのビット長は32ビットである。TR(tem
poral refrence)は表示順を示す値であ
り、そのビット長は10ビットである。このTRは、G
OPの頭でリセットされる。TRが1024を越える場
合は1024での剰余値を用いる。PCT(pictu
re codingtype)は画像の符号化モード
(ピクチャタイプ)を示す値である。この画像の符号化
モードは、図6(a5)に示すように3ビットのコード
が規定されている。VD(BF)はそのピクチャのデコ
ード開始までのビットストリームバッファに貯めるべき
データ量であり、そのビット長は16ビットである。F
PFV(full pel forward vect
or)はBまたはPピクチャ存在時に動きベクトルの精
度が画素単位か半画素単位かを示すコードで、そのビッ
ト長は1ビットである。FF(forward f)は
前方への動きベクトルのサーチ範囲を示すコードであ
り、そのビット長は3ビットである。FPBV(ful
l pel bakward vector)はBピク
チャ存在時に動きベクトルの精度が画素単位か半画素単
位かを示すコードで、そのビット長は1ビットである。
BF(bakward f)は後方への動きベクトルの
サーチ範囲を示すコードであり、そのビット長は3ビッ
トである。EBP(extra bitpictur
e)はエクストラ情報ピクチャの有無を示すフラグであ
り、そのビット長は1ビット×nである。BA(byt
e alingn)はバイトアライメントためのダミー
ビットである。
Here, PSC (picture station)
(rt code) is a synchronization code at the beginning of the picture layer, and its bit length is 32 bits. TR (tem
“polar reference” is a value indicating the display order, and its bit length is 10 bits. This TR is G
Reset at the beginning of OP. If TR exceeds 1024, the remainder value at 1024 is used. PCT (pictu
“re codingtype” is a value indicating the encoding mode (picture type) of the image. In the encoding mode of this image, a 3-bit code is defined as shown in FIG. VD (BF) is the amount of data to be stored in the bit stream buffer until decoding of the picture starts, and its bit length is 16 bits. F
PFV (full pel forward vector)
(or) is a code indicating whether the accuracy of the motion vector is a pixel unit or a half pixel unit when a B or P picture exists, and its bit length is 1 bit. FF (forward f) is a code indicating a search range of a forward motion vector, and its bit length is 3 bits. FPBV (full
l pel background vector) is a code indicating whether the accuracy of a motion vector is a pixel unit or a half pixel unit when a B picture exists, and its bit length is 1 bit.
BF (backward f) is a code indicating a search range of a backward motion vector, and its bit length is 3 bits. EBP (extra bitpictur)
e) is a flag indicating the presence or absence of an extra information picture, and its bit length is 1 bit × n. BA (byt
(e alingn) is a dummy bit for byte alignment.

【0059】MPEG1のデータ構造では、図2に示し
たようにピクチャ層で、SSC、QS、EBS等を送出
する必要があり、さらに、マクロブロック層では、MB
AI、MBTYPE、MHB、MVB、MBESC等を
送出する必要がある。
In the data structure of MPEG1, SSC, QS, EBS, etc. need to be transmitted in the picture layer as shown in FIG.
It is necessary to send AI, MBTYPE, MHB, MVB, MBESC, etc.

【0060】ここで、SSC(slice start
kode)はスライス層の始めりを示す同期コードで
あり、そのビット長は32ビットである。QS(qua
ntize scale)はそのスライス使用される量
子化幅を与えるデータであり、そのビット長は5ビット
である。EBS(extra bit slice)は
エキストラ情報スライスの有無を示すフラグであり、そ
のビット長は1ビット×nである。
Here, the SSC (slice start)
(code) is a synchronization code indicating the beginning of the slice layer, and its bit length is 32 bits. QS (qua
“nize scale” is data that gives a quantization width used for the slice, and its bit length is 5 bits. EBS (extra bit slice) is a flag indicating the presence or absence of an extra information slice, and its bit length is 1 bit × n.

