CN101743754A - 视频编码装置及方法、视频代码程序及记录该程序的记录介质 - Google Patents

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CN101743754A CN200880024437A CN200880024437A CN101743754A CN 101743754 A CN101743754 A CN 101743754A CN 200880024437 A CN200880024437 A CN 200880024437A CN 200880024437 A CN200880024437 A CN 200880024437A CN 101743754 A CN101743754 A CN 101743754A
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Abstract

一种视频编码装置及方法，对编码对象区域的视频信号和与其预测信号的预测误差信号实施正交变换，并将变换结果所获得的正交变换系数按预先设定的量化步长进行量化并加以编码。其中，算出所述预测误差信号的功率即预测误差功率，以所述算出的预测误差功率、所述设定的量化步长、和编码对象区域的发生代码量的上限值为输入，判断按照所述设定的量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过该上限值，并基于所述判断结果，变更编码处理。

Description

视频编码装置及方法、视频代码程序及记录该程序的记录介质
技术领域
本发明涉及对于编码对象区域的视频信号和其预测信号的预测误差信号实施正交变换并根据量化步长(quantization step size)来量化经实施正交变换的结果所获得的正交变换系数并加以编码的视频编码装置及其方法、用于实现该视频编码装置的视频编码程序及记录了该程序的计算机可读取的记录介质，特别是涉及无需进行再次的编码处理或2种以上编码模式的编码处理，而且不用等待发生代码量(amount of generated code)的测量结果而实现不超过上限编码量的编码的视频编码装置及其方法、用于实现该视频编码装置的视频编码程序及记录该程序的计算机可读取的记录介质。
本申请基于2007年7月17日申请的日本特愿2007-185374号主张优先权，并在此援引其内容。
背景技术
在国际编码标准即H.264的规格中，规定了单位宏模块(macroblock)的上限代码量(例如，参照非专利文献1)。
由此，在安装H.264的视频编码装置中，需要以使一个宏模块的发生代码量进入该上限代码量的方式进行编码。
为了实现该编码，进行一次编码而测量发生代码量，当该发生代码量超过上限值时，需要以不同的编码条件再次进行编码。
但是，如果使用这种方法，就需要改变编码条件后再次进行编码，因此存在运算量或处理时间增加的问题。
作为解决该问题的一种方法，可考虑使用这样的方法：同时进行改变了编码条件的2种以上编码模式的编码处理(正交变换或量化或信息源编码等)，其中选择出发生代码量不超过上限值的编码结果的编码处理的方法。
但是，如果使用这种方法，就有必须要同时进行改变了编码条件的2种以上编码模式的编码处理的问题，而且存在未必会得到发生代码量不超过上限值的编码结果的问题。
因此，在H.264规格中，不管是什么样的输入图像，都要准备将像素值原样非压缩(不量化)的情况下传送的脉冲编码调制模式(PCM模式)，以能够利用上限值以下的位数确实地对宏模块进行编码。
利用该规格的传统技术中，如图18所示，决定编码模式后进行编码，并基于该编码测量发生代码量，当该发生代码量大于上限值时，以PCM模式再次编码。
另一方面，在H.264中采用的算术编码方式与传统的借助编码表的编码方法不同，具有不能瞬间测量代码量的特性。
因此，在开始下一个宏模块的处理后，有可能会确认到超过上限位数的情况。如果发生此情况，就有在进行流水线(pipeline)处理(并行执行处理)的情况下会发生处理延迟的问题。
由此，在进行宏模块单位的流水线处理的硬件安装中，如果想要以上述的PCM模式对超过了上限位数的宏模块的输入图像再次进行编码，则有为了将输入图像保存到编码的末级(final stage)而需要追加的存储器等的问题。
因此，提出了这样的技术方案：在进行宏模块单位的流水线处理的硬件安装中，对于超过上限位数的宏模块，利用PCM模式再次对编码器内的局部(local)解码图像进行编码，而不是对该输入图像进行编码(例如，参照非专利文献2)。
非专利文献1：ITU-T Rec.H.264，″Advanced video coding forgeneric audio visual services″，pp.249-256，2003.
