JP3289862B2 - Image coding control method - Google Patents

Image coding control method

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JP3289862B2
JP3289862B2 JP332494A JP332494A JP3289862B2 JP 3289862 B2 JP3289862 B2 JP 3289862B2 JP 332494 A JP332494 A JP 332494A JP 332494 A JP332494 A JP 332494A JP 3289862 B2 JP3289862 B2 JP 3289862B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高能率画像符号化にお
ける符号化制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coding control method in high efficiency image coding.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像をブロックに分割し直交変換を行な
う、従来の高能率画像符号化では、いくつかのブロック
毎に目標情報量に対する発生情報量の差分と仮想的なバ
ッファ占有量の初期値とから直交変換係数の量子化ステ
ップを計算して、量子化ステップの変更によって符号化
情報量を制御していた。量子化ステップは上記の差分値
にバッファ占有量の初期値を加えた値に比例するように
設定されていた。以下に、この従来技術を更に詳しく説
明する。
2. Description of the Related Art In conventional high-efficiency image coding in which an image is divided into blocks and orthogonal transformation is performed, a difference between a generated information amount with respect to a target information amount and an initial value of a virtual buffer occupancy amount is set for each of several blocks. Then, the quantization step of the orthogonal transform coefficient is calculated from the above, and the amount of encoded information is controlled by changing the quantization step. The quantization step has been set so as to be proportional to a value obtained by adding the initial value of the buffer occupancy to the difference value. Hereinafter, this prior art will be described in more detail.

【0003】いま、量子化ステップを決定する画像の単
位をマクロブロックと呼ぶことにする。マクロブロック
は、いくつかの直交変換ブロックからなり、マクロブロ
ックの符号化は、当該マクロブロックに属する直交変換
ブロック毎の直交変換を介して行われる。マクロブロッ
クの変換符号化は、各々の直交変換ブロックの画像の標
本値列を直交変換し、それぞれの変換係数を、マクロブ
ロック毎に定められる量子化ステップq(j)(jはマ
クロブロック番号)を単位として量子化し、その量子化
された変換係数値を符号化する処理である。周知のよう
に、直交変換の代表的なものにDCT(Discrete Cosin
e Transform 、離散コサイン変換)がある。以下の記載
において、1画像あたりの目標情報量をTビットとし、
1画像あたりのマクロブロック数をM、マクロブロック
の順番をiで表わす。したがって、i=1,2,3…,
j…Mであり、マクロブロックあたりの目標情報量はT
/Mになる。さらにi番目のマクロブロックを変換符号
化したとき、生成された符号のビット数の総和を発生情
報量b(i)と記す。その他、任意のi番目のマクロブ
ロックに属する量QをQ(i)と記す。
[0003] A unit of an image for which a quantization step is determined is called a macroblock. A macroblock is composed of several orthogonal transform blocks, and encoding of the macroblock is performed via orthogonal transform for each orthogonal transform block belonging to the macroblock. In the transform coding of a macroblock, a sample value sequence of an image of each orthogonal transform block is orthogonally transformed, and each transform coefficient is converted into a quantization step q (j) (j is a macroblock number) determined for each macroblock. Is a process of quantizing the transform coefficient value as a unit and encoding the quantized transform coefficient value. As is well known, a typical orthogonal transform is DCT (Discrete Cosin).
e Transform, discrete cosine transform). In the following description, the target information amount per image is T bits,
The number of macroblocks per image is represented by M, and the order of the macroblocks is represented by i. Therefore, i = 1, 2, 3,.
j ... M, and the target information amount per macroblock is T
/ M. Further, when the i-th macroblock is transform-coded, the sum of the number of bits of the generated code is referred to as a generated information amount b (i). In addition, the quantity Q belonging to an arbitrary i-th macroblock is described as Q (i).

