JPWO2009072276A1 - 画像符号化装置、ビデオカメラ、集積回路及び画像符号化方法 - Google Patents

Abstract

プリレコード機能をもつ画像符号化装置であって、映像信号を符号化することでクローズドＧＯＰ又はオープンＧＯＰを生成する符号化部（１１）と、符号化部（１１）で生成された少なくとも１個のＧＯＰを先入れ先出し方式で記憶するバッファ部（１４）と、撮影の開始及び終了の指示を受け付けるユーザＩ／Ｆ部（１２ａ）と、ユーザＩ／Ｆ部（１２ａ）が撮影開始指示を受け付ける前に、非記録状態を確保したうえで符号化部（１１）に符号化を開始させ継続させることでクローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列を生成させ、ユーザＩ／Ｆ部（１２ａ）が撮影開始指示を受け付けると、非記録状態から記録状態に切り替えるとともに、符号化部（１１）がオープンＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように符号化部（１１）を制御する記録制御部（１２ｂ）とを備える。

Description

本発明は、撮像部から送られてくる映像信号を符号化し記録媒体に記録する画像符号化装置及びその画像符号化装置を備えるデジタルビデオカメラに関する。

従来、デジタルビデオカメラ等での画像記録は、ユーザからの記録開始指示（録画ボタン操作等）によって、画像の符号化及び記録が開始される（例えば、特許文献１参照）。

図７は、従来のデジタルビデオカメラの構成を示している。図８は、図７に示される従来のデジタルビデオカメラの記録動作の制御タイミングを示している。

図７に示されるように、従来のデジタルビデオカメラは、撮像部４０、符号化部４１、制御部４２、記録部４３及びデータスイッチ４７を備える。

撮像部４０は、光学機構や撮像素子等で構成されたカメラ部であり、所定フレームレートの映像信号を符号化部４１へ出力する。

制御部４２は、デジタルビデオカメラの使用者からの撮影開始及び終了指示の操作情報（撮影記録ボタンを押す及び離す等の情報）を取得するユーザＩ／Ｆ（インターフェイス）部４２ａと、その操作情報に基づいて各構成要素に各種制御信号を出力する記録制御部４２ｂとを有する。

符号化部４１は、記録制御部４２ｂからの符号化制御信号に従って、撮像部４０からの映像信号を所定のＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）構造で符号化し、符号化情報を出力する。

データスイッチ４７は、記録制御部４２ｂからの記録制御信号に従って、符号化部４１からの符号化情報が記録部に入力されることをＯＮ／ＯＦＦする。

記録部４３は、データスイッチ４７を通過してきた符号化情報を記録媒体へ記録する。

このような構成を有する従来のデジタルビデオカメラでは、図８の制御タイミングに示されるように、撮像部４０から出力された映像信号は、使用者が撮影記録の開始指示をしてから終了指示をするまでの間において、符号化部４１で符号化され、記録部４３で記録される。このようなデジタルビデオカメラでは、使用者が撮影記録の開始指示をした以降の映像だけが記録されるので、シャッターチャンスを逃してしまうということが起こり得る。

そこで、最近、いわゆるプリレコード機能を有するデジタルビデオカメラが開発されている。プリレコード機能を有するデジタルビデオカメラは、デジタルビデオカメラの使用者の撮影開始指示よりも前から撮像及び符号化処理を行って符号化情報を所定の時間分蓄えておき、撮影開始指示があった時点で、蓄えていた符号化情報と撮影開始指示後の符号化情報とを記録する機能を有するデジタルビデオカメラである。これにより、使用者が撮影記録の開始指示をした時点よりも前の映像から記録されるので、シャッターチャンスを逃してしまうことが回避される。以下、そのようなプリレコード機能を有する従来のデジタルビデオカメラについて説明する。

図９は、従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラの構成を示している。図１０は、図９に示されるデジタルビデオカメラの記録動作の制御タイミングを示している。図１１は、図９に示されるデジタルビデオカメラによる符号化処理におけるＧＯＰ構造を説明する図である。

図９に示されるように、従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラは、撮像部６０、符号化部６１、制御部６２、記録部６３、バッファ部６４、ダミーＧＯＰ発生部６５、符号化情報選択部６６及びデータスイッチ６７を備える。

撮像部６０は、光学機構や撮像素子等で構成されたカメラ部であり、所定フレームレートの映像信号を符号化部６１へ出力する。符号化部６１は、制御部６２からの符号化制御信号に従って、撮像部６０からの映像信号を所定のＧＯＰ構造で符号化し、符号化情報を出力する。ここでの符号化処理では、ＧＯＰ先頭のＢピクチャが直前のＧＯＰ内を参照してピクチャ間符号化が行われるオープンＧＯＰ構造が採用される。たとえば、図１１（ａ）に示されるように、ＧＯＰｎ-2の先頭の−２と記したＢピクチャは、直前のＧＯＰｎ-3内のピクチャ９を参照している。

なお、ＧＯＰには、オープンＧＯＰとクローズドＧＯＰがある。オープンＧＯＰは、直前のＧＯＰに属するピクチャを参照するピクチャを含むＧＯＰであり、画質が向上されるというメリットを有する。一方、クローズドＧＯＰは、他のＧＯＰに属するピクチャを参照するピクチャを含まないＧＯＰであり、ＧＯＰ単位での編集において制約がないというメリットを有する。

制御部６２は、デジタルビデオカメラの使用者からの撮影開始及び終了指示の操作情報（撮影記録ボタンを押す及び離す等の情報）を取得するユーザＩ／Ｆ部６２ａと、その操作情報に基づいて各構成要素に各種制御信号を出力する記録制御部６２ｂとを有する。

符号化部６１は、記録制御部６２ｂからの符号化制御信号に従って、撮像部６０からの映像信号をオープンＧＯＰ構造で符号化し、符号化情報を出力する。出力された符号化情報は、先入れ先出し方式のバッファ部６４によって一定時間の間蓄えられる。

ダミーＧＯＰ発生部６５は、画面全体が灰色或いは黒等で構成されたクローズドＧＯＰ構造のダミーＧＯＰを発生する。

符号化情報選択部６６は、記録制御部６２ｂからのＧＯＰ挿入制御信号に従って、バッファ部６４から出力された符号化情報と、ダミーＧＯＰ発生部６５から発生されたダミーＧＯＰのいずれかを選択し、選択したＧＯＰを記録部６３へ出力する。

データスイッチ６７は、記録制御部４２ｂからの記録制御信号に従って、符号化情報選択部６６から出力されたＧＯＰが記録部６３に入力されることをＯＮ／ＯＦＦする。

記録部４３は、データスイッチ４７を通過してきたＧＯＰを記録媒体へ記録する。

このような構成を有する従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラは、図１０の制御タイミングに示されるように動作する。

先ず、デジタルビデオカメラの使用者が撮影モード等を指示する操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部６２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部６２ｂは、プリレコードを開始するために、符号化部６１に対して符号化制御信号で撮像及び符号化処理の開始を指示する。これにより、図１１（ａ）に示されるオープンＧＯＰ構造で、映像信号が順次符号化され（図１０ではＧＯＰ１、ＧＯＰ２、ＧＯＰ３、ＧＯＰ４…と図示されている）、バッファ部６４に蓄積されていく。そして、バッファ部６４の容量分の遅延時間を経て、蓄積されていた符号化情報は、入力順に出力側に現れる。

次に、デジタルビデオカメラの使用者が撮影開始を指示する操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部６２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部６２ｂは、ＧＯＰ挿入制御信号によって、撮影開始指示直後に位置するＧＯＰ（図１０に示されるＧＯＰ２）をダミーＧＯＰ発生部６５が出力するダミーＧＯＰ（ＧＯＰ＿ｄ）で置き換えるように、符号化情報選択部６６を制御する。同時に、記録制御部６２ｂは、記録制御信号によって、ダミーＧＯＰ（ＧＯＰ＿ｄ）を先頭として記録部６３への記録が開始され、続いてＧＯＰ２の直後のＧＯＰ３から続くＧＯＰ列が記録部６３に記録されていくように、データスイッチ６７を制御する。

