JPH10304401A - 映像信号変換装置、映像信号変換方法及び映像提供システム - Google Patents

映像信号変換装置、映像信号変換方法及び映像提供システム

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JPH10304401A
JPH10304401A JP17274097A JP17274097A JPH10304401A JP H10304401 A JPH10304401 A JP H10304401A JP 17274097 A JP17274097 A JP 17274097A JP 17274097 A JP17274097 A JP 17274097A JP H10304401 A JPH10304401 A JP H10304401A
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video signal
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 形式の異なるカラーコンポーネント信号間の
直接変換を行なう映像信号変換装置を提供する。 【解決手段】 デジタル映像信号を入力する入力手段20
1と、入力映像信号の輝度信号を格納するフレームメモ
リ301と、入力映像信号の色差信号を格納するフレーム
メモリ302、303と、入力映像信号の色差信号を変換する
色差信号変換手段401と、色差信号変換手段により変換
された色差信号を格納するフレームメモリ304、305と、
フレームメモリ301に格納された輝度信号とフレームメ
モリ304、305に格納された色差信号とを組み合わせてデ
ジタル映像信号を出力する出力手段202とを設ける。例
えば４：１：１形式のＤＶＣフォーマットの映像信号を
４：２：０形式のＭＰＥＧフォーマットへ直接変換する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル映像信号
の変換処理を行なう映像信号変換装置とその映像信号変
換方法、並びにそれを用いた映像提供システムに関し、
特に、コンポーネント形式や圧縮フォーマットの異なる
デジタル映像信号間の直接変換を可能にしたものでる。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタル映像信号を扱う映像機器
が増加している。このデジタル映像信号としては、従来
からカラーコンポーネント信号が多く使われている。カ
ラーコンポーネント信号とは、映像信号を、１つの輝度
信号Ｙと２つの色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに分けて扱う信号
の形式である。カラーコンポーネント信号には、次に説
明するように、輝度信号と色差信号との標本化周波数の
比を異にする複数の形式が存在する。
【０００３】第１の形式は４：４：４である。これは図
３０（Ｂ）に示すように、Ｙ１画素に対しＣｒ、Ｃｂが
１画素ずつ対応するものである。１フレームの情報を
４：４：４で表すと、図３０（Ａ）に示す通り、Ｙ、Ｃ
ｒ、Ｃｂが同じ情報量になる。第２の形式は４：２：２
である。これは図３１（Ｂ）に示す様に、横に並んだ２
画素のＹに対し、Ｃｒ、Ｃｂが１画素ずつ対応するもの
である。１フレームの情報を４：２：２で表すと、図３
１（Ａ）に示す通り、Ｃｒ、Ｃｂの情報量がそれぞれＹ
の情報量の１／２になる。
【０００４】第３の形式は４：２：０である。これは図
３２（Ｂ）に示す様に、縦・横２画素ずつ並んだ４画素
のＹに対し、Ｃｒ、Ｃｂが１画素ずつ対応するものであ
る。１フレームの情報を４：２：０で表すと、図３２
（Ａ）に示す通り、Ｃｒ、Ｃｂの情報量がそれぞれＹの
情報量の１／４になる。
【０００５】第４の形式は４：１：１である。これは図
３３（Ｂ）に示す様に、横に並んだ４画素のＹに対し、
Ｃｒ、Ｃｂが１画素ずつ対応するものである。１フレー
ムの情報を４：１：１で表すと、図３３（Ａ）に示す通
り、Ｃｒ、Ｃｂの情報量がそれぞれＹの情報量の１／４
になる。
【０００６】そして近年、このようなデジタル映像信号
を民生のビデオテープレコーダ付きカメラなどのビデオ
機器や、パーソナルコンピュータで扱うことが可能とな
り、そのための機器も急速に普及している。
【０００７】このようなパーソナルコンピュータや民生
ビデオ機器で扱うデジタル映像信号は、標準化された圧
縮形式で映像信号が圧縮されている。この圧縮形式の中
の２種類について、次に説明する。
【０００８】第１の圧縮形式は、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ
２である。これらの圧縮形式は、コンピュータで利用す
る映像信号に多く用いられる。ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２
は共に、動き補償によるフレーム間の時間的な冗長度の
削減と、ＤＣＴ（離散コサイン変換）によるフレーム内
の空間的な冗長度の削減と、可変長符号化による符号量
削減とを組み合わせた画像圧縮の規格である。ＭＰＥＧ
１については「ISO/IEC 11172-2 "Information technol
ogy - Coding of moving pictures and associated aud
io for digital strage media at up to about 1,5Mbit
/s - Part 2: Video"」、ＭＰＥＧ２については「ISO/I
EC 13818-2 "Information technology -Generic coding
of moving Pictures and associated audio informati
on - Part 2: Video"」にその内容が説明されているた
め、ここでは詳細な説明を省略する。
【０００９】従来、これらＭＰＥＧ１またはＭＰＥＧ２
形式の映像データを生成するには、一般に図３４に示す
ような過程を経ていた。即ち、アナログの信号出力しか
持たないビデオテーププレーヤ、ビデオカメラなどのア
ナログビデオ機器101の場合には、出力されたアナログ
ビデオ信号をアナログ→デジタル変換器102で変換して
非圧縮デジタルビデオ信号を生成する。また、デジタル
の信号出力を持つデジタルビデオ機器103からは直接非
圧縮のデジタルビデオ信号を出力する。
【００１０】これらの非圧縮デジタルビデオ信号をＭＰ
ＥＧエンコーダ104に入力し、ＭＰＥＧエンコーダ104が
ＭＰＥＧデータを生成する、という手順により、ＭＰＥ
Ｇデータを生成していた。
【００１１】このＭＰＥＧエンコーダ104へ入力される
非圧縮のデジタルビデオ信号には、４：２：２もしくは
４：４：４のカラーコンポーネント信号が用いられる。
また、生成されるＭＰＥＧ１のデータすべてと、ＭＰＥ
Ｇ２のデータの多くは、４：２：０である。
【００１２】第２の圧縮形式は、ＤＶ、ＤＶＣ、ＤＶＣ
ＰＲＯ、ＤＶｃａｍなどである。これらは民生のビデオ
機器を含むデジタルビデオ機器に用いられる映像信号の
形式であり、信号のデータ構造や圧縮形式が殆ど同じも
のであるため、以降はこれらを纏めてＤＶと記述する。
ＤＶは、１９９６年に制定されたビデオカセットレコー
ダ向けの規格である、「Specifications of Consumer-U
se Digital VCRs (HDDigital VCR Conference, 1996)」
に準拠した規格であり、ＤＶの映像信号を扱うビデオ機
器は近年急速に普及している。ＤＶの映像信号を扱うビ
デオ機器として、民生向けビデオカメラも急速に普及が
進んでおり、一般の人々がＤＶの映像信号を生成するこ
とも安価かつ容易に可能である。
【００１３】このＤＶは、ＤＣＴによるフレーム内の冗
長度削減と可変長符号化による符号量削減とを組み合わ
せた圧縮形式であり、この映像信号では、さらに圧縮信
号に対して、フレーム内でマクロブロック単位にデータ
の位置を変えるシャフリングの処理が施されている。
【００１４】ＤＶの映像信号を扱うビデオ機器の入出力
に用いられる映像信号は４：２：２あるいは４：４：４
であり、この機器の内部でのＤＶは４：１：１である場
合が多い。
【００１５】ＤＶの映像信号は、前記のＭＰＥＧ１、Ｍ
ＰＥＧ２の映像信号と比較して、 １）データがフレームごとに独立しているため、フレー
ム単位のカット＆ペーストなどの映像の編集を容易に行
なうことができる。
【００１６】２）単位フレーム当たりの符号量が多い
（ＭＰＥＧの６倍程度）ため、一般に高画質である。と
いう性質を有する。
【００１７】この画質が高く編集が容易なＤＶの映像信
号は、コンピュータに入力することも可能になってい
る。そして、コンピュータ上で映像を扱うユーザから
は、入力・編集・蓄積には、高画質で処理の簡単なＤＶ
データを用い、ネットワークなどを介して映像を他のコ
ンピュータに提供する場合には、符号量の少ないＭＰＥ
Ｇデータを用いるという使い分けの要求が高まってい
る。
【００１８】従来、ＤＶデータからＭＰＥＧデータを生
成するには、図３４の構成において、ＤＶを扱うビデオ
機器をデジタルビデオ機器103として用い、これをＭＰ
ＥＧエンコーダ104に接続する必要があった。そのた
め、ＤＶのビデオ機器とＭＰＥＧエンコーダとの２つの
ハードウェアが必要となり、コストが高くなった。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】一方、コンピュータに
入力されたＤＶデータを、ソフトウェアでＭＰＥＧデー
タに直接変換した場合は、変換のための専用のハードウ
ェアが不要になり、映像信号の変換を安価に実施できる
と考えられる。しかしながら、ソフトウェアによるＤＶ
データのＭＰＥＧデータへの直接変換は、従来次のよう
な課題が存在するため、実現が困難であった。即ち、 （課題１）ＤＶに用いられている４：１：１カラーコン
ポーネント信号をＭＰＥＧに用いられている４：２：０
カラーコンポーネント信号に直接変換する方法がない。
【００２０】（課題２）ＤＶのデコードとＭＰＥＧのエ
ンコードとをそれぞれ行なった場合、処理量が多いた
め、一般のコンピュータでは非常に長い処理時間を要す
る。
【００２１】本発明は、こうした従来の課題を解決する
ものであり、形式の異なるカラーコンポーネント信号間
の直接変換を行ない、また、圧縮フォーマットが異なる
映像信号間の直接変換を行なう映像信号変換装置とその
映像信号変換方法とを提供し、さらに、利用者が求める
フォーマットの映像信号を供給する映像提供システムを
提供することを目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、映
像信号のカラーコンポーネント信号形式を変換する映像
信号変換装置を、デジタル映像信号を入力する入力手段
と、入力された映像信号の輝度信号を格納する輝度信号
フレームメモリと、入力された映像信号の色差信号を格
納する入力色差信号フレームメモリと、入力された映像
信号の色差信号を変換する色差信号変換手段と、色差信
号変換手段により変換された色差信号を格納する出力色
差信号フレームメモリと、輝度信号フレームメモリに格
納された輝度信号と出力色差信号フレームメモリに格納
された色差信号とを組み合わせてデジタル映像信号を出
力する出力手段とで構成している。
【００２３】また、本発明のカラーコンポーネント信号
形式を変換する映像信号変換方法では、４：１：１形式
のカラーコンポーネント信号の色差信号に対して、この
色差信号の特定の行の画素値を選択したり、２つの行の
画素値の平均を取るなどして、縦方向の解像度を２分の
１にし、画素値を隣の列に複写したり、線形補間などを
行なうことによって横方向の解像度を２倍にしている。
【００２４】また、本発明では、圧縮フォーマットが異
なるデジタル映像信号間の変換を行なう映像信号変換装
置を、映像信号を入出力する入出力手段と、入力した圧
縮されている映像信号を復号する映像復号化手段と、復
号された映像信号のコンポーネント信号形式を変換する
コンポーネント信号変換手段と、コンポーネント信号変
換手段により変換された映像信号を圧縮し符号化する映
像符号化手段とで構成し、このコンポーネント信号変換
手段を、カラーコンポーネント信号形式を変換する本発
明の映像信号変換装置で構成している。
【００２５】また、この映像信号変換装置を、映像信号
を入出力する入出力手段と、入力した圧縮されている映
像信号を復号するとともに、復号の過程で映像信号のコ
ンポーネント信号形式を変換する映像復号化手段と、コ
ンポーネント信号形式が変換された映像信号を圧縮し符
号化する映像符号化手段とで構成している。
【００２６】さらに、本発明では、デジタル映像をユー
ザの要求するフォーマットの映像信号で提供する映像提
供システムを、デジタル信号を伝送するネットワーク
と、ネットワークを介してデジタル映像を取得し、取得
したデジタル映像を再生する映像再生端末と、デジタル
映像を蓄積して映像再生端末に提供する映像提供部と、
映像提供部にネットワークを介してデジタル映像を入力
する映像入力部とで構成し、映像提供部には、ネットワ
ークに接続してデジタル映像の入出力を行なう通信手段
と、デジタル映像を蓄積する映像蓄積手段と、デジタル
映像の圧縮フォーマットを変換する映像信号変換手段
と、通信手段、映像蓄積手段及び映像信号変換手段を制
御する制御手段とを設け、この映像信号変換手段を、圧
縮フォーマットが異なるデジタル映像信号間の変換を行
なう本発明の映像信号変換装置で構成している。
【００２７】そのため、カラーコンポーネント信号形式
を変換する映像信号変換装置は、本発明の映像信号変換
方法を用いて、４：１：１形式のカラーコンポーネント
信号を４：２：０形式のカラーコンポーネント信号に直
接変換することができ、また、圧縮フォーマットが異な
るデジタル映像信号間の変換を行なう映像信号変換装置
は、４：１：１形式のＤＶＣフォーマットの映像信号
を、４：２：０形式のＭＰＥＧフォーマットの映像信号
に直接変換することができる。
【００２８】また、この装置を用いた映像提供システム
は、映像再生端末の再生能力に応じたフォーマットで映
像を提供することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、デジタル映像信号のカラーコンポーネント信号形式
を変換する映像信号変換装置であって、デジタル映像信
号を入力する入力手段と、入力された映像信号の輝度信
号を格納する輝度信号フレームメモリと、入力された映
像信号の色差信号を格納する入力色差信号フレームメモ
リと、入力された映像信号の色差信号を変換する色差信
号変換手段と、色差信号変換手段により変換された色差
信号を格納する出力色差信号フレームメモリと、輝度信
号フレームメモリに格納された輝度信号と出力色差信号
フレームメモリに格納された色差信号とを組み合わせて
デジタル映像信号を出力する出力手段とを設けたもので
あり、カラーコンポーネント信号の形式を直接変換する
ことができる。