【0004】任意のマクロブロックj+1の量子化ステ
ップq(j+1)は、当該マクロブロックj+1で発生
すると予測される予測発生情報量b(j+1)* が目標
情報量T/Mから逸れないように定められる。そのた
め、マクロブロックj+1の予測発生情報量b(j+
1)* が目標情報量T/Mに比べて大きくなる(データ
が発生し過ると予測される)場合には、量子化ステップ
q(j+1)を大きく定めて直交変換係数を粗く量子化
し、可変長符号化を行うことにより、発生情報量を減ら
し、逆に発生情報量が少なくなると予測される場合(予
測発生情報量b(j+1)* がT/Mに比べて小さい場
合)には細かな量子化により、発生情報量を増加させ
る。換言すれば目標情報量T/Mに対する予測発生情報
量b(j+1) * の差分ε(j+1)* =b(j+1)
* −(T/M)を0に近づけるように量子化ステップを
変化させる。予測発生情報量b(j+1)* としては、
符号化が既に終了している直前のマクロブロックjの画
像情報の情報量、すなわち発生情報量の前値b(j)が
用いられる。したがって予測差分ε(j+1)* はε
(j)=b(j)−(T/M)に等しくなり、ε(j)
が正の場合には、量子化ステップq(j+1)を前値q
(j)に比べて大きく定め、ε(j)が負の場合にはq
(j+1)を前値q(j)に比べて小さく定めることに
よって差分ε(j)(予測差分ε(j+1)* )を0に
近づけることができる。
The quantization step of an arbitrary macro block j + 1 is
Step q (j + 1) occurs in the macroblock j + 1
Then, the predicted occurrence information amount b (j + 1)* Is the goal
It is determined so as not to deviate from the information amount T / M. That
Therefore, the predicted occurrence information amount b (j +
1)* Is larger than the target information amount T / M (data
Is expected to occur too much), the quantization step
Quantize the orthogonal transform coefficient roughly by setting q (j + 1) large
And reduce the amount of generated information by performing variable-length coding.
Conversely, if the amount of generated information is predicted to decrease (pre-
Measurement information b (j + 1)* Is smaller than T / M
) To increase the amount of generated information by fine quantization
You. In other words, the predicted occurrence information for the target information amount T / M
Quantity b (j + 1) * Difference ε (j + 1)* = B (j + 1)
* -Quantize step so that (T / M) approaches 0
Change. Predicted occurrence information amount b (j + 1)* as,
The image of the macroblock j just before the encoding has already been completed.
The information amount of the image information, that is, the previous value b (j) of the generated information amount is
Used. Therefore, the prediction difference ε (j + 1)* Is ε
(J) = b (j)-(T / M), and ε (j)
Is positive, the quantization step q (j + 1) is
(J) is set larger than q, and when ε (j) is negative, q
To determine (j + 1) smaller than the previous value q (j)
Therefore, the difference ε (j) (the predicted difference ε (j + 1)* ) To 0
You can get closer.

【0005】q(j+1)をε(j)に対して上記のよ
うに変化させるために従来、Δq(j+1)=q(j+
1)−q(j)がε(j)に比例するように置かれてい
た。すなわち、 q(j+1) =q(j) +C[b(j) −(T/M)] (1) ここでCは比例定数である。また、j=0に対してはb
(j)は定義されないから、マクロブロック1(j+1
=1)に対する量子化ステップq(1)は初期値q
(0)に設定される。式(1)に基づいてq(j+1)
を初期量子化ステップq(0),発生情報量b(i)で
表わすと次式を得る。
Conventionally, in order to change q (j + 1) with respect to ε (j) as described above, Δq (j + 1) = q (j +
1) -q (j) was placed so as to be proportional to ε (j). That is, q (j + 1) = q (j) + C [b (j)-(T / M)] (1) where C is a proportional constant. Also, for j = 0, b
Since (j) is not defined, macroblock 1 (j + 1
= 1) is equal to the initial value q
(0) is set. Q (j + 1) based on equation (1)
Is represented by an initial quantization step q (0) and an amount of generated information b (i), the following equation is obtained.

【0006】 q(j+1) =q(0) +C(Σj b(i) −jT/M) (2) ここでΣj はi=1からi=j迄の和 b(1)+b
(2)+‥‥+b(j)を表わす。式(2)のb(i)
は、既に変換符号化が終了したマクロブロックiの画像
情報のビット数である。式(2)を比例定数Cで除算し
て、次式を得る。
Q (j + 1) = q (0) + C (Σ j b (i) −jT / M) (2) where Σ j is the sum b (1) + b from i = 1 to i = j
(2) represents + ‥‥ + b (j). B (i) in equation (2)
Is the number of bits of the image information of the macroblock i for which the transform coding has already been completed. By dividing the equation (2) by the proportionality constant C, the following equation is obtained.

【0007】 d(j) =d(0) +(Σj b(i) −jT/M) (3) ただし、 d(j) =q(j+1) /C (4) d(0) =q(0) /C (5) である。式(3)のd(j)は、従来、バッファ占有量
と呼ばれ、d(0)は、初期バッファ占有量でバッファ
占有量d(j)がオーバフローやアンダフローしないよ
うに経験的に決められる。
D (j) = d (0) + (Σ j b (i) −jT / M) (3) where d (j) = q (j + 1) / C (4) d (0) = Q (0) / C (5) In the expression (3), d (j) is conventionally called a buffer occupancy, and d (0) is an initial buffer occupancy and is empirically determined so that the buffer occupancy d (j) does not overflow or underflow. Can be

【0008】前記したように、式(5)のq(0)はマ
クロブロック1の量子化ステップであって、適正な値に
設定される。また、d(0)は前記したように経験的に
決められる。したがって比例定数Cは式(5)から定め
られる。通常、量子化ステップq(i)はバッファ占有
量d(i)に比べて非常に小さいのでCは1に比べて非
常に小さくなる。例えばd(0)=10000ビット,
q(0)=20ビットとするとCは500分の1にな
る。
As described above, q (0) in the equation (5) is a quantization step of the macroblock 1, and is set to an appropriate value. Further, d (0) is empirically determined as described above. Therefore, the proportionality constant C is determined from equation (5). Usually, the quantization step q (i) is very small compared to the buffer occupancy d (i), so C is very small compared to 1. For example, d (0) = 10000 bits,
If q (0) = 20 bits, C becomes 1/500.

