(57)【要約】【課題】同一ブロックに対するＤＣＴモードの反転を防止し、画質劣化の低減を図る。【解決手段】フレームＤＣＴ手段１１は、画像信号のブロックに対して、フレームＤＣＴを行う。フィールドＤＣＴ手段１２は、画像信号のブロックに対して、フィールドＤＣＴを行う。符号化判定手段１３は、同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、ブロックのフレーム相関情報またはフィールド相関情報の少なくとも一方に重み付けを行って、フレームＤＣＴまたはフィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御する。【選択図】        図１
2005051276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像圧縮処理を行う画像処理装置において、
画像信号のブロックに対して、フレームＤＣＴを行うフレームＤＣＴ手段と、前記画像信号のブロックに対して、フィールドＤＣＴを行うフィールドＤＣＴ手段と、
同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、前記ブロックのフレーム相関情報またはフィールド相関情報の少なくとも一方に重み付けを行って、前記フレームＤＣＴまたは前記フィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御する符号化判定手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記符号化判定手段は、フレーム内の隣接画素間差分値を含む前記フレーム相関情報をＶａｒ１、フィールド内の隣接画素間差分値を含む前記フィールド相関情報をＶａｒ２及びａ、ｂ、ｃ、ｄを定数とした場合に、
ａ×Ｖａｒ１＋ｂ＞ｃ×Ｖａｒ２＋ｄ
を判定式とすることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
画像圧縮処理を行う画像処理方法において、
画像信号の同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、前記ブロックのフレーム相関情報またはフィールド相関情報の少なくとも一方に重み付けを行って、フレームＤＣＴまたはフィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御し、
前記判定結果にもとづいて、前記ブロックに対して、前記フレームＤＣＴまたは前記フィールドＤＣＴを行って符号化することを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
前記ブロックのフレーム内の隣接画素間差分値を含む前記フレーム相関情報をＶａｒ１、フィールド内の隣接画素間差分値を含む前記フィールド相関情報をＶａｒ２とし、ａ、ｂ、ｃ、ｄを定数とした場合に、
ａ×Ｖａｒ１＋ｂ＞ｃ×Ｖａｒ２＋ｄ
を判定式とすることを特徴とする請求項３記載の画像処理方法。
【請求項５】
ビデオ信号の画像処理を行うビデオ装置において、
前記ビデオ信号のブロックに対して、フレームＤＣＴを行うフレームＤＣＴ手段と、前記ビデオ信号のブロックに対して、フィールドＤＣＴを行うフィールドＤＣＴ手段と、同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、前記ブロックのフレーム相関情報またはフィールド相関情報の少なくとも一方に重み付けを行って、前記フレームＤＣＴまたは前記フィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御する符号化判定手段と、から構成されるエンコーダと、
前記エンコーダによる符号化画像を記録する記録部と、
前記記録部から再生し、前記符号化画像を復号化するデコーダと、を有することを特徴とするビデオ装置。
【請求項６】
前記符号化判定手段は、フレーム内の隣接画素間差分値を含む前記フレーム相関情報をＶａｒ１、フィールド内の隣接画素間差分値を含む前記フィールド相関情報をＶａｒ２及びａ、ｂ、ｃ、ｄを定数とした場合に、
ａ×Ｖａｒ１＋ｂ＞ｃ×Ｖａｒ２＋ｄ
