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JP4520442B2 - Moving image re-encoding method, moving image re-encoding device, and moving image re-encoding program - Google Patents

Moving image re-encoding method, moving image re-encoding device, and moving image re-encoding program Download PDF

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JP4520442B2 JP2006241278A JP2006241278A JP4520442B2 JP 4520442 B2 JP4520442 B2 JP 4520442B2 JP 2006241278 A JP2006241278 A JP 2006241278A JP 2006241278 A JP2006241278 A JP 2006241278A JP 4520442 B2 JP4520442 B2 JP 4520442B2
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Description

本発明は,MPEG2規格に代表される第1規格の符号化データを,H.264規格またはその規格を継承する第2規格の符号化データに低演算量にて変換する動画像再符号化方法に関するものである。   In the present invention, encoded data of the first standard represented by the MPEG2 standard is converted to H.264. The present invention relates to a moving image re-encoding method for converting into encoded data of the H.264 standard or a second standard inheriting the standard with a low amount of computation.

MPEG2規格(ISO/IEC 13818−2)にて既に符号化されたストリームを,再度,MPEG2規格に従って再符号化を行う場合に,再符号化時においてマクロブロックタイプ(イントラ・インター符号化モードなど)および動きベクトルを入力ストリームと同値とすれば,動き探索演算量を削減できることが知られている(非特許文献1参照)。   When re-encoding a stream that has already been encoded according to the MPEG2 standard (ISO / IEC 13818-2) in accordance with the MPEG2 standard, the macroblock type (intra / inter encoding mode, etc.) It is also known that the motion search calculation amount can be reduced if the motion vector is the same value as the input stream (see Non-Patent Document 1).

図6に,従来のMPEG2ストリーム入力・MPEG2ストリーム出力の動画像再符号化装置の例を示す。図6において,MPEG2符号化情報抽出部102で得られたマクロブロックタイプ・動きベクトルは,直接MPEG2符号化部103に入力される。MPEG2復号部101に入力されるストリーム,およびMPEG2符号化部103から出力されるストリームは,いずれもMPEG2規格に準拠しているため,MPEG2入力ストリームで選択されている全ての符号化モード・動きベクトルは,MPEG2出力ストリームでも同様に選択可能である。このため,MPEG2符号化部103では,MPEG2符号化情報抽出部102から入力されるマクロブロックタイプ(イントラ・インター符号化モードなど)および動きベクトルに対して,何らかの変換を行うことなく,単純に再利用することが可能である。   FIG. 6 shows an example of a conventional MPEG-2 stream input / MPEG2 stream output moving image re-encoding device. In FIG. 6, the macroblock type / motion vector obtained by the MPEG2 encoding information extraction unit 102 is directly input to the MPEG2 encoding unit 103. Since the stream input to the MPEG2 decoding unit 101 and the stream output from the MPEG2 encoding unit 103 both conform to the MPEG2 standard, all encoding modes and motion vectors selected in the MPEG2 input stream are included. Can also be selected in the MPEG2 output stream. For this reason, the MPEG2 encoding unit 103 simply re-executes the macroblock type (intra / inter encoding mode, etc.) and the motion vector input from the MPEG2 encoded information extraction unit 102 without performing any conversion. It is possible to use.

一方,MPEG2符号化方式とH.264符号化方式の場合,とりわけインタレース映像信号を入力として動作するときにおいて,マクロブロックごとのフィールド・フレームの選択を行う処理単位,動き補償を行う矩形ブロックのサイズ等,両符号化方式間には,次のような大きな差異が存在する。   On the other hand, the MPEG2 encoding system and the H.264 standard. In the case of H.264 encoding, especially when operating with interlaced video signals as input, the processing unit for selecting a field / frame for each macroblock, the size of a rectangular block for motion compensation, etc. There are the following major differences.

[H.264およびMPEG2(インタレース入力・フレーム符号化)]
(1)フィールド・フレーム動き補償の選択処理を行う単位
H.264:マクロブロックペア
MPEG2:マクロブロック
(2)フィールド・フレームDCT処理
H.264:上記マクロブロックペアの判定が継承され,同一となる
MPEG2:マクロブロック
(3)動き補償の単位
H.264:16×16,16×8,8×16,8×8,8×4,4×8,4×4
MPEG2:16×16
(4)イントラ・インターマクロブロックの判定単位
H.264:マクロブロック
MPEG2:マクロブロック
このため,MPEG2で符号化されたストリームをH.264規格に従って再符号化する場合には,MPEG2ストリームを復号して得られた復号画像を,H.264符号化器(非特許文献2参照)にて単純にもう一度符号化する方式を取るのが一般的である。
[H. H.264 and MPEG2 (interlaced input / frame coding)]
(1) Unit for performing selection processing for field / frame motion compensation H.264: Macroblock pair MPEG2: Macroblock (2) Field frame DCT processing H.264: The determination of the macroblock pair is inherited and becomes the same. MPEG2: Macroblock (3) Motion compensation unit 264: 16 × 16, 16 × 8, 8 × 16, 8 × 8, 8 × 4, 4 × 8, 4 × 4
MPEG2: 16 × 16
(4) Intra / inter macroblock decision unit H.264: Macroblock MPEG2: Macroblock For this reason, a stream encoded with MPEG2 is converted to H.264. In the case of re-encoding in accordance with the H.264 standard, the decoded image obtained by decoding the MPEG2 stream is designated as H.264. In general, a H.264 encoder (see Non-Patent Document 2) simply performs another encoding.

図7に,従来のMPEG2入力ストリームをMPEG2復号し,H.264符号化部にて単純再符号化する場合の動画像再符号化装置の例を示す。従来のMPEG2入力ストリームをH.264出力ストリームに変換する動画像再符号化装置200は,MPEG2復号部201によりMPEG2入力ストリームを復号し,その復号画像をH.264符号化部202により再符号化してH.264出力ストリームを出力する。この場合,H.264符号化部202における演算量は,通常のH.264符号化と同等の演算量を要することとなる。   FIG. 7 shows MPEG2 decoding of a conventional MPEG2 input stream. The example of the moving image re-encoding apparatus in the case of performing simple re-encoding by a H.264 encoding part is shown. A conventional MPEG2 input stream is converted to H.264. In the moving image re-encoding device 200 for converting to an H.264 output stream, the MPEG2 decoding unit 201 decodes the MPEG2 input stream, The H.264 encoding unit 202 re-encodes the H.264 signal. H.264 output stream is output. In this case, H. The amount of calculation in the H.264 encoding unit 202 is the normal H.264. An amount of calculation equivalent to that of H.264 encoding is required.

また,画像ストリームを入力し,その動画像を再符号化することにより画像ストリームを変換する技術としては,例えば下記の特許文献1(画像情報変換装置及び画像情報変換方法),特許文献2(画像情報変換装置及び方法,並びに記録媒体),特許文献3(画像情報変換装置及び方法),特許文献4(画像情報変換装置及び方法),特許文献5(符号量制御装置及び方法,並びに画像情報変換装置及び方法),特許文献6(画像ストリーム変換装置)に記載されたものがある。   Further, as a technique for converting an image stream by inputting an image stream and re-encoding the moving image, for example, Patent Document 1 (image information conversion apparatus and image information conversion method) described below, Patent Document 2 (Image Information conversion apparatus and method, and recording medium), Patent Document 3 (Image information conversion apparatus and method), Patent Document 4 (Image information conversion apparatus and method), Patent Document 5 (Code amount control apparatus and method, and Image information conversion) Apparatus and method), and Patent Document 6 (image stream conversion apparatus).

