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JPH11285002A - 動画像符号化装置及び動画像符号化方法 - Google Patents

動画像符号化装置及び動画像符号化方法

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Publication number
JPH11285002A
JPH11285002A JP30583998A JP30583998A JPH11285002A JP H11285002 A JPH11285002 A JP H11285002A JP 30583998 A JP30583998 A JP 30583998A JP 30583998 A JP30583998 A JP 30583998A JP H11285002 A JPH11285002 A JP H11285002A
Authority
JP
Japan
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bit stream
bit
bit rate
unit section
stream
Prior art date
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Pending
Application number
JP30583998A
Other languages
English (en)
Inventor
Motoki Kato
元樹 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP30583998A priority Critical patent/JPH11285002A/ja
Priority to US09/238,096 priority patent/US6483945B1/en
Publication of JPH11285002A publication Critical patent/JPH11285002A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動画像が符号化されたビットストリームにつ
いて、ビットストリームのビットレートが所定範囲内に
なるようにする。 【解決手段】 ビデオストリームＳ３の所定区間のビッ
トレートが、のRvx以下の場合のエンコーダ部４０の動
作と比べて、量子化コントローラ４１の動作が異なる。
すなわち、量子化コントローラ４１は、エンコーダ部４
０からの出力ビットレートがRvxになるように、量子化
パラメータを決定して、量子化回路４４へ指定する。量
子化パラメータ以外のすべての符号化パラメータを利用
して再エンコードする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力されたビット
ストリームを復号して画像信号とし、この画像信号を再
びビットストリームとして出力する動画像符号化装置及
び動画像符号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、画像信号の圧縮符号化に、動き補
償（motion compensation;MC）処理及び離散余弦変換
（descrete cosine transformation;DCT）等の直交変換
による冗長度低減処理とを組み合わせたＭＰＥＧ（movi
ng picture experts group）や、ＭＰＥＧ２が広く用い
られるようになった。
【０００３】非圧縮の映像データを上記ＭＰＥＧ等の手
法により、画像内符号化画像（Ｉピクチャ）、フレーム
間予測符号化画像（Ｐピクチャ）、双方向予測符号化画
像（Ｂピクチャ）のような符号化画像に圧縮して光磁気
ディスク等の格納媒体に記録したり、あるいは通信回線
を使用して伝送したりする。
【０００４】ここで、ＭＰＥＧ方式にて画像圧縮された
信号を再生する場合について説明する。
【０００５】例えば、記録媒体には、図１２（Ａ）に示
すようなデータストリームの符号化データが記録されて
いる。この図１２（Ａ）に示すように記録されているデ
ータストリームは復号されて、図１２（Ｂ）に示すよう
なピクチャの順番で表示が行われる。ここで、各ピクチ
ャに符号として付けている“Ｉ”，“Ｐ”，“Ｂ”は、
Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの区別を示してお
り、各添字は、ＧＯＰ（Group of Pictures）内の表示
順序を表すいわゆるテンポラリリファレンスを示してい
る。
【０００６】図１２（Ａ）に示すようなデータストリー
ムの符号化データを再生する為に、まず、Ｉ0の復号が
行われる。Ｉピクチャは画面内で符号化が完結している
ものであるので、他のピクチャを復号することなくＩ0
を単独で復号することができる。続いて、復号したＩ0
に基づき、順方向予測符号化がされたＰ2の復号を行
う。Ｐピクチャは時間的に前のＩピクチャ又はＰピクチ
ャから予測符号化がされるものであるので、従来の記録
再生装置はこのＰ2を復号する前にＩ0を復号していなけ
ればならない。続いて、復号したＩ0及びＰ2に基づき、
双方向予測符号化がされたＢ1の復号を行う。Ｂピクチ
ャは時間的に前後のＩピクチャ又はＰピクチャから双方
向符号化がされるものであるので、このＢ1を復号する
前にＩ0とＰ2を復号していなければならない。このよう
に、図１２（Ａ）に示すようなデータストリームの符号
化データを、Ｉ0→Ｐ2→Ｂ1→Ｐ4→Ｂ3→Ｐ6→Ｂ5→Ｉ8
→Ｂ7→Ｐ10→Ｂ9→・・・といった順序で復号を行う。
【０００７】そして、このような順序で復号した各ピク
チャを表示する場合には、図１２（Ｂ）に示すようにそ
の順序を入れ換えて、Ｉ0→Ｂ1→Ｐ2→Ｂ3→Ｐ4→Ｂ5→
Ｐ6→Ｂ7→Ｉ8→Ｂ9→Ｐ10→・・・といった順序で表示
を行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、動画像を符
号化したビットストリームを記録媒体に記録する際に、
ビットストリームのビットレートが記録媒体の記録レー
トの上限を越えると、正記録媒体にビットストリームの
正常な記録ができなくなる虞れがある。また、動画像が
符号化されたビットストリームを復号する際に、ビット
ストリームのビットレートがバッファにより定められる
所定範囲のビットレートを外れると、復号が破綻する虞
れがある。
【０００９】本発明は、上述の実情に鑑みてなされるも
のであって、動画像が符号化されたビットストリームに
ついて、ビットストリームのビットレートが所定範囲内
になるようにする動画像符号化装置及び動画像符号化方
法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る動画像符号化装置は、画像が符号化
されたビットストリームについて、このビットストリー
ムの単位区間のビットレートを基準値と比較する比較手
段と、上記比較手段がビットストリームの単位区間のビ
ットレートが上記基準値を超えたと検出したときは、上
記ビットストリームの当該単位区間を上記基準値以下の
ビットレートになるように上記単位区間を変換し、上記
比較手段がビットストリームの単位区間のビットレート
が上記基準値を超えなかったと検出したときは、上記ビ
ットストリームをそのままのビットレートで出力するビ
ットレート変換手段とを有することを特徴とする。
【００１１】上記動画像符号化装置では、上記比較手段
の検出結果に基づいて、ビットストリームのビットレー
トを常に基準値以下にする。
【００１２】本発明に係る動画像符号化方法は、画像が
符号化されたビットストリームについて、このビットス
トリームの単位区間のビットレートを基準値と比較する
比較工程と、上記比較工程においてビットストリームの
単位区間のビットレートが上記基準値を超えたと検出し
たときは、上記ビットストリームの当該単位区間を上記
基準値以下のビットレートになるように上記単位区間を
変換し、上記比較工程においてビットストリームの単位
区間のビットレートが上記基準値を超えなかったと検出
したときは、上記ビットストリームをそのままのビット
