JPH1051772A - ビデオ信号符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビデオ信号符号化装置の回路規模を小さくで
きるようにする。 【解決手段】 標準テレビジョン方式のビデオ信号の入
力段にＣＩＦあるいはＱＣＩＦとして最終的に必要な段
階まで画素数の間引きを行う水平方向フィルタ回路１０
１，１０２を設けるとともに、その間引き結果を格納す
るフレームメモリ１０４と、フレームメモリ１０４から
符号化回路１０９での処理単位に準じた形でデータを読
み出すように制御するリードアドレス発生回路１０５と
を設け、フレームメモリ１０４に、インターレースで書
き込まれたビデオ信号をノンインターレースで読み出す
ようにするためと、フレーム単位のラスタスキャン順に
書き込まれたビデオ信号をマクロブロック単位のラスタ
スキャン順で読み出すようにするための両者の役割を持
たせるようにすることにより、１つのフレームメモリだ
けで共通フォーマットへの変換を実現できるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビデオ信号符号化装
置に関し、特に、様々な標準テレビジョン方式のビデオ
信号を所定の共通フォーマットに変換して符号化するビ
デオ信号符号化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオ信号符号化装置では、ビデ
オ信号の情報を圧縮するために、符号化するビデオ信号
の水平方向画素数（以下、画素数）と垂直方向ライン数
（以下、ライン数）とを間引くことが行われる。ここ
で、ビデオ信号は、各国ごとにＮＴＳＣ，ＰＡＬ，ＳＥ
ＣＡＭといった異なる規格を採用しているため、それら
様々な規格のビデオ信号を符号化して通信する際には、
まず各国間でも行われる通信用に定められた共通フォー
マットの信号に変換する必要がある。

【０００３】上記共通フォーマットとしては、国際標準
規格であるＩＴＵ−Ｈ．２６１によるＣＩＦ（Common I
nterface Format ）やＱＣＩＦ（Quater CIF）などのフ
ォーマットがある。以下に、Ａ／Ｄ変換されたＮＴＳＣ
方式のビデオ信号をＱＣＩＦに変換する場合を例に挙げ
て、図面を参照しながら説明する。

【０００４】ＮＴＳＣ信号をＱＣＩＦに変換する際に
は、画素数を変換しやすいように、画素数がＱＣＩＦの
４倍になるように１３．５ＭＨｚでサンプリングされ
る。この中からブランキング区間を除いたものが符号化
の対象となるが、この時点で輝度信号の１フレームの大
きさは、図３（ａ）に示すように（７０４×４８０）＝
（画素数×ライン数、以下同じ）である。また、色差信
号については、図３（ｄ）に示すように水平方向の偶数
番目の画素を間引いて（３５２×４８０）である。

【０００５】このような輝度信号および色差信号をまず
最初にＣＩＦに変換するために、画素数およびライン数
の間引きが行われる。このとき、平滑化のためのフィル
タ処理を水平方向および垂直方向共に行ってから間引く
ことで、輝度信号の大きさは図３（ｂ）に示すように
（３５２×２８８）、色差信号の大きさは図３（ｅ）に
示すように（１７６×２８８）に変換される。更に色差
信号については、改めて垂直方向のフィルタ処理を行っ
てから間引くことで、図３（ｆ）に示すように（１７６
×１４４）に変換される。この時点でＣＩＦへの変換が
完了する。

【０００６】さらに、ＱＣＩＦへの変換は、水平方向お
よび垂直方向に対するフィルタ処理をもう一度行ってか
ら間引くことで行われる。これにより、輝度信号の大き
さは図３（ｃ）に示すように（１７６×１４４）、色差
信号の大きさは図３（ｇ）に示すように（８８×７２）
に変換される。これで全ての処理が完了する。

【０００７】次に、以上の動作を実現する従来技術を用
いたビデオ信号符号化装置の一例を図４を参照しながら
説明する。図４に示すように、従来技術を用いたビデオ
信号符号化装置は、２つのフレームメモリ４０１，４０
７、２つの水平方向フィルタ回路４０２，４０５、３つ
の垂直方向フィルタ回路４０３，４０４，４０６、リー
ドアドレス発生回路４０８および符号化回路４０９によ
って構成される。なお、入力されるビデオ信号は、ディ
ジタル信号に変換された信号であり、このディジタル化
されたビデオ信号の各画素に同期してディジタル化され
たクロック信号もこのビデオ信号と同時に入力される。

【０００８】ビデオ信号の入力段にある第１のフレーム
メモリ４０１は、入力ビデオ信号をフレーム単位に格納
する。これは、ＮＴＳＣはインターレース方式であるの
で、これをノンインターレースで読み出すことができる
ようにするためである。すなわち、第１のフレームメモ
リ４０１への書き込み時におけるデータの順番は、イン
ターレースのラスタスキャン順であり、読み出し時にお
けるデータの順番は、ノンインターレースのラスタスキ
ャン順である。

【０００９】上記第１のフレームメモリ４０１から読み
出されたデータは、第１の水平方向フィルタ回路４０２
に入力される。この第１の水平方向フィルタ回路４０２
は、水平方向に画素の間引きを行っても、ビデオ信号が
視覚的に平滑になるようにするという役割を持つ。ここ
では特に画素数を、輝度信号については７０４個から３
５２個に間引き、色差信号については３５２個から１７
６個に間引く。

【００１０】この第１の水平方向フィルタ回路４０２で
処理されたデータは、次段の第１の垂直方向フィルタ回
路４０３に入力される。このとき、間引かれる画素に対
してはビデオ信号と同時に入力されるクロック信号が非
活性となる。これにより、第１の垂直方向フィルタ回路
４０３は、第１の水平方向フィルタ回路４０２での間引
き後のデータに対してのみ動作することになる。