非专利文献2：蝶野庆一、仙田裕三、宫本义弘，「ロ一カル復号画像を用いたH.264MB上限ビツト遵守PCM符号化方法(利用局部解码图像的H.264MB上限位遵守PCM编码方法)」，pp.119-120，PCSJ2006.
如上所述，在安装H.264的视频编码装置中，需要以使一个宏模块的发生代码量在规定的上限代码量内的方式进行编码，作为实现这种编码的方法，有这样的方法：进行一次编码并测量发生代码量，在该发生代码量超过上限值时，以不同的编码条件再次编码的方法。
但是，使用这种方法时，由于需要改变编码条件后再次进行编码，存在运算量和处理时间增加的问题。
作为解决该问题的一种方法，可考虑使用同时进行改变了编码条件的2种以上编码模式的编码处理，从中选出发生代码量不超过上限值的编码结果的编码处理的方法。
但是，使用这种方法时，存在必须同时进行改变了编码条件的2种以上编码模式的编码处理的问题，而且还有未必会得到发生代码量不超过上限值的编码结果的问题。
因此，在传统技术中，如上述图18所示，决定编码模式后进行编码，并基于该编码测量发生代码量，当该发生代码量大于上限值时，以PCM模式再次编码。
但是，在这种传统技术中，存在比用PCM模式再次编码的情形更能抑制代码量的发生，却会将它忽略的问题。
而且，在H.264中采用的算术编码方式具有不能瞬间进行代码量的测量的特性，因此，在进行流水线处理的硬件安装中，存在会发生处理延迟的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题构思而成，其目的在于提供一种新的视频编码技术，无需再次进行编码处理或基于2种以上编码模式的编码处理，而且不用等待发生代码量的测量结果，而实现不超过上限编码量的编码。
为了达成该目的，本发明的视频编码装置，采用这样的结构，即，对编码对象区域的视频信号和与其预测信号的预测误差信号实施正交变换，并将变换结果所获得的正交变换系数按规定的量化步长进行量化并加以编码的结构，这时构成为包括：(1)计算单元，算出预测误差信号的功率即预测误差功率；(2)判断单元，以计算单元算出的预测误差功率、预先设定的用于编码的预定量化步长、编码对象区域的发生代码量的上限值为输入，判断按照用于编码的预定量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过该上限值；以及(3)变更单元，基于判断单元的判断结果，变更编码处理。
当采用该结构时，基于计算单元算出的预测误差功率和用于编码的预定量化步长，判断单元估计按照用于编码的预定量化步长进行量化时发生的代码量，并通过比较该估计值与发生代码量的上限值，判断按照用于编码的预定量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过该上限值。
此外，基于发生代码量的上限值和用于编码的预定量化步长，判断单元计算出计算单元算出的预测误差功率的允许功率，并通过比较该允许功率和计算单元算出的预测误差功率，判断按照用于编码的预定量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过该上限值。
又，当采用该结构时，在判断单元判断出按照用于编码的预定量化步长进行量化时会发生的代码量超过该上限值的情况下，变更单元不是对正交变换系数的量化值进行编码，而是不量化视频信号而进行编码。
此外，在判断单元判断出按照用于编码的预定量化步长进行量化时会发生的代码量超过该上限值的情况下，变更单元求出基于计算单元算出的预测误差功率和发生代码量的上限值算出的、实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长，并将用于编码的预定量化步长变更为该求出的量化步长。
以上的各处理单元用计算机程序也能实现。该计算机程序是记录在适当的计算机可读取的记录介质而得以提供，或者经由网络而得以提供，在实施本发明时通过装载而在CPU等的控制单元上动作来实现本发明。
一般，在发生代码量G与量化步长Q之间存在G＝X/Q的关系，其中，X是依赖于输入信号的值。此外，在同一量化步长Q的情况下，在发生代码量G与输入信号的功率D之间也存在相关。因此，用于编码的预测模式选择中，会选择预测误差功率最小的模式。
