JPH11177978A - 画像符号化方法および画像符号化装置 - Google Patents
画像符号化方法および画像符号化装置Info
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Abstract
コード時に、エンコード条件の適否をその実行前に判別
できる画像符号化方法および装置を提供する。 【解決手段】 S31,S32で入力されたエンコード
の条件,素材の符号化難易度パラメータに基づいて、S
33でプルダウンパターンの安定性が算出されてS34
で判定される。安定でないとされる場合はS35でワー
ニングが表示され、S36で当初の条件によるエンコー
ド処理を続けるかどうか判断される。処理を続けない場
合はS44でプルダウン処理なしのエンコード等を行
う。処理を続ける場合やS34で安定とされた場合は、
S37からS41でシーンチェンジ検出/処理,チャプ
タ境界処理,符号化難易度の補間/補正処理,ターゲッ
トビット数計算,アドレス計算が行われ、S42でター
ゲットレートが算出され、S43でエンコーダ用コント
ロールファイルが作成されて処理が終了する。
Description
化する画像符号化方法および画像符号化装置に関し、特
にプルダウンパターンに基づいて符号化を行う画像符号
化方法および画像符号化装置に関する。
(Digital Video Disk:DVD)やビデオCDのような
パッケージメディアに蓄積する際に、ビデオ情報に圧縮
符号化処理を施すエンコードシステムでは、まず、ビデ
オ素材の画像の符号化難易度(difficulty)を測定し、
次に、その符号化難易度に基づいてパッケージメディア
の記録容量の範囲内の与えられたバイト数に収まるよう
に、各ビデオ情報のフレームごとにビット配分(Bit as
sign)処理を行うエンコード方法が一般に採用されてい
る。以下、このエンコード方法を2パスエンコーディン
グ方法という。
ジタルビデオディスク(DVD)のオーサリングなどを
行うために用いられる、従来のビデオエンコードシステ
ムの構成例を示している。
ドシステムの全体を管理するものであり、ビデオ,オー
ディオ,メニューなどの各エンコードシステムにエンコ
ード条件を与え、エンコード結果の報告を受ける。この
例では、ファイル「v.enc 」によってビデオエンコード
条件が指定され、ビデオエンコーダ側からはエンコード
結果のビットストリームが書き込まれたRAID104
上のアドレス「v.adr」と、ビットストリームをマルチ
プレックスする際に必要なデータ「vxxx.aui」が報告さ
れる。
02を介して接続されるスーパーバイザ103との間の
データ通信により、このビデオエンコードシステム全体
の動作を制御する。
ラフィカルユーザーインターフェース(GUI:Graphi
cal User Interface)部114の管理により、スーパー
バイザ103からの制御を受け付けると共に、オペレー
タの操作を受け付け、このGUI部114により管理さ
れるビットアサイン部115,エンコーダコントロール
部116,VTRコントロール部117により、エンコ
ーダ112,ビデオテープレコーダ(VTR)110の
動作を制御する。これにより主コントローラ111は、
スーパーバイザ103から通知されたエンコード条件に
従って、処理対象の素材を符号化処理し、その処理結果
をスーパーバイザ3に通知する。さらに、主コントロー
ラ111は、GUI部114を介してオペレータの設定
を受け付けて、上記の符号化の詳細な条件を変更できる
ようにされている。
14は、ビットアサイン部115のビット配分プログラ
ム「BIT_ASSIGN」,エンコーダコントロール部116の
エンコーダコントロールプログラム「CTRL_ENC」および
VTRコントロール部117のVTRコントロールプロ
グラムの3つのプログラムを管理している。
ーバイザ103から通知されるエンコード条件のファイ
ル「v.enc 」に従って符号化処理の条件をフレーム単位
で決定し、この条件による制御データをファイル形式
「CTL file」によりコントロール部116に通知する。
号化処理におけるビット配分(ビットアサイン)を設定
し、さらに設定された条件をオペレータの操作に応じて
変更する。さらに、ビットアサイン部115は、データ
圧縮されたビデオデータD2がRAID104に記録さ
れると、そのビデオデータD2が書き込まれたRAID
104上のアドレスのデータ「v.adr 」を、後段におけ
る多重化処理に必要なデータ量等の情報「vxxx.aui」と
共にスーパーバイザ103に通知する。
トアサイン部115から通知される制御ファイル「CTL
file」に従ってエンコーダ112の動作を制御する。さ
らに、エンコーダコントロール部116は、符号化処理
に要する符号化難易度「difficulty」のデータをフレー
ム単位でビットアサイン部115に通知し、RAID1
04にビデオデータD2が記録されると、その記録アド
レスのデータ「v.adr」,後の多重化処理に必要なデー
タ「vxxx.aui 」をビットアサイン部115に通知す
る。
バイザ3から通知される編集リストに従ってビデオテー
プレコーダ(VTR)110の動作を制御し、所望の編
集対象の素材を再生する。
