JP2001078193A - 動画像圧縮符号化信号変換方法および装置 - Google Patents
動画像圧縮符号化信号変換方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像圧縮符号化信号が有する情報のみを利用
して処理が行え、符号化時の制約も無く、かつ信号変換
処理時に遅延が少ない動画像圧縮符号化信号変換方法お
よび装置を提供する。 【解決手段】 １つ前の画面のＶＬＤ51での実復号符号
量に基づいて、単位時間内の未復号符号量を各画面毎に
算出し、１つ前の画面のＶＬＣ57での実出力符号量に基
づいて、単位時間内の未出力符号量を各画面毎に算出す
る未処理符号量算出部101と、該未復号符号量および未
出力符号量に基づいて、目標転送速度比率を各画面毎に
更新する目標ビットレート比率設定部103と、該目標ビ
ットレート比率と、逆量子化器53で逆量子化されたマク
ロブロックの発生符号量と、量子化器55で量子化された
マクロブロックの発生符号量と、に基づいて、各マクロ
ブロック毎に量子化スケールコードを設定する量子化ス
ケールコード算出部107と、を備える。
して処理が行え、符号化時の制約も無く、かつ信号変換
処理時に遅延が少ない動画像圧縮符号化信号変換方法お
よび装置を提供する。 【解決手段】 １つ前の画面のＶＬＤ51での実復号符号
量に基づいて、単位時間内の未復号符号量を各画面毎に
算出し、１つ前の画面のＶＬＣ57での実出力符号量に基
づいて、単位時間内の未出力符号量を各画面毎に算出す
る未処理符号量算出部101と、該未復号符号量および未
出力符号量に基づいて、目標転送速度比率を各画面毎に
更新する目標ビットレート比率設定部103と、該目標ビ
ットレート比率と、逆量子化器53で逆量子化されたマク
ロブロックの発生符号量と、量子化器55で量子化された
マクロブロックの発生符号量と、に基づいて、各マクロ
ブロック毎に量子化スケールコードを設定する量子化ス
ケールコード算出部107と、を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動画像圧縮符号化
信号変換方法および装置に関し、特に、画像圧縮符号化
信号が有する情報のみを利用して処理が行え、符号化時
の制約も無く、かつ信号変換処理時に遅延が少ない動画
像圧縮符号化信号変換方法および装置に関する。
信号変換方法および装置に関し、特に、画像圧縮符号化
信号が有する情報のみを利用して処理が行え、符号化時
の制約も無く、かつ信号変換処理時に遅延が少ない動画
像圧縮符号化信号変換方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】動画像をディジタル化する技術におい
て、発生する膨大な情報量を圧縮して符号化するための
方式として、ディジタルビデオおよび付随するオーディ
オに対する符号化方式の標準規格ＩＳＯ−ＩＥＣ １３
８１８−２（通称、「ＭＰＥＧ２」(Ｍｏｖｉｎｇ Ｐ
ｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ Ｐｈａｓｅ
２)）がある。このようにして生成されたＭＰＥＧ２の
規格に準拠したビットストリーム（以後、「ＭＰＥＧ２
ビットストリーム」と呼ぶ）は、通信やテレビジョン放
送など幅広い分野で使用されている。
て、発生する膨大な情報量を圧縮して符号化するための
方式として、ディジタルビデオおよび付随するオーディ
オに対する符号化方式の標準規格ＩＳＯ−ＩＥＣ １３
８１８−２（通称、「ＭＰＥＧ２」(Ｍｏｖｉｎｇ Ｐ
ｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ Ｐｈａｓｅ
２)）がある。このようにして生成されたＭＰＥＧ２の
規格に準拠したビットストリーム（以後、「ＭＰＥＧ２
ビットストリーム」と呼ぶ）は、通信やテレビジョン放
送など幅広い分野で使用されている。
【０００３】ＭＰＥＧ２ビットストリームは階層構造を
有し、最上位のシーケンス層からＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ
ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）層、ピクチャ層、スライス
層、マクロブロック層およびブロック層の順の各層から
なる。
有し、最上位のシーケンス層からＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ
ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）層、ピクチャ層、スライス
層、マクロブロック層およびブロック層の順の各層から
なる。
【０００４】ＭＰＥＧ２においては、一連の複数の画面
から構成される動画像において、各画面を一旦フレーム
メモリに保存し、フレーム間の差分を取ることによって
時間軸方向の冗長度を削減し、さらに、各フレームを構
成する複数の画素を離散コサイン変換（以後、「ＤＣ
Ｔ」と略す）等の直交変換処理を行うことにより空間軸
方向の冗長度を削減することにより、効率良い動画像圧
縮符号化を実現している。
から構成される動画像において、各画面を一旦フレーム
メモリに保存し、フレーム間の差分を取ることによって
時間軸方向の冗長度を削減し、さらに、各フレームを構
成する複数の画素を離散コサイン変換（以後、「ＤＣ
Ｔ」と略す）等の直交変換処理を行うことにより空間軸
方向の冗長度を削減することにより、効率良い動画像圧
縮符号化を実現している。
【０００５】符号化された信号は、復号器に送られて復
号され再生される。復号器では、画面を再生し第１のフ
レームメモリに保存し、差分情報に基づいて次に続くべ
