(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）規格に基づき、入力画像信号を画像単位内予測符号化と画像単位間予測符号化の併用により、所定レートに帯域圧縮する画像符号化装置であって、
入力画像信号を帯域圧縮する符号化手段と、
前記符号化手段により帯域圧縮されたビットストリームを保持する記録手段と、
前記記録手段に記録されたビットストリームを伸長する復号化手段とを備え、
前記符号化手段は、複数シーケンスの各シーケンスの初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にして帯域圧縮することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記符号化手段は、シーケンスを複数の完結したＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅ）の各ＧＯＰの初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にして帯域圧縮することを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項３】
ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）規格に基づき、入力画像信号を画像単位内予測符号化と画像単位間予測符号化の併用により、所定レートに帯域圧縮する画像符号化方法であって、
入力画像信号を帯域圧縮して符号化し、
帯域圧縮されて符号化されたビットストリームを保持し、
保持されたビットストリームを伸長するものであり、
前記符号化の際、複数シーケンスの各シーケンスの初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にして帯域圧縮することを特徴とする画像符号化方法。
【請求項４】
前記符号化の際、シーケンスを複数の完結したＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅ）の各ＧＯＰの初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にして帯域圧縮することを特徴とする請求項３記載の画像符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＭＰＥＧ規格に基づき画像信号を帯域圧縮する画像符号化方法と、帯域圧縮されたビットストリームを編集する編集装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動画像の画像符号化方法は画質が改善され実用域に達してきた。しかし、映像信号を帯域圧縮すると情報量の多い映像の部分は伸長時に画質の劣化が著しくなるため、高画質化が求められている。
【０００３】
ビデオディスク等のディジタル信号処理の分野やディジタル放送の分野において、映像信号を高能率で符号化する事により映像ソフト及び装置を小規模化することが図られており、ＭＰＥＧ規格が設けられた。
【０００４】
以下に、従来の入力画像信号を帯域圧縮する画像符号化方法について説明する。
【０００５】
図７はこの従来の画像符号化方法のブロック図で、図８は従来の画像符号化方法により帯域圧縮されたビットストリームの模式図を示すものである。図７において、４１はフォーマット変換手段、４２はフレーム並べ替え手段、４３は動き補償手段、４４は２次元直行変換（以下ＤＣＴと略称する）手段、４５は量子化手段、４６は可変長符号化手段、４７は信号多重手段、４８はバッファ手段、４９はレート制御手段、５０は逆量子化手段、５１は逆ＤＣＴ手段、５２はフレーム蓄積及び予測手段である。
【０００６】
以上のように構成された従来の画像符号化方法について、以下その動作について説明する。
【０００７】
まず、入力されたＮＴＳＣ映像信号はフォーマット変換手段４１においてＳＩＦ（Ｓｏｕｒｃｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｆｏｒｍａｔ）形式の映像信号に変換され、フレーム並べ替え手段４２において処理を受ける順番にフレームの順番が並べ替えられた後に、動き補償手段４３に送られて動き補償処理をされる。動き補償処理を受けた映像信号はＤＣＴ手段４４により空間的冗長度を減少させるためにＤＣＴ処理を受け、処理されたＤＣＴ係数は量子化手段４５により更に情報量を削減するために、与えられた量子化幅で非線形量子化処理を受け、可変長符号化手段４６により可変長符号化処理を受ける。可変長符号化された映像信号は信号多重化手段４７により動き補償手段４３で求められた動き情報と多重され、バッファ手段４８に送られて所定レートのビットストリームとして出力される。この時、バッファ手段４８の充填率を監視するレート制御手段４９は、バッファ手段４８が溢れたり空にならないように量子化手段４５に与える量子化幅を制御する。
