JP2000224589A - Device and method for coding moving picture - Google Patents
Device and method for coding moving pictureInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、動画像信号を圧縮
符号化する動画像符号化装置、特に、ＨＤＴＶのような
高解像度の動画像信号を、たとえばディジタルビデオデ
ィスクなどの蓄積メディア用に圧縮符号化するのに適し
た動画像符号化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving picture coding apparatus for compressing and coding a moving picture signal, and more particularly to a method for compressing a high resolution moving picture signal such as an HDTV for a storage medium such as a digital video disk. The present invention relates to a video encoding device suitable for encoding.
【０００２】[0002]
【従来の技術】より大量の映像信号を少ないデータ量で
伝送・蓄積するための動画像符号化技術は、たとえばＭ
ＰＥＧ２ビデオ規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２）
に代表されるように実用化が進んでいる。ＭＰＥＧ２ビ
デオ規格では、１枚の画面を複数の８画素×８画素のブ
ロックに分割し、各ブロックにＤＣＴ（離散コサイン変
換）を施して、得られたＤＣＴ係数を量子化して可変長
符号化することを基本としている。また、動き補償画面
間予測を併用することによって、時間方向の画像の相関
も利用して符号化効率を高めている。2. Description of the Related Art Moving picture coding techniques for transmitting and storing a larger amount of video signals with a smaller amount of data include, for example, M
PEG2 video standard (ISO / IEC13818-2)
Is being put to practical use as represented by In the MPEG2 video standard, one screen is divided into a plurality of blocks of 8 pixels × 8 pixels, each block is subjected to DCT (discrete cosine transform), and the obtained DCT coefficients are quantized and subjected to variable length coding. It is based on that. Also, by using the motion compensation inter-picture prediction together, the coding efficiency is enhanced by utilizing the correlation of the images in the time direction.
【０００３】このような動画像符号化技術を用いること
により、限られた容量のディジタルビデオディスクのよ
うな蓄積メディアに、長時間、たとえば２時間程度の映
像データを収録して供給することができるようになっ
た。[0003] By using such a moving picture coding technique, video data for a long time, for example, about 2 hours can be recorded and supplied to a storage medium such as a digital video disc having a limited capacity. It became so.
【０００４】長時間の映像データには、圧縮符号化が難
しいシーンも易しいシーンも含まれている。たとえば、
細かい模様がランダムに動くようなシーンは符号化が難
しく、多くの符号量を必要とする。このようにいろいろ
なシーンが含まれる長時間の映像を、一定のレートすな
わち固定レートで符号化すると、再生する際の画質がシ
ーンに応じて時間的に大きく変動してしまう。[0004] The long-time video data includes scenes that are difficult to compress and encode and scenes that are easy. For example,
Scenes in which fine patterns move randomly are difficult to encode and require a large amount of code. If a long-time video including various scenes is encoded at a fixed rate, that is, a fixed rate, the image quality at the time of reproduction greatly fluctuates with time according to the scene.
【０００５】そこで、蓄積メディア用の圧縮符号化の場
合には、リアルタイムで符号化する必要がないため、い
わゆる２パス可変レート符号化がよく行われる。これ
は、第１回目（１パスめ）の符号化（プリ符号化、プリ
スキャンなどとも言う）により映像全体の統計量を収集
した後に、第２回目（２パスめ）の符号化を行うもので
ある。すなわち、第１回目に収集した統計量を参照し
て、符号化が易しいシーンには相対的に少ないビット量
を配分し、符号化が難しいシーンには相対的に多くのビ
ット量を配分して、第２回目の符号化を行う。こうした
２パス可変レート符号化を行えば、同一の平均符号化レ
ートであっても、固定レート符号化よりも画質が時間的
に安定し、全体で見て高画質の符号化をすることができ
る。Therefore, in the case of compression encoding for storage media, so-called two-pass variable rate encoding is often performed because there is no need to perform encoding in real time. This is to collect the statistics of the entire video by the first (first pass) encoding (also referred to as pre-encoding, pre-scan, etc.) and then perform the second (second pass) encoding It is. That is, referring to the statistics collected at the first time, a relatively small amount of bits is allocated to a scene that is easy to encode, and a relatively large amount of bits is allocated to a scene that is difficult to encode. , The second encoding is performed. If such two-pass variable rate coding is performed, even at the same average coding rate, the image quality is temporally more stable than with fixed rate coding, and high-quality coding can be performed as a whole. .
【０００６】ところで、標準ＴＶに続いて、より高解像
度のＨＤＴＶも普及しつつある。特に、ＨＤＴＶ信号を
ＭＰＥＧ２により符号化したディジタル放送の開始も近
い。By the way, following a standard TV, a HDTV having a higher resolution is becoming popular. In particular, the start of digital broadcasting in which an HDTV signal is encoded by MPEG2 is near.
【０００７】しかし、現在実用化されているのは標準Ｔ
Ｖ用の符号化装置が中心であり、ＨＤＴＶ用の符号化装
置は非常に高速処理となるため、高価かつ大規模なもの
となる。そこで、特開平１０−２３４０４３に記載され
ているように、ＨＤＴＶ画面を分割して並列または時分
割で符号化を行う動画像符号化装置が考案されている。However, at present, the standard T
The V encoding device is mainly used, and the HDTV encoding device performs very high-speed processing, so that it is expensive and large-scale. Therefore, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-2324043, a moving image encoding apparatus has been devised which divides an HDTV screen and performs encoding in parallel or time division.
【０００８】一方、前記ディジタルビデオディスクなど
の蓄積メディアについても、ＨＤＴＶ用のものがいずれ
実用化されていくと考えられる。上記のように画面を分
割して並列または時分割で符号化を行う装置を用いれ
ば、ＨＤＴＶの通常の符号化は可能になる。しかし、蓄
積メディア用の符号化については、ＨＤＴＶのような高
解像度の動画像信号に対して、画質変動の小さい高画質
の可変レート符号化を行う適切な方法がない、という問
題点があった。[0008] On the other hand, as for the storage media such as the digital video discs, those for HDTV are expected to be put to practical use. If an apparatus that divides a screen and performs encoding in parallel or time division as described above is used, normal encoding of HDTV can be performed. However, encoding for storage media has a problem in that there is no appropriate method for performing high-quality variable-rate encoding with a small variation in image quality for a high-resolution moving image signal such as HDTV. .
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従
来、ＨＤＴＶのような高解像度の動画像信号に対して、
画質変動の小さい高画質の可変レート符号化を行う適切
な方法がない、という問題点があった。As described above, conventionally, a high-resolution moving image signal such as HDTV is
There is a problem that there is no appropriate method for performing high-quality variable-rate encoding with small image quality fluctuation.
【００１０】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、ＨＤＴＶのような高解像度の動画像信号に
対して、画質変動の小さい高画質の可変レート符号化を
行うことができる、特に蓄積メディア用の符号化に適し
た動画像符号化装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to perform high-quality variable-rate encoding with small image quality fluctuation on a high-resolution video signal such as HDTV. In particular, it is an object of the present invention to provide a moving picture coding apparatus suitable for coding for storage media.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、入力動画像信号を構成する単位時間毎に
表示されるべき画面を複数の分割画面に分割して分割動
画像信号を形成する分割画像信号形成手段と、各分割動
画像信号毎の符号化を並列または時分割で行う符号化手
段と、符号化手段から出力された複数の符号化データを
１つの符号化データに統合する統合手段と、符号化手段
を制御する制御手段とを備えた動画像符号化装置におい
て、前記制御手段は、各分割動画像信号毎の第１回目の
符号化を並列または時分割で行って分割画面毎の符号化
統計量を得て、分割画面毎の符号化統計量に基づいて分
割画面毎の符号化目標量を設定すると共に、符号化目標
量に基づいて各分割動画像信号毎の第２回目の符号化を
並列または時分割で可変レートで行うように前記符号化
手段を制御することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention divides a screen constituting an input moving image signal to be displayed for each unit time into a plurality of divided screens. , An encoding unit that performs encoding of each divided moving image signal in parallel or by time division, and a plurality of encoded data output from the encoding unit into one encoded data. In a moving picture coding apparatus provided with an integrating means for integrating and a control means for controlling the coding means, the control means performs the first encoding for each divided moving image signal in parallel or in time division. To obtain an encoding statistic for each divided screen, to set an encoding target amount for each divided screen based on the encoding statistic for each divided screen, and to set an encoding target amount for each divided video signal based on the encoding target amount. Parallel or time division of the second encoding of And controlling the encoding means to perform at a variable rate.
