JP2000156863A - 符号化装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンデム接続したような場合に、画質の劣化
が少ない符号化を実現する。 【解決手段】 ビデオデータを符号化するための符号化
装置において、ビデオデータから当該ビデオデータに対
して行われた過去の符号化処理における符号化機能に関
連した情報（ピクチャタイプの情報）を分離する分離回
路１０６と、ビデオデータを符号化すると共に、符号化
機能に関連する情報を参照して、上記符号化手段の符号
化処理をコントロールする制御回路１０８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像信号を、例
えば光磁気ディスクや磁気テープなどの記録媒体に記録
し、これを再生してディスプレイなどに表示したり、テ
レビ会議システム、テレビ電話システム、放送用機器な
ど、動画像信号を伝送路を介して送信側から受信側に伝
送し、受信側において、これを受信し、表示する場合な
どに用いて好適な符号化装置及び方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、テレビ会議システム、テレビ電
話システムなどのように、動画像信号を遠隔地に伝送す
るシステムにおいては、伝送路を効率良く利用するた
め、映像信号のライン相関やフレーム間相関を利用し
て、画像信号を圧縮符号化するようになされている。

【０００３】上記ライン相関を利用する場合には、画像
信号を、例えばＤＣＴ（離散コサイン変換）処理するな
どして圧縮することができる。

【０００４】また、フレーム間相関を利用すると、画像
信号をさらに圧縮して符号化することが可能となる。例
えば図６のＡに示すように、時刻ｔ＝ｔ１，ｔ２，ｔ３
において、フレーム画像ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３がそれ
ぞれ発生しているとき、フレーム画像ＰＣ１とＰＣ２の
画像信号の差を演算して、図６のＢに示すように画像Ｐ
Ｃ１２を生成し、また、図６のＡのフレーム画像ＰＣ２
とＰＣ３の差を演算して、図６のＢの画像ＰＣ２３を生
成する。通常、時間的に隣接するフレームの画像は、そ
れ程大きな変化を有していないため、両者の差を演算す
ると、その差分信号は小さな値のものとなる。すなわ
ち、図６のＢに示す画像ＰＣ１２においては、図６のＡ
のフレーム画像ＰＣ１とＰＣ２の画像信号の差として、
図６のＢの画像ＰＣ１２の図中斜線で示す部分の信号が
得られ、また、図６のＢに示す画像ＰＣ２３において
は、図６のＡのフレーム画像ＰＣ２とＰＣ３の画像信号
の差として、図６のＢの画像ＰＣ２３の図中斜線で示す
部分の信号が得られる。そこで、この差分信号を符号化
すれば、符号量を圧縮することができる。

【０００５】しかしながら、上記差分信号のみを伝送し
たのでは、元の画像を復元することができない。そこ
で、各フレームの画像を、Ｉピクチャ（イントラ符号化
画像：Intra-coded picture)、Ｐピクチャ（前方予測符
号化画像： Perdictive-codedpicture)またはＢピクチ
ャ（量方向予測符号化画像： Bidirectionally-codedp
icture)の３種類のピクチャのいずれかのピクチャと
し、画像信号を圧縮符号化するようにしている。

【０００６】即ち、例えば図７のＡ及びＢに示すよう
に、フレームＦ１乃至Ｆ１７までの１７フレームの画像
信号をグループオブピクチャとし、処理の１単位とす
る。そして、その先頭のフレームＦ１の画像信号はＩピ
クチャとして符号化し、第２番目のフレームＦ２はＢピ
クチャとして、また第３番目のフレームＦ３はＰピクチ
ャとして、それぞれ処理する。以下、第４番目以降のフ
レームＦ４乃至Ｆ１７は、ＢピクチャまたはＰピクチャ
として交互に処理する。

【０００７】Ｉピクチャの画像信号としては、その１フ
レーム分の画像信号をそのまま伝送する。これに対し
て、Ｐピクチャの画像信号としては、基本的には、図７
のＡに示すように、それより時間的に先行するＩピクチ
ャまたはＰピクチャの画像信号からの差分を符号化して
伝送する。さらにＢピクチャの画像信号としては、基本
的には、図７のＢに示すように、時間的に先行するフレ
ームまたは後行するフレームの両方の平均値からの差分
を求め、その差分を符号化して伝送する。

【０００８】図８のＡ及びＢは、このようにして、動画
像信号を符号化する方法の原理を示している。なお、図
８のＡには動画映像信号のフレームのデータを、図８の
Ｂには伝送されるフレームデータを模式的に示してい
る。この図８に示すように、最初のフレームＦ１はＩピ
クチャすなわち非補間フレームとして処理されるため、
そのまま伝送データＦ１Ｘ（伝送非補間フレームデー
タ）として伝送路に伝送される（画像内符号化）。これ
に対して、第２のフレームＦ２は、Ｂピクチャすなわち
補間フレームとして処理されるため、時間的に先行する
上記フレームＦ１と、時間的に後行するフレームＦ３
（フレーム間符号化の非補間フレーム）の平均値との差
分が演算され、その差分が伝送データ（伝送補間フレー
ムデータ）Ｆ２Ｘとして伝送される。

【０００９】但し、このＢピクチャとしての処理は、さ
らに細かく説明すると、４種類存在する。その第１の処
理は、元のフレームＦ２のデータを図中破線の矢印ＳＰ
１で示すようにそのまま伝送データＦ２Ｘとして伝送す
るものであり（イントラ符号化）、Ｉピクチャにおける
場合と同様の処理となる。第２の処理は、時間的に後の
フレームＦ３からの差分を演算し、図中破線矢印ＳＰ２
で示すようにその差分を伝送するものである（後方予測
符号化）。第３の処理は、図中破線矢印ＳＰ３で示すよ
うに時間的に先行するフレームＦ１との差分を伝送する
ものである（前方予測符号化）。さらに第４の処理は、
図中破線矢印ＳＰ４で示すように時間的に先行するフレ
ームＦ１と後行するフレームＦ３の平均値との差分を生
成し、これを伝送データＦ２Ｘとして伝送するものであ
る（両方向予測符号化）。

【００１０】この４つの方法のうち、伝送データが最も
少なくなる方法が採用される。

【００１１】尚、差分データを伝送するときには、差分
を演算する対象となるフレームの画像（予測画像）との
間の動きベクトルｘ１（前方予測の場合のフレームＦ１
とＦ２の間の動きベクトル）、もしくは動きベクトルｘ
２（後方予測の場合のフレームＦ３とＦ２の間の動きベ
クトル）、または動きベクトルｘ１とｘ２の両方（両方
向予測の場合）が、差分データとともに伝送される。

【００１２】また、ＰピクチャのフレームＦ３（フレー
ム間符号化の非補間フレーム）は、時間的に先行するフ
レームＦ１を予測画像として、このフレームＦ１との差
分信号（破線矢印ＳＰ３で示す）と、動きベクトルｘ３
が演算され、これが伝送データＦ３Ｘとして伝送される
（前方予測符号化）。あるいはまた、元のフレームＦ３
のデータがそのまま伝送データＦ３Ｘとして伝送（破線
矢印ＳＰ１で示す）される（イントラ符号化）。このＰ
ピクチャにおいて、いずれの方法により伝送されるか
は、Ｂピクチャにおける場合と同様であり、伝送データ
がより少なくなる方が選択される。

【００１３】なお、ＢピクチャのフレームＦ４とＰピク
チャのフレームＦ５も上述同様に処理され、伝送データ
Ｆ４Ｘ、Ｆ５Ｘ、動きベクトルｘ４，ｘ５，ｘ６等が得
られる。

【００１４】図９は、上述した原理に基づいて、動画像
信号を符号化して伝送し、これを復号化する装置の構成
例を示している。符号化装置１は、入力された映像信号
を符号化し、伝送路としての記録媒体３に伝送して記録
するようになされている。そして、復号化装置２は、記
録媒体３に記録された信号を再生し、これを復号して出
力するようになされている。