【００１１】上記第１の垂直方向フィルタ回路４０３
は、垂直方向に画素の間引きを行っても、ビデオ信号が
視覚的に平滑になるようにするという役割を持つ。ここ
では特にライン数を、輝度信号、色差信号共に４８０個
から２８８個に間引く。

【００１２】この第１の垂直方向フィルタ回路４０３で
処理されたデータは、次段の第２の垂直方向フィルタ回
路４０４に入力される。このとき、間引かれる画素に対
してクロック信号が非活性となり、これによって第２の
垂直方向フィルタ回路４０４は、第１の垂直方向フィル
タ回路４０３での間引き後のデータに対してのみ動作す
ることになる。この時点でフレームの大きさは、図３
（ｂ）（ｅ）に相当し、輝度信号についてはＣＩＦへの
変換が完了する。

【００１３】上記第２の垂直方向フィルタ回路４０４
は、第１の垂直方向フィルタ回路４０３と同様に、垂直
方向に画素の間引きを行っても、ビデオ信号が視覚的に
平滑になるようにするという役割を持つ。ここでは特に
ライン数を、色差信号については２８８個から１４４個
に間引き、輝度信号については間引きは行わずバイパス
となる。

【００１４】この第２の垂直方向フィルタ回路４０４で
処理されたデータは、次段の第２の水平方向フィルタ回
路４０５に入力される。このとき、間引かれる画素に対
してクロック信号が非活性となり、これによって第２の
水平方向フィルタ回路４０５は、第２の垂直方向フィル
タ回路４０４での間引き後のデータに対してのみ動作す
ることになる。この時点でフレームの大きさは、図３
（ｂ）（ｆ）に相当し、色差信号についてもＣＩＦへの
変換が完了する。

【００１５】上記第２の水平方向フィルタ回路４０５
は、第１の水平方向フィルタ回路４０２と同様に、水平
方向に画素の間引きを行っても、ビデオ信号が視覚的に
平滑になるようにするという役割を持つ。ここでは特に
画素数を、輝度信号については３５２個から１７６個に
間引き、色差信号については１７６個から８８個に間引
く。

【００１６】この第２の水平方向フィルタ回路４０５で
処理されたデータは、次段の第３の垂直方向フィルタ回
路４０６に入力される。このとき、間引かれる画素に対
してクロック信号が非活性となり、これによって第３の
垂直方向フィルタ回路４０６は、第２の水平方向フィル
タ回路４０５での間引き後のデータに対してのみ動作す
ることになる。

【００１７】上記第３の垂直方向フィルタ回路４０６
は、第１、第２の垂直方向フィルタ回路４０３，４０４
と同様の役割を持つ。ここでは特にライン数を、輝度信
号については２８８個から１４４個に間引き、色差信号
については１４４個から７２個に間引く。

【００１８】この第３垂直方向フィルタ回路４０６で処
理されたデータは、次段の第２のフレームメモリ４０７
に書き込まれる。このとき、間引かれる画素に対してク
ロック信号が非活性となり、このクロック信号をもとに
して図示しないライトイネーブル発生回路からライトイ
ネーブル信号が第２のフレームメモリ４０７に出力され
る。これによって第２のフレームメモリ４０７は、第３
の垂直方向フィルタ回路４０６での間引き後のデータの
みを格納することになる。この時点でフレームの大きさ
は、図３（ｃ）（ｇ）に相当し、輝度信号、色差信号共
にＱＣＩＦへの変換が完了する。

【００１９】上記第２のフレームメモリ４０７は、上記
第３の垂直方向フィルタ回路４０６より出力されるデー
タをフレーム単位で格納する。これは、ＱＣＩＦに変換
されたデータを符号化回路４０９で符号化するときに
は、第３の垂直方向フィルタ回路４０６の出力順とは異
なった順番で読み出す必要があるので、そのためのバッ
ファの役割をする。

【００２０】リードアドレス発生回路４０８は、ＱＣＩ
Ｆに変換されたデータを符号化回路４０９で符号化する
ときの順序で第２のフレームメモリ４０７から読み出す
ためのリードアドレスを発生する。先に例として挙げた
ＩＴＵ−Ｈ．２６１では、マクロブロックと呼ばれる
（１６×１６）の輝度信号、（８×８）の色差信号を１
単位とし、その単位でラスタスキャン順にデータを読み
出すことになる。

【００２１】符号化回路４０９は、ビデオ信号符号化装
置全体として達成すべき符号化方式を実現するための回
路であり、先に例として挙げたＩＴＵ−Ｈ．２６１に準
じた符号化を達成するならば、Ｈ．２６１符号化回路と
なる。

【００２２】次に、図４に示した各フィルタ回路４０２
〜４０６の構成の一例を、図５を参照しながら説明す
る。なお、図５（ａ）は水平方向フィルタ回路４０２，
４０５の構成を示し、図５（ｂ）は垂直方向フィルタ回
路４０３，４０４，４０６の構成を示す。

【００２３】図５（ａ）に示すように、水平方向フィル
タ回路は、直列接続された２つのレジスタ５０１，５０
２、３つの乗算器５０３，５０４，５０５および加算器
５０６によって構成される。レジスタ５０１，５０２
は、それぞれ１画素分の輝度信号あるいは色差信号を保
持するものである。

【００２４】一方、図５（ｂ）に示すように、垂直方向
フィルタ回路は、直列接続された２つのディレイライン
５０７，５０８、３つの乗算器５０３，５０４，５０５
および加算器５０６によって構成される。ディレイライ
ン５０７，５０８は、それぞれ１ライン分の輝度信号あ
るいは色差信号を保持するものである。すなわち、１ラ
イン中の画素数分のレジスタに相当し、例えば図４の第
１の垂直方向フィルタ回路４０３で輝度信号の場合に
は、３５２個のレジスタとなる。

