(57)【要約】【課題】解像度を変更した場合であっても、画像劣化を抑制することが可能な符号化装置およびこれを用いた符号化記録再生システムを提供する。【解決手段】本発明にかかる符号化装置は、画像信号を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された画像信号の解像度を変換する解像度変換手段と、前記解像度変換手段から出力された画像信号を複数の符号化方式で符号化することが可能な画像符号化手段と、前記解像度変換手段により変換された画像信号の解像度に応じて前記画像符号化手段の符号化方式を切り換えるように制御する制御手段とを備える。【選択図】  図１
2004153588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された画像信号の解像度を第一の解像度あるいは第二の解像度に変換可能な解像度変換手段と、
前記解像度変換手段から出力された画像信号を複数の符号化方式で符号化することが可能な画像符号化手段と、
前記解像度変換手段により変換された画像信号の解像度に応じて前記画像符号化手段の符号化方式を切り換えるように制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
画像信号を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された画像信号の解像度を変換することが可能な解像度変換手段と、
前記解像度変換手段から出力された画像信号を符号化する画像符号化手段と、前記画像符号化手段によって符号化された画像信号を外部に出力し、解像度の変更指示を入力する外部入出力Ｉ／Ｆ回路と、
入力された前記変更指示に応じて前記解像度変換手段および前記画像符号化手段を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする符号化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の符号化装置において、前記解像度変換手段は、前記外部入出力Ｉ／Ｆが受信した変更指示に応じて、前記画像信号の解像度を第一の解像度あるいは第二の解像度に変換することを特徴とする符号化装置。
【請求項４】
請求項１または３に記載の符号化装置において、前記制御手段は前記入力手段から入力された画像信号がインターレース走査による画像信号であり、前記解像度変換手段から出力された画像信号の解像度が前記第一の解像度である場合、フィールドＤＣＴを使用してＤＣＴ処理を行うように前記画像符号化手段を制御することを特徴とする符号化装置。
【請求項５】
請求項１または３に記載の符号化装置において、前記制御手段は前記入力手段から入力された画像信号がインターレース走査による画像信号であり、前記解像度変換手段から出力された画像信号の解像度が前記第一の解像度である場合、オルタネートスキャンを使用してＤＣＴ係数をスキャンするように前記画像符号化手段を制御することを特徴とする符号化装置。
【請求項６】
請求項１または３に記載の符号化装置において、前記制御手段は前記入力手段により入力された画像信号がインターレース走査による画像信号であり、前記解像度変換手段から出力された画像信号の解像度が前記第二の解像度である場合、フレームＤＣＴを使用してＤＣＴ処理を行うように前記画像符号化手段を制御することを特徴とする符号化装置。
【請求項７】
請求項１または３に記載の符号化装置において、前記制御手段は前記入力手段により入力された画像信号がインターレース走査による画像信号であり、前記解像度変換手段から出力された画像信号の解像度が前記第二の解像度である場合、ジグザグスキャンを使用してＤＣＴ係数をスキャンするように前記画像符号化手段を制御することを特徴とする符号化装置。
【請求項８】
画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された画像信号の解像度を変換する解像度変換手段と、前記解像度変換手段から出力された画像信号を符号化する画像符号化手段と、前記画像符号化手段によって符号化された画像信号を外部に出力し、解像度の変更指示を入力する外部入出力Ｉ／Ｆ回路と、
入力された前記変更指示に応じて前記解像度変換手段および前記画像符号化手段を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする符号化装置。
【請求項９】