【0061】MBAI(macroblock add
ress increment)はそのMBの前のスキ
ップMBの数+1を示す可変長符号であり、そのビット
数は1〜11ビットである。MBTYPE(macro
block type)はそのMBの符号化モードを示
す可変長符号であり、そのビット数は1〜8ビットであ
る。MHB(motion horizontal b
ackward)は、MBタイプが後方および両方向予
測の時に存在するもので、そのMBの後方動きベクトル
の水平成分と前のベクトルとの差分をbackward
fで表わされるVLCの表で符号化したものであり、
そのビット長は1〜14ビットである。MVB(mot
ion vertival backward)は、M
Bタイプが後方および両方向予測の時に存在するもの
で、そのMBの後方動きベクトルの垂直成分と前のベク
トルとの差分をbackward fで表わされるVL
Cの表で符号化したものであり、そのビット長は1〜1
4ビットである。MBESC(macroblock
escape)はスキップマクロブロック33個に相当
するコードであり、そのビット長は11ビットである。
MBAI (macroblock add)
(ress increment) is a variable length code indicating the number of skip MBs before the MB + 1, and the number of bits is 1 to 11 bits. MBTYPE (macro
(block type) is a variable length code indicating the encoding mode of the MB, and its bit number is 1 to 8 bits. MHB (motion horizontal b)
ackward) is present when the MB type is backward and bi-directional prediction, and calculates the difference between the horizontal component of the backward motion vector of the MB and the previous vector as backward.
coded in a VLC table represented by f
Its bit length is 1 to 14 bits. MVB (mot
ion vertical back) is M
The type B exists at the time of backward and bidirectional prediction, and the difference between the vertical component of the backward motion vector of the MB and the previous vector is represented by VL represented by backward f.
C, and the bit length is 1 to 1.
4 bits. MBESC (macroblock
(escape) is a code corresponding to 33 skipped macroblocks, and its bit length is 11 bits.

【0062】したがって、コピーストリーム発生器19
は、図13に示すように、ピクチャ層において、以下の
ビットストリーム19aを送出する構成としている。先
ず、32ビットのPSC(picture start
code)0000000000000000000
0000100000000を送出する。次に、10ビ
ットのTR(temporal refrence)を
送出する。このTRはエンコード順ではなく、映像ソー
スのそのGOP内での入力順の番号を0から通した番号
としたものである。次に、3ビットのPCT(pict
ure coding type)011によってBピ
クチャを示すコードを送出する。次に、16ビットのV
D(vdv delay)を送出する。次に、FPF
V、FF、FPBV、BFによって動きベクトルの情報
を順次送出する。次に、1ビットのEBP(extra
bit picture)を送出する。そして、ピク
チャ層の最後で、次なるスライス層でのスライススター
トコードを送出するためのバイトアラメントをとるため
の例えば2バイトのコード00を送出する。
Therefore, the copy stream generator 19
Is configured to transmit the following bit stream 19a in the picture layer, as shown in FIG. First, a 32-bit PSC (picture start)
code) 000000000000000000000
000010000000 is sent out. Next, a 10-bit TR (temporal reference) is transmitted. This TR is not the encoding order but the number of the input order of the video source in the GOP starting from 0. Next, a 3-bit PCT (pict
A code indicating a B-picture is transmitted according to “ure coding type” 011. Next, the 16-bit V
D (vdv delay) is transmitted. Next, FPF
The motion vector information is sequentially transmitted by V, FF, FPBV, and BF. Next, 1-bit EBP (extra
bit picture). Then, at the end of the picture layer, for example, a 2-byte code 00 for byte alignment for transmitting a slice start code for the next slice layer is transmitted.

【0063】そして、コピーストリーム発生器19は、
図13に示すように、ピクチャ層なにおいて、以下のビ
ットストリーム19aを送出する構成としている。先
ず、32ビットのSSC(slice start c
ode)000000000000000000000
00100000001を送出する。次に、5ビットの
量子化幅を与えるデータQS(quantize sc
ale)を送出する。次に、1ビットのエキストラ情報
スライスの有無を示すフラグEBS(extrabit
slice)を送出する。
Then, the copy stream generator 19
As shown in FIG. 13, the following bit stream 19a is transmitted in the picture layer. First, a 32-bit SSC (slice start c)
mode) 0000000000000000000000000
0010000000001 is sent out. Next, data QS (quantize sc giving a quantization width of 5 bits)
ale). Next, a flag EBS (extrabit) indicating the presence or absence of a 1-bit extra information slice
slice).

