(57)【要約】【課題】ＭＰＥＧ１／２ビデオ形式で画像圧縮を行う際に、従来の符号化方式を大きく変更することなく、所定のフレームを間引くことを可能とするフレーム間引き方式を提供する。【解決手段】画像圧縮装置において、入力される動画像信号中に所定の周期で配置される第１フレームのみを残し、第１フレームの各々の画像を予測符号化装置により符号化する第１の手段と、入力される動画像信号中の第１フレーム間に挟まれて配置される第２フレームを間引き、第２フレームの各々について時間軸上で過去に位置する側の第１フレームと同じ画像を予測符号化装置により符号化する第２の手段と、第２の手段が符号化した符号データを削除し、第１の手段が符号化した符号データのみを出力する手段とを構成する。【選択図】　　　　図６
2004140630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフレームで構成される動画像信号の予測符号化装置と、
入力される動画像信号中に所定の周期で配置される第１フレームのみを残し、前記第１フレームの各々の画像を前記予測符号化装置により符号化する第１の手段と、
前記入力される動画像信号中の前記第１フレーム間に挟まれて配置される第２フレームを間引き、前記間引かれる第２フレームの各々について時間軸上で過去に位置する側の第１フレームと同じ画像を前記予測符号化装置により符号化する第２の手段と、
前記第２の手段が符号化した符号データを削除し、前記第１の手段が符号化した符号データのみを出力する手段と、
を備えることを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項２】
前記第１フレームは、前記入力される動画像信号に含まれる、フレーム内符号化ピクチャ又は予測符号化ピクチャであり、前記第２フレームは、前記入力される動画像信号に含まれる、予測符号化ピクチャであることを特徴とする請求項１記載の画像圧縮装置。
【請求項３】
複数のフレームで構成される動画像信号を予測符号化装置により符号化する画像圧縮方法であって、
入力される動画像信号中に所定の周期で配置される第１フレームのみを残し、前記第１フレームの各々の画像を前記予測符号化装置により符号化する第１の手順と、
前記入力される動画像信号中の前記第１フレーム間に挟まれて配置される第２フレームを間引き、前記間引かれる第２フレームの各々について時間軸上で過去に位置する側の第１フレームと同じ画像を前記予測符号化装置により符号化する第２の手順と、
前記第２の手順で符号化された符号データを削除し、前記第１の手順で符号化された符号データのみを出力する手順と
を有することを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項４】
前記第１フレームは、前記入力される動画像信号に含まれる、フレーム内符号化ピクチャ又は予測符号化ピクチャであり、前記第２フレームは、前記入力される動画像信号に含まれる、予測符号化ピクチャであることを特徴とする請求項３記載の画像圧縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル信号の処理を行う記録、再生、表示装置に使用され、ＭＰＥＧ１ビデオ又はＭＰＥＧ２ビデオ方式にて入力信号の画像圧縮を行う際、所定のフレームを間引くことにより、より少ない符号量で効率的に符号化して情報量の削減を可能とする画像圧縮方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル信号の処理を行う監視システムにおいて、撮影した画像や音声をＭＰＥＧやＭＯＴＩＯＮ＿ＪＰＥＧ等の圧縮方式でデジタルデータとして圧縮してハードディスク装置（ＨＤＤ）等の記録媒体に記録、保存する装置が実用化されてきている。このような状況において、特定容量のハードディスク装置で、なるべく長い時間の記録、再生を行うことができるシステムが要求されている。
【０００３】
一般に、ＭＯＴＩＯＮ＿ＪＰＥＧ方式に対し、ＭＰＥＧ１ビデオ又はＭＰＥＧ２ビデオ方式の圧縮データは、同程度の画質について情報量が小さいと言われている。このため、情報量の削減という観点では、ＭＰＥＧ方式が有利である。