【００１５】先ず、符号化装置１においては、入力端子
１０を介して入力された映像信号ＶＤが前処理回路１１
に入力され、そこで輝度信号と色信号（この例の場合、
色差信号）が分離され、それぞれＡ／Ｄ変換器１２，１
３でＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換器１２，１３により
Ａ／Ｄ変換されてディジタル信号となった映像信号は、
フレームメモリ１４に供給され、記憶される。このフレ
ームメモリ１４では、輝度信号を輝度信号フレームメモ
リ１５に、また、色差信号を色差信号フレームメモリ１
６に、それぞれ記憶させる。

【００１６】フォーマット変換回路１７は、フレームメ
モリ１４に記憶されたフレームフォーマットの信号を、
ブロックフォーマットの信号に変換する。即ち、図１０
の（Ａ）に示すように、フレームメモリ１４に記憶され
た映像信号は、１ライン当りＨドットのラインがＶライ
ン集められたフレームフォーマットのデータとされてい
る。フォーマット変換回路１７は、この１フレームの信
号を、１６ラインを単位としてＮ個のスライスに区分す
る。そして、各スライスは、図１０の（Ｂ）に示すよう
に、Ｍ個のマクロブロックに分割される。各マクロブロ
ックは、図１０の（Ｃ）に示すように、１６×１６個の
画素（ドット）に対応する輝度信号により構成され、こ
の輝度信号は、図１０の（Ｃ）に示すように、さらに８
×８ドットを単位とするブロックＹ［１］乃至Ｙ［４］
に区分される。そして、この１６×１６ドットの輝度信
号には、８×８ドットのＣｂ信号と、８×８ドットのＣ
ｒ信号が対応される。

【００１７】このように、ブロックフォーマットに変換
されたデータは、フォーマット変換回路１７からエンコ
ーダ１８に供給され、ここでエンコード（符号化）が行
われる。その詳細については、図１１を参照して後述す
る。

【００１８】エンコーダ１８によりエンコードされた信
号は、ビットストリームとして伝送路に出力され、例え
ば記録媒体３に記録される。

【００１９】記録媒体３より再生されたデータは、復号
化装置２のデコーダ３１に供給され、デコードされる。
デコーダ３１の詳細については、図１４を参照して後述
する。

【００２０】デコーダ３１によりデコードされたデータ
は、フォーマット変換回路３２に入力され、ブロックフ
ォーマットからフレームフォーマットに変換される。そ
して、フレームフォーマットの輝度信号は、フレームメ
モリ３３の輝度信号フレームメモリ３４に供給され、記
憶され、色差信号は色差信号フレームメモリ３５に供給
され、記憶される。輝度信号フレームメモリ３４と色差
信号フレームメモリ３５より読み出された輝度信号と色
差信号は、Ｄ／Ａ変換器３６と３７によりそれぞれＤ／
Ａ変換され、後処理回路３８に供給され、合成される。
この出力映像信号は、出力端子３０から図示せぬ例えば
ＣＲＴなどのディスプレイに出力され、表示される。

【００２１】次に図１１を参照して、エンコーダ１８の
構成例について説明する。

【００２２】入力端子４９を介して供給された符号化さ
れるべき画像データは、マクロブロック単位で動きベク
トル検出回路５０に入力される。動きベクトル検出回路
５０は、予め設定されている所定のシーケンスに従っ
て、各フレームの画像データを、Ｉピクチャ、Ｐピクチ
ャ、またはＢピクチャとして処理する。シーケンシャル
に入力される各フレームの画像を、Ｉ，Ｐ，Ｂのいずれ
のピクチャとして処理するかは、予め定められている
（例えば、図７に示したように、フレームＦ１乃至Ｆ１
７により構成されるグループオブピクチャが、Ｉ，Ｂ，
Ｐ，Ｂ，Ｐ，・・・Ｂ，Ｐとして処理される）。

【００２３】Ｉピクチャとして処理されるフレーム（例
えばフレームＦ１）の画像データは、動きベクトル検出
回路５０からフレームメモリ５１の前方原画像部５１ａ
に転送、記憶され、Ｂピクチャとして処理されるフレー
ム（例えばフレームＦ２）の画像データは、原画像部
（参照原画像部）５１ｂに転送、記憶され、Ｐピクチャ
として処理されるフレーム（例えばフレームＦ３）の画
像データは、後方原画像部５１ｃに転送、記憶される。

【００２４】また、次のタイミングにおいて、さらにＢ
ピクチャ（例えば前記フレームＦ４）またはＰピクチャ
（前記フレームＦ５）として処理すべきフレームの画像
が入力されたとき、それまで後方原画像部５１ｃに記憶
されていた最初のＰピクチャ（フレームＦ３）の画像デ
ータが、前方原画像部５１ａに転送され、次のＢピクチ
ャ（フレームＦ４）の画像データが、原画像部５１ｂに
記憶（上書き）され、次のＰピクチャ（フレームＦ５）
の画像データが、後方原画像部５１ｃに記憶（上書き）
される。このような動作が順次繰り返される。

【００２５】フレームメモリ５１に記憶された各ピクチ
ャの信号は、そこから読み出され、予測モード切り換え
回路５２において、フレーム予測モード処理、またはフ
ィールド予測モード処理が行なわれる。さらにまた予測
判定回路５４の制御の下に、演算部５３において、画像
内予測、前方予測、後方予測、または両方向予測の演算
が行なわれる。これらの処理のうち、いずれの処理を行
なうかは、予測誤差信号（処理の対象とされている参照
画像と、これに対する予測画像との差分）に対応して決
定される。このため、動きベクトル検出回路５０は、こ
の判定に用いられる予測誤差信号の絶対値和（自乗和で
もよい）を生成する。

【００２６】ここで、予測モード切り換え回路５２にお
けるフレーム予測モードとフィールド予測モードについ
て説明する。

【００２７】フレーム予測モードが設定された場合にお
いては、予測モード切り換え回路５２は、動きベクトル
検出回路５０より供給される４個の輝度ブロックＹ
［１］乃至Ｙ［４］を、そのまま後段の演算部５３に出
力する。即ち、この場合においては、図１２のＡに示す
ように、各輝度ブロックに奇数フィールドのラインのデ
ータと、偶数フィールドのラインのデータとが混在した
状態となっている。なお、図１２の各マクロブロック中
の実線は奇数フィールド（第１フィールドのライン）の
ラインのデータを、破線は偶数フィールド（第２フィー
ルドのライン）のラインのデータを示し、図１２の図中
ａ及びｂは動き補償の単位を示している。このフレーム
予測モードにおいては、４個の輝度ブロック（マクロブ
ロック）を単位として予測が行われ、４個の輝度ブロッ
クに対して１個の動きベクトルが対応される。

【００２８】これに対して、予測モード切り換え回路５
２は、フィールド予測モードが設定された場合、図１２
のＡに示す構成で動きベクトル検出回路５０より入力さ
れる信号を、図１２のＢに示すように、４個の輝度ブロ
ックのうち、輝度ブロックＹ［１］とＹ［２］を、例え
ば奇数フィールドのラインのドットによりのみ構成さ
せ、他の２個の輝度ブロックＹ［３］とＹ［４］を、偶
数フィールドのラインのデータにより構成させて、演算
部５３に出力する。この場合においては、２個の輝度ブ
ロックＹ［１］とＹ［２］に対して、１個の動きベクト
ルが対応され、他の２個の輝度ブロックＹ［３］とＹ
［４］に対して、他の１個の動きベクトルが対応され
る。

【００２９】図１１の構成に即して説明すると、動きベ
クトル検出回路５０は、フレーム予測モードにおける予
測誤差の絶対値和と、フィールド予測モードにおける予
測誤差の絶対値和を、予測モード切り換え回路５２に出
力する。予測モード切り換え回路５２は、フレーム予測
モードとフィールド予測モードにおける予測誤差の絶対
値和を比較し、その値が小さい予測モードに対応する上
述した処理を施して、データを演算部５３に出力する。