請求項８に記載の符号化装置において、前記解像度変換手段は、前記外部入出力Ｉ／Ｆが受信した変更指示に応じて、前記画像信号の解像度を第一の解像度あるいは第二の解像度に変換することを特徴とする符号化装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の符号化装置において、前記制御手段は前記撮像手段から出力された画像信号がインターレース走査による画像信号であり、前記解像度変換手段から出力された前記画像信号の解像度が前記第一の解像度である場合、フィールドＤＣＴを使用してＤＣＴ処理を行うように前記画像符号化手段を制御することを特徴とする符号化装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の符号化装置において、前記制御手段は前記撮像手段から出力された画像信号がインターレース走査による画像信号であり、前記解像度変換手段から出力された画像信号の解像度が前記第一の解像度である場合、オルタネートスキャンを使用してＤＣＴ係数をスキャンするように前記画像符号化手段を制御することを特徴とする符号化装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の符号化装置において、前記制御手段は前記撮像手段から出力された画像信号がインターレース走査による画像信号であり、前記解像度変換手段から出力された画像信号の解像度が前記第二の解像度である場合、フレームＤＣＴを使用してＤＣＴ処理を行うように前記画像符号化手段を制御することを特徴とする符号化装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の符号化装置において、前記制御手段は前記撮像手段から出力された画像信号がインターレース走査による画像信号であり、前記解像度変換手段から出力された画像信号の解像度が前記第二の解像度である場合、ジグザグスキャンを使用してＤＣＴ係数をスキャンするように前記画像符号化手段を制御することを特徴とする符号化装置。
【請求項１４】
前記第一の解像度は水辺ライン数７２０本、前記第二の解像度は前記第一の解像度の半分の水平ライン数であることを特徴とする請求項１または３または８に記載の符号化装置。
【請求項１５】
画像信号を出力する撮像装置と、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の符号化装置と、前記画像符号化装置により符号化された画像信号を記録再生する記録再生装置と、前記記録再生装置から出力された画像信号を表示する表示装置と、を備えていることを特徴とする符号化記録再生システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号化装置及び、符号化記録再生システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号の符号化方式として、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ）が知られており、ＭＰＥＧ２Ｖｉｄｅｏ（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２）や、ＭＰＥＧ４Ｖｉｄｅｏ（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−２）規格がある。
【０００３】
ＭＰＥＧ２Ｖｉｄｅｏにおける画像情報の圧縮処理では、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、量子化、可変長符号化等を行う。このＤＣＴ処理においては、入力画像がインターレース走査によりフィールド構造を持つか、プログレッシブ走査によりフレーム構造を持つかによって、各々の入力画像に適した処理の選択が可能である。
【０００４】
ＭＰＥＧ２符号化を行なう装置において、プログレッシブ画像、インターレース画像のどちらか一方を符号化する場合は、入力画像に応じたＤＣＴ処理を選択すれば良い。しかし、プログレッシブ画像とインターレース画像の両方を含む入力画像をＭＰＥＧ符号化する装置においては、どちらか一方に適した符号化を行なうと、他方が入力である場合に画質が劣化する問題がある。
【０００５】
このような問題を解決する装置について、例えば文献１に開示されている。文献１は、プログレッシブ画像（フィルム素材）とインターレース画像（ビデオ素材）を含む入力画像を符号化するテレシネ装置に関するものである。この装置では、入力画像がプログレッシブ画像かインターレース画像かを判定し、プログレッシブ画像である場合はＤＣＴ処理の方式をフレームＤＣＴ、インターレース画像である場合はフィールドＤＣＴによる符号化を行う。また、プログレッシブ走査による画像である場合はＤＣＴ係数のスキャン順をジグザグスキャン、インターレース走査による画像である場合はオルタネートスキャンとする制御が行われている。
【０００６】
【特許文献１】
再公表特許  ＷＯ００／１３４１８
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献１では、インターレース走査による画像データを符号化する際にＤＣＴ係数のスキャン順をオルタネートスキャン、また、ＤＣＴ方式としてフィールドＤＣＴに固定している。