JPH10190746A - Encoding signal transmitting method/device - Google Patents

Encoding signal transmitting method/device

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JPH10190746A
JPH10190746A JP3805497A JP3805497A JPH10190746A JP H10190746 A JPH10190746 A JP H10190746A JP 3805497 A JP3805497 A JP 3805497A JP 3805497 A JP3805497 A JP 3805497A JP H10190746 A JPH10190746 A JP H10190746A
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JP
Japan
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buffer
bit rate
size
encoder
decoder
Prior art date
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Application number
JP3805497A
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Japanese (ja)
Inventor
Motoki Kato
元樹 加藤
Hideki Koyanagi
秀樹 小柳
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably reproduce a signal without the failure of a buffer on a decoder system-side even if a transmission bit rate changes. SOLUTION: An encoder buffer 73 which temporarily accumulates the encoded signal of an encoder system-side in encoding a digital signal at a variable bit rate has a code buffer 731 used for rate control by an encoder system. The output bit rate Rout from the encoder buffer 73 is changed to the value Rcur of the new encoding bit rate after prescribed delay time τ from the time when the encoding bit rate Rcur is changed by setting the size of the code buffer 731 to be constant.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、送信側にてディジ
タル信号を可変ビットレートで符号化し、これを受信側
へ可変ビットレートで伝送する場合に用いて好適な符号
化信号伝送方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coded signal transmission method and apparatus suitable for use in a case where a digital signal is encoded on a transmission side at a variable bit rate and transmitted to the reception side at a variable bit rate. .

【0002】[0002]

【従来の技術】次世代のテレビジョン放送として、動画
像信号の高品質な伝送を実現するために、動画像信号を
ディジタル化する計画が進められている。ここで、動画
像信号をそのままディジタル化するとデータ量が膨大と
なるため、それを限られた伝送路で効率良く伝送するた
めには、データの符号化(情報圧縮)が必要となる。
2. Description of the Related Art As a next-generation television broadcast, a plan for digitizing a moving image signal has been developed in order to realize high-quality transmission of the moving image signal. Here, if the moving image signal is digitized as it is, the amount of data becomes enormous, so that data must be encoded (information compression) in order to efficiently transmit it over a limited transmission path.

【0003】ところで、一般に動画像は定常的でなく、
画面の絵柄や動きは時間的に変化する。また、画面内で
も画像の中央部と周辺部では絵柄や動きが大きく異る場
合がある。そのため、符号化器で符号化する際の発生情
報量は、こうした画像の性質に依存し、変化する。これ
を一定の伝送ビットレートで送るために、エンコーダシ
ステムの最終段に送信バッファが用意される。すなわ
ち、発生量が変化する符号化出力を一時的に送信バッフ
ァに蓄え、それを決められた伝送ビットレートで読み出
して伝送路へ出力している。
[0003] Generally, moving images are not stationary.
The picture and movement of the screen change with time. Also, even in the screen, the picture and the movement may be greatly different between the central part and the peripheral part of the image. Therefore, the amount of information generated at the time of encoding by the encoder changes depending on the nature of such an image. To transmit this at a fixed transmission bit rate, a transmission buffer is prepared at the last stage of the encoder system. That is, the coded output whose generation amount changes is temporarily stored in a transmission buffer, and is read out at a determined transmission bit rate and output to a transmission path.

【0004】図8は、従来における出力ビットレートが
一定のエンコーダ(以下、エンコーダシステムと呼ぶ)
のブロック回路図を示す。この図8に示すエンコーダシ
ステムにおいては、端子11を介してビデオ入力が供給
されるビデオエンコーダ12と伝送路の間に送信バッフ
ァ(以下、エンコーダバッファと呼ぶ)13を設け、ビ
デオエンコーダ12からの短時間の発生ビット量の変動
を平滑化し、このエンコーダバッファ13から一定のビ
ットレートでビットストリームを出力できるように制御
している。
FIG. 8 shows a conventional encoder having a constant output bit rate (hereinafter referred to as an encoder system).
FIG. In the encoder system shown in FIG. 8, a transmission buffer (hereinafter referred to as an encoder buffer) 13 is provided between a video encoder 12 to which a video input is supplied via a terminal 11 and a transmission path, The variation in the amount of generated bits over time is smoothed, and control is performed so that a bit stream can be output from the encoder buffer 13 at a constant bit rate.

【0005】またレートコントーラ15は、ビデオエン
コーダ12からの符号化ピクチャの発生ビット量S21
と、端子16からのビットレートRと、端子10からの
デコーダバッファサイズBの各情報を入力として、例え
ば後述するVBV(Video Buffering Verifier)モデル
に基づいて、デコーダシステム側に設けられる上記サイ
ズBのデコーダバッファをオーバフロウやアンダフロウ
させないように、次に符号化するピクチャの割当ビット
量S22を計算し、この割当ビット量S22の情報をビ
デオエンコーダ12に送って指定する。
[0005] The rate controller 15 generates a coded picture generation bit amount S 21 from the video encoder 12.
And the bit rate R from the terminal 16 and the decoder buffer size B from the terminal 10 as inputs, for example, based on a VBV (Video Buffering Verifier) model described later, the size B of the size provided on the decoder system side. To prevent the decoder buffer from overflowing or underflowing, the allocated bit amount S22 of the picture to be encoded next is calculated, and the information on the allocated bit amount S22 is sent to the video encoder 12 for designation.

【0006】ビデオエンコーダ12からのビデオビット
ストリームが供給されるエンコーダバッファ13は、少
なくともデコーダバッファサイズBに等しいコードバッ
ファを持っている。一般にコードバッファは、送信バッ
ファに含まれる。
The encoder buffer 13 to which the video bit stream from the video encoder 12 is supplied has a code buffer at least equal to the decoder buffer size B. Generally, the code buffer is included in the transmission buffer.

【0007】エンコーダバッファ13から出力されるビ
ットストリームは、マルチプレクサ14へ入力される。
図示していないが、マルチプレクサ14へはオーディオ
信号の符号化ビットストリームなども入力される。マル
チプレクサ14では、複数の入力ビットストリームをシ
ステム符号化,多重化し、端子17から多重化ストリー
ムを出力する。
[0007] The bit stream output from the encoder buffer 13 is input to a multiplexer 14.
Although not shown, an encoded bit stream of an audio signal and the like are also input to the multiplexer 14. The multiplexer 14 performs system encoding and multiplexing of a plurality of input bit streams, and outputs a multiplexed stream from a terminal 17.

【0008】なお、エンコーダバッファからのビットス
トリームの出力の開始の指示は、スタートコントローラ
19が行なう。これを図8では、エンコーダバッファ1
3の出力側に設けられたスイッチ20をスタートコント
ローラ19が制御する構成で示している。この開始時刻
は、後述するように、上記ビットレートRと、端子18
からのデコーダバッファのデコード開始時のビット占有
量b0との各情報から計算される。
The start controller 19 issues an instruction to start outputting a bit stream from the encoder buffer. This is shown in FIG.
3 shows a configuration in which a switch 20 provided on the output side of No. 3 is controlled by a start controller 19. The start time is determined by the bit rate R and the terminal 18 as described later.
Is calculated from the information on the bit occupation amount b0 at the start of decoding of the decoder buffer from.

【0009】図9は、従来のデコーダ(以下、デコーダ
システムと呼ぶ)のブロック図を示す。デマルチプレク
サ26には端子25からの多重化ストリームが入力され
ており、デマルチプレクサ26によって分離されたビデ
オビットストリームは、受信バッファ(以下、デコーダ
バッファと呼ぶ)27に蓄えられる。デコーダバッファ
27は、ビデオデコーダ28が短時間に読み出すビット
量の変動を吸収するためにある。デコーダシステムは伝
送されてくるビットストリームに対して受身的であるた
め、ビデオデコーダ28が安定してビデオ再生を行える
ようにするためには、エンコーダシステムがデコーダバ
ッファ27をオーバフロウとアンダフロウをさせないよ
うに注意して、エンコードしなければならない。
FIG. 9 shows a block diagram of a conventional decoder (hereinafter referred to as a decoder system). The multiplexed stream from the terminal 25 is input to the demultiplexer 26, and the video bit stream separated by the demultiplexer 26 is stored in a reception buffer (hereinafter, referred to as a decoder buffer) 27. The decoder buffer 27 is provided to absorb a change in the amount of bits read by the video decoder 28 in a short time. Since the decoder system is passive with respect to the transmitted bit stream, in order for the video decoder 28 to stably perform video reproduction, the encoder system should not cause the decoder buffer 27 to overflow and underflow. Be careful, you have to encode.

【0010】ここで、動画像符号化方法の代表的なもの
として、MPEG(Moving PictureCoding Experts Gro
up )規格が知られている。このMPEGとは、ISO
/IEC JTC1/SC29(International Organi
zation for Standardization/ International Electrot
echnical Commission, Joint Technical Committee1 /
Sub Committee 29:国際標準化機構/国際電気標準会
議 合同技術委員会1/専門部会29)の蓄積用動画像
符号化の検討組織の略称であり、MPEG1標準として
ISO11172が、MPEG2標準としてISO13
818がある。これらの国際標準において、マルチメデ
ィア多重化の項目としてはISO11172−1及びI
SO13818−1が、映像の項目としてはISO11
172−2及びISO13818−2が、また音声の項
目としてはISO11172−3及びISO13818
−3がそれぞれ標準化されている。
Here, a typical moving picture coding method is MPEG (Moving Picture Coding Experts Groove).
up) Standards are known. This MPEG is an ISO
/ IEC JTC1 / SC29 (International Organi
zation for Standardization / International Electrot
echnical Commission, Joint Technical Committee 1 /
Sub Committee 29: International Organization for Standardization / International Electrotechnical Commission Joint technical committee 1 / special subcommittee 29) is an abbreviation for the study organization of video coding for storage, which is ISO11172 as MPEG1 standard and ISO13 as MPEG2 standard.
818. In these international standards, the items of multimedia multiplexing include ISO117172-1 and I.
SO13818-1 is ISO11 as a video item.
172-2 and ISO13818-2, and voice items are ISO11172-3 and ISO13818.
-3 are standardized.

【0011】このMPEGにおいては、デコーダシステ
ムのデコーダバッファ27の理想的な入出力モデルを規
定しており、エンコーダシステムは、そのデコーダバッ
ファモデル(デコーダバッファの理想的なモデル)を想
定しながら、デコーダバッファ27をオーバフロウとア
ンダフロウをさせないように注意してエンコードすべき
ことを規定している。このデコーダシステムのデコーダ
バッファ27の入出力モデルは、VBV(Video Buffer
ing Verifier)モデルとして、ISO/IEC1117
2−2 Annex CまたはISO/IEC 138
18−2 Annex Cに記述されている。またVB
VモデルのバッファをVBVバッファという。
In the MPEG, an ideal input / output model of the decoder buffer 27 of the decoder system is defined. The encoder system assumes the decoder buffer model (ideal model of the decoder buffer) while assuming the decoder buffer model (ideal model of the decoder buffer). It is specified that the buffer 27 should be encoded with care so as not to cause overflow and underflow. The input / output model of the decoder buffer 27 of this decoder system is VBV (Video Buffer).
ing Verifier) As a model, ISO / IEC1117
2-2 Annex C or ISO / IEC 138
18-2 Annex C. VB
The buffer of the V model is called a VBV buffer.

【0012】デコーダシステムのVBVバッファサイズ
は、MPEGビットストリームの中の識別子 "vbv_buff
er_size"で指示される。その標準的な大きさは、例えば
MP@ML(Main Profile at Main Level)では、1.7
5Mbitである。
[0012] The VBV buffer size of the decoder system is determined by the identifier "vbv_buff" in the MPEG bit stream.
er_size ". The standard size is, for example, 1.7 in MP @ ML (Main Profile at Main Level).
5 Mbit.

【0013】デコーダシステムのVBVは、以下の理想
条件のもとで動作することを仮定している。
The VBV of the decoder system is assumed to operate under the following ideal conditions:

【0014】(1) 各ピクチャに対するビットストリーム
はデコーダバッファから瞬時に出力され、各ピクチャの
デコードは瞬時に行なわれる。この条件の元で、エンコ
ーダシステムからデコーダシステムへリアルタイムでビ
ットストリームを伝送する場合は、エンコーダシステム
側の送信バッファ(エンコーダバッファ)は次の理想条
件のもとで動作する必要がある。
(1) The bit stream for each picture is output instantaneously from the decoder buffer, and the decoding of each picture is performed instantaneously. When transmitting a bit stream from the encoder system to the decoder system in real time under these conditions, the transmission buffer (encoder buffer) on the encoder system side needs to operate under the following ideal conditions.

【0015】(2) 各ピクチャのエンコードは瞬時に行な
われ、各ピクチャに対するビットストリームはエンコー
ダバッファへ瞬時に入力される。
(2) Encoding of each picture is performed instantaneously, and the bit stream for each picture is instantaneously input to the encoder buffer.

【0016】放送や通信のようにエンコーダシステムと
デコーダシステムが伝送路をはさんでリアルタイムで動
作する場合のVBVモデルを説明する。ここでエンコー
ダシステムは、図8で説明したように、エンコーダバッ
ファ13から一定のビットレートでビットストリームを
出力する。したがって、図9に示すデコーダバッファ2
7へは、一定のビットレートでビットストリームが入力
される。
A VBV model in a case where an encoder system and a decoder system operate in real time with a transmission line interposed therebetween, such as broadcasting and communication, will be described. Here, the encoder system outputs a bit stream from the encoder buffer 13 at a constant bit rate as described with reference to FIG. Therefore, the decoder buffer 2 shown in FIG.
7, a bit stream is input at a constant bit rate.

【0017】図10に、VBVモデルに従っているエン
コーダシステムとデコーダシステムのそれぞれのバッフ
ァのビット占有量の変化の例を示す。この図10におい
て、直線c−dから右側は、デコーダバッファのビット
占有量の変化を表し、直線c−dから左側が、エンコー
ダバッファのビット占有量の変化を表す。
FIG. 10 shows an example of a change in the bit occupancy of each buffer of the encoder system and the decoder system according to the VBV model. In FIG. 10, the right side from the line cd indicates a change in the bit occupancy of the decoder buffer, and the left side from the line cd indicates a change in the bit occupancy of the encoder buffer.

【0018】横軸tは時間の経過を表す。ここで時間軸
は2本引かれており、上の時間軸はエンコーダシステム
側の時間の経過を表し、下の時間軸はデコーダシステム
側の時間の経過を表す。簡単化のために直線c−dをエ
ンコーダシステム側とデコーダシステム側で共有し、そ
の間に時間差がないように書かれているが、実際には、
エンコーダシステム側とデコーダシステム側の間には、
一定の伝送路遅延時間D0が存在する。したがって、点
cの時刻は、エンコーダシステム側の時間軸上では原点
t=0であるが、デコーダシステム側の時間軸上ではt
=D0となる。D0に含まれるものとしては、エンコー
ダシステム側のマルチプレクサ14の処理時間、伝送時
間、デコーダシステム側のデマルチプレクサ26の処理
時間などである。
The horizontal axis t represents the passage of time. Here, two time axes are drawn, the upper time axis represents the passage of time on the encoder system side, and the lower time axis represents the passage of time on the decoder system side. For simplicity, the straight line cd is shared between the encoder system side and the decoder system side, and there is no time difference between them.
Between the encoder system side and the decoder system side,
There is a certain transmission path delay time D0. Accordingly, the time at the point c is the origin t = 0 on the time axis of the encoder system, but is t = 0 on the time axis of the decoder system.
= D0. What is included in D0 is the processing time and transmission time of the multiplexer 14 on the encoder system side, the processing time of the demultiplexer 26 on the decoder system side, and the like.

【0019】また縦軸は、エンコーダシステム側ではエ
ンコーダバッファから出力されるビットストリームのあ
る時刻までのビット量の累計値を表し、デコーダシステ
ム側ではデコーダバッファへ入力されるビットストリー
ムのある時刻までのビット量の累計値を表す。
The vertical axis represents the cumulative value of the bit amount of the bit stream output from the encoder buffer up to a certain time on the encoder system side, and the total bit amount of the bit stream input to the decoder buffer up to a certain time on the decoder system side. Indicates the cumulative value of the bit amount.

【0020】直線c−dの傾き(Δd/Δt)は、エン
コーダシステム側から見ると、エンコーダバッファ13
からの一定の出力ビットレートRを表し、デコーダシス
テム側から見ると、デコーダバッファ27への一定の入
力ビットレートRを表す。
The inclination (Δd / Δt) of the straight line cd is viewed from the encoder system side by the encoder buffer 13.
And a constant input bit rate R to the decoder buffer 27 when viewed from the decoder system side.

