JP2005123829A - トランスコーダ、該トランスコーダを備えたデータ記録装置及びデータ記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】設定部から設定情報が入力されると、システムコントローラの主制御部は、この設定情報を記憶部に記憶させて変換規則を設定し、記録部6を制御する。設定情報は、希望する画質の程度や録画時間等を含み、変換規則は、設定情報に基づいて符号量の低減を行うほかに、例えばビットレートに応じて符号量の低減率を時間的に変化させるように、TSの変換を行うための手順を含んでいる。TS変換処理部21は、TSマルチプレクサ15から入力されたビデオデータを一旦復号化した後、エンコーダ部が、各GOPについて、所定のIピクチャをPピクチャに、所定のPピクチャをBピクチャに変換してデータ量を低減させるように再符号化処理を行う。
【選択図】図1
Description
MPEG方式は、ISO(International Organization for Standardization)/IEC(International Electro-technical Commission)傘下のMPEG委員会(ISO/IEC JTC1/SC2/WG8)で標準化が検討され、MPEG2が、ISO/IEC 13818−2で規定されている。
MPEG2方式では、このようなフレーム間予測によっても、すなわち、フレーム間のデータの時間的な相関に基づいてもデータの圧縮が行われる。
このデジタル放送受信・記録装置101は、同図に示すように、CSデジタル放送受信のためのIRD(Integrated Reciever decorder)に記録装置が付加された構成とされ、CSアンテナ102を介して、入力された受信信号を選局するためのチューナ103と、受信信号をアナログ/デジタル変換するA/D(Analog/Degital)コンバータ104と、入力されたデジタル信号に、例えば4相位相偏移復調処理を施すQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)復調部105と、暗号解除処理を行うデスクランブラ(Descrambler)106と、ビデオデータやオーディオデータを分離するTSデマルチプレクサ(Transport Stream Demultiplexer)107と、MPEG2に規格に準拠してデコード処理を行うデコーダ装置108と、入力されたビデオデータに例えば番組サービス情報を含みアイコンからなる操作用メニュー情報等を重ね合わせるグラフィクス部109と、入力されたビデオデータをNTSC方式又はPAL方式のビデオ信号にエンコードして、テレビジョン受像機114のCRT等に出力するNTSC/PALエンコーダ110と、入力されたオーディオデータをデジタル/アナログ変換して、テレビジョン受像機114のスピーカに出力するオーディオD/A(Degital/Analog)コンバータ111と、IDE(Integrated device Electronics)インタフェース112と、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disc Drive)113とを備えてなっている。
このため、TSデマルチプレクサ107と、IDEインタフェース112との間に、TS変換処理部を配置して、このTS変換処理部で、TSデマルチプレクサ107から入力されたビデオデータに、可変長復号化処理を施し(ステップST301(図12))、逆方向スキャン処理を行い(ステップST302)、量子化マトリックスに基づいて、逆量子化処理を行い(ステップST303)、別の量子化マトリックスに基づいて、量子化処理を行い(ステップST304)、さらに、スキャン処理を行い(ステップST305)、可変長符号化処理を行って(ステップST306)、量子化スケールを変更する(ステップST304での量子化処理で用いる量子化マトリックスの係数を、ステップST303での逆量子化処理で用いる量子化マトリックスの係数よりも大きくする)ことによって、データ量を低減する方法が提案されている。
すなわち、同図(a)に示すように、ブロック内の最後の9個の成分について「0」とされた状態から、5行8列目の成分を「1」→「0」とし、最後の14個の成分について「0」とされた状態に変更する処理を行う。
しかも、例えば、量子化スケールを変更したり、量子化されたデータの高周波項をゼロとするわけではないので、画質の劣化を抑制することができる。
さらに、例えば、操作者の設定によって、符号量の低減率を選択することによって、無闇に画質を落とすことなく、例えば記憶媒体の空き容量や、記録するデータの重要度等状況に応じて、自在に符号量の低減率を変更して、画質と記録するデータ量との関係を調節し、データを記録手段に記録することができる。