そして、デジタルビデオカメラの使用者が撮影終了を指示する操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部６２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部６２ｂは、符号化部６１で現在符号化処理中のＧＯＰ（図１０ではＧＯＰ１０）までの全てのＧＯＰが記録部６３に記録され終えるまで、記録制御信号を有効にし続ける。

このようにして記録された符号化情報は、図１１（ｂ）の「記録開始」に示されるＧＯＰ構造（ＧＯＰ＿ｄ、ＧＯＰ３、ＧＯＰ４…）になっており、先頭に挿入されたダミーＧＯＰ（ＧＯＰ＿ｄ）により、記録開始時は常にクローズドＧＯＰから始まることが確保されるので、参照ピクチャが存在しないオープンＧＯＰから記録されてしまうという不具合が解消される。つまり、ダミーＧＯＰに続くＧＯＰｎが、画面全体が灰色或いは黒等で構成されたダミーＧＯＰを参照するように変更されるので、復号化する際に大きな視覚的ノイズを抑えた画像が再生され得る。
特開平１０−２６２２５９号公報

しかしながら、上記従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラでは、記録された符号化情報を復号化する際に、ダミー画像であるダミーＧＯＰ（ＧＯＰ＿ｄ）の復号化結果を表示することになり、不必要なダミー画像の表示と、続くＧＯＰの先頭部の画質を損なうという問題がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、プリレコード機能をもつ画像符号化装置であって、記録媒体に記録した符号化情報には不要な画像を含まず、画質劣化を伴わない正しい参照構造を保ったＧＯＰで記録することができ、これによって復号化の際に良好な再生画質が得られる画像符号化装置及びビデオカメラ等を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像符号化装置は、撮像部から送られてくる映像信号を符号化し記録媒体に記録する画像符号化装置であって、前記映像信号を符号化することで、クローズドＧＯＰ又はオープンＧＯＰを生成する符号化部と、前記符号化部で生成された少なくとも１個のＧＯＰを先入れ先出し方式で記憶するバッファ部と、撮影の開始及び終了の指示を受け付けるユーザインターフェイス部と、（１）前記符号化部を制御すること、及び、（２）前記ユーザインターフェイス部が受け付けた指示に基づいて、前記バッファ部から出力されたＧＯＰが前記記録媒体に記録される記録状態、及び、前記ＧＯＰが前記記録媒体に記録されない非記録状態のいずれかの状態を確保することを行う記録制御部とを備え、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前に、前記非記録状態を確保したうえで、前記符号化部に符号化を開始させ継続させることで、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列を生成させ、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付けると、前記非記録状態から前記記録状態に切り替えるとともに、前記符号化部がオープンＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように前記符号化部を制御する。

これにより、記録媒体に記録されるＧＯＰ列の先頭は、常にクローズドＧＯＰとなり、従来技術で必要とされたダミーＧＯＰの挿入処理が不要となる。

なお、本発明は、画像符号化装置として実現できるだけでなく、そのような画像符号化装置を備えるデジタルビデオカメラとして実現したり、画像符号化方法として実現したり、その画像符号化方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現することもできる。

本発明により、記録媒体に記録した符号化情報には不要な画像を含まず、画質劣化を伴わない正しい参照構造を保ったＧＯＰで記録することができ、これにより、復号化の際に良好な再生画質が得られる。

よって、画質劣化を伴わない綺麗な画像を再生することができるプリレコード機能をもつ画像符号化装置及びデジタルビデオカメラが実現され、デジタルビデオカメラが普及してきた今日における本発明の実用的価値は極めて高い。

図１は、本発明の実施の形態におけるデジタルビデオカメラの構成図である。 図２は、同デジタルビデオカメラの動作を示すタイミング図である。 図３は、同デジタルビデオカメラで生成されるＧＯＰの構造図である。 図４は、同デジタルビデオカメラの動作を示す状態遷移図である。 図５は、本発明の別の実施の形態におけるデジタルビデオカメラの動作を示すタイミング図である。 図６は、本発明に係る画像符号化装置及びビデオカメラの適用例を示す図である。 図７は、従来のデジタルビデオカメラの構成図である。 図８は、従来のデジタルビデオカメラの動作を示すタイミング図である。 図９は、従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラの構成図である。 図１０は、従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラの動作を示すタイミング図である。 図１１は、従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラで生成されるＧＯＰの構造図である。

符号の説明

１０ 撮像部
１１ 符号化部
１２ 制御部
１２ａ ユーザＩ／Ｆ部
１２ｂ 記録制御部
１３ 記録部
１４ バッファ部
１７ データスイッチ
２０ デジタルビデオカメラ
２２ 画像符号化装置

本発明に係る画像符号化装置は、撮像部から送られてくる映像信号を符号化し記録媒体に記録する画像符号化装置であって、前記映像信号を符号化することで、クローズドＧＯＰ又はオープンＧＯＰを生成する符号化部と、前記符号化部で生成された少なくとも１個のＧＯＰを先入れ先出し方式で記憶するバッファ部と、撮影の開始及び終了の指示を受け付けるユーザインターフェイス部と、（１）前記符号化部を制御すること、及び、（２）前記ユーザインターフェイス部が受け付けた指示に基づいて、前記バッファ部から出力されたＧＯＰが前記記録媒体に記録される記録状態、及び、前記ＧＯＰが前記記録媒体に記録されない非記録状態のいずれかの状態を確保することを行う記録制御部とを備え、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前に、前記非記録状態を確保したうえで、前記符号化部に符号化を開始させ継続させることで、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列を生成させ、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付けると、前記非記録状態から前記記録状態に切り替えるとともに、前記符号化部がオープンＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように前記符号化部を制御する。

これにより、プリレコードにおいては、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列が生成され、クローズドＧＯＰを先頭とするＧＯＰ列が記録媒体に記録されるので、従来技術で必要とされたダミーＧＯＰの挿入処理が不要となる。よって、不要なＧＯＰの記録が不要になるとともに、ダミーＧＯＰの挿入に伴う再生時における視覚的ノイズの発生が抑制される。

なお、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影終了指示を受け付けると、その時点で前記バッファ部に記憶されていた全てのＧＯＰが前記記録媒体に記録されるまで前記記録状態を維持し、前記全てのＧＯＰが前記記録媒体に記録された後に前記記録状態を前記非記録状態に切り替えるのが好ましい。これにより、撮影終了指示がなされた時点までの映像が確実に符号化され記録される。

ここで、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前においては、前記符号化部がクローズドＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように前記符号化部を制御してもよいが、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付けると、その時点以降において最初に前記バッファ部から出力されるクローズドＧＯＰを先頭とするＧＯＰ列が前記記録媒体に記録されるように、前記非記録状態から前記記録状態に切り替えてもよい。これにより、プリレコードにおいて、画質を優先するために、クローズドＧＯＰとオープンＧＯＰとが混在する符号化が行われたとしても、常にクローズドＧＯＰが先頭として記録されることが確保される。

また、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前においては、当該画像符号化装置の内部及び外部のいずれかで生じたイベントを検知したときに、前記符号化部に符号化を開始させるのが好ましい。たとえば、使用者が撮影モードを指示したとき、あるいは、撮影開始を指示できる状態になったとき等に、プリレコードを開始するのが好ましい。

また、前記記録制御部は、前記バッファ部から出力されたＧＯＰが前記記録媒体への記録を行う記録部に入力される状態、及び、入力されない状態を切り替えることで、前記記録状態と前記非記録状態とを切り替えるのが好ましい。これにより、記録部への入力タイミングが記録制御部によって任意に制御されるので、確実に、クローズドＧＯＰの先頭ピクチャから記録が開始される。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０の構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１に示される本発明の実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０の記録動作の制御タイミングを示している。図３は、デジタルビデオカメラ２０による符号化処理におけるＧＯＰ構造を説明する図である。