き画面を予測し第２のフレームメモリに保存し、２つの
フレームからその間に挿入される画面をさらに予測し
て、一連の画面を構成し動画像を再生する。このような
手法は双方向予測と呼ばれる。
号され再生される。復号器では、画面を再生し第１のフ
レームメモリに保存し、差分情報に基づいて次に続くべ
き画面を予測し第２のフレームメモリに保存し、２つの
フレームからその間に挿入される画面をさらに予測し
て、一連の画面を構成し動画像を再生する。このような
手法は双方向予測と呼ばれる。
【０００６】ＭＰＥＧ２では、この双方向予測を実現す
るために、Ｉピクチャ、ＰピクチャおよびＢピクチャと
いう３つのタイプを規定している。Ｉピクチャは、イン
トラ符号化ピクチャの略であり、他のピクチャとは独立
して静止画として符号化される画面のことである。Ｐピ
クチャは、順方向予測符号化ピクチャの略であり、時間
的に過去に位置するＩまたはＰピクチャに基づいて予測
符号化される画面のことである。Ｂピクチャは、双方向
予測符号化ピクチャの略であり、時間的に前後に位置す
るＩまたはＰピクチャを用いて順方向、逆方向または双
方向のピクチャに基づいて予測符号化される画面のこと
である。すなわち、ＩピクチャおよびＰピクチャを先に
符号化処理した後、その間に挿入されるＢピクチャが符
号化される。
るために、Ｉピクチャ、ＰピクチャおよびＢピクチャと
いう３つのタイプを規定している。Ｉピクチャは、イン
トラ符号化ピクチャの略であり、他のピクチャとは独立
して静止画として符号化される画面のことである。Ｐピ
クチャは、順方向予測符号化ピクチャの略であり、時間
的に過去に位置するＩまたはＰピクチャに基づいて予測
符号化される画面のことである。Ｂピクチャは、双方向
予測符号化ピクチャの略であり、時間的に前後に位置す
るＩまたはＰピクチャを用いて順方向、逆方向または双
方向のピクチャに基づいて予測符号化される画面のこと
である。すなわち、ＩピクチャおよびＰピクチャを先に
符号化処理した後、その間に挿入されるＢピクチャが符
号化される。
【０００７】符号化器で符号化されたＭＰＥＧ２ビット
ストリームは、所定の転送速度で伝送路に送出され、該
伝送路上の復号器に入力されて復号され再生される。し
かしながら、動画像を符号化して発生する情報量は一定
ではない。特にシーンチェンジ時には、情報量は一気に
増大する。このように一定しない符号化信号を固定レー
トの伝送路に送出するために、予め送信用バッファのレ
ベル以上の情報量が発生しないように符号化データのレ
ート制御を行う必要がある。
ストリームは、所定の転送速度で伝送路に送出され、該
伝送路上の復号器に入力されて復号され再生される。し
かしながら、動画像を符号化して発生する情報量は一定
ではない。特にシーンチェンジ時には、情報量は一気に
増大する。このように一定しない符号化信号を固定レー
トの伝送路に送出するために、予め送信用バッファのレ
ベル以上の情報量が発生しないように符号化データのレ
ート制御を行う必要がある。
【０００８】ＭＰＥＧ２では、ＩＳＯ−ＩＥＣ／ＪＴＣ
１／ＳＣ２９／ＷＧ１１／Ｎ０４００ Ｔｅｓｔ Ｍｏ
ｄｅｌ ５ （Ａｐｒｉｌ， １９９３）（以後、「Ｔ
Ｍ５」と略す）にレート制御方式が記載されている。
１／ＳＣ２９／ＷＧ１１／Ｎ０４００ Ｔｅｓｔ Ｍｏ
ｄｅｌ ５ （Ａｐｒｉｌ， １９９３）（以後、「Ｔ
Ｍ５」と略す）にレート制御方式が記載されている。
【０００９】ＭＰＥＧ２のＴＭ５のレート制御では、ス
テップ１で、まずピクチャタイプ毎にＧＯＰ内の未符号
化ピクチャに対する割り当て符号量Ｒに基づいてビット
配分する。ステップ２で、マクロブロック単位に符号化
処理をする際に使用する量子化スケールを、ビット配分
に基づいて算出した仮想バッファ占有量から算出する。
テップ１で、まずピクチャタイプ毎にＧＯＰ内の未符号
化ピクチャに対する割り当て符号量Ｒに基づいてビット
配分する。ステップ２で、マクロブロック単位に符号化
処理をする際に使用する量子化スケールを、ビット配分
に基づいて算出した仮想バッファ占有量から算出する。
【００１０】また、ＭＰＥＧ２以外の圧縮フォーマット
を有する復号器や、異なる転送速度の伝送路に接続され
た復号器も多数存在するため、異なる圧縮フォーマット
や異なる転送速度にＭＰＥＧ２ビットストリームを変換
する動画像圧縮符号化信号変換装置が必要となる。これ
を実現するための装置が所謂トランスコーダである。符
号化器から伝送された画像圧縮符号化信号は、トランス
コーダで適切な信号に変換され、各復号器に信号が供給
される。
を有する復号器や、異なる転送速度の伝送路に接続され
た復号器も多数存在するため、異なる圧縮フォーマット
や異なる転送速度にＭＰＥＧ２ビットストリームを変換
する動画像圧縮符号化信号変換装置が必要となる。これ
を実現するための装置が所謂トランスコーダである。符
号化器から伝送された画像圧縮符号化信号は、トランス
コーダで適切な信号に変換され、各復号器に信号が供給
される。
【００１１】図７に一般的な従来のトランスコーダ５０
の第１例を示す。従来のトランスコーダ５０は、第１ビ
ットレートを有する第１伝送路（図示なし）に接続さ
れ、第１ＭＰＥＧ２ビットストリームｂ１を入力する可
変長復号部（分離／ＶＬＤと示される）５１と、逆量子
化器５３と、量子化器５５と、第２ビットレートを有す
る第２伝送路（図示なし）に接続され、第２ＭＰＥＧ２
ビットストリームｂ２を出力するＶＬＣ５７と、量子化
器５５で発生する符号量を制御するレート制御部５９
と、を備えている。第２ビットレートは第１ビットレー
トより低い転送速度である。
の第１例を示す。従来のトランスコーダ５０は、第１ビ
ットレートを有する第１伝送路（図示なし）に接続さ
れ、第１ＭＰＥＧ２ビットストリームｂ１を入力する可
