专利名称：图像处理设备以及图像处理方法，信息处理设备以及信息处理方法，信息记录设备以及信 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理设备以及图像处理方法、信息处理设备以及信息处理方法、信息记录设备以及信息记录方法、信息再现设备以及信息再现方法、记录介质和程序。更具体地说，本发明涉及能够更适宜地在能够利用关于过去对对应的数据执行编码的信息进行记录的情况中应用的图像处理设备以及图像处理方法、信息处理设备以及信息处理方法、信息记录设备以及信息记录方法、信息再现设备以及信息再现方法、记录介质和程序。
背景技术：
在向远地发送运动图像信号的电视会议系统以及电视电话系统等系统中，利用视频信号的行间(line-to-line)相关性和帧间相关性，对图像信号进行压缩和编码，以便有效地利用传输路径。
当对图像信号进行压缩和编码时，对图像信号进行编码，以使建立的位流具有预定比特率。但是，在实际操作中，为了便于传输，可能需要改变位流的比特率。
此外，例如，当通过广播电台对被传送的图像信号进行编辑时，由于它以秒为单位进行编辑，最好，一个帧的图像信息与其它帧的图像信息无关。因此，必须对长GOP(Group of Picture，画面组)和短GOP进行交替转换，使得即使以低比特率(例如，3到9Mbps)来发送图像信息，也不致影响图像质量，其中，长GOP具有用于构成作为具有相关信息的一组帧的GOP的大量帧，而短GOP具有构成GOP的少量帧并且被以高比特率(例如，18到50Mbps)发送。
以下将利用图1对下述系统进行说明，该系统能够通过，例如将通过传输路径接收和发送的长GOP流数据重编码为作为短GOP的全内部(All Intra)帧流数据来对帧进行编辑。
通过传输路径1发送适合于传输的长GOP流数据。
当代码转换器2利用解码器21对通过传输路径1提供的MPEGGOP流数据进行一次解码之后，它利用编码器22对流数据进行编码，使得它完全变为全内部帧，并且将经过编码的全内部流数据(SDTICP(Serial Data Transport Interface Contents Package，串行数据传输接口内容数据包))输出到SDTI CP接口的帧编辑器3。
被帧编辑器3编辑的流数据被提供给代码转换器4。当代码转换器4利用解码器23对提供给它的全内部流数据进行一次解码之后，它利用编码器24对流数据进行编码，使得它变为MPEG长GOP流数据，并且通过传输路径1将它输出到预定数据传输目的地。
如上所述，当反复对图像信息进行编码和解码时，如果每次都改变在编码过程中使用的编码参数，则图像质量退化。为了防止图像质量退化，未经审查的日本专利申请No.2000-059788披露了一种技术，它能够通过利用插入位流的画面层(picture layer)的用户数据区的编码历史信息，抑制由重编码导致退化的图像的退化。
例如，以下将参照图2和3，对这样的情况进行说明，其中，在能够将MPEG长GOP转换为能够进行帧编辑的短GOP的系统中，使用编码历史信息。注意，在图2和3中，用相同的标号表示与图1对应的部分，并且适当地省略了对其的说明。
首先将参照图2对使用历史信息的情况进行说明。
即，通过传输路径1给代码转换器31提供MPEG长GOP。
由于MPEG长GOP由三种类型的画面(I画面、P画面和B画面)构成，每种类型具有不同的编码特征，通过对MPEG长GOP解码得到的视频数据由取决于帧的，具有I画面、P画面和B画面特征的视频数据构成。因此，当通过MPEG长GOP对视频数据进行重编码时，当具有I画面、P画面和B画面特征的视频数据被按照不同画面类型进行编码时，会出现图像退化。例如，当被解码之前按照比I画面和P画面更易于失真的B画面排列的视频数据被按照I画面编码时，通过利用作为参考图像的、具有很大失真的I画面进行预测，对视频数据附近的画面进行编码。
例如，当代码转换器31通过传输路径1接收过去被其它代码转换器编码的流数据时，代码转换器31利用解码器41对提供给它的MPEG长GOP流数据解码一次，然后利用编码器42对其编码，以便使其变为全内部Frame。此时，为了防止由于重编码导致图像退化，过去执行的编码中使用的参数，即，提供给解码器41的经过编码的流的，如编码画面类型、量化值等参数被作为SMPTE(Society of Motion Picture andTelevision Engineers，电影与电视工程师协会)328M历史数据添加到经过全内部编码的流中，并且提供给帧编辑器3。
被帧编辑器3编辑的流数据被再次提供给代码转换器32。代码转换器32利用提供给它的历史数据，通过解码器43对全内部流数据进行解码。编码器44利用需要的参数，如包括在经过解码的历史数据中的画面类型和量化值等，将经过解码的流数据重编码为长GOP，并且将它输出到传输路径1。
下面将参照图3对使用参数信息的情况进行说明。
通过传输路径1给代码转换器51提供MPEG长GOP。
提供有MPEG长GOP流数据的解码器61得到对数据解码时需要的编码参数，并且将经过解码的视频数据和得到的编码参数提供给编码器62。编码器62利用提供给它的编码参数，将视频数据转换为全内部编码的流，并且将经过编码的流提供给帧编辑器3。
被帧编辑器3编辑为帧的流数据被再次提供给代码转换器52。代码转换器52通过解码器63对提供给它的流数据进行解码。当进行解码时，解码器63得到需要的编码参数，并且将经过解码的视频数据和得到的编码参数提供给编码器64。编码器64利用提供给它的编码参数，将视频数据转换为经过长GOP编码的流，并且将它输出到传输路径1。
通过利用如上所述的历史数据或者编码参数来重新使用过去的编码信息(画面层和宏块层的参数，如过去进行的编码的画面类型、运动矢量和量化值等)进行编码，能够防止图像退化。但是，可能利用比特率、图像帧、色度格式等与以前的流不同的流代替以前的流，或者通过例如编辑等将其插入以前的流。在这种情况下，不能通过重新使用关于使用历史或者参数信息的以前的编码的信息，对所有图像数据进行编码。
发明内容
鉴于上述情况提出的本发明能够根据要被编码的图像数据的状态，判断是否能够重新使用关于过去编码的信息。
本发明的图像处理设备包括获取装置，用于获得关于过去对图像数据执行的编码的信息；以及控制装置，用于对用于对基带图像数据或者在中间阶段之前被编码的图像数据进行的直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理进行控制，其中，当编码画面类型是预定画面类型时，控制装置根据由获取装置获得的、关于编码的信息和关于要由图像处理设备对图像数据执行的编码处理的条件，判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
可以使控制装置根据在关于编码的信息中描述的、在过去的编码中的宏块的相位与编码处理的宏块是相位是否一致，判断是否使用关于编码的信息。
可以使控制装置根据在关于编码的信息中描述的解码过程中生成的代码量是否等于或小于预定值，判断是否使用关于编码的信息。
图像处理设备还可以配备有输出装置，给该输出装置提供第一编码数据和通过编码处理建立的第二编码数据，其中，第一编码数据被提供给对图像数据进行解码的另一个图像处理设备，其中，控制装置还对输出装置进行控制，并且，当在关于编码的信息中描述的、在过去的编码中的宏块的相位与编码处理的宏块相位一致；在关于编码的信息中描述的、在解码过程中生成的代码量等于或小于预定值；以及在关于编码的信息中描述的、在过去的编码中的图像帧的位置和幅值与编码处理的图像帧的位置和幅值一致时，使输出装置输出第一编码数据。
本发明的图像处理方法包括获得关于过去对图像数据执行的编码的信息；以及当编码画面类型是预定画面类型时，根据由获取装置获得的、关于编码的信息和关于要由图像处理设备对图像数据执行的编码处理的条件，判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
记录在本发明的第一记录介质上的程序使计算机执行如下处理，包括第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由在第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
本发明的第一程序使计算机执行如下处理，包括第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由在第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
判断编码画面类型是否为预定画面类型。当判断编码画面类型是遇到画面类型时，将获得的关于编码的信息与关于编码处理的条件进行比较，并且根据比较的结果判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