は、主コントローラ111を介してスーパーバイザ10
3から通知される編集リストに従って、磁気テープに記
録されたビデオデータD1を再生してエンコーダ112
に出力する。
3から主コントローラ111を介して通知される条件に
従って動作を切り換え、VTR110から出力されるビ
デオデータD1を、MPEG(Moving Picture Experts
Group)の手法により圧縮符号化する。
理の結果を主コントローラ111に通知し、主コントロ
ーラ111は、そのデータ圧縮における符号化の条件を
制御し、発生するビット量を制御する。これにより、主
コントローラ111は、データ圧縮により発生するビッ
ト量をフレーム単位で把握できる。
ードにおける事前のエンコード条件設定の処理時(仮エ
ンコード時)には、単にビデオデータD1をデータ圧縮
して処理結果を主コントローラ111に通知するだけで
あるが、最終的なデータ圧縮処理時(本エンコード時)
には、圧縮処理されたビデオデータD2をRAID10
4に記録し、さらにそのデータが記録されたアドレス,
データ量等を主コントローラ11に通知する。
よりデータ圧縮されたビデオデータD2をモニタできる
ように構成される。このモニタ装置113により、この
ビデオエンコードシステムでは、オペレータがデータ圧
縮処理の結果を必要に応じて確認する、いわゆるプレビ
ューを行うことができる。そして、オペレータが、この
プレビュー結果に基づいて主コントローラ111を操作
して、符号化の条件を詳細に変更できるようにされてい
る。
タの圧縮方式としてMPEG(Moving Picture Experts
Group)を採用している。
の冗長度を除去することによりデータ圧縮する方式であ
り、フレーム内だけで符号化されるI(Intra )ピクチ
ャ,過去の画面から現在を予測して符号化されるP(Pr
edictive)ピクチャ,過去の画像と未来の画像とから現
在を予測して符号化されるB(Bidirectionally Predic
tive)ピクチャの3種類の符号化画像が用いられる。
1つ含むまとまりであるGOP(Group of Pictures )
とされる。
この例では、1つのGOPを構成するピクチャ(フレー
ム)の数Nが15である。GOPの各ピクチャが表示さ
れる順序は、符号化される順序とは異なっており、表示
順におけるGOPの先頭のピクチャは、Iピクチャの前
であってPピクチャまたはIピクチャの次にあるBピク
チャである。また、表示順におけるGOPの最後は、次
のIピクチャの前にある最初のPピクチャである。
例示のビデオエンコードシステムの構成を参照しながら
説明する。
における2パスエンコードの基本的な処理手順を示して
いる。
3からネットワーク2を経由して、ビデオ情報に割り当
てられるビット総量や最大レートなどのエンコード条件
「v.enc 」が与えられ、エンコーダコントロール部16
はこのエンコード条件に従って設定される。
トロール部16が、エンコーダ12を使ってエンコード
素材の符号化難易度(difficulty)を測定する。ここで
は、素材の各画素のDC値や動きベクトル量MEも併せ
て測定される。そして、これらの測定結果に基づいてフ
ァイルが作成される。
に行われる。
ターテープであるディジタルビデオカセットからVTR
10により再生される。
ーダ12を介して、VTR10により再生されたビデオ
情報D1の符号化難易度を測定する。ここでは、符号化
の際に量子化ステップ数を固定値に設定して発生ビット
量が測定される。動きが多く、高い周波数成分が多い画
像では発生ビット量が多くなり、静止画や平坦な部分が
多い画像では発生ビット量が少なくなる。この発生ビッ
ト量の大きさを符号化難易度としている。
1で設定されたエンコード条件によってステップS52
で測定された、各ピクチャの符号化難易度の大きさに応
じて、エンコーダコントロール部16が、ビットアサイ
ン部15内のビット配分計算プログラム「BIT_ASSIGN」
を実行し、割り当てビット量(ターゲット量)の配分計
算を行う。
配分計算の結果を使って仮エンコードを行い、エンコー
ダ12に内蔵されているローカルデコーダ出力の画質に
よって、本エンコードを実行するかどうかをオペレータ
に判断させるようにする。実際には、上記のビット配分
によるビットストリームをRAID4に出力しないで、
オペレータが、任意の処理範囲を指定できるモードであ
るプレビユー(Preview )モードで画質が確認される。
われ、画質に問題がある場合(NG)にはステップS5
6に進み、問題がある部分のビットレートを上げたりフ
ィルターレベルを調整するといった画質調整のためのカ
スタマイズ作業を行った後に、ステップS57でビット
配分再計算が実行される。
イズされた部分がプレビューされ、ステップS55で画
質が確認される。ここで、全ての部分の画質が良好であ
ればステップS58に進み、エンコーダ12によって、
ステップS57で再計算されたビット配分による素材全
体についてのエンコードが実行される。
いと判断された場合には、そのままステップS58に進
み、エンコーダ12により、ステップS53で計算され
たビット配分によるエンコード処理が実行される。
果であるビットストリームがSCSI(Small Computer
