JP2000156857A - バリアブル・ビットレートによる動画像の符号化方法と装置 - Google Patents
バリアブル・ビットレートによる動画像の符号化方法と装置Info
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- JP2000156857A JP2000156857A JP33005998A JP33005998A JP2000156857A JP 2000156857 A JP2000156857 A JP 2000156857A JP 33005998 A JP33005998 A JP 33005998A JP 33005998 A JP33005998 A JP 33005998A JP 2000156857 A JP2000156857 A JP 2000156857A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力する動画像に対してＶＢＲによる符号化
をリアルタイムで実施することができる符号化方法を提
供する。 【解決手段】 動画像をバリアブル・ビットレートで符
号化する符号化方法において、固定ビットレートで符号
化する場合の平均ビットレートr0より僅かに低い基準ビ
ットレートr1を設定し、平均ビットレートと基準ビット
レートとの差分に時間成分t1を乗算して予備容量を求
め、基準ビットレートより高いビットレートで符号化す
るときには、この予備容量を減じ、基準ビットレートよ
り低いビットレートで符号化するときには、予備容量を
増やし、予備容量が０になったときには、符号化のビッ
トレートを基準ビットレートを超えないように設定す
る。予備容量が０になっても、基準ビットレートで符号
化することができるから、画質の劣化を回避することが
できる。
をリアルタイムで実施することができる符号化方法を提
供する。 【解決手段】 動画像をバリアブル・ビットレートで符
号化する符号化方法において、固定ビットレートで符号
化する場合の平均ビットレートr0より僅かに低い基準ビ
ットレートr1を設定し、平均ビットレートと基準ビット
レートとの差分に時間成分t1を乗算して予備容量を求
め、基準ビットレートより高いビットレートで符号化す
るときには、この予備容量を減じ、基準ビットレートよ
り低いビットレートで符号化するときには、予備容量を
増やし、予備容量が０になったときには、符号化のビッ
トレートを基準ビットレートを超えないように設定す
る。予備容量が０になっても、基準ビットレートで符号
化することができるから、画質の劣化を回避することが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動画を圧縮符号化
する符号化方法とそれを実施する装置に関し、特に、圧
縮率を時間的に変えるバリアブル・ビットレート（ＶＢ
Ｒ）での符号化をリアルタイムで実施できるようにした
ものである。
する符号化方法とそれを実施する装置に関し、特に、圧
縮率を時間的に変えるバリアブル・ビットレート（ＶＢ
Ｒ）での符号化をリアルタイムで実施できるようにした
ものである。
【０００２】
【従来の技術】動画像を、ネットワークを通じて伝送し
たり、記録媒体に記録する場合、そのデータ量を削減す
るために、動画像データの圧縮符号化が行なわれる。
たり、記録媒体に記録する場合、そのデータ量を削減す
るために、動画像データの圧縮符号化が行なわれる。
【０００３】動画像の代表的な圧縮符号化方式であるＭ
ＰＥＧ方式では、図４に示すエンコーダで圧縮符号化が
行なわれる。
ＰＥＧ方式では、図４に示すエンコーダで圧縮符号化が
行なわれる。
【０００４】このエンコーダは、入力した画像フレーム
データと画像メモリ17に蓄積された前の画像フレームデ
ータとの差分を出力する減算部11と、この差分にＤＣＴ
変換を施すＤＣＴ変換部12と、ＤＣＴ変換で得られたＤ
ＣＴ係数を量子化する量子化部13と、データを可変長符
号化する可変長符号化部19と、可変長符号化されたデー
タを一時蓄積するバッファ20と、量子化された値を逆量
子化する逆量子化部14と、逆量子化部14の出力に逆ＤＣ
Ｔ変換を施す逆ＤＣＴ変換部15と、画像メモリ17に蓄積
された前の画像フレームデータと逆ＤＣＴ変換部15の出
力とを加算して、入力した画像フレームデータを再現す
る加算部16と、このフレームデータを蓄積する画像メモ
リ17と、入力画像と前のフレームの画像とを比較して動
きベクトル（ＭＶ）を算出する動きベクトル検出部18と
を備えている。
データと画像メモリ17に蓄積された前の画像フレームデ
ータとの差分を出力する減算部11と、この差分にＤＣＴ
変換を施すＤＣＴ変換部12と、ＤＣＴ変換で得られたＤ
ＣＴ係数を量子化する量子化部13と、データを可変長符
号化する可変長符号化部19と、可変長符号化されたデー
タを一時蓄積するバッファ20と、量子化された値を逆量
子化する逆量子化部14と、逆量子化部14の出力に逆ＤＣ
Ｔ変換を施す逆ＤＣＴ変換部15と、画像メモリ17に蓄積
された前の画像フレームデータと逆ＤＣＴ変換部15の出
力とを加算して、入力した画像フレームデータを再現す
る加算部16と、このフレームデータを蓄積する画像メモ
リ17と、入力画像と前のフレームの画像とを比較して動
きベクトル（ＭＶ）を算出する動きベクトル検出部18と
を備えている。
【０００５】このエンコーダでは、画像データが入力す
ると、動きベクトル検出部18が、入力画像データと画像