【００３０】但し、このような処理は、実際には動きベ
クトル検出回路５０で行われる。即ち、動きベクトル検
出回路５０は、決定されたモードに対応する構成の信号
を予測モード切り換え回路５２に出力し、予測モード切
り換え回路５２は、その信号を、そのまま後段の演算部
５３に出力する。

【００３１】尚、色差信号は、フレーム予測モードの場
合、図１２のＡに示すように、奇数フィールドのライン
のデータと偶数フィールドのラインのデータとが混在す
る状態で、演算部５３に供給される。また、フィールド
予測モードの場合、図１２のＢに示すように、各色差ブ
ロックＣｂ，Ｃｒの上半分（４ライン）が、輝度ブロッ
クＹ［１］，Ｙ［２］に対応する奇数フィールドの色差
信号とされ、下半分（４ライン）が、輝度ブロックＹ
［３］，Ｙ［４］に対応する偶数フィールドの色差信号
とされる。

【００３２】また、動きベクトル検出回路５０は、次の
ようにして、予測判定回路５４において、画像内予測、
前方予測、後方予測、または両方向予測のいずれの予測
を行なうかを決定するための予測誤差の絶対値和を生成
する。

【００３３】即ち、画像内予測の予測誤差の絶対値和と
して、参照画像のマクロブロックの信号Ａijの和ΣＡij
の絶対値｜ΣＡij｜と、マクロブロックの信号Ａijの絶
対値｜Ａij｜の和Σ｜Ａij｜の差を求める。また、前方
予測の予測誤差の絶対値和として、参照画像のマクロブ
ロックの信号Ａijと、予測画像のマクロブロックの信号
Ｂijの差（Ａij−Ｂij）の絶対値｜Ａij−Ｂij｜の和Σ
｜Ａij−Ｂij｜を求める。また、後方予測と両方向予測
の予測誤差の絶対値和も、前方予測における場合と同様
に（その予測画像を前方予測における場合と異なる予測
画像に変更して）求める。

【００３４】これらの絶対値和は、予測判定回路５４に
供給される。予測判定回路５４は、前方予測、後方予測
及び両方向予測の予測誤差の絶対値和のうち、最も小さ
いものを、インター(inter) 予測の予測誤差の絶対値和
として選択する。さらに、このインター予測の予測誤差
の絶対値和と、画像内予測の予測誤差の絶対値和とを比
較し、その小さい方を選択し、この選択した絶対値和に
対応するモードを予測モードとして選択する。即ち、画
像内予測の予測誤差の絶対値和の方が小さければ、画像
内予測モードが設定される。インター予測の予測誤差の
絶対値和の方が小さければ、前方予測、後方予測または
両方向予測モードのうち、対応する絶対値和が最も小さ
かったモードが設定される。

【００３５】このように、動きベクトル検出回路５０
は、参照画像のマクロブロックの信号を、フレームまた
はフィールド予測モードのうち、予測モード切り換え回
路５２により選択されたモードに対応する図１２で示し
たような構成で、予測モード切り換え回路５２を介して
演算部５３に供給すると共に、４つの予測モードのう
ち、予測判定回路５４により選択された予測モードに対
応する予測画像と参照画像との間の動きベクトルを検出
し、後述する可変長符号化回路５８と動き補償回路６４
に出力する。なお、上述したように、この動きベクトル
としては、対応する予測誤差の絶対値和が最小となるも
のが選択される。

【００３６】予測判定回路５４は、動きベクトル検出回
路５０が前方原画像部５１ａよりＩピクチャの画像デー
タを読み出しているとき、予測モードとして、フレーム
（画像）内予測モード（動き補償を行わないモード）を
設定し、演算部５３のスイッチ５３ｄを接点ａ側に切り
換える。これにより、Ｉピクチャの画像データがＤＣＴ
モード切り換え回路５５に入力される。

【００３７】このＤＣＴモード切り換え回路５５は、図
１３のＡまたはＢに示すように、４個の輝度ブロックの
データを、奇数フィールドのラインと偶数フィールドの
ラインが混在する状態（フレームＤＣＴモード）、また
は、分離された状態（フィールドＤＣＴモード）、のい
ずれかの状態にして、ＤＣＴ回路５６に出力する。

【００３８】即ち、ＤＣＴモード切り換え回路５５は、
奇数フィールドと偶数フィールドのデータを混在してＤ
ＣＴ処理した場合における符号化効率と、分離した状態
においてＤＣＴ処理した場合の符号化効率とを比較し、
符号化効率の良好なモードを選択する。

【００３９】例えば、入力された信号を、図１３のＡに
示すように、奇数フィールドと偶数フィールドのライン
が混在する構成とし、上下に隣接する奇数フィールドの
ラインの信号と偶数フィールドのラインの信号の差を演
算し、さらにその絶対値の和（または自乗和）を求め
る。また、入力された信号を、図１３のＢに示すよう
に、奇数フィールドと偶数フィールドのラインが分離し
た構成とし、上下に隣接する奇数フィールドのライン同
士の信号の差と、偶数フィールドのライン同士の信号の
差を演算し、それぞれの絶対値の和（または自乗和）を
求める。さらに、両者（絶対値和）を比較し、小さい値
に対応するＤＣＴモードを設定する。即ち、前者の方が
小さければ、フレームＤＣＴモードを設定し、後者の方
が小さければ、フィールドＤＣＴモードを設定する。

【００４０】そして、選択したＤＣＴモードに対応する
構成のデータをＤＣＴ回路５６に出力するとともに、選
択したＤＣＴモードを示すＤＣＴフラグを、可変長符号
化回路５８と動き補償回路６４に出力する。

【００４１】予測モード切り換え回路５２における予測
モード（図１２参照）と、このＤＣＴモード切り換え回
路５５におけるＤＣＴモード（図１３参照）を比較して
明らかなように、輝度ブロックに関しては、両者の各モ
ードにおけるデータ構造は実質的に同一である。

【００４２】予測モード切り換え回路５２において、フ
レーム予測モード（奇数ラインと偶数ラインが混在する
モード）が選択された場合、ＤＣＴモード切り換え回路
５５においても、フレームＤＣＴモード（奇数ラインと
偶数ラインが混在するモード）が選択される可能性が高
く、また予測モード切り換え回路５２において、フィー
ルド予測モード（奇数フィールドと偶数フィールドのデ
ータが分離されたモード）が選択された場合、ＤＣＴモ
ード切り換え回路５５において、フィールドＤＣＴモー
ド（奇数フィールドと偶数フィールドのデータが分離さ
れたモード）が選択される可能性が高い。

【００４３】しかしながら、必ずしも常にそのようにな
されるわけではなく、予測モード切り換え回路５２にお
いては、予測誤差の絶対値和が小さくなるようにモード
が決定され、ＤＣＴモード切り換え回路５５において
は、符号化効率が良好となるようにモードが決定され
る。

【００４４】ＤＣＴモード切り換え回路５５より出力さ
れたＩピクチャの画像データは、ＤＣＴ回路５６に入力
され、ＤＣＴ（離散コサイン変換）処理され、ＤＣＴ係
数に変換される。このＤＣＴ係数は、量子化回路５７に
入力され、送信バッファ５９のデータ蓄積量（バッファ
蓄積量）に対応した量子化ステップで量子化された後、
可変長符号化回路５８に入力される。

【００４５】可変長符号化回路５８は、量子化回路５７
より供給される量子化ステップ（スケール）に対応し
て、量子化回路５７より供給される画像データ（いまの
場合、Ｉピクチャのデータ）を、例えばハフマン(Huffm
an) 符号などの可変長符号に変換し、送信バッファ５９
に出力する。