System Interface )等を介してRAID4に書き込ま
れる等の後処理が行われ、2パスエンコード処理が終了
する。
後、ビデオエンコーダコントロール部16は、上述した
ようなエンコード結果の情報をネットワーク2経由でス
ーパーバイザ3に報告する。
テップS52,ステップS54およびステップS58を
除く各ステップの処理は、オフラインで行われる。
おいて、ビットアサイン部15で実行されるビット配分
計算についてさらに説明する。
ットの処理例を示している。
D)などのパッケージメディアの記録容量のうちのビデ
オ情報に割り当てられるビット総量「QTY_BYTES 」(図
10(a))および最大ビットレート「MAXRATE 」が、
スーパーバイザ3から指定される。
16は、ビットアサイン部15内のビット配分計算プロ
グラム「BIT_ASSIGN」を実行し、まず、最大ビットレー
ト「MAXRATE 」以下になるように制限が加えられた総ビ
ット数「USB_BYTES 」を求め(図10(b))、この値
からGOPのヘッダ(Header)に必要なビット数「TOTA
L_HEADER」を引いた値と、素材全体のフレーム総数から
ターゲット数の総和の目標値となる「SUPPLY_BYTES」を
算出する(図10(c))。
収まるように、各ピクチャへの割当てビット量(ターゲ
ット量)が配分される。全てのピクチャへの割当てビッ
ト量の総和を「TARGET_BYTES」とすると、図10(d)
〜図10(f)に示すように、ターゲット数の総和の目
標値「SUPPLY_BYTES」から、上記の「TARGET_BYTES」を
引いた値が、ビット配分の際の余り(Remain)を示す量
「REMAIN_BYTES」となる。
RGET_BYTES」とHeaderの和が「TARGET_OUT_BYTES」とさ
れる。
る、ビット配分計算処理の手順の一具体例を示してい
る。
スーパーバイザ3から送られるビット総量「QTY_BYTES
」と最大ビットレート「MAXRATE 」が入力される。
S52で作成された符号化難易度(difficulty)の測定
結果のファイルがそのまま読み込まれる。
と共に測定された各画像のDC値や動きベクトル量ME
の大きさのパラメータの変化量から、シーンが変化する
ポイントが検出される。
チェンジの検出/処理には、本件出願人がすでに特願平
8−274094号明細書および図面にて開示した「映
像信号処理装置」におけるシーンチェンジ点を検出する
ための処理を適用できる。この「映像信号処理装置」
は、映像信号の各フレームの直流レベルを検出し、この
直流レベルを曲線近似して得られる誤差値から、その映
像信号のシーンチェンジのフレームを検出してシーンチ
ェンジ点を明らかにするというものである。そして、シ
ーンがチェンジしたとして検出されたポイントでは、P
ピクチャがIピクチャに変更されて、画質改善が図られ
る。
(CHAPTER )境界処理が行われる。DVD再生装置での
チャプターサーチ時には、再生されるピクチャが、特定
されないピクチャからジャンプしてくることになる。そ
の場合でも再生画像が乱れないようにするため、このチ
ャプタ境界処理によってチャプターの位置が必ずGOP
の先頭になるようにピクチャタイプが変更されたり、G
OP長が制限される。
結果として変更された、Iピクチャ,Pピクチャ,Bピ
クチャなどのピクチャタイプに合わせた符号化難易度
(Difficulty)の値に対して補間/補正が行われる。こ
れは、DVDでは、1GOPのデコード時の、表示され
る最大のフィールド数が制限されていることから、ピク
チャタイプの変更に伴ってGOP構造が変化したことに
より1GOPの長さがこの制限を越えることがあるため
である。そのような場合には、制限を満たすように、P
ピクチャをIピクチャに変更してGOP長が短くされる
GOP制約処理が行われる。
ける補間/補正処理によって得られた符号化難易度、お
よびエンコードされる素材全体に与えられたビット数
「SUPPLY_BYTES」に応じて、各ピクチャごとのターゲッ
トビット(Target bit)数が計算される。
果のビットストリームを書き込む際のRAID4のアド
レス(ADDRESS)を計算した上で、ステップS68に進
み、エンコーダ用のコントロールファイルが作成されて
処理が終了する。
易度(Difficulty)および素材全体に与えられたビット
数「SUPPLY_BYTES」に応じて、各ピクチャごとのターゲ
ットビット数が計算され、エンコーダ用のコントロール
ファイルが作成される。
手順について、さらに詳しく説明する。ここでは、ビッ
ト配分の計算例として、まずGOPを単位としてビット
量が配分され、その後、各GOP内で各ピクチャの符号
化難易度(Difficulty)に応じたビット配分が行われる
ものとしており、各GOPごとの符号化難易度の和であ
る「gop_diff」に応じて、エンコード時のGOP単位の
ビット割当て量「gop_target」が配分される。
の和「gop_diff」とエンコード時のGOP単位のビット
割当て量「gop_target」とを変換するための、最も簡単
な関数の例を示している。
「gop_diff」をX として、 Y = AX + B という形で表される評価関数が用いられる。
