(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある第１符号化方式で符号化された映像信号を、別の第２符号化方式で符号化された映像信号に変換する映像符号化方式変換装置であって、
第１符号化方式で符号化された第１映像信号を復号して、非圧縮の第１映像信号を生成する第１符号化方式の復号部と、
前記第１符号化方式の復号部により生成された前記非圧縮の第１映像信号を格納する非圧縮映像信号一時格納部と、
前記第１符号化方式の復号部により生成された前記非圧縮の第１映像信号を、前記非圧縮映像信号一時格納部を介さずに第２符号化方式で符号化して第２映像信号を生成する第２符号化方式の符号化部と、
前記第２符号化方式の符号化部により生成された前記第２映像信号を復号し、非圧縮の第２映像信号を生成する第２符号化方式の復号部と、
前記非圧縮映像信号一時格納部に格納された前記非圧縮の第１映像信号と、前記第２符号化方式の復号部により生成された前記非圧縮の第２映像信号との差分映像を生成する差分映像生成部と、
前記差分映像から符号化方式の変換による劣化度を算出する劣化度検出部と、を備え、
前記第２符号化方式の復号部は、前記第２符号化方式の符号化部により所定フレーム分の前記第２映像信号を生成した時点で、該所定フレーム分の第２映像信号を復号することを特徴とする映像符号化方式変換装置。
【請求項２】
前記第１符号化方式の復号部は、前記非圧縮の第１映像信号のフレームを特定するフレーム特定信号を生成し、
前記非圧縮映像信号一時格納部は、前記非圧縮の第１映像信号、及び前記フレーム特定信号を対応付けて格納することを特徴とする、請求項１に記載の映像符号化方式変換装置。
【請求項３】
前記差分映像生成部は、前記第２符号化方式の復号部により生成された前記非圧縮の第２映像信号のフレーム画像と、前記非圧縮映像信号一時格納部に格納され、前記フレーム特定信号によって特定される、前記非圧縮の第２映像信号のフレーム画像に対応するフレーム画像とを取得し、両フレーム画像の差分画像を生成することを特徴とする、請求項２に記載の映像符号化方式変換装置。
【請求項４】
前記劣化度検出部は、前記差分映像を統計計算することにより前記劣化度を算出することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の映像符号化方式変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ある符号化方式で符号化された映像信号を別の符号化方式で符号化された映像信号に変換し、その際の劣化度の検出機能を有する、映像符号化方式変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像信号はそのまま蓄積や伝送をしようとすると情報量が大きくコストがかかるため、圧縮技術を用いて情報ビット数を削減することが一般的である。このとき映像の使用目的や作成時の環境などにより、それぞれ異なる圧縮符号化方式（以下、単に符号化方式という。）が採用されることも多く、作成時の状況と異なる状況で使用する際には、符号化方式の差異により使用できないことがある。このため、ある符号化方式で圧縮された映像信号を別の符号化方式で変換し直す必要がある。しかし、符号化方式の変更に伴い、映像信号に劣化が生じることが多いため、その劣化度を検出する機能を有する映像符号化方式変換システムが知られている。劣化度の検出手法については、例えば非特許文献１に開示されている。
【０００３】
一般的に、第１符号化方式で圧縮符号化（以下、単に符号化という。）された第１映像信号を、第２符号化方式で符号化された第２映像信号に変換するためには、第１映像信号を非圧縮の第１映像信号に復号し、これを第２符号化方式で再符号化する必要がある。この再符号化に伴う映像の劣化を測定しようとするとき、従来の映像符号化方式変換システムでは、第１映像信号と再符号化後の第２映像信号とを同期して再生できるように、それぞれ第１符号化方式の復号装置と第２符号化方式の復号装置とで同時に復号しながら比較し、再符号化に伴う差異の程度を測定していた。
【０００４】
このような、ある符号化方式の映像信号を別の符号化方式の映像信号に変換し、その変換による画像劣化を検査する場合に使用される、従来の映像符号化方式変換システムについて、図２を参照して説明する。図２は、従来の映像符号化方式変換システムの概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、従来の映像符号化方式変換システム２は、第１符号化方式の復号装置２０１と、第２符号化方式の符号化装置２０２と、第２映像信号の格納装置２０３と、第１映像信号の格納装置２０４と、第２符号化方式の復号装置２０５と、第１符号化方式の復号装置２０６と、映像検査装置２０７と、を備える。
【０００５】
