JPH1098713A

JPH1098713A - 映像信号切換装置

Info

Publication number: JPH1098713A
Application number: JP25022796A
Authority: JP
Inventors: Noboru Asamiya; 昇浅水屋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ＭＰＥＧストリームを任意のピクチャを切換位
置としてスイッチングすることができない。【解決手段】第１のスイッチャ１０からのソース１，ソ
ース２は、第１のデコーダ１１，第２のデコーダ１２で
各々復号化され各々ベースバンド映像信号に変換され、
また第１の遅延回路１３，第２の遅延回路１４で各々１
ＧＯＰ期間分遅延される。第２のスイッチャ１５で、制
御部１９より切換指示のあったフレームで、ソース１か
らソース２の映像信号に切り換え、その信号をエンコー
ダ１６で再符号化し、第３の遅延回路１７でタイミング
を整える。第３のスイッチャ１８では、最初は第１の遅
延回路１３からの遅延されたソース１を選択しておき、
切換信号入力後の最初のＩピクチャの手前で第３の遅延
回路１７の出力を選択し、所定のＧＯＰ分経過後第２の
遅延回路１４の出力であるソース２を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々の映像信号の
処理システムに適用される、ＭＰＥＧ方式により符号化
された複数の映像信号を適切にスイッチングすることの
できる映像信号切換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理技術や信号処理技術の進展によ
り、映像（動画像）信号を圧縮符号化する種々の方式が
提案され、実用化されつつある。そのような種々の映像
符号化方式の中の高画質で高能率に符号化することがで
きる方式の１つであり、広く使用されている方式にＭＰ
ＥＧ方式(Moving Picture coding Experts Groupによる
高品質動画符号化方式) がある。ＭＰＥＧにおいては、
入力画面をピクチャタイプ（Ｉ（Intra coded ）ピクチ
ャ、Ｐ（Predictive coded）ピクチャ、Ｂ（Bidirectio
nally predictive coded）ピクチャ）に合わせて並べ変
え、動き補償予測とＤＣＴ符号化を行う。そして得られ
たＤＣＴ符号化係数を量子化し、動きベクトルや符号化
モード情報とともに可変長符号化し、ＭＰＥＧストリー
ムとして出力する。この時に、Ｉ，Ｐピクチャの場合に
は、量子化された情報は逆量子化、逆ＤＣＴおよび動き
補償されて局部復号化され、復号器と同一の画像が復元
されフレームメモリに蓄積され、動き補償予測の参照画
面として用いられる。このような映像符号化技術を用い
て、符号化された映像信号を記録したり伝送したりする
ことが盛んに行われるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したＭＰ
ＥＧ方式は、ピクチャ間（フレーム間、フィールド間）
の相関を用いて符号化を行っているため、ピクチャ単位
で処理を行うことができない、特に、編集や放送などを
行う場合に重要な、複数の映像信号、すなわちＭＰＥＧ
ストリームを、任意のピクチャを切換位置としてスイッ
チングすることができないという問題がある。具体的に
は、ＭＰＥＧストリームをピクチャ単位でスイッチング
すると、切り換えた位置付近では適切に復号化すること
ができなくなり、その部分の画質が非常に劣化する。そ
してこの画質の劣化は、ＭＰＥＧストリームの次のＩピ
クチャが復号化されるまで続き、Ｉピクチャの復号化に
より正常な映像信号を得ることができるようになる。

【０００４】そのため、これまで任意の箇所でスイッチ
ングを行う必要のある場合には、符号化された映像信号
を一度全部復号化し、復号化された映像信号を用いてス
イッチングを行い、スイッチングされた映像信号を再び
符号化していた。しかし、このような方法においては、
全映像信号に対して符号化を繰り返すことになり、全映
像信号に対して画質の劣化を招くという問題が生じた。
特に低ビットレートの映像信号に対して大きな影響があ
った。また、符号化された映像信号を用いてそのような
処理を行うためには、全ピクチャをＩピクチャとして符
号化する、すなわちピクチャ間の相関を用いない方法に
より符号化する方法も考えられる。しかしそのような方
法では、符号化効率が極端に悪化するという問題が生
じ、実用的な方法ではない。

【０００５】したがって、本発明の目的は、画質の劣化
を最小期間かつ最小限度に抑え、ＭＰＥＧ方式により符
号化された映像信号をピクチャ単位で適切にスイッチン
グすることのできる映像信号切換装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、スイッチングを行う箇所のみＧＯＰ単位で復号化を
行い、復号化された映像信号を用いてピクチャ単位でス
イッチングを行い、再び符号化し、符号化されたまま用
いる他の部分の信号と整合するようにそのスイッチング
箇所のＧＯＰを新たなＭＰＥＧストリーム中に配置する
ようにした。