根据这种关系，能够从输入信号功率和量化步长大致估计该发生代码量。
在本发明的视频编码装置中，着眼于上述方面，作为典型例，算出成为编码对象的预测误差信号的功率即预测误差功率，并基于该算出的预测误差功率和用于编码的预定量化步长，估计按照用于编码的预定量化步长进行量化时发生的代码量，并通过比较该估计值与发生代码量的上限值，判断按照用于编码的预定量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过该上限值。
在该判断处理中直接估计发生代码量，但该判断处理是与判断预测误差功率是否进入由发生代码量的上限值规定的允许功率范围的处理等效的。
由此，在本发明的视频编码装置中，还基于发生代码量的上限值与用于编码的预定量化步长，算出预测误差功率的允许功率，通过比较该允许功率与算出的预测误差功率，判断按照用于编码的预定量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过该上限值。
关于这些判断处理所需要的发生代码量的估计值或预测误差功率的允许功率，能够通过使用函数或表来简单算出。
即，能够以预测误差功率和量化步长为变数，并通过向以发生代码量为函数值的函数分别代入变数值，估计发生代码量，或者通过参照描述了预测误差功率和量化步长和发生代码量的数据值的关系的表，估计发生代码量。
此外，能够以发生代码量的上限值和量化步长为变数，并通过向以预测误差功率的允许功率为函数值的函数分别代入变数值，算出预测误差功率的允许功率，或者通过参照记载了发生代码量的上限值和量化步长和预测误差功率的允许功率的数据值的关系的表，算出预测误差功率的允许功率。
在此，如果编码模式(预测模式)不同，开销(overhead)代码量等就会改变，因此这些函数或表准确地说会依赖于编码模式。由此，优选按每个编码模式准备多个这些函数或表，从中切换适合于编码对象区域的编码模式的函数或表并加以使用。
在本发明的视频编码装置中，根据这种判断处理，判断出按照用于编码的预定量化步长进行量化时会发生的代码量超过该上限值时，不作正交变换系数的量化值的编码，而在不量化视频信号的情况下进行编码，或者求出基于预测误差功率和发生代码量的上限值算出的、实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长，将用于编码的预定量化步长变更为该求出的量化步长。
关于该变更处理中所需要的量化步长的计算，是通过用于上述的发生代码量的估计的函数的逆函数来实现的，由此，在该情况下也能够通过使用函数或表来简单算出。
即，能够以预测误差功率和发生代码量的上限值为变数，并通过向以实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长为函数值的函数分别代入变数值，算出实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长。
此外，能够通过参照描述了预测误差功率和发生代码量的上限值和实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长的数据值的关系的表，算出实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长。
在此，如果编码模式(预测模式)不同，开销代码量等就会改变，因此这些函数或表准确地说会依赖于编码模式。由此，优选按每个编码模式准备多个这些函数或表，从中切换适合于编码对象区域的编码模式的函数或表并加以使用。
(发明效果)
如以上说明的那样，依据本发明，在采用这样的结构，即，对编码对象区域的视频信号和与其预测信号的预测误差信号实施正交变换，并将变换结果所获得的正交变换系数按量化步长进行量化并加以编码的结构时，无需测量发生代码量，而能够实现不超过上限编码量的编码，因此无需再次进行编码处理或2种以上编码模式的编码处理，而能够实现不超过上限编码量的编码。