変長復号部（分離／ＶＬＤと示される）５１と、逆量子
化器５３と、量子化器５５と、第２ビットレートを有す
る第２伝送路（図示なし）に接続され、第２ＭＰＥＧ２
ビットストリームｂ２を出力するＶＬＣ５７と、量子化
器５５で発生する符号量を制御するレート制御部５９
と、を備えている。第２ビットレートは第１ビットレー
トより低い転送速度である。
【００１２】ＶＬＤ５１および逆量子化器５３によっ
て、第１ＭＰＥＧ２ビットストリームｂ１をマクロブロ
ック単位にＤＣＴ係数領域まで復号し、量子化器５５お
よびＶＬＣ５７によって、得られたＤＣＴ係数信号を符
号化して、第１ＭＰＥＧ２ビットストリームより少ない
符号量を有する第２ＭＰＥＧ２ビットストリームｂ２を
生成するものである。
て、第１ＭＰＥＧ２ビットストリームｂ１をマクロブロ
ック単位にＤＣＴ係数領域まで復号し、量子化器５５お
よびＶＬＣ５７によって、得られたＤＣＴ係数信号を符
号化して、第１ＭＰＥＧ２ビットストリームより少ない
符号量を有する第２ＭＰＥＧ２ビットストリームｂ２を
生成するものである。
【００１３】量子化器５５における量子化処理では、Ｄ
ＣＴ変換で得られた係数を所定の量子化ステップで除算
する。これによりさらに画像信号は圧縮される。この量
子化ステップは、所定の量子化テーブルに含まれる複数
の量子化マトリクス値に量子化スケールを乗算して求め
られる。
ＣＴ変換で得られた係数を所定の量子化ステップで除算
する。これによりさらに画像信号は圧縮される。この量
子化ステップは、所定の量子化テーブルに含まれる複数
の量子化マトリクス値に量子化スケールを乗算して求め
られる。
【００１４】トランスコーダ５０では、第１ＭＰＥＧ２
ビットストリームｂ１内のシーケンス層、ＧＯＰ層、ピ
クチャ層、スライス層およびマクロブロック層の符号化
情報を殆ど再利用する。基本的にブロック層のＤＣＴ係
数の変換およびブロック層の変換に伴い修正が必要なマ
クロブロック層の符号の変換の処理のみが行われる。
ビットストリームｂ１内のシーケンス層、ＧＯＰ層、ピ
クチャ層、スライス層およびマクロブロック層の符号化
情報を殆ど再利用する。基本的にブロック層のＤＣＴ係
数の変換およびブロック層の変換に伴い修正が必要なマ
クロブロック層の符号の変換の処理のみが行われる。
【００１５】このように構成されたトランスコーダ５０
において、レート制御部５９はＭＰＥＧ２のＴＭ５に記
載されているレート制御を行う。図８に従来のトランス
コーダ５０のレート制御処理のフローチャートを示す。
同図に示されるように、従来のレート制御処理はステッ
プＡ１〜Ａ１４からなる。
において、レート制御部５９はＭＰＥＧ２のＴＭ５に記
載されているレート制御を行う。図８に従来のトランス
コーダ５０のレート制御処理のフローチャートを示す。
同図に示されるように、従来のレート制御処理はステッ
プＡ１〜Ａ１４からなる。
【００１６】ステップＡ１で、変数ｎを１に設定する。
ここで、変数ｎは、入力画像信号に含まれる複数のピク
チャに付けられた番号を示し、以後、ｎ番目のピクチャ
をpic(n)と示す。
ここで、変数ｎは、入力画像信号に含まれる複数のピク
チャに付けられた番号を示し、以後、ｎ番目のピクチャ
をpic(n)と示す。
【００１７】続くステップＡ２で、Ｉ、ＰおよびＢピク
チャの複雑さを示す指標Ｘi、ＸpおよびＸbを下記の式
（１）、（２）および（３）により算出する。
チャの複雑さを示す指標Ｘi、ＸpおよびＸbを下記の式
（１）、（２）および（３）により算出する。
【００１８】 Ｘi＝Ｓi×Ｑi …式（１） Ｘp＝Ｓp×Ｑp …式（２） Ｘb＝Ｓb×Ｑb …式（３） ここで、Ｓi、ＳpおよびＳbはそれぞれＩ、ＰおよびＢ
ピクチャの発生符号量であり、Ｑi、ＱpおよびＱbは、
それぞれＩ、ＰおよびＢピクチャ内の全マクロブロック
の量子化スケールコードの平均値である平均量子化パラ
メータである。ただし、平均量子化パラメータは１〜３
１の範囲に正規化されている。
ピクチャの発生符号量であり、Ｑi、ＱpおよびＱbは、
それぞれＩ、ＰおよびＢピクチャ内の全マクロブロック
の量子化スケールコードの平均値である平均量子化パラ
メータである。ただし、平均量子化パラメータは１〜３
１の範囲に正規化されている。
【００１９】この画面の複雑さ指標Ｘi、ＸpおよびＸb
は、符号化情報量が多く発生するような画像、すなわち
低い圧縮率の画像に対して大きくなり、逆に高い圧縮率
の画像に対しては小さくなる。
は、符号化情報量が多く発生するような画像、すなわち
低い圧縮率の画像に対して大きくなり、逆に高い圧縮率
の画像に対しては小さくなる。
【００２０】また、Ｉ、ＰおよびＢピクチャの画面の複
雑さを示すパラメータＸi、ＸpおよびＸbの初期値は、
次式（４）、（５）および（６）でそれぞれ与えられ
る。
雑さを示すパラメータＸi、ＸpおよびＸbの初期値は、
次式（４）、（５）および（６）でそれぞれ与えられ
る。
【００２１】 Ｘi＝１６０×target_Bitrate／１１５ …式（４） Ｘp＝６０×target_Bitrate／１１５ …式（５） Ｘb＝４２×target_Bitrate／１１５ …式（６） ここで、target_Bitrateは、トランスコーダ５０の目標
ビットレートである。
ビットレートである。
【００２２】続くステップＡ３で、ＧＯＰ内のＩ、Ｐお
よびＢピクチャに対する割り当て符号量Ｔi、Ｔpおよび
Ｔbを、次式（７）、（８）および（９）によりそれぞ
れ算出する。ただし、ＮｐおよびＮｂは、それぞれＧＯ
Ｐ内の未符号化のＰおよびＢピクチャの数を示す。
よびＢピクチャに対する割り当て符号量Ｔi、Ｔpおよび
Ｔbを、次式（７）、（８）および（９）によりそれぞ
れ算出する。ただし、ＮｐおよびＮｂは、それぞれＧＯ