【０００７】したがって本発明の映像信号切換装置は、
現在出力されている第１のＭＰＥＧストリームと、切り
換えて次に出力する第２のＭＰＥＧストリームを各々復
号化する２つの復号化手段と、その復号化された第１お
よび第２の映像信号のいずれかを選択する手段であっ
て、所望の位置で第１の映像信号から第２の映像信号に
信号を切り換える選択手段と、その切り換えられて生成
される映像信号を元のＭＰＥＧストリームと同一のＭＰ
ＥＧ符号化方式で再符号化する再符号化手段と、通常は
第１のＭＰＥＧストリームを選択し、切換位置において
は再符号化されたＭＰＥＧストリームを選択し、その後
第２のＭＰＥＧストリームを選択し、これによりすなわ
ち第１のＭＰＥＧストリームから第２のＭＰＥＧストリ
ームへの切り換えを行う出力選択手段とを有する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の映像信号切換装置の一実
施の形態を、図１〜図６を参照して説明する。図１は、
本実施の形態の映像信号切換装置の構成を示すブロック
図である。映像信号切換装置１は、第１のスイッチャ１
０、第１のデコーダ１１、第２のデコーダ１２、第１の
遅延回路１３、第２の遅延回路１４、第２のスイッチャ
１５、エンコーダ１６、第３の遅延回路１７、第３のス
イッチャ１８、制御部１９、操作部２０、表示部２１お
よびモニタ２２_-1〜２２_-3を有する。

【０００９】まず、各部の構成・機能について説明す
る。第１のスイッチャ１０は、複数のＭＰＥＧストリー
ムが並列に入力される複数の入力チャネルと、２つの出
力チャネルを有するマトリックススイッチャであり、制
御部１９からの切換指示信号に基づいて、任意の入力チ
ャネルを任意の出力チャネルに切り換える。すなわち、
第１のスイッチャ１０は、現在あるいは直ちに映像信号
切換装置１から出力すべきＭＰＥＧストリームが入力さ
れる入力チャネルと出力チャネルの一方を接続し、その
ＭＰＥＧストリームが適切に後段の構成部に出力される
ようにする。また、そのＭＰＥＧストリームが映像信号
切換装置１から出力されている最中に、そのＭＰＥＧス
トリームに切り換えて出力する次のＭＰＥＧストリーム
が入力される入力チャネルを出力チャネルの他方に接続
し、そのＭＰＥＧストリームも適切に後段の構成部に出
力されるようにする。なお、制御部１９からの切換指示
は、即時切換を指示される場合や、時刻指定で切り換え
を指示される場合などがある。また、第１のスイッチャ
１０における切り換えは、外部より入力されるリファレ
ンス信号Ｒefに同期して行われる。

【００１０】第１のデコーダ１１および第２のデコーダ
１２は、第１のスイッチャ１０で選択されて入力される
ＭＰＥＧストリームを、各々ベースバンド映像信号とし
て復号化する。その際に、復号化した映像信号の各フレ
ームが元の符号化信号の時にどんなピクチャタイプであ
ったか（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャのいずれ
かであるか）という情報も合わせて出力される。この復
号化も、外部より入力されるリファレンス信号Ｒefに同
期して行われる。

【００１１】第１の遅延回路１３および第２の遅延回路
１４は、第１のスイッチャ１０で選択されて入力される
２つのＭＰＥＧストリームを、後段の第３のスイッチャ
１８において、エンコーダ１６により再符号化されたＭ
ＰＥＧストリームとスイッチングしても動画シーケンス
として整合性が取れる様に、フレーム時間単位で遅延さ
せてタイミングを調整する。この遅延動作も、外部より
入力されるリファレンス信号Ｒefに同期して行われる。
第２のスイッチャ１５は、第１のデコーダ１１および第
２のデコーダ１２から出力されるベースバンドの映像信
号の切り換えを、制御部１９からの指示信号に基づいて
行う。制御部１９からの切換指示は、即時切換を指示さ
れる場合や、時刻指定で切換を指示される場合などがあ
る。また、第２のスイッチャ１５における切り換えも、
リファレンス信号Ｒefに同期して行われる。

【００１２】エンコーダ１６は、第２のスイッチャ１５
から入力されるベースバンドの映像信号出力をＭＰＥＧ
再符号化する。このＭＰＥＧ再符号化は、第１のデコー
ダ１１および第２のデコーダ１２より出力されるピクチ
ャタイプの情報を用い、各符号化信号がこのピクチャタ
イプと同じなるように符号化する。またエンコーダ１６
は、制御部１９からの指示がなければクローズＧＯＰで
符号化し、制御部１９からの指示があれば指定されたＧ
ＯＰの数だけクローズＧＯＰの後に通常のＧＯＰ（オー
プンＧＯＰ）として符号化する。この符号化も、外部よ
り入力されるリファレンス信号Ｒefに同期して行われ
る。第３の遅延回路１７は、ＧＯＰの最終フレームでス
イッチングが行われても第３のスイッチャ１８において
このＧＯＰの先頭でＭＰＥＧストリームの切り換えがで
きるように、エンコーダ１６の出力をフレーム時間単位
で遅延させる。この処理も、外部より入力されるリファ
レンス信号Ｒefに同期して行われる。