【0009】q(j+1)は量子化ステップであるか
ら、それ自身も離散値をとる。したがって、式(2)の
右辺の値が、その離散値の中間の値である場合には四捨
五入した値をとることになる。すなわち、q(j+1)
も量子化されることになる。いま、式(2)の右辺第2
項をB(j)とおき、 Δq(j+1) =CΔB(j) (6) から明らかなように、Cは1に比べて非常に小さいので
ΔB(j)がある大きさにならない限りΔq(j+1)
はq(j+1)の離散値の間隔m以上になることができ
ず、q(j+1)は、離散値の中間の値をとることにな
り、量子化ステップが変化しない。このような場合には
量子化ステップが変化しないまま、いくつかのマクロブ
ロックの符号化が行われ、発生情報量と目標情報量との
差が、ある大きさ以上に拡大して初めて量子化ステップ
が変化し、発生情報量が制御される。したがって、量子
化ステップは画像の各マクロブロック毎に変化するので
はなく、数マクロブロック毎に変化し、全体として1画
面の発生情報量が目標情報量に漸近することになる。
Since q (j + 1) is a quantization step, it itself takes discrete values. Therefore, if the value on the right side of Expression (2) is an intermediate value between the discrete values, the value is rounded off. That is, q (j + 1)
Will also be quantized. Now, the second on the right side of equation (2)
Assuming that the term is B (j), Δq (j + 1) = CΔB (j) (6) As is clear from C, C is very small compared with 1, so that ΔB (j) does not become a certain size. Δq (j + 1)
Cannot be greater than or equal to the interval m of discrete values of q (j + 1), and q (j + 1) takes an intermediate value between the discrete values, and the quantization step does not change. In such a case, several macroblocks are coded without changing the quantization step, and the quantization step is performed only when the difference between the generated information amount and the target information amount becomes larger than a certain size. Change, and the amount of generated information is controlled. Therefore, the quantization step does not change for each macroblock of an image but for every several macroblocks, and the amount of information generated in one screen as a whole approaches the target information amount.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の画像符号
化制御方法においては、画像毎の初期バッファ占有量に
比べて、マクロブロック毎に計算される目標情報量と発
生情報量の差が小さいため、目標情報量への追従特性が
良くないという欠点があった。これは、画像をブロック
に分割し、ブロック順に直交変換を行い、係数を量子化
し、可変長符号化するとき、あるブロックで急に発生情
報量が増加しても、量子化ステップがすぐには大きくな
らず、急には目標情報量に近づかないという問題であ
る。そのため、画像内のすべてのブロックを処理した時
に、発生情報量が画像あたりの目標情報量から大きく逸
脱する場合があった。本発明の目的は、目標情報量と発
生情報量の差を低減することができる画像符号化制御方
法を提供し、符号化効率を改善することにある。
In the above-mentioned conventional image coding control method, the difference between the target information amount calculated for each macroblock and the generated information amount is smaller than the initial buffer occupation amount for each image. Therefore, there is a disadvantage that the characteristic of following the target information amount is not good. This is because when an image is divided into blocks, orthogonal transformation is performed in block order, coefficients are quantized, and variable-length coding is performed, even if the amount of generated information suddenly increases in a certain block, the quantization step is performed immediately. The problem is that the information amount does not increase and does not suddenly approach the target information amount. Therefore, when all blocks in an image are processed, the amount of generated information may greatly deviate from the target amount of information per image. An object of the present invention is to provide an image coding control method capable of reducing a difference between a target information amount and a generated information amount, and to improve coding efficiency.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の画像符号化制御方法は画像を空間的ブロ
ックに区分し、空間的ブロック毎のフィルタバンク処理
によって画像を変換符号化し、定められた数の空間的ブ
ロックで成るマクロブロック毎の、符号化された画像情
報の情報量をそれぞれのマクロブロックの発生情報量と
し、各々のマクロブロックに割りあてられている情報量
を目標情報量とするとき、変換符号化しようとするマク
ロブロックにおける、目標情報量に対する発生情報量の
差分の絶対値を小さくするために、符号化しようとする
マクロブロックより以前の、既に符号化が終了している
マクロブロックにおける前記差分に比例するように、該
差分に対する量子化ステップの変化率を定め、当該画像
の最初のマクロブロックの量子化ステップを量子化ステ
ップの初期値として設定し、量子化ステップの初期値か
ら出発して、逐次に量子化ステップの変化率を累算して
当該マクロブロックにおける量子化ステップを演算し
マクロブロック毎に量子化ステップを定める画像符号化
制御方法であって、量子化ステップを定める処理が、符
号化しようとするマクロブロックより以前の、既に符号
化が終了しているマクロブロックにおける前記差分と、
量子化ステップが離散値をとることによって発生する、
目標情報量への追従特性の劣化を解消するために該差分
に対する量子化ステップの変化率を調整する可変の正数
である増幅定数との積を演算し、該積に比例して当該マ
クロブロックの量子化ステップの変化率を定め、量子化
ステップの初期値から出発して、逐次に量子化ステップ
の変化率を累算して当該マクロブロックにおける量子化
ステップを演算する処理を含み、前記増幅係数を、前記
差分の大きさに応じて適応的に変化させる。
In order to solve the above-mentioned problems, an image encoding control method according to the present invention divides an image into spatial blocks and transforms and encodes the image by filter bank processing for each spatial block. For each macroblock consisting of a predetermined number of spatial blocks, the amount of encoded image information is defined as the amount of information generated for each macroblock, and the amount of information allocated to each macroblock is targeted. when the amount of information in the macroblock to be transform coding, in order to reduce the absolute value of the difference of the generated information quantity to the target information amount, to be coded
Encoding already completed before the macroblock
As proportional to the difference in the macroblock,
Determine the rate of change of the quantization step with respect to the difference, and
The quantization step of the first macroblock of the
Set as the initial value of the
And then accumulate the rate of change of the quantization step sequentially
Calculate the quantization step in the macroblock ,
An image coding control method for determining a quantization step for each macroblock, wherein the processing for determining the quantization step is performed by using the difference in a macroblock that has already been encoded before the macroblock to be encoded. When,
The quantization step occurs by taking discrete values,
In order to eliminate the degradation of the characteristic of following the target information amount, a product of the amplification factor and a variable positive number that adjusts the rate of change of the quantization step with respect to the difference is calculated, and the matrix is proportional to the product .
Determine the rate of change of the quantization step of the black block and quantize
Starting from the initial value of the step, successive quantization steps
Is calculated by accumulating the rate of change of
A step of calculating the step ; wherein the amplification coefficient is adaptively changed according to the magnitude of the difference.