を判定式とすることを特徴とする請求項５記載のビデオ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置、画像処理方法及びビデオ装置に関し、特に画像圧縮処理を行う画像処理装置、画像圧縮処理を行う画像処理方法及びディジタルＶＴＲ等のビデオ信号の画像処理を行うビデオ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル動画像符号化方式は、ＩＳＯ／ＩＥＣのＭＰＥＧやＩＴＵ−ＴのＨ．２６２等で国際的に標準化されており、近年のマルチメディア通信の発達に伴い、さらなる高品質化が求められている。
【０００３】
画像符号化方式では、ディジタル画像を周波数成分に変換して画像圧縮を行うＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が広く用いられている。また、１画面の画素構成は、第１フィールドと第２フィールドの各々独立したフィールド構造と、２つのフィールドを合成したフレーム構造とがあり、このようなフィールド構造、フレーム構造それぞれをＤＣＴの符号化対象とした場合を、フィールドＤＣＴ、フレームＤＣＴと呼ぶ。
【０００４】
フレームＤＣＴモードとフィールドＤＣＴモードとの切り替えは、マクロブロック単位による絵柄で判断して切り替えている。従来のＤＣＴモードの判定方法としては、まず、フィールド内の各画素の相関と、フレーム内の各画素の相関とを計算する。そして、これらを単純に比較して、フレーム相関よりもフィールド相関の方が強ければ、フィールドＤＣＴを選択し、フィールド相関よりもフレーム相関の方が強ければ、フレームＤＣＴを選択する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記で説明したような、従来のＤＣＴモードの判定技術では、ＶＴＲのダビングや装置のカスケード接続を行うと、符号化時の歪みにより、前回のＤＣＴモードとは異なるＤＣＴモードが判定されてしまう場合があり、画質劣化が生じてしまうといった問題があった。
【０００６】
ＶＴＲを考えた場合、最初のエンコード／デコード時には、例えば、フレームＤＣＴを行って符号化していたマクロブロックが、何回もダビングを繰り返す内に、エンコード／デコードによる歪みが加わって、フィールドＤＣＴのモードに切り替わってしまう場合がある。
【０００７】
すなわち、同一マクロブロックに対して、前回ではフレームＤＣＴで符号化され、次にはフィールドＤＣＴで符号化されたりするというように、ＤＣＴモードが反転してしまうと、画質劣化が生じてしまうことになる。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、同一ブロックに対するＤＣＴモードの反転を防止し、画質劣化の低減を図った画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、同一ブロックに対するＤＣＴモードの反転を防止し、画質劣化の低減を図った画像処理方法を提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、同一ブロックに対するＤＣＴモードの反転を防止し、画質劣化の低減を図ったビデオ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、画像圧縮処理を行う画像処理装置において、画像信号のブロックに対して、フレームＤＣＴを行うフレームＤＣＴ手段と、前記画像信号のブロックに対して、フィールドＤＣＴを行うフィールドＤＣＴ手段と、同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、前記ブロックのフレーム相関情報またはフィールド相関情報の少なくとも一方に重み付けを行って、前記フレームＤＣＴまたは前記フィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御する符号化判定手段と、を有することを特徴とする画像処理装置が提供される。
【００１１】