Ｐ内の未符号化のＰおよびＢピクチャの数を示す。
【００２３】
【数１】
【００２４】ここで、ＫｐおよびＫｂは、Ｉピクチャの
量子化スケールコードを基準としたＰおよびＢピクチャ
の量子化スケールコードの比率を示し、Ｋp＝１．０お
よびＫb＝１．４になる場合に、常に全体の画質が最適
化されると仮定する。
量子化スケールコードを基準としたＰおよびＢピクチャ
の量子化スケールコードの比率を示し、Ｋp＝１．０お
よびＫb＝１．４になる場合に、常に全体の画質が最適
化されると仮定する。
【００２５】続くステップＡ４で、変数ｎが１か否かの
判定がなされる。すなわち、符号化対象のピクチャが１
番目のピクチャpic(1)か否かの判定がなされる。１番目
のピクチャの場合、ステップＡ５へ進み、１番目のピク
チャでない場合はステップＡ６へ進む。ステップＡ５で
は、次式（１０）によりＧＯＰ内の一番最初のピクチャ
pic(1)を符号化する時のＧＯＰ内の未符号化ピクチャに
対する割り当て符号量Ｒを求める。
判定がなされる。すなわち、符号化対象のピクチャが１
番目のピクチャpic(1)か否かの判定がなされる。１番目
のピクチャの場合、ステップＡ５へ進み、１番目のピク
チャでない場合はステップＡ６へ進む。ステップＡ５で
は、次式（１０）によりＧＯＰ内の一番最初のピクチャ
pic(1)を符号化する時のＧＯＰ内の未符号化ピクチャに
対する割り当て符号量Ｒを求める。
【００２６】 Ｒ＝target_Bitrate×Ｎ／picture_rate＋Ｒ …式（１０） ここで、ＮはＧＯＰ内のピクチャの総数、picture_rate
は、入力画像の時間解像度を示す値であり、１秒間に復
号され表示される画面の枚数を示す。
は、入力画像の時間解像度を示す値であり、１秒間に復
号され表示される画面の枚数を示す。
【００２７】ステップＡ６では、ＧＯＰ内の未符号化ピ
クチャに対する割り当て符号量Ｒを（ｎ−１）番目のピ
クチャpic(n-1)が符号化された時のＩ、ＰおよびＢピク
チャの発生符号量Ｓi、ＳpまたはＳbに基づいて、次式
（１１）、（１２）および（１３）の何れかにより更新
する。
クチャに対する割り当て符号量Ｒを（ｎ−１）番目のピ
クチャpic(n-1)が符号化された時のＩ、ＰおよびＢピク
チャの発生符号量Ｓi、ＳpまたはＳbに基づいて、次式
（１１）、（１２）および（１３）の何れかにより更新
する。
【００２８】 Ｒ＝Ｒ−Ｓi …式（１１） Ｒ＝Ｒ−Ｓp …式（１２） Ｒ＝Ｒ−Ｓb …式（１３） ステップＡ５およびＡ６はともにステップＡ７へ進み、
変数ｊに１を設定する。ここで、変数ｊは、１ピクチャ
内の複数のマクロブロックに付けられた番号を示し、以
後、ｊ番目のマクロブロックをMB(j)と示す。
変数ｊに１を設定する。ここで、変数ｊは、１ピクチャ
内の複数のマクロブロックに付けられた番号を示し、以
後、ｊ番目のマクロブロックをMB(j)と示す。
【００２９】続くステップＡ８で、Ｉ、ＰおよびＢピク
チャ内のｊ番目のマクロブロックMB(j)を符号化する時
の仮想バッファの占有量ｄi(j)、ｄp(j)およびｄb(j)が
次式（１４）、（１５）および（１６）によりそれぞれ
算出される。
チャ内のｊ番目のマクロブロックMB(j)を符号化する時
の仮想バッファの占有量ｄi(j)、ｄp(j)およびｄb(j)が
次式（１４）、（１５）および（１６）によりそれぞれ
算出される。
【００３０】
【数２】
【００３１】ここで、Ｂ(j-1)は、（ｊ−１）番目のマ
クロブロックMB(j-1)までの全マクロブロックの発生符
号量である。
クロブロックMB(j-1)までの全マクロブロックの発生符
号量である。
【００３２】また、ｄi(0)、ｄp(0)およびｄb(0)は、そ
れぞれＩ、ＰおよびＢピクチャの仮想バッファ占有量の
初期値であり、次式（１７）、（１８）および（１９）
でそれぞれ与えられる。
れぞれＩ、ＰおよびＢピクチャの仮想バッファ占有量の
初期値であり、次式（１７）、（１８）および（１９）
でそれぞれ与えられる。
【００３３】 ｄi(0)＝１０×ｒ／３１ …式（１７） ｄp(0)＝Ｋp×ｄi(0) …式（１８） ｄb(0)＝Ｋb×ｄi(0) …式（１９） ここで、ｒはリアクションパラメータと呼ばれ、下記の
式（２０）で示され、フィードバックループの応答速度
を制御する。
式（２０）で示され、フィードバックループの応答速度
を制御する。
【００３４】 ｒ＝２×target_Bitrate／picture_rate …式（２０） また、Ｉ、ＰおよびＢピクチャ符号化終了時の仮想バッ
ファ占有量、すなわちＮＭＢ番目のマクロブロックMB(N
MB)を符号化したときの仮想バッファ占有量ｄi(NMB)、
ｄp(NMB)およびｄb(NMB)は、ピクチャタイプ毎に、次回
符号化する時の仮想バッファ占有量の初期値ｄi(0)、ｄ
p(0)およびｄb(0)として用いられる。
ファ占有量、すなわちＮＭＢ番目のマクロブロックMB(N
MB)を符号化したときの仮想バッファ占有量ｄi(NMB)、
ｄp(NMB)およびｄb(NMB)は、ピクチャタイプ毎に、次回
符号化する時の仮想バッファ占有量の初期値ｄi(0)、ｄ
p(0)およびｄb(0)として用いられる。
【００３５】続くステップＡ９で、上記の仮想バッファ
の占有量ｄ(j)に基づいて、各ピクチャ毎にｊ番目のマ
クロブロックMB(j)に対する量子化スケールコードＱ(j)
を次式（２１）により求める。
の占有量ｄ(j)に基づいて、各ピクチャ毎にｊ番目のマ
クロブロックMB(j)に対する量子化スケールコードＱ(j)
を次式（２１）により求める。
【００３６】 Ｑ(j)＝ｄ(j)×３１／ｒ …式（２１） 続くステップＡ１０で、ステップＡ９で算出された量子
化スケールコードＱ(j)を使用してｊ番目のマクロブロ
