JPH1093969A

JPH1093969A - 動画像符号化装置

Info

Publication number: JPH1093969A
Application number: JP24629296A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nakashika; 正弘中鹿
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】小規模かつ安価な符号化装置を用いてＨＤＴＶ
のような大画面の符号化を行うことのできる動画像符号
化装置を実現する。【解決手段】動画像信号を構成する各画面を前処理ユニ
ット１０２にて４つの分割画面に分割して４つの分割動
画像信号を形成し、それぞれの分割動画像信号に対して
４個の分割動画像符号化装置１０３ａ〜１０３ｄにより
符号化が行われる。また、ＧＯＰの開始点と終了点、Ｉ
ピクチャ・Ｐピクチャ・Ｂピクチャの画面ごとの選択、
さらに３：２プルダウンパターンの検出、を全ての分割
動画像信号について一致させて符号化され、これによ
り、ＨＤＴＶ映像としての編集が可能で、ランダムアク
セス・チャンネルホッピングの平均応答時間も短く、ま
た分割画面毎の画質差も少ない動画像符号化装置を実現
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像データを圧
縮する動画像符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】より大量の映像信号を少ないデータ量で
伝送・蓄積するための動画像符号化技術は、例えばＭＰ
ＥＧ２ビデオ規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２）に
代表されるように、規格制定段階から実用段階へと進行
している。

【０００３】ＭＰＥＧ２ビデオ規格では、何段階かの代
表的な「レベル」を規定しており、例えば約３０フレー
ム／秒の映像信号の画面サイズは、輝度信号について
は、標準ＴＶ方式クラスのＭａｉｎＬｅｖｅｌでは横
７２０画素×縦４８０ライン、ＨＤＴＶクラスのＨｉｇ
ｈＬｅｖｅｌでは横１９２０画素×縦１０８０ライン
を扱うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現在実用化さ
れているのはＨｉｇｈＬｅｖｅｌの符号化装置・復号
化装置が中心であり、ＨｉｇｈＬｅｖｅｌすなわちＨ
ＤＴＶ相当の符号化装置・復号化装置は非常に高速処理
となるため実現が容易でなく、実現できたとしても高価
かつ大規模なものとなる。

【０００５】そこで１枚のＨＤＴＶクラスの画面を複
数、例えば４枚の分割画面に分割し、それぞれをＨｉｇ
ｈＬｅｖｅｌ相当の安価かつ小規模な既存の符号化装
置を使って符号化を行い、かつ充分な性能を確保したい
という要望がある。

【０００６】ここで、ＭＰＥＧのＧＯＰ（Group of Pic
tures ）について簡単に述べる。ＧＯＰは独立再生ので
きる単位であり、ＧＯＰの先頭からであれば、独立に破
綻なく映像を再生することができる。これは編集やラン
ダムアクセス、チャンネルホッピングにおいて重要な意
味を持つ。符号化ビットストリーム上でのＧＯＰの先頭
には、画面内で完結した符号化を行うＩ（Intra coded
）ピクチャが配置される。

【０００７】ピクチャの種類には、Ｉピクチャの他、時
間的に過去に位置するＩまたはＰピクチャから予測符号
化を行うＰ（Predictive coded）ピクチャ、時間的に前
・後・両方向のＩまたはＰピクチャから予測符号化を行
うＢ（Bidirectionally predictive coded）ピクチャの
３種類がある。図１３はＧＯＰの構成の一例を示してい
る。この例のＧＯＰは１２枚の画面から構成され、３画
面周期でＩピクチャまたはＰピクチャが並んでいる。

【０００８】一般にＩピクチャの符号量は大きく、次い
でＰピクチャ、Ｂピクチャの順となる。Ｉ・Ｐピクチャ
は他の画像の予測に使用されるため、予測に使用されな
いＢピクチャに比べて一般的にやや高画質となるように
符号量が配分される。また、ＧＯＰの後半になると誤差
の累積のため符号化効率が悪化してＧＯＰの前半と後半
での画質差が存在する可能性がある。

【０００９】さて、前述のように、１枚のＨＤＴＶ画面
を複数の分割画面に分割し、それぞれをＭａｉｎＬｅ
ｖｅｌクラスの既存の符号化装置を使って符号化を行う
場合には、各々の符号化装置が独立して動作するので、
分割画面間でＧＯＰ（Groupof Pictures ）の構成が一
致するとは限らない。すなわち、ＧＯＰの開始点・終了
点が一致せず、またＩピクチャ・Ｐピクチャ・Ｂピクチ
ャの選択も各々の符号化装置に任されるため一致しな
い。

