KR20020030100A - 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 방법 - Google Patents

Abstract

입력 화상 제어기(1)는, 전처리로서 동화상 신호의 프레임 레이트를 저감하여, 스킵한 프레임이나 필드를 나타내는 처리 정보를 화상 부호화기(2)에 공급하고, 화상 부호화기(2)는 MPEG2 방식으로 프레임 레이트를 저감한 동화상 신호를 부호화하여, 그 처리 정보에 기초하여 오버헤드 정보를 포함하는 MPEG2 방식에 적합한 부호화 후의 데이터를 출력한다.

Description

화상 부호화 장치 및 화상 부호화 방법{IMAGE ENCODER AND IMAGE ENCODING METHOD}

동화상 신호를 디지탈화하면 데이터량이 방대해지기 때문에, 광 디스크 등의 기록 매체에 축적하거나 방송·통신하는 경우에는, 동화상 신호에 대하여 부호화 처리를 실행하여, 데이터량의 저감을 도모한다.

동화상 신호에 대한 부호화 방법이 다수 제안되어 있으며, 예를 들면 ISO/IEC에서 국제 표준화되어 있는 MPEG(Moving Picture Experts Group) 방식에서는, 이산코사인 변환(DCT) 부호화와 움직임 보상 예측(MC)이 포함된 프레임간 차분 부호화를 조합한 하이브리드 부호화라 불리는 방식이 채용된다.

움직임 보상 예측이 포함된 프레임간 차분 부호화에서는, 부호화된 화상과 부호화 대상 화상으로부터 소정의 사이즈의 블록을 단위로 하여 움직임 벡터가 계산되며, 양자의 화상으로부터 얻어지는 차분 신호와 움직임 벡터가 부호화된다.

이산코사인 변환 부호화에서는, 부호화 대상 화상 혹은 앞에서 설명한 차분 신호가 공간 영역에서 주파수 영역으로 변환되고, 생성된 DCT 계수를, 전송 레이트에 따라 양자화 스텝 사이즈에 따라서 양자화함으로써 부호화 후의 데이터량(부호량)이 삭감된다. 이 양자화 스텝 사이즈는 사전에 설정된 범위(예를 들면 MPEG 방식의 경우에는 1 내지 31까지의 정수값) 중 어느 하나로 설정되며, 양자화 스텝 사이즈를 크게 하면 부호량이 대폭 삭감되지만, 그 만큼 화질이 열화된다.

예를 들면 디지털 방송에서는, MPEG 방식을 사용한 경우, 약 1/20로부터 1/50로 부호량을 압축하지만, 압축율을 더욱 높이고자 하면, 인간의 눈에 지각되는 「블록 노이즈」나「모기 노이즈(mosquito noise)」등의 다양한 부호화 잡음이 발생하여, 복호되는 화상의 품질이 현저히 열화하는 것으로 알려져 있다.

그 때문에 부호화 잡음의 발생을 억제하면서 보다 높은 데이터 압축을 도모하는 경우에는, 예를 들면 특개평9-168155호 공보에 기재된 동화상 부호화 방법과 같이, 입력 동화상 신호의 특성에 따라 일부의 프레임을 스킵(skip)함으로써 데이터 압축이 실행된다. 이 때, 예를 들면 ITU-T로 표준화된 H.261 방식이 부호화에 사용되는 경우, 복호측에서는, 부호화 후의 데이터는 그대로 복호되고, 스킵된 프레임의 화상은, 그 전의 프레임 화상이 계속하여 표시된다.

그러나, 종래의 화상 부호화 방법은 이상과 같이 구성되기 때문에, MPEG2 방식과 같이, 복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식의 경우, 복호측에서, 부호화 후의 데이터를 그대로 복호하여, 스킵된 프레임의 화상으로서 예를 들면 그 전의 프레임의 화상을 계속하여 표시할 수 없기 때문에, MPEG2 방식과 같이, 복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식을 사용하여, 복호측에서 출력되는 프레임 레이트에 영향을 미치지 않고, 화질 열화를 억제하면서 데이터 압축을 실현하는 것이 곤란하다고 하는 과제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 전처리로서, 동화상 신호의 프레임 레이트나 화상 사이즈를 제어하고, 복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식으로, 그 처리 정보에 기초하여 그 제어 후의 동화상 신호를 부호화하고, 그 부호화 방식에 적합한 부호화 후의 데이터를 출력하도록 하여, 복호측에서 출력되는 프레임 레이트에 영향을 미치지 않고, 화질의 열화를 억제하면서 데이터 압축을 실현하는 것이 가능한 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 복호측에서 출력되는 프레임 레이트에 영향을 미치지 않고, 동화상 신호를 부호화하는 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 인터레이스 방식의 동화상 신호의 구성을 나타내는 도면.

도 3은 프로그레시브 방식의 동화상 신호의 구성을 나타내는 도면.

도 4는 픽처 부호화 확장에서의 repeat_first_field나 top_field_first를 사용하여, 4 프레임분의 인터레이스 방식의 부호화 동화상 신호를, 복호측에서 5 프레임으로 출력할 때의 각 필드의 대응 관계를 나타내는 도면.

도 5는 픽처 부호화 확장에서의 repeat_first_field나 top_field_first를 사용하여, 4 프레임분의 프로그레시브 방식의 부호화 동화상 신호를, 복호측에서 9 프레임으로 출력할 때의 신호의 일례를 나타내는 도면.

도 6은 제1 실시 형태에서의 인터레이스 방식의 입력 동화상 신호, 제어 후 동화상 신호, 및 복호측에서의 동화상 신호의 대응 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 7은 제2 실시 형태에서 인터레이스 방식의 입력 동화상 신호에 대하여 각 3 필드 중의 1 필드를 스킵하고, 복호측에서 각 2 필드 중 1 필드를 2회 반복하여출력되도록 한 경우의 동화상 신호의 일례를 나타내는 도면.