メモリ17に蓄積された前フレームの画像データとを比較
して、動きベクトル（ＭＶ）を算出し、画像メモリ17及
び可変長符号化部19に出力する。
ると、動きベクトル検出部18が、入力画像データと画像
メモリ17に蓄積された前フレームの画像データとを比較
して、動きベクトル（ＭＶ）を算出し、画像メモリ17及
び可変長符号化部19に出力する。
【０００６】入力画像データが入力した減算部11には、
画像メモリ17から動きを補償した前フレームの画像デー
タが読み出され、減算部11は、入力画像データと、画像
メモリ17から読み出された前フレームの画像データとの
差分を出力する。
画像メモリ17から動きを補償した前フレームの画像デー
タが読み出され、減算部11は、入力画像データと、画像
メモリ17から読み出された前フレームの画像データとの
差分を出力する。
【０００７】この差分データはＤＣＴ変換部12に出力さ
れ、ＤＣＴ変換部12は、差分データにＤＣＴ変換を施
し、そのＤＣＴ係数を量子化部13に出力し、ＤＣＴ変換
のタイプを可変長符号化部19に伝える。
れ、ＤＣＴ変換部12は、差分データにＤＣＴ変換を施
し、そのＤＣＴ係数を量子化部13に出力し、ＤＣＴ変換
のタイプを可変長符号化部19に伝える。
【０００８】量子化部13は、バッファ20からの量子化特
性情報（Ｑuant）で指定された量子化ステップでＤＣＴ
係数の量子化を行なう。量子化された結果とＱuantとは
可変長符号化部19に出力され、また、量子化された結果
は、逆量子化部14Ｑuantにも出力される。
性情報（Ｑuant）で指定された量子化ステップでＤＣＴ
係数の量子化を行なう。量子化された結果とＱuantとは
可変長符号化部19に出力され、また、量子化された結果
は、逆量子化部14Ｑuantにも出力される。
【０００９】可変長符号化部19は、入力する動きベクト
ル、ＤＣＴタイプ、Ｑuant及び量子化部13の出力を可変
長符号化する。符号化されたデータは、バッファ20に一
時記録された後、ストリームとして出力される。
ル、ＤＣＴタイプ、Ｑuant及び量子化部13の出力を可変
長符号化する。符号化されたデータは、バッファ20に一
時記録された後、ストリームとして出力される。
【００１０】一方、量子化部13の出力は、逆量子化部14
で逆量子化され、逆ＤＣＴ変換部15で逆ＤＣＴ変換さ
れ、加算部16で、画像メモリ17に蓄積された前の画像デ
ータと加算されて、入力画像データが再生され、この画
像データが新たに画像メモリ17に蓄積され、次に入力す
る画像データを減算するために使用される。
で逆量子化され、逆ＤＣＴ変換部15で逆ＤＣＴ変換さ
れ、加算部16で、画像メモリ17に蓄積された前の画像デ
ータと加算されて、入力画像データが再生され、この画
像データが新たに画像メモリ17に蓄積され、次に入力す
る画像データを減算するために使用される。
【００１１】このＱuantが細かい量子化ステップを指定
している場合には、符号化の圧縮率は低下し、データ量
は多くなるが、画像の質は向上する。逆に、Ｑuantが粗
い量子化ステップを指定している場合には、符号化の圧
縮率は高まり、データ量は少なくなるが、画像の質は低
下する。
している場合には、符号化の圧縮率は低下し、データ量
は多くなるが、画像の質は向上する。逆に、Ｑuantが粗
い量子化ステップを指定している場合には、符号化の圧
縮率は高まり、データ量は少なくなるが、画像の質は低
下する。
【００１２】動きの激しいシーンや複雑な絵柄の画像を
符号化する場合には、動きの少ない単純な絵柄の画像と
同程度の画質を維持しようとすると、圧縮率が低下し、
データ量が多くなる。
符号化する場合には、動きの少ない単純な絵柄の画像と
同程度の画質を維持しようとすると、圧縮率が低下し、
データ量が多くなる。
【００１３】ＤＶＤのパッケージメディアでは、記録時
間を所定時間に収めながら、画質の向上を図るために、
動きの激しいシーンや複雑な絵柄の画像を符号化する場
合には符号化の圧縮率を下げ、一方、動きの少ない単純
な絵柄の画像の場合には符号化の圧縮率を高める、ＶＢ
Ｒによる符号化が行なわれている。
間を所定時間に収めながら、画質の向上を図るために、
動きの激しいシーンや複雑な絵柄の画像を符号化する場
合には符号化の圧縮率を下げ、一方、動きの少ない単純
な絵柄の画像の場合には符号化の圧縮率を高める、ＶＢ
Ｒによる符号化が行なわれている。
【００１４】そのため、記録に際しては、一旦、記録す
る動画像を最後までエンコードし、圧縮率を下げる必要
がある複雑な絵柄の画像と、圧縮率を上げることができ
る動きの少ない単純な絵柄の画像との分布を調べ、次い
で、記録媒体の記録容量を記録時間で割って平均ビット
レートを求め、複雑な絵柄の画像に対して平均ビットレ
ートを超えるビットレートを割り当て（圧縮率を下げ
る）、この平均ビットレートを超えるビット数を相殺す
るように、動きの少ない単純な絵柄の画像に平均ビット
レート以下のビットレートを割り当て（圧縮率を上げ
る）た後、ＶＢＲによる符号化を再実施している。
る動画像を最後までエンコードし、圧縮率を下げる必要
がある複雑な絵柄の画像と、圧縮率を上げることができ
る動きの少ない単純な絵柄の画像との分布を調べ、次い
で、記録媒体の記録容量を記録時間で割って平均ビット
レートを求め、複雑な絵柄の画像に対して平均ビットレ
ートを超えるビットレートを割り当て（圧縮率を下げ
る）、この平均ビットレートを超えるビット数を相殺す
るように、動きの少ない単純な絵柄の画像に平均ビット