【００２５】この図５（ａ）および（ｂ）の例は、 ｙ′＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ （ａ＋ｂ＋ｃ＝１） の計算式を実現する回路を示している。ここで、ｙはフ
ィルタをかける対象画素、ｘ，ｚは図５（ａ）の水平方
向フィルタ回路の場合は対象画素の左右の画素、図５
（ｂ）の垂直方向フィルタ回路の場合は対象画素の上下
の画素である。

【００２６】なお、この図５の例は、３タップフィルタ
の場合を示したものであるが、タップ数を変える場合に
は、タップ数の増加に応じてレジスタ５０１，５０２ま
たはディレイライン５０７，５０８と乗算器５０３，５
０４，５０５とを増やし、加算器５０６をタップ数に応
じた入力数のものに変えれば良い。

【００２７】図５（ａ）に示した上記２つのレジスタ５
０１，５０２は直列に接続されており、ある画素データ
が入力されると、その画素データに対して１画素分遅れ
たデータが第１のレジスタ５０１から、２画素分遅れた
データが第２のレジスタ５０２からそれぞれ出力され
る。

【００２８】また、図５（ａ）の３つの乗算器５０３，
５０４，５０５には、それぞれ入力画素データ、レジス
タ５０１，５０２からの出力データが入力されるように
なっている。これにより、３つの乗算器５０３，５０
４，５０５には、水平方向に３つ並んだ画素データが同
時に入力される。これを先の計算式に対応させると、第
１の乗算器５０３にはｘ、第２の乗算器５０４にはｙ、
第３の乗算器５０５にはｚの画素データがそれぞれ入力
されることとなり、これら３つの乗算器５０３，５０
４，５０５は、それぞれａ×ｘ、ｂ×ｙ、ｃ×ｚを計算
する。

【００２９】一方、図５（ｂ）に示した上記２つのディ
レイライン５０７，５０８も直列に接続されており、あ
る画素データが入力されると、その画素データに対して
１ライン分遅れたデータが第１のディレイライン５０７
から、２ライン分遅れたデータが第２のディレイライン
５０８からそれぞれ出力される。

【００３０】また、図５（ｂ）の３つの乗算器５０３，
５０４，５０５には、それぞれ入力画素データ、ディレ
イライン５０７，５０８からの出力データが入力される
ようになっている。これにより、３つの乗算器５０３，
５０４，５０５には、垂直方向に３つ並んだ画素データ
が同時に入力される。これを先の計算式に対応させる
と、第１の乗算器５０３にはｘ、第２の乗算器５０４に
はｙ、第３の乗算器５０５にはｚの画素データがそれぞ
れ入力されることとなり、これら３つの乗算器５０３，
５０４，５０５は、それぞれａ×ｘ、ｂ×ｙ、ｃ×ｚを
計算する。

【００３１】図５（ａ）に示した水平方向フィルタ回路
の場合も、図５（ｂ）に示した垂直方向フィルタ回路の
場合も、加算器５０６は、３つの乗算器５０３，５０
４，５０５より入力された３つ並んだ画素データの合計
を計算して出力する。以上により、先の計算式が達成さ
れる。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】以上の説明から明らか
なように、従来の技術では、多数のフレームメモリやフ
ィルタ回路が存在し、しかも個々のフィルタ回路自体の
規模も大きいことから、ビデオ信号符号化装置の全体的
な回路規模が非常に大きくなってしまうという欠点があ
った。特に、各フィルタ回路内の乗算器や、垂直フィル
タ回路内のディレイラインは物理的、価格的に大きな負
担となるものである。したがって、ビデオ信号符号化装
置の小型化、低価格化のためには、これらは少ない程望
ましい。

【００３３】本発明は、このような実情に鑑みて成され
たものであり、様々な標準テレビジョン方式のビデオ信
号を所定の共通フォーマットに変換して符号化する方式
のビデオ信号符号化装置の回路規模を小さくできるよう
にすることを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明のビデオ信号符号
化装置は、標準テレビジョン方式のビデオ信号を、水平
方向の画素数および垂直方向のライン数を間引いて所定
の共通フォーマットに変換した後で符号化するビデオ信
号符号化装置において、上記標準テレビジョン方式のビ
デオ信号の入力段に設けられ、上記共通フォーマットと
して最終的に必要な段階まで水平方向の画素数の間引き
を行う水平方向間引き手段と、上記水平方向間引き手段
により画素数の間引かれたビデオ信号を格納するフレー
ムメモリと、上記フレームメモリから符号化回路での処
理単位に準じた形でデータを読み出すためのアドレスを
発生する読み出し制御手段と、上記フレームメモリから
読み出されたビデオ信号に対して、上記共通フォーマッ
トとして最終的に必要な段階まで垂直方向のライン数の
間引きを行う垂直方向間引き手段とを備えたことを特徴
とする。

【００３５】本発明の他の特徴とするところは、標準テ
レビジョン方式のビデオ信号を、水平方向の画素数およ
び垂直方向のライン数を間引いて所定の共通フォーマッ
トに変換した後で符号化するビデオ信号符号化装置にお
いて、上記標準テレビジョン方式のビデオ信号に対して
垂直方向のライン数の間引きを行う１個の垂直方向間引
き手段と、上記垂直方向間引き手段によりライン数の間
引かれたビデオ信号を一時格納する一時記憶メモリとを
備え、上記垂直方向間引き手段と上記一時記憶メモリと
でフィードバックループを構成し、上記１個の垂直方向
間引き手段を繰り返し用いて上記共通フォーマットとし
て最終的に必要な段階まで垂直方向のライン数の間引き
を行うようにしたことを特徴とする。