【0021】直線c−dと直線e−fとの間の縦軸方向
の幅は、デコーダバッファのサイズBを表し、Bは一定
である。直線c−dと直線a−bとの間の縦軸方向の幅
は、エンコーダバッファのサイズBを表し、Bは一定で
ある。エンコーダシステムとデコーダシステムのそれぞ
れのバッファサイズは、常に等しい。
The width in the vertical axis direction between the straight line cd and the straight line ef represents the size B of the decoder buffer, and B is constant. The width in the vertical axis direction between the straight line cd and the straight line ab represents the size B of the encoder buffer, where B is constant. The respective buffer sizes of the encoder system and the decoder system are always equal.

【0022】A(n)は、第n番目の符号化ピクチャを表
し、その大きさは当該符号化ピクチャのビット量を表
す。各ピクチャは、図11に示すようにIピクチャ、P
ピクチャまたはBピクチャの3種類のピクチャのいずれ
かで符号化される。Iピクチャは、イントラ符号化、す
なわち自らの画像信号だけを用いて符号化される。Pピ
クチャは、直前のIピクチャまたはPピクチャから動き
補償されて、その予測残差が符号化される。Bピクチャ
は、その前後のIピクチャまたはPピクチャから動き補
償されて、その予測残差が符号化される。それぞれの符
号化ピクチャA(n)のビット量は、I,PまたはBのピ
クチャ種類や絵柄などによって変化する。
A (n) represents the n-th coded picture, and its size represents the bit amount of the coded picture. Each picture is an I picture, P picture as shown in FIG.
It is encoded with one of three types of pictures, a picture and a B picture. An I picture is coded using intra coding, that is, using only its own image signal. The P picture is motion-compensated from the immediately preceding I picture or P picture, and the prediction residual is encoded. The B picture is motion-compensated from the I and P pictures before and after the B picture, and the prediction residual is encoded. The bit amount of each coded picture A (n) varies depending on the picture type or picture of I, P or B.

【0023】ETS(n)は、第n番目の符号化ピクチャ
A(n)をエンコードする時刻を表す。エンコードするピ
クチャの間隔(すなわちETS(n+1)−ETS(n))は、
例えばNTSC方式のビデオ信号では1/29.97秒
であり、PAL方式のビデオ信号では1/25秒とな
る。DTS(n)は、第n番目の符号化ピクチャA(n)をデ
コードする時刻を表す。デコードするピクチャの間隔
(すなわちDTS(n+1)−DTS(n))は、エンコードす
るピクチャの間隔に等しい。
ETS (n) represents the time at which the n-th encoded picture A (n) is encoded. The interval between pictures to be encoded (ie, ETS (n + 1) −ETS (n)) is
For example, the time is 1 / 29.97 seconds for an NTSC video signal and 1/25 seconds for a PAL video signal. DTS (n) represents the time at which the n-th encoded picture A (n) is decoded. The interval between pictures to be decoded (that is, DTS (n + 1) -DTS (n)) is equal to the interval between pictures to be encoded.

【0024】エンコーダシステム側において、図中ジグ
ザグの階段状の軌跡の下側の領域はエンコーダバッファ
のビット占有量の変化を表す。すなわち、直線c−d上
の時刻tでの点から階段状の軌跡までの縦軸方向の距離
が、時刻tでのビット占有量を表す。階段状の軌跡の縦
軸方向の動きはビデオエンコーダ12からエンコーダバ
ッファ13へ瞬時にビットストリームを入力しているこ
とを表し、また階段状の軌跡の横軸方向の動きはビデオ
エンコーダ12からエンコーダバッファ13へのビット
ストリーム入力は停止していて(エンコードは停止して
いて)、このエンコーダバッファ13からビットレート
Rでビットストリームを出力していることを表す。
On the encoder system side, the area below the zigzag step-like trajectory in the figure indicates the change in the bit occupancy of the encoder buffer. That is, the distance in the vertical axis direction from the point at the time t on the straight line cd to the step-like locus indicates the bit occupancy at the time t. The vertical movement of the step-like trajectory indicates that the bit stream is instantaneously input from the video encoder 12 to the encoder buffer 13, and the horizontal movement of the step-like trajectory indicates that the video encoder 12 transmits the bit stream to the encoder buffer 13. 13 indicates that the input of the bit stream to the bit buffer 13 is stopped (the encoding is stopped), and the bit stream is output from the encoder buffer 13 at the bit rate R.

【0025】エンコーダシステム側について、エンコー
ダバッファのビット占有量の変化の様子を以下に説明す
る。時刻t=ETS(0)以前はエンコーダバッファのビ
ット占有量は、ゼロである。時刻t=ETS(0)におい
てエンコードした第0番目のピクチャA(0)のデータは
瞬時にエンコーダバッファへ入力され、これにより当該
エンコーダバッファのビット占有量が瞬時に上記第0番
目の符号化ピクチャA(0)のビット量の分だけ増加す
る。エンコーダバッファからのビットストリームの出力
は、t=0から始まる。この開始の指示は、図8のエン
コーダシステムのスタートコントローラ19が行なう。
この開始時刻doは、ビットレートRとデコーダバッフ
ァのデコード開始時のビット占有量b0とから、 ETS(0)+do=0 do=(B−b0)/R により計算される。
The manner in which the bit occupancy of the encoder buffer changes on the encoder system side will be described below. Before time t = ETS (0), the bit occupancy of the encoder buffer is zero. The data of the 0th picture A (0) encoded at time t = ETS (0) is instantaneously input to the encoder buffer, whereby the bit occupancy of the encoder buffer is instantaneously changed to the 0th encoded picture. It increases by the bit amount of A (0). The output of the bit stream from the encoder buffer starts at t = 0. This start instruction is issued by the start controller 19 of the encoder system shown in FIG.
The start time do is calculated from ETS (0) + do = 0 do = (B-b0) / R based on the bit rate R and the bit occupation amount b0 of the decoder buffer at the start of decoding.

【0026】t=0から次の第1番目のピクチャA(1)
のエンコード時刻ETS(1)までは、エンコーダバッフ
ァからビットレートRでビットストリームが出力される
ため、エンコーダバッファのビット占有量は時間ととも
に減少する。エンコード時刻ETS(1)では、第1番目
のピクチャA(1)のエンコードがなされてエンコーダバ
ッファに供給されるため、当該エンコーダバッファのビ
ット占有量は当該第1番目のピクチャA(1)のビット量
の分だけ瞬時に増加する。そして、t=ETS(1)から
ETS(2)までは、エンコーダバッファからビットレー
トRでビットストリームが出力されるため、エンコーダ
バッファのビット占有量は時間とともに減少する。以下
同様に、定められた時間間隔で各ピクチャのエンコード
を継続する。
The first picture A (1) following t = 0
Until the encoding time ETS (1), since the bit stream is output from the encoder buffer at the bit rate R, the bit occupancy of the encoder buffer decreases with time. At the encoding time ETS (1), since the first picture A (1) is encoded and supplied to the encoder buffer, the bit occupancy of the encoder buffer is the bit occupancy of the first picture A (1). It increases instantaneously by the amount. Then, from t = ETS (1) to ETS (2), a bit stream is output from the encoder buffer at a bit rate R, so that the bit occupancy of the encoder buffer decreases with time. Hereinafter, similarly, encoding of each picture is continued at a predetermined time interval.

【0027】デコーダバッファのビット占有量の変化
は、上述のエンコーダバッファのビット占有量の変化に
連動して変化する。デコーダシステム側では、階段状の
軌跡の上側の領域がデコーダバッファのビット占有量の
変化を示す。すなわち、直線c−d上の時刻tでの点か
ら階段状の軌跡までの縦軸方向の距離が、時刻tにおけ
るデコーダバッファのビット占有量を表す。階段状の軌
跡の縦軸方向の動きは、ビデオデコーダ28がデコーダ
バッファ27から瞬時にビットストリームを読み出して
いることを表し、また階段状の軌跡の横軸方向の動き
は、ビデオデコーダ28によるデコーダバッファ27か
らのビットストリームの読み出しが停止していて(デコ
ードは停止していて)、このデコーダバッファ27へビ
ットレートRでビットストリームが入力されていること
を表す。
The change in the bit occupancy of the decoder buffer changes in conjunction with the change in the bit occupancy of the encoder buffer. On the decoder system side, the area above the staircase locus indicates a change in the bit occupancy of the decoder buffer. That is, the distance in the vertical axis direction from the point at the time t on the straight line cd to the step-like locus indicates the bit occupancy of the decoder buffer at the time t. The vertical movement of the step-like trajectory indicates that the video decoder 28 is instantaneously reading the bit stream from the decoder buffer 27, and the horizontal movement of the step-like trajectory indicates that the video decoder 28 This indicates that the reading of the bit stream from the buffer 27 has been stopped (the decoding has been stopped), and that the bit stream has been input to the decoder buffer 27 at the bit rate R.

【0028】デコーダシステム側についてデコーダバッ
ファのビット占有量の変化の様子を説明する。
A description will be given of how the bit occupancy of the decoder buffer changes on the decoder system side.

【0029】t=D0からデコーダバッファへビットレ
ートRでビットストリームの入力が始まる。そして時間
di、すなわち、 di=b0/R の経過後の時刻DTS(0)に第0番目の符号化ピクチャ
A(0)のデコードをする。
At t = D0, the input of the bit stream to the decoder buffer at the bit rate R starts. Then, at time DTS (0) after a lapse of time di, that is, di = b0 / R, the 0th coded picture A (0) is decoded.

【0030】この時間diまたは時刻DTS(0)は、受
信されるビットストリームの中で指示される。デコーダ
バッファのビット占有量は、時刻DTS(0)における第
0番目の符号化ピクチャA(0)のデコードによって、当
該第0番目の符号化ピクチャA(0)のビット量の分だけ
瞬時に減少する。続いて、次の時刻DTS(1)になるま
で、デコーダバッファへはビットレートRでビットスト
リームが入力されるため、デコーダバッファのビット占
有量は時間とともに増加する。時刻DTS(1)では、第
1番目の符号化ピクチャA(0)のデコードがなされるた
め、デコーダバッファのビット占有量は当該第1番目の
符号化ピクチャA(1)のビット量分だけ瞬時に減少す
る。以下同様に、定められたデコード時間間隔で各ピク
チャのデコードを継続する。
This time di or time DTS (0) is indicated in the received bit stream. The bit occupancy of the decoder buffer is instantaneously reduced by the bit amount of the 0th coded picture A (0) by decoding the 0th coded picture A (0) at the time DTS (0). I do. Subsequently, the bit stream is input to the decoder buffer at the bit rate R until the next time DTS (1), so that the bit occupancy of the decoder buffer increases with time. At time DTS (1), the first coded picture A (0) is decoded, so that the bit occupancy of the decoder buffer is instantaneously equal to the bit amount of the first coded picture A (1). To decrease. Similarly, decoding of each picture is continued at a predetermined decoding time interval.

【0031】ここで、T(i)は、第i番目の符号化ピク
チャA(i)をエンコードした時刻ETS(i)から当該符号
化ピクチャA(i)をデコードする時刻DTS(i)までの時
間間隔(以下、Tを遅延時間と呼ぶ)、すなわち、 T(i)=DTS(i)−ETS(i) である。
Here, T (i) is from the time ETS (i) at which the i-th encoded picture A (i) was encoded to the time DTS (i) at which the encoded picture A (i) is decoded. A time interval (hereinafter, T is called a delay time), that is, T (i) = DTS (i) -ETS (i).

【0032】デコーダシステム(受信)側で安定した画
像再生を行うためには、上記遅延時間T(i)がすべての
符号化ピクチャのエンコード/デコードについて一定、
すなわち、 T=T(0)=T(1)=・・・=T(n) である必要がある。
In order to perform stable image reproduction on the decoder system (receiving) side, the delay time T (i) is constant for encoding / decoding of all encoded pictures.
That is, it is necessary that T = T (0) = T (1) =... = T (n).

【0033】したがって、図10に示すようにデコーダ
バッファのビット占有量の軌跡は、エンコーダバッファ
のビット占有量の軌跡を上記遅延時間Tだけ未来へ進め
た(右へ水平に平行移動した)ものとなる。
Therefore, as shown in FIG. 10, the trajectory of the bit occupancy of the decoder buffer is obtained by moving the trajectory of the bit occupancy of the encoder buffer to the future by the delay time T (moving horizontally horizontally to the right). Become.

【0034】ここで、前記バッファサイズがBで、第n
番目の符号化ピクチャA(n)をエンコードする直前のエ
ンコーダバッファのビット占有量をOe(n)とし、第n
番目の符号化ピクチャA(n)をエンコードする直前のエ
ンコーダバッファの空きの量をVe(n)とし、第n番目
の符号化ピクチャA(n)をデコードする直前のデコーダ
バッファのビット占有量をOd(n)とし、第n番目の符
号化ピクチャA(n)をデコードする直前のデコーダバッ
ファの空きの量をVd(n)とすると、 Ve(n)=B−Oe(n) Vd(n)=B−Od(n) Oe(n)=Vd(n) Ve(n)=Od(n) B=Oe(n)+Ve(n)=Od(n)+Vd(n)=Oe(n)+
Od(n) の関係がある。
Here, when the buffer size is B and the nth
The bit occupancy of the encoder buffer immediately before encoding the coded picture A (n) is Oe (n), and
The amount of free space in the encoder buffer immediately before encoding the coded picture A (n) is Ve (n), and the bit occupancy of the decoder buffer immediately before decoding the coded picture A (n) is If Od (n) and the amount of free space in the decoder buffer immediately before decoding the n-th coded picture A (n) is Vd (n), Ve (n) = B−Oe (n) Vd (n) ) = B-Od (n) Oe (n) = Vd (n) Ve (n) = Od (n) B = Oe (n) + Ve (n) = Od (n) + Vd (n) = Oe (n) +
Od (n).

【0035】すなわち、図12に示すように前記遅延時
間Tを介して、エンコーダシステム側のエンコードバッ
ファとデコーダシステム側のVBVバッファ(デコーダ
バッファ)のビット占有量の和が、常に一定の値(バッ
ファサイズBに対応する値)になるように制御される。
That is, as shown in FIG. 12, through the delay time T, the sum of the bit occupation amounts of the encoding buffer on the encoder system side and the VBV buffer (decoder buffer) on the decoder system side is always a constant value (buffer). (A value corresponding to the size B).

【0036】遅延時間Tは、次の式 T=τe(n)+τd(n)+D0 =Oe(n)/R+Od(n)/R+D0 =B/R+D0 D0 : 伝送路遅延量(一定) により計算される。The delay time T is calculated by the following equation: T = τe (n) + τd (n) + D0 = Oe (n) / R + Od (n) / R + D0 = B / R + D0 D0: Transmission path delay amount (constant) You.

【0037】出力ビットレートRの時にエンコーダバッ
ファのビット占有量を前記バッファサイズBから0にす
るまでにかかる時間、または入力ビットレートRの時に
デコーダバッファのビット占有量を0からBにするまで
にかかる時間をτとすると、 τ=B/R=τe(n)+τd(n) (一定) T=τ+D0 (一定) の関係がある。
The time required to change the bit occupancy of the encoder buffer from the buffer size B to 0 at the output bit rate R, or the time required to change the bit occupancy of the decoder buffer from 0 to B at the input bit rate R Assuming that this time is τ, there is a relationship of τ = B / R = τe (n) + τd (n) (constant) T = τ + D0 (constant)

【0038】エンコーダシステムは、このバッファモデ
ルを想定して、デコーダシステムのデコーダバッファを
オーバフロウとアンダフロウをさせないように注意して
符号化および伝送しなければならない。デコーダシステ
ム側の階段状の軌跡が、バッファサイズBを越えないよ
うに、直線c−dと直線e−fの間に収まっていれば、
デコーダシステムは安定してピクチャをデコードでき
る。これが守られない場合、すなわち、階段状の軌跡が
直線c−dより上にあることは、デコーダバッファがア
ンダフロウすることを表し、また階段状の軌跡が直線e
−fより下にあることは、デコーダバッファがオーバフ
ロウすることを表す。
Assuming this buffer model, the encoder system must perform encoding and transmission with care so as not to cause the decoder buffer of the decoder system to overflow and underflow. If the step-like trajectory on the decoder system side falls between the straight line cd and the straight line ef so as not to exceed the buffer size B,
The decoder system can decode pictures stably. If this is not observed, i.e., the step-like trajectory is above the line cd, it means that the decoder buffer underflows, and the step-like trajectory is a straight line e.
Being below -f indicates that the decoder buffer overflows.