しかし、符号化後の出力画像の解像度を変更する為、例えば第一の解像度（以下、画像サイズという）であるＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ａｒｒａｙ）、但し信号処理の関係上ＶＧＡの画像サイズには数ラインのズレは有りうるが、この第一の画像サイズのおよそ半分のライン数である第二の画像サイズのＳＩＦ（Ｓｏｕｒｃｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｆｏｒｍａｔ）サイズ等に画像の垂直ライン数を変換後に符号化を行うような場合、符号化される画像データにはインターレース成分を含まない場合が発生し、ＤＣＴの符号化方法を固定することで画質劣化が生じてしまう問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、解像度を変更した場合であっても、画像劣化を抑制することが可能な符号化装置およびこれを用いた符号化記録再生システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するために、本発明にかかる符号化装置は、画像信号を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された画像信号の解像度を変換する解像度変換手段と、前記解像度変換手段から出力された画像信号を複数の符号化方式で符号化することが可能な画像符号化手段と、前記解像度変換手段により変換された画像信号の解像度に応じて前記画像符号化手段の符号化方式を切り換えるように制御する制御手段と、を備えている構成とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態にかかる符号化装置について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態にかかる符号化装置のブロック構成図である。第一の実施形態は、外部の撮像装置から入力された画像信号を上記符号化装置で符号化を行う形態である。
【００１２】
図１において１００は外部入力端子、１０１は画像信号アナログ／ディジタルコンバータ、１０２は画像サイズ変換回路、１０３は画像符号化回路、１０４はマイク、１０５は音声信号アナログ／ディジタルコンバータ、１０６は音声符号化回路、１０７はシステムエンコーダ、１０８は外部入出力インタフェース回路、１０９は制御回路である。
【００１３】
外部入力端子１００から入力された画像信号を、画像信号アナログ／ディジタルコンバータ１０１においてディジタル信号に変換し、画像サイズ変換回路１０２に入力する。画像サイズ変換回路１０２は、外部入出力Ｉ／  Ｆ１０８を介して入力されたユーザ指示に基づき、入力された画像信号のサイズ（解像度）をＶＧＡ或いはＳＩＦに変換し、画像符号化回路路１０３に入力する。
【００１４】
画像符号化回路１０３では、例えば、画像圧縮符号化方式としてＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２（通称ＭＰＥＧ２Ｖｉｄｅｏ）ＭＰ＠ＭＬ（Ｍａｉｎ  Ｐｒｏｆｉｌｅ＠Ｍａｉｎ  Ｌｅｖｅｌ）規格に準拠した圧縮符号化画像データを生成し、システムエンコーダ１０７に入力する。
【００１５】
マイク１０４から入力された音声信号は、音声信号アナログ／ディジタルコンバータ１０５において所定のサンプリングレートによりアナログ／ディジタル変換が行われる。ディジタル信号に変換された音声信号は、音声符号化回路１０６に入力される。音声符号化回路１０６では、例えば、音声圧縮符号化方式としてＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１（通称ＭＰＥＧ２Ａｕｄｉｏ）規格に準拠したビットストリームを生成する。生成した圧縮符号化音声データは、システムエンコーダ１０７に入力される。音声圧縮符号化方式についてもＭＰＥＧ２Ａｕｄｉｏに限定するものではなく、他の符号化方式であっても良い。
【００１６】
制御回路１０９は、画像サイズ変換回路１０２或いは画像符号化回路１０３等の制御を行う。その制御の中で制御回路１０９が行っている画像符号化回路１０３の制御動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００１７】
まず、外部の撮像装置がインターレース走査等によるインターレース成分を含んだ画像データを出力する場合について説明する。ステップ２００は、画像サイズ変換後の画像データを入力するステップである。ステップ２０１は、前記画像サイズ変換後の画像サイズの判定である。画像サイズがＶＧＡであれば、ステップ２０２に示すようにＤＣＴ処理をフィールドＤＣＴとし、ＤＣＴ係数のスキャン順はオルタネートスキャン順と制御するように制御する。また画像サイズがＳＩＦであれば、ステップ２０３で示すようにＤＣＴ処理をフレームＤＣＴとし、ＤＣＴ係数のスキャン順はジグザグスキャン順とするように制御する。
【００１８】
次に、外部の撮像装置かプログレッシブ走査によるインターレース成分を含まない画像データを出力する場合について説明する。制御回路１０９は、画像サイズがＶＧＡあるいはＳＩＦであっても、ＤＣＴ処理をフレームＤＣＴとし、ＤＣＴ係数のスキャン順はジグザグスキャン順とするように、画像符号化回路１０３を制御する。
【００１９】
圧縮符号化画像データおよび圧縮符号化音声データは、システムエンコーダ１０７に入力され、多重化された後、外部入出力Ｉ／Ｆ１０８を介して出力される。
【００２０】