しかし,これらの特許文献1〜6に記載されいるものは,主に同種の符号化方式間でのビットレート低下処理を図ったもので,基本的には図6に示した従来技術と同様なものである。
西村他,“リアルタイムMPEG−2ビデオトランスコーダソフトウェアの開発”,情処研報,AVM-25-5,25-30(1999) H.264 (ITU-T Recommendation H.264(2003)),“Advanced Video Coding for generic audiovisual services”| ISO/IEC 14496-10:2003,“Information technology,Coding of audio-visual objects-Part10: Advancedvideo coding ” 特開2000−236547号公報 特開2001−128175号公報 特開2001−145108号公報 特開2001−145113号公報 特開2002−209215号公報 特開2006−86863号公報
However, those described in Patent Documents 1 to 6 are mainly intended to reduce the bit rate between the same types of encoding methods, and are basically the same as those in the prior art shown in FIG. Is.
Nishimura et al., “Development of Real-time MPEG-2 Video Transcoder Software”, Information Processing Research Report, AVM-25-5, 25-30 (1999) H.264 (ITU-T Recommendation H.264 (2003)), “Advanced Video Coding for generic audiovisual services” | ISO / IEC 14496-10: 2003, “Information technology, Coding of audio-visual objects-Part10: Advancedvideo coding ” JP 2000-236547 A JP 2001-128175 A JP 2001-145108 A JP 2001-145113 A JP 2002-209215 A JP 2006-86863 A

MPEG2規格で符号化されたストリームをH.264規格に従って再符号化する場合において,H.264再符号化時に,MPEG2符号化時のマクロブロックタイプ(イントラ・インター符号化モードなど)・動きベクトルなどを抽出して,入力MPEG2ストリームと同じ値を再利用できれば,H.264符号化の演算量を削減できると類推される。しかし,とりわけインタレース映像信号入力時において,マクロブロックごとのフィールド・フレームの選択を行う処理単位,動き補償を行う矩形ブロックのサイズ等,両符号化方式間には大きな差異が存在する。このため,MPEG2ストリーム内の符号化情報をH.264で単純には再利用することができず,従来はMPEG2符号化情報を再利用する方式は検討されてこなかった。   A stream encoded according to the MPEG2 standard is H.264. When re-encoding according to the H.264 standard, If the macroblock type (intra / inter coding mode, etc.), motion vector, etc. at the time of MPEG2 encoding is extracted and the same value as the input MPEG2 stream can be reused, It can be inferred that the calculation amount of H.264 encoding can be reduced. However, especially when interlaced video signals are input, there are significant differences between the two encoding methods, such as the processing unit for selecting a field / frame for each macroblock and the size of a rectangular block for motion compensation. For this reason, the encoding information in the MPEG2 stream is changed to H.264. H.264 cannot simply be reused, and conventionally, a method for reusing MPEG2 encoded information has not been studied.

このため,MPEG2で符号化されたストリームをH.264ストリームに変換する場合には,MPEG2入力ストリームを復号して得られた復号画像を,H.264符号化器にて通常の入力画像と同様に再符号化する必要が生じ,MPEG2からMPEG2への変換に比べ,大きな演算量が必要とされている。   For this reason, an MPEG-2 encoded stream is converted to H.264. When converting to an H.264 stream, the decoded image obtained by decoding the MPEG2 input stream is converted to an H.264 stream. The H.264 encoder needs to re-encode in the same manner as a normal input image, and a large amount of calculation is required as compared with the conversion from MPEG2 to MPEG2.

本発明は,第1の符号化規格(以下,第1規格という)に準拠して符号化された符号化データを,第2の符号化規格(以下,第2規格という)に準拠した符号化データに低演算量にて変換する動画像再符号化方法に関するものである。   The present invention encodes encoded data encoded in accordance with a first encoding standard (hereinafter referred to as a first standard) into an encoding in accordance with a second encoding standard (hereinafter referred to as a second standard). The present invention relates to a moving image re-encoding method for converting data into data with a low calculation amount.

以下では,第1規格としてMPEG2規格,第2規格としてH.264規格を例に説明するが,規格の名称が異なっていても,MPEG2またはH.264と同じ規格上の特徴を持つ符号化規格であれば,本発明を同様に適用することができる。例えば,第2規格として,H.264規格を継承もしくは改良したような符号化規格であっても,本発明を同様に適用することができる。   In the following, the MPEG2 standard as the first standard and the H.264 standard as the second standard. The H.264 standard will be described as an example. The present invention can be similarly applied to any coding standard having the same characteristics as H.264. For example, the second standard is H.264. The present invention can be similarly applied even to an encoding standard that inherits or improves the H.264 standard.

少なくともMPEG2規格に代表される第1規格は,インタレース映像信号のフレーム符号化の際にフィールド・フレーム動き補償の選択処理を行う単位がマクロブロックであり,動き補償を行う矩形ブロックのサイズが固定である符号化規格であり,H.264規格に代表される第2規格はインタレース映像信号のフレーム符号化の際にフィールド・フレーム動き補償の選択処理を行う単位がマクロブロックペアであり,動き補償を行う矩形ブロックのサイズが可変である符号化規格である。   In the first standard represented by at least the MPEG2 standard, the unit for performing the field / frame motion compensation selection process at the time of frame coding of the interlaced video signal is a macro block, and the size of the rectangular block for motion compensation is fixed. H. is an encoding standard. In the second standard represented by the H.264 standard, the unit for performing the field / frame motion compensation selection process at the time of frame coding of the interlaced video signal is a macroblock pair, and the size of the rectangular block for motion compensation is variable. It is a certain coding standard.

上記の課題を解決するための本発明の概要は,以下のとおりである。
・MPEG2規格に準拠して符号化されたビットストリームを,H.264規格に準拠したストリームに変換する。
・H.264符号化時におけるピクチャ符号化構造を入力MPEG2ストリームに合わせる。具体的には,MPEG2入力ストリームがフレーム符号化の場合には,H.264もフレーム符号化(+MBAFF符号化モード)にする。
・MBAFF符号化において,各マクロブロックペアごとに決定されるモードを,MPEG2入力ストリームにおける対応する2つのマクロブロックの符号化モード(inter/intra)より決定する。
・H.264で再符号化するマクロブロックペアの動きベクトルも,併せて,MPEG2入力ストリームにおける対応する2つのマクロブロックの符号化モードより決定する。
The outline of the present invention for solving the above-described problems is as follows.
A bit stream encoded in accordance with the MPEG2 standard is To a stream conforming to the H.264 standard.
・ H. The picture coding structure at the time of H.264 coding is matched with the input MPEG2 stream. Specifically, when the MPEG2 input stream is frame-encoded, H.264 is used. H.264 is also frame-encoded (+ MBAFF encoding mode).
In MBAFF encoding, the mode determined for each macroblock pair is determined from the encoding mode (inter / intra) of two corresponding macroblocks in the MPEG2 input stream.
・ H. The motion vector of the macroblock pair to be re-encoded by H.264 is also determined from the encoding modes of the corresponding two macroblocks in the MPEG2 input stream.

すなわち,本発明は,前段の「MPEG2ストリーム」から抽出される前段符号化情報をもとに,符号化方式変換処理(トランスコーディング)を行い,「H.264ストリーム」を生成すること,前段の「MPEG2ストリーム」から抽出される情報より,後段のマクロブロックペアの符号化タイプおよび動きベクトルを選択することにより,演算量を低減することを主要な特徴とする。   That is, the present invention performs encoding method conversion processing (transcoding) on the basis of pre-encoding information extracted from the pre-stage “MPEG2 stream” to generate “H.264 stream”. The main feature is that the amount of calculation is reduced by selecting the encoding type and motion vector of the subsequent macroblock pair from the information extracted from the “MPEG2 stream”.

本発明では,MPEG2入力ストリームの復号時に得られる各種符号化情報を,H.264符号化部で再利用できる情報に変換する方式を規定する。   In the present invention, various types of encoded information obtained at the time of decoding an MPEG2 input stream are designated as H.264. This defines a method for converting to information that can be reused by the H.264 encoding unit.