【0039】エンコーダシステムは、第k番目のピクチ
ャA(k)をエンコードする時、そのピクチャA(k)がデコ
ードされる時のデコーダバッファのビット占有量の状態
を想定して、そのピクチャA(k)をエンコードする。こ
の時、第k番目のピクチャA(k)の発生ビット量は、次
の条件を満たす必要がある。
When the encoder system encodes the k-th picture A (k), the encoder A assumes the state of the bit occupancy of the decoder buffer when the picture A (k) is decoded. Encode k). At this time, the generated bit amount of the k-th picture A (k) needs to satisfy the following condition.

【0040】[0040]

【数1】 (Equation 1)

【0041】図8のエンコーダシステムでは、i<kに
ついてのピクチャA(i)のビット量が、前記ビデオエン
コーダ12からの発生ビット量S21に対応する。レー
トコントローラ15は、第k番目のピクチャA(k)の割
当ビット量S22として、上記(3)式を満たすビット量
の値(ピクチャA(k)の大きさ)を指示する。エンコー
ダシステムは、このような制御を行うことにより、デコ
ーダシステム側のデコーダバッファがオーバフロウやア
ンダフロウしないようにエンコードする。
In the encoder system shown in FIG. 8, the bit amount of the picture A (i) for i <k corresponds to the bit amount S21 generated from the video encoder 12. The rate controller 15 indicates a value of the bit amount (the size of the picture A (k)) that satisfies the expression (3) as the allocated bit amount S22 of the k-th picture A (k). By performing such control, the encoder system performs encoding so that the decoder buffer on the decoder system side does not overflow or underflow.

【0042】[0042]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術で
は、エンコーダシステムとデコーダシステム間のデータ
転送レートが一定レートである場合には問題がないが、
これを可変ビットレートにて転送すると、デコーダシス
テム側においてピクチャを安定して再生できない問題が
生じることがある。その問題の発生例を図13を用いて
説明する。
In the conventional technique described above, there is no problem when the data transfer rate between the encoder system and the decoder system is constant,
If this is transferred at a variable bit rate, a problem may occur that the picture cannot be reproduced stably on the decoder system side. An example of occurrence of the problem will be described with reference to FIG.

【0043】ここで上述した従来の技術と同様に、エン
コーダシステム側のエンコーダバッファのサイズは、デ
コーダシステム側のVBVバッファ(デコーダバッフ
ァ)のサイズBと同じで一定である。
Here, as in the above-described conventional technique, the size of the encoder buffer on the encoder system side is the same as the size B of the VBV buffer (decoder buffer) on the decoder system side and is constant.

【0044】可変ビットレートにて転送する場合のエン
コーダシステム側では、例えば第n番目のピクチャA
(n)をエンコードする時から符号化ビットレートをR1
からR2へ変更して、それに同期して、エンコーダバッ
ファからの出力ビットレートRをR1からR2へ変更す
る。このことを、図13では、エンコーダバッファから
の出力ビットレートRが、直線e−fと直線f−gのつ
なぎ目であるt=ETS(n)から傾きを変化させて示し
ている。すなわち、前記出力ビットレートRと符号化ビ
ットレートR1,R2との関係は、 R=R1 :0≦t<ETS(n) R=R2 :ETS(n)≧t ただし、R1>R2 になっている。
On the encoder system side when transferring at a variable bit rate, for example, the n-th picture A
When encoding (n), set the encoding bit rate to R1.
To R2, and in synchronization therewith, the output bit rate R from the encoder buffer is changed from R1 to R2. This is shown in FIG. 13 by changing the slope of the output bit rate R from the encoder buffer from t = ETS (n), which is a joint between the straight line ef and the straight line fg. That is, the relationship between the output bit rate R and the encoding bit rates R1 and R2 is as follows: R = R1: 0 ≦ t <ETS (n) R = R2: ETS (n) ≧ t, where R1> R2 I have.

【0045】この時、エンコーダシステムは、前記(1)
式,(2)式,(3)式の関係に従って、デコーダシステム側
のVBVバッファのビット占有量の軌跡が通り得る領域
を、折れ線e−f−p−qと折れ線h−i−rの間であ
ると想定する。そして、エンコーダシステムは、エンコ
ーダバッファのビット占有量の軌跡を、図に示すように
折れ線e−f−gと折れ線a−b−dとの間に収まるよ
うにエンコードしたとする。
At this time, the encoder system performs the above (1)
According to the relations of the equations (2) and (3), the area where the trajectory of the bit occupancy of the VBV buffer on the decoder system side can pass is defined by the broken line efpq and the broken line hir. Assume that Then, it is assumed that the encoder system encodes the trajectory of the bit occupancy of the encoder buffer so as to fall between the broken lines efg and abd as shown in the figure.

【0046】この場合、図から明らかなように、第n番
目のピクチャA(n)をデコードするときにデコーダバッ
ファのアンダフロウの問題が起きている。
In this case, as apparent from the figure, a problem of underflow of the decoder buffer occurs when decoding the n-th picture A (n).

【0047】これは、図13の例では、出力ビットレー
トRが符号化ビットレートR1と同じレートである時と
R2と同じレートである時とで、あるピクチャをエンコ
ードした時刻からデコードするまでの時刻の時間間隔が
変化しているためである。すなわち、R=R1の時の時
間間隔をT1、R=R2の時の時間間隔をT2とする
と、 B=Oe(1)+Od(1)=Oe(n)+Od(n) (図13で
はOe(n)=0) R=R1の時,T1=Oe(1)/R1+Od(1)/R1+
D0=B/R1+D0 R=R2の時,T2=Oe(n)/R2+Od(n)/R2+
D0=B/R2+D0 となる。なお、D0は伝送路遅延時間(一定)、R1>
R2であるので、T1<T2となる。
In the example of FIG. 13, when the output bit rate R is the same as the encoding bit rate R1 and when the output bit rate R is the same as the encoding bit rate R2, the time from when the picture is encoded to when it is decoded is determined. This is because the time interval of the time has changed. That is, assuming that a time interval when R = R1 is T1 and a time interval when R = R2 is T2, B = Oe (1) + Od (1) = Oe (n) + Od (n) (Oe in FIG. 13) (n) = 0) When R = R1, T1 = Oe (1) / R1 + Od (1) / R1 +
D0 = B / R1 + D0 When R = R2, T2 = Oe (n) / R2 + Od (n) / R2 +
D0 = B / R2 + D0. D0 is the transmission path delay time (constant), R1>
Since R2, T1 <T2.

【0048】図13から、デコーダシステム側におい
て、第0番目のピクチャA(0)から第n−1番目のピク
チャA(n-1)までは、そのピクチャがエンコードされて
からデコードされるまでの時間間隔が一定のT1で、安
定してデコードできる。
As shown in FIG. 13, on the decoder system side, from the 0th picture A (0) to the (n-1) th picture A (n-1), the time from when the picture is encoded until when the picture is decoded is obtained. Decoding can be performed stably at a constant time interval T1.

【0049】ところが、ピクチャA(n)をデコードする
時に、問題が発生する。すなわち、ピクチャA(n)をデ
コードする時に、時刻t=(ETS(n)+T1)ではピ
クチャA(n)が完全にデコーダバッファへ到着していな
いため、アンダフロウの問題が発生する。図中の上記時
刻t=(ETS(n)+T1)でピクチャA(n)をデコード
しようとしたときの図中のXの軌跡からは、デコーダバ
ッファのアンダフロウを起こしていることがわかる。ピ
クチャA(n)を正しくデコードできるのは、時刻t=D
TS(n)=ETS(n)+T2である。そのため、デコーダ
システム側では、時刻t=(ETS(n)+T1)からt
=DTS(n)までの図中Fで示す間、デコードが正常に
できず、したがって、画像表示に問題が起こる。すなわ
ち例えば、この時間は最後にデコードをした直前のピク
チャA(n-1)の表示を続けることになるので、表示がフ
リーズ(静止)する問題が起こる。
However, a problem occurs when decoding the picture A (n). That is, when decoding the picture A (n), at time t = (ETS (n) + T1), the picture A (n) has not completely arrived at the decoder buffer, so that an underflow problem occurs. From the locus of X in the figure when the picture A (n) is to be decoded at the time t = (ETS (n) + T1) in the figure, it can be seen that an underflow of the decoder buffer has occurred. The picture A (n) can be correctly decoded at time t = D
TS (n) = ETS (n) + T2. Therefore, on the decoder system side, t = (ETS (n) + T1)
= DTS (n) during the time indicated by F in the figure, decoding cannot be performed normally, and therefore, a problem occurs in image display. That is, for example, during this time, the display of the picture A (n-1) immediately before the last decoding is continued, so that there is a problem that the display is frozen (still).

【0050】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、エンコーダシステム(送信)側からディ
ジタル信号を可変ビットレートで符号化し、これをデコ
ーダシステム(受信)側へ可変ビットレートで伝送する
場合において、デコーダシステム側のデコーダバッファ
をオーバフロウやアンダフロウさせることがないように
制御するための符号化信号伝送方法及び装置を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above-described problems. A digital signal is encoded at a variable bit rate from an encoder system (transmitting) side, and the encoded digital signal is transmitted to a decoder system (receiving) side at a variable bit rate. It is an object of the present invention to provide a coded signal transmission method and apparatus for controlling a decoder buffer on the decoder system side so as not to overflow or underflow when transmitting data.

【0051】[0051]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、ビデオシーケンスを可変ビットレートで符号化
し、リアルタイムに受信(デコーダシステム)側へ伝送
する場合に、すべてのピクチャについて、あるピクチャ
がエンコードされてからデコードされるまでの時間間隔
が一定になるようにする必要がある。
In order to solve the above problem, when a video sequence is encoded at a variable bit rate and transmitted to a receiving (decoder system) side in real time, a certain picture is included in all pictures. The time interval from encoding to decoding must be constant.

【0052】そこで、本発明に係る符号化信号伝送方法
は、ディジタル信号を可変ビットレートで符号化して伝
送する際に、エンコーダシステム側の符号化された信号
を一時蓄積する送信バッファのサイズを符号化ビットレ
ートに応じて制御している。
Therefore, in the coded signal transmission method according to the present invention, when the digital signal is coded at a variable bit rate and transmitted, the size of the transmission buffer for temporarily storing the coded signal on the encoder system side is coded. Is controlled according to the bit rate.

【0053】このための第1の手段では、エンコーダシ
ステムが使用できるコードバッファのサイズを一定とし
て、符号化ビットレートが変更されてから、所定の遅延
時間の後に、送信バッファからの出力ビットレートを新
しい符号化ビットレートの値へ変更する。
In the first means for this purpose, the output bit rate from the transmission buffer is changed after a predetermined delay time after the encoding bit rate is changed, while keeping the size of the code buffer usable by the encoder system constant. Change to a new encoding bit rate value.

【0054】この具体的手段では、デコーダシステムの
受信バッファサイズと符号化ビットレートの最小値とに
よって遅延時間を決める。また、デコーダシステムの受
信バッファサイズと符号化ビットレートの最小値と最大
値とによって、エンコーダシステムに必要な送信バッフ
ァのサイズを決める。
In this specific means, the delay time is determined by the receiving buffer size of the decoder system and the minimum value of the encoding bit rate. The size of the transmission buffer required for the encoder system is determined based on the reception buffer size of the decoder system and the minimum and maximum values of the encoding bit rate.

【0055】具体的には、デコーダの受信バッファサイ
ズをBとし、符号化ビットレートの最小値をRMINとす
るとき、上記遅延時間τは、 τ=B/RMIN により決定する。また、符号化ビットレートの最大値を
RMAXとするとき、送信バッファに必要とされるバッフ
ァサイズBBMAXは、 BBMAX=B×RMAX/RMIN により決定する。
Specifically, when the receiving buffer size of the decoder is B and the minimum value of the encoding bit rate is RMIN, the delay time τ is determined by τ = B / RMIN. When the maximum value of the encoding bit rate is RMAX, the buffer size BBMAX required for the transmission buffer is determined by BBMAX = B × RMAX / RMIN.

【0056】また、第2の手段としては、エンコーダが
レートコントロールのために使用するコードバッファサ
イズをデコーダの受信バッファに必要なサイズBと同じ
にする時の符号化ビットレートの最小値をRMIN,最大
値をRMAXとするとき、符号化ビットレートが上記最小
値RMIN以上である場合は、コードバッファサイズを所
定の一定値とし、符号化ビットレートが最小値RMINよ
り小さい場合には、コードバッファサイズを上記一定値
よりも小さく変更する。
As a second means, the minimum value of the encoding bit rate when the code buffer size used by the encoder for rate control is made equal to the size B required for the reception buffer of the decoder is RMIN, When the maximum value is RMAX, when the encoding bit rate is equal to or more than the minimum value RMIN, the code buffer size is set to a predetermined constant value. When the encoding bit rate is smaller than the minimum value RMIN, the code buffer size is set. Is changed to be smaller than the above-mentioned fixed value.

【0057】このための具体的手段では、コードバッフ
ァのサイズをBcur、現在の符号化ビットレートをRcur
とし、符号化ビットレートが最小値RMINより小さいと
きに、コードバッファサイズBcurを、上記受信バッフ
ァサイズBと上記最小値RMINと上記現在の符号化ビッ
トレートRcurとに基づいて、 Bcur=Rcur×B/RMIN=Rcur×τ により決定する。
As a concrete means for this, the size of the code buffer is set to Bcur, and the current encoding bit rate is set to Rcur.
When the encoding bit rate is smaller than the minimum value RMIN, the code buffer size Bcur is calculated based on the reception buffer size B, the minimum value RMIN, and the current encoding bit rate Rcur as follows: Bcur = Rcur × B / RMIN = Rcur × τ.

【0058】具体的には、現在の符号化ビットレートR
curが上記最小値RMIN以上の値Rprevから上記最小値R
MINより小さい値へ変化したとき、または、上記最小値
RMINより小さい値Rprevから上記最小値RMIN以上の値
へ変化したとき、送信バッファのコードバッファのサイ
ズの切換時刻は、 δ = (B−Bcur) / (Rprev−Rcur) により決定する符号化ビットレートが変化する時刻から
時間δだけ先立つ時刻とする。また、符号化ビットレー
トRcurが現在の値へ変更されてから、最低でも遅延時
間(τ−δ)の後に、送信バッファからの出力ビットレ
ートを上記符号化ビットレートRcurへ変更する。
Specifically, the current encoding bit rate R
cur is from the value Rprev equal to or greater than the minimum value RMIN to the minimum value R
When the value changes to a value smaller than MIN, or changes from a value Rprev smaller than the minimum value RMIN to a value equal to or larger than the minimum value RMIN, the switching time of the size of the code buffer of the transmission buffer becomes δ = (B−Bcur ) / (Rprev-Rcur) is a time preceding the time when the coding bit rate changes by the time δ. Further, after the encoding bit rate Rcur is changed to the current value, the output bit rate from the transmission buffer is changed to the encoding bit rate Rcur at least after a delay time (τ-δ).

【0059】受信側のデコーダシステムが、ISO/I
EC11172−2またはISO/IEC13818−
2(MPEG1またはMPEG2)に準拠したものであ
る場合、エンコーダシステム側では、デコーダシステム
の受信バッファをISO/IEC11172−2 An
nex CまたはISO/IEC13818−2 An
nex Cで定義されているVBV(Video Buffering
Verifier)におけるVBVバッファと考える。この場
合、あるピクチャをエンコードする時に、レートコント
ロールのために使用できるコードバッファサイズは、そ
のピクチャをデコードする時に必要なVBVバッファサ
イズに等しく、また、ある符号化ピクチャのエンコーダ
バッファからの出力ビットレートは、そのピクチャのV
BVバッファへの入力ビットレートに等しい。
If the decoder system on the receiving side is an ISO / I
EC117172-2 or ISO / IEC13818-
2 (MPEG1 or MPEG2), on the encoder system side, the receiving buffer of the decoder system is set to ISO / IEC117172-2 An.
next C or ISO / IEC13818-2 An
VBV (Video Buffering) defined in nex C
Verifier). In this case, when encoding a certain picture, the code buffer size that can be used for rate control is equal to the VBV buffer size required when decoding the picture, and the output bit rate from the encoder buffer of a certain coded picture. Is the V of the picture
Equal to the input bit rate to the BV buffer.

