(57)【要約】【課題】従来は記録開始の指示より後における符号化ピクチャグループの構成を記録開始の指示以前における符号化ピクチャグループの構成から変更するため、記録開始前の処理が無駄になり、また処理構造の複雑度が増加するという課題がある。【解決手段】フレーム間符号化部１０３は記録開始指示前ではフレーム内予測符号化モードで固定してフレーム間符号化ピクチャの符号化を行うので、予測符号化モードの算出処理量を従来よりも削減することができる。また、データフォーマット部１０６から出力される符号化画像信号のピクチャの並びは記録開始指示前も記録開始指示後と同じであるため、従来生じていた記録指示開始前と開始後とでの符号化構造を切り替えることによる符号化構造の複雑化を回避し、不必要な処理を削減することができる。【選択図】図１
2008211441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル動画像信号を符号化して得た符号化画像信号を記録媒体に記録するデジタル動画像記録装置において、
前記デジタル動画像信号を所定画素数のブロック単位でフレーム内符号化して得たフレーム内符号化ピクチャと、前記デジタル動画像信号を前記ブロック単位で、フレーム内予測モード、前方予測モード、後方予測モード、及び両方向予測モードを含む複数の予測モードのうち１つの予測モードを、フレーム間の画像の相関に基づいて選択し、この選択した１つの予測モードを用いてフレーム間符号化して得たフレーム間符号化ピクチャとを、それぞれ予め設定されたピクチャの並びで時系列的に合成したピクチャグループ列である前記符号化画像信号を生成する符号化手段と、
前記符号化手段から出力された前記符号化画像信号を前記記録媒体に記録する記録手段と、
外部から記録開始の指示を受ける前は、記録動作を行わないように前記記録手段を制御すると共に、前記複数の予測モードのうちの１つの予測モードを固定的に選択し、この固定的に選択した１つの予測モードを用いて前記フレーム間符号化ピクチャを生成させるように前記符号化手段を制御し、外部から記録開始の指示を受けた後は、記録動作を行うように前記記録手段を制御すると共に、フレーム間の画像の相関に基づいて前記複数の予測モードのうちから１つの予測モードをブロック単位で選択し、この選択した予測モードを用いて前記フレーム間符号化ピクチャを生成させるように前記符号化手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とするデジタル動画像記録装置。
【請求項２】
デジタル動画像信号を符号化して得た符号化画像信号を記録媒体に記録するデジタル動画像記録装置において、
前記デジタル動画像信号又は前記デジタル動画像信号と動き補償信号との差分信号を所定画素数のブロック単位で直交変換して得た直交変換係数を、設定される量子化スケールの値で除算する量子化処理と、この量子化処理で得られた信号の可変長符号化とを順次に行って前記符号化画像信号を生成してバッファに蓄積した後出力し、かつ、前記量子化処理で得られた信号を動き補償予測して前記動き補償信号を生成すると共に、前記バッファの前記符号化画像信号の蓄積符号量が予め設定される所定の目標符号量となるように前記量子化スケールの値を可変設定する符号化手段と、
前記符号化手段から出力された前記符号化画像信号を前記記録媒体に記録する記録手段と、
外部から記録開始の指示を受ける前は、記録動作を行わないように前記記録手段を制御すると共に、前記量子化スケールの値を予め設定した固定値として前記量子化処理を行わせるように前記符号化手段を制御し、外部から記録開始の指示を受けた後は、記録動作を行うように前記記録手段を制御すると共に、前記バッファの前記符号化画像信号の蓄積符号量が予め設定される所定の目標符号量となるように前記量子化スケールの値を可変設定させて前記量子化処理を行わせるように前記符号化手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とするデジタル動画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル動画像記録装置に係り、特にフレーム内符号化方式とフレーム間符号化方式の両方を用いて時間的に前後のデジタル動画像を参照画像として圧縮符号化して記録媒体に記録するデジタル動画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号処理の技術及び大規模半導体集積回路（ＬＳＩ）技術の進歩により、動画像、静止画像、音声などの大量の情報を圧縮符号化し、磁気記録媒体、光記録媒体、半導体記録媒体などへ記録再生することが可能になっている。このような技術を用い、簡単に映像を撮影し、記録する撮像装置や、アナログ放送信号をデジタル圧縮して記録するデジタルディスクレコーダなどの映像記録装置の開発が行われている。動画像符号化の代表的な例としてはＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）が広く使われている。