ここで、フレームＤＣＴ手段は、画像信号のブロックに対して、フレームＤＣＴを行う。フィールドＤＣＴ手段は、画像信号のブロックに対して、フィールドＤＣＴを行う。符号化判定手段は、同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、ブロックのフレーム相関情報またはフィールド相関情報の少なくとも一方に重み付けを行って、フレームＤＣＴまたはフィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の画像処理装置の原理図である。画像処理装置１０は、入力画像に対して、画像圧縮処理を行う。
【００１３】
フレームＤＣＴ手段１１は、画像信号のブロックに対して、符号化判定手段１３の判定結果にもとづいて、フレームＤＣＴを行う。フィールドＤＣＴ手段１２は、符号化判定手段１３の判定結果にもとづいて、画像信号のブロックに対して、フィールドＤＣＴを行う。
【００１４】
符号化判定手段１３は、同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、ブロックのフレーム相関情報またはフィールド相関情報の少なくとも一方に重み付けを行って、フレームＤＣＴまたはフィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御する。
【００１５】
ここで、画像ＧのブロックｂＬに対し、１回目の符号化ではフレームＤＣＴが選択されたとする。この画像ＧをＮ回ダビングした場合、ダビングによる歪みが加わって、従来ではＮ回目に符号化される画像ＧａのブロックｂＬに、フィールドＤＣＴが選択されてしまう可能性がある。このように同一ブロックｂＬに対して、ＤＣＴモードが反転して異なる符号化が実行されると、画像Ｇａの画質が劣化してしまう。
【００１６】
一方、本発明では、一度、画像ＧのブロックｂＬにフレームＤＣＴが実行された場合には、その後に画像ＧをＮ回ダビングして、ダビングによる歪みが加わる画像Ｇｂに対しても、符号化判定手段１３により、ＤＣＴモードが反転することなく、常にブロックｂＬには最初に実行したフレームＤＣＴが選択される。これにより、画像Ｇｂの画質劣化の発生を抑制することができる。
【００１７】
次に本発明の符号化判定手段１３の具体的な動作について詳しく説明する。符号化判定手段１３に対し、ブロック（マクロブロック）に対するフレームＤＣＴとフィールドＤＣＴとの適応的な切り替えとしては、ＤＣＴ係数の垂直方向成分と相関の高いと思われる垂直方向隣接画素間の差分値のブロック内自乗和を、フレームとフィールドそれぞれに対して算出し、この算出値にさらに重み付けを行って、フレームＤＣＴまたはフィールドＤＣＴのいずれのＤＣＴモードを実行するかを適応的に決定する。
【００１８】
算出式は、以下の式（１）、（２）である。式（１）のＶａｒ１は、フレーム内で垂直方向に隣接した画素間差分値の自乗和を示しており、式（２）のＶａｒ２は、フィールド内で垂直方向に隣接した画素間差分値の自乗和を示している。なお、Ｖａｒ１が本発明でいうフレーム相関情報であり、Ｖａｒ２がフィールド相関情報である。
【００１９】
【数１】
2005051276.tif 000003
【００２０】
【数２】
2005051276.tif 000004
ここで、ｕは水平方向、ｖは垂直方向を意味し、また、Ｘ［ａ］［ｂ］は、垂直方向の座標値＝ａ、水平方向の座標値＝ｂに位置する画素の値を示している。
【００２１】
次に式（１）、（２）が示す内容について図を用いて説明する。図２はマクロブロックを示す図である。１つのマクロブロックは、１６ライン×１６画素で構成される。そして、水平方向にｕ、垂直方向にｖを設定し、マクロブロック内の座標の画素値をＸ［ａ］［ｂ］で表す。したがって、例えば、マクロブロックの左上端の画素値はＸ［０］［０］、右上端の画素値はＸ［０］［１５］、左下端の画素値はＸ［１５］［０］、右下端の画素値はＸ［１５］［１５］と表せる。
【００２２】
図３はフレーム相関情報Ｖａｒ１を説明するための図である。式（１）に対し、ｕ＝０、ｖ＝０の場合を考えると、Ｘ［２ｖ］［ｕ］＝Ｘ［０］［０］、Ｘ［２ｖ＋１］［ｕ］＝Ｘ［１］［０］、Ｘ［２ｖ＋２］［ｕ］＝Ｘ［２］［０］である。したがって、ｕ＝０、ｖ＝０の場合のＶａｒ１は、トップフィールドの第１ラインの画素値Ｘ［０］［０］及びボトムフィールドの第１ラインの画素値Ｘ［１］［０］の差分値ｈ１の自乗と、ボトムフィールドの第１ラインの画素値Ｘ［１］［０］とトップフィールドの第２ラインの画素値Ｘ［２］［０］の差分値ｈ２の自乗との和となる。以降同様にして計算していく（ｕ＝０〜１５、ｖ＝０〜６の範囲で求めていく）。