【００１３】第３のスイッチャ１８は、制御部１９から
の指示に基づいて、外部リファレンス信号Ｒefに同期し
てＭＰＥＧストリームのスイッチングを行い、所望のピ
クチャ単位で切り換えの行われたＭＰＥＧストリームを
生成し出力する。具体的には、第３のスイッチャ１８に
おいては、ソース１の映像信号からソース２の映像信号
に切り換える場合には、制御部１９から指示される所定
のタイミングで、第１の遅延回路１３、第３の遅延回路
１７、第２の遅延回路１４の順に切り換えを行い、ソー
ス２の映像信号からソース１の映像信号に切り換える場
合には、第２の遅延回路１４、第３の遅延回路１７、第
１の遅延回路１３の順に切り換えを行う。

【００１４】制御部１９は、操作部２０または図示せぬ
上位コンピュータからの指示に基づいて、映像信号切換
装置１が所望の動作を行うように、映像信号切換装置１
の各部を制御する。また制御部１９は、その制御に伴っ
て、必要な情報を表示部２１に表示するとともに、適宜
前記上位コンピュータに状態を送信する。

【００１５】その制御部１９の動作について、図２を参
照して説明する。図２は、制御部１９の動作を示すフロ
ーチャートである。まず、映像信号切換装置１の動作が
実質的にスタートされると（ステップＳ１）、映像信号
切換装置１の各部の初期設定を行った後（ステップＳ
２）、第１〜第３のスイッチャ１０，１５、１８の初期
設定を行う（ステップＳ３）。すなわち、まず第１のス
イッチャ１０においては、最初に出力するＭＰＥＧスト
リームが入力される入力チャンネルをソース１のＭＰＥ
Ｇストリームとして第１のデコーダ１１および第１の遅
延回路１３に出力するように、入力チャネルと出力チャ
ネルが切り換えられ、第３のスイッチャ１８において
は、そのソース１をただ単に遅延させた第１の遅延回路
１３の出力を選択して出力するように切り換えられる。
また第２のスイッチャ１５においては、とりあえずその
ソース１のＭＰＥＧストリームを第１のデコーダ１１で
デコードした結果のベースバンド映像信号を選択するよ
うに切り換えられる。

【００１６】このような初期設定をした後に、操作部２
０または図示せぬ上位コンピュータ（以後、外部と称す
る場合もある）からの指示に基づいて動作する通常の処
理に移る。まず、外部から終了の指示が入力されたか否
かをチェックする（ステップＳ４）。ここで、終了の指
示が入力されていた場合には、映像信号切換装置１の各
部に対して終了処理を行って（ステップＳ５）、処理を
終了する（ステップＳ６）。

【００１７】ステップＳ４において、終了の指示の入力
がなかった場合には、次に、外部から入力ＭＰＥＧスト
リーム、すなわち次に切り換えるＭＰＥＧストリームを
選択する指示が入力されたか否かをチェックする（ステ
ップＳ７）。入力ＭＰＥＧストリームを選択する指示が
入力されていた場合には、第１のスイッチャ１０におい
て、現在出力されるＭＰＥＧストリームと切り換えて出
力する次のＭＰＥＧストリームが入力される入力チャン
ネルを、現在のＭＰＥＧストリームが出力されているソ
ース出力とは異なるソース出力として出力するように、
入力チャネルと出力チャネルを切り換える（ステップＳ
８）。たとえば前述した初期設定の直後の場合には、そ
の次のＭＰＥＧストリームを、現在ソース１として出力
されるＭＰＥＧストリームと切り換えて出力できるよう
に、ソース２のＭＰＥＧストリームとして第２のデコー
ダ１２および第２の遅延回路１４に出力するように、入
力チャネルと出力チャネルを切り換える。この次のＭＰ
ＥＧストリームの選択が終了したら、再びステップＳ４
に戻って、次の指示を待つ。

【００１８】ステップＳ７において、入力選択の指示が
なかった場合には、ＭＰＥＧストリームの切り換えの指
示が入力されたか否かをチェックする（ステップＳ
９）。そして、切り換えの指示が入力されていた場合に
は、現在の状態に基づいてソース１からソース２へ切り
換えるのか、ソース２からソース１へ切り換えるのかを
チェックする（ステップＳ１０）。

【００１９】ソース１からソース２へのＭＰＥＧストリ
ームの切り換えが指示されていた場合には、まず、第２
のスイッチャ１５で選択する信号を、第１のデコーダ１
１の出力であるソース１の映像信号から、第２のデコー
ダ１２の出力であるソース２の映像信号に切り換える
（ステップＳ１１）。次に、第３のスイッチャ１８で選
択する信号を、最新のＢピクチャからＩピクチャへの変
化点で、第１の遅延回路１３から出力されるソース１の
ＭＰＥＧストリームから、第３の遅延回路１７より出力
されるＭＰＥＧストリームに切り換える（ステップＳ１
２）。そして、予め定めた所定のＧＯＰ数分のＭＰＥＧ
ストリームが第３の遅延回路１７より出力されるのを待
って（ステップＳ１３）、第３のスイッチャ１８で選択
する信号を、さらに第２の遅延回路１４から出力される
ソース２のＭＰＥＧストリームに切り換える（ステップ
Ｓ１４）。これにより、ソース１のＭＰＥＧストリーム
からソース２のＭＰＥＧストリームへの切り換えが終了
し、再びステップＳ４に戻って外部からの指示に従う。