本发明的信息处理设备包括解码装置，用于对提供给它的图像数据进行完全或部分解码；以及编码装置，用于对被解码装置完全解码的基带图像数据或者通过由解码装置进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，编码装置包括获取装置，用于获得关于过去对图像数据执行的编码的信息；以及控制装置，用于控制用于对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行的编码处理，并且，当编码画面类型是预定画面类型时，根据由获取装置获得的、关于编码的信息和关于编码处理的条件，控制装置判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
本发明的信息处理方法包括解码步骤，用于对提供给它的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码步骤，用于对被解码步骤完全解码的基带图像数据或者通过由解码装置进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，在编码步骤的处理包括第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由在第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
记录在本发明的第二记录介质上的程序使计算机执行如下处理，包括解码步骤，用于对提供给它的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码步骤，用于对被解码步骤完全解码的基带图像数据或者通过由所述解码装置进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，在编码步骤的处理包括第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由在第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
本发明的第二程序使计算机执行如下处理，包括解码步骤，用于对提供给它的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码步骤，用于对被解码步骤完全解码的基带图像数据或者通过由解码装置进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，在编码步骤的处理包括第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由在第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
当对提供的图像数据进行完全或不完全解码时，对被完全解码的基带图像数据或者通过由解码装置进行不完全解码建立的并且编码的中间阶段的图像数据进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，在编码处理中获得关于过去对图像数据执行的编码的信息，并且编码画面类型是预定画面类型，根据获得的关于编码的以及关于编码的条件的信息，判断是否将关于编码的信息用于编码处理，由此，控制对基带图像数据或者直到中间阶段的图像数据进行的直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理。
本发明的信息记录设备包括解码装置，用于对提供给它的图像数据进行完全或部分解码；编码装置，用于对被解码装置完全解码的基带图像数据或者通过由解码装置进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理；以及记录控制装置，用于控制对被编码装置编码的图像数据的记录，其中，编码装置包括获取装置，用于获得关于过去对图像数据执行的编码的信息；以及控制装置，用于控制用于对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行的编码处理，并且其中，当编码画面类型是预定画面类型时，根据由获取装置获得的、关于编码的信息和关于编码处理的条件，控制装置判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
可以使记录控制装置控制对被编码装置编码的图像数据和关于要在不同位置对图像数据执行的编码的信息的记录。
本发明的信息记录方法包括如下步骤解码步骤，用于对提供给它的图像数据进行完全或不完全解码；编码步骤，用于对被解码步骤完全解码的基带图像数据或者通过由解码装置进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理；以及记录控制步骤，用于控制对在编码步骤被编码的图像数据的记录，其中，在编码步骤的处理包括第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由在第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
本发明的信息再现设备包括再现装置，用于对记录到预定记录介质上的图像数据进行再现；解码装置，用于对被再现装置再现的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码装置，用于对被解码装置完全解码的基带图像数据或者通过由解码装置进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，编码装置包括获取装置，用于获得关于过去对图像数据执行的编码的信息；以及控制装置，用于控制用于对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行的编码处理，并且其中，当编码画面类型是预定画面类型时，根据由获取装置获得的、关于编码的信息和关于编码处理的条件，控制装置判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
本发明的信息再现方法包括如下步骤再现步骤，用于对记录到预定记录介质上的图像数据进行再现；解码步骤，用于对被再现装置再现的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码步骤，用于对被解码装置完全解码的基带图像数据或者通过由解码步骤进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，在编码步骤的处理包括第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由在第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
对记录在预定记录介质上的图像数据进行再现，对再现的数据进行完全或不完全解码，对被完全解码的基带图像数据或者通过不完全解码建立的并且被编码到中间阶段的图像数据进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，在编码处理中获得关于过去对图像数据执行的编码的信息，并且编码画面类型是在对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行的图像处理中的预定画面类型，根据获得的关于编码的以及关于编码的条件的信息，判断是否将关于编码的信息用于编码处理。
图1说明对帧进行编辑时进行重编码的传统系统。
图2说明这样的情况，其中，在对帧进行编辑时进行重编码的传统系统中，使用编码历史信息(历史信息)。
图3说明这样的情况，其中，在对帧进行编辑时进行重编码的传统系统中，使用编码历史信息(参数信息)。
图4说明应用了本发明的广播数据发送/接收系统。
图5为示出了图4的中继站的布置的框图。
图6为示出了图4的广播电台的布置的框图。
图7为示出了图5和6的编码器的布置的框图。
图8为说明由图7的编码器执行的编码控制处理1的流程图。
图9A说明如何分配代码量。
图9B说明如何分配代码量。
图10为示出了能够执行向后搜索(back search)处理的编码器的布置的框图。
图11为说明由图10的编码器执行的编码控制处理2的流程图。
图12说明能够应用本发明的不同设备的布置。
图13说明能够应用本发明的信息记录设备的布置。
图14说明能够应用本发明的信息再现设备的布置。
图15说明能够应用本发明的信息记录设备的布置。
图16说明能够应用本发明的信息再现设备的布置。
图17为示出了个人计算机的布置的框图。
具体实施例方式
