JPH0984011A

JPH0984011A - 動画符号化方式変換装置

Info

Publication number: JPH0984011A
Application number: JP23707695A
Authority: JP
Inventors: Takeo Tomokane; 武郎友兼; Takehiro Yamada; 剛裕山田; Shinichi Hashimoto; 真一橋本; Itaru Nonomura; 到野々村; Takao Shimada; 貴夫嶋田; Kazuaki Tanaka; 和明田中; Hisashi Matsumura; 久司松村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】ある方式に基づいて符号化された動画データ
を、同じ内容の動画を表す、別の方式に基づいて符号化
された動画データに、高速にかつ画質の劣化を抑えて変
換する。【構成】まず、フォーマット解析部１２が、Ａ方式で
符号化された動画データから符号化ブロックと符号化パ
ラメータを抽出し、この抽出結果をＡ方式のハフマン復
号化部１３と逆量子化部１４が順次に復号する。そし
て、この復号結果をＢ方式の量子化部１５とハフマン符
号化部１６が順次に符号化し、この符号化結果をフォー
マット構築部１７が、Ｂ方式で符号化された動画データ
と同一の形式に整える。また、Ａ方式の逆量子化方法と
Ｂ方式の量子化方法の対応関係が明らかである場合に
は、ハフマン符号置換部１９が、その対応関係に応じ
て、Ａ方式のハフマン符号を直接Ｂ方式のハフマン符号
へ変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ある動画符号化方式に
基づいて符号化された動画データを、当該動画データと
同じ内容の動画を表す、別の動画符号化方式に基づいて
符号化された動画データに変換する、動画符号化方式変
換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、データ量が膨大である動画デー
タをハードディスク等の蓄積媒体に蓄積（記録）した
り、ＩＳＤＮ等の通信回線を介して転送する場合には、
予め動画データに、データ量を削減するための符号化を
行う。この符号化の方式は国際的に標準化されており、
その中では、パーソナルコンピュータ等に利用される、
動画データの蓄積を目的としたＭＰＥＧ１(Moving Pict
ure Experts Group phase1)と、テレビ電話機等に利用
される、通信を目的とした勧告Ｈ．２６１が普及してい
る。これらの符号化方式は共に、動き補償を含むフレー
ム間予測符号化，ＤＣＴ(Discrete Cosine Transform：
離散的コサイン変換) ，量子化，およびハフマン符号化
の処理をベースとした、動画データのデータ圧縮方式で
ある。

【０００３】ところで、複数の符号化方式を利用するシ
ステムでは、ある符号化方式に基づいて符号化された動
画データを、それと同じ内容の動画を表す、別の符号化
方式に基づいて符号化された動画データに変換する必要
が生じる。例えば、通信路を介して受信した、Ｈ．２６
１に基づいて符号化された動画データを、ＭＰＥＧ１に
基づいて符号化された動画データに変換して記憶媒体に
記憶させたり、その逆の操作を行う場合がある。従来
は、この変換を行うのに、Ｈ．２６１に基づいた符号・
復号化装置と、ＭＰＥＧ１に基づいた符号・復号化装置
を用いて、一旦、原画像を示す符号化前の動画信号を再
生し、再生した動画データに対して別の符号化を行って
いた。具体的には、例えば、ＭＰＥＧ１に基づいて符号
化された動画データを、Ｈ．２６１に基づいて符号化さ
れた動画データに変換する場合には、以下に示す手順で
変換を行っていた。

【０００４】まず、ＭＰＥＧ１に基づいて符号化された
動画データに対して、ＭＰＥＧ１で定められた、動き補
償を含むフレ−ム間予測符号化，ハフマン復号化，逆量
子化，直交変換の一種であるＩＤＣＴ(Inverse Discret
e Cosine Transform：逆離散的コサイン変換) を順次に
行って、データ圧縮前のデジタル動画データを再生し、
それをＤ／Ａコンバーダでアナログのビデオ信号に変換
する。次に、変換したビデオ信号をＡ／Ｄコンバータで
再びデジタル動画データに変換し、その変換結果に対し
て、勧告Ｈ．２６１で定められたＤＣＴ，量子化，ハフ
マン符号化，動き補償を含むフレ−ム間予測を順次に行
うことにより、再び符号化を行う。こうして、上記のＭ
ＰＥＧ１に基づいて符号化された動画データと同じ内容
の動画を表す、Ｈ．２６１に基づいて符号化された動画
データが得られる。また、ＭＰＥＧ１に基づいて符号化
された動画データを、Ｈ．２６１に基づいて符号化され
たデータに変換する場合にも、以上と同様の手順で変換
が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の技術では、変換処理に、ＤＣＴ，ＩＤＣＴ，動き補
償を含むフレ−ム間予測符号化等の、処理に長い時間を
要する処理が含まれるため、変換処理を高速に行うこと
できないという問題があった。また、変換処理には、変
換誤差を生じる、ＤＣＴ，Ｄ／Ａ変換，Ａ／Ｄ変換，Ｉ
ＤＣＴ等の処理が多数含まれるため、変換される動画デ
ータに誤差が蓄積されやすく、このために、動画データ
の画質が劣化するという問題もあった。