ックMB(j)を量子化する。続くステップＡ１１で、変数
ｊをインクリメントして、ステップＡ１２へ進み、変数
ｊがマクロブロック総数ＮＭＢを超えているか否かの判
定をする。ここで、ＮＭＢはｎ番目のピクチャpic(n)内
に含まれるマクロブロックの総数である。変数ｊがマク
ロブロック総数ＮＭＢを超えていない場合は、ステップ
Ａ８へ戻り、変数ｊがマクロブロック総数ＮＭＢを超え
ている場合は、ステップＡ１３へ進む。
化スケールコードＱ(j)を使用してｊ番目のマクロブロ
ックMB(j)を量子化する。続くステップＡ１１で、変数
ｊをインクリメントして、ステップＡ１２へ進み、変数
ｊがマクロブロック総数ＮＭＢを超えているか否かの判
定をする。ここで、ＮＭＢはｎ番目のピクチャpic(n)内
に含まれるマクロブロックの総数である。変数ｊがマク
ロブロック総数ＮＭＢを超えていない場合は、ステップ
Ａ８へ戻り、変数ｊがマクロブロック総数ＮＭＢを超え
ている場合は、ステップＡ１３へ進む。
【００３７】このようにして、変数ｊは、ステップＡ８
〜Ａ１１の符号化処理を繰り返すためのループカウンタ
としても使用される。これにより、ｎ番目のピクチャpi
c(n)内の１番目のマクロブロックMB(1)からＮＭＢ番目
のマクロブロックMB(NMB)まで全てのマクロブロックに
対して順次符号化処理を行うことができる。
〜Ａ１１の符号化処理を繰り返すためのループカウンタ
としても使用される。これにより、ｎ番目のピクチャpi
c(n)内の１番目のマクロブロックMB(1)からＮＭＢ番目
のマクロブロックMB(NMB)まで全てのマクロブロックに
対して順次符号化処理を行うことができる。
【００３８】ステップＡ１３で、変数ｎをインクリメン
トして、ステップＡ１４へ進み、変数ｎが符号化対象の
ピクチャ総数ＮＰＩＣを超えているか否かの判定をす
る。ここで、変数ｎがピクチャ総数ＮＰＩＣを超えてい
ない場合は、ステップＡ２へ戻り、変数ｎがピクチャ総
数ＮＰＩＣを超えている場合は、本処理を終了する。
トして、ステップＡ１４へ進み、変数ｎが符号化対象の
ピクチャ総数ＮＰＩＣを超えているか否かの判定をす
る。ここで、変数ｎがピクチャ総数ＮＰＩＣを超えてい
ない場合は、ステップＡ２へ戻り、変数ｎがピクチャ総
数ＮＰＩＣを超えている場合は、本処理を終了する。
【００３９】このように第１のトランスコーダ５０で
は、ＩおよびＰピクチャ周期などのような画像構造に関
する情報を持ち得ないために、図８に示されたＴＭ５の
レート制御のような、画像ＧＯＰ構造などの情報に基づ
いてビット配分を行う方法は、入力画像構造を仮定しな
ければ行うことができない。
は、ＩおよびＰピクチャ周期などのような画像構造に関
する情報を持ち得ないために、図８に示されたＴＭ５の
レート制御のような、画像ＧＯＰ構造などの情報に基づ
いてビット配分を行う方法は、入力画像構造を仮定しな
ければ行うことができない。
【００４０】そこで、ＧＯＰ構造を仮定せずにレート制
御を行う方法を採用した例として、図９に示される第２
の従来のトランスコーダ６０がある。同図に示されるよ
うに、第２の従来のトランスコーダ６０は、図７の第１
の従来のトランスコーダ５０の構成に加えて、遅延回路
６１と、ビットレート比率計算部６３と、入力符号量積
算部６５と、差分符号量計算部６７と、目標出力符号量
更新部６９と、量子化スケールコード算出部７１と、を
備えている。
御を行う方法を採用した例として、図９に示される第２
の従来のトランスコーダ６０がある。同図に示されるよ
うに、第２の従来のトランスコーダ６０は、図７の第１
の従来のトランスコーダ５０の構成に加えて、遅延回路
６１と、ビットレート比率計算部６３と、入力符号量積
算部６５と、差分符号量計算部６７と、目標出力符号量
更新部６９と、量子化スケールコード算出部７１と、を
備えている。
【００４１】遅延回路６１は、ＶＬＤ５１と逆量子化器
５３との間に介在し、ＶＬＤ５１から逆量子化器５３へ
の信号の流れを制御するものである。これは、ＶＬＤ５
１において、トランスコーディング対象のピクチャ１フ
レーム分を復号し終わるまで、逆量子化器５３での当該
ピクチャの逆量子化処理の開始を遅らせるものである。
５３との間に介在し、ＶＬＤ５１から逆量子化器５３へ
の信号の流れを制御するものである。これは、ＶＬＤ５
１において、トランスコーディング対象のピクチャ１フ
レーム分を復号し終わるまで、逆量子化器５３での当該
ピクチャの逆量子化処理の開始を遅らせるものである。
【００４２】ビットレート比率計算部６３は、ＶＬＤ５
１で復号された第１ＭＰＥＧ２ビットストリームのビッ
トレートInput_Bitrateと、トランスコーダ６０の目標
ビットレートtarget_Bitrateと、を入力し、入出力ビッ
トレート比率ioRatioを次式（２２）により算出するも
のである。
１で復号された第１ＭＰＥＧ２ビットストリームのビッ
トレートInput_Bitrateと、トランスコーダ６０の目標
ビットレートtarget_Bitrateと、を入力し、入出力ビッ
トレート比率ioRatioを次式（２２）により算出するも
のである。
【００４３】
【数３】
【００４４】入力符号量積算部６５は、ＶＬＤ５１で復
号された符号量を入力符号量Ｔinとして積算するもので
ある。目標出力符号量計算部６９は、入力符号量Ｔinに
ビットレート比率ioRatioを乗算して、目標出力符号量
Ｔoutを次式（２３）により算出する。
号された符号量を入力符号量Ｔinとして積算するもので
ある。目標出力符号量計算部６９は、入力符号量Ｔinに
ビットレート比率ioRatioを乗算して、目標出力符号量
Ｔoutを次式（２３）により算出する。
【００４５】 Ｔout＝Ｔin×ioRatio …式（２３） 差分符号量計算部６７は、ＶＬＣ５７で符号化された符