れた総ビット数「USB_BYTES 」は、 USB_BYTES = min(QTY_BYTES - MAXRATE × KT × total_frame_number) ・・・(1) で与えられる。ここで、NTSC方式の場合には KT =
1/8(bits)/30(Hz),PAL方式の場合には 1/8(b
its)/25(Hz)である。また、「total_frame_number
」はエンコードされる素材のフレーム総数,min(s,
t)はsまたはtの小さい方を選択する関数である。ま
た、「DIFFICULTY_SUM」は、全てのピクチャの符号化難
易度の総和である。
nはGOPの総数である。よって A = (SUPPLY_BYTES - B×n)/ DIFFICULTY_SUM となる。従って、各ピクチャのターゲット量は、 gop_target = A × gop_diff + B ・・・(5) で与えられる。
難易度に応じたビット配分が行われる。GOP内での各
ピクチャの配分は符号化難易度の大きさに比例させた場
合には、各ピクチャのターゲット量は以下の式で求めら
れる。
果のビットストリームが書き込まれるRAID4のアド
レスが設定され、エンコーダ用コントロールファイルが
出力される。このようにして作成されたコントロールフ
ァイルによってエンコード処理を行うことにより、素材
の画像の難しさに応じた可変ビットレートエンコーディ
ングが実行される。
ィングの概要である。
(pulldown)処理について説明する。
ムを、30フレーム/秒で構成されるNTSC方式のテ
レビ・ビデオ信号に変換するために、同じフィールド画
像を周期的に繰り返す処理が行われる。以下では、この
処理を2−3プルダウン変換という。
理を示している。
素材からNTSC方式のビデオ素材への変換時に決定さ
れる。多くの場合はパターンが規則的に変換されてい
る。
構成されるが、そのうちの第1フィールド(1st field
)をトップフィールド(top_field )とし、第2フィ
ールド(2nd field )をボトムフィールド(bottom_fie
ld)とする。また、同じフィールド画を繰り返す場所を
リピートファーストフィールド(repeat_first_field)
と呼ぶ。
が繰り返される位置が分かっていれば、エンコードの際
にそのフィールドを符号化しないようにして圧縮効率を
高めることができる。
組合せは、以下の4通りである。
ド」と定義する。
SC方式に従う素材のロールの先頭からのビデオフレー
ム番号kとの関係について説明する。
ていないトップフィールドを含む位置とフレーム番号k
との関係を p_mode[k]とすると、図13からも分かるよ
うに、上記の0〜3のピクチャモードに属さないフレー
ム番号が存在する。この場合のp_mode[k] の値を4とす
る。
の状態遷移図である。
には、p_mode[k] の値は、フレーム番号kの増加に伴っ
て、5で割った余りの体(mod 5)において1ずつ増加
していく。 p_mode[k+1] = (p_mode[k] + 1 )mod 5 ・・・(7) プルダウンパターンが乱れた場合には、p_mode が0ま
たは2のときのみ、その値を繰り返すことができる。
fficulty)の測定を行う際にプルダウンパターンが自動
検出される。このとき、測定されたプルダウンパターン
をもとにビット配分が行われ、コントロールファイルが
作成される。
のコントロールファイルに記述されたプルダウンパター
ンに従って符号化が行われる。
なプルダウンパターンの自動検出手法は、現在のフレー
ムと1つ前のフレームの、トップフィールドおよびボト
ムフィールドの差分をもとにしているという原理上、素
材が静止画像に近い場合にはプルダウンパターンを正し
く検出できないことがある。
と、最初のタイトルシーンから始まる映像は黒からフェ
ードインし、映画会社のロゴが現れ、黒にフェードアウ
トする。このような場合には、黒へのフェードイン/ア
ウトのような動きが少ない部分については、プルダウン
位相の正確な検出が困難であり、検出を誤ることが多
い。
換するコンバータに撮像管を用いている古い装置が使用
された素材では、フレーム間の残像によってプルダウン
位相を正しく検出できない場合がある。
のフレームの画像とを加算してランダムノイズを減らす
ようなノイズレデューサを用いた素材でも、プルダウン
位相が正しく検出できない場合がある。
材を多数編集したような素材では、編集ポイントでプル
ダウンパターンの検出のディレイから、誤ったプルダウ
ン位相として検出されるおそれがある。
うと、正しい位相にロックするまでの間は誤ったプルダ
ウンパターンで処理されるため、エンコード結果の画像
の動きがぎこちなくなるなどの問題がある。
しても問題ないかどうかは、素材のプルダウンパターン
の安定性に大きく依存する。
であるため、オペレータが、エンコード後の画像の動き
を見て適性を判断するしかなく、エンコード条件が不適
切であったと判断された場合には、条件を変えて最初か
らエンコードし直さなければならないことが問題となっ
ていた。
に行われたものであり、2パス可変レートエンコードに
おいて、プルダウン処理によるエンコード条件の適否
を、エンコードの実行前に判定できる画像符号化方法お