【００１２】また本発明は、入力動画像信号を圧縮符号
化する動画像符号化装置において、前記入力動画像信号
を構成する各画面をＮ個（Ｎ≧２）の分割画面に分割し
てＮ個の分割動画像信号を形成する分割手段と、前記各
分割動画像信号毎の符号化を並列または時分割で行う１
個以上Ｎ個以下の符号化手段と、前記符号化手段のＮ個
の符号化データ出力を１つの符号化データに統合する統
合手段と、前記符号化手段を制御する制御手段と、を備
え、前記制御手段は、前記符号化手段を制御して前記各
分割動画像信号毎の第１回目の符号化を並列または時分
割で行って前記分割画面毎の符号化統計量を得るステッ
プと、前記分割画面毎の符号化統計量に基づいて前記分
割画面毎の符号化目標量を設定するステップと、前記符
号化手段を制御して前記符号化目標量に基づいて前記各
分割動画像信号毎の第２回目の符号化を並列または時分
割で可変レートで行うステップと、を実行するように制
御を行うようにしたものである。According to the present invention, there is provided a moving picture coding apparatus for compressing and coding an input moving picture signal, wherein each picture constituting the input moving picture signal is divided into N (N ≧ 2) divided screens. Dividing means for forming a plurality of divided moving image signals, and encoding for each of the divided moving image signals in parallel or time division
Not less than N and not more than N encoding means, integrating means for integrating the N encoded data outputs of the encoding means into one encoded data, and control means for controlling the encoding means, Controlling the encoding means to perform the first encoding for each of the divided moving image signals in parallel or time division to obtain an encoding statistic for each of the divided screens, Setting an encoding target amount for each of the divided screens based on the encoding statistic for each divided screen; and controlling the encoding means for each of the divided moving image signals based on the encoding target amount. Performing the second encoding at a variable rate in parallel or in a time-division manner.
【００１３】これにより、小規模の符号化手段を並列ま
たは時分割で使用して、ＨＤＴＶのような高解像度の動
画像信号に対して、画質変動の小さい高画質の２パス可
変レート符号化を行うことができる。[0013] Thus, high-quality two-pass variable rate coding with small image quality fluctuation is performed on a high-resolution moving image signal such as HDTV by using a small-scale coding means in parallel or time division. It can be carried out.
【００１４】また、本発明は、入力動画像信号を圧縮符
号化する動画像符号化装置において、前記入力動画像信
号を構成する各画面をＮ個（Ｎ≧２）の分割画面に分割
してＮ個の分割動画像信号を形成する分割手段と、前記
各分割動画像信号毎の符号化を並列または時分割で行う
１個以上Ｎ個以下の符号化手段と、前記符号化手段のＮ
個の符号化データ出力を１つの符号化データに統合する
統合手段と、前記動画像信号と同一内容であって前記動
画像信号よりも低解像度の低解像度動画像信号が符号化
された低解像度符号化データを解析する解析手段と、前
記符号化手段および前記解析手段を制御する制御手段
と、を備え、前記制御手段は、前記解析手段を制御して
前記低解像度符号化データを解析して前記分割画面毎の
低解像度符号化統計量を得るステップと、前記分割画面
毎の低解像度符号化統計量に基づいて前記分割画面毎の
符号化目標量を設定するステップと、前記符号化手段を
制御して前記符号化目標量に基づいて前記分割動画像信
号毎の第２回目の符号化を並列または時分割で可変レー
トで行うステップと、を実行するように制御を行うよう
にしたものである。Further, according to the present invention, in a moving picture coding apparatus for compressing and coding an input moving picture signal, each screen constituting the input moving picture signal is divided into N (N ≧ 2) divided screens. A dividing unit that forms N divided moving image signals; one or more and N or less encoding units that perform encoding for each of the divided moving image signals in parallel or in a time-division manner;
Integrating means for integrating the encoded data outputs into one encoded data, and a low-resolution moving picture signal having the same content as the moving picture signal but having a lower resolution than the moving picture signal. Analysis means for analyzing the encoded data, and control means for controlling the encoding means and the analysis means, the control means controlling the analysis means to analyze the low-resolution encoded data Obtaining a low-resolution encoding statistic for each of the divided screens; setting an encoding target amount for each of the divided screens based on the low-resolution encoding statistic for each of the divided screens; Controlling and performing the second encoding for each of the divided video signals at a variable rate in parallel or in a time-division manner based on the encoding target amount. is there.
【００１５】これにより、過去に符号化済みの同一内容
の低解像度符号化データを活用して、ＨＤＴＶのような
高解像度の動画像信号に対して、短時間で高画質の符号
化を行うことができる。[0015] Thus, high-quality coding can be performed in a short time with respect to a high-resolution moving image signal such as an HDTV by utilizing low-resolution coded data of the same content already coded in the past. Can be.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を説明する。以下の実施形態においては、たとえば
ディジタルＶＴＲから入力されるＨＤＴＶ動画像信号
を、ＭＰＥＧ２方式により圧縮符号化するものとする。 （第１の実施形態）まず、本発明の第１の実施形態につ
いて述べる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiment, it is assumed that an HDTV video signal input from, for example, a digital VTR is compression-coded by the MPEG2 system. (First Embodiment) First, a first embodiment of the present invention will be described.
【００１７】図１は本発明の第１の実施形態における動
画像符号化装置の概略構成図である。図１の動画像符号
化装置は、原画像再生部１０１、画面分割部１０２、分
割画像符号化部１０３ａ〜１０３ｆ、統合ストリーム生
成部１０４、ビットストリーム出力端子１０５、制御部
１０６、記憶部１０７から構成されている。FIG. 1 is a schematic block diagram of a moving picture coding apparatus according to a first embodiment of the present invention. The moving picture coding apparatus in FIG. 1 includes an original picture reproducing unit 101, a screen dividing unit 102, divided picture coding units 103a to 103f, an integrated stream generating unit 104, a bit stream output terminal 105, a control unit 106, and a storage unit 107. It is configured.
【００１８】原画像再生部１０１はたとえばディジタル
ＶＴＲであり、ここから入力されたＨＤＴＶ動画像信号
は、まず画面分割部１０２において動画像信号を構成す
る各画面が６個の分割画面に分割され、６個の分割動画
像信号が生成される。これらの分割動画像信号は分割画
像符号化部１０３ａ〜１０３ｆに供給されてそれぞれ並
列に圧縮符号化される。この符号化は２回行われるが、
詳細については後述する。分割画像符号化部１０３ａ〜
１０３ｆから第２回目の符号化で出力された６個のビデ
オストリームは、統合ストリーム生成部１０４において
１つのビデオストリームに統合され、ビットストリーム
出力端子１０５から符号化ビデオストリームとして出力
される。制御部１０６は、後述のように原画像再生部１
０１、符号化部１０３ａ〜１０３ｆの制御を行う。記憶
部１０７は、制御部１０６に接続されており、後述のよ
うに符号化統計量や符号化目標量などを記憶する。The original image reproducing unit 101 is, for example, a digital VTR. An HDTV moving image signal input from the original image reproducing unit 101 is first divided into six screens constituting a moving image signal by a screen dividing unit 102. Six divided moving image signals are generated. These divided moving image signals are supplied to the divided image encoding units 103a to 103f, and are compression-encoded in parallel. This encoding is performed twice,
Details will be described later. Divided image encoding units 103a to
The six video streams output from 103f in the second encoding are integrated into one video stream by the integrated stream generation unit 104, and output from the bit stream output terminal 105 as an encoded video stream. The control unit 106 controls the original image reproducing unit 1 as described later.
01, controls the encoding units 103a to 103f. The storage unit 107 is connected to the control unit 106 and stores coding statistics, coding target amounts, and the like, as described later.
【００１９】以下では、本実施形態のさらに詳細な説明
を行う。Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail.