図１に示されるように、デジタルビデオカメラ２０は、プリレコード機能付きデジタルビデオカメラであり、撮像部１０、画像符号化装置２２及び記録部１３を備える。

撮像部１０は、光学機構や撮像素子等で構成されたカメラ等であり、所定フレームレートの映像信号を画像符号化装置２２へ出力する。

画像符号化装置２２は、撮像部１０から送られてくる映像信号を符号化し、得られた符号化情報を記録部１３に出力する処理部であり、符号化部１１、制御部１２、バッファ部１４及びデータスイッチ１７を備える。

符号化部１１は、撮像部１０からの映像信号をＭＰＥＧ規格等に従って符号化することで、クローズドＧＯＰ又はオープンＧＯＰを生成するビデオエンコーダである。

バッファ部１４は、符号化部１１で生成された少なくとも１個（本実施の形態では、４個）のＧＯＰを先入れ先出し方式で記憶するメモリである。

制御部１２は、使用者から撮影の開始及び終了の指示を受け付けるユーザＩ／Ｆ部１２ａと、（１）符号化部１１を制御すること、及び、（２）ユーザＩ／Ｆ部１２ａが受け付けた指示に基づいて、バッファ部１４から出力されたＧＯＰが記録媒体に記録される記録状態、及び、ＧＯＰが記録媒体に記録されない非記録状態のいずれかの状態を確保することを行う記録制御部１２ｂとを有する。

この記録制御部１２ｂは、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を受け付ける前に、プリレコードのために、非記録状態を確保したうえで、符号化部１１に符号化を開始させ継続させることで、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列を生成させ、一方、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を受け付けると、非記録状態から記録状態に切り替えるとともに、符号化部１１がオープンＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように符号化部１１を制御する。また、この記録制御部１２ｂは、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影終了指示を受け付けると、その時点でバッファ部１４に記憶されていた全てのＧＯＰが記録媒体に記録されるまで記録状態を維持し、全てのＧＯＰが記録媒体に記録された後に記録状態を非記録状態に切り替える。

より具体的な動作例として、記録制御部１２ｂは、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を受け付ける前においては、プリレコードのために、符号化部１１がクローズドＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように符号化部１１を制御する。一方、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を受け付けると、記録制御部１２ｂは、その時点以降において最初にバッファから出力されるクローズドＧＯＰを先頭とするＧＯＰ列が記録媒体に記録されるように、非記録状態から記録状態に切り替える。

なお、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を受け付ける前においては、この記録制御部１２ｂは、プリレコードのために、当該画像符号化装置の内部及び外部のいずれかで生じたイベントを検知したとき、例えば、使用者が撮影モード等を指示したとき、電源をＯＮしたとき、撮影開始ボタンを押下できる状態になったとき等、使用者が撮影開始を指示できる状態となったときに、符号化部１１に符号化を開始させる。ここで、使用者による撮影モード、撮影開始・終了などの指示等は、例えば、デジタルビデオカメラ２０に設けられた各種機能ボタンや撮影記録ボタンを押す等の操作によって行われる。

データスイッチ１７は、記録制御部１２ｂからの記録制御信号に従って、バッファ部１４から出力されたＧＯＰが記録部１３に入力されることをＯＮ／ＯＦＦする。つまり、データスイッチ１７は、記録制御部１２ｂからの記録制御信号に従って、バッファ部１４から出力されたＧＯＰが記録部１３に入力される状態、及び、入力されない状態を切り替えることで、記録状態と非記録状態とを切り替える。

なお、本実施の形態では、データスイッチ１７は、バッファ部１４と記録部１３とを接続する信号線の途中に挿入されたスイッチとして図示されているが、ここでは、機能が図示されているのであり、現実的な実現形態としては、データの通過をＯＮ／ＯＦＦする独立したゲート回路、バッファ部１４の内部（出力段）に設けられる出力ゲート回路、記録部１３の内部（入力段）に設けられる入力ゲート回路、あるいは、それらのゲート回路に相当するプログラムとして実現されてもよい。

記録部４３は、データスイッチ１７を通過してきたＧＯＰを記録媒体へ記録するドライブ装置である。

なお、画像符号化装置２２、あるいは、画像符号化装置２２のうちの制御部１２及び符号化部１１は、１チップの半導体集積回路として実現されるのが好ましい。また、撮像部１０や記録部１３における電子回路も同一の半導体集積回路に含まれてもよい。

次に、以上のように構成された本実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０の動作について説明する。

以下、図２、図３を用いながら各構成要素の制御タイミングを説明する。

先ず、デジタルビデオカメラ２０の使用者が撮影モード等を指示する等の操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部１２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部１２ｂは、プリレコードを開始するために、符号化制御信号及びＧＯＰ構造選択信号によって、符号化部１１に対して、撮像及び符号化処理の開始と、そのときに生成するＧＯＰの構造としてクローズドＧＯＰである旨の指示をする。その結果、符号化部１１では、図３（ａ）に示されるように、クローズドＧＯＰ構造で映像信号が順次符号化され（図２では、ＧＯＰ１、ＧＯＰ２、ＧＯＰ３、ＧＯＰ４…と図示されている）、符号化によって得られた符号化情報がバッファ部１４に蓄積されていく。

そして、バッファ部１４の容量分（本実施の形態では、４個のＧＯＰ分）の遅延時間を経て、蓄積されていた符号化情報は、先入れ先出し方式で、入力順に出力側に現れる。

なお、ここまでの状態では、データスイッチ１７は、ＯＦＦ（つまり、バッファ部１４から出力されたＧＯＰが記録部１３に入力されない非記録状態）を維持している。よって、この状態では、バッファ部１４の容量分（本実施の形態では、４個のＧＯＰ分）の遅延時間が経過した後は、バッファ部１４から出力されたＧＯＰは破棄される。ここで、プリレコードでの符号化において、クローズドＧＯＰを採用しているのは、バッファ部１４から出力されるＧＯＰのいずれが記録の先頭となっても、クローズドＧＯＰから記録が開始されることを確保するため、つまり、ダミーＧＯＰの挿入処理を不要とするためである。

次に、デジタルビデオカメラ２０の使用者が撮影開始を指示する操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部１２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部１２ｂは、ＧＯＰ構成選択信号により、符号化部１１に対して、オープンＧＯＰを生成するように符号化する旨の指示をする。その結果、撮影開始指示直後に位置するＧＯＰ（図２に示されるＧＯＰ６）から、図３（ｂ）に示されるように、オープンＧＯＰ構造で符号化される。図３（ｂ）では、オープンＧＯＰn+m+1の先頭にある−２と記したＢピクチャが、直前のクローズドＧＯＰn+m内にある９と記されたＰピクチャを参照している様子が示されている。ここで、撮影開始指示以降の符号化においてオープンＧＯＰを採用しているのは、より高画質な符号化を行うためである。

上記ＧＯＰ構成選択信号による指示と同時に、記録制御部１２ｂは、記録制御信号により、データスイッチ１７に対して、ＯＮ（つまり、バッファ部１４から出力されたＧＯＰが記録部１３に入力される記録状態）にする旨の指示をする。その結果、記録部１３には、記録することが確定したＧＯＰ（図２に示されるＧＯＰ２）から続くＧＯＰ列（つまり、バッファ部１４から出力されるＧＯＰ）が順次記録されていく。

最後に、デジタルビデオカメラ２０の使用者が撮影終了を指示する操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部１２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部１２ｂは、符号化部１１で現在符号化処理中のＧＯＰ（図２ではＧＯＰ１０）までを記録対象とする全ての記録対象が記録部１３に記録され終えるように、記録制御信号により、データスイッチ１７のＯＮを継続させ、その後にＯＦＦにさせる。