【0060】このようにして計算されるデコーダシステ
ムのVBVバッファサイズおよびVBVバッファへの入
力ビットレートを使用して、VBVに基づいて、入力ピ
クチャを符号化する時の割当ビット量の計算および発生
ビット量の制御をすることにより、デコーダシステム
(受信)側でオーバフロウやアンダフロウが起きないで
安定した画像再生が可能となる。
Using the VBV buffer size of the decoder system calculated in this way and the input bit rate to the VBV buffer, calculation of the allocated bit amount when encoding the input picture based on the VBV and generation bits By controlling the amount, stable image reproduction can be performed without overflow or underflow on the decoder system (reception) side.

【0061】[0061]

【発明の実施の形態】本発明に係る符号化信号伝送方法
を実現する符号化信号伝送装置の実施の形態について、
図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態
の説明では、ビデオ信号の符号化と伝送について説明す
るが、本発明の適用範囲はビデオ信号だけに限らず、オ
ーディオ信号などへも適用可能である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a coded signal transmission apparatus for realizing the coded signal transmission method according to the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, encoding and transmission of a video signal will be described. However, the scope of the present invention is not limited to a video signal, but can be applied to an audio signal and the like.

【0062】本発明の符号化信号伝送方法の第1の実施
の形態が適用されるエンコーダシステムの構成例を図1
に示す。
FIG. 1 shows an example of the configuration of an encoder system to which the first embodiment of the coded signal transmission method of the present invention is applied.
Shown in

【0063】図1のエンコーダ(以下、エンコーダシス
テムと呼ぶ)では、入力ビデオシーケンスを可変ビット
レートでエンコードし、それを可変ビットレートで送信
バッファ(以下、エンコーダバッファとする)73から
出力する。これを制御するために、従来の技術として説
明した図8のエンコーダシステムとの大きな違いは、出
力ビットレートコントローラ76の機能と、エンコーダ
バッファ73に必要なサイズである。
In the encoder shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as an encoder system), an input video sequence is encoded at a variable bit rate, and is output from a transmission buffer (hereinafter referred to as an encoder buffer) 73 at a variable bit rate. To control this, a major difference from the encoder system of FIG. 8 described as the related art is the function of the output bit rate controller 76 and the size required for the encoder buffer 73.

【0064】従来の技術として説明した図8のエンコー
ダシステムは、端子16から指示されたビットレートR
がそのままエンコーダバッファ13からの出力ビットレ
ートRとなる。また図8では、エンコーダバッファ13
のサイズBはデコーダバッファ27のサイズと同じ大き
さがあれば十分であった。
The encoder system shown in FIG. 8 described as the prior art uses the bit rate R indicated by the terminal 16.
Becomes the output bit rate R from the encoder buffer 13 as it is. In FIG. 8, the encoder buffer 13
It is sufficient that the size B is equal to the size of the decoder buffer 27.

【0065】これに対し、図1に示す第1の実施の形態
のエンコーダシステムでは、出力ビットレートコントロ
ーラ76がエンコーダバッファ73からの出力ビットレ
ートRoutをコントロールする。また、エンコーダバッ
ファ73のサイズは、デコーダシステムのVBVバッフ
ァサイズよりも大きなものが必要となる。
On the other hand, in the encoder system of the first embodiment shown in FIG. 1, the output bit rate controller 76 controls the output bit rate Rout from the encoder buffer 73. The size of the encoder buffer 73 must be larger than the VBV buffer size of the decoder system.

【0066】すなわち、図1に示す第1の実施の形態に
おいて、エンコーダバッファ73は、エンコーダシステ
ムがレートコントロールのために使用するコードバッフ
ァ731を有し、このコードバッファ731のサイズを
一定として、符号化ビットレートが変更されてから、所
定の遅延時間の後に、エンコーダバッファ73からの出
力ビットレートを新しい符号化ビットレートの値へ変更
するようにしている。
That is, in the first embodiment shown in FIG. 1, the encoder buffer 73 has a code buffer 731 used for rate control by the encoder system. After a predetermined delay time after the coding bit rate is changed, the output bit rate from the encoder buffer 73 is changed to a new coding bit rate value.

【0067】上記遅延時間は、デコーダシステムの受信
バッファサイズ(デコーダバッファのサイズ)と符号化
ビットレートの最小値とによって決定し、上記エンコー
ダバッファ73のサイズは、デコーダシステムのデコー
ダバッファサイズと符号化ビットレートの最小値と最大
値とによって決定している。具体的には、上記遅延時間
τは、デコーダシステムのデコーダバッファサイズをB
とし、符号化ビットレートの最小値をRMINとすると
き、 τ=B/RMIN により決定し、上記エンコーダバッファ73に必要とさ
れるバッファサイズBBMAXは、デコーダシステムのデ
コーダバッファサイズをBとし、符号化ビットレートの
最小値をRMIN、最大値をRMAXとするとき、 BBMAX=B×RMAX/RMIN により決定している。
The delay time is determined by the receiving buffer size (the size of the decoder buffer) of the decoder system and the minimum value of the encoding bit rate. The size of the encoder buffer 73 is determined by the decoder buffer size of the decoder system and the encoding. The bit rate is determined by the minimum value and the maximum value. Specifically, the delay time τ is determined by setting the decoder buffer size of the decoder system to B.
When the minimum value of the encoding bit rate is RMIN, τ = B / RMIN is determined, and the buffer size BBMAX required for the encoder buffer 73 is B, where the decoder buffer size of the decoder system is B, When the minimum value of the bit rate is RMIN and the maximum value is RMAX, BBMAX = B × RMAX / RMIN.

【0068】これを図1と共に説明すると、図1のエン
コーダシステムでは、端子71からビデオ信号が入力さ
れており、現在の入力ビデオに対する符号化ビットレー
トの目標値Rcurを端子70からユーザが自由に指定で
きるようになっている。符号化ビットレートは、変更可
能である。
This will be described with reference to FIG. 1. In the encoder system of FIG. 1, a video signal is input from a terminal 71, and a user can freely set a target value Rcur of the encoding bit rate for the current input video from a terminal 70. It can be specified. The encoding bit rate can be changed.

【0069】ビデオエンコーダ72は、現在の入力ピク
チャをレートコントローラ75から指定される割当ビッ
ト量S81に近づくようにエンコードし、得られた符号
化ピクチャのビットストリームをエンコーダバッファ7
3へ供給する。
The video encoder 72 encodes the current input picture so as to approach the allocated bit amount S81 specified by the rate controller 75, and encodes the obtained encoded picture bit stream into the encoder buffer 7.
Supply to 3.

【0070】レートコントローラ75は、デコーダバッ
ファのデコード開始時のビット占有量b0と、符号化ピ
クチャの発生ビット量S82と、符号化ビットレートR
curと、デコーダシステムのVBVバッファサイズBを
入力として、後述する方法により、サイズBのVBVバ
ッファをオーバフロウやアンダフロウさせないように、
次に符号化するピクチャの割当ビット量S81を計算
し、ビデオエンコーダ72へ指定する。
The rate controller 75 calculates the bit occupation amount b0 of the decoder buffer at the start of decoding, the generated bit amount S82 of the coded picture, and the coding bit rate R
With cur and the VBV buffer size B of the decoder system as inputs, the VBV buffer of size B is prevented from overflowing or underflowing by the method described below.
Next, the allocated bit amount S81 of the picture to be encoded is calculated and specified to the video encoder 72.

【0071】スタートコントローラ86は、従来の技術
として説明した図8と同様に、エンコーダバッファから
のビットストリームの出力開始を指示するものである。
すなわち、エンコーダバッファ73からのビットストリ
ームの出力の開始の指示は、スタートコントローラ86
が行なう。これを図1では、エンコーダバッファ73の
出力側に設けられたスイッチ87をスタートコントロー
ラ86が制御する構成で示している。この開始時刻は、
後述するように、符号化ビットレートRcurと、端子8
5からのデコーダバッファのデコード開始時のビット占
有量b0との各情報から計算される。
The start controller 86 instructs the start of the output of the bit stream from the encoder buffer in the same manner as in FIG. 8 described as the prior art.
That is, the instruction to start the output of the bit stream from the encoder buffer 73 is issued by the start controller 86.
Do. FIG. 1 shows a configuration in which the start controller 86 controls a switch 87 provided on the output side of the encoder buffer 73. This start time is
As described later, the encoding bit rate Rcur and the terminal 8
5 from the information of the bit occupancy b0 at the start of decoding of the decoder buffer.

【0072】エンコーダバッファ73から出力ビットレ
ートRoutで出力されるビットストリームはマルチプレ
クサ74へ入力される。図示していないが、マルチプレ
クサ74へはオーディオ信号の符号化ビットストリーム
なども入力される。マルチプレクサ74では、複数の入
力ビットストリームをシステム符号化,多重化し、端子
79から多重化ストリームを出力する。
The bit stream output from the encoder buffer 73 at the output bit rate Rout is input to the multiplexer 74. Although not shown, an encoded bit stream of an audio signal and the like are also input to the multiplexer 74. The multiplexer 74 performs system encoding and multiplexing of a plurality of input bit streams, and outputs a multiplexed stream from a terminal 79.

【0073】出力ビットレートコントローラ76,エン
コーダバッファ73およびレートコントローラ75につ
いて以下に詳細に説明する。
The output bit rate controller 76, encoder buffer 73, and rate controller 75 will be described in detail below.

【0074】図2は本実施の形態におけるエンコーダシ
ステムとデコーダシステムの各バッファのビット占有量
の変化を示す。なお、この時のデコーダシステムは、従
来の技術として説明した図9と同じである。
FIG. 2 shows a change in the bit occupancy of each buffer of the encoder system and the decoder system in the present embodiment. Note that the decoder system at this time is the same as that of FIG. 9 described as a conventional technique.

【0075】図2において、折れ線e−f−i−j−k
から左側がエンコーダシステムのエンコーダバッファ7
3のビット占有量の変化を表し、同線から右側がデコー
ダシステムのデコーダバッファ27のビット占有量の変
化を表す。
In FIG. 2, a broken line efijk
To the left is the encoder buffer 7 of the encoder system
3 shows the change of the bit occupancy, and the right side from the same line shows the change of the bit occupancy of the decoder buffer 27 of the decoder system.

【0076】折れ線e−f−i−j−kの時刻tの傾き
は、エンコーダシステム側から見ると、時刻tでのエン
コーダバッファ73からの出力ビットレートRoutを表
し、デコーダシステム側から見ると、時刻tでのエンコ
ーダバッファ27への入力ビットレートの変化を表す。
The slope at the time t of the polygonal line efijk represents the output bit rate Rout from the encoder buffer 73 at the time t when viewed from the encoder system side. This represents a change in the input bit rate to the encoder buffer 27 at time t.

【0077】エンコーダバッファ73について、当該バ
ッファ内に区別があるわけではないが、説明の都合上、
図1に示すようにコードバッファ731とバッファ73
2に分けて考える。コードバッファ731のサイズは、
前記デコーダバッファ27のサイズBと同じである。
Although there is no distinction in the encoder buffer 73 in the buffer, for convenience of explanation,
As shown in FIG. 1, the code buffer 731 and the buffer 73
Think in two. The size of the code buffer 731 is
It is the same as the size B of the decoder buffer 27.

【0078】折れ線e−f−g−hの時刻tの傾きは、
見かけ上、時刻tにコードバッファ731から出力され
るビットレートRVを表す。
The slope of the broken line efgh at time t is
Apparently, it represents the bit rate RV output from the code buffer 731 at the time t.

【0079】折れ線e−f−i−j−kと折れ線m−n
−p−qの縦軸方向の幅は、デコーダシステムのVBV
バッファサイズBの上限を表し、Bは一定である。折れ
線e−f−g−hと折れ線a−b−c−dは、エンコー
ダシステムのコードバッファ731のサイズBの上限を
表し、Bは一定である。
The broken line efijk and the broken line mn
The vertical axis width of -pq is the VBV of the decoder system.
Represents the upper limit of buffer size B, where B is constant. The broken lines efgh and the broken lines abcd represent the upper limit of the size B of the code buffer 731 of the encoder system, and B is constant.

【0080】D0,A(n),ETS(n),DTS(n),T
(n)など図10にあるものと同じ記号は、同じ意味をも
つ。すなわち、D0は、エンコーダシステム側とデコー
ダシステム側の間に存在する一定の伝送路遅延時間であ
る。A(n)は、第n番目の符号化ピクチャを表し、その
大きさは当該第n番目の符号化ピクチャA(n)のビット
量を表す。ETS(n)は、第n番目の符号化ピクチャA
(n)をエンコードする時刻を、DTS(n)は、当該第n番
目の符号化ピクチャA(n)をデコードする時刻をそれぞ
れ表す。T(n)は、第n番目の符号化ピクチャA(n)をエ
ンコードした時刻ETS(n)から、この第n番目の符号
化ピクチャA(n)をデコードする時刻DTS(n)までの時
間間隔である。
D0, A (n), ETS (n), DTS (n), T
The same symbols as those in FIG. 10 such as (n) have the same meaning. That is, D0 is a fixed transmission path delay time existing between the encoder system side and the decoder system side. A (n) represents the n-th encoded picture, and its size represents the bit amount of the n-th encoded picture A (n). ETS (n) is the n-th coded picture A
(n) is encoded, and DTS (n) is the time at which the n-th encoded picture A (n) is decoded. T (n) is the time from the time ETS (n) at which the n-th encoded picture A (n) was encoded to the time DTS (n) at which the n-th encoded picture A (n) is decoded. The interval.

【0081】ここでは入力ビデオシーケンスに対して
は、次のように符号化ビットレートRcurの指示をす
る。 Rcur=RX :第0番目のピクチャA(0)から第n−1
番目のピクチャA(n-1)までの間の符号化ビットレート
(ETS(0)≦t<ETS(n)) Rcur=RY :第n番目のピクチャA(n)から第m−1
番目のピクチャA(m-1)までの間の符号化ビットレート
(ETS(n)≦t<ETS(m)) Rcur=RZ :第m番目のピクチャA(m)以降の符号化
ビットレート(ETS(m)≦t) これらビットレートRX,RY,RZは、端子71から
入力される入力ビデオ信号に対応して、端子70から指
示される。この例では、RXが最小ビットレートであ
り、RYが最大ビットレートであり、 RX<RZ<RY とする。
Here, for the input video sequence, the encoding bit rate Rcur is indicated as follows. Rcur = RX: from the 0th picture A (0) to the (n-1) th picture
Encoding bit rate until the A-th picture A (n-1) (ETS (0) ≦ t <ETS (n)) Rcur = RY: From the n-th picture A (n) to the m−1-th picture
Encoding bit rate until the A-th picture A (m-1) (ETS (n) ≦ t <ETS (m)) Rcur = RZ: Encoding bit rate after the m-th picture A (m) ( ETS (m) ≦ t) These bit rates RX, RY, and RZ are specified from the terminal 70 in accordance with the input video signal input from the terminal 71. In this example, it is assumed that RX is the minimum bit rate, RY is the maximum bit rate, and RX <RZ <RY.

【0082】ここでT(i)は、第i番目のピクチャA(i)
をエンコードした時刻ETS(i)から当該ピクチャA(i)
をデコードする時刻DTS(i)までの時間間隔である。
Here, T (i) is the i-th picture A (i)
From the picture A (i) from the time ETS (i) at which
Is a time interval up to the time DTS (i) at which is decoded.

【0083】T(i)=DTS(i)−ETS(i) デコーダシステム側で安定した画像再生ができるために
は、上記時間間隔T(i)がすべてのピクチャ(A(i))に
ついて一定、すなわち、 T=T(0)=T(1)=・・・=T(n) (2-1)式 である必要がある。
T (i) = DTS (i) -ETS (i) In order to enable stable image reproduction on the decoder system side, the time interval T (i) is constant for all pictures (A (i)). That is, T = T (0) = T (1) =... = T (n) (2-1)

【0084】したがって、図2に示すようにデコーダバ
ッファのビット占有量の軌跡は、エンコーダバッファ7
3のビット占有量の軌跡を時間Tだけ未来へ進めた(右
へ水平に平行移動した)ものである必要がある。この(2
-1)式の条件を満たすための出力ビットレートRoutの決
め方について説明する。
Therefore, as shown in FIG. 2, the trajectory of the bit occupancy of the decoder buffer is
It is necessary that the trajectory of the bit occupancy of No. 3 is advanced to the future by time T (translated horizontally to the right). This (2
How to determine the output bit rate Rout to satisfy the condition of the expression -1) will be described.

【0085】エンコーダシステムのコードバッファ73
1からの出力ビットレートRV(折れ線e−f−g−h
の時刻tの傾き)の変化は、符号化ビットレートRcur
の変化に同期させる。
Code buffer 73 of encoder system
Output bit rate RV from 1 (line efgh)
Changes in the encoding bit rate Rcur
Synchronize with changes.

