(57)【要約】【課題】複数の動画像を同時記録可能な動画像符号化装置を提供する。【解決手段】選択された１チャネル以上の番組を、例えばＭＰＥＧ−２形式のような動画像符号化方式を用いて同時に圧縮符号化して記録することが可能な装置であり、アンテナ１００、チューナ部１０１、同期信号生成部１０２、記録チャネル制御部１０３、マルチチャネルエンコーダ１０４、記録部１０５、モニタ１０６、スピーカ１０７、ＧＵＩ１０８、全体制御部１０９を具え、マルチチャネルエンコーダ１０４における符号化処理が低減されるように、記録チャネル制御部１０３を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の動画像データを取り込む取り込み部と、
該複数の動画像データのうち、記録する動画像データを選択する選択部と、
該選択部で選択された動画像データを符号化する符号化部と、
該符号化部が該選択部で選択された動画像データを符号化しているときに、該選択部が記録する動画像データを追加した場合に、該符号化部が符号化している動画像データの処理負荷を低減させることにより、該追加の動画像データを該符号化部が符号化できるように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部が制御する動画像データの処理負荷の低減は、該動画像データのサイズを縮小すること、および／または該動画像データのフレームレートを下げることであること、
を特徴とする動画像符号化装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記取り込み部は、アンテナによって受信した放送電波を同調して動画像データを出力するチューナ部であること、
を特徴とする動画像符号化装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記制御部は、該符号化部が複数の動画像データを符号化しているときに、該選択部が記録する動画像データを追加した場合に、該複数の動画像データのそれぞれについて、略等しく処理負荷を低減させること、
を特徴とする動画像符号化装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
処理負荷を低減する動画像データを指定する操作部を設け、
前記制御部は、該符号化部が複数の動画像データを符号化しているときに、該選択部が記録する動画像データを追加した場合に、該操作部にて指定された動画像データの処理負荷を低減させること、
を特徴とする動画像符号化装置。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
処理負荷を低減しない動画像データを指定する操作部を設け、
前記制御部は、該符号化部が複数の動画像データを符号化しているときに、該選択部が記録する動画像データを追加した場合に、該操作部にて指定された動画像データ以外の動画像データの処理負荷を低減させること、
を特徴とする動画像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ある動画像データを所定の方式で圧縮符号化する動画像符号化装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば、特開２００２−２３２８８４号公報がある。該公報には、課題として「複数の符号化を異なる条件において独立して行うことができ、低コストで実現可能な画像符号化装置を提供する。」と記載され、解決手段として「 第１の符号化対象画像記憶部１００及び第２の符号化対象画像記憶部１０１に格納された画像に対して、第１の符号化制御部１０８と第２の符号化制御部１０９が各々符号化制御を行い、符号化部１０２によって符号化処理を行う。このとき時分割符号化制御部１１０が符号化の時分割処理を行えるように制御を行い、複数の符号化を同時に実現する。異なる条件で符号化を行うために、必要なパラメータのみを第１の符号化情報記憶部１０６及び第２の符号化情報記憶部１０７に格納し、他の情報は共通符号化データ記憶部１０５に格納してメモリ領域を共有する。」と記載されている。
【０００３】
また、他の背景技術として、特開平０８−１８１９９４号公報がある。該公報には、目的として「複数の映像ソースを多重化して符号化できる動画符号化装置を提供することを目的としている。」と記載され、効果として「複数の動画信号を多重化して符号化することができるとともに、出力される符号化情報には、おのおのの動画信号を識別するための識別情報が付加されているので、復号化するときには、その符号化情報の識別情報に基づいて、おのおのの動画信号別に復号化処理できるので、１つの動画符号化装置で、複数の動画信号を適切に符号化することができる。」と記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３２８８４号公報