記憶部は、設定情報等の各種情報が格納された情報記憶領域と、主制御部が実行する変換規則設定プログラム等が記憶されたプログラム記憶領域とを有している。
プログラム記憶領域に記憶された変換規則設定プログラムには、例えば操作者の設定部8の操作によって入力された設定情報に基づいて、変換規則を設定して、記録部6を制御して、例えば符号量の低減率を変更するための手順が記述されている。
操作者は、記憶媒体の空き容量や、記録するデータの重要度を勘案して、設定部8から希望する画質の程度や録画時間等の設定情報を入力し、これに応じて例えば符号量の低減率が調整される。
デコーダ装置16は、図1に示すように、入力されたビデオデータにMPEG2方式に従って伸張復号化処理を施すビデオデコーダ16aと、入力されたオーディオデータに伸張復号化処理を施すオーディオデコーダ16bとからなっている。
TS変換処理部21は、図3に示すように、入力されたビデオデータに基づいてピクチャ構成を変更して圧縮再符号化処理を施すビデオデータ変換部24と、符号化したビデオデータをパケット化するパケット生成部25と、再符号化されたビデオデータと、TSマルチプレクサ15から入力されたオーディオデータとを1つのストリームに多重(パケット多重)化するTSマルチプレクサ26とを有してなっている。
デコーダ部31は、バッファ33と、ブロック毎に可変長符号化されたDCT係数、各マクロブロック毎に生成され可変長符号化された動きベクトル及び差分DCT係数、並びに各スライス毎に生成された量子化ステップ情報等を分離する分離部34と、可変長復号化部35と、逆量子化部36と、IDCT部37と、DCT部37の出力と動き予測部41の出力とを加算する加算器38と、ピクチャを蓄積するピクチャ蓄積部39と、分離部34から入力された動きベクトル、差分DCT係数及びピクチャタイプ情報やピクチャ蓄積部39に蓄積されたピクチャに基づいて動き予測情報を出力する動き予測部41とを有してなっている。
エンコーダ部33では、IピクチャをPピクチャに、PピクチャをBピクチャに変換して、Bピクチャの数を増加させてデータ量を低減させる処理を行う。
エンコーダ部33に入力された符号化されたデータのピクチャ構成が、あるGOP(ピクチャグループ)で、例えば、(IPBBPBBIBBPBB)とされている場合は、このエンコーダ部33では、一旦復号化された後再符号化されたデータのピクチャ構成は、(IPBBBBBPBBBBB)とされる。
まず、操作者によって、設定部8から設定情報が入力されると、システムコントローラ2の主制御部は、この設定情報を記憶部に記憶させ、この設定情報に基づいて変換規則を設定し、記録部6を制御する。
設定情報は、操作者によって、例えば記憶媒体の空き容量や記録するデータの重要度に従って設定部8から入力され、希望する画質の程度や録画時間等を含んでいる。
例えば、録画時間を重視するような内容の設定情報が入力された場合に、システムコントローラ2の主制御部が、各GOPで、最初のIピクチャと最後のIピクチャ又はPピクチャ以外のピクチャを、Bピクチャとするような変換規則を設定して、記録部6を制御するときに、符号量の低減率が最大となる。
デコーダ部31からエンコーダ部32に入力されたビデオデータのうち、あるGOPに対応するピクチャ構成が、図5(a)に示すように、例えば、I1B2B3P4B5B6P7B8B9I10B11B12P13とされているものとする。
また、BピクチャB2,B3は共にIピクチャI1及びPピクチャP4に基づいて予測され、BピクチャB5,B6は共にPピクチャP4及びPピクチャP7に基づいて予測され、BピクチャB8,B9は共にPピクチャP7及びIピクチャI10に基づいて予測され、BピクチャB11,B12は共にIピクチャI10及びPピクチャP13に基づいて予測されて生成されたピクチャである。
ここで、BピクチャB2,B3,B4,B5,B6は、それぞれIピクチャI1及びPピクチャP7に基づいて予測され、BピクチャB8,B9,B10,B11,B12は、それぞれPピクチャP7及びPピクチャP13に基づいて予測される。再符号化後は、このGOPは、(I1P7B2B3B4B5B6P13B8B9B10B11B12)とされる。
このGOPについて、PピクチャP4→BピクチャB4とし、IピクチャI10→BピクチャB10とすることにより、データ量が低減される。他のGOPについても同様の処理が施される。
ビデオデータ変換部24から出力された圧縮再符号化後のビデオデータは、パケット生成部25でパケット化され、TSマルチプレクサ26でTSマルチプレクサ15から入力されたオーディオデータとを1つのストリームに多重化されて、IDE22を介してHDD23に入力され記録される。