以下将参照附图对本发明的实施例进行描述。
图1示出了按照本发明的信息处理设备的实施例的布置的例子。
图4示出了应用了本发明的广播数据发送/接收系统。
例如，由中继站101中的TV摄像机121记录的图像数据作为被MPEG全内部压缩系统编码的SDTI CP(串行数据传输接口内容数据包)信号或者作为非压缩SDI(串行数据接口)系统的信号，输出到代码转换器122。SDTI CP是被按照由Pro-MPEG Forum(Pro-MPEG论坛)发起的SMPTE326M标准化的，用于对MPEG数据进行实时(同步)发送的传输系统的通用标准。此外，DSI是基于点对点传输的并且在ANSI(American National Standards Institute，美国国家标准协会)/SMPTE(电影与电视工程师协会)259M中规定的未经压缩的数字视频/音频传输系统。
当接收到全内部SDTI CP(串行数据传输接口内容数据包)信号或者未经压缩的SDI信号时，为了节省传输路径1的带宽，代码转换器122对该信号进行具有良好压缩效率的长GOP帧间压缩，并且，通过传输路径1将该信号发送到广播电台102-1、广播电台102-2或者存档系统(archive system)103。
给广播电台102-1的代码转换器131-1提供MPEG长GOP流数据，代码转换器131-1将这个流数据转换为能够以帧为单位编辑的MPEG全内部系统的流数据，并且将经过转换的流数据输出到帧编辑器3-1。帧编辑器3-1具有例如MXF(Material Exchange Format，素材交换格式)、SDTI CP等接口，并且通过例如将商业消息插入该数据或者通过对图像进行处理，对提供给它的MPEGA全内部系统流数据进行编辑，并且将经过编辑的数据输出到代码转换器131-1，从而对其进行广播或者将其保存在存档系统103中，其中，能够向和从所述接口直接输入和输出经过压缩的流。代码转换器131-1将由此提供的MPEG全内部系统流数据转换为适合于通过传输路径1传输的MPEG长GOP流数据，并且通过传输路径1将它发送到存档系统103。
MXF是一种被Pro-MPEG论坛标准化的文件格式。除了文件交换以外，MXF是在考虑到流化的情况下，以每帧为微小单元(minuteunit)，对视频数据和音频数据进行复用的格式。
给广播电台102-2的代码转换器131-2提供MPEG长GOP流数据，代码转换器131-2将这个流数据转换为可以以帧为单位编辑的MPEG全内部系统流数据，并且将这个流数据输出到帧编辑器3-2。帧编辑器3-2具有例如MXF、SDTI CP等接口，并且通过例如将商业消息插入该数据或者通过对图像进行处理，对MPEGA全内部系统流数据进行编辑，并且将经过编辑的数据输出到代码转换器131-2，从而对经过编辑的数据进行广播或者将其保存在存档系统103中，其中，能够向和从所述接口直接输入和输出经过压缩的流。代码转换器131-2将由此提供的MPEG全内部系统流数据转换为适合于通过传输路径1传输的MPEG长GOP流数据，并且通过传输路径1将它发送到存档系统103。
存档系统103保存提供给它的流数据，以便将其用作节目素材。由于存档系统103必须高效率地保存数据，因此它保存具有较高压缩比的MPEG长GOP系统流数据。
在以下的描述中，当不必对广播电台102-1和102-2单元加以区分时，将它们共同简称为广播电台102，当不必对代码转换器131-1和131-2单独加以区分时，将它们共同简称为代码转换器131，并且，当不必对帧编辑器3-1和3-2单独加以区分时，将它们共同简称为帧编辑器3。
图5为更详细地示出了中继站101的布置的框图。
注意，对与传统情况对应的部分用相同的标号表示，并且适当地省略了对其的说明。更具体地说，代码转换器122包括编码器151，编码器151能够代替编码器64，选择与提供给它的流的条件对应的可重新使用的历史信息。编码器151的布置与图3的代码转换器52基本相似，只是除了从解码器63输出的经过编码的信号以外，输入到解码器63的流数据也被输入到编码器151。
由中继站101中的TV摄像机记录的图像数据，作为被MPEG全内部压缩系统编码的SDTI CP信号，输出到代码转换器122。
给代码转换器122的解码器63提供全内部SDTI CP信号，解码器122对其进行解码，得到对信号解码时需要的编码参数，并且将经过解码的视频信号和得到的编码参数提供给编码器151。编码器151对这个视频数据进行编码，从而利用按照需要提供给编码器151的编码参数，使这个信号成为MPEG长GOP，并且将经过编码的视频数据发送到传输路径1。
图6为更详细地示出了广播电台102的布置的框图。
注意，用相同的标号表示与传统情况对应的部分，并且适当地省略了对其的说明。
代码转换器131包括用于将长GOP流数据转换为全内部流数据的代码转换器161以及用于将全内部流数据转换为长GOP流数据的代码转换器162。代码转换器161包括编码器152，编码器152能够代替编码器62，选择与提供的流的条件对应的可重新使用的历史信息。编码器152的布置与图3的代码转换器51基本相似，只是除了从解码器61输出的经过编码的信号以外，输入到解码器61的流数据也被输入到编码器152。
此外，代码转换器162包括编码器151，编码器151能够代替编码器64，选择与提供的流的条件对应的可重新使用的历史信息。编码器151的布置与图3的代码转换器52基本相似，只是除了从解码器63输出的经过解码的信号以外，输入到解码器63的流数据也被输入到编码器151。
给代码转换器161的解码器61提供MPEG长GOP流数据，并且，解码器61对MPEG长GOP流数据进行解码，得到对信号解码时需要的编码参数，并且将经过编码的视频信号和得到的编码参数提供给编码器152。编码器152对这个视频数据进行编码，从而利用按照需要提供给编码器152的编码参数，使这个视频信号成为全内部SDTI CP信号，并且将全内部SDTI CP信号提供给帧编辑器3。
被帧编辑器3编辑为帧的流数据被提供给代码转换器162的解码器63。
给代码转换器162的解码器63提供全内部SDTI CP(串行数据传输接口内容数据包)信号，解码器63对其进行解码，得到对其解码时需要的编码参数，并且将经过解码的视频信号和得到的编码参数提供给编码器151。编码器151对这个视频数据进行编码，从而利用按照需要提供给编码器151的编码参数，使这个信号成为MPEG长GOP，并且将它发送到传输路径1。
图7为示出了编码器151和152的布置的框图。
参数输入单元187得到从解码器61或63提供的参数信息，并且将它提供给控制器185。
给控制器185提供来自参数输入单元187的参数信息，控制器185根据要执行的编码的条件是否满足预定条件，参照参数信息，对由图像重新排列单元172、运动矢量检测器174、量化值确定单元177以及流开关186执行的处理进行部分或完全控制。
具体地说，根据要进行编码的画面类型是否是I画面、在以前的编码过程中的宏块的相位与在下面的编码过程中的宏块的相位是否一致、在解码过程中以画面为单元生成的代码量是否在预定范围内以及图像帧是否是相同的图像帧，控制器185判断输出通过由图像重新排列单元172到缓冲器184执行的处理进行编码的经过编码的数据，还是输出输入到解码器61或62的流数据。当输出通过由图像重新排列单元172到缓冲器184执行的处理进行编码的经过编码的数据时，控制器185还对是否重新使用参数进行判断，并且对由图像重新排列单元172、运动矢量检测器174、量化值确定单元177以及流开关186执行的处理进行部分或完全控制。
在控制器185的控制下，图像重新排列单元172对顺序输入的图像数据的各个帧图像重新排列，建立被划分为宏块的宏块数据，并且将它们提供给算术运算单元173和运动矢量检测器174，其中，宏块由与亮度信号对应的色差信号的、16像素×16行的亮度信号构成。
给运动矢量检测器174输入宏块数据，运动矢量检测器174在控制器185的控制下，根据存储在帧存储器183中的宏数据块和参考图像数据，计算各个宏块的运动矢量，并且将它们作为运动矢量数据提供给运动补偿器182。同样，运动矢量检测器174将从控制器185提供的以前编码的运动矢量提供给运动补偿器182。
算术运算单元173根据各个宏块的图像类型，对从图像重新排列单元172提供的宏块数据的运动进行补偿。具体地说，算术运算单元173按照内部模式对I画面的运动进行补偿，按照向前预测模式对P画面的运动进行补偿，并且按照双向预测模式对B画面的运动进行补偿。
内部模式是一种将作为编码对象的帧图像按照原样用作传输数据的方法，向前预测模式是一种将作为编码对象的帧图像与过去的参考图像之间的预测差用作传输数据的方法，双图像方向预测模式是一种将过去和将来参考图像之间的预测差用作传输数据的方法。