【0064】さらに、コピーストリーム発生器19は、
図13に示すように、マクロブロック層において、先
ず、MBAI(macroblock address
increment)を送出する。次に、1マクロブ
ロック目のデータの送出を行なう。先ず、MBTYPE
(macroblock type)として例えばBピ
クチャを示す010の3ビットのコードを送出する。次
いで、MHB、MVBによって動きベクトルの値が
(0,0)であることを送出するとともに、量子化され
た離散コサイン変換係数がすべて0であることを送出す
る。そして、2マクロブロック目以降で最終マクロブロ
ックの1つ前のマクロブロックまでをスキップマクロブ
ロック指定する。ここでは、11ビットのMBESC
(macroblock escape)000000
01000を送出することで指定するようにしている。
MBESCは33個分のスキップマクロブロックに相当
するので、MBESCを必要個数繰り返し送出する。M
BESCの個数は、(トータルのマクロブロック数−
2)/33となる。次に、MBAIで最終マクロブロッ
クを指定する。最終マクロブロックのMBAI(mac
roblock address incremen
t)の値は、(トータルのマクロブロック数−1)%3
3である。ここで、%33は33で除算した剰余を求め
ることを示す。そして、最終マクロブロックについて
も、MHB、MVBによって動きベクトルの値が(0,
0)であることを送出するとともに、量子化された離散
コサイン変換係数がすべて0であることを送出する。そ
して、次のスタートコードのためにバイトアライン分の
ビット(ダミービット)を送出する。
Further, the copy stream generator 19
As shown in FIG. 13, in the macroblock layer, first, an MBAI (macroblock address) is used.
increment). Next, data of the first macro block is transmitted. First, MBTYPE
For example, a 3-bit code of 010 indicating a B picture is transmitted as (macroblock type). Next, the fact that the value of the motion vector is (0, 0) is transmitted by MHB and MVB, and the fact that the quantized discrete cosine transform coefficients are all 0 is transmitted. Then, a skip macro block is designated from the second macro block onward to the macro block immediately before the last macro block. Here, the 11-bit MBESC
(Macroblock escape) 000000
It is designated by sending 01000.
Since the MBESC corresponds to 33 skipped macroblocks, the required number of MBESCs are repeatedly transmitted. M
The number of BESCs is (total number of macroblocks−
2) / 33. Next, the last macroblock is designated by MBAI. MBAI (mac
roblock address increment
The value of t) is (total number of macroblocks-1)% 3
3. Here,% 33 indicates that the remainder obtained by dividing by 33 is obtained. Then, also for the last macroblock, the value of the motion vector is (0,
0), and that the quantized discrete cosine transform coefficients are all zero. Then, a byte-aligned bit (dummy bit) is transmitted for the next start code.

【0065】以上、Bピクチャに対して複写を行なう場
合を説明ししたが、同様なことをPピクチャに対して行
なうことができる。図14に複写先をPピクチャとした
場合の複写に係る符号語ビットストリームのリストを示
す。
The case where copying is performed on a B picture has been described above, but the same can be performed on a P picture. FIG. 14 shows a list of code word bit streams for copying when the copy destination is a P picture.

【0066】Bピクチャに対して複写を行なっても、P
ピクチャに対して複写を行なっても、1ピクチャ当りの
複写に係るビットストリームのビット量は同じである。
ソフトウエアによるデコードを想定すると、デコードを
省略することのできるBピクチャを複写先に設定するの
が望ましい。ソフトウエアデコードの際、一定時間内に
処理が間に合わない場合には、Bピクチャのデコードは
行なわずに、データを読み捨ててしまう処理をするため
である。Pピクチャの場合には、デコードされたフレー
ムを他のフレームを復号するために使用するため、デー
タを読み捨てることができない。
Even if a B picture is copied,
Even if a picture is copied, the bit amount of the bit stream for copying per picture is the same.
Assuming decoding by software, it is desirable to set a B-picture from which decoding can be omitted as a copy destination. This is because, when software decoding is performed, if the processing cannot be completed within a certain period of time, data is read and discarded without decoding the B picture. In the case of a P picture, the decoded frame is used to decode another frame, so that the data cannot be discarded.