【００２０】ステップＳ１０において、ソース２からソ
ース１へのＭＰＥＧストリームの切り換えが指示されて
いた場合には、まず、第２のスイッチャ１５で選択する
信号を、第２のデコーダ１２の出力であるソース２の映
像信号から、第１のデコーダ１１の出力であるソース１
の映像信号に切り換える（ステップＳ１５）。次に、第
３のスイッチャ１８で選択する信号を、最新のＢピクチ
ャからＩピクチャへの変化点で、第２の遅延回路１４か
ら出力されるソース２のＭＰＥＧストリームから、第３
の遅延回路１７より出力されるＭＰＥＧストリームに切
り換える（ステップＳ１６）。そして、予め定めた所定
のＧＯＰ数分のＭＰＥＧストリームが第３の遅延回路１
７より出力されるのを待って（ステップＳ１７）、第３
のスイッチャ１８で選択する信号を、さらに第１の遅延
回路１３から出力されるソース１のＭＰＥＧストリーム
に切り換える（ステップＳ１８）。これにより、ソース
２のＭＰＥＧストリームからソース１のＭＰＥＧストリ
ームへの切り換えが終了し、再びステップＳ４に戻って
外部からの指示に従う。制御部１９は、このような動作
を行う。

【００２１】操作部２０は、第１のスイッチャ１０の切
り換え指示、第２のスイッチャ１５の切り換え指示を行
うための入力装置である。表示部２１は、映像信号切換
装置１の動作状況を表示するためのディスプレイ装置で
ある。モニタ２２_-1〜２２_-3は、各々第１のデコーダ１
１でデコードされたソース１のベースバンド映像信号、
第２のデコーダ１２でデコードされたソース２のベース
バンド映像信号、および、第２のスイッチャ１５でスイ
ッチングされた結果のベースバンド映像信号を確認する
ためのモニタである。

【００２２】次に、映像信号切換装置１の動作について
図３〜図６の具体例を参照して説明する。映像信号切換
装置１の動作については、第３のスイッチャ１８が、映
像信号の切り換え位置を含む１ＧＯＰのみ再符号化され
たＭＰＥＧストリームを選択する場合と、そのＧＯＰを
含む複数のＧＯＰの再符号化されたＭＰＥＧストリーム
を選択する場合について、各々説明する。なお、図３〜
図６において、Ｘi ，Ｙi は、各々映像信号Ｘ，Ｙの各
フレーム信号、添字ｉはフレーム番号である。このフレ
ーム番号は、ベースバンド信号において時系列と一致し
ている。また、Ｘi ，Ｙi は、その映像信号が一度復号
化され、ベースバンド映像信号に戻ったことを示す。ま
た、Ｉ，Ｐ，Ｂは、各々そのフレームの符号化時のピク
チャタイプを、Ｉピクチャに付加された○はそのＩピク
チャから始まるＧＯＰがクローズＧＯＰであることを示
す。

【００２３】まず、ＭＰＥＧストリームの切り換え時
に、切り換え部分を含む１ＧＯＰのみを復号化し、再符
号化する場合の映像信号切換装置１の動作について、図
３および図４を参照して説明する。図３は、そのような
場合の映像信号切換装置１の各部における信号を示す図
であり、（Ａ）は元のＭＰＥＧストリームＸを示す図で
あり、（Ｂ）はＭＰＥＧストリームＸがデコーダにおい
てデコードされた映像信号Ｘ(dec) を示す図であり、
（Ｃ）はＭＰＥＧストリームＸが遅延回路において遅延
されたＭＰＥＧストリームＸ(delay) を示す図であり、
（Ｄ）は切り換えられる次のＭＰＥＧストリームＹを示
す図であり、（Ｅ）はＭＰＥＧストリームＹがデコーダ
においてデコードされた映像信号Ｙ(dec) を示す図であ
り、（Ｆ）はＭＰＥＧストリームＹが遅延回路において
遅延されたＭＰＥＧストリームＹ(delay) を示す図であ
り、（Ｇ）は切り換えの行われるベースバンド映像信号
Ｘ＋Ｙ(base)を示す図であり、（Ｈ）は映像信号Ｘ＋Ｙ
(base)をエンコーダにおいて再符号化したＭＰＥＧスト
リームＸ＋Ｙ(enc) を示す図であり、（Ｉ）はそのＭＰ
ＥＧストリームＸ＋Ｙ(enc) を遅延回路において遅延さ
せたＭＰＥＧストリームＸ＋Ｙ(delay) を示す図であ
り、（Ｊ）はそれらが第３のスイッチャ１８により適宜
選択され出力されるＭＰＥＧストリームＸ＋Ｙ(sw)を示
す図である。なお、図３（Ａ）の上の数字は時刻を示す
ものとする。