도 8은 제3 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치에서의 제어 후 동화상 신호의 일례를 나타내는 도면.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가, 복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식으로 부호화할 때에 부호화 후의 데이터량이 저감하는 소정의 처리를 동화상 신호에 대하여 실행하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러, 그 처리 내용을 나타내는 처리 정보를 출력하며, 화상 부호화기가, 입력 화상 제어기에 의해 처리된 동화상 신호를 처리 정보에 기초하여 부호화 방식에 적합한 데이터로 부호화한다. 이것에 의해, 복호측에서 출력되는 프레임 레이트에 영향을 미치지 않고, 화질의 열화를 억제하면서 데이터 압축을 실현할 수 있는 효과가 얻어진다. 또한, 그 부호화 방식에 따른 부호화 후의 데이터가 출력되기 때문에, 복호측의 구성을변경하지 않고, 부호량을 저감하는 것이 가능한 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 화상 부호화기는 MPEG2 방식으로 부호화한다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가, 동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우에, 소정의 비율로 프레임 중의 한쪽 필드를 제거하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러, 제거한 필드를 나타내는 처리 정보를 출력하고, 화상 부호화기가, 처리 정보에 기초하여 필드의 제거를 검지하고, 제거된 필드 대신에 다른 필드를 복호 시에 출력하는 지령을 오버헤드 정보로서 부가하여 처리 후의 동화상 신호를 부호화한다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가, 동화상 신호가 프로그레시브 방식의 신호인 경우에, 소정의 비율로 프레임을 제거하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러 제거한 프레임을 나타내는 처리 정보를 출력하며, 화상 부호화기가, 처리 정보에 기초하여 프레임의 제거를 검지하고, 제거된 프레임 대신에 다른 프레임을 복호 시에 출력하는 지령을 오버헤드 정보로서 부가하여 처리 후의 동화상 신호를 부호화한다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가, 동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우에, 소정의 비율로, 프레임 중의 한쪽 필드를 제거하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러, 제거한 필드를 나타내는 처리 정보를 출력하며, 화상 부호화기가, 처리 정보에 기초하여 필드의 제거를 검지하고, 제거된 필드에 대해서는 다른 필드에 기초하여 예측 부호화하고, 제거된 필드에 대응하는 부호화 후의 데이터를 생성한다. 이것에 의해, 스킵한 필드에 대해서는 예측 부호화가 실행되고, 부호량을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 화상 부호화기가 수평 방향 및 수직 방향의 모든 움직임 벡터를 0으로 하여 예측 부호화를 실행한다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 화상 부호화기가, 수평 방향의 모든 움직임 벡터를 0으로 하고, 수직 방향의 모든 움직임 벡터를 +0.5 또는 -0.5로 하여 예측 부호화를 실행한다. 이것에 의해, 수직 방향의 움직임 벡터를 0으로 하는 경우에 비하여 복호 후의 화상의 수직 해상도를 높게 하는 것이 가능한 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 화상 부호화기 및 입력 화상 제어기 중 어느 하나가, 제거된 필드의 전후 필드인 두개의 필드에서 움직임 벡터를 측정하고, 화상 부호화기가, 측정한 움직임 벡터를 두개의 필드와 제거된 필드의 각 간격에 따라서 내삽(interpolation)하여, 제거된 필드에 대한 예측 부호화를 실행한다. 이것에 의해, 복호 후의 화상의 열화를 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가, 동화상 신호의 화상 사이즈를 변경하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력하고, 화상 사이즈를 변경한 것을 나타내는 처리 정보를 출력하며, 화상 부호화기가, 처리 후의 동화상 신호 중, 처리 정보에 기초하여 화상 사이즈가 변경된 프레임을 검지하고, 그 프레임을 프레임 내 부호화한다. 이것에 의해, 복호측에서 출력되는 프레임 레이트에 영향을 미치지 않고, 화질의 열화를 억제하면서 데이터 압축을 실현하는 것이 가능한 효과가 얻어진다. 또한, 그 부호화 방식에 따른 부호화 후의 데이터가 출력되기 때문에, 복호측의 구성을 변경하지 않고, 부호량을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가, 소정의 화상 단위의 선두에서 동화상 신호의 화상 사이즈를 변경하고, 화상 부호화기가, 화상 사이즈가 변경된 프레임을 프레임 내 부호화한다. 이것에 의해, 프레임 내 부호화 모드에서의 부호화의 빈도를 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가 GOP 헤더의 직후의 프레임의 화상 사이즈를 변경한다. 이것에 의해서, 프레임 내 부호화 모드에서의 부호화의 빈도를 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가 동화상 신호의 고주파 성분을 억제한다. 이것에 의해, 부호량을 억제하는 것이 가능한 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가, 각 프레임의 픽처 타입에 따라서 소정의 처리를 실행한다. 이것에 의해, 예측 부호화일 때의 기준이 되는 I 픽처에 대해서는 입력 동화상 신호 그대로 부호화되고, 보다 충실하게 부호화를 실행할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가, 각 프레임에서의 화소값의 분산, 프레임 간의 화소값의 차분, 및 움직임 벡터 중 적어도 하나에 기초하여, 화상 부호화기에 의해 부호화된 데이터의 데이터량을 판단하고, 그데이터량에 따라서 소정의 처리를 실행한다. 이것에 의해, 부호량이 많아지면 부호량을 적게 하도록 소정의 처리가 실행되며, 부호량을 일정하게 근접시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가, 촬영 장면의 종류에 기초하여 화상 부호화기에 의해 부호화되는 데이터의 데이터량을 판단하여, 그 촬영 장면의 종류에 따라 소정의 처리를 실행한다. 이것에 의해서, 처리 지연이나 회로 규모를 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 방법에 의하면, 복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식으로 부호화된 때에 부호화 후의 데이터량이 저감하는 소정의 처리를 동화상 신호에 대하여 실행하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러, 그 처리 내용을 나타내는 처리 정보를 출력하며, 처리 후의 동화상 신호를 처리 정보에 기초하여 부호화 방식에 적합한 데이터로 부호화한다. 이것에 의해, 복호측에서 출력되는 프레임 레이트에 영향을 미치게 하지 않고, 화질의 열화를 억제하면서 데이터 압축을 실현할 수 있는 효과가 얻어진다. 또한, 그 부호화 방식에 따른 부호화 후의 데이터가 출력되기 때문에, 복호측의 구성을 변경하지 않고, 부호량을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상 부호화 장치에 의하면, 입력 화상 제어기가, 동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우에, 소정의 비율로 각 프레임의 두개의 필드를 동일한 것으로 하여, 처리 후의 동화상 신호를 출력하고, 화상 부호화기가, 입력화상 제어기에 의해 처리된 동화상 신호를, 복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식으로 부호화한다. 이것에 의해서, 부호화되는 동화상 신호의 프레임 레이트를 변경하지 않고, 필드 사이의 상관(특히 수직 방향의 상관)을 높임으로써 부호화의 효율을 높여, 부호량을 저감하는 것이 가능한 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대하여, 첨부 도면에 따라 설명한다.