レートで出力するビットレート変換工程とを有すること
を特徴とする。
【００１３】上記動画像符号化方法では、上記基準値と
ビットレートとの比較結果に基づいて、ビットストリー
ムのビットレートを常に基準値以下にする。
【００１４】本発明に係る動画像符号化装置は、画像が
符号化されたビットストリームについて、このビットス
トリームの単位区間のビットレートを基準値と比較する
比較手段と、上記比較手段にてビットストリームの単位
区間のビットレートが基準値を越えたことが検出される
と、入力されるビットストリームの当該単位区間を画像
信号に復号し、その復号された画像信号を上記基準値以
下のビットレートを有するビットストリームの単位区間
に再符号化する再符号化手段と、入力されるビットスト
リームについて、上記再符号化手段にて再符号化された
ビットストリームの単位区間を、上記入力されるビット
ストリームの当該単位区間と置換して出力する置換手段
とを有することを特徴とする。
【００１５】上記動画像符号化装置では、上記比較手段
の検出結果に基づいて、ビットストリームのビットレー
トが基準値より超えているときは、ビットストリームを
復号して再び符号化して、常に基準値以下にする。
【００１６】本発明に係る動画像符号化方法は、画像が
符号化されたビットストリームについて、このビットス
トリームの単位区間のビットレートを基準値と比較する
比較工程と、上記比較工程にてビットストリームの単位
区間のビットレートが基準値を越えたことが検出される
と、入力されるビットストリームの当該単位区間を画像
信号に復号し、その復号された画像信号を上記基準値以
下のビットレートを有するビットストリームの単位区間
に再符号化する再符号化工程と、入力されるビットスト
リームについて、上記再符号化工程にて再符号化された
ビットストリームの単位区間を、上記入力されるビット
ストリームの当該単位区間と置換して出力する置換工程
とを有することを特徴とする。
【００１７】上記動画像符号化装置では、上記比較工程
の検出結果に基づいて、ビットストリームのビットレー
トが基準値より超えているときは、ビットストリームを
復号して再び符号化して、常に基準値以下にする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
【００１９】最初に第１の実施の形態について説明す
る。第１の実施の形態において、本発明は、例えば図１
に示す構成の動画像符号化装置１に適用される。
【００２０】上記動画像符号化装置１は、チューナ１２
より得られる入力ビットストリームＳ１のビットレート
を計算するビットストリーム解析回路１４と、ビットス
トリーム解析回路１４の解析結果に応じてビデオストリ
ームＳ３のビットレートを変換するビットレート変換部
１６とを備える。
【００２１】チューナ１２は、アンテナ１１を介して受
信したデジタルテレピジョン放送のトランスポートスト
リームの中からユーザーが選択した一つのテレビジョン
プロクラムのトランスポートパケットを抽出し、この抽
出されたトランスポートパケットからなるストリームＳ
１をバッファ１３に供給する。なお、抽出されたトラン
スポートパケットからなるストリームをパーシャルトラ
ンスポートストリームという。上記パーシャルトランス
ポートストリームは、トランスポートストリームが統計
多重を使用している場合、例えばシーンごとにビットレ
ートが変わる可変ビットレートとなる。
【００２２】バッファ１３は、チューナ１２からの入力
ビットストリームＳ１を一時的に格納する所定のメモリ
量の揮発性のメモリである。バッファ１３は、格納され
た入力ビットストリームをデマルチプレクサ１５に供給
する。
【００２３】ビットストリーム解析回路１４は、バッフ
ァ１３におけるトランスポートストリームのビットレー
トを計算する。具体的には、下に示す式（１）に従っ
て、プログラムクロックリファランス（ＰＣＲ）が含ま
れる二つのトランスポートパケットの間のトランスポー
トストリームのビットレートを計算する。
【００２４】 program_rate=((j-i)*system_clock_frequency))/(PCR(j)-PCR(i)) 式（１） ここで、ｉ，ｊ，PCR(i)を以下のように定義する。
【００２５】ｉ：復号されるプログラムに適用される最
も新しいprogram_clock_referenceのベースフィールド
の最終ビットを含むバイトのインデックス番号 ｊ：復号されるプログラムに適用される、直後に続くpr
ogram_clock_referenceのベースフィールドの最終ビッ
トを含むバイトのインデックス番号（但し、i<j） PCR(i)：システムクロックの単位でベースフィールドお
よび拡張フィールドで符号化される時刻
【００２６】また、ビットストリーム解析回路１４は、
トランスポートストリームに多重化されているオーディ
オストリームＲaとＳＩ（Service Information）データ
ストリームのビットレートＲsiを計算する。
【００２７】そして、ビットストリーム解析回路１４
は、トランスポートストリームの入力ビットレートが記
録メディアに記録するビットレート以下であるかを判断
する。この判断は、予め基準値Rrecを設定して、入力ビ
ットレートが基準値を越えたか否かを検出することによ
って行われる。例えば、Rrecは、記録媒体の使用可能な
ビット量Ｂ（ビット）と記録時間Ｔ（秒）から次のよう
に計算される。
【００２８】Rrec＝Ｂ／Ｔ デマルチプレクサ１５は、バッファ１３からトランスポ
ートストリームを読み出して、ビデオストリームＳ３と
オーディオストリームとＳＩデータとに分離する。ここ
で、ビデオストリームＳ３はＭＰＥＧ２規格に準拠した
ストリームである。デマルチプレクサ１５は、ビデオス
トリームＳ３をビットレート変換部１６に供給し、オー
ディオストリームを遅延回路１７に供給し、さらにＳＩ
データストリームを遅延回路１８に供給する。
【００２９】ビットレート変換部１６は、ビットストリ
ーム解析回路１４からの制御信号Ｓ２に応じて、入力ス
トリームの処理を行う。すなわち、ビットレート変換部
１６は、デマルチプレクサ１３に入力されるトランスポ
ートストリームの所定区間のビットレートが基準値Rrec
を越える場合においては、所定区間のビデオストリーム
Ｓ３を式（２）に示すビットレートRvx以下のビデオス
トリームＳ４へ変換する。
【００３０】 Rvx＝Rrec‐Ra-Rsi 式（２） なお、トランスポートストリームの所定区間のビットレ
ートが基準値Rrec以下である場合、出力ビテオストリー
ムＳ４のビットレートは入力ビデオストリームＳ３のビ
ットレートと同じになる。
【００３１】遅延回路１７は、オーディオストリーム
を、ビットレート変換部１６における処理時間に要する
時間遅延し、遅延処理の施したオーディオストリームを
マルチプレクサ１９に供給する。
【００３２】遅延回路１８は、ＳＩデータストリーム
を、ビットレート変換部１６における処理時間に要する
時間遅延し、遅延処理の施したＳＩデータストリームを
マルチプレクサ１９に供給する。
【００３３】マルチプレクサ１９は、入力されたビデオ
ストリームＳ４とオーディオストリームとＳｌデータス
トリームを多重化して、多重化ストリームＳ５を出力す
る。
【００３４】出力ビットストリームＳ５は、ＥＣＣ回路
２０にて、エラー訂正処理をされる。ＥＣＣ処理された
ビットストリームは、変調回路２１にて、例えばＥＦＭ
（Eight to Fourteen Modulation）変調を施される。変
調回路２１からの出力信号は、記録ヘッド２２によっ
て、パワー変調されたレーザ光を光ディスク２３の信号
記録面に照射されることによりデータ記録される。
【００３５】ここで、ビットレート変換部１６は、具体
的には図２に示すように構成されている。すなわち、ビ
ットレート変換部１６は、入力されたビデオビットスト
リームＳ３を画像信号に復号し又はビデオビットストリ
ームＳ３の符号化パラメータを抽出するデコーダ部３０
と、デコーダ部３０で復号された画像信号を制御信号Ｓ
２に基づいて所定のビットレートのビットストリームに
再符号化するエンコーダ部４０とを備える。
【００３６】エンコーダ部４０の動作原理を概説する。
