(57)【要約】【課題】放送番組データのような動画像データを十分に良好な画質で録画することが可能な録画装置を実現する。【解決手段】録画装置１１は、２つのチューナ部１３，１４によって同一の放送番組データを並行して入力する。画質評価部１８は、評価用のエンコーダ１７によって圧縮符号化された録画対象の動画像データをデコードすることによって得られる復号画像とバッファ１５に保持されている録画対象の動画像データとをフレーム毎に比較することによって、エンコーダ１７によって圧縮符号化された録画対象の動画像データの画質を評価し、当該評価結果に基づいて録画用エンコーダ１６に設定すべき符号化パラメタを調整する。【選択図】図１
2007036604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
録画対象の動画像データを並行してそれぞれ入力する第１および第２の入力部と、
前記第１の入力部に接続され、前記第１の入力部によって入力される前記録画対象の動画像データを圧縮符号化する第１のエンコーダと、
前記第２の入力部に接続され、前記第２の入力部によって入力される前記録画対象の動画像データを一時的に保持するバッファと、
前記バッファを介して入力される前記録画対象の動画像データを圧縮符号化する第２のエンコーダと、
前記第２のエンコーダによって圧縮符号化された前記録画対象の動画像データを記憶メディアに格納する記憶装置と、
前記第１のエンコーダによって圧縮符号化された前記録画対象の動画像データをデコードすることによって得られる復号画像と前記バッファに保持されている前記録画対象の動画像データとをフレーム毎に比較することによって、前記第１のエンコーダによって圧縮符号化された前記録画対象の動画像データの画質を評価し、当該評価結果に基づいて前記第２のエンコーダに設定すべき符号化パラメタを調整する制御手段とを具備することを特徴とする録画装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記圧縮符号化された録画対象の動画像データの画質を、各フレームを構成する複数のブロックの各々について評価し、前記ブロック毎に前記符号化パラメタを調整する手段を含むことを特徴とする請求項１記載の録画装置。
【請求項３】
前記符号化パラメタは、前記複数のブロックそれぞれに対する割り当て符号量を示すことを特徴とする請求項２記載の録画装置。
【請求項４】
前記符号化パラメタは、前記複数のブロックそれぞれに対する量子化パラメタを示すことを特徴とする請求項２記載の録画装置。
【請求項５】
前記第１および第２の入力部の各々は、指定されたチャンネルの放送番組データを受信するチューナ部を含むことを特徴とする請求項１記載の録画装置。
【請求項６】
動画像データをそれぞれ入力する第１および第２の入力部と、前記第１および第２の入力部によって入力される動画像データをそれぞれ圧縮符号化する第１および第２のエンコーダとを含む録画装置の動作を制御する録画制御方法であって、
前記第１および第２の入力部によって録画対象の動画像データを並行してそれぞれ入力するステップと、
前記第１の入力部によって入力される前記録画対象の動画像データを圧縮符号化する処理を前記第１のエンコーダによって実行するステップと、
前記第２の入力部よって入力される前記録画対象の動画像データをバッファを介して前記第２のエンコーダに入力して、前記第２の入力部よって入力される前記録画対象の動画像データを圧縮符号化する処理を前記第２のエンコーダによって実行するステップと、
前記第２のエンコーダによって圧縮符号化された前記録画対象の動画像データを記憶メディアに格納するステップと、
前記第１のエンコーダによって圧縮符号化された前記録画対象の動画像データをデコードすることによって得られる復号画像と前記バッファに保持されている前記録画対象の動画像データとをフレーム毎に比較することによって、前記第１のエンコーダによって圧縮符号化された前記録画対象の動画像データの画質を評価し、当該評価結果に基づいて前記第２のエンコーダに設定すべき符号化パラメタを調整する制御ステップとを具備することを特徴とする録画制御方法。
【請求項７】
前記制御ステップは、前記圧縮符号化された録画対象の動画像データの画質を、各フレームを構成する複数のブロックの各々について評価し、前記ブロック毎に前記符号化パラメタを調整するステップを含むことを特徴とする請求項６記載の録画制御方法。
【請求項８】
前記符号化パラメタは、前記複数のブロックそれぞれに対する割り当て符号量を示すことを特徴とする請求項７記載の録画制御方法。
【請求項９】
前記符号化パラメタは、前記複数のブロックそれぞれに対する量子化パラメタを示すことを特徴とする請求項７記載の録画制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像データを記録するための録画装置および同装置に適用される録画制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放送番組データのような動画像データを記録するための録画装置が種々開発されている。この録画装置においては、ＴＶチューナのような動画像入力部が設けられている。動画像入力部によって入力された動画像データは、エンコーダによって圧縮符号化された後にハードディスクドライブや光ディスクなどに格納される。