【００１０】この場合、次のような問題点がある。（１）図１４に示すように、ＧＯＰの開始点が各分割画
面（Ａ〜Ｄ）毎にばらばらのため、ＨＤＴＶ映像として
の編集ができない。（２）ランダムアクセス・チャンネルホッピング時に画
面が正常になるまでの平均応答時間が長い。これは、ラ
ンダムアクセス・チャンネルホッピング動作の際に、各
分割画面（Ａ〜Ｄ）のうちで次のＧＯＰ開始点が最も遅
いものを待つ必要があるためである。（３）ＧＯＰの開始・終了点やＩピクチャ・Ｐピクチャ
・Ｂピクチャの選択がそろっていないので、１枚の画面
について見た場合に、分割画面毎の画質差がある。これ
はスロー再生・一時停止などを行うと特に顕著に知覚さ
れる可能性がある。

【００１１】また、いわゆる３：２プルダウンは、映画
のような毎秒２４コマの映像を毎秒約６０フィールド
（６０または５９．９４フィールド）のインターレース
映像に対応づけるものである。図１５はこの様子を示
す。３：２プルダウンされた約６０フィールド／秒の動
画像信号が符号化装置に入力される場合、元々どのよう
に３：２プルダウンが行われたかは一般には予めわかっ
ていないため、この３：２プルダウンパターンを符号化
装置において検出して毎秒２４コマの映像信号を再現す
る必要がある。３：２プルダウンパターンの検出には、
例えばフレーム間の相関を利用する。特に、編集等が行
われた状態で入力されると、３：２プルダウンパターン
の周期性が乱れている場合もある。

【００１２】３：２プルダウンにおいては、原画は毎秒
２４コマのフレーム画像のため、符号化の前処理におい
て使用されるフィルタには基本的にはフレーム内フィル
タを使用するのがよい。しかし、編集などによって３：
２プルダウンパターンが乱れて不連続になっている場合
には、一時的にフィールド内フィルタを使う必要があ
る。一般には、フィールド内フィルタを使用した場合
は、フレーム内フィルタを使用した場合に比べて画質が
劣化する。

【００１３】さて、前述のように、１枚のＨＤＴＶ画面
を複数の分割画面に分割し、それぞれをＭａｉｎＬｅ
ｖｅｌクラスの既存の符号化装置を使って符号化を行う
場合には、各々の符号化装置が独立して動作するので、
３：２プルダウンパターンの検出結果が一致するとは限
らない。３：２プルダウンパターンの不連続点がある場
合にパターンの検出結果が分割画面ＡとＢで不一致とな
った例を図１６に示す。

【００１４】この場合、次のような問題点がある。（１）３：２プルダウンパターンが異なっているので、
ＨＤＴＶ映像としての編集ができない。（２）１枚の画面について見た場合に、それぞれの分割
画面において、フレーム内フィルタによる前処理が行わ
れたかフィールド内フィルタによる前処理が行われたか
がそろっていないので、分割画面毎の画質差がある。

【００１５】上述したように、ＨＤＴＶのような大画面
の符号化装置は非常に高速処理となるため実現が容易で
なく、実現できたとしても高価かつ大規模なものとなる
という問題がある。

【００１６】また、ＨＤＴＶのような動画像信号を複数
の分割画面に分割し、それぞれを小規模な符号化装置を
使って符号化を行う場合には、各々の符号化装置が独立
して動作するので、ＧＯＰ（Group of Pictures ）の構
成、すなわち、ＧＯＰの開始点・終了点や、Ｉピクチャ
・Ｐピクチャ・Ｂピクチャの選択が一致せず、（１）Ｈ
ＤＴＶ映像としての編集ができない、（２）ランダムア
クセス・チャンネルホッピング毎の平均応答時間が長
い、（３）分割画面毎の画質差がある、という問題があ
った。

【００１７】さらに、３：２プルダウンパターンの検出
結果も一致するとは限らず、上記（１）（３）と同じ問
題があった。本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、既存の小規模かつ安価な符号化装置を用い
て大画面の符号化を行うことのできる動画像符号化装置
を提供することを目的とする。