よび画像符号化装置を提供することを目的とする。
めに提案する本発明の画像符号化方法は、入力されるビ
デオ素材に対してプルダウン処理を施しながら、プルダ
ウンパターンに基づく符号化を施す2パス画像符号化方
法において、上記プルダウン変換が施されるビデオ素材
のプルダウンパターンを測定する測定工程と、上記測定
されたプルダウンパターンと想定される複数の初期位相
に基づく各プルダウンパターンとを比較して、上記各プ
ルダウンパターンのうちの上記測定されたプルダウンパ
ターンに最も近いプルダウンパターンを与える初期位相
を選択する選択工程と、上記選択された初期位相に基づ
くプルダウンパターンの、上記ビデオ素材の総フレーム
数に対する誤差を算出する誤差算出工程と、上記算出さ
れた誤差に基づいて、上記選択された初期位相に基づく
プルダウンパターンの安定性をエンコード前に判定する
安定性判定工程とを有することを特徴とするものであ
る。
る本発明の画像符号化装置は、入力されるビデオ素材に
対してプルダウン処理を施しながら、プルダウンパター
ンに基づく符号化を施す2パス画像符号化装置におい
て、上記プルダウン変換が施されるビデオ素材のプルダ
ウンパターンを測定する測定手段と、上記測定されたプ
ルダウンパターンと想定される複数の初期位相に基づく
各プルダウンパターンとを比較して、上記各プルダウン
パターンのうちの上記測定されたプルダウンパターンに
最も近いプルダウンパターンを与える初期位相を選択す
る選択手段と、上記選択された初期位相に基づくプルダ
ウンパターンの、上記ビデオ素材の総フレーム数に対す
る誤差を算出する誤差算出手段と、上記算出された誤差
に基づいて、上記選択された初期位相に基づくプルダウ
ンパターンの安定性をエンコード前に判定する安定性判
定手段とを有することを特徴とするものである。
エンコードにおいて、プルダウン処理によるエンコード
条件の適否を、エンコードの実行前に判定できるように
なる。
形態について図面を参照しながら説明する。
の形態について、前述した2−3プルダウン変換が施さ
れるビデオ素材のエンコード処理を例として説明する。
ンの初期位相を示している。
換する際の2−3プルダウンは、ほとんどの場合に規則
正しく行われている。そこで、エンコードされる素材の
プルダウンパターンは規則正しいとする。
プター指定され、必ず p_mode が2の状態でエンコード
されなければならないと規定されていることを考慮する
と、プルダウンパターンの初期位相は、乱れがない場合
には、この図に示す7通りのいずれかのパターンで表す
ことができる。
は、初期位相のモードを p_start(0≦ p_start ≦
6) とすると、k番目のフレームのピクチャモード p_
mode[k]は、以下の式で表される。
(0≦k≦kend)に対して想定される上記の7通りの初
期位相に基づくプルダウンパターンと、測定されたプル
ダウンパターンとを比較し、その7通りのうちの最もエ
ラーが少ないものを選択する。
化方法の実施の一形態としてのビデオエンコード処理の
流れを説明する。
ンと測定されたプルダウンパターンとを比較して、一致
していたら pd_match[ps] を1だけ増加する。一方、比
較結果が違っていたら、位相がずれはじめたポイントの
個数(エラーの立ち上がりエッジ)を pd_errnb[ps] と
してカウントする。
d の範囲で繰り返す。
0≦ps≦6 の範囲で繰り返す。
[ps] の最大値を求める。 最大となった ps についての
位相がずれはじめたポイントの個数 pd_errnb[ps] を p
d_error_max とする。
bに対するパターンマッチング率 pd_match_ratio と、
エラー発生率 pd_error_ratio を、以下のように求め
る。 pd_error_ratio = pd_error_max / frame_nb * 100 (%) pd_match_ratio = pd_match_max / frame_nb * 100 (%)
atio がしきい値PD_MATCH_LIMIT 以下である場合、また
は、総フレーム数frame_nb が、しきい値PD_FRAME_LIMI
T 以上で、かつ、エラー発生率pd_error_ratio がしき
い値PD_ERROR_LIMIT 以上である場合に、エンコード素
材のプルダウンパターンは安定していない(従って、プ
ルダウン処理を指定してエンコードすると画質に問題が
生じる可能性が大きい)と判定して、オペレータに警告
を示すメッセージを表示する。
て、当初のエンコード条件で処理を続けるかどうかを判
断する。処理を中止する場合には、エンコード条件から
プルダウン処理の指定をはずして、エンコード作業を最
初からやり直す。
に係るビデオエンコードにおいて、エンコード素材のプ
ルダウンパターンの安定性を判定するためのしきい値
は、例えば以下のように設定される。 PD_MATCH_LIMIT = 75 (%) PD_ERROR_LIMIT = 0.5 (%) PD_FRAME_LIMIT = 10000 (frame) また、初期値は、次のように設定される。
ード時に測定される、エンコード素材のプルダウンパタ
ーンを、前述した7通りの初期位相に基づくプルダウン
パターンと比較した結果の一例を示している。