【０００３】
図５はＭＰＥＧ技術を用いた従来のデジタル動画像記録装置の一例のブロック図を示す。同図において、カメラなどの映像入力部５０１から入力された映像信号（動画像信号）は、圧縮符号化を行うＭＰＥＧ符号化部５０２に供給される。ＭＰＥＧ符号化部５０２では通常、一つのフレーム内の空間的相関を用いて符号化するフレーム内符号化画像（Ｉピクチャ）と、時間的に前のフレームとの相関を用いて符号化するフレーム間順方向予測符号化画像（Ｐピクチャ）と、時間的に前後のフレーム間の相関を用いて符号化する双方向予測符号化画像（Ｂピクチャ）とを生成し、それらを所定の順番で組み合わせた符号化信号を得る圧縮符号化処理を行う。ＭＰＥＧ符号化部５０２で圧縮符号化して得られた符号化信号は、記録部５０３に供給され、記録部５０３により任意の記録媒体５０５に保存される。
【０００４】
ここで、Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャの符号化処理量について説明する。Ｉピクチャの主な処理は画素値の直交変換、可変長符号化である。ＰピクチャはＩピクチャの処理に加え、１つの参照画像からの予測画像の推定、画像ブロック毎の予測モード決定のための演算を行う。ＢピクチャはＰピクチャの処理に加えてさらにもう１つの参照画像からの予測画像の推定、２つの参照画像から作成される両方向予測画像からの推定、画像ブロック毎の予測モード決定のための演算を行う。従って、Ｉ＜Ｐ＜Ｂピクチャの順に符号化ピクチャタイプで予測画像の推定を決定するための処理量が大きく異なる。
【０００５】
図６に日本のデジタル放送での符号化ピクチャグループの構成での一般的な符号化処理量を示す。一般的なピクチャタイプの並びは図６（Ａ）に示すように、Ｉ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，・・・となっている。符号化処理量としては図６（Ｂ）に示すように、Ｉ＜Ｐ＜Ｂピクチャの順に符号化処理量が大きくなっていることが知られている。
【０００６】
図５のデジタル動画像記録装置において、ＭＰＥＧ符号化部５０２から符号化された映像を含む符号化ストリームが記録部５０３へ出力されている最中に、記録媒体５０５への記録開始が操作部５０６から制御部５０４を介して記録部５０３に指示された場合、例えば、図７における記録開始時刻Ｔ、即ちＩピクチャ７１０から開始されるピクチャグループＧ０４内のフレーム間符号化ピクチャ７１２に相当するタイミングで記録開始が指示された場合、記録媒体５０５にはピクチャグループＧ０４内の途中のフレーム間符号化ピクチャ７１２から記録が開始されるため、ピクチャグループＧ０４の先頭のＩピクチャ７１０からフレーム間符号化ピクチャ７１２の直前のフレーム間符号化ピクチャ７１１は記録されず、従って、ピクチャグループＧ０４内のフレーム間符号化ピクチャ７１２以降の各ピクチャが記録媒体５０５に正常に記録されても、フレーム間符号化ピクチャ７１２の参照画像となるピクチャが欠落するため、正しく復号できない。
【０００７】
そのため、記録開始の指示より後におけるピクチャグループ内のフレーム内符号化ピクチャの数又は割合を、記録開始の指示以前におけるピクチャグループ内のフレーム内符号化ピクチャの数又は割合よりも少なくするように、ＭＰＥＧ符号化部５０２を制御する動画像記録装置が従来知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
この動画像記録装置によれば、ピクチャグループ内のフレーム間符号化ピクチャに相当するタイミングで記録開始が指示された場合であっても、記録開始の指示がされたピクチャグループ内では、記録開始の指示より後におけるピクチャグループ内のフレーム内符号化ピクチャの数又は割合よりもフレーム内符号化ピクチャの数又は割合が多いので、ピクチャグループ内の記録開始指示がされたフレーム間符号化ピクチャはその参照画像となるピクチャは欠落するが、次のフレーム内符号化ピクチャから正常に復号が可能となる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１９４１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１記載の従来の動画像記録装置では、記録開始の指示より後における符号化ピクチャグループの構成を記録開始の指示以前における符号化ピクチャグループの構成から変更するようにしているため、符号化処理量は記録開始時刻Ｔの前後で変動し、記録開始前は記録開始後と比較して小さくなるが、ピクチャ符号化タイプを変更（Ｐピクチャ→Ｉピクチャ、Ｂピクチャ→Ｉピクチャなど）するため、記録開始前後でピクチャタイプ（Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャ）が変化し、その結果、予めピクチャ符号化タイプを決めて行う処理が無駄になる。