レート以下のビットレートを割り当て（圧縮率を上げ
る）た後、ＶＢＲによる符号化を再実施している。
【００１５】なお、圧縮率の低下が必要な動きの激しい
シーンは、動きベクトルから、また、複雑な絵柄の画像
は、ＤＣＴ係数の分散の度合いから求めることができ
る。
シーンは、動きベクトルから、また、複雑な絵柄の画像
は、ＤＣＴ係数の分散の度合いから求めることができ
る。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この符号化方
法は、入力する動画像をリアルタイムで符号化する場合
には適用することができない。
法は、入力する動画像をリアルタイムで符号化する場合
には適用することができない。
【００１７】また、入力動画像をリアルタイムで符号化
する場合に、例えば、図３（ａ）に示すように、入力す
る動画像が複雑な絵柄の画像であれば、圧縮率を平均レ
ベルよりも下げ（ビットレートを上げ）、逆に、動きの
少ない単純な絵柄の画像であれば、圧縮率を平均レベル
よりも上げる（ビットレートを下げる）ようなビットレ
ート制御方法が考えられる。しかし、この制御を続けて
行くと、図３（ｂ）に示すように、記録時間の終了時点
t1では、平均レベルを超えるビット数の累積値（点線）
を最終的に０にする必要があるから、複雑な絵柄が頻繁
に出現する動画像では、記録後半（t2→t1）に複雑な絵
柄の画像が続く場合でも、圧縮率を平均レベルより大幅
に上げることが余儀なくされ（図３（ａ）の一点鎖
線）、その結果、ＶＢＲを導入したことにより、却って
固定レートの場合より画質が劣化してしまうという問題
点が生じる。
する場合に、例えば、図３（ａ）に示すように、入力す
る動画像が複雑な絵柄の画像であれば、圧縮率を平均レ
ベルよりも下げ（ビットレートを上げ）、逆に、動きの
少ない単純な絵柄の画像であれば、圧縮率を平均レベル
よりも上げる（ビットレートを下げる）ようなビットレ
ート制御方法が考えられる。しかし、この制御を続けて
行くと、図３（ｂ）に示すように、記録時間の終了時点
t1では、平均レベルを超えるビット数の累積値（点線）
を最終的に０にする必要があるから、複雑な絵柄が頻繁
に出現する動画像では、記録後半（t2→t1）に複雑な絵
柄の画像が続く場合でも、圧縮率を平均レベルより大幅
に上げることが余儀なくされ（図３（ａ）の一点鎖
線）、その結果、ＶＢＲを導入したことにより、却って
固定レートの場合より画質が劣化してしまうという問題
点が生じる。
【００１８】本発明は、こうした問題点を解決するもの
であり、入力する動画像に対してＶＢＲによる符号化を
リアルタイムで実施することができる符号化方法及び符
号化装置を提供することを目的としている。
であり、入力する動画像に対してＶＢＲによる符号化を
リアルタイムで実施することができる符号化方法及び符
号化装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明のＶＢＲ
符号化では、固定ビットレートで符号化する場合の平均
ビットレートより僅かに低い基準ビットレートを設定
し、平均ビットレートと基準ビットレートとの差分に時
間成分を乗算して予備容量を求め、基準ビットレートよ
り高いビットレートで符号化するときには、この予備容
量を減じ、基準ビットレートより低いビットレートで符
号化するときには、予備容量を増やし、予備容量が０に
なったときには、符号化のビットレートを基準ビットレ
ートを超えないように設定している。
符号化では、固定ビットレートで符号化する場合の平均
ビットレートより僅かに低い基準ビットレートを設定
し、平均ビットレートと基準ビットレートとの差分に時
間成分を乗算して予備容量を求め、基準ビットレートよ
り高いビットレートで符号化するときには、この予備容
量を減じ、基準ビットレートより低いビットレートで符
号化するときには、予備容量を増やし、予備容量が０に
なったときには、符号化のビットレートを基準ビットレ
ートを超えないように設定している。
【００２０】そのため、入力動画像データをリアルタイ
ムで符号化する場合に、複雑な絵柄が頻繁に出現して予
備容量が０になったときでも、基準ビットレートでの符
号化は保証されるため、画質の劣化を避けることができ
る。
ムで符号化する場合に、複雑な絵柄が頻繁に出現して予
備容量が０になったときでも、基準ビットレートでの符
号化は保証されるため、画質の劣化を避けることができ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、動画像をバリアブル・ビットレートで符号化する符
号化方法において、固定ビットレートで符号化する場合
の平均ビットレートより僅かに低い基準ビットレートを
設定し、平均ビットレートと基準ビットレートとの差分
に時間成分を乗算して予備容量を求め、基準ビットレー
トより高いビットレートで符号化するときには、この予
備容量を減じ、基準ビットレートより低いビットレート
で符号化するときには、予備容量を増やし、予備容量が
０になったときには、符号化のビットレートを基準ビッ
トレートを超えないように設定するようにしたものであ
り、予備容量が０になっても、基準ビットレートで符号
化することができるから、画質の劣化を回避することが
できる。
は、動画像をバリアブル・ビットレートで符号化する符
号化方法において、固定ビットレートで符号化する場合
の平均ビットレートより僅かに低い基準ビットレートを
設定し、平均ビットレートと基準ビットレートとの差分