【００２３】
図４はフィールド相関情報Ｖａｒ２を説明するための図である。式（２）に対し、ｕ＝０、ｖ＝０の場合を考えると、Ｘ［２ｖ］［ｕ］＝Ｘ［０］［０］、Ｘ［２ｖ＋２］［ｕ］＝Ｘ［２］［０］、Ｘ［２ｖ＋１］［ｕ］＝Ｘ［１］［０］、Ｘ［２ｖ＋３］［ｕ］＝Ｘ［３］［０］である。したがって、ｕ＝０、ｖ＝０の場合のＶａｒ２は、トップフィールドの第１ラインの画素値Ｘ［０］［０］及びトップフィールドの第２ラインの画素値Ｘ［２］［０］の差分値Ｈ１の自乗と、ボトムフィールドの第１ラインの画素値Ｘ［１］［０］とボトムフィールドの第２ラインの画素値Ｘ［３］［０］の差分値Ｈ２の自乗との和となる。以降同様にして計算していく（ｕ＝０〜１５、ｖ＝０〜６の範囲で求めていく）。
【００２４】
そして、このように算出したＶａｒ１、Ｖａｒ２に重み付けを行って、ＤＣＴモードを判定する。重み付けを行った判定式は、以下の式（３）である。なお、ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数である。
【００２５】
【数３】
ａ×Ｖａｒ１＋ｂ＞ｃ×Ｖａｒ２＋ｄ                            …（３）
ここで、式（３）を満たす場合には、符号化対象のマクロブロックは、フィールド相関が強く、動きの激しいマクロブロックであると認識して、フィールドＤＣＴを選択する。また、式（３）を満たさない場合には、符号化対象のマクロブロックは、フレーム相関が強く、動きの少ないマクロブロックであると認識して、フレームＤＣＴを選択する。
【００２６】
このように、本発明では、フレーム及びフィールドに対する相関を単純に比較するのではなく、重み付けを行った互いの相関情報を比較することで、ＤＣＴモードを判定している。なお、式（３）の定数ａ、ｂ、ｃ、ｄの値は、固定的に決めてもよいし、入力画像に応じて可変的に設定してもよい。
【００２７】
図５は判定式をグラフで示した場合の図である。縦軸にＶａｒ１、横軸にＶａｒ２をとる。本発明の判定式を、Ｖａｒ１＝Ａ・Ｖａｒ２＋Ｂとした場合、図の位置に示される（ただし、Ａ＝ｃ／ａ、Ｂ＝（ｄ−ｂ）／ａ）。
【００２８】
また、図からＶａｒ１＝Ｖａｒ２を境にして、Ｖａｒ１＝Ｖａｒ２の上方（Ｖａｒ１＞Ｖａｒ２）へ行けば行くほど動きの激しいブロックが存在し、下方（Ｖａｒ１＜Ｖａｒ２）に行けば行くほど動きの少ないブロックが存在する。また、一般には、Ｖａｒ１＝Ｖａｒ２の近傍に、画像信号の多くのブロックが分布する（ブロック群ＢＬとする）。
【００２９】
ここで、このＶａｒ１＝Ｖａｒ２をＤＣＴモードの判定に用いた場合を考える。Ｖａｒ１＝Ｖａｒ２にもとづいて、ＤＣＴモードを判定すると、ダビングやカスケード接続において、同一ブロックに対するＤＣＴモードの反転が生じて、画質劣化する可能性が高い。
【００３０】
例えば、最初にＶａｒ１＝Ｖａｒ２の下方に位置していたブロックｂＬ１に対して、１回目の符号化では、フレームＤＣＴが選択されることになる。ところが、複数回ダビングを繰り返した場合、ダビングによる歪みが加わることで、ブロックｂＬ１の位置がＶａｒ１＝Ｖａｒ２の上方に位置してしまう可能性がある。
【００３１】
すると、ＤＣＴモードの反転が生じ、同一ブロックに対して、最初に施した符号化とは異なるフィールドＤＣＴが、このときには選択されてしまう。このように、Ｖａｒ１＝Ｖａｒ２にもとづいて判定すると、ダビングやカスケード接続に対し、ＤＣＴモードの反転が生じやすい。
【００３２】
一方、図のような位置に設定した本発明の判定式では、Ｖａｒ１＝Ｖａｒ２近傍にあったブロック群ＢＬは、判定式の下方に存在し、動きが顕著なブロックは判定式の上方に位置することになる。
【００３３】