【0012】増幅係数は、前記差分の大きさの絶対値に
比例して変化させることができる。
[0012] The amplification coefficient is determined by the absolute value of the magnitude of the difference.
It can be changed proportionally .

【0013】フィルタバンク処理は、画像の空間的ブロ
ック単位の直交変換符号化を含むことができる。
[0013] The filter banking may include orthogonal transform coding on a spatial block basis of the image.

【0014】フィルタバンク処理は、空間的ブロック毎
の、ウェーブレット出力係数の符号化を含むことができ
る。
[0014] Filter banking can include encoding wavelet output coefficients for each spatial block.

【0015】[0015]

【作用】符号化しようとするマクロブロックの番号をj
+1,既に符号化が終了しているマクロブロックの番号
をj,マクロブロックj,j+1の量子化ステップをそ
れぞれq(j),q(j+1)とし、発生情報量をそれ
ぞれb(j),b(j+1)とする。また、画像の情報
量をT,1画像中に含まれるマクロブロック数をM,増
幅係数をa,比例定数をCとすると、q(j+1)は次
式で定められる。 q(j+1) =q(j) +Ca(b(j) −T/M) (7) したがって、差分ε(j)=b(j)−T/Mに対する
q(j+1)の変化率は次式で与えられる。
The macroblock number to be coded is j
+1, the macroblock number which has already been encoded is j, the quantization steps of macroblocks j and j + 1 are q (j) and q (j + 1), respectively, and the generated information amounts are b (j) and b, respectively. (J + 1). Assuming that the information amount of an image is T, the number of macroblocks included in one image is M, the amplification coefficient is a, and the proportionality constant is C, q (j + 1) is determined by the following equation. q (j + 1) = q (j) + Ca (b (j) −T / M) (7) Therefore, the rate of change of q (j + 1) with respect to the difference ε (j) = b (j) −T / M is It is given by the following equation.

【0016】 Δq(j+1) /Δε(j) =Ca (8) したがって、aを1に比べて充分大きくとると、差分ε
(j)の僅かな変化でも、q(j+1)は離散値間隔m
よりも大きく変化し、マクロブロックj+1の発生情報
量を高い感度で制御する。
Δq (j + 1) / Δε (j) = Ca (8) Therefore, if a is sufficiently larger than 1, the difference ε
Even with a slight change in (j), q (j + 1) has a discrete value interval m
And the generated information amount of the macro block j + 1 is controlled with high sensitivity.

【0017】増幅係数aを差分ε(j)に比例して適応
的に変化させると、差分ε(j)の急激な変化にも効率
よく追従することができる。
By adaptively changing the amplification coefficient a in proportion to the difference ε (j), it is possible to efficiently follow a rapid change in the difference ε (j).