【００２４】まず、切り換えを行う２つのＭＰＥＧスト
リームＸ，Ｙを、図３（Ａ）および（Ｄ）に示す。図示
するように、これらはともにＩまたはＰピクチャが現れ
る周期Ｍ＝３、ＧＯＰ内のピクチャ枚数Ｎ＝６であり、
さらにＩピクチャの位相も一致しているＭＰＥＧストリ
ームである。第１のスイッチャ１０において、ＭＰＥＧ
ストリームＸがソース１として、ＭＰＥＧストリームＹ
がソース２として出力される。すると、ＭＰＥＧストリ
ームＸは、第１のデコーダ１１でデコードされて、図３
（Ｂ）に示すようなベースバンド映像信号Ｘ(dec) が生
成される。また、第１の遅延回路１３に入力されたＭＰ
ＥＧストリームは丁度１ＧＯＰ期間分遅延されて、図３
（Ｃ）に示すような遅延されたＭＰＥＧストリームＸ(d
elay) が生成される。

【００２５】切り換えられる次のＭＰＥＧストリームＹ
も同様に、第２のデコーダ１２においてデコードされ図
３（Ｅ）に示すようなベースバンド映像信号Ｙ(dec) が
生成され、第２の遅延回路１４において遅延されて図３
（Ｆ）に示すようなＭＰＥＧストリームＹ(delay) が生
成される。そして、第２のスイッチャ１５においては、
当初ソース１に対応する第１のデコーダ１１の出力を選
択しているが、操作者がモニタ２２_-1〜２２_-3をモニタ
リングするなどして操作部２０より映像の切り換えを指
示すると、その指示により制御部１９で生成される切り
換え信号に基づいて、選択する映像信号を第２のデコー
ダ１２より出力されるソース２の映像信号に切り換え
る。たとえば図３に示すように時刻７の手前、すなわち
Ｘ6 フレームの直前でこの切り換えが行われたとする
と、第２のスイッチャ１５からは図３（Ｇ）に示すよう
に、フレームＸ5の次にフレームＹ6 がくるような映像
信号が生成され出力される。

【００２６】このＹ6 のフレームを含むＧＯＰについ
て、エンコーダ１６で前のピクチャタイプが維持されな
がら再符号化され、図３（Ｉ）に示すような１ＧＯＰ分
のＭＰＥＧストリームが生成され、さらに第３の遅延回
路１７においてＮ−Ｍフレーム分、すなわち図３の例に
おいては３フレーム分遅延されて、第１の遅延回路１３
や第２の遅延回路１４で遅延されたＭＰＥＧストリーム
Ｘ(delay) 、Ｙ(delay)と同じ時系列で同じ位相のＭＰ
ＥＧストリームＸ＋Ｙ(delay) が生成される。そして、
第３のスイッチャ１８においては、最初は第１の遅延回
路１３の出力である図３（Ｃ）に示すＭＰＥＧストリー
ムＸ(delay) を選択し、切り換え信号が入力された後の
最初のＩピクチャの手前、すなわち時刻１２の手前で第
３の遅延回路１７の出力である図３（Ｉ）に示すＭＰＥ
ＧストリームＸ＋Ｙ(delay) を選択し、１ＧＯＰ分経過
後、すなわち、時刻１８の手前で第２の遅延回路１４の
出力である図３（Ｆ）に示すＭＰＥＧストリームＹ(del
ay) を選択し、図３（Ｊ）に示すようなＭＰＥＧストリ
ームＸ＋Ｙ(sw)を生成し出力する。

【００２７】このように、映像信号切換装置１において
は、時刻１２〜１７のＹ8,Ｙ6,Ｙ7,Ｙ11, Ｙ 9, Ｙ10の
フレームだけが復号化され、再符号化されているので、
画質が多少なりとも劣化する部分が短時間で済む。ま
た、再符号化は、それらのピクチャタイプが元のピクチ
ャタイプと同じになるように行われるので、その部分の
画質劣化の程度も少なくなる。

【００２８】図４は、このようなＭＰＥＧストリームに
対して切り換えを行う際の、切り換え位置と第２のスイ
ッチャ１５の出力、および、エンコーダ１６の出力の関
係を示す図であり、（Ａ）はＧＯＰの最初のフレームの
直前（時刻７、フレームＹ6の直前）で切り換えが行わ
れた場合の各出力を示す図、（Ｂ）は２番目のフレーム
の直前（時刻８、フレームＹ7 の直前）で切り換えが行
われた場合の各出力を示す図、（Ｃ）は３番目のフレー
ムの直前（時刻９、フレームＹ8 の直前）で切り換えが
行われた場合の各出力を示す図、（Ｄ）は４番目のフレ
ームの直前（時刻１０、フレームＹ9 の直前）で切り換
えが行われた場合の各出力を示す図、（Ｅ）は５番目の
フレームの直前（時刻１１、フレームＹ10の直前）で切
り換えが行われた場合の各出力を示す図、（Ｆ）は６番
目のフレームの直前（時刻１２、フレームＹ11の直前）
で切り換えが行われた場合の各出力を示す図である。

【００２９】図４に示すように、ＧＯＰのどの位置でＭ
ＰＥＧストリームの切り換えが指示されたとしても、そ
の切り換え指示の時刻は、その切り換え位置を含むＧＯ
Ｐの先頭のＩピクチャのフレームが第３のスイッチャ１
８に入力される（図３および図４の例においては時刻１
２）以前となるので、そのＧＯＰに対しては第３の遅延
回路１７の出力を選択することが可能となり、全ての切
り換え位置に対して適切に切り換えが行える。