〈제1 실시 형태〉

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에서, 참조 번호 1은 ISO/IEC로 국제 표준화된 MPEG2 방식(ISO/IEC 13818-2) 등의, 복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식으로 부호화되었을 때, 부호량이 저감하는 소정의 처리를 입력 동화상 신호에 대하여 실행하고, 처리 후의 동화상 신호(제어 후 동화상 신호)를 출력함과 아울러, 그 처리 내용을 나타내는 처리 정보를 출력하는 입력 화상 제어기이며, 참조 번호 2는 입력 화상 제어기(1)로부터의 제어 후 동화상 신호를 처리 정보에 기초하여 그 부호화 방식에 적합한 데이터로 부호화하는 화상 부호화기이다. 또한, 부호화 방식으로서 MPEG2 방식을 사용하는 경우에는 ISO/IEC 13818-2 준거의 부호화기가 화상 부호화기(2)에 사용된다.

다음에 그 동작에 대하여 설명한다.

여기서는, 복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식으로서, MPEG2 방식을 사용한 경우에 대하여 설명한다. MPEG2 방식에서는, 인터레이스 방식의 동화상 신호와 프로그레시브 방식의 동화상 신호에 대한 부호화 방식이 각각 정해져 있다. 도 2는 인터레이스 방식의 동화상 신호의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 프로그레시브 방식의 동화상 신호의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이 인터레이스 방식에서는, 1 라인 걸러 주사된 신호로 필드가 구성되고, 2개의 필드로 1 프레임의 동화상 신호가 구성된다. 한편, 도 3에 도시한 바와 같이 프로그레시브 방식에서는, 1 라인씩 순차적으로 주사된 신호로 하나의 프레임이 구성된다.

입력 화상 제어기(1)는, MPEG2 방식으로 부호화될 때 부호량이 저감하는 소정의 처리를 입력 동화상 신호에 대하여 실행하고, 처리 후의 동화상 신호와 그 처리 내용을 나타내는 처리 정보를 화상 부호화기(2)에 공급한다. 화상 부호화기(2)는 입력 화상 제어기(1)로부터의 처리 후의 동화상 신호를, 그 처리 정보에 기초하여 MPEG2 방식에 적합한 데이터로 부호화하고, 부호화 후의 데이터를 비트 스트림으로서 출력한다.

여기서, 제1 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치에서의 입력 화상 제어기(1) 및 화상 부호화기(2)의 상세한 동작에 대하여 설명한다.

MPEG2 방식에서는, 오버헤드 정보(픽처 헤더 직후의 픽처 부호화 확장에서의 repeat_first_field 값과 top_field_first 값)를 이용하여, 복호 시에 필드나 프레임을 반복하여 표시시키도록 부호화 시에 지정하는 것이 가능하다. 또한, 픽처 부호화 확장에서의 repeat_first_field나 top_field_first는, 예를 들면 영화 필름으로부터 얻어지는 24 프레임/초의 동화상 신호를 24 프레임/초로 부호화하고, 복호측에서 30 프레임/초의 인터레이스 방식의 동화상 신호나 60 프레임/초의 프로그레시브 방식의 동화상 신호로 복호할 때 사용하는 것을 목적으로서 설치된 것이다. 즉, 일반적으로, 이 픽처 부호화 확장에서의 repeat_first_field나 top_field_first는, 입력 동화상 신호의 프레임 레이트가 복호 시의 프레임 레이트보다 낮은 경우에 사용된다.

도 4는, 픽처 부호화 확장에서의 repeat_first_field나 top_field_first를 사용하여, 4 프레임분의 인터레이스 방식의 입력 동화상 신호를, 복호측에서 5 프레임으로 출력할 때의 각 필드의 대응 관계를 나타내는 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 예를 들면 4 프레임분의 인터레이스 방식의 입력 동화상 신호(101-1∼104-2)가 부호화되고, 복호 시에, 픽처 부호화 확장에서의 repeat_first_field나 top_field_first에 기초하여 4 프레임분의 동화상 신호가 복호되며, 예를 들면 필드(101-1, 103-2)를 반복하여 출력함으로써, 5 프레임분의 동화상 신호가 출력된다.

도 5는, 픽처 부호화 확장에서의 repeat_first_field나 top_field_first를 사용하여, 4 프레임분의 프로그레시브 방식의 입력 동화상 신호를, 복호측에서 9 프레임으로 출력할 때의 신호의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 예를 들면 4 프레임분의 프로그레시브 방식의 입력 동화상 신호(101∼104)가 부호화되고, 복호 시에 픽처 부호화 확장에서의 repeat_first_field나 top_field_first에 기초하여 4 프레임분의 동화상 신호가 복호되고, 예를 들면 프레임(101)이 3회 반복하여 출력되고, 프레임(102)이 2회 반복하여 출력되고, 프레임(103)이 3회 반복하여 출력되고, 프레임(104)이 출력된다.