したがって、動きが顕著なブロックには、フィールドＤＣＴが選択され、本発明の判定式より下のブロックには、フレームＤＣＴが選択されることになる。このように、本発明では、ブロックが密集していない箇所に境界線（Ｖａｒ１＝Ａ・Ｖａｒ２＋Ｂ）を設けて、ＤＣＴモードの判定を行うために、ダビングやカスケード接続において符号化歪みが加えられたとしても、ブロックが境界線を飛び越える可能性が少なくなる。これにより、同一ブロックに対するＤＣＴモードの反転を防止することができ、画質劣化の低減を図ることが可能になる。
【００３４】
ここで、実際にはＶａｒ１＝Ｖａｒ２近傍のブロックは、ほとんど動きのないブロックとみなしてよい。このため、ほとんど動きのないブロックからなるブロック群ＢＬをＶａｒ１＝Ｖａｒ２で境界付けて、ブロック群ＢＬの中のブロックに対してフィールドＤＣＴ／フレームＤＣＴを判定するよりも、本発明のようにブロック群ＢＬを動きのないブロックの集まりとする境界線（本発明の判定式）を設けて、ブロック群ＢＬにはフレームＤＣＴを選択するとした方が、ダビングやカスケード接続に対して、画質劣化の発生頻度を低下させることが可能になる。
【００３５】
次に本発明の画像処理方法をフローチャートを用いて説明する。図６は本発明の画像処理方法のフローチャートを示す図である。
〔Ｓ１〕画像信号の同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、ブロックのフレーム相関情報Ｖａｒ１またはフィールド相関情報Ｖａｒ２の少なくとも一方に重み付けを行う。
〔Ｓ２〕上述した式（３）の判定式にもとづいて、フレームＤＣＴまたはフィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御する。式（３）を満たす場合にはステップＳ３へ、式（３）を満たさない場合にはステップＳ４へ行く。
〔Ｓ３〕ブロックに対して、フィールドＤＣＴの符号化を行う。
〔Ｓ４〕ブロックに対して、フレームドＤＣＴの符号化を行う。
【００３６】
次に本発明を適用したビデオ装置について説明する。図７はビデオ装置の構成を示す図である。ＭＰＥＧ−ＶＴＲを対象にしたビデオ装置１００は、記録系及び再生系の機能を有している。
【００３７】
まず、記録系について説明する。ビデオ信号入力部１１１は、映像と音声が多重化されたシリアルのビデオ信号Ｄ１ｉｎをパラレルに変換し、かつ映像信号Ｖｉｎとオーディオ信号Ａｕｉｎとを分離して出力する。また、入力の位相基準である同期信号Ｓｙｎｃをタイミングジェネレータ１１２へ出力する。
【００３８】
タイミングジェネレータ１１２は、外部からの基準信号ＲＥＦｉｎまたは同期信号Ｓｙｎｃのどちらか指定された基準信号にもとづいて、装置に必要なタイミングパルスを生成して各構成部へ出力する。
【００３９】
ＭＰＥＧエンコーダ１１３は、本発明の画像処理装置１０または画像処理方法の機能を含む構成部である（ＭＰＥＧエンコーダ１１３の詳細構成は図８で後述する）。ＭＰＥＧエンコーダ１１３は、入力された映像信号Ｖｉｎを、符号化によりデータ圧縮して、ＭＰＥＧ  Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ＳｔｒｅａｍであるＭＰＥＧストリームＳｒ１を生成する。
【００４０】
また、ＭＰＥＧ−ＶＴＲでは、オーディオ信号は、非圧縮データとして扱っている。このため、ディレイ１１４は、入力されたオーディオ信号Ａｕｉｎを非圧縮データのままで、ＭＰＥＧエンコーダ１１３でのビデオ系の遅延に合わせるためのディレイラインの働きをしている。
【００４１】
一方、ビデオ装置１００には、ビデオ信号Ｄ１ｉｎとは別に、外部からＭＰＥＧ  Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｓｔｒｅａｍを入力することも可能である。このため圧縮ストリーム入力部１１６では、ＭＰＥＧ  Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｓｔｒｅａｍと音声信号とが多重化された圧縮ストリームＤ２ｉｎの入力インタフェース制御を行う。そして、分離制御を行って、ＭＰＥＧストリームＳｒ２と、オーディオ信号Ａｕ２とを出力する。
【００４２】
ＭＰＥＧ／ＶＴＲコンバータ１１５は、ＭＰＥＧストリームＳｒ１、Ｓｒ２のいずれかのストリームをＶＴＲに特化したフォーマットに変換して、ＶＴＲ信号Ｖ１を生成する。