【0018】本発明はフィルタバンクによる変換後の変
換係数の量子化法に関するものである。したがって、そ
の変換方法は直交変換であってもよく、また、ウェーブ
レットのようなフィルタバンクによる変換であってもよ
い。しかし、高能率符号化のために、以前のマクロブロ
ックjの差分、すなわち空間的ブロック毎差分情報の前
値ε(j)を用いてマクロブロックj+1の量子化ステ
ップq(j+1)を予測するという手法をとっている。
したがって、画像の或る単位(空間的ブロック)毎にま
とまった変換係数を得ることが出来るものであれば、変
換手段は任意のものを使用することができる。
The present invention relates to a method for quantizing transform coefficients after conversion by a filter bank. Therefore, the transform method may be an orthogonal transform or a transform using a filter bank such as a wavelet. However, for high-efficiency coding, the quantization step q (j + 1) of the macroblock j + 1 is predicted using the difference of the previous macroblock j, that is, the previous value ε (j) of the spatial block difference information. The method is taken.
Therefore, any conversion means can be used as long as a conversion coefficient can be obtained for each unit (spatial block) of the image.

【0019】[0019]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。本実施例においても、画像は、空間的ブロ
ックに区分され、空間的ブロック毎にフィルタバンクに
よって直交変換される。フィルタバンクの出力係数(本
実施例では直交変換係数)は、前掲の従来の方法と同様
に、マクロブロック毎に量子化され、符号化される。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Also in this embodiment, the image is divided into spatial blocks, and the spatial transform is orthogonally transformed by a filter bank for each spatial block. The output coefficients (orthogonal transform coefficients in this embodiment) of the filter bank are quantized and coded for each macroblock, as in the above-described conventional method.

【0020】本実施例が従来の方法と異る点は、マクロ
ブロックjの目標情報量T/Mに対する発生情報量b
(j)の差分ε(j)と、増幅係数aとの積が量子化ス
テップq(j+1)の変化Δq(j+1)に比例するこ
とである。すなわち q(j+1) =q(j) +Ca(b(j) −T/M) (9) が成立つ。ここで、 q(j+1)=q(1)+[q(2)−q(1)]+[q(3)−q(2)]+ ・・・・+[q(j+1)−q(j)] =q(1)+Ca(Σ j b(i) −jT/M) (9a) ここで、q(j+1) /C=e(j) (10) q(1) /C=e(0) (11) とおくと、式(9a)から次式を得る。 Ce(j+1)=Ce(0)+Ca(Σ j b(i) −jT/M) (9b) 式(9b)の両辺をCで除算すると、次の式が得られ
This embodiment is different from the conventional method in that the amount of generated information b with respect to the target amount of information T / M of macroblock j is determined.
The product of the difference ε (j) of (j) and the amplification coefficient a is proportional to the change Δq (j + 1) of the quantization step q (j + 1). That is, q (j + 1) = q (j) + Ca (b (j) -T / M) (9) holds. Here, q (j + 1) = q (1) + [q (2) −q (1)] + [q (3) −q (2)] + ... + [Q (j + 1) − q (j)] = q ( 1) + Ca (Σ j b (i) -jT / M) (9a) where, q (j + 1) / C = e (j) (10) q (1) / If C = e (0) (11), the following equation is obtained from equation (9a) . When Ce (j + 1) = Ce (0) + Ca (Σ j b (i) -jT / M) (9b) equation both sides of (9b) is divided by C, and the following expression is obtained
You .

【0021】 e(j) =e(0) +a(Σj b(i) −jT/M) (12) ここで、aは可変の正数であり、e(j)は従来の方法
のバッファ占有量に対応する仮想バッファ状態量であ
る。また、e(0)はe(j)の初期値で、従来の方法
のd(0)に対応する初期バッファ占有量である。
[0021] e (j) = e (0 ) + a (Σ j b (i) -jT / M) (12) where, a is a variable positive, e (j) buffer of the conventional method This is a virtual buffer state amount corresponding to the occupancy amount. Further, e (0) is the initial value of e (j), which is the initial buffer occupancy corresponding to d (0) in the conventional method.