【0067】横352画素、縦240画素のフレームに
対して複写に係るビットストリームのデータ量は約24
0ビットである。この値は、ビデオCD等で使用されて
いるビットストリームのレート1.152メガビット/
秒と比較すると、0.021パーセントに満たない。図
11に示した例では、毎秒約30フレームのNTSCの
画像データの中の約20フレームを複写に係るビットス
トリームに置き換えているので、約20フレーム分の複
写に係るビットストリームのデータ量は、1.152メ
ガビット/秒のビットレートの0.42パーセント程度
である。
The data amount of the bit stream for copying is about 24 for a frame of 352 pixels wide and 240 pixels high.
0 bits. This value is a bit stream rate of 1.152 Mbit / bit used in a video CD or the like.
Less than 0.021 percent when compared to seconds. In the example shown in FIG. 11, since about 20 frames of the NTSC image data of about 30 frames per second are replaced with the bit stream related to copying, the data amount of the bit stream related to copying about 20 frames is as follows. That is about 0.42 percent of the bit rate of 1.152 Mbit / s.

【0068】他の分野に応用したときの例として、6
5,536キロビット/秒でエンコードすることを想定
する。このときのフレームサイズを横160画素、縦1
12画素とすると、複写に係るビットストリームのデー
タ量は、約160ビットとなる。全ビット量に占める2
0フレーム分の複写に係るビットストリームのデータ量
の割合は4.9パーセントである。
As an example when applied to other fields, 6
Assume encoding at 5,536 kbit / s. The frame size at this time is 160 pixels horizontally and 1 pixel vertically.
Assuming 12 pixels, the data amount of the bit stream for copying is about 160 bits. 2 of total bit amount
The ratio of the data amount of the bit stream relating to the copying of 0 frames is 4.9%.

【0069】以上説明したように、複写フレームを周期
的に入れることによって、MPEG1で規定されている
フレームレートよりも小さなフレームレートを実現する
ことができる。
As described above, by inserting copy frames periodically, it is possible to realize a frame rate smaller than the frame rate specified by MPEG1.

【0070】複写フレームを必要に応じて挿入するよう
にしてもよい。通信を利用してデジタル画像圧縮を行な
った得たビットストリームをリアルタイムで伝送する際
に、回線が混雑していて所望のビットレートで転送がで
きない場合がある。このようなときに、複写フレームを
用いることで発生ビット量を押えることができ、この結
果、データの連続性を保つことができる。
A copy frame may be inserted as needed. When transmitting a bit stream obtained by performing digital image compression using communication in real time, the line may be congested and transfer at a desired bit rate may not be possible. In such a case, the amount of generated bits can be suppressed by using a copy frame, and as a result, continuity of data can be maintained.

【0071】昨今、マイクロプロセッサの処理能力が飛
躍的に高まり、MPEG1のビットストリームの復号処
理をソフトウエアで行なうことができるようになってい
る。しかし、ソフトウエアでの復号処理中は、マイクロ
プロセッサの処理能力を復号処理に取られてしまうの
で、他の作業の妨げになっている。そこで、複写による
フレームレートの低減を行なうことで、復号処理(圧縮
された画像データの伸長処理)時の逆量子化、逆離散コ
サイン変換(逆DCT)を行なわなくて済むために、プ
ロセッサの負担を軽減させることができる。また、ビッ
トストリーム中にこのフレームは複写フレームであるこ
とを明示的に示すことによって、そのフレームに対して
ほとんど処理を行なわずに済むことになる。なお、ビッ
トストリーム中に挿入された複写フレームは、そのデー
タ構造から容易に複写フレームであることを判断するこ
とができるので、複写フレームに対してほとんど処理を
行なわずに済むことになる。
In recent years, the processing capability of the microprocessor has been dramatically increased, and the decoding process of the MPEG1 bit stream can be performed by software. However, during the decoding process by the software, the processing capability of the microprocessor is used for the decoding process, which hinders other operations. Therefore, by reducing the frame rate by copying, it is not necessary to perform inverse quantization and inverse discrete cosine transform (inverse DCT) at the time of decoding processing (decompression processing of compressed image data). Can be reduced. Also, by explicitly indicating that this frame is a copy frame in the bit stream, there is little need to process the frame. It should be noted that the copy frame inserted in the bit stream can be easily determined to be a copy frame from its data structure, so that almost no processing is performed on the copy frame.