【００１８】また、本発明は、ＨＤＴＶのような大画面
の動画像信号を複数の分割画面に分割し、それぞれを小
規模な符号化装置を使って符号化を行う場合に、ＨＤＴ
Ｖ映像としての編集が可能で、ランダムアクセス・チャ
ンネルホッピングの平均応答時間も短く、また分割画面
毎の画質差も少ない動画像符号化装置を提供することを
目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、動画像信号を構成する各画面を複数の分
割画面に分割して複数の分割動画像信号を形成する手段
と、前記各分割動画像信号を１画面とする符号化を各々
が行う複数の符号化装置とを具備し、前記複数の分割動
画像信号それぞれに対する符号化を前記複数の符号化装
置によって並行して行うように構成したものである。こ
のように、既存の小規模かつ安価な符号化装置を複数個
並列に設けることにより大画面の符号化を効率的に行う
ことができる。また、既存の小規模かつ安価な符号化装
置を複数個並列に設ける代わりに、１個の符号化装置の
みを設け、それによって複数の分割動画像信号それぞれ
に対する符号化を時分割的に行うこともできる。

【００２０】また、本発明は、動画像信号を構成する各
画面を複数の分割画面に分割して複数の分割動画像信号
を形成し、それぞれの分割動画像信号に対して分割動画
像符号化手段により符号化を行う動画像符号化装置にお
いて、独立再生可能単位となる時間的に連続する複数の
画像群の開始点と終了点を全ての分割動画像信号につい
て一致させて符号化する手段を備えたものである。これ
により、各分割画像のＧＯＰの開始点・終了点が一致す
るため、ＨＤＴＶ映像としての編集が可能となり、ラン
ダムアクセス・チャンネルホッピングの平均応答時間も
短くすることができる。

【００２１】また、本発明は、動画像信号を構成する各
画面を複数の分割画面に分割して複数の分割動画像信号
を形成し、それぞれの分割動画像信号に対して分割動画
像符号化手段により符号化を行う動画像符号化装置にお
いて、画面内符号化画像・片方向予測符号化画像・双方
向予測符号化画像の画面ごとの選択を全ての分割動画像
信号について一致させて符号化する手段を備えたもので
ある。これにより、１枚の原画面内での分割画面毎の画
質差をきわめて少なくすることができる。

【００２２】さらに本発明は、動画像信号を構成する各
画面を複数の分割画面に分割して複数の分割動画像信号
を形成し、それぞれの分割動画像信号に対して分割動画
像符号化手段により符号化を行う動画像符号化装置にお
いて、毎秒約６０フィールドの動画像信号と毎秒２４コ
マの動画像信号とを対応づける３：２ブルダウンパター
ンを全ての分割動画像信号について一致させて符号化す
る手段を備えたものである。これにより、３：２プルダ
ウンされた動画像信号が入力された場合にも、ＨＤＴＶ
映像としての編集が可能となり、１枚の画面内での分割
画面毎の画質差をきわめて少なくすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を説明する。ここでは、６０フィールド／秒で輝度
信号のサンプル数（１フレーム当たり）が横１９２０画
素×縦１０８０ライン、色差信号のサンプル数が横９６
０画素×縦１０８０ラインの原映像信号を４つに分割し
て符号化するものとする。

【００２４】まず、本発明の第１の実施形態について述
べる。図１は本発明の第１の実施形態における動画像符
号化装置の構成図である。本実施形態では、４台の標準
ＴＶ用符号化装置を使用することによりＨＤＴＶの符号
化を実現する。画面の４分割の方法としては、例えば図
２（ａ），図２（ｂ），図２（ｃ）のようにＡ〜Ｄに分
割する方法などが適用可能であるが、以下の説明では図
２（ａ）の分割法を前提にするものとする。

【００２５】図１の動画像符号化装置は、原画像再生装
置１０１、前処理ユニット１０２、分割画像符号化装置
１０３ａ〜１０３ｄ、多重化装置１０４、制御装置１０
５、および記憶装置１０６からなる。このうち、原画像
再生装置１０１は、例えばＨＤＴＶのＶＴＲである。ま
た、分割画像符号化装置１０３ａ〜１０３ｄは例えば標
準ＴＶのＭＰＥＧ２エンコーダであり、それぞれ分割動
画像を１画面としてその符号化を行う。

【００２６】原画像再生装置１０１から再生された原動
画像信号は、前処理ユニット１０２において、分割前の
状態で、サンプル数変換・プリフィルタ（例えばノイズ
除去のための２次元フィルタ）処理を受け、さらに図２
（ａ）のように４つの画面に分割される。分割された各
分割動画像信号は、分割動画像符号化装置１０３ａ〜ｄ
においてそれぞれ並行して符号化され、次に多重化装置
１０４において、多重化されたビットストリームとな
る。制御装置１０５は原画像再生装置１０１、前処理ユ
ニット１０２、分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄ、多重
化装置１０４を制御し、記憶装置１０６には制御に必要
な情報が記憶される。