【０００６】そこで、本発明は、ある符号化方式に基づ
いて符号化された動画データを、それと同じ内容の動画
を表す、別の符号化方式に基づいて符号化された動画デ
ータに変換する装置において、当該変換処理を高速化さ
せるとともに、変換処理による動画データの画質の劣化
を抑えることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、符号化時に、少なくとも、直交変換
と、量子化と、ハフマン符号化とを順次に行う第１の動
画符号化方式に基づいて符号化された動画データを入力
する入力手段と、入力した、符号化された動画データか
ら、画素ブロックの単位で符号化された符号化ブロック
と、当該符号化に用いられた各種パラメータを抽出する
フォーマット解析手段と、抽出した符号化ブロックに対
して、前記第１の方式に基づいたハフマン復号化を行う
ハフマン復号化手段と、ハフマン復号化した符号化ブロ
ックに対して、前記第１の方式に基づいた逆量子化を行
う逆量子化手段と、符号化時に、少なくとも、直交変換
と、量子化と、ハフマン符号化とを順次に行い、当該直
交変換が前記第１の方式で行われるものと同一であると
ともに、符号化後の動画データの形式が前記第１の方式
とは異なる第２の動画符号化方式に基づいた量子化を、
前記逆量子化した符号化ブロックに対して行う量子化手
段と、量子化した符号化ブロックに対して、前記第２の
方式に基づいたハフマン符号化を行うハフマン符号化手
段と、ハフマン符号化した符号化ブロックと、前記抽出
した各種パラメータに等価なパラメータを含む、前記第
２の方式に基づいて符号化された動画データと同一の形
式の動画データを構築するフォーマット構築手段と、構
築した動画データを出力する出力手段とを備えることを
特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の構成によれば、ＤＣＴ，ＩＤＣＴ，動き
補償を含むフレ−ム間予測等の処理を行わずに、符号化
された動画データを変換できるようになるため、変換処
理の高速化と、変換処理による動画データの画質の劣化
の低減が同時に達成される。

【０００９】

【実施例】以下では、本発明の実施例を図面を用いて説
明する。

【００１０】＜第１実施例＞図２は、本発明の第１の実
施例に係る動画符号化方式変換装置の構成を示した図で
ある。図において、１はＣＰＵ、２はＤＳＰ(Digital S
ignal Processer)等からなるプログラマブルなデータ処
理部、３は主記憶装置、４は通信制御部、５はハードデ
ィスクからなるデータ蓄積部、６はＩＳＤＮやＬＡＮ等
の通信路、７はバス、８は符号化方式変換部である。Ｃ
ＰＵ１は、主記憶装置３に記憶される制御プログラムに
従って、バス７を介して、データ処理部２、通信制御部
４、蓄積部５、および符号化方式変換部８を制御する。
なお、本装置は、インターフェース回路（図示略）を介
して、画像データの再生や、生成を行う装置に接続でき
るようになっている。

【００１１】図１は、上記の符号化方式変換回路８の構
成を示した図である。

【００１２】図において、１１はデータ入力部、１２は
フォーマット解析部、１３はハフマン復号化部、１４は
逆量子化部、１５は量子化部、１６はハフマン符号化
部、１７はフォーマット構築部、１８はデータ出力部、
１９はハフマン符号置換部である。図の変換回路８は、
特定の符号化方式で符号化された動画データを、別の符
号化方式で符号化された動画データに変換するものであ
る。

【００１３】次に、上記の符号化方式変換部８の動作を
説明する。

【００１４】なお、ここの説明では、データ入力部１１
に入力される動画データになされている符号化の方式を
Ａ方式と呼び、データ出力部１８から出力される動画デ
ータになされている符号化の方式をＢ方式と呼ぶことに
する。