エンコーダ部４０は、ビデオストリームＳ３の所定区間
のビットレートが、制御信号Ｓ２によって、式（２）の
Rvx以下であると指定された時、所定区間のビットスト
リームＳ３をこれと同じビットレートのストリームＳ４
を再エンコードする。エンコーダ部４０は、再エンコー
ドする時には、デコーダ部３０にて抽出したビデオスト
リームＳ３のすべての符号化パラメータを利用する。こ
れにより、再エンコードによる画質劣化を原理上なくす
ことができ、オリジナルのビデオストリームＳ３と同じ
ビットレートのストリームを再エンコードできる。
【００３７】一方、エンコーダ部４０は、ビデオストリ
ームＳ３の所定区間のビットレートが、制御信号Ｓ２に
よって、式（２）のRvxより大きいと指定された時、所
定区間のビットストリームＳ３をビットレートがRvx以
下のビデオストリームに再エンコードする。エンコーダ
部４０は、再エンコードする時には、デコーダ部３０に
て抽出したビデオストリームＳ３の量子化パラメータ以
外の符号化パラメータを利用する。エンコーダ部４０
は、ビットレートがRvx以下のビデオストリームになる
ように新しい量子化パラメータを決定する。ビデオスト
リームＳ３の量子化パラメータ以外の符号化パラメータ
を利用して、再エンコードすることにより、再エンコー
ドによる画質劣化を最小限にすることができる。
【００３８】つぎに、デコーダ部３０とエンコーダ部４
０の構成について詳細に説明する。
【００３９】デコーダ部３０においては、入力されるＭ
ＰＥＧ２規格のビットストリームがバッファ３１に蓄え
られ、バッファ３１からのビットストリームは可変長復
号回路３２にて可変長復号され、この可変長復号回路３
２にて、符号化パラメータが得られる。符号化パラメー
タは、メモリ３８へ入力されて、記憶される。逆量子化
回路３３は、可変長復号回路３２から入力される量子化
ＤＣＴ係数を逆量子化してＤＣＴ係数を復号する。復号
されたＤＣＴ係数は、逆ＤＣＴ回路３４にて、逆離散コ
サイン変換（逆ＤＣＴ）を施され、画像信号に復号され
る。逆ＤＣＴ回路３４からの出力は、加算回路３５に
て、可変長復号回路３２から指定される動き補償パラメ
ータ（図示せず）に基づいてフレームメモリ３６及び動
き補償を行う動き補償回路３７から得られた信号と加算
される。加算回路３５からの出力面像は、デコーダ部３
０からの出力画像となり、また、上記フレームメモリ３
６へ入力される。
【００４０】エンコーダ部４０においては、所定区間の
ビデオストリームＳ３の復号画像とその符号化パラメー
タと制御信号Ｓ２が供給される。符号化パラメータの動
き補償パラメータは、動き補償回路４９へ入力される。
また、符号化パラメータの量子化パラメータは、量子化
コントローラ４１へ入力される。
【００４１】ここで、制御信号Ｓ２によって、ビデオス
トリームＳ３の所定区間のビットレートが、式（２）の
Rvx以下であると指定された時のエンコーダ部４０の動
作を説明する。
【００４２】デコーダ部３０が出力した画像信号は加算
回路４２に供給される。現在の入力画像に対応する動き
補償パラメータは、メモリ３８から動き補償回路４９に
供給される。
【００４３】加算回路４２は、デコーダ部３０からの画
像信号を加算信号とし、動き補償パラメータに基づいて
動き補償回路４９から読み出された画像信号を減算信号
として加算処理を行い、この処理結果である差分画像信
号をＤＣＴ回路４３に供給する。
【００４４】ＤＣＴ回路４３は、差分画像信号をＤＣＴ
係数に変換して、これを量子化回路４４に供給する。こ
のとき、量子化コントローラ４１は、現在の入力ＤＣＴ
係数に対応する量子化パラメータがメモリ３８から供給
され、上記量子化パラメータを量子化回路４４に供給す
る。量子化回路４４は、入力ＤＣＴ係数を指定された量
子化パラメータで量子化して、量子化係数を出力する。
【００４５】この量子化係数は、可変長符号化を施す可
変長符号化回路５０及びデータを蓄えるバッファ５１を
経てこのエンコーダ部４０からの出力ストリームＳ４と
なり、また、逆量子化を施す逆量子化回路４５及び逆Ｄ
ＣＴ変換を施す逆ＤＣＴ回路４６を経て、加算回路４７
に達する。加算回路４７においては、逆ＤＣＴ回路４６
及び動き補償回路４９からの出力が加算され、その結果
がフレームメモリ４８に与えられる。このようにして、
制御信号Ｓ２によって、ビデオストリームＳ３の所定区
間のビットレートが、式（２）のRvx以下であると指定
された場合は、デコーダ部３０にて抽出したビデオスト
リームＳ３のすべての符号化パラメータを利用して再エ
ンコードするので、再エンコードによる画質劣化がほと
んど生じることなく、オリジナルのＳ２１と同じビット
レートのストリームを再エンコードすることができる。
【００４６】つぎに、制御信号Ｓ２によって、ビデオス
トリームＳ３の所定区間のビットレートが、式（２）の
Rvxより大きいと指定された時のエンコーダ部４０の動
作を説明する。
【００４７】この場合、上述のビデオストリームＳ３の
所定区間のビットレートが、式（２）のRvx以下の場合
のエンコーダ部４０の動作と比べて、量子化コントロー
ラ４１の動作が異なる。すなわち、量子化コントローラ
４１は、エンコーダ部４０からの出力ビットレートがRv
xになるように、量子化パラメータを決定して、量子化
回路４４へ指定する。量子化パラメータ以外のすべての
符号化パラメータを利用して再エンコードするので、再
エンコードによる画質劣化を最小限にして、ビットレー
トがRvxのビデオストリームを再エンコードすることが
できる。
【００４８】つぎに、本発明の第２の実施の形態につい
て説明する。第２の実施の形態においては、ビットレー
ト変換部１６は、第１の実施の形態にようにビットスト
リームを画像信号に復号してからレートを制御したビッ
トストリームを生成するのではなく、入力されるビデオ
ビットストリームＳ３を画像信号までは復号しないでそ
の途中の符号化情報まで復号して、その符号化情報の情
報量を削減することによってビットストリームのビット
レートを変換する。
【００４９】具体的には図３に示すように、ビットレー
ト変換部１６は、出力ビットストリームＳ４のビットレ
ートが所定のビットレートになるように制御する量子化
コントロール回路６３と、入力されるビデオビットスト
リームＳ３をＤＣＴ係数まで復号する逆量子化回路６５
と、そのＤＣＴ係数を再量子化する量子化回路６６とを
備える。
【００５０】入力されるＭＰＥＧ２規格のビットストリ
ームＳ３がバッファ６１に蓄えられ、バッファ６１から
のビットストリームは可変長復号回路６２にて可変長復
号される。可変長復号回路６２からの出力は、量子化Ｄ
ＣＴ係数とそれ以外の情報がスイッチ６４で分離され
る。また、可変長復号回路６２から量子化パラメータが
量子化コントロール回路６３へ供給される。逆量子化回
路６５は、スイッチ６４を介して、可変長復号回路６２
から入力される量子化ＤＣＴ係数を逆量子化して、ＤＣ
Ｔ係数を復号して出力する。
【００５１】量子化回路６５および量子化コントロール
回路６３の動作原理を説明する。
【００５２】はじめに、制御信号Ｓ２によって、ビデオ
ストリームＳ３の所定区間のビットレートが、式（２）
のRvx以下であると指定された時の量子化回路６６と量
子化コントロール回路６３の動作を説明する。この場
合、量子化コントロール回路６３は、量子化コントロー
ルを行わないで、可変長復号器６２から与えられるオリ
ジナルのＳ３の量子化パラメータをそのまま量子化回路
６６へ供給する。従って、この場合、逆量子化回路６５
の入力と量子化回路６６からの出力は等しくなる。
【００５３】以上のように、ビットレート変換部１６
は、ビデオストリームＳ３のビットレートがRvx以下で
あるときは、ビデオストリームＳ３のビットレートと同
じレートであるビデオストリームＳ４を出力する。
【００５４】一方、ビデオストリームＳ３の所定区間の
ビットレートが、制御信号Ｓ２によって、式（２）のRv
xより大きいと指定された時、量子化コントロール回路
６３は、所定区間のビットストリームＳ３をビットレー
トがRvx以下のビデオストリームになるように、量子化
パラメータを決定して、これを量子化回路６６へ供給す
る。量子化回路６６は、与えられた量子化パラメータで