이 때, 입력 화상 제어기(1)는, 입력 동화상 신호가 30 프레임/초의 인터레이스 방식의 신호인 경우, 24 프레임/초가 되도록 그 입력 동화상 신호의 필드를 스킵하고, 처리 후의 동화상 신호를 스킵한 필드를 나타내는 처리 정보와 함께 화상 부호화기(2)에 공급한다. 화상 부호화기(2)는, 그 처리 정보에 기초하여 24 프레임/초의 제어 후 동화상 신호를, 복호측에서 30 프레임/초로 복호되도록 오버헤드 정보를 설정하여 부호화하고, 부호화 후의 데이터를 비트 스트림으로서 출력한다. 즉, 입력 화상 제어기(1)는 필드를 스킵하였을 때 그 취지를 나타내는 처리 정보를 화상 부호화기(2)에 공급하며, 화상 부호화기(2)는, 그 처리 정보를 수취하면 필드가 스킵된 것을 검지하여, 복호측에서 그 스킵된 필드의 출력 대신에 다른 필드가 반복하여 출력되도록 오버헤드 정보를 설정하여, 픽처 부호화 확장에 기입한다.

도 6은, 제1 실시 형태에서의, 인터레이스 방식의 입력 동화상 신호, 제어 후 동화상 신호, 및 복호측에서의 동화상 신호의 대응 관계의 일례를 나타내는 도면이다. 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같이, 입력 동화상 신호의 필드(101-1, 101-2, …, 105-1, 105-2) 중, 입력 화상 제어기(1)에 의해 필드(102-1)와 필드(104-2)가 스킵되고, 그 이외의 필드의 신호가 화상 부호화기(2)에 공급됨과 아울러 필드(102-1, 104-2)를 스킵하였을 때, 그 취지를 나타내는 처리 정보가 화상 부호화기(2)에 공급된다. 그리고, MPEG2 방식으로 그 제어 후 동화상 신호가 부호화되고, 부호화 후의 데이터가 비트 스트림으로서 출력된다. 그리고, 복호측에서는, 픽처 부호화 확장에서의 오버헤드 정보에 기초하여, 필드(101-1)가 다음 프레임의 제1 필드로서 반복하여 출력되며, 필드(103-2)가 다음의 프레임의 제2 필드로서 반복하여 출력되어, 입력 동화상 신호와 동일한 프레임 레이트가 유지된다.

또한, 입력 동화상 신호가 프로그레시브 방식의 신호인 경우, 입력 화상 제어기(1)는 소정의 비율로 프레임을 스킵하고, 스킵 후의 동화상 신호를, 스킵한 프레임을 나타내는 처리 정보와 함께 화상 부호화기(2)에 공급한다. 화상 부호화기(2)는, 그 처리 정보에 기초하여, 제어 후 동화상 신호를, 복호측에서 원래의 프레임 레이트로 복호되도록 한 오버헤드 정보를 부가하여 부호화하고, 부호화 후의 데이터를 비트 스트림으로서 출력한다.

또한, 필드나 프레임을 스킵할 때는, 가능한 한 선행하는 필드나 프레임을 스킵하도록 함으로써, 처리 지연을 적게 하는 것이 가능하다.

이와 같이, 입력 화상 제어기(1)에 의해 동화상 신호의 프레임 레이트가 저감되고, 프레임 레이트의 저감된 제어 후 동화상이 MPEG2 방식으로 부호화되며, 복호측에서는, 픽처 부호화 확장을 참조하여 입력 동화상 신호와 동일한 프레임 레이트로 복호 후의 동화상 신호가 출력된다.

이상과 같이, 이 제1 실시 형태에 따르면, 전처리로서 동화상 신호의 프레임 레이트를 제어하고, MPEG2 방식으로, 그 처리 정보에 기초하여 그 제어 후의 동화상 신호를 부호화하고, 오버 헤드 정보를 포함하는 MPEG2 방식에 적합한 부호화 후의 데이터를 출력하도록 하였기 때문에, 복호측에서 출력되는 프레임 레이트에 영향을 미치게 하지 않고, 화질의 열화를 억제하면서 데이터 압축을 실현할 수 있는효과가 얻어진다. 또한, MPEG2 방식에 따른 부호화 후의 데이터가 출력되기 때문에, 통상의 MPEG2 디코더를 복호측에서 사용할 수 있어, 복호측의 구성을 변경하지 않고, 부호량을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

〈제2 실시 형태〉

본 발명의 제2 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치는, 제어후 동화상 신호의 프레임 레이트를 다른 레이트로 한 것이다. 또, 이 제2 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

입력 화상 제어기(1)는, 입력 동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우, 각 3 필드 중 1 필드를 스킵하고, 화상 부호화기(2)는, 복호측에서 각 2 필드 중 1 필드가 2회 반복하여 출력되도록 오버헤드 정보를 설정하여, 스킵 후의 동화상 신호를 MPEG2 방식으로 부호화한다. 도 7은, 제2 실시 형태에서 인터레이스 방식의 입력 동화상 신호에 대하여 각 3 필드 중 1 필드를 스킵하고, 복호측에서 각 2 필드 중의 1 필드를 2회 반복하여 출력되도록 한 경우의 동화상 신호의 일례를 나타내는 도면이다.

이에 따라, 입력 동화상 신호의 프레임 레이트가 30 프레임/초인 경우, 제어후 동화상 신호의 프레임 레이트가 20 프레임/초가 된다. 또한, 제어 후 동화상 신호의 프레임 레이트를 20 프레임/초∼30 프레임/초 내의 임의의 프레임 레이트로 설정하도록 하여도 된다. 이 경우에도 복호측에서는, 오버헤드 정보를 참조하여부호화 후의 데이터가 복호되고, 복호 후의 동화상 신호가 30 프레임/초로 출력된다.

또한, 입력 동화상 신호가 60 프레임/초의 프로그레시브 방식의 신호인 경우, 복호측에서 오버헤드 정보에 기초하여 1 프레임을 3 프레임 기간 혹은 2 프레임 기간 반복하여 출력하는 것이 가능하기 때문에, 입력 화상 제어기(1)는 제어 후 동화상 신호의 프레임 레이트를 20 프레임/초∼60 프레임/초 중 임의의 프레임 레이트로 설정하고, 화상 부호화기(2)는 그에 대응하여 오버헤드 정보를 설정하여, 제어후 동화상 신호를 MPEG2 방식으로 부호화한다. 이 경우, 복호측에서는, 오버헤드 정보를 참조하여 부호화 후의 데이터가 복호되고, 복호 후의 동화상 신호가 60 프레임/초로 출력된다.