又，依据本发明，无需等待发生代码量的测量结果，而能够实现不超过上限编码量的编码，因此在进行流水线处理的硬件中安装时，不会发生处理延迟的问题。
附图说明
图1是本发明视频编码装置的一个实施方式例。
图2是该实施方式的代码量估计部的装置构成的一例示意图。
图3是该实施方式的量化步长算出部的装置构成图。
图4是该实施方式的视频编码装置所执行的流程图。
图5A同样是本视频编码装置所执行的流程图。
图5B同样是本视频编码装置所执行的流程图。
图6是该实施方式的代码量估计部的装置构成的另一例示意图。
图7是在图6的构成的情况下本视频编码装置所执行的流程图。
图8A同样是本视频编码装置所执行的流程图。
图8B同样是本视频编码装置所执行的流程图。
图9是本发明视频编码装置的其它实施方式例。
图10是该实施方式的视频编码装置所执行的流程图。
图11是该实施方式的视频编码装置所执行的其它流程图。
图12是发生代码量估计部的装置构成的一例示意图。
图13是发生代码量估计部的装置构成的其它例的示意图。
图14是允许预测误差功率算出部的装置构成的一例示意图。
图15是允许预测误差功率算出部的装置构成的其它例的示意图。
图16是量化步长算出部的装置构成的一例示意图。
图17是量化步长算出部的装置构成的其它例的示意图。
图18是说明传统技术的处理的流程图。
(符号说明)
10H.264视频编码装置构成部分；20代码量估计部；21量化步长算出部；22切换开关；200预测误差功率算出部；201发生代码量估计部；202代码量比较部；210预测误差功率算出部；211最小量化步长算出部。
具体实施方式
以下，根据实施方式对本发明进行详细说明。
图1中示出本发明的一个实施方式例的视频编码装置。
图中，10(用虚线围起的部分)是安装H.264的作为H.264视频编码装置的构成部分，20是以实现本实施方式例地设置的代码量估计部，21是以实现本实施方式例地设置的量化步长算出部，22是以实现本实施方式例地设置的切换开关。
H.264视频编码装置构成部分10与传统的安装H.264的视频编码装置相同，具备：运动检测部100、运动补偿部101、帧存储器102、帧间预测模式决定部103、帧内预测模式决定部104、切换开关105、减法器106、正交变换部107、量化部108、量化控制部109、逆量化部110、逆正交变换部111、加法器112、环路滤波器(loop filter)113、及信息源编码部114，若减法器106中生成编码对象的宏模块的视频信号和其预测信号的预测误差信号，则用正交变换部107对该生成的预测误差信号实施正交变换，利用量化部108按照量化控制部109设定的量化步长对通过该正交变换而获得的正交变换系数进行量化，在信息源编码部114中，对该量化值进行熵编码(entropy encoding)，从而执行视频信号的编码处理。
在图2中示出一例代码量估计部20的装置构成。
代码量估计部20以宏模块的发生代码量的上限值(上限代码量)、减法器106生成的预测误差信号、和量化控制部109设定的量化步长为输入，具备：预测误差功率算出部200、发生代码量估计部201、和代码量比较部202。
预测误差功率算出部200算出减法器106生成的预测误差信号的功率即预测误差功率。
发生代码量估计部201基于预测误差功率算出部200算出的预测误差功率和量化控制部109设定的量化步长，估计按照该量化步长对编码对象的宏模块进行量化时发生的代码量。
代码量比较部202比较发生代码量估计部201估计的发生代码量的估计值和宏模块的发生代码量的上限值(用H.264定义)，当发生代码量估计部201估计的发生代码量的估计值大于宏模块的发生代码量的上限值时，对切换开关22指示从量化控制部109设定的量化步长切换到量化步长算出部21算出的量化步长，作为供给量化部108的量化步长。与之相反地，当发生代码量估计部201估计的发生代码量的估计值小于宏模块的发生代码量的上限值时，对切换开关22指示原样使用量化控制部109设定的量化步长，作为供给量化部108的量化步长。
在图3中示出一例量化步长算出部21的装置构成。
量化步长算出部21以宏模块的发生代码量的上限值(上限代码量)和减法器106生成的预测误差信号为输入，具备预测误差功率算出部210和最小量化步长算出部211。