【００２０】画面分割部１０２におけるＨＤＴＶ画面の
分割方法は、たとえば図２（ａ）〜（ｃ）に示したよう
な方法が考えられる。画面の分割数（これをＮとする）
は、それぞれの分割画面の総画素数がほぼＭＰＥＧ２の
ＭＰ＠ＭＬ（Ｍａｉｎ Ｐｒｏｆｉｌｅ ａｔ Ｍａｉ
ｎ Ｌｅｖｅｌ）と同等となるようにする。ここでは、
６個の画面に分割している（Ｎ＝６）。図２（ａ）は縦
をほぼ２等分、横をほぼ３等分する例、図２（ｂ）は縦
をほぼ６等分する例、図２（ｃ）は横をほぼ６等分する
例である。この他、１スライスを単位として６スライス
周期で６分割する方法なども可能である。As a method of dividing the HDTV screen in the screen dividing section 102, for example, the methods shown in FIGS. 2A to 2C can be considered. Number of screen divisions (this is N)
Means that MP 分割 ML (Main Profile at Mai) in which the total number of pixels of each divided screen is almost MPEG2
n Level). here,
It is divided into six screens (N = 6). FIG. 2A shows an example in which the length is almost equally divided into two and the width is almost equally divided, FIG. 2B shows an example in which the length is almost equally divided into six, and FIG. It is an example. In addition, a method in which one slice is divided into six in a six-slice cycle is also possible.
【００２１】分割画像符号化部１０３ａ〜１０３ｆは、
それぞれがＭＰ＠ＭＬを処理できる程度の能力を有して
おり、各分割動画像信号を並列に符号化する。The divided image encoding units 103a to 103f
Each of them has an ability to process MP @ ML, and encodes each divided video signal in parallel.
【００２２】統合ストリーム生成部１０４は、各分割画
像符号化部１０３ａ〜１０３ｆから出力された６個のビ
デオストリームを統合して１個のＭＰ＠ＨＬ（Ｍａｉｎ
Ｐｒｏｆｉｌｅ ａｔ Ｈｉｇｈ Ｌｅｖｅｌ）のビ
デオストリームを生成する。この統合処理の詳細は前記
特開平１０−２３４０４３に記載されているが、基本的
には、図２（ａ）の場合を例にとれば、スライスを単位
として６個のビデオストリームの多重を行うとともに、
ヘッダ情報の統合・修正等を行えばよい。なお、この統
合処理は後述の第２回目の符号化の時にだけ行えばよ
く、第１回目の符号化の際は必ずしも行う必要はない。The integrated stream generation unit 104 integrates the six video streams output from the divided image encoding units 103a to 103f to form one MP @ HL (Main
A video stream of Profile at High Level is generated. The details of this integration process are described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-232404. Basically, in the case of FIG. 2A, six video streams are multiplexed in units of slices. With
What is necessary is just to integrate and correct the header information. Note that this integration processing need only be performed at the time of the second encoding described later, and need not necessarily be performed at the time of the first encoding.
【００２３】次に、制御部１０６による符号化制御につ
いて詳細に説明する。Next, encoding control by the control unit 106 will be described in detail.
【００２４】制御部１０６は、原画像再生部１０１、分
割画像符号化部１０３ａ〜１０３ｆを制御することによ
り、２パス可変レート符号化を実行する。制御に必要な
情報は、記憶部１０７に一時的に記憶される。The control unit 106 executes two-pass variable rate coding by controlling the original image reproducing unit 101 and the divided image coding units 103a to 103f. Information necessary for the control is temporarily stored in the storage unit 107.
【００２５】制御部１０６による制御に基づいて実行さ
れる２パス可変レート符号化の手順は、以下のとおりで
ある。The procedure of the two-pass variable rate coding executed under the control of the control unit 106 is as follows.
【００２６】（ステップ１）原画像再生部１０１から符
号化対象となる原画像を再生する。分割画像符号化部１
０３ａ〜１０３ｆにおいて、たとえば量子化スケールを
固定して並列に符号化を行い、各分割画面毎の符号化統
計量を求め、記憶部１０７に記憶する。これを１パスめ
の符号化と呼ぶ。なお、符号化統計量については後述す
る。(Step 1) The original image to be encoded is reproduced from the original image reproducing unit 101. Divided image encoding unit 1
In 03a to 103f, for example, encoding is performed in parallel with a fixed quantization scale, an encoding statistic for each divided screen is obtained, and stored in the storage unit 107. This is called first pass encoding. The coding statistics will be described later.
【００２７】（ステップ２）記憶部１０７に記憶された
各分割画面毎の符号化統計量をもとにして、制御部１０
６において、各分割画面毎の符号化目標量を計算し、記
憶部１０７に記憶する。なお、符号化目標量、およびそ
の計算方法についても後述する。(Step 2) Based on the coding statistics for each divided screen stored in the storage unit 107, the control unit 10
In step 6, the encoding target amount for each divided screen is calculated and stored in the storage unit 107. In addition, the encoding target amount and its calculation method will be described later.
【００２８】（ステップ３）再び原画像再生部１０１か
ら符号化対象となる原画像を再生する。分割画像符号化
部１０３ａ〜１０３ｆにおいて、記憶部１０７に記憶さ
れた各分割画面毎の符号化目標量に基づいて、可変レー
トで並列に符号化を行う。さらに、それぞれの出力ビデ
オストリームを統合ストリーム生成部で統合して、最終
的な符号化結果である１つのＭＰ＠ＨＬビデオストリー
ムを得る。これを２パスめの符号化と呼ぶ。(Step 3) The original image to be encoded is reproduced from the original image reproducing unit 101 again. In the divided image encoding units 103a to 103f, encoding is performed in parallel at a variable rate based on the encoding target amount for each divided screen stored in the storage unit 107. Further, each output video stream is integrated by the integrated stream generation unit to obtain one MP @ HL video stream as a final encoding result. This is called second-pass encoding.
【００２９】図３に記憶部１０７内の記憶データの例を
示す。記憶される情報は、ピクチャタイプ情報、フィー
ルド反復情報、符号化統計量（分割画面１〜６）、符号
化目標量（分割画面１〜６）であり、これらが符号化対
象ピクチャ数（これをＫとする）の分だけ記憶される。FIG. 3 shows an example of data stored in the storage unit 107. The information to be stored is picture type information, field repetition information, coding statistics (split screens 1 to 6), and coding target amounts (split screens 1 to 6). K).
【００３０】第１回目の符号化の際に、符号化順のピク
チャ毎に、まずピクチャタイプ情報（Ｉ／Ｐ／Ｂ）とフ
ィールド反復情報（０または１）が記憶される。これ
は、第２回目の符号化において、第１回目の符号化と同
じピクチャタイプと３：２プルダウンパターンで符号化
をするために必要である。また、やはり第１回目の符号
化の際に、各ピクチャの各分割画面毎の符号化統計量Ｘ
ｉｊ（ｉはピクチャ番号、ｊは分割画面番号）が記憶さ
れる。At the time of the first encoding, picture type information (I / P / B) and field repetition information (0 or 1) are stored for each picture in the encoding order. This is necessary in the second encoding to perform encoding with the same picture type and 3: 2 pull-down pattern as the first encoding. Also, at the time of the first encoding, the encoding statistic X for each divided screen of each picture is also used.
ij (i is a picture number, j is a divided screen number) is stored.
【００３１】そして、第１回目の符号化終了後に、符号
化統計量が読み出されて、これに基づいて各ピクチャの
各分割画面毎の符号化目標量Ｔｉｊ（ｉはピクチャ番
号、ｊは分割画面番号）が計算され記憶される。この符
号化目標量は、第２回目の符号化の際に読み出される。After the end of the first encoding, the encoding statistic is read, and based on this, the encoding target amount Tij (i is the picture number, j is the Screen number) is calculated and stored. This encoding target amount is read at the time of the second encoding.
【００３２】符号化統計量Ｘｉｊとは、ピクチャ番号
ｉ、分割画面番号ｊの分割画面の符号化の難しさに関連
した指標であれば何でもよく、たとえば、 ・量子化スケール固定で符号化した場合の分割画面内の
発生符号量 ・分割画面内の平均量子化スケールと発生符号量の積 ・分割画面内の動き補償予測誤差 ・分割画面内のアクティビティ などである。また、たとえば分割画面内の平均量子化ス
ケールと発生符号量の関係を表す近似関数のパラメータ
でもよい。さらに、符号化統計量は１つでなくても、複
数であってもよい。The coding statistic Xij may be any index as long as it is an index related to the difficulty of coding the divided screen of the picture number i and the divided screen number j. * The product of the average quantization scale and the generated code amount in the divided screen * The motion compensation prediction error in the divided screen * The activity in the divided screen In addition, for example, the parameter may be an approximate function parameter indicating the relationship between the average quantization scale and the generated code amount in the divided screen. Further, the number of coding statistics is not limited to one and may be plural.