しかも、従来技術のように、量子化スケールを変更したり、高周波成分を削除したりするわけではないので、画質の劣化を抑制することができる。
さらに、例えば操作者の設定によって、符号量の低減率を選択できるので、無闇に画質を落とすことなく、記憶媒体の空き容量や、記録するデータの重要度等に状況に応じて、自在に符号量の低減率を変更して、画質と記録するデータ量との関係を調節し、所望のデータをHDD23に記録することができる。
また、例えば、ビットレートに応じて符号量の低減率を時間的に変化させるように、TSの変換を行うことによって、符号量の低減による画質の劣化を一段と抑制することができる。
この例が上述した実施例1と大きく異なるところは、TS変換処理部で、デコーダ装置から入力された復号化後のデータに基づいて再符号化するように構成した点である。
これ以外の構成は、上述した実施例1の構成と略同一であるので、その説明を簡略にする。
デコーダ装置68は、入力されたビデオデータにMPEG2方式に従って伸張復号化処理を施すビデオデコーダ68aと、入力されたオーディオデータに伸張復号化処理を施すオーディオデコーダ68bとからなっている。
また、この例のデジタル放送受信・記録装置のデコーダ装置68は、2チャンネル同時に復号処理が可能なように構成されている。
TS変換処理部73は、図7に示すように、ビデオデコーダ68aから入力されたビデオデータに基づいてピクチャ構成を変更して圧縮再符号化処理を施すビデオデータ変換部79と、符号化したビデオデータをパケット化するパケット生成部81と、再符号化されたビデオデータと、TSマルチプレクサ67から入力されたオーディオデータとを1つのストリームに多重(パケット多重)化するTSマルチプレクサ82とを有してなっている。
この例のデジタル放送受信・記録装置では、デコーダ装置68は、リアルタイム再生処理のための復号処理を行うと同時に、TS変換のための復号処理を行う。
TS変換処理部73は、デコーダ装置68から入力され既に復号化されたビデオデータを、ピクチャ構成を変更して再符号化する。ピクチャ構成の変更方法については、実施例1で述べた方法と同様であるのでその説明を省略する。
加えて、TS変換処理部73は、デコーダ装置68から入力された復号化されたビデオデータに基づいて再符号化するので、ビデオデータを一旦伸張復号化するデコーダ部を廃することができ、構成を簡素化しコストを低減することができる。
例えば、上述した実施例では、記憶手段としてHDDを用いた場合について述べたが、DVD(DVD−R、DVD−RW、DVD−RAM等)からなる記録媒体にデータの書き込みを行う光ディスク装置を用いても良い。また、トランスポートストリームを記録する場合に限らず、プログラムストリームを記録する場合に適用しても良い。
また、システムコントローラ2の主制御部が、例えば、記憶媒体の空き容量を検知し、この検知結果に基づいて、符号量の低減率を自動的に変更するように構成しても良い。
また、CSデジタル放送は、MPEG2のMP(Main Profile)@ML(Main Level)のサービスであるが、BS(Broadcasting Satellite)デジタル放送のようなMP(Main Profile)@HL(High Level)のサービスでも良い。
また、変復調方式は、各放送システムに依存するが、CSデジタル放送で用いられているQPSK方式に限らず、BPSK(2相位相偏移)方式や、BSデジタル放送で用いられている8PSK(8相位相偏移)方式でも良い。また、デジタル地上波放送で用いられているOFDM(直交周波数分割多重)方式でも良い。
また、ビデオデータの変動に応じてビデオビットレート(単位時間当りに流れるデータ量)を変化させる可変ビットレート制御を行う場合でも、固定ビットレート制御を行う場合でも適用できる。
2 システムコントローラ(トランスコーダの一部、設定手段の一部)
5,5A 受信部
6,6A 記録部(データ記録装置)
8 設定部(設定手段の一部)
21,73 TS変換処理部(トランスコーダの一部)
23,75 ハードディスクドライブ(記録手段)
Claims (19)
- 過去及び未来の画像とは独立して生成された第1型ピクチャと、過去の画像に基づいて予測して生成された第2型ピクチャと、過去及び未来の前記第1型ピクチャ又は前記第2型ピクチャに基づいて予測して生成された第3型ピクチャとのうち、少なくとも1つの第1型ピクチャを含む第1の符号化データ列を変換して、符号量が低減された第2の符号化データ列を生成するトランスコーダであって、