【０００３】
動画像データの圧縮符号化は、例えばＭＰＥＧ２のような符号化方式を用いて実行される。この場合、動画像データの圧縮符号化は、量子化パラメタ、動きベクトル探索範囲などの符号化パラメタに従って実行される。
【０００４】
また、最近では、ＴＶチューナを複数備えた録画装置も開発されている（例えば、特許文献１参照。）。この録画装置においては、異なる複数のチャンネルの放送番組データを同時に録画することができる。
【特許文献１】特開２００３−１５８７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一般に、全てのＴＶチューナが同時に使用されることは希である。このため、使用されずに空いているＴＶチューナを有効活用するための新たな機能を実現することが望まれている。
【０００６】
また、一般に、個々の動画像データ毎に、圧縮符号化処理に使用すべき最適な符号化パラメタは異なる。このため、録画対象の放送番組データによっては、圧縮歪みの多い、低画質のデータが記録されてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、放送番組データのような動画像データを十分に良好な画質で録画することが可能な録画装置および録画制御方法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】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明の録画装置は、録画対象の動画像データを並行してそれぞれ入力する第１および第２の入力部と、前記第１の入力部に接続され、前記第１の入力部によって入力される前記録画対象の動画像データを圧縮符号化する第１のエンコーダと、前記第２の入力部に接続され、前記第２の入力部によって入力される前記録画対象の動画像データを一時的に保持するバッファと、前記バッファを介して入力される前記録画対象の動画像データを圧縮符号化する第２のエンコーダと、前記第２のエンコーダによって圧縮符号化された前記録画対象の動画像データを記憶メディアに格納する記憶装置と、前記第１のエンコーダによって圧縮符号化された前記録画対象の動画像データをデコードすることによって得られる復号画像と前記バッファに保持されている前記録画対象の動画像データとをフレーム毎に比較することによって、前記第１のエンコーダによって圧縮符号化された前記録画対象の動画像データの画質を評価し、当該評価結果に基づいて前記第２のエンコーダに設定すべき符号化パラメタを調整する制御手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放送番組データのような動画像データを十分に良好な画質で録画することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。  
図１には、本発明の一実施形態に係る録画装置の基本構成が示されている。この録画装置１１は、放送番組データのような動画像データを圧縮符号化して記録するビデオレコーダとして実現されている。この録画装置１１は、アナログＴＶ放送信号のようなＴＶ放送信号をそれぞれ受信及び選局可能な２つのチューナ部１３，１４を動画像データ入力部として備えている。さらに、録画装置１１は、２つのチューナ部１３，１４それぞれに対応する２つのエンコーダ１６，１７と、ＨＤＤまたはＤＶＤドライブのような記憶装置１９とを備えている。
【００１１】
エンコーダ１６は、チューナ部１３によって受信された放送番組データをＭＰＥＧ２のような符号化方式で圧縮符号化する。またエンコーダ１７は、チューナ部１４によって受信された放送番組データをＭＰＥＧ２のような符号化方式で圧縮符号化する。これらチューナ部１３，１４およびエンコーダ１６，１７を利用することにより、ユーザによって指定された２つの異なるチャンネルそれぞれの放送番組データを同時に録画することができる。この場合、２つの放送番組データはそれぞれ圧縮符号化された後に記憶装置１９の記憶メディア（ＨＤＤまたはＤＶＤ等）に格納される。
【００１２】
本実施形態においては、チューナ部１３，１４およびエンコーダ１６，１７の内、使用されていない片方のチューナ部とエンコーダとを用いて録画対象放送番組の評価用エンコードを実行し、これによって録画対象放送番組の圧縮符号化に使用される符号化パラメタを最適化する。
【００１３】