【0072】次に、この発明に係る映像信号符号化装置
の他の構成例を図15に基づいて説明する。図15に示
す映像信号符号化装置21は、量子化データ切り換えス
イッチ22と、動きベクトルデータ切り換えスイッチ2
3とによって、フレーム複写手段を構成している。な
お、出力データ切り換えスイッチ24は、可変長符号化
器6の出力6aを選択するか、システム制御部25の出
力15aを選択するかを切り換えるようにしている。
Next, another configuration example of the video signal encoding apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. A video signal encoding device 21 shown in FIG. 15 includes a quantized data changeover switch 22 and a motion vector data changeover switch 2.
3 constitute frame copying means. Note that the output data changeover switch 24 switches between selecting the output 6a of the variable length encoder 6 and selecting the output 15a of the system control unit 25.

【0073】量子化データ切り換えスイッチ22は、可
変長符号化器6の入力側と量子化器5との間に介設して
いる。この量子化データ切り換えスイッチ22は、可変
長符号化器6への入力データを量子化器5の出力(量子
化された変換係数)5aとするか0データとするかを、
システム制御部25の制御によって切り換える構成とし
ている。
The quantized data changeover switch 22 is interposed between the input side of the variable length encoder 6 and the quantizer 5. The quantized data switch 22 determines whether the input data to the variable length encoder 6 is the output (quantized transform coefficient) 5a of the quantizer 5 or 0 data.
The switching is performed under the control of the system control unit 25.

【0074】動きベクトルデータ切り換えスイッチ23
は、各部へ供給する動きベクトルを動き予測部2から出
力される動きベクトル2aとするか0とするかを、シス
テム制御部25の制御によって切り換える構成としてい
る。
Motion vector data changeover switch 23
Is configured to switch between the motion vector supplied to each unit and the motion vector 2a output from the motion prediction unit 2 or 0 under the control of the system control unit 25.

【0075】システム制御部25は、通常のエンコード
動作を行なう際には、量子化器5の出力(量子化された
変換係数)5aが可変長符号化器6へ供給されるよう量
子化データ切り換えスイッチ22を切り換えるととも
に、動き予測部2から出力される動きベクトル2aが各
部へ供給されるよう動きベクトルデータ切り換えスイッ
チ23を切り換える。
When performing a normal encoding operation, the system control unit 25 switches the quantized data so that the output (quantized transform coefficient) 5 a of the quantizer 5 is supplied to the variable length encoder 6. The switch 22 is switched, and the motion vector data switch 23 is switched so that the motion vector 2a output from the motion prediction unit 2 is supplied to each unit.

【0076】システム制御部25は、フレームの複写を
行なって複写ビットストリームを生成する際には、可変
長符号化器6へ入力されるデータが0になるよう量子化
データ切り換えスイッチ22を切り換えるとともに、動
きベクトルが0となるよう動きベクトルデータ切り換え
スイッチ23を切り換える。
When generating a copy bit stream by copying a frame, the system control unit 25 switches the quantized data switch 22 so that the data input to the variable length encoder 6 becomes 0, and , The motion vector data switch 23 is switched so that the motion vector becomes zero.

【0077】このように、強制的に動きベクトルを0、
量子化出力を0にすることで、符号化ブロックが予測ブ
ロックと同一になり、マクロブロック層のデータをなに
を送らずにスキップさせることができる。したがって、
送出する符号化データ量が小さくなるとともに、実質的
なフレームレートを低減させることができる。
Thus, the motion vector is forcibly set to 0,
By setting the quantization output to 0, the coding block becomes the same as the prediction block, and the macroblock layer data can be skipped without sending any data. Therefore,
The amount of coded data to be transmitted is reduced, and the substantial frame rate can be reduced.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る映像
信号符号化方法および映像信号符号化装置は、間引きを
行なうフレームに対して、先に符号化したフレームと同
一画像であることを示す符号語ビットストリームを挿入
するようにしたので、規格上のフレームレートの条件を
満足させた上で、実質的なフレームレートを低減させる
ことができる。
As described above, the video signal encoding method and the video signal encoding apparatus according to the present invention provide a code for indicating that the frame to be decimated is the same image as the previously encoded frame. Since the word bit stream is inserted, the substantial frame rate can be reduced while satisfying the standard frame rate condition.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】MPEG1のデータ構造を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a data structure of MPEG1.