【００３６】本発明のその他の特徴とするところは、標
準テレビジョン方式のビデオ信号を、水平方向の画素数
および垂直方向のライン数を間引いて所定の共通フォー
マットに変換した後で符号化するビデオ信号符号化装置
において、上記標準テレビジョン方式のビデオ信号の入
力段に設けられ、上記共通フォーマットとして最終的に
必要な段階まで水平方向の画素数の間引きを行う水平方
向間引き手段と、上記水平方向間引き手段により画素数
の間引かれたビデオ信号を格納するフレームメモリと、
上記フレームメモリから符号化回路での処理単位に準じ
た形でデータを読み出すためのアドレスを発生する読み
出し制御手段と、上記フレームメモリから読み出された
ビデオ信号に対して垂直方向のライン数の間引きを行う
１個の垂直方向間引き手段と、上記垂直方向間引き手段
によりライン数の間引かれたビデオ信号を一時格納する
一時記憶メモリとを備え、上記垂直方向間引き手段と上
記一時記憶メモりとでフィードバックループを構成し、
上記１個の垂直方向間引き手段を繰り返し用いて上記共
通フォーマットとして最終的に必要な段階まで垂直方向
のライン数の間引きを行うようにしたことを特徴とす
る。

【００３７】本発明のその他の特徴とするところは、上
記共通フォーマットがＣＩＦであることを特徴とする。

【００３８】本発明のその他の特徴とするところは、上
記共通フォーマットがＱＣＩＦであることを特徴とす
る。

【００３９】本発明は上記技術手段より成るので、まず
最初に、ビデオ信号の入力段に設けられた水平方向間引
き手段により、インターレースで入力される標準テレビ
ジョン方式のビデオ信号に対して、共通フォーマットと
して最終的に必要な段階まで水平方向に対する画素数の
間引きが全て行われ、その結果がフレームメモリに格納
される。そして、このフレームメモリにインターレース
で書き込まれたビデオ信号は、ノンインターレースで後
段の符号化回路での処理単位に準じた形でフレームメモ
リから読み出されるようになる。

【００４０】これにより、本発明のフレームメモリは、
インターレースで書き込まれたビデオ信号をノンインタ
ーレースで読み出すようにするためのフレームメモリ
と、フレーム単位のラスタスキャン順に書き込まれたビ
デオ信号を符号化回路での処理単位のラスタスキャン順
で読み出すようにするためのフレームメモリとの両者を
兼用するようになり、そのようなフレームメモリを２つ
設けなくても済む。

【００４１】しかも、垂直方向間引き手段では、符号化
回路の処理単位に準じた形で読み出されたビデオ信号に
対してライン数の間引きが行われるようになるので、上
記垂直方向間引き手段内に備えられるディレイラインの
サイズが、フレーム単位での１ライン中の画素数分では
なく、上記フレーム単位より小さい符号化回路の処理単
位での１ライン中の画素数分で済む。

【００４２】本発明の他の特徴によれば、まず最初に、
ビデオ信号の入力段に設けられた水平方向間引き手段に
より、インターレースで入力される標準テレビジョン方
式のビデオ信号に対して、共通フォーマットとして最終
的に必要な段階まで水平方向に対する画素数の間引きが
全て行われ、その結果がフレームメモリに格納される。
そして、このフレームメモリにインターレースで書き込
まれたビデオ信号は、ノンインターレースで後段の符号
化回路での処理単位に準じた形でフレームメモリから読
み出されるようになる。

【００４３】これにより、本発明のフレームメモリは、
インターレースで書き込まれたビデオ信号をノンインタ
ーレースで読み出すようにするためのフレームメモリ
と、フレーム単位のラスタスキャン順に書き込まれたビ
デオ信号を符号化回路での処理単位のラスタスキャン順
で読み出すようにするためのフレームメモリとの両者を
兼用するようになり、そのようなフレームメモリを２つ
設けなくても済む。

【００４４】しかも、上記フレームメモリの後段に設け
られた１個の垂直方向間引き手段がフィードバックルー
プの中で繰り返し用いられることによって、共通フォー
マットとして最終的に必要な段階まで垂直方向のライン
数の間引きが行われるようになるので、従来のように垂
直方向間引き手段を複数個設けなくても済む。

【００４５】さらに、上記１個の垂直方向間引き手段で
は、符号化回路の処理単位に準じた形で読み出されたビ
デオ信号に対してライン数の間引きが行われるようにな
るので、上記１個の垂直方向間引き手段内に備えられる
ディレイラインのサイズが、フレーム単位での１ライン
中の画素数分ではなく、上記フレーム単位より小さい符
号化回路の処理単位での１ライン中の画素数分で済む。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本実施形態によるビデオ
信号符号化装置の構成を示すブロック図であり、図２
は、本実施形態によるビデオ信号符号化装置の動作を説
明するための図である。なお、図２は、ＮＴＳＣ信号か
らＣＩＦあるいはＱＣＩＦのビデオ信号を生成する動作
を示している。

【００４７】図１に示すように、本実施形態のビデオ信
号符号化装置は、直列接続された２つの水平方向フィル
タ回路１０１，１０２、２つのマルチプレクサ１０３，
１０６、フレームメモリ１０４、リードアドレス発生回
路１０５、垂直方向フィルタ回路１０７、ＲＡＭ１０８
および符号化回路１０９によって構成される。なお、入
力されるビデオ信号は、ディジタル信号に変換された信
号であり、このディジタル化されたビデオ信号の各画素
に同期したクロック信号もビデオ信号と同時に入力され
る。