に時間成分を乗算して予備容量を求め、基準ビットレー
トより高いビットレートで符号化するときには、この予
備容量を減じ、基準ビットレートより低いビットレート
で符号化するときには、予備容量を増やし、予備容量が
０になったときには、符号化のビットレートを基準ビッ
トレートを超えないように設定するようにしたものであ
り、予備容量が０になっても、基準ビットレートで符号
化することができるから、画質の劣化を回避することが
できる。
【００２２】請求項２に記載の発明は、動きの激しいシ
ーンや複雑な絵柄の画像は、予備容量が０でないとき
に、基準ビットレートより高いビットレートで符号化
し、予備容量が０のときに、基準ビットレートで符号化
するようにしたものであり、動きの激しいシーンや複雑
な絵柄の画像は、予備容量が０になっても、基準ビット
レートで符号化することができるため、画質の劣化を回
避することができる。
ーンや複雑な絵柄の画像は、予備容量が０でないとき
に、基準ビットレートより高いビットレートで符号化
し、予備容量が０のときに、基準ビットレートで符号化
するようにしたものであり、動きの激しいシーンや複雑
な絵柄の画像は、予備容量が０になっても、基準ビット
レートで符号化することができるため、画質の劣化を回
避することができる。
【００２３】請求項３に記載の発明は、単純な絵柄の画
像は、予備容量の多寡に関わらず、基準ビットレートよ
り低いビットレートで符号化するようにしたものであ
り、予備容量を増やして、動きの激しいシーンや複雑な
絵柄の画像に対するビットレートの割り当てを増やすこ
とができる。
像は、予備容量の多寡に関わらず、基準ビットレートよ
り低いビットレートで符号化するようにしたものであ
り、予備容量を増やして、動きの激しいシーンや複雑な
絵柄の画像に対するビットレートの割り当てを増やすこ
とができる。
【００２４】請求項４に記載の発明は、時間成分として
記録媒体への記録時間を設定し、符号化した動画像デー
タを記録媒体に蓄積するようにしたものであり、入力す
る動画像データをリアルタイムでＶＢＲにより符号化
し、記録媒体に蓄積することができる。
記録媒体への記録時間を設定し、符号化した動画像デー
タを記録媒体に蓄積するようにしたものであり、入力す
る動画像データをリアルタイムでＶＢＲにより符号化
し、記録媒体に蓄積することができる。
【００２５】請求項５に記載の発明は、時間成分として
伝送路への伝送時間を設定し、符号化した動画像データ
を伝送路に伝送するようにしたものであり、入力する動
画像データをリアルタイムでＶＢＲにより符号化し、ネ
ットワークを通じて伝送することができる。
伝送路への伝送時間を設定し、符号化した動画像データ
を伝送路に伝送するようにしたものであり、入力する動
画像データをリアルタイムでＶＢＲにより符号化し、ネ
ットワークを通じて伝送することができる。
【００２６】請求項６に記載の発明は、符号化した動画
像データを、伝送路より固定ビットレートで伝送するよ
うにしたものであり、ＶＢＲで符号化した動画像データ
を固定ビットレートで所定の伝送時間内に伝送すること
ができる。
像データを、伝送路より固定ビットレートで伝送するよ
うにしたものであり、ＶＢＲで符号化した動画像データ
を固定ビットレートで所定の伝送時間内に伝送すること
ができる。
【００２７】請求項７に記載の発明は、符号化した動画
像データを、伝送路より可変ビットレートで伝送するよ
うにしたものであり、ＶＢＲで符号化した動画像データ
をＡＴＭのＶＢＲサービスを利用して伝送することがで
きる。
像データを、伝送路より可変ビットレートで伝送するよ
うにしたものであり、ＶＢＲで符号化した動画像データ
をＡＴＭのＶＢＲサービスを利用して伝送することがで
きる。
【００２８】請求項８に記載の発明は、動画像をバリア
ブル・ビットレートで符号化する符号化装置において、
動画像を符号化する符号化手段と、符号化手段の符号化
のビットレートを設定するＶＢＲ設定手段と、固定ビッ
トレートで符号化する場合の平均ビットレートより僅か
に低い基準ビットレートを設定する基準ビットレート設
定手段と、平均ビットレートと基準ビットレートとの差
分に時間成分を乗算して予備容量を求め、基準ビットレ
ートより高いビットレートで符号化したときには、予備
容量を減じ、基準ビットレートより低いビットレートで
符号化したときには、予備容量を増やす予備容量管理手
段とを設け、ＶＢＲ設定手段が、予備容量が０になった
ときに、符号化のビットレートを基準ビットレートを超
えないように設定するようにしたものであり、予備容量
が０になっても、基準ビットレートで符号化することが
できるから、画質の劣化を回避することができる。
ブル・ビットレートで符号化する符号化装置において、
動画像を符号化する符号化手段と、符号化手段の符号化
のビットレートを設定するＶＢＲ設定手段と、固定ビッ
トレートで符号化する場合の平均ビットレートより僅か
に低い基準ビットレートを設定する基準ビットレート設
定手段と、平均ビットレートと基準ビットレートとの差
分に時間成分を乗算して予備容量を求め、基準ビットレ
ートより高いビットレートで符号化したときには、予備
容量を減じ、基準ビットレートより低いビットレートで
符号化したときには、予備容量を増やす予備容量管理手
段とを設け、ＶＢＲ設定手段が、予備容量が０になった
ときに、符号化のビットレートを基準ビットレートを超
えないように設定するようにしたものであり、予備容量
が０になっても、基準ビットレートで符号化することが