第１符号化方式の復号装置２０１は、第１符号化方式で圧縮された第１映像信号Ａを入力し、復号して非圧縮の第１映像信号Ａ’を生成する。第２符号化方式の符号化装置２０２は、第１符号化方式の復号装置２０１により生成された非圧縮の第１映像信号Ａ’を第２符号化方式で符号化して第２映像信号Ｂを生成し、第２映像信号の格納装置２０３に格納する。第１映像信号の格納装置２０４は、第１符号化方式の復号装置２０１に入力される第１映像信号Ａを格納する。
【０００６】
第２符号化方式の復号装置２０５は、第２符号化方式の符号化装置２０２による符号化処理が完了してから、映像信号Ｂ格納装置２０３から第２映像信号Ｂを読み出し、復号処理を実行する。第１符号化方式の復号装置２０６は、第１映像信号の格納装置２０４から第１映像信号Ａを読み出し、復号処理を実行する。このとき、第２符号化方式の復号装置２０５は、第１符号化方式の復号装置２０６に対して同期信号を出力する。第１符号化方式の復号装置２０６と第２符号化方式の復号装置２０５とが、常に時間的に同一のフレームを復号処理するようにするために、第１符号化方式の復号装置２０６は同期信号に基づいてフレーム特定信号を第１映像信号の格納装置２０４に送り、第２符号化方式の復号装置２０５は同期信号に基づいてフレーム特定信号を第２映像信号の格納装置２０３に送る。
【０００７】
第１符号化方式の復号装置２０６により復号された非圧縮の第１映像信号Ａ’、及び第２符号化方式の復号装置２０５により復号された非圧縮の第２映像信号Ｂ’は、同期した状態で映像検査装置２０７に入力される。映像検査装置２０７は、同期して入力される非圧縮の第１映像信号Ａ’と非圧縮の第２映像信号Ｂ’とを比較し、劣化度を検査して検査数値を出力する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】"Objective perceptual multimedia video quality measurement in the presence of a full reference", Recommendation ITU−T J.247, p.11-20
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来の手法では、第１符号化方式で符号化された第１映像信号を、第２符号化方式で符号化した第２映像信号に変換し、さらに変換による映像の劣化度を測定する時には、一旦生成された第２映像信号を、第２符号化方式の復号装置により復号しながら第１映像信号を復号した映像との差分を測定していた。このため、圧縮方式の変換に要する時間と、劣化による差分の検査に要する時間がそれぞれ必要であった。
【００１０】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、符号化された映像信号を別の符号化方式に変換する際に、変換による劣化度の検出を迅速化することが可能な映像符号化方式変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る映像符号化方式変換装置は、第２符号化方式による符号化処理の進捗に従って逐復号処理も実施し、変換前の映像と変換後の映像との差分の計算を、変換処理と並行して実行する。また、復号処理及び符号化処理による遅延を補償するため、復号した映像を一時格納する格納手段を有し、変換前後の同じ時間のフレーム画像を比較する。
【００１２】
すなわち、本発明に係る映像符号化方式変換装置は、ある第１符号化方式で符号化された映像信号を、別の第２符号化方式で符号化された映像信号に変換する映像符号化方式変換装置であって、第１符号化方式で符号化された第１映像信号を復号して、非圧縮の第１映像信号を生成する第１符号化方式の復号部と、前記第１符号化方式の復号部により生成された前記非圧縮の第１映像信号を格納する非圧縮映像信号一時格納部と、前記第１符号化方式の復号部により生成された前記非圧縮の第１映像信号を、前記非圧縮映像信号一時格納部を介さずに第２符号化方式で符号化して第２映像信号を生成する第２符号化方式の符号化部と、前記第２符号化方式の符号化部により生成された前記第２映像信号を復号し、非圧縮の第２映像信号を生成する第２符号化方式の復号部と、前記非圧縮映像信号一時格納部に格納された前記非圧縮の第１映像信号と、前記第２符号化方式の復号部により生成された前記非圧縮の第２映像信号との差分映像を生成する差分映像生成部と、前記差分映像から符号化方式の変換による劣化度を算出する劣化度検出部と、を備え、前記第２符号化方式の復号部は、前記第２符号化方式の符号化部により所定フレーム分の前記第２映像信号を生成した時点で、該所定フレーム分の第２映像信号を復号することを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る映像符号化方式変換装置において、前記前記第１符号化方式の復号部は、前