入力ＤＣＴ係数を再量子化する。なお、この場合の出力
ビットストリームＳ４は、原理上、再生画像に動き予測
のミスマッチエラーが発生するので、それができるだけ
目立たなくなるように、量子化コントロールすることが
好ましい。
【００５５】スイッチ６４のＢ側から入力された量子化
ＤＣＴ係数以外の情報は、遅延回路６７へ入力される。
遅延回路６７は、逆量子化回路６５および量子化回路６
６における処理にかかる時間だけ入力情号を遅延させて
出力する。
【００５６】可変長符号化回路６９は、入力信号を可変
量符号化して、出力ビットストリームをバッファ７０に
供給する。量子化コントロール回路６３は、可変長符号
化回路６９から供給されるビットストリームの発生ビッ
ト量を計算し、上述のようにしてビットストリームＳ４
のビットレートを制御する。
【００５７】以上のように、ビットレート変換部１６
は、ビットストリームＳ３のビットレートがRvxよりも
大きいときは、ビットストリームＳ３を完全に復号する
ことなくビットレートを下げて符号化処理を行うので、
第１の実施の形態に比べて処理時間を短くすることがで
きる。
【００５８】つぎに、本発明の第３の実施の形態につい
て説明する。第３の実施の形態において、本発明は、例
えば図４に示す構成の動画像符号化装置８０に適用され
る。
【００５９】上記動画像符号化装置８０は、電磁波にて
送られる動画像データをアンテナ８１を介して受信して
ビットストリームＳ１１に変換するチューナ８２と、チ
ューナ８２からのビットストリームＳ１１を一時的に格
納するバッファ８３と、バッファ８３に入力したビット
ストリームを基準値と比較することにより解析する比較
手段であるビットストリーム解析回路８４とを有してい
る。
【００６０】チューナ８２は、デジタルテレビジョン放
送を受信して、動画像が符号化されたＭＰＥＧ２規格の
ビットストリームＳ１１を出力する。バッファ８３は、
チューナ８２からの入力ビットストリームＳ１１を一時
的に格納する所定のメモリ量の揮発性のメモリである。
【００６１】ビットストリーム解析回路８４は、バッフ
ァ８３におけるビットストリームから、ＭＰＥＧ２規格
の画像群であるＧＯＰ（Group of Pictures ）につい
て、ＧＯＰの区間のビットストリームの入力ビットレー
トが記録メディアに記録可能なビットレートであるかを
判断する。この判断は、予め基準値を設定して、入力ビ
ットレートが基準値を越えたか否かを検出することによ
り行われる。
【００６２】また、動画像符号化装置８０は、上記ビッ
トストリーム解析回路８４からの制御の下にバッファ８
３からのビットストリームＳ１２を被選択端子Ａ又は被
選択端子Ｂのいずれか一方に切り換えるスイッチ８５
と、スイッチ８５の被選択端子Ａからのビットストリー
ムＳ１４を画像信号Ｓ１５に復号するデコーダ８６と、
デコーダ８６からの画像信号Ｓ１５をビットストリーム
Ｓ１６に再符号化するエンコーダ８７とを有している。
【００６３】スイッチ８５は、ビットストリーム解析回
路８４からの制御信号Ｓ１３に応じて切り換えを行う。
すなわち、このスイッチ８５は、当該区間のビットスト
リームＳ１２が記録メディアに記録可能なビットレート
を越える場合には被選択端子Ａに、記録可能なビットレ
ートを越えない場合には被選択端子Ｂに切り換え制御さ
れる。
【００６４】スイッチ８５の被選択端子Ａからのビット
ストリームＳ１４は、デコーダ８６にて画像信号Ｓ１５
に復号される。そして、この画像信号Ｓ１５は、エンコ
ーダ８７にて、記録メディアに記録可能なビットレート
になるように再符号化され、再符号化されたビットスト
リームＳ１６はスイッチ９０の被選択端子Ａに出力され
る。上記デコーダ８６及びエンコーダ８７は、ビットス
トリームＳ１４を再符号化する再符号化手段を構成して
いる。
【００６５】さらに、動画像符号化装置８０は、スイッ
チ８５の被選択端子ＢからのビットストリームＳ１７を
一時的に格納するバッファ８８と、バッファ８８からの
ビットストリームＳ１８を遅延させる遅延手段である遅
延回路８９と、エンコーダ８７からのビットストリーム
Ｓ１６が接続される被選択端子Ａ及び遅延回路８９から
のビットストリームＳ１９が接続される被選択端子Ｂを
備えて、これら被選択端子Ａ又は被選択端子Ｂのいずれ
か一方を選択するスイッチ９０とを有している。
【００６６】バッファ８８は、スイッチ８５の被選択端
子ＢからのビットストリームＳ１７を一時的に格納す
る。遅延回路８９は、バッファ８８からのビットストリ
ームＳ１８を、少なくともデコーダ８６における復号処
理とエンコーダ８７における符号化処理にかかる時間だ
け遅延する。この遅延回路８９にて遅延されたビットス
トリームＳ１９は、スイッチ９０の被選択端子Ｂに出力
される。スイッチ９０は、ビットストリーム解析回路８
４の制御からの制御信号Ｓ１３に応じて切り換えられ
る。すなわち、ある区間のビットストリームの入力ビッ
トレートが記録メディアに記録可能なビットレートを越
える場合には被選択端子Ａに接続され、記録可能なビッ
トレートを越えない場合には被選択端子Ｂに接続され
る。このスイッチ９０は、切換を行うことにより所定の
区間を置換する置換手段を構成する。
【００６７】そして、動画像符号化装置８０は、スイッ
チ９０から得られる出力ビットストリームＳ２０をエラ
ー訂正コード（Error Correction Code; ECC）に基づい
て処理するＥＣＣ回路９１と、ＥＣＣ回路９１にて処理
されたビットストリームを変調する変調回路９２と、変
調回路９２からの信号を記録媒体である光ディスク１０
１に記録する記録ヘッド９３とを有している。
【００６８】ＥＣＣ回路９１はビットストリームに対し
てエラー訂正を行い、変調回路９２は例えばＥＦＭ（Ei
ght to Fourteen Modulation）変調を施し、記録ヘッド
９３は光ディスク９４の信号記録面にパワー変調された
レーザ光を照射することによりデータを記録する。
【００６９】続いて、この動画像符号化装置８０におけ
る、ビットストリームを再符号化する処理について説明
する。
【００７０】動画像符号化装置に入力されるビットスト
リームのならびは、図５（Ａ）に示すように、ＧＯＰを
単位区間としている。図５（Ａ）のビットストリーム
は、表示順序に、ＧＯＰ−（ｎ−１）、ＧＯＰ−ｎ及び
ＧＯＰ−（ｎ＋１）を含んでいる。ここで、ＧＯＰ−ｉ
とは、画像の表示順序である時間軸方向で第ｉ番目のＧ
ＯＰである。
【００７１】ＧＯＰは、他の画像からの予測符号化なし
に画像が符号化された符号化画像であるＩ（intra ）ピ
クチャと、時間の順方向の予測符号化を用いて画像が符
号化された予測符号化画像であるＰ（predictive）ピク
チャと、時間の順方向及び逆方向の予測符号化を用いて
画像が符号化された予測符号化画像であるＢ（bidirect
ionally ）ピクチャとの３種類の符号化画像から構成さ
れている。
【００７２】ＧＯＰは、これらの画像の要素について、
画像の表示順序に、例えば、最初にＩピクチャ、これに
続いて複数のＰピクチャ及びＢピクチャが所定の順序で
配置されてなる。
【００７３】すなわち、図５（Ａ）のＧＯＰ−ｎは、ピ
クチャＩｎ２，Ｂｎ０，Ｂｎ１，Ｐｎ５，Ｂｎ３，Ｂｎ
４，Ｐｎ８，Ｂｎ６，Ｂｎ７から構成されている。ここ
で、Ｉｉｊはｉ番目のＧＯＰにおける表示順序がｊ番目
のＩピクチャを、Ｐｉｊはｉ番目のＧＯＰにおける表示
順序がｊ番目のＰピクチャを、Ｂｉｊはｉ番目のＧＯＰ
における表示順序がｊ番目のＢピクチャをそれぞれ示し
ている。
【００７４】ビットストリームＳ１１は、可変ビットレ
ートＲｉｎでバッファ８３へ入力されており、バッファ
８３からはビットレートＲｏｕｔ１でビットストリーム
Ｓ１２が出力される。ここで、ビットレートＲｏｕｔ１
は、ストリームＳ１１の最大ビットレートよりも大きい
値である。
【００７５】はじめは、ビットストリームＳ１２はスイ
ッチ８５の被選択端子Ｂを通って、バッファ８８へ入力
される。バッファ８８からは、ビットレートＲｏｕｔ２
でビットストリームＳ１８が出力される。ビットレート
Ｒｏｕｔ２は、ビットレートをメディアに記録する時の
ビットレートに関係する値であり、Ｒｏｕｔ１よりも小