そのために、録画装置１１は、バッファ１５および画質評価部１８を備えている。バッファ１５は、本来の録画に使用するチューナ部１３から入力される放送番組データを一時的に保持するために使用される。この録画用のバッファ１５により、エンコーダ１６への放送番組データの入力は、エンコーダ１７への放送番組データの入力タイミングよりも一定時間遅れた状態となる。エンコーダ１６およびエンコーダ１７の各々は、所定の符号化パラメタに従って録画対象の放送番組データに含まれる動画像データを圧縮符号化する。符号化パラメタは、基本的には、フレーム毎またはブロック毎の発生符号量を規定するためのパラメタである。画質評価部１８は、エンコーダ１７によって圧縮符号化された録画対象の動画像データをデコードすることによって得られる復号画像とバッファ１５に保持されている録画対象の動画像データとをフレーム毎に比較することによって、エンコーダ１７によって圧縮符号化された録画対象の動画像データの画質を評価し、当該評価結果に基づいてエンコーダ１６に設定すべき符号化パラメタを調整する。このようにして、エンコーダ１６には、エンコーダ１７による評価用エンコードの結果に基づいて最適化された符号化パラメタが設定される。
【００１４】
図２には、画質評価処理の例が示されている。
【００１５】
録画開始時には、録画用に使用すべきチューナ部とエンコーダだけでなく、空きチューナ部によって録画チャンネルを選局し、同時に２つの系統で放送番組データの入力を開始する。すなわち、録画用のチューナ部と評価用のチューナ部によって録画対象の同一の放送番組データが並行して入力される。そして、評価用チューナ部とエンコーダとで得られたエンコード済み映像と、録画用チューナ部で得られた元映像とが比較され、録画用エンコーダの符号化パラメタのチューニングが実行される。そのため、録画用チューナ部から得られた映像は一時的にバッファリングされ、リアルタイムより少し遅れてエンコード処理が行われる。
【００１６】
録画中に評価用チューナを別の番組の録画に使用する必要が出てきた場合は、符号化パラメタの最適化をやめて通常の録画動作に移行する。これにより、評価用チューナ部を通常の録画用途に切り替えることが出来る。また、録画途中で片方のチューナ部が未使用となった場合は、符号化パラメタの最適化処理が再開される。
【００１７】
図３には、録画装置１１の具体的なハードウェア構成の例が示されている。
【００１８】
録画装置１１は、ＴＶチューナモジュール１０１、映像キャプチャ部１０２、音声キャプチャ部１０３、ＭＰＥＧ−２エンコーダ１０４、ＤＲＡＭ１０４ａ、ＡＣ−３／ＬＰＣＭエンコーダ１０５、ＴＶチューナモジュール２０１、映像キャプチャ部２０２、音声キャプチャ部２０３、ＭＰＥＧ−２エンコーダ２０４、ＤＲＡＭ２０４ａ、ＡＣ−３／ＬＰＣＭエンコーダ２０５、ＣＰＵ３０１、ＤＲＡＭ３０２、ＡＴＡコントローラ３０３、ＤＶＤ−ＲＡＭドライブ３０４、ＨＤＤ３０５、ユーザインタフェース３０６、ＭＰＥＧ−２デコーダ３０７、ＡＣ３／ＬＰＣＭデコーダ３０８、映像出力部３０９、音声出力部３１０、映像出力端子３１１、および音声出力端子３１２を備えている。
【００１９】
ＴＶチューナモジュール１０１、映像キャプチャ部１０２、および音声キャプチャ部１０３は、放送番組データを入力するための第１の入力部１００として機能する。ＴＶチューナモジュール１０１はアンテナ１２に接続されており、ＣＰＵ３０１によって指定されたチャンネルの放送番組データを受信する。ＴＶチューナモジュール１０１によって受信された放送番組データに含まれる映像信号は映像キャプチャ部１０２に送られ、そこでアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された映像信号はＭＰＥＧ−２エンコーダ１０４に送られ、そこで圧縮符号化される。この圧縮符号化処理は、ＤＲＡＭ１０４ａ上で実行される。ＴＶチューナモジュール１０１によって受信された放送番組データに含まれる音声信号は音声キャプチャ部１０３に送られ、そこでアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された音声信号はＡＣ−３／ＬＰＣＭエンコーダ１０５に送られ、そこでＡＣ−３またはＬＰＣＭ形式で圧縮符号化される。
【００２０】
ＴＶチューナモジュール２０１、映像キャプチャ部２０２、および音声キャプチャ部２０３は、放送番組データを入力するための第２の入力部２００として機能する。ＴＶチューナモジュール２０１はアンテナ１２に接続されており、ＣＰＵ３０１によって指定されたチャンネルの放送番組データを受信する。ＴＶチューナモジュール２０１によって受信された放送番組データに含まれる映像信号は映像キャプチャ部２０２に送られ、そこでアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された映像信号はＭＰＥＧ−２エンコーダ２０４に送られ、そこで圧縮符号化される。この圧縮符号化処理は、ＤＲＡＭ２０４ａ上で実行される。ＴＶチューナモジュール２０１によって受信された放送番組データに含まれる音声信号は音声キャプチャ部２０３に送られ、そこでアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された音声信号はＡＣ−３／ＬＰＣＭエンコーダ２０５に送られ、そこでＡＣ−３またはＬＰＣＭ形式で圧縮符号化される。