【0086】do=(B−b0)/RX :ETS(0)の
後、コードバッファ731からビットストリームの出力
開始までの遅延時間。 RV=RX :0≦t<ETS(n) RV=RY :ETS(n)≦t<ETS(m) RV=RZ :ETS(m)≦t この時、コードバッファ731の出力ビットレートRV
がそれぞれRX,RY,RZの時に、エンコーダバッフ
ァ73のビット占有量をBから0にするまでにかかる時
間(エンコーダバッファの最大遅延時間)を、τ1,τ
2,τ3とすると、 τ1=B/RX τ2=B/RY τ3=B/RZ となり、RX<RZ<RYであるので、 τ1>τ3>τ2 となる。コードバッファ731のサイズが一定であり、
その出力ビットレートRVが可変ビットレートの場合、
エンコーダバッファ73の最大遅延時間は変化する。こ
の場合、その最大値はτ1である。
Do = (B−b0) / RX: Delay time from ETS (0) to the start of output of a bit stream from the code buffer 731. RV = RX: 0 ≦ t <ETS (n) RV = RY: ETS (n) ≦ t <ETS (m) RV = RZ: ETS (m) ≦ t At this time, the output bit rate RV of the code buffer 731
Are RX, RY, and RZ, respectively, the time required for changing the bit occupancy of the encoder buffer 73 from B to 0 (the maximum delay time of the encoder buffer) is τ1, τ
2, τ3, τ1 = B / RX τ2 = B / RY τ3 = B / RZ, and since RX <RZ <RY, τ1>τ3> τ2. The size of the code buffer 731 is constant,
If the output bit rate RV is a variable bit rate,
The maximum delay time of the encoder buffer 73 changes. In this case, the maximum value is τ1.

【0087】そこで、見かけ上、コードバッファ731
の後段にバッファ732を設け、時刻tでのコードバッ
ファ731の最大遅延時間に、バッファ732の遅延時
間を加えることによって、エンコーダバッファ73の最
大遅延時間τを時間tに対して一定になるようにする。
コードバッファ731の最大遅延時間τ1を基準とし
て、 τ=τ1 とする。この場合に必要なバッファ732の遅延時間
は、折れ線f−g−hと折れ線f−i−j−kに挟まれ
た影の部分となる。すなわち、折れ線e−f−i−j−
kは、折れ線a−b−c−dを時間τ1(=τ)だけ右
へ水平に平行移動した折れ線になる。折れ線e−f−i
−j−kの時刻tの傾きは、時刻tにエンコーダバッフ
ァ73から出力されるビットレートRoutを表す。 Rout=RX :0≦t<ETS(n)+τ Rout=RY :ETS(n)+τ≦t<ETS(m)+τ Rout=RZ :ETS(m)+τ≦t つまり符号化ビットレートRcur(またはコードバッフ
ァ731からの出力ビットレートRV)が変更されてか
ら時間τの後に、エンコーダバッファ73の出力ビット
レートRoutは変更される。図1の出力ビットレートコ
ントローラ76は、これを制御している。
Therefore, apparently, the code buffer 731
Is provided at the subsequent stage, and the maximum delay time of the buffer 732 is added to the maximum delay time of the code buffer 731 at the time t so that the maximum delay time τ of the encoder buffer 73 becomes constant with respect to the time t. I do.
Let τ = τ1 based on the maximum delay time τ1 of the code buffer 731. The required delay time of the buffer 732 in this case is a shadow portion sandwiched between the polygonal lines fgh and fijk. That is, the polygonal line efij-
k is a polygonal line obtained by horizontally translating the polygonal line abcd to the right by a time τ1 (= τ). Broken line efi
The slope at time t of −jk represents the bit rate Rout output from the encoder buffer 73 at time t. Rout = RX: 0 ≦ t <ETS (n) + τ Rout = RY: ETS (n) + τ ≦ t <ETS (m) + τ Rout = RZ: ETS (m) + τ ≦ t That is, the encoding bit rate Rcur (or code) After a time τ from the change of the output bit rate RV from the buffer 731, the output bit rate Rout of the encoder buffer 73 is changed. The output bit rate controller 76 in FIG. 1 controls this.

【0088】時間τとエンコーダバッファ73に必要な
バッファサイズBBMAXは、デコーダVBVバッファサ
イズをBとし、符号化ビットレートRcurの最小値をRM
IN、最大値をRMAXとすると、 τ=B/RMIN=Bcur/RMAX BBMAX=B×RMAX/RMIN となる。図2の具体例では、RMIN=RX,RMAX=RY
である。
The time τ and the buffer size BBMAX required for the encoder buffer 73 are as follows: the decoder VBV buffer size is B, and the minimum encoding bit rate Rcur is RM.
Assuming that IN and the maximum value are RMAX, τ = B / RMIN = Bcur / RMAX BBMAX = B × RMAX / RMIN In the specific example of FIG. 2, RMIN = RX, RMAX = RY
It is.

【0089】以上の条件が満たされれば、 T=T(n)=τ+D0(一定) D0 :伝送路遅延量(一定) となる。If the above condition is satisfied, T = T (n) = τ + D0 (constant) D0: Transmission path delay amount (constant)

【0090】エンコーダシステムは、以上のようなバッ
ファモデルを想定して、デコーダバッファをオーバフロ
ウとアンダフロウをさせないように注意してエンコード
しなければならない。すなわち、デコーダシステム側の
階段状の軌跡が、デコーダバッファサイズBを越えない
ように、折れ線e−f−i−j−kと折れ線m−n−p
−qとの間に収まるようにレートコントローラ75を制
御しなければならない。
The encoder system must perform encoding with care given to the above buffer model so as not to cause the decoder buffer to overflow and underflow. In other words, the broken line efijk and the broken line mnp are set so that the step-like trajectory on the decoder system side does not exceed the decoder buffer size B.
The rate controller 75 must be controlled to fall between −q.

【0091】エンコーダシステムは、第k番目のピクチ
ャA(k)をエンコードする時、そのピクチャA(k)がデコ
ードされる時のデコーダバッファのビット占有量の状態
を想定して、そのピクチャA(k)をエンコードする。こ
の時、第k番目のピクチャの発生ビット量(ピクチャA
(k)の大きさ)は次の条件を満たす必要がある。
When the encoder system encodes the k-th picture A (k), the encoder A assumes the state of the bit occupancy of the decoder buffer when the picture A (k) is decoded. Encode k). At this time, the generated bit amount of the k-th picture (picture A
(size of (k)) must satisfy the following condition.

【0092】[0092]

【数2】 (Equation 2)

【0093】なお、エンコーダバッファ73のアンダー
フロウを問題にしない場合は、(2-4)式の代わりに、(2-
5)式としても良い。
When the underflow of the encoder buffer 73 does not matter, instead of the equation (2-4), (2-
5) may be used.

【0094】 A(k)≦Od(k) (2-5)式 ただし、A(k)≧0,0≦Od(k)≦B (2-5)式を用いる場合、図1のエンコーダバッファ73
からの出力ビットレートが指定されたRoutに満たない
場合は、マルチプレクサ74でビットスタフィングをし
て出力ビットレートをRoutへ増やす。
A (k) ≦ Od (k) (2-5) where A (k) ≧ 0, 0 ≦ Od (k) ≦ B When the equation (2-5) is used, the encoder buffer shown in FIG. 73
If the output bit rate from is less than the specified Rout, the multiplexer 74 performs bit stuffing to increase the output bit rate to Rout.

【0095】ここで、Routは時刻tでのデコーダバッ
ファ27への入力ビットレートであり、Bは、デコーダ
バッファ27のサイズであり、一定である。
Here, Rout is the input bit rate to the decoder buffer 27 at time t, and B is the size of the decoder buffer 27, which is constant.

【0096】時刻tでのデコーダバッファ27への入力
ビットレート(Rout)は、時間D0だけ過去の時刻で
のエンコーダバッファ73からの出力ビットレートに等
しいので、次のようになる。
The input bit rate (Rout) to the decoder buffer 27 at the time t is equal to the output bit rate from the encoder buffer 73 at the time in the past by the time D0, and is as follows.

【0097】 Rout=RX :D0≦t<ETS(n)+D0+τ Rout=RY :ETS(n)+D0+τ≦t<ETS(m)+D0+τ Rout=RZ :ETS(m)+D0+τ≦t 簡単化のために、D0=0と考えても良い。そうする
と、デコーダバッファ27へのビットストリーム入力を
t=0から考えられるので、時間の取り扱いが容易にな
る。
Rout = RX: D0 ≦ t <ETS (n) + D0 + τ Rout = RY: ETS (n) + D0 + τ ≦ t <ETS (m) + D0 + τ Rout = RZ: ETS (m) + D0 + τ ≦ t It may be considered that D0 = 0. Then, since the bit stream input to the decoder buffer 27 can be considered from t = 0, the handling of time becomes easy.

【0098】図1のエンコーダシステムでは、i<kに
ついてのピクチャA(i)がS82に対応する。レートコ
ントローラ75は、第k番目のピクチャA(k)の割当ビ
ット量S81として、(2-4)式の条件を満たす値(ピク
チャA(k)の値)を指示する。このように制御して、デ
コーダバッファがオーバフロウやアンダフロウしないよ
うにエンコードできる。
In the encoder system of FIG. 1, picture A (i) for i <k corresponds to S82. The rate controller 75 indicates a value (the value of the picture A (k)) that satisfies the condition of the expression (2-4) as the allocated bit amount S81 of the k-th picture A (k). By controlling in this manner, encoding can be performed so that the decoder buffer does not overflow or underflow.

【0099】VBVバッファモデルと現実のエンコーダ
システムの比較について以下に述べる。
A comparison between the VBV buffer model and the actual encoder system will be described below.

【0100】図3に、VBVバッファモデルと現実のエ
ンコーダシステムでの各バッファのビット占有量の軌跡
の違いを示す。
FIG. 3 shows the difference between the VBV buffer model and the locus of the bit occupancy of each buffer in the actual encoder system.

【0101】上述の第1の実施の形態では、VBVバッ
ファモデルを想定して説明したので、図3の(a)に示
すような理想的なビット占有量の軌跡となる。一方、現
実のエンコーダシステム、デコーダシステムでは、一般
には、各バッファのビット占有量の軌跡は図3の(b)
に示すようなものとなる。すなわち、各ピクチャのエン
コードやデコードは、ピクチャの表示間隔(例えば1/2
9.97秒,1/25秒)だけ時間がかかるので、図の(b)の
ような曲線の軌跡となる。このような曲線の軌跡は、ピ
クチャの中の符号化ビット量の偏りに影響を受ける。
In the above-described first embodiment, since the description has been made assuming the VBV buffer model, the locus of the ideal bit occupancy as shown in FIG. 3A is obtained. On the other hand, in actual encoder systems and decoder systems, generally, the trajectory of the bit occupancy of each buffer is represented by (b) in FIG.
It is as shown in That is, encoding and decoding of each picture is performed at the picture display interval (for example, 1/2
(97.97 seconds, 1/25 seconds), so that the trajectory is a curve as shown in FIG. The trajectory of such a curve is affected by the bias of the coded bit amount in the picture.

【0102】VBVモデルと現実のエンコーダシステ
ム、デコーダシステムのどちらでも、ピクチャA(i)を
エンコードした時刻ETS(i)から当該ピクチャA(i)を
デコードする時刻DTS(n)までの時間間隔Tは、すべ
てのiについて一定である。
In both the VBV model and the actual encoder system and decoder system, a time interval T from the time ETS (i) at which the picture A (i) was encoded to the time DTS (n) at which the picture A (i) is decoded. Is constant for all i.

【0103】ここで違う点は、現実のデコーダバッファ
のビット占有量の軌跡は、VBVモデルのビット占有量
の軌跡よりも最大Δdだけビット量が多い軌跡となるこ
とである。このΔdは、 Δd=Rout/P Rout :デコーダバッファへの入力ビットレート P :ピクチャの表示間隔 である。
The difference here is that the trajectory of the bit occupancy of the actual decoder buffer is a trajectory having a larger bit amount by the maximum Δd than the trajectory of the bit occupancy of the VBV model. This Δd is Δd = Rout / P Rout: input bit rate to the decoder buffer P: picture display interval

【0104】そのため、現実のエンコーダシステムで
は、使用できるバッファサイズをVBVバッファサイズ
よりも、Δdだけ小さめにすることにより、デコーダバ
ッファのオーバフロウを回避できる。
Therefore, in an actual encoder system, the overflow of the decoder buffer can be avoided by making the usable buffer size smaller by Δd than the VBV buffer size.

【0105】そのためには、エンコーダシステム側で
は、デコーダシステムのVBVバッファのビット占有量
の軌跡が、図3の直線c−dと直線i−jの間に収まる
ようにレートコントローラ75を制御しなければならな
い。
For this purpose, the encoder system must control the rate controller 75 so that the locus of the bit occupancy of the VBV buffer of the decoder system falls between the straight line cd and the straight line ij in FIG. Must.

【0106】この場合、現実のデコーダバッファのビッ
ト占有量の軌跡が、VBVバッファのビット占有量より
Δdだけ多い軌跡を通ったとしても、デコーダバッファ
のオーバフロウは起こらないことが保証される。
In this case, even if the actual locus of the bit occupancy of the decoder buffer passes through a locus larger by Δd than the bit occupancy of the VBV buffer, it is guaranteed that no overflow of the decoder buffer will occur.

【0107】このことを、上述の第1の実施の形態のエ
ンコーダシステムで考慮することによって、デコーダシ
ステム側でのより安定した画像再生を保証できるように
なる。
By considering this in the encoder system of the first embodiment, more stable image reproduction on the decoder system side can be guaranteed.

【0108】すなわち、式(2-4)を以下のように変更す
ればよい。 Od(k)+Rout×(dts(k+1)−DTS(k))−B+Δd≦A(k)≦Od(k) (3-1) 第k番目のピクチャの割当ビット量S71として、(3-
1)式の条件を満たす値(ピクチャA(k)の大きさ)を指
示する。このように制御して、デコーダバッファがオー
バフロウやアンダフロウしないようにエンコードでき
る。
That is, equation (2-4) may be changed as follows. Od (k) + Rout × (dts (k + 1) −DTS (k)) − B + Δd ≦ A (k) ≦ Od (k) (3-1) As the allocated bit amount S71 of the k-th picture, (3 -
A value (the size of the picture A (k)) that satisfies the condition of the expression (1) is indicated. By controlling in this manner, encoding can be performed so that the decoder buffer does not overflow or underflow.

【0109】この第1の実施のエンコーダシステムは、
符号化ビットレートが変わっても、エンコーダシステム
が使用できるバッファサイズの制限をしないで、常にデ
コーダシステムのVBVバッファサイズと同じ大きさの
バッファを使えるので、画質が良い。したがってエンコ
ーダシステムとデコーダシステムとの間の遅延量を、あ
まり気にしない場合は、この第1の実施の形態のエンコ
ーダシステムを用いる方が良い。
The encoder system according to the first embodiment has the following configuration.
Even if the encoding bit rate changes, a buffer having the same size as the VBV buffer size of the decoder system can always be used without limiting the buffer size that can be used by the encoder system. Therefore, when the delay amount between the encoder system and the decoder system is not so much taken into consideration, it is better to use the encoder system of the first embodiment.

【0110】次に、本発明の第2の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0111】上述の第1の実施の形態を示す図1のエン
コーダシステムにおいて設定している最低ビットレート
RMINは、エンコーダシステムがレートコントロールの
ために使用するコードバッファサイズをデコーダバッフ
ァ(VBVバッファ)のサイズと同じにできる最低ビッ
トレートである。
The minimum bit rate RMIN set in the encoder system of FIG. 1 showing the first embodiment is determined by the code buffer size used for rate control by the encoder system in the decoder buffer (VBV buffer). This is the minimum bit rate that can be the same as the size.

【0112】ここで説明する第2の実施の形態では、第
1の実施の形態を改良したものであり、可変ビットレー
トで符号化する時に符号化ビットレートがRMINよりも
小さい場合の符号化信号伝送方法について説明する。
The second embodiment to be described here is an improvement of the first embodiment. When encoding at a variable bit rate, the encoded signal when the encoding bit rate is smaller than RMIN The transmission method will be described.