또한, 그 밖의 동작에 대해서는 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

이상과 같이, 이 제2 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태에 따른 효과 외에, 프레임 레이트의 저감의 정도에 의해, 보다 부호량을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

〈제3 실시 형태〉

본 발명의 제3 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치는, 입력 동화상 신호에서의 각 프레임의 제1 필드와 제2 필드를 동일한 것으로 하여 제어 후 동화상 신호를 생성하고, 제어 후 동화상 신호의 프레임 레이트를 입력 동화상 신호의 프레임 레이트와 동일한 상태 그대로 하도록 한 것이다. 또한, 이 제3 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다. 단, 입력 제어 장치(1)가 처리 정보를 화상 부호화기(2)로 공급할 필요는 없다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

도 8은, 이 제3 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치에서의 제어 후 동화상 신호의 일례를 나타내는 도면이다.

입력 화상 제어기(1)는, 예를 들면 30 프레임/초의 인터레이스 방식의 입력 동화상 신호의 각 프레임에 대하여, 도 8에서의 제1 프레임이나 제2 프레임과 같이 제1 필드(101-1, 102-1)와 동일한 신호를 그 프레임의 제2 필드로서 출력한다. 화상 부호화기(2)는 제1 필드와 제2 필드가 동일한, 제어 후 동화상 신호를 부호화한다.

또, 도 8에서의 제1, 제2 프레임과 같이, 제1 필드와 동일한 신호를 제2 필드로서 출력하여도 되고, 도 8에서의 제3 프레임과 같이, 제2 필드와 동일한 신호를 제1 필드로서 출력하여도 된다.

또한, 그 밖의 동작에 대해서는 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다. 단, 이 경우, 오퍼 헤드 정보를 특별히 설정할 필요는 없다.

이상과 같이, 이 제3 실시 형태에 따르면, 동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우에, 소정의 비율로 각 프레임의 두개의 필드를 동일한 것으로 하였기 때문에, 부호화되는 동화상 신호의 프레임 레이트를 변경하지 않고서, 필드 사이의 상관(특히 수직 방향의 상관)을 높임으로써 MPEG2 방식에서의 부호화의 효율을 높여, 부호량을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

〈제4 실시 형태〉

본 발명의 제4 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치는, 동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우에, 입력 화상 제어기(1)로 소정의 비율로 프레임 중 한쪽의 필드를 제거하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러, 제거한 필드를 나타내는 처리 정보를 출력하고, 화상 부호화기(2)로, 그 처리 정보에 기초하여 필드의 제거를 검지하고, 제거된 필드에 대해서는 다른 필드에 기초하여 예측 부호화하여, 제거된 필드에 대응하는 부호화 후의 데이터를 생성하도록 한 것이다. 또한, 이 제4 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.

다음에 그 동작에 대하여 설명한다.

입력 화상 제어기(1)는, 입력 동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우에, 소정의 비율로 프레임 중 한쪽의 필드를 제거하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러, 제거한 필드를 나타내는 처리 정보를 출력한다. 화상 부호화기(2)는 1 프레임의 부호화를 개개의 필드마다 부호화를 행하는 필드 구조를 선택하여, 스킵되지 않은 필드에 대해서는 통상대로 부호화하고, 스킵된 필드에 대해서는 먼저 부호화한 필드로부터 한쪽 방향 예측을 실행한다. 이 때, 화상 부호화기(2)는 모든 매크로 블록에 대한 움직임 벡터(수평 성분, 수직 성분)를 (0, 0)으로 하고, 차분 신호의 부호화를 억제한다. 이와 같이 함으로써, 스킵된 필드에 대하여, 대부분의 매크로 블록에 대하여 부호화가 실행되지 않고, 부호량은 거의없어진다. 또한, 이 경우, 복호측에서는, 스킵된 필드의 신호로서, 그 이전의 필드 신호가 반복하여 출력된다.

또한, 움직임 벡터를 (0, 0)이 아니라, (0, -0.5) 혹은 (0, +0.5)로 함으로써, 상하 라인 사이의 신호로부터 보간 신호가 작성되기 때문에, 동일한 화상 신호를 반복하는 경우, 즉 움직임 벡터가 (0, O)인 경우보다, 복호 후의 화상의 수직 해상도가 높아진다.

또한, 움직임 벡터를 필드 화상 전체에 동일한 값으로 하거나, 혹은 슬라이스(복수의 매크로 블록으로 구성되는 영역) 단위로 동일한 값으로 함으로써, 부호량을 거의 늘리지 않고 시간 해상도의 저감이 억제된다.

또한, 스킵된 필드에 대한 예측 부호화 시에 사용하는 움직임 벡터에는, 제거된 필드의 전후 필드인 두개 이상의 필드 사이의 움직임 벡터로부터 내삽으로 얻어서 계산되는 것을 사용하여도 된다. 즉, 예를 들면 통상적인 방법으로 부호화하는 제1 필드와, 다음의 통상적인 방법으로 부호화하는 제1 필드 사이에서 화면 전체에 대하여 10 화소의 움직임이 검출된 경우, 중간값인 5 화소의 움직임 벡터로 제2 필드에 대한 예측 부호화가 실행된다. 이 때, 움직임의 크기는, 움직임을 측정하는 기능을 입력 화상 제어기(1)에 추가하여 계산하거나, 화상 부호화기(2)로 매크로 블록마다 검출되는 움직임 벡터를 화면 전체로 혹은 슬라이스 단위로 평균하여 계산할 수 있다.

또한, 전후 필드에서 내삽하여 벡터를 구하는 대신에, 예를 들면 이전 필드의 벡터 값으로부터 외삽(extrapolation) 처리를 함으로써, 거의 마찬가지의 효과를 얻는 것도 가능하다.