【特許文献２】特開平０８−１８１９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の動画像処理技術の発展により、動画像情報をデジタル化して記録・保存したり、閲覧に供することが一般的となっている。例えば、民生用のビデオカメラやＨＤＤ／ＤＶＤレコーダ、インターネットにおけるストリーミング放送などがよい例である。
【０００６】
ここで、動画像のデータ量は非常に大きくなるため、デジタル化した動画像データは圧縮符号化して取り扱われることがほとんどである。圧縮符号化方式にはさまざまなものが存在し、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４、Ｈ．２６４／ＡＶＣなどの方式が国際標準方式として制定されている。多数の動画像符号化方式の中から、用途に応じて最適なものが採択される。例えば、ＤＶＤに動画像を記録する場合にはＭＰＥＧ−２が用いられる。また、インターネットにおける画像配信にはＭＰＥＧ−４が用いられることが多い。さらに、Ｂｌｕ−ｒａｙやＨＤ−ＤＶＤなどの次世代の光ディスクにはＭＰＥＧ−２とＨ．２６４／ＡＶＣが採用されることが決まっている。
【０００７】
ハードディスクやＤＶＤなどはランダムアクセスが可能な媒体であるため、ＨＤＤ／ＤＶＤレコーダで動画像を符号化して記録する場合、複数の動画像符号化器（エンコーダ）を用いて複数チャネルの動画像データを同時に符号化し、ハードディスクに同時記録することが可能である。
【０００８】
しかしながら、上記の方法では、同時記録できるチャネル数の上限は搭載するエンコーダの数によってきまってしまい、それ以上の同時録画はできない。したがって、すでに全てのエンコーダを用いて録画をしているときに急遽他のチャネルを録画する必要に迫られた場合、現在録画中のいずれかのチャネルの録画を停止し、その上でチャネルの追加をしなければならない。
【０００９】
また、エンコーダをＬＳＩで実現する際の回路規模は大きく、コスト、発熱、実装面積の面から制限されてしまう。ソフトウェアで実現する際にも処理負荷は重く、やはり発熱や搭載できるプロセッサの数・パフォーマンスにより制限を受ける。
【００１０】
そこで、限られた数のエンコーダを用い、エンコーダの数以上の符号化を行うことのできたり、全てのエンコーダを用いて録画をしているときでも、これらのチャネルの符号化を中止することなく録画チャネルを追加することのできたり、上記の仕組みをユーザがわかりやすく直感的に操作できるようなＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が使い勝手の点から望まれている。
【００１１】
本発明の目的は、動画像符号化装置の使い勝手を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明により達成される。
【００１３】
この構成によれば、例えば、本来同時にエンコード可能なチャネル数に上限のあったマルチチャネルエンコーダを用いて、さらに多くのチャネルを同時に符号化することができる。また、録画中のチャネルを停止することなく、録画チャネルを新たに追加することが可能となる。また、上記の操作をＧＵＩを用いて直感的に、簡単に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、動画像符号化装置の使い勝手を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に、本発明の第１の実施形態に係る動画像符号化装置（エンコーダ）の構成を示す。
【００１７】
この動画像符号化装置は、受信した地上波アナログ放送のうち、選択された１チャネル以上の番組を、例えばＭＰＥＧ−２形式のような動画像符号化方式を用いて同時に圧縮符号化して記録することが可能な装置であり、アンテナ１００、チューナ部１０１、同期信号生成部１０２、記録チャネル制御部１０３、マルチチャネルエンコーダ１０４、記録部１０５、モニタ１０６、スピーカ１０７、ＧＵＩ１０８、全体制御部１０９を有して構成される。
【００１８】
これらのうち、モニタ１０６とスピーカ１０７は必須のものではなく、チューナ部１０１で受信したある１チャネルを視聴する際にのみ必要となる。また、ＧＵＩ１０８も必須のものではなく、全体制御部１０９をインタラクティブに制御する場合に必要となる。
【００１９】
アンテナ１００により受信されたアナログＴＶ放送電波は、チューナ部１０１に入力され、そこで同調した放送の映像・音声信号、および映像の垂直・水平同期信号が取り出される。チューナ部１０１は１つのアナログＴＶ放送電波から複数のチャネルを同調することができるものとし、その結果複数の映像・音声信号の組を出力することができるものとする。この機能を実現するため、チューナ部１０１は複数のアナログチューナを内包するような構成であってもよい。