なお、入力画像信号がプログレッシブ走査によるインターレース成分を含まない画像信号或いはインターレース走査等によるインターレース成分を含んだ画像信号であるか判定する方法としては、ユーザによって入力信号がプログレッシブ走査或いはインターレース走査であるかを外部入出力Ｉ／Ｆ１０８を介して指定する方法や、入力画像信号にプログレッシブ走査或いはインターレース走査であるかの識別のためのマーカを付加し、そのマーカによって判別する方法や、入力画像信号のフィールド間の時間的な相関関係によってプログレッシブ走査或いはインターレース走査であるかの判別を行うなどがある。
【００２１】
以上のように、外部入力端子１００から入力された画像信号の画像サイズを変換した場合であっても、画像サイズがＶＧＡ或いはＳＩＦかに応じてＤＣＴ係数のスキャン順を切り替えることによって、最適な符号化方法で処理することができるため、符号化時の画質の向上を実現することができる。例えば、ＳＩＦ等の水平ライン数が少なくインターレース成分が含まれていない低画質の画像信号の符号化を行った時であっても、画質の向上を実現する事ができる。
【００２２】
次に、図３を用いて、第二の実施形態を説明する。図３において、３００はレンズ、３０１は撮像素子である。この撮像素子３０１は、プログレッシブ走査によるインターレース成分を含まない画像信号或いはインターレース走査等によるインターレース成分を含んだ画像信号を出力する。また、３０２は画像信号アナログ／ディジタルコンバータ、３０３はは画像サイズ変換回路，３０４は画像符号化回路、３０５はマイク、３０６は音声信号アナログ／ディジタルコンバータ、３０７は音声符号化回路、３０８はシステムエンコーダ、３０９は外部入力Ｉ／Ｆ回路、３１０は制御回路である。
【００２３】
この第二の実施形態に係る符号化装置は、第一の実施形態にかかる符号化装置と異なり、撮像素子を内蔵していることを特徴とし、撮像素子の出力する画像信号がプログレッシブ走査によるインターレース成分を含まない画像信号あるいはインターレース走査等によるインターレース成分を含んだ画像信号であるかの違いによって制御を行う。
【００２４】
撮像素子３０１がプログレッシブ走査によるインターレース成分を含まない画像データを出力する場合、制御回路３１０は画像符号化回路３０４に対して、第一の実施形態と同様に、ＤＣＴ処理をフレームＤＣＴとし、ＤＣＴ係数のスキャン順はジグザグスキャン順とするように制御を行う。また、撮像素子３０１がインターレース走査によるインターレース成分を含んだ画像データを出力する場合、制御回路３１０は画像符号化回路３０４に対して、第一の実施形態と同様に、ＤＣＴ処理をフィールドＤＣＴとし、ＤＣＴ係数のスキャン順はオルタネートスキャン順とするように制御を行う。
【００２５】
その他のエンコードに関する制御は第一の実施形態と同様のため、説明を省略する。また、マイク３０５から入力された音声信号の符号化方法についても第一の実施形態と同様のため、説明を省略する。そして、このように圧縮符号化された画像データおよび音声データは、システムエンコーダ３０８に入力され、多重化された後、外部入出力Ｉ／Ｆを介して出力される。
【００２６】
このように第二の実施形態によれば、撮像素子３０１から入力された画像信号の画像サイズ変換を行う際に、符号化される画像信号の画像サイズがＶＧＡ或いはＳＩＦかの応じてＤＣＴ係数のスキャン順を上記制御のように切り替える事によって、ＳＩＦ等の水平ライン数が少なくインターレース成分が含まれていない低画質の画像信号の符号化を行った場合であっても、画実劣化を抑制することができる。また、本実施形態では、符号化される画像がプログレッシブであるか、インターレースであるかは撮像素子によって決まるため、画像がプログレッシブあるいはインターレースであるかを判定する装置を備えなくても良い。
【００２７】
次に、本発明の第三の実施形態にかかる符号化記録再生装置を図４を用いて説明する。本実施形態は、１つ以上の画像信号の入力端子を持ち、その入力の切替が可能な切替回路を持つことを特徴とする。また、圧縮符号化データを記録し、再生する記録再生部を備えることを特徴とする。
【００２８】
図４おいて、７０１は１つ以上の画像信号の入力端子を持ち、その入力の切替が可能な切替回路、７０２は画像信号アナログ／ディジタルコンバータ、７０３は画像サイズ変換回路、７０４は画像符号化回路、７０５は音声信号の入力回路、７０６は音声信号アナログ／ディジタルコンバータ、７０７はは音声符号化回路、７０８はシステムエンコーダ、７０９は第一の制御回路、７１０は外部入出力Ｉ／Ｆ，７１１は操作ボタン等の制御インタフェース、７１２は、例えば半導体メモリ等のバッファであり、７１３はバッファ制御回路、７１４は蓄積媒体である。７１５はシステムデコーダ、７１６は第二の制御回路、７１７は画像復号化回路、７１８は音声復号化回路、７１９はＯＳＤ（Ｏｎ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）回路、７２０は画像信号ディジタル／アナログコンバータ、７２１は、音声信号ディジタル／アナログコンバータである。
【００２９】