또한, 그 밖의 동작에 대해서는 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

이상과 같이, 이 제4 실시 형태에 따르면, 동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우에, 입력 화상 제어기(1)가 소정의 비율로 프레임 중 한쪽의 필드를 제거하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러 제거한 필드를 나타내는 처리 정보를 출력하고, 화상 부호화기(2)가, 그 처리 정보에 기초하여 필드의 제거를 검지하고, 제거된 필드에 대해서는 다른 필드에 기초하여 예측 부호화하고, 제거된 필드에 대응하는 부호화 후의 데이터를 생성하도록 하였기 때문에, 스킵한 필드에 대해서는 예측 부호화가 실행되어, 부호량을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다. 한쪽 필드를 스킵한 경우, 그 프레임에 대하여 발생하는 부호량은, 스킵하지 않은 경우의 부호량의 거의 절반으로 할 수 있다.

또한, 화면의 부분마다 움직임의 크기가 다른 경우에는, 슬라이스 단위로 움직임 벡터를 설정하도록 하였기 때문에, 복호측에서 보다 원활한 움직임으로 동화상 신호가 복호되도록 할 수 있는 효과가 얻어진다.

〈제5 실시 형태〉

본 발명의 제5 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치는, 부호화 시의 픽처 타입에 따라서, 입력 동화상 신호에 대하여 소정의 처리를 실행하는지를 판단하도록 한 것이다. 또한, 이 제5 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

입력 화상 제어기(1)는, 각 프레임의 픽처 타입을 화상 부호화기(2)로부터 사전에 판독하고, 예를 들면 1픽처(프레임 내 부호화 픽처)인 프레임에 대해서는 스킵을 실행하지 않고, 다른 화상의 예측에 사용되지 않은 B 픽처(양방향 예측 픽처)에 대하여 우선적으로 스킵을 실행한다. 또한, P 픽처(한쪽 방향 예측 픽처)는, B 픽처의 예측에 사용되기 때문에, 생성되는 부호량이 적은 경우에는 스킵하지 않도록 하고, 그렇지 않은 경우에는 우선적으로 스킵되도록 한다.

이상과 같이, 이 제5 실시 형태에 따르면, 부호화 시의 픽쳐 타입에 따라서, 입력 동화상 신호에 대하여 소정의 처리를 실행하는지를 판단하도록 하였기 때문에, 예측 부호화일 때의 기준이 되는 I 픽처에 대해서는 입력 동화상 신호대로 부호화되어, 보다 충실히 부호화를 실행할 수 있는 효과가 얻어진다.

〈제6 실시 형태〉

본 발명의 제6 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치는, 제5 실시 형태와 마찬가지로, 부호화 시의 픽처 타입에 따라서, 입력 동화상 신호에 대하여 소정의 처리를 실행하는지를 판단하도록 한 것이다. 또한, 이 제6 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

입력 화상 제어기(1)는, 각 프레임의 픽쳐 타입을 화상 부호화기(2)로부터 사전에 판독하고, B 픽처에 대하여, 한쪽 필드만을 제어 화상 신호로서 출력하며,다른 쪽 필드를 스킵하고, 화상 부호화기(2)는 그 스킵된 필드에 대하여 예측 부호화를 실행한다. 또한, P 픽처는 B 픽처의 예측에 사용되기 때문에, 생성되는 부호량이 적은 경우에는 어느 하나의 필드도 스킵하지 않도록 하고, 그렇지 않은 경우에는 한쪽 필드를 우선적으로 스킵하도록 한다. 또한, 그 밖의 동작에 대해서는 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

이상과 같이, 이 제6 실시 형태에 따르면, 부호화 시의 픽쳐 타입에 따라서, 입력 동화상 신호에 대하여 소정의 처리를 실행하는지를 판단하도록 하였기 때문에, 예측 부호화일 때의 기준이 되는 I 픽쳐에 대해서는 입력 동화상 신호 그대로 부호화하며, 보다 충실히 부호화를 실행할 수 있는 효과가 얻어진다.

〈제7 실시 형태〉

본 발명의 제7 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치는, 입력 화상 제어기(1)로, 각 프레임에서의 화소값의 분산, 프레임 간의 화소값의 차분, 및 움직임 벡터 중 적어도 하나에 기초하여 화상 부호화기(2)에서의 부호량을 판단하고, 그 데이터량에 따라서 소정의 처리를 실행하도록 한 것이다. 또한, 이 제7 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

다음에 그 동작에 대하여 설명한다.

입력 화상 제어기(1) 또는 화상 부호화기(2)가 각 프레임에서의 화소값의 분산, 프레임 간의 화소값의 차분, 움직임 벡터 등의 화상 내용의 변동량을 계산하고, 입력 화상 제어기(1)는 그것에 기초하여 화상 부호화기에 의해 부호화된 데이터의 데이터량을 판단하여, 그 데이터량에 따라 소정의 처리를 실행한다.

통상적으로, 화상 내용의 변동량이 클 때에는 부호량이 커지고, 화상 내용의 변동량이 작을 때에는 부호량이 작아진다. 그래서, 입력 화상 제어기(1)는 변동량이 작을 때에는 입력 동화상 신호를 그대로 제어 후 동화상 신호로서 출력하고, 변동량이 클 때에는, 다른 실시 형태에서 설명하는 바와 같이 소정의 처리를 실행한다.

또한, 그 밖의 동작에 대해서는 다른 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

이상과 같이, 이 제7 실시 형태에 따르면, 입력 화상 제어기(1)가 각 프레임에서의 화소값의 분산, 프레임 간의 화소값의 차분, 및 움직임 벡터 중 적어도 하나에 기초하여 화상 부호화기(2)에서의 부호량을 판단하고, 그 부호량에 따라서 소정의 처리를 실행하도록 하였기 때문에, 부호량이 많아지면 부호량을 적게 하도록 소정의 처리가 실행되어, 부호량을 일정하게 근접시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

〈제8 실시 형태〉

본 발명의 제8 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치는, 입력 화상 제어기(1)로, 소정의 간격으로 동화상 신호에서의 화상 사이즈를 변경하고, 화상 부호화기(2)로, 소정의 간격으로 화상 사이즈가 변경된 프레임을 프레임 내 부호화하도록 한 것이다. 또한, 이 제8 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

입력 화상 제어기(1)는, 예를 들면 화상 부호화기(2)에 의해 생성되는 부호량이 증가했을 때, 입력 동화상 신호의 프레임이나 필드의 화상 사이즈를 축소한다. 화상 부호화기(2)는, 그 처리 후의 동화상 신호를 부호화한다. 이 때, 화상 사이즈가 다른 화상 사이에서의 예측 처리가 곤란하기 때문에, 화상 사이즈를 변경한 최초의 부호화 프레임에 대해서는 화상 부호화기(2)는 프레임 내 부호화한다.