また、ピクチャ符号化タイプの変更処理を実現するため、処理構造の複雑度が増加するという課題がある。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、記録媒体に記録を開始する前の符号化処理を制限することにより、記録媒体への記録開始前の予測モード算出処理量と処理の複雑化とを削減し得るデジタル動画像記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、第１の発明のデジタル動画像記録装置は、デジタル動画像信号を符号化して得た符号化画像信号を記録媒体に記録するデジタル動画像記録装置において、デジタル動画像信号を所定画素数のブロック単位でフレーム内符号化して得たフレーム内符号化ピクチャと、デジタル動画像信号をブロック単位で、フレーム内予測モード、前方予測モード、後方予測モード、及び両方向予測モードを含む複数の予測モードのうち１つの予測モードを、フレーム間の画像の相関に基づいて選択し、この選択した１つの予測モードを用いてフレーム間符号化して得たフレーム間符号化ピクチャとを、それぞれ予め設定されたピクチャの並びで時系列的に合成したピクチャグループ列である符号化画像信号を生成する符号化手段と、符号化手段から出力された符号化画像信号を記録媒体に記録する記録手段と、外部から記録開始の指示を受ける前は、記録動作を行わないように記録手段を制御すると共に、複数の予測モードのうちの１つの予測モードを固定的に選択し、この固定的に選択した１つの予測モードを用いてフレーム間符号化ピクチャを生成させるように符号化手段を制御し、外部から記録開始の指示を受けた後は、記録動作を行うように記録手段を制御すると共に、フレーム間の画像の相関に基づいて複数の予測モードのうちから１つの予測モードをブロック単位で選択し、この選択した予測モードを用いてフレーム間符号化ピクチャを生成させるように符号化手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
この発明では、記録開始指示前にのみ複数の予測モードのうちの１つの予測モードを固定的に選択して、その選択した１つの予測モードを用いてフレーム間符号化ピクチャを生成させるように符号化手段を制御するが、記録開始指示前と記録開始指示後のいずれの場合も、符号化手段で生成される符号化画像信号を構成するフレーム間符号化ピクチャとフレーム内符号化ピクチャとの並びは予め設定された同一のピクチャの並びとすることができる。
【００１４】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明のデジタル動画像信号記録装置は、デジタル動画像信号を符号化して得た符号化画像信号を記録媒体に記録するデジタル動画像記録装置において、デジタル動画像信号又はデジタル動画像信号と動き補償信号との差分信号を所定画素数のブロック単位で直交変換して得た直交変換係数を、設定される量子化スケールの値で除算する量子化処理と、この量子化処理で得られた信号の可変長符号化とを順次に行って符号化画像信号を生成してバッファに蓄積した後出力し、かつ、量子化処理で得られた信号を動き補償予測して動き補償信号を生成すると共に、バッファの符号化画像信号の蓄積符号量が予め設定される所定の目標符号量となるように量子化スケールの値を可変設定する符号化手段と、符号化手段から出力された符号化画像信号を記録媒体に記録する記録手段と、外部から記録開始の指示を受ける前は、記録動作を行わないように記録手段を制御すると共に、量子化スケールの値を予め設定した固定値として量子化処理を行わせるように符号化手段を制御し、外部から記録開始の指示を受けた後は、記録動作を行うように記録手段を制御すると共に、バッファの符号化画像信号の蓄積符号量が予め設定される所定の目標符号量となるように量子化スケールの値を可変設定させて量子化処理を行わせるように符号化手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