【００１５】図１において、まず、データ入力部１１
は、Ａ方式で符号化された動画データを、蓄積部５か
ら、または、通信制御部４を介して通信路６から取り込
み、取り込んだデータをフォーマット解析部１２へ出力
する。フォーマット解析部１２は、入力された動画デー
タのデータフォーマットをＡ方式に基づいて解析し、解
析結果に応じて、ブロック単位で符号化された動画デー
タ（符号化ブロック）をブロック単位で取り出して、取
り出したデータをハフマン復号化部１３へ出力する。ハ
フマン復号化部１３は、入力したデータをＡ方式に従っ
てブロック単位でハフマン復号化し、復号結果をブロッ
ク毎に逆量子化部１４に出力する。逆量子化部１４は、
ハフマン復号されたブロック単位のデータをＡ方式に従
って逆量子化して、その結果を量子化部１５へ出力す
る。このとき、逆量子化を行うために必要な量子化特性
値等のパラメータは、フォーマット解析部１２で行われ
るフォーマット解析で明らかになっているため、それを
使用する。

【００１６】次に、量子化部１５は、入力したブロック
単位のデータ対してＢ方式に従った量子化を行って、そ
の結果をハフマン符号化部１６へ出力する。このとき、
量子化に用いる量子化特性値等のパラメータの値は任意
に選ぶことができる。ハフマン符号化部１６は、入力し
た量子化後のブロックに対してＢ方式に従ったハフマン
符号化を行う。フォーマット構築部１７は、Ｂ方式のフ
ォーマットに基づいて、符号化されたブロックから、Ｂ
方式に基づいて符号化された動画データを生成して、そ
の生成結果をデータ出力部１８へ出力する。そして、デ
ータ出力部１８は、Ｂ方式に基づいて符号化された動画
データを蓄積部５に格納するか、または、通信制御部４
を介して通信路６へ出力する。

【００１７】また、Ａ方式の逆量子化方法とＢ方式の量
子化方法の対応関係が明らかになっている場合、また
は、Ａ方式に基づく量子化方法とＢ方式の量子化方法と
が近似している場合には、処理部１３〜１６の処理は行
わずに、ハフマン符号置換部１９により、Ａ方式のハフ
マン符号を直接Ｂ方式のハフマン符号に置換する。

【００１８】次に、符号化方式変換部８の動作を、実際
の符号化方式に対応させて、より具体的に説明する。

【００１９】図３は、Ａ方式をＨ．２６１とし、Ｂ方式
をＭＰＥＧ１とした場合の、符号化方式変換部８の動作
を示すフローチャートである。図の各処理Ｓ１０〜Ｓ１
８は、上述した符号化方式変換部８の各処理部１１〜１
９の処理にそれぞれ対応させているため、以下では、特
に処理部は指定せずに説明を行う。

【００２０】動画データになされている符号化の方式を
Ｈ．２６１からＭＰＥＧ１へ変換する場合、符号化方式
変換部８は、まず、蓄積部５または通信路６から、Ｈ．
２６１の方式で符号化された動画データを取り込む（Ｓ
１０）。そして、取り込んだＨ．２６１のデータのフォ
ーマットを解析して、符号化された動画データをマクロ
ブロック単位で取り出し、同時に、符号化された動画デ
ータのフレーム毎に、量子化特性値等のパラメータ情報
を取り出す（Ｓ１１）。ここで、マクロブロックとは、
ハフマン符号化がなされる画素ブロックの最小単位のこ
とであり、本実施例では、マクロブロックは、１６×１
６画素の輝度信号のブロックを８×８画素の単位で分け
た４個の輝度信号のブロックと、その輝度信号のブロッ
クに対応した２個の色差信号の計６個のサブブロックで
構成される。なお、マクロブロック単位で取り出された
データの先頭には、そのマクロブロックのタイプを示す
マクロブロックタイプ情報が設定されており、この情報
には、このマクロブロックがｉｎｔｒａ符号化またはｉ
ｎｔｅｒ符号化のいずれで符号化されたかを示すデータ
が含まれ、そのデータがｉｎｔｅｒ符号化を示す場合に
は、さらに、動きベクトル（ＭＶＤ）を含むか否かを示
すデータと、６つのサブブロックのどれにハフマン符号
化がなされているのかを示す符号化ブロックパターン
（ＣＢＰ）と、量子化特性値（ＭＱＵＡＮＴ）の変更の
有無を示すデータ等が含まれる。そして、このマクロブ
ロックタイプ情報に基づいて、当該マクロブロックを構
成している８×８画素単位のブロック毎にハフマン復号
を行い（Ｓ１２）、その復号結果に対して、ブロック単
位で、Ｈ．２６１の方式に従った逆量子化を行う（Ｓ１
３）。