【0022】図1は、本実施例の画像符号化制御方法の
ブロックダイヤグラムである。j番目のマクロブロック
まで符号化が終了しているとき、目標情報量1はjT/
Mであり、発生情報量2はΣj b(i)である。これら
の差分情報量3がj+1番目のマクロブロックの量子化
ステップを計算するもととなる。差分情報量3に増幅係
数4が乗ぜられ、増幅された差分情報量5が求められ
る。増幅された差分情報量5に初期バッファ占有量6が
加算され、仮想バッファ状態量7が求められる。量子化
ステップ9は仮想バッファ状態量7に比例定数8を乗じ
て計算される。この値がj+1番目のマクロブロックの
量子化に用いられる。量子化ステップ9はj+1番目の
マクロブロックの符号化処理部10に入力され、その結
果、マクロブロックの発生情報量11が計測される。こ
の発生情報量11に対して、メモリ13に蓄えられてい
たj番目までの発生情報量が加算され、j+1番目のマ
クロブロックまでの発生情報量14として出力される。
またこの発生情報量は次のマクロブロックの符号化制御
のために、メモリ15に蓄えられる。
FIG. 1 is a block diagram of an image coding control method according to the present embodiment. When encoding is completed up to the j-th macroblock, the target information amount 1 is jT /
M, and the generated information amount 2 is Σ j b (i). These difference information amounts 3 are used to calculate the quantization step of the (j + 1) th macroblock. The difference information amount 3 is multiplied by the amplification coefficient 4 to obtain the amplified difference information amount 5. An initial buffer occupation amount 6 is added to the amplified difference information amount 5 to obtain a virtual buffer state amount 7. The quantization step 9 is calculated by multiplying the virtual buffer state quantity 7 by a proportional constant 8. This value is used for quantization of the (j + 1) th macroblock. The quantization step 9 is input to the encoding processing unit 10 for the (j + 1) th macroblock, and as a result, the generated information amount 11 of the macroblock is measured. The generated information amount up to the j-th macroblock stored in the memory 13 is added to the generated information amount 11, and is output as the generated information amount up to the (j + 1) th macroblock.
This generated information amount is stored in the memory 15 for encoding control of the next macroblock.

【0023】増幅係数aが大きいとき、バッファ占有量
に対して敏感に量子化ステップq(j+1)が変化す
る。またその逆に、増幅係数aが小さいとき、バッファ
占有量が大きく変化しても量子化ステップq(j+1)
の変化は鈍感である。最も極端な場合は増幅係数がa=
0の場合であり、このとき量子化ステップは初期バッフ
ァ占有量e(0)のみによって決まる。本発明では、目
標値への追従性を向上させることが目的であるから、a
>1に設定する。増幅係数aは、式(12)の右辺第2
項の差分情報量Σj b(i)−jT/Mの変化の絶対値
に比例して適応的にその値を変化させるようにすること
ができる。目標情報量と発生情報量の差の絶対値が小さ
いときはa=a(j)は小さな値であり、差の絶対値が
大きいときにはa(j)の値を大きく設定する。このよ
うにして、発生情報量が目標情報量に近いときには、目
標値に近づけるような調整作用を弱くし、逆に、発生情
報量が目標情報量を大きく上回ったり、はるかに小さい
ときには、調整作用を高める。
When the amplification coefficient a is large, the quantization step q (j + 1) changes sensitively to the buffer occupancy. Conversely, when the amplification coefficient a is small, the quantization step q (j + 1) is performed even if the buffer occupancy greatly changes.
The change is insensitive. In the most extreme case, the amplification factor is a =
In this case, the quantization step is determined only by the initial buffer occupancy e (0). In the present invention, since the object is to improve the ability to follow the target value, a
> 1. The amplification coefficient a is calculated by calculating the second
The difference information amount j b (i) −jT / M of the term can be adaptively changed in proportion to the absolute value of the change. When the absolute value of the difference between the target information amount and the generated information amount is small, a = a (j) is a small value, and when the absolute value of the difference is large, the value of a (j) is set large. In this way, when the amount of generated information is close to the target information amount, the adjusting action for approaching the target value is weakened. Conversely, when the generated information amount greatly exceeds the target information amount or is much smaller, the adjusting action is reduced. Enhance.

【0024】図2に計算機シミュレーションによる本発
明の実験結果を示す。実験では動画像に対し、フレーム
あたりの目標ビットレートを187kbitに設定して
いる。増幅係数aをa=1(従来法に相当する)とa=
16(本発明)に設定して発生情報量を比較したとこ
ろ、a=16の場合には最初の数フレームにおいて目標
ビット数に近くなる効果が得られることがわかる。
FIG. 2 shows an experimental result of the present invention by computer simulation. In the experiment, the target bit rate per frame is set to 187 kbit for the moving image. When the amplification coefficient a is a = 1 (corresponding to the conventional method) and a =
When the amount of generated information is set to 16 (the present invention), it can be seen that when a = 16, the effect of approaching the target number of bits can be obtained in the first few frames.