号量を実出力符号量Ｔrealを入力し、目標ビットレート
target_Bitrateに基づいて算出される目標出力符号量Ｔ
outと実出力符号量Ｔrealとの差を次式（２４）により
算出し、差分符号量Ｔdiffとする。
号量を実出力符号量Ｔrealを入力し、目標ビットレート
target_Bitrateに基づいて算出される目標出力符号量Ｔ
outと実出力符号量Ｔrealとの差を次式（２４）により
算出し、差分符号量Ｔdiffとする。
【００４６】 Ｔdiff＝Ｔreal−Ｔout …式（２４） 目標出力符号量更新部６９は、さらに、差分符号量計算
部６５で算出された差分符号量Ｔdiffに基づいて、目標
出力符号量Ｔoutを次式（２５）により更新する。
部６５で算出された差分符号量Ｔdiffに基づいて、目標
出力符号量Ｔoutを次式（２５）により更新する。
【００４７】 Ｔout＝Ｔout−Ｔdiff …式（２５） 量子化スケールコード算出部７１は、目標出力符号量更
新部６９で更新された目標出力符号量Ｔoutに基づい
て、ＴＭ５のレート制御のステップ２方式に従い、量子
化スケールコードＱ(j)を各マクロブロックMB(j)毎に算
出する。量子化スケールコード算出部７１で算出された
量子化スケールコードＱ(j)に基づいて、量子化器５５
でｊ番目のマクロブロックMB(j)の量子化が行われる。
新部６９で更新された目標出力符号量Ｔoutに基づい
て、ＴＭ５のレート制御のステップ２方式に従い、量子
化スケールコードＱ(j)を各マクロブロックMB(j)毎に算
出する。量子化スケールコード算出部７１で算出された
量子化スケールコードＱ(j)に基づいて、量子化器５５
でｊ番目のマクロブロックMB(j)の量子化が行われる。
【００４８】このように構成されたトランスコーダ６０
の処理の流れを図１０に示す。同図に示されるように、
トランスコーダ６０の処理は、ステップＢ１〜Ｂ１３か
らなる。ステップＢ６〜Ｂ１３は、図８に示されたレー
ト処理のステップＡ７〜Ａ１４と同じである。但し、ス
テップＢ７では、目標出力符号量更新部６９で算出され
た目標出力符号量Ｔoutに基づいて、仮想バッファ占有
量の算出がなされる。
の処理の流れを図１０に示す。同図に示されるように、
トランスコーダ６０の処理は、ステップＢ１〜Ｂ１３か
らなる。ステップＢ６〜Ｂ１３は、図８に示されたレー
ト処理のステップＡ７〜Ａ１４と同じである。但し、ス
テップＢ７では、目標出力符号量更新部６９で算出され
た目標出力符号量Ｔoutに基づいて、仮想バッファ占有
量の算出がなされる。
【００４９】ステップＢ１で、変数ｎ＝１に設定し、ス
テップＢ２で、入出力ビットレート比率ioRatioを上記
の式（２２）により算出する。続くステップＢ３で、上
式（２４）により差分符号量Ｔdiffを算出し、ステップ
Ｂ４で、第１ＭＰＥＧ２ビットストリームｂ１内の当該
ピクチャの符号量Ｔinを積算する。続くステップＢ５
で、上式（２３）により目標出力符号量Ｔoutを算出
し、さらに上式（２５）により目標出力符号量Ｔoutを
更新する。
テップＢ２で、入出力ビットレート比率ioRatioを上記
の式（２２）により算出する。続くステップＢ３で、上
式（２４）により差分符号量Ｔdiffを算出し、ステップ
Ｂ４で、第１ＭＰＥＧ２ビットストリームｂ１内の当該
ピクチャの符号量Ｔinを積算する。続くステップＢ５
で、上式（２３）により目標出力符号量Ｔoutを算出
し、さらに上式（２５）により目標出力符号量Ｔoutを
更新する。
【００５０】また、同様にＧＯＰ構造を仮定せずにレー
ト制御を行う方法を採用した別の例として、図１１およ
び１２に従来のトランスコーダの第３例を示す。図１１
に示されるように、第３の従来のトランスコーダ８０
は、第１ビットレートを有する第１伝送路に接続され、
入力ビットストリームｂ３を入力するＶＬＤ８１と、第
１の従来のトランスコーダ５０と同じ、逆量子化器５３
と、量子化器５５と、ＶＬＣ５７と、を含み、図９のト
ランスコーダ６０と同じビットレート比率計算部６３
と、差分符号量計算部６７と、を含み、さらに、目標出
力符号量更新部８３と、量子化スケールコード算出部８
５と、を備えている。
ト制御を行う方法を採用した別の例として、図１１およ
び１２に従来のトランスコーダの第３例を示す。図１１
に示されるように、第３の従来のトランスコーダ８０
は、第１ビットレートを有する第１伝送路に接続され、
入力ビットストリームｂ３を入力するＶＬＤ８１と、第
１の従来のトランスコーダ５０と同じ、逆量子化器５３
と、量子化器５５と、ＶＬＣ５７と、を含み、図９のト
ランスコーダ６０と同じビットレート比率計算部６３
と、差分符号量計算部６７と、を含み、さらに、目標出
力符号量更新部８３と、量子化スケールコード算出部８
５と、を備えている。
【００５１】第３の従来のトランスコーダ８０では、ビ
ットストリームｂ３に予め符号量を情報として記述して
おき、その情報に基づいてレート制御を行うものであ
る。ＶＬＤ８１は、この入力ビットストリームｂ３内
の、トランスコーディング対象となる当該ピクチャのビ
ット素片を可変長復号して逆量子化器５３へ出力すると
ともに、入力符号量情報Ｔinを復号し、目標出力符号量
更新部８３へ出力する。
ットストリームｂ３に予め符号量を情報として記述して
おき、その情報に基づいてレート制御を行うものであ
る。ＶＬＤ８１は、この入力ビットストリームｂ３内
の、トランスコーディング対象となる当該ピクチャのビ
ット素片を可変長復号して逆量子化器５３へ出力すると
ともに、入力符号量情報Ｔinを復号し、目標出力符号量
更新部８３へ出力する。
【００５２】目標出力符号量更新部８３は、入力符号量
情報Ｔinと、ビットレート比率ioRatioに基づいて、上