【０００４】
一方、ＭＯＴＩＯＮ＿ＪＰＥＧ方式の圧縮データはフレーム単位で閉じた情報で構成されるため、フレームを間引くことによる情報量削減が容易である。しかし、ＭＰＥＧ１／２ビデオ方式で情報量が少なくなる方式では、他のフレームを参照して復号化しなければならないフレームが存在するため、単純にフレームを間引くことはできないという課題がある。
【０００５】
ここで、動画像の符号化・復号化において、動き補償は、動画像の高圧縮に大きな効果を発揮し、動画像符号化にはなくてはならない基本技術である。しかし、動き予測された画像フレームの復号化には、動き予測信号を作成するために使用した参照フレームがすでに復号化されていなければならない。したがって、任意の画像フレームを得ることが可能なランダムアクセスの機能を実現するためには、１つの復号化ピクチャを得るために多くのピクチャを復号化する必要がある。このため、処理のオーバヘッドが大きく、取り扱いが不便であった。
【０００６】
ＭＰＥＧアルゴリズムでは、高圧縮率とランダムアクセスの要求を満たすために、ビデオシーケンス内のピクチャーを次の３つのタイプに分類して符号化を行っている。
【０００７】
（１）フレーム内符号化ピクチャ（Ｉｎｔｒａ−ｃｏｄｅｄ　ｐｉｃｔｕｒｅ）。ここでは、便宜上、このタイプのピクチャをＩピクチャという。Ｉピクチャは、他のピクチャの情報を使用せず、ＪＰＥＧ方式のように、それ自身のピクチャの情報のみで符号化される。
【０００８】
（２）予測符号化ピクチャ（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｃｏｄｅｄ　ｐｉｃｔｕｒｅ）。ここでは、便宜上、このタイプのピクチャをＰピクチャという。Ｐピクチャは、過去のＩピクチャ又はＰピクチャを参照ピクチャとして、時間軸上で前向き動き予測符号化される。
【０００９】
（３）双方向予測符号化ピクチャ（Ｂｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｃｏｄｅｄ　ｐｉｃｔｕｒｅ）。ここでは、便宜上、このタイプのピクチャをＢピクチャという。Ｂピクチャは、過去と将来のＩピクチャ又はＰピクチャを参照ピクチャとして、時間軸上で前向き及び後向き動き予測符号化される。
【００１０】
Ｉピクチャは、圧縮率は低いが、他のピクチャとは独立して復号化が可能であるため、ランダムアクセス時のアクセス点として利用される。Ｐピクチャは、Ｉピクチャよりも圧縮率は高いが、その復号化には過去のＩピクチャの情報が必要である。Ｂピクチャは、圧縮率が最も高いが、その復号化には過去と将来のＩピクチャ又はＰピクチャの情報が必要である。また、Ｂピクチャの復号化には将来のＰピクチャの復号化が先に完了していなければならないため、復号化画像を表示する時点で遅延が生ずる。ＭＰＥＧでは、これら３つのピクチャタイプの構成方法についてはエンコーダの問題としている。したがって、アプリケーションに応じて、圧縮率／ランダムアクセス機能／遅延時間のどれを優先させるかは、ユーザが選択できるようなっている。
【００１１】
ＭＰＥＧエンコーダに入力される動画像シーケンス（ビデオ入力信号）は、ピクチャ毎に、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、またはＢピクチャのいずれかのピクチャタイプに分けられる。このうち、ＰピクチャとＢピクチャの信号は、参照ピクチャから導かれる動き予測信号との差分が計算される。入力信号と動き予測信号との差分は、予測残差信号と呼ばれる。
【００１２】
予測残差信号は、最初に空間的な冗長性を利用するためにＤＣＴ変換される。次に、非可逆過程である量子化によって重要度の小さい情報が除去される。量子化されたＤＣＴ係数はジグザグスキャンされ、動きベクトルなどの付加情報などとともに可変長符号化され、ビットストリームの適切な位置に格納される。このＤＣＴ変換から可変長符号化までのＭＰＥＧ方式の符号化処理は、符号化パラメータが若干異なるが、基本的にはＪＰＥＧ方式と同様である。
【００１３】
図２は、従来のフレーム間引き処理を行う画像圧縮方式を説明するための図である。例えば、特開平１１−１７７９８６号公報に、図２のような画像圧縮方式が示されている。