【００２１】次に、逆量子化したブロック単位のデータ
に対してＭＰＥＧ１に従った量子化を行う（Ｓ１４）。
この量子化で用いる量子化パラメータの値は任意に選択
することができ、このとき用いたパラメータ値は、後述
するハフマン符号化時のマクロブロックタイプ情報、ま
たは、フォーマットを構築する際のフォーマット情報に
設定される。そして、この量子化後のデータに対してマ
クロブロック単位で、ＭＰＥＧ１に従ったハフマン符号
化を行なう（Ｓ１５）。このとき、Ｈ．２６１のフォー
マット解析（Ｓ１１）により取り出されたマクロブロッ
クタイプ情報に含まれる、動きベクトルの有無、符号化
ブロック表示や動きベクトル値等の情報は、ＭＰＥＧ１
のマクロブロックタイプ情報に設定される。そして、こ
のマクロブロック単位にハフマン符号化されたデータに
基づいて、フレーム単位でフォーマットを構築する（Ｓ
１６）。このとき、フレームに含まれるマクロブロック
が、Ｈ．２６１の符号化において全てｉｎｔｒａ符号化
されていた場合は、当該フレームをＭＰＥＧ１のＩピク
チャに変換し、ｉｎｔｅｒ符号化されたものが含まれて
いる場合には、当該フレームをＭＰＥＧ１のＰピクチャ
に変換する。そして、最後に、Ｓ１０からＳ１６の処理
によってＭＰＥＧ１の符号化方式に変換された動画デー
タを、蓄積部５等へ出力する（Ｓ１７）。

【００２２】また、上記のフォーマットを構築する処理
（Ｓ１６）では、変換後の動画データの再生時のフレー
ムレートを一定にするために、変換した動画データに、
ダミーのＢピクチャのデータを挿入する。このダミーの
Ｂピクチャのデータには、予測をすべき双方向のフレー
ムから全く予測を行わなかったことを示す情報を設定す
るため、挿入を行っても、再生時の画質に影響すること
はない。

【００２３】図４に、ダミーのピクチャを挿入する場合
の具体例を示す。

【００２４】Ｈ．２６１で符号化された画像データを復
号した場合、例えば図４に示すフレーム２０，２１，２
２のように再生時のフレーム間隔は一定とならい。ここ
で、フレーム２０を、すべてｉｎｔｒａ符号化されたマ
クロブロックで構成されたフレームとし、フレーム２
１，２２を、ｉｎｔｅｒ符号化されたマクロブロックを
含むフレームとすると、前述のＳ１６の処理によって、
フレーム２０はＩピクチャのフレーム２３に、フレーム
２１,２２はＰピクチャのフレーム２６,３０にそれぞれ
変換される。しかし、ＭＰＥＧ１では、Ｈ．２６１より
もフレームレートが高く、再生時のフレームレートが一
定（例えば、１秒間に３０フレーム）でなければならな
いため、フレーム２３、２６、３０の時間的間隔を調べ
て、フレーム間隔が一定になるように、上記のＢピクチ
ャのダミーフレーム２４，２５，２７，２８，２９を挿
入する。これにより、ＭＰＥＧ１に基づいた、フレーム
レートが一定の動画データが得られる。

【００２５】以上から明らかなように、本実施例によれ
ば、ＤＣＴ，ＩＤＣＴ，フレ−ム間予測，動き補償、Ｄ
／Ａ変換、およびＡ／Ｄ変換の処理を行わずに、変換処
理を行うことができるため、変換処理の高速化と、画質
の劣化の低減が同時に達成される。

【００２６】ところで、ＭＰＥＧ１の量子化方法はＨ．
２６１のそれと非常に似ているめ、Ｈ．２６１のハフマ
ン符号をＭＰＥＧ１のハフマン符号に直接置換する（Ｓ
１８）することができる。この置換処理を行う場合、上
記のＳ１２〜Ｓ１５の処理は必要なくなるため、変換処
理は上述した処理よりも高速に行われる。

【００２７】以下で、ハフマン符号の置換処理について
具体的に説明する。ただし、以下の説明では、ハフマン
符号そのものの値は用いず、ハフマン符号の意味する値
を用いる。