式（２３）により目標出力符号量Ｔoutを算出するもの
である。量子化スケールコード算出部８５は、目標出力
符号量更新部８３で更新された目標出力符号量Ｔoutに
基づいて、ＴＭ５のレート制御のステップ２方式に従
い、量子化スケールコードＱ(j)をマクロブロックMB(j)
毎に算出する。量子化スケールコード算出部８５で算出
された量子化スケールコードＱ(j)に基づいて、量子化
器５５でｊ番目のマクロブロックMB(j)の量子化が行わ
れる。
情報Ｔinと、ビットレート比率ioRatioに基づいて、上
式（２３）により目標出力符号量Ｔoutを算出するもの
である。量子化スケールコード算出部８５は、目標出力
符号量更新部８３で更新された目標出力符号量Ｔoutに
基づいて、ＴＭ５のレート制御のステップ２方式に従
い、量子化スケールコードＱ(j)をマクロブロックMB(j)
毎に算出する。量子化スケールコード算出部８５で算出
された量子化スケールコードＱ(j)に基づいて、量子化
器５５でｊ番目のマクロブロックMB(j)の量子化が行わ
れる。
【００５３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
図９および１０に示される第２の従来のトランスコーダ
６０においては、遅延回路６１により、トランスコーデ
ィング対象のピクチャ１フレーム分を復号し終わるま
で、逆量子化器５３での当該ピクチャの逆量子化処理を
行うことはできないため、処理に遅延が生じるという問
題点がある。
図９および１０に示される第２の従来のトランスコーダ
６０においては、遅延回路６１により、トランスコーデ
ィング対象のピクチャ１フレーム分を復号し終わるま
で、逆量子化器５３での当該ピクチャの逆量子化処理を
行うことはできないため、処理に遅延が生じるという問
題点がある。
【００５４】また、図１１および１２に示される第３の
従来のトランスコーダ８０においては、予め入力ビット
ストリームに入力符号量情報を記述しておくことで、第
２の従来のトランスコーダ６０の処理の遅延の問題点は
解決できるが、入力可能なビットストリームが限定され
てしまうという問題点がある。また、入力符号量情報を
ビットストリームに記述する処理が、符号化器側に増え
てしまい、符号化器の処理に遅延が生じることになる。
従来のトランスコーダ８０においては、予め入力ビット
ストリームに入力符号量情報を記述しておくことで、第
２の従来のトランスコーダ６０の処理の遅延の問題点は
解決できるが、入力可能なビットストリームが限定され
てしまうという問題点がある。また、入力符号量情報を
ビットストリームに記述する処理が、符号化器側に増え
てしまい、符号化器の処理に遅延が生じることになる。
【００５５】そこで本発明は、画像圧縮符号化信号が有
する情報のみを利用して処理が行え、画像圧縮符号化信
号を生成する符号化器における制約条件も無く、かつト
ランスコーディング時に遅延が少ない動画像圧縮符号化
信号変換方法および装置を提供することを目的とする。
する情報のみを利用して処理が行え、画像圧縮符号化信
号を生成する符号化器における制約条件も無く、かつト
ランスコーディング時に遅延が少ない動画像圧縮符号化
信号変換方法および装置を提供することを目的とする。
【００５６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、（ａ）複数の画面から構成
される動画像を圧縮符号化した第１画像符号化信号を、
第１目標転送速度を有する第１伝送路を介して入力する
ステップと、（ｂ）該ステップ（ａ）で入力された第１
画像符号化信号を各画面毎に可変長復号するステップ
と、（ｃ）該ステップ（ｂ）で復号された各画面データ
を、複数の領域毎に逆量子化して、直交変換係数領域デ
ータを生成するステップと、（ｄ）該ステップ（ｃ）で
生成された直交変換係数領域データの圧縮率を決める量
子化パラメータを前記各領域毎に設定するステップと、
（ｅ）該ステップ（ｃ）で生成された直交変換係数領域
データを、前記ステップ（ｄ）で設定された量子化パラ
メータを用いて各領域毎に量子化して量子化係数領域デ
ータを生成するステップと、（ｆ）前記ステップ（ｅ）
で生成された量子化係数領域データを可変長符号化して
前記第１伝送路の第１目標転送速度より低い第２目標転
送速度を有する第２画像符号化信号を生成するステップ
と、（ｇ）前記ステップ（ｃ）〜（ｆ）を前記各画面内
の全領域について順次繰り返すステップと、（ｈ）前記
ステップ（ｂ）および（ｇ）を前記画面毎に繰り返すス
テップと、（ｉ）前記第２伝送路を介して、前記第２画
像符号化信号を出力するステップと、を備えた動画像圧
縮符号化信号変換方法において、（ｊ）前記第１目標転
送速度と、前記第２目標転送速度との比率を示す目標転
送速度比率を設定するステップを備え、前記ステップ
（ｄ）において、前記ステップ（ｊ）で設定された前記
目標転送速度比率と、前記ステップ（ｃ）で生成された
直交変換係数領域データの発生符号量と、前記ステップ
（ｅ）で生成された量子化係数領域データの発生符号量
と、に基づいて、前記各領域毎に前記量子化パラメータ
が設定されることを特徴とする。
上記課題を解決するために、（ａ）複数の画面から構成
される動画像を圧縮符号化した第１画像符号化信号を、
第１目標転送速度を有する第１伝送路を介して入力する
ステップと、（ｂ）該ステップ（ａ）で入力された第１
画像符号化信号を各画面毎に可変長復号するステップ
と、（ｃ）該ステップ（ｂ）で復号された各画面データ
を、複数の領域毎に逆量子化して、直交変換係数領域デ
ータを生成するステップと、（ｄ）該ステップ（ｃ）で
生成された直交変換係数領域データの圧縮率を決める量
子化パラメータを前記各領域毎に設定するステップと、