【００４８】ビデオ信号の入力段にある第１の水平方向
フィルタ回路１０１には、図２（ａ）に示す１フレーム
の大きさが（７０４×４８０）の輝度信号と、図２
（ｅ）に示す同じく１フレームの大きさが（３５２×４
８０）の色差信号とが入力される。この第１の水平方向
フィルタ回路１０１は、水平方向に画素の間引きを行っ
ても、ビデオ信号が視覚的に平滑になるようにするとい
う役割を持つ。

【００４９】上記第１の水平方向フィルタ回路１０１
は、ここでは特に画素数を、輝度信号については７０４
個から３５２個に間引き、色差信号については３５２個
から１７６個に間引く。この第１の水平方向フィルタ回
路１０１で処理されたデータは、これに直列に接続され
た第２の水平方向フィルタ回路１０２と第１のマルチプ
レクサ１０３とに入力される。

【００５０】上記第１の水平方向フィルタ回路１０１か
らの出力データが第２の水平方向フィルタ回路１０２に
入力されるとき、間引かれる画素に対してはビデオ信号
と同時に入力されるクロック信号が非活性となる。これ
により、第２の水平方向フィルタ回路１０２は、第１の
水平方向フィルタ回路１０１での間引き後のデータに対
してのみ動作することになる。

【００５１】上記第２の水平方向フィルタ回路１０２
は、第１の水平方向フィルタ回路１０１と同じ役割を持
つ。ここでは特に画素数を、輝度信号については３５２
個から１７６個に間引き、色差信号については１７６個
から８８個に間引く。この第２の水平方向フィルタ回路
１０２で処理されたデータは、第１のマルチプレクサ１
０３に入力される。

【００５２】上記第１のマルチプレクサ１０３は、ＮＴ
ＳＣ信号をＣＩＦに変換するかＱＣＩＦに変換するかに
よって、第１の水平方向フィルタ回路１０１からの出力
データと第２の水平方向フィルタ回路１０２からの出力
データとの何れか一方を選択する。すなわち、符号化処
理を行う画面の大きさがＣＩＦの場合は、第１の水平方
向フィルタ回路１０１からの出力データを選択し、ＱＣ
ＩＦの場合は第２の水平方向フィルタ回路１０２からの
出力データを選択する。そして、選択したデータをフレ
ームメモリ１０４に供給する。

【００５３】上記フレームメモリ１０４は、第１のマル
チプレクサ１０３より出力されるデータをフレーム単位
で格納する。これは、本実施形態では、以降の処理を行
うときに、第１のマルチプレクサ１０３の出力順とは異
なった順番でデータを読み出すようにしているので、そ
のためのバッファの役割をするものである。

【００５４】上記第１の水平方向フィルタ回路１０１あ
るいは第２の水平方向フィルタ回路１０２で間引かれた
データがフレームメモリ１０４に書き込まれるとき、間
引かれる画素に対してクロック信号に対応したライトイ
ネーブル信号が非活性となり、これによってフレームメ
モリ１０４は、間引き後のデータのみを格納することに
なる。

【００５５】この時点でフレームの大きさは、輝度信号
については図２（ｂ）のようになり、色差信号について
は図２（ｆ）のようになる。すなわち、符号化処理を行
う画面の大きさがＣＩＦの場合は、輝度信号については
（３５２×４８０）、色差信号については（１７６×４
８０）となり、符号化処理を行う画面の大きさがＱＣＩ
Ｆの場合は、輝度信号については（１７６×４８０）、
色差信号については（８８×４８０）となる。

【００５６】なお、本実施形態では、第１、第２の水平
方向フィルタ回路１０１，１０２からの出力データの何
れか一方を第１のマルチプレクサ１０３を用いて選択す
ることによってＣＩＦおよびＱＣＩＦの両方に対応して
いるが、ＮＴＳＣ信号をＣＩＦに変換する場合には、第
２の水平方向フィルタ回路１０２および第１のマルチプ
レクサ１０３は不要となる。

【００５７】次に、リードアドレス発生回路１０５は、
フレームメモリ１０４に格納されたデータを、以降の処
理を行うときの順序で読み出すためのリードアドレスを
発生する。先に例として挙げたＩＴＵ−Ｈ．２６１で
は、マクロブロックと呼ばれる（１６×１６）の輝度信
号、（８×８）の色差信号を１単位とし、その単位でラ
スタスキャン順にデータを読み出すことになる。ただ
し、この時点ではライン数の間引きは全く行っていない
ので、更にこのマクロブロックを中心にして、上下数ラ
インも加えて読み出す必要がある。なお、以降の処理
は、このＩＴＵ−Ｈ．２６１の処理を行うことを例とし
て説明する。

【００５８】上記リードアドレス発生回路１０５により
発生されるリードアドレスに従ってフレームメモリ１０
４から読み出されたデータは、第２のマルチプレクサ１
０６に供給される。第２のマルチプレクサ１０６は、こ
のフレームメモリ１０４より出力されたデータと、ＲＡ
Ｍ１０８より出力されフィードバックされたデータとの
何れか一方を選択して出力する。

【００５９】すなわち、垂直方向に対するライン数変換
処理は、輝度信号についてはＣＩＦの場合は１回、ＱＣ
ＩＦの場合は２回行う必要があり、色差信号については
ＣＩＦの場合は２回、ＱＣＩＦの場合は３回行う必要が
あるが、第２のマルチプレクサ１０６は、次段の垂直方
向フィルタ回路１０７に供給するデータとして、１回目
のライン数変換処理を行うときはフレームメモリ１０４
の出力を選択し、２回目以降のライン数変換処理を行う
ときはＲＡＭ１０８の出力を選択する。