【００２８】まず、Ｈ．２６１とＭＰＥＧ１のハフマン
符号化の基本的な方法について説明する。

【００２９】両符号化方式では、図５に示すように、量
子化後の８×８画素単位のブロック４０を矢印により示
す順番でジグザグにスキャンすることにより、ブロック
４０に含まれる各係数（０〜６３）の値（以下、レベル
と呼ぶ）を調べる。そして、非‘０’レベルの係数を検
出した場合には、その係数のレベルと、その係数を検出
する直前に連続して検出した‘０’レベルの係数の数
(以下、ランと呼ぶ)の２つをハフマン符号に符号化す
る。そして、前処理を繰り返して、符号化結果を追加し
ていき、ある係数からブロックの終わりまでの全ての係
数が‘０’レベルとなる場合には、ＥＯＢ(End Of Bloc
k)を示すハフマン符号を追加し、符号化を終了する。図
６に、この符号化の具体例を示す。図において、ブロッ
ク４１の各格子内の数字は、量子化後のブロックに含ま
れる各係数のレベルを示し、空白は‘０’レベルを示し
てる。この場合、ブロック４１のスキャンにより、図に
示すスキャン結果４２が得られる。そして、このスキャ
ン結果に応じて、ランとレベルの組み合わせと、ＥＯＢ
とを一意に示すように、ハフマン符号が選択される。逆
に、ハフマン復号化の際には、このランとレベルが一組
で復号される。

【００３０】次に、Ｈ．２６１の逆量子化と、ＭＰＥＧ
１の量子化について説明する。

【００３１】図７は、Ｈ．２６１における、ｉｎｔｒａ
符号化されたマクロブロックのＤＣ値以外のレベルの逆
量子化値を示す図である。逆量子化された（すなわち、
ＤＣＴのなされた）マクロブロックは、１つのＤＣ成分
と複数のＡＣ成分から構成される。

【００３２】図７からわかるように、逆量子化値は、レ
ベルと量子化特性値から一意に決定される。また、ｉｎ
ｔｒａ符号化されたマクロブロックのＤＣ値は、ハフマ
ン復号の値を８倍することにより得られる。一方、ＭＰ
ＥＧ１のｉｎｔｒａ符号化のＤＣ値以外の係数の量子化
は、８×８の量子化マトリックスを用いて行われ、８×
８画素単位のブロックに含まれる各係数のレベルを１６
倍した後、それを量子化マトリックスの対応する位置の
値で割り、さらに、量子化特性値の２倍の値で割り、そ
の結果の小数点以下第１位を四捨五入して整数にする。
そして、その整数の絶対値が２５５を越える時は、２５
５に制限する。また、ｉｎｔｒａ符号化されたマクロブ
ロックのＤＣ値は、８で割った後、四捨五入により整数
にする。

【００３３】図８は、Ｈ．２６１のハフマン符号化によ
り得られたハフマン符号を、ＭＰＥＧ１のハフマン符号
に置換する処理（Ｓ１８）の具体例を示した図である。

【００３４】図において、スキャン結果５０は、Ｈ．２
６１のｉｎｔｅｒ符号化がなされたマクロブロックを含
むブロックのハフマン符号であり、このときの量子化特
性値は‘２’であるとする。この場合、前述したＭＰＥ
Ｇ１の量子化方法を考慮すると、ＭＰＥＧ１の量子化マ
トリクスを図の量子化マトリクス５１ように設定すれ
ば、Ｈ．２６１のハフマン符号を、量子化特性値、ラ
ン、レベルを全く変えずにそのまま、近似的にＭＰＥＧ
１のハフマン符号（スキャン結果５２）とすることがで
きる。ここで、上記の処理において設定した量子化マト
リクスは、前述したようにフォーマット構築時にフォー
マット内に組み込まれ、動画データの復号時に利用され
る。

【００３５】また、ＭＰＥＧ１の量子化マトリクスを量
子化マトリクス５１のように設定する他に、量子化特性
値を、スキャン結果５０における値の１／２にし、スキ
ャンのレベルを、スキャン結果５０におけるレベルを２
倍して１を加えたものとすることで（スキャン結果５
３）、さらに近い近似ができる置換となる。

【００３６】なお、ｉｎｔｒａ符号化したマクロブロッ
クについても以上と同様の方法で置換すればよい。

【００３７】＜第２実施例＞次に、本発明の第２の実施
例に係る動画符号化方式変換装置について説明する。

【００３８】本実施例は、第１の実施例と同じ構成（図
１および図２）を有し、第１の実施例と逆の変換（すな
わち、符号化方式をＭＰＥＧ１からＨ．２６１に変換）
を行うものである。