预测误差功率算出部210算出减法器106生成的预测误差信号的功率即预测误差功率。
最小量化步长算出部211基于预测误差功率算出部200算出的预测误差功率和宏模块的发生代码量的上限值，算出实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长(最小量化步长)。
在图4～图5B中示出这样构成的本实施方式的视频编码装置所执行的流程图。
接着，按照这些流程图，对本实施方式的视频编码装置所执行的处理进行详细说明。
在本实施方式的视频编码装置中，如图4的流程图所示，首先在步骤S10中决定了编码模式时，接着在步骤S11中估计利用当前设定的量化步长进行编码时的发生代码量。
接着，在步骤S12中判断发生代码量的估计值是否大于宏模块的发生代码量的上限值，当判断为大时，进行步骤S13，在变更量化步长后，在步骤S14中利用该变更后的量化步长进行编码。
另一方面，在步骤S12的判断处理中判断出发生代码量的估计值小于宏模块的发生代码量的上限值时，不进行步骤S13的处理而立即进行步骤S14，利用当前设定的量化步长进行编码。
在图5A中示出在步骤S11中进行的发生代码量的估计处理的流程图，在图5B中示出在步骤S13中进行的量化步长的变更处理的流程图。
即，在步骤S11中，如图5A的流程图所示，首先在步骤S110中输入预测误差信号而算出预测误差功率，接着在步骤S111中输入当前设定的量化步长，接着在步骤S112中基于该算出的预测误差功率和该输入的量化步长，估计利用当前设定的量化步长进行编码时的发生代码量。
另一方面，在步骤S13中，如图5B的流程图所示，首先在步骤S130中输入宏模块的发生代码量的上限值(上限代码量)，接着在步骤S131中输入预测误差信号而算出预测误差功率，接着在步骤S132中基于所输入的发生代码量的上限值和算出的预测误差功率，算出实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长，接着在步骤S133中按照该算出的量化步长，变更用于编码的量化步长。
如此，图1所示的本实施方式的视频编码装置这样进行处理：基于在发生代码量与量化步长之间成立的关系，估计利用当前设定的量化步长进行编码时的发生代码量，当该估计值大于宏模块的发生代码量的上限值时，算出实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长，将用于编码的量化步长变更为这样算出的量化步长。
由此，依据本实施方式的视频编码装置，无需再次进行编码处理或2种以上编码模式的编码处理，而且无需等待发生代码量的测量结果，而能够实现不超过发生代码量的上限值的编码。
在图6中示出另一例代码量估计部20的装置构成。
按照该装置构成的场合，代码量估计部20以宏模块的发生代码量的上限值(上限代码量)、减法器106生成的预测误差信号、和量化控制部109设定的量化步长为输入，具备：预测误差功率算出部200、允许预测误差功率算出部203、和预测误差比较部204。
预测误差功率算出部200算出减法器106生成的预测误差信号的功率即预测误差功率。
允许预测误差功率算出部203基于宏模块的发生代码量的上限值和量化控制部109设定的量化步长，算出预测误差功率的允许功率(允许预测误差功率)。
预测误差比较部204比较预测误差功率算出部200算出的预测误差功率和允许预测误差功率算出部203算出的允许预测误差功率，当预测误差功率算出部200算出的预测误差功率大于允许预测误差功率算出部203算出的允许预测误差功率时，对切换开关22指示从量化控制部109设定的量化步长切换到量化步长算出部21算出的量化步长，作为供给量化部108的量化步长。与之相反地，当预测误差功率算出部200算出的预测误差功率小于允许预测误差功率算出部203算出的允许预测误差功率时，对切换开关22指示原样使用量化控制部109设定的量化步长，作为供给量化部108的量化步长。
在图7～图8B中示出在代码量估计部20采用图6所示的构成时，本实施方式的视频编码装置所执行的流程图。