【００２７】本実施形態においては、蓄積メディア等を
対象にして２段階に分けて符号化を行ういわゆる２パス
の符号化を採用することができ、この場合には、（１）まず原画像再生装置１０１から原画像を読み出
し、前処理ユニット１０２において後述のように代表画
像を生成する。そして、分割画像符号化装置１０３ａ〜
ｄのうち１つを使い（ここでは分割画像符号化装置１０
３ａとする）、この代表画像に対して第１回目の符号化
を行う。（２）第１回目の符号化の結果から、シーンチェンジや
動き補償予測の有効性を勘案して、ＧＯＰの開始点・終
了点、Ｉ・Ｐ・Ｂピクチャの選択を、分割画像符号化装
置１０３ａにおいて決定し、その結果を制御装置１０５
に第１回符号化パラメータ情報１１０として伝送し、こ
れをＧＯＰ・ＩＰＢ構造情報として記憶装置１０６に記
憶しておく（または制御装置１０５で決定してもよ
い）。（３）原画像再生装置１０１から再び原画像を読み出
し、前処理ユニット１０２において、前処理を行った
後、４つの分割画像を生成し、分割画像符号化装置１０
３ａにより画面Ａ、分割画像符号化装置１０３ｂにより
画面Ｂ、分割画像符号化装置１０３ｃにより画面Ｃ、分
割画像符号化装置１０３ｄにより画面Ｄ、のそれぞれに
対して第２回目の符号化を行う。

【００２８】この時、（２）で記憶装置１０６に記憶し
ておいたＧＯＰ・ＩＰＢ構造情報を読み出して、分割画
像符号化装置１０３ａ〜ｄに分割画像符号化パラメータ
情報として制御信号１１１に含ませて供給し、第２回目
の符号化でのＧＯＰ・ＩＰＢピクチャの選択に使用す
る。すなわち、４つの分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄ
全てにおいて、ＧＯＰの開始点・終了点、ＩＰＢピクチ
ャの選択が一致する。

【００２９】また、この実施形態では３：２プルダウン
画像が入力された場合には、第１回目の代表画像に対す
る符号化から３：２プルダウンパターンを検出して第１
回符号化パラメータ情報１１０に含ませて制御装置１０
５に伝送して記憶装置１０６に記憶しておき、それを第
２回目の符号化の際に前処理ユニット１０２および各分
割画像符号化装置１０３ａ〜ｄに供給している。

【００３０】前処理ユニット１０２ではこの３：２プル
ダウンパターンに基づいて、約６０フィールド／秒の動
画像信号から２４コマ／秒の動画像信号への変換を一旦
行い、サンプル数変換・プリフィルタ処理を行った上で
再度約６０フィールド／秒の動画像信号に戻して分割画
像符号化装置１０３ａ〜ｄに入力する。このように一旦
２４コマ／秒に変換するのは、図１５からも明らかなよ
うに、原フレーム構造が６０フィールド／秒の動画像信
号のフレーム構造と一致しているとは限らないからであ
る。この際、３：２プルダウンパターンの乱れ（不連
続）がある場合には、サンプル数変換・プリフィルタ処
理をフレーム内処理から一時的にフィールド内処理に切
り替える。

【００３１】第１回目の符号化における前処理ユニット
での代表画像の選び方としては、例えば次の３とおりが
考えられる。（ａ）図３のように、画素を間引いて（またはサンプル
数変換を行って）縮小画像を作る方法（ｂ）図４のように、ＨＤＴＶ画面のほぼ中央の画像
（斜線部）を切り出す方法（ｃ）図２（ａ）の画面Ｄ（またはＡ〜Ｃのいずれか）
を代表画像とする方法一般的には（ａ）が最も画面全体の性質をよく表してお
り性能がよいと考えられるが、（ｂ）も現実には画像信
号のうちで主要な被写体が画面の中央にあることが多い
ことから、有効である。（ｃ）は代表画像の切り出し方
が上記ステップ（３）と同じになり処理が簡略化できる
という長所がある。この（ｃ）の場合、ＨＤＴＶ画面上
で下方に位置する分割画面（ＣまたはＤ）を代表画像と
して使用する方法がよい。これは上方に位置する画面
（ＡまたはＢ）は背景である可能性がやや高いからであ
る。