首先，当宏块数据由I画面构成时，利用内部模式进行处理。即，算术运算单元173将输入给它的宏块数据的宏块按照原样，作为算术运算数据，输出到DCT(离散余弦变换)单元175。DCT单元175通过对输入的算术运算数据进行DCT变换处理，将其整理为DCT系数，并且，将DCT系数作为DCT系数数据输出到量化单元176。
量化单元176根据从量化值确定单元177提供的量化值Q，对输入给它的DCT系数数据进行量化处理，并且将它作为量化DCT系数数据输出到VLC(可变长度编码)单元178和逆量化单元179。量化单元179根据从量化值确定单元177提供的量化值Q，通过调节量化处理中的量化步长，对要生成的代码量进行控制。
按照与量化单元176相同的步长，提供给逆量化单元179的量化DCT系数数据被进行逆量化处理，并且被提供给逆DCT单元180，作为DCT系数数据。逆DCT单元180对提供给它的DCT系数数据进行逆DCT处理，所生成的算术运算数据被作为参考图像数据提供给算术运算单元181并且被存储在帧存储器183中。
然后，当宏块数据是P画面时，算术运算单元173按照向前预测模式对宏块数据进行运动补偿处理，而当宏块数据是B画面时，算术运算单元173按照双向预测模式对宏块数据进行运动补偿处理。
运动补偿器182按照运动矢量数据，对存储在帧存储器183中的参考图像数据的运动进行补偿，并且计算向前预测图像数据和双向预测图像数据。算术运算单元173利用从运动补偿器182提供的向前预测图像数据或者双向预测图像数据，对宏块数据进行减法处理。
更具体地说，在向前预测模式中，运动补偿器182按照运动矢量数据，通过改变从帧存储器183读出的地址读出参考图像数据，并且将参考图像数据作为向前预测图像数据提供给算术运算单元173和181。算术运算单元173通过从提供给它的宏块数据中减去向前预测图像数据，得到作为预测差的差数据。然后，算术运算单元173将差数据提供给DCT单元175。
给算术运算单元181提供来自运动补偿器182的向前预测图像数据，算术运算单元181通过将向前预测图像数据与从逆DCT单元提供的算术运算数据相加，对参考图像数据进行部分再现，并且将它输出并且存储在帧存储器183中。
更具体地说，在双向预测模式中，运动补偿器182按照运动矢量数据，通过改变从帧存储器183读出的地址读出参考图像数据，并且将参考图像数据作为双向预测图像数据提供给算术运算单元173和181。算术运算单元173通过从提供给它的宏块数据中减去双向预测图像数据，得到作为预测差的差数据。然后，算术运算单元173将差数据提供给DCT单元175。
给算术运算单元181提供来自运动补偿器182的双向预测图像数据，算术运算单元181通过将双向预测图像数据与从逆DCT单元提供的算术运算数据相加，对参考图像数据进行部分再现，并且将它输出并且存储在帧存储器183中。
利用这些操作，输入到编码器151或152的图像数据被进行运动补偿预测处理、DCT处理以及量化处理，并且被作为量化DCT系数数据提供给VLC单元178。VLC单元178根据预定的变换表对量化DCT系数数据进行可变长度编码处理，并且将产生的可变长度编码数据提供给缓冲器184。在缓冲器184对提供给它的可变长度编码数据进行缓冲之后，缓冲器184将数据输出到流开关186。
量化值确定单元177一直对存储在缓冲器184中的可变长度编码数据的积累状态进行监控，并且在控制器185的控制下，根据表示积累状态的占用量信息或者根据包含在过去编码参数中的量化值Q，确定量化步长。
当从控制器185给量化值确定单元177提供包含在过去编码参数中的量化值Q，并且量化值确定单元177能够使用过去编码参数的量化值时，量化值确定单元177能够根据包含在过去编码参数中的量化值Q确定量化步长。
此外，当量化值确定单元177不根据参数信息确定量化步长时，当宏块的实际生成的代码量大于生成代码的目标数量时，量化值确定单元177使量化步长增加以减少生成代码量，而当宏块的实际生成的代码量小于生成代码的目标数量时，量化值确定单元177使量化步长减小以增加生成代码量。
更具体地说，通过采取转换存储在设置于解码器的VBV(VideoBuffer Verifier，视频缓冲检测器)中的可变长度编码数据的积累状态，从而确定虚拟缓冲器的缓冲器占用量，量化值确定单元177计算量化值Q，并且将量化值Q提供给量化单元176。
用下面的表达式(1)表示第j个宏块的虚拟缓冲器的缓冲器占用量d(j)，用下面的表达式(2)表示第(j+1)个宏块的虚拟缓冲器的缓冲器占用量d(j+1)。通过将表达式(1)减去表达式(2)，用下面的表达式(3)表示第(j+1)个宏块的虚拟缓冲器的缓冲器占用量d(j+1)。
d(j)＝d(0)+B(j-1)-{T×(j-1)/MBcnt} …(1)式中，d(0)表示初始缓冲器容量，B(j)表示编码生成的位的数量，MBcnt表示画面中的宏块的数量，T表示以画面为单位的、生成代码的目标数量。
d(j+1)＝d(0)+B(j)-{T×j/MBcnt} …(2)d(j+1)＝d(j)+{B(j)-B(j-1)}-T/MBcnt …(3)因此，生成代码数量控制器92通过将缓冲器占用量d(j+1)和由表达式(4)表示的常数r代入表达式(5)，计算宏块(j+1)的量化索引数据Q(j+1)，并且将量化索引数据Q提供给量化单元75。
r＝(2×br)/pr …(4)Q(j+1)＝d(j+1)×(31/r) …(5)式中，br表示比特率，pr表示画面速率(picture rate)。
量化单元176根据量化值Q，确定在下一个宏块中的量化步长，并且利用量化步长对DCT系数数据进行量化。
利用上述运算，量化单元176能够利用根据在以前的画面中实际生成的代码量计算的对下一个画面的生成代码的目标数量来说为最佳的量化步长，对DCT系数数据进行量化。
因此，量化单元176能够建立量化DCT系数数据，因而，按照占用缓冲器184的数据的数量，缓冲器184不会上溢或下溢，并且因此，解码器的VBV缓冲器不会上溢或下溢。
当例如，包括编码器152的代码转换器161将长GOP编码的流转换为全内部编码的流时，解码器61进行逆量化处理和逆DCT变换，并且，编码器152进行DCT变换和量化处理。由于逆DCT变换和DCT变换为正交逆变换和正交变换，因此在对长GOP编码的流进行变换之后，它应该是与其中的I画面的画面类型相同的画面。因此，当MPEG固有的8×8的DCT块的相位彼此一致，并且其dct_type(场或帧)彼此一致时，由于如果精确地进行算术运算，则正交逆变换与正交变换的乘积变为0，因此通过执行正交逆变换和正交变换不会使I画面的图像数据退化。
此外，逆量化处理是对8×8的DCT块的各个系数进行的乘法处理，并且量化处理是对8×8的DCT块的各个系数进行的减法处理。因此，各个DCT系数的量化系数彼此一致，并且作为各个宏块的量化值的quantizer_scales彼此一致，当由于进行圆整(rounding)等导致的算术运算误差足够小时，通过将在逆量化处理中用于乘法的值重新用于量化处理中的减法来进行正交逆变换和正交变换，不会使I画面的图像数据退化。
即，当MPEG固有的8×8的DCT块的相位彼此一致，它们的dct_types(场或帧)彼此一致，作为各DCT系数的量化系数的q_matrixes彼此一致，并且作为各个宏块的量化值的quantizer_scales彼此一致时，通过重新使用画面类型、运动矢量以及量化值等的信息，在输入到解码器61的I画面中以及在从编码器152输出的I画面中，图像不会退化。此外，当使用相同的图像帧时，输入到解码器61的I画面能够从编码器152输出。
同样，当每个都包括编码器151的代码转换器122或162将全内部编码的流转换为长GOP编码的流时，解码器63进行量化处理和逆量化处理，并且，编码器151进行DCT变换和量化处理。由于逆DCT变换和DCT变换是正交逆变换和正交变换，因此在对全内部编码的流进行转换之后，它与被编码为I画面的画面具有相同的画面类型。因此，当MPEG固有的8×8的DCT块的相位彼此一致，并且它们的dct_types(场或帧)彼此一致时，由于如果精确地进行算术运算，则正交逆变换与正交变换的乘积变为0，因此通过执行正交逆变换和正交变换不会使I画面的图像数据退化。
此外，逆量化处理是对8×8的DCT块的各个系数进行的乘法处理，并且量化处理是对8×8的DCT块的各个系数进行的减法处理。因此，当作为DCT系数的量化系数的q_matrixes彼此一致，并且作为各个宏块的量化值的quantizer_scales彼此一致时，当由于进行圆整等导致的算术运算误差足够小时，通过将在逆量化处理中用于乘法的值重新用于量化处理中的减法来进行正交逆变换和正交变换，不会使I画面的图像数据退化。