接着，按照这些流程图，对该场合的视频编码装置所执行的处理进行详细说明。
即，在本实施方式的视频编码装置中，代码量估计部20采用图6所示的构成时，如图7的流程图所示，首先在步骤S20中决定了编码模式时，接着在步骤S21中算出成为预测误差功率的允许功率的允许预测误差功率。
接着，在步骤S22中判断预测误差功率是否大于允许预测误差功率，当判断为大时，进行步骤S23，在变更量化步长后，在步骤S24中利用该变更后的量化步长进行编码。
在此，虽然在图7的流程图中没有记载，但在步骤S21中算出允许预测误差功率时，还会算出步骤S22的处理所需要的预测误差功率。
另一方面，在步骤S22的判断处理中判断出预测误差功率小于允许预测误差功率时，不进行步骤S23的处理而立即进行步骤S24，利用当前设定的量化步长进行编码。
在图8A中示出在步骤S21中进行的允许预测误差功率的计算处理的流程图，在图8B中示出在步骤S23中进行的量化步长的变更处理的流程图。
即，在步骤S21中，如图8A的流程图所示，首先在步骤S210中输入预测误差信号而算出预测误差功率，接着在步骤S211中输入宏模块的发生代码量的上限值(上限代码量)，接着在步骤S212中输入当前设定的量化步长，接着在步骤S213中基于该输入的发生代码量的上限值和该输入的量化步长，算出允许预测误差功率。
另一方面，在步骤S23中，如图8B的流程图所示，首先在步骤S230中输入宏模块的发生代码量的上限值(上限代码量)，接着在步骤S231中输入预测误差信号而算出预测误差功率，接着在步骤S232中基于所输入的发生代码量的上限值和算出的预测误差功率，算出实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长，接着在步骤S233中按照该算出的量化步长，变更用于编码的量化步长。
如此，图1所示的本实施方式的视频编码装置这样进行处理：当代码量估计部20采用图6所示的构成时，基于从发生代码量的上限值和量化步长导出的预测误差功率的允许功率，判断利用当前设定的量化步长进行编码时的发生代码量是否会超过该上限值，当发生代码量超过该上限值时，算出实现不超过该上限值的代码量的发生的量化步长，将用于编码的量化步长变更为这样算出的量化步长。
由此，依据本实施方式的视频编码装置，无需再次进行编码处理或2种以上编码模式的编码处理，而且无需等待发生代码量的测量结果，而能够实现不超过发生代码量的上限值的编码。
在图9中示出本发明视频编码装置的其它实施方式例。在此，对于与图1中说明的构成要素相同的构成要素采用同一符号。
图中，10(用虚线围起的部分)是安装H.264的作为H.264视频编码装置的构成部分，30是以实现本实施方式例地设置的代码量估计部，31是以实现本实施方式例地设置的PCM编码部，32是以实现本实施方式例地设置的切换开关。
PCM编码部31对视频信号进行PCM编码，而不是将视频信号作为编码对象进行量化，将该编码数据经由切换开关32输出至信息源编码部114。
代码量估计部30具有与图1所示的实施方式例所具备的代码量估计部20相同的基本构成，有采用图2的构成的情形。在采用图2的构成的情况下，当发生代码量的估计值大于发生代码量的上限值时，对切换开关32指示将PCM编码部31的输出信号供给信息源编码部114，与之相反地，当发生代码量的估计值小于发生代码量的上限值时，对切换开关32指示将量化部108的输出信号供给信息源编码部114。
即，当代码量估计部30采用图2的构成时，本实施方式的视频编码装置如图10的流程图所示，首先在步骤S30中决定了编码模式时，接着在步骤S31中估计利用当前设定的量化步长进行编码时的发生代码量。接着在步骤S32中判断发生代码量的估计值是否大于发生代码量的上限值，当判断为大时，进行步骤S33，进行PCM编码，而在判断为小时，进行步骤S34，进行正常编码。
此外，代码量估计部30可采用图6的构成，在采用图6的构成的情况下，当预测误差功率大于允许预测误差功率时，对切换开关32指示将PCM编码部31的输出信号供给信息源编码部114，与之相反地，当预测误差功率小于允许预测误差功率时，对切换开关32指示将量化部108的输出信号供给信息源编码部114。