【００３０】請求項２に記載の発明は、前記色差信号変
換手段が、入力された映像信号の色差信号を４：１：１
コンポーネント信号形式から４：２：０コンポーネント
信号形式の色差信号に変換するようにしたものであり、
ＤＶＣフォーマットの映像信号をＭＰＥＧフォーマット
の映像信号に変換する場合のコンポーネント信号の形式
を変換することができる。
【００３１】請求項３に記載の発明は、前記色差信号変
換手段が、入力色差信号フレームメモリに格納された色
差信号から縦方向に１画素おきに間引いた画素を取り出
して縦方向の画素数を２分の１にし、取り出した画素を
横方向に複写して横方向の画素数を２倍にするようにし
たものであり、色差信号の変換に特別の演算が不要であ
るため、処理負担が少なくて済む。
【００３２】請求項４に記載の発明は、前記色差信号変
換手段が、入力色差信号フレームメモリに格納された色
差信号の縦方向に隣り合う２つの画素値の平均値を求
め、これを１つの画素値とすることにより縦方向の画素
数を２分の１にし、この平均値である１つの画素値を横
方向に複写して横方向の画素数を２倍にするようにした
ものであり、変換の際の演算量が少なく、変換に要する
処理負担が小さい。
【００３３】請求項５に記載の発明は、前記色差信号変
換手段が、入力色差信号フレームメモリに格納された色
差信号の縦方向に隣り合う２つの画素値の平均値を求
め、これを１つの画素値とすることにより縦方向の画素
数を２分の１にし、この平均値である１つの画素値と、
横方向に隣り合う前記平均値である１つの画素値との平
均値を画素値として横方向に補間することにより横方向
の画素数を２倍にするようにしたものであり、画素間の
画素値の変化が滑らかとなり、データ圧縮のためにＤＣ
Ｔを施した場合に、圧縮効率が向上する。
【００３４】請求項６に記載の発明は、前記色差信号変
換手段が、入力色差信号フレームメモリに格納された色
差信号の縦方向に隣り合う２つの画素値の平均値を求
め、横方向に隣り合う２つの前記平均値を用いて横方向
の線形補間を行なうことにより、横方向の画素数を２倍
にし、縦方向の画素数を２分の１にするようにしたもの
であり、画素間の画素値の変化がより滑らかとなり、Ｄ
ＣＴを施した場合の圧縮効率が一層向上する。
【００３５】請求項７に記載の発明は、入力色差信号フ
レームメモリ内の指定された色差信号の画素に対応する
輝度信号の画素値を輝度信号フレームメモリから参照す
る輝度信号参照手段を設け、色差信号変換手段が、輝度
信号参照手段を介して参照した輝度信号の値を利用し
て、色差信号の変換を行なうようにしたものであり、自
然画像では色の変化と輝度の変化とが関係しているた
め、輝度を加味して色差信号の変換を行なうことによ
り、自然な色の変化を示す映像への変換が可能となる。
【００３６】請求項８に記載の発明は、色差信号変換手
段が、入力色差信号フレームメモリの横方向に隣り合う
２つの画素の間に、この２つの画素に対応する輝度信号
の画素値の比に基づいて色差信号の画素値を線形補間
し、横方向の画素数を２倍にするようにしたものであ
り、補間する画素の色差信号が隣り合う画素の輝度を参
考にして決められる。
【００３７】請求項９に記載の発明は、色差信号変換手
段が、入力色差信号フレームメモリに格納された色差信
号の縦方向に隣り合う２つの画素値の平均値を求め、こ
れを１つの画素値とすることにより縦方向の画素数を２
分の１にし、横方向に隣り合う２つの平均値の画素の間
に、この２つの平均値の算出に用いた画素に対応する輝
度信号の画素値の比に基づいて色差信号の画素値を線形
補間し、横方向の画素数を２倍にするようにしたもので
あり、横方向の画素数を増やすために内挿する画素の画
素値を輝度信号の変化と関連付けることができる。
【００３８】請求項１０に記載の発明は、色差信号変換
手段が、入力色差信号フレームメモリに格納された色差
信号の横方向に隣り合う２つの画素に対して、この２つ
の画素に対応する輝度信号の画素値の比に比例した線形
補間を行なうことにより、横方向の色差信号の画素数を
２倍にするようにしたものであり、横方向のすべての画
素の画素値を、輝度信号を利用した線形補間で求めるこ
とにより、輝度と関連付けることができる。
【００３９】請求項１１に記載の発明は、色差信号変換
手段が、入力色差信号フレームメモリに格納された色差
信号の縦、横２つずつから成る４つの画素を、横方向に
は１画素分ずつずらしながら、縦方向には２画素分ずつ
ずらしながら順次選択し、選択した４つの画素に対応す
る輝度信号の画素値の比に比例した線形補間を行なうこ
とにより、横方向の色差信号の画素数を２倍にし、縦方
向の色差信号の画素数を２分の１にするようにしたもの
であり、縦方向及び横方向の色差信号の画素値を、輝度
信号の変化と関連付けることができる。
【００４０】請求項１２に記載の発明は、デジタル映像
信号の４：１：１形式のカラーコンポーネント信号を
４：２：０形式のカラーコンポーネント信号に変換する
映像信号変換方法であって、４：１：１形式のカラーコ
ンポーネント信号の色差信号に対して、この色差信号の
２ｎ行または２ｎ＋１行（但し、ｎは整数）のいずれか
一方の画素値を用いることによって、縦方向の解像度を
２分の１にし、前記画素値を左または右隣りの列に複写
することによって、横方向の解像度を２倍にするように
したものであり、特別の演算を行なうことなく、コンポ
ーネント信号形式の変換が可能である。
【００４１】請求項１３に記載の発明は、同様の映像信
号変換方法において、４：１：１形式のカラーコンポー
ネント信号の色差信号に対して、この色差信号の２ｎ行
と２ｎ＋１行、または２ｎ＋１行と２（ｎ＋１）行の縦
方向に隣り合う２つの画素値の平均値を求めることによ
って、縦方向の解像度を２分の１にし、この平均値を左
または右隣りの列に複写することによって、横方向の解
像度を２倍にするようにしたものであり、少ない演算量
でコンポーネント信号の形式を変換することができる。
【００４２】請求項１４に記載の発明は、同様の映像信
号変換方法において、４：１：１形式のカラーコンポー
ネント信号の色差信号に対して、この色差信号の２ｎ行
と２ｎ＋１行、または２ｎ＋１行と２（ｎ＋１）行の縦
方向に隣り合う２つの画素値の平均値を求めることによ
って、縦方向の解像度を２分の１にし、横方法に隣り合
う２つの平均値の平均値を求め、これを画素値として隣
り合う２つの平均値の間に補間することによって、横方
向の解像度を２倍にするようにしたものであり、画素間
の画素値の変化を滑らかにすることができる。
【００４３】請求項１５に記載の発明は、同様の映像信
号変換方法において、４：１：１形式のカラーコンポー
ネント信号の色差信号に対して、この色差信号の２ｎ行
と２ｎ＋１行、または２ｎ＋１行と２（ｎ＋１）行の縦
方向に隣り合う２つの画素値の平均値を求め、横方向に
隣り合うこの２つの平均値を用いて線形補間を行なうこ
とによって、横方向の解像度を２倍にし、縦方向の解像
度を２分の１にするようにしたものであり、画素間の画
素値の変化をより滑らかにすることができる。請求項１
６に記載の発明は、同様の映像信号変換方法において、
４：１：１形式のカラーコンポーネント信号の色差信号
に対して、この色差信号の２ｎ行と２ｎ＋１行、または
２ｎ＋１行と２（ｎ＋１）行の縦方向に隣り合う２つの
画素値の平均値を求めることによって、縦方向の解像度
を２分の１にし、横方向に隣り合う２つのこの平均値の
算出に用いた画素に対応する輝度信号の画素値の比に基
づいて色差信号を線形補間し、得られた画素値を２つの
平均値の間に内挿することによって、横方向の解像度を
２倍にするようにしたものであり、横方向に内挿する画
素の画素値を、輝度信号の変化に関連付けているため、
自然で精細な映像への変換が可能となる。
【００４４】請求項１７に記載の発明は、同様の映像信
号変換方法において、４：１：１形式のカラーコンポー
ネント信号の色差信号に対して、この色差信号の２ｎ行
と２ｎ＋１行、または２ｎ＋１行と２（ｎ＋１）行の上
及び隣接する列の上で互いに隣り合う合計４つの画素を
順次選択し、この４つの画素に対応する輝度信号の画素
値の比に比例した線形補間を行なうことにより、色差信
号の横方向の解像度を２倍にし、縦方向の解像度を２分
の１にするようにしたものであり、縦方向及び横方向の
色差信号の画素値を、輝度信号の変化に関連付けること
ができるため、より自然で精細な映像への変換が可能と
なる。
【００４５】請求項１８に記載の発明は、圧縮フォーマ
ットが異なるデジタル映像信号間の変換を行なう映像信
号変換装置であって、映像信号を入出力する入出力手段
と、入力した圧縮されている映像信号を復号する映像復
号化手段と、復号された映像信号のコンポーネント信号
形式を変換するコンポーネント信号変換手段と、コンポ
ーネント信号変換手段により変換された映像信号を圧縮
し符号化する映像符号化手段とを設け、コンポーネント
信号変換手段を、請求項１乃至１１に記載の映像信号変
換装置で構成したものであり、入力した圧縮フォーマッ
トの映像信号が復号され、次いでコンポーネント信号形
式が変換され、その後、所定の圧縮フォーマットに変換
される。
【００４６】請求項１９に記載の発明は、前記映像復号
化手段に、入力された映像信号に対して情報の並べ替え
を行なう前処理手段と、前処理手段により並び替えられ
た情報を可変長復号する可変長復号化手段と、可変長復
号化手段により可変長復号された情報を逆量子化する逆
量子化手段と、逆量子化手段により逆量子化された情報
に対して逆ＤＣＴ処理を施す逆ＤＣＴ処理手段とを設
け、前記映像符号化手段に、コンポーネント信号変換手
段の出力を格納する入力バッファと、入力バッファに格
納された情報に対してＤＣＴ処理や量子化を行なうＤＣ
Ｔ圧縮手段と、ＤＣＴ圧縮手段の出力を非圧縮情報に伸
張する逆ＤＣＴ伸長手段と、逆ＤＣＴ伸長手段の出力を
格納するフレームメモリと、動きベクトルを求めフレー
ム間差分を求める動き予測手段と、符号化の種類を選択
する符号選択手段と、符号選択手段の出力に対して可変
長符号化処理を施す可変長符号化手段と、最終的な圧縮
フォーマットの信号を生成する構造符号化手段と、映像
符号化手段の各手段の動作を制御する符号化制御手段と
を設けたものであり、ＤＶＣフォーマットなどの直交変
換圧縮されたデジタル映像信号をＭＰＥＧフォーマット
などの動き補償付き直交変換圧縮されたデジタル映像信
号に直接変換することができる。
【００４７】請求項２０に記載の発明は、圧縮フォーマ
ットが異なるデジタル映像信号間の変換を行なう映像信
号変換装置であって、映像信号を入出力する入出力手段
と、入力した圧縮されている映像信号を復号するととも
に、復号の過程で映像信号のコンポーネント信号形式を
変換する映像復号化手段と、コンポーネント信号形式が
変換された映像信号を圧縮し符号化する映像符号化手段
とを設けたものであり、入力した圧縮フォーマットの映
像信号が復号と同時にコンポーネント信号形式が変換さ
れ、次いで、所定の圧縮フォーマットに変換される。
【００４８】請求項２１に記載の発明は、映像復号化手
段に、入力された映像信号に対して情報の並べ替えを行
なう前処理手段と、前処理手段により並び替えられた情
報を可変長復号する可変長復号化手段と、可変長復号化
手段により可変長復号された情報を逆量子化して輝度信
号及び色差信号のＤＣＴ係数を再生する逆量子化手段
と、再生された色差信号のＤＣＴ係数を間引き、または
補間してＤＣＴ係数の解像度を変更するＤＣＴ係数変換
手段と、逆量子化手段から出力された輝度信号のＤＣＴ
係数とＤＣＴ係数変換手段から出力された色差信号のＤ
ＣＴ係数とに対して逆ＤＣＴ処理を施す逆ＤＣＴ処理手
段とを設け、映像符号化手段に、映像復号化手段の出力
を格納する入力バッファと、入力バッファに格納された
情報に対してＤＣＴ処理や量子化を行なうＤＣＴ圧縮手
段と、ＤＣＴ圧縮手段の出力を非圧縮情報に伸張する逆
ＤＣＴ伸長手段と、逆ＤＣＴ伸長手段の出力を格納する
フレームメモリと、動きベクトルを求めフレーム間差分
を求める動き予測手段と、符号化の種類を選択する符号
選択手段と、符号選択手段の出力に対して可変長符号化
処理を施す可変長符号化手段と、最終的な圧縮フォーマ
ットの信号を生成する構造符号化手段と、映像符号化手
段の各手段の動作を制御する符号化制御手段とを設けた
ものであり、映像復号化手段において、コンポーネント
形式の変換が復号処理の中間情報であるＤＣＴ係数の段
階で行なわれる。この映像復号化手段で復号化された非
圧縮コンポーネント信号を映像符号化手段が圧縮符号化
することにより、ＤＶＣフォーマットなどのデジタル映
像信号からＭＰＥＧフォーマットなどのデジタル映像信
号への直接変換が可能になる。
【００４９】請求項２２に記載の発明は、ＤＣＴ係数変
換手段が、色差信号のＤＣＴ係数で構成されるＤＣＴブ
ロックから、低周波部分を含む縦方向の半分のＤＣＴ係
数を抜き出し、抜き出したＤＣＴ係数の横方向に値が０
のＤＣＴ係数を同数だけ付け足して、元のＤＣＴブロッ
クに比べて、縦方向のＤＣＴ係数の数が半分で、横方向
のＤＣＴ係数の数が２倍のＤＣＴブロックを生成するよ
うにしたものであり、このように色差信号のＤＣＴ係数
における解像度を変換することにより、４：１：１形式
の映像信号を４：２：０形式の非圧縮映像信号に変換す
ることが可能になる。
【００５０】請求項２３に記載の発明は、映像復号化手
段が、入力したＤＣＴ処理が施された圧縮映像信号の輝
度信号のＤＣＴ係数を映像符号化手段に送るように構成
し、映像符号化手段に、映像復号化手段から送られたＤ
ＣＴ係数を格納するＤＣＴ係数バッファと、ＤＣＴ係数
バッファに格納されたＤＣＴ係数に対して低周波成分か
ら段階的に逆ＤＣＴを施し、解像度の異なる複数の画像
である階層画像を生成する階層的逆ＤＣＴ処理手段とを
設け、動き予測手段が、階層的逆ＤＣＴ処理手段で生成
された階層画像を用いて動きベクトルを求めるようにし
たものであり、入力映像信号の復号過程で得られる輝度
信号のＤＣＴ係数を、映像符号化手段における階層画像
の生成に利用することによって、処理量及び処理時間の
短縮を図ることができる。
【００５１】請求項２４に記載の発明は、映像復号化手
段が、入力したＤＣＴ処理が施された圧縮映像信号の輝
度信号のＤＣＴ係数を映像符号化手段に送るように構成
し、映像符号化手段に、映像復号化手段から送られたＤ
ＣＴ係数を格納するＤＣＴ係数バッファと、ＤＣＴ係数
バッファに格納されたＤＣＴ係数の一部に対して一次元
の逆ＤＣＴ処理を施し、２方向の一次元情報を生成する
１次元逆ＤＣＴ処理手段とを設け、動き予測手段が、１
次元逆ＤＣＴ処理手段で生成された２方向の一次元情報
を用いて動きベクトルを求めるようにしたものであり、
動きベクトルの検出に要する演算量を削減することがで
きる。
【００５２】請求項２５に記載の発明は、この映像信号
変換装置が、ＤＶＣフォーマットの映像信号を入力し、
ＭＰＥＧフォーマットの映像信号に変換して出力するよ
うにしたものであり、高画質なＤＶＣフォーマットの映
像信号を、通信に適したＭＰＥＧフォーマットの映像信
号に変換することができる。
【００５３】請求項２６に記載の発明は、ＤＶＣフォー