本実施形態において、入力された画像信号がプログレッシブ走査によるインターレース成分を含まない画像信号或いはインターレース走査等によるインターレース成分を含んだ画像信号であるか判定する方法は、第一の実施形態と同様である。また、第一の実施形態と同様に、入力画像信号の種類に応じてＤＣＴ処理とＤＣＴ係数のスキャン順を変更するように制御する。
【００３０】
その他のエンコードに関する画像符号化回路７０４、音声符号化回路７０７の制御についても第一の実施形態と同様であり、圧縮符号化された画像および音声データはシステムエンコーダ７０８に入力され、多重化された後、パケット化される。
【００３１】
システムエンコーダ７０８で多重化されたパケットを、バッファ制御回路７１３に入力し、バッファ７１２に一旦格納する。記録の際には、バッファ制御回路７１３は、バッファ７１２に格納されているパケットを蓄積媒体７１４に記録する。蓄積媒体７１４は、例えばハードディスクやＤＶＤで構成される。
【００３２】
なお、バッファ７１２はリング状のメモリ回路で構成され、格納されるパケットがいっぱいになったら、最初に格納したパケットから、順次重ね書きしていく。あるいは、蓄積媒体７１４に記録したパケットを順次消去していく。
【００３３】
蓄積媒体７１４に記録したパケットを再生する際には、バッファ制御回路７１３により、蓄積媒体７１４から読み出したパケットをシステムデコーダ７１５に供給する。システムデコーダ７１５は、パケットを圧縮符号化画像データと圧縮符号化音声データに分離し、それぞれ画像復号化回路７１７、音声復号化回路７１８に供給する。復号化処理が施された後、画像信号は、ＯＳＤ回路７１９にて文字情報等と重ね合わされ、画像信号ディジタル／アナログコンバータ７２０に供給され、アナログ画像信号として外部へ出力される。また、音声信号は、音声信号ディジタル／アナログコンバータ７２１供給され、アナログ音声信号が出力される。
【００３４】
また、上記符号化記録再生装置を用いた符号化記録再生システムとして、図５のようなシステムが一例として考えられる。
【００３５】
図５において６０１〜６０３はカメラ、６０４は符号化記録再生装置、６０５はモニタリング用ディスプレイ、６０６はスピーカを示す。符号化記録再生装置６０４に接続されたカメラ群６０１〜６０３は、各設置場所から撮影した画像と音声をアナログ信号によって符号化記録再生装置６０４に情報を伝送し、符号化記録再生装置６０４により符号化及び記録を行う。そして、符号化記録再生装置６０４により再生された画像および音声は、ディスプレイ６０５、スピーカ６０６により出力される。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、入力された画像信号に対して、画像サイズ変換が行われたとしても、符号化される画像信号の画像サイズがＶＧＡ或いはＳＩＦかの応じてＤＣＴ係数のスキャン順を上記制御のように切り替える事によってＳＩＦ等の水平ライン数が少なくインターレース成分を含まれていない低画質の画像信号の符号化を行った時の画質の向上を実現する事ができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、画像の解像度を変更した場合であっても、画像劣化を抑制することが可能な符号化装置、これを用いた符号化記録再生装置およびシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】符号化方式を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態にかかる符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる符号化記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる符号化記録再生システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１００…外部入力端子
１０１、３０２、７０２…画像信号アナログ／ディジタルコンバータ
１０２、３０３、７０３…画像サイズ変換回路
１０３、３０４、７０４…画像符号化回路
１０４、３０５…マイク
１０５、３０６、７０６…音声信号アナログ／ディジタルコンバータ
１０６、３０７、７０７…音声符号化回路
１０７、３０８、７０８…システムエンコーダ
１０８、３０９、７１０…外部入出力Ｉ／Ｆ
１０９、３１０…制御回路
３００…レンズ
３０１…撮像素子
６０１〜６０３…カメラ
６０４…符号化記録再生装置
６０５…ディスプレイ
６０６…スピーカ
７０１…切替回路
７０５…音声信号の入力回路
７０９…第一の制御回路
７１１…制御Ｉ／Ｆ
７１２…バッファ
７１３…バッファ制御回路
７１４…蓄積媒体
７１５…システムデコーダ
７１６…第二の制御回路
７１７…画像復号化回路
７１８…音声復号化回路
７１９…ＯＳＤ
７２０、７２１…ＤＡＣ
【図１】
2004153588.tif 000003
【図２】
2004153588.tif 000004
【図３】
2004153588.tif 000005
【図４】
2004153588.tif 000006
【図５】
2004153588.tif 000007