【００４６】可変長符号化回路５８にはまた、量子化回
路５７より量子化ステップ（スケール）、予測判定回路
５４より予測モード（画像内予測、前方予測、後方予
測、または両方向予測のいずれが設定されたかを示すモ
ード）、動きベクトル検出回路５０より動きベクトル、
予測モード切り換え回路５２より予測フラグ（フレーム
予測モードまたはフィールド予測モードのいずれが設定
されたかを示すフラグ）、及びＤＣＴモード切り換え回
路５５が出力するＤＣＴフラグ（フレームＤＣＴモード
またはフィールドＤＣＴモードのいずれが設定されたか
を示すフラグ）が入力されており、これらも可変長符号
化される。

【００４７】送信バッファ５９は、入力されたデータを
一時蓄積し、蓄積量に対応するデータを量子化回路５７
に出力する。

【００４８】送信バッファ５９は、そのデータ残量が許
容上限値まで増量すると、量子化制御信号によって量子
化回路５７の量子化スケールを大きくすることにより、
量子化データのデータ量を低下させる。また、これとは
逆に、データ残量が許容下限値まで減少すると、送信バ
ッファ５９は、量子化制御信号によって量子化回路５７
の量子化スケールを小さくすることにより、量子化デー
タのデータ量を増大させる。このようにして、送信バッ
ファ５９のオーバフローまたはアンダフローが防止され
る。

【００４９】そして、送信バッファ５９に蓄積されたデ
ータは、所定のタイミングで読み出され、出力端子６９
を介して伝送路に出力され、例えば記録媒体３に記録さ
れる。

【００５０】一方、量子化回路５７より出力されたＩピ
クチャのデータは、逆量子化回路６０に入力され、量子
化回路５７より供給される量子化ステップに対応して逆
量子化される。逆量子化回路６０の出力は、ＩＤＣＴ
（逆ＤＣＴ）回路６１に入力され、逆ＤＣＴ処理された
後、演算器６２を介してフレームメモリ６３の前方予測
画像部６３ａに供給され、記憶される。

【００５１】ところで動きベクトル検出回路５０は、シ
ーケンシャルに入力される各フレームの画像データを、
たとえば、前述したようにＩ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｐ，Ｂ・・
・のピクチャとしてそれぞれ処理する場合、最初に入力
されたフレームの画像データをＩピクチャとして処理し
た後、次に入力されたフレームの画像をＢピクチャとし
て処理する前に、さらにその次に入力されたフレームの
画像データをＰピクチャとして処理する。Ｂピクチャ
は、後方予測を伴うため、後方予測画像としてのＰピク
チャが先に用意されていないと、復号することができな
いからである。

【００５２】そこで動きベクトル検出回路５０は、Ｉピ
クチャの処理の次に、後方原画像部５１ｃに記憶されて
いるＰピクチャの画像データの処理を開始する。そし
て、上述した場合と同様に、マクロブロック単位でのフ
レーム間差分（予測誤差）の絶対値和が、動きベクトル
検出回路５０から予測モード切り換え回路５２と予測判
定回路５４に供給される。予測モード切り換え回路５２
と予測判定回路５４は、このＰピクチャのマクロブロッ
クの予測誤差の絶対値和に対応して、フレーム／フィー
ルド予測モード、または画像内予測、前方予測、後方予
測、もしくは両方向予測の予測モードを設定する。

【００５３】演算部５３はフレーム内予測モードが設定
されたとき、スイッチ５３ｄを上述したように接点ａ側
に切り換える。従って、このデータは、Ｉピクチャのデ
ータと同様に、ＤＣＴモード切り換え回路５５、ＤＣＴ
回路５６、量子化回路５７、可変長符号化回路５８、送
信バッファ５９を介して伝送路に伝送される。また、こ
のデータは、逆量子化回路６０、ＩＤＣＴ回路６１、演
算器６２を介してフレームメモリ６３の後方予測画像部
６３ｂに供給され、記憶される。

【００５４】一方、前方予測モードの時、スイッチ５３
ｄが接点ｂに切り換えられるとともに、フレームメモリ
６３の前方予測画像部６３ａに記憶されている画像（い
まの場合Ｉピクチャの画像）データが読み出され、動き
補償回路６４により、動きベクトル検出回路５０が出力
する動きベクトルに対応して動き補償される。すなわ
ち、動き補償回路６４は、予測判定回路５４より前方予
測モードの設定が指令されたとき、前方予測画像部６３
ａの読み出しアドレスを、動きベクトル検出回路５０が
いま出力しているマクロブロックの位置に対応する位置
から動きベクトルに対応する分だけずらしてデータを読
み出し、予測画像データを生成する。

【００５５】動き補償回路６４より出力された予測画像
データは、演算器５３ａに供給される。演算器５３ａ
は、予測モード切り換え回路５２より供給された参照画
像のマクロブロックのデータから、動き補償回路６４よ
り供給された、このマクロブロックに対応する予測画像
データを減算し、その差分（予測誤差）を出力する。こ
の差分データは、ＤＣＴモード切り換え回路５５、ＤＣ
Ｔ回路５６、量子化回路５７、可変長符号化回路５８、
送信バッファ５９を介して伝送路に伝送される。また、
この差分データは、逆量子化回路６０、ＩＤＣＴ回路６
１により局所的に復号され、演算器６２に入力される。

【００５６】この演算器６２にはまた、演算器５３ａに
供給されている予測画像データと同一のデータが供給さ
れている。演算器６２は、ＩＤＣＴ回路６１が出力する
差分データに、動き補償回路６４が出力する予測画像デ
ータを加算する。これにより、元の（復号した）Ｐピク
チャの画像データが得られる。このＰピクチャの画像デ
ータは、フレームメモリ６３の後方予測画像部６３ｂに
供給され、記憶される。

【００５７】動きベクトル検出回路５０は、このよう
に、ＩピクチャとＰピクチャのデータが前方予測画像部
６３ａと後方予測画像部６３ｂにそれぞれ記憶された
後、次にＢピクチャの処理を実行する。予測モード切り
換え回路５２と予測判定回路５４は、マクロブロック単
位でのフレーム間差分の絶対値和の大きさに対応して、
フレーム／フィールドモードを設定し、また、予測モー
ドをフレーム内予測モード、前方予測モード、後方予測
モード、または両方向予測モードのいずれかに設定す
る。

【００５８】上述したように、フレーム内予測モードま
たは前方予測モードの時、スイッチ５３ｄは接点ａまた
はｂに切り換えられる。このとき、Ｐピクチャにおける
場合と同様の処理が行われ、データが伝送される。

【００５９】これに対して、後方予測モードまたは両方
向予測モードが設定された時、スイッチ５３ｄは、接点
ｃまたはｄにそれぞれ切り換えられる。

【００６０】スイッチ５３ｄが接点ｃに切り換えられて
いる後方予測モードの時、後方予測画像部６３ｂに記憶
されている画像（いまの場合、Ｐピクチャの画像）デー
タが読み出され、動き補償回路６４により、動きベクト
ル検出回路５０が出力する動きベクトルに対応して動き
補償される。すなわち、動き補償回路６４は、予測判定
回路５４より後方予測モードの設定が指令されたとき、
後方予測画像部６３ｂの読み出しアドレスを、動きベク
トル検出回路５０がいま出力しているマクロブロックの
位置に対応する位置から動きベクトルに対応する分だけ
ずらしてデータを読み出し、予測画像データを生成す
る。

【００６１】動き補償回路６４より出力された予測画像
データは、演算器５３ｂに供給される。演算器５３ｂ
は、予測モード切り換え回路５２より供給された参照画
像のマクロブロックのデータから、動き補償回路６４よ
り供給された予測画像データを減算し、その差分を出力
する。この差分データは、ＤＣＴモード切り換え回路５
５、ＤＣＴ回路５６、量子化回路５７、可変長符号化回
路５８、送信バッファ５９を介して伝送路に伝送され
る。