【図2】MPEG1のビットストリーム構造を示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a bit stream structure of MPEG1.

【図3】MPEG1のビットストリーム構造を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a bit stream structure of MPEG1.

【図4】MPEG1のビットストリーム構造を示す説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a bit stream structure of MPEG1.

【図5】MPEG1のビットストリーム構造を示す説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a bit stream structure of MPEG1.

【図6】MPEG1のビットストリーム構造を示す説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a bit stream structure of MPEG1.

【図7】MPEG1のビットストリーム構造を示す説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a bit stream structure of MPEG1.

【図8】従来のMPEG1エンコーダのブロック構成図
である。
FIG. 8 is a block diagram of a conventional MPEG1 encoder.

【図9】エンコードの手順の一例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of an encoding procedure.

【図10】この発明に係る映像信号符号化装置のブロッ
ク構成図である。
FIG. 10 is a block diagram of a video signal encoding apparatus according to the present invention.

【図11】複写フレームを含むフレーム構成の一例を示
す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a frame configuration including a copy frame.

【図12】複写フレームを用いたときの見掛け上のフレ
ームの見えかたを示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing how an apparent frame looks when a copy frame is used.

【図13】複写先をBピクチャとした場合の複写に係る
符号語ビットストリームの内容を示すリストである。
FIG. 13 is a list showing the contents of a codeword bit stream relating to copying when a copy destination is a B picture.

【図14】複写先をPピクチャとした場合の複写に係る
符号語ビットストリームの内容を示すリストである。
FIG. 14 is a list showing the contents of a codeword bit stream relating to copying when a copy destination is a P picture.

【図15】この発明に係る他の映像信号符号化装置のブ
ロック構成図である。
FIG. 15 is a block diagram of another video signal encoding device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 映像信号符号化装置、2 動き予測部、4
離散コサイン変換器、5 量子化器、6 可変長符号化
器、7 バッファ、8 逆量子化器、9 逆離散コサイ
ン変換器、15,25 システム制御部、16,24
出力データ切り換えスイッチ、19 コピーストリーム
発生器、22 量子化データ切り換えスイッチ、23
動きベクトルデータ切り換えスイッチ
1, 21 video signal encoding device, 2 motion prediction unit, 4
Discrete Cosine Transformer, 5 Quantizer, 6 Variable Length Encoder, 7 Buffer, 8 Inverse Quantizer, 9 Inverse Discrete Cosine Transformer, 15, 25 System Control Unit, 16, 24
Output data switch, 19 copy stream generator, 22 quantized data switch, 23
Motion vector data switch