【００２０】
同期信号生成部１０２は、チューナ部１０１から入力される１組もしくは複数組の映像の垂直・水平同期信号から本動画像符号化装置の動作タイミングを生成し、全体制御部１０９へ出力する。これは、放送をリアルタイムに符号化する際には放送のフレームレート（ＮＴＳＣ方式なら３０フレーム／秒、ＰＡＬ方式なら２５フレーム／秒など）に同期して符号化を行う必要があるためである。
【００２１】
放送のリアルタイム符号化動作の基準信号としては、受信した放送の垂直・水平同期信号、あるいはこれらと同じ周期をもつ他の信号を用いるのが適切である。本実施形態の同期信号生成部１０２は、入力された垂直・水平同期信号から１つを選択してもよいし、内部で同じ周期をもつ信号を独自に生成してもよい。
【００２２】
マルチチャネルエンコーダ１０４は、複数のエンコーダ１０４１、１０４２、１０４３……を有してなり、複数系統のアナログ放送の映像・音声信号入力を独立にエンコードし、映像と音声が多重された独立なストリームとして出力する。
【００２３】
エンコーダ１０４１の構成を図２に示す。エンコーダ１０４１は映像エンコーダ２０１、音声エンコーダ２０２、映像音声多重化部２０３を有してなる
映像エンコーダ２０１における映像信号の符号化方式は、ＭＰＥＧ−１  Ｖｉｄｅｏ、ＭＰＥＧ−２  Ｖｉｄｅｏ、ＭＰＥＧ−４  Ｖｉｄｅｏ、Ｈ．２６４／ＡＶＣ、あるいはこれら以外のいかなる映像符号化方式であってもよいものとする。また、音声エンコーダ２０２における音声信号の符号化方式は、ＭＰＥＧ−１  Ａｕｄｉｏ、ＭＰＥＧ−２  Ａｕｄｉｏ、Ｇ．７２６、あるいはこれら以外のいかなる音声符号化方式であってもよいものとする。さらに、映像音声多重化部２０３において映像と音声を多重化する方式は、ＭＰＥＧ−２  ＰＳ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｓｔｒｅａｍ）、ＭＰＥＧ−２  ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｔｒｅａｍ）、あるいはこれら以外のいかなる映像音声多重化方式であってもよいものとする。
【００２４】
記録部１０５は、マルチチャネルエンコーダ１０４から出力される映像音声多重信号を、記録メディアに書き込む。記録メディアはＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤなどの光学ディスク、ＨＤＤなどの磁気ディスク、不揮発性半導体メモリ、ＳＤＲＡＭ、その他いかなる記録媒体であってもよい。また、複数チャネルから入力される映像音声多重信号をそれぞれ異なる記録メディアに記録してもよいし、同一の記録メディアに記録してもよい。
【００２５】
モニタ１０６、およびスピーカ１０７は、チューナ部１０１において同調されたある１チャネルの映像および音声を出力する。出力する映像および音声は、マルチチャネルエンコーダ１０３に入力されるある１チャネルでもよいし、入力される以外のほかのチャネルでもよいものとする。
【００２６】
ＧＵＩ１０８は、全体制御部１０９とユーザのインタフェースを取り持つ。つまり、ユーザからの指示を全体制御部１０９に伝え、また全体制御部１０９からの情報をユーザに伝える役割を果たす。詳細については、後述する。
【００２７】
全体制御部１０９は、チューナ部１０１、同期信号生成部１０２、記録チャネル制御部１０３、マルチチャネルエンコーダ１０４、記録部１０５の動作を制御する。
【００２８】
チューナ１０１に対する制御は、例えば同調させる周波数の選択、記録チャネル制御部１０３へ出力するチャネルの選択、モニタ１０６およびスピーカ１０７へ出力するチャネルの選択である。
【００２９】
同期信号生成部１０２に対する制御は、例えばチューナ部１０１から入力される同期信号のうちいずれを選択して動作タイミングを生成するか、あるいはいずれも選択せずに内部のみで動作タイミングを生成するかである。
【００３０】
記録チャネル制御部１０３とマルチチャネルエンコーダ１０４に対する制御は、記録の開始・終了、記録チャネル数の制御などである。また、記録部１０５に対する制御は、例えば複数チャネルから入力される映像音声多重信号をどの記録メディアのどのアドレスに記録するかなどである。これらの制御の詳細について、ＧＵＩ１０８の役割も関連させて、以下に述べる。
【００３１】
今、マルチチャネルエンコーダ１０４は、ＳＤＴＶサイズの画像をＭＰＥＧ−２方式で符号化できるエンコーダを３つ内包しており、３チャネルの映像・音声多重化信号を独立にリアルタイムで符号化できるものとする。
【００３２】