即，当MPEG固有的8×8的DCT块的相位彼此一致，它们的dct_types(场或帧)彼此一致，作为各DCT系数的量化系数的q_matrixes彼此一致，并且，作为各个宏块的量化值的quantizer_scales彼此一致时，通过重新使用画面类型、运动矢量以及量化值等的信息，在输入到解码器63的I画面中以及在从编码器151输出的I画面中，图像不会退化。此外，当使用相同的图像帧时，输入到解码器63的I画面能够从编码器151输出。
相反，当不满足编码条件时，由量化值确定单元177在编码器151和152中确定普通量化值，因此在不使用过去的编码参数的情况下进行编码处理。当量化值确定单元177不根据参数信息确定量化步长时，当宏块的实际生成的代码量大于生成代码的目标数量时，它使量化步长增加，以减少生成代码量，而当实际生成的代码量小于生成代码的目标数量时，它使量化步长减小以增加生成代码量。因此，量化值确定单元177确定对B画面和P画面来说为最佳的量化步长。
下面将参照图8对由编码器151和152执行的编码控制处理进行说明。
在步骤S1，控制器185判断编码画面类型是否是I画面。当判断编码画面类型不是I画面时，处理进行到后面描述的步骤S7。
当在步骤S1判断编码画面类型是I画面时，在步骤S2，从参数输入单元187给控制器185提供参数信息，并且控制器185参照表示包括在参数信息中的宏块相位的信息(例如，与SMPTE 329M中的v_phase和p_phase相似的信息)，判断在以前的编码过程中的宏块的相位与在当前的编码过程中的宏块的相位是否一致。当在步骤S2判断在以前的编码过程中的宏块的相位与在当前的编码过程中的宏块的相位不一致时，处理进行到后面描述的步骤S7。
当在步骤S2判断在以前的编码过程中的宏块的相位与在当前的编码过程中的宏块的相位一致时，在步骤S3，控制器185根据包括在从参数输入单元187提供的参数信息中的比特率数据，对当常数α被设置为1≤α＜2时，是否满足在解码中以画面为单位生成的代码量≤代码的目标数量×α进行判断。当在步骤S3中判断不满足在解码中以画面为单位生成的代码量≤代码的目标数量×α时，处理进行到后面描述的步骤S7。
在通过长GOP编码生成大量运动矢量的图像等中，有一种通过给P画面和B画面分配更大量的代码可以提高图像质量的情况。此外，当长GOP编码速度很小时，当重新使用在全内部编码过程中的q_scale时，不能对代码量进行控制。因此，常数α被设置为，例如，不会造成难以对代码量进行控制的值，因此，将常数α设置为1≤α＜2的权系数。
当在步骤S3中判断满足在解码中以画面为单位生成的代码量≤代码的目标数量×α时，在步骤S4，控制器185参照包括在从参数输入单元187提供的参数信息中的、表示图像帧的信息(例如，与SMPTE329M中的horizontal_size_value和vertical_size_value相似的信息)，判断在以前编码中的图像帧与在当前编码中的图像帧是否相同。
当在步骤S4判断以前编码的图像帧与在当前编码的图像帧不相同时，在步骤S5，控制器185重新使用包括在从参数输入单元187提供的参数信息中的画面类型、运动矢量以及量化值等信息。更具体地说，控制器185对编码器151或152的规定部分进行控制，以便重新使用从参数输入单元187提供的参数信息(例如，在SMPTE 329M和SMPTE 328M中的intra_quantizer_matrix[64]、chroma_intra_quantizer_matrix[64]、q_scale_type、intra_dc_precision以及与q_scale_type对应的信息)进行编码并且结束处理。
当在步骤S4判断以前编码的图像帧与在当前编码的图像帧相同时，在步骤S6，控制器185通过控制流开关186，将输入到解码器63的流数据输出并且结束处理。
当在步骤S1判断编码画面类型不是I画面时，当在步骤S2判断以前编码的宏块的相位与当前编码的宏块的相位不一致时，或者，当在步骤S3判断不满足在解码中以画面为单位生成的代码量≤代码的目标数量×α时，在步骤S7，控制器185对编码器151或152的各个部分进行控制，以便在不重新使用参数的情况下进行编码并且结束处理。
利用上述处理，将输入到解码器的流数据按照原样输出，或者，只有当对满足预定条件的I画面进行编码时，利用参数信息进行编码。因此，对于即使进一步给其分配生成代码也不能进一步提高图像质量的I画面来说，能够防止给这样的I画面分配过量的生成代码。
在利用图4说明的系统中，当参数中的任何一个被预先确定时，可以省略关于该参数的终止条件。例如，在利用图4说明的系统中，当在所有编码中按照相同的值使用q_scale_type时，可以省略关于q_scale_type的判断条件。此外，不用说，可以改变在步骤S1到S3的处理中对条件进行判断的顺序。
如图9A和9B所示，通过重新使用画面类型、运动矢量以及量化值的信息，在长GOP和全内部中分配相同数量的生成代码，对于即使进一步给其分配生成代码，也不能将图像质量提高更多的I画面来说，能够防止给这样的I画面分配过量的生成代码。因此，由于能够分配最佳数量的代码，因而能够给B画面和P画面分配足够数量的代码。
注意，以上说明是在假设将本发明应用于图4的中继站101的代码转换器122的编码器151、构成代码转换器131的代码转换器162的编码器151以及广播电台102的代码转换器161的编码器152的情况下进行的。但是，用于利用使用图2进行说明的常规历史信息进行编码的代码转换器31和32可以被用来代替构成广播电台102的代码转换器131的代码转换器162和161。更具体地说，能够防止由反复进行解码和编码导致的图像数据退化，因此，通过只在图4的中继站101的代码转换器122中应用本发明，只有当在I画面的编码过程中满足上述的预定条件时重新使用参数信息(在SMPTE 329M和SMPTE 328M中的intra_quantizer_matrix[64]、chroma_intra_quantizer_matrix[64]、q_scale_type、intra_dc_precision以及关于q_scale_type的信息)进行编码，并且与在此后进行的编码过程中的流数据一起发送作为历史信息的、关于在代码转换器122中进行的编码的信息，能够在编码过程中对代码进行最佳分配。
此外，当对满足预定条件的I画面进行编码时，也可以重新使用画面类型和运动矢量，并且，可以利用在例如未经审查的日本专利申请No.10-174098中披露的、称为向后搜索的技术确定量化值。向后搜索是一种用于利用这样一种特性，即，当使用在以前的压缩编码中使用的量化步骤，或者与以前的压缩编码有倍数关系的量化步骤时，DCT系数的余量总和被最小化，将呈现最小的最小化值的量化步骤确定为最佳量化步骤的技术。
为了将向后搜索技术应用到本发明，利用图10的编码器201代替图5和6的编码器151或152。注意，用相同的标号表示图10中的编码器201的、与利用图7说明的部分对应的部分，并且适当省略了对其的说明。
即，除了提供取代控制器185的控制器215，提供了取代量化值确定单元177的量化值确定单元216，并且新提供了运动补偿器211、算术运算单元212、DCT单元213以及向后搜索处理单元214以外，图10的编码器201具有与利用图7说明的编码器151或152相同的布置。
控制器215根据从参数输入单元187提供的参数信息，判断要执行的编码的条件是否满足预定条件，并且像控制器185一样，根据以上判断对图像重新排列单元172、DCT单元175、量化值确定单元216以及流开关186进行部分或完全控制。
当在控制器215的控制下不重新使用参数时，量化值确定单元216像量化值确定单元177那样确定量化值。但是，当对满足预定条件的I画面进行编码时，量化值确定单元216不确定量化值。
运动补偿器211像运动补偿器182那样，利用从运动矢量检测器174输入的运动矢量，对从图像重新排列单元172输出的宏块数据进行运动补偿处理，并且将经过补偿的宏块数据输出到算术运算单元212。当需要时，算术运算单元212将从图像重新排列单元172输出的宏块数据减去从运动补偿器211输入的、其运动被补偿的预测图像数据，建立I画面视频数据和P画面或B画面的预测误差数据，并且将它们输出到DCT单元213。
DCT单元213对从算术运算单元212输入的I画面视频数据、或者P画面或B画面的预测误差数据进行DCT变换，建立作为DCT处理的结果获得的DCT系数，并且将它提供给向后搜索处理单元214。
当向后搜索处理单元214在向后搜索处理单元214控制下对满足预定条件的I画面进行编码时，向后搜索处理单元214通过对从DCT单元213提供的DCT系数进行量化，建立量化数据，并且，根据建立的量化数据的数据量(生成代码量)，对每个单位周期中的输入视频数据的图像图案(image pattern)的难度进行估算。
图像图案的难度与编码的难度对应，并且，图像图案越难，对应的编码难度越高。可以根据统计值如Intra AC等对图像图案的难度进行粗略计算。