【００６０】上記垂直方向フィルタ回路１０７は、垂直
方向に画素の間引きを行っても、ビデオ信号が視覚的に
平滑になるようにするという役割を持つ。この垂直方向
フィルタ回路１０７は、図４に示した３つの垂直方向フ
ィルタ回路４０３，４０４，４０６の役割を兼ね、順番
にその役割を変えていく。

【００６１】すなわち、最初は図４の第１の垂直方向フ
ィルタ回路４０３の役割をすべく、垂直方向フィルタ回
路１０７への入力データとして、第２のマルチプレクサ
１０６によりフレームメモリ１０４からの出力データが
選択される。このとき、ＣＩＦあるいはＱＣＩＦのマク
ロブロックを作るのに必要なライン数のデータが、１ラ
イン当たり１６画素ずつラスタスキャン順に読み出され
て間引きが行われ、その結果がＲＡＭ１０８に格納され
る。

【００６２】このとき、間引かれる画素に対してクロッ
ク信号に対応したライトイネーブル信号が非活性とな
り、これによってＲＡＭ１０８は、間引き後のデータの
みを格納することになる。以上の処理は、ライン数を輝
度信号、色差信号共に４８０個から２８８個に間引くこ
とに対応する。

【００６３】次に、垂直方向フィルタ回路１０７が図４
の第２の垂直方向フィルタ回路４０４の役割をすべく、
垂直方向フィルタ回路１０７への入力データとして、第
２のマルチプレクサ１０６によりＲＡＭ１０８からの出
力データが選択される。これにより、その直前（１回
目）にライン数変換処理されたデータが読み出されて間
引きが行われ、その結果がＲＡＭ１０８に再び格納され
る。

【００６４】このとき、間引かれる画素に対してクロッ
ク信号に対応したライトイネーブル信号が非活性とな
り、これによってＲＡＭ１０８は、間引き後のデータの
みを格納することになる。以上の処理は、ライン数を色
差信号について２８８個から１４４個に間引くことに対
応しており、輝度信号についてはバイパスとなる。も
し、符号化処理を行う画面の大きさがＣＩＦの場合は、
この時点でライン数変換処理が完了し、フレームの大き
さは、図２（ｃ）および（ｇ）のようになる。

【００６５】さらに、垂直方向フィルタ回路１０７が図
４の第３の垂直方向フィルタ回路４０６の役割をすべ
く、垂直方向フィルタ回路１０７への入力データとし
て、第２のマルチプレクサ１０６によりＲＡＭ１０８か
らの出力データが選択される。これにより、その直前
（２回目）にライン数変換処理されたデータが読み出さ
れて間引きが行われ、その結果がＲＡＭ１０８に再び格
納される。

【００６６】このとき、間引かれる画素に対してクロッ
ク信号に対応したライトイネーブル信号が非活性とな
り、これによってＲＡＭ１０８は、間引き後のデータの
みを格納することになる。以上の処理は、ライン数を輝
度信号については２８８個から１４４個に間引くことに
対応し、輝度信号については１４４個から７２個に間引
くことに対応する。この時点でマクロブロック単位のＱ
ＣＩＦによるビデオ信号が完成し、フレームの大きさ
は、図２（ｄ）および（ｈ）のようになる。

【００６７】上述のように、ＲＡＭ１０８は、垂直方向
フィルタ回路１０７より出力されるデータを格納すると
同時に、垂直方向フィルタ回路１０７への入力にもなる
ので、２面用意している。すなわち、一方がリード状態
の時はもう一方がライト状態となり、これが交互に切り
替わるダブルバッファ構成となっている。

【００６８】符号化回路１０９は、ビデオ信号符号化装
置全体として達成すべき符号化方式を実現するための回
路であり、本実施形態ではＨ．２６１符号化回路とな
る。この符号化回路１０９は、ＲＡＭ１０８より出力さ
れるＣＩＦあるいはＱＣＩＦになったビデオ信号を、Ｉ
ＴＵ−Ｈ．２６１の手順に従って符号化する。

【００６９】以上のように、本実施形態では、入力段に
設けた２つの水平方向フィルタ回路１０１，１０２によ
って、ＣＩＦあるいはＱＣＩＦとして最終的に必要な段
階まで水平方向に対する画素の間引きをまず最初に行っ
てしまうようにしている。そして、その１画面分の間引
き結果をフレームメモリ１０４に格納した後、リードア
ドレス発生回路１０５により発生されるアドレスに従っ
て、符号化回路１０９での処理順序に応じた順序でフレ
ームメモリ１０４から後段の回路にデータを読み出すよ
うにしている。

【００７０】これにより、図１のフレームメモリ１０４
は、第１のマルチプレクサ１０３からインターレースで
書き込まれたデータをノンインターレースで読み出すよ
うにするためのフレームメモリ（図４の第１のフレーム
メモリ４０１に相当）と、１画面のラスタスキャン順で
書き込まれたデータをマクロブロックのラスタスキャン
順で読み出すようにするためのフレームメモリ（図４の
第２のフレームメモリ４０７に相当）とを兼用する役割
を持つ。

【００７１】したがって、本実施形態では、図１のよう
にフレームメモリは１つだけ設ければ良く、従来のよう
に２つ設けなくても済むようになる。ただし、本実施形
態ではＲＡＭ１０８が新たに設けられているが、間引き
がかなり進んだ後のデータを格納すれば良いので、その
メモリ容量は小さい。よって、フレームメモリ１０４の
容量とＲＡＭ１０８の容量とを合わせても、図４に示し
た２つのフレームメモリ４０１，４０７の合計容量より
も小さくなり、装置の小型化を図れる。