【００１４】
図２のフレーム間引き処理では、ビデオ入力信号（シーケンス）がＭＰＥＧ２エンコーダ１０にてＩＢＢＰＢＢ形式で符号化され、多重化処理される場合を考える。
【００１５】
図２のフレーム間引き処理では、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０は、ピクチャ▲１▼（Ｉピクチャ）とピクチャ▲４▼（Ｐピクチャ）を残し、ピクチャ▲２▼、▲３▼と、ピクチャ▲５▼、▲６▼とを間引くようにフレーム間引き処理を行う。ピクチャ▲４▼は、参照フレームであるピクチャ▲１▼を参照して予測符号化することは可能である。
【００１６】
画像の切り替わる時点に対応するピクチャ▲１▼、ピクチャ▲４▼、ピクチャ▲７▼は、各ＰＴＳの通りの時間に復号化され、表示される。例えば、図２の例が３０ｆｒａｍｅ／ｓｅｃの等間隔で符号化される場合とすると、フレーム間引き処理の結果残されるピクチャ▲１▼、ピクチャ▲４▼、ピクチャ▲７▼の各符号データは、１０ｆｒａｍｅ／ｓｅｃで等間隔に復号化され、表示されることになる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ＭＰＥＧ１／２ビデオ方式でデジタル信号の画像圧縮を行う従来のシステムにおいては、ＭＰＥＧエンコーダに入力されるビデオ入力信号が、他の画像フレーム（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ）を参照して予測符号化しなければならない画像フレーム（Ｐピクチャ、Ｂピクチャ）を含むため、単純に画像フレームを間引くことはできないという課題がある。したがって、従来のシステムにおいては、画像圧縮したデータの情報量が大きいため、特定容量のハードディスク装置で、長い時間の記録、再生を行うことが困難であった。
【００１８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ＭＰＥＧ１／２ビデオ形式でビデオ入力信号の画像圧縮を行う際に、従来の符号化方式を大きく変更することなく、所定のフレームを間引くことにより、デジタル信号をより少ない符号量で効率的に符号化して情報量の削減を可能とする画像圧縮方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、画像圧縮装置が、複数のフレームで構成される動画像信号の予測符号化装置と、入力される動画像信号中に所定の周期で配置される第１フレームのみを残し、前記第１フレームの各々の画像を前記予測符号化装置により符号化する第１の手段と、前記入力される動画像信号中の前記第１フレーム間に挟まれて配置される第２フレームを間引き、前記間引かれる第２フレームの各々について時間軸上で過去に位置する側の第１フレームと同じ画像を前記予測符号化装置により符号化する第２の手段と、前記第２の手段が符号化した符号データを削除し、前記第１の手段が符号化した符号データのみを出力する手段とを備えることを特徴する。
【００２０】
請求項２に記載した発明は、請求項１記載の画像圧縮装置において、前記第１フレームが、前記入力される動画像信号に含まれる、フレーム内符号化ピクチャ又は予測符号化ピクチャであり、前記第２フレームが、前記入力される動画像信号に含まれる、予測符号化ピクチャであることを特徴とする。
【００２１】
また、上記課題を解決するため、請求項３に記載した発明は、複数のフレームで構成される動画像信号を予測符号化装置により符号化する画像圧縮方法であって、入力される動画像信号中に所定の周期で配置される第１フレームのみを残し、前記第１フレームの各々の画像を前記予測符号化装置により符号化する第１の手順と、前記入力される動画像信号中の前記第１フレーム間に挟まれて配置される第２フレームを間引き、前記間引かれる第２フレームの各々について時間軸上で過去に位置する側の第１フレームと同じ画像を前記予測符号化装置により符号化する第２の手順と、前記第２の手順で符号化された符号データを削除し、前記第１の手順で符号化された符号データのみを出力する手順とを有することを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載した発明は、請求項３記載の画像圧縮方法において、前記第１フレームが、前記入力される動画像信号に含まれる、フレーム内符号化ピクチャ又は予測符号化ピクチャであり、前記第２フレームが、前記入力される動画像信号に含まれる、予測符号化ピクチャであることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面を用いて説明する。