このようにして記録された符号化情報は、図３（ａ）及び（ｂ）に示される撮影準備期間であるプリレコード区間と、連続するユーザ指示撮影区間とから構成される。つまり、記録開始のＧＯＰn（ここでは、ＧＯＰ２）から始まってバッファ部１４に蓄積されているＧＯＰn+m（ここでは、ＧＯＰ５）まではクローズドＧＯＰ構造であり、続くＧＯＰn+m+1（ここでは、ＧＯＰ６）からはオープンＧＯＰ構造で符号化されて記録される。

よって、本実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０によれば、記録されるＧＯＰの先頭は常にクローズドＧＯＰとなるので、従来技術のように、その先頭にダミーＧＯＰを挿入する必要がなく、記録された符号化情報を復号化する際におけるダミーＧＯＰに起因する（参照画像の差し替え等に起因する）画質劣化がない。

図４は、本実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０による映像信号の記録動作に関する状態遷移図である。この図は、図１〜図３を用いた上記説明の要約に相当する。

先ず、使用者が撮影モード等を指示する等の操作を行うと（Ｓ１０）、デジタルビデオカメラ２０は、プリレコードを開始する（Ｓ１１）。具体的には、記録制御部１２ｂからの指示に従って、符号化部１１は、クローズドＧＯＰで符号化を開始して継続し、データスイッチ１７は、ＯＦＦ（非記録状態）を維持する。よって、この状態Ｓ１１では、クローズドＧＯＰでの符号化が継続されるが、記録部１３での記録は行われない。

次に、使用者が撮影開始を指示する操作を行うと（Ｓ１２）、デジタルビデオカメラ２０は、符号化情報を記録する（Ｓ１３）。具体的には、記録制御部１２ｂからの指示に従って、符号化部１１は、クローズドＧＯＰからオープンＧＯＰに切り替えて符号化を継続し、データスイッチ１７は、ＯＦＦ（非記録状態）からＯＮ（記録状態）に切り替えてＯＮを維持する。よって、この状態Ｓ１２では、撮影開始が指示された直後にバッファ部１４から出力されるクローズドＧＯＰを先頭として、続くＧＯＰ（先頭の４個がクローズドＧＯＰであり、その後がオープンＧＯＰが続く）が記録部１３で記録される。

そして、使用者が撮影終了を指示する操作を行うと（Ｓ１４）、デジタルビデオカメラ２０は、記録の終了処理をする（Ｓ１５）。具体的には、記録制御部１２ｂからの指示に従って、データスイッチ１７は、その時点でバッファ部１４に蓄積されている全てのＧＯＰが記録部１３で記録されるまでＯＮを維持し、それらのＧＯＰが記録された後に、ＯＦＦに切り替える。よって、この状態Ｓ１５では、撮影終了の指示がされた時点で符号化されていたＧＯＰ及びバッファ部１４に蓄積されていた全てのＧＯＰが記録部１３で記録された後に、記録が終了する。

このように、本実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０によれば、記録されるＧＯＰの先頭は常にクローズドＧＯＰとなるので、従来技術のように、その先頭にダミーＧＯＰを挿入する必要がない。よって、ダミーＧＯＰに起因する画質劣化が回避される。また、４個のクローズドＧＯＰの後には、オープンＧＯＰが続いて記録されるので、高品質な映像記録が実現される。

以上、本発明に係るデジタルビデオカメラ及び画像符号化装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態及び別の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせて実現される形態や、それらの実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して実現される形態も本発明に含まれる。

また、上記実施の形態では、プリレコードにおいては、クローズドＧＯＰだけが生成されたが、本発明は、このようなプリレコードに限定されず、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列であれば、クローズドＧＯＰとオープンＧＯＰとが混在していてもよい。

図５は、プリレコードにおいてクローズドＧＯＰとオープンＧＯＰとが混在するＧＯＰ列が生成されるデジタルビデオカメラ、つまり、本発明に係る別の実施の形態におけるデジタルビデオカメラの記録制御タイミングを示す図である。本図の「符号化出力（バッファ入力）」に示されるように、この例では、プリレコードにおいて、符号化部１１は、クローズドＧＯＰとオープンＧＯＰとを交互に生成するように、映像信号を符号化している。そして、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を取得すると、記録制御部１２ｂは、その時点以降において最初にバッファ部１４から出力されるクローズドＧＯＰを先頭とするＧＯＰ列が記録部１３に記録されるように、データスイッチ１７をＯＦＦからＯＮに切り替える制御をする。その結果、本図の「記録媒体入力」に示されるように、撮影開始が指された以降において最初にバッファ部１４から出力されるクローズドＧＯＰ（ここでは、ＧＯＰ３）を先頭とするＧＯＰ列が記録部１３に記録される。

このような記録であっても、クローズドＧＯＰが先頭となって記録されるので、従来技術で必要とされたダミーＧＯＰの挿入処理は不要となる。さらに、プリレコードで生成されるＧＯＰは、クローズドＧＯＰだけでなく、オープンＧＯＰも含まれるので、プリレコードにおける符号化情報の画質が向上される。

また、上記実施の形態では、クローズドＧＯＰは、先頭がＢピクチャで始まっていたが、本発明は、このような構造のクローズドＧＯＰに限定されるものではなく、例えば、Ｉピクチャから始まるクローズドＧＯＰであってもよい。

また、符号化部１１が生成するＧＯＰとしては、所定数のピクチャから構成されてもよいし、画像の大きな変化を検出した場合にピクチャ内符号化（Ｉピクチャ）を挿入するような動的な構造であってもよい。

また、上記実施の形態では、デジタルビデオカメラは、集積回路で実現されたが、符号化部１１、制御部１２、データスイッチ１７等については、ＣＰＵ、プログラム等が格納ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する汎用のコンピュータ上で実行されるプログラムとして実現されてもよい。

また、本発明に係る画像符号化装置及びビデオカメラは、図６（ａ）に示される動画像撮影用のデジタルビデオカメラに適用されるだけでなく、図６（ｂ）に示されるスチルカメラがもつ動画像撮影機能を実現するのに適用されてもよい。

本発明にかかる画像符号化装置は、プリレコード機能をもつビデオエンコーダとして、特に、高画質で映像を記録するプリレコード機能付きデジタルビデオカメラ等として有用である。

本発明は、撮像部から送られてくる映像信号を符号化し記録媒体に記録する画像符号化装置及びその画像符号化装置を備えるデジタルビデオカメラに関する。

従来、デジタルビデオカメラ等での画像記録は、ユーザからの記録開始指示（録画ボタン操作等）によって、画像の符号化及び記録が開始される（例えば、特許文献１参照）。

図７は、従来のデジタルビデオカメラの構成を示している。図８は、図７に示される従来のデジタルビデオカメラの記録動作の制御タイミングを示している。

図７に示されるように、従来のデジタルビデオカメラは、撮像部４０、符号化部４１、制御部４２、記録部４３及びデータスイッチ４７を備える。

撮像部４０は、光学機構や撮像素子等で構成されたカメラ部であり、所定フレームレートの映像信号を符号化部４１へ出力する。

制御部４２は、デジタルビデオカメラの使用者からの撮影開始及び終了指示の操作情報（撮影記録ボタンを押す及び離す等の情報）を取得するユーザＩ／Ｆ（インターフェイス）部４２ａと、その操作情報に基づいて各構成要素に各種制御信号を出力する記録制御部４２ｂとを有する。

符号化部４１は、記録制御部４２ｂからの符号化制御信号に従って、撮像部４０からの映像信号を所定のＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）構造で符号化し、符号化情報を出力する。