記非圧縮の第１映像信号のフレームを特定するフレーム特定信号を生成し、前記非圧縮映像信号一時格納部は、前記非圧縮の第１映像信号、及び前記フレーム特定信号を対応付けて格納することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明に係る映像符号化方式変換装置において、前記差分映像生成部は、前記第２符号化方式の復号部により生成された前記非圧縮の第２映像信号のフレーム画像と、前記非圧縮映像信号一時格納部に格納され、前記フレーム特定信号によって特定される、前記非圧縮の第２映像信号のフレーム画像に対応するフレーム画像とを取得し、両フレーム画像の差分画像を生成することを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明に係る映像符号化方式変換装置において、前記劣化度検出部は、前記差分映像を統計計算することにより前記劣化度を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、変換処理と並行して変換中の画像の劣化の検出を逐次実行可能であるため、変換処理とその劣化の検出までにかかる時間を大幅に短縮することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る映像符号化方式変換装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】従来の映像符号化方式変換装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明による映像符号化方式変換装置の実施形態について、図１を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る映像符号化方式変換装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、映像符号化方式変換装置１は、第１符号化方式の復号部１０１と、第２符号化方式の符号化部１０２と、非圧縮映像信号一時格納部１０３と、第２符号化方式の復号部１０４と、差分映像生成部１０５と、劣化度検出部１０６と、を備える。映像符号化方式変換装置１は、第１符号化方式で符号化された第１映像信号Ａを、第２符号化方式で符号化された第２映像信号Ｂに変換する。そして、第２映像信号Ｂを生成するのとほぼ同時に、符号化方式の変換に伴う映像の劣化度を示す検査数値を出力する。第１符号化方式とは、例えばＭＰＥＧ−２方式であり、第２符号化方式とは、例えばＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式である。
【００２０】
第１符号化方式の復号部１０１は、第１符号化方式で符号化された第１映像信号Ａを復号して非圧縮の第１映像信号Ａ’を生成し、第２符号化方式の符号化部１０２、及び非圧縮映像信号一時格納部１０３に出力する。また、第１符号化方式の復号部１０１は、第１映像信号Ａから抽出したフレーム特定信号を、第２符号化方式の符号化部１０２、及び非圧縮映像信号一時格納部１０３に出力する。フレーム特定信号とは、タイムコードや、先頭からのフレーム数などにより、出力中の映像信号のフレームを特定する信号であり、映像信号と同期して出力される。
【００２１】
非圧縮映像信号一時格納部１０３は、第１符号化方式の復号部１０１により生成された非圧縮の第１映像信号Ａ’及びフレーム特定信号を対応付けた状態で一時的に格納する。非圧縮映像信号一時格納部１０３に対してフレーム特定信号を指定することにより、指定したフレームに対応する１フレーム分の非圧縮の第１映像信号Ａ’を取り出すことができる。
【００２２】
第２符号化方式の符号化部１０２は、第１符号化方式の復号部１０１により生成された非圧縮の第１映像信号Ａ’を第２符号化方式で符号化して第２映像信号Ｂを生成し、符号化した部分から逐次、第２符号化方式の復号部１０４に出力する。また、第２符号化方式の符号化部１０２は、その時点で第２符号化方式の復号部１０４に送られている第２映像信号Ｂのフレームを特定するフレーム特定信号も第２符号化方式の復号部１０４に出力する。これにより、第２符号化方式の復号部１０４は、現在復号しているのがどのフレームであるかを特定可能となる。
【００２３】
第２符号化方式の復号部１０４は、第２符号化方式の符号化部１０２により生成された第２映像信号Ｂを復号して非圧縮の第２映像信号Ｂ’を生成し、差分映像生成部１０５に出力する。第２符号化方式の復号部１０４は、第２符号化方式の符号化部１０２により所定フレーム分の第２映像信号Ｂを生成した時点で、該所定フレーム分の第２映像信号を復号する。ここで、劣化度の検出を迅速化するには、所定フレームを１フレームとするのが好適である。また、第２符号化方式の復号部１０４は、その時点で差分映像生成部１０５に送られている非圧縮の第２映像信号Ｂ’のフレームを特定するフレーム特定信号を差分映像生成部１０５、及び非圧縮映像信号一時格納部１０３に出力する。