ルダウンパターンが異なっている場合に1とされる。 p
d_match[ps] は、error が0の個数、すなわち p_mode
が同じであった回数を示す。また、pd_error[ps] は、
error が0から1になるところのエッジの数と同じであ
る。
に基づくプルダウンパターンが、測定されたプルダウン
パターンに最も近いことが分かる。
用いて判定すると、この測定された素材のプルダウンパ
ターンは安定していると判断される。このように、プル
ダウンパターンの測定値に対する pd_match の値が最大
のものが、初期位相として選択される。
の一形態としてのビデオエンコード処理における、プル
ダウンパターンの安定性を判断するアルゴリズムの一具
体例を示している。
であった回数 pd_match[ps]およびpd_error[ps]が初期
化されて、いずれも値が0にされる。ただし、psで示さ
れるプルダウンパターンの初期位相は、前述したように
7通りに限られることから、0≦ps≦6である。また、
pd_error,pd_error_back,pd_match_max,psの値が、
いずれも0にされる。
ム番号kの値が0にされる。
どうかが判断される。k<5であればステップS4に進
む。一方、k<5を満たさないときはステップS5に進
む。これは、図1に示すプルダウンパターンの初期位相
において、最初の4フレームまでが特異点となるためで
ある。
[st][k mod 5] とされ、ステップS5では pm = pd_cyc
le[st][k mod 5+5] とされる。
d_error とされる。
[k] であるかどうかが判断され、この条件を満たす場合
にはステップS8に進み、この条件を満たさない場合に
はステップS9に進む。ここで、「=」は代入を意味し
ているのに対し、「==」はC言語等で用いられるのと同
様に等しいかどうかの条件判定を意味するものである。
値が1だけインクリメントされ、また pd_error の値が
0にされる。
が1にされる。
=1 かつ pd error back ==0 であるかどうかが判断さ
れる。この条件を満たす場合にはステップS11に進
み、pderrnb[ps]の値が1だけインクリメントされる。
一方、ステップS10の条件を満たさない場合にはステ
ップS11をスキップしてステップS12に進む。
が1だけインクリメントされる。
ndを越えたかどうかが判断され、この条件を満たさない
場合、すなわち最後のフレームまで至っていない場合に
はステップS3に戻って上記の手順が繰り返される。一
方、この条件を満たす場合、すなわち最後のフレームま
で至った場合にはステップS14に進み、psの値が1だ
けインクリメントされて、次の初期位相に基づくプルダ
ウンパターンについて同様の処理が行われる。
かが判断され、この条件を満たさない場合、すなわち前
述の7通りの初期位相に基づくプルダウンパターンの全
てについての処理が終了していない場合にはステップS
2に戻って上記の手順が繰り返される。一方、この条件
を満たす場合、すなわち前述の7通りの初期位相に基づ
くプルダウンパターンの全てについて処理が終了した場
合には図4のステップS16に進み、ps=0とされる。
d_match[ps] よりも小であるかどうかが判断され、この
条件を満たす場合には、ステップS18に進み、pd_mat
ch_max = pd_match[ps],pd_error_max = pd_errnb[p
s]とされる。一方、ステップS17の条件を満たさない
場合には、ステップS18をスキップしてステップS1
9に進む。
クリメントされて、次の初期位相に基づくプルダウンパ
ターンについて同様の処理が行われる。
か、すなわち前述の7通りの初期位相に基づくプルダウ
ンパターンの全てについての処理が終了したかどうかが
判断され、この条件を満たさない場合にはステップS1
7に戻って上記の手順が繰り返される。一方、この条件
を満たす場合にはステップS21に進み、エラー発生率
pd_error_ratio,パターンマッチング率pd_match_ratio
が計算される。
ッチング率pd_match_ratio がしきい値PD_MATCH_LIMIT
よりも小である、または、測定された総フレーム数fram
e_nb がしきい値PD_FRAME_LIMIT およびエラー発生率dp
_error_ratio がしきい値PD_ERROR_RIMITより大である
かどうかが判断される。この条件を満たしている場合に
は、測定されたプルダウンパターンが安定していないと
判断されてステップS23で pd_stable=0 とされる。
一方、この条件を満たしている場合には、測定されたプ
ルダウンパターンが安定していると判断されてステップ
S24で pd_stable=1 とされる。
の安定性の算出を含む、本発明に係るビデオエンコード
の基本的な処理手順を示している。
入力され、ステップS32で符号化難易度(Difficult
y)パラメータが入力され、ステップS33でこれらに
基づく仮エンコードによりプルダウン素材のプルダウン
(pulldown)パターンの安定性が算出される。
ダウンパターンの安定性が判断され、安定していないと
判断された場合にはステップS35でワーニング(警