【００３０】次に、ＭＰＥＧストリームの切り換え時
に、切り換え部分を含むＧＯＰ以降の、複数のＧＯＰに
ついて復号化し、再符号化する場合の映像信号切換装置
１の動作について、図５および図６を参照して説明す
る。図５は、そのような場合の映像信号切換装置１の各
部における信号を示す図であり、（Ａ）〜（Ｊ）は前述
した図３の場合と同じである。この場合においても、図
５（Ａ）および図５（Ｄ）に示すような２つのＭＰＥＧ
ストリームＸ，Ｙが、各々ソース１およびソース２とし
て入力される。そして、ＭＰＥＧストリームＸは、第１
のデコーダ１１においてデコードされて図５（Ｂ）に示
すようなベースバンド映像信号Ｘ(dec) が生成され、ま
た第１の遅延回路１３において丁度１ＧＯＰ期間分遅延
されて図５（Ｃ）に示すような遅延されたＭＰＥＧスト
リームＸ(delay) が生成される。また、ＭＰＥＧストリ
ームＹは、第２のデコーダ１２でデコードされて図５
（Ｅ）に示すようなベースバンド映像信号Ｙ(dec) が生
成され、また第２の遅延回路１４において丁度１ＧＯＰ
期間分遅延されて、図５（Ｆ）に示すような遅延された
ＭＰＥＧストリームＹ(delay) が生成される。

【００３１】そして、第２のスイッチャ１５において
は、操作者の切り換え指示より制御部１９で生成される
切り換え信号に基づいて、選択する映像信号を第１のデ
コーダ１１より出力されるソース１の映像信号から第２
のデコーダ１２より出力されるソース２の映像信号に切
り換える。たとえば図５に示すように時刻７の手前、す
なわちＸ6 フレームの直前でこの切り換えが行われたと
すると、第２のスイッチャ１５からは図５（Ｇ）に示す
ように、フレームＸ5 の次にフレームＹ6 がくるような
映像信号が生成され出力される。

【００３２】このＹ6 のフレームを含むＧＯＰから２つ
のＧＯＰについて、エンコーダ１６で前のピクチャタイ
プが維持されながら再符号化される。この時に、最初の
ＧＯＰについてはクローズＧＯＰとして、２番目のＧＯ
ＰについてはオープンＧＯＰとして符号化を行う。その
結果、図５（Ｉ）に示すような２ＧＯＰ分のＭＰＥＧス
トリームが生成され、さらに第３の遅延回路１７におい
てＮ−Ｍフレーム分、すなわち３フレーム分遅延され
て、第１の遅延回路１３や第２の遅延回路１４で遅延さ
れたＭＰＥＧストリームＸ(delay) 、Ｙ(delay) と同じ
時系列で同じ位相のＭＰＥＧストリームＸ＋Ｙ(delay)
が生成される。そして、第３のスイッチャ１８において
は、最初は第１の遅延回路１３の出力である図５（Ｃ）
に示すＭＰＥＧストリームＸ(delay) を選択し、切り換
え信号が入力された後の最初のＩピクチャの手前、すな
わち時刻１２の手前で第３の遅延回路１７の出力である
図５（Ｉ）に示すＭＰＥＧストリームＸ＋Ｙ(delay) を
選択し、２ＧＯＰ分経過後、すなわち、時刻２４の手前
で第２の遅延回路１４の出力である図５（Ｆ）に示すＭ
ＰＥＧストリームＹ(delay) を選択し、図５（Ｊ）に示
すようなＭＰＥＧストリームＸ＋Ｙ(sw)を生成し出力す
る。

【００３３】このように、複数のＧＯＰについて再符号
化を行うことにより、切換部分を含む再符号化されたＧ
ＯＰから元のＭＰＥＧストリームのＧＯＰに移る時の参
照画像の違いによる画質の劣化を徐々に軽減することが
でき、より画質の劣化の程度の小さいＭＰＥＧストリー
ムが生成できる。たとえば、図５の例においては、Ｙ１
７（Ｐピクチャ）とＹ１７（Ｐピクチャ）との差を少な
くすることが可能となり、復号化時のＹ１８（Ｂピクチ
ャ）およびＹ１９（Ｂピクチャ）の画質の劣化を減少さ
せることができる。

【００３４】図６は、図４と同様にこのようなＭＰＥＧ
ストリームに対して切り換えを行う際の切り換え位置と
第２のスイッチャ１５の出力、および、エンコーダ１６
の出力の関係を示す図であり、（Ａ）〜（Ｆ）は各々Ｇ
ＯＰ内の１番目から６番目のフレームの直前で切り換え
が行われた場合の各出力を示す図である。図６に示すよ
うに、ＧＯＰのどの位置でＭＰＥＧストリームの切り換
えが指示されたとしても、その切り換え指示の時刻は、
その切り換え位置を含むＧＯＰの先頭のＩピクチャのフ
レームが第３のスイッチャ１８に入力される（図５およ
び図６の例においては時刻１２）以前となるので、その
ＧＯＰに対しては第３の遅延回路１７の出力を選択する
ことが可能となり、全ての切り換え位置に対して適切に
切り換えが行える。