【００６２】スイッチ５３ｄが接点ｄに切り換えられて
いる両方向予測モードの時、前方予測画像部６３ａに記
憶されている画像（いまの場合、Ｉピクチャの画像）デ
ータと、後方予測画像部６３ｂに記憶されている画像
（いまの場合、Ｐピクチャの画像）データが読み出さ
れ、動き補償回路６４により、動きベクトル検出回路５
０が出力する動きベクトルに対応して動き補償される。
すなわち、動き補償回路６４は、予測判定回路５４より
両方向予測モードの設定が指令されたとき、前方予測画
像部６３ａと後方予測画像部６３ｂの読み出しアドレス
を、動きベクトル検出回路５０がいま出力しているマク
ロブロックの位置に対応する位置から動きベクトル（こ
の場合の動きベクトルは、前方予測画像用と後方予測画
像用の２つとなる）に対応する分だけずらしてデータを
読み出し、予測画像データを生成する。

【００６３】動き補償回路６４より出力された予測画像
データは、演算器５３ｃに供給される。演算器５３ｃ
は、動きベクトル検出回路５０より供給された参照画像
のマクロブロックのデータから、動き補償回路６４より
供給された予測画像データの平均値を減算し、その差分
を出力する。この差分データは、ＤＣＴモード切り換え
回路５５、ＤＣＴ回路５６、量子化回路５７、可変長符
号化回路５８、送信バッファ５９を介して伝送路に伝送
される。

【００６４】Ｂピクチャの画像は、他の画像の予測画像
とされることがないため、フレームメモリ６３には記憶
されない。

【００６５】尚、フレームメモリ６３において、前方予
測画像部６３ａと後方予測画像部６３ｂは、必要に応じ
てバンク切り換えが行われ、所定の参照画像に対して、
一方または他方に記憶されているものを、前方予測画像
あるいは後方予測画像として切り換えて出力することが
できる。

【００６６】以上においては、輝度ブロックを中心とし
て説明をしたが、色差ブロックについても同様に、図１
２及び図１３に示すマクロブロックを単位として処理さ
れ、伝送される。尚、色差ブロックを処理する場合の動
きベクトルは、対応する輝度ブロックの動きベクトルを
垂直方向と水平方向に、それぞれ１／２にしたものが用
いられる。

【００６７】次に、図１４は、図９のデコーダ３１の一
例の構成を示すブロック図である。伝送路（記録媒体
３）を介して伝送された符号化された画像データは、図
示せぬ受信回路で受信されたり、再生装置で再生され、
入力端子８０を介して受信バッファ８１に一時記憶され
た後、復号回路９０の可変長復号化回路８２に供給され
る。可変長復号化回路８２は、受信バッファ８１より供
給されたデータを可変長復号化し、動きベクトル、予測
モード、予測フラグ及びＤＣＴフラグを動き補償回路８
７に、また、量子化ステップを逆量子化回路８３に、そ
れぞれ出力するとともに、復号された画像データを逆量
子化回路８３に出力する。

【００６８】逆量子化回路８３は、可変長復号化回路８
２より供給された画像データを、同じく可変長復号化回
路８２より供給された量子化ステップに従って逆量子化
し、ＩＤＣＴ回路８４に出力する。逆量子化回路８３よ
り出力されたデータ（ＤＣＴ係数）は、ＩＤＣＴ回路８
４で、逆ＤＣＴ処理され、演算器８５に供給される。

【００６９】ＩＤＣＴ回路８４より供給された画像デー
タが、Ｉピクチャのデータである場合、そのデータは演
算器８５より出力され、演算器８５に後に入力される画
像データ（ＰまたはＢピクチャのデータ）の予測画像デ
ータ生成のために、フレームメモリ８６の前方予測画像
部８６ａに供給されて記憶される。また、このデータ
は、フォーマット変換回路３２（図９）に出力される。

【００７０】ＩＤＣＴ回路８４より供給された画像デー
タが、その１フレーム前の画像データを予測画像データ
とするＰピクチャのデータであって、前方予測モードの
データである場合、フレームメモリ８６の前方予測画像
部８６ａに記憶されている、１フレーム前の画像データ
（Ｉピクチャのデータ）が読み出され、動き補償回路８
７で可変長復号化回路８２より出力された動きベクトル
に対応する動き補償が施される。そして、演算器８５に
おいて、ＩＤＣＴ回路８４より供給された画像データ
（差分のデータ）と加算され、出力される。この加算さ
れたデータ、即ち、復号されたＰピクチャのデータは、
演算器８５に後に入力される画像データ（Ｂピクチャま
たはＰピクチャのデータ）の予測画像データ生成のため
に、フレームメモリ８６の後方予測画像部８６ｂに供給
されて記憶される。

【００７１】Ｐピクチャのデータであっても、画像内予
測モードのデータは、Ｉピクチャのデータと同様に、演
算器８５で特に処理は行わず、そのまま後方予測画像部
８６ｂに記憶される。

【００７２】このＰピクチャは、次のＢピクチャの次に
表示されるべき画像であるため、この時点では、まだフ
ォーマット変換回路３２へ出力されない（上述したよう
に、Ｂピクチャの後に入力されたＰピクチャが、Ｂピク
チャより先に処理され、伝送されている）。

【００７３】ＩＤＣＴ回路８４より供給された画像デー
タが、Ｂピクチャのデータである場合、可変長復号化回
路８２より供給された予測モードに対応して、フレーム
メモリ８６の前方予測画像部８６ａに記憶されているＩ
ピクチャの画像データ（前方予測モードの場合）、後方
予測画像部８６ｂに記憶されているＰピクチャの画像デ
ータ（後方予測モードの場合）、または、その両方の画
像データ（両方向予測モードの場合）が読み出され、動
き補償回路８７において、可変長復号化回路８２より出
力された動きベクトルに対応する動き補償が施されて、
予測画像が生成される。但し、動き補償を必要としない
場合（画像内予測モードの場合）、予測画像は生成され
ない。

【００７４】このようにして、動き補償回路８７で動き
補償が施されたデータは、演算器８５において、ＩＤＣ
Ｔ回路８４の出力と加算される。この加算出力は、出力
端子９１を介してフォーマット変換回路３２に出力され
る。

【００７５】但し、この加算出力はＢピクチャのデータ
であり、他の画像の予測画像生成のために利用されるこ
とがないため、フレームメモリ８６には記憶されない。

【００７６】Ｂピクチャの画像が出力された後、後方予
測画像部８６ｂに記憶されているＰピクチャの画像デー
タが読み出され、動き補償回路８７を介して演算器８５
に供給される。但し、このとき、動き補償は行われな
い。

【００７７】尚、このデコーダ３１には、図１１のエン
コーダ１８における予測モード切り換え回路５２とＤＣ
Ｔモード切り換え回路５５に対応する回路が図示されて
いないが、これらの回路に対応する処理、即ち、奇数フ
ィールドと偶数フィールドのラインの信号が分離された
構成を、元の混在する構成に必要に応じて戻す処理は、
動き補償回路８７が実行する。

【００７８】また、以上においては、輝度信号の処理に
ついて説明したが、色差信号の処理も同様に行われる。
但し、この場合、動きベクトルは、輝度信号用のもの
を、垂直方向及び水平方向に１／２にしたものが用いら
れる。

【００７９】ここで、上述した画像信号符号化／復号化
において伝送される画像の品質は、図１５に示されるよ
うに制御される。例えば、画像のＳＮＲ（ＳＮ比）は、
上述した画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符
号化等の符号化のタイプを表すいわゆるピクチャタイプ
に対応して制御され、Ｉピクチャ及びＰピクチャは高品
質に、Ｂピクチャはこれらに比べて劣る品質で伝送され
る。すなわち、高伝送レートで全ての画像を伝送できれ
ばより好まし画質を得ることは可能であるが、伝送路の
特性等からある一定値以上の伝送レートを選べない場合
があり、この場合、人間の視覚特性として、全ての画像
品質を平均化するよりも画像品質を図１５のように振動
させたほうが画像の印象が良くなるという特性を利用し
て上述の図１５のような伝送方式を採用することで、あ
る一定値の伝送レートでより高品質の画像を得るように
している。したがって、図１２の構成においては、この
画像品質を達成するように、量子化器５７で伝送レート
制御を行うようにしている。