【0025】フィルタバンク処理として、DCTなどに
よるブロック単位の直交変換を行うことができる。ま
た、本発明は、量子化の対象となる変換係数が画像の任
意の単位でまとまっていさえすれば、直交変換に限らず
適用可能である。そこで、ウェーブレットなどのフィル
タバンク出力のデータの任意の個数を一まとめにして量
子化の対象とする場合にも本発明を適用することができ
る。また、本実施例は、式(9)に示されているよう
に、マクロブロックj+1の量子化ステップq(j+
1)を、直前のマクロブロックjの量子化ステップq
(j)に基づいて定めた例であるが、符号化が終了した
任意のマクロブロックの量子化ステップに基づいて定め
ることもできる。
As the filter bank processing, orthogonal transform in block units by DCT or the like can be performed. In addition, the present invention is applicable not only to orthogonal transform but also to orthogonal transform as long as transform coefficients to be quantized are grouped in arbitrary units of an image. Therefore, the present invention can also be applied to a case where arbitrary numbers of filter bank output data such as wavelets are collectively subjected to quantization. Also, in the present embodiment, as shown in Expression (9), the quantization step q (j +
1) is replaced by the quantization step q of the immediately preceding macroblock j.
Although the example is determined based on (j), it may be determined based on the quantization step of an arbitrary macroblock for which encoding has been completed.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は次の効果を有する。The present invention has the following effects.

【0027】(1)目標情報量に対する発生情報量の差
分値を実際より大きな値に拡大して、量子化ステップを
計算するため、発生情報量が目標値より大きければ、す
ぐに大きな量子化ステップを用いて発生情報量を抑え、
また逆に発生情報量が目標値を下回れば、ただちに小さ
な量子化ステップが与えられ、目標値に速やかに近づ
く。その結果、1画面の符号化が終了した時点で画像あ
たりの発生情報量が目標情報量から大きく逸脱せず、し
たがって発生情報量の上限が規定される場合に効率の良
い符号化が可能である。すなわちビット数の上限の決め
られた静止画像の符号化の際に、目標ビット数を上限か
らわずかに小さい値に設定でき、十分に情報量を使用す
ることができる。また、一定ビット数で動画像を符号化
する場合に、1画面毎の発生情報量の変動が小さくな
り、より小さなバッファで実現できる。
(1) The difference value of the amount of generated information with respect to the target information amount is enlarged to a value larger than the actual value, and the quantization step is calculated. If the generated information amount is larger than the target value, the large quantization step is immediately performed. To reduce the amount of information generated,
Conversely, if the amount of generated information falls below the target value, a small quantization step is immediately provided, and the target value is quickly approached. As a result, when the encoding of one screen is completed, the amount of generated information per image does not greatly deviate from the target amount of information, and therefore, efficient encoding can be performed when the upper limit of the amount of generated information is defined. . That is, when encoding a still image in which the upper limit of the number of bits is determined, the target number of bits can be set to a value slightly smaller than the upper limit, and the amount of information can be sufficiently used. Further, when a moving image is encoded with a fixed number of bits, the fluctuation of the amount of generated information for each screen is reduced, and it can be realized with a smaller buffer.

【0028】(2)前記(1)の効果は、増幅係数を差
分情報量の絶対値に比例して適応的に変化させることに
より、安定確実に実現される。
(2) The effect of (1) can be stably and surely realized by adaptively changing the amplification coefficient in proportion to the absolute value of the difference information amount.

【0029】(3)本発明は、量子化の対象となる変換
係数が画像の定められた単位毎にまとまってさえおれ
ば、ブロック単位の直交変換のみならず、例えばウェー
ブレットなどのフィルタバンクの出力係数の量子化にも
適用することができるので、広範囲の応用が可能であ
り、その広範囲の応用において上記(1),(2)の効
果を実現することができる。
(3) According to the present invention, not only the orthogonal transform in block units but also the output of a filter bank such as a wavelet, as long as the transform coefficients to be quantized are grouped for each predetermined unit of the image. Since the present invention can be applied to quantization of coefficients, it can be applied to a wide range of applications, and the effects (1) and (2) can be realized in the wide range of applications.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の画像符号化制御方法の一実施例のブロ
ックダイヤグラムである。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an image encoding control method according to the present invention.

【図2】計算機シミュレーションによる本発明の実験結
果を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing experimental results of the present invention by computer simulation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 目標情報量jT/M 2 発生情報量Σj b(i) 3 差分情報量 4 増幅係数a 5 増幅された差分情報量 6 初期バッファ占有量e(0) 7 仮想バッファ状態量e(j) 8 比例定数C 9 量子化ステップq(j+1) 10 符号化処理部F(q) 11 マクロブロック発生情報量b(j+1) 12 j番目のマクロブロックまでの発生情報量 13,15 メモリ 14 j+1番目のマクロブロックまでの発生情報量1 Target information amount jT / M 2 Generated information amount Σ j b (i) 3 Difference information amount 4 Amplification coefficient a 5 Amplified difference information amount 6 Initial buffer occupation amount e (0) 7 Virtual buffer state amount e (j) 8 Proportional constant C 9 Quantization step q (j + 1) 10 Encoding processing unit F (q) 11 Macroblock generation information amount b (j + 1) 12 Generation information amount up to jth macroblock 13, 15 Memory 14 j + 1th The amount of information generated up to the macro block