【００３３】符号化目標量Ｔｉｊとは、第２回目の符号
化でピクチャ番号ｉ、分割画面番号ｊの分割画面を符号
化する際に目標とする指標であり、たとえば、 ・分割画面の割り当て符号量 ・分割画面の目標量子化スケール などである。また、符号化目標量は１つでなくても、複
数であってもよい。The encoding target amount Tij is an index which is a target when encoding the divided screen having the picture number i and the divided screen number j in the second encoding. Amount ・ Target quantization scale of split screen. Further, the encoding target amount is not limited to one and may be plural.
【００３４】次に、前記（ステップ２）において、符号
化統計量Ｘｉｊをもとに符号化目標量Ｔｉｊを算出する
方法について述べる。Next, a method of calculating the target coding amount Tij based on the coding statistic Xij in (Step 2) will be described.
【００３５】最も基本的な算出方法は、与えられた符号
量を符号化統計量Ｘｉｊに応じて下式のように各分割画
面に比例配分することである。なお、この式では、符号
化統計量Ｘｉｊが大きいほど符号化が難しく、符号化目
標量Ｔｉｊが大きいほど符号化画質がよい場合を想定し
ている。The most basic calculation method is to proportionally distribute the given code amount to each divided screen according to the coding statistic Xij as in the following formula. Note that this equation assumes that the larger the coding statistic Xij, the more difficult the coding is, and the larger the coding target amount Tij, the better the coding image quality.
【００３６】Ｔｉｊ＝（平均レート）×（符号化時間）
×（Ｘｉｊ／ΣＸｉｊ） （ただし、１≦ｉ≦Ｋ、１≦ｊ≦Ｎ） ここで、ΣＸｉｊは全ピクチャ・全分割画面のＸｉｊの
総和を示している。また、（平均レート）×（符号化時
間）は全符号化に与えられた符号量を示している。この
式の意味するところは、第１回目の符号化の結果、符号
化が難しい（Ｘｉｊが大きい）分割画面ほど、多い符号
量を配分するということである。Tij = (average rate) × (encoding time)
× (Xij / ΣXij) (where 1 ≦ i ≦ K, 1 ≦ j ≦ N) Here, ΣXij indicates the sum of Xij of all pictures and all divided screens. Further, (average rate) × (encoding time) indicates the code amount given to all encodings. The meaning of this equation is that, as a result of the first encoding, a larger amount of code is allocated to a divided screen in which encoding is more difficult (Xij is larger).
【００３７】また、別の方法として、全ピクチャ・全分
割画面の量子化スケールがほぼ一定になるように各ピク
チャ・分割画面の符号化目標量Ｔｉｊを求めてもよい。As another method, the encoding target amount Tij of each picture / split screen may be determined so that the quantization scale of all pictures / split screens is substantially constant.
【００３８】さらに、こうした基本的な計算に加えて、
ピクチャタイプに応じた補正を行い、たとえばＢピクチ
ャは予測に用いられないので、割り当てる符号量を減ら
すようにしてもよい。また、分割画面のアクティビティ
に応じてアクティビティが小さいほどＴｉｊを大きくす
るように補正してもよいし、Ｔｉｊに上限・下限を設け
てもよい。Further, in addition to these basic calculations,
Correction may be performed according to the picture type. For example, since the B picture is not used for prediction, the code amount to be allocated may be reduced. Further, according to the activity of the split screen, correction may be made so that Tij increases as the activity decreases, or an upper limit and a lower limit may be set for Tij.
【００３９】上記符号化目標量の算出に要する時間は、
符号化対象となる原画像の長さと比較して十分に短い。
従って、本実施形態では符号化対象動画像の長さのほぼ
２倍の時間で全符号化を完了する。The time required to calculate the encoding target amount is
It is sufficiently shorter than the length of the original image to be encoded.
Therefore, in the present embodiment, the entire encoding is completed in a time approximately twice the length of the encoding target moving image.
【００４０】上記（ステップ３）の２パスめの符号化に
おいては、各分割画像符号化部１０３ａ〜１０３ｆが、
各ピクチャ・各分割画面毎に（ステップ２）で設定した
符号化目標量Ｔｉｊになるように量子化スケールを制御
しつつ可変レート符号化を行う。この時、各分割画像符
号化部１０３ａ〜１０３ｆは、相互に協調した符号化制
御を行ってもよいし、あるいは独立に符号化を行っても
よい。ただし、統合ストリーム生成部１０４から出力さ
れるＭＰ＠ＨＬビデオストリームがＶＢＶ（Ｖｉｄｅｏ
Ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ Ｖｅｒｉｆｉｅｒ）バッファの
制約を満たすようにする。In the second pass encoding of the above (Step 3), each of the divided image encoding units 103a to 103f
Variable-rate encoding is performed while controlling the quantization scale so that the encoding target amount Tij set in (Step 2) is set for each picture and each divided screen. At this time, each of the divided image coding units 103a to 103f may perform coding control in cooperation with each other, or may perform coding independently. However, the MP @ HL video stream output from the integrated stream generation unit 104 is VBV (Video).
(Buffering Verifier) Buffer constraints are satisfied.
【００４１】本実施形態の第２回目の符号化は、可変レ
ート符号化であるため、符号化レートが時間とともに変
動する。逆に量子化スケールは変動が小さくなり、主観
的な画質も変動が小さくなる。従来の固定レート符号化
の場合は、符号化レートが一定であり、符号化の難易度
に応じて量子化スケールが変動し、主観画質も変動す
る。従って、同一の平均レートで比較すれば、本実施形
態による可変レートの方が全体で見て高画質となる。Since the second encoding in the present embodiment is a variable rate encoding, the encoding rate changes with time. Conversely, the fluctuation of the quantization scale becomes small, and the fluctuation of the subjective image quality also becomes small. In the case of conventional fixed-rate coding, the coding rate is constant, the quantization scale changes according to the difficulty of coding, and the subjective image quality also changes. Accordingly, when compared at the same average rate, the variable rate according to the present embodiment has higher image quality as a whole.
【００４２】なお、本実施形態では、符号化統計量や符
号化目標量の最小単位を１ピクチャ・１分割画面とした
が、これを１ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒ
ｅｓ）・１分割画面としてもよい。この場合は記憶部１
０７の記憶容量が小さくて済む。In the present embodiment, the minimum unit of the coding statistic and the coding target amount is one picture / one divided screen, but this is defined as one GOP (Group of Picture).
es) · It may be a single split screen. In this case, the storage unit 1
07 requires a small storage capacity.
【００４３】また、３パス以上の符号化を行って、２種
類以上の異なる固定量子化スケール値を設定して、それ
ぞれピクチャ毎・分割画面毎の発生符号量を測定しても
よい。これにより、たとえば量子化スケール対発生符号
量の関係をより厳密に求めることができる。従って、よ
り精度の高い符号化目標量の設定ができ、最終的な符号
化においてさらに画質の安定した符号化を行うことがで
きる。It is also possible to perform three or more passes of encoding, set two or more different fixed quantization scale values, and measure the amount of generated codes for each picture and each divided screen. Thereby, for example, the relationship between the quantization scale and the generated code amount can be more strictly obtained. Therefore, a more accurate encoding target amount can be set, and encoding with more stable image quality can be performed in final encoding.
【００４４】また、本実施形態では、全ての符号化目標
量の計算を２パスめの符号化開始前に完了するようにな
っているが、２パスめの符号化を行いながら順次必要な
符号化目標量を計算するようにしてもよい。この場合、
記憶部１０７の記憶容量を節約することができる。Further, in this embodiment, the calculation of all the encoding target amounts is completed before the start of the second pass encoding. The target quantity may be calculated. in this case,
The storage capacity of the storage unit 107 can be saved.
【００４５】以上説明してきたように、本実施形態によ
れば、 （１）比較的小規模の装置を複数並列に使用することに
より、ＨＤＴＶ映像の符号化を低コストで実現すること
ができる。 （２）第１回目の符号化で分割画面毎の符号化統計量を
測定して分割画面毎の符号化目標量を設定した上で第２
回目の符号化を行うことにより、ＨＤＴＶ映像に対し
て、画質変動の小さい高画質の可変レート符号化を行う
ことができる。 （第２の実施形態）次に、本発明の第２の実施形態につ
いて述べる。この実施形態は、各分割動画像信号の符号
化を、並列ではなく時分割で行うものである。As described above, according to the present embodiment, (1) HDTV video encoding can be realized at low cost by using a plurality of relatively small-scale devices in parallel. (2) The encoding statistic for each divided screen is measured in the first encoding, and the encoding target amount for each divided screen is set.
By performing the second encoding, it is possible to perform high-quality variable-rate encoding with a small variation in image quality on the HDTV video. (Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, encoding of each divided moving image signal is performed not by parallel but by time division.