マットの映像信号をＭＰＥＧフォーマットの映像信号に
変換する映像信号変換方法であって、ＤＶＣフォーマッ
トの映像信号の復号処理中に再生する色差信号のＤＣＴ
係数を間引き、または補間してＤＣＴ係数の解像度を変
換し、解像度を変換した色差信号のＤＣＴ係数と輝度信
号のＤＣＴ係数とに逆ＤＣＴ処理を施して４：２：０形
式の非圧縮コンポーネント信号を復号し、この非圧縮コ
ンポーネント信号をＭＰＥＧフォーマットの映像信号に
符号化するようにしたものであり、ＤＶＣフォーマット
の復号と併せて、信号形式が４：２：０形式に変換され
るため、少ない処理工程でＤＶＣフォーマットからＭＰ
ＥＧフォーマットへの変換が可能になる。
【００５４】請求項２７に記載の発明は、ＤＣＴ係数の
解像度の変換に際して、色差信号のＤＣＴ係数で構成さ
れるＤＣＴブロックから、低周波部分を含む縦方向の半
分のＤＣＴ係数を抜き出し、抜き出したＤＣＴ係数の横
方向に値が０のＤＣＴ係数を同数だけ付け足して、元の
ＤＣＴブロックに比べて、縦方向のＤＣＴ係数の数が半
分で、横方向のＤＣＴ係数の数が２倍のＤＣＴブロック
を生成するようにしたものであり、色の変化が滑らかな
画質に変換することができる。
【００５５】請求項２８に記載の発明は、デジタル映像
をユーザの要求するフォーマットの映像信号で提供する
映像提供システムであって、デジタル信号を伝送するネ
ットワークと、ネットワークを介してデジタル映像を取
得し、取得したデジタル映像を再生する映像再生端末
と、デジタル映像を蓄積して映像再生端末に提供する映
像提供部と、映像提供部にネットワークを介してデジタ
ル映像を入力する映像入力部とを設け、映像提供部に、
ネットワークに接続してデジタル映像の入出力を行なう
通信手段と、デジタル映像を蓄積する映像蓄積手段と、
デジタル映像の圧縮フォーマットを変換する映像信号変
換手段と、通信手段、映像蓄積手段及び映像信号変換手
段を制御する制御手段とを設け、映像信号変換手段を、
請求項１８乃至２５の映像信号変換装置によって構成し
たものであり、映像再生端末に対して、その要求するフ
ォーマットのデジタル映像を提供することができる。
【００５６】請求項２９に記載の発明は、映像信号変換
手段が、入力したデジタル映像のフォーマットを変換
し、映像蓄積手段に、１つのデジタル映像に関して各種
のフォーマットの映像信号が蓄積されるようにしたもの
であり、映像再生端末が要求するフォーマットのデジタ
ル映像を、映像蓄積手段に蓄積されている中から選んで
提供することができる。
【００５７】請求項３０に記載の発明は、映像信号変換
手段が、映像蓄積手段から読出されて映像再生端末に出
力されるデジタル映像のフォーマットを、ユーザの要求
に応じて変換するようにしたものであり、蓄積されてい
るデジタル映像のフォーマットが、そのデジタル映像を
映像再生端末に送出する際に、リアルタイムで変換され
る。
【００５８】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。
【００５９】（第１の実施の形態）第１の実施形態で
は、４：１：１コンポーネント信号を４：２：０コンポ
ーネント信号に直接変換する映像信号変換装置とその映
像信号変換方法について説明する。
【００６０】この装置は、機能ブロックとして、図１に
示すように、４：１：１コンポーネント映像信号が入力
する入力手段201と、入力したコンポーネント信号のＹ
信号を格納するＹフレームメモリ301と、入力したコン
ポーネント信号のＣｒ信号を格納する入力Ｃｒフレーム
メモリ302と、入力したコンポーネント信号のＣｂ信号
を格納する入力Ｃｂフレームメモリ303と、出力する映
像信号の形式に合わせて色差信号を変換する色差信号変
換手段401と、変換されたＣｒ信号を格納する出力Ｃｒ
フレームメモリ304と、変換されたＣｂ信号を格納する
出力Ｃｂフレームメモリ305と、４：２：０コンポーネ
ント信号を出力する出力手段202とを備えている。
【００６１】次に、この装置の動作を説明する。全体の
処理の流れを図２に示す。この装置は、この図２の流れ
で映像信号の変換を行なう。
【００６２】ステップ101：最初に、入力手段201が、１
フレーム分の４：１：１コンポーネント映像信号を入力
し、Ｙ信号をＹフレームメモリ301に、Ｃｒ信号、Ｃｂ
信号を、それぞれ入力Ｃｒフレームメモリ302、入力Ｃ
ｂフレームメモリ303に格納する。
【００６３】ステップ102：次に色差信号変換手段401
が、入力Ｃｒフレームメモリ302と入力Ｃｂフレームメ
モリ303とに格納された色差信号を４：２：０の色差信
号に変換し、変換結果を出力Ｃｒフレームメモリ304と
出力Ｃｂフレームメモリ305とに格納する。
【００６４】ステップ103：次に出力手段102が、Ｙフレ
ームメモリ301に格納されたＹ信号と出力Ｃｒフレーム
メモリ304に格納されたＣｒ信号と出力Ｃｂフレームメ
モリ305に格納されたＣｂ信号とを組み合わせて４：
２：０コンポーネント信号として出力する。
【００６５】ステップ104：そして、処理したフレーム
が、動画の最終フレームであれば処理を終了し、そうで
なければ、次のフレームに対して同様の処理を行なう
（ステップ101に戻る）。
【００６６】上記の処理における色差信号変換処理（ス
テップ102）について、次に説明する。
【００６７】図３は、（Ａ）コンポーネント信号のＹ信
号の一部、（Ｂ）そのＹ信号に対応する４：１：１のＣ
ｒ、Ｃｂ信号、（Ｃ）そのＹ信号に対応する４：２：０
のＣｒ、Ｃｂ信号を示す図である。図３（Ａ）におい
て、Ｙx,yは、フレームの左上を始点としたときの画素
単位のＸ座標、Ｙ座標がそれぞれｘ，ｙの画素における
輝度値を表す。即ち、図３（Ａ）に示したＹ信号は、フ
レームの左上から縦４画素、横８画素の部分を取り出し
て示したものである。また、図３（Ｂ）、（Ｃ）におい
て、Ｕi x,y、はＣｒフレーム中のＸ座標、Ｙ座標がそれ
ぞれｘ，ｙの画素における色差Ｃｒの値を示し、Ｖi x,y
はＣｂフレーム中のＸ座標、Ｙ座標がそれぞれｘ，ｙの
画素における色差Ｃｂの値を示す。また、Ｕi x,y、
Ｖi x,y のうち、ｉが１のものは入力フレームの値、即
ち４：１：１の色差信号を表し、ｉが２のものは出力フ
レームの値、即ち４：２：０の色差信号を表す。
【００６８】ここで説明する色差信号変換処理（ステッ
プ102）は、図３におけるＵ1、Ｖ1からＵ2、Ｖ2を求め
る処理に他ならない。この処理は複数の方法によって行
なうことができる。以下にその方法をそれぞれ説明す
る。
【００６９】以下の説明では、図３を用いて、フレーム
の一部の色差信号の変換を例として示すが、同様の処理
をフレームの他の部分に施すことにより、フレーム全体
について色差信号の変換が可能であることは明らかであ
る。
【００７０】（色差信号変換の方法１）第１の方法は、
入力の色差信号に対して、縦方向の解像度を、入力の色
差信号の中の奇数、あるいは偶数番目の色差信号の値を
用いることで半減させ、横方向の解像度を、左側の色差
信号の値をそのまま用いることで２倍にするものであ
る。即ち、この変換方法によれば、図３のＵ2、Ｖ2は次
の式（数式１）による計算で求めることができる。 U2 2x,y = U2 2x+1,y = U1 x,2y V2 2x,y = V2 2x+1,y = V1 x,2y （数式１） ここで、ｘとｙは正の整数値である。
【００７１】ところで、一般に、ＤＶフォーマットで記
録される４：１：１の色差信号は、ＤＶフォーマットで
記録するデジタルビデオ機器に入力される４：２：２の
色差信号の隣り合う２つの色差信号値の右側を取り除い
て生成される。この例を図４に示す。図４（Ａ）は、こ
のデジタルビデオ機器に入力されるＹ信号を示し、図４
（Ｂ）は、それに対応する４：２：２の色差信号を示し
ている。このとき、ＤＶフォーマットとして記録される
４：１：１の色差信号は、図４（Ｃ）に示すように、図
４（Ｂ）の色差信号を横方向に１つおきに間引いたもの
となる。
【００７２】この実施形態の色差信号変換の第１の方法
は、ＤＶフォーマットの映像信号の元となる４：２：２
信号から考えた場合に、その情報を加工せず用いている
と見ることができる（図３（Ｃ）のＵ2 0,0、Ｕ2 2,0は、
それぞれ図４（Ｂ）のＵ1 0,0、Ｕ1 2,0をそのまま用いる
ことになる）から、４：２：２信号に忠実な色情報を変
換後の信号に残すことができるという有効な性質を有す
る。
【００７３】また、この変換方法では、色差信号の変換
に演算が不要であるため、処理の負担を最も軽減できる
という有効な性質も有する。
【００７４】（色差信号変換の方法２）第２の方法は、
入力の色差信号に対して、縦方向の解像度を、縦に隣り
合う２つの色差信号の平均を求めることで半減させ、横
方向の解像度を、左側の色差信号の値をそのまま用いる
ことで２倍にするものである。即ち、この変換方法によ
れば、図３のＵ2、Ｖ2は次の式（数式２）による計算で
求めることができる。 U2 2x,y = U2 2x+1,y = (U1 x,2y + U1 x,2y+1)/2 V2 2x,y = V2 2x+1,y = (V1 x,2y + V1 x,2y+1)/2 （数式２） ここで、ｘとｙは正の整数値である。
【００７５】この変換方法は、第１の変換方法と比較す
ると、全ての入力された色差信号を用いて変換を行なっ
ており、入力の色差信号にノイズが加わっている場合、
変換後の色差信号に対するノイズの影響を軽減するとい
う有効な性質を有する。また、この変換方法は、入力の
色差信号の情報を全て用いた中では、本来の情報をでき
る限り保存しており、画質的に本来の画像に忠実な高い
画質が得られるという有効な性質を有する。また、計算
が簡単なため、変換に要する処理負担を軽減するという
有効な性質を有する。
【００７６】（色差信号変換の方法３）第３の方法は、
入力の色差信号に対して、縦方向の解像度を第２の方法
と同様にして半減させ、また、横方向の解像度を、横に
隣り合う２つの色差信号の平均値をその中間に内挿する
色差信号の値とすることで２倍にする方法である。即
ち、この変換方法によれば、図３のＵ2、Ｖ2は次の式
（数式３）による計算で求めることができる。 U2 2x,y = (U1 x,2y ＋ U1 x,2y+1)/2 U2 2x+1,y = (αU2 2x,y + (1-α)U2 2(x+1),y)/2 V2 2x,y = (V1 x,2y + V1 x,2y+1)/2 V2 2x+1,y = (αV2 2x,y + (1-α)V2 2(x+1),y)/2 （数式３） ここで、ｘとｙは正の整数値である。
【００７７】また、αは０から１までの間の任意の値を
持つ定数である。例えばαに０．５を用いた場合、内挿
される色差信号は、その両隣の色差信号のちょうど平均
となる。なお、この変換方法において、色差信号をフレ
ームの右端において補間する場合には、（数式３）によ
る内挿が適用できない。このよう部分は、左側の色差信
号の値をそのまま用いるなどの方法により外挿を行な
う。
【００７８】この変換手法は、例えば図３のＵ2 0,0 と
Ｕ2 2,0の値が大きく異なる場合でも、Ｕ2 1,0にその間の
値が内挿されるため、変化が滑らかになり、ＤＣＴを施
した場合に、低周波部分に情報がより集中するため、圧
縮効率が向上するという有効な性質を有する。
【００７９】（色差信号変換の方法４）第４の方法は、
入力する色差信号の縦方向及び横方向の値を合成して求
めた中間値を色差信号の出力とし、その合成における色
差信号の配合比率を違えた中間値を横方向に補間する方
法である。即ち、この変換方法によれば、図３のＵ2、
Ｖ2は次の式（数式４）による計算で求めることができ
る。 U2 2x,y =(3A + B)/4 U2 2x+1,y =(A + 3B)/4 A = (U1 x,2y + U1 x,2y+1)/2 B = (U1 x+1,2y + U1 x+1,2y+1)/2 V2 2x,y = (C + 3D)/4 V2 2x+1,y = (3C + D)/4 C = (V1 x,2y + V1 x,2y+1)/2 D = (V1 x+1,2y + V1 x+1,2y+1)/2 （数式４） ここで、ｘとｙは正の整数値である。
【００８０】この変換方法は、出力する全ての色差信号
を線形補間により求めているため、特に色差信号の変化
が滑らかであり、ＤＣＴを用いた圧縮を行なう際に、圧
縮効率が向上するという有効な性質を有する。
【００８１】次に、上記の４種類の変換方法により色差
信号を変換する具体例を示す。これら４種類の変換方法
のいずれを用いた場合でも、２種類の色差信号Ｃｒ、Ｃ
ｂは同様に変換することができるため、以下に示す具体
例ではＣｒ信号の変換のみについて説明する。Ｃｂ信号
について変換を行なった場合でも、以下に示す具体例と
同様の結果を得ることができることは明らかである。
【００８２】図５、図６及び図７は、異なる４：１：１
のＣｒ信号が入力したとき、それぞれの変換方法で、そ
の変換結果がどのように変わるかを示している。図５、
図６及び図７において、（Ａ）は入力された４：１：１
のＣｒ信号であり、（Ｂ）は第１の変換方法により変換
した４：２：０のＣｒ信号、（Ｃ）は第２の変換方法に
より変換した４：２：０のＣｒ信号、（Ｄ）は第３の変
換方法により変換した４：２：０のＣｒ信号、また、
（Ｅ）は第４の変換方法により変換した４：２：０のＣ
ｒ信号を示している。それぞれの例において、個々の升
目が１つのＣｒ信号の画素を示し、升目の中の数値が画
素値を表す。また、これらのＣｒ信号は、全て、Ｃｒ信
号のフレームの左上端から一部を抜き出したものとす
る。即ち、全ての例において、左上の升目がＣｒ信号の
フレームの左上端の画素を表す。これらの例の変換結果
は、それぞれの変換方法の式により求めた値であるが、
小数点以下は四捨五入して整数値で表している。なお、
画素値として「−」の記号が記入されている画素は、画
素値がこの例にない他の部分の画素の値により変化する
ため、この例では確定しないことを表している。
【００８３】上記３種類の例における、各変換方法によ
る変換結果の特徴を次に述べる。
【００８４】第１の変換方法及び第２の変換方法による
変換結果では、横に隣り合う２つの画素値が全て等しく
なる。
【００８５】さらに、第１の変換方法による変換結果で
は、入力のＣｒ信号の中で参照しないライン（水平方向
の画素の並び）、即ち、この具体例では２番目及び４番
目のラインの画素値は、出力されるＣｒ信号の画素値に
影響を与えない。例えば、図５の入力Ｃｒ信号（Ａ）の
１ライン目と図６の入力Ｃｒ信号（Ａ）の１ライン目と
図７の入力信号（Ａ）の１ライン目の画素値は全て同じ
であり、それぞれ２ライン目の画素値は異なる。このよ
うな３種類の入力に対して、第１の変換方法では、その
変換結果がすべて同じになる。即ち、図５、図６及び図
７の第１の変換方法による変換結果（Ｂ）において、１
ライン目の画素値は全て同じになっている。
【００８６】また、第３の変換方法による変換結果で
は、横方向に偶数番目の画素値が、左右の画素値の間の
値で、かつ左右の画素値から常に一定の比率（この具体