できるから、画質の劣化を回避することができる。
【００２９】請求項９に記載の発明は、ＶＢＲ設定手段
が、動きの激しいシーンや複雑な絵柄の画像を符号化す
るビットレートとして、予備容量が０でないときには、
基準ビットレートより高いビットレートを設定し、予備
容量が０のときには、基準ビットレートを設定するよう
にしたものであり、動きの激しいシーンや複雑な絵柄の
画像は、予備容量が０になっても、基準ビットレートで
符号化することができるため、画質の劣化を回避するこ
とができる。
が、動きの激しいシーンや複雑な絵柄の画像を符号化す
るビットレートとして、予備容量が０でないときには、
基準ビットレートより高いビットレートを設定し、予備
容量が０のときには、基準ビットレートを設定するよう
にしたものであり、動きの激しいシーンや複雑な絵柄の
画像は、予備容量が０になっても、基準ビットレートで
符号化することができるため、画質の劣化を回避するこ
とができる。
【００３０】請求項１０に記載の発明は、ＶＢＲ設定手
段が、単純な絵柄の画像を符号化するビットレートとし
て、予備容量の多寡に関わらず、基準ビットレートより
低いビットレートを設定するようにしたものであり、予
備容量を増やして、動きの激しいシーンや複雑な絵柄の
画像に対するビットレートの割り当てを増やすことがで
きる。
段が、単純な絵柄の画像を符号化するビットレートとし
て、予備容量の多寡に関わらず、基準ビットレートより
低いビットレートを設定するようにしたものであり、予
備容量を増やして、動きの激しいシーンや複雑な絵柄の
画像に対するビットレートの割り当てを増やすことがで
きる。
【００３１】請求項１１に記載の発明は、予備容量管理
手段が、平均ビットレートと基準ビットレートとの差分
に記録媒体への記録時間を乗算して当初の予備容量を算
出するようにしたものであり、入力する動画像データを
リアルタイムでＶＢＲにより符号化し、記録媒体に蓄積
することができる。
手段が、平均ビットレートと基準ビットレートとの差分
に記録媒体への記録時間を乗算して当初の予備容量を算
出するようにしたものであり、入力する動画像データを
リアルタイムでＶＢＲにより符号化し、記録媒体に蓄積
することができる。
【００３２】請求項１２に記載の発明は、予備容量管理
手段が、平均ビットレートと基準ビットレートとの差分
に伝送路への伝送時間を乗算して当初の予備容量を算出
するようにしたものであり、入力する動画像データをリ
アルタイムでＶＢＲにより符号化し、ネットワークを通
じて伝送することができる。
手段が、平均ビットレートと基準ビットレートとの差分
に伝送路への伝送時間を乗算して当初の予備容量を算出
するようにしたものであり、入力する動画像データをリ
アルタイムでＶＢＲにより符号化し、ネットワークを通
じて伝送することができる。
【００３３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００３４】この実施形態では、入力する動画像データ
をリアルタイムでＶＢＲにより符号化し、記録媒体に記
録する場合について説明する。
をリアルタイムでＶＢＲにより符号化し、記録媒体に記
録する場合について説明する。
【００３５】この符号化方法を実施する符号化装置は、
図２に示すように、記録媒体や記録する動画像に基づい
て平均ビットレート及び記録時間を設定する平均ビット
レート／記録時間設定部31と、ＶＢＲの基準ビットレー
トを設定する基準ビットレート設定部32と、予備容量を
管理する予備容量管理部34と、ＶＢＲを設定するＶＢＲ
設定部33と、動画像データの符号化を実行する符号化部
35とを備えている。この符号化部35は、図４の内部構成
を具備している。
図２に示すように、記録媒体や記録する動画像に基づい
て平均ビットレート及び記録時間を設定する平均ビット
レート／記録時間設定部31と、ＶＢＲの基準ビットレー
トを設定する基準ビットレート設定部32と、予備容量を
管理する予備容量管理部34と、ＶＢＲを設定するＶＢＲ
設定部33と、動画像データの符号化を実行する符号化部
35とを備えている。この符号化部35は、図４の内部構成
を具備している。
【００３６】この符号化装置の基準ビットレート設定部
32は、図１（ａ）に示すように、平均ビットレートr0よ
り僅かに低い（従って、圧縮率が僅かに高い）基準ビッ
トレートr1を設定する。
32は、図１（ａ）に示すように、平均ビットレートr0よ
り僅かに低い（従って、圧縮率が僅かに高い）基準ビッ
トレートr1を設定する。
【００３７】平均ビットレートr0は、固定レートで記録
する場合のビットレートであり、平均ビットレート／記
録時間設定部31は、記録媒体の記録容量を記録時間t1で
割って、この値r0を算出する。例えば、４．７Ｇバイト
の記録容量を持つ記録媒体に記録時間が１３３分の動画
を記録する場合では、平均ビットレートr0が凡そ５Ｍｂ
ｐｓとなる。基準ビットレートr1は、このr0より僅かに
低い値、例えば４．９Ｍｂｐｓに設定する。
する場合のビットレートであり、平均ビットレート／記
録時間設定部31は、記録媒体の記録容量を記録時間t1で
割って、この値r0を算出する。例えば、４．７Ｇバイト
の記録容量を持つ記録媒体に記録時間が１３３分の動画
を記録する場合では、平均ビットレートr0が凡そ５Ｍｂ
ｐｓとなる。基準ビットレートr1は、このr0より僅かに
低い値、例えば４．９Ｍｂｐｓに設定する。
【００３８】予備容量管理部34は、この「（平均ビット