さい。Ｒｏｕｔ１は、バッファ８８がフル（full）の時
には、ゼロになる。
【００７６】可変ビットレートＲｉｎの平均値がＲｏｕ
ｔ２以下である時、バッファ８３がオーバーフローする
ことはない。この場合は、スイッチ８５は被選択端子Ｂ
にあり、ビットストリームＳ１２はバッファ８８と遅延
回路８９を通り、スイッチ９０の被選択端子Ｂを通って
出力される。
【００７７】可変ビットレートＲｉｎの平均値がビット
レートＲｏｕｔ２より大きい時、バッファ８３のビット
占有量が予め決められた上限値を越えたとき、スイッチ
８５は被選択端子Ａになる。スイッチ８５の被選択端子
Ａを通して入力されたビットストリームＳ１４は、デコ
ーダ８６で復号され、その復号画像Ｓ１５は、エンコー
ダ８７でビットレートＲｏｕｔ２以下のビットレートで
符号化されて、ビットストリームＳ１６が出力される。
【００７８】ビットストリームＳ１６は、スイッチ９０
の被選択端子Ａを通って出力される。バッファ８３のビ
ット占有量が予め決められた基準値よりも小さくなった
ら、再びスイッチ８５は被選択端子Ｂになり、バッファ
８８へビットストリームＳ１７が入力されるようにな
る。
【００７９】バッファ８８及び遅延回路８９は、入力さ
れたビットストリームＳ１７を、少なくともデコーダ２
３及びエンコーダ８７における復号処理及びの符号化処
理にかかる時間だけ遅延して出力する。
【００８０】なお、スイッチ８５の切り換え制御を、図
４に示したビットストリーム解析回路８４で行ってもよ
い。すなわち、ビットストリームＳ１１のＧＯＰなどの
単位区間毎とのビットレートを計算して、そのビットレ
ートがＲｏｕｔ２よりも大きい時に、そのビットストリ
ームをスイッチ８５の被選択端子Ａを通して再エンコー
ドするようにする。
【００８１】つぎに、上記動画像符号化装置８０の処理
内容を図６に示すフローチャートを参照しながら説明す
る。
【００８２】最初のステップＳＴ１１においては、画像
が符号化されたビットストリームについて、このビット
ストリームの単位区間のビットレートを基準値と比較
し、次のステップＳＴ１２においては、ステップＳＴ１
１にて単位区間のビットレートが基準値を越えたことが
検出されると、入力されるビットストリームの当該単位
区間を画像信号に復号し、その復号された画像信号を上
記基準値以下のビットレートを有するビットストリーム
の単位区間に再符号化する。そして、ステップＳＴ１３
に進む。
【００８３】ステップＳＴ１３においては、入力される
ビットストリームを少なくとも上記ステップＳＴ１２に
おける再符号化の時間だけ遅延させ、これに続くステッ
プＳＴ１４においては、上記ステップＳＴ１３からのビ
ットストリームについて、ステップＳＴ１２において再
符号化されたビットストリームの単位区間を、ステップ
ＳＴ１３のビットストリームの当該単位区間に置換して
出力する。そして、動画像符号化方法の一連の工程を終
了する。
【００８４】以上説明したように、動画像符号化装置８
０は、入力されたＭＰＥＧビットストリームの単位区間
（ＧＯＰなど）のビットレートが、アプリケーションで
決められた最大ビットレートを越える場合に、その区間
のビットストリームを復号して、復号画像の上記最大ビ
ットレート以下のビットストリームに再エンコードし、
その再エンコードして作ったビットストリームと上記区
間前後のビットストリームを結合させて出力するもので
ある。
【００８５】なお、上述の動画像符号化装置８０は、リ
アルタイムの動作には限定されない。例えば、ＧＯＰ−
ｎｅｗ−ｎを予め作成しておき、再生時につなげてもよ
い。
【００８６】つぎに、第４の実施の形態について説明す
る。図７に示すように、第４の実施の形態における動画
像符号化装置１００は、記録媒体である光ディスク１０
１に記録されたデータを読み出すピックアップ１０２
と、ピックアップ１０２からの信号をビットストリーム
に復調する復調回路１０３と、復調回路１０３からのビ
ットストリームを一時的に格納するバッファ１０４とを
有している。
【００８７】ピックアップ１０２は、回転駆動される光
ディスク１０１の信号記録面の記録トラックにレーザ光
を照射することにより、光ディスク１０１に記録された
動画像データを読み出す。復調回路１０３は、ピックア
ップ１０２から与えられる動画像データをＭＰＥＧ２規
格のビットストリームに復調する。この入力ビットスト
リームは、バッファ１０４にて一時的に格納される。
【００８８】また、動画像符号化装置１００は、バッフ
ァ１０４からのビットストリームＳ２１を被選択端子Ａ
又は被選択端子Ｂのいずれか一方に切り換えるスイッチ
１０５と、スイッチ１０５の被選択端子Ａからのビット
ストリームＳ２２を画像信号に復号するデコーダ部１０
６と、デコーダ部１０６からの画像信号Ｓ２７を符号化
するエンコーダ１０７とを有している。
【００８９】スイッチ１０５は、制御回路１２０からの
制御信号に応じて、バッファ１０４から入力されるビッ
トストリームＳ２１を、被選択端子Ａ又は被選択端子Ｂ
のいずれか一方に切り換える。デコーダ部１０６は、ス
イッチ１０５からのビットストリームＳ２２を画像信号
Ｓ２７に復号し、この復号された画像信号Ｓ２７は、エ
ンコーダ１０７によって符号化される。
【００９０】ここで、デコーダ部１０６は、スイッチ１
０５の被選択端子ＡからのビットストリームＳ２２を、
被選択端子Ａ又は被選択端子Ｂのいずれか一方に切り換
えるスイッチ１１１と、スイッチ１１１の被選択端子Ａ
からのビットストリームＳ２３を一時的に格納するバッ
ファ１１２と、バッファ１１２からのビットストリーム
を復号するデコーダ１１３とを有している。
【００９１】また、デコーダ部１０６は、スイッチ１１
１の被選択端子ＢからのビットストリームＳ２４を一時
的に格納するバッファ１１４と、バッファ１１４からの
ビットストリームを復号するデコーダ１１５と、デコー
ダ１１３からのビットストリームＳ２５を被選択端子Ａ
に、デコーダ１１５からのビットストリームＳ２６を被
選択端子Ｂに接続され、これら被選択端子Ａ又は被選択
端子Ｂのいずれか一方に切り換えるスイッチ１１６とを
有している。
【００９２】バッファ１１２及びバッファ１１４は、デ
コーダ部１０６に入力されたビットストリームＳ２２を
一時的に格納するメモリである。これらのバッファ１１
２及びバッファ１１４は、後段のデコーダ１１３及びデ
コーダ１１５においてＭＰＥＧ２規格のビットストリー
ムを復号するために用いられる。これらバッファ１１２
及びバッファ１１４の容量は、ＭＰＥＧ２のＭＰ＠ＭＬ
（メインプロファイル／メインレベル）において規定さ
れており、例えば、その容量は、１．７５Ｍｂｉｔであ
る。
【００９３】これらバッファ１１２及びバッファ１１４
に供給されるビットストリームは、スイッチ１１１によ
り切り換えられ、いずれか１つのバッファ１１２又はバ
ッファ１１４に供給される。
【００９４】デコーダ１１３及びデコーダ１１５は、Ｍ
ＰＥＧ方式で圧縮されたビットストリームを復号し、デ
ジタルの映像データを生成する。これらデコーダ１１３
及びデコーダ１１５は、符号化データの各ピクチャに付
けられた復号の時刻管理情報（Decoding Time Stamp; D
TS）に従って、各ピクチャを復号する。
【００９５】このデコーダ部１０６は、制御回路１２０
の制御下にある。制御回路１２０は、バッファ１１２及
びバッファ１１４のビット占有量を管理し、読み込むビ
ットストリームのビットレートのコントロールを行う。
また、制御回路１２０は、スキップ再生を行う際に、ア
ウト点ピクチャが含まれたストリームとイン点ピクチャ
が含まれたストリームとの切れ目のタイミングにおい
て、スイッチ１０５の切り換えを行う。
【００９６】デコーダ部１０６は、ビットストリームＳ
２３及びビットストリームＳ２４を同時に符号化するこ
とができるように２個のデコーダ１１３，１１５を有し
ている。これらのデコーダ１１３及びデコーダ１１５
は、ビットストリーム中のイン点及びアウト点を接続す
るようにビットストリームをＧＯＰ毎に復号する。スイ
ッチ１１６は、制御回路１２０の制御信号のタイミング
により、デコーダ１１３又はデコーダ１１５からの信号
を切り換えてエンコーダ１０７に出力する。
【００９７】さらに、動画像符号化装置１００は、スイ