【００７２】また、本実施形態では、第２のマルチプレ
クサ１０６と垂直方向フィルタ回路１０７とＲＡＭ１０
８とでフィードバックループを構成し、１つの垂直方向
フィルタ回路１０７に図４に示した３つの垂直方向フィ
ルタ回路４０３，４０４，４０６の役割を持たせるよう
にしている。これにより、従来は３つ必要であった垂直
方向フィルタ回路が本実施形態によれば１つで済むよう
になる。

【００７３】ここで、図１の水平方向フィルタ回路１０
１，１０２および垂直方向フィルタ回路１０７は、何れ
も図５に示すような構成のものである。したがって、垂
直方向フィルタ回路の数が減った分だけ、コスト面や回
路規模等の面でデメリットの大きいディレイラインや乗
算器の数を格段に減らすことができる。

【００７４】しかも、本実施形態では、垂直方向フィル
タ回路１０７よりも前段でリードアドレス発生回路１０
５によってマクロブロック単位のラスタスキャン順とな
るようにデータが読み出されているので、垂直方向フィ
ルタ回路１０７の中のディレイラインは、従来のように
フレーム単位での１ライン中の画素数分のレジスタに相
当するものではなく、マクロブロック単位での１ライン
中の画素数分のレジスタに相当する。すなわち、輝度信
号の場合は１６個、色差信号の場合は８個のレジスタで
良く、従来の７０４個に比べて格段に少なくて済む。

【００７５】なお、図１の例では第２のマルチプレクサ
１０６と垂直方向フィルタ回路１０７とＲＡＭ１０８と
でフィードバックループを構成しているが、従来例と同
様に３つの垂直方向フィルタ回路を直列接続するように
しても良い（ただし、輝度信号を処理するか色差信号を
処理するかによって、あるいはＣＩＦであるかＱＣＩＦ
であるかによって、処理が不要な垂直方向フィルタ回路
は間引きは行わずバイパスさせる）。この場合は、フィ
ルタ回路の数は従来と変わらないが、フレームメモリが
１つで良く、また垂直方向フィルタ回路内のディレイラ
インのサイズが小さくて良い分、従来よりも回路規模を
小さくすることができる。

【００７６】また、図１の例では、垂直方向フィルタ回
路１０７よりも前にリードアドレス発生回路１０５を設
け、マクロブロック単位のラスタスキャン順に読み出し
たデータを垂直方向フィルタ回路１０７に入力するよう
にしているが、従来例と同様に、符号化回路１０９の前
段にもフレームメモリを設け、ここからマクロブロック
単位のラスタスキャン順にデータを読み出すようにして
も良い。この場合は、フレームメモリの数は従来と変わ
らないが、垂直方向フィルタ回路が１つで良い分、従来
よりも回路規模を小さくすることができる。

【００７７】また、図１の例では垂直方向フィルタ回路
１０７をフィードバックループの中で繰り返し用いるよ
うにしたが、水平方向フィルタ回路あるいは、水平方向
フィルタ回路と垂直方向フィルタ回路との両方をフィー
ドバックループの中で繰り返し用いるようにしても良
い。

【００７８】

【発明の効果】本発明は上述したように、標準テレビジ
ョン方式のビデオ信号の入力段に共通フォーマットとし
て最終的に必要な段階まで水平方向の画素数の間引きを
行う水平方向間引き手段を設けるとともに、水平方向間
引き手段の出力を格納したフレームメモリから符号化回
路での処理単位に準じた形でデータを読み出すためのア
ドレスを発生する読み出し制御手段を設けたので、イン
ターレースで書き込まれたビデオ信号をノンインターレ
ースで読み出すようにするためと、フレーム単位のラス
タスキャン順に書き込まれたビデオ信号を符号化回路で
の処理単位のラスタスキャン順で読み出すようにするた
めの両者の役割を本発明のフレームメモリに持たせるよ
うにすることができ、１つのフレームメモリだけで共通
フォーマットへの変換を実現することができる。

【００７９】しかも、上記フレームメモリの後段の垂直
方向間引き手段では、上述のように符号化回路の処理単
位に準じた形で読み出されたビデオ信号に対してライン
数の間引きが行われるので、垂直方向間引き手段の内部
に備えられるディレイラインのサイズを、フレーム単位
より小さい符号化回路の処理単位での１ライン中の画素
数分で済むようにすることができる。したがって、本発
明によれば、２つのフレームメモリを用いており、垂直
方向間引き手段内のディレイラインのサイズがフレーム
単位での１ライン中の画素数分であった従来例よりもビ
デオ信号符号化装置の回路規模を小さくすることができ
る。

【００８０】また、本発明の他の特徴によれば、１個の
垂直方向間引き手段とその結果を格納する一時記憶メモ
リとでフィードバックループを構成し、上記１個の垂直
方向間引き手段を繰り返し用いて共通フォーマットとし
て最終的に必要な段階まで垂直方向のライン数の間引き
を行うようにしたので、垂直方向間引き手段を複数個設
けることなく共通フォーマットへの変換を実現すること
ができ、複数個の垂直方向間引き手段を使って共通フォ
ーマットへの変換を行っていた従来例よりもビデオ信号
符号化装置の回路規模を小さくすることができる。