【００２４】
図４は、本発明の画像圧縮方法及び装置が適用される画像符号化復号化システムの一例を示す。
【００２５】
図４の画像符号化復号化システム１には、大きく分けて２つの機能がある。入力アナログＡＶ信号をＭＰＥＧ２エンコーダ１０にて符号化し、圧縮データをハードディスク装置に記録する記録機能と、ハードディスク装置に記録された圧縮データを取り出してＭＰＥＧ２デコーダ２０にて復号化してアナログＡＶ信号として出力する再生機能である。
【００２６】
この例のシステムでは、ＭＰＥＧ２ビデオ形式の符号化復号化処理が行われ、圧縮データの形式はＭＰＥＧ２ＰＳである。しかし、この例に限られるものではなく、ＭＰＥＧ１ビデオ形式や他の形式を用いたシステムであってもよい。
【００２７】
図４の画像符号化復号化システム１における信号処理の流れについて説明する。まず、記録機能を実行する際の信号処理について説明する。
【００２８】
入力されるアナログビデオ信号（ＮＴＳＣ＿Ｓ＿ＶＩＤＥＯ）は、ＮＴＳＣデコーダ２に送られ、ＮＴＳＣデコーダ２にて入力信号はＩＴＵ−Ｒ６５６形式のデジタル信号に変換される。変換されたビデオ信号はＭＰＥＧ２エンコーダ１０に入力される。また、入力されるアナログオーディオ信号（ＡＵＤＩＯ＿ＬＲ）は、オーディオＡＤコンバータ（ＡＤＣ）４に送られ、ＡＤコンバータ４にて入力信号はＩ２Ｓ形式のデジタル信号に変換される。変換されたオーディオ信号はＭＰＥＧ２エンコーダ１０に入力される。
【００２９】
ＭＰＥＧ２エンコーダ１０内では、ビデオ信号はＭＰＥＧ２ビデオＭＰ＠ＭＬ形式に符号化され、オーディオ信号はＭＰＥＧ１オーディオレイヤ２形式に符号化される。さらに、符号化された各データは、多重化処理部（後述）にてＭＰＥＧ２ＰＳ形式の符号データに多重化処理される。ＭＰＥＧ２ＰＳ形式の符号データ（ストリーム）は、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０の８ビットポートから、ＩＤＥインターファイス１６に出力される。このＭＰＥＧ２ＰＳ形式の符号データは、ＩＤＥインターファイス１６を介してハードディスク装置（ＨＤＤ）１５に送出され、ハードディスク装置１５に記録される。
【００３０】
次に、図４の画像符号化復号化システム１が再生機能を実行する際の信号処理の流れを説明する。
【００３１】
ハードディスク装置１５に記録された符号データ（ストリーム）は、ＩＤＥインターファイス１６を介してＭＰＥＧ２デコーダ２０に入力される。
【００３２】
ＭＰＥＧ２デコーダ２０内では、入力された符号データ（ＭＰＥＧ２ＰＳ形式）は多重分離処理され、ＭＰＥＧ２ビデオＭＰ＠ＭＬ形式の符号データと、オーディオ信号はＭＰＥＧ１オーディオレイヤ２形式の符号データとに分離される。また、ＭＰＥＧ２デコーダ２０内では、符号データ（ＭＰＥＧ２ビデオＭＰ＠ＭＬ形式）は、ＭＰＥＧ２ビデオ信号に復号化され、さらに、このビデオ信号はＮＴＳＣ形式に符号化され、ＮＴＳＣ形式のビデオ信号としてビデオ増幅器（ＡＭＰ）２２に出力される。また、ＭＰＥＧ１オーディオレイヤ２形式の符号データは、Ｉ２Ｓ形式のオーディオ信号に復号化され、オーディオＤＡコンバータ（ＤＡＣ）２４に出力される。
【００３３】
ビデオ増幅器２２は、入力されたＮＴＳＣ形式のビデオ信号を増幅して、アナログビデオ信号（ＮＴＳＣ＿Ｓ＿ＶＩＤＥＯ）を出力する。オーディオＤＡコンバータ２４は、入力されたＩ２Ｓ形式のオーディオ信号を変換してアナログオーディオ信号（ＡＵＤＩＯ＿ＬＲ）を出力する。これらの出力ＡＶ信号は外部の再生システム（図示なし）に送出されて再生される。
【００３４】