【００４６】図４は本発明の第２の実施形態における動
画像符号化装置の概略構成図である。図４の動画像符号
化装置は、原画像再生部１０１、画面分割部１０２、符
号化部４０１、記憶部４０２、統合ストリーム生成部１
０４、ビットストリーム出力端子１０５、制御部１０
６、記憶部１０７から構成されている。FIG. 4 is a schematic block diagram of a moving picture coding apparatus according to the second embodiment of the present invention. 4 includes an original image reproduction unit 101, a screen division unit 102, an encoding unit 401, a storage unit 402, and an integrated stream generation unit 1.
04, bit stream output terminal 105, control unit 10
6, the storage unit 107.
【００４７】以下、第１の実施形態との相違点を中心に
説明する。The following description focuses on the differences from the first embodiment.
【００４８】符号化部４０１は、第１の実施形態におけ
る分割画像符号化部１０３ａ〜１０３ｆのうちの一つと
同等の処理能力を有しており、６つの分割動画像信号に
対して時分割で使用される。The encoding unit 401 has the same processing capability as one of the divided image encoding units 103a to 103f in the first embodiment, and performs time-division processing on six divided moving image signals. used.
【００４９】制御部１０６は、原画像再生部１０１、画
面分割部１０２、符号化部４０１、記憶部４０２、統合
ストリーム生成部１０４を制御して、以下のような手順
で２パス可変レート符号化を実行する。The control unit 106 controls the original image reproduction unit 101, the screen division unit 102, the encoding unit 401, the storage unit 402, and the integrated stream generation unit 104, and performs two-pass variable rate encoding in the following procedure. Execute
【００５０】（ステップ１）原画像再生部１０１から符
号化対象となる原画像を６回再生する。画面分割部１０
２では、分割画面１、分割画面２、・・・、分割画面６
の順に分割画面の切り出し位置を毎回変えながら、分割
動画像信号を６回生成する。符号化部４０１において
は、たとえば量子化スケールを固定して時分割で６回符
号化を行い、各分割画面毎の符号化統計量を求め、記憶
部１０７に記憶する。これが１パスめの符 号化であ
る。(Step 1) The original image to be encoded is reproduced from the original image reproducing unit 101 six times. Screen division unit 10
2, divided screen 1, divided screen 2,..., Divided screen 6
In this order, the divided moving image signal is generated six times while changing the cutout position of the divided screen every time. The encoding unit 401 performs encoding six times in a time division manner, for example, with a fixed quantization scale, obtains an encoding statistic for each divided screen, and stores it in the storage unit 107. This is the encoding of the first pass.
【００５１】（ステップ２）は第１の実施形態と同様で
ある。(Step 2) is the same as in the first embodiment.
【００５２】（ステップ３）再び原画像再生部１０１か
ら符号化対象となる原画像を６回再生する。画面分割部
１０２では、分割画面１、分割画面２、・・・、分割画
面６の順に分割画面の切り出し位置を毎回変えながら、
分割動画像信号を６回生成する。符号化部４０１におい
ては、記憶部１０７に記憶された各分割画面毎の符号化
目標量に基づいて、可変レートで時分割で６回符号化を
行う。この際、６回の符号化により生成された６個の出
力ビデオストリームは、記憶部４０２にいったん蓄積さ
れた後に統合ストリーム生成部１０４で統合され、最終
的な符号化結果である１個のＭＰ＠ＨＬビデオストリー
ムを得る。これが２パスめの符号化である。(Step 3) The original image to be encoded is reproduced six times from the original image reproducing unit 101 again. The screen division unit 102 changes the cutout position of the divided screen every time in the order of divided screen 1, divided screen 2,.
A divided moving image signal is generated six times. The encoding unit 401 performs encoding six times in a time-division manner at a variable rate based on the encoding target amount for each divided screen stored in the storage unit 107. At this time, the six output video streams generated by the six encodings are temporarily stored in the storage unit 402 and then integrated by the integrated stream generating unit 104, and one MP, which is the final encoding result, is output. Get the HL video stream. This is the second pass encoding.
【００５３】その他の詳細は、分割動画像の符号化が並
列ではなく時分割で行われることに伴う変更を除けば、
第１の実施形態と同じである。The other details are as follows, except for the change caused by the fact that the encoding of the divided moving image is performed in a time division manner instead of in parallel.
This is the same as the first embodiment.
【００５４】本実施形態によれば、全符号化に要する時
間は原画像の長さのほぼ２Ｎ倍必要となる（Ｎは画面分
割数）が、第１の実施形態よりもさらに小規模の装置で
ＨＤＴＶの高画質な可変レート符号化を行うことができ
る。 （第３の実施形態）次に、本発明の第３の実施形態につ
いて述べる。この実施形態は、過去にすでに符号化した
同一内容の低解像度符号化動画像データを活用して、短
時間で、第１の実施形態とほぼ同等の画質の可変レート
符号化を行うことができるものである。According to the present embodiment, the time required for full encoding is approximately 2N times the length of the original image (N is the number of screen divisions), but the apparatus is smaller than in the first embodiment. Thus, high-quality HDTV variable rate coding can be performed. (Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, variable-rate encoding with almost the same image quality as that of the first embodiment can be performed in a short time by using low-resolution encoded moving image data of the same content already encoded in the past. Things.
【００５５】図５は本実施形態における動画像符号化装
置の概略構成図である。図５の動画像符号化装置は、原
画像再生部１０１、画面分割部１０２、分割画像符号化
部１０３ａ〜１０３ｆ、統合ストリーム生成部１０４、
ビットストリーム出力端子１０５、制御部１０６、記憶
部１０７、符号化データ解析部５０１から構成されてい
る。FIG. 5 is a schematic block diagram of a moving picture coding apparatus according to this embodiment. 5 includes an original image reproduction unit 101, a screen division unit 102, divided image encoding units 103a to 103f, an integrated stream generation unit 104,
It comprises a bit stream output terminal 105, a control unit 106, a storage unit 107, and an encoded data analysis unit 501.
【００５６】図１と同じ部分については、同じ番号を付
して説明を省略するが、図５では、図１の動画像符号化
装置に対して、符号化データ解析部５０１が追加になっ
ている。The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. However, in FIG. 5, an encoded data analysis unit 501 is added to the moving picture coding apparatus of FIG. I have.
【００５７】本実施形態では、第１・第２の実施形態で
必要であった１パスめの符号化を行わず、かわりに符号
化対象のＨＤＴＶ映像と同一内容の標準ＴＶ映像を過去
に符号化した低解像度符号化データ（ＭＰ＠ＭＬビデオ
ストリーム）を解析することによって、ＨＤＴＶ映像の
可変レート符号化に必要な情報を得るものである。In this embodiment, the first pass encoding required in the first and second embodiments is not performed. Instead, a standard TV video having the same content as the HDTV video to be encoded is encoded in the past. By analyzing the converted low-resolution encoded data (MP @ ML video stream), information necessary for variable-rate encoding of HDTV video is obtained.
【００５８】符号化データ解析部５０１では、低解像度
符号化データを解析して分割画面毎の低解像度符号化統
計量を生成する。この低解像度符号化統計量は、制御部
１０６を経由して記憶部１０７に記憶される。The coded data analyzer 501 analyzes the low-resolution coded data and generates low-resolution coded statistics for each divided screen. This low-resolution coding statistic is stored in the storage unit 107 via the control unit 106.
【００５９】符号化データ解析部５０１では、低解像度
符号化データを仮想的に６個の分割画面に区分して低解
像度符号化統計量を収集する。すなわち、低解像度符号
化データは（特に分割されていない）単一のビデオスト
リームであるが、マクロブロック毎の量子化スケールや
発生符号量等のデータを仮想的に分割画面毎に分けて集
計する。The coded data analysis unit 501 divides the low-resolution coded data into six divided screens virtually and collects low-resolution coded statistics. That is, the low-resolution coded data is a single video stream (not particularly divided), but data such as a quantization scale and a generated code amount for each macroblock is virtually divided and totaled for each divided screen. .