【００８１】さらに、本発明のその他の特徴によれば、
標準テレビジョン方式のビデオ信号の入力段に共通フォ
ーマットとして最終的に必要な段階まで水平方向の画素
数の間引きを行う水平方向間引き手段を設けるととも
に、水平方向間引き手段の出力を格納したフレームメモ
リから符号化回路での処理単位に準じた形でデータを読
み出すためのアドレスを発生する読み出し制御手段を設
け、かつ、１個の垂直方向間引き手段とその結果を格納
する一時記憶メモリとでフィードバックループを構成
し、上記１個の垂直方向間引き手段を繰り返し用いて共
通フォーマットとして最終的に必要な段階まで垂直方向
のライン数の間引きを行うようにしたので、フレームメ
モリを１つ、垂直方向間引き手段を１つ設けるだけで共
通フォーマットへの変換を実現することができる。特
に、垂直方向間引き手段は一般に複数のディレイライン
と複数の乗算器とで構成されるが、垂直方向間引き手段
が１個で済む分、コスト、回路規模の面でデメリットの
大きいディレイラインや乗算器の数を減らすことがで
き、ビデオ信号符号化装置の回路規模の縮小化の効果が
大きなものとなる。

【００８２】しかも、上記フレームメモリの後段の垂直
方向間引き手段では、上述のように符号化回路の処理単
位に準じた形で読み出されたビデオ信号に対してライン
数の間引きが行われるので、１個の垂直方向間引き手段
の内部に備えられるディレイラインのサイズも、従来の
フレーム単位より小さい符号化回路の処理単位での１ラ
イン中の画素数分で済むようにすることができる。した
がって、本発明によれば、複数のフレームメモリと複数
の垂直方向間引き手段とを用いており、垂直方向間引き
手段内のディレイラインのサイズがフレーム単位での１
ライン中の画素数分であった従来例よりもビデオ信号符
号化装置の回路規模を格段に小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるビデオ信号符号化装
置の一構成例を示すブロック図である。

【図２】本実施形態によるビデオ信号符号化装置の動作
を説明するための図である。

【図３】従来のビデオ信号符号化装置の動作を説明する
ための図である。

【図４】従来のビデオ信号符号化装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】水平方向フィルタ回路および垂直方向フィルタ
回路の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０１，１０２ 水平方向フィルタ回路 １０３，１０６ マルチプレクサ １０４ フレームメモリ １０５ リードアドレス発生回路 １０７ 垂直方向フィルタ回路 １０８ ＲＡＭ １０９ 符号化回路 ５０１，５０２ レジスタ ５０３，５０４，５０５ 乗算器 ５０６ 加算器 ５０７，５０８ ディレイライン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 標準テレビジョン方式のビデオ信号を、
   水平方向の画素数および垂直方向のライン数を間引いて
   所定の共通フォーマットに変換した後で符号化するビデ
   オ信号符号化装置において、 上記標準テレビジョン方式のビデオ信号の入力段に設け
   られ、上記共通フォーマットとして最終的に必要な段階
   まで水平方向の画素数の間引きを行う水平方向間引き手
   段と、 上記水平方向間引き手段により画素数の間引かれたビデ
   オ信号を格納するフレームメモリと、 上記フレームメモリから符号化回路での処理単位に準じ
   た形でデータを読み出すためのアドレスを発生する読み
   出し制御手段と、 上記フレームメモリから読み出されたビデオ信号に対し
   て、上記共通フォーマットとして最終的に必要な段階ま
   で垂直方向のライン数の間引きを行う垂直方向間引き手
   段とを備えたことを特徴とするビデオ信号符号化装置。
2. 【請求項２】 標準テレビジョン方式のビデオ信号を、
   水平方向の画素数および垂直方向のライン数を間引いて
   所定の共通フォーマットに変換した後で符号化するビデ
   オ信号符号化装置において、 上記標準テレビジョン方式のビデオ信号に対して垂直方
   向のライン数の間引きを行う１個の垂直方向間引き手段
   と、 上記垂直方向間引き手段によりライン数の間引かれたビ
   デオ信号を一時格納する一時記憶メモリとを備え、 上記垂直方向間引き手段と上記一時記憶メモリとでフィ
   ードバックループを構成し、上記１個の垂直方向間引き
   手段を繰り返し用いて上記共通フォーマットとして最終
   的に必要な段階まで垂直方向のライン数の間引きを行う
   ようにしたことを特徴とするビデオ信号符号化装置。
3. 【請求項３】 標準テレビジョン方式のビデオ信号を、
   水平方向の画素数および垂直方向のライン数を間引いて
   所定の共通フォーマットに変換した後で符号化するビデ
   オ信号符号化装置において、 上記標準テレビジョン方式のビデオ信号の入力段に設け
   られ、上記共通フォーマットとして最終的に必要な段階
   まで水平方向の画素数の間引きを行う水平方向間引き手
   段と、 上記水平方向間引き手段により画素数の間引かれたビデ
   オ信号を格納するフレームメモリと、 上記フレームメモリから符号化回路での処理単位に準じ
   た形でデータを読み出すためのアドレスを発生する読み
   出し制御手段と、 上記フレームメモリから読み出されたビデオ信号に対し
   て垂直方向のライン数の間引きを行う１個の垂直方向間
   引き手段と、 上記垂直方向間引き手段によりライン数の間引かれたビ
   デオ信号を一時格納する一時記憶メモリとを備え、 上記垂直方向間引き手段と上記一時記憶メモリとでフィ
   ードバックループを構成し、上記１個の垂直方向間引き
   手段を繰り返し用いて上記共通フォーマットとして最終
   的に必要な段階まで垂直方向のライン数の間引きを行う
   ようにしたことを特徴とするビデオ信号符号化装置。
4. 【請求項４】 上記共通フォーマットはＣＩＦであるこ
   とを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のビデ
   オ信号符号化装置。
5. 【請求項５】 上記共通フォーマットはＱＣＩＦである
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のビ
   デオ信号符号化装置。