詳しくは,発明は,MPEG2規格(ISO/IEC 13818−2)に準拠して符号化されたMPEG2ビットストリームを,H.264規格(ITU−T H.264)に準拠したビットストリームに変換するにあたり,MPEG2復号部およびMPEG2符号化情報抽出部およびH.264再符号化部を具備し,該MPEG2復号部にて前記MPEG2ビットストリームをMPEG2規格に準拠して復号してMPEG2復号画像を生成するステップと,前記MPEG2符号化情報抽出部にて前記MPEG2ビットストリームに記述された符号化ビット列からMPEG2符号化情報を抽出するステップと,該MPEG2復号画像および該MPEG2符号化情報を前記H.264再符号化部に入力し,該MPEG2符号化情報を参照しつつ,該MPEG2復号画像をH.264規格に準拠して再符号化するステップとを有する動画像再符号化方法であって,特に前記H.264再符号化部にて前記MPEG2復号画像をH.264規格に準拠して再符号化するにあたり,前記MPEG2符号化情報の中のあるピクチャの符号化構造がフレーム構造と記載されていた場合には,該ピクチャのH.264再符号化時のピクチャ符号化構造としてフレームピクチャ構造を選択してH.264再符号化を行うステップと,該ピクチャのH.264再符号化時に,各マクロブロックペアのMBAFF(マクロブロック適応フレームフィールド符号化)方式を選択するにあたり,該マクロブロックペアと同一のピクチャ内位置にある,対応する2マクロブロック分のMPEG2符号化情報を抽出するステップと,該対応する2マクロブロック分のMPEG2符号化情報のうち,MPEG2イントラマクロブロック・インターマクロブロック符号化の選択情報,フィールド・フレーム離散コサイン変換の選択情報,およびインターマクロブロック符号化が選択された場合のみに記されたフィールド・フレーム動き補償の選択情報をもとに,前記マクロブロックペアの再符号化方法として,フレームマクロブロックペアあるいはフィールドマクロブロックペアのいずれか一方を選択するステップとを有することを特徴とする。
特に本発明は,各マクロブロックペアのMBAFF方式を選択するにあたり,抽出された該対応する2マクロブロック分のMPEG2符号化情報において,いずれもフィールド動き補償を示してなく,かついずれか一方がフレーム動き補償を示していた場合には,該マクロブロックペアのMBAFF方式としてフレームマクロブロックペアを選択してH.264再符号化することを特徴とする。
また,本発明は,該対応する2マクロブロック分のMPEG2符号化情報のうち上側マクロブロックがイントラマクロブロック符号化を示し,かつ該MPEG2符号化情報のうち下側マクロブロックがインターマクロブロック符号化かつフレーム動き補償を示していた場合には,前記マクロブロックペアをフレームマクロブロックペアとしてH.264再符号化するにあたり,該フレームマクロブロックペア内の上側のマクロブロックの符号化モードとしてイントラマクロブロック符号化を選択するステップと,該フレームマクロブロックペア内の下側のマクロブロックの符号化モードとしてインターマクロブロック符号化を選択し,かつ前記対応する2マクロブロック分のMPEG2符号化情報のうち下側マクロブロックのフレーム動きベクトルを,該フレームマクロブロックペア内の下側マクロブロックのH.264動きベクトルとして選択するステップとを有することを特徴とする。
また,本発明は,該対応する2マクロブロック分のMPEG2符号化情報のうち下側マクロブロックがイントラマクロブロック符号化を示し,かつ該MPEG2符号化情報の上側マクロブロックがインターマクロブロック符号化かつフレーム動き補償を示していた場合には,前記マクロブロックペアをフレームマクロブロックペアとしてH.264再符号化するにあたり,該フレームマクロブロックペア内の下側のマクロブロックの符号化モードとしてイントラマクロブロック符号化を選択するステップと,該フレームマクロブロックペア内の上側のマクロブロックの符号化モードとしてインターマクロブロック符号化を選択し,かつ前記対応する2マクロブロック分のMPEG2符号化情報のうち上側マクロブロックのフレーム動きベクトルを,該フレームマクロブロックペア内の上側マクロブロックのH.264動きベクトルとして選択するステップとを有することを特徴とする。
More specifically, the present invention relates to an MPEG2 bit stream encoded in accordance with the MPEG2 standard (ISO / IEC 13818-2), H.264, and H.264. When converting to a bit stream conforming to the H.264 standard (ITU-T H.264), the MPEG2 decoding unit, the MPEG2 encoded information extraction unit, and the H.264 standard 264 re-encoding unit, the MPEG2 decoding unit decoding the MPEG2 bitstream in accordance with the MPEG2 standard to generate an MPEG2 decoded image, and the MPEG2 encoded information extracting unit extracting the MPEG2 bit A step of extracting MPEG2 encoded information from the encoded bit string described in the stream, and the MPEG2 decoded image and the MPEG2 encoded information are converted into the H.264 format. H.264 re-encoding unit and referring to the MPEG2 encoding information, A re-encoding method in accordance with the H.264 standard, in particular, the H.264 standard, H.264 re-encoding unit converts the MPEG2 decoded image to H.264 format. When re-encoding according to the H.264 standard, if the coding structure of a picture in the MPEG2 coding information is described as a frame structure, the H.264 of the picture is described. The frame picture structure is selected as the picture coding structure at the time of H.264 re-encoding and H.264 re-encoding, and H.264 of the picture. When selecting an MBAFF (macroblock adaptive frame field coding) method for each macroblock pair at the time of H.264 re-encoding, MPEG2 encoding for two corresponding macroblocks at the same position in the picture as the macroblock pair A step of extracting information, and MPEG2 intra-macroblock / inter-macroblock coding selection information, field-frame discrete cosine transform selection information, and inter-macroblock among MPEG2 coding information of the corresponding two macroblocks Based on the field / frame motion compensation selection information written only when encoding is selected, either the frame macroblock pair or the field macroblock pair is selected as the re-encoding method of the macroblock pair. To select And characterized in that it has a and-up.
In particular, according to the present invention, when selecting the MBAFF system for each macroblock pair, none of the extracted MPEG2 encoding information for the corresponding two macroblocks shows field motion compensation, and either one is a frame. If motion compensation is indicated, a frame macroblock pair is selected as the MBAFF system for the macroblock pair, and H.264 is selected. H.264 re-encoding.
In the present invention, the upper macroblock of the MPEG2 coding information for the corresponding two macroblocks indicates intra macroblock coding, and the lower macroblock of the MPEG2 coding information is intermacroblock coding. If the frame motion compensation is indicated, the macroblock pair is set as a frame macroblock pair. H.264 When re-encoding, the step of selecting intra macroblock encoding as the encoding mode of the upper macroblock in the frame macroblock pair, and the encoding mode of the lower macroblock in the frame macroblock pair And the frame motion vector of the lower macroblock in the MPEG2 encoding information for the corresponding two macroblocks is set as the H. of the lower macroblock in the frame macroblock pair. And selecting as H.264 motion vectors.
In the present invention, the lower macroblock of the MPEG2 encoded information for the corresponding two macroblocks indicates intra macroblock encoding, and the upper macroblock of the MPEG2 encoded information indicates inter macroblock encoding and When frame motion compensation is indicated, the macroblock pair is set as a frame macroblock pair. H.264 When re-encoding, a step of selecting intra macroblock coding as a coding mode of a lower macroblock in the frame macroblock pair, and a coding mode of an upper macroblock in the frame macroblock pair Inter macroblock coding is selected, and the frame motion vector of the upper macroblock in the MPEG2 coding information for the corresponding two macroblocks is set as the H.M of the upper macroblock in the frame macroblock pair. And selecting as H.264 motion vectors.

以上の動画像再符号化方法を用いて,MPEG2規格(ISO/IEC 13818−2)に準拠して符号化されたMPEG2ビットストリームを,H.264規格(ITU−T H.264)に準拠したビットストリームに変換することにより,H.264再符号化時に動き探索を行う必要がなく,演算量を大きく削減することができる。また,本手法によりMPEG2ストリームより得られるH.264再符号化時に用いる各種水平16・垂直16画素ブロックの動きベクトルあるいは水平16・垂直8画素ブロックの動きベクトルの近傍の非常に狭い領域を再探索することにより,演算量をさほど大きく増大させることなく,画質を改善することができる。   An MPEG2 bit stream encoded in accordance with the MPEG2 standard (ISO / IEC 13818-2) using the above moving image re-encoding method is converted into an H.264 format. The H.264 standard (ITU-T H.264) is converted into a bit stream that is compliant with the H.264 standard. It is not necessary to perform motion search at the time of H.264 re-encoding, and the amount of calculation can be greatly reduced. In addition, H.264 obtained from the MPEG2 stream by this method. By re-searching a very narrow area in the vicinity of the motion vectors of various horizontal 16 / vertical 16 pixel blocks or the motion vectors of horizontal 16 / vertical 8 pixel blocks used in H.264 re-encoding, the calculation amount is greatly increased. The image quality can be improved.

以上説明したように,本発明によりMPEG2符号化情報に基づいてマクロブロックペアタイプ・動きベクトルなどのH.264再符号化情報を選択することにより,H.264再符号化に要する演算量を低減することが可能となる。また,近傍の極狭い領域を再探索することにより,若干の演算量の増加により,画質のさらなる改善も可能となる。   As described above, according to the present invention, the macroblock pair type, motion vector, etc., based on the MPEG2 encoded information. By selecting H.264 re-encoding information, The amount of computation required for H.264 re-encoding can be reduced. Further, by re-searching a very narrow area in the vicinity, the image quality can be further improved by slightly increasing the amount of calculation.