Intra AC是定义为在MPEG系统中的DCT处理单元中的各个DCT块的视频数据的离散值的总和的参数，表示视频的复杂度，并且具有在视频的图像图案的难度与数据被压缩之后的数据量之间的相关性。即，Intra AC是通过从DCT块单元中的各个像素的像素值中减去各个块的像素值的平均值而得到的绝对值的总和在屏幕中的总和。
向后搜索处理单元214按照估算的输入视频数据的难度，给具有困难的图像图案的输入视频数据的部分分配大量数据(数据率)，并且，给具有简单的图像图案的输入视频数据的部分分配少量数据(数据率)，由此在整体上保持输出视频数据的高质量，此外，计算表示实际用于防止输出视频数据的总量超过每个单位周期中的允许值的量化步骤的量化索引。
向后搜索处理单元214判断是否通过向后搜索对输入视频数据进行压缩编码至少一次，建立表示在以前的压缩编码中使用的量化步骤的量化索引，设置对量化单元176的量化索引。即，向后搜索处理单元214将从DCT单元213提供的DCT系数除以由计算的量化索引表示的量化步骤的值以及靠近量化步骤的值。当存在作为除法结果的余量的总和呈现极小的值的量化步骤时，向后搜索处理单元214将呈现极小的值的量化步骤确定为在以前的压缩编码中使用的量化步骤，并且将表示该量化步骤的量化索引输出到量化单元176。
当对满足预定条件的I画面进行编码时，量化单元176利用从向后搜索处理单元214提供的量化索引对从DCT单元175提供的DCT系数数据进行量化。
以下将参照图11的流程图，对由编码器201执行的编码控制处理2进行说明。
在步骤S21，控制器215判断编码画面类型是否是I画面。当在步骤S21判断编码画面类型不是I画面时，处理进行到后面描述的步骤S28。
当在步骤S21判断编码画面类型是I画面时，在步骤S22，给控制器215提供来自参数输入单元187的参数信息，并且，控制器215参照表示包括在参数信息中的宏块相位的信息(例如，与SMPTE 329M中的v_phase和p_phase相似的信息)，判断在以前编码过程中的宏块的相位与在当前编码过程中的宏块的相位是否一致。当在步骤S22判断在以前编码过程中的宏块的相位与在当前编码过程中的宏块的相位不一致时，处理进行到后面描述的步骤S28。
当在步骤S22判断在以前编码过程中的宏块的相位与在当前编码过程中的宏块的相位一致时，在步骤S23，控制器215根据包括在从参数输入单元187提供的参数信息中的比特率的数据，判断当常数α被设置为1≤α＜2时，是否满足在解码中以画面为单位生成的代码量≤代码的目标数量×α。当在步骤S23中判断不满足在解码中以画面为单位生成的代码量≤代码的目标数量×α时，处理进行到后面描述的步骤S28。
在通过长GOP编码生成大量运动矢量的图像等中，有一种可以通过给P画面和B画面分配更大量的代码，提高图像质量的情况。此外，当长GOP编码速率很小时，当重新使用在全内部编码过程中的q_scale时，不能对代码量进行控制。因此，常数α被设置为，例如，不会造成难以对代码量进行控制的值，因此，将常数α设置为1≤α＜2的权系数。
当在步骤S23中判断满足在解码中以画面为单位生成的代码量≤代码的目标数量×α时，在步骤S24，控制器215参照包括在从参数输入单元187提供的参数信息中的、表示图像帧的信息(例如，与SMPTE329M中的horizontal_size_value和vertical_size_value类似的信息)，判断在以前编码过程中的图像帧与在当前编码过程中的图像帧是否相同。
当在步骤S24判断以前编码过程中的图像帧与在当前编码过程中的图像帧不相同时，在步骤S25，控制器215通过重新使用包括在从参数输入单元187提供的参数信息中的画面类型和运动矢量，对编码器201的各个部分进行控制，因而能够进行编码。
在步骤S26，控制器215对向后搜索处理单元214进行控制，并且使向后搜索处理单元214确定在编码过程中使用的量化索引并将它提供给量化单元176。量化单元176根据提供给它的量化索引进行量化并且结束处理。
当在步骤S24判断在以前编码过程中的图像帧与在当前编码过程中的图像帧相同时，在步骤S27，控制器215通过控制流开关186，将输入到解码器63的流数据输出并且结束处理。
当在步骤S21判断编码画面类型不是I画面时，当在步骤S22判断在以前的编码过程中的宏块的相位与在当前的编码过程中的宏块的相位不一致时，或者，当在步骤S23判断不满足在解码中以画面为单位生成的代码量≤代码的目标数量×α时，在步骤S28，控制器215对编码器201的各个部分进行控制，以便在不重新使用参数的情况下进行编码并且结束处理。
上述处理允许输入到解码器的流数据按照原样输出，或者，只有当对满足预定条件的I画面进行编码时利用向后搜索处理和参数信息进行编码。因此，对于即使给其另外分配过量的生成代码也不能进一步提高图像质量的I画面来说，能够防止给这样的I画面分配过量的生成代码。
注意，上述实施例是在假设用于转换流数据的每个代码转换器具有解码器和编码器的情况下进行说明的。但是，本发明甚至也可以应用于这样的情况，其中，解码器和编码器由按照独立设备布置的解码设备和编码设备构成。
更具体地说，上述实施例是在假设各个代码转换器转换流数据的情况下进行说明的。但是，例如，如图12所示，可以将用于对流数据进行解码并且将其转换为基带信号的解码设备251以及用于对基带信号进行编码并且将其转换为流数据的编码器252布置为彼此独立的设备。此外，还可以将本发明应用于这样的情况，其中，解码设备251不对提供给它的流数据进行完全解码，并且对应的编码设备252对不完全解码的数据的对应部分进行部分编码。
例如，当解码设备251仅对VLC代码进行解码和逆量化，而不对其进行逆DCT变换时，虽然编码设备252进行量化处理和可变长度编码处理，但不进行DCT变换处理。不用说，如上所述，本发明还可以应用于对是否重新使用在由进行部分编码(从中间阶段(midstep)开始编码)的编码设备252执行的量化中得到的量化值进行判断。
此外，本发明还可以应用于这样的情况，其中，编码设备252对被解码设备251完全解码的基带信号进行编码，直到中间阶段(例如，尽管执行DCT变换和量化，但不执行可变长度编码处理)，以及这样的情况，其中，编码设备252对由于解码设备251不对其进行完全解码因而直到中间阶段之前被编码的数据(例如，尽管仅对VCL信号进行解码和逆量化，但不对其进行逆DCT变换)进一步编码到中间阶段(例如，尽管执行量化，但不执行可变长度编码处理)，等等。
此外，本发明还可以应用于包括用于执行部分解码的解码设备251和用于执行部分编码的编码设备252的代码转换器261。例如，当使用用于进行编辑如拼接等的编辑设备262时，使用代码转换器261。
此外，应用了本发明的代码转换器还可以被应用于将信息记录到记录介质的信息记录设备和用于对记录到记录介质的信息进行再现的信息再现设备。
图13为示出了应用了本发明的信息记录设备271的布置的框图。
信息记录设备271包括配备有利用图5和6说明的解码器63和编码器151的代码转换器122或者配备有解码器61和编码器152的代码转换器161(以下称为代码转换器122或161)；信道编码单元275；以及用于将信息记录到记录介质273的记录器276。
与上面描述的情况相同，从外面输入的信息被代码转换器122或161处理并且被提供给信道编码单元275。在信道编码单元275将纠错奇偶校验码加到从代码转换器122或161输出的位流上之后，利用，例如，NRZI(非归零逆变换)调制系统对位流进行信道编码处理，并且将它提供给记录器276。
例如，记录介质273可以是光盘如CD-ROM(紧凑光盘只读存储器)、DVD(数字多用盘)等；磁光盘如MD(迷你光盘)(商标)等；半导体存储器、磁带如录像带等，只要它们能够记录信息即可。
记录器276能够将提供给它的信息记录到在对应于记录介质273的记录系统中的记录介质上。例如，当记录介质273由光盘构成时，记录器276包括用于将激光束照射到记录介质273的激光器，而当记录介质273由磁带构成时，记录器276包括磁性记录头。
下面，图14为示出了应用了本发明的信息再现设备281的布置的框图。
信息再现设备281包括用于再现来自记录介质273的信息的再现处理单元285、信道解码单元286和利用图5和6说明的代码转换器122或161。
再现处理单元285能够利用与记录介质273对应的方法对记录到记录介质273上的信息进行再现，并且将再现的信号提供给信道解码单元286。例如，当记录介质273由光盘构成时，再现处理单元285包括光拾取器，而当记录介质273由磁带构成时，再现处理单元285包括磁性再现头。
在信道解码单元286对经过再现的信号进行信道解码并且利用奇偶检验码对其进行纠错处理之后，信道解码单元286将再现信号提供给代码转换器122或161。与上面描述的情况相同，对提供给代码转换器122或161的信息进行处理并且由此输出。