予め設定された変換規則に基づいて、前記第1の符号化データ列の所定の前記第1型ピクチャを前記第2型ピクチャ又は前記第3型ピクチャに変換すると共に、前記第1の符号化データ列が前記第2型ピクチャを含む場合には、所定の前記第2型ピクチャを前記第3型ピクチャに変換して、ピクチャ構成を変更することによって、符号量が低減された前記第2の符号化データ列を生成する
ことを特徴とするトランスコーダ。 - 前記第2型ピクチャは、過去の前記第1型ピクチャ又は前記第2型ピクチャに基づいて予測して生成されることを特徴とする請求項1記載のトランスコーダ。
- 前記第1の符号化データ列は、多数の前記第1型ピクチャ、前記第2型ピクチャ及び前記第3型ピクチャが組み合されてなることを特徴とする請求項1又は2記載のトランスコーダ。
- 前記第1及び第2の符号化データ列は、MPEGに準拠してそれぞれ符号化されることを特徴とする請求項1、2又は3記載のトランスコーダ。
- 前記変換規則を設定するための設定手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1に記載のトランスコーダ。
- ピクチャグループを構成する前記第1型ピクチャ、前記第2型ピクチャ及び前記第3型ピクチャのうち、最初の前記第1型ピクチャ、及び最後の前記第1型ピクチャ又は前記第2型ピクチャ以外の前記第1型ピクチャ及び前記第2型ピクチャを前記第3型ピクチャに変換する前記変換規則に基づいて、前記第2の符号化データ列を生成することを特徴とする請求項3、4又は5記載のトランスコーダ。
- 前記設定手段は、録画予定時間長又は録画画質の程度を示す情報が入力されることによって、前記変換規則を設定することを特徴とする請求項5又は6記載のトランスコーダ。
- 請求項1乃至7のいずれか1に記載のトランスコーダと、少なくとも画像データを記録媒体に記録する記録手段とを備えてなることを特徴とするデータ記録装置。
- 前記記録手段は、MPEGに準拠して符号化された画像データを記録媒体に記録することを特徴とする請求項8記載のデータ記録装置。
- 前記トランスコーダは、前記記録媒体の容量残量に応じて、符号量の低減率を調節することを特徴とする請求項8又は9記載のデータ記録装置。
- 少なくとも画像データを記録媒体に記録するためのデータ記録方法であって、
過去及び未来の画像とは独立して生成された第1型ピクチャと、過去の画像に基づいて予測して生成された第2型ピクチャと、過去及び未来の前記第1型ピクチャ又は前記第2型ピクチャに基づいて予測して生成された第3型ピクチャとのうち、少なくとも1つの第1型ピクチャを含む第1の符号化データ列を変換して、符号量が低減された第2の符号化データ列を生成するトランスコーディングステップを含み、
該トランスコーディングステップでは、予め設定された変換規則に基づいて、前記第1の符号化データ列の所定の前記第1型ピクチャを前記第2型ピクチャ又は前記第3型ピクチャに変換すると共に、前記第1の符号化データ列が前記第2型ピクチャを含む場合には、所定の前記第2型ピクチャを前記第3型ピクチャに変換して、ピクチャ構成を変更することによって、符号量が低減された前記第2の符号化データ列を生成する
ことを特徴とするデータ記録方法。 - 前記第2型ピクチャは、過去の前記第1型ピクチャ又は前記第2型ピクチャに基づいて予測して生成されることを特徴とする請求項11記載のデータ記録方法。
- 前記第1の符号化データ列は、多数の前記第1型ピクチャ、前記第2型ピクチャ及び前記第3型ピクチャが組み合されてなることを特徴とする請求項11又は12記載のデータ記録方法。
- 前記第1及び第2の符号化データ列は、MPEGに準拠してそれぞれ符号化されることを特徴とする請求項11、12又は13記載のデータ記録方法。
- 前記変換規則を設定するための設定ステップを備えたことを特徴とする請求項11乃至14のいずれか1に記載のデータ記録方法。
- ピクチャグループを構成する前記第1型ピクチャ、前記第2型ピクチャ及び前記第3型ピクチャのうち、最初の前記第1型ピクチャ、及び最後の前記第1型ピクチャ又は前記第2型ピクチャ以外の前記第1型ピクチャ及び前記第2型ピクチャを前記第3型ピクチャに変換する前記変換規則に基づいて、前記第2の符号化データ列を生成することを特徴とする請求項13、14又は15記載のデータ記録方法。
- 前記設定ステップでは、録画予定時間長又は録画画質の程度を示す情報が入力されることによって、前記変換規則を設定することを特徴とする請求項15又は16記載のデータ記録方法。
- MPEGに準拠して符号化された画像データを記録媒体に記録することを特徴とする請求項17記載のデータ記録方法。
- 前記記録媒体の容量残量に応じて、符号量の低減率を調節することを特徴とする請求項11乃至18のいずれか1に記載のデータ記録方法。
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