例では左右とも０．５）の値が内挿されている。また、
その左右の画素値、即ち横方向に奇数番目の画素値は、
入力信号の縦に隣り合う２つの画素値の平均値となって
いる。この２点が第３の変換方法の特徴である。
【００８７】また、第４の変換方法では、入力の画素値
がそのまま反映されない点に特徴がある。これを、図６
を用いて説明する。入力信号（Ａ）において、上半分に
注目した場合、左側の縦２画素の平均値は０と２００の
平均で１００、右側の縦２画素の平均値は１００と０の
平均で５０となり、左側の平均値と右側の平均値との差
は５０となる。
【００８８】一方、下半分に注目した場合、左側の縦２
画素の平均値は１００と０の平均で５０、右側の縦２画
素の平均値は０と０の平均で０となり、左側の平均値と
右側の平均値との差は、上半分と同様５０となる。
【００８９】このように差が等しい入力に対して、例え
ば第３の変換方法による変換では２つの変換結果は同じ
差となる。具体的には図６（Ｄ）において、左上端の画
素値は１００、その右隣の画素値は７５でその差は２５
である。そして、その下側のラインにおいても、左端が
５０、その右隣が２５で、その差は２５となる。
【００９０】一方、第４の変換方法による変換結果にお
いては、上側が８８と６３でその差が２５であるのに対
し、下側が４４と３１でその差が１３となる。
【００９１】以上説明したように、この実施形態に示し
た装置と変換の方法とを用いれば、４：１：１コンポー
ネント信号を直接４：２：０信号に変換することが可能
である。
【００９２】（第２の実施の形態）第２の実施形態で
は、４：１：１コンポーネント信号を４：２：０コンポ
ーネント信号に変換する場合に、対応する画素の輝度信
号（Ｙ信号）の値を利用して色差信号の変換を行なう映
像信号変換装置とその映像信号変換方法について説明す
る。
【００９３】この装置は、図８に示すように、Ｙフレー
ムメモリ301からＹ信号を読み出して色差信号変換手段4
01に提供するＹ信号参照手段402を備えている。その他
の構成は第１の実施形態（図１）と変わりがない。
【００９４】次に、この装置の動作を説明する。全体の
処理の流れは、図２に示す、第１の実施形態の処理の流
れと同一である。全体の処理の中で、色差信号変換処理
（ステップ102）が第１の実施形態と異なる。この装置
では、色差信号変換処理（ステップ102）において、色
差信号変換手段402が、Ｙ信号参照手段402を介して、変
換すべき色差信号に対応する輝度信号の画素値を参照
し、それを色差信号の変換に用いる。
【００９５】次に、この装置における上記色差信号変換
処理（ステップ102）の２種類の変換方法を、図３に示
すコンポーネント信号の一部を用いて具体的に説明す
る。
【００９６】（色差信号変換の方法５）第１の方法は、
入力の色差信号に対して、縦方向の解像度を、入力の色
差信号の中の奇数、あるいは偶数番目の色差信号の値を
用いることで半減させ、横方向の解像度を、入力の各画
素の右側に値を内挿することにより２倍にするものであ
る。そして、この方法においては、右側に内挿する画素
の値を求める際に、参照する左右の色差信号の画素に対
応する輝度信号を用いて、参照する比を決定する。即
ち、この変換方法によれば、図３のＵ2、Ｖ2は次の式
（数式５）による計算で求めることができる。 U2 2x,y = (U1 x,2y + U1 x,2y+1)/2 U2 2x+1,y = (U1 x,2y×B)/2(A+B) + (U1 x+1,2y×A)/2(A+B) + (U1 x,2y+1×D)/2(C+D) + (U1 x+1,2y+1×C)/2(C+D) V2 2x,y = (V1 x,2y + V1 x,2y+1)/2 V2 2x+1,y = (V1 x,2y×B)/2(A+B) + (V1 x+1,2y×A)/2(A+B) + (V1 x,2y+1×D)/2(C+D) + (V1 x+1,2y+1×C)/2(C+D) A = ((Y4x,2y + Y4x+1,2y) - Y4x+3,2y))2 B = ((Y4(x+1),2y + Y4(x+1),2y) - (Y4(x+1)+2,2y + Y4(x+1)+3,2y))2 C = ((Y4x,2y+1 + Y4x+1,2y+1) - (Y4x+2,2y+1 + Y4x+3,2y+1))2 D = ((Y4(x+1),2y+1 + Y4(x+1),2y+1) - (Y4(x+1)+2,2y+1 + Y4(x+1)+3,2y+1))2 （数式５） ここで、ｘとｙは正の整数値である。
【００９７】自然画像においては、一般に、輝度情報と
色情報との間に相関がある場合が多い。即ち、色が変化
する場合には、輝度も変化する場合が多い。このような
自然画像の特徴を考慮した場合、この変換方法は、変換
結果として自然で、より精細な色差信号が得られるとい
う有効な性質を有する。
【００９８】（色差信号変換の方法６）第２の方法は、
第１の実施形態の第４の変換方法（色差信号変換の方法
４）と同様に、縦方向及び横方向の色差信号を合成して
求めた中間値を色差信号の出力とし、その合成における
色差信号の配合比率を違えた中間値を横方向に補間する
方法である。色差信号変換の方法４と異なる点は、合成
における配合比率を輝度信号と関連付けて決めている点
である。即ち、この変換方法によれば、図３のＵ２、Ｖ
２は次の式（数式６）による計算で求めることができ
る。 U2 2x,y = (U1 x,2y×B)/2(A+B) + (U1 x+1,2y×A)/2(A+B) + (U1 x,2y+1×F)/2(E+F) + (U1 x+1,2y+1×E)/2(E+F) U2 2x+1,y = (U1 x,2y×D)/2(C+D) + (U1 x+1,2y×C)/2(C+D) + (U1 x,2y+1×H)/2(G+H) + (U1 x+1,2y+1×G)/2(G+H) V2 2x,y = (V1 x,2y×B)/2(A+B) + (V1 x+1,2y×A)/2(A+B) + (V1 x,2y+1×F)/2(E+F) + (V1 x+1,2y+1×E)/2(E+F) V2 2x+1,y = (V1 x,2y×D)/2(C+D) + (V1 x+1,2y×C)/2(C+D) + (V1 x,2y+1×H)/2(G+H) + (V1 x+1,2y+1×G)/2(G+H) A = ((Y4x,2y + Y4x+1,2y + Y4x+2,2y + Y4x+3,2y) - 2(Y4x,2y + Y4x+1,2y))2 B = ((Y4(x+1),2y + Y4(x+1)+1,2y + Y4(x+1)+2,2y + Y4(x+1)+3,2y) - 2(Y4x,2y + Y4x+1,2y))2 C = ((Y4x,2y + Y4x+1,2y + Y4x+2,2y + Y4x+3,2y) - 2(Y4x+2,2y + Y4x+3,3y))2 D = ((Y4(x+1),2y + Y4(x+1)+1,2y + Y4(x+1)+2,2y + Y4(x+1)+3,2y) - 2(Y4x+2,2y + Y4x+3,2y))2 E = ((Y4x,2y+1 + Y4x+1,2y+1 + Y4x+2,2y+1 + Y4x+3,2y+1) - 2(Y4x,2y+1 + Y4x+1,2y+1))2 F = ((Y4(x+1),2y+1 + Y4(x+1)+1,2y+1 + Y4(x+1)+2,2y+1 + Y4(x+1)+3,2y+1) - 2(Y4x,2y+1 + Y4x+1,2y+1))2 G = ((Y4x,2y+1 + Y4x+1,2y+1 + Y4x+2,2y+1 + Y4x+3,2y+1) - 2(Y4x+2,2y+1 + Y4x+3,2y+1))2 H = ((Y4(x+1),2y+1 + Y4(x+1)+1,2y+1 + Y4(x+1)+2,2y+1 + Y4(x+1)+3,2y+1) - 2(Y4x+2,2y+1 + Y4x+3,2y+1))2 （数式６） ここで、ｘとｙは正の整数値である。また、Ａ〜Ｈの値
としてそれぞれ上記の式の平方根を用いることも可能で
ある。
【００９９】この変換方法は、この実施形態の第１の変
換方法（色差信号変換の方法５）と同様に、輝度の変化
を利用しているため、自然で精細な色差信号が得られ
る。さらに加えて、より滑らかな色差信号を得ることが
できるため、ＤＣＴなどの直交変換による圧縮において
圧縮効率の向上が可能になる。
【０１００】次に、この実施形態の装置によるコンポー
ネント信号の変換処理の具体例を図９に示す。この具体
例では、第１の実施形態の具体例と同様にＣｒ信号の変
換についてのみ説明するが、Ｃｂ信号の変換も同様に可
能である。図９（Ａ）は入力された４：１：１のＹ信号
であり、図９（Ｂ）はそのＹ信号に対応する４：１：１
のＣｒ信号を示している。図９（Ｃ）は、この入力信号
に対して、この実施形態の第１の変換方法により変換し
た４：２：０のＣｒ信号を示し、図９（Ｄ）は、この実
施形態の第２の変換方法により変換した４：２：０のＣ
ｒ信号を示している。また、図９（Ｅ）は、参考として
第１の実施形態の第１の変換方法により変換した４：
２：０のＣｒ信号を示している。
【０１０１】この例では、第１の実施形態の具体例と同
様に、個々の升目が１つのＣｒ信号もしくはＹ信号の画
素を示し、升目の中の数値が画素値を表す。また、これ
らのＣｒ信号もしくはＹ信号は全て、フレームの左上端
から一部を抜き出したものとする。これらの例の変換結
果は、それぞれの変換方法の式により求めた値である
が、小数点以下は四捨五入して整数値で表している。ま
た画素値として「−」の記号が記入されている画素は、
画素値がこの例にない他の部分の画素の値により変化す
るため、この例では確定しないことを表す。
【０１０２】まず、この実施形態の第１の方法による変
換結果を説明する。第１の実施形態による変換結果
（Ｅ）が、右２画素同士と左２画素同士の値が同じで、
値は中央（２画素目と３画素目との間）で分かれている
のに対し、この実施形態の第１の変換方法によれば、１
画素目と２画素目との間で値が分かれている。ＤＶフォ
ーマットが生成される前の４：２：２の入力において、
輝度に対応した色変化をしていた場合（図９（Ａ）の輝
度２００に対応するＣｒ画素値が０、輝度１００に対応
するＣｒ画素値が２００）を考えると、１画素目と２画
素目との間で値が分かれている方が、本来の入力に忠実
な値であることが分かる。
【０１０３】次に、この実施形態の第２の方法による変
換結果を説明する。この変換結果も、第１の変換結果
（Ｃ）と同様、１画素目と２画素目で値が変化してい
る。ただし、第１の変換結果（Ｃ）と比較して、変化の
度合い（２つの画素値の差）は、この変換結果の方が小
さい。このことにより、色差信号について低周波成分が
増し、ＤＣＴなどの直交変換の圧縮効率を向上させるこ
とが可能となる。
【０１０４】以上説明したとおり、この実施形態に示し
た装置と変換方法を用いれば、４：１：１のコンポーネ
ント信号を４：２：０のコンポーネント信号に直接変換
することが可能となり、さらに、輝度信号の変化と色差
信号の変化との間に相関がある自然画像を入力した場
合、自然で精細な色差信号を得ることが可能となる。
【０１０５】（第３の実施の形態）第３の実施形態で
は、ＤＶＣフォーマットなどの直交変換圧縮されたデジ
タル圧縮映像信号を、ＭＰＥＧ２フォーマットなどの動
き補償付き直交変換圧縮されたデジタル圧縮映像信号に
変換する映像信号変換装置について説明する。
【０１０６】この映像信号変換装置は、図１０に示すよ
うに、デジタル圧縮映像信号が入力し、変換されたデジ
タル圧縮映像信号が出力される入出力部1000と、入力し
た圧縮映像信号を非圧縮コンポーネント信号に復号する
映像復号部2000と、形式の異なるコンポーネント信号間
の直接変換を行なうコンポーネント信号変換部3000と、
変換されたコンポーネント信号を圧縮映像信号に変換す
る映像符号部4000とから構成されている。
【０１０７】そして、入出力部1000は、ＤＶＣフォーマ
ットのデジタル圧縮映像信号が入力する入力手段1001
と、ＭＰＥＧフォーマットのデジタル圧縮映像信号を出
力する出力手段1002とを備え、映像復号部2000は、シャ
フリングされている圧縮映像信号をデシャフリングする
前処理手段2001と、圧縮映像信号を可変長復号してＤＣ
Ｔ係数の量子化値を得る可変長復号手段2002と、この量
子化値を逆量子化してＤＣＴ係数を得る逆量子化手段20
03と、ＤＣＴ係数を基に非圧縮映像信号を生成する逆Ｄ
ＣＴ処理手段2004とを備え、映像符号部4000は、符号化
するフレームの種類を指定する符号化制御手段4001と、
入力する非圧縮映像信号を格納する入力バッファ4002
と、非圧縮映像信号にＤＣＴ処理を施し、ＤＣＴ係数を
量子化テーブルの値で除算して量子化値を得るＤＣＴ圧
縮手段4003と、ＤＣＴ圧縮手段4003の出力を非圧縮信号
に戻す逆ＤＣＴ伸張手段4004と、非圧縮信号に戻された
映像信号を格納するフレームメモリ4005と、フレームメ
モリ4005に格納された映像信号と入力バッファ4002に格
納された映像信号とから画像の動きを予測し、動きベク
トルと画素値の差分とを求める動き予測部4100と、動き
予測を用いた符号化を行なうかどうかを選択する符号選
択手段4006と、符号選択手段4006から渡された情報を可
変長符号化する可変長符号手段4007と、可変長符号手段
4007から出力される可変長符号化データを用いてＭＰＥ
Ｇフォーマットを生成する構造符号化手段4008とを備え
ている。また、コンポーネント信号変換部3000には、第
１または第２の実施形態に示した映像信号変換装置を用
いる。
【０１０８】次に、この装置の動作を説明する。この装
置の全体の処理は、図１１に示す流れに沿って行なわれ
る。
【０１０９】ステップ1100：最初に、入力手段1001より
入力されたＤＶＣフォーマットの映像信号を映像復号部
2000が復号して非圧縮の映像信号とし、 ステップ1200：復号された非圧縮映像信号の形式を、コ
ンポーネント信号変換部3000が４：１：１から４：２：
０に変換し、 ステップ1300：４：２：０に変換されたコンポーネント
信号を、映像符号部4000がＭＰＥＧフォーマットに圧縮
符号化し、出力手段1002を介して出力する。
【０１１０】また、上記の処理は、それぞれの処理（ス
テップ1100〜ステップ1300）を並行して行なうことも可
能である。即ち、映像復号部2000が入力映像信号の全て
を完全に復号する前に、復号が済んだ一部のデータを先
にコンポーネント信号変換部3000が変換し、映像符号部
4000がＭＰＥＧフォーマットに圧縮符号化することが可
能である。
【０１１１】次に、上記の処理のうち、映像の復号処理
（ステップ1100）と映像の符号処理（ステップ1300）と
について詳しく説明する。
【０１１２】まず、映像の復号処理（ステップ1100）に
ついて詳しく説明する。最初に、ＤＶＣフォーマットに
ついて簡単に説明する。ＤＶＣフォーマットは、４：
１：１コンポーネント信号に対して８画素×８画素のブ
ロックごとにＤＣＴを施し、ＤＣＴ係数を量子化し、こ
れを可変長符号化した符号が記録されているフォーマッ