또한, 그 밖의 동작에 대해서는 제7 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다. 또한, 이 제8 실시 형태의 화상 사이즈의 변경을 다른 실시 형태에서의 소정의 처리와 조합하여 실행하여도 된다.

이상과 같이, 이 제8시 형태에 따르면, 전처리로서 동화상 신호의 화상 사이즈를 제어하고, MPEG2 방식으로 그 제어 후의 동화상 신호를 부호화하여, MPEG2 방식에 적합한 부호화 후의 데이터를 출력하도록 하였기 때문에, 복호측에서 출력되는 프레임 레이트에 영향을 미치지 않고, 화질의 열화를 억제하면서 데이터 압축을 실현할 수 있는 효과가 얻어진다. 또한, MPEG2 방식에 따른 부호화 후의 데이터가 출력되기 때문에, 통상의 MPEG2 디코더를 복호측에서 사용할 수 있으며, 복호측의 구성을 변경하지 않고, 부호량을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

〈제9 실시 형태〉

본 발명의 제9 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치는, 제8 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치에서 화상 사이즈를 변경할 때에, GOP(Group of Picture) 헤더의 직후부터 화상 사이즈를 변경하도록 한 것이다. GOP는, MPEG 방식에서 채용되는 화상 단위이다. 또한, 이 제9 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

GOP는 GOP 헤더와 복수의 픽처로 구성되며, GOP 헤더 직후의 프레임은 프레임 내 부호화 모드로 부호화된다. 디지털 방송이나 DVD(Digital Versatile Disc) 등의 기록 매체로부터의 비트 스트림에는, 적당한 간격으로 GOP 헤더가 삽입되어 있다.

이러한 것을 고려하여, 입력 화상 제어기(1)는, 화상의 사이즈를 변경하는 경우에, 다음의 GOP 헤더가 검출될 때까지 대기하고, 입력 동화상 신호로부터 GOP 헤더가 검출되면, 그 직후의 프레임의 화상 사이즈를 변경한다.

또한, 그 밖의 동작에 대해서는 제8 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

이상과 같이, 이 제9 실시 형태에 따르면, 화상 사이즈를 변경할 때에 GOP 헤더 직후의 프레임의 화상 사이즈를 변경하도록 하였기 때문에, 프레임 내 부호화 모드에서의 부호화의 빈도를 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

〈제10 실시 형태〉

본 발명의 제10 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치는, 입력 동화상 신호의 고주파 성분을 억제하도록 한 것이다. 또한, 이 제10 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

입력 화상 제어기(1)는, 화상 부호화기(2)에 의해 생성되는 부호량이 증가한 경우에, 입력 동화상 신호에 대하여 저역 통과 필터 처리를 실시하여 고주파 성분을 제거한다. 이 경우, 처리한 프레임에 대하여 프레임간 예측 부호화를 실행할 수 있기 때문에, 화상 사이즈를 변경하는 경우와 같이 프레임 내 부호화를 실행할 필요는 없다.

또한, 그 밖의 동작에 대해서는 제7 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

이상과 같이, 이 제10 실시 형태에 따르면, 입력 동화상 신호의 고주파 성분을 억제하도록 하였기 때문에, 부호량을 억제하는 것이 가능한 효과가 얻어진다. 또한, 통과 대역이 다른 화상 신호를 부호화할 때에, 양자화 스텝 사이즈가 크게 변동하면 복호 화상의 화질이 크게 손상되기 때문에, 양자화 스텝 사이즈의 변동 폭을 사전에 제한해 놓고, 그 제한 범위 내에서만 변동시키도록 해 두면 효과를 높일 수 있다.

〈제11 실시 형태〉

본 발명의 제11 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치는, 프로그램의 변경이나 장면의 변경에 따라서 소정의 처리를 실행하도록 한 것이다. 또한, 이 제11 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

예를 들면 스튜디오 내에서 촬영된 비교적 움직임이 적은 프로그램으로부터움직임이 큰 야외에서 촬영된 스포츠 프로그램으로 전환하는 경우나, 뉴스 프로그램 중에서 스튜디오 내의 아나운서를 촬영하고 있는 장면으로부터 야외의 혼잡한 장면으로 전환하는 경우 등, 화상 내용의 변동량이 변경되는 것을 사전에 알고 있는 경우가 있다.

이러한 상황을 고려하여, 프로그램이나 장면 종류의 변경에 따라서 그 취지를 나타내는 제어 신호를 입력 화상 제어기(1)에 공급하고, 입력 화상 제어기(1)가, 그 제어 신호에 따라서, 앞에서 설명한 실시 형태와 같이 소정의 처리를 실행한다. 즉, 입력 화상 제어기(1)는, 움직임이 적은 장면에서는 프레임 레이트나 화상 사이즈를 변경하지 않고 입력 동화상 신호로부터 제어 후 동화상 신호를 생성하며, 움직임이 큰 장면에서는, 필드나 프레임을 스킵하거나 화상 사이즈를 축소한다.

또한, 그 밖의 동작에 대해서는 제7 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

이상과 같이, 이 제11 실시 형태에 따르면, 프로그램의 변경이나 장면의 변경에 따라서 소정의 처리를 실행하도록 하였기 때문에, 입력 동화상 신호로부터 화면의 화소값의 분산값 등을 측정하지 않고, 이들의 변경을 나타내는 제어 신호에 따라서 소정의 처리를 실행할 수가 있어, 처리 지연이나 회로 규모를 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

또한, 상기 실시 형태에서는 MPEG2 방식을 사용한 경우에 대하여 구체적으로 설명하였지만, 마찬가지의 기능을 갖는 다른 부호화 방식을 사용하는 것도 물론 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은, 디지털 방송을 할 때에 동화상 신호를 부호화하거나, 기록 매체에 동화상 데이터를 기록할 때에 동화상 신호를 부호화하는데 적합하다.