図４の画像符号化復号化システム１は、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０、ＩＤＥインターフェイス１６及びＭＰＥＧ２デコーダ２０が、１６ビットのシステムバス１１に接続されており、システムバス１１を介してＣＰＵ３０、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３４との間で１６ビットのデータ転送が行えるよう構成されている。
【００３５】
次に、図４の画像符号化復号化システム１におけるＩＤＥインターフェイス１６の機能について説明する。
【００３６】
ＩＤＥインターフェイス１６は、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０の８ビットポートから出力されたＭＰＥＧ２ＰＳ形式の符号データ（ストリーム）を、ハードディスク装置１５にＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｍｅｍｏｒｙ　Ａｃｅｓｓ）転送する機能を有する。このＤＭＡ転送の開始、停止、アドレス指定等は、ＣＰＵ３０によるレジスタ設定で行われる。
【００３７】
また、ＩＤＥインターフェイス１６は、ハードディスク装置１５に記録された符号データ（ストリーム）を、ＭＰＥＧ２デコーダ２０にＤＭＡ転送する機能を有する。このＤＭＡ転送の開始、停止、アドレス指定等は、ＣＰＵ３０によるレジスタ設定で行われる。
【００３８】
また、上記したように、ＩＤＥインターフェイス１６はシステムバス１１に接続されており、ＣＰＵ３０からハードディスク装置１５の所定のアドレスへのアクセスを可能にしている。
【００３９】
図５は、図４の画像符号化復号化システムのＭＰＥＧ２エンコーダ１０におけるビデオ信号の流れを示す。
【００４０】
図５に示したように、入力されるビデオ信号は、ビデオ制御部５を介してＳＤＲＡＭ１２へ書き込まれる。ＳＤＲＡＭ１２は、図５のようにＭＰＥＧ２エンコーダ１０の外部に設けても良いし、あるいは、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０内に内蔵しても良い。
【００４１】
ＳＤＲＡＭ１２からビデオ信号は再び読み出され、ビデオ制御部５を介してビデオエンコーダ６に送出される。ビデオエンコーダ６では、入力されたビデオ信号をＭＰＥＧ２ビデオＭＰ＠ＭＬ形式に符号化する。入力されるオーディオ信号は、オーディオエンコーダ７に送出される。オーディオエンコーダ７では、入力されたオーディオ信号をＭＰＥＧ１オーディオレイヤ２形式に符号化する。
【００４２】
また、多重化処理部８は、ビデオエンコーダ６からのＭＰＥＧ２ビデオＭＰ＠ＭＬ形式の符号データと、オーディオエンコーダ７からのＭＰＥＧ１オーディオレイヤ２形式の符号データとを多重化処理し、ＭＰＥＧ２ＰＳ形式の符号データ（ストリーム）を生成する。ＭＰＥＧ２ＰＳ形式の符号データは、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０の８ビットポートから、ＩＤＥインターファイス１６に出力される。
【００４３】
図５に示したように、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０には、ＳＤＲＡＭインターフェイス１７、ＣＰＵ１８、ＤＭＡコントローラ１９が設けてあり、これらは内部バス２１に接続されている。さらに、ＳＤＲＡＭインターフェイス１７は、１６ビットのシステムバス１１に接続されている。したがって、ＳＤＲＡＭインターフェイス１７を介して、ＣＰＵ１８からＳＤＲＡＭ１２の所定のアドレスへのアクセスを可能としている。
【００４４】
ＤＭＡコントローラ１９は、ＣＰＵ１８を介さずにデータをＳＤＲＡＭ１２等との間で直接転送するＤＭＡ転送処理を制御する。また、フラッシュＲＯＭ１３は、システムバス１１に接続されており、本発明に係るフレーム間引き処理（後述）をＣＰＵ１８に実行させるためのプログラムをフラッシュＲＯＭ１３に記録しておくために用いられる。あるいは、本発明に係るフレーム間引き処理をＣＰＵ３０に実行させるためのプログラムをＲＯＭ３４に記録しておく構成としてもよい。
【００４５】
図１は、本発明のフレーム間引き処理を行う画像圧縮方式の基本概念を説明するための図である。
【００４６】