以下,本発明の実施例を説明する。図1に,本発明に係る動画像再符号化装置の構成例を示す。動画像再符号化装置10は,MPEG2復号部11,MPEG2符号化情報抽出部12,H.264再符号化部13を備える。H.264再符号化部13には,MPEG2符号化情報解釈部14およびH.264符号化部15が備えられている。   Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a configuration example of a moving image re-encoding device according to the present invention. The moving image re-encoding device 10 includes an MPEG2 decoding unit 11, an MPEG2 encoded information extraction unit 12, H.264, and the like. The H.264 re-encoding unit 13 is provided. H. H.264 re-encoding unit 13 includes MPEG2 encoded information interpretation unit 14 and H.264 re-encoding unit 13. An H.264 encoding unit 15 is provided.

MPEG2規格に準拠して符号化されたMPEG2入力ストリームは,MPEG2復号部11に入力され,MPEG2規格に準拠して復号され,MPEG2復号部11からMPEG2復号画像が出力される。このMPEG2入力ストリームは,MPEG2符号化情報抽出部12にも併せて入力され,MPEG2符号化情報抽出部12によりMPEG2符号化情報が抽出される。MPEG2符号化情報としては,具体的には下記の情報が抽出される。なお,以下ではマクロブロックをMBと略記することもある。
(1)ピクチャ符号化構造
(2)各ピクチャのピクチャタイプ
(3)各マクロブロックのマクロブロックタイプ(イントラMB・インターMBの選択情報)
(4)各マクロブロックのDCTタイプ(フィールドDCT・フレームDCTの選択情報)
(5)各マクロブロックのMCタイプ(フィールド・フレーム動き補償選択情報)
(6)各マクロブロックの動きベクトル
抽出されたMPEG2符号化情報は,MPEG2符号化情報解釈部14に入力される。MPEG2符号化情報解釈部14では,MPEG2符号化情報に示される4種の符号化情報をもとに,H.264符号化で用いる下記の4つのH.264再符号化情報が算出される。
(1)各ピクチャのピクチャタイプ
(2)マクロブロックペアのフィールド・フレームペアタイプ
(3)マクロブロックペア内の各マクロブロックの予測ブロックサイズ
(4)マクロブロックペア内の各マクロブロック内の各予測ブロックの動きベクトル
図2に,MPEG2符号化情報解釈部14におけるH.264再符号化情報の算出方法の流れを示す。MPEG2符号化情報解釈部14に入力されたMPEG2符号化情報内のピクチャ符号化構造がフレーム構造を有しているかどうかをフレーム構造判定部141にて判定する。MPEG2入力ストリームにフレーム構造を表すフラグが示されてなく,フレーム構造判定部141にてフレーム構造ではないと判定された場合には,MPEG2/H.264符号化情報変換部142の動作については本発明では規定しない。これは,本発明は入力されたMPEG2ストリームがフレーム構造を有している場合にだけ適用されるからであり,以下の説明では,MPEG2ストリームがフレーム構造を有している場合だけを述べる。MPEG2符号化情報解釈部14に入力されたMPEG2符号化情報内のピクチャタイプは,そのままH.264再符号化情報のピクチャタイプとして出力される。
An MPEG2 input stream encoded in accordance with the MPEG2 standard is input to the MPEG2 decoding unit 11 and decoded in accordance with the MPEG2 standard, and an MPEG2 decoded image is output from the MPEG2 decoding unit 11. This MPEG2 input stream is also input to the MPEG2 encoded information extracting unit 12, and the MPEG2 encoded information is extracted by the MPEG2 encoded information extracting unit 12. Specifically, the following information is extracted as the MPEG2 encoded information. Hereinafter, the macroblock may be abbreviated as MB.
(1) Picture coding structure (2) Picture type of each picture (3) Macroblock type of each macroblock (intra MB / inter MB selection information)
(4) DCT type of each macroblock (field DCT / frame DCT selection information)
(5) MC type of each macroblock (field / frame motion compensation selection information)
(6) Motion vector of each macroblock The extracted MPEG2 encoded information is input to the MPEG2 encoded information interpretation unit 14. The MPEG2 encoded information interpretation unit 14 uses the four types of encoded information shown in the MPEG2 encoded information to generate H.264 encoding information. The following four H.264 codes used in H.264 encoding: H.264 re-encoding information is calculated.
(1) Picture type of each picture (2) Field / frame pair type of macroblock pair (3) Predicted block size of each macroblock within macroblock pair (4) Prediction within each macroblock within macroblock pair Block Motion Vector FIG. 2 shows H.264 in the MPEG2 encoded information interpretation unit 14. The flow of the calculation method of H.264 re-encoding information is shown. The frame structure determination unit 141 determines whether the picture coding structure in the MPEG2 coding information input to the MPEG2 coding information interpretation unit 14 has a frame structure. If the flag indicating the frame structure is not shown in the MPEG2 input stream and the frame structure determination unit 141 determines that the frame structure is not the frame structure, the MPEG2 / H. The operation of the H.264 encoded information conversion unit 142 is not defined in the present invention. This is because the present invention is applied only when the input MPEG2 stream has a frame structure. In the following description, only the case where the MPEG2 stream has a frame structure will be described. The picture type in the MPEG2 encoded information input to the MPEG2 encoded information interpretation unit 14 is the same as the H.264 standard. It is output as a picture type of H.264 re-encoding information.

MPEG2符号化情報解釈部14に入力されたMPEG2符号化情報内のマクロブロックタイプ,DCTタイプ,MCタイプ,動きベクトルは,図3に示す処理フローに従い,H.264再符号化情報に変換される。   The macroblock type, DCT type, MC type, and motion vector in the MPEG2 encoded information input to the MPEG2 encoded information interpretation unit 14 are in accordance with the processing flow shown in FIG. H.264 re-encoded information.

なお,各フローをb−1〜b−6のパターンに分類し,整理したものを図4に示す。図4中の各正方形で示す2つのマクロブロックは対応する2マクロブロック分のMPEG2符号化情報を示す。図4の各パターン(b−1〜b−6)ごとに,選択されるマクロブロックペアのタイプ(フィールドあるいはフレーム)およびインターマクロブロックの場合にはその動きベクトルについて,以下にその詳細を示す。なお,以下の説明における項目〔Axx〕はH.264再符号化におけるマクロブロックペア,〔Bxxx〕または〔Bxx〕はH.264再符号化における各予測ブロックの動きベクトルの抽出方法の説明である。   In addition, FIG. 4 shows an arrangement in which each flow is classified into b-1 to b-6 patterns. Two macroblocks indicated by squares in FIG. 4 indicate MPEG2 encoding information for two corresponding macroblocks. For each pattern (b-1 to b-6) in FIG. 4, the type (field or frame) of the selected macroblock pair and the motion vector in the case of an inter macroblock will be described in detail below. The item [Axx] in the following description is H.264. In the H.264 re-encoding, a macroblock pair, [Bxxx] or [Bxx] is H.264. 2 is a method for extracting a motion vector of each prediction block in H.264 re-encoding.

[b−1のパターン]
〔A11〕フィールドマクロブロックペアのトップフィールドMB。
〔B111〕MPEG2符号化情報内の対応する2マクロブロックの上側MBのトップフィールドベクトル(なければフレームベクトル)を,H.264のフィールドマクロブロックペア内のトップフィールドマクロブロックペアの上側水平16画素垂直8画素の予測ブロックのH.264動きベクトルとして選択。 〔B112〕MPEG2符号化情報内の対応する2マクロブロックの下側MBのトップフィールドベクトル(なければフレームベクトル)を,H.264のフィールドマクロブロックペア内のトップフィールドマクロブロックペアの下側水平16画素垂直8画素の予測ブロックのH.264動きベクトルとして選択。
〔A12〕フィールドマクロブロックペアのボトムフィールドMB。
〔B121〕MPEG2符号化情報内の対応する2マクロブロックの上側MBのボトムフィールドベクトル(なければフレームベクトル)を,H.264のフィールドマクロブロックペア内のボトムフィールドマクロブロックペアの上側水平16画素垂直8画素の予測ブロックのH.264動きベクトルとして選択。 〔B122〕MPEG2符号化情報内の対応する2マクロブロックの下側MBのボトムフィールドベクトル(なければフレームベクトル)を,H.264のフィールドマクロブロックペア内のボトムフィールドマクロブロックペアの下側水平16画素垂直8画素の予測ブロックのH.264動きベクトルとして選択。
[B-1 pattern]
[A11] Top field MB of field macroblock pair.
[B111] The top field vector (or frame vector if not present) of the upper MB of the corresponding two macroblocks in the MPEG2 encoded information H.264 of the upper horizontal 16-pixel vertical 8-pixel prediction block of the top field macroblock pair in the H.264 field macroblock pair. Select as H.264 motion vector. [B112] The top field vector (or frame vector if not) of the lower MB of the corresponding two macroblocks in the MPEG2 encoded information is set to H.264. H.264 of the lower horizontal 16 pixel vertical 8 pixel prediction block in the top field macroblock pair in the H.264 field macroblock pair. Select as H.264 motion vector.
[A12] The bottom field MB of the field macroblock pair.
[B121] The bottom field vector (or frame vector if not present) of the upper MB of the corresponding two macroblocks in the MPEG2 encoded information H.264 of the upper horizontal 16-pixel vertical 8-pixel prediction block of the bottom field macroblock pair in the H.264 field macroblock pair. Select as H.264 motion vector. [B122] The bottom field vector (or frame vector if not present) of the lower MB of the corresponding two macroblocks in the MPEG2 encoded information H.264 of the lower horizontal 16 pixel vertical 8 pixel prediction block in the bottom field macroblock pair in the H.264 field macroblock pair. Select as H.264 motion vector.