ッチ１０５の被選択端子ＢからのビットストリームＳ１
０９を遅延させる遅延回路１０８と、デコーダ２のスイ
ッチ１１６から出力される画像信号Ｓ２７をビットスト
リームＳ２８に符号化するエンコーダ１０７と、エンコ
ーダ１０７からのビットストリームＳ２８を被選択端子
Ａに、遅延回路１０８からのビットストリームＳ３０を
被選択端子Ｂにそれぞれ入力され、これら被選択端子Ａ
及びＢのいずれか一方に切り換える切り換え手段である
スイッチ１０９とを有している。
【００９８】遅延回路１０８は、スイッチ１０５の被選
択端子ＢからのビットストリームＳ１０９を所定時間遅
延してスイッチ１０９の被選択端子Ｂに送る。ここでの
遅延時間は、後述するように４フレーム時間である。
【００９９】上記デコーダ部１０６及びエンコーダ１０
７は、入力されるビットストリームを復号した後に再符
号化する手段を構成している。エンコーダ１０７は、デ
コーダ部１０６にて復号されたピクチャの内で、上記イ
ン点及びアウト点に関連して必要なピクチャのみを再エ
ンコードする。
【０１００】そして、動画像符号化装置１００は、スイ
ッチ１０９からのビットストリームＳ３１に所定の変換
を施すインターフェース回路１１０と、スイッチ１０
５、デコーダ部１０６、遅延回路１０８、エンコーダ１
０７及びスイッチ１０５を制御する制御回路１２０とを
有している。スイッチ１０９は、制御回路１２０の制御
の下に、ストリームＳ２８又はストリームＳ３０のいず
れか一方に切り換えて、出力ビットストリームＳ３１を
出力する切り換え手段を構成している。
【０１０１】インターフェース回路１１０は、スイッチ
１０９からの出力ビットストリームＳ３１をＩＥＥＥ１
３９４規格のデジタルバス形式のデータに変換して外部
に出力する。
【０１０２】続いて、この動画像符号化装置におけるビ
ットストリームの処理について説明する。
【０１０３】動画像符号化装置１００は、図８（Ａ）に
示すようなビットストリームを処理する。このビットス
トリームは、蓄積メディア上での符号化ビットストリー
ムのならびであり、ＧＯＰ−（−１），ＧＯＰ−０，Ｇ
ＯＰ−ｎ，ＧＯＰ−（ｎ＋１）を含んでいる。ここで、
ＧＯＰ−ｉとは、画像の表示順序である時間軸方向で第
ｉ番目のＧＯＰである。
【０１０４】上記ビットストリームにおいて、ＧＯＰ−
０はアウト点を含むアウト点側ＧＯＰであり、ＧＯＰ−
ｎはイン点を含むイン点側ＧＯＰである。
【０１０５】アウト点側ＧＯＰであるＧＯＰ−０は、ピ
クチャＩ０２，Ｂ００，Ｂ０１，Ｐ０５，Ｂ０３，Ｂ０
４，Ｐ０８，Ｂ０６，Ｂ０７から構成されている。イン
点側のＧＯＰであるＧＯＰ−ｎは、ピクチャＩｎ２，Ｂ
ｎ０，Ｂｎ１，Ｐｎ５，Ｂｎ３，Ｂｎ４，Ｐｎ８，Ｂｎ
６，Ｂｎ７から構成されている。ピクチャの記号は、先
に述べた意味である。
【０１０６】これらのピクチャの内で、アウト点に対応
するアウト点ピクチャＰｏｕｔはＧＯＰ−０のＢ０４で
あり、イン点に対応するイン点ピクチャのＰｉｎはＧＯ
Ｐ−ｎのＰｎ５である。
【０１０７】動画像符号化装置は、後述する処理を行
い、図８（Ａ）に示すアウト点ピクチャＰｏｕｔを含む
アウト点側のＧＯＰ−０及びイン点側ピクチャＰｉｎを
含むイン点側のＧＯＰ−ｎについて、これらを再エンコ
ードした後のＧＯＰ−ｎｅｗ−０及びＧＯＰ−ｎｅｗ−
ｎにて新たなＧＯＰを構成するように再エンコードを行
う。再エンコードが行われた、編集された符号化ビット
ストリームのならびは、図８（Ｂ）に示すとおりであ
る。
【０１０８】なお、再エンコードされたＧＯＰ−ｎｅｗ
−０に続くＧＯＰ−ｎｅｗ−ｎにおける先頭の画像は、
Ｉピクチャに限られず、Ｂピクチャでも有り得る。ＧＯ
Ｐ−ｎｅｗ−ｎにおいてｃｌｏｓｅｄ＿ｇｏｐ＝０のと
き、ＧＯＰ−ｎｅｗ−ｎの先頭のＢピクチャは、ＧＯＰ
−ｎｅｗ−０を予測参照する。
【０１０９】ここで、closed_gopとは、ＭＰＥＧのＧＯ
Ｐヘッダにある１ビットのフラグである。closed_gop
は、ＧＯＰヘッダに続く最初のＩピクチャの直後に続く
Ｂピクチャで使用される予測の種類を示す。
【０１１０】closed_gopが“１”に設定されると、ＧＯ
Ｐヘッダに続く最初のＩピクチャの直後に続くＢピクチ
ャが後方予測又はイントラ（画像内）符号化のみを使用
して符号化されたことを示す。
【０１１１】例えば、次に示す画像の列において、Ｉｘ
２から始まるＧＯＰのclosed_gopが“１”に設定される
と、Ｂｘ０，Ｂｘ１は、Ｉｘ２からの後方予測またはイ
ントラ符号化のみを使用して符号化されており、Ｐａ３
からの前方予測およびＰａ３とＩｘ２からの双方向予測
を使用していないことを示す。ここで、“｜”はＧＯＰ
の境界を示している。Ia0 Pa3 Ba1 Ba2 | Ix2 Bx0 Bx1
Px5 Bx3 Bx4closed_gopが“０”に設定されると、当該
ＧＯＰは直前のＧＯＰのピクチャを参照する。
【０１１２】編集されたビットストリームから再生され
るピクチャの並びは、図８（Ｃ）に示すように、フレー
ムＦ００，Ｆ０１，Ｆ０２，Ｆ０３，Ｆ０４，Ｆｎ４，
Ｆｎ６，Ｆｎ７，Ｆｎ８の順序になる。ここで、ピクチ
ャＦｉｊは、同じ添字ｉｊをもつＩピクチャＩｉｊ、Ｂ
ピクチャＢｉｊ及びＰピクチャＰｉｊに対応している。
【０１１３】この実施の形態では、光ディスク１０１か
ら読み出した動画像データを復調回路１０３にてＭＰＥ
Ｇ２規格のビットストリームに復調し、その入力ビット
ストリームをデコード部２にてデコードして画像信号と
し、その復号した動画像信号Ｓ７を再エンコードしてい
る。このビットストリームを出力するまでの遅延時間は
４フレーム時間としている。遅延時間の内容は次の通り
である。
【０１１４】デコード部２におけるデコードは、ビット
ストリームが入力されてから１フレーム遅延で画像シー
ケンスが出力されると想定している。デコード開始時の
スタートアップの遅延は、ゼロと想定している。エンコ
ーダ１０７における符号化は、画像シーケンスが入力さ
れてから３フレーム遅延でビットストリームが出力され
ると想定している。
【０１１５】具体的に、動画像符号化装置１００にて、
図９に示したようなビットストリームの処理を行う場合
を説明する。このビットストリームは、図８（Ａ）に示
したビットストリームと同一であり、アウト点側ＧＯＰ
−０及びイン点側ＧＯＰ−ｎを含んでいる。ここでは、
アウト点側ＧＯＰにおいては、ピクチャＩ０２，Ｂ０
０，Ｂ０１，Ｂ０３及びアウト点ピクチャＢ０４の再エ
ンコードが、イン点側ＧＯＰにおいては、上述した添字
に示される表示順序に応じて、ピクチャＰｎ８，Ｂｎ
６，Ｂｎ７及びイン点Ｐｎ５の再エンコードが必要であ
る。
【０１１６】動画像符号化装置１００の各段階における
ビットストリーム又は画像信号の処理は、図１０に示す
ように行われる。
【０１１７】すなわち、デコーダ部１０６のバッファ１
１２には、ビットストリームＳ２３として、図９のアウ
ト点側ＧＯＰを構成するピクチャのならびＩ０２，Ｂ０
０，Ｂ０１，Ｐ０５，Ｂ０３，Ｂ０４，Ｐ０８，Ｂ０
６，Ｂ０７が入力する。このビットストリームＳ２３
は、デコーダ１１３にて復号され、画像信号となる。こ
の画像信号は、フレームＦ００，Ｆ０１，Ｆ０２，Ｆ０
３，Ｆ０４を含んでいる。フレームＦの添字は、同一の
添字のＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャに対応す
ることを示している。
【０１１８】これらのフレームへのピクチャコーディン
グタイプ（picture-coding-code ）の割り当ては、元の
ピクチャの種類に対応して、Ｂ，Ｂ，Ｉ，Ｂ，Ｐとなっ
ている。ここで、ビットストリームＳ２３から画像信号
Ｓ２５への遅延は１フレーム、スタートアップの遅延は
０となっている。
【０１１９】デコーダ１１３が出力する画像信号Ｓ２５
及びピクチャコーディングタイプをエンコーダ１０７に
て符号化したビットストリームＳ２８（Ｓ２５入力）
は、Ｉ０２，Ｂ００，Ｂ０１，Ｐ０４，Ｐ０３のならび
を含んできる。このビットストリームＳ２８は、４フレ
ーム時間遅延している。
【０１２０】一方、バッファ１１４には、図９に示した
ピクチャＩｎ２，Ｂｎ０，Ｂｎ１，Ｐｎ５，Ｂｎ３，Ｂ
ｎ４，Ｐｎ８，Ｂｎ６，Ｂｎ７から構成されるイン点側