【００２１】
例えば入力部２００およびＭＰＥＧ−２エンコーダ２０４を用いて評価用エンコードを行う場合には、録画対象の動画像データが第１および第２の入力部１００，２００によってそれぞれ並行して入力される。この場合、ＤＲＡＭ１０４ａが入力部１００によって入力された放送番組データに含まれる動画像データを一時的に保持するための上述の録画用バッファ１５として用いられる。すなわち、第２の入力部２００によって入力された動画像データは即座にＭＰＥＧ−２エンコーダ２０４に送られるが、第１の入力部１００によって入力された動画像データはＤＲＡＭ１０４ａによって一定時間遅延された後にＭＰＥＧ−２エンコーダ１０４に送られる。
【００２２】
一方、入力部１００およびＭＰＥＧ−２エンコーダ１０４を用いて評価用エンコードを行う場合には、ＤＲＡＭ２０４ａが入力部２００によって入力された放送番組データに含まれる動画像データを一時的に保持するための上述の録画用バッファ１５として用いられることになる。
【００２３】
ＣＰＵ３０１は録画装置１１の動作を制御するプロセッサであり、上述の画質評価部１８として機能する。ＭＰＥＧ−２エンコーダ１０４または２０４による圧縮符号化処理においては、圧縮符号化されたフレームをデコードするための処理も実行される。デコードにより得られる復号画像は、次のフレームを符号化するための参照画像として用いられる。このため、画質評価処理においては、ＣＰＵ３０１は、評価用エンコーダ（ＭＰＥＧ−２エンコーダ１０４または２０４）によって得られる復号画像を用いて、圧縮符号化される前の元画像との比較を実行することができる。もちろん、圧縮符号化された動画像データをデコードすることにより得られる復号画像をソフトウェアデコード処理によって、またはＭＰＥＧ−２デコーダ３０７を用いて生成してもよい。また、画質評価部１８を専用のハードウェアによって実現してもよい。
【００２４】
ＤＲＡＭ３０２は、主記憶として使用される。ＡＴＡコントローラ３０３は、ＤＶＤ−ＲＡＭドライブ３０４およびＨＤＤ３０５を制御する。
【００２５】
ＭＰＥＧ−２デコーダ３０７、ＡＣ３／ＬＰＣＭデコーダ３０８、映像出力部３０９、音声出力部３１０、映像出力端子３１１、および音声出力端子３１２は、記録された放送番組データを再生するための部分である。ＭＰＥＧ−２デコーダ３０７は圧縮符号化された動画像データをデコードする。デコードされた動画像データは映像出力部３０９を介して映像出力端子３１１から外部に出力される。
【００２６】
次に、図４を参照して、画質評価処理の具体的な手順の例について説明する。
【００２７】
圧縮符号化されたエンコード画像の画質評価は、例えば、各フレームを構成する複数のブロック（例えばマクロブロック）の各々について実行される。この場合、画質評価は、ＰＳＮＲ（Peak Signal to Noise Ratio）を算出することによって実行することができる。ＰＳＮＲは、画像を圧縮符号化する際に、画像がどの程度劣化するかを図る尺度である。本実施形態では、元画像と圧縮符号化された画像の復号画像とをフレーム毎に画素単位で比較することで、マクロブロックのようなブロック毎に符号化誤差（歪みの発生する比率）をＰＳＮＲとして算出する。この場合、ＰＳＮＲは、輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ，Ｖの３つの各平面に対して個々に算出される。１つのフレームを構成するＹ、Ｕ，Ｖの各平面に対してブロック毎に算出されたＰＳＮＲに基づき、Ｙ、Ｕ，Ｖの各平面毎に、量子化パラメタのような、各マクロブロックに割り当てるべき符号量に関する符号化パラメタが最適化される。
【００２８】
一般には、動きのある領域やオブジェクトが存在する領域については、符号化誤差（以下、ノイズという）は比較的大きくなり、一方、静止領域やオブジェクトが存在しない領域については、ノイズは比較的小さくなる。画質評価処理においては、ノイズの小さいブロックに対する符号量の割り当てが小さくなり、ノイズの大きいブロックに対する符号量の割り当てがより大きくなるように、符号化パラメタが調整される。
【００２９】
例えば、図４に示すように、フレームの両側のブロック群のノイズが小さく、中央のブロック群のノイズが大きい場合には、中央のブロック群に対して多くの符号量が割り当てられるように、各マクロブロックに対する量子化パラメタが図５のように変更される。これにより、動きのある領域やオブジェクトが存在する領域により多くの符号量を割り当てることが可能となり、圧縮符号化された画像の画質を向上させることが可能となる。
【００３０】
評価用エンコーダに対しては、例えば全てのブロックに均等に符号量を割り当てる符号化パラメタが基準符号化ラメタとして設定される。そして、各ブロックの画質評価結果と基準符号化ラメタとに基づいて、録画用エンコーダに設定すべき符号化ラメタが最適化される。なお、評価用エンコーダに設定される基準符号化ラメタは常に固定にしても良いが、最適化された符号化パラメタを評価用エンコーダおよび録画用エンコーダの双方に設定して、評価用エンコーダの符号化パラメタと録画用エンコーダの符号化パラメタとを常に同一に設定するようにしてもよい。