【０００８】
一方、量子化手段４５から出力された映像信号は逆量子化手段５０により逆量子化処理を受け、逆ＤＣＴ手段５１により逆ＤＣＴ処理を受けて復元予測の映像信号に復元される。復元された映像信号は、フレーム蓄積及び予測手段５２に送られて動き補償処理及び量子化ノイズ低減処理に使用される。このような手順により、符号化された映像信号は所定レートのビットストリームとして出力される。
【０００９】
出力されたビットストリームは図８に示すように１つのシーケンスヘッダーとＧＯＰと呼ばれる画像単位内予測符号化された画像フレームを基準とし予測符号化された一連の画像群の集合となり、各ＧＯＰ先頭のｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値はｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ（１）、ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ（２）、ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ（３）のように同一値になることはほとんどありえないものである。出力されたビットストリームの復号化時に劣化画像が画像評価者により認知された場合には、符号化に伴う各種パラメータを変更し、再度最初から符号化処理を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、情報量の多い画像を符号化、復号化時に劣化した画像が出力されるため、画像評価者の画像評価許容範囲内に収まるよう再度符号化を行う。また、画像評価許容範囲内は適度な復号化画像で妥協し、劣化した画像を出力せざるを得ない。或いは全体的な画質の低下を余儀なくされるという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、帯域圧縮時に所定の完結した単位で且つ各単位の先頭のｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値で帯域圧縮を行う。また、情報量の多い画像の帯域圧縮を完結した単位で再帯域圧縮を行う画像符号化方法と、ビットストリームを編集する編集装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の画像符号化装置は、ＭＰＥＧ規格に基づき、入力画像信号を画像単位内予測符号化と画像単位間予測符号化の併用により、所定レートに帯域圧縮する画像符号化装置であって、入力画像信号を帯域圧縮する符号化手段と、前記符号化手段により帯域圧縮されたビットストリームを保持する記録手段と、前記記録手段に記録されたビットストリームを伸長する復号化手段とを備え、前記符号化手段は、複数シーケンスの各シーケンスの初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にして帯域圧縮することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２の画像符号化装置は、請求項１に記載の画像符号化装置であって、シーケンスを複数の完結したＧＯＰで構成し且つ各ＧＯＰの初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にして符号化処理を行う。
【００１８】
【作用】
本発明の請求項１は上記した構成により、ビットストリームの編集が可能なように入力画像信号を複数シーケンスで且つ、初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値で符号化することにより、シーケンス単位での編集が可能となる。
【００１９】
また、請求項２は上記した構成により、ビットストリームの編集が可能なようにシーケンスを複数の完結したＧＯＰ構造で且つ、初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値で符号化することにより、ＧＯＰ単位での編集が可能となる。
【００２４】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は本発明の第１の実施例における画像符号化方法により作成されたビットストリームの模式図で、図３は本発明の第３の実施例におけるビットストリームを編集する編集装置のブロック図を示すものである。図３において１０は符号化手段、１１は記録手段、１２は指示手段、１３は情報抽出手段、１４は符号化手段、１５は記録手段、１６は編集手段、１７は制御手段、１８は復号化手段、１９は表示手段である。
【００２６】
以上のように構成された本実施例の画像符号化方法と、その画像符号化方法により作成されたビットストリームを編集する編集装置について、以下その動作について説明する。
【００２７】