告)が表示され、ステップS36でエンコードを続ける
かどうかがオペレータにより判断される。そして、ステ
ップS36で、当初のエンコード条件で処理を続けると
された場合にはステップS37に進む。一方、ステップ
S34で、算出されたプルダウンパターンが安定してい
ると判断された場合にはそのままステップS37に進
む。
ないとされた場合には、ステップS44でプルダウン処
理なしのエンコードを行う等してビデオエンコード処理
を終了する。
ジの検出/処理が行われる。
Iピクチャの並びに変換するチャプタ(CHAPTER )境界
処理が行われる。ステップS39では、符号化難易度
(Difficulty)の補間/補正処理が行われる。ステップ
S40では、ターゲットビット(Target bit)数が計算
される。ステップS41では、アドレス(ADDRESS )が
計算される。ステップS42では、tg_rateが算出され
る。
までの各ステップにおける処理は、図11に示した従来
の処理手順における処理と同様に行うことができる。
コントロールファイルが作成されてビデオエンコード処
理が終了する。
て説明する。
施の一形態としてのビデオエンコードシステムの構成例
を示している。
た本発明に係る画像符号化方法を適用して、ディジタル
ビデオディスク(DVD)用にビデオ情報を圧縮符号化
してオーサリングなどを行うために用いることができる
ものであり、その基本的な構成は図7に示した従来のビ
デオエンコードシステムの構成とほぼ同様とすることが
できる。
ードシステムに割り当てられた計算機により構成され、
ネットワーク2を介して接続されるスーパーバイザ3と
の間でデータ通信を行って、このビデオエンコードシス
テム全体の動作を制御する。
フィカルユーザーインターフェース(GUI:Graphica
l User Interface)部14の管理により、スーパーバイ
ザ3からの制御を受け付けると共に、図示していないオ
ペレータの操作を受け付け、このGUI部14により管
理されるビットアサイン部15,エンコーダコントロー
ル部16,VTRコントロール部17により、エンコー
ダ12,ビデオテープレコーダ(VTR)10の動作を
制御する。これにより、主コントローラ11は、スーパ
ーバイザ3から通知されたエンコード条件に従って、処
理対象の素材を符号化処理し、その処理結果をスーパー
バイザ3に通知する。さらに、主コントローラ11は、
GUI部14を介してオペレータの設定を受け付けて、
上記の符号化の詳細な条件を変更できるようにされてい
る。
部14は、ビットアサイン部15のビット配分プログラ
ム「BIT_ASSIGN」,エンコーダコントロール部16のエ
ンコーダコントロールプログラム「CTRL_ENC」およびV
TRコントロール部17のVTRコントロールプログラ
ムの3つのプログラムを管理している。
バイザ3から通知される符号化ファイル「v.enc 」に従
って符号化処理の条件をフレーム単位で決定し、この条
件による制御データをファイル形式「CTL file」により
コントロール部16に通知する。
化処理におけるビット配分を設定し、さらに設定された
条件をオペレータの操作に応じて変更する。さらに、ビ
ットアサイン部15は、データ圧縮されたビデオデータ
D2が、エンコーダ12かあSCSIなどを介してRA
ID4に記録されると、RAID4上のアドレスデータ
「v.adr 」を、後段における多重化処理に必要なデータ
量等の情報「vxxx.aui」と共にスーパーバイザ3に通知
する。
アサイン部15から通知される制御ファイル「CTL fil
e」に従って、イーサネットETHER などを介してエンコ
ーダ12の動作を制御する。さらに、エンコーダコント
ロール部16は、符号化処理に要する符号化難易度「di
fficulty」のデータをフレーム単位でビットアサイン部
15に通知し、ビデオデータD2が記録されたRAID
4の記録アドレスのデータ「v.adr 」,後の多重化処理
に必要なデータ「vxxx.aui 」をビットアサイン部15
に通知する。
イザ3から通知される編集リストに従って、RS−42
2(9ピンリモート)などを介してビデオテープレコー
ダ(VTR)10の動作を制御し、所望の編集対象の素
材を再生する。
主コントローラ11を介してスーパーバイザ3から通知
される編集リストに従って、磁気テープに記録されたビ
デオデータD1を再生して、処理対象の「SDI 」,「RE
F V 」,「TIME CODE 」をエンコーダ12に出力する。
このVTR10としては、通常はディジタルVTRが用
いられる。
主コントローラ11を介して通知される条件に従って動
作を切り換え、VTR10から出力されるビデオデータ
D1を、MPEG(Moving Picture Experts Group)の
手法により圧縮符号化する。
の結果を主コントローラ11に通知し、主コントローラ
11は、そのデータ圧縮における符号化の条件を制御
し、発生するビット量を制御する。これにより、主コン
トローラ11は、データ圧縮により発生するビット量を
フレーム単位で把握できる。
ドにおける事前のエンコード条件設定の処理時(仮エン
コード時)には、VTR10からはビデオデータを単に
データ圧縮して処理結果を主コントローラ11に通知す