図１のフレーム間引き処理では、ビデオ入力信号（シーケンス）がＭＰＥＧ２エンコーダ１０にてＩＰＰＰ形式で符号化され、多重化処理される場合を考える。
【００４７】
図１のフレーム間引き処理では、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０は、ピクチャ▲１▼（Ｉピクチャ）とピクチャ▲４▼（Ｐピクチャ）を残し、ピクチャ▲２▼、▲３▼と、ピクチャ▲５▼、▲６▼とを間引くようにフレーム間引き処理を行う。ピクチャ▲４▼は、本来、参照フレームであるピクチャ▲３▼が無いと復号化（デコード）できないが、ピクチャ▲１▼〜▲３▼は全く同じ画像を符号化（エンコード）しているので、ピクチャ▲１▼を参照してピクチャ▲４▼を予測符号化することは可能である。
【００４８】
画像の切り替わる時点に対応するピクチャ▲１▼、ピクチャ▲４▼、ピクチャ▲７▼は、各ＰＴＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｔｉｍｅ　Ｓｔａｍｐ）の通りの時間に復号化され、表示される。例えば、図１の例が３０ｆｒａｍｅ／ｓｅｃの等間隔で符号化される場合とすると、フレーム間引き処理の結果残されるピクチャ▲１▼、ピクチャ▲４▼、ピクチャ▲７▼の各符号データは、１０ｆｒａｍｅ／ｓｅｃで等間隔に復号化され、表示されることになる。
【００４９】
図３は、ＭＰＥＧ１／２ビデオ形式で用いられるビデオシーケンス内の各画像フレーム（ピクチャ）の構成を示す。
【００５０】
ＭＰＥＧ１／２ビデオ形式に基づき、入力されるビデオシーケンスは、シーケンスヘッダで始まり、シーケンスエンドで終了する。シーケンスヘッダには、画像の大きさを表す情報や、１秒間に符号化するフレームの数、通信速度など、シーケンス全体に関連する情報が含まれている。また、シーケンスは、１つ以上のＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ　Ｏｆ　Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）から構成される。１つのＧＯＰは、ＧＯＰヘッダと、１つ以上のピクチャから構成される。各ＧＯＰのこれらのピクチャには、前述したように、フレーム内符号化ピクチャであるＩピクチャや、過去のフレームのみを用いて予測符号化されるフレーム間予測符号化ピクチャであるＰピクチャや、過去と将来のフレーム両方を用いて予測符号化される双方向フレーム間予測符号化ピクチャであるＢピクチャが含まれる。各ＧＯＰの最初のピクチャには必ずＩピクチャが挿入される。ＧＯＰヘッダには、画像復元時に音声データとの時間合わせを可能とするためのタイムスタンプ情報などが含まれる。
【００５１】
ＭＰＥＧエンコーダでは、入力されるビデオシーケンスは、図３に示した仕様を有する複数のビデオパック（ＰＡＣＫ）として符号化される。本発明に係るフレーム間引き処理において、符号データ（ストリーム）の間引きはビデオパック単位で行なわれ、対象となるピクチャが含まれるビデオパックが間引かれる。入力ストリームに含まれる、各ＧＯＰのピクチャ枚数は任意の値に設定される。
【００５２】
図３に示したように、各ビデオパックは、２０４８バイトの情報からなり、パックヘッダ（ｐａｃｋ　ｈｅａｄｅｒ）と符号データ（ＰＥＳ：Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ　ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ　ｓｔｒｅａｍ）とから構成される。各ピクチャの先頭のＰＥＳがビデオパックの先頭にアライメントされる。それに伴い、各ピクチャの最後のビデオパックにはｐａｄｄｉｎｇ＿ＰＥＳが挿入される。
【００５３】
また、１つのピクチャは、動画像信号を構成する１枚１枚の各画面に相当し、原則として、Ｉ、Ｐ、Ｂピクチャのいずれかのタイプにより構成される。ピクチャヘッダには、Ｉ、Ｐ、Ｂピクチャのいずれかのタイプを識別するための情報や、各ピクチャの表示順序を指定する情報などが含まれている。
【００５４】