【００３２】なお、ＧＯＰやＩＰＢ構造、３：２プルダ
ウンパターンを決めるには、前述のように、（方法１）
代表画像による第１回目の符号化を行う方法、のほか、（方法２）中間情報をもとにしたリアルタイムの集計に
よる方法（図５）。（方法３）ある１つの分割画像符号化装置１０３ａによ
る決定結果を他の分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄに伝
送する方法。図６の制御信号６０１により伝送する。（方法４）強制的に制御装置１０５から固定的に指定す
る方法。図７の制御信号１１１にこの情報を含ませて制
御する。がある。

【００３３】ここで、（方法２）における中間情報とは
例えば次のようなものである。ＧＯＰ・ＩＰＢピクチャ決定のための情報・シーンチェンジ情報・画面間予測効率に関する情報３：２プルダウンパターン決定のための情報・フレーム間相関情報・シーンチェンジ情報図５に示すように、このような中間情報５０１ａ〜ｄを
４つの分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄから制御装置１
０５に供給し、制御装置１０５においてＧＯＰ・ＩＰＢ
ピクチャ構造や３：２プルダウンパターンを判定する。
または各分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄにおいて個別
にＧＯＰ・ＩＰＢピクチャ構造や３：２プルダウンパタ
ーンを判定した４つの結果を制御装置１０５に供給し制
御装置１０５において多数決を行って決定してもよい。

【００３４】以上に述べてきた各種方法によれば、各分
割画面のＧＯＰ構造・ＩＰＢピクチャの選択が一致する
ので、ＨＤＴＶ映像としてビットストリームの状態で編
集が可能であり、ランダムアクセスまたはチャンネルホ
ッピング時に正常な画面になるまでの平均応答時間が短
く、また分割画面ごとの画質差の可能性が小さい。

【００３５】また、３：２プルダウンされた映像信号が
入力された場合にも、各分割画面の３：２プルダウンパ
ターンが一致するため、各分割画面の前処理で使用され
るフィルタがフレーム内フィルタかフィールド内フィル
タかがそろうので分割画面毎の画質差が小さく、またＨ
ＤＴＶ映像として編集を行うことができる。

【００３６】図１の前処理ユニット１０２について補足
して説明しておく。この前処理ユニット１０２は、サン
プル数変換・プリフィルタ・画面分割の各処理を行うよ
うになっており、次のような特徴を持っている。（１）サンプル数変換この前処理ユニット１０２はサンプル数変換機能を有し
ており、元のＨＤ画像の水平１９２０画素・垂直１０８
０ライン（輝度信号・１フレーム当たり）のサンプル数
を４つのＭａｉｎＬｅｖｅｌ画像、すなわち水平７２
０画素・垂直４８０ラインに変換する。まず、元のＨＤ
画像に対して、水平方向に３／４のダウンサンプリン
グ、垂直方向は８／９のダウンサンプリングを行い、水
平１４４０画素・垂直９６０ラインとする。次にこれを
４つの水平７２０画素・垂直４８０ラインの画面に分割
する。この様子を図８に示す。

【００３７】この際、垂直サンプル数変換の扱いについ
ては２種類のモードを持っている。すなわち、原画像が
プログレッシブ画像の場合は垂直サンプル数変換を行
い、原画像がインターレース画像の場合は垂直サンプル
数変換を行わないようにし、これらを切り替えて使用す
る。プログレッシブモードの時はフレーム内フィルタに
よる８／９の垂直サンプル数変換を行い、元の画面全体
を符号化する。インターレース画像の場合、フィールド
内フィルタによる垂直サンプル数変換を行うと画質劣化
の原因となりやすいので、インターレースモードの時に
限って垂直サンプル数変換を行わず、図９の斜線部に示
す上下のラインをカットして垂直９６０ラインとする。

【００３８】色差信号については、元のＨＤ画像は水平
９６０画素・垂直１０８０ライン（４：２：２形式）で
あるが、これを水平７２０画素・垂直４８０ライン
（４：２：０形式）に変換した後、水平３６０画素・垂
直２４０画素の画面４つに分割する。（２）ＨＤ画像状態での前処理このサンプル数変換およびプリフィルタは前処理ユニッ
ト１０２に内蔵のものを使用しＨＤ画像の状態で行い、
分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄが元々内蔵しているの
でプリフィルタはスルー（禁止）とする。各分割画像符
号化装置１０３ａ〜ｄの入力部には図１０に示すように
切り替え装置１００１が設けられており、前処理実行モ
ード（プリフィルタおよび色信号の４：２：２→４：
２：０変換回路１００２）と前処理禁止モードを切り替
えるようになっている。これを切り替えれば、通常のＭ
ａｉｎＬｅｖｅｌ符号化モードと大画面符号化モード
を切り替えることができる。