【0113】本発明の符号化信号伝送方法の第2の実施
の形態が適用されるエンコーダシステムの構成例を図4
に示す。
FIG. 4 shows a configuration example of an encoder system to which the second embodiment of the coded signal transmission method of the present invention is applied.
Shown in

【0114】図4のエンコーダシステムでは、入力ビデ
オシーケンスを可変ビットレートで符号化し、それを可
変ビットレートでエンコーダバッファ110から出力す
る。図4のエンコーダシステムにおいて、当該エンコー
ダバッファ110の制御を行うためのものとして、従来
の技術にて説明した図8のエンコーダシステムとの大き
な違いは、出力ビットレートコントローラ109とバッ
ファサイズコントローラ108の機能と、エンコーダバ
ッファ110に必要なサイズである。
In the encoder system shown in FIG. 4, an input video sequence is encoded at a variable bit rate, and is output from the encoder buffer 110 at a variable bit rate. In the encoder system of FIG. 4, the difference between the encoder system of FIG. 8 described in the related art for controlling the encoder buffer 110 is the function of the output bit rate controller 109 and the buffer size controller 108. And the size required for the encoder buffer 110.

【0115】従来の技術として説明した図8のエンコー
ダシステムは、端子16から指示されたビットレートR
がそのままエンコーダバッファ13からの出力ビットレ
ートRとなる。また図8では、エンコーダバッファ13
のサイズBはデコーダバッファ27のサイズと同じ大き
さがあれば十分であった。
The encoder system shown in FIG. 8 described as the prior art uses the bit rate R indicated by the terminal 16.
Becomes the output bit rate R from the encoder buffer 13 as it is. In FIG. 8, the encoder buffer 13
It is sufficient that the size B is equal to the size of the decoder buffer 27.

【0116】それに対し、図4のエンコーダシステムで
は、出力ビットレートコントローラ109がエンコーダ
バッファ110からの出力ビットレートRoutをコント
ロールするようにしている。また図4のエンコーダシス
テムでは、エンコーダシステムがレートコントロールの
ために使用できるコードバッファサイズBcurを、バッ
ファサイズコントローラ108がコントロールしてい
る。また、エンコーダバッファ110のサイズは、デコ
ーダバッファ(VBVバッファ)のサイズよりも大きな
ものが必要となる。
On the other hand, in the encoder system of FIG. 4, the output bit rate controller 109 controls the output bit rate Rout from the encoder buffer 110. In the encoder system of FIG. 4, the buffer size controller 108 controls a code buffer size Bcur that can be used for rate control by the encoder system. In addition, the size of the encoder buffer 110 needs to be larger than the size of the decoder buffer (VBV buffer).

【0117】図4のエンコーダシステムでは、端子10
1からビデオ信号が入力されており、現在の入力ビデオ
信号に対する符号化ビットレートの目標値であるRcur
を、端子103からユーザが自由に指定できるようにな
っている。この現在の符号化ビットレートRcurを変更
する単位は、例えば15フレームのGOP(Group OfPi
ctures)毎とする。
In the encoder system shown in FIG.
1, a video signal is input, and Rcur which is a target value of the encoding bit rate for the current input video signal is Rcur.
Can be freely specified by the user from the terminal 103. The unit for changing the current encoding bit rate Rcur is, for example, a GOP (Group Of Pi
ctures).

【0118】ビデオエンコーダ106は、現在の入力ピ
クチャをレートコントローラ107から指定される割当
ビット量S91に近づくように符号化し、当該符号化ピ
クチャのビットストリームをエンコーダバッファ110
へ供給すると共に、その符号化ピクチャの発生ビット量
S92をレートコントローラ107へ供給する。
The video encoder 106 encodes the current input picture so as to approach the allocated bit amount S91 specified by the rate controller 107, and converts the bit stream of the encoded picture into an encoder buffer 110.
And supplies the generated bit amount S92 of the coded picture to the rate controller 107.

【0119】レートコントローラ107は、デコード開
始時のデコーダバッファの初期ビット占有量b0と、符
号化ピクチャの発生ビット量S92と、現在の符号化ビ
ットレートRcurと、バッファサイズコントローラ10
8から指示されるバッファサイズBcurを入力として、
後述する方法により、次に符号化するピクチャの割当ビ
ット量S91を計算し、ビデオエンコーダ106へ指定
する。
The rate controller 107 determines the initial bit occupation amount b0 of the decoder buffer at the start of decoding, the generated bit amount S92 of an encoded picture, the current encoding bit rate Rcur, the buffer size controller 10
8 with the buffer size Bcur specified by
The allocated bit amount S91 of the picture to be encoded next is calculated by the method described later, and is specified to the video encoder 106.

【0120】エンコーダバッファ110から出力ビット
レートRoutで出力されるビットストリームは、マルチ
プレクサ111へ入力される。図示していないが、マル
チプレクサ111へはオーディオ信号の符号化ビットス
トリームなども入力される。マルチプレクサ111で
は、複数の入力ビットストリームをシステム符号化,多
重化し、端子112から多重化ストリームを出力する。
The bit stream output from the encoder buffer 110 at the output bit rate Rout is input to the multiplexer 111. Although not shown, an encoded bit stream of an audio signal and the like are also input to the multiplexer 111. The multiplexer 111 performs system encoding and multiplexing of a plurality of input bit streams, and outputs a multiplexed stream from a terminal 112.

【0121】出力ビットレートコントローラ109,バ
ッファサイズコントローラ108,レートコントローラ
107およびエンコーダバッファ110について、図5
の例を参照しながら説明する。
The output bit rate controller 109, buffer size controller 108, rate controller 107 and encoder buffer 110 are shown in FIG.
This will be described with reference to an example.

【0122】図5は、本実施の形態におけるエンコーダ
システムとデコーダシステムの各バッファのビット占有
量の変化を示す。なお、この時のデコーダシステムは、
従来の技術として説明した図9と同様に示している。図
5において、D0,ETS(n),DTS(n),Tなど、図
2にあるものと同じ記号は、同じ意味を持つ。
FIG. 5 shows a change in the bit occupancy of each buffer of the encoder system and the decoder system in the present embodiment. The decoder system at this time is
This is shown in the same manner as FIG. 9 described as a conventional technique. In FIG. 5, the same symbols as those in FIG. 2, such as D0, ETS (n), DTS (n), and T, have the same meaning.

【0123】折れ線f−k−m−n−pから左側がエン
コーダシステムのエンコーダバッファ110のビット占
有量の変化を表し、同線から右側がデコーダシステムの
デコーダバッファ27のビット占有量の変化を表す。
The left side from the polygonal line fkmnp represents the change in the bit occupancy of the encoder buffer 110 of the encoder system, and the right side from the same line represents the change in the bit occupancy of the decoder buffer 27 of the decoder system. .

【0124】折れ線f−k−m−n−pの時刻tの傾き
は、エンコーダシステム側から見ると、時刻tでのエン
コーダバッファ110からの出力ビットレートRoutを
表し、デコーダシステム側から見ると、時刻tでのデコ
ーダバッファ27への入力ビットレートの変化を表す。
The slope at the time t of the polygonal line fkmnp represents the output bit rate Rout from the encoder buffer 110 at the time t when viewed from the encoder system. This represents a change in the input bit rate to the decoder buffer 27 at time t.

【0125】折れ線f−g−h−i−jの時刻tの傾き
は、時刻tでの符号化ビットレートRcur(t)を表す。折
れ線f−g−h−i−jと折れ線a−b−c−d−eの
時刻tでの縦軸方向の幅は、時刻tでのエンコーダシス
テムがレートコントロールのために使用できるコードバ
ッファサイズを表す。また、折れ線f−k−m−n−p
と折れ線q−r−s−u−vの時刻tでの縦軸方向の幅
は、時刻tでのデコーダに必要とされるVBVバッファ
サイズを表す。エンコーダシステムがt=ETS(i)で
使用できるバッファサイズと、デコーダシステムがt=
DTS(i)で必要なバッファサイズは等しい。
The slope of the broken line fghhij at time t represents the encoding bit rate Rcur (t) at time t. The width in the vertical axis direction at the time t of the polygonal lines fghhij and the polygonal lines abcde is the code buffer size that the encoder system can use for the rate control at the time t. Represents Also, the broken line fkmnp
And the width of the polygonal line qrsuv at the time t in the vertical axis direction represents the VBV buffer size required for the decoder at the time t. The buffer size that the encoder system can use at t = ETS (i) and the decoder system is t =
The buffer sizes required for DTS (i) are equal.

【0126】この例では、時刻tでの符号化ビットレー
トRcur(t)は、次の様に指定されるとする。
In this example, it is assumed that the encoding bit rate Rcur (t) at time t is specified as follows.

【0127】 0 ≦t<ETS(a) :Rcur(t)=RMIN ETS(a)≦t<ETS(n) :Rcur(t)=R1 (R1≧RMIN) ETS(n)≦t<ETS(m) :Rcur(t)=Ra (Ra<RMIN) ETS(m)≦t :Rcur(t)=R2 (R2≧RMIN) 図5の例と上述の第1の実施の形態で説明した図2の例
との大きな違いは、図5では、ETS(n)≦t<ETS
(m)の符号化ビットレートRcur(t)が上述の第1の実施
の形態で説明した最低ビットレートRMINより小さい値
が指定されることである。
0 ≦ t <ETS (a): Rcur (t) = RMIN ETS (a) ≦ t <ETS (n): Rcur (t) = R1 (R1 ≧ RMIN) ETS (n) ≦ t <ETS ( m): Rcur (t) = Ra (Ra <RMIN) ETS (m) ≦ t: Rcur (t) = R2 (R2 ≧ RMIN) FIG. 2 described in the example of FIG. 5 and the above-described first embodiment. 5 is that ETS (n) ≦ t <ETS in FIG.
That is, a value for the encoding bit rate Rcur (t) of (m) that is smaller than the minimum bit rate RMIN described in the first embodiment is specified.

【0128】この場合の出力ビットレートコントローラ
109が制御するところのエンコーダバッファ110か
らの出力ビットレートRoutの制御方法について説明す
る。
A method of controlling the output bit rate Rout from the encoder buffer 110 under the control of the output bit rate controller 109 in this case will be described.

【0129】0≦t<ETS(n)とt≧ETS(m)の区間
の符号化ビットレートRcurは、最低ビットレートRMIN
以上の値である。これらの区間の符号化ビットレートR
curに対して出力ビットレートコントローラ109が指
示するエンコーダバッファ110からの出力ビットレー
トRoutは、第1の実施の形態(図1,図2)で説明し
た方法と同じである。すなわち、現在の符号化ビットレ
ートRcurが変化してから、エンコーダバッファ110
の出力ビットレートRoutが変化するまでの最低遅延時
間は、(a-1)式で計算されるτである。
The encoding bit rate Rcur in the section of 0 ≦ t <ETS (n) and t ≧ ETS (m) is the minimum bit rate RMIN
This is the above value. The coding bit rate R in these sections
The output bit rate Rout from the encoder buffer 110 instructed by the output bit rate controller 109 for cur is the same as the method described in the first embodiment (FIGS. 1 and 2). That is, after the current encoding bit rate Rcur changes, the encoder buffer 110
Is the minimum delay time until the output bit rate Rout changes in the equation (a-1).

【0130】τ=B/RMIN (a-1)式 ここで、Bは、デコーダバッファ(VBVバッファ)の
サイズ。
Τ = B / RMIN (a-1) where B is the size of the decoder buffer (VBV buffer).

【0131】例えば、t=ETS(a)にて、符号化ビッ
トレートRcurが最低ビットレートRMINからR1に変化
してから、遅延時間τの後のt=ETS(a)+τ(点k
の時刻)にて、出力ビットレートRoutは、最低ビット
レートRMINからR1へ変化する。
For example, at t = ETS (a), after the encoding bit rate Rcur changes from the minimum bit rate RMIN to R1, t = ETS (a) + τ (point k
At the time (), the output bit rate Rout changes from the minimum bit rate RMIN to R1.

【0132】また、第i番目(i=a,n,m,等)の
ピクチャA(i)がエンコードされる時刻ETS(i)から、
それがデコードされる時刻DTS(i)までの時間間隔
(遅延)、Tの最低遅延時間は、(a-2)式で計算され
る。
Also, from the time ETS (i) at which the i-th (i = a, n, m, etc.) picture A (i) is encoded,
The time interval (delay) up to the time DTS (i) at which it is decoded and the minimum delay time of T are calculated by equation (a-2).

【0133】 T=τ+D0 (a-2) ここで、D0はチャネルディレイ(一定の伝送路遅延時
間)。
T = τ + D0 (a-2) where D0 is a channel delay (constant transmission path delay time).

【0134】次に、ETS(n)≦t<ETS(m)の符号化
ビットレートRcur(t)は最低ビットレートRMINより小
さい値Raである。この区間付近を拡大した図を図6に
示す。この場合、t=ETS(n)(点hの時刻)で符号
化ビットレートRcurがR1からRaへ変化した後、
(τ−δ1)の遅延時間の後のt=ETS(n)+(τ−δ
1)(点mの時刻)に出力ビットレートRoutはR1か
らRaへ変化する。また、t=ETS(m)(点iの時
刻)で符号化ビットレートRcurがRaからR2へ変化
した後、(τ−δ2)の遅延時間の後のt=ETS(n)
+(τ-δ2)(点nの時刻)に出力ビットレートRoutは
RaからR2へ変化する。
Next, the encoding bit rate Rcur (t) of ETS (n) ≦ t <ETS (m) is a value Ra smaller than the minimum bit rate RMIN. FIG. 6 shows an enlarged view of the vicinity of this section. In this case, after the encoding bit rate Rcur changes from R1 to Ra at t = ETS (n) (time at the point h),
T = ETS (n) + (τ−δ) after a delay time of (τ−δ1)
1) At (time of point m), the output bit rate Rout changes from R1 to Ra. Further, after the encoding bit rate Rcur changes from Ra to R2 at t = ETS (m) (time at the point i), t = ETS (n) after a delay time of (τ−δ2).
At + (τ−δ2) (time of point n), the output bit rate Rout changes from Ra to R2.

【0135】ここでδ1,δ2は、それぞれ(a-3)式,
(a-4)式で計算される。
Here, δ1 and δ2 are respectively expressed by equation (a-3) and
It is calculated by the equation (a-4).

【0136】 δ1=(B−Ba)/(R1−Ra) (a-3) δ2=(B−Ba)/(R2−Ra) (a-4) 図5の例について、出力ビットレートコントローラ10
9が指示するエンコーダバッファ110からの出力ビッ
トレートRoutをまとめると、次の様になる。
Δ1 = (B−Ba) / (R1−Ra) (a-3) δ2 = (B−Ba) / (R2−Ra) (a-4) The output bit rate controller 10 in the example of FIG.
The output bit rate Rout from the encoder buffer 110 indicated by 9 is summarized as follows.

【0137】 0≦t<ETS(a)+τ :Rout=RMIN (d-1) ETS(a)+τ≦t<ETS(n)+(τ−δ1) :Rout=R1 (d-2) ETS(n)+(τ−δ1)≦t<ETS(m)+(τ−δ2) :Rout=Ra (d-3) ETS(m)+(τ−δ2)≦t :Rout=R2 (d-4) 次に、バッファサイズコントローラ108が制御すると
ころの時刻tにおいてエンコーダシステムが使用できる
コードバッファサイズBcurの制御方法について説明す
る。
0 ≦ t <ETS (a) + τ: Rout = RMIN (d−1) ETS (a) + τ ≦ t <ETS (n) + (τ−δ1): Rout = R1 (d−2) ETS ( n) + (τ−δ1) ≦ t <ETS (m) + (τ−δ2): Rout = Ra (d-3) ETS (m) + (τ−δ2) ≦ t: Rout = R2 (d-4) Next, a method of controlling the code buffer size Bcur that can be used by the encoder system at the time t controlled by the buffer size controller 108 will be described.

【0138】t≦ETS(n)−δ1とt≧ETS(m)の区
間のコードバッファサイズBcurは、デコーダバッファ
(VBVバッファ)のサイズと同じ大きさBのバッファ
を使用できる。
As the code buffer size Bcur in the interval between t ≦ ETS (n) −δ1 and t ≧ ETS (m), a buffer having the same size B as the decoder buffer (VBV buffer) can be used.

【0139】t≦ETS(n)−δ1,t≧ETS(m) : Bcur(t)=B 一方、ETS(n)≦t≦ETS(m)+δ2でエンコーダシ
ステムが使用できるコードバッファサイズBcurは、(a-
5)式で計算される大きさ以下である。
T ≦ ETS (n) −δ1, t ≧ ETS (m): Bcur (t) = B On the other hand, when ETS (n) ≦ t ≦ ETS (m) + δ2, the code buffer size Bcur usable by the encoder system is , (A-
It is smaller than the size calculated by the formula 5).