ＧＯＰであるＧＯＰ−ｎが入力される。このビットスト
リームＳ２４は、デコーダ１１５にて復号され、画像信
号となる。この画像信号は、フレームＦｎ０，Ｆｎ１，
Ｆｎ２，Ｆｎ３，Ｆｎ４，Ｆｎ５，Ｆｎ６，Ｆｎ７，Ｆ
ｎ８を含んでいる。
【０１２１】これらのうちＦｎ５〜Ｆｎ８へのフレーム
へのピクチャコーディングタイプの割り当ては、元のピ
クチャの種類に対応して、Ｉ，Ｂ，Ｂ，Ｐとなってい
る。ここで、ビットストリームＳ２４から画像信号Ｓ２
６への遅延は１フレーム、スタートアップの遅延は０と
なっている。
【０１２２】デコーダ１１５から入力される画像信号Ｓ
２６及びピクチャコーディングタイプをエンコーダ１０
７にて符号化したビットストリームＳ２８（Ｓ２６入
力）は、Ｉｎ５，Ｐｎ８，Ｂｎ６，Ｂｎ７のならびを含
んでいる。このビットストリームＳ２８は、４フレーム
時間遅延している。
【０１２３】遅延回路１０８には、イン点側ＧＯＰであ
るＧＯＰ−ｎが入力され、４フレーム時間遅延されてビ
ットストリームＳ３０として出力される。
【０１２４】エンコーダ１０７からのビットストリーム
Ｓ２８と、遅延回路１０８からのビットストリームＳ３
０は、制御回路１２０の制御の下にスイッチ１０９にて
切り換えられ、図５（Ｂ）に示すように、ＧＯＰ−０を
再エンコード後のＧＯＰ−ｎｅｗ−０及びＧＯＰ−ｎを
再エンコード後のＧＯＰ−ｎｅｗ−ｎにて構成されるＩ
０２，Ｂ００，Ｂ０１，Ｐ０４，Ｂ０３，Ｉｎ５，Ｐｎ
８，Ｂｎ６，Ｂｎ７に続いて次のＧＯＰ−（ｎ＋１）が
出力ビットストリームＳ３１となる。
【０１２５】なお、デコーダ部１０６におけるデコーダ
１１３及びデコーダ１１５としては、復号した画像の表
示速度よりも速い速度、例えば２倍速にて画像の復号を
行うデコーダにて構成することもできる。
【０１２６】２倍速のデコーダを用いると、復号工程で
符号化データの表示速度より速い速度で符号化データを
復号し、第１の時刻で表示されるピクチャと第２の時刻
で表示されるピクチャを連続して出力するとともに、第
２の時刻で基準同期信号を変更する。このことにより、
切り換え点の前後で連続性を保ちつつ、スキップ再生を
することができる。
【０１２７】このような、２倍速のデコーダを用い、ス
キップ前に最後の表示するピクチャのＰＴＳ（Presenta
tion Time Stamp ）にピクチャの表示期間を加えた値
と、スキップ後に最初に表示するピクチャのＰＴＳに基
づいて、上記フレームメモリからの復号画像の出力を制
御することにより、上述のような処理を行うことができ
る。ここで、ＰＴＳとは、再生出力の時間管理情報であ
る。
【０１２８】続いて、動画像符号化方法の第２の実施の
形態に係る一連の工程を、図１１に示すフローチャート
を参照して説明する。
【０１２９】ステップＳＴ２１は、入力されるＭＰＥＧ
２規格のビットストリームについて、アウト点を含むＧ
ＯＰの表示順序に従ったアウト点までをアウト点より後
のピクチャを予測参照せずに復号し得る第１のＧＯＰに
再構成すると共に、イン点を含むＧＯＰの表示順序に従
ったイン点以降をイン点より前のピクチャを予測参照せ
ずに復号し得る第２のＧＯＰに再構成する再構成工程で
ある。
【０１３０】そして、次のステップＳＴ２２に進む。
【０１３１】ステップＳＴ２２においては、上記ビット
ストリームを入力され、このビットストリームを少なく
ともステップＳＴ２１の再構成に要する時間だけ遅延
し、これに続くステップＳＴ２３においては、ステップ
ＳＴ２１にて再構成されたビットストリーム又はステッ
プＳＴ２２にて遅延されたビットストリームを単位区間
毎に切り換えていずれか一方を出力する。そして、この
動画像符号化方法の一連の工程を終了する。
【０１３２】上述のように、動画像符号化装１００は、
入力されたビットストリームの一部分をデコードして、
復号した動画像信号の一部分を再符号化して、復号した
動画像信号の一部分を再エンコードして、そのビットス
トリームを出力し、入力されたビットストリームを少な
くとも上記のデコード処理と上記のエンコードにかかる
時間だけ遅延して出力し、上記２つの出力を切り換え
て、編集されたビットストリームを出力するものであ
る。
【０１３３】以上説明した動画像符号化装置及び方法
は、ＭＰＥＧビデオプログラムのスキップ再生を指定し
て、編集されたビットストリームをリアルタイムに作成
するために使用できる。アプリケーションとしては、編
集されたビットストリームをＩＥＥＥ１３９４デジタル
バスを通してデータ転送して、受信側のデコーダで受信
したり、受信側の格納メディアにコピーしたりすること
が考えられる。
【０１３４】また、動画像符号化装置及び方法は、リア
ルタイムに入力されるビットストリームのある区間を復
号して、復号画像を再エンコードして作ったビットスト
リームと再エンコードした区間前後のビットストリーム
を結合させて出力するために使用できる。
【０１３５】入力されたＭＰＥＧビットストリームのあ
る区間（ＧＯＰなど）のビットレートが、アプリケーシ
ョンで決められた最大ビットレートを越える場合に、そ
の区間のビットストリームを復号して、復号画像を上記
最大ビットレート以下のビットストリームに再エンコー
ドする。そして、再エンコードして作ったビットストリ
ームと上記区間前後のビットストリームを結合させて出
力する。
【０１３６】なお、本発明は上述の実施の形態には限定
されない。例えば、上述の動画像符号化装置の第３の実
施の形態における入力ビットストリーム源はデジタルテ
レビジョン放送のチューナ８２に限られず、動画像符号
化装置の第４の実施におけるスイッチ１０９からの出力
先はＩＥＥＥ１３９４規格に変換するインターフェース
回路１１０に限られない。
【０１３７】また、ＧＯＰ内のピクチャの枚数やピクチ
ャタイプについては図示の例に限定されないことは勿論
である。
【０１３８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る動画像符号化装置及び動画像符号化方法によれば、ビ
ットストリームの単位区間のビットレートが基準値を超
えたと検出したときは、ビットストリームの当該単位区
間を基準値以下のビットレートになるように単位区間を
変換し、ビットストリームの単位区間のビットレートが
基準値を超えなかったと検出したときは、ビットストリ
ームをそのままのビットレートで出力することにより、
ビットストリームのビットレートを記録媒体の記録レー
ト以下にして正常に記録したり、ビットレートの増加に
よるバッファメモリの破綻を回避することができる。
【０１３９】本発明に係る動画像符号化装置及び動画像
符号化方法によれば、ビットストリームの単位区間のビ
ットレートが基準値を越えたことが検出されると、入力
されるビットストリームの当該単位区間を画像信号に復
号し、その復号された画像信号を基準値以下のビットレ
ートを有するビットストリームの単位区間に再符号化
し、入力されるビットストリームについて、再符号化さ
れたビットストリームの単位区間を入力されるビットス
トリームの当該単位区間と置換して出力することによ
り、動画像が符号化されたビットストリームについて、
ビットストリームのビットレートが所定範囲内になるよ
うにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態における動
画像符号化装置の概略的な全体の構成を示すブロック図
である。
【図２】上記動画像符号化装置のビットレート変換部の
具体的な構成を示すブロック図である。
【図３】第２の実施の形態として上記ビットレート変換
部の他の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明を適用した第３の実施の形態における動
画像符号化装置の全体の構成を示すブロック図である。
【図５】ビットストリームの再エンコードを説明する図
である。
【図６】上記動画像符号化装置の処理内容を説明するフ
ローチャートである。
【図７】第４の実施の形態における動画像符号化装置の
全体の構成を示すブロック図である。
【図８】編集点前後のビットストリームの再エンコード
を説明する図である。
【図９】再エンコードが必要なピクチャを示す図であ
る。