即，在代码量估计部30采用图6的构成时，本实施方式的视频编码装置如图11的流程图所示，首先在步骤S40中决定了编码模式时，接着在步骤S41中算出成为预测误差功率的允许功率的允许预测误差功率。接着在步骤S42中判断预测误差功率是否大于允许预测误差功率，当判断为大时，进行步骤S43，进行PCM编码，而判断为小时，进行步骤S44，进行正常编码。
如此，图9所示的本实施方式的视频编码装置这样进行处理：判断利用当前设定的量化步长进行编码时的发生代码量是否超过该上限值，当发生代码量超过该上限值时，不作量化而进行PCM编码。
图2所示的发生代码量估计部201或者图6所示的允许预测误差功率算出部203或者图3所示的最小量化步长算出部211，具体地说能够利用函数或查阅表实现。
在此，如果预测模式(编码模式)不同，开销代码量等就会改变，因此这些函数或表准确地说会依赖于预测模式。由此，优选按每个预测模式准备这些函数或表，从中选择适合于编码对象的宏模块的预测模式的函数或表并加以使用。
即，如图12所示，优选图2所示的发生代码量估计部201构成为具有对应于多个预测模式的多个函数(函数1～函数N)，以从这些函数中选择适合于编码对象的宏模块的预测模式的函数并加以使用。
此外，如图13所示，优选图2所示的发生代码量估计部201构成为具有对应于多个预测模式的多个查阅表(LT1～LTN)，以从这些查阅表中选择适合于编码对象的宏模块的预测模式的查阅表并加以使用。
此外，如图14所示，优选图6所示的允许预测误差功率算出部203构成为具有对应于多个预测模式的多个函数(函数1～函数N)，以从这些函数中选择适合于编码对象的宏模块的预测模式的函数并加以使用。
此外，如图15所示，优选图6所示的允许预测误差功率算出部203构成为具有对应于多个预测模式的多个查阅表(LT1～LTN)，以从这些查阅表中选择适合于编码对象的宏模块的预测模式的查阅表并加以使用。
此外，如图16所示，优选图3所示的最小量化步长算出部211构成为具有对应于多个预测模式的多个函数(函数1～函数N)，以从这些函数中选择适合于编码对象的宏模块的预测模式的函数并加以使用。
此外，如图17所示，优选图3所示的最小量化步长算出部211构成为具有对应于多个预测模式的多个查阅表(LT1～LTN)，以从这些查阅表中选择适合于编码对象的宏模块的预测模式的查阅表并加以使用。
产业上的利用可能性
本发明能够用于采用这样的结构，即，对编码对象区域的视频信号和与其预测信号的预测误差信号实施正交变换，并将变换结果所获得的正交变换系数按量化步长进行量化并加以编码的结构的视频编码，无需再次进行编码处理或2种以上编码模式的编码处理，而且不用等待发生代码量的测量结果，而能够实现不超过上限编码量的编码。

Claims (20)

1.一种视频编码装置，对编码对象区域的视频信号和与其预测信号的预测误差信号实施正交变换，并将变换结果所获得的正交变换系数按预先设定的量化步长进行量化并加以编码，其特征在于包括：
计算单元，算出所述预测误差信号的功率即预测误差功率；
判断单元，以所述计算单元算出的预测误差功率、所述设定的量化步长、和编码对象区域的发生代码量的上限值为输入，判断按照所述设定的量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过该上限值；以及
变更单元，基于所述判断单元的判断结果，变更编码处理。
2.如权利要求1所述的视频编码装置，其特征在于：
所述判断单元基于所述预测误差功率和所述设定的量化步长，估计按照所述设定的量化步长进行量化时发生的代码量，并通过比较该估计值与所述上限值，判断按照所述设定的量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过所述上限值。
3.如权利要求1所述的视频编码装置，其特征在于：
所述判断单元基于所述上限值和所述设定的量化步长，算出所述预测误差功率的允许功率，并通过比较该允许功率和所述预测误差功率，判断按照所述设定的量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过所述上限值。