【0140】 ETS(n)≦t≦ETS(m)+δ2 : Bcur(t)=Ba=Ra*B/RMIN=Ra*τ (a-5) また、ETS(n)−δ1≦t≦ETS(n)では、(a-6)式
で計算されるように、コードバッファサイズBcurは、
BからBaへ時間と共に変化する。
ETS (n) ≦ t ≦ ETS (m) + δ2: Bcur (t) = Ba = Ra * B / RMIN = Ra * τ (a-5) Further, ETS (n) −δ1 ≦ t ≦ ETS ( In (n), the code buffer size Bcur is calculated by the following equation (a-6).
It changes from B to Ba with time.

【0141】 ETS(n)−δ1≦t≦ETS(n) : a=t−(ETS(n)−δ1) Bcur(t)=B*(δ1−a)/δ1+Ba*a/δ1 (a-6) 同様に、ETS(m)−δ2≦t≦ETS(m)では、(a-7)
式で計算されるように、コードバッファサイズBcur
は、BaからBへ時間と共に変化する。
ETS (n) −δ1 ≦ t ≦ ETS (n): a = t− (ETS (n) −δ1) Bcur (t) = B * (δ1−a) / δ1 + Ba * a / δ1 (a− 6) Similarly, in ETS (m) −δ2 ≦ t ≦ ETS (m), (a-7)
As calculated by the formula, the code buffer size Bcur
Changes from Ba to B with time.

【0142】 ETS(m)−δ2≦t≦ETS(m) : a=t−(ETS(m)−δ2) Bcur(t)=B*(δ2−a)/δ2+Ba*a/δ2 (a-7) 以上の様にして、バッファサイズコントローラ108
は、時刻tにおいてエンコーダシステムが使用できるコ
ードバッファサイズBcurを指定する。
ETS (m) −δ2 ≦ t ≦ ETS (m): a = t− (ETS (m) −δ2) Bcur (t) = B * (δ2-a) / δ2 + Ba * a / δ2 (a− 7) As described above, the buffer size controller 108
Specifies a code buffer size Bcur that can be used by the encoder system at time t.

【0143】ところで、符号化ビットレートRcurが、
最低ビットレートRMINより小さい値で連続して変化す
る場合の出力ビットレートRoutとコードバッファサイ
ズBcurについて、図7を用いて説明する。
By the way, the encoding bit rate Rcur is
The output bit rate Rout and the code buffer size Bcur when continuously changing at a value smaller than the minimum bit rate RMIN will be described with reference to FIG.

【0144】図7は、図5(または図6)のt≧ETS
(m)の符号化ビットレートRcurをt≧ETS(j)の符
号化ビットレートRcurへ書き変えたものであり、図7
では、t=ETS(j)から符号化ビットレートRcurが、
Rb(<RMIN)に変化した例を示している。この場
合、符号化ビットレートRcurは、RaからRbへと最
低ビットレートRMINよりも小さい値で連続して変化し
ている。
FIG. 7 is a graph showing the relation of t ≧ ETS in FIG. 5 (or FIG. 6).
The encoding bit rate Rcur of (m) is rewritten to the encoding bit rate Rcur of t ≧ ETS (j), and FIG.
Then, from t = ETS (j), the encoding bit rate Rcur is
An example in which Rb (<RMIN) is changed is shown. In this case, the encoding bit rate Rcur continuously changes from Ra to Rb at a value smaller than the minimum bit rate RMIN.

【0145】 ETS(n)≦t<ETS(j) :Rcur=Ra(Ra<RMIN) ETS(j)≦t :Rcur=Rb(Rb<RMIN) この時の出力ビットレートRoutとコードバッファサイ
ズBcurの制御方法を説明する。
ETS (n) ≦ t <ETS (j): Rcur = Ra (Ra <RMIN) ETS (j) ≦ t: Rcur = Rb (Rb <RMIN) The output bit rate Rout and the code buffer size Bcur at this time Will be described.

【0146】はじめに、出力ビットレートRoutは、t
≧ETS(n)+(τ−δ1)では、符号化ビットレートRc
urと同期して変化する。
First, the output bit rate Rout is t
If ≧ ETS (n) + (τ−δ1), the encoding bit rate Rc
Change synchronously with ur.

【0147】 ETS(n)+(τ−δ1)≦t<ETS(j) :Rout=Ra (d-5) ETS(j)≦t :Rout=Rb (d-6) 次にコードバッファサイズBcurについて説明する。コ
ードバッファサイズBcurは、t≧ETS(j)では、(a-
8)式で計算される値Bbになる。
ETS (n) + (τ−δ1) ≦ t <ETS (j): Rout = Ra (d-5) ETS (j) ≦ t: Rout = Rb (d-6) Next, the code buffer size Bcur Will be described. When t ≧ ETS (j), the code buffer size Bcur is (a−
It becomes the value Bb calculated by the expression 8).

【0148】 t≧ETS(j) : Bcur(t)=Bb=Rb*B/RMIN=Rb*τ (a-8) また、ETS(j)−τ≦t<ETS(j)のコードバッファ
サイズBcurは、(a-9)で計算されるようにBaからBb
へ時間と共に変化する。
T ≧ ETS (j): Bcur (t) = Bb = Rb * B / RMIN = Rb * τ (a-8) Also, a code buffer size of ETS (j) −τ ≦ t <ETS (j) Bcur is calculated from Ba to Bb as calculated by (a-9).
Changes with time.

【0149】 ETS(j)−τ≦t<ETS(j) : a=t−(ETS(j)−τ) Bcur(t)=Ba*(τ−a)/τ+Bb*a/τ (a−
9) 符号化ビットレートRcurが、Rbの次に最低ビット
レートRMIN以上の値に変化した場合は、上述の図6の
例のt≧ETS(m)−δ2の様子について説明したよう
に、出力ビットレートRoutとコードバッファサイズBc
urが変化する。なお、符号化ビットレートRcurが、R
bから最低ビットレートRMINへ変化した場合は、δ2
=τになる。
ETS (j) −τ ≦ t <ETS (j): a = t− (ETS (j) −τ) Bcur (t) = Ba * (τ−a) / τ + Bb * a / τ (a−
9) When the encoding bit rate Rcur changes to a value equal to or higher than the minimum bit rate RMIN next to Rb, as described above in the example of FIG. 6, t ≧ ETS (m) −δ2. Bit rate Rout and code buffer size Bc
ur changes. Note that the coding bit rate Rcur is R
When the bit rate changes from b to the minimum bit rate RMIN, δ2
= Τ.

【0150】以上の様にして、符号化ビットレートRcu
rが、最低ビットレートRMINより小さい値で連続して変
化する場合、出力ビットレートコントローラ109は出
力ビットレートRoutを制御し、またバッファサイズコ
ントローラ108はコードバッファサイズBcurを制御
する。
As described above, the encoding bit rate Rcu
When r continuously changes at a value smaller than the minimum bit rate RMIN, the output bit rate controller 109 controls the output bit rate Rout, and the buffer size controller 108 controls the code buffer size Bcur.

【0151】エンコーダシステムは、以上のようなバッ
ファモデルを想定して、デコーダバッファをオーバフロ
ウとアンダフロウをさせないように注意してエンコード
しなければならない。すなわち、図5のデコーダシステ
ム側の階段状の軌跡が、折れ線f−k−m−n−pと折
れ線p−r−s−u−vとの間に収まるようにレートコ
ントローラ107を制御しなければならない。これを満
たすためには、エンコーダシステム側の階段状の軌跡
が、折れ線a−b−c−d−eと折れ線f−g−h−i
−jの間に収まるようにレートコントローラ107を制
御すれば良い。
The encoder system must encode the decoder buffer in such a manner as not to cause the overflow and underflow of the decoder buffer, assuming the above buffer model. That is, the rate controller 107 must be controlled so that the step-like trajectory on the decoder system side in FIG. 5 falls between the polygonal line fkmnp and the polygonal line prsuv. Must. In order to satisfy this, the step-like trajectory on the encoder system side is divided into a broken line abcde and a broken line fghhi.
What is necessary is just to control the rate controller 107 so as to fall within −j.

【0152】上述の第1の実施の形態では、デコーダシ
ステム側のバッファのビット占有量の状態を想定して、
レートコントロールする方法を説明したが、ここではエ
ンコーダシステム側のエンコーダバッファのビット占有
量の状態を想定してレートコントロールする方法を説明
する。
In the first embodiment, the state of the bit occupancy of the buffer on the decoder system side is assumed,
The method of controlling the rate has been described. Here, a method of controlling the rate assuming the state of the bit occupancy of the encoder buffer on the encoder system side will be described.

【0153】エンコーダシステムは、第k番目のピクチ
ャA(k)をエンコードする時、その時のエンコーダバッ
ファのビット占有量の状態を想定して、そのピクチャを
エンコードする。この時、第k番目のピクチャA(k)の
発生ビット量(A(k)の大きさ)は次の条件を満たす必
要がある。
When encoding the k-th picture A (k), the encoder system encodes the picture by assuming the state of the bit occupancy of the encoder buffer at that time. At this time, the amount of generated bits (the magnitude of A (k)) of the k-th picture A (k) needs to satisfy the following condition.

【0154】[0154]

【数3】 (Equation 3)

【0155】ここで、 b0:デコード開始時のデコーダバッファの初期ビット
占有量。
Here, b0: initial bit occupancy of the decoder buffer at the start of decoding.

【0156】Oe(i):第i番目のピクチャA(i)を符号
化する直前でのエンコーダバッファのビット占有量。
Oe (i): Bit occupancy of the encoder buffer immediately before encoding the i-th picture A (i).

【0157】ETS(i):第i番目のピクチャA(i)の符
号化時刻。
ETS (i): encoding time of the i-th picture A (i).

【0158】A(i):第i番目のピクチャA(i)の符号化
ビット量。
A (i): coding bit amount of the i-th picture A (i).

【0159】AA(i):第i番目のピクチャA(i)の割当
ビット量。
AA (i): the allocated bit amount of the i-th picture A (i).

【0160】Bcur(i):第i番目のピクチャA(i)を符
号化する時刻にエンコーダシステムが使用できるコード
バッファサイズBcur(バッファサイズコントローラ1
08が指示する。) Rcur(i):第i番目のピクチャA(i)と第i+1番目のピ
クチャA(i+1)の間隔での符号化ビットレートRcur。
Bcur (i): Code buffer size Bcur (buffer size controller 1) usable by the encoder system at the time of encoding the i-th picture A (i)
08 indicates. Rcur (i): coding bit rate Rcur at the interval between the i-th picture A (i) and the (i + 1) -th picture A (i + 1).

【0161】Bcur(i),Rcur(i)は、上述の例で説明し
たように指示される。
Bcur (i) and Rcur (i) are specified as described in the above example.

【0162】なお、エンコーダバッファのアンダーフロ
ウを問題にしない場合は、(b-2)式の代わりに、(b-4)式
としても良い。
When the underflow of the encoder buffer does not matter, the equation (b-4) may be used instead of the equation (b-2).

【0163】 AA(k)≦Bcur(k)−Oe(k) (b-4)式 ただし、AA(k)≧0,0≦Oe(k)≦B (b-4)式を用いる場合、図4のエンコーダバッファ11
0からの出力ビットレートが指定されたRoutに満たな
い場合は、マルチプレクサ111でビットスタッフィン
グをして出力ビットレートをRoutへ増やす。
AA (k) ≦ Bcur (k) −Oe (k) Equation (b-4) where AA (k) ≧ 0, 0 ≦ Oe (k) ≦ B (b-4) Encoder buffer 11 of FIG.
If the output bit rate from 0 is less than the specified Rout, the multiplexer 111 performs bit stuffing to increase the output bit rate to Rout.

【0164】レートコントローラ107は、第i番目の
ピクチャA(i)の割当ビット量S91として、(b-2)式の
条件を満たす値AA(i)をビデオエンコーダ106へ指
示する。ビデオエンコーダ106で実際に発生したビッ
ト量S92として、第i番目のピクチャA(i)の符号化
ビット量(A(i)の大きさ)がレートコントロールへ供
給される。このように制御して、デコーダバッファがオ
ーバフロウやアンダフロウしないようにエンコードでき
る。
The rate controller 107 instructs the video encoder 106 on the value AA (i) satisfying the condition of the expression (b-2) as the allocated bit amount S91 of the i-th picture A (i). The coded bit amount (the size of A (i)) of the i-th picture A (i) is supplied to the rate control as the bit amount S92 actually generated by the video encoder 106. By controlling in this manner, encoding can be performed so that the decoder buffer does not overflow or underflow.

【0165】エンコーダバッファ110に必要なバッフ
ァサイズBBMAXは、第1の実施の形態と同様にして、
(b-3)式で計算される。
The buffer size BBMAX required for the encoder buffer 110 is determined in the same manner as in the first embodiment.
It is calculated by the equation (b-3).

【0166】 BBMAX=RMAX×B/RMIN=RMAX×τ (b-3) ここで、 B:デコーダシステムのVBVバッファサイズ。BBMAX = RMAX × B / RMIN = RMAX × τ (b-3) where: B: VBV buffer size of the decoder system.

【0167】RMIN:エンコーダシステムが使用できる
コードバッファサイズをデコーダバッファサイズBと同
じにできる符号化ビットレートRcur(t)の最低ビットレ
ート。
RMIN: The minimum bit rate of the encoding bit rate Rcur (t) that can make the code buffer size usable by the encoder system equal to the decoder buffer size B.

【0168】RMAX:符号化ビットレートRcur(t)の最
大値。
RMAX: the maximum value of the encoding bit rate Rcur (t).

【0169】また、上記(a-2)式の時間間隔,Tの説明
で、これを最低遅延時間と説明したように、(c-1)式に
示すようにτよりもΔτだけ遅延時間を大きくしても良
い。Δτは、τに無関係の0以上の値である。これは、
図5の例において、折れ線f−k−m−n−pと折れ線
q−r−s−u−vに挟まれたデコーダバッファのビッ
ト占有量の図を未来へ(右へ)Δτだけ平行移動させた
図で表せる。
In the description of the time interval, T in the above equation (a-2), as described above as the minimum delay time, as shown in the equation (c-1), the delay time is set to Δτ rather than τ. May be larger. Δτ is a value of 0 or more independent of τ. this is,
In the example of FIG. 5, the diagram of the bit occupancy of the decoder buffer sandwiched between the broken line fkmnp and the broken line qrsuuv is translated in the future (to the right) by Δτ. It can be represented by the figure that was made

【0170】 T=(τ+Δτ)+D0 (c-1) 上記Δτが0より大きい時は、エンコーダバッファ11
0に必要なバッファサイズBBMAXは、(b-3)式で計算さ
れる値に加えて、さらに(c-2)式で計算されるΔBの大
きさのバッファが必要になる。
T = (τ + Δτ) + D0 (c-1) When Δτ is larger than 0, the encoder buffer 11
The buffer size BBMAX required for 0 requires a buffer having a size of ΔB calculated by equation (c-2) in addition to the value calculated by equation (b-3).

【0171】 ΔB=RMAX×Δτ (c-2) また、Δτが0より大きい時は、上記(d-1)式〜(d-4)式
で示したエンコーダバッファ110からの出力ビットレ
ートRoutのタイミングは、Δτだけ未来へ遅延する。
すなわち、(d-1)式〜(d-4)式は、それぞれ(e-1)式〜(e-
4)式のように変わる。
ΔB = RMAX × Δτ (c-2) When Δτ is larger than 0, the output bit rate Rout from the encoder buffer 110 shown in the above equations (d-1) to (d-4) is calculated. The timing is delayed by Δτ into the future.
That is, the expressions (d-1) to (d-4) are the expressions (e-1) to (e-
It changes like equation 4).

【0172】 Δτ≦t<ETS(a)+τ+Δτ :Rout=RMIN (e-1) ETS(a)+τ+Δτ≦t<ETS(n)+(τ-δ1)+Δτ :Rout=R1 (e-2) ETS(n)+(τ-δ1)+τ≦t<ETS(m)+(τ-δ2)+Δτ :Rout=Ra (e-3) ETS(m)+(τ-δ2)+Δτ≦t :Rout=R2 (e-4) また、(d-5)式,(d-6)式は、それぞれ(e-5)式,(e-6)式
のように変わる。
Δτ ≦ t <ETS (a) + τ + Δτ: Rout = RMIN (e-1) ETS (a) + τ + Δτ ≦ t <ETS (n) + (τ−δ1) + Δτ: Rout = R1 (e-2) ETS (n) + (τ−δ1) + τ ≦ t <ETS (m) + (τ−δ2) + Δτ: Rout = Ra (e-3) ETS (m) + (τ− δ2) + Δτ ≦ t: Rout = R2 (e-4) Further, the expressions (d-5) and (d-6) are changed to the expressions (e-5) and (e-6), respectively. .