【００３９】以下では、構成の説明は省略し、変換処理
のみを説明する。

【００４０】図９は、前述した符号化方式変換部８（図
１）において、Ａ方式をＭＰＥＧ１とし、Ｂ方式を勧告
Ｈ．２６１とした場合の動作を示すフローチャートであ
る。

【００４１】図において、符号化方式変換部８は、ま
ず、蓄積部５等から、ＭＰＥＧ１の方式で符号化された
動画データを取り込む（Ｓ２０）。そして、取り込んだ
データのフォーマットを解析して、動画情報を表す符号
化された動画データを、マクロブロック単位で取り出す
（Ｓ２１）。また、この処理では、取り出したデータの
量を一定時間毎に調べ、その値が特定の値よりも大きい
場合には、取り込む動画データの内、ＭＰＥＧ１のＰピ
クチャかＢピクチャのフレームに含まれるものを削除す
る。これは、通信の目的で利用されるＨ．２６１では、
ＭＰＥＧ１の場合よりもビットレートを低くする必要が
あるためであり、フレームの削除により変換対象のデー
タ量を削減させる。そして、動画像データのフレーム毎
に、量子化特性値の情報を得て後の処理で使用する。ま
た、このマクロブロック単位のデータの先頭には、当該
マクロブロックのタイプを示す情報があり、このマクロ
ブロックタイプの情報をもとに、マクロブロック単位の
データにＭＰＥＧ１のハフマン復号化を行い、マクロブ
ロックを構成している８×８画素単位のブロック毎に復
号していく（Ｓ２２）。そして、復号したブロック単位
のデータにＭＰＥＧ１の逆量子化を行う（Ｓ２３）。

【００４２】次に、逆量子化したブロックに対して、
Ｈ．２６１の量子化を行う（Ｓ２４）。この量子化で用
いる量子化パラメータの値は任意に選択することがで
き、このとき用いたパラメータ値は、後述するハフマン
符号化時のマクロブロックタイプ情報、または、フォー
マットを構築する際のフォーマット情報に設定する。そ
して、この量子化後のブロックに対して、マクロブロッ
ク単位でＨ．２６１のハフマン符号化を行なう（Ｓ２
５）。このとき、ＭＰＥＧ１のフォーマット解析（Ｓ２
１）により取り出されたマクロブロックタイプ情報に含
まれる、動きベクトルの有無、符号化ブロック表示や動
きベクトル値等の情報は、Ｈ．２６１のマクロブロック
タイプ情報に設定される。また、逆量子化で任意に選択
された量子化パラメータもこのマクロブロックに含める
ことができる。そして、このマクロブロック単位でハフ
マン符号化されたデータに基づいて、フレーム単位でフ
ォーマットを構築する（Ｓ２６）。また、この処理で
は、フォーマット構築後の動画データの量を調べ、その
値が特定の値よりも大きい場合（すなわち、ビットレー
トが高くなる場合）には、上記の量子化処理（Ｓ２４）
で用いる量子化特性値をより大きな値に変更する。これ
により、以後符号化される動画データの圧縮率が高くな
り、その結果、ビットレートは低減する。さらに、前述
したフォーマットの解析処理（Ｓ２１）と同様にフレー
ム単位でデータを削除することによっても、ビットレー
トを抑えることができる。最後に、フォーマットを構築
したＨ．２６１の動画圧縮データを、通信制御部４等へ
出力する（Ｓ２７）。

【００４３】以上の説明から明らかなように、本実施例
によれば、第１の実施例と同様に、変換処理の高速化
と、画質の劣化の低減が同時に達成される。

【００４４】ところで、動画データの表示時のフレーム
のサイズは、ＭＰＥＧ１では自由に設定され、Ｈ．２６
１では固定的に設定される。例えば、ＭＰＥＧ１の標準
的なフレームの画素サイズは３５２［画素／ライン］×
２４０［ライン］、Ｈ．２６１のＣＩＦ(Common Interm
ediate Format)では３５２［画素／ライン］×２８８
［ライン］となっており、両者のライン数は必ずしも一
致しない。この不一致により、動画の再生時等に不都合
が生じるのを防ぐため、前述したフォーマットを構築す
る処理（Ｓ１６，Ｓ２６）で、フレームサイズを一致さ
せるための処理を行うようにしてもよい。符号化方式を
ＭＰＥＧ１からＣＩＦに準じたＨ．２６１に変換する場
合を例に、以下でこの処理の具体例を説明する。

【００４５】図１０は、ＭＰＥＧ１の３５２［画素／ラ
イン］×２４０［ライン］のフレーム６０と、ＣＩＦに
準じたＨ．２６１のフレーム６１を示した図である。

【００４６】図において、ＭＰＥＧ１のフレーム６０
は、水平方向２２個、垂直方向１５個のマクロブロック
で構成される。また、Ｈ．２６１のフレーム６１は、水
平方向２２個、垂直方向１８個のマクロブロックで構成
される。この場合、例えば、フレーム６１の第１，１
７，１８行のマクロブロック列に、ダミーのマクロブロ
ックを設定し、第２行から第１６行のマクロブロック列
には、ＭＰＥＧ１のフレーム６０のマクロブロックを対
応させる。これにより、ＭＰＥＧ１のフレーム６０が、
Ｈ．２６１のフレーム６１に変換される。