データスイッチ４７は、記録制御部４２ｂからの記録制御信号に従って、符号化部４１からの符号化情報が記録部に入力されることをＯＮ／ＯＦＦする。

記録部４３は、データスイッチ４７を通過してきた符号化情報を記録媒体へ記録する。

このような構成を有する従来のデジタルビデオカメラでは、図８の制御タイミングに示されるように、撮像部４０から出力された映像信号は、使用者が撮影記録の開始指示をしてから終了指示をするまでの間において、符号化部４１で符号化され、記録部４３で記録される。このようなデジタルビデオカメラでは、使用者が撮影記録の開始指示をした以降の映像だけが記録されるので、シャッターチャンスを逃してしまうということが起こり得る。

そこで、最近、いわゆるプリレコード機能を有するデジタルビデオカメラが開発されている。プリレコード機能を有するデジタルビデオカメラは、デジタルビデオカメラの使用者の撮影開始指示よりも前から撮像及び符号化処理を行って符号化情報を所定の時間分蓄えておき、撮影開始指示があった時点で、蓄えていた符号化情報と撮影開始指示後の符号化情報とを記録する機能を有するデジタルビデオカメラである。これにより、使用者が撮影記録の開始指示をした時点よりも前の映像から記録されるので、シャッターチャンスを逃してしまうことが回避される。以下、そのようなプリレコード機能を有する従来のデジタルビデオカメラについて説明する。

図９は、従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラの構成を示している。図１０は、図９に示されるデジタルビデオカメラの記録動作の制御タイミングを示している。図１１は、図９に示されるデジタルビデオカメラによる符号化処理におけるＧＯＰ構造を説明する図である。

図９に示されるように、従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラは、撮像部６０、符号化部６１、制御部６２、記録部６３、バッファ部６４、ダミーＧＯＰ発生部６５、符号化情報選択部６６及びデータスイッチ６７を備える。

撮像部６０は、光学機構や撮像素子等で構成されたカメラ部であり、所定フレームレートの映像信号を符号化部６１へ出力する。符号化部６１は、制御部６２からの符号化制御信号に従って、撮像部６０からの映像信号を所定のＧＯＰ構造で符号化し、符号化情報を出力する。ここでの符号化処理では、ＧＯＰ先頭のＢピクチャが直前のＧＯＰ内を参照してピクチャ間符号化が行われるオープンＧＯＰ構造が採用される。たとえば、図１１（ａ）に示されるように、ＧＯＰｎ-2の先頭の−２と記したＢピクチャは、直前のＧＯＰｎ-3内のピクチャ９を参照している。

なお、ＧＯＰには、オープンＧＯＰとクローズドＧＯＰがある。オープンＧＯＰは、直前のＧＯＰに属するピクチャを参照するピクチャを含むＧＯＰであり、画質が向上されるというメリットを有する。一方、クローズドＧＯＰは、他のＧＯＰに属するピクチャを参照するピクチャを含まないＧＯＰであり、ＧＯＰ単位での編集において制約がないというメリットを有する。

制御部６２は、デジタルビデオカメラの使用者からの撮影開始及び終了指示の操作情報（撮影記録ボタンを押す及び離す等の情報）を取得するユーザＩ／Ｆ部６２ａと、その操作情報に基づいて各構成要素に各種制御信号を出力する記録制御部６２ｂとを有する。

符号化部６１は、記録制御部６２ｂからの符号化制御信号に従って、撮像部６０からの映像信号をオープンＧＯＰ構造で符号化し、符号化情報を出力する。出力された符号化情報は、先入れ先出し方式のバッファ部６４によって一定時間の間蓄えられる。

ダミーＧＯＰ発生部６５は、画面全体が灰色或いは黒等で構成されたクローズドＧＯＰ構造のダミーＧＯＰを発生する。

符号化情報選択部６６は、記録制御部６２ｂからのＧＯＰ挿入制御信号に従って、バッファ部６４から出力された符号化情報と、ダミーＧＯＰ発生部６５から発生されたダミーＧＯＰのいずれかを選択し、選択したＧＯＰを記録部６３へ出力する。

データスイッチ６７は、記録制御部４２ｂからの記録制御信号に従って、符号化情報選択部６６から出力されたＧＯＰが記録部６３に入力されることをＯＮ／ＯＦＦする。

記録部４３は、データスイッチ４７を通過してきたＧＯＰを記録媒体へ記録する。

このような構成を有する従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラは、図１０の制御タイミングに示されるように動作する。

先ず、デジタルビデオカメラの使用者が撮影モード等を指示する操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部６２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部６２ｂは、プリレコードを開始するために、符号化部６１に対して符号化制御信号で撮像及び符号化処理の開始を指示する。これにより、図１１（ａ）に示されるオープンＧＯＰ構造で、映像信号が順次符号化され（図１０ではＧＯＰ１、ＧＯＰ２、ＧＯＰ３、ＧＯＰ４…と図示されている）、バッファ部６４に蓄積されていく。そして、バッファ部６４の容量分の遅延時間を経て、蓄積されていた符号化情報は、入力順に出力側に現れる。

次に、デジタルビデオカメラの使用者が撮影開始を指示する操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部６２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部６２ｂは、ＧＯＰ挿入制御信号によって、撮影開始指示直後に位置するＧＯＰ（図１０に示されるＧＯＰ２）をダミーＧＯＰ発生部６５が出力するダミーＧＯＰ（ＧＯＰ＿ｄ）で置き換えるように、符号化情報選択部６６を制御する。同時に、記録制御部６２ｂは、記録制御信号によって、ダミーＧＯＰ（ＧＯＰ＿ｄ）を先頭として記録部６３への記録が開始され、続いてＧＯＰ２の直後のＧＯＰ３から続くＧＯＰ列が記録部６３に記録されていくように、データスイッチ６７を制御する。

そして、デジタルビデオカメラの使用者が撮影終了を指示する操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部６２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部６２ｂは、符号化部６１で現在符号化処理中のＧＯＰ（図１０ではＧＯＰ１０）までの全てのＧＯＰが記録部６３に記録され終えるまで、記録制御信号を有効にし続ける。

このようにして記録された符号化情報は、図１１（ｂ）の「記録開始」に示されるＧＯＰ構造（ＧＯＰ＿ｄ、ＧＯＰ３、ＧＯＰ４…）になっており、先頭に挿入されたダミーＧＯＰ（ＧＯＰ＿ｄ）により、記録開始時は常にクローズドＧＯＰから始まることが確保されるので、参照ピクチャが存在しないオープンＧＯＰから記録されてしまうという不具合が解消される。つまり、ダミーＧＯＰに続くＧＯＰｎが、画面全体が灰色或いは黒等で構成されたダミーＧＯＰを参照するように変更されるので、復号化する際に大きな視覚的ノイズを抑えた画像が再生され得る。

特開平１０−２６２２５９号公報

しかしながら、上記従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラでは、記録された符号化情報を復号化する際に、ダミー画像であるダミーＧＯＰ（ＧＯＰ＿ｄ）の復号化結果を表示することになり、不必要なダミー画像の表示と、続くＧＯＰの先頭部の画質を損なうという問題がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、プリレコード機能をもつ画像符号化装置であって、記録媒体に記録した符号化情報には不要な画像を含まず、画質劣化を伴わない正しい参照構造を保ったＧＯＰで記録することができ、これによって復号化の際に良好な再生画質が得られる画像符号化装置及びビデオカメラ等を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像符号化装置は、撮像部から送られてくる映像信号を符号化し記録媒体に記録する画像符号化装置であって、前記映像信号を符号化することで、クローズドＧＯＰ又はオープンＧＯＰを生成する符号化部と、前記符号化部で生成された少なくとも１個のＧＯＰを先入れ先出し方式で記憶するバッファ部と、撮影の開始及び終了の指示を受け付けるユーザインターフェイス部と、（１）前記符号化部を制御すること、及び、（２）前記ユーザインターフェイス部が受け付けた指示に基づいて、前記バッファ部から出力されたＧＯＰが前記記録媒体に記録される記録状態、及び、前記ＧＯＰが前記記録媒体に記録されない非記録状態のいずれかの状態を確保することを行う記録制御部とを備え、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前に、前記非記録状態を確保したうえで、前記符号化部に符号化を開始させ継続させることで、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列を生成させ、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付けると、前記非記録状態から前記記録状態に切り替えるとともに、前記符号化部がオープンＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように前記符号化部を制御する。