【００２４】
非圧縮映像信号一時格納部１０３は、第２符号化方式の符号化部１０２の復号処理、及び第２符号化方式の復号部１０４の符号化処理による遅延を補償するために、第１符号化方式の復号部１０１により生成された非圧縮の第１映像信号Ａ’を一時的に格納する。非圧縮映像信号一時格納部１０３は、第２符号化方式の復号部１０４からフレーム特定信号が入力されると、その時点で第２符号化方式の復号部１０４から差分映像生成部１０５に送られているフレームに相当する非圧縮の第１映像信号Ａ’のフレームの画像を差分映像生成部１０５に出力する。
【００２５】
差分映像生成部１０５は、フレームごとに、非圧縮映像信号一時格納部１０３に格納された非圧縮の第１映像信号Ａ’と第２符号化方式の復号部１０４により生成された非圧縮の第２映像信号Ｂ’との差分画像を生成し、劣化度検出部１０６に出力する。つまり、差分映像生成部１０５は、第２符号化方式の復号部１０４により生成された非圧縮の第２映像信号Ｂ’の最新の一枚のフレーム画像を取得するとともに、非圧縮映像信号一時格納部１０３に一時格納されている非圧縮の第１映像信号Ａ’のうち、取得した非圧縮の第２映像信号Ｂ’のフレームに対応するフレームの画像を取得し、フレームごとにフレーム画像の差分画像を生成する。また、差分映像生成部１０５は、フレーム特定信号を劣化度検出部１０６に出力する。劣化度検出部１０６に入力される差分画像は、符号化方式の変換に伴って発生した映像の劣化成分を表す。
【００２６】
劣化度検出部１０６は、差分映像生成部１０５から入力される差分画像から、符号化方式の変換による劣化度を算出し、算出結果を検査数値としてフレーム特定信号と共に外部に出力する。劣化度（検査数値）は、差分画像の統計計算などにより求めることができる。例えば、検査数値を差分画像の絶対値の最大値とした場合は、そのフレームの最も劣化の大きい部分の誤差の値を示す。検査数値を差分画像の絶対値の平均値とした場合は、そのフレームの平均的な誤差の値を示す。検査数値を差分画像の二乗値の平均値とした場合は、そのフレームの平均的な誤差のエネルギーの値を示す。その他、様々な統計計算が考えられる。どの検査数値を用いるかは、用途により、どのような劣化を抽出する必要があるかに応じて決定する。
【００２７】
劣化度検出部１０６により生成される検査数値は、第１符号化方式から第２符号化方式への符号化方式の変換により、フレーム特定信号によって特定される各フレームがどの程度劣化したかを表す。例えば、検査数値がある閾値を超えた場合は、そのフレームには映像品質の観点で許容できないほどの劣化が認められるとして警告を通知することもできる。この警告は符号化方式の変換の完了や、その後の比較検査の検査完了を待たずに出力することもできるため、その後の作業の着手を早めることが可能である。
【００２８】
このように、映像符号化方式変換装置１は、第２符号化方式の符号化部１０２により所定フレーム分の前記第２映像信号を生成すると、第２符号化方式の復号部１０４により該所定フレーム分の第２映像信号を復号する。所定フレームを１フレームとすると、非圧縮の第２映像信号Ｂ’の各フレーム画像が生成されるのと同時に、差分映像生成部１０５により非圧縮の第１映像信号Ａ’の対応するフレーム画像との差分の計算が可能になる。かくして、映像符号化方式変換装置１は、第２映像信号Ｂの生成が完了するまで待つことなく映像品質の劣化の検査を開始し、非圧縮の第２映像信号Ｂ’の生成が完了するとほぼ同時に映像品質の劣化の検査も終了することができるようになる。
【００２９】
上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【００３０】
例えば、上述の実施形態では、劣化度検出部１０６は統計計算により劣化度を算出したが、フーリエ変換などの画像解析により劣化度を算出してもよい。差分画像をフーリエ変換などで周波数分析した場合は、劣化度の周波数特性を示すことができ、更にその誤差が人間にとって目立ちやすい周波数領域にどの程度分布するかを示すことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、映像信号を蓄積や伝送を目的として符号化する際に、符号化方式の変換に伴う映像品質の劣化を検査する任意の用途に有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１      映像符号化方式変換装置
１０１  第１符号化方式の復号部
１０２  第２符号化方式の符号化部
１０３  非圧縮映像信号一時格納部
１０４  第２符号化方式の復号部
１０５  差分映像生成部
１０６  劣化度検出部
【図１】
0005833890.tif 000002
【図２】
0005833890.tif 000003