この発明では、記録開始指示前は、符号化手段を制御して、バッファの符号化画像信号の蓄積符号量に応じた量子化スケールの可変設定の制御を停止して量子化スケールを予め設定した固定値とし、記録開始指示後は、符号化手段を制御して、量子化スケールの可変設定の制御の停止を解除して、バッファの符号化画像信号の蓄積符号量に応じて量子化スケールを可変設定させる。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、記録開始指示前では固定の予測符号化モードでフレーム間符号化ピクチャの符号化を行うので、予測符号化モードの算出処理量を従来よりも削減することができ、また、符号化手段で生成される符号化画像信号のピクチャの並びは記録開始指示前も記録開始指示後と同じであるため、従来生じていた記録指示開始前と開始後とでの符号化構造を切り替えることによる符号化構造の複雑化を回避し、不必要な処理を削減することができる。
【００１７】
また、第２の発明によれば、記録開始指示前は、量子化スケールの値を予め設定した固定値とする量子化処理を行うように符号化手段を制御するようにしたため、符号量制御による処理量を減らすことができる。また、この第２の発明でも、符号化手段で生成される符号化画像信号のピクチャの並びは記録開始指示前も記録開始指示後と同じにできるため、従来生じていた記録指示開始前と開始後とでの符号化構造を切り替えることによる符号化構造の複雑化を回避し、不必要な処理を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明をその最良の実施の形態に基づき詳細に説明する。図１は本発明になるデジタル動画像記録装置の第１の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図５と同一構成部分には同一符号を付してある。本実施の形態は、フレーム間符号化画像であるＰピクチャとＢピクチャの全てのブロックを固定符号化モードにする点に特徴がある。
【００１９】
図１において、映像入力部１０１は被写体を撮像して得た動画像信号をデジタル信号に変換した後ＭＰＥＧ符号化部１０７に供給する。ＭＰＥＧ符号化部１０７は供給されるデジタル動画像信号をＭＰＥＧ符号化方式で符号化して符号化ストリームを生成し、その符号化ストリームをスイッチＳＷ３を通して記録部５０３に供給する。ＭＰＥＧ符号化部１０７は、画素ブロック分割部１０２、フレーム間符号化部１０３、フレーム内符号化部１０４、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、ヘッダー等生成し制御信号を送るデータフォーマット部１０６によって構成される。
【００２０】
図１において、映像入力部１０１から供給されるデジタル動画像信号は、画素ブロック分割部１０２に供給され、ここで所定の画素数からなるブロック単位に分割される。上記のブロックは、例えば、画像符号化規格ＭＰＥＧ−２であれば、横方向１６画素、縦方向１６画素（以下、これを１６×１６画素と記す；以下同様）の画素ブロック、画像圧縮規格Ｈ.２６４では８×８画素（１６×１６画素）など画像圧縮規格で定義された画素ブロックである。分割されたブロック単位の画像データは、制御部５０４からの予測選択信号で切り替え制御されるスイッチＳＷ１によって、フレーム間符号化部１０３又はフレーム内符号化部１０４に供給される。スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２は符号化ピクチャグループの構成（Ｉ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，・・・など）で指定される符号化ピクチャタイプ（すなわち、フレーム内符号化かフレーム間符号化か）を示す予測選択信号により切り替え制御される。スイッチＳＷ１及びＳＷ２は、Ｉピクチャの場合は端子Ａ側に接続され、Ｐピクチャ又はＢピクチャの場合は端子Ｂ側に接続される。
【００２１】
フレーム間符号化部１０３は、スイッチＳＷ１からのブロック単位の画像データ（画素ブロック信号）の時間的に前、後、前後のフレーム間相関を用いて画素ブロック単位で符号化、又はブロック単位の画像データ（画像ブロック信号）の同一フレーム内の画素相関を用いて符号化してＰピクチャやＢピクチャを生成する。また、フレーム内符号化部１０４はスイッチＳＷ１からのブロック単位の画像データ（画素ブロック信号）の同一フレーム内の画素間相関のみを用いて符号化してフレーム内符号化画像であるＩピクチャを生成する。
【００２２】
フレーム間符号化部１０３及びフレーム内符号化部１０４によってそれぞれ生成された符号化画像信号は、ともにスイッチＳＷ２に供給される。スイッチＳＷ２は制御部５０４からの予測選択信号、すなわちフレーム内符号化かフレーム間符号化かを選択する信号に従い切り替え制御され、フレーム間符号化部１０３が出力するフレーム間符号化画像信号とフレーム内符号化部１０４が出力するフレーム内符号化画像信号のいずれか一方を選択する。選択された符号化画像信号は、データフォーマット部１０６に供給される。