これにより、記録媒体に記録されるＧＯＰ列の先頭は、常にクローズドＧＯＰとなり、従来技術で必要とされたダミーＧＯＰの挿入処理が不要となる。

なお、本発明は、画像符号化装置として実現できるだけでなく、そのような画像符号化装置を備えるデジタルビデオカメラとして実現したり、画像符号化方法として実現したり、その画像符号化方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現することもできる。

本発明により、記録媒体に記録した符号化情報には不要な画像を含まず、画質劣化を伴わない正しい参照構造を保ったＧＯＰで記録することができ、これにより、復号化の際に良好な再生画質が得られる。

よって、画質劣化を伴わない綺麗な画像を再生することができるプリレコード機能をもつ画像符号化装置及びデジタルビデオカメラが実現され、デジタルビデオカメラが普及してきた今日における本発明の実用的価値は極めて高い。

図１は、本発明の実施の形態におけるデジタルビデオカメラの構成図である。 図２は、同デジタルビデオカメラの動作を示すタイミング図である。 図３は、同デジタルビデオカメラで生成されるＧＯＰの構造図である。 図４は、同デジタルビデオカメラの動作を示す状態遷移図である。 図５は、本発明の別の実施の形態におけるデジタルビデオカメラの動作を示すタイミング図である。 図６は、本発明に係る画像符号化装置及びビデオカメラの適用例を示す図である。 図７は、従来のデジタルビデオカメラの構成図である。 図８は、従来のデジタルビデオカメラの動作を示すタイミング図である。 図９は、従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラの構成図である。 図１０は、従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラの動作を示すタイミング図である。 図１１は、従来のプリレコード機能付きデジタルビデオカメラで生成されるＧＯＰの構造図である。

本発明に係る画像符号化装置は、撮像部から送られてくる映像信号を符号化し記録媒体に記録する画像符号化装置であって、前記映像信号を符号化することで、クローズドＧＯＰ又はオープンＧＯＰを生成する符号化部と、前記符号化部で生成された少なくとも１個のＧＯＰを先入れ先出し方式で記憶するバッファ部と、撮影の開始及び終了の指示を受け付けるユーザインターフェイス部と、（１）前記符号化部を制御すること、及び、（２）前記ユーザインターフェイス部が受け付けた指示に基づいて、前記バッファ部から出力されたＧＯＰが前記記録媒体に記録される記録状態、及び、前記ＧＯＰが前記記録媒体に記録されない非記録状態のいずれかの状態を確保することを行う記録制御部とを備え、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前に、前記非記録状態を確保したうえで、前記符号化部に符号化を開始させ継続させることで、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列を生成させ、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付けると、前記非記録状態から前記記録状態に切り替えるとともに、前記符号化部がオープンＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように前記符号化部を制御する。

これにより、プリレコードにおいては、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列が生成され、クローズドＧＯＰを先頭とするＧＯＰ列が記録媒体に記録されるので、従来技術で必要とされたダミーＧＯＰの挿入処理が不要となる。よって、不要なＧＯＰの記録が不要になるとともに、ダミーＧＯＰの挿入に伴う再生時における視覚的ノイズの発生が抑制される。

なお、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影終了指示を受け付けると、その時点で前記バッファ部に記憶されていた全てのＧＯＰが前記記録媒体に記録されるまで前記記録状態を維持し、前記全てのＧＯＰが前記記録媒体に記録された後に前記記録状態を前記非記録状態に切り替えるのが好ましい。これにより、撮影終了指示がなされた時点までの映像が確実に符号化され記録される。

ここで、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前においては、前記符号化部がクローズドＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように前記符号化部を制御してもよいが、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付けると、その時点以降において最初に前記バッファ部から出力されるクローズドＧＯＰを先頭とするＧＯＰ列が前記記録媒体に記録されるように、前記非記録状態から前記記録状態に切り替えてもよい。これにより、プリレコードにおいて、画質を優先するために、クローズドＧＯＰとオープンＧＯＰとが混在する符号化が行われたとしても、常にクローズドＧＯＰが先頭として記録されることが確保される。

また、前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前においては、当該画像符号化装置の内部及び外部のいずれかで生じたイベントを検知したときに、前記符号化部に符号化を開始させるのが好ましい。たとえば、使用者が撮影モードを指示したとき、あるいは、撮影開始を指示できる状態になったとき等に、プリレコードを開始するのが好ましい。

また、前記記録制御部は、前記バッファ部から出力されたＧＯＰが前記記録媒体への記録を行う記録部に入力される状態、及び、入力されない状態を切り替えることで、前記記録状態と前記非記録状態とを切り替えるのが好ましい。これにより、記録部への入力タイミングが記録制御部によって任意に制御されるので、確実に、クローズドＧＯＰの先頭ピクチャから記録が開始される。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０の構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１に示される本発明の実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０の記録動作の制御タイミングを示している。図３は、デジタルビデオカメラ２０による符号化処理におけるＧＯＰ構造を説明する図である。

図１に示されるように、デジタルビデオカメラ２０は、プリレコード機能付きデジタルビデオカメラであり、撮像部１０、画像符号化装置２２及び記録部１３を備える。

撮像部１０は、光学機構や撮像素子等で構成されたカメラ等であり、所定フレームレートの映像信号を画像符号化装置２２へ出力する。

画像符号化装置２２は、撮像部１０から送られてくる映像信号を符号化し、得られた符号化情報を記録部１３に出力する処理部であり、符号化部１１、制御部１２、バッファ部１４及びデータスイッチ１７を備える。

符号化部１１は、撮像部１０からの映像信号をＭＰＥＧ規格等に従って符号化することで、クローズドＧＯＰ又はオープンＧＯＰを生成するビデオエンコーダである。

バッファ部１４は、符号化部１１で生成された少なくとも１個（本実施の形態では、４個）のＧＯＰを先入れ先出し方式で記憶するメモリである。

制御部１２は、使用者から撮影の開始及び終了の指示を受け付けるユーザＩ／Ｆ部１２ａと、（１）符号化部１１を制御すること、及び、（２）ユーザＩ／Ｆ部１２ａが受け付けた指示に基づいて、バッファ部１４から出力されたＧＯＰが記録媒体に記録される記録状態、及び、ＧＯＰが記録媒体に記録されない非記録状態のいずれかの状態を確保することを行う記録制御部１２ｂとを有する。

この記録制御部１２ｂは、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を受け付ける前に、プリレコードのために、非記録状態を確保したうえで、符号化部１１に符号化を開始させ継続させることで、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列を生成させ、一方、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を受け付けると、非記録状態から記録状態に切り替えるとともに、符号化部１１がオープンＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように符号化部１１を制御する。また、この記録制御部１２ｂは、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影終了指示を受け付けると、その時点でバッファ部１４に記憶されていた全てのＧＯＰが記録媒体に記録されるまで記録状態を維持し、全てのＧＯＰが記録媒体に記録された後に記録状態を非記録状態に切り替える。

より具体的な動作例として、記録制御部１２ｂは、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を受け付ける前においては、プリレコードのために、符号化部１１がクローズドＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように符号化部１１を制御する。一方、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を受け付けると、記録制御部１２ｂは、その時点以降において最初にバッファから出力されるクローズドＧＯＰを先頭とするＧＯＰ列が記録媒体に記録されるように、非記録状態から記録状態に切り替える。

なお、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を受け付ける前においては、この記録制御部１２ｂは、プリレコードのために、当該画像符号化装置の内部及び外部のいずれかで生じたイベントを検知したとき、例えば、使用者が撮影モード等を指示したとき、電源をＯＮしたとき、撮影開始ボタンを押下できる状態になったとき等、使用者が撮影開始を指示できる状態となったときに、符号化部１１に符号化を開始させる。ここで、使用者による撮影モード、撮影開始・終了などの指示等は、例えば、デジタルビデオカメラ２０に設けられた各種機能ボタンや撮影記録ボタンを押す等の操作によって行われる。