入力画像信号を図１に示すように複数シーケンスのビットストリームで出力し、且つ各シーケンスの最初のｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にして画像符号化を行うことにより、各シーケンスの先頭にシーケンスヘッダと呼ぶ画面に対する画像サイズ、ビットレート、ＶＢＶバッファサイズ、ピクチャーレート等の各種パラメータが定義されており、途中からの再生を可能にすることができる。さらに、各シーケンスの最初のピクチャーレイヤのエンコーダがデコーダの仮想入力バッファの値を９０ＫＨｚクロックの時間で示すｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にすることにより、１つのシーケンスが完結したものとなる。この様にして作成されたビットストリームは以下のように編集する。
【００２８】
入力映像信号は第１の実施例の画像符号化方法である符号化手段１０により帯域圧縮されたビットストリームが記録手段１１に記録される。記録されたビットストリームは復号化手段１８により伸長し表示手段１９により表示される。この時、画像評価者が劣化画像を認知した場合、指示手段１２によりそのタイムコードが出力され、情報抽出手段１３により指示された位置のシーケンスあるいは完結したＧＯＰの先頭位置の計算、先頭のｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値の読みだし及び置換するビットストリームの長さを計算し、指示された位置から置換するビットストリームの長さ分を符号化に伴うパラメータを変更し符号化手段１４により帯域圧縮された第２のビットストリームが記録手段１５に記録される。記録された第２のビットストリームは符号化手段１７により伸長し表示手段１８に表示され、良好なビットストリームが作成されるまで、各種パラメータを変更し符号化処理を繰り返す。制御手段１７の制御により編集手段１６は情報抽出手段１３の情報を元に記録手段１１の第１のビットストリーム及び第１のビットストリーム中のシーケンスと置換する記録手段１５の第２のビットストリームをシーケンス単位で編集し１つの良好なビットストリームを出力する。
【００２９】
以上のように本実施例によれば、ＭＰＥＧ規格に基づき画像単位内予測符号化と画像単位間予測符号化を併用して所定レートに帯域圧縮されたビットストリームを編集するために、複数シーケンスの各シーケンスの初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にして帯域圧縮する符号化手段１０と、置換する位置、ビットストリームの長さ、ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を計算する情報抽出手段１３と、情報抽出手段１３の情報と各種パラメータを変更し帯域圧縮する符号化手段１４と、シーケンス単位で編集を行う編集手段１６を設けることにより劣化の少ない良好なビットストリームを作成することが可能となる。
【００３０】
図２は本発明の第２の実施例における画像符号化方法により作成されたビットストリームの模式図で、本発明の第１の実施例に記載の方法であって、さらにシーケンスを複数の完結したＧＯＰの各ＧＯＰの初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にして帯域圧縮する符号化手段を設けることにより、ＧＯＰ単位で編集が可能となる。
【００３１】
以上のように本実施例によれば、ＭＰＥＧ規格に基づき画像単位内予測符号化と画像単位間予測符号化を併用して所定レートに帯域圧縮されたビットストリームを編集するために、シーケンスを複数の完結したＧＯＰの各ＧＯＰの初期ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を同一値にして帯域圧縮する符号化手段１０と、置換する位置、ビットストリームの長さ、ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値を計算する情報抽出手段１３と、情報抽出手段１３の情報と各種パラメータを変更し再度帯域圧縮処理をする符号化手段１４と、ＧＯＰ単位で編集を行う編集手段１６を設けることにより劣化の少ない良好なビットストリームを作成することが可能となる。
【００３２】
なお、第１の実施例の構成と第２の実施例の構成は同一のもので、制御手段１７により第１の実施例と第２の実施例を切り換えて動作させる構成になっている。
【００３３】
図６は本発明の第４の実施例を示すビットストリームを編集する編集装置のブロック図を示すものである。同図において、１０は符号化手段、１１は記録手段、１２は指示手段、１３は情報抽出手段、１４は符号化手段、１５は記録手段、１６は編集手段、１７は制御手段、１８は復号化手段、１９は表示手段、以上は図３の構成と同様なものである。図３と異なるのは帯域圧縮されたのビットストリームの情報量を判断する情報量判断手段２０と情報量判断手段２１とを設けた点である。図５は符号化手段１０及び符号化手段１４によるシーケンス単位での再符号化処理手順を示す模式図である。図６は符号化手段１０及び符号化手段１４によるＧＯＰ単位での再符号化処理手順を示す模式図である。