レートr0−基準ビットレートr1）×記録時間t1」を当初
の予備容量として管理する。
レートr0−基準ビットレートr1）×記録時間t1」を当初
の予備容量として管理する。
【００３９】ＶＢＲ設定部33は、符号化部35から入力す
る動きベクトルやＤＣＴ係数の情報から、動画像の状態
を識別し、入力する動画像が通常の絵柄である場合に
は、その画像の符号化のビットレートを基準レートr1に
設定するとともに、動きの激しいシーンや複雑な絵柄の
画像が入力した場合には、予備容量を使って、ビットレ
ートを基準レートr1より高く（圧縮率を下げるように）
設定する。
る動きベクトルやＤＣＴ係数の情報から、動画像の状態
を識別し、入力する動画像が通常の絵柄である場合に
は、その画像の符号化のビットレートを基準レートr1に
設定するとともに、動きの激しいシーンや複雑な絵柄の
画像が入力した場合には、予備容量を使って、ビットレ
ートを基準レートr1より高く（圧縮率を下げるように）
設定する。
【００４０】また、動きが少ない単純な絵柄の画像が入
力した場合には、そのビットレートを基準レートr1より
低く（圧縮率を上げるように）設定する。
力した場合には、そのビットレートを基準レートr1より
低く（圧縮率を上げるように）設定する。
【００４１】符号化部35は、ＶＢＲ設定部33が指定した
ビットレートで符号化を実行し、符号化で使用したビッ
ト数を予備容量管理部34に伝える。
ビットレートで符号化を実行し、符号化で使用したビッ
ト数を予備容量管理部34に伝える。
【００４２】予備容量管理部34は、基準ビットレートよ
り高いビットレートで符号化が行なわれた場合には、基
準レートr1との差分のビット数を予備容量から減じ、ま
た、基準ビットレートより低いビットレートで符号化が
行なわれた場合には、基準レートr1との差分のビット数
を予備容量に組み入れる。
り高いビットレートで符号化が行なわれた場合には、基
準レートr1との差分のビット数を予備容量から減じ、ま
た、基準ビットレートより低いビットレートで符号化が
行なわれた場合には、基準レートr1との差分のビット数
を予備容量に組み入れる。
【００４３】予備容量管理部34は、予備容量が０になっ
た場合に、それをＶＢＲ設定部33に伝える。ＶＢＲ設定
部33は、予備容量が０のときは、動きの激しいシーンや
複雑な絵柄の画像が入力した場合でも、符号化を基準レ
ートr1に設定する。
た場合に、それをＶＢＲ設定部33に伝える。ＶＢＲ設定
部33は、予備容量が０のときは、動きの激しいシーンや
複雑な絵柄の画像が入力した場合でも、符号化を基準レ
ートr1に設定する。
【００４４】また、記録時間の終了間際になっても予備
容量が残っている場合には、予備容量を使い切るよう
に、入力する画像が単純な絵柄であっても、圧縮率を下
げて符号化を行なわせる。
容量が残っている場合には、予備容量を使い切るよう
に、入力する画像が単純な絵柄であっても、圧縮率を下
げて符号化を行なわせる。
【００４５】図１（ｂ）では、図１（ａ）のようにビッ
トレートを制御した場合の予備容量の時間的変化を示し
ている。この例では、時刻t2において予備容量が０に達
しており、そのため、時刻t2→t1にわたって複雑な絵柄
の画像（図１（ａ）の点線）が入力しても、基準レート
r1での符号化が行なわれる。
トレートを制御した場合の予備容量の時間的変化を示し
ている。この例では、時刻t2において予備容量が０に達
しており、そのため、時刻t2→t1にわたって複雑な絵柄
の画像（図１（ａ）の点線）が入力しても、基準レート
r1での符号化が行なわれる。
【００４６】基準レートr1は、平均レートr0より僅かに
低いだけであるから、基準レートr1で符号化した場合の
画質は、平均レートr0で符号化したときの画質と、見た
目では殆ど変わらない。
低いだけであるから、基準レートr1で符号化した場合の
画質は、平均レートr0で符号化したときの画質と、見た
目では殆ど変わらない。
【００４７】一方、予備容量は、このr1とr0との差分に
記録時間が乗算されるため、可成りの量を確保すること
ができる。記録時間が１３３分の記録媒体の場合、r0−
r1＝０．１Ｍｂｐｓとすると、当初の予備容量は７９８
Ｍｂｉｔとなる。
記録時間が乗算されるため、可成りの量を確保すること
ができる。記録時間が１３３分の記録媒体の場合、r0−
r1＝０．１Ｍｂｐｓとすると、当初の予備容量は７９８
Ｍｂｉｔとなる。
【００４８】そのため、多くの複雑な絵柄の画像に対し
て、基準レートより高いビットレートで符号化すること
ができる。また、予備容量が仮に０になったとしても、
基準レートr1での符号化は保証されるため、画質の劣化
を招来する虞れが無い。
て、基準レートより高いビットレートで符号化すること
ができる。また、予備容量が仮に０になったとしても、
基準レートr1での符号化は保証されるため、画質の劣化
を招来する虞れが無い。
【００４９】このように、この符号化方法では、入力す
る動画像データに対して、リアルタイムでＶＢＲにより
符号化を実行することができ、固定レートでの符号化よ
りも、画質を向上させることができる。
る動画像データに対して、リアルタイムでＶＢＲにより
符号化を実行することができ、固定レートでの符号化よ
りも、画質を向上させることができる。
【００５０】なお、この実施形態では、符号化したデー
タを、ディスクや磁気テープなどの記録媒体に蓄積する
場合について説明したが、符号化したデータは、伝送路
を通じて伝送するようにしても良い。この伝送を固定ビ