【００８０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな画像信号符号化装置／復号化装置を直列にタンデム
接続する場合を図１６に示す。

【００８１】この図１６において、入力端子２００に
は、アナログビデオ信号が入力信号ａとして供給され、
画像信号符号化装置２０１に送られる。この画像信号符
号化装置２０１では、アナログビデオ信号である入力信
号ａをＡ／Ｄ変換器２１１でディジタルビデオ信号に変
換し、この信号を符号化回路２１２で前述のように符号
化する。この符号化回路２１２の出力（符号化されたデ
ィジタルビデオ信号）は、次段の画像信号復号化装置２
０２に送られる。

【００８２】当該画像信号復号化装置２０２では、供給
された符号化されたディジタルビデオ信号を復号化回路
２１３で復号化し、Ｄ／Ａ変換器２１４でアナログ信号
に変換して出力する。このアナログビデオ信号である出
力信号ｂは、さらに次段でかつ上記画像信号符号化装置
２０１同様の画像信号符号化装置２０３に送られる。

【００８３】以下同様に、この画像信号符号化装置２０
３からの符号化されたディジタルビデオ信号は、上記画
像信号復号化装置２０２同様の画像信号復号化装置２０
４に送られ、この画像信号復号化装置２０４からのアナ
ログビデオ信号である出力信号ｃは、端子２０５を介し
て出力或いはさらに接続された画像信号符号化装置等に
送られる。

【００８４】ここで、上記タンデム接続構成による１段
目の符号化／復号化装置からのアナログビデオ信号すな
わち画像信号復号化装置２０２からの出力信号ｂと、２
段目の符号化／復号化装置からのアナログビデオ信号す
なわち画像信号復号化装置２０４からの出力信号ｃにお
ける画像のＳＮＲ（ＳＮ比）の変化は、図１７に示すよ
うになる。

【００８５】この図１７において、上記出力信号ｃは出
力信号ｂに比較して、大きくＳＮＲが低下していること
が判る。これは１段目の符号化／復号化装置で適用した
ピクチャタイプと、２段目の符号化／復号化装置で適用
したピクチャタイプが食い違っていることに起因するも
のである。すなわち、１段目の符号化／復号化装置でＢ
ピクチャとして符号化された画像を、２段目の符号化／
復号化装置で例えばＰピクチャとして符号化すると、前
述のようにピクチャタイプに対応して画像品質を振動さ
せているために、大きな画質の劣化を招くようになる。

【００８６】さらに、このタンデム接続に起因する画質
劣化は、各段間でピクチャタイプが食い違うことに起因
するものであるため、これはコーデック間（符号化／復
号化装置の間）がディジタル接続されている場合にも同
様に生じる。

【００８７】このディジタル接続の場合の接続の様子を
図１８に示す。

【００８８】この図１８において、端子３００を介して
入力されたアナログビデオ信号はＡ／Ｄ変換器３０１に
よってディジタルデータに変換され、画像信号符号化装
置３０２に供給されく。この画像信号符号化装置３０２
では、上記ディジタルビデオデータをディジタルインタ
フェース３１１を介して符号化回路３１２に送り、この
符号化回路３１２で符号化（圧縮）してディジタルビデ
オビットストリームに変換する。

【００８９】上記符号化回路３１２からのディジタルビ
デオ信号（圧縮信号のビットストリーム）は、画像信号
復号化装置３０３に送られ、この画像信号復号化装置３
０３内の復号化回路３１３で復号され、ディジタルイン
タフェース３１４を介してディジタルビデオ信号（出力
信号ｂ）として出力される。

【００９０】このディジタルビデオ信号は、上記画像信
号符号化装置３０２と同様の画像信号符号化装置３０４
に送られる。以下同様に、この画像信号符号化装置３０
４からの符号化されたディジタルビデオ信号（圧縮信号
のビットストリーム）は、さらに前述の画像信号復号化
装置３０３と同様の画像信号復号化装置３０５で復号化
され、この画像信号復号化装置３０５からのディジタル
ビデオ信号が、Ｄ／Ａ変換器３０６でアナログビデオ信
号（出力信号ｃ）に変換された後、端子３０７から出力
される。

【００９１】上記図１８のディジタル接続においても、
前述した図１７同様の問題が発生する。

【００９２】そこで、本発明はこのような状況に鑑みて
なされたものであり、タンデム接続したような場合に、
画質の劣化が少ない符号化を実現する符号化装置及び方
法を提供することを目的とする。

【００９３】

【課題を解決するための手段】本発明の符号化装置は、
ビデオデータを符号化するための符号化装置であり、上
記ビデオデータから、上記ビデオデータに対して行われ
た過去の符号化処理における符号化機能に関連した情報
を分離する手段と、上記ビデオデータを符号化する符号
化手段と、上記符号化機能に関連する情報を参照して、
上記符号化手段の符号化処理をコントロールする制御手
段とを備えたことにより、上述した課題を解決する。

【００９４】本発明の符号化方法は、ビデオデータを符
号化するための符号化方法であり、上記ビデオデータか
ら、上記ビデオデータに対して行われた過去の符号化処
理における符号化機能に関連した情報を分離するステッ
プと、上記符号化機能に関連する情報を参照して、上記
ビデオデータを符号化する符号化ステップとからなるこ
とにより、上述した課題を解決する。

【００９５】すなわち本発明によれば、ビデオデータに
対して行われた過去の符号化処理における符号化機能に
関連した情報を分離し、符号化機能に関連した情報を参
照して符号化処理をコントロールすることにより、例え
ば符号化と復号化処理を多段構成にて行う多段タンデム
接続がなされている場合に、初段の符号化における符号
化タイプと次段の符号化における符号化タイプを一致さ
せることができる。

【００９６】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００９７】先ず、第１の実施の形態としてアナログ接
続の場合について述べる。

【００９８】本発明の符号化装置及び方法が適用される
第１の実施の形態の画像信号伝送装置（画像信号符号化
装置／復号化装置）を直列にタンデム接続（本実施の形
態では２段に接続）する場合を図１に示す。

【００９９】本実施の形態の画像信号伝送装置は、Ｉピ
クチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの何れかのピクチャタ
イプに従って画像を符号化／復号化して伝送するもので
あり、画像信号符号化装置１２０、画像信号復号化装置
１２１、符号化装置１２２、復号化装置１２３が直列タ
ンデム接続され、上記画像信号符号化装置１２０，１２
２によって符号化された画像信号（この場合は各符号化
装置１２０，１２２でＡ／Ｄ変換を行うためディジタル
ビデオ信号のビットストリームとなる）を復号化する画
像信号復号化装置１２１，１２３において、上記画像信
号符号化装置１２０，１２２での符号化時のピクチャタ
イプを復号化回路１０３，１１０で検出し、Ｄ／Ａ変換
器１０４，１０９におけるＤ／Ａ変換後のアナログビデ
オ信号に当該ピクチャタイプを表すアナログのＩＤ信号
を多重化回路１０５，１１１で多重化し、画像信号符号
化装置１２２において、分離回路１０６でアナログビデ
オ信号（出力信号ｂ）に多重化されているピクチャタイ
プを表すＩＤ信号を分離し、符号化回路１０８ではこの
分離されたピクチャタイプにしたがってアナログビデオ
信号を画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符号
化によって符号化するようにしたものである。なお、初
段の画像信号符号化装置１２０の符号化回路１０２で
は、端子１１８からのピクチャタイプ（ＩＤ信号）に基
づいて、アナログビデオ信号（入力信号ａ）のＡ／Ｄ変
換出力を符号化するようになっている。