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フレーム間予測により符号化されたデジ
タル符号化信号を発生する映像信号符号化方法におい
て、 フレームが同一画像信号であることを示すフレーム信号
を発生してビットストリームに挿入することを特徴とす
る映像信号符号化方法。
1. A video signal encoding method for generating a digitally encoded signal encoded by inter-frame prediction, comprising: generating a frame signal indicating that frames are the same image signal and inserting the frame signal into a bit stream. Characteristic video signal encoding method.
【請求項2】 フレーム間予測により符号化されたデジ
タル符号化信号を発生する映像信号符号化装置におい
て、 フレームが同一画像信号であることを示すフレーム信号
を発生してビットストリームに挿入するフレーム複写手
段を備えたことを特徴とする映像信号符号化装置。
2. A video signal encoding apparatus for generating a digitally encoded signal encoded by inter-frame prediction, wherein a frame signal indicating that a frame is the same image signal is generated and inserted into a bit stream. A video signal encoding device comprising means.
【請求項3】 前記フレーム複写手段は、予め設定した
符号語ビットストリームを発生するコピーストリーム発
生器で構成することを特徴とする請求項2記載の映像信
号符号化装置。
3. The video signal encoding apparatus according to claim 2, wherein said frame copying means comprises a copy stream generator for generating a preset code word bit stream.
【請求項4】 前記フレーム複写手段は、動きベクトル
ならびに量子化器の量子化出力を強制的にゼロとする切
り換え手段で構成することを特徴とする請求項2記載の
映像信号符号化装置。
4. The video signal encoding apparatus according to claim 2, wherein said frame copying means comprises switching means for forcibly setting a motion vector and a quantized output of a quantizer to zero.
【請求項5】 前記デジタル符号化信号がMPEG規格
の信号であることを特徴とする請求項2記載の映像信号
符号化装置。
5. The video signal encoding apparatus according to claim 2, wherein said digitally encoded signal is a signal of an MPEG standard.
【請求項6】 前記フレーム複写手段によって複写され
たフレームがBピクチャであることを特徴とする請求項
5記載の映像信号符号化装置。
6. The video signal encoding apparatus according to claim 5, wherein the frame copied by said frame copying means is a B picture.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001189934A (en) * 1999-07-27 2001-07-10 Sharp Corp Motion estimating method with motion precision having adaptability
WO2003041415A1 (en) * 2001-11-06 2003-05-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Moving picture coding method and moving picture decoding method
US6591014B1 (en) 1998-07-13 2003-07-08 Nec Corporation Apparatus for coding moving picture
US6647060B1 (en) 1998-05-28 2003-11-11 Nec Corporation Video compression device and video compression method
US6819714B2 (en) 2000-04-20 2004-11-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Video encoding apparatus that adjusts code amount by skipping encoding of image data
JP2005203922A (en) * 2004-01-14 2005-07-28 Casio Comput Co Ltd Apparatus and method for recording motion image, and electronic camera device
JP2007074173A (en) * 2005-09-06 2007-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Equipment and method for coding moving picture, and coding control unit
WO2008041300A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Fujitsu Limited Dynamic image encoding device
AU2008203058B2 (en) * 2001-11-06 2009-07-02 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method and moving picture decoding method
US7583299B2 (en) 2004-01-14 2009-09-01 Casio Computer Co., Ltd. Moving image recording apparatus with a stream recording function of a moving image
US8037132B2 (en) 2000-06-22 2011-10-11 Apple Inc. Methods and apparatuses for transferring streaming multimedia data and various types of data associated therewith in a network environment
US8194143B2 (en) 1998-08-24 2012-06-05 Sony Corporation Digital camera apparatus and recording method thereof
JP2013192255A (en) * 2001-12-17 2013-09-26 Microsoft Corp Skip macroblock coding
WO2013140833A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 株式会社メガチップス Image encoding device
US9077960B2 (en) 2005-08-12 2015-07-07 Microsoft Corporation Non-zero coefficient block pattern coding