【００３９】ＨＤ画像の符号化を行う場合には、前処理
ユニット１０２内でサンプル数変換・プリフィルタを行
い各分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄでは切り替え装置
１００１を前処理禁止モードとする。これにより、各分
割画面の接合部における劣化がないので、各分割画面の
切り出しをオーバーラップさせる必要はない。もしＨＤ
画像に対して各分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄ内の前
処理回路１００２を使用する場合は、分割画面の端部、
すなわちＨＤ画面における各分割画面の接合部において
（フィルタ演算に必要な画素がなく）画質劣化が発生す
る可能性があるため、各分割画面の切り出しにオーバー
ラップ領域を設ける必要がある。（３）３：２プルダウンパターンの事前検出前述のように、既存の分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄ
に内蔵された３：２プルダウン自動検出機能を流用して
予め第１回目の符号化で３：２プルダウンパターンの検
出を行い、その結果を記憶装置１０６に記憶しておき、
これに基づいて第２回目の符号化の際に前処理ユニット
１０２内でのプリフィルタをフレーム内フィルタとする
かフィールド内フィルタとするかを変える。従って、前
処理ユニット１０２内には３：２プルダウン自動検出機
能を省略することができる。（４）自動作業第１回目の符号化と第２回目の符号化において、自動的
に前処理ユニット１０２における原画像からの切り出し
方法を変えて原画像再生装置１０１と分割画像符号化装
置１０３ａ〜ｄの連動作業を行わせる。前処理ユニット
１０２では、原画からの切り出し位置が可変となってお
り、前述のように、必要に応じて各分割領域をオーバー
ラップさせて切り出してもよい。（５）タイムコードの自動補正機能原画像再生装置１０１には映像に対応してタイムコード
も記憶されている。各分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄ
は、予め制御装置１０５により指定されたタイムコード
を原画像再生装置１０１から受け取った時点で連動して
符号化を開始・終了するようになっている。しかし、こ
の例のように前処理ユニット１０２を設ける場合、映像
信号が前処理ユニット１０２を通過するのに数フレーム
以内の固定した遅延が生じるため、そのままでは指定タ
イムコードに対して実際に符号化される範囲のずれが生
じてしまう。そこで、制御装置１０５から分割画像符号
化装置１０３ａ〜ｄに供給する指定タイムコードをこの
前処理ユニット１０２における映像信号の固定遅延分だ
け遅延させることにより、正しいタイミングでの符号化
が行える。または、原画像再生装置１０１からのタイム
コードを遅延させて分割画像符号化装置１０３ａ〜ｄに
供給しても同じ効果が得られる。（６）ソフト前処理時の符号化動作の自動停止・再開前処理ユニット１０２として専用ハードウェアを用意で
きない場合や、ハードウェアで構成するとフレキシビリ
ティがなくなる場合には、ソフトウェアによる前処理を
行うことも可能である。

【００４０】しかし、ソフトウェアによる前処理では動
画像信号に対して一般にはリアルタイムで処理すること
ができない。そこで、原画像再生装置１０１と分割画像
符号化装置１０３ａ〜ｄの間に画像メモリを設けて、画
像メモリに一時的に画像を記憶してソフトウェアによる
前処理を行う。

【００４１】図１１はこのようなソフトウェア処理を前
提とした動画像符号化装置の構成例を示している。原画
像再生装置１０１から画像メモリ１１０１への書き込
み、画像メモリ１１０１上の画像データに対するソフト
ウェア（非リアルタイム演算装置１１０２）による前処
理、画像メモリ１１０１から分割画像符号化装置１０３
ａ〜ｄへの読み出し、を順に進行させ、各タイミングに
応じて原画像再生装置１０１と分割画像符号化装置１０
３ａ〜ｄを動作・一時停止・再開させながら自動的に進
行させる。

【００４２】この第１の実施形態において、２パス符号
化ではなくいわゆる１パス符号化を４台の分割画像符号
化装置で行う場合にＧＯＰ・ＩＢＰ構造や３：２プルダ
ウンパターンを統一するには、前述した４つの方法のう
ち、（方法１）は使えないが、（方法２）（方法３）
（方法４）の３つの方法のうちいずれかを用いることが
できる。