トである。
【０１１３】また、ＤＶＣフォーマットの１フレーム
は、４つの輝度信号のＤＣＴブロックとそれに対応する
２つの色差信号のＤＣＴブロックとを組とするマクロブ
ロック、さらに複数のマクロブロックの集合であるスー
パーブロックの集合によって構成されている。そして、
１フレーム内でマクロブロックやスーパーブロックの記
録位置を本来のフレームの位置と変えるシャフリング処
理が施されている。
【０１１４】図１２は、この装置の映像の復号処理の流
れを示すフローチャートである。この装置の映像復号部
2000は、次の様に復号を行なう。
【０１１５】ステップ1101：シャフリングされた圧縮信
号を、前処理手段2001がデシャッフリングし、フレーム
ごとに、全てのマクロブロックの情報を本来の映像の位
置に配置し、 ステップ1102：可変長復号手段2002が、可変長復号して
ＤＣＴ係数の量子化値の情報に変換し、 ステップ1103：逆量子化手段2003が、可変長復号された
情報を逆量子化してＤＣＴ係数を求め、 ステップ1104：逆ＤＣＴ処理手段2004が、ＤＣＴ係数よ
り各画素の画素値を求めて、非圧縮映像信号を生成す
る。
【０１１６】次に、映像の符号処理（ステップ1300）に
ついて説明する。図１３は、この装置の映像の符号処理
の流れを示すフローチャートである。この装置の映像符
号部4000は、次の様にＭＰＥＧフォーマットの映像信号
を生成する。
【０１１７】ステップ1301：最初に、ＤＣＴ圧縮手段40
03が、入力バッファ4002より入力した非圧縮映像信号に
ＤＣＴ処理を施し、ＤＣＴ係数を量子化する。
【０１１８】ステップ1302：符号化制御手段4001が、Ｄ
ＣＴ圧縮手段4003で処理された信号のエンコードされる
べきフレームの種類、即ちＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂ
ピクチャのいずれかのタイプを選択し、選択されたタイ
プがＩピクチャであれば、符号選択手段4006は、ＤＣＴ
圧縮手段4003が入力バッファ4002のデータについて処理
した出力を可変長符号手段4006に渡す。（ステップ1306
から処理を続ける） ステップ1303：選択されたタイプがＰピクチャまたはＢ
ピクチャであれば、動き予測部4100は、フレームメモリ
4004に格納された前フレームの映像信号と入力バッファ
4002に格納された現フレームの映像信号とから動き予測
を行ない、動きベクトルと画素値の差分情報とを求め
る。そして、動きベクトルと、ＤＣＴ圧縮手段4003でＤ
ＣＴ・量子化処理した（またはＤＣＴ・量子化処理しな
い）差分情報とを符号選択手段4006に渡す。
【０１１９】ステップ1304：次に、逆ＤＣＴ伸張手段40
04が、ＤＣＴ圧縮手段4003の出力を逆量子化・逆ＤＣＴ
処理し、フレームメモリ4005に、このフレームの再現し
た非圧縮映像信号を格納する。
【０１２０】ステップ1305：符号選択手段4005は、マク
ロブロック毎に動き予測を用いた符号化をするか否かを
選択し、動き予測を用いる場合は、動き予測部4100から
渡された該当マクロブロックの情報を可変長符号手段40
07に渡し、動き予測を用いない場合は、入力バッファ40
02のデータについて処理したＤＣＴ圧縮手段4002の出力
における該当マクロブロックの情報を可変長符号手段40
07に渡す。
【０１２１】ステップ1306：そして、可変長符号手段40
07は、符号選択手段4005から渡された情報を可変長符号
化する。
【０１２２】ステップ1307：最後に、可変長符号手段40
07が符号化した可変長符号に対し、構造符号化手段4008
が、ＭＰＥＧデータとして必要なヘッダを付加するなど
してＭＰＥＧフォーマットを生成する。
【０１２３】この処理の流れによって、ＭＰＥＧ１及び
ＭＰＥＧ２のＭＰＥＧフォーマットを生成することが可
能である。
【０１２４】次に、上記映像圧縮処理（ステップ1300）
の内、動き予測処理（ステップ1303）における動きベク
トル計算処理について詳しく説明する。
【０１２５】動きベクトルの計算には、該当するマクロ
ブロックの画素値を探索範囲の全ての箇所の画素値と比
較して、それぞれの箇所における画素値の平均誤差を求
め、そのマクロブロックの元の位置と最も誤差の少ない
箇所の位置との差を動きベクトルとする方法（全探索）
を始めとして、種々の方法を用いることができる。この
実施形態では、階層画像を用いた段階的な動き情報の探
索による計算方法を説明する。
【０１２６】この計算方法は、対象画像フレームと参照
する画像のフレームとの両方に対して、解像度を落とし
た（画素数を減らした）複数の画像を生成し、低い解像
度の画像から粗い動きベクトルの情報を計算し、計算に
用いる画像を順次解像度の高いものにして動きベクトル
の精度を高める方法である。この実施形態では上記の解
像度を落とした複数の画像を階層画像と呼ぶ。この計算
方法は、自然画像において、大きい物体の動きに当たる
粗い動きベクトルを最初に求め、それを基に段階的に精
度の高い動きベクトルの計算を行なうため、精度の高い
動きベクトルを得ることができ、ＭＰＥＧ符号化時に圧
縮効率を上げることができ、結果として画質を向上させ
ることができる方法である。
【０１２７】ここで、階層画像とその生成方法について
簡単に説明する。図１４は、階層画像の例を示す図であ
る。図１４において、最初に、入力される原画像10000
から、間引き処理（ダウンサンプリング）により解像度
を２分の１に下げた１／２画像が生成され、さらに１／
２画像に対して同様のダウンサンプリングを行なう、と
いう手順を繰り返すことで、階層画像が生成される。こ
のとき、ダウンサンプリングとしては、低周波通過フィ
ルタ（ＬＰＦ）で縦方向、横方向共に空間周波数帯域を
２分の１にした後、１つおきに画素を間引く、という処
理を用いることができる。
【０１２８】この装置において、この計算方法を実現す
るための、動き予測部4100について詳しく説明する。
【０１２９】最初に、動き予測部4100の構成を図１５を
用いて説明する。図１５に示すように、動き予測部4100
は、階層画像を生成する階層画像生成手段4101と、生成
された階層画像を格納する階層画像メモリ4102と、階層
画像を用いて低い解像度から段階的に動きベクトルを検
出する動き検出手段4103と、動き検出手段4103が検出し
た段階的な動きベクトルを格納する動き情報一時格納手
段4104と、画像圧縮に用いる最終的な動きベクトルを生
成する動きベクトル生成手段4105と、この動きベクトル
を基に圧縮すべき画像信号のフレーム間差分を求める差
分情報生成手段4106とを備えている。
【０１３０】次に、動き予測部4100の処理について、図
１６のフローチャートを基に説明する。
【０１３１】ステップ2000：階層画像生成手段4101は、
入力バッファ4002及びフレームメモリ4005から得た画像
データを用いて、対象画像及び参照画像の階層画像を生
成し、階層画像メモリ4102に格納する。
【０１３２】ステップ2100：動き検出手段4103は、先
ず、対象画像における１／８画像の画素を縦１６画素×
横１６画素の２５６画素ずつに分割して検索対象ブロッ
クとし、検索対象ブロック毎に、参照画像における１／
８画像とのマッチングを取り、動きベクトルを求める。
求めた動きベクトルは動き情報一時格納手段4104に格納
する。
【０１３３】次に、動き検出手段4103は、対象の１／４
画像を縦１６画素×横１６画素ずつに分割して検索対象
ブロックとし、参照画像の１／４画像とのマッチングを
取り、動きベクトルを求める。このとき、先に求めた１
／８画像の対応するブロックの動きベクトルを動きベク
トル候補として用い、動きベクトル候補周辺からマッチ
ングを行なうことで、探索範囲を狭める。
【０１３４】動き検出手段4103は、このような階層的な
動き予測を順次より大きい階層画像に対して行ない、最
後に原画像に対する動きベクトルを求める。
【０１３５】ステップ2200：動きベクトル生成手段4105
は、原画像に対して検出された動きベクトルを最終的な
動きベクトルの値として設定する。
【０１３６】ステップ2300：差分情報生成手段4106は、
入力バッファ4002及びフレームメモリ4005から入力した
画像データを基に、対象画像の各マクロブロックの画素
値と、動きベクトルで示された対応する参照画像のブロ
ックの画素値との差分を計算する。
【０１３７】この階層画像を用いた動き予測によれば、
動きベクトル導出に必要な計算量を効果的に削減するこ
とができる。また、粗い画像から順次動きベクトルの精
度を上げているため、画像の大きな動きに忠実な、自然
な動きを表現する動きベクトルを求めることができ、動
きベクトルの精度を高めることができる。
【０１３８】なお、動き予測部4100の動きベクトル導出
処理としては、上記の例の他、既存の階層的な動きベク
トル検出方法を用いることも可能である。
【０１３９】こうした処理により、精度の高い動きベク
トルを検出することができ、結果として、生成するＭＰ
ＥＧフォーマットの圧縮画像の画質を高めることができ
る。以上説明したように、この装置によれば、ＤＶＣフ
ォーマットの圧縮映像を、高画質なＭＰＥＧ１、あるい
はＭＰＥＧ２のフォーマットに直接変換することができ
る。
【０１４０】（第４の実施の形態）第４の実施形態で
は、ＤＶＣフォーマットなどの直交変換圧縮されたデジ
タル圧縮映像信号を、ＭＰＥＧ２フォーマットなどの動
き補償付き直交変換圧縮されたデジタル圧縮映像信号に
変換する映像信号変換装置であって、ＤＶＣフォーマッ
トの輝度信号のＤＣＴ係数を、ＭＰＥＧフォーマットの
生成に利用する装置について説明する。
【０１４１】この装置は、図１７に示すように、映像符
号部4000が、映像復号部2000の逆量子化手段2003から送
られた輝度信号のＤＣＴ係数を格納するＤＣＴ係数バッ
ファ4009と、ＤＣＴ係数バッファ4009に格納されたＤＣ
Ｔ係数を処理して階層画像を生成する階層的逆ＤＣＴ手
段4010とを備えている。また、映像符号部4000の動き予
測部4100は、図１８に示すように、第３の実施形態の動
き予測部（図１５）が有していた階層画像生成手段4101
を備えていない。その他の構成は第３の実施形態（図１
０）と変わりがない。
【０１４２】次に、この装置の動作を説明する。この装
置の動作の特徴は、輝度信号を、映像復号部2000がＤＣ
Ｔ係数のまま直接映像符号部4000に出力し、映像符号部
4000の階層的逆ＤＣＴ手段4010が、そのＤＣＴ係数から
階層画像を直接生成する点である。そのため、この装置
では、第３の実施形態の装置で必要であったダウンサン
プリングによる階層画像生成処理が不要になるため、処
理時間の短縮を実現することができる。
【０１４３】この装置における全体の処理の流れは、第
３の実施形態の全体の処理の流れと同じである。即ち、
この装置における全体の処理の流れは図１１のフローチ
ャートの通りである。
【０１４４】この装置の処理が、第３の実施形態に示し
た処理と異なる点は、ＤＶＣフォーマットの復号処理
（ステップ1100）とＭＰＥＧフォーマットの圧縮処理
（ステップ1300）とである。
【０１４５】図１９に、この装置における映像信号復号
処理（ステップ1100）の処理の流れを示す。この装置の
映像復号部2000は、図１９に示す流れでＤＶＣフォーマ
ットの復号（伸長）を行なう。
【０１４６】ステップ1111：シャフリングされた圧縮信
号を、前処理手段2001がデシャッフリングし、フレーム
ごとに、全てのマクロブロックの情報を本来の映像の位
置に配置し、 ステップ1112：可変長復号手段2002が、可変長復号して
ＤＣＴ係数の量子化値の情報に変換し、 ステップ1113：逆量子化手段2003が、可変長復号された
情報を逆量子化してＤＣＴ係数を求め、 ステップ1114：処理中のＤＣＴブロックが輝度信号なら
ば、 ステップ1115：逆量子化手段2003が、求めたＤＣＴ係数
をＤＣＴ係数バッファ4009に格納する。
【０１４７】ステップ1116：また、処理中のＤＣＴブロ
ックが色差信号ならば、逆ＤＣＴ処理手段2004は、逆Ｄ
ＣＴによりＤＣＴ係数から各画素の画素値を求めて、非
圧縮映像信号を生成する。
【０１４８】この非圧縮の色差信号は、コンポーネント
信号変換部3000で形式が変換された後、映像符号部4000
の入力バッファ4002に格納される。
【０１４９】図２０に、この装置における映像信号圧縮
処理（ステップ1300）の流れを示す。この装置の映像符
号部4000は、図２０の流れに沿ってＭＰＥＧフォーマッ
トの生成を行なう。
【０１５０】ステップ1311：ＤＣＴ圧縮手段4003は、処
理するＤＣＴブロックが、入力バッファ4002から入力し
た色差信号であれば、 ステップ1312：そのブロックのデータをＤＣＴ変換す
る。
【０１５１】ステップ1313：次に、符号化制御手段4001
が、エンコードするフレームの種類、即ちＩピクチャ、
Ｐピクチャ、Ｂピクチャのいずれかのタイプを選択し、 ステップ1314：選択されたタイプがＩピクチャであれ
ば、ＤＣＴ圧縮手段4003は、変換した色差信号のＤＣＴ
係数及びＤＣＴ係数バッファ4009から読み出した輝度信
号のＤＣＴ係数を量子化し、量子化された信号を符号選
択手段4005が、可変長符号手段4006に渡す。（ステップ
1319から処理を続ける） ステップ1315：選択されたタイプがＰピクチャまたはＢ
ピクチャであれば、ＤＣＴ係数バッファ4009に格納され
たＤＣＴ係数に対して、階層的逆ＤＣＴ処理手段4010が
後で説明する階層的逆ＤＣＴ処理を行ない、階層画像を
生成して動き予測部4100に渡す。
【０１５２】ステップ1316：動き予測部4100は、フレー
ムメモリ4004に格納された映像信号と階層的逆ＤＣＴ処
理手段4010から渡された階層画像とから動き予測を行な
い、動きベクトルと画素値の差分情報とを求める。そし
て、動きベクトルと、ＤＣＴ圧縮手段4003でＤＣＴ・量
子化処理した差分情報とを符号選択手段4006に渡す。 ステップ1317：次に、逆ＤＣＴ伸張手段4004が、ＤＣＴ
圧縮手段4003の出力を逆量子化・逆ＤＣＴ処理し、フレ
ームメモリ4005に、このフレームの再現した非圧縮映像
信号を格納する。
【０１５３】ステップ1318：符号選択手段4006は、マク
ロブロック毎に動き予測を用いた符号化をするか否かを
選択し、動き予測を用いる場合は、動き予測部4100から
渡された該当マクロブロックの情報を可変長符号手段40
07に渡し、動き補償を用いない場合は、入力バッファ40
02及びＤＣＴ係数バッファ4009のデータについて処理し
たＤＣＴ圧縮手段4002の出力における該当マクロブロッ
クの情報を可変長符号手段4007に渡す。
【０１５４】ステップ1319：可変長符号手段4007は、符
号選択手段4006から渡された情報を可変長符号化する。
【０１５５】ステップ1320：最後に、構造符号化手段40
08が、可変長符号手段4007が符号化した可変長符号に対
し、ＭＰＥＧデータとして必要なヘッダを付加するなど
してＭＰＥＧフォーマットを生成する。