データスイッチ１７は、記録制御部１２ｂからの記録制御信号に従って、バッファ部１４から出力されたＧＯＰが記録部１３に入力されることをＯＮ／ＯＦＦする。つまり、データスイッチ１７は、記録制御部１２ｂからの記録制御信号に従って、バッファ部１４から出力されたＧＯＰが記録部１３に入力される状態、及び、入力されない状態を切り替えることで、記録状態と非記録状態とを切り替える。

なお、本実施の形態では、データスイッチ１７は、バッファ部１４と記録部１３とを接続する信号線の途中に挿入されたスイッチとして図示されているが、ここでは、機能が図示されているのであり、現実的な実現形態としては、データの通過をＯＮ／ＯＦＦする独立したゲート回路、バッファ部１４の内部（出力段）に設けられる出力ゲート回路、記録部１３の内部（入力段）に設けられる入力ゲート回路、あるいは、それらのゲート回路に相当するプログラムとして実現されてもよい。

記録部４３は、データスイッチ１７を通過してきたＧＯＰを記録媒体へ記録するドライブ装置である。

なお、画像符号化装置２２、あるいは、画像符号化装置２２のうちの制御部１２及び符号化部１１は、１チップの半導体集積回路として実現されるのが好ましい。また、撮像部１０や記録部１３における電子回路も同一の半導体集積回路に含まれてもよい。

次に、以上のように構成された本実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０の動作について説明する。

以下、図２、図３を用いながら各構成要素の制御タイミングを説明する。

先ず、デジタルビデオカメラ２０の使用者が撮影モード等を指示する等の操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部１２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部１２ｂは、プリレコードを開始するために、符号化制御信号及びＧＯＰ構造選択信号によって、符号化部１１に対して、撮像及び符号化処理の開始と、そのときに生成するＧＯＰの構造としてクローズドＧＯＰである旨の指示をする。その結果、符号化部１１では、図３（ａ）に示されるように、クローズドＧＯＰ構造で映像信号が順次符号化され（図２では、ＧＯＰ１、ＧＯＰ２、ＧＯＰ３、ＧＯＰ４…と図示されている）、符号化によって得られた符号化情報がバッファ部１４に蓄積されていく。

そして、バッファ部１４の容量分（本実施の形態では、４個のＧＯＰ分）の遅延時間を経て、蓄積されていた符号化情報は、先入れ先出し方式で、入力順に出力側に現れる。

なお、ここまでの状態では、データスイッチ１７は、ＯＦＦ（つまり、バッファ部１４から出力されたＧＯＰが記録部１３に入力されない非記録状態）を維持している。よって、この状態では、バッファ部１４の容量分（本実施の形態では、４個のＧＯＰ分）の遅延時間が経過した後は、バッファ部１４から出力されたＧＯＰは破棄される。ここで、プリレコードでの符号化において、クローズドＧＯＰを採用しているのは、バッファ部１４から出力されるＧＯＰのいずれが記録の先頭となっても、クローズドＧＯＰから記録が開始されることを確保するため、つまり、ダミーＧＯＰの挿入処理を不要とするためである。

次に、デジタルビデオカメラ２０の使用者が撮影開始を指示する操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部１２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部１２ｂは、ＧＯＰ構成選択信号により、符号化部１１に対して、オープンＧＯＰを生成するように符号化する旨の指示をする。その結果、撮影開始指示直後に位置するＧＯＰ（図２に示されるＧＯＰ６）から、図３（ｂ）に示されるように、オープンＧＯＰ構造で符号化される。図３（ｂ）では、オープンＧＯＰn+m+1の先頭にある−２と記したＢピクチャが、直前のクローズドＧＯＰn+m内にある９と記されたＰピクチャを参照している様子が示されている。ここで、撮影開始指示以降の符号化においてオープンＧＯＰを採用しているのは、より高画質な符号化を行うためである。

上記ＧＯＰ構成選択信号による指示と同時に、記録制御部１２ｂは、記録制御信号により、データスイッチ１７に対して、ＯＮ（つまり、バッファ部１４から出力されたＧＯＰが記録部１３に入力される記録状態）にする旨の指示をする。その結果、記録部１３には、記録することが確定したＧＯＰ（図２に示されるＧＯＰ２）から続くＧＯＰ列（つまり、バッファ部１４から出力されるＧＯＰ）が順次記録されていく。

最後に、デジタルビデオカメラ２０の使用者が撮影終了を指示する操作を行うと、ユーザＩ／Ｆ部１２ａによってその指示が取得され、取得された指示に基づいて、記録制御部１２ｂは、符号化部１１で現在符号化処理中のＧＯＰ（図２ではＧＯＰ１０）までを記録対象とする全ての記録対象が記録部１３に記録され終えるように、記録制御信号により、データスイッチ１７のＯＮを継続させ、その後にＯＦＦにさせる。

このようにして記録された符号化情報は、図３（ａ）及び（ｂ）に示される撮影準備期間であるプリレコード区間と、連続するユーザ指示撮影区間とから構成される。つまり、記録開始のＧＯＰn（ここでは、ＧＯＰ２）から始まってバッファ部１４に蓄積されているＧＯＰn+m（ここでは、ＧＯＰ５）まではクローズドＧＯＰ構造であり、続くＧＯＰn+m+1（ここでは、ＧＯＰ６）からはオープンＧＯＰ構造で符号化されて記録される。

よって、本実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０によれば、記録されるＧＯＰの先頭は常にクローズドＧＯＰとなるので、従来技術のように、その先頭にダミーＧＯＰを挿入する必要がなく、記録された符号化情報を復号化する際におけるダミーＧＯＰに起因する（参照画像の差し替え等に起因する）画質劣化がない。

図４は、本実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０による映像信号の記録動作に関する状態遷移図である。この図は、図１〜図３を用いた上記説明の要約に相当する。

先ず、使用者が撮影モード等を指示する等の操作を行うと（Ｓ１０）、デジタルビデオカメラ２０は、プリレコードを開始する（Ｓ１１）。具体的には、記録制御部１２ｂからの指示に従って、符号化部１１は、クローズドＧＯＰで符号化を開始して継続し、データスイッチ１７は、ＯＦＦ（非記録状態）を維持する。よって、この状態Ｓ１１では、クローズドＧＯＰでの符号化が継続されるが、記録部１３での記録は行われない。

次に、使用者が撮影開始を指示する操作を行うと（Ｓ１２）、デジタルビデオカメラ２０は、符号化情報を記録する（Ｓ１３）。具体的には、記録制御部１２ｂからの指示に従って、符号化部１１は、クローズドＧＯＰからオープンＧＯＰに切り替えて符号化を継続し、データスイッチ１７は、ＯＦＦ（非記録状態）からＯＮ（記録状態）に切り替えてＯＮを維持する。よって、この状態Ｓ１２では、撮影開始が指示された直後にバッファ部１４から出力されるクローズドＧＯＰを先頭として、続くＧＯＰ（先頭の４個がクローズドＧＯＰであり、その後がオープンＧＯＰが続く）が記録部１３で記録される。

そして、使用者が撮影終了を指示する操作を行うと（Ｓ１４）、デジタルビデオカメラ２０は、記録の終了処理をする（Ｓ１５）。具体的には、記録制御部１２ｂからの指示に従って、データスイッチ１７は、その時点でバッファ部１４に蓄積されている全てのＧＯＰが記録部１３で記録されるまでＯＮを維持し、それらのＧＯＰが記録された後に、ＯＦＦに切り替える。よって、この状態Ｓ１５では、撮影終了の指示がされた時点で符号化されていたＧＯＰ及びバッファ部１４に蓄積されていた全てのＧＯＰが記録部１３で記録された後に、記録が終了する。