るだけであるが、最終的なデータ圧縮処理時(本エンコ
ード時)には、圧縮処理されたビデオデータD2をRA
ID4に記録し、さらにそのデータが記録されたアドレ
ス,データ量等を主コントローラ11に通知する。
データ圧縮されたビデオデータD2をモニタできるよう
に構成される。このモニタ装置13ににより、このビデ
オエンコードシステムでは、オペレータがデータ圧縮処
理の結果を必要に応じて確認する、いわゆるプレビュー
を行うことができる。そして、オペレータが、このプレ
ビュー結果に基づいて主コントローラ11を操作して、
符号化の条件を詳細に変更できるようにされている。
画像符号化装置によれば、2パス可変レートエンコード
の条件としてプルダウン処理が指定された場合に、エン
コード対象となる素材の適性を、本エンコードを実行す
る前に判断できるため、DVDのオーサリングなどを行
う際に発生するエンコード条件の見直しなどの作業工数
を削減できる。
化装置によれば、2−3プルダウンによる2パス可変レ
ートエンコードにおいて、プリエンコード(仮エンコー
ド)時に、素材の複雑さを示す符号化難易度の測定と共
に、プルダウンパターンの安定度を求めてエンコード素
材の適性を本エンコード前に判定するようにしたため、
早い時点でエンコード条件の見直しを促すことができる
ようになる。
である。
ルダウンパターンとの比較結果の一例を示す図である。
リズムの一例を示すフローチャートである。
リズムの一例を示す、図3に続くフローチャートであ
る。
手順を示すフローチャートである。
例を示す図である。
す図である。
スエンコードの基本的な処理手順を示すフローチャート
である。
を説明するための図である。
フローチャートである。
とエンコード時のGOP単位のビット割当て量「gop_ta
rget」とを変換するための関数の一例を示す図である。
の図である。
である。
ID、 10 ビデオテープレコーダ(VTR)、 1
1 主コントローラ、 12 エンコーダ、14 GU
I(グラフィカルユーザインターフェース)部、 15
ビットアサイン部、 16 エンコーダコントロール
部、 17 VTRコントロール部、
Claims (6)
- 【請求項1】 入力されるビデオ素材に対してプルダウ
ン処理を施しながら、プルダウンパターンに基づく符号
化を施す2パス画像符号化方法において、 上記プルダウン変換が施されるビデオ素材のプルダウン
パターンを測定する測定工程と、 上記測定されたプルダウンパターンと想定される複数の
初期位相に基づく各プルダウンパターンとを比較して、
上記各プルダウンパターンのうちの上記測定されたプル
ダウンパターンに最も近いプルダウンパターンを与える
初期位相を選択する選択工程と、 上記選択された初期位相に基づくプルダウンパターン
の、上記ビデオ素材の総フレーム数に対する誤差を算出
する誤差算出工程と、 上記算出された誤差に基づいて、上記選択された初期位
相に基づくプルダウンパターンの安定性をエンコード前
に判定する安定性判定工程とを有することを特徴とする
画像符号化方法。 - 【請求項2】 上記安定性判定工程における判定結果に
基づいて、上記ビデオ素材のプルダウン処理によるエン
コードの適否を表示する表示工程をさらに有することを
特徴とする請求項1記載の画像符号化方法。 - 【請求項3】 上記安定性判定工程では、上記測定され
たビデオ素材のプルダウンパターンと上記選択された初
期位相に基づくプルダウンパターンとのマッチング率お
よびエラー発生率を、それぞれしきい値と比較して、上
記ビデオ素材のプルダウン処理によるエンコードの安定
度を判定することを特徴とする請求項1記載の画像符号
化方法。 - 【請求項4】 入力されるビデオ素材に対してプルダウ
ン処理を施しながら、プルダウンパターンに基づく符号
化を施す2パス画像符号化装置において、 上記プルダウン変換が施されるビデオ素材のプルダウン
パターンを測定する測定手段と、 上記測定されたプルダウンパターンと想定される複数の
初期位相に基づく各プルダウンパターンとを比較して、
上記各プルダウンパターンのうちの上記測定されたプル
ダウンパターンに最も近いプルダウンパターンを与える
初期位相を選択する選択手段と、 上記選択された初期位相に基づくプルダウンパターン
の、上記ビデオ素材の総フレーム数に対する誤差を算出
する誤差算出手段と、 上記算出された誤差に基づいて、上記選択された初期位
相に基づくプルダウンパターンの安定性をエンコード前
に判定する安定性判定手段とを有することを特徴とする
画像符号化装置。 - 【請求項5】 上記安定性判定手段における判定結果に
基づいて、上記ビデオ素材のプルダウン処理によるエン
コードの適否を表示する表示手段をさらに有することを
特徴とする請求項4記載の画像符号化装置。 - 【請求項6】 上記安定性判定手段では、上記測定され
たビデオ素材のプルダウンパターンと上記選択された初
期位相に基づくプルダウンパターンとのマッチング率お
よびエラー発生率を、それぞれしきい値と比較して、上
記ビデオ素材のプルダウン処理によるエンコードの安定
度を判定することを特徴とする請求項4記載の画像符号
化装置。
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