【００２３】
データフォーマット部１０６は供給された所定数のブロックの符号化画像信号を時系列的に合成して一つのピクチャや、またピクチャグループを構成する。制御部５０４からの記録開始信号によりスイッチＳＷ３はオンとなり、そのオン期間データフォーマット部１０６から出力されたピクチャグループ群である符号化ストリームが記録部５０３へ供給される。
【００２４】
制御部５０４は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）とＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含み、ＲＯＭまたは光ディスクや半導体メモリなど記録媒体に記録されたプログラムを実行することにより、デジタル動画像記録装置全体の制御を行う。以下に説明する本発明に特徴的な記録開始時のフレーム内符号化、フレーム間符号化等の予測モードの選択処理も制御部５０４がプログラムを実行し、必要な各部を制御することによって実現される。もちろん、処理の一部又は全部をハードウェアによって処理するように構成することも可能である。
【００２５】
記録部５０３はデータフォーマット部１０６からのピクチャグループ群である符号化ストリームを所定の記録方式に従って変調し、その変調により生成した被変調信号を記録媒体５０５に記録する。記録媒体５０５には磁気記録媒体や光記録媒体等任意の記録媒体が利用可能である。例えば、本実施の形態では磁気テープや光ディスク、ハードディスクドライブ、半導体メモリなどの記録媒体を用いる。
【００２６】
次に本実施の形態の特徴部分について説明する。まず、ビデオ圧縮符号化の代表的な規格ＭＰＥＧで用いられる符号化モードについて図２を用いて説明する。図２は図１中のフレーム間符号化部１０３の一実施の形態のブロック図を示す。図２において、Ｐピクチャ又はＢピクチャの場合に端子Ｂ側に接続されているスイッチＳＷ１より入力された画素ブロック信号は、両方向予測モード算出部２０１、前方向予測モード算出部２０２、後方向予測モード算出部２０３、フレーム内予測モード算出部２０４にそれぞれ供給され、ブロック単位で表１に記載のように各モード算出部においてピクチャ毎の予測モードで画素ブロック誤差などが算出される。
【００２７】
【表１】
2008211441.tif 000003
例えば、表１のＩピクチャはブロック単位のフレーム内予測モード（イントラ符号化モードを含む）を示しており、フレーム間符号化部１０３で符号化されるフレーム全体としてはＰピクチャ又はＢピクチャとなる。すなわち、ＰピクチャやＢピクチャにおけるブロック（ＭＰＥＧでのマクロブロック）の符号化モードでもブロック単位でフレーム内予測符号化が行われることがあり（ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ／Ｈ.２６４の場合）、ＭＰＥＧ−１，２でも、ＰピクチャやＢピクチャにイントラ符号化モード（イントラ予測符号化モードではなく）はある。このときには、フレーム内予測モード算出部２０４で算出された画素ブロック誤差が算出される。
【００２８】
また、ブロック単位でＰピクチャの符号化を行うときには、表１に示すように、前方向予測モード算出部２０２とフレーム内予測モード算出部２０４で算出された画素ブロック誤差がそれぞれ算出される。また、ブロック単位でＢピクチャの符号化を行うときは、表１に示すようにフレーム内予測モード算出部２０４、過去の参照画像ブロックからの現在のブロックの予測を行う前方予測モード算出部２０２、未来の参照画像ブロックからの現在のブロックの予測を行う後方予測モード算出部２０３、過去の参照画像と未来の参照画像から作成されるブロックから予測を行う両方向予測モード２０１でそれぞれ画素ブロック誤差が算出される。
【００２９】
このように、両方向予測モード算出部２０１、前方向予測モード算出部２０２、後方向予測モード算出部２０３、フレーム内予測モード算出部２０４によりそれぞれ算出された画素ブロック誤差は、符号化モード決定部２０６に供給される。符号化モード決定部２０６は、入力された予測モード毎の画素ブロック誤差に基づいて、所定の評価方法（例えば、輝度画素差分２乗和が最小の予測モードを選択する方法）で予測モードを選択する。符号化部２０７は入力された画素ブロック信号を符号化モード決定部２０６で決定された符号化モードで符号化してフレーム間符号化画像信号を出力する。
【００３０】