【００４７】なお、上記の例に限らず、ダミーのマクロ
ブロックは、フレーム６１の任意の位置（列を含む）に
追加することができる。また、以上とは逆に、ＭＰＥＧ
１のフレームのサイズがＨ．２６１のフレームサイズよ
り大きい場合には、その大きさに応じて、ＭＰＥＧ１の
フレームの任意の位置のマクロブロックを削除すればよ
い。

【００４８】なお、以上の２つの実施例で説明した符号
化方式変換部８の変換処理は、データ処理部２のＤＳＰ
が行うようにしてもよく、ＣＰＵ１が行うようにしても
かまわない。また、符号化方式をＨ．２６１からＭＰＥ
Ｇ１に変換する処理（第１実施例）と、その逆の処理
（第２実施例）の両方を行えるようにして、その内の一
方を選択的に実施するようにしてもよい。

【００４９】また、以上の実施例では、動画符号化方式
としてＭＰＥＧ１とＨ．２６１を例に挙げたが、例え
ば、Motion−JPEGのような他の符号化方式に対しても容
易に対応することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上で説明したように、本発明によれ
ば、ある符号化方式に基づいて符号化された動画データ
を、同じ内容の動画を表す、別の符号化方式に基づいて
符号化された動画データに変換する装置において、当該
変換処理を高速化させるとともに、変換処理による動画
データの画質の劣化を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の符号化方式変換部の構成図である。