【００４３】
誤り訂正符号化部１１７は、ビデオ装置１００がビデオ信号Ｄ１ｉｎを受信している場合は、ディレイ１１４で遅延されたオーディオ信号Ａｕ１と、ＭＰＥＧストリームＳｒ１から生成されたＶＴＲ信号Ｖ１との誤り訂正符号化処理を行う。また、ビデオ装置１００が圧縮ストリームＤ２ｉｎを受信している場合は、圧縮ストリーム入力部１１６の出力であるオーディオ信号Ａｕ２と、ＭＰＥＧストリームＳｒ２から生成されたＶＴＲ信号Ｖ１との誤り訂正符号化処理を行う。
【００４４】
エコライザ１２１は、誤り訂正符号化部１１７からの記録信号ＲＥＣ１に位相等化を実行して，記録信号ＲＥＣ２を生成する。記録信号ＲＥＣ２は、ＤＲＵＭ１２２に搭載された記録ヘッドを通じてテープ１２３に記録される。
【００４５】
次に再生系について説明する。ＤＲＵＭ１２２に搭載された再生ヘッドを通じて、テープ１２３で記録された再生信号ＰＢ１がエコライザ１２１に入力される。エコライザ１２１は、入力された再生信号ＰＢ１に位相等化を実行し、再生信号ＰＢ２を生成する。
【００４６】
誤り訂正復号化部１３１は、再生信号ＰＢ２に誤り訂正復号化を実行する。そして、ＶＴＲに適したフォーマットで圧縮されている映像再生信号ＰＢａと、非圧縮の再生オーディオ信号ＰＢｂと、再生不可能な場所を指示する指示信号ＥＲＲを出力する。
【００４７】
ＶＴＲ／ＭＰＥＧコンバータ１３２は、指示信号ＥＲＲにもとづいて、映像再生信号ＰＢａをＭＰＥＧ  Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ＳｔｒｅａｍであるＭＰＥＧストリームＳｒ３  に戻す。
【００４８】
ＭＰＥＧデコーダ１３３は、ＭＰＥＧストリームＳｒ３を復号化して、元の信号に戻して映像信号Ｖｏｕｔを生成する。ディレイ１３４は、入力されたオーディオ信号ＰＢｂと映像信号Ｖｏｕｔとのタイミング調整を行う。ビデオ信号出力部１３５は、ディレイ１３４で遅延されたオーディオ信号Ａｕｏｕｔと映像信号Ｖｏｕｔとを多重化し、パラレルからシリアルに変換して、ビデオ信号Ｄ１ｏｕｔを出力する。
【００４９】
圧縮ストリーム出力部１３６は、圧縮ストリーム入力部１１６に対応した出力部であり、ＭＰＥＧストリームＳｒ３とオーディオ信号ＰＢｂとを多重化して、パラレルからシリアルに変換して、圧縮ストリームＤ２ｏｕｔを出力する。
【００５０】
また、システムコントロール部１４１は、ビデオ装置１００全体のシステム制御を行う（ＣＰＵに該当する）。サーボ部１４２は、システムコントロール部１４１と連携をとりながら、テープ１２３等を駆動するためのサーボ系統の制御を行う。
【００５１】
次にＭＰＥＧエンコーダ１１３について説明する。図８はＭＰＥＧエンコーダ１１３の構成を示す図である。ＭＰＥＧエンコーダ１１３は、ブロッキング部１１３ａ、ディレイ１１３ｂ、ＤＣＴモード判定部１１３ｃ（符号化制御手段１３に該当）、ＤＣＴ部１１３ｄ（フレームＤＣＴ手段１１、フィールドＤＣＴ手段１２に該当）、量子化部１１３ｅ、可変長符号化部１１３ｆから構成される。
【００５２】
ブロッキング部１１３ａは、入力画像信号をブロック（マクロブロック）単位に分割する。ＤＣＴモード判定部１１３ｃは、ブロック化された画像信号に対し、フィールドＤＣＴ、フレームＤＣＴのいずれのＤＣＴモードを選択するかの本発明の判定制御を行う。ＤＣＴ部１１３ｄは、ディレイ１１３ｂにより遅延させたブロックに対し、ＤＣＴモード判定部１１３ｃで選択されたＤＣＴモードにもとづいて、ＤＣＴ演算を行う。
【００５３】
量子化部１１３ｅは、ＤＣＴ部１１３ｄにより演算された係数を量子化する。
可変長符号化部１１３ｆは、量子化された代表値に可変長符号化を行い、圧縮されたストリームを生成し出力する。
【００５４】
次にビデオ装置１００で高速再生及び高速逆再生（シャトルモード）を行った場合を例にして本発明の効果について以降説明する。ビデオ信号を記録する記録媒体としては、磁気テープが一般に用いられている。磁気テープへのビデオ信号記録は、回転するドラム上に設けられた磁気ヘッド（回転ヘッド）によって、テープの走行方法に対して斜めに傾斜した、ヘリカルトラックが形成されることによってなされる。また、再生時には、回転ヘッドによって、記録時に形成されたヘリカルトラックが正確にトレースされる。