ここで、一般に、（フレーム内予測モード）＜（前方予測モード）、（後方予測モード）＜（両方向予測モード）の順に予測モード算出処理量が大きくなる。これは前述した通りＩ（全てフレーム内予測モード）＜Ｐ（フレーム内予測モード又は前方向予測モード）＜Ｂ（フレーム内予測モード又は前方向予測モード又は後方向予測モード又は両方向予測モード）ピクチャの順に予測モード算出処理量が大きくなっていることと一致している。従って、フレーム内予測モードのみを選択することで、予測モード算出処理量が大幅に削減できることが分かる。
【００３１】
そこで、本発明では、記録媒体への記録開始前後でピクチャタイプ（Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャの並び）を変化させることなく、ブロック毎の符号化モードを制御する。この手順を図３のフローチャートを用いて説明する。
【００３２】
最初に図１に示したデジタル動画像記録装置の電源をオン（図３のステップＳ１０）にし、各種設定の初期化を行う（図３のステップＳ１１）。続いて、制御部５０４は操作部５０６から記録開始指示があるかどうか監視し（図３のステップＳ１２）、記録開始指示があると、記録媒体５０５の記録中かどうか判定し（図３のステップＳ１３）、記録中でないと判定したときには符号化モードを符号化効率で制御しないモニターモードにデータフォーマット部１０６を設定し（図３のステップＳ１４）、記録中であると判定したときにはデータフォーマット部１０６を記録モードに設定する（図３のステップＳ１６）。
【００３３】
モニターモードに設定されたデータフォーマット部１０６は、フレーム間符号化部１０３へフレーム内予測符号化モードに固定にするよう制御信号を送る（図３のステップＳ１５）。そして、フレーム内で最後のブロックの符号化処理が終わるまでステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１８の処理を繰り返す。
【００３４】
一方、ステップＳ１６で記録モードに設定されたデータフォーマット部１０６は、符号化効率が良くなくなるように設定する（図３のステップＳ１７）。このステップＳ１７では、フレーム間符号化部１０３が符号化ブロックに応じて符号化効率の良い符号化モードを多量の各種演算を行って適宜選択する。そして、フレーム内で最後のブロックの符号化処理が終わるまでステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１８の処理を繰り返す。
【００３５】
フレーム内の符号化ブロックの処理が全て完了したら（図３のステップＳ１８のＹＥＳ）、制御部５０４は記録が停止されているか確認する（図３のステップＳ１９）。記録が停止されているならステップＳ１２へ進み、記録が続行しているならステップＳ１３へ進んで処理が移る。
【００３６】
以上説明したように、符号化ストリームを所定のフォーマットで記録媒体５０５へ記録開始する前は符号化モードをフレーム内予測符号化モードに固定し、記録媒体５０５への記録が開始されたら、符号化モードを符号化効率の良いモードを適宜選択するようにする。これにより、本実施の形態によれば、記録開始指示前ではフレーム内予測符号化モードで固定してフレーム間符号化ピクチャの符号化を行うので、予測符号化モードの算出処理量を従来よりも削減することができ、また、生成される符号化画像信号のピクチャの並びは記録開始指示前も記録開始指示後と同じであるため、従来生じていた記録指示開始前と開始後とでの符号化構造を切り替えることによる符号化構造の複雑化を回避し、不必要な処理を削減することができる。
【００３７】
なお、この実施の形態では固定する予測符号化モードはフレーム内予測モードにしたが、ピクチャ符号化タイプに応じて、フレーム内予測モード、前方予測モード、後方予測モード、両方向予測モードなど固定してもよい。ただし、フレーム内予測モードで固定することによって、特開２００４−１９４１７３公報記載の発明と同様に、再生時の映像欠落を抑制することができるという効果が得られる。
【００３８】
次に、所定の量子化スケールを用いることで符号量制御による処理量を減らす本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は本発明になるデジタル動画像記録装置の第２の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付してある。図４に示す第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態とＭＰＥＧ符号化部の内部が異なる。図４において、フレーム間符号化部３００は、フレーム内符号化部１０４と動き補償予測部３０６とからなる。フレーム内符号化部１０４では、画素ブロック分割部１０２から出力されたブロック単位の画像データを入力として受け、まず、後述する動き補償予測器３０６からの動き補償信号と減算器３０１で減算して得た差分信号を直交変換器３０２で画素空間から周波数空間へ変換する。