【００３５】このように、本実施の形態の映像信号切換
装置１においては、ＭＰＥＧストリームのスイッチング
をフレーム単位で、実時間で行うことができる。さら
に、切り換え位置の近傍のみ若干画質が劣化するが、そ
れ以外は元のＭＰＥＧストリームを用いるので、画質の
劣化が全くない。

【００３６】なお、本発明は本実施の形態に限られるも
のではなく、種々の改変が可能である。たとえば、映像
信号切換装置１の構成も、図１に限られるものではなく
任意好適に改変してよい。また、本実施の形態で例示し
たＭＰＥＧストリームは、ＩまたはＰピクチャが現れる
周期Ｍ＝３ＤＥ、ＧＯＰ内のピクチャ枚数Ｎ＝６の構成
としたが、これに限られるものではなっく、任意のＧＯ
Ｐ構成に対応可能である。また、エンコーダ１６におい
ては、第３のスイッチャ１８により最終的に選択される
映像信号のみを再符号化してもよいし、その可能性のあ
る一部分のみを再符号化するようにしてもよいし、切り
換えの有無に限らず常に再符号化するようにしてもよ
く、その動作条件などは任意でよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の映像信号
切換装置によれば、画質の劣化を最初期間かつ最小限度
に抑え、ＭＰＥＧ方式により符号化された映像信号をピ
クチャ単位で適切にスイッチングすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の映像信号切換装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１に示した映像信号切換装置の制御部の動作
を説明するためのフローチャートである。

【図３】図１に示した映像信号切換装置において、１Ｇ
ＯＰのみを復号化および再符号化する場合の動作を説明
するための図であり、（Ａ）は元のＭＰＥＧストリーム
Ｘを示す図であり、（Ｂ）はデコードされたベースバン
ド映像信号Ｘ(dec) を示す図であり、（Ｃ）は遅延され
たＭＰＥＧストリームＸ(delay) を示す図であり、
（Ｄ）は切り換える次のＭＰＥＧストリームＹを示す図
であり、（Ｅ）はデコードされたベースバンド映像信号
Ｙ(dec) を示す図であり、（Ｆ）は遅延されたＭＰＥＧ
ストリームＹ(delay) を示す図であり、（Ｇ）は切り換
えられたベースバンド映像信号Ｘ＋Ｙ(base)を示す図で
あり、（Ｈ）は再符号化されたＭＰＥＧストリームＸ＋
Ｙ(enc) を示す図であり、（Ｉ）はさらに遅延されたＭ
ＰＥＧストリームＸ＋Ｙ(delay) を示す図であり、
（Ｊ）は出力されるＭＰＥＧストリームＸ＋Ｙ(sw)を示
す図である。

【図４】図１に示した映像信号切換装置において、１Ｇ
ＯＰのみを復号化および再符号化する場合の動作におけ
る、ＭＰＥＧストリームに対する切り換え指示の位置と
第２のスイッチャの出力、および、エンコーダの出力の
関係を示す図であり、（Ａ）〜（Ｆ）は各々ＧＯＰ内の
１番目〜６番目のフレームの直前で切り換えが行われた
場合の第２のスイッチャの出力、および、エンコーダの
出力を示す図である。

【図５】図１に示した映像信号切換装置において、複数
のＧＯＰを復号化および再符号化する場合の動作を説明
するための図であり、（Ａ）は元のＭＰＥＧストリーム
Ｘを示す図であり、（Ｂ）はデコードされたベースバン
ド映像信号Ｘ(dec) を示す図であり、（Ｃ）は遅延され
たＭＰＥＧストリームＸ(delay) を示す図であり、
（Ｄ）は切り換える次のＭＰＥＧストリームＹを示す図
であり、（Ｅ）はデコードされたベースバンド映像信号
Ｙ(dec) を示す図であり、（Ｆ）は遅延されたＭＰＥＧ
ストリームＹ(delay) を示す図であり、（Ｇ）は切り換
えられたベースバンド映像信号Ｘ＋Ｙ(base)を示す図で
あり、（Ｈ）は再符号化されたＭＰＥＧストリームＸ＋
Ｙ(enc) を示す図であり、（Ｉ）はさらに遅延されたＭ
ＰＥＧストリームＸ＋Ｙ(delay) を示す図であり、
（Ｊ）は出力されるＭＰＥＧストリームＸ＋Ｙ(sw)を示
す図である。

【図６】図１に示した映像信号切換装置において、複数
のＧＯＰを復号化および再符号化する場合の動作におけ
る、ＭＰＥＧストリームに対する切り換え指示の位置と
第２のスイッチャの出力、および、エンコーダの出力の
関係を示す図であり、（Ａ）〜（Ｆ）は各々ＧＯＰ内の
１番目〜６番目のフレームの直前で切り換えが行われた
場合の第２のスイッチャの出力、および、エンコーダの
出力を示す図である。