【図１０】ピクチャの具体的な再符号化を説明する図で
ある。
【図１１】上記動画像符号化装置の処理内容を説明する
フローチャートである。
【図１２】符号化された各ピクチャを説明する図であ
る。
【符号の説明】
１，８０，１００ 動画像符号化装置、１４ ビットス
トリーム解析回路、１６ ビットレート変換部、３０
デコーダ部、４０ エンコーダ部、６３ 量子化コント
ロール回路

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像が符号化されたビットストリームに
    ついて、このビットストリームの単位区間のビットレー
    トを基準値と比較する比較手段と、 上記比較手段がビットストリームの単位区間のビットレ
    ートが上記基準値を超えたと検出したときは、上記ビッ
    トストリームの当該単位区間を上記基準値以下のビット
    レートになるように上記単位区間を変換し、上記比較手
    段がビットストリームの単位区間のビットレートが上記
    基準値を超えなかったと検出したときは、上記ビットス
    トリームをそのままのビットレートで出力するビットレ
    ート変換手段とを有することを特徴とする動画像符号化
    装置。
  2. 【請求項２】 上記ビットレート変換手段は、上記比較
    手段がビットストリームの単位区間のビットレートが上
    記基準値を超えたと検出したときは、入力されるビット
    ストリームの当該単位区間を画像信号に復号し、その復
    号された画像信号を上記基準値以下のビットレートであ
    るビットストリームの単位区間に符号化することを特徴
    とする請求項１記載の動画像符号化装置。
  3. 【請求項３】 上記ビットレート変換手段は、上記比較
    手段がビットストリームの単位区間のビットレートが上
    記基準値を超えたと検出したときは、入力されるビット
    ストリームの当該単位区間を画像信号への復号過程で得
    られる符号化情報を復号してその符号化情報の情報量を
    削減する情報量削減手段からなることを特徴とする請求
    項２記載の動画像符号化装置。
  4. 【請求項４】 上記情報量削減手段は、入力されるビッ
    トストリームを離散コサイン変換係数に変換する逆量子
    化手段と、上記離散コサイン変換ＤＣＴ係数を再量子化
    する量子化手段とならなることを特徴とする請求項３記
    載の動画像符号化装置。
  5. 【請求項５】 上記比較手段は、ビットストリームの単
    位区間のビットレートを、記録媒体の使用可能なビット
    量と記録時間とに基づいて決定される基準値と比較する
    ことを特徴とする請求項１記載の動画像符号化装置。
  6. 【請求項６】 画像が符号化されたビットストリームに
    ついて、このビットストリームの単位区間のビットレー
    トを基準値と比較する比較工程と、 上記比較工程においてビットストリームの単位区間のビ
    ットレートが上記基準値を超えたと検出したときは、上
    記ビットストリームの当該単位区間を上記基準値以下の
    ビットレートになるように上記単位区間を変換し、上記
    比較工程においてビットストリームの単位区間のビット
    レートが上記基準値を超えなかったと検出したときは、
    上記ビットストリームをそのままのビットレートで出力
    するビットレート変換工程とを有することを特徴とする
    動画像符号化方法。
  7. 【請求項７】 上記ビットレート変換工程は、上記比較
    工程においてビットストリームの単位区間のビットレー
    トが上記基準値を超えたと検出したときは、入力される
    ビットストリームの当該単位区間を画像信号に復号し、
    その復号された画像信号を上記基準値以下のビットレー
    トであるビットストリームの単位区間に符号化すること
    を特徴とする請求項６記載の動画像符号化方法。
  8. 【請求項８】 上記ビットレート変換工程は、上記比較
    工程においてビットストリームの単位区間のビットレー
    トが上記基準値を超えたと検出したときは、入力される
    ビットストリームの当該単位区間を画像信号への復号過
    程で得られる符号化情報を復号してその符号化情報の情
    報量を削減する情報量削減工程からなることを特徴とす
    る請求項７記載の動画像符号化方法。
  9. 【請求項９】 上記情報量削減工程は、入力されるビッ
    トストリームを離散コサイン変換係数に変換する逆量子
    化工程と、上記離散コサイン変換ＤＣＴ係数を再量子化
    する量子化工程とならなることを特徴とする請求項８記
    載の動画像符号化方法。
  10. 【請求項１０】 上記比較工程は、ビットストリームの
    単位区間のビットレートを、記録媒体の使用可能なビッ
    ト量と記録時間とに基づいて決定される基準値と比較す
    ることを特徴とする請求項６記載の動画像符号化方法。
  11. 【請求項１１】 画像が符号化されたビットストリーム
    について、このビットストリームの単位区間のビットレ
    ートを基準値と比較する比較手段と、 上記比較手段にてビットストリームの単位区間のビット
    レートが基準値を越えたことが検出されると、入力され
    るビットストリームの当該単位区間を画像信号に復号
    し、その復号された画像信号を上記基準値以下のビット
    レートを有するビットストリームの単位区間に再符号化
    する再符号化手段と、 入力されるビットストリームについて、上記再符号化手
    段にて再符号化されたビットストリームの単位区間を、
    上記入力されるビットストリームの当該単位区間と置換
    して出力する置換手段とを有することを特徴とする動画
    像符号化装置。
  12. 【請求項１２】 入力される上記ビットストリームを遅
    延させる遅延手段を有し、上記置換手段は、上記遅延手
    段からのビットストリームについて、上記再符号化手段
    にて再符号化されたビットストリームの単位区間を、上
    記遅延手段からのビットストリームの当該単位区間と置
    換して出力することを特徴とする請求項１１記載の動画
    像符号化装置。
  13. 【請求項１３】 上記再符号化手段は、上記復号された
    画像信号を所定範囲内のビットレートを有するビットス
    トリームに再符号化することを特徴とする請求項１１記
    載の動画像符号化装置。
  14. 【請求項１４】 画像が符号化されたビットストリーム
    について、このビットストリームの単位区間のビットレ
    ートを基準値と比較する比較工程と、 上記比較工程にてビットストリームの単位区間のビット
    レートが基準値を越えたことが検出されると、入力され
    るビットストリームの当該単位区間を画像信号に復号
    し、その復号された画像信号を上記基準値以下のビット
    レートを有するビットストリームの単位区間に再符号化
    する再符号化工程と、 入力されるビットストリームについて、上記再符号化工
    程にて再符号化されたビットストリームの単位区間を、
    上記入力されるビットストリームの当該単位区間と置換
    して出力する置換工程とを有することを特徴とする動画
    像符号化方法。
  15. 【請求項１５】 入力される上記ビットストリームを遅
    延させる遅延工程を有し、上記置換工程は、上記遅延工
    程からのビットストリームについて、上記再符号化手段
    にて再符号化されたビットストリームの単位区間を、上
    記遅延工程からのビットストリームの当該単位区間と置
    換して出力することを特徴とする請求項１４記載の動画
    像符号化方法。
  16. 【請求項１６】 上記再符号化工程は、上記復号された
    画像信号を所定範囲内のビットレートを有するビットス
    トリームに再符号化することを特徴とする請求項１４記
    載の動画像符号化方法。
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