[b−2のパターン]
〔A21〕フィールドマクロブロックペアのトップフィールドMB。
〔B21〕MPEG2符号化情報内の対応する2マクロブロックのうち,フィールド予測されているMBのトップフィールドベクトルを,H.264のフィールドマクロブロックペア内のトップフィールドマクロブロックペア(16×16)のH.264動きベクトルとして選択。
〔A22〕フィールドマクロブロックペアのボトムフィールドMB。
〔B22〕MPEG2符号化情報内の対応する2マクロブロックのうち,フィールド予測されているMBのボトムフィールドベクトルを,H.264のフィールドマクロブロックペア内のボトムフィールドマクロブロックペア(16×16)のH.264動きベクトルとして選択。
[B-2 pattern]
[A21] Top field MB of field macroblock pair.
[B21] Among the two corresponding macroblocks in the MPEG2 encoded information, the top field vector of the field-predicted MB is defined as H.264. H.264 of the top field macroblock pair (16 × 16) in the H.264 field macroblock pair. Select as H.264 motion vector.
[A22] Bottom field MB of field macroblock pair.
[B22] Of the two corresponding macroblocks in the MPEG2 encoded information, the bottom field vector of the field-predicted MB is defined as H.264. H.264 of bottom field macroblock pairs (16 × 16) in H.264 field macroblock pairs. Select as H.264 motion vector.

[b−3のパターン]
〔A31〕フレームマクロブロックペアの上側MB。
〔B31〕MPEG2符号化情報内の対応する2マクロブロックのうち,上側マクロブロックのフレーム動きベクトルを,H.264のフレームマクロブロックペア内の上側マクロブロックのH.264動きベクトルとして選択。
〔A32〕フレームマクロブロックペアの下側MB。
〔B32〕MPEG2符号化情報内の対応する2マクロブロックのうち,下側マクロブロックのフレーム動きベクトルを,H.264のフレームマクロブロックペア内の下側マクロブロックのH.264動きベクトルとして選択。
[Pattern b-3]
[A31] Upper MB of frame macroblock pair.
[B31] Of the two corresponding macroblocks in the MPEG2 encoded information, the frame motion vector of the upper macroblock is set to H.264. H.264 of the upper macroblock in the H.264 frame macroblock pair. Select as H.264 motion vector.
[A32] Lower MB of frame macroblock pair.
[B32] Of the two corresponding macroblocks in the MPEG2 encoded information, the frame motion vector of the lower macroblock is set to H.264. H.264 of the lower macroblock in the H.264 frame macroblock pair. Select as H.264 motion vector.

[b−4のパターン]
〔A41〕フレームマクロブロックペアの上側MB。
〔B41〕MPEG2符号化情報内の対応する2マクロブロックのうち,上側マクロブロックがフレーム動き補償であれば,H.264でもインターMBを選択し,該フレーム動き補償用の動きベクトルをH.264動きベクトルとして選択する。フレーム動き補償ではなく,イントラMBの場合には,H.264でもイントラMBを選択する。
〔A42〕フレームマクロブロックペアの下側MB。
〔B42〕MPEG2符号化情報内の対応する2マクロブロックのうち,下側マクロブロックがフレーム動き補償であれば,H.264でもインターMBを選択し,該フレーム動き補償用の動きベクトルをH.264動きベクトルとして選択する。フレーム動き補償ではなく,イントラMBの場合には,H.264でもイントラMBを選択する。
[Pattern b-4]
[A41] Upper MB of frame macroblock pair.
[B41] Of the two corresponding macroblocks in the MPEG2 encoded information, if the upper macroblock is frame motion compensation, the H.264 also selects inter MB, and uses the motion vector for frame motion compensation as H.264. Select as H.264 motion vector. In the case of intra MB instead of frame motion compensation, H.264 is used. H.264 also selects intra MB.
[A42] Lower MB of frame macroblock pair.
[B42] Of the two corresponding macroblocks in the MPEG2 encoded information, if the lower macroblock is frame motion compensation, the H.264 also selects inter MB, and uses the motion vector for frame motion compensation as H.264. Select as H.264 motion vector. In the case of intra MB instead of frame motion compensation, H.264 is used. H.264 also selects intra MB.

図3に示すマクロブロックペアタイプ・マクロブロックタイプ・予測ブロックタイプ抽出フローに従って,これらの抽出処理を説明する。   These extraction processes will be described according to the macroblock pair type / macroblock type / predicted block type extraction flow shown in FIG.

まず,対応する2マクロブロック分のMPEG2符号化情報において,少なくても一方がフィールド動き補償を示し,かついずれもインターMB符号化が選択された場合(これを要約すると図4におけるb−1の組み合わせを表すことになる),該当するマクロブロックペアは,フィールドマクロブロックペアが選択され,マクロブロックペア内の2マクロブロックは,いずれもインターMB符号化が選択され,水平16画素垂直8画素の予測ブロックタイプが選択される。マクロブロックペア内の4つの水平16画素垂直8画素の予測ブロックについて,前記2マクロブロック分のMPEG2符号化情報をもとに,前述した[b−1のパターン]の抽出方法に従って,動きベクトルを選択する。   First, in the case of MPEG2 encoding information for two corresponding macroblocks, at least one of them indicates field motion compensation and both are selected for inter MB encoding (summarizing this, b-1 in FIG. The field macroblock pair is selected as the corresponding macroblock pair, and the two macroblocks in the macroblock pair are all selected as inter MB coding, and the horizontal 16 pixels and the vertical 8 pixels. A prediction block type is selected. For the four horizontal 16-pixel vertical 8-pixel prediction blocks in the macroblock pair, based on the MPEG2 encoding information for the two macroblocks, the motion vector is calculated according to the extraction method of [b-1 pattern] described above. select.

同様に,対応する2マクロブロック分のMPEG2符号化情報において,少なくても一方がフィールド動き補償を示し,いずれか一方がイントラMBである場合(これを要約すると図4におけるb−2の組み合わせを表すことになる)には,該当するマクロブロックペアはフィールドマクロブロックペアが選択され,マクロブロックペア内の2マクロブロックはいずれもインターMB符号化が選択され,水平16画素垂直16画素の予測ブロックタイプが選択される。マクロブロックペア内の2つのマクロブロックについて,前記2マクロブロック分のMPEG2符号化情報をもとに,前述した[b−2のパターン]の抽出方法に従って,動きベクトルを選択する。   Similarly, in the MPEG2 encoding information for two corresponding macroblocks, at least one indicates field motion compensation and one of them is an intra MB (in summary, the combination of b-2 in FIG. The field macroblock pair is selected as the corresponding macroblock pair, the inter-MB coding is selected for both of the two macroblocks in the macroblock pair, and a prediction block of 16 horizontal pixels and 16 vertical pixels is selected. A type is selected. For two macroblocks in a macroblock pair, a motion vector is selected according to the extraction method of [b-2 pattern] described above based on the MPEG2 encoding information for the two macroblocks.