【符号の説明】

１…映像信号切換装置、１０…第１のスイッチャ、１１
…第１のデコーダ、１２…第２のデコーダ、１３…第１
の遅延回路、１４…第２の遅延回路、１５…第２のスイ
ッチャ、１６…エンコーダ、１７…第３の遅延回路、１
８…第３のスイッチャ、１９…制御部、２０…操作部、
２１…表示部、２２…モニタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力される複数のＭＰＥＧストリームを切
り換えて、１つのＭＰＥＧストリームとして出力する映
像信号切換装置であって、入力され出力されている第１のＭＰＥＧストリーム、お
よび、入力され前記第１のＭＰＥＧストリームから切り
換えて次に出力される第２のＭＰＥＧストリームを、各
々復号化し、第１の映像信号および第２の映像信号を生
成する２つの復号化手段と、前記生成された第１の映像信号および第２の映像信号の
いずれかを選択する手段であって、通常は前記第１の映
像信号を選択し、入力された切換位置で前記第１の映像
信号から前記第２の映像信号に切り換え、以後第２の映
像信号を選択する選択手段と、前記選択された映像信号を前記第１のＭＰＥＧストリー
ムおよび前記第２のＭＰＥＧストリームと同一のＭＰＥ
Ｇ符号化方式で再符号化しＭＰＥＧストリームを生成す
る再符号化手段と、前記入力された第１のＭＰＥＧストリーム、前記入力さ
れた第２のＭＰＥＧストリーム、および、前記再符号化
されたＭＰＥＧストリームのいずれかを選択する手段で
あって、通常は前記第１のＭＰＥＧストリームを選択
し、前記切換位置の近傍の所定の期間について前記再符
号化されたＭＰＥＧストリームを選択し、前記所定の期
間終了後前記第２のＭＰＥＧストリームを選択し、各々
出力する出力選択手段とを有する映像信号切換装置。
【請求項２】前記出力選択手段は、前記切換位置を含む
１ＧＯＰの期間について、前記再符号化されたＭＰＥＧ
ストリームを選択し、該ＧＯＰの後、前記第２のＭＰＥ
Ｇストリームを選択する請求項１記載の映像信号切換装
置。
【請求項３】前記再符号化手段は、第１のＭＰＥＧスト
リームおよび第２のＭＰＥＧストリームにおけるＧＯＰ
構成に対応する前記選択された映像信号の前記切換位置
を含むＧＯＰをクローズＧＯＰとし、Ｉピクチャの位相
を同じにし、同一のＭＰＥＧ符号化方式で再符号化する
請求項２記載の映像信号切換装置。
【請求項４】前記出力選択手段は、前記切換位置を含む
ＧＯＰ以降の所定の複数のＧＯＰについて前記再符号化
されたＭＰＥＧストリームを選択し、該複数のＧＯＰの
後、前記第２のＭＰＥＧストリームを選択する請求項１
記載の映像信号切換装置。
【請求項５】前記再符号化手段は、第１のＭＰＥＧスト
リームおよび第２のＭＰＥＧストリームにおけるＧＯＰ
構成に対応する前記選択された映像信号の前記切換位置
を含むＧＯＰをクローズＧＯＰとし、該ＧＯＰ以降のＧ
ＯＰを各々オープンＧＯＰとし、Ｉピクチャの位相を同
じにし、同一のＭＰＥＧ符号化方式で再符号化する請求
項４記載の映像信号切換装置。
【請求項６】前記出力選択手段に入力される前記入力さ
れた第１のＭＰＥＧストリーム、前記入力された第２の
ＭＰＥＧストリーム、および、前記再符号化手段により
再符号化されたＭＰＥＧストリームの位相が同じになる
ように、前記各ストリームの該出力選択手段への入力タ
イミングを調整するタイミング調整手段をさらに有し、
前記出力選択手段は、前記タイミング調整手段により位
相が同じに調整された前記第１のＭＰＥＧストリーム、
前記第２のＭＰＥＧストリーム、および、前記再符号化
されたＭＰＥＧストリームのいずれかを選択する請求項
５記載の映像信号切換装置。
【請求項７】前記第１のＭＰＥＧストリームから前記第
２のＭＰＥＧストリームへの切り換え位置を指示する切
換指示手段をさらに有し、前記選択手段は、前記指示された切り換え位置で前記第
１の映像信号から前記第２の映像信号への切換を行い、前記出力選択手段は、前記切換指示手段により切り換え
位置が指示された場合に、当該指示された切換位置を含
むＧＯＰ以降の所定数のＧＯＰについて前記再符号化さ
れたＭＰＥＧストリームを選択する請求項６記載の映像
信号切換装置。
【請求項８】複数のＭＰＥＧストリームより、選択され
出力されている前記第１のＭＰＥＧストリームと、該第
１のＭＰＥＧストリームと切り換えて次に出力する前記
第２のＭＰＥＧストリームとを選択する入力選択手段を
さらに有し、該入力選択手段において、前記映像信号の切り換え終了
後、切り換えられて出力が開始されたＭＰＥＧストリー
ムを前記第１のＭＰＥＧストリームとして選択し、切り
換えられて出力の終了した元の第１のＭＰＥＧストリー
ムに代えて新たなＭＰＥＧストリームを前記第２のＭＰ
ＥＧストリームとして選択することにより、複数のＭＰ
ＥＧストリームを順次切り換える請求項７記載の映像信
号切換装置。