上述したように、本発明に係るフレーム間引き処理では、符号データ（ストリーム）の間引きはビデオパック単位で行なわれ、対象となるピクチャが含まれるビデオパックが間引かれる。連続して間引かれるピクチャ枚数は、１つのビデオストリーム中で変化する。例えば、間引くピクチャ枚数が０枚、即ち、間引かない場合も含まれる。間引かれるピクチャは、それ以前に残されるピクチャと同じ画像を符号化（エンコード）する。
【００５５】
本発明に係るフレーム間引き処理を実行するのは、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０であってもよいし、あるいは、後段のシステムであってもよい。
【００５６】
また、同一画像を符号化する手段は、次の２通りの構成のどちらでもよい。すなわち、１）ＭＰＥＧ２エンコーダに入力されるビデオ入力信号の各ピクチャのタイプ（Ｉ、Ｐ、Ｂ）の順序に従って、各々符号化するように構成する、あるいは、２）ＭＰＥＧ２エンコーダが不必要な画像フレームを捨て、同一画像を符号化（エンコード）するように構成する。
【００５７】
図６は、本発明の画像圧縮方法及び装置が実行するフレーム間引き処理を説明するためのフロー図である。
【００５８】
この実施形態のフレーム間引き処理は、図５のＭＰＥＧ２エンコーダ１０において、フラッシュＲＯＭ１３に記録された上記プログラムに従って図６のフレーム間引き処理を実行するＣＰＵ１８により実現される。
【００５９】
あるいは、ＲＯＭ３４に記録された上記プログラムに従って図５のＭＰＥＧ２エンコーダ１０を制御するＣＰＵ３０を用いて、図６のフレーム間引き処理を実行させるように構成することも可能である。
【００６０】
図６のフレーム間引き処理では、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０に入力されるビデオ入力信号がＩＰＰＰ形式で符号化されるものとする。また、ビデオ入力信号は、図３のフレーム構成に基づいて符号化され、フレーム間引き処理はそのビデオパック単位で行われるものとする。
【００６１】
また、図６のフレーム間引き処理では、Ａ（正の整数）は入力信号の各ＧＯＰのピクチャ枚数を示し、Ｂ（正の整数）はピクチャを残す周期を示し、Ｃ（−１から開始される整数）は先頭ピクチャから対象ピクチャまでのカウント数を示すものとする。これらのパラメータＡ，Ｂ，Ｃの操作は、ＣＰＵ１８によるレジスタ設定で行われる。この実施形態では、パラメータＢ（ピクチャを残す周期）は、予め決められた値（正の整数）とする。
【００６２】
以下の説明では、フレームという用語はピクチャ（あるいは、ビデオパック）と同義語として用いている。
【００６３】
図６に示したように、ビデオエンコーダ６の符号化（エンコード）が開始されると、ＣＰＵ１８はビデオ入力信号から１つのフレームを取得する。そして、ＣＰＵ１８は、その取得したフレームに含まれるビデオパックのヘッダ情報に基づいて、現在のビデオパックが対象フレームの先頭ビデオパックであるか、を判定する（ステップＳ１）。
【００６４】
ステップＳ１の判定結果がＹＥＳである場合、ＣＰＵ１８は、ピクチャのカウント数Ｃをインクリメントする（ステップＳ２）。このとき、ＣＰＵ１８は、カウント数Ｃのインクリメント後に、次のステップＳ３を実行する。なお、上記したように、カウント数Ｃの初期値は−１である。
【００６５】
ステップＳ１の判定結果がＮＯである場合、ＣＰＵ１８は、ピクチャのカウント数Ｃをインクリメントせずに、カウント数ＣをパラメータＢ（ピクチャを残す周期）で除算した余りを求める演算を実行して、その演算結果がゼロに等しいか否かを判定する（ステップＳ３）。すなわち、図１の例で示したように、対象フレームが、パラメータＢで示されるピクチャを残す周期に一致する位置に対応するピクチャであれば、その対象フレームを残す処理を行い、ピクチャを残す周期に一致しない位置に対応するピクチャであれば、その対象フレームを間引く処理を行う。
【００６６】
ステップＳ３の判定結果がＮＯである場合、ＣＰＵ１８は、対象フレームの現在のビデオパックを間引く処理を行い、対象フレームから次のビデオパックを取得する（ステップＳ４）。
【００６７】
ステップＳ３の判定結果がＹＥＳである場合、ＣＰＵ１８は、対象フレームの現在のビデオパックを残す処理を行い、対象フレームから次のビデオパックを取得する（ステップＳ５）。