4.如权利要求2所述的视频编码装置，其特征在于：
所述判断单元以所述预测误差功率和所述量化步长为变数，并通过向以所述发生代码量为函数值的函数分别代入变数值，估计按照所述设定的量化步长进行量化时发生的代码量。
5.如权利要求2所述的视频编码装置，其特征在于：
所述判断单元通过参照描述了所述预测误差功率和所述量化步长和所述发生代码量的数据值的关系的表，估计按照所述设定的量化步长进行量化时发生的代码量。
6.如权利要求3所述的视频编码装置，其特征在于：
所述判断单元以所述上限值和所述量化步长为变数，并通过向以所述允许功率为函数值的函数分别代入变数值，算出所述预测误差功率的允许功率。
7.如权利要求3所述的视频编码装置，其特征在于：
所述判断单元通过参照记载了所述上限值和所述量化步长和所述允许功率的数据值的关系的表，算出所述预测误差功率的允许功率。
8.如权利要求4或6所述的视频编码装置，其特征在于：
所述判断单元按照编码对象区域的编码模式切换所述函数。
9.如权利要求5或7所述的视频编码装置，其特征在于：
所述判断单元按照编码对象区域的编码模式切换所述表。
10.如权利要求1所述的视频编码装置，其特征在于：
当所述判断单元判断出按照所述设定的量化步长进行量化时会发生的代码量超过该上限值时，所述变更单元不量化所述视频信号而进行编码，而不是对所述正交变换系数的量化值进行编码。
11.如权利要求1所述的视频编码装置，其特征在于：
当所述判断单元判断出按照所述设定的量化步长进行量化时会发生的代码量超过该上限值时，所述变更单元求出基于所述预测误差功率和所述上限值算出的、实现不超过所述上限值的代码量的发生的量化步长，并将所述设定的量化步长变更为该求出的量化步长。
12.如权利要求11所述的视频编码装置，其特征在于：
所述变更单元以所述预测误差功率和所述上限值为变数，并通过向以所述量化步长为函数值的函数分别代入变数值，算出实现不超过所述上限值的代码量的发生的量化步长。
13.如权利要求11所述的视频编码装置，其特征在于：
所述变更单元通过参照描述了所述预测误差功率和所述上限值和所述量化步长的数据值的关系的表，算出实现不超过所述上限值的代码量的发生的量化步长。
14.如权利要求12所述的视频编码装置，其特征在于：
所述变更单元按照编码对象区域的编码模式切换所述函数。
15.如权利要求13所述的视频编码装置，其特征在于：
所述变更单元按照编码对象区域的编码模式切换所述表。
16.一种视频编码方法，对编码对象区域的视频信号和与其预测信号的预测误差信号实施正交变换，并将变换结果所获得的正交变换系数按预先设定的量化步长进行量化并加以编码，其特征在于包括：
计算过程，算出所述预测误差信号的功率即预测误差功率；
判断过程，以所述算出的预测误差功率、所述设定的量化步长、和编码对象区域的发生代码量的上限值为输入，判断按照所述设定的量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过该上限值；以及
变更过程，基于所述判断结果，变更编码处理。
17.如权利要求16所述的视频编码方法，其特征在于：
在所述判断过程中，基于所述预测误差功率和所述设定的量化步长，估计按照所述设定的量化步长进行量化时发生的代码量，并通过比较该估计值和所述上限值，判断按照所述设定的量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过所述上限值。
18.如权利要求16所述的视频编码方法，其特征在于：
在所述判断过程中，基于所述上限值和所述设定的量化步长，算出所述预测误差功率的允许功率，并通过比较该允许功率和所述预测误差功率，判断按照所述设定的量化步长进行量化时会发生的代码量是否超过所述上限值。
19.一种视频编码程序，令计算机执行用于实现权利要求1所述的视频编码装置的处理。
20.一种计算机可读取的记录介质，其中记录了视频编码程序，该视频编码程序令计算机执行用于实现权利要求1所述的视频编码装置的处理。
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