图15为示出了应用了本发明的信息记录设备291的布置的框图。
信息记录设备291包括代码转换器292、信道编码单元275和用于将信息记录到记录介质273的记录器276，其中，代码转换器292包括利用图10说明的解码器61或63和编码器201。
与上面描述的情况相同，从外面输入的信息被代码转换器292处理并且被提供给信道编码单元275。在信道编码单元275将纠错奇偶校验码加到从代码转换器292输出的位流上之后，利用，例如，NRZI(非归零逆变换)调制系统对位流进行信道编码处理，并且将它提供给记录器276。记录器276将提供给它的信息记录到记录介质273。
注意，在图15的信息记录设备291中，可以将编码参数和视频数据记录在记录介质273的不同位置上。
下面，图16为示出了应用了本发明的信息再现设备295的布置的框图。
信息再现设备295包括用于再现来自记录介质273的信息的再现处理单元285、信道解码单元286和利用图10说明的包括解码器61或62和编码器201的代码转换器292。
再现处理单元285能够利用与记录介质273对应的方法对记录到记录介质273上的信息进行再现，并且将再现的信号提供给信道解码单元286。在信道解码单元286对经过再现的信号进行信道解码并且利用奇偶检验码对其进行纠错处理之后，信道解码单元286将经过再现的信号提供给代码转换器292。与上面描述的情况相同，对提供给代码转换器292的信息进行处理并且由此输出。
尽管可以利用硬件执行上述一系列处理，但是，也可以利用软件执行这些处理。在这种情况下，由个人计算机301构成，例如，代码转换器122和131中的每一个，如图17所示。
在图17中，CPU(中央处理单元)311按照存储在ROM(只读存储器)312的程序或者从存储器单元318调入RAM(随机存取存储器)313的程序执行各种处理。RAM 313适当地存储当CPU 311执行各种处理时需要的数据等。
CPU 311、ROM 312和RAM 313通过总线314相互连接。输入/输出接口315也被连接到总线314。
由键盘和鼠标等构成的输入单元316、由显示器和扬声器等构成的输出单元317、由硬盘等构成的存储单元318以及由调制解调器和终端适配器等构成的通信单元319被连接到输入/输出接口315。通信单元319通过包括因特网的网络执行通信处理。
当需要时，还将驱动器320连接到输入/输出接口315，并且，将磁盘331、光盘332、磁光盘333或者半导体存储器334等适当地安装在输入/输出接口315上，并且，当需要时将从中读出的计算机程序安装到存储单元318上。
当由软件执行一系列处理时，构成该软件的程序被安装到装配了专用硬件的计算机，安装到通用个人计算机，其中，通过安装来自网络或记录介质等的各种程序，通用个人计算机能够执行各种功能。
如图17所示，记录介质包括由存储了程序的磁盘331(包括软盘)构成的封装(package)介质；光盘332(包括CD-ROM(紧凑光盘只读存储器)、DVD(数字多用盘)；磁光盘333(包括MD(迷你光盘)(商标)；或者半导体存储器334等，除了设备主机以外，对这些记录介质进行分发，以便将程序提供给用户，并且，在这些记录介质中存储了程序。除了以上提到的以外，记录介质还包括ROM 312和包括在存储单元318中的硬盘等，其中，通过将ROM 312安装在设备主机中将ROM312提供给用户，并且，ROM 312中存储了程序。
注意，在本说明书中，描述存储在记录介质中的程序的步骤不仅包括以时序方式按照步骤的顺序执行的处理，而且包括不需要按时序方式执行的以及彼此并行或者独立地执行的处理。
注意，在本说明书中，系统表示由多个设备组成的整个设备。
工业适用性按照本发明的一个方面，能够对图像数据进行编码。具体地说，在用于将流数据从MPEG长GOP变换为全内部或者从全内部变换为长GOP的编码处理中，将输入到解码器的流数据照原样输出，或者，只有当对满足预定条件的I画面进行编码时，才利用参数信息对流数据编码。因此，对于即使给其另外分配过量的生成代码也不能进一步提高图像质量的I画面来说，能够防止给这样的I画面分配过量的生成代码。
此外，按照本发明的另一个方面，在流数据被从MPEG长GOP变换为全内部以及从全内部变换为长GOP时的编码处理中，除了能够对图像数据进行变换以外，将输入到解码器的流数据照原样输出，或者，只有当对满足预定条件的I画面进行编码时，才利用参数信息对流数据编码。因此，对于即使给其另外分配过量的生成代码也不能进一步提高图像质量的I画面来说，能够防止给这样的I画面分配过量的生成代码。
权利要求
1.一种图像处理设备，用于对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，该设备包括获取装置，用于获取关于过去对所述图像数据执行的编码的信息；以及控制装置，用于对所述的对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行的直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理进行控制，其中，当编码画面类型是预定画面类型时，根据由所述获取装置获取的关于编码的信息和关于由所述图像处理设备对所述图像数据执行的编码处理的条件，所述控制装置对是否将所述关于编码的信息用于所述编码处理进行判断。
2.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，根据在所述关于编码的信息中描述的在过去的编码中的宏块的相位与所述编码处理中的宏块的相位是否一致，所述控制装置判断是否使用所述关于编码的信息。
3.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，根据在所述关于编码的信息中描述的在解码中生成的代码量是否等于或小于预定值，所述控制装置判断是否使用所述关于编码的信息。
4.如权利要求1所述的图像处理设备，还包括输出装置，给该输出装置提供第一编码数据和通过所述编码处理建立的第二编码数据，并且输出装置输出第一编码数据或第二编码数据，其中，所述第一编码数据被提供给对图像数据进行解码的另一个图像处理设备，其中，所述控制装置还对所述输出装置进行控制，并且，当在所述关于编码的信息中描述的在过去的编码中的宏块的相位与所述编码处理中的宏块的相位一致，在所述关于编码的信息中描述的在解码中生成的代码量等于或小于预定值，以及在所述关于编码的信息中描述的在过去的编码中的图像帧的位置和幅值与所述编码处理中的图像帧的位置和幅值一致时，使所述输出装置输出第一编码数据。
5.一种图像处理设备的图像处理方法，用于对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，该方法包括获得关于过去对所述图像数据执行的编码的信息；当编码画面类型是预定画面类型时，根据由所述获取步骤获取的关于编码的信息和关于由所述图像处理设备对所述图像数据执行的编码处理的条件，判断是否将所述关于编码的信息用于所述编码处理。
6.一种记录介质，具有记录在该记录介质上的程序，所述程序能够被计算机读出，具有关于过去对图像数据执行的编码的信息，并且使计算机对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，所述程序包括如下步骤第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由所述第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于所述编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在所述比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将所述关于编码的信息用于所述编码处理。
7.一种程序，具有关于过去对图像数据执行的编码的信息，并且使计算机对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，所述程序包括如下步骤第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由所述第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于所述编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在所述比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将所述关于编码的信息用于所述编码处理。