ＭＰＥＧ−２符号化においては、入力された画像をマクロブロックと呼ばれる縦１６画素、横１６画素の小領域に分割し、画面の左上のマクロブロックから順に符号化処理を施すことによって１画面の符号化を行う。したがって、１画面の符号化に必要な処理量は、画面全体のマクロブロックの数、つまりは入力画像の画像サイズに比例することになる。また、当然ながら、処理量は入力画像のフレームレートにも比例する。したがって、入力画像の画像サイズもしくはフレームレートを低減することによって、所定のチャネルを符号化するために必要なエンコーダの処理量を軽減することができる。
【００３３】
処理量を軽減することによって生じた余剰のパフォーマンスを利用して、所定の３チャネル以外に追加で符号化処理を行うことができる。具体例として、ＳＤＴＶ３チャネルの符号化を行っているマルチチャネルエンコーダにおいて、３チャネル分の処理量を低減して追加の１チャネルを符号化する（つまり３チャネル符号化→４チャネル符号化へ遷移する）場合について述べる。
【００３４】
まず、処理量の低減のさせ方については、以下の３つが考えられる。
【００３５】
・既存の３チャネルの処理を均等に低減し、余剰のパフォーマンスを合わせて４チャネル目を処理する（「モードＡ」と呼ぶ）
・既存の３チャネルのうち、特定の１チャネルの処理を低減し、余剰のパフォーマンスで４チャネル目を処理する（「モードＢ」と呼ぶ）
・既存の３チャネルのうち、特定の１チャネルのみ処理を低減せず、残りのチャネルの処理を低減して、余剰のパフォーマンスを合わせて４チャネル目を処理する（「モードＣ」と呼ぶ）
これらを実現するため、記録チャネル制御部１０３に対して、以下の制御を加える。
【００３６】
制御の内容を、図３を用いて説明する。まず、モードＡで動作する場合、チャネル１、チャネル２、チャネル３の処理量をそれぞれ３／４とする。具体的には、記録チャネル制御部１０３においてフレームレートの低減（３０フレーム／秒→２２．５フレーム／秒）を行うか、画像サイズの縮小（７２０ｘ４８０画素→５４０ｘ４８０画素）を行う。この結果、３−（３ｘ０．７５）＝０．７５チャネル分の余剰パフォーマンスが生まれる（図３−２）。そこで、追加のチャネル４についてもチャネル１〜３と同様にフレームレートの低減もしくは画像サイズの縮小を行うことにより、４チャネルの符号化が可能となる（図３−３）。
【００３７】
次に、モードＢで動作する場合について説明する。モードＢでは特定のチャネル（ここではチャネル１が選ばれたとする）の処理量を１／２に低減する（図３−４）。具体的にはフレームレートを３０フレーム／秒→１５フレーム／秒にするか、画像サイズを７２０ｘ４８０→３６０ｘ４８０にする。これにより、０．５チャネル分の余剰が生じるので、追加のチャネル４についても同様に処理量を１／２とすることにより、４チャネルの符号化が可能となる（図３−５）。
【００３８】
さらに、モードＣで動作する場合について説明する。モードＣでは特定のチャネル（ここではチャネル２）以外のチャネルの処理量を２／３に低減する。これは、フレームレートを３０フレーム／秒→２０フレーム／秒とするか、画像サイズを７２０ｘ４８０→４８０ｘ４８０とすることにより実現可能である。これにより０．６６チャネル分の余剰が生じるので、追加のチャネル４についても同様に処理量を低減することにより、４チャネルの符号化が可能となる（図３−６）。
【００３９】
なお、上記３つの例の処理量配分はあくまで一例であり、本発明に制限を付加するものではない。
【００４０】
符号化するチャネル数が変化する場合に、以上の制御を行うためのフローを図４を用いて説明する。
【００４１】
まず、チャネル数が変化した結果、処理量を低減しなくては符号化処理が間に合わないか、それとも処理量を変えなくても符号化が可能かを判断する（Ｆ１００）。処理量を変える必要がなければ、そのまま符号化される（Ｆ１０１）。処理量を低減させなければ符号化処理が間に合わないと判断された場合、次に処理量の軽減のさせ方のモードを判定する（Ｆ１０２）。モードＡが選ばれた場合、すべてのチャネルの処理量を低減する（Ｆ１０３）。モードＢが選ばれた場合、指定されたチャネルの処理量を低減する（Ｆ１０４）。モードＣが選ばれた場合、指定されたチャネル以外のチャネルの処理量を低減する。これらの具体的な方法については前述したとおりである。
【００４２】
上記モードＡ〜Ｃのいずれにおいても、３系統のエンコーダで４チャネルをエンコードするため、空きリソースをうまく使えるように記録チャネル制御部１０３とマルチチャネルエンコーダ１０４を制御しなければならない。この場合、（１）どのエンコーダで、（２）どのチャネルを、（３）どのタイミングでエンコードするか、の３点が制御のポイントとなる。
【００４３】
符号化制御における制約として、以下の２点が挙げられる。
【００４４】