Cited By (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6647060B1 (en) 1998-05-28 2003-11-11 Nec Corporation Video compression device and video compression method
US6591014B1 (en) 1998-07-13 2003-07-08 Nec Corporation Apparatus for coding moving picture
US8194143B2 (en) 1998-08-24 2012-06-05 Sony Corporation Digital camera apparatus and recording method thereof
JP2001189934A (en) * 1999-07-27 2001-07-10 Sharp Corp Motion estimating method with motion precision having adaptability
JP4614512B2 (en) * 1999-07-27 2011-01-19 シャープ株式会社 Motion estimation method with adaptive motion accuracy
USRE46468E1 (en) 1999-07-27 2017-07-04 Sharp Kabushiki Kaisha Methods for motion estimation with adaptive motion accuracy
US6819714B2 (en) 2000-04-20 2004-11-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Video encoding apparatus that adjusts code amount by skipping encoding of image data
US9077781B2 (en) 2000-06-22 2015-07-07 Apple Inc. Method and device for thinning streaming media data by evaluating priority information
US8732269B2 (en) 2000-06-22 2014-05-20 Apple Inc. Methods and apparatuses for transferring data
US8549070B2 (en) 2000-06-22 2013-10-01 Apple Inc. Method and device for RTP packet transmission and receipt
US8307107B2 (en) 2000-06-22 2012-11-06 Apple Inc. Methods and apparatuses to extend header for transferring data
US8078747B2 (en) * 2000-06-22 2011-12-13 Apple Inc. Methods and apparatuses for transferring data
US8037132B2 (en) 2000-06-22 2011-10-11 Apple Inc. Methods and apparatuses for transferring streaming multimedia data and various types of data associated therewith in a network environment
US8194747B2 (en) 2001-11-06 2012-06-05 Panasonic Corporation Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US8126056B2 (en) 2001-11-06 2012-02-28 Panasonic Corporation Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US7782936B2 (en) 2001-11-06 2010-08-24 Panasonic Corporation Moving picture coding method and moving picture decoding method
KR100951485B1 (en) * 2001-11-06 2010-04-07 파나소닉 주식회사 Moving picture coding method and apparatus, and moving picture decoding method and apparatus
WO2003041415A1 (en) * 2001-11-06 2003-05-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Moving picture coding method and moving picture decoding method
US9578323B2 (en) 2001-11-06 2017-02-21 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method, and moving picture decoding method
KR100917521B1 (en) 2001-11-06 2009-09-16 파나소닉 주식회사 Moving picture coding method and moving picture decoding method
US9462267B2 (en) 2001-11-06 2016-10-04 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US9344714B2 (en) 2001-11-06 2016-05-17 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US8107533B2 (en) 2001-11-06 2012-01-31 Panasonic Corporation Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US8126057B2 (en) 2001-11-06 2012-02-28 Panasonic Corporation Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US8964839B2 (en) 2001-11-06 2015-02-24 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method, and moving picture decoding method
AU2008203058B2 (en) * 2001-11-06 2009-07-02 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method and moving picture decoding method
AU2002344460B2 (en) * 2001-11-06 2008-04-10 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method and moving picture decoding method
US8213517B2 (en) 2001-11-06 2012-07-03 Panasonic Corporation Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US8265153B2 (en) 2001-11-06 2012-09-11 Panasonic Corporation Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US9338448B2 (en) 2001-11-06 2016-05-10 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US9241161B2 (en) 2001-11-06 2016-01-19 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US9241162B2 (en) 2001-11-06 2016-01-19 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US7756204B2 (en) 2001-11-06 2010-07-13 Panasonic Corporation Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US7310373B2 (en) 2001-11-06 2007-12-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US9078003B2 (en) 2001-11-06 2015-07-07 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Moving picture coding method, and moving picture decoding method
US9088785B2 (en) 2001-12-17 2015-07-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Skip macroblock coding
US10368065B2 (en) 2001-12-17 2019-07-30 Microsoft Technology Licensing, Llc Skip macroblock coding
US9774852B2 (en) 2001-12-17 2017-09-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Skip macroblock coding
US9538189B2 (en) 2001-12-17 2017-01-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Skip macroblock coding
JP2013192255A (en) * 2001-12-17 2013-09-26 Microsoft Corp Skip macroblock coding
US7583299B2 (en) 2004-01-14 2009-09-01 Casio Computer Co., Ltd. Moving image recording apparatus with a stream recording function of a moving image
JP2005203922A (en) * 2004-01-14 2005-07-28 Casio Comput Co Ltd Apparatus and method for recording motion image, and electronic camera device
US7903151B2 (en) 2004-01-14 2011-03-08 Casio Computer Co., Ltd. Moving image recording apparatus with a stream recording function of a moving image
US9077960B2 (en) 2005-08-12 2015-07-07 Microsoft Corporation Non-zero coefficient block pattern coding
US8094725B2 (en) 2005-09-06 2012-01-10 Panasonic Corporation Video coder, coding controller, and video coding method
JP4623650B2 (en) * 2005-09-06 2011-02-02 パナソニック株式会社 Moving picture coding apparatus and moving picture coding method
JP2007074173A (en) * 2005-09-06 2007-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Equipment and method for coding moving picture, and coding control unit
WO2008041300A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Fujitsu Limited Dynamic image encoding device
JP5151984B2 (en) * 2006-09-29 2013-02-27 富士通株式会社 Video encoding device
US8767819B2 (en) 2006-09-29 2014-07-01 Fujitsu Limited Moving picture encoding apparatus
US9294783B2 (en) 2012-03-23 2016-03-22 Megachips Corporation Image encoding device
WO2013140833A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 株式会社メガチップス Image encoding device
JP2013201518A (en) * 2012-03-23 2013-10-03 Mega Chips Corp Image encoder

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