【０１００】すなわちこの図１において、入力端子１０
０には、アナログビデオ信号が入力信号ａとして供給さ
れ、画像信号符号化装置１２０に送られる。この画像信
号符号化装置１２０では、アナログビデオ信号である入
力信号ａをＡ／Ｄ変換器１０１でディジタルビデオ信号
に変換し、この信号を符号化回路１０２で符号化する。
この符号化回路１０２での符号化の際には、端子１１８
を介して供給されるピクチャタイプを表すＩＤ信号に基
づいて、画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符
号化の何れかを行う。この符号化回路１０２の出力が当
該画像信号符号化装置１２０の出力信号となり、この符
号化されたディジタルビデオ信号のビットストリーム
は、次段の画像信号復号化装置１２１に送られる。な
お、符号化回路１２０は、上記ピクチャタイプが供給さ
れなくとも符号化できる構成とすることも可能である。
この場合の符号化回路１２０は、前述した図１１と同じ
構成とすることで実現できる。

【０１０１】上記画像信号復号化装置１２１では、供給
された符号化されたディジタルビデオ信号を復号化回路
１０３で復号化すると共に、この復号化回路１０３で上
記ピクチャタイプを表すＩＤ信号を検出する。当該画像
信号復号化装置１２１の多重化回路１０５には、上記復
号化回路１０３で復号化されたディジタルビデオ信号が
Ｄ／Ａ変換器１０４によって変換されたアナログのビデ
オ信号と、上記ピクチャタイプのＩＤ信号とが供給され
る。当該多重化回路１０５では、上記アナログのビデオ
信号の垂直ブランキング期間に上記ＩＤ信号を多重化し
て出力する。当該多重化回路１０５の出力が、当該画像
信号復号化装置１２１からのアナログビデオ信号（出力
信号ｂ）として出力される。

【０１０２】上記画像信号復号化装置１２１からの出力
信号ｂは、次段の画像信号符号化装置１２２に送られ
る。当該画像信号符号化装置１２２に供給された上記出
力信号ｂは、分離回路１０６に供給される。当該分離回
路１０６では、上記アナログビデオ信号とＩＤ信号とを
分離し、アナログビデオ信号についてはＡ／Ｄ変換器１
０７に、ＩＤ信号については符号化回路１０８に送られ
る。当該符号化回路１０８では、上記Ａ／Ｄ変換器１０
７でディジタル信号に変換されたビデオ信号を、上記Ｉ
Ｄ信号に応じたピクチャタイプに基づいて符号化する。
この符号化回路１０８の出力が、当該画像信号符号化装
置１２２の出力（ディジタルビデオ信号のビットストリ
ーム）となる。

【０１０３】当該画像信号符号化装置１２２からのビッ
トストリームは、さらに次段の画像信号復号化装置１２
３に供給される。当該画像信号復号化装置１２３では、
供給された符号化されたディジタルビデオ信号を復号化
回路１１０で復号化すると共に、上記ピクチャタイプを
表すＩＤ信号を検出する。当該画像信号復号化装置１２
３の多重化回路１１１には、上記復号化回路１１０で復
号化されたディジタルビデオ信号がＤ／Ａ変換器１０９
によって変換されたアナログのビデオ信号と、上記ピク
チャタイプのＩＤ信号とが供給される。当該多重化回路
１１１では、上記アナログのビデオ信号の垂直ブランキ
ング期間に上記ＩＤ信号を多重化して出力する。当該多
重化回路１１１の出力が、当該画像信号復号化装置１２
３からのアナログビデオ信号（出力信号ｃ）として出力
され、さらに端子１１９を介して後段の構成に送られ
る。

【０１０４】すなわち、この図１のタンデム接続におい
ては、上記ピクチャタイプ（ＩＤ信号）が、初段のコー
デック（画像信号符号化装置１２０及び復号化装置１２
１での符号化／復号化）のピクチャタイプと、２段目の
コーデック（画像信号符号化装置１２２及び復号化装置
１２３での符号化／復号化）のピクチャタイプとを一致
させるために伝送されるようになっている。

【０１０５】上述した図１の構成における初段のビデオ
出力信号ｂと２段目のビデオ出力信号ｃにおけるＳＮＲ
（ＳＮ比）を図２に示す。この図２から、上述したよう
に初段のコーデックと２段目のコーデックのピクチャタ
イプを一致させることで、１段目と２段目とでピクチャ
タイプが食い違いがなくなり、したがって、前述のよう
にピクチャタイプに対応して画像品質を振動させても、
タンデム接続に起因した画像の劣化を最小限に止めるこ
とが可能となる。

【０１０６】次に、本発明の第２の実施の形態として、
ディジタル接続の場合について以下に述べる。

【０１０７】第２の実施の形態の画像信号伝送装置とし
ての画像信号符号化装置／復号化装置を直列にディジタ
ルでタンデム接続する場合の接続状態を図３に示す。

【０１０８】すなわちこの図３において、入力端子１４
０には、アナログビデオ信号が入力信号ａとして供給さ
れ、このアナログビデオ信号がＡ／Ｄ変換器１４１でデ
ィジタルビデオ信号に変換される。このディジタルビデ
オ信号が、画像信号符号化装置１４２に送られる。この
画像信号符号化装置１４２では、ディジタルビデオ信号
をディジタルインターフェース１５１を介して符号化回
路１５２に送る。この符号化回路１５２には、端子１４
８を介してピクチャタイプを表すＩＤ信号も供給され、
当該ＩＤ信号に基づいて上記ディジタルビデオ信号を、
画像内符号化、前方予測符号化、両方向予測符号化の何
れかによって符号化する。この符号化回路１５２の出力
が当該画像信号符号化装置１４２の出力信号（圧縮信号
のビットストリーム）となり、この圧縮信号のビットス
トリームは、次段の画像信号復号化装置１４３に送られ
る。なお、この図３の構成でも、前述の第１の実施の形
態同様に、画像信号符号化装置１４２はピクチャタイプ
を用いなくとも符号化できる構成とすることが可能であ
る。

【０１０９】当該画像信号復号化装置１４３では、供給
された圧縮信号のディジタルビデオ信号を復号化回路１
５３で復号化すると共に、上記ピクチャタイプを表すＩ
Ｄ信号を検出する。当該画像信号復号化装置１４３の多
重化回路１５５には、上記復号化回路１５３で復号化さ
れてディジタルインターフェース１５４を介したディジ
タルビデオ信号と、上記ピクチャタイプのＩＤ信号とが
供給される。当該多重化回路１５５では、上記ディジタ
ルビデオ信号のフォーマット内に、画像単位毎のフラグ
として上記ＩＤ信号を多重化する。当該多重化回路１５
５の出力が、当該画像信号復号化装置１４３からのディ
ジタルビデオ信号（出力信号ｂ）として出力される。

【０１１０】上記画像信号復号化装置１４３からの出力
信号ｂは、次段の画像信号符号化装置１４４に送られ
る。当該画像信号符号化装置１４４に供給された上記出
力信号ｂは、分離回路１５６に供給される。当該分離回
路１５６では、上記ディジタルビデオ信号とＩＤ信号と
を分離し、ディジタルビデオ信号についてはディジタル
インターフェース１５７に、ＩＤ信号については符号化
回路１５８に送られる。当該符号化回路１５８では、上
記ディジタルインターフェース１５７を介したディジタ
ルビデオ信号を、上記ＩＤ信号に応じたピクチャタイプ
に基づいて符号化する。この符号化回路１５８の出力
が、当該画像信号符号化装置１４４の出力（圧縮信号の
ビットストリーム）となる。

【０１１１】当該画像信号符号化装置１４４からのビッ
トストリームは、さらに次段の画像信号復号化装置１４
５に供給される。当該画像信号復号化装置１４５では、
供給された圧縮信号のビットストリームを復号化回路１
６０で復号化すると共に、上記ピクチャタイプを表すＩ
Ｄ信号を検出する。当該画像信号復号化装置１４５の多
重化回路１６１には、上記復号化回路１６０で復号化さ
れてディジタルインターフェース１５９を介したディジ
タルビデオ信号と、上記ピクチャタイプのＩＤ信号とが
供給される。当該多重化回路１６１では、上記ディジタ
ルビデオ信号のフォーマット内に上記ＩＤ信号をフラグ
として多重化して出力する。当該多重化回路１６１の出
力が、さらにＤ／Ａ変換器１４６でアナログのビデオ信
号（出力信号ｃ）に変換され、これが端子１４７を介し
て後段の構成に送られる。