【0173】 ETS(n)+(τ-δ1)+Δτ≦t<ETS(j)+Δτ :Rout=Ra (e-5) ETS(j)+Δτ≦t :Rout=Rb (e−
6) 上述したように、本発明の第2の実施の形態では、エン
コーダシステムがレートコントロールのために使用する
コードバッファサイズBcurをデコーダバッファ(V
BVバッファ)サイズBと同じにする時の符号化ビット
レートRcurの最小値RMINを設定し、RcurがRMIN以上
の時は、Bcur=Bとし、RcurがRMINより小さい時
は、Bcur<Bとすることにより、第1の実施の形態同
様の効果を得ることが可能となる。
ETS (n) + (τ−δ1) + Δτ ≦ t <ETS (j) + Δτ: Rout = Ra (e-5) ETS (j) + Δτ ≦ t: Rout = Rb (e−
6) As described above, in the second embodiment of the present invention, the code buffer size Bcur used by the encoder system for rate control is determined by the decoder buffer (V
(BV buffer) Set the minimum value RMIN of the encoding bit rate Rcur when it is the same as the size B. When Rcur is greater than RMIN, Bcur = B. When Rcur is smaller than RMIN, Bcur <B. This makes it possible to obtain the same effect as in the first embodiment.

【0174】なお、本発明は、上述した実施の形態のみ
に限定されるものではなく、例えば取り扱うディジタル
信号はビデオ信号に限定されず、オーディオ信号等にも
適用できる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の変更が可能であることは勿論である。
The present invention is not limited to only the above-described embodiment. For example, digital signals to be handled are not limited to video signals, but can be applied to audio signals and the like. In addition, it goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0175】[0175]

【発明の効果】本発明に係る符号化信号伝送方法及び装
置によれば、エンコーダ側の符号化された信号を一時蓄
積する送信バッファのサイズを符号化ビットレートに応
じて制御することにより、エンコーダ(送信)側からデ
ィジタル信号を可変ビットレートで符号化し、リアルタ
イムにこれをデコーダシステム(受信)側へ可変ビット
レートで伝送する場合に、デコーダシステム側のバッフ
ァをオーバフロウやアンダフロウさせることがなくなる
ので、安定した信号再生が可能となる。
According to the method and apparatus for transmitting an encoded signal according to the present invention, the size of a transmission buffer for temporarily storing an encoded signal on the encoder side is controlled according to the encoding bit rate. When the digital signal is encoded at a variable bit rate from the (transmission) side and transmitted in real time to the decoder system (reception) side at a variable bit rate, the buffer on the decoder system side does not overflow or underflow. Stable signal reproduction becomes possible.

【0176】この送信バッファのサイズの制御の第1の
具体例として、エンコーダが使用できるコードバッファ
のサイズを一定として、符号化ビットレートが変更され
てから、所定の遅延時間の後に、送信バッファからの出
力ビットレートを新しい符号化ビットレートの値へ変更
することが挙げられる。この場合、デコーダシステムの
受信バッファサイズと符号化ビットレートの最小値とに
よって、上記の遅延時間を決める。また、デコーダシス
テムの受信バッファサイズと符号化ビットレートの最小
値と最大値とによって、エンコーダに必要な送信バッフ
ァのサイズを決める。
As a first specific example of the control of the size of the transmission buffer, assuming that the size of the code buffer that can be used by the encoder is fixed, after a predetermined delay time after the encoding bit rate is changed, the size of the transmission buffer is changed. Is changed to a new encoding bit rate value. In this case, the above-mentioned delay time is determined by the reception buffer size of the decoder system and the minimum value of the encoding bit rate. The size of the transmission buffer required for the encoder is determined based on the reception buffer size of the decoder system and the minimum and maximum values of the encoding bit rate.

【0177】また、第2の具体例として、エンコーダが
レートコントロールのために使用するコードバッファサ
イズをデコーダの受信バッファに必要なサイズと同じに
する時の符号化ビットレートの最小値RMIN,最大値を
RMAXとするとき、符号化ビットレートが最小値RMIN以
上では上記コードバッファサイズを所定の一定値とし、
符号化ビットレートが最小値RMINより小さいときには
コードバッファサイズを上記一定値よりも小さく変更す
る。
As a second specific example, the minimum value RMIN and the maximum value of the encoding bit rate when the code buffer size used for the rate control by the encoder is the same as the size required for the reception buffer of the decoder. Is set to RMAX, when the encoding bit rate is equal to or more than the minimum value RMIN, the code buffer size is set to a predetermined constant value,
When the encoding bit rate is smaller than the minimum value RMIN, the code buffer size is changed to be smaller than the above-mentioned fixed value.

【0178】これらの具体例により、可変ビットレート
に対応した安定した信号再生が具体的に実現できる。ま
た、これら具体例によれば、符号化ビットレートが変わ
っても、エンコーダが使用できるバッファサイズの制限
をしないで、常にデコーダシステムのVBVバッファサ
イズと同じ大きさのバッファを使えるので、画質が良く
なる。したがってエンコーダ・デコーダシステム間の遅
延量をあまり気にしない場合は、この具体例を用いるこ
とが望ましい。
According to these specific examples, stable signal reproduction corresponding to a variable bit rate can be specifically realized. Also, according to these specific examples, even if the encoding bit rate changes, the buffer size that can be used by the encoder is not limited, and a buffer having the same size as the VBV buffer size of the decoder system can always be used. Become. Therefore, it is desirable to use this specific example when the amount of delay between the encoder and the decoder system is not much considered.

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

【図1】本発明に係る第1の実施の形態のエンコーダシ
ステムのブロック回路図である。
FIG. 1 is a block circuit diagram of an encoder system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態のエンコーダシステムとデコ
ーダシステムのバッファのビット占有量の変化を説明す
る図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a change in a bit occupancy of a buffer of the encoder system and the decoder system according to the first embodiment.

【図3】VBVバッファモデルと現実のエンコーダシス
テムでのバッファのビット占有量の軌跡の違いを説明す
る図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a difference in a locus of a bit occupancy of a buffer between a VBV buffer model and an actual encoder system.

【図4】本発明に係る第2の実施の形態のエンコーダシ
ステムのブロック回路図である。
FIG. 4 is a block circuit diagram of an encoder system according to a second embodiment of the present invention.

【図5】第2の実施の形態のエンコーダシステムとデコ
ーダシステムのバッファのビット占有量の変化を説明す
る図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a change in a bit occupancy of a buffer of an encoder system and a decoder system according to a second embodiment.

【図6】図5を拡大して示す図である。FIG. 6 is an enlarged view of FIG. 5;

【図7】第2の実施の形態のエンコーダシステムとデコ
ーダシステムのバッファのビット占有量の変化の他の例
を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating another example of a change in the bit occupancy of a buffer of the encoder system and the decoder system according to the second embodiment.

【図8】従来ある出力ビットレートが一定の時のエンコ
ーダシステムのブロック回路図である。
FIG. 8 is a block circuit diagram of a conventional encoder system when an output bit rate is constant.

【図9】従来のデコーダシステムを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a conventional decoder system.

【図10】出力ビットレートが一定の時のエンコーダシ
ステムとデコーダシステムの各バッファのビット占有量
の変化を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a change in bit occupancy of each buffer of the encoder system and the decoder system when the output bit rate is constant.

【図11】ピクチャの種類を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating types of pictures.

【図12】エンコーダシステムとデコーダシステムの各
バッファのビット占有量の関係を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the bit occupancy of each buffer of the encoder system and the decoder system.

【図13】図8のエンコーダシステムにおいて、出力ビ
ットレートを可変とした時に起こる問題を説明する図で
ある。
FIG. 13 is a diagram illustrating a problem that occurs when the output bit rate is made variable in the encoder system of FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

52,72 ビデオエンコーダ、 53,73 ビデオ
バッファ、 55,75 レートコントローラ、 5
6,76 出力ビットレートコントローラ、 57 バ
ッファサイズコントローラ、 66,86 スタートコ
ントローラ、 731 コードバッファ、 732 バ
ッファ
52,72 video encoder, 53,73 video buffer, 55,75 rate controller, 5
6,76 output bit rate controller, 57 buffer size controller, 66,86 start controller, 731 code buffer, 732 buffer

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディジタル信号を可変ビットレートで符
号化して伝送する符号化信号伝送方法において、 エンコーダ側の符号化された信号を一時蓄積する送信バ
ッファは、エンコーダがレートコントロールのために使
用するコードバッファを有し、このコードバッファのサ
イズを一定として、符号化ビットレートが変更されてか
ら、所定の遅延時間の後に、送信バッファからの出力ビ
ットレートを新しい符号化ビットレートの値へ変更する
ことを特徴とする符号化信号伝送方法。
1. An encoded signal transmission method for encoding a digital signal at a variable bit rate and transmitting the encoded signal, wherein a transmission buffer for temporarily storing an encoded signal on an encoder side comprises a code used by the encoder for rate control. Changing the output bit rate from the transmission buffer to a new value of the encoding bit rate after a predetermined delay time after the encoding bit rate is changed, with the size of the code buffer being constant. A coded signal transmission method characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 上記遅延時間は、上記デコーダの受信バ
ッファのサイズと、上記符号化ビットレートの最小値と
によって決定し、 上記送信バッファのサイズは、デコーダの受信バッファ
サイズと符号化ビットレートの最小値と最大値とによっ
て決定することを特徴とする請求項1記載の符号化信号
伝送方法。
2. The delay time is determined by a size of a reception buffer of the decoder and a minimum value of the coding bit rate. The size of the transmission buffer is determined by a size of a reception buffer size of the decoder and a coding bit rate. 2. The method according to claim 1, wherein the method is determined by a minimum value and a maximum value.
【請求項3】 上記遅延時間をτとし、上記デコーダの
受信バッファサイズをBとし、上記符号化ビットレート
の最小値をRMINとするとき、 上記遅延時間τは、 τ=B/RMIN により決定し、 上記送信バッファに必要とされるバッファサイズをBB
MAXとし、符号化ビットレートの最大値をRMAXとすると
き、 上記送信バッファに必要とされるバッファサイズBBMA
Xは、 BBMAX=B×RMAX/RMIN により決定することを特徴とする請求項1記載の符号化
信号伝送方法。
3. When the delay time is τ, the receiving buffer size of the decoder is B, and the minimum value of the encoding bit rate is RMIN, the delay time τ is determined by τ = B / RMIN. The buffer size required for the transmission buffer is BB
When the maximum value of the encoding bit rate is RMAX, the buffer size BBMA required for the transmission buffer
2. The method according to claim 1, wherein X is determined by BBMAX = B * RMAX / RMIN.
【請求項4】 デコーダの受信バッファに必要なサイズ
をBとし、上記エンコーダがレートコントロールのため
に使用するコードバッファサイズを上記デコーダの受信
バッファに必要なサイズBと同じにする時の符号化ビッ
トレートの最小値をRMIN,最大値をRMAXとするとき、 符号化ビットレートが上記最小値RMIN以上では、上記
コードバッファサイズを所定の一定値とし、 上記符号化ビットレートが上記最小値RMINより小さい
ときには、上記コードバッファサイズを上記一定値より
も小さく変更することを特徴とする請求項1記載の符号
化信号伝送方法。
4. A coded bit when a size required for a receiving buffer of a decoder is B and a code buffer size used for rate control by the encoder is the same as a size B required for a receiving buffer of the decoder. When the minimum value of the rate is RMIN and the maximum value is RMAX, when the encoding bit rate is equal to or more than the minimum value RMIN, the code buffer size is set to a predetermined constant value, and the encoding bit rate is smaller than the minimum value RMIN. 2. The method according to claim 1, wherein the code buffer size is changed to be smaller than the fixed value.
【請求項5】 上記一定値は上記デコーダの受信バッフ
ァのサイズBであり、上記遅延時間をτとし、上記コー
ドバッファのサイズをBcur、現在の符号化ビットレー
トをRcurとし、上記符号化ビットレートが上記最小値
RMINより小さいときに、 上記コードバッファのサイズBcurを、上記デコーダの
受信バッファサイズBと上記最小値RMINと上記現在の
符号化ビットレートRcurとに基づいて、 Bcur=Rcur×B/RMIN=Rcur×τ により決定することを特徴とする請求項4記載の符号化
信号伝送方法。
5. The constant value is the size B of the receiving buffer of the decoder, the delay time is τ, the size of the code buffer is Bcur, the current encoding bit rate is Rcur, and the encoding bit rate is Is smaller than the minimum value RMIN, the size Bcur of the code buffer is calculated based on the reception buffer size B of the decoder, the minimum value RMIN, and the current encoding bit rate Rcur, as follows: Bcur = Rcur × B / 5. The method according to claim 4, wherein RMIN = Rcur.times..tau ..
【請求項6】 上記最小値RMIN以上の値をRprevと
し、τ=B/RMINとし、現在の符号化ビットレートを
Rcurとし、当該現在の符号化ビットレートRcurが上記
最小値RMIN以上の値Rprevから上記最小値RMINより小
さい値へ変化したとき、または、上記最小値RMINより
小さい値Rprevから上記最小値RMIN以上の値へ変化し
たとき、 上記送信バッファのコードバッファのサイズの切換時刻
は、 δ = (B−Bcur) / (Rprev−Rcur) により決定する符号化ビットレートが変化する時刻から
時間δだけ先立つ時刻とし、 符号化ビットレートRcurが現在の値へ変更されてか
ら、最低でも遅延時間(τ−δ)の後に、送信バッファ
からの出力ビットレートを上記符号化ビットレートRcu
rへ変更するを特徴とする請求項4記載の符号化信号伝
送方法。
6. A value Rprev equal to or greater than the minimum value RMIN, τ = B / RMIN, a current encoding bit rate Rcur, and a value Rprev equal to or greater than the minimum value RMIN. From the minimum value RMIN to the value smaller than the minimum value RMIN, or from the value Rprev smaller than the minimum value RMIN to a value not less than the minimum value RMIN, the switching time of the code buffer size of the transmission buffer is represented by δ = (B−Bcur) / (Rprev−Rcur) A time preceding the time when the encoding bit rate changes by the time δ, and at least a delay time after the encoding bit rate Rcur is changed to the current value. After (τ−δ), the output bit rate from the transmission buffer is changed to the above-mentioned encoding bit rate Rcu.
The method according to claim 4, wherein the method is changed to r.
【請求項7】 ディジタル信号を可変ビットレートで符
号化して伝送する符号化信号伝送装置において、 エンコーダ側の符号化された信号を一時蓄積する送信バ
ッファは、エンコーダがレートコントロールのために使
用するコードバッファを有し、このコードバッファのサ
イズを一定として、符号化ビットレートが変更されてか
ら、所定の遅延時間の後に、送信バッファからの出力ビ
ットレートを新しい符号化ビットレートの値へ変更する
制御手段を有することを特徴とする符号化信号伝送装
置。
7. An encoded signal transmitting apparatus for encoding a digital signal at a variable bit rate and transmitting the encoded signal, wherein a transmission buffer for temporarily storing the encoded signal on the encoder side comprises a code used by the encoder for rate control. A control for changing the output bit rate from the transmission buffer to a new value of the encoding bit rate after a predetermined delay time after the encoding bit rate is changed while keeping the size of the code buffer constant. A coded signal transmission device comprising a means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7200672B2 (en) 2001-04-19 2007-04-03 Nec Corporation Flow control system and method
JP2012004662A (en) * 2010-06-14 2012-01-05 Mitsubishi Electric Corp Content reproduction device and method
JP2014505425A (en) * 2011-01-06 2014-02-27 ソニック アイピー, インコーポレイテッド System and method for adaptive bitrate streaming based on stream delay and channel rate

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7200672B2 (en) 2001-04-19 2007-04-03 Nec Corporation Flow control system and method
JP2012004662A (en) * 2010-06-14 2012-01-05 Mitsubishi Electric Corp Content reproduction device and method
JP2014505425A (en) * 2011-01-06 2014-02-27 ソニック アイピー, インコーポレイテッド System and method for adaptive bitrate streaming based on stream delay and channel rate
US9667967B2 (en) 2011-01-06 2017-05-30 Sonic Ip, Inc. Systems and methods for encoding alternative streams of video for use in adaptive bitrate streaming
US10326987B2 (en) 2011-01-06 2019-06-18 Divx, Llc Systems and methods for encoding alternative streams of video for use in adaptive bitrate streaming
US10764579B2 (en) 2011-01-06 2020-09-01 Divx, Llc Systems and methods for encoding alternative streams of video for use in adaptive bitrate streaming

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