【００３１】
次に、図６のフローチャートを参照して、録画処理のための手順を説明する。
【００３２】
ＣＰＵ３０１は、２つのＴＶチューナモジュール１０１，２０１の中から、録画用チューナを選択し、その録画用チューナに対して受信すべきチャンネルを指示する（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。次いで、ＣＰＵ３０１は、未使用の空きチューナを検索し、空きチューナがあるか否かを判別する（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。
【００３３】
空きチューナが無い場合には、ＣＰＵ３０１は、録画用チューナに対応するエンコーダを初期化した後に、通常の録画処理を開始する（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。
【００３４】
一方、空きチューナが存在する場合には、ＣＰＵ３０１は、空きチューナを評価用チューナとして選択し、その空きチューナに対して、録画用チューナに指示したチャンネルと同一のチャンネルを受信すべきチャンネルとして指示する（ステップＳ１０８，Ｓ１０９）。この後、ＣＰＵ３０１は、録画用チューナに対応するエンコーダの初期化、録画用バッファの初期化、評価用チューナに対応するエンコーダの初期化を実行する（ステップＳ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１１２）。画質評価部１８が専用のハードウェアによって実現されている場合には、ＣＰＵ３０１は、そのハードウェアの初期化も実行する（ステップＳ１１３）。
【００３５】
この後、ＣＰＵ３０１は、録画用チューナによって受信される放送番組データのキャプチャおよびバッファリング動作と、評価用チューナによって受信される放送番組データのキャプチャおよびエンコード動作を開始する（ステップＳ１１４）。ＣＰＵ３０１は、評価用エンコーダによってエンコードされた画像の復号画像とバッファリングされた画像とをフレーム毎に比較することで、各フレーム毎に最適な符号化パラメタを算出し、その算出した符号化パラメタを録画用エンコーダに設定する（ステップＳ１１６，Ｓ１１７，Ｓ１１８）。そして、ＣＰＵ３０１は、録画用エンコーダによってエンコードされた画像をＨＤＤ３０５またはＤＶＤ−ＲＡＭドライブ３０４に出力する（ステップＳ１１９）。録画終了時間になるまで、ステップＳ１１６，Ｓ１１７，Ｓ１１８，Ｓ１１９の処理は繰り返し実行される。
【００３６】
録画終了時間になると（ステップＳ１１５のＹＥＳ）、録画用バッファに残っているデータが録画用エンコーダによってエンコードされた後に（ステップＳ１２０）、録画処理が終了される。
【００３７】
なお、本実施形態では、フレーム毎に符号化パラメタを最適化したが、数フレーム分の画質評価結果を累積し、その累積結果に基づいて、数フレーム分単位で符号化パラメタを最適化するようにしてもよい。この場合には、数フレーム分の画像データを録画用バッファに蓄積すればよい。
【００３８】
また、２組のＴＶチューナおよびエンコーダを持つ録画装置に限らず、外部機器からの動画像データをそれぞれキャプチャおよびエンコードする２つの入力系統を有する録画装置であれば、本実施形態の符号化パラメタ最適化処理を適用することができる。
【００３９】
また本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る録画装置の機能構成を示すブロック図。
【図２】図１の録画装置によって実行される画質評価処理を説明するための図。
【図３】図１の録画装置の具体的なハードウェア構成の例を示すブロック図。
【図４】図１の録画装置によって実行される画質評価処理の具体的な手順を説明するための図。
【図５】図４の画質評価処理によって最適化される符号化パラメタを説明するための図。
【図６】図１の録画装置によって実行される録画処理の手順を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００４１】
１１…録画装置、１３，１４…チューナ、１５…バッファ、１５，１７…エンコーダ、１８…画質評価部、１０１，２０１…ＴＶチューナモジュール、１０２，２０２…映像キャプチャ部、１０４，２０４…ＭＰＥＧ−２エンコーダ、３０１…ＣＰＵ、３０４…ＤＶＤ−ＲＡＭドライブ、３０５…ＨＤＤ。
【図１】
2007036604.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007036604.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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