このように、本実施の形態におけるデジタルビデオカメラ２０によれば、記録されるＧＯＰの先頭は常にクローズドＧＯＰとなるので、従来技術のように、その先頭にダミーＧＯＰを挿入する必要がない。よって、ダミーＧＯＰに起因する画質劣化が回避される。また、４個のクローズドＧＯＰの後には、オープンＧＯＰが続いて記録されるので、高品質な映像記録が実現される。

以上、本発明に係るデジタルビデオカメラ及び画像符号化装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態及び別の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせて実現される形態や、それらの実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して実現される形態も本発明に含まれる。

また、上記実施の形態では、プリレコードにおいては、クローズドＧＯＰだけが生成されたが、本発明は、このようなプリレコードに限定されず、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列であれば、クローズドＧＯＰとオープンＧＯＰとが混在していてもよい。

図５は、プリレコードにおいてクローズドＧＯＰとオープンＧＯＰとが混在するＧＯＰ列が生成されるデジタルビデオカメラ、つまり、本発明に係る別の実施の形態におけるデジタルビデオカメラの記録制御タイミングを示す図である。本図の「符号化出力（バッファ入力）」に示されるように、この例では、プリレコードにおいて、符号化部１１は、クローズドＧＯＰとオープンＧＯＰとを交互に生成するように、映像信号を符号化している。そして、ユーザＩ／Ｆ部１２ａが撮影開始指示を取得すると、記録制御部１２ｂは、その時点以降において最初にバッファ部１４から出力されるクローズドＧＯＰを先頭とするＧＯＰ列が記録部１３に記録されるように、データスイッチ１７をＯＦＦからＯＮに切り替える制御をする。その結果、本図の「記録媒体入力」に示されるように、撮影開始が指された以降において最初にバッファ部１４から出力されるクローズドＧＯＰ（ここでは、ＧＯＰ３）を先頭とするＧＯＰ列が記録部１３に記録される。

このような記録であっても、クローズドＧＯＰが先頭となって記録されるので、従来技術で必要とされたダミーＧＯＰの挿入処理は不要となる。さらに、プリレコードで生成されるＧＯＰは、クローズドＧＯＰだけでなく、オープンＧＯＰも含まれるので、プリレコードにおける符号化情報の画質が向上される。

また、上記実施の形態では、クローズドＧＯＰは、先頭がＢピクチャで始まっていたが、本発明は、このような構造のクローズドＧＯＰに限定されるものではなく、例えば、Ｉピクチャから始まるクローズドＧＯＰであってもよい。

また、符号化部１１が生成するＧＯＰとしては、所定数のピクチャから構成されてもよいし、画像の大きな変化を検出した場合にピクチャ内符号化（Ｉピクチャ）を挿入するような動的な構造であってもよい。

また、上記実施の形態では、デジタルビデオカメラは、集積回路で実現されたが、符号化部１１、制御部１２、データスイッチ１７等については、ＣＰＵ、プログラム等が格納ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する汎用のコンピュータ上で実行されるプログラムとして実現されてもよい。

また、本発明に係る画像符号化装置及びビデオカメラは、図６（ａ）に示される動画像撮影用のデジタルビデオカメラに適用されるだけでなく、図６（ｂ）に示されるスチルカメラがもつ動画像撮影機能を実現するのに適用されてもよい。

本発明にかかる画像符号化装置は、プリレコード機能をもつビデオエンコーダとして、特に、高画質で映像を記録するプリレコード機能付きデジタルビデオカメラ等として有用である。

１０ 撮像部
１１ 符号化部
１２ 制御部
１２ａ ユーザＩ／Ｆ部
１２ｂ 記録制御部
１３ 記録部
１４ バッファ部
１７ データスイッチ
２０ デジタルビデオカメラ
２２ 画像符号化装置

Claims (9)

1. 撮像部から送られてくる映像信号を符号化し記録媒体に記録する画像符号化装置であって、
   前記映像信号を符号化することで、クローズドＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）又はオープンＧＯＰを生成する符号化部と、
   前記符号化部で生成された少なくとも１個のＧＯＰを先入れ先出し方式で記憶するバッファ部と、
   撮影の開始及び終了の指示を受け付けるユーザインターフェイス部と、
   （１）前記符号化部を制御すること、及び、（２）前記ユーザインターフェイス部が受け付けた指示に基づいて、前記バッファ部から出力されたＧＯＰが前記記録媒体に記録される記録状態、及び、前記ＧＯＰが前記記録媒体に記録されない非記録状態のいずれかの状態を確保することを行う記録制御部とを備え、
   前記記録制御部は、
   前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前に、前記非記録状態を確保したうえで、前記符号化部に符号化を開始させ継続させることで、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列を生成させ、
   前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付けると、前記非記録状態から前記記録状態に切り替えるとともに、前記符号化部がオープンＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように前記符号化部を制御する
   画像符号化装置。
2. 前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影終了指示を受け付けると、その時点で前記バッファ部に記憶されていた全てのＧＯＰが前記記録媒体に記録されるまで前記記録状態を維持し、前記全てのＧＯＰが前記記録媒体に記録された後に前記記録状態を前記非記録状態に切り替える
   請求項１記載の画像符号化装置。
3. 前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前においては、前記符号化部がクローズドＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように前記符号化部を制御する
   請求項１記載の画像符号化装置。
4. 前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付けると、その時点以降において最初に前記バッファ部から出力されるクローズドＧＯＰを先頭とするＧＯＰ列が前記記録媒体に記録されるように、前記非記録状態から前記記録状態に切り替える
   請求項１記載の画像符号化装置。
5. 前記記録制御部は、前記ユーザインターフェイス部が撮影開始指示を受け付ける前においては、当該画像符号化装置の内部及び外部のいずれかで生じたイベントを検知したときに、前記符号化部に符号化を開始させる
   請求項１記載の画像符号化装置。
6. 前記記録制御部は、前記バッファ部から出力されたＧＯＰが前記記録媒体への記録を行う記録部に入力される状態、及び、入力されない状態を切り替えることで、前記記録状態と前記非記録状態とを切り替える
   請求項１記載の画像符号化装置。
7. 映像信号を出力する撮像部と、
   前記撮像部から送られてくる映像信号を符号化し記録媒体に記録する請求項１記載の画像符号化装置と
   を備えるビデオカメラ。
8. 請求項１記載の画像符号化装置のうち、符号化部、ユーザインターフェイス部、及び、記録制御部が１つの半導体基板上に形成された集積回路。
9. 撮像装置から送られてくる映像信号を符号化し記録媒体に記録する画像符号化方法であって、
   前記映像信号を符号化することで、クローズドＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）又はオープンＧＯＰを生成する符号化ステップと、
   前記符号化ステップで生成された少なくとも１個のＧＯＰを先入れ先出し方式でバッファ部に記憶させる記憶ステップと、
   撮影の開始及び終了の指示を受け付けるユーザインターフェイスステップと、
   （１）前記符号化ステップによる符号化を制御すること、及び、（２）前記ユーザインターフェイスステップで受け付けた指示に基づいて、前記バッファ部から出力されたＧＯＰが前記記録媒体に記録される記録状態、及び、前記ＧＯＰが前記記録媒体に記録されない非記録状態のいずれかの状態を確保することを行う制御ステップとを含み、
   前記制御ステップでは、
   前記ユーザインターフェイスステップで撮影開始指示を受け付ける前に、前記非記録状態を確保したうえで、前記符号化ステップによる符号化を開始させ継続させることで、クローズドＧＯＰを含むＧＯＰ列を生成させ、
   前記ユーザインターフェイスステップで撮影開始指示を受け付けると、前記非記録状態から前記記録状態に切り替えるとともに、前記符号化ステップでオープンＧＯＰだけからなるＧＯＰ列を生成するように前記符号化ステップによる符号化を制御する
   画像符号化方法。

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