Claims (17)

1. 동화상 신호를 부호화하고, 부호화한 데이터를 비트 스트림으로서 출력하는 화상 부호화 장치에 있어서,

   복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식으로 부호화할 때에 부호화 후의 데이터량이 저감하는 소정의 처리를 상기 동화상 신호에 대하여 실행하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러, 그 처리 내용을 나타내는 처리 정보를 출력하는 입력 화상 제어기와,

   상기 입력 화상 제어기에 의해 처리된 상기 동화상 신호를 상기 처리 정보에 기초하여 상기 부호화 방식에 적합한 데이터로 부호화하는 화상 부호화기

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
2. 제1항에 있어서,

   부호화 방식은 MPEG2 방식인 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
3. 제1항에 있어서,

   입력 화상 제어기는, 동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우에, 소정의 비율로 프레임 중의 한쪽의 필드를 제거하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러 제거한 필드를 나타내는 처리 정보를 출력하며,

   화상 부호화기는, 상기 처리 정보에 기초하여 필드의 제거를 검지하고, 제거된 필드 대신에 다른 필드를 복호 시에 출력하는 지령을 오버헤드 정보로서 부가하여 상기 처리 후의 동화상 신호를 부호화하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
4. 제1항에 있어서,

   입력 화상 제어기는, 동화상 신호가 프로그레시브 방식의 신호인 경우에, 소정의 비율로 프레임을 제거하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러 제거한 프레임을 나타내는 처리 정보를 출력하며,

   화상 부호화기는, 상기 처리 정보에 기초하여 프레임의 제거를 검지하여, 제거된 프레임 대신에 다른 프레임을 복호 시에 출력하는 지령을 오버헤드 정보로서 부가하여 상기 처리 후의 동화상 신호를 부호화하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
5. 제1항에 있어서,

   입력 화상 제어기는, 동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우에, 소정의 비율로 프레임 중의 한쪽의 필드를 제거하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러 제거한 필드를 나타내는 처리 정보를 출력하며,

   화상 부호화기는, 상기 처리 정보에 기초하여 필드의 제거를 검지하여, 제거된 필드에 대해서는 다른 필드에 기초하여 예측 부호화하고, 상기 제거된 필드에 대응하는 부호화 후의 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
6. 제5항에 있어서,

   화상 부호화기는 수평 방향 및 수직 방향의 모든 움직임 벡터를 0으로 하여 예측 부호화를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
7. 제5항에 있어서,

   화상 부호화기는, 수평 방향의 모든 움직임 벡터를 0으로 하고, 수직 방향의 모든 움직임 벡터를 +0.5 또는 -0.5로 하여 예측 부호화를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
8. 제5항에 있어서,

   화상 부호화기 및 입력 화상 제어기 중 어느 하나가, 제거된 필드의 전후 필드인 두개의 필드에서 움직임 벡터를 측정하며,

   화상 부호화기는, 상기 측정한 움직임 벡터를 상기 2개의 필드와 상기 제거된 필드의 각 간격에 따라서 내삽(interpolation)하여, 상기 제거된 필드에 대한 예측 부호화를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
9. 제1항에 있어서,

   입력 화상 제어기는, 동화상 신호의 화상 사이즈를 변경하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력하고, 화상 사이즈를 변경한 것을 나타내는 처리 정보를 출력하며,

   화상 부호화기는, 처리 후의 동화상 신호 중, 처리 정보에 기초하여 화상 사이즈가 변경된 프레임을 검지하고, 최초의 부호화 프레임을 프레임 내 부호화하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
10. 제9항에 있어서,

    입력 화상 제어기는, 소정의 화상 단위의 선두에서 동화상 신호의 화상 사이즈를 변경하고,

    화상 부호화기는, 화상 사이즈가 변경된 프레임을 프레임 내 부호화하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
11. 제10항에 있어서,

    입력 화상 제어기는 GOP 헤더의 직후 프레임의 화상 사이즈를 변경하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
12. 제1항에 있어서,

    입력 화상 제어기는 동화상 신호의 고주파 성분을 억제하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
13. 제1항에 있어서,

    입력 화상 제어기는, 각 프레임의 픽쳐 타입에 따라서 소정의 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
14. 제1항에 있어서,

    입력 화상 제어기는, 각 프레임에서의 화소값의 분산, 프레임간의 화소값의 차분, 및 움직임 벡터 중 적어도 하나에 기초하여 화상 부호화기에 의해 부호화된 데이터의 데이터량을 판단하고, 그 데이터량에 따라 소정의 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
15. 제1항에 있어서,

    입력 화상 제어기는, 촬영 장면의 종류에 기초하여 화상 부호화기에 의해 부호화되는 데이터의 데이터량을 판단하고, 그 촬영 장면의 종류에 따라 소정의 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
16. 동화상 신호를 부호화하고, 부호화한 데이터를 비트 스트림으로서 출력하는 화상 부호화 방법에 있어서,

    복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식으로 부호화할 때에 부호화 후의 데이터량이 저감하는 소정의 처리를 상기 동화상 신호에 대하여 실행하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력함과 아울러, 그 처리 내용을 나타내는 처리 정보를 출력하는 단계와,

    상기 처리 후의 동화상 신호를 상기 처리 정보에 기초하여 상기 부호화 방식에 적합한 데이터로 부호화하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 방법.
17. 동화상 신호를 부호화하여, 부호화한 데이터를 비트 스트림으로서 출력하는 화상 부호화 장치에 있어서,

    동화상 신호가 인터레이스 방식의 신호인 경우에, 소정의 비율로 각 프레임의 두개의 필드를 동일한 것으로 하고, 처리 후의 동화상 신호를 출력하는 입력 화상 제어기와,

    상기 입력 화상 제어기에 의해 처리된 상기 동화상 신호를, 복호 시에 동화상 신호의 프레임 레이트를 일정하게 하여 출력하도록 규정되어 있는 부호화 방식으로 부호화하는 화상 부호화기

    를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.