【０１１２】この図３のディジタル接続においても、上
記ピクチャタイプ（ＩＤ信号）が、初段のコーデック
（画像信号符号化装置１４２及び復号化装置１４３での
符号化／復号化）のピクチャタイプと、２段目のコーデ
ック（画像信号符号化装置１４４及び復号化装置１４５
での符号化／復号化）のピクチャタイプとを一致させる
ために伝送されるようになっている。

【０１１３】上述した図３の構成における初段のビデオ
出力信号ｂと２段目のビデオ出力信号ｃにおけるＳＮＲ
（ＳＮ比）も前述した図２に示すように、１段目と２段
目とでピクチャタイプが食い違いがなくなり、したがっ
て、前述のようにピクチャタイプに対応して画像品質を
振動させても、タンデム接続に起因した画像の劣化を最
小限に止めることが可能となる。

【０１１４】最後に、上述した第１，第２の実施の形態
における各画像信号符号化装置内の符号化回路のより具
体的な構成を、図４に示す。なお、この図４において、
前述した図１１と同様の構成要素には同一の指示符号を
付してその詳細な説明については、省略する。

【０１１５】この図４においては、ピクチャタイプを表
すＩＤ信号が端子７０から供給され、このＩＤ信号が、
動きベクトル検出回路５０、予測判定回路５４、可変長
符号化回路５８に送られ、これら構成要素において上記
ピクチャタイプに従った処理が施される。

【０１１６】また、上述した第１，第２の実施の形態に
おける各画像信号復号化装置内の復号化回路のより具体
的な構成を、図５に示す。この図５においても、前述し
た図１４と同様の構成要素には同一の指示符号を付して
その詳細な説明については省略している。

【０１１７】この図５において、可変長復号化回路８２
は、前述した予測モード，動きベクトル，フレーム／フ
ィールド予測フラグ，フレーム／フィールドＤＣＴフラ
グの他に、上記ピクチャタイプをも検出し、このピクチ
ャタイプを表す信号を、動き補償回路８７に送る。当該
動き補償回路８７では、このピクチャタイプに応じた動
き補償を行う。また、上記検出されたピクチャタイプを
表すＩＤ信号は、端子９２から後段に出力されるように
なる。

【０１１８】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、多段タンデム接続において、初段の出力画像信号に
画像の符号化タイプを表す信号を多重化して出力し、次
段の入力でこれを符号化タイプを表す信号と画像信号と
に分離して、この符号化タイプに応じた符号化を行うよ
うにすることで、初段の復号化における符号化タイプと
次段の符号化における符号化タイプを一致させることが
できる。これによって、コーデックのタンデム接続にお
ける画質劣化を、最小限に止めることが可能となる。ま
た、ディジタル接続の場合にも、ディジタルデータのま
まで各段間で符号化タイプを画像データに多重化伝送す
ることによって、初段の復号化における符号化タイプと
次段の符号化における符号化タイプを一致させることが
でき、同様に画質劣化を最小限に止めることができる。
このように、本実施の形態は、２段以上の復数の多段タ
ンデム接続に対して有効な手法である。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビデオデータから、ビデオデータに対して行われた過去
の符号化処理における符号化機能に関連した情報を分離
し、符号化機能に関連する情報を参照して、ビデオデー
タを符号化することにより、タンデム接続したような場
合に、画質の劣化が少ない符号化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるビデオコー
デックのタンデム接続（アナログ接続の場合）の様子を
示すブロック回路図である。

【図２】本発明実施の形態のピクチャタイプを考慮した
タンデム接続でのＳＮＲの低下を説明するための図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施の形態におけるビデオコー
デックのタンデム接続（ディジタルの場合）の様子を示
すブロック回路図である。

【図４】本発明実施の形態の画像信号符号化装置内の符
号化回路の具体的な構成を示すブロック回路図である。

【図５】本発明実施の形態の画像信号復号化装置内の復
号化回路の具体的な構成を示すブロック回路図である。

【図６】高能率符号化の原理を説明する図である。

【図７】画像データを圧縮する場合におけるピクチャの
タイプを説明する図である。

【図８】動画像信号を符号化する原理を説明する図であ
る。

【図９】従来の画像信号符号化装置と復号化装置の構成
例を示すブロック図である。

【図１０】図９におけるフォーマット変換回路１７のフ
ォーマット変換の動作を説明する図である。

【図１１】図９におけるエンコーダ１８の構成例を示す
ブロック図である。

【図１２】図１１の予測モード切り替え回路５２の動作
を説明する図である。

【図１３】図１１のＤＣＴモード切り替え回路５５の動
作を説明する図である。

【図１４】図９のデコーダ３１の構成例を示すブロック
図である。

【図１５】ピクチャタイプにしたがったレート制御を説
明する図である。

【図１６】従来のビデオコーデックのタンデム接続（ア
ナログ接続の場合）の様子を示すブロック回路図であ
る。

【図１７】従来のピクチャタイプを考慮しないタンデム
接続でのＳＮＲの低下を説明するための図である。

【図１８】従来のビデオコーデックのタンデム接続（デ
ィジタル接続の場合）の様子を示すブロック回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 符号化装置、 ２ 復号化装置、 ３ 記録媒体、
１２，１３ Ａ／Ｄ変換器、 １４ フレームメモ
リ、 １５ 輝度信号フレームメモリ、 １６色差信号
フレームメモリ、 １７ フォーマット変換回路、 １
８ エンコーダ、 ３１ デコーダ、 ３２ フォーマ
ット変換回路、 ３３ フレームメモリ、 ３４ 輝度
信号フレームメモリ、 ３５ 色差信号フレームメモ
リ、 ３６，３７ Ｄ／Ａ変換器、 ５０ 動きベクト
ル検出回路、 ５１ フレームメモリ、 ５２ 予測モ
ード切り替え回路、 ５３ 演算部、 ５４ 予測判定
回路、 ５５ ＤＣＴモード切り替え回路、 ５６ Ｄ
ＣＴ回路、 ５７ 量子化回路、 ５８ 可変長符号化
回路、 ５９ 送信バッファ、 ６０ 逆量子化回路、
６１ ＩＤＣＴ回路、 ６２ 演算器、 ６３ フレ
ームメモリ、 ６４動き補償回路、 ８１ 受信バッフ
ァ、 ８２ 可変長復号化回路、 ８３ 逆量子化回
路、 ８４ ＩＤＣＴ回路、 ８５ 演算器、 ８６
フレームメモリ、 ８７ 動き補償回路、 １０１，１
０７，１４１ Ａ／Ｄ変換器、 １０２，１０８，１５
２，１５８ 符号化回路、 １０３，１１０，１５３，
１６０復号化回路、 １０４，１０９，１４６ Ｄ／Ａ
変換器、 １０５，１１１，１５５，１６１ 多重化回
路、 １０６，１５６ 分離回路、 １２０，１２２，
１４２，１４４ 画像信号符号化装置、 １２１，１２
３，１４３，１４５ 画像信号復号化装置、 １５１，
１５４，１５７，１５９ ディジタルインターフェース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオデータを符号化するための符号化
   装置において、 上記ビデオデータから、上記ビデオデータに対して行わ
   れた過去の符号化処理における符号化機能に関連した情
   報を分離する手段と、 上記ビデオデータを符号化する符号化手段と、 上記符号化機能に関連する情報を参照して、上記符号化
   手段の符号化処理をコントロールする制御手段とを備え
   たことを特徴とする符号化装置。
2. 【請求項２】 ビデオデータを符号化するための符号化
   方法において、 上記ビデオデータから、上記ビデオデータに対して行わ
   れた過去の符号化処理における符号化機能に関連した情
   報を分離するステップと、 上記符号化機能に関連する情報を参照して、上記ビデオ
   データを符号化する符号化ステップとからなることを特
   徴とする符号化方法。