【０１５６】ここで、階層的逆ＤＣＴ処理（ステップ13
15）について説明する。
【０１５７】階層的逆ＤＣＴ処理とは、ＤＶＣフォーマ
ットの信号に含まれるＤＣＴ係数に対して、低周波部分
から段階的に逆ＤＣＴを施し、複数の解像度の画像を生
成する処理である。これを図２１を用いて説明する。
【０１５８】図２１は、左側に、ＤＶＣフォーマットの
信号に含まれるＤＣＴ係数の一部を抜き出したものを示
し、右側に、復号された画像を示している。各ＤＣＴブ
ロックの黒色部分が、その段階で逆ＤＣＴされるべき係
数である。即ち、第１段階としてＤＣＴ係数の直流
（０，０）成分のみを抜き出し、画像を復号する。ＤＣ
Ｔの直流成分はそのまま１／８画像10030を構成する。
次に、左上、つまり低周波部分４画素を逆ＤＣＴして１
／４画像10020を生成する。同様に、１／２画像10010、
原画像10000を生成する。
【０１５９】また、図２２に示すように、解像度の高い
画像を生成する場合に、その一段階前の復号された画像
を用い、その画像との差分、即ち図２２のＤＣＴ係数の
黒色部分のみを逆ＤＣＴし、加えることで、さらに演算
量を削減することも可能である。
【０１６０】動き予測部4100が、生成された階層画像を
用いて、動きベクトルと画素値の差分情報とを求める動
作は、第３の実施形態と変わりがない。
【０１６１】以上説明したように、この実施形態の装置
では、ＤＶＣフォーマットの輝度信号のＤＣＴ係数をＭ
ＰＥＧフォーマットの作成に利用しているため、処理量
の削減が可能となる。また、階層的逆ＤＣＴ処理では、
ＤＶＣフォーマットの復号における逆ＤＣＴとほぼ同じ
演算量で、ＭＰＥＧ符号時に必要となる階層画像を生成
することができ、効果的に処理を削減することができ
る。
【０１６２】（第５の実施の形態）第５の実施形態で
は、ＤＶＣフォーマットなどの直交変換圧縮されたデジ
タル圧縮映像信号を、ＭＰＥＧ２フォーマットなどの動
き補償付き直交変換圧縮されたデジタル圧縮映像信号に
変換する映像信号変換装置であって、動きベクトルの検
出処理を少ない演算量で行なうことができる装置につい
て説明する。
【０１６３】この装置は、図２３に示すように、第４の
実施形態の装置（図１７）と異なり、映像符号部4000
が、階層的逆ＤＣＴ手段4010に代わり、１次元の逆ＤＣ
Ｔ処理を行なう１次元逆ＤＣＴ手段4011を備えている。
また、映像符号部4000の動き予測部4100は、図２４に示
すように、第４の実施形態（図１８）において具備して
いた階層画像メモリ4102を備えていない。その他の構成
は第４の実施形態と変わりがない。
【０１６４】次に、この装置の動作について説明する。
この装置では、動きベクトル検出処理の動作が、第４の
実施形態と異なる。この装置では、ＤＶＣフォーマット
に含まれる輝度信号のＤＣＴ係数に対して、縦方向、横
方向それぞれに一次元の逆ＤＣＴ処理を施し、それぞれ
一次元の画素のデータによる動きベクトルを検出し、そ
れを組み合わせて２次元の動きベクトルを導出すること
により、動きベクトルを検出している。
【０１６５】具体的な処理の流れを説明する。全体の処
理の流れは、第３ないしは第４の実施形態と同様であ
る。即ち、全体の処理の流れは、図１１に示すとおりで
ある。また、映像復号処理（ステップ1100）は、第４の
実施形態（図１９）と同じであり、映像符号処理（ステ
ップ1300）のみが第４の実施形態と異なっている。この
装置における映像符号処理（ステップ1300）の流れを図
２５に示す。この装置の映像符号部4000は、図２５の流
れに沿って映像符号処理を行なう。
【０１６６】ステップ1321：ＤＣＴ圧縮手段4003は、処
理するＤＣＴブロックが、入力バッファ4002から入力し
た色差信号であれば、 ステップ1322：そのブロックのデータをＤＣＴ変換す
る。
【０１６７】ステップ1323：次に、符号化制御手段4001
が、エンコードするフレームの種類、即ちＩピクチャ、
Ｐピクチャ、Ｂピクチャのいずれかのタイプを選択し、 ステップ1324：選択されたタイプがＩピクチャであれ
ば、ＤＣＴ圧縮手段4003は、変換した色差信号のＤＣＴ
係数及びＤＣＴ係数バッファ4009から読み出した輝度信
号のＤＣＴ係数を量子化し、符号選択手段4005が、量子
化された信号を可変長符号手段4006に渡す。（ステップ
1329から処理を続ける） ステップ1325：選択されたタイプがＰピクチャまたはＢ
ピクチャであれば、ＤＣＴ係数バッファ4009に格納され
たＤＣＴ係数に対して、１次元逆ＤＣＴ処理手段4011が
後で説明する一次元逆ＤＣＴ処理を行ない、生成した一
次元情報を動き予測部4100に渡す。
【０１６８】ステップ1326：動き予測部4100は、フレー
ムメモリ4005に格納された映像信号と１次元逆ＤＣＴ処
理手段4011から渡された一次元情報とから動き予測を行
ない、動きベクトルと画素値の差分情報とを求める。そ
して、動きベクトルと、ＤＣＴ圧縮手段4003でＤＣＴ・
量子化処理した差分情報とを符号選択手段4006に渡す。
【０１６９】ステップ1327：次に、逆ＤＣＴ伸張手段40
04が、ＤＣＴ圧縮手段4003の出力を逆量子化・逆ＤＣＴ
処理し、フレームメモリ4005に、このフレームの再現し
た非圧縮映像信号を格納する。
【０１７０】ステップ1328：符号選択手段4006は、マク
ロブロック毎に動き予測を用いた符号化をするか否かを
選択し、動き予測を用いる場合は、動き予測部4100から
渡された該当マクロブロックの情報を可変長符号手段40
07に渡し、動き予測を用いない場合は、入力バッファ40
02及びＤＣＴ係数バッファ4009のデータについて処理し
たＤＣＴ圧縮手段4002の出力における該当マクロブロッ
クの情報を可変長符号手段4007に渡す。
【０１７１】ステップ1329：可変長符号手段4007は、符
号選択手段4006から渡された情報を可変長符号化する。
【０１７２】ステップ1330：最後に可変長符号手段4007
が符号化した可変長符号に対し、構造符号化手段4008
が、ＭＰＥＧデータとして必要なヘッダを付加するなど
してＭＰＥＧフォーマットを生成する。
【０１７３】ここで、一次元逆ＤＣＴ処理（ステップ13
25）と、一次元情報による動き予測（ステップ1326）に
ついて説明する。この処理は、従来２次元の画像そのま
まで動き予測をしていたものを、２方向の１次元の情報
を２次元画像を代表する情報として、動き予測に用いる
ものである。
【０１７４】図２６は、１次元逆ＤＣＴと、この処理で
得られた１次元情報を用いて行なう動き予測の方法につ
いて、概念的に簡単に示した図である。１次元逆ＤＣＴ
では、個々のＤＣＴブロックに対して、ｘ方向のみの周
波数成分とｙ方向のみの周波数成分とのそれぞれに、１
次元の逆ＤＣＴを施し、１つのＤＣＴブロックのｘ方向
及びｙ方向に対して、それぞれ１×８個の１次元の画素
値を生成する。ここでは、これを１次元情報と呼ぶ。こ
れをマクロブロック単位で組み合わせると、１マクロブ
ロックは２×２個のブロックで構成されているから、ｘ
方向及びｙ方向のそれぞれに対して、２×１６個の１次
元の画素値が組み合わされた１マクロブロック分の１次
元情報ができる。
【０１７５】同じように、１フレームを構成するブロッ
クの１次元情報を組み合わせて、ｘ方向及びｙ方向の１
フレーム分の１次元情報を作成する。
【０１７６】次いで、ｘ方向ｙ方向のそれぞれにおい
て、１マクロブロック分の１次元情報と１フレーム分の
１次元情報とのパターンマッチングを行ない、１次元の
動きベクトルを検出する。即ち、ｘ方向の１次元情報に
よる動きベクトルは、ｘ方向の値のみを利用し、ｙ方向
の１次元情報による動きベクトルは、ｙ方向の値のみを
利用して、１マクロブロック分の一次元情報との平均誤
差が最小となるフレーム位置を求め、そのマクロブロッ
クの元の位置との差を検出する。
【０１７７】そして、こうして求めたそれぞれの方向の
動きベクトルを、動きベクトル候補とし、双方の動きベ
クトル候補における予測誤差（平均誤差）を比較して、
予測誤差の少ない動きベクトルを選択する。
【０１７８】次いで、選択されなかった方向について
は、選択された方向の動きベクトルに対応した箇所に範
囲を限定して、パターンマッチングを行ない、再度動き
ベクトルを検出する。こうして検出した２方向の動きベ
クトルを合成して、実際の動きベクトルとする。
【０１７９】この処理を用いると、パターンマッチング
の際に必要な差分の絶対値を求める計算の回数を大幅に
削減することが可能となる。例えば、１つのマクロブロ
ックの１回のパターンマッチングにおいて、従来は１６
画素×１６画素、即ち２５６画素について差分の絶対値
を求める必要があったが、この処理によれば、各方向の
動きベクトル候補の検出として、２画素×１６画素、即
ち３２画素について差分の絶対値を求めるだけでよい。
【０１８０】また、最終的な、選択されなかった方向に
ついてのパターンマッチングは、範囲を限定した、一方
向のみのパターンマッチングであるため、計算量は少な
い。そのため、結果として、動きベクトル検出のパター
ンマッチングに要する計算量を１／８近くにまで削減す
ることができる。
【０１８１】なお、この処理におけるパターンマッチン
グとして、全探索のほか、第３の実施形態のように階層
的な処理など、２次元の動きベクトル検出で用いられて
いる処理を用いることもできる。
【０１８２】以上説明したように、この実施形態によれ
ば、ＤＶＣフォーマットに含まれるＤＣＴ係数を利用す
ることにより、動きベクトル検出に要する計算量を大幅
に削減することが可能となる。
【０１８３】（第６の実施の形態）第６の実施形態で
は、クライアントが要求するフォーマットの映像信号を
提供する多フォーマット映像提供システムについて説明
する。
【０１８４】このシステムは、コンピュータのクライア
ントサーバシステムであり、図２７に示すように、クラ
イアントのコンピュータから成る映像再生端末5000と、
映像提供用のサーバから成る映像提供部7000と、映像提
供部7000に蓄積される映像を入力する映像入力部8000
と、各部を結ぶネットワーク6000とを備えており、映像
提供部7000は、映像を通信する通信手段7100と、映像を
蓄積する映像蓄積手段7300と、映像信号のフォーマット
を変換する映像信号変換手段7200と、各手段の動作を制
御する制御手段7400とを備えている。映像提供部7000の
映像信号変換手段7200には、第３乃至第５の実施形態の
映像信号変換装置が使われる。
【０１８５】映像入力部8000は、ＤＶＣフォーマットの
映像信号を入力し、映像提供部7000は、ＤＶＣ、ＭＰＥ
Ｇ１またはＭＰＥＧ２のいずれかのフォーマットの映像
信号を出力する。
【０１８６】次に、このシステムの動作を説明する。図
２８は、このシステムの映像提供部7000の処理動作手順
を示しており、図２８（Ａ）は映像入力処理、図２８
（Ｂ）は映像出力処理の流れを示すフローチャートであ
る。
【０１８７】映像の入力は、次に示す流れで行なわれ
る。
【０１８８】ステップ3000：制御手段7400は、通信手段
7100を介して、映像入力部8000からの映像入力要求を受
け付けると、入力許可信号を映像入力部8000に対して送
り、 ステップ3100：映像入力部8000から、通信手段7100を介
して入力されたＤＶＣフォーマットの映像信号を映像蓄
積手段7300に蓄積する。
【０１８９】ステップ3200：制御手段7400は、映像信号
変換手段7200に対して、映像信号のフォーマットの変換
を指示し、映像信号変換手段7200は、映像蓄積手段7300
に蓄積された映像信号を読み出して、ＭＰＥＧ１及びＭ
ＰＥＧ２のフォーマットに変換する。変換されたＭＰＥ
Ｇ１及びＭＰＥＧ２フォーマットの映像信号は、ＤＶＣ
フォーマットの映像信号とともに、映像蓄積手段7300に
蓄積される。
【０１９０】また、映像提供部7000は、次の流れで映像
を出力する。
【０１９１】ステップ4000：制御手段7400は、通信手段
7100を介して、映像再生端末5000からの映像出力要求を
受け付けると、出力許可信号を映像再生端末5000に送
り、 ステップ4100：映像蓄積手段7300に蓄積されている、要
求されたフォーマットの映像信号を、通信手段7100を介
して、映像再生端末5000に出力する。
【０１９２】このシステムでは、ＤＶＣフォーマットな
ど、単一のフォーマットで入力された映像を、再生する
端末に応じて、他のフォーマットで提供することが可能
である。
【０１９３】また、映像信号変換処理が実時間以上の速
度で行なえる場合は、図２９に示す手順で映像入力処理
及び映像出力処理を行なう。映像入力処理は、図２９
（Ａ）に示すように、 ステップ5000：制御手段7400は、通信手段7100を介し
て、映像入力部8000からの映像入力要求を受け付ける
と、入力許可信号を映像入力部8000に対して送り、 ステップ5100：映像入力部8000から、通信手段7100を介
して入力されたＤＶＣフォーマットの映像信号を映像蓄
積手段7300に蓄積する。
【０１９４】また、映像出力処理は、図２９（Ｂ）に示
すように、 ステップ6000：制御手段7400は、通信手段7100を介し
て、映像再生端末5000からの映像出力要求を受け付ける
と、出力許可信号を映像再生端末5000に送り、 ステップ6100：要求された映像信号のフォーマットがＤ
ＶＣフォーマットであれば、 ステップ6300：映像蓄積手段7300に蓄積されている映像
信号を、通信手段7100を介して、映像再生端末5000に出
力する。
【０１９５】また、ステップ6100において、要求された
映像信号のフォーマットがＤＶＣフォーマット以外であ
れば、 ステップ6200：制御手段7400は、映像信号変換手段7200
に対して、フォーマットの変換を指示し、映像信号変換
手段7200は、映像蓄積手段7300に蓄積された映像信号を
読み出して、要求されたＭＰＥＧ１またはＭＰＥＧ２の
フォーマットに変換する。
【０１９６】ステップ6300：制御手段7400は、変換され
た映像信号を、通信手段7100を介して、映像再生端末50
00に出力する。
【０１９７】このように、この場合には、映像出力時
に、映像再生端末5000が要求したフォーマットの映像信
号にリアルタイムで変換しながら出力する。この場合、
映像信号変換手段7200は、通信手段7100とも直接接続さ
れていることが望ましい。
【０１９８】（第７の実施の形態）第７の実施形態で
は、復号処理の中間情報であるＤＣＴ係数を変換するこ
とにより、カラーコンポーネント形式の変換を行なう映
像信号変換装置と、その映像信号変換方法について説明
する。
【０１９９】この映像信号変換装置は、映像信号を非圧
縮コンポーネント信号に復号してからカラーコンポーネ
ント形式を変換する第３の実施形態の装置（図１０）と
異なり、映像信号の復号化の過程で得られるＤＣＴ係数
を用いてカラーコンポーネント形式を変換する。そのた
め、この装置では、図３５に示すように、コンポーネン
ト信号変換部3000に代わるものとして、映像復号部2000
に、コンポーネント形式の変換に合わせてＤＣＴ係数の