【００６０】図６は、標準ＴＶの分割画面１〜６とＨＤ
ＴＶの分割画面１〜６の対応関係を示している。この図
は、ＨＤＴＶ画面の分割方法が図２（ａ）である場合の
例を示している。図６（ａ）は通常の標準ＴＶの場合、
図６（ｂ）はレターボックスの標準ＴＶの場合を示して
いる。すなわち、図６（ａ）の通常の場合には、（ＨＤ
ＴＶ画面と同様に）標準ＴＶの縦をほぼ２等分、横をほ
ぼ３等分して分割画面１〜６への対応づけが行われるの
に対し、図６（ｂ）のレターボックスの場合には、上下
の映像のない部分（黒部分）を除いた縦約３８４画素の
部分のみを対象として縦をほぼ２等分、横をほぼ３等分
して分割画面１〜６への対応づけが行われる。ここで、
レターボックスとは、ＨＤＴＶと同じ１６対９のアスペ
クト比の画像を４対３のアスペクト比の標準ＴＶに表示
する一方法である。図６（ｂ）のような対応づけを行う
ことにより、レターボックスの場合にも標準ＴＶの分割
画面とＨＤＴＶの分割画面の対応の正確さが増す。FIG. 6 shows divided screens 1 to 6 of a standard TV and an HD
4 shows the correspondence between the divided screens 1 to 6 of the TV. This figure shows an example in which the HDTV screen division method is that shown in FIG. FIG. 6A shows a case of a normal standard TV.
FIG. 6B shows a case of a letterbox standard TV. That is, in the normal case of FIG.
In the case of the letter box shown in FIG. 6B, the length of the standard TV is almost equally divided into two and the width is almost equally divided into three, and the divided screens 1 to 6 are associated with each other. Divides the vertical into approximately two equal parts and the horizontal into approximately three equal parts and associates it with the divided screens 1 to 6 only for the part of about 384 pixels in height excluding the part without the upper and lower images (black part) Is performed. here,
Letterbox is a method of displaying an image having an aspect ratio of 16: 9, which is the same as HDTV, on a standard TV having an aspect ratio of 4: 3. By performing the correspondence as shown in FIG. 6B, the accuracy of the correspondence between the standard TV divided screen and the HDTV divided screen is increased even in the case of letter box.
【００６１】制御部１０６による制御に基づいて実行さ
れる可変レート符号化の手順は、以下のとおりである。The procedure of variable rate coding executed based on the control by the control unit 106 is as follows.
【００６２】（ステップ１）符号化データ解析部５０１
は、低解像度符号化データを解析して、標準ＴＶ映像の
各分割画面毎の低解像度符号化統計量を求め、記憶部１
０７に記憶する。(Step 1) Encoded data analyzer 501
Analyzes the low-resolution coded data to obtain low-resolution coded statistics for each divided screen of the standard TV video,
07.
【００６３】（ステップ２）記憶部１０７に記憶された
標準ＴＶ映像の各分割画面毎の低解像度符号化統計量を
もとにして、制御部１０６において、ＨＤＴＶ映像の各
分割画面毎の符号化目標量を計算し、記憶部１０７に記
憶する。(Step 2) The control unit 106 encodes the HDTV video for each divided screen based on the low-resolution encoding statistic for each divided screen of the standard TV video stored in the storage unit 107. The target amount is calculated and stored in the storage unit 107.
【００６４】（ステップ３）は第１の実施形態と同様で
ある。(Step 3) is the same as in the first embodiment.
【００６５】上記（ステップ１）と（ステップ２）に要
する時間は、符号化対象となる原画像の長さと比較して
十分に短い。従って、本実施形態では符号化対象動画像
の長さにほぼ等しい時間で全符号化を完了する。The time required for (Step 1) and (Step 2) is sufficiently shorter than the length of the original image to be encoded. Therefore, in this embodiment, the entire encoding is completed in a time substantially equal to the length of the encoding target moving image.
【００６６】本実施形態においては、上記（ステップ
２）において、標準ＴＶ映像の各分割画面毎の低解像度
符号化統計量から、ＨＤＴＶ映像の各分割画面毎の符号
化目標量を算出する。In the present embodiment, in step (2), the target encoding amount of each HDTV video for each divided screen is calculated from the low-resolution encoding statistic of each standard TV video for each divided screen.
【００６７】図６のような対応づけを行った標準ＴＶの
各分割画面毎の低解像度符号化統計量は、ＨＤＴＶの各
分割画面毎の符号化統計量と強い相関がある。すなわ
ち、相対的な符号化難易度の時間的変動および符号化難
易度の１画面内の分布はほぼ同じである。従って、第１
の実施形態で述べたのと同様の計算方法で、標準ＴＶの
各分割画面の低解像度符号化統計量からＨＤＴＶの各分
割画面の符号化目標量を直接求めることができる。もち
ろん、直接求める方法だけでなく、下記のようにいくつ
かの手順が可能である。The low-resolution coded statistics for each divided screen of the standard TV having the correspondence as shown in FIG. 6 have a strong correlation with the coded statistics for each divided screen of the HDTV. That is, the temporal variation of the relative encoding difficulty and the distribution of the encoding difficulty in one screen are substantially the same. Therefore, the first
With the same calculation method as described in the embodiment, the encoding target amount of each HDTV divided screen can be directly obtained from the low-resolution encoding statistic of each divided screen of the standard TV. Of course, several procedures are possible, as well as the direct method, as described below.
【００６８】・標準ＴＶの符号化統計量→ＨＤＴＶの符
号化目標量 ・標準ＴＶの符号化統計量→標準ＴＶの符号化目標量→
ＨＤＴＶの符号化目標量 ・標準ＴＶの符号化統計量→ＨＤＴＶの符号化統計量→
ＨＤＴＶの符号化目標量 また、各種の補正を途中で加えることも可能である。-Standard TV coding statistics-> HDTV coding target quantity-Standard TV coding statistics-> Standard TV coding target quantity->
HDTV encoding target amount ・ Standard TV encoding statistics → HDTV encoding statistics →
HDTV encoding target amount It is also possible to add various corrections in the middle.
【００６９】なお、上記（ステップ１）において、標準
ＴＶの低解像度符号化統計量からＨＤＴＶの符号化統計
量への変換を行ってから記憶部１０７に記憶するように
しても構わない。その場合、（ステップ２）以降は第１
の実施形態と全く同じになる。In the above (Step 1), the conversion statistic from the low-resolution coding statistic of the standard TV to the coding statistic of the HDTV may be converted and then stored in the storage unit 107. In that case, the first step after (step 2)
This is exactly the same as the embodiment.
【００７０】本実施形態の（ステップ３）でＨＤＴＶ映
像を符号化する際には、同一内容の標準ＴＶ映像と、ピ
クチャ単位での時間的な対応づけを守ることが必要であ
る。これに必要な時間情報は外部から別途供給するか、
またはＨＤＴＶ映像の一部のみを符号化してみたり符号
化標準ＴＶデータの一部を復号してみたりして対応関係
を検出する、などの方法がある。また、（ステップ３）
のＨＤＴＶ映像の符号化では、ピクチャタイプ等の符号
化パラメータも標準ＴＶ映像の符号化データと一致させ
るべきであるが、こうした情報は（ステップ１）におい
て低解像度符号化データの中から抽出して記憶しておけ
ばよい。When encoding an HDTV video in (Step 3) of the present embodiment, it is necessary to keep a temporal correspondence in picture units with a standard TV video having the same contents. The time information required for this is supplied separately from the outside,
Alternatively, there is a method of encoding only a part of the HDTV video or decoding a part of the encoded standard TV data to detect the correspondence. Also, (Step 3)
In the encoding of HDTV video, encoding parameters such as a picture type should be matched with the encoded data of the standard TV video. Such information is extracted from the low-resolution encoded data in (Step 1). Just remember it.
【００７１】なお、本実施形態で用いる低解像度符号化
統計量については、第１の実施形態と異なり、低解像度
符号化データが量子化スケール固定で符号化したもので
はないので、たとえば分割画面内の平均量子化スケール
と発生符号量の積を求めて符号化統計量とする。The low-resolution coded statistics used in the present embodiment are different from the first embodiment in that the low-resolution coded data is not coded at a fixed quantization scale. The product of the average quantization scale and the generated code amount is determined as the coding statistic.
【００７２】ところで、本実施形態は、これから符号化
しようとするＨＤＴＶ動画像信号と同一内容の標準ＴＶ
動画像信号を符号化した低解像度符号化データがすでに
存在するという前提に立っている。これは都合のよい前
提のように見えるが、以下に述べるように、今後こうし
た状況は増えていくものと思われる。In this embodiment, a standard TV having the same contents as an HDTV video signal to be encoded is described.
It is based on the premise that low-resolution encoded data obtained by encoding a moving image signal already exists. This seems to be a convenient premise, but as we will see below, this situation is likely to increase in the future.