【００４３】次に、本発明の第２の実施形態について述
べる。図１２は本発明の第２の実施形態における動画像
符号化装置の構成図である。本実施形態では、１台の標
準ＴＶ用符号化装置を何度も使用して、分割動画像を１
画面とする符号化を４つの分割動画像に対して繰り返し
行うことによりＨＤＴＶの符号化を時分割的に実現す
る。

【００４４】図１２において図１と同じ箇所については
同じ番号をつけて説明を省略する。分割画像符号化装置
１０３が１台になっている点を除けば第１の実施形態と
ほぼ同様であるが、新たにビットストリーム記憶装置１
２０１が設けられている。

【００４５】前処理ユニット１０２の特徴も第１の実施
形態で述べたものがほぼそのまま当てはまるが、分割画
像符号化装置１０３として１台の符号化装置のみを使用
するので、前処理ユニット１０２での切り出し位置を図
２のＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄと自動的に変えながら４回（第１回
目の符号化がある場合には代表画像の切り出しも含めて
計５回）進行させる。各ステップで生成されたビットス
トリームは一旦ビットストリーム記憶装置１２０１に記
憶され、４分割画面全ての符号化が終わった時点でビッ
トストリーム記憶装置１２０１から読み出され、多重化
装置１０４において多重される。

【００４６】１台の分割画像符号化装置１０３による２
パス符号化を行う場合には、第１の実施形態と同様に代
表画像による第１回目の符号化を行う。この際は、ＧＯ
Ｐ・ＩＰＢ構造や３：２プルダウンパターンを統一させ
る方法として、第１の実施形態で述べた（方法２）は使
用できないので、（方法１）（方法２）（方法３）（方
法４）の何れかとなる。

【００４７】また、１台の分割画像符号化装置１０３に
よる１パス符号化を行う場合には、（方法１）（方法
２）は使えないので、（方法３）（方法４）の何れかの
方法となる。

【００４８】この第２の実施形態によれば、第１の実施
形態よりも少ない台数の分割画像符号化装置で大画面の
符号化を行うことができる。また、第１の実施形態のよ
うなリアルタイムな符号化を行うことができないが、蓄
積メディアへの格納を目的とした符号化であるのでこれ
によって支障が生じることはない。

【００４９】本発明は上記第１・第２の実施形態にとど
まることなく、種々の変形・応用が可能である。例えば
画面の分割数は４に限るものではないし、分割法は図２
に示したものをはじめ、いろいろな方法がありうる。ま
た、分割画像符号化装置の数も１台または４台に限らず
例えば２台であってもよい。さらに、水平・垂直の画素
数も任意である。

【００５０】また、高ビットレートで符号化する場合な
どには、分割画面ごとの画質差が問題とならないことが
多いので、ＧＯＰの問題点・終了点を全ての分割動画像
について一致させつつＧＯＰ内部のＩＰＢピクチャの選
択、特にＩピクチャを分割画面ごとにずらしておけば、
符号量の多いＩピクチャの時間的な位置がずれるので、
必要なバッファの量が少なくてすむ。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
既存の小規模かつ安価な符号化装置を用いて大画面の符
号化を行うことのできる動画像符号化装置を提供するこ
とができる。より具体的には、ＨＤＴＶのような大画面
の動画像信号を複数の分割画面に分割し、それぞれを小
規模な符号化装置を使って符号化を行う場合に、ＨＤＴ
Ｖ映像としての編集が可能で、ランダムアクセス・チャ
ンネルホッピングの平均応答時間も短く、また分割画面
毎の画質差も少ない動画像符号化装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る動画像符号化装置
の構成を示すブロック図。

【図２】同第１実施形態における画面の分割方法の例を
示す図。

【図３】同第１実施形態において縮小画像を代表画像と
する様子を示す図。

【図４】同第１実施形態において中央画像を代表画像と
する様子を示す図。

【図５】同第１実施形態に係る動画像符号化装置の他の
構成例を示すブロック図。

【図６】同第１実施形態に係る動画像符号化装置のさら
に他の構成例を示すブロック図。

【図７】同第１実施形態に係る動画像符号化装置のさら
に別の構成例を示すブロック図。

【図８】同第１実施形態における水平・垂直のサンプル
数変換の説明図。

【図９】同第１実施形態において画面の上下のカットを
行う場合の説明図。

【図１０】同第１実施形態で使用される分割画像符号化
装置の入力部を示す図。

【図１１】同第１実施形態においてソフト処理による前
処理を行う場合の動画像符号化装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図１２】本発明の第２実施形態に係る動画像符号化装
置の構成を示すブロック図。