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−137985(JP,A) 特開 平3−286691(JP,A) 特開 平3−16491(JP,A) 特開 平7−107473(JP,A) 特開 平7−107479(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 Continuation of the front page (56) References JP-A-4-137985 (JP, A) JP-A-3-286691 (JP, A) JP-A-3-16491 (JP, A) JP-A-7-107473 (JP) , A) JP-A-7-107479 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 7/ 24-7/68

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 画像を空間的ブロックに区分し、空間的
ブロック毎のフィルタバンク処理によって画像を変換符
号化し、定められた数(M)の空間的ブロックで成るマク
ロブロック(j)毎の、符号化された画像情報の情報量を
それぞれのマクロブロックの発生情報量(b(j))とし、各
々のマクロブロックに割りあてられている情報量を目標
情報量(T/M)とするとき、変換符号化しようとするマク
ロブロック(j+1)における、目標情報量に対する発生情
報量の差分(b(j+1)-(T/M))の絶対値を小さくするため
に、符号化しようとするマクロブロック(j+1)より以前
の、既に符号化が終了しているマクロブロック(j)にお
ける前記差分(b(j)-(T/M))に比例するように、該差分に
対する量子化ステップの変化率(q(j+1)-q(j))を定め、
当該画像の最初のマクロブロックの量子化ステップを量
子化ステップの初期値(q(1))として設定し、量子化ステ
ップの初期値から出発して、逐次に量子化ステップの変
化率を累算して当該マクロブロックにおける量子化ステ
ップを演算し、マクロブロック毎(j+1)に量子化ステッ
プq(j+1)を定める画像符号化制御方法において、量子化
ステップを定める処理が、 符号化しようとするマクロブロック(j+1)より以前の、
既に符号化が終了しているマクロブロック(j)における
前記差分(b(j)-(T/M))と、量子化ステップが離散値をと
ることによって発生する、目標情報量への追従性の低下
を解消するために該差分に対する量子化ステップの変化
率(q(j+1)-q(j))を調整する可変の正数である増幅定数a
との積(a(b(j)-(T/M)))を演算し、該積に比例して当該マクロブロックの量子化ステップの
変化率 (q(j+1)-q(j))を定め、 量子化ステップの初期値(q(1))から出発して、逐
次に量子化ステップの変化率を累算して当該マクロブロ
ック(j+1)における量子化ステップを演算する 処理
を含み、 前記増幅係数を、前記差分の大きさに応じて適応的に変
化させることを特徴とする、画像符号化制御方法。
1. An image is divided into spatial blocks,
Converts the image by filter bank processing for each block
And a fixed number (M) of spatial blocks
The amount of encoded image information for each block (j).
The amount of information generated for each macroblock (b (j))
Target the amount of information allocated to each macroblock
When the amount of information (T / M) is
Generated information for the target information amount in block (j + 1)
Decrease the absolute value of the difference (b (j + 1)-(T / M))For
ToBefore the macroblock (j + 1) to be coded
Macro block (j) that has already been encoded.
In proportion to the difference (b (j)-(T / M))
The rate of change of the quantization step (q (j + 1) -q (j)),
Quantize the quantization step of the first macroblock in the image
Set the initial value of the quantization step (q (1))
Starting from the initial value of the
By accumulating the quantization rate, the quantization step
To calculateQuantization step for each macroblock (j + 1)
In the image coding control method that determines the q (j + 1)
The process for determining the steps is performed before the macroblock (j + 1) to be encoded.
For a macroblock (j) that has already been encoded
The difference (b (j)-(T / M)),The quantization step takes discrete values
Of follow-up to target information volume
To eliminateChange of quantization step for the difference
A variable positive amplification factor a that adjusts the rate (q (j + 1) -q (j))
With the product (a (b (j)-(T / M)))The quantization step of the macroblock in proportion to the product.
Rate of change (q (j + 1) -q (j)), Starting from the initial value of the quantization step (q (1)),
Next, the change rate of the quantization step is accumulated and the macro block is calculated.
Compute the quantization step in block (j + 1) processing
And adaptively changing the amplification coefficient according to the magnitude of the difference.
An image encoding control method, characterized in that:
【請求項2】 前記増幅係数を、前記差分の大きさの絶
対値に比例して変化させる、請求項1に記載の画像符号
化制御方法。
2. The image encoding control method according to claim 1, wherein the amplification coefficient is changed in proportion to an absolute value of the magnitude of the difference.
【請求項3】 前記フィルタバンク処理が、画像の空間
的ブロック単位の直交変換符号化を含んでいる、請求項
1または2に記載の画像符号化制御方法。
3. The image encoding control method according to claim 1, wherein the filter bank processing includes orthogonal transform encoding in units of spatial blocks of the image.
【請求項4】 前記フィルタバンク処理が、空間的ブロ
ック毎の、ウェーブレット出力係数の符号化を含んでい
る、請求項1または2に記載の画像符号化制御方法。
4. The image encoding control method according to claim 1, wherein the filter bank processing includes encoding a wavelet output coefficient for each spatial block.
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