【００３９】
直交変換器３０２で周波数空間に変換されたブロック単位の画像データは直交変換係数（例えば１６×１６画素）で構成され、その直交変換係数が量子化器３０３で除算されて量子化される。量子化された直交変換係数は、可変長符号化器３０４で可変長符号化された後バッファ３０５へ出力される。バッファ３０５から所定のタイミングで符号化データとしてスイッチＳＷ４へ出力される。
【００４０】
また、量子化された直交変換係数は、動き補償予測器３０６に供給される。ここで、Ｂピクチャの符号化ブロックは動き予測の参照画像として用いられないが、フレーム間符号化モード時には、Ｉ，Ｐピクチャの符号化ブロックが動き予測の参照画像として使用されるので、動き補償予測器３０６において、周波数空間の量子化された直交変換係数は、逆量子化、逆直交変換（図示せず）され、画素空間の符号化ブロックの画素値に戻され、符号化モードによって動き補償される。動き補償され、画素値に戻された符号化ブロック（動き補償信号）は減算器３０１で、画素ブロック分割部１０２から入力された次の画素ブロックと減算されて差分信号とされた後、直交変換器３０２へ出力される。なお、フレーム内符号化モード時には動き補償予測器３０６からは動き補償信号は出力されず、入力画像データは減算器３０１をそのまま通過して直交変換器３０２に入力される。
【００４１】
ここで、通常の符号化においては、バッファ３０５のバッファ量すなわち符号化ストリームのバッファ占有量（符号化画像信号の蓄積符号量）を目標値とするように、符号化制御部３０７はバッファ３０５からのバッファ量情報に応じて量子化スケールを可変設定する。すなわち、量子化器３０３は量子化スケールで直交変換係数を除算するため、量子化スケールが大きいほど除算された直交変換係数（量子化後信号）の値が小さくなり、符号化ストリームのデータ量は小さくなる。また、反対に符号化ストリームのバッファ占有量が小さいときは量子化スケールを小さくして、直交変換係数を除算する除数を小さくし、除算された直交変換係数（量子化後信号）の値を大きくし、符号化ストリームのデータ量を大きくする。
【００４２】
符号化制御部３０７は通常このような符号化制御を行っている。本実施の形態では、記録開始前は制御部５０４からの記録開始信号によって、この符号量制御を停止し、所定の量子化スケールを用いることで制御による処理量を減らす。また、スイッチＳＷ４をオフにし、バッファ３０５からの符号化ストリームを記録部５０３へ供給するのを停止する。これにより、記録開始前はバッファ３０５のデータ占有量を制御しないため、バッファ３０５のオーバーフロー又はアンダーフローが生じるが、このときには記録媒体への記録は行わないため問題とならない。記録された少なくとも映像を含む符号化ストリームの再生には影響を与えない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のデジタル動画像記録装置の第１の実施の形態のブロック図である。
【図２】図１中のフレーム間符号化部の一例のブロック図である。
【図３】図１の動作説明用フローチャートである。
【図４】本発明のデジタル動画像記録装置の第２の実施の形態のブロック図である。
【図５】従来のデジタル動画像記録装置の一例のブロック図である。
【図６】符号化におけるピクチャタイプ毎の符号化処理量の割合を示す図である。
【図７】符号化ストリーム出力中に記録開始指示がなされた場合の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１  映像入力部
１０２  画素ブロック分割部
１０３、３００  フレーム間符号化部
１０４  フレーム内符号化部
１０６  データフォーマット部
１０７  ＭＰＥＧ符号化部
２０１  両方向予測モード算出部
２０２  前方向予測モード算出部
２０３  後方向予測モード算出部
２０４  フレーム内予測モード算出部
２０６  符号化モード決定部
２０７  符号化部
３０１  減算器
３０２  直交変換器
３０３  量子化器
３０４  可変長符号化器
３０５  バッファ
３０６  動き補償予測器
３０７  符号化制御部
５０３  記録部
５０４  制御部
５０６  操作部
ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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