配列を変更するＤＣＴ係数変換手段2005が設けられてお
り、映像復号部2000からは、カラーコンポーネント形式
が変換された非圧縮コンポーネント信号が出力される。
その他の構成は第３の実施形態と変わりがない。
【０２００】次に、この装置の動作について説明する。
この装置では、ＤＶＣフォーマットに含まれる色差信号
のＤＣＴ係数を間引くことによって縦方向のＤＣＴ係数
の解像度を半分にし、横方向に０を補間することによっ
て横方向のＤＣＴ係数の解像度を２倍にし、こうして解
像度を変えたＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ処理を施して、ＭＰ
ＥＧ２などのカラーコンポーネント形式に変換してい
る。
【０２０１】具体的な処理の流れを説明する。図３６
は、本装置の全体の処理の流れを示すフローチャートで
ある。この内、映像符号処理（ステップ1300）は、第３
の実施形態の動作（図１１のステップ1300）と同じであ
り、映像復号処理（ステップ1100）のみが第３の実施形
態と異なっている。
【０２０２】この装置における映像復号処理（ステップ
1100）は、図３７に示す手順で行なわれる。この映像復
号処理手順のうち、デシャッフル（ステップ1101）、可
変長復号（ステップ1102）、逆量子化処理（ステップ11
03）は、第３の実施形態の動作（図１２のステップ110
1、1102、1103）と同じであり、ＤＣＴ係数変換処理
（ステップ1105）及び逆ＤＣＴ処理（ステップ1106）の
みが第３の実施形態と異なっている。この装置の映像復
号部2000は、図３７の流れに沿って映像復号処理を行な
う。
【０２０３】ステップ1101：シャフリングされた圧縮信
号を、前処理手段2001がデシャッフリングし、フレーム
ごとに、全てのマクロブロックの情報を本来の映像の位
置に配置し、 ステップ1102：可変長復号手段2002が、可変長復号して
ＤＣＴ係数の量子化値の情報に変換し、 ステップ1103：逆量子化手段2003が、可変長復号された
情報を逆量子化してＤＣＴ係数を求める。逆量子化手段
2003は、求めた輝度信号のＤＣＴ係数を逆ＤＣＴ処理手
段2004に出力し、求めた色差信号のＤＣＴ係数をＤＣＴ
係数変換手段2005に出力する。
【０２０４】ステップ1105：ＤＣＴ係数変換手段2005
は、色差信号のＤＣＴ係数に対してＤＣＴ係数変換処理
を施し、色差信号のＤＣＴブロックの縦の解像度を半分
にし、横の解像度を２倍にする。
【０２０５】ステップ1106：逆ＤＣＴ処理手段2004は、
逆量子化手段2003から出力されたＤＣＴ係数により輝度
信号に関する各画素の画素値を求め、また、ＤＣＴ係数
変換手段2005から出力されたＤＣＴ係数により色差信号
に関する各画素の画素値を求めて、非圧縮映像信号を生
成する。
【０２０６】ここで、ＤＣＴ係数変換処理（ステップ11
05）及び逆ＤＣＴ処理（ステップ1106）について説明す
る。この処理は、第３の実施形態の装置で非圧縮映像信
号に対して行なっていたコンポーネント形式変換を、復
号処理の中間情報であるＤＣＴ係数の段階で行なう処理
である。
【０２０７】図３８は、ＤＣＴ係数変換処理及び逆ＤＣ
Ｔ処理による、４：１：１形式から４：２：０形式への
コンポーネント形式変換について、概念的に簡単に示し
た図である。
【０２０８】ＤＣＴ係数変換処理では、４：１：１形式
の色差信号の横８×縦８のＤＣＴブロックから、縦方向
に低周波部分の半分（横８×縦４）のＤＣＴ係数を抜き
出すことで縦方向の解像度を半分にする。そして、横方
向のＤＣＴ係数を２倍にし、新しく増やした横８×縦４
のＤＣＴ係数の値を０にすることで、横方向の解像度を
２倍にする。
【０２０９】逆ＤＣＴ処理では、ＤＣＴ係数変換処理に
より生成された横１６×縦４のＤＣＴ係数の集まりを１
つの新たなＤＣＴブロックとして、縦１６×横４の２次
元逆ＤＣＴ処理を行なう。この逆ＤＣＴ処理により生成
された縦１６×横４の信号が、４：２：０形式の非圧縮
色差信号となる。
【０２１０】このように、このＤＣＴ係数変換処理で
は、４：１：１形式のＤＣＴブロックから、主要な色差
情報の全てを含む低周波部分の横８×縦４のＤＣＴ係数
をそのまま抜き出しているため、変換後の色の変化が滑
らかであり、自然な画質の画像が得られる。また、横方
向に増やした横８×縦４のＤＣＴ係数は、高周波部分に
付け足しているため、その値を０にしても人の目にはそ
れ程目立たない。従って、このＤＣＴ係数変換処理によ
り、違和感の無い変換後の画質が得られる。
【０２１１】なお、輝度信号に対する逆ＤＣＴ処理は、
第３の実施形態と同様に行なわれ、逆量子化手段2003か
ら出力されたＤＣＴ係数に対して、縦８×横８のＤＣＴ
ブロック単位で２次元逆ＤＣＴ処理が施され、縦８×横
８の単位で非圧縮輝度信号が算出される。
【０２１２】以上説明したように、この実施形態の映像
信号変換では、ＤＶＣフォーマットに含まれるＤＣＴ係
数を利用することにより、簡単な構成でカラーコンポー
ネント形式を変換することができ、また、自然な画質へ
の変換が可能である。
【０２１３】なお、この実施の形態で説明した、ＤＣＴ
係数変換処理と逆ＤＣＴ処理とは、第４あるいは第５の
実施の形態の装置に適用することもできる。
【０２１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の映像信号変換装置は、カラーコンポーネント信号の形
式を直接変換することができ、また、圧縮フォーマット
の異なる映像信号間の変換を直接行なうことができる。
【０２１５】また、本発明の映像信号変換方法は、カラ
ーコンポーネント信号の形式を効率的且つ高精度に変換
することを可能にする。
【０２１６】また、本発明の映像提供システムは、単一
のフォーマットで入力された映像信号を、複数の形式で
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の映像信号変換装置の構成を示
す機能ブロック図、
【図２】第１の実施形態の映像信号変換装置における全
体の処理の流れを示すフローチャート、
【図３】輝度信号（Ａ）とそれに対応する４：１：１形
式の色差信号（Ｂ）と４：２：０形式の色差信号（Ｃ）
の例、
【図４】ＤＶＣ形式の映像信号を生成するために入力す
る４：２：２コンポーネント信号と、生成される４：
１：１コンポーネント信号の例、
【図５】第１の実施形態の映像信号変換装置への色差信
号の第１の入力例とそれに対する出力結果、
【図６】第１の実施形態の映像信号変換装置への色差信
号の第２の入力例とそれに対する出力結果、
【図７】第１の実施形態の映像信号変換装置への色差信
号の第３の入力例とそれに対する出力結果、
【図８】第２の実施形態の映像信号変換装置の構成を示
す機能ブロック図、
【図９】第２の実施形態の映像信号変換装置への色差信
号の入力例とそれに対する出力結果、
【図１０】第３の実施形態の映像信号変換装置の構成を
示す機能ブロック図、
【図１１】第３の実施形態の映像信号変換装置における
全体の処理の流れを示すフローチャート、
【図１２】第３の実施形態の映像信号変換装置における
ＤＶＣ復号処理の流れを示すフローチャート、
【図１３】第３の実施形態の映像信号変換装置における
ＭＰＥＧ符号処理の流れを示すフローチャート、
【図１４】階層画像の例、
【図１５】第３の実施形態の映像信号変換装置における
動き予測部の機能ブロック図、
【図１６】前記動き予測処理の処理の流れを示すフロー
チャート、
【図１７】第４の実施形態の映像信号変換装置の構成を
示す機能ブロック図、
【図１８】第４の実施形態の映像信号変換装置における
動き予測部の機能ブロック図、
【図１９】第４の実施形態の映像信号変換装置における
ＤＶＣ復号処理の流れを示すフローチャート、
【図２０】第４の実施形態の映像信号変換装置における
ＭＰＥＧ符号処理の流れを示すフローチャート、
【図２１】第４の実施形態の映像信号変換装置における
階層画像の作成方法を説明する図、
【図２２】第４の実施形態の映像信号変換装置における
階層画像の他の作成方法を説明する図、
【図２３】第５の実施形態の映像信号変換装置の構成を
示す機能ブロック図、
【図２４】第５の実施形態の映像信号変換装置における
動き予測部の機能ブロック図、
【図２５】第５の実施形態の映像信号変換装置における
ＭＰＥＧ符号処理の流れを示すフローチャート、
【図２６】第５の実施形態の映像信号変換装置における
動き予測処理の概念図、
【図２７】第６の実施形態の映像提供システムの構成
図、
【図２８】第６の実施形態の映像提供システムにおける
映像入力処理と映像提供処理の流れを示すフローチャー
ト、
【図２９】第６の実施形態の映像提供システムにおける
他の映像入力処理と映像提供処理の流れを示すフローチ
ャート、
【図３０】４：４：４カラーコンポーネント信号の説明
図、
【図３１】４：２：２カラーコンポーネント信号の説明
図、
【図３２】４：２：０カラーコンポーネント信号の説明
図、
【図３３】４：１：１カラーコンポーネント信号の説明
図、
【図３４】従来のＭＰＥＧデータ生成のための装置の構
成図、
【図３５】第７の実施形態の映像信号変換装置の構成を
示す機能ブロック図、
【図３６】第７の実施形態の映像信号変換装置における
全体の処理の流れを示すフローチャート、
【図３７】第７の実施形態の映像信号変換装置における
ＤＶＣ復号処理の流れを示すフローチャート、
【図３８】第７の実施形態の映像信号変換装置における
コンポーネント形式変換の方法を示す図である。
【符号の説明】
101 アナログビデオ機器 102 アナログ→デジタル変換器 103 デジタルビデオ機器 104 ＭＰＥＧエンコーダ 201 入力手段 202 出力手段 301 Ｙフレームメモリ 302 入力Ｃｒフレームメモリ 303 入力Ｃｂフレームメモリ 304 出力Ｃｒフレームメモリ 305 出力Ｃｂフレームメモリ 401 色差信号変換手段 402 Ｙ信号参照手段 1000 入出力部 1001 入力手段 1002 出力手段 2000 映像復号部 2001 前処理手段 2002 可変長符号手段 2003 逆量子化手段 2004 逆ＤＣＴ処理手段 2005 ＤＣＴ係数変換手段 3000 コンポーネント信号変換部 4000 映像符号部 4001 符号化制御手段 4002 入力バッファ 4003 ＤＣＴ圧縮手段 4004 逆ＤＣＴ伸長手段 4005 フレームメモリ 4006 符号選択手段 4007 可変長符号手段 4008 構造符号手段 4009 ＤＣＴ係数バッファ 4010 階層的逆ＤＣＴ処理手段 4011 １次元逆ＤＣＴ処理手段 4100 動き予測部 4101 階層画像生成手段 4102 階層画像メモリ 4103 動き検出手段 4104 動き情報一時格納手段 4105 動きベクトル生成手段 4106 差分情報生成手段 5000 映像再生端末 6000 ネットワーク 7000 映像提供部 7100 通信手段 7200 映像信号変換手段 7300 映像蓄積手段 7400 制御手段 8000 映像入力部 10000 原画像 10010 １／２画像 10020 １／４画像 10030 １／８画像

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デジタル映像信号のカラーコンポーネン
    ト信号形式を変換する映像信号変換装置であって、 デジタル映像信号を入力する入力手段と、 入力された前記映像信号の輝度信号を格納する輝度信号
    フレームメモリと、 入力された前記映像信号の色差信号を格納する入力色差
    信号フレームメモリと、 入力された前記映像信号の色差信号を変換する色差信号
    変換手段と、 前記色差信号変換手段により変換された色差信号を格納
    する出力色差信号フレームメモリと、 前記輝度信号フレームメモリに格納された輝度信号と前
    記出力色差信号フレームメモリに格納された色差信号と
    を組み合わせてデジタル映像信号を出力する出力手段と
    を備えることを特徴とする映像信号変換装置。
  2. 【請求項２】 前記色差信号変換手段が、入力された前
    記映像信号の色差信号を４：１：１コンポーネント信号
    形式から４：２：０コンポーネント信号形式の色差信号
    に変換することを特徴とする請求項１に記載の映像信号
    変換装置。
  3. 【請求項３】 前記色差信号変換手段が、前記入力色差
    信号フレームメモリに格納された色差信号から縦方向に
    １画素おきに間引いた画素を取り出して縦方向の画素数
    を２分の１にし、取り出した画素を横方向に複写して横
    方向の画素数を２倍にすることを特徴とする請求項２に
    記載の映像信号変換装置。
  4. 【請求項４】 前記色差信号変換手段が、前記入力色差
    信号フレームメモリに格納された色差信号の縦方向に隣
    り合う２つの画素値の平均値を求め、これを１つの画素
    値とすることにより縦方向の画素数を２分の１にし、前
    記平均値である１つの画素値を横方向に複写して横方向
    の画素数を２倍にすることを特徴とする請求項２に記載
    の映像信号変換装置。
  5. 【請求項５】 前記色差信号変換手段が、前記入力色差
    信号フレームメモリに格納された色差信号の縦方向に隣
    り合う２つの画素値の平均値を求め、これを１つの画素
    値とすることにより縦方向の画素数を２分の１にし、前
    記平均値である１つの画素値と、横方向に隣り合う前記
    平均値である１つの画素値との平均値を画素値として横
    方向に補間することにより横方向の画素数を２倍にする
    ことを特徴とする請求項２に記載の映像信号変換装置。
  6. 【請求項６】 前記色差信号変換手段が、前記入力色差
    信号フレームメモリに格納された色差信号の縦方向に隣
    り合う２つの画素値の平均値を求め、横方向に隣り合う
    ２つの前記平均値を用いて横方向の線形補間を行なうこ
    とにより、横方向の画素数を２倍にし、縦方向の画素数
    を２分の１にすることを特徴とする請求項２に記載の映
    像信号変換装置。
  7. 【請求項７】 前記入力色差信号フレームメモリ内の指
    定された色差信号の画素に対応する輝度信号の画素値を
    前記輝度信号フレームメモリから参照する輝度信号参照
    手段を備え、前記色差信号変換手段が、前記輝度信号参
    照手段を介して参照した輝度信号の値を利用して、色差
    信号の変換を行なうことを特徴とする請求項１または２
    に記載の映像信号変換装置。
  8. 【請求項８】 前記色差信号変換手段が、前記入力色差
    信号フレームメモリの横方向に隣り合う２つの画素の間
    に、前記２つの画素に対応する輝度信号の画素値の比に
    基づいて色差信号の画素値を線形補間し、横方向の画素
    数を２倍にすることを特徴とする請求項７に記載の映像
    信号変換装置。
  9. 【請求項９】 前記色差信号変換手段が、前記入力色差
    信号フレームメモリに格納された色差信号の縦方向に隣