【００５５】
一方、再生時に、テープの走行速度を記録時の速度よりも高速にすることで、例えば２倍速、３倍速、あるいはサーチなどの再生を行うことができる。この場合、回転ヘッドのテープ上でのトレース角がヘリカルトラックの傾き角度とは異なってくる。そのため、ヘリカルトラックに記録された信号のすべてをトレースすることができなくなる。すなわち、高速再生時には、各ヘリカルトラックの一部を走査するような再生が行われる。
【００５６】
ＭＰＥＧ−ＶＴＲを対象にしたビデオ装置１００では、このような高速再生やシャッフリングを考慮して、データをパッキングして記録する。パッキングとは、異なる長さのストリームを固定枠に当てはめることをいう。すなわち、ＭＰＥＧエンコーダ１１３により作成されるストリームは、可変長符号化されているためマクロブロック毎の長さが異なっている。したがって、この異なるストリームを固定枠に当てはめるパッキング操作を行ってデータを記録する。
【００５７】
図９、図１０はパッキングの概要を示す図である。ここでは、８マクロブロックを固定枠に当てはめる例を示す。また、それぞれのマクロブロックに＃１〜＃８の番号を付ける。
【００５８】
可変長符号化によって、図９に示されるように、８マクロブロックは、互いに長さが異なっている。この例では、固定枠である１シンクブロックの長さと比較して、マクロブロック＃１のデータ、＃３のデータ、＃６のデータがそれぞれ長く、マクロブロック＃２のデータ、＃５のデータ、＃７のデータ及び＃８のデータがそれぞれ短い。またマクロブロック＃４のデータは、１シンクブロックと等しい長さである。
【００５９】
パッキング処理によって、マクロブロックが１シンクブロック長の固定長枠に流し込まれ、１フレーム期間で発生したデータ全体が固定長化される。したがって、１シンクブロックと比較して長いマクロブロックは、シンクブロック長に対応する位置で分割される。分割されたマクロブロックのうち、シンクブロック長からはみ出た部分は、先頭から順に余った領域に、すなわち、長さがシンクブロック長に満たないマクロブロックの後ろに、詰め込まれる。
【００６０】
図１０では、マクロブロック＃１のシンクブロック長からはみ出た部分が、まず、マクロブロック＃２の後ろに詰め込まれ、そこがシンクブロックの長さに達すると、マクロブロック＃５の後ろに詰め込まれる。
【００６１】
次にマクロブロック＃３のシンクブロック長からはみ出た部分が、マクロブロック＃７の後ろに詰め込まれる。さらに、マクロブロック＃６のシンクブロック長からはみ出た部分が、マクロブロック＃７の後ろに詰め込まれ、さらに、はみ出た部分がマクロブロック＃８の後ろに詰め込まれる。こうして、各マクロブロックがシンクブロック長の固定枠に対してパッキングされる。
【００６２】
また、先に説明した高速再生は、ヘリカルトラックに記録された信号のすべてをトレースすることができない。このため、パッキングされずに、シンクブロック長からはみ出たデータは、再生することができない（図９、１０では、シンクブロック長からはみ出たデータは、すべてパッキングされて再生可能な例を示している）。
【００６３】
一方、ＤＣＴモードをフィールドＤＣＴまたはフレームＤＣＴのいずれかに固定して符号化した場合について考える。例えば、フレームＤＣＴ固定にすると、時間的相関の強い動きの激しい画に対し、空間的相関が少ないため、多くのストリームが割り当てられ、その長さはシンクブロック長を大きく超えてしまう。
【００６４】
すると、シンクブロック長からはみ出るデータが多く存在することになり、パッキングによって固定長枠に入りきらない多くのデータ部分が切り捨てられてしまうことになる。また、シンクブロック長からはみ出たデータには、多くのＡＣ係数が含まれている。したがって、高速再生及び高速逆再生を行って、この部分が削除されると、画質劣化が発生してしまう。
【００６５】
また、フィールドＤＣＴ固定では、一般の画像に多い空間的相関の強い画に対し、符号化効率がフレームＤＣＴ固定より劣る。このため、高速再生及び高速逆再生だけでなく、通常の再生時においても画質劣化が生じてしまう。
【００６６】