【００６８】
ステップＳ４又はステップＳ５が完了すると、ＣＰＵ１８は、対象フレームが次のＧＯＰの先頭ピクチャになり、そのＧＯＰのピクチャ枚数Ａが変更されているか否か、を判定する（ステップＳ６）。
【００６９】
ステップＳ６の判定結果がＹＥＳである場合、ＣＰＵ１８は、ピクチャのカウント数Ｃを−１（初期値）にリセットする（ステップＳ７）。このとき、ＣＰＵ１８は、カウント数Ｃのリセット後に、次のステップＳ８を実行する。
【００７０】
ステップＳ６の判定結果がＮＯである場合、ＣＰＵ１８は、対象フレームがビデオ入力信号の終了を示す情報を含むか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００７１】
ステップＳ８の判定結果がＹＥＳである場合、ＣＰＵ１８は、図６のフレーム間引き処理を終了する。ＣＰＵ１８は、ビデオエンコーダ６による符号化処理を実行すると共に、多重化処理部８による多重化処理を実行する。したがって、ＭＰＥＧ２エンコーダ１０は、上記したフレーム間引き処理後の符号データを、その８ビットのポートからＩＤＥインターフェイス１６に出力する。
【００７２】
ステップＳ８の判定結果がＮＯである場合、ＣＰＵ１８は、ビデオ入力信号の終了を検出するまで、上記したステップＳ１−Ｓ８の処理を繰り返す。
【００７３】
この実施形態のフレーム間引き処理では、ＣＰＵ１８は、ビデオエンコーダ６を制御することにより、所定の周期Ｂで残されるフレーム間に位置している、間引かれるフレームに対しては、過去の残されるフレームと同じ画像を符号化してその符号データを多重化処理部８に出力する。所定の周期Ｂで残されるフレームに対しては、その符号データをそのまま多重化処理部８に出力する。ＣＰＵ１８は、多重化処理部８を制御することにより、間引かれるフレームの符号データを削除し、残されるフレームの符号データのみを、オーディオエンコーダ７からの音声データと共に、多重化処理する。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像圧縮方式によれば、従来のエンコード方式を大きく変更することなくＭＰＥＧ１／２ビデオ形式のフレームを間引くことが可能であるため、低コストで情報量の削減が可能となる。従って、本発明の画像圧縮方式を画像符号化復号化システムに適用すれば、圧縮データを特定の容量のハードディスク装置に保存する際の情報量を低コストで削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像圧縮方式の基本概念を説明するための図である。
【図２】従来の画像圧縮方式を説明するための図である。
【図３】ＭＰＥＧ１／２ビデオ形式で用いられるビデオシーケンス内の各画像フレーム（ピクチャ）の構造を示す図である。
【図４】本発明の画像圧縮方法及び装置が適用される画像符号化復号化システムの構成例を示すブロック図である。
【図５】図４の画像符号化復号化システムにおけるビデオ信号の流れを示すブロック図である。
【図６】本発明の画像圧縮方法及び装置が実行するフレーム間引き処理を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
１　画像符号化復号化システム
２　ＮＴＳＣデコーダ
４　オーディオ用ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）
５　ビデオ制御部
６　ビデオエンコーダ
７　オーディオエンコーダ
８　多重化処理部
１０　ＭＰＥＧ２エンコーダ
１１　システムバス
１２　ＳＤＲＡＭ
１３　フラッシュＲＯＭ
１５　ハードディスク装置（ＨＤＤ）
１６　ＩＤＥインターフェイス
１７　ＳＤＲＡＭインターフェイス
１８　ＣＰＵ
１９　ＤＭＡコントローラ
２０　ＭＰＥＧ２デコーダ
２１　内部バス
２２　ビデオ増幅器（ＡＭＰ）
２４　オーディオＤＡコンバータ（ＤＡＣ）
【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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