ットレートで行なう場合には、平均レートが固定レート
に等しいとき、記録時間は、伝送時間となり、記録容量
は、固定ビットレートと伝送時間との積となる。
タを、ディスクや磁気テープなどの記録媒体に蓄積する
場合について説明したが、符号化したデータは、伝送路
を通じて伝送するようにしても良い。この伝送を固定ビ
ットレートで行なう場合には、平均レートが固定レート
に等しいとき、記録時間は、伝送時間となり、記録容量
は、固定ビットレートと伝送時間との積となる。
【００５１】また、この符号化された動画像データを、
ＡＴＭの可変速度（ＶＢＲ）サービスにより伝送するこ
ともできる。このＶＢＲサービスでは、送信側から情報
発生量のピーク値と平均値とを申告して伝送が開始され
るが、伝送時間が予め決められている場合には、送信す
る動画像データの平均値を維持するために、この符号化
方法が適用される。
ＡＴＭの可変速度（ＶＢＲ）サービスにより伝送するこ
ともできる。このＶＢＲサービスでは、送信側から情報
発生量のピーク値と平均値とを申告して伝送が開始され
るが、伝送時間が予め決められている場合には、送信す
る動画像データの平均値を維持するために、この符号化
方法が適用される。
【００５２】この場合、先の説明と同様に、平均値より
僅かに低い基準ビットレートを設定し、基準ビットレー
トと平均値との差分に伝送時間を乗算して予備容量を求
め、この予備容量に余裕がある間は、複雑な絵柄の画像
を基準ビットレートより高いビットレートで符号化し、
そのビットレートで伝送する。また、単純な絵柄の画像
は、予備容量を増やすために、基準ビットレートより低
いビットレートで符号化し、そのビットレートで伝送す
る。予備容量が無くなった場合には、複雑な絵柄の画像
であっても、基準ビットレートで符号化し、基準ビット
レートで伝送する。
僅かに低い基準ビットレートを設定し、基準ビットレー
トと平均値との差分に伝送時間を乗算して予備容量を求
め、この予備容量に余裕がある間は、複雑な絵柄の画像
を基準ビットレートより高いビットレートで符号化し、
そのビットレートで伝送する。また、単純な絵柄の画像
は、予備容量を増やすために、基準ビットレートより低
いビットレートで符号化し、そのビットレートで伝送す
る。予備容量が無くなった場合には、複雑な絵柄の画像
であっても、基準ビットレートで符号化し、基準ビット
レートで伝送する。
【００５３】こうすることにより、入力する動画像デー
タをリアルタイムで、可変圧縮率により符号化し、ＶＢ
Ｒで伝送することができる。
タをリアルタイムで、可変圧縮率により符号化し、ＶＢ
Ｒで伝送することができる。
【００５４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の動画像の符号化方法及び装置は、入力する動画像デー
タを、画質の劣化を伴うこと無く、リアルタイムで可変
圧縮率により符号化することを可能にする。
の動画像の符号化方法及び装置は、入力する動画像デー
タを、画質の劣化を伴うこと無く、リアルタイムで可変
圧縮率により符号化することを可能にする。
【図１】本発明の実施形態におけるＶＢＲ符号化方法を
説明する図、
説明する図、
【図２】本発明の実施形態におけるＶＢＲ符号化装置の
構成を示すブロック図、
構成を示すブロック図、
【図３】従来の符号化方法を説明する図、
【図４】ＭＰＥＧ方式のエンコーダを示すブロック図で
ある。
ある。
11 減算部 12 ＤＣＴ変換部 13 量子化部 14 逆量子化部 15 逆ＤＣＴ変換部 16 加算部 17 画像メモリ 18 動きベクトル検出部 19 可変長符号化部 20 バッファ 31 平均ビットレート／記録時間設定部 32 基準ビットレート設定部 33 ＶＢＲ設定部 34 予備容量管理部
Claims (12)
- 【請求項１】 動画像をバリアブル・ビットレートで符
号化する符号化方法において、 固定ビットレートで符号化する場合の平均ビットレート
より僅かに低い基準ビットレートを設定し、平均ビット
レートと基準ビットレートとの差分に時間成分を乗算し
て予備容量を求め、基準ビットレートより高いビットレ
ートで符号化するときには、前記予備容量を減じ、基準
ビットレートより低いビットレートで符号化するときに
は、前記予備容量を増やし、前記予備容量が０になった
ときには、符号化のビットレートを基準ビットレートを
超えないように設定することを特徴とする動画像の符号
化方法。 - 【請求項２】 動きの激しいシーンや複雑な絵柄の画像
は、前記予備容量が０でないときに、基準ビットレート
より高いビットレートで符号化し、前記予備容量が０の
ときに、基準ビットレートで符号化することを特徴とす
る請求項１に記載の動画像の符号化方法。 - 【請求項３】 単純な絵柄の画像は、前記予備容量の多
寡に関わらず、基準ビットレートより低いビットレート
で符号化することを特徴とする請求項１に記載の動画像
の符号化方法。 - 【請求項４】 前記時間成分として記録媒体への記録時
間を設定し、符号化した前記動画像データを前記記録媒
体に蓄積することを特徴とする請求項１に記載の動画像
の符号化方法。 - 【請求項５】 前記時間成分として伝送路への伝送時間
を設定し、符号化した前記動画像データを前記伝送路に
伝送することを特徴とする請求項１に記載の動画像の符
号化方法。 - 【請求項６】 符号化した前記動画像データを、前記伝
送路より固定ビットレートで伝送することを特徴とする