同様に,いずれもフィールド動き補償を示していなく,両方ともインターMBかつフレーム動き補償の場合(これを要約すると図4におけるb−3の組み合わせを表すことになる)には,該当するマクロブロックペアはフレームマクロブロックペアが選択され,マクロブロックペア内の2マクロブロックはいずれもインターMB符号化が選択され,水平16画素垂直16画素の予測ブロックタイプが選択される。マクロブロックペア内の2つのマクロブロックについて,前記2マクロブロック分のMPEG2符号化情報をもとに,前述した[b−3のパターン]の抽出方法に従って,動きベクトルを選択する。   Similarly, neither field motion compensation is shown, and both are inter MB and frame motion compensation (summarizing this will represent the combination of b-3 in FIG. 4), the corresponding macroblock pair A frame macroblock pair is selected, inter-MB coding is selected for both of the two macroblocks in the macroblock pair, and a prediction block type of 16 horizontal pixels and 16 vertical pixels is selected. For two macroblocks in a macroblock pair, a motion vector is selected according to the extraction method of [b-3 pattern] described above based on the MPEG2 encoding information for the two macroblocks.

同様に,いずれもフィールド動き補償を示していなく,少なくても一方がインターMBでかつフレーム動き補償の場合で,他方がイントラマクロブロックの場合(これを要約すると図4におけるb−4の組み合わせを表すことになる)には,該当するマクロブロックペアはフレームマクロブロックペアが選択され,マクロブロックペア内の2マクロブロックは一方はインターMB符号化が,他方はイントラMB符号化が選択され,水平16画素垂直16画素の予測ブロックタイプが選択される。マクロブロックペア内の2つのマクロブロックについて,前記2マクロブロック分のMPEG2符号化情報をもとに,前述した[b−4のパターン]の抽出方法に従って,動きベクトルを選択するか,あるいはイントラMBを選択する。   Similarly, none of them shows field motion compensation, and at least one is inter MB and frame motion compensation, and the other is an intra macroblock (summarizing this, the combination of b-4 in FIG. The corresponding macroblock pair is selected as a frame macroblock pair, two macroblocks in the macroblock pair are selected as inter MB coding, and as the other is intra MB coding, A prediction block type of 16 pixels vertical 16 pixels is selected. For two macroblocks in a macroblock pair, a motion vector is selected or intra MB according to the extraction method of [b-4 pattern] described above based on the MPEG2 encoding information for the two macroblocks. Select.

同様に,いずれもイントラMBかついずれか一方はフィールド離散コサイン変換(DCT)の場合(これを要約すると図4におけるb−5の組み合わせを表すことになる)には,該当するマクロブロックペアはフィールドマクロブロックペアが選択される。   Similarly, in the case where both are intra MBs and one of them is a field discrete cosine transform (DCT) (summarizing this, it represents the combination of b-5 in FIG. 4), the corresponding macroblock pair is a field. A macroblock pair is selected.

同様に,いずれもイントラMBかついずれもフレーム離散コサイン変換(DCT)の場合(これを要約すると図4におけるb−6の組み合わせを表すことになる)は,該当するマクロブロックペアはフレームマクロブロックペアが選択される。   Similarly, in the case of both intra MBs and frame discrete cosine transform (DCT) (summarizing this, the combination of b-6 in FIG. 4 is represented), the corresponding macroblock pair is the frame macroblock pair. Is selected.

MPEG2復号画像およびH.264再符号化情報は,H.264符号化部15に入力される。H.264符号化部15では,MPEG2復号画像を符号化対象の入力映像信号とし,H.264再符号化情報に示される各種符号化情報については,H.264符号化部15の中で再算出することなく,H.264再符号化情報に示される各種符号化情報をそのまま用いることで,H.264符号化に要する演算量を削減すると同時に,画質の低下を抑えることが可能となる。   MPEG2 decoded image and H.264 H.264 re-encoding information is H.264. It is input to the H.264 encoding unit 15. H. The H.264 encoding unit 15 uses the MPEG2 decoded image as an input video signal to be encoded. For various types of encoded information shown in the H.264 re-encoded information, see H.264. Without recalculation in the H.264 encoding unit 15. H.264 re-encoded information is used as it is, and the H.264 re-encoded information is used as it is. It is possible to reduce the amount of computation required for H.264 encoding and at the same time suppress the deterioration in image quality.

以上の動画像再符号化方法によって,MPEG2入力ストリームから得られた符号化情報から,H.264再符号化時のフィールド・フレームマクロブロックペアのタイプ,マクロブロックペア内の各マクロブロックのマクロブロックタイプ・予測ブロックサイズ・予測ブロックの動きベクトルについて,再探索することなく,算出することが可能となる。   From the encoded information obtained from the MPEG2 input stream by the above moving image re-encoding method, It is possible to calculate the field / frame macroblock pair type at the time of H.264 re-encoding, the macroblock type / predicted block size / motion vector of the predicted block of each macroblock in the macroblock pair without re-searching. It becomes.

また,次に説明する動画像再符号化方法は,算出された予測ブロックの動きベクトルの近傍の画素を再探索することにより,従来手法による単純な再符号化時のように広い探索範囲を探索することなく,上記近傍探索のみの追加の演算量で画質を改善させる方法である。   Also, the moving image re-encoding method described below searches a wide search range as in the case of simple re-encoding by the conventional method by re-searching the pixels near the motion vector of the calculated prediction block. Without this, the image quality is improved with an additional amount of computation only for the neighborhood search.

図5に,本発明に係る他の動画像再符号化装置の構成例を示す。図5の動画像再符号化装置20におけるMPEG2復号部21,MPEG2符号化情報抽出部22,MPEG2符号化情報解釈部24,H.264符号化部25は,それぞれ図1に示す動画像再符号化装置10における同名称のブロックと同様の機能を持つ。図5の動画像再符号化装置20では,H.264再符号化部23内に近傍探索部26を有する点が,図1に示す動画像再符号化装置10と異なる。   FIG. 5 shows a configuration example of another moving image re-encoding device according to the present invention. MPEG2 decoding unit 21, MPEG2 encoded information extraction unit 22, MPEG2 encoded information interpretation unit 24, H.264 in the moving image re-encoding device 20 of FIG. The H.264 encoding unit 25 has the same function as the block of the same name in the moving image re-encoding device 10 shown in FIG. In the moving image re-encoding device 20 of FIG. The H.264 re-encoding unit 23 is different from the moving image re-encoding device 10 shown in FIG.

MPEG2規格に準拠して符号化されたMPEG2入力ストリームが,MPEG2復号部21に入力され,MPEG2規格に準拠して復号され,MPEG2復号部21からMPEG2復号画像が出力される。このMPEG2入力ストリームは,MPEG2符号化情報抽出部22にも併せて入力され,MPEG2符号化情報が抽出され,MPEG2符号化情報解釈部24に入力される。これらの処理は,前述した図1の動画像再符号化装置10の処理と同様である。また,MPEG2符号化情報解釈部24にて,MPEG2符号化情報をもとに各種H.264再符号化情報を求める手法についても同じく先に述べた例と同等である。   An MPEG2 input stream encoded according to the MPEG2 standard is input to the MPEG2 decoding unit 21 and decoded according to the MPEG2 standard, and an MPEG2 decoded image is output from the MPEG2 decoding unit 21. This MPEG2 input stream is also input to the MPEG2 encoded information extraction unit 22, and MPEG2 encoded information is extracted and input to the MPEG2 encoded information interpretation unit 24. These processes are the same as the processes of the moving picture re-encoding device 10 of FIG. Further, the MPEG2 encoded information interpretation unit 24 performs various H.264 encoding based on the MPEG2 encoded information. The method for obtaining the H.264 re-encoding information is also equivalent to the example described above.

本実施例の場合,MPEG2符号化情報解釈部24で得られた各予測ブロックの動きベクトルは,近傍探索部26に入力される。近傍探索部26では,併せてMPEG2復号部21から入力されるMPEG2復号画像を参照画像とし,各予測ブロックの動きベクトルの指し示す参照画像内の画像位置の近傍数画素の再探索を行う。再探索する近傍画素範囲は,H.264再符号化部23の演算性能,すなわち実行可能な単位時間当りの演算量に応じて決定すればよい。一般的には整数画素精度で1画素から4画素程度としてよく,それに加えH.264符号化に特有の半画素精度,四分の一画素精度の再探索を行ってもよい。   In this embodiment, the motion vector of each prediction block obtained by the MPEG2 encoded information interpretation unit 24 is input to the neighborhood search unit 26. The neighborhood search unit 26 uses the MPEG2 decoded image input from the MPEG2 decoding unit 21 as a reference image, and re-searches the number of neighborhood pixels of the image position in the reference image indicated by the motion vector of each prediction block. The neighborhood pixel range to be searched again is H.264. It may be determined according to the calculation performance of the H.264 re-encoding unit 23, that is, the calculation amount per unit time that can be executed. In general, it may be about 1 to 4 pixels with integer pixel accuracy. A re-search with half-pixel accuracy and quarter-pixel accuracy peculiar to H.264 encoding may be performed.