・ＭＰＥＧにおいては、直前に符号化したフレームの情報を用いて次のフレームを符号化することがある（Ｉピクチャ、ＰピクチャとＢピクチャの関係）。したがって、複数のエンコーダで同一チャネルの異なるフレームを同時に符号化することはできない場合がある。
【００４５】
・記録チャネル制御部１０３では、入力されたフレームをバッファリングするためのフレームメモリを持つ構成としてもよいが、この場合はフレームメモリの容量がなるべく少なくて済むようにするのが望ましい。したがって、特定のチャネルを優先的に処理するのではなく、処理すべきチャネル数を均等に処理するように制御するべきである。
【００４６】
以上より、モードＡが選択されている場合には、例えば図３−３のように制御すればよい。つまり、まず最初は相異なる３つのチャネル（図においてはチャネル１〜３）を３つのエンコーダに割り当てる。３／４フレーム後に１フレーム分の処理が終了するので、次のタイミングでは、最初に割り当てられなかったチャネル（図においてはチャネル４）を優先的にエンコーダに割り当てる。このように制御することにより、すべてのチャネルを均等に符号化することができる。
【００４７】
モードＢやモードＣが選択されている場合には、処理量が低減されない（入力をそのまま符号化する）チャネルに関しては従来どおりの制御を行い、そのほかのチャネルに関しては上記モードＡと同様の制御を行う（図３−５、図３−６）。
【００４８】
処理量低減のモード（上記モードＡ〜Ｃ）に関するＧＵＩについて、以下に図５を用いて説明する。
【００４９】
３チャネルが既に録画中の場合、録画確認画面では例えば図５−１のように、録画中の番組と録画予約がされている番組が一覧表示される。ここで、追加録画の操作を行ったとき、処理量を低減させなければ符号化処理が間に合わないと判断された場合（図４のＦ１０２）には、図５−２のような録画モード変更確認のダイアログを表示する。ここで、ユーザが「はい」を選択すると、全体制御部１０９はまずモード１で符号化処理を低減した場合の録画モードの候補を表示する（図５−３）。ここでユーザが「はい」を選択すると、録画モードが変更され、４チャネル同時録画が開始する。
【００５０】
「いいえ」が選択された場合、全体制御部１０９は次にモード２で符号化処理を低減した場合の録画モードの候補を表示する（図５−４）。ここでユーザが「はい」を選択すると、録画モードが変更され、４チャネル同時録画が開始する。「いいえ」が選択された場合、全体制御部１０９は次の候補を表示する。
【００５１】
また、特定のチャネルに録画モード変更禁止のフラグがついている場合、全体制御部１０９はモード３の録画モードの候補を表示する（図５−５）。ここでユーザが「はい」を選択すると、録画モードが変更され、４チャネル同時録画が開始する。
【００５２】
上記の方法によって、本来固定チャネル数しか同時録画することができなかったマルチチャネルエンコーダを用いて、さらに多くのチャネルを同時録画することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、民生用および業務用動画像記録装置（ＨＤＤ／ＤＶＤレコーダや遠隔モニタリングシステム）などへ応用される可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施例に係る動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】エンコーダ１４０１の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る動画像符号化装置の動作タイミングを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る動画像符号化装置の処理量低減の判断を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施例に係る動画像符号化装置のＧＵＩを示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１００…アンテナ
１０１…チューナ
１０２…同期信号生成部
１０３…記録チャネル制御部
１０４…マルチチャネルエンコーダ
１０４１，１０４２，１０４３…エンコーダ
１０５…記録部
１０６…モニタ
１０７…スピーカ
１０８…ＧＵＩ
１０９…全体制御部
２０１…映像エンコーダ
２０２…音声エンコーダ
２０３…映像音声多重化部
【図１】
2006319690.tif 000003
【図２】
2006319690.tif 000004
【図３】
2006319690.tif 000005
【図４】
2006319690.tif 000006
【図５】
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