請求項５に記載の動画像の符号化方法。 - 【請求項７】 符号化した前記動画像データを、前記伝
送路より可変ビットレートで伝送することを特徴とする
請求項５に記載の動画像の符号化方法。 - 【請求項８】 動画像をバリアブル・ビットレートで符
号化する符号化装置において、 動画像を符号化する符号化手段と、 前記符号化手段の符号化のビットレートを設定するバリ
アブル・ビットレート設定手段と、 固定ビットレートで符号化する場合の平均ビットレート
より僅かに低い基準ビットレートを設定する基準ビット
レート設定手段と、 平均ビットレートと基準ビットレートとの差分に時間成
分を乗算して予備容量を求め、基準ビットレートより高
いビットレートで符号化が行なわれたときには、前記予
備容量を減じ、基準ビットレートより低いビットレート
で符号化が行なわれたときには、前記予備容量を増やす
予備容量管理手段とを備え、前記バリアブル・ビットレ
ート設定手段が、前記予備容量が０になったときに、符
号化のビットレートを基準ビットレートを超えないよう
に設定することを特徴とする動画像の符号化装置。 - 【請求項９】 前記バリアブル・ビットレート設定手段
が、動きの激しいシーンや複雑な絵柄の画像を符号化す
るビットレートとして、前記予備容量が０でないときに
は、基準ビットレートより高いビットレートを設定し、
前記予備容量が０のときには、基準ビットレートを設定
することを特徴とする請求項８に記載の動画像の符号化
装置。 - 【請求項１０】 前記バリアブル・ビットレート設定手
段が、単純な絵柄の画像を符号化するビットレートとし
て、前記予備容量の多寡に関わらず、基準ビットレート
より低いビットレートを設定することを特徴とする請求
項８に記載の動画像の符号化装置。 - 【請求項１１】 前記予備容量管理手段が、平均ビット
レートと基準ビットレートとの差分に記録媒体への記録
時間を乗算して当初の予備容量を算出することを特徴と
する請求項８に記載の動画像の符号化装置。 - 【請求項１２】 前記予備容量管理手段が、平均ビット
レートと基準ビットレートとの差分に伝送路への伝送時
間を乗算して当初の予備容量を算出することを特徴とす
る請求項８に記載の動画像の符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33005998A JP4079530B2 (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | バリアブル・ビットレートによる動画像の符号化方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33005998A JP4079530B2 (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | バリアブル・ビットレートによる動画像の符号化方法と装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000156857A true JP2000156857A (ja) | 2000-06-06 |
| JP4079530B2 JP4079530B2 (ja) | 2008-04-23 |
Family
ID=18228328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33005998A Expired - Fee Related JP4079530B2 (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | バリアブル・ビットレートによる動画像の符号化方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4079530B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002014696A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 制御装置及び制御方法 |
| JP2008098860A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Sharp Corp | おまかせ録画レート設定 |
-
1998
- 1998-11-19 JP JP33005998A patent/JP4079530B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002014696A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 制御装置及び制御方法 |
| JP4579379B2 (ja) * | 2000-06-29 | 2010-11-10 | パナソニック株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
| JP2008098860A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Sharp Corp | おまかせ録画レート設定 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4079530B2 (ja) | 2008-04-23 |
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