【００３４】
上記のように構成されたビットストリームを編集する編集装置について、以下その動作を説明する。
【００３５】
入力映像信号は第１及び第２の実施例の画像符号化方法である符号化手段１０により帯域圧縮されたビットストリームは情報量判断手段２０により情報量が判断され、所定以上の情報量を検出すると図４に示すように検出されたシーケンスの先頭からシーケンス分の符号化１の帯域圧縮を行う。さらに所定以上の情報量を検出すると符号化２の帯域圧縮を行う。さらに所定以上の情報量を検出すると符号化３の帯域圧縮を行う。さらに所定以上の情報量を検出すると符号化ｎの帯域圧縮を行う。結果出力される第１のビットストリームは記録手段１１に記録される。記録された第１のビットストリームは復号化手段１８により伸長し表示手段１９により表示される。この時、画像評価者が劣化画像を認知した場合、指示手段１２によりそのタイムコードが出力され、情報抽出手段１３により指示された位置のシーケンスあるいは完結したＧＯＰの先頭位置の計算、先頭のｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ値の読みだし及び置換するビットストリームの長さを計算し、指示された位置から置換するビットストリームの長さ分を再度符号化に伴うパラメータを変更し符号化手段１４により帯域圧縮された第２のビットストリームが情報量判断手段２１により情報量が判断され、所定以上の情報量を検出すると図５に示すように検出されたシーケンスの先頭からシーケンス分の符号化１の帯域圧縮を行う。さらに所定以上の情報量を検出すると符号化２の帯域圧縮を行う。さらに所定以上の情報量を検出すると符号化３の帯域圧縮を行う。さらに所定以上の情報量を検出すると符号化ｎの帯域圧縮を行う。結果出力される第２のビットストイームは記録手段１５に記録される。記録された第２のビットストリームは符号化手段１７により伸長し表示手段１８に表示され、良好なビットストリームが作成されるまで、各種パラメータを変更し符号化処理を繰り返す。制御手段１７の制御により編集手段１６は情報抽出手段１３の情報を元に記録手段１１の第１のビットストリーム及び第１のビットストリーム中のシーケンスと置換する記録手段１５の第２のビットストリームをシーケンス単位で編集し１つの良好なビットストリームを出力する。
【００３６】
以上のように本実施例によれば図６に示すように劣化画像となる可能性のあるビットストリームが符号化手段１０と、情報量を判断する情報量判断手段２０、情報量判断手段２１を設けることにより劣化の少ない良好なビットストリームを作成することができる。
【００３７】
なお、図５に示すように符号化手段１０によりビットストリームを出力する場合、本発明の第４の実施例に記載との異なる点は、シーケンス単位での編集がＧＯＰ単位での編集となりさらに細かく劣化の少ない良好なビットストリームを作成することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、完結した単位で帯域圧縮する符号化手段と帯域圧縮された第１のビットストリームから所定以上の情報量を検出すると検出された位置の完結された単位の先頭からその単位分を各種パラメータを変更し再度帯域圧縮を行う。さらに所定以上の情報量を検出すると複数の完結した単位分を各種パラメータを変更し再度帯域圧縮を行うことにより情報量の多い画像にはより多くの情報を使用し、他の画像にはより少ない情報で帯域圧縮する。さらに置換したい画像を帯域圧縮した第２のビットストリームと第１のビットストリームの置換部分とを置換することが可能な編集装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における画像符号化方法の模式図
【図２】本発明の第２の実施例における画像符号化方法の模式図
【図３】本発明の第３の実施例における編集装置のブロック図
【図４】本発明の第４の実施例における画像符号化方法の模式図
【図５】本発明の第４の実施例における画像符号化方法の模式図
【図６】本発明の第４の実施例における編集装置のブロック図
【図７】従来の画像符号化方法のブロック図
【図８】従来の画像符号化方法の模式図
【符号の説明】
１０，１４  符号化手段
１１，１５  記録手段
１２  指示手段
１３  情報抽出手段
１６  編集手段
１７  制御手段
１８  復号化手段
１９  表示手段
２０，２１  情報量判断手段
【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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