近傍探索部26にて得られた近傍再探索後動きベクトルは,H.264符号化部25に入力され,該近傍再探索後動きベクトルをH.264再符号化における動きベクトルとしてH.264再符号化を行う。MPEG2符号化情報解釈部24からH.264符号化部25に出力されるH.264再符号化情報については,各予測ブロックごとの動きベクトルについては利用せず,一方,H.264再符号化情報に含まれる他の情報,具体的には各ピクチャのピクチャタイプ,マクロブロックペアのフィールド・フレームペアタイプ情報,マクロブロックペア内の各マクロブロックの予測ブロックサイズについては,H.264符号化部25の中で再算出することなく,そのまま再符号化に利用することで,H.264符号化に要する演算量を削減すると同時に,画質の低下を抑えることが可能となる。   The motion vector after the neighborhood re-search obtained by the neighborhood search unit 26 is H.264. H.264 encoding unit 25, the motion vector after the neighborhood re-search is obtained as H.264. H.264 as a motion vector in H.264 re-encoding. H.264 re-encoding is performed. The MPEG2 encoded information interpretation unit 24 sends the H.264 information. H.264 encoding unit 25 outputs H.264. For H.264 re-encoding information, the motion vector for each prediction block is not used. Other information included in the H.264 re-encoding information, specifically, the picture type of each picture, the field / frame pair type information of the macroblock pair, and the predicted block size of each macroblock in the macroblock pair are described in H.264. H.264 encoding unit 25 does not recalculate and uses it for re-encoding as it is. It is possible to reduce the amount of computation required for H.264 encoding and at the same time suppress the deterioration in image quality.

以上の動画像再符号化の処理は,ハードウェアやファームウェアに限らず,コンピュータとソフトウェアプログラムとによっても実現することができ,そのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも,ネットワークを通して提供することも可能である。   The above moving image re-encoding process can be realized not only by hardware and firmware but also by a computer and a software program, and the program can be recorded on a computer-readable recording medium and provided. It can also be provided through a network.

本発明に係る動画像再符号化装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the moving image re-encoding apparatus which concerns on this invention. MPEG2符号化情報解釈部の概略図である。It is the schematic of an MPEG2 encoding information interpretation part. MBペアタイプ・マクロブロックタイプ・予測ブロックタイプ抽出フローチャートである。It is MB pair type, macroblock type, and prediction block type extraction flowchart. MBペアタイプ・マクロブロックタイプ・予測ブロックタイプ抽出の説明図である。It is explanatory drawing of MB pair type, macroblock type, and prediction block type extraction. 本発明に係る他の動画像再符号化装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the other moving image re-encoding apparatus which concerns on this invention. 従来のMPEG2ストリーム入力・MPEG2ストリーム出力を行う動画像再符号化装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the moving image re-encoding apparatus which performs the conventional MPEG2 stream input and MPEG2 stream output. 従来のMPEG2ストリーム入力・H.264ストリーム出力を行う動画像再符号化装置の例を示す図である。Conventional MPEG2 stream input. 1 is a diagram illustrating an example of a moving image re-encoding device that performs H.264 stream output.

符号の説明Explanation of symbols

10,20 動画像再符号化装置
11,21 MPEG復号部
12,22 MPEG2符号化情報抽出部
13,23 H.264再符号化部
14,24 MPEG2符号化情報解釈部
15,25 H.263符号化部
26 近傍探索部
10, 20 Moving picture re-encoding device 11, 21 MPEG decoding unit 12, 22 MPEG2 encoded information extraction unit 13, 23 H.264 re-encoding unit 14, 24 MPEG2 encoded information interpretation unit 15, 25 263 encoding unit 26 neighborhood searching unit

Claims (3)