    り合う２つの画素値の平均値を求め、これを１つの画素
    値とすることにより縦方向の画素数を２分の１にし、横
    方向に隣り合う２つの前記平均値の画素の間に、前記２
    つの平均値の算出に用いた画素に対応する輝度信号の画
    素値の比に基づいて色差信号の画素値を線形補間し、横
    方向の画素数を２倍にすることを特徴とする請求項７に
    記載の映像信号変換装置。
  10. 【請求項１０】 前記色差信号変換手段が、前記入力色
    差信号フレームメモリに格納された色差信号の横方向に
    隣り合う２つの画素に対して、前記２つの画素に対応す
    る輝度信号の画素値の比に比例した線形補間を行なうこ
    とにより、横方向の色差信号の画素数を２倍にすること
    を特徴とする請求項７に記載の映像信号変換装置。
  11. 【請求項１１】 前記色差信号変換手段が、前記入力色
    差信号フレームメモリに格納された色差信号の縦、横２
    つずつから成る４つの画素を、横方向には１画素分ずつ
    ずらしながら、縦方向には２画素分ずつずらしながら順
    次選択し、選択した前記４つの画素に対応する輝度信号
    の画素値の比に比例した線形補間を行なうことにより、
    横方向の色差信号の画素数を２倍にし、縦方向の色差信
    号の画素数を２分の１にすることを特徴とする請求項７
    に記載の映像信号変換装置。
  12. 【請求項１２】 デジタル映像信号の４：１：１形式の
    カラーコンポーネント信号を４：２：０形式のカラーコ
    ンポーネント信号に変換する映像信号変換方法であっ
    て、 ４：１：１形式のカラーコンポーネント信号の色差信号
    に対して、前記色差信号の２ｎ行または２ｎ＋１行（但
    し、ｎは整数）のいずれか一方の画素値を用いることに
    よって、縦方向の解像度を２分の１にし、前記画素値を
    左または右隣りの列に複写することによって、横方向の
    解像度を２倍にすることを特徴とする映像信号変換方
    法。
  13. 【請求項１３】 デジタル映像信号の４：１：１形式の
    カラーコンポーネント信号を４：２：０形式のカラーコ
    ンポーネント信号に変換する映像信号変換方法であっ
    て、 ４：１：１形式のカラーコンポーネント信号の色差信号
    に対して、前記色差信号の２ｎ行と２ｎ＋１行、または
    ２ｎ＋１行と２（ｎ＋１）行の縦方向に隣り合う２つの
    画素値の平均値を求めることによって、縦方向の解像度
    を２分の１にし、前記平均値を左または右隣りの列に複
    写することによって、横方向の解像度を２倍にすること
    を特徴とする映像信号変換方法。
  14. 【請求項１４】 デジタル映像信号の４：１：１形式の
    カラーコンポーネント信号を４：２：０形式のカラーコ
    ンポーネント信号に変換する映像信号変換方法であっ
    て、 ４：１：１形式のカラーコンポーネント信号の色差信号
    に対して、前記色差信号の２ｎ行と２ｎ＋１行、または
    ２ｎ＋１行と２（ｎ＋１）行の縦方向に隣り合う２つの
    画素値の平均値を求めることによって、縦方向の解像度
    を２分の１にし、横方法に隣り合う２つの前記平均値の
    平均値を求め、これを画素値として前記隣り合う２つの
    平均値の間に補間することによって、横方向の解像度を
    ２倍にすることを特徴とする映像信号変換方法。
  15. 【請求項１５】 デジタル映像信号の４：１：１形式の
    カラーコンポーネント信号を４：２：０形式のカラーコ
    ンポーネント信号に変換する映像信号変換方法であっ
    て、 ４：１：１形式のカラーコンポーネント信号の色差信号
    に対して、前記色差信号の２ｎ行と２ｎ＋１行、または
    ２ｎ＋１行と２（ｎ＋１）行の縦方向に隣り合う２つの
    画素値の平均値を求め、横方向に隣り合う２つの前記平
    均値を用いて線形補間を行なうことによって、横方向の
    解像度を２倍にし、縦方向の解像度を２分の１にするこ
    とを特徴とする映像信号変換方法。
  16. 【請求項１６】 デジタル映像信号の４：１：１形式の
    カラーコンポーネント信号を４：２：０形式のカラーコ
    ンポーネント信号に変換する映像信号変換方法であっ
    て、 ４：１：１形式のカラーコンポーネント信号の色差信号
    に対して、前記色差信号の２ｎ行と２ｎ＋１行、または
    ２ｎ＋１行と２（ｎ＋１）行の縦方向に隣り合う２つの
    画素値の平均値を求めることによって、縦方向の解像度
    を２分の１にし、横方向に隣り合う２つの前記平均値の
    算出に用いた画素に対応する輝度信号の画素値の比に基
    づいて色差信号を線形補間し、得られた画素値を前記２
    つの平均値の間に内挿することによって、横方向の解像
    度を２倍にすることを特徴とする映像信号変換方法。
  17. 【請求項１７】 デジタル映像信号の４：１：１形式の
    カラーコンポーネント信号を４：２：０形式のカラーコ
    ンポーネント信号に変換する映像信号変換方法であっ
    て、 ４：１：１形式のカラーコンポーネント信号の色差信号
    に対して、前記色差信号の２ｎ行と２ｎ＋１行、または
    ２ｎ＋１行と２（ｎ＋１）行の上及び隣接する列の上で
    互いに隣り合う合計４つの画素を順次選択し、前記４つ
    の画素に対応する輝度信号の画素値の比に比例した線形
    補間を行なうことにより、色差信号の横方向の解像度を
    ２倍にし、縦方向の解像度を２分の１にすることを特徴
    とする映像信号変換方法。
  18. 【請求項１８】 圧縮フォーマットが異なるデジタル映
    像信号間の変換を行なう映像信号変換装置であって、 映像信号を入出力する入出力手段と、 入力した圧縮されている映像信号を復号する映像復号化
    手段と、 復号された前記映像信号のコンポーネント信号形式を変
    換するコンポーネント信号変換手段と、 前記コンポーネント信号変換手段により変換された映像
    信号を圧縮し符号化する映像符号化手段とを備え、前記
    コンポーネント信号変換手段が、請求項１乃至１１に記
    載の映像信号変換装置で構成されていることを特徴とす
    る映像信号変換装置。
  19. 【請求項１９】 前記映像復号化手段が、入力された映
    像信号に対して情報の並べ替えを行なう前処理手段と、
    前記前処理手段により並び替えられた情報を可変長復号
    する可変長復号化手段と、前記可変長復号化手段により
    可変長復号された情報を逆量子化する逆量子化手段と、
    前記逆量子化手段により逆量子化された情報に対して逆
    ＤＣＴ処理を施す逆ＤＣＴ処理手段とを備え、 前記映像符号化手段が、前記コンポーネント信号変換手
    段の出力を格納する入力バッファと、前記入力バッファ
    に格納された情報に対してＤＣＴ処理や量子化を行なう
    ＤＣＴ圧縮手段と、前記ＤＣＴ圧縮手段の出力を非圧縮
    情報に伸張する逆ＤＣＴ伸長手段と、前記逆ＤＣＴ伸長
    手段の出力を格納するフレームメモリと、動きベクトル
    を求めフレーム間差分を求める動き予測手段と、符号化
    の種類を選択する符号選択手段と、前記符号選択手段の
    出力に対して可変長符号化処理を施す可変長符号化手段
    と、最終的な圧縮フォーマットの信号を生成する構造符
    号化手段と、映像符号化手段の各手段の動作を制御する
    符号化制御手段とを備えることを特徴とする請求項１８
    に記載の映像信号変換装置。
  20. 【請求項２０】 圧縮フォーマットが異なるデジタル映
    像信号間の変換を行なう映像信号変換装置であって、 映像信号を入出力する入出力手段と、 入力した圧縮されている映像信号を復号するとともに、
    復号の過程で前記映像信号のコンポーネント信号形式を
    変換する映像復号化手段と、 コンポーネント信号形式が変換された前記映像信号を圧
    縮し符号化する映像符号化手段とを備えることを特徴と
    する映像信号変換装置。
  21. 【請求項２１】 前記映像復号化手段が、入力された映
    像信号に対して情報の並べ替えを行なう前処理手段と、
    前記前処理手段により並び替えられた情報を可変長復号
    する可変長復号化手段と、前記可変長復号化手段により
    可変長復号された情報を逆量子化して輝度信号及び色差
    信号のＤＣＴ係数を再生する逆量子化手段と、再生され
    た色差信号のＤＣＴ係数を間引き、または補間して前記
    ＤＣＴ係数の解像度を変更するＤＣＴ係数変換手段と、
    前記逆量子化手段から出力された輝度信号のＤＣＴ係数
    と前記ＤＣＴ係数変換手段から出力された色差信号のＤ
    ＣＴ係数とに対して逆ＤＣＴ処理を施す逆ＤＣＴ処理手
    段とを備え、 前記映像符号化手段が、前記映像復号化手段の出力を格
    納する入力バッファと、前記入力バッファに格納された
    情報に対してＤＣＴ処理や量子化を行なうＤＣＴ圧縮手
    段と、前記ＤＣＴ圧縮手段の出力を非圧縮情報に伸張す
    る逆ＤＣＴ伸長手段と、前記逆ＤＣＴ伸長手段の出力を
    格納するフレームメモリと、動きベクトルを求めフレー
    ム間差分を求める動き予測手段と、符号化の種類を選択
    する符号選択手段と、前記符号選択手段の出力に対して
    可変長符号化処理を施す可変長符号化手段と、最終的な
    圧縮フォーマットの信号を生成する構造符号化手段と、
    映像符号化手段の各手段の動作を制御する符号化制御手
    段とを備えることを特徴とする請求項２０に記載の映像
    信号変換装置。
  22. 【請求項２２】 前記ＤＣＴ係数変換手段が、前記色差
    信号のＤＣＴ係数で構成されるＤＣＴブロックから、低
    周波部分を含む縦方向の半分のＤＣＴ係数を抜き出し、
    抜き出したＤＣＴ係数の横方向に値が０のＤＣＴ係数を
    同数だけ付け足して、元のＤＣＴブロックに比べて、縦
    方向のＤＣＴ係数の数が半分で、横方向のＤＣＴ係数の
    数が２倍のＤＣＴブロックを生成することを特徴とする
    請求項２１に記載の映像信号変換装置。
  23. 【請求項２３】 前記映像復号化手段が、入力したＤＣ
    Ｔ処理が施された圧縮映像信号の輝度信号のＤＣＴ係数
    を前記映像符号化手段に送り、 前記映像符号化手段が、前記映像復号化手段から送られ
    た前記ＤＣＴ係数を格納するＤＣＴ係数バッファと、前
    記ＤＣＴ係数バッファに格納されたＤＣＴ係数に対して
    低周波成分から段階的に逆ＤＣＴを施し、解像度の異な
    る複数の画像である階層画像を生成する階層的逆ＤＣＴ
    処理手段とを備え、 前記動き予測手段が、前記階層的逆ＤＣＴ処理手段で生
    成された前記階層画像を用いて動きベクトルを求めるこ
    とを特徴とする請求項１８乃至２２に記載の映像信号変
    換装置。
  24. 【請求項２４】 前記映像復号化手段が、入力したＤＣ
    Ｔ処理が施された圧縮映像信号の輝度信号のＤＣＴ係数
    を前記映像符号化手段に送り、 前記映像符号化手段が、前記映像復号化手段から送られ
    た前記ＤＣＴ係数を格納するＤＣＴ係数バッファと、前
    記ＤＣＴ係数バッファに格納されたＤＣＴ係数の一部に
    対して一次元の逆ＤＣＴ処理を施し、２方向の一次元情
    報を生成する１次元逆ＤＣＴ処理手段とを備え、 前記動き予測手段が、前記１次元逆ＤＣＴ処理手段で生
    成された前記２方向の一次元情報を用いて動きベクトル
    を求めることを特徴とする請求項１８乃至２２に記載の
    映像信号変換装置。
  25. 【請求項２５】 入力するＤＶＣフォーマットの映像信
    号をＭＰＥＧフォーマットの映像信号に変換して出力す
    ることを特徴とする請求項１８乃至２４に記載の映像信
    号変換装置。
  26. 【請求項２６】 ＤＶＣフォーマットの映像信号をＭＰ
    ＥＧフォーマットの映像信号に変換する映像信号変換方
    法であって、 ＤＶＣフォーマットの映像信号の復号処理中に再生する
    色差信号のＤＣＴ係数を間引き、または補間して前記Ｄ
    ＣＴ係数の解像度を変換し、解像度を変換した色差信号
    のＤＣＴ係数と輝度信号のＤＣＴ係数とに逆ＤＣＴ処理
    を施して４：２：０形式の非圧縮コンポーネント信号を
    復号し、前記非圧縮コンポーネント信号をＭＰＥＧフォ
    ーマットの映像信号に符号化することを特徴とする映像
    信号変換方法。
  27. 【請求項２７】 前記ＤＣＴ係数の解像度の変換に際し
    て、前記色差信号のＤＣＴ係数で構成されるＤＣＴブロ
    ックから、低周波部分を含む縦方向の半分のＤＣＴ係数
    を抜き出し、抜き出したＤＣＴ係数の横方向に値が０の
    ＤＣＴ係数を同数だけ付け足して、元のＤＣＴブロック
    に比べて、縦方向のＤＣＴ係数の数が半分で、横方向の
    ＤＣＴ係数の数が２倍のＤＣＴブロックを生成すること
    を特徴とする請求項２６に記載の映像信号変換方法。
  28. 【請求項２８】 デジタル映像をユーザの要求するフォ
    ーマットの映像信号で提供する映像提供システムであっ
    て、 デジタル信号を伝送するネットワークと、前記ネットワ
    ークを介してデジタル映像を取得し、取得したデジタル
    映像を再生する映像再生端末と、デジタル映像を蓄積し
    て前記映像再生端末に提供する映像提供部と、前記映像
    提供部に前記ネットワークを介してデジタル映像を入力
    する映像入力部とを備え、 前記映像提供部が、前記ネットワークに接続してデジタ
    ル映像の入出力を行なう通信手段と、デジタル映像を蓄
    積する映像蓄積手段と、デジタル映像の圧縮フォーマッ
    トを変換する映像信号変換手段と、前記通信手段、映像
    蓄積手段及び映像信号変換手段を制御する制御手段とを
    具備し、前記映像信号変換手段が、請求項１８乃至２５
    の映像信号変換装置によって構成されていることを特徴
    とする映像提供システム。
  29. 【請求項２９】 前記映像信号変換手段が、入力したデ
    ジタル映像のフォーマットを変換し、前記映像蓄積手段
    に、１つのデジタル映像に関して各種のフォーマットの
    映像信号が蓄積されることを特徴とする請求項２８に記
    載の映像提供システム。
  30. 【請求項３０】 前記映像信号変換手段が、前記映像蓄
    積手段から読出されて前記映像再生端末に出力されるデ
    ジタル映像のフォーマットを、ユーザの要求に応じて変
    換することを特徴とする請求項２８に記載の映像提供シ
    ステム。
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