【図１３】通常のＧＯＰ構成の例を示す図。

【図１４】従来のＧＯＰ構成の不一致の例を示す図。

【図１５】通常の３：２プルダウンの説明図。

【図１６】従来の３：２プルダウンパターンの不一致の
例を示す図。

【符号の説明】

１０１…原画像再生装置１０２…前処理ユニット１０３，１０３ａ〜ｄ…分割画像符号化装置１０４…多重化装置１０５…制御装置１０６…記憶装置１００１…切り替え装置１１０１…画像メモリ１１０２…非リアルタイム演算装置１２０１…ビットストリーム記憶装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動画像信号を構成する各画面を複数の分
割画面に分割して複数の分割動画像信号を形成する手段
と、前記各分割動画像信号を１画面とする符号化を各々が行
う複数の符号化装置とを具備し、前記複数の分割動画像
信号それぞれに対する符号化を前記複数の符号化装置に
よって並行して行うことを特徴とする動画像符号化装
置。
【請求項２】動画像信号を構成する各画面を複数の分
割画面に分割して複数の分割動画像信号を形成する手段
と、前記各分割動画像信号を１画面とする符号化を行う符号
化装置とを具備し、前記複数の分割動画像信号それぞれ
に対する符号化を前記符号化装置によって時分割的に行
うことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項３】動画像信号を構成する各画面を複数の分
割画面に分割して複数の分割動画像信号を形成し、それ
ぞれの分割動画像信号に対して分割動画像符号化手段に
より符号化を行う動画像符号化装置であって、独立再生可能単位となる時間的に連続する複数の画像群
の開始点と終了点を全ての分割動画像信号について一致
させて符号化する手段を具備することを特徴とする動画
像符号化装置。
【請求項４】動画像信号を構成する各画面を複数の分
割画面に分割して複数の分割動画像信号を形成し、それ
ぞれの分割動画像信号に対して分割動画像符号化手段に
より符号化を行う動画像符号化装置であって、画面内符号化画像・片方向予測符号化画像・双方向予測
符号化画像の画面ごとの選択を全ての分割動画像信号に
ついて一致させて符号化する手段を具備することを特徴
とする動画像符号化装置。
【請求項５】動画像信号を構成する各画面を複数の分
割画面に分割して複数の分割動画像信号を形成し、それ
ぞれの分割動画像信号に対して分割動画像符号化手段に
より符号化を行う動画像符号化装置であって、毎秒約６０フィールドの動画像信号と毎秒２４コマの動
画像信号とを対応づける３：２ブルダウンパターンを全
ての分割動画像信号について一致させて符号化する手段
を具備することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項６】動画像信号を構成する各画面を複数の分
割画面に分割して複数の分割動画像信号を形成し、それ
ぞれの分割動画像信号に対して分割動画像符号化手段に
より符号化を行う動画像符号化装置であって、原動画像信号に対してサンプル数変換および／または前
置フィルタ処理を行った後に複数の分割動画像信号に分
割する手段を具備し、前記分割動画像符号化手段にはサンプル数変換および／
または前置フィルタ処理を行わない第１のモードとサン
プル数変換および／または前置フィルタ処理を行う第２
のモードを備え、サンプル数変換および／または前置フ
ィルタ処理がすでに行われた分割動画像信号が入力され
る場合には前記分割動画像符号化手段を第１のモードに
切り替えることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項７】動画像信号を構成する各画面を複数の分
割画面に分割して複数の分割動画像信号を形成し、それ
ぞれの分割動画像信号に対して分割動画像符号化手段に
より符号化を行う動画像符号化装置であって、原動画像信号から代表動画像信号を生成する手段と、前記代表動画像信号を予め少なくとも一つの分割動画像
符号化手段に入力する手段と、入力された前記代表動画像に基づいて前記分割動画像符
号化手段内で毎秒約６０フィールドの動画像信号と毎秒
２４コマの動画像信号とを対応づける３：２ブルダウン
パターンを検出する手段と、検出された前記３：２ブルダウンパターンを記憶する手
段と、記憶された前記３：２ブルダウンパターンに基づいて原
動画像信号に対してサンプル数変換および／または前置
フィルタ処理を行った後に複数の分割動画像信号に分割
する手段とを具備することを特徴とする動画像符号化装
置。