【００７３】現在、周知のようにＤＶＤが急速に普及し
ており、続々と新しいディスクが制作されている。これ
らのコンテンツはＭＰＥＧ２のＭＰ＠ＭＬで符号化され
ており、このうちかなりの割合のものが２パス可変レー
ト符号化により高画質で符号化されたものである。At present, as is well known, DVDs are rapidly spreading, and new discs are being produced one after another. These contents are encoded by MPEG @ MP @ ML, and a considerable proportion of them are encoded with high image quality by two-pass variable rate encoding.
【００７４】しかし、ＨＤＴＶ用のディジタルビデオデ
ィスクもいずれ登場することが予想され、その場合はＨ
ＤＴＶ用のディスクを制作し直さなければならない。第
１の実施形態で述べたような２パス可変レート符号化は
高画質であるが、符号化に時間がかかり、制作コストが
高くついてしまう。However, it is expected that digital video discs for HDTV will appear in the future.
DTV discs must be remade. Although the two-pass variable rate coding as described in the first embodiment has a high image quality, it takes a long time to code and the production cost is high.
【００７５】ところが、上述のように、ＤＶＤ用として
過去に同一コンテンツを符号化した符号化動画像データ
が存在する場合がある。たとえば、ある映画からＨＤＴ
Ｖ用のテレシネ変換を行った動画像信号を符号化したい
場合に、過去に同じ映画から標準ＴＶ用のテレシネ変換
を行った動画像信号を符号化した符号化動画像データが
ある場合などである。However, as described above, there is a case where encoded moving image data in which the same content has been encoded in the past for DVD exists. For example, from a movie, HDT
There is a case where it is desired to encode a video signal that has been subjected to telecine conversion for V, and there is encoded video data obtained by encoding a video signal that has been subjected to telecine conversion for standard TV from the same movie in the past. .
【００７６】本実施形態では、このようなＤＶＤ用の符
号化動画像データなどを有効活用することにより、符号
化時間を短縮しつつＨＤＴＶの高画質の符号化を行うも
のである。この方法によれば、符号化動画像データすな
わちビットストリームそのものを解析することによって
必要な情報を得るため、過去に標準ＴＶ映像を符号化し
た際のその他の情報ファイル（符号化ログファイル等）
が残っていなくても問題ない。もちろん、ビットストリ
ームだけでなく、こうした過去の符号化時のログファイ
ル等を使用することも可能である。In this embodiment, high-quality encoding of HDTV is performed while shortening the encoding time by effectively utilizing such encoded moving image data for DVD. According to this method, in order to obtain necessary information by analyzing the encoded moving image data, that is, the bit stream itself, other information files (encoded log files, etc.) obtained when the standard TV video was encoded in the past.
There is no problem even if there is no remaining. Of course, it is also possible to use not only a bit stream but also a log file at the time of such past encoding.
【００７７】本実施形態は、第１の実施形態と比較すれ
ば、標準ＴＶの符号化統計量をＨＤＴＶの符号化に流用
するために多少の誤差はあるが、それでも固定レート符
号化よりははるかに高画質であり、しかも全符号化が短
時間で終了するという長所がある。これにより、符号化
に伴うコストを大幅に削減することができる。 （変形例）本発明は上記第１〜第３の実施形態にとどま
ることなく、たとえば下記（１）〜（５）に例示したよ
うに種々の変形・応用が可能である。 （１）本発明は蓄積メディア用の符号化に特に適してい
るが、それに限るものではない。また、動画像信号を入
力する装置としてディジタルＶＴＲを想定したが、これ
以外のものでも構わない。 （２）圧縮符号化方式としてはＭＰＥＧ２を想定した
が、これ以外の方式でもよい。 （３）ＨＤＴＶ画面の分割数は６個であったが、これに
限るものではなく、たとえば４個あるいは８個などとし
てもよい。また、ＨＤＴＶをさらに超える解像度を有す
る動画像を分割符号化する際にも応用できる。 （４）ハードウェアによる符号化だけでなく、ソフトウ
ェアによる符号化にも適用することができる。すなわ
ち、ＭＰ＠ＭＬクラスの低解像度画像用の符号化ソフト
ウェアを使用して、ＨＤＴＶ画面を分割して並列あるい
は時分割で圧縮符号化を行う場合にも応用することがで
きる。 （５）第３の実施形態において、過去に符号化した同一
内容の低解像度符号化データを解析して低解像度符号化
統計量を抽出したが、この技術は分割符号化を行わずに
一括してＨＤＴＶ画像を符号化する場合に、単独で用い
ても有用である。その場合は、低解像度符号化データす
なわちＭＰ＠ＭＬビットストリームを解析して（各分割
画面毎ではなく）各ピクチャ毎の低解像度符号化統計量
を得て、それに基づいて（各分割画面毎ではなく）各Ｈ
ＤＴＶピクチャ毎の符号化目標量を設定すればよい。Although the present embodiment has some errors as compared with the first embodiment in that the standard TV coding statistics are used for HDTV coding, it is still much more than fixed-rate coding. However, there is an advantage that the image quality is high and the entire encoding is completed in a short time. As a result, costs associated with encoding can be significantly reduced. (Modifications) The present invention is not limited to the above-described first to third embodiments, and various modifications and applications are possible as exemplified in the following (1) to (5). (1) The present invention is particularly suitable for encoding for storage media, but is not limited thereto. Although a digital VTR is assumed as a device for inputting a moving image signal, other devices may be used. (2) Although MPEG2 is assumed as the compression encoding method, other methods may be used. (3) Although the number of divisions of the HDTV screen is six, the number is not limited to this and may be four or eight, for example. Further, the present invention can also be applied to the case where a moving image having a resolution that exceeds HDTV is divided and coded. (4) The present invention can be applied not only to encoding by hardware but also to encoding by software. In other words, the present invention can be applied to a case where the HDTV screen is divided and compression encoding is performed in parallel or in a time-division manner using encoding software for low-resolution images of the MP @ ML class. (5) In the third embodiment, low-resolution coded data of the same content previously coded are analyzed to extract low-resolution coded statistics, but this technique collectively uses divided coding without performing divided coding. When encoding an HDTV image, it is useful to use it alone. In such a case, the low-resolution coded data, that is, the MP @ ML bit stream is analyzed (not for each divided screen) to obtain a low-resolution coded statistic for each picture, and based on the statistic (for each divided screen, Without) each H
What is necessary is just to set the encoding target amount for every DTV picture.
【００７８】[0078]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＨＤＴＶのような高解像度の動画像信号に対して、小規
模の装置により、画質変動の小さい高画質の可変レート
符号化を行うことができる、特に蓄積メディア用の符号
化に適した動画像符号化装置を提供することができる。As described above, according to the present invention,
A high-resolution variable-rate coding with small image quality fluctuations can be performed on a high-resolution moving image signal such as HDTV by a small-scale device. In particular, a moving image code suitable for coding for storage media. Device can be provided.
【００７９】また、本発明によれば、過去に符号化した
同一内容の低解像度符号化データを活用して、ＨＤＴＶ
のような高解像度の動画像信号に対して、短時間で、画
質変動の小さい高画質の可変レート符号化を行うことが
できる動画像符号化装置を提供することができる。Also, according to the present invention, the low-resolution coded data of the same content previously coded,
It is possible to provide a moving picture coding apparatus capable of performing high-quality variable-rate coding with small fluctuations in picture quality in a short time on such a high-resolution moving picture signal.
【図１】本発明の第１の実施形態における動画像符号化
装置の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a video encoding device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同実施形態におけるＨＤＴＶ画面の分割方法の
例を示す図。FIG. 2 is an exemplary view showing an example of a method of dividing an HDTV screen in the embodiment.
【図３】同実施形態における記憶部の記憶データを示す
図。FIG. 3 is an exemplary view showing data stored in a storage unit in the embodiment.
【図４】本発明の第２の実施形態における動画像符号化
装置の概略構成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a moving image encoding device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３の実施形態における動画像符号化
装置の概略構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a moving image encoding device according to a third embodiment of the present invention.