【図２】本発明の実施例に係る動画符号化変換装置の
構成図である。

【図３】符号化方式変換部が行う、Ｈ．２６１からＭ
ＰＥＧ１への変換処理のフローチャートである。

【図４】フレームレートの調整方法を説明するための
図である。

【図５】ＭＰＥＧ１とＨ．２６１のハフマン符号化の
際に行われるジグザグスキャンを説明するための図であ
る。

【図６】ＭＰＥＧ１とＨ．２６１のハフマン符号化の
基本的な方法を説明するための図である。

【図７】Ｈ．２６１の逆量子化を説明するための図で
ある。

【図８】ハフマン符号の置換処理の具体例を説明する
ための図である。

【図９】符号化変換部でのＭＰＥＧ１からＨ．２６１
への変換処理のフローチャートである。

【図１０】符号化方式によるフレームサイズの違いを
調整する方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１・・・ＣＰＵ２・・・データ処理部３・・・主記憶４・・・通信制御部５・・・蓄積部６・・・通信路７・・・バス８・・・符号化方式変換部１１・・・データ入力部１２・・・フォーマット解析部１３・・・ハフマン復号化部１４・・・逆量子化部１５・・・量子化部１６・・・ハフマン符号化部１７・・・フォーマット構築部１８・・・データ出力部１９・・・ハフマン符号置換部２０・・・ｉｎｔｒａ符号化だけのフレーム２１，２２・・・ｉｎｔｅｒ符号化を含んだフレーム２３・・・Ｉピクチャ２６，３０・・・Ｐピクチャ２４，２５，２７，２８，２９・・・ダミーのＢピクチャ４０・・・ジグザグスキャン４１・・・ブロック例４２・・・ハフマン符号のためのスキャン５０・・・ハフマン復号化値のスキャン５１・・・ＭＰＥＧ１の量子化マトリクス例５２，５３・・・ＭＰＥＧ１のハフマン符号置換例６０・・・ＭＰＥＧ１のフレーム６０・・・勧告Ｈ．２６１のフレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野々村到神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者嶋田貴夫神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者田中和明神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地株式会社日立製作所ソフトウェア開発本部内 (72)発明者松村久司神奈川県海老名市下今泉810番地株式会社日立製作所オフィスシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】符号化時に、少なくとも、直交変換と、量
子化と、ハフマン符号化とを順次に行う第１の動画符号
化方式に基づいて符号化された動画データを入力する入
力手段と、入力した、符号化された動画データから、画
素ブロックの単位で符号化された符号化ブロックと、当
該符号化に用いられた各種パラメータを抽出するフォー
マット解析手段と、抽出した符号化ブロックに対して、
前記第１の方式に基づいたハフマン復号化を行うハフマ
ン復号化手段と、ハフマン復号化した符号化ブロックに
対して、前記第１の方式に基づいた逆量子化を行う逆量
子化手段と、符号化時に、少なくとも、直交変換と、量子化と、ハフ
マン符号化とを順次に行い、当該直交変換が前記第１の
方式で行われるものと同一であるとともに、符号化後の
動画データの形式が前記第１の方式とは異なる第２の動
画符号化方式に基づいた量子化を、前記逆量子化した符
号化ブロックに対して行う量子化手段と、量子化した符
号化ブロックに対して、前記第２の方式に基づいたハフ
マン符号化を行うハフマン符号化手段と、ハフマン符号
化した符号化ブロックと、前記抽出した各種パラメータ
に等価なパラメータを含む、前記第２の方式に基づいて
符号化された動画データと同一の形式の動画データを構
築するフォーマット構築手段と、構築した動画データを
出力する出力手段とを備えることを特徴とする動画符号
化方式変換装置。
【請求項２】符号化時に、少なくとも、直交変換と、量
子化と、ハフマン符号化とを順次に行う第１の動画符号
化方式に基づいて符号化された動画データを入力する入
力手段と、入力した、符号化された動画データから、画
素ブロックの単位で符号化された符号化ブロックと、当
該符号化に用いられた各種パラメータを抽出するフォー
マット解析手段と、符号化時に、少なくとも、直交変換と、量子化と、ハフ
マン符号化とを順次に行い、当該直交変換が前記第１の
方式で行われるものと同一であるとともに、符号化後の
動画データの形式が前記第１の方式とは異なる第２の動
画符号化方式と、前記第１の方式との対応関係に基づい
て予め定められた規則に応じて、前記抽出した符号化ブ
ロックと各種パラメータの内の少なくとも一方を変換す
るハフマン符号置換手段と、変換した符号化ブロックと各種パラメータを含む、前記
第２の方式に基づいて符号化された動画データと同一の
形式の動画データを構築するフォーマット構築手段と、
構築した動画データを出力する出力手段とを備えること
を特徴とする動画符号化方式変換装置。
【請求項３】請求項１または２に記載された動画符号化
方式変換装置であって、前記フォーマット解析手段、もしくは、フォーマット構
築手段は、前記第２の方式に対応して、変換、もしく
は、ハフマン符号化した複数の符号化ブロックより構成
されるフレームの各々が、再生時に所望のタイミングで
表示されるように、前記符号化された動画データに、再
生時に表示画像を乱すことのないフレームを構成する、
複数のダミーの符号化ブロックを挿入する、もしくは、
前記符号化された動画データから、前記符号化ブロック
より構成されるフレームの内の、一部のフレームに含ま
れる符号化ブロックを削除することを特徴とする動画符
号化方式変換装置。
【請求項４】請求項１または２に記載された動画符号化
方式変換装置であって、前記フォーマット解析手段、もしくは、フォーマット構
築手段は、前記第２の方式に基づいて符号化された動画
データが、転送時に所望のデータレートで転送されるよ
うに、前記符号化された動画データから、前記符号化ブ
ロックより構成されるフレームの内の、一部のフレーム
に含まれる符号化ブロックを削除することを特徴とする
動画符号化方式変換装置。
【請求項５】請求項１または２に記載された動画符号化
方式変換装置であって、前記フォーマット構築手段は、前記第２の方式に対応し
て、変換、もしくは、ハフマン符号化した複数の符号化
ブロックで構成されるフレームの再生時の画素サイズ
が、前記第２の方式で定められたフレームの画素サイズ
に、より近づくように、再生時に表示画像を乱すことの
ないダミーの符号化ブロックを前記フレームの所定の位
置に追加する、もしくは、前記フレームを構成する複数
の符号化ブロックの内の、所定の位置の符号化ブロック
を削除することを特徴とする動画符号化方式変換装置。
【請求項６】請求項１に記載された動画符号化方式変換
装置であって、前記フォーマット構築手段は、前記第２の方式に基づい
て単位時間にハフマン符号化した符号化ブロックのデー
タ量を調べ、当該データ量が所望の値に、より近づくよ
うに、前記量子化手段で処理に用いられるパラメータの
値を変更することを特徴とする動画符号化方式変換装
置。
【請求項７】請求項１に記載された動画符号化方式変換
装置であって、前記第１の方式は、ＭＰＥＧ１により規定された動画符
号化方式であり、前記第２の方式は、勧告Ｈ．２６１に
より規定された動画符号化方式であることを特徴とする
動画符号化方式変換装置。
【請求項８】請求項２に記載された動画符号化方式変換
装置であって、前記第１の方式は、勧告Ｈ．２６１により規定された動
画符号化方式であり、前記第２の方式は、ＭＰＥＧ１に
より規定された動画符号化方式であることを特徴とする
動画符号化方式変換装置。