さらに、ダビングや装置カスケード接続等により、同一ブロックに対し、ＤＣＴモードが反転してしまう場合に対しても、例えば、本来フィールドＤＣＴを対象とするブロックに、フレームＤＣＴが実行されてしまうと、シンクブロック長からはみ出るデータ数が多く出現してしまい、高速再生及び高速逆再生時において画質劣化が目立ってしまう。
【００６７】
このように、ＤＣＴモードをフィールドＤＣＴまたはフレームＤＣＴのいずれかに固定した場合や、ダビングや装置カスケード接続等により同一ブロックに対してＤＣＴモードが反転してしまう場合では、パッキング時に、シンクブロック長からはみ出るデータ数が増加してしまう。
【００６８】
一方、本発明では、同一ブロックに対して判定結果が一定になるように（ダビングや装置カスケード接続を行っても、ＤＣＴモードが反転しないように）、上述した判定制御にもとづいて適応的にＤＣＴモードを選択している。これにより、シンクブロック長からはみ出るデータ数を低減させることができるので、通常再生時だけでなく、高速再生、高速逆再生に対しても、画質の向上を図ることが可能になる。
【００６９】
なお、上記の説明では、フレーム、フィールドそれぞれに対して、ＤＣＴ演算を行う場合の適応切り替えについて説明したが、ＤＣＴ以外の直交変換や、その他の高能率符号化アルゴリズムを用いて、フレーム、フィールドそれぞれに対して切り替える符号化装置に対しても、本発明の符号化判定制御を適用することが可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像処理装置は、同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、ブロックのフレーム相関情報またはフィールド相関情報の少なくとも一方に重み付けを行って、フレームＤＣＴまたはフィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御する構成とした。これにより、同一ブロックに対するＤＣＴモードの反転を防止することができ、画質劣化の低減を図ることが可能になる。
【００７１】
また、本発明の画像処理方法は、同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、ブロックのフレーム相関情報またはフィールド相関情報の少なくとも一方に重み付けを行って、フレームＤＣＴまたはフィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御することとした。これにより、同一ブロックに対するＤＣＴモードの反転を防止することができ、画質劣化の低減を図ることが可能になる。
【００７２】
さらに、本発明のビデオ装置は、同一ブロックに対して、判定結果が一定になるように、ブロックのフレーム相関情報またはフィールド相関情報の少なくとも一方に重み付けを行って、フレームＤＣＴまたはフィールドＤＣＴのいずれの符号化を行うかを適応的に判定制御する構成とした。これにより、同一ブロックに対するＤＣＴモードの反転を防止することができるので、画質劣化が低減し、高品質なディジタルＶＴＲ制御が実現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置の原理図である。
【図２】マクロブロックを示す図である。
【図３】フレーム相関情報Ｖａｒ１を説明するための図である。
【図４】フィールド相関情報Ｖａｒ２を説明するための図である。
【図５】判定式をグラフで示した場合の図である。
【図６】本発明の画像処理方法のフローチャートを示す図である。
【図７】ビデオ装置の構成を示す図である。
【図８】ＭＰＥＧエンコーダの構成を示す図である。
【図９】パッキングの概要を示す図である。
【図１０】パッキングの概要を示す図である。
【符号の説明】
１０…画像処理装置、１１…フレームＤＣＴ手段、１２…フィールドＤＣＴ手段、１３…符号化判定手段、ｂＬ…ブロック、Ｇ…１回目の符号化画像、Ｇａ…従来のＮ回目の符号化画像、Ｇｂ…本発明のＮ回目の符号化画像。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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