8.一种图像处理设备，用于对图像数据进行变换，该设备包括解码装置，用于对提供给它的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码装置，用于对被所述解码装置完全解码的基带图像数据或者通过由所述解码装置进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，所述编码装置包括获取装置，用于获取关于过去对所述图像数据执行的编码的信息；以及控制装置，用于控制所述对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行的编码处理，并且当编码画面类型是预定画面类型时，根据由所述获取装置获取的关于编码的信息和关于编码处理的条件，所述控制装置判断是否将所述关于编码的信息用于所述编码处理。
9.用于变换图像数据的图像处理设备的一种图像处理方法，包括如下步骤解码步骤，用于对提供给它的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码步骤，用于对被所述解码步骤的处理完全解码的基带图像数据或者通过由所述解码步骤的处理进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，在所述编码步骤的处理包括如下步骤第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由所述第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于所述编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在所述比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将关于编码的信息用于所述编码处理。
10.一种记录介质，具有记录在该记录介质上的程序，所述程序能够被计算机读出，并且使计算机执行用于对图像数据进行变换的处理，其中，所述程序包括如下步骤解码步骤，用于对提供给它的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码步骤，用于对被所述解码步骤的处理完全解码的基带图像数据或者通过由所述解码步骤的处理进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，在所述编码步骤的处理包括如下步骤第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由所述第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于所述编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在所述比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将所述关于编码的信息用于所述编码处理。
11.一种程序，用于使计算机执行用于对图像数据进行变换的处理，其中，所述程序包括如下步骤解码步骤，用于对提供给它的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码步骤，用于对被所述解码步骤的处理完全解码的基带图像数据或者通过由所述解码步骤的处理进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，在所述编码步骤的处理包括第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由所述第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于所述编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在所述比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将所述关于编码的信息用于所述编码处理。
12.一种图像记录设备，用于记录图像数据，该设备包括解码装置，用于对提供给它的图像数据进行完全或不完全解码；编码装置，用于对被所述解码装置完全解码的基带图像数据或者通过由所述解码装置进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理；以及记录控制装置，用于控制对被所述编码装置编码的图像数据的记录，其中，所述编码装置包括获取装置，用于获取关于过去对所述图像数据执行的编码的信息；以及控制装置，用于控制所述对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行的编码处理，并且其中，当编码画面类型是预定画面类型时，根据由所述获取装置获取的关于编码的信息和关于编码处理的条件，所述控制装置判断是否将所述关于编码的信息用于所述编码处理。
13.如权利要求12所述的图像记录设备，其中，所述记录控制装置控制将被所述编码装置编码的图像数据和关于对图像数据执行的编码的信息记录在不同位置。
14.用于记录图像数据的图像记录设备的一种图像处理方法，包括如下步骤解码步骤，用于对提供给它的图像数据进行完全或不完全解码；编码步骤，用于对被所述解码步骤的处理完全解码的基带图像数据或者通过由所述解码步骤的处理进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理；以及记录控制步骤，用于控制对被所述编码步骤的处理编码的图像数据的记录，其中，在所述编码步骤的处理包括如下步骤第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由所述第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于所述编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在所述比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将所述关于编码的信息用于所述编码处理。
15.一种图像再现设备，用于再现图像数据，该设备包括再现装置，用于对记录到预定记录介质上的图像数据进行再现；解码装置，用于对被所述再现装置再现的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码装置，用于对被所述解码装置完全解码的基带图像数据或者通过由所述解码装置进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，所述编码装置包括获取装置，用于获取关于过去对所述图像数据执行的编码的信息；以及控制装置，用于控制所述对基带图像数据或者被编码到中间阶段的图像数据进行的编码处理，并且其中，当编码画面类型是预定画面类型时，根据由所述获取装置获取的关于编码的信息和关于编码处理的条件，所述控制装置判断是否将关于编码的信息用于所述编码处理。
16.用于再现图像数据的信息再现设备的一种信息再现方法，包括如下步骤再现步骤，用于对记录到预定记录介质上的图像数据进行再现；解码步骤，用于对被所述再现装置再现的图像数据进行完全或不完全解码；以及编码步骤，用于对被所述解码步骤的处理完全解码的基带图像数据或者通过由所述解码步骤进行不完全解码所建立的并且被编码到中间阶段的图像数据，进行直到中间阶段的编码处理或者完全编码处理，其中，在所述编码步骤的处理包括如下步骤第一判断步骤，用于判断编码画面类型是否为预定画面类型；比较步骤，用于当由所述第一判断步骤的处理判断画面类型为预定画面类型时，对获得的关于编码的信息与关于所述编码处理的条件进行比较；以及第二判断步骤，用于根据在所述比较步骤执行的处理的比较结果，判断是否将关于编码的信息用于所述编码处理。
全文摘要
能够利用参数信息对符合预定条件的I画面进行编码。在步骤S1中，对画面类型是否是I画面进行判断，在步骤S2中，对以前的宏块的相位与当前的宏块的相位是否一致进行判断。如果相位一致，则在步骤S3中，对是否满足在解码期间以画面为单位生成的代码量≤代码的目标数量×α进行判断。如果满足条件，则在步骤S4中，对以前编码的图像帧与当前编码的图像帧是否相同进行判断。如果图像帧不相同，则重新使用包含在参数信息中的画面类型、运动矢量以及量化值信息。如果图像帧相同，则将输入到解码部分的流数据输出。如果上述条件不满足，则不重新使用参数。可以将本发明应用于编码部件、编码设备、信息记录设备、信息再现设备或者代码转换器等。
文档编号H04N7/26GK1810032SQ20048001700
公开日2006年7月26日 申请日期2004年6月9日 优先权日2003年6月16日
发明者柴田正二郎, 加藤吾郎, 上野弘道 申请人:索尼株式会社