【図６】同実施形態における標準ＴＶ画面とＨＤＴＶ画
面との分割画面の対応図。FIG. 6 is an exemplary view showing a divided screen of a standard TV screen and an HDTV screen according to the embodiment;
１０１ 原画像再生部 １０２ 画面分割部 １０３ａ〜１０３ｆ 分割画像符号化部 １０４ 統合ストリーム生成部 １０５ ビットストリーム出力端子 １０６ 制御部 １０７ 記憶部 ４０１ 符号化部 ４０２ 記憶部 ５０１ 符号化データ解析部 Reference Signs List 101 Original image reproduction unit 102 Screen division unit 103a to 103f Division image encoding unit 104 Integrated stream generation unit 105 Bit stream output terminal 106 Control unit 107 Storage unit 401 Encoding unit 402 Storage unit 501 Encoded data analysis unit
Claims (5)
表示されるべき画面を複数の分割画面に分割して分割動
画像信号を形成する分割画像信号形成手段と、各分割動
画像信号毎の符号化を並列または時分割で行う符号化手
段と、符号化手段から出力された複数の符号化データを
１つの符号化データに統合する統合手段と、符号化手段
を制御する制御手段とを備えた動画像符号化装置におい
て、前記制御手段は、各分割動画像信号毎の第１回目の
符号化を並列または時分割で行って分割画面毎の符号化
統計量を得て、分割画面毎の符号化統計量に基づいて分
割画面毎の符号化目標量を設定すると共に、符号化目標
量に基づいて各分割動画像信号毎の第２回目の符号化を
並列または時分割で可変レートで行うように前記符号化
手段を制御することを特徴とする動画像符号化装置。1. A divided image signal forming means for dividing a screen to be displayed per unit time constituting an input moving image signal into a plurality of divided screens to form a divided moving image signal, and for each divided moving image signal Encoding means for performing parallel or time-division encoding, integration means for integrating a plurality of encoded data output from the encoding means into one encoded data, and control means for controlling the encoding means. In the moving picture encoding apparatus provided, the control unit performs the first encoding for each divided moving picture signal in parallel or in a time-division manner to obtain an encoding statistic for each divided screen, and In addition to setting an encoding target amount for each divided screen based on the encoding statistic, the second encoding for each divided video signal is performed at a variable rate in parallel or time division based on the encoding target amount. Controlling the encoding means to perform A video encoding device characterized by the above-mentioned.
符号化装置であって、前記入力動画像信号を構成する各
画面をＮ個（Ｎ≧２）の分割画面に分割してＮ個の分割
動画像信号を形成する分割手段と、前記各分割動画像信
号毎の符号化を並列または時分割で行う１個以上Ｎ個以
下の符号化手段と、前記符号化手段のＮ個の符号化デー
タ出力を１つの符号化データに統合する統合手段と、前
記符号化手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御
手段は、前記符号化手段を制御して前記各分割動画像信
号毎の第１回目の符号化を並列または時分割で行って前
記分割画面毎の符号化統計量を得るステップと、前記分
割画面毎の符号化統計量に基づいて前記分割画面毎の符
号化目標量を設定するステップと、前記符号化手段を制
御して前記符号化目標量に基づいて前記各分割動画像信
号毎の第２回目の符号化を並列または時分割で可変レー
トで行うステップと、を実行するように制御を行うこと
を特徴とする動画像符号化装置。2. A moving picture coding apparatus for compressing and coding an input moving picture signal, wherein each screen constituting said input moving picture signal is divided into N (N ≧ 2) divided screens and divided into N divided screens. Dividing means for forming the divided moving image signals, one or more and N or less encoding means for performing the encoding for each divided moving image signal in parallel or by time division, and N codes of the encoding means Means for integrating the encoded data output into one encoded data, and control means for controlling the encoding means, wherein the control means controls the encoding means for each of the divided moving image signals. Performing the first encoding in parallel or in a time-division manner to obtain an encoding statistic for each of the divided screens, and an encoding target amount for each of the divided screens based on the encoding statistic for each of the divided screens And controlling the encoding means to control the encoding item. Performing a second encoding for each of the divided video signals at a variable rate in parallel or in a time-division manner on the basis of the characteristic amount.
符号化装置であって、前記入力動画像信号を構成する各
画面をＮ個（Ｎ≧２）の分割画面に分割してＮ個の分割
動画像信号を形成する分割手段と、前記各分割動画像信
号毎の符号化を並列または時分割で行う１個以上Ｎ個以
下の符号化手段と、前記符号化手段のＮ個の符号化デー
タ出力を１つの符号化データに統合する統合手段と、前
記動画像信号と同一内容であって前記動画像信号よりも
低解像度の低解像度動画像信号が符号化された低解像度
符号化データを解析する解析手段と、前記符号化手段お
よび前記解析手段を制御する制御手段と、を備え、前記
制御手段は、前記解析手段を制御して前記低解像度符号
化データを解析して前記分割画面毎の低解像度符号化統
計量を得るステップと、前記分割画面毎の低解像度符号
化統計量に基づいて前記分割画面毎の符号化目標量を設
定するステップと、前記符号化手段を制御して前記符号
化目標量に基づいて前記分割動画像信号毎の第２回目の
符号化を並列または時分割で可変レートで行うステップ
と、を実行するように制御を行うことを特徴とする動画
像符号化装置。3. A moving picture coding apparatus for compressing and coding an input moving picture signal, wherein each screen constituting said input moving picture signal is divided into N (N ≧ 2) divided screens, and Dividing means for forming the divided moving image signals, one or more and N or less encoding means for performing the encoding for each divided moving image signal in parallel or by time division, and N codes of the encoding means Means for integrating the encoded data output into one encoded data, and low-resolution encoded data obtained by encoding a low-resolution video signal having the same content as the video signal but having a lower resolution than the video signal. Analysis means, and control means for controlling the encoding means and the analysis means, wherein the control means controls the analysis means to analyze the low-resolution encoded data, and Obtaining low resolution coding statistics for each Setting an encoding target amount for each of the divided screens based on the low-resolution encoding statistic for each of the divided screens; and controlling the encoding unit to control the divided moving image based on the encoding target amount. Performing a second encoding for each image signal at a variable rate in parallel or in a time-division manner.
符号化方法であって、前記入力動画像信号を構成する各
画面をＮ個（Ｎ≧２）の分割画面に分割してＮ個の分割
動画像信号を形成するステップと、前記各分割動画像信
号毎の第１回目の符号化を並列または時分割で行って前
記分割画面毎の符号化統計量を得るステップと、前記分
割画面毎の符号化統計量に基づいて前記分割画面毎の符
号化目標量を設定するステップと、前記符号化目標量に
基づいて前記各分割動画像信号毎の第２回目の符号化を
並列または時分割で可変レートで行うステップと、前記
第２回目の符号化で得られたＮ個の符号化データ出力を
１つの符号化データに統合するステップと、を含むこと
を特徴とする動画像符号化方法。4. A moving picture coding method for compressing and coding an input moving picture signal, wherein each screen constituting the input moving picture signal is divided into N (N ≧ 2) divided screens, and Forming the divided moving image signal, performing the first encoding for each of the divided moving image signals in parallel or in a time-division manner, and obtaining an encoding statistic for each of the divided screens, Setting an encoding target amount for each of the divided screens based on the encoding statistic for each, and performing a second or parallel encoding for each of the divided video signals in parallel or at a time based on the encoding target amount. Moving image encoding comprising: performing division at a variable rate; and integrating N encoded data outputs obtained in the second encoding into one encoded data. Method.
符号化方法であって、前記入力動画像信号を構成する各
画面をＮ個（Ｎ≧２）の分割画面に分割してＮ個の分割
動画像信号を形成するステップと、前記動画像信号と同
一内容であって前記動画像信号よりも低解像度の低解像
度動画像信号が符号化された低解像度符号化データを解
析して前記分割画面毎の低解像度符号化統計量を得るス
テップと、前記分割画面毎の低解像度符号化統計量に基
づいて前記分割画面毎の符号化目標量を設定するステッ
プと、前記符号化目標量に基づいて前記分割動画像信号
毎の第２回目の符号化を並列または時分割で可変レート
で行うステップと、前記第２回目の符号化で得られたＮ
個の符号化データ出力を１つの符号化データに統合する
ステップと、を含むことを特徴とする動画像符号化方
法。5. A moving picture coding method for compressing and coding an input moving picture signal, wherein each screen constituting said input moving picture signal is divided into N (N ≧ 2) divided screens, and Forming a divided moving image signal, and analyzing the low-resolution encoded data in which a low-resolution moving image signal having the same content as the moving image signal and a lower resolution than the moving image signal is encoded is analyzed. Obtaining a low-resolution coding statistic for each divided screen; setting a coding target amount for each of the divided screens based on the low-resolution coding statistic for each divided screen; Performing a second encoding for each of the divided moving image signals at a variable rate in parallel or in a time-division manner, based on N obtained by the second encoding.
Integrating the encoded data outputs into one encoded data.
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