インタレース映像信号のフレーム符号化の際にフィールド・フレーム動き補償の選択処理を行う単位がマクロブロックであり,動き補償を行う矩形ブロックのサイズが固定である符号化規格である第1規格に準拠して符号化された入力ビットストリームを復号して第1規格復号画像を生成する第1規格復号部と,
前記入力ビットストリームに記述された符号化ビット列から第1規格符号化情報を抽出する第1規格符号化情報抽出部と,
前記第1規格復号画像および前記第1規格符号化情報を入力し,該第1規格符号化情報を参照しつつ,該第1規格復号画像を,インタレース映像信号のフレーム符号化の際にフィールド・フレーム動き補償の選択処理を行う単位がマクロブロックペアであり,動き補償を行う矩形ブロックのサイズが可変である符号化規格である第2規格に準拠して再符号化する第2規格再符号化部とを具備し,
第1規格の入力ビットストリームを第2規格に準拠したビットストリームに変換する動画像再符号化方法であって,
前記第2規格再符号化部にて前記第1規格復号画像を第2規格に準拠して再符号化するにあたり,前記第1規格符号化情報の中のあるピクチャの符号化構造がフレーム構造と記載されていた場合には,該ピクチャの第2規格再符号化時のピクチャ符号化構造としてフレームピクチャ構造を選択して第2規格に準拠した再符号化を行うステップと,
該ピクチャの第2規格再符号化時に,各マクロブロックペアのマクロブロック適応フレームフィールド符号化(以下,MBAFFと記す)方式を選択するにあたり,
該マクロブロックペアと同一のピクチャ内位置にある,対応する2マクロブロック分の第1規格符号化情報を抽出するステップと,
該対応する2マクロブロック分の第1規格符号化情報のうち,第1規格イントラマクロブロック・インターマクロブロック符号化の選択情報,フィールド・フレーム離散コサイン変換の選択情報,およびインターマクロブロック符号化が選択された場合のみに記されたフィールド・フレーム動き補償の選択情報をもとに,前記マクロブロックペアの再符号化方法として,フレームマクロブロックペアあるいはフィールドマクロブロックペアのいずれか一方を選択するステップとを有し,
前記各マクロブロックペアのMBAFF方式を選択するにあたり,
抽出された対応する2マクロブロック分の第1規格符号化情報において,いずれもフィールド動き補償を示してなく,かついずれか一方がフレーム動き補償を示していた場合には,該マクロブロックペアのMBAFF方式としてフレームマクロブロックペアを選択して第2規格に準拠した再符号化を行い,
かつ,前記対応する2マクロブロック分の第1規格符号化情報のうち上側または下側の一方のマクロブロックがイントラマクロブロック符号化を示し,かつ該第1規格符号化情報のうち上側または下側の他方のマクロブロックがインターマクロブロック符号化かつフレーム動き補償を示していた場合には,
前記マクロブロックペアをフレームマクロブロックペアとして第2規格に準拠して再符号化するにあたり,
該フレームマクロブロックペア内の前記一方の側のマクロブロックの符号化モードとしてイントラマクロブロック符号化を選択するステップと,
該フレームマクロブロックペア内の前記他方の側のマクロブロックの符号化モードとしてインターマクロブロック符号化を選択し,かつ前記対応する2マクロブロック分の第1規格符号化情報のうち前記他方の側のマクロブロックのフレーム動きベクトルを,該フレームマクロブロックペア内の前記他方の側のマクロブロックの第2規格動きベクトルとして選択するステップとを有する
ことを特徴とする動画像再符号化方法。
Conforms to the first standard, which is a coding block in which the unit for performing field / frame motion compensation selection processing is a macroblock and the size of a rectangular block for motion compensation is fixed when interlaced video signals are encoded. A first standard decoding unit that decodes the encoded input bitstream to generate a first standard decoded image;
A first standard encoded information extracting unit that extracts first standard encoded information from an encoded bit string described in the input bit stream;
The first standard decoded image and the first standard encoded information are input, and the first standard decoded image is subjected to field encoding when interlaced video signals are frame-coded while referring to the first standard encoded information. The second standard re-encoding re-encoding in accordance with the second standard which is a coding standard in which the unit for performing the frame motion compensation selection process is a macro block pair and the size of the rectangular block for motion compensation is variable And
A moving image re-encoding method for converting an input bit stream of a first standard into a bit stream compliant with a second standard,
When the second standard re-encoding unit re-encodes the first standard decoded image according to the second standard, a coding structure of a picture in the first standard encoded information is a frame structure. If so, the step of selecting a frame picture structure as a picture coding structure at the time of the second standard re-encoding of the picture and performing re-encoding according to the second standard;
When selecting a macroblock adaptive frame field coding (hereinafter referred to as MBAFF) method for each macroblock pair during the second standard re-encoding of the picture,
Extracting first standard coding information for two corresponding macroblocks at the same position in the picture as the macroblock pair;
Among the first standard coding information for the corresponding two macroblocks, selection information for first standard intra macroblock / intermacroblock coding, selection information for field / frame discrete cosine transform, and intermacroblock coding A step of selecting either a frame macroblock pair or a field macroblock pair as a re-encoding method of the macroblock pair based on selection information of field / frame motion compensation written only when it is selected It has a door,
In selecting the MBAFF method for each macroblock pair,
In the extracted first standard encoded information for two corresponding macroblocks, if neither indicates field motion compensation and one indicates frame motion compensation, the MBAFF of the macroblock pair Select a frame macroblock pair as the method and perform re-encoding in accordance with the second standard.
In addition, one of the upper and lower macroblocks of the first standard encoded information for the corresponding two macroblocks indicates intra macroblock encoding, and the upper or lower side of the first standard encoded information. If the other macroblock of is indicating inter-macroblock coding and frame motion compensation,
In re-encoding the macroblock pair as a frame macroblock pair according to the second standard,
Selecting intra macroblock encoding as the encoding mode of the one-side macroblock in the frame macroblock pair;
Inter macroblock coding is selected as the coding mode of the other macroblock in the frame macroblock pair, and the other side of the first standard coding information for the corresponding two macroblocks is selected. Selecting a frame motion vector of the macroblock as a second standard motion vector of the other macroblock in the frame macroblock pair .
インタレース映像信号のフレーム符号化の際にフィールド・フレーム動き補償の選択処理を行う単位がマクロブロックであり,動き補償を行う矩形ブロックのサイズが固定である符号化規格である第1規格に準拠して符号化された入力ビットストリームを復号して第1規格復号画像を生成する第1規格復号部と,
前記入力ビットストリームに記述された符号化ビット列から第1規格符号化情報を抽出する第1規格符号化情報抽出部と,
前記第1規格復号画像および前記第1規格符号化情報を入力し,該第1規格符号化情報を参照しつつ,該第1規格復号画像を,インタレース映像信号のフレーム符号化の際にフィールド・フレーム動き補償の選択処理を行う単位がマクロブロックペアであり,動き補償を行う矩形ブロックのサイズが可変である符号化規格である第2規格に準拠して再符号化する第2規格再符号化部とを具備し,
第1規格の入力ビットストリームを第2規格に準拠したビットストリームに変換する動画像再符号化装置であって,
前記第2規格再符号化部は,
前記第1規格復号画像を第2規格に準拠して再符号化するにあたり,前記第1規格符号化情報の中のあるピクチャの符号化構造がフレーム構造と記載されていた場合には,該ピクチャの第2規格再符号化時のピクチャ符号化構造としてフレームピクチャ構造を選択して第2規格に準拠した再符号化を行う手段と,
該ピクチャの第2規格再符号化時に,各マクロブロックペアのMBAFF方式を選択するにあたり,
該マクロブロックペアと同一のピクチャ内位置にある,対応する2マクロブロック分の第1規格符号化情報を抽出する手段と,
該対応する2マクロブロック分の第1規格符号化情報のうち,第1規格イントラマクロブロック・インターマクロブロック符号化の選択情報,フィールド・フレーム離散コサイン変換の選択情報,およびインターマクロブロック符号化が選択された場合のみに記されたフィールド・フレーム動き補償の選択情報をもとに,前記マクロブロックペアの再符号化方法として,フレームマクロブロックペアあるいはフィールドマクロブロックペアのいずれか一方を選択する手段とを具備し,
前記第2規格再符号化部は,
前記各マクロブロックペアのMBAFF方式を選択するにあたり,
抽出された対応する2マクロブロック分の第1規格符号化情報において,いずれもフィールド動き補償を示してなく,かついずれか一方がフレーム動き補償を示していた場合には,該マクロブロックペアのMBAFF方式としてフレームマクロブロックペアを選択して第2規格に準拠した再符号化を行い,
かつ,前記第2規格再符号化部は,
前記対応する2マクロブロック分の第1規格符号化情報のうち上側または下側の一方のマクロブロックがイントラマクロブロック符号化を示し,かつ該第1規格符号化情報のうち上側または下側の他方のマクロブロックがインターマクロブロック符号化かつフレーム動き補償を示していた場合には,
前記マクロブロックペアをフレームマクロブロックペアとして第2規格に準拠して再符号化するにあたり,
該フレームマクロブロックペア内の前記一方の側のマクロブロックの符号化モードとしてイントラマクロブロック符号化を選択する手段と,
該フレームマクロブロックペア内の前記他方の側のマクロブロックの符号化モードとしてインターマクロブロック符号化を選択し,かつ前記対応する2マクロブロック分の第1規格符号化情報のうち前記他方の側のマクロブロックのフレーム動きベクトルを,該フレームマクロブロックペア内の前記他方の側のマクロブロックの第2規格動きベクトルとして選択する手段とを具備する
ことを特徴とする動画像再符号化装置。
Conforms to the first standard, which is a coding block in which the unit for performing field / frame motion compensation selection processing is a macroblock and the size of a rectangular block for motion compensation is fixed when interlaced video signals are encoded. A first standard decoding unit that decodes the encoded input bitstream to generate a first standard decoded image;
A first standard encoded information extracting unit that extracts first standard encoded information from an encoded bit string described in the input bit stream;
The first standard decoded image and the first standard encoded information are input, and the first standard decoded image is subjected to field encoding when interlaced video signals are frame-coded while referring to the first standard encoded information. The second standard re-encoding re-encoding in accordance with the second standard which is a coding standard in which the unit for performing the frame motion compensation selection process is a macro block pair and the size of the rectangular block for motion compensation is variable And
A moving image re-encoding device for converting an input bit stream of a first standard into a bit stream compliant with a second standard,
The second standard re-encoding unit includes:
When re-encoding the first standard decoded image in accordance with the second standard, if the coding structure of a picture in the first standard coding information is described as a frame structure, the picture Means for selecting a frame picture structure as a picture coding structure at the time of re-encoding of the second standard and performing re-encoding according to the second standard;
In selecting the MBAFF method for each macroblock pair when the picture is second-standard re-encoded,
Means for extracting first standard coding information for two corresponding macroblocks at the same position in the picture as the macroblock pair;
Among the first standard coding information for the corresponding two macroblocks, selection information for first standard intra macroblock / intermacroblock coding, selection information for field / frame discrete cosine transform, and intermacroblock coding Means for selecting either a frame macroblock pair or a field macroblock pair as a re-encoding method of the macroblock pair based on field / frame motion compensation selection information written only when it is selected provided with a door,
The second standard re-encoding unit includes:
In selecting the MBAFF method for each macroblock pair,
In the extracted first standard encoded information for two corresponding macroblocks, if neither indicates field motion compensation and one indicates frame motion compensation, the MBAFF of the macroblock pair Select a frame macroblock pair as the method and perform re-encoding in accordance with the second standard.
The second standard re-encoding unit
Of the first standard coding information for the corresponding two macroblocks, one of the upper and lower macroblocks indicates intra macroblock coding, and the other of the first standard coding information is the upper or lower side. If a macroblock of the above indicates inter-macroblock coding and frame motion compensation,
In re-encoding the macroblock pair as a frame macroblock pair according to the second standard,
Means for selecting intra macroblock coding as the coding mode of the macroblock on the one side in the frame macroblock pair;
Inter macroblock coding is selected as the coding mode of the other macroblock in the frame macroblock pair, and the other side of the first standard coding information for the corresponding two macroblocks is selected. And a means for selecting a frame motion vector of the macro block as a second standard motion vector of the macro block on the other side in the frame macro block pair .
請求項1に記載の動画像再符号化方法を,コンピュータに実行させるための動画像再符号化プログラム。 A moving image re-encoding program for causing a computer to execute the moving image re-encoding method according to claim 1 .
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