（ｅ）該ステップ（ｃ）で生成された直交変換係数領域
データを、前記ステップ（ｄ）で設定された量子化パラ
メータを用いて各領域毎に量子化して量子化係数領域デ
ータを生成するステップと、（ｆ）前記ステップ（ｅ）
で生成された量子化係数領域データを可変長符号化して
前記第１伝送路の第１目標転送速度より低い第２目標転
送速度を有する第２画像符号化信号を生成するステップ
と、（ｇ）前記ステップ（ｃ）〜（ｆ）を前記各画面内
の全領域について順次繰り返すステップと、（ｈ）前記
ステップ（ｂ）および（ｇ）を前記画面毎に繰り返すス
テップと、（ｉ）前記第２伝送路を介して、前記第２画
像符号化信号を出力するステップと、を備えた動画像圧
縮符号化信号変換方法において、（ｊ）前記第１目標転
送速度と、前記第２目標転送速度との比率を示す目標転
送速度比率を設定するステップを備え、前記ステップ
（ｄ）において、前記ステップ（ｊ）で設定された前記
目標転送速度比率と、前記ステップ（ｃ）で生成された
直交変換係数領域データの発生符号量と、前記ステップ
（ｅ）で生成された量子化係数領域データの発生符号量
と、に基づいて、前記各領域毎に前記量子化パラメータ
が設定されることを特徴とする。
【００５７】この方法によれば、第１および第２目標転
送速度によって決まる目標転送速度比率と復号および符
号化された各領域毎のデータの発生符号量に基づいて、
量子化パラメータを設定することができるので、画像構
造を仮定せずとも符号量の制御を実現することができ
る。
送速度によって決まる目標転送速度比率と復号および符
号化された各領域毎のデータの発生符号量に基づいて、
量子化パラメータを設定することができるので、画像構
造を仮定せずとも符号量の制御を実現することができ
る。
【００５８】ここで、第１および第２画像符号化信号
は、ＭＰＥＧ２ビットストリームであり、動画像圧縮符
号化信号変換装置すなわちトランスコーダは、所定のビ
ットレート（第１目標転送速度）を有する入力ＭＰＥＧ
２ビットストリームを入力して、目標ビットレート（第
２目標転送速度）を有する出力ＭＰＥＧ２ビットストリ
ームに変換するものである。トランスコーダが知り得る
第１目標転送速度と、第２目標転送速度とに基づいて、
目標転送速度比率ioRatioが算出可能である。入力され
たＭＰＥＧ２ビットストリームは、各画面毎に可変長復
号され、マクロブロックと呼ばれる複数の領域毎のＤＣ
Ｔ係数領域データが得られる。マクロブロックの復号後
の発生符号量ｒinに目標転送速度比率ioRatioを乗算し
て目標となる出力符号量とし、マクロブロックの符号化
後の発生符号量ｒoutと目標出力符号量の差に基づい
て、マクロブロック毎に量子化スケールコード（量子化
パラメータ）が算出される。このようにして算出された
量子化スケールコードに基づいて量子化が行われる。こ
れにより遅延の少ないレート制御が実現できる。
は、ＭＰＥＧ２ビットストリームであり、動画像圧縮符
号化信号変換装置すなわちトランスコーダは、所定のビ
ットレート（第１目標転送速度）を有する入力ＭＰＥＧ
２ビットストリームを入力して、目標ビットレート（第
２目標転送速度）を有する出力ＭＰＥＧ２ビットストリ
ームに変換するものである。トランスコーダが知り得る
第１目標転送速度と、第２目標転送速度とに基づいて、
目標転送速度比率ioRatioが算出可能である。入力され
たＭＰＥＧ２ビットストリームは、各画面毎に可変長復
号され、マクロブロックと呼ばれる複数の領域毎のＤＣ
Ｔ係数領域データが得られる。マクロブロックの復号後
の発生符号量ｒinに目標転送速度比率ioRatioを乗算し
て目標となる出力符号量とし、マクロブロックの符号化
後の発生符号量ｒoutと目標出力符号量の差に基づい
て、マクロブロック毎に量子化スケールコード（量子化
パラメータ）が算出される。このようにして算出された
量子化スケールコードに基づいて量子化が行われる。こ
れにより遅延の少ないレート制御が実現できる。
【００５９】請求項２に記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項１に記載の動画像圧縮符号化信号変
換方法において、前記ステップ（ｊ）が、（ｊ１）前記
第１目標転送速度に基づいて、所定の単位時間内に復号
すべき前記第１画像符号化信号の複数の画面の符号量を
示す未復号符号量を初期設定するステップと、（ｊ２）
前記第２目標転送速度に基づいて、前記単位時間内で出
力可能な前記第２画像符号化信号の複数の画面の符号量
を示す未出力符号量を初期設定するステップと、（ｊ
３）前記ステップ（ｂ）で生成された１つ前の画面の実
復号符号量に基づいて、前記未復号符号量を前記各画面
毎に更新するステップと、（ｊ４）前記ステップ（ｆ）
で生成された１つ前の画面の実出力符号量に基づいて、
前記未出力符号量を前記各画面毎に更新するステップ
と、（ｊ５）前記ステップ（ｊ３）および（ｊ４）で算
出された未復号符号量および未出力符号量に基づいて、
前記目標転送速度比率を前記各画面毎に更新するステッ
プと、（ｊ６）前記ステップ（ｊ３）〜（ｊ５）を前記
単位時間内の全画面について繰り返すステップと、（ｊ
７）前記ステップ（ｊ１）、（ｊ２）および（ｊ６）を
前記単位時間毎に繰り返すステップと、を有し、前記ス
テップ（ｄ）において、前記量子化パラメータが前記ス
テップ（ｊ５）で更新された目標転送速度比率に基づい
て、設定されることを特徴とする。
するために、請求項１に記載の動画像圧縮符号化信号変
換方法において、前記ステップ（ｊ）が、（ｊ１）前記
第１目標転送速度に基づいて、所定の単位時間内に復号
すべき前記第１画像符号化信号の複数の画面の符号量を
示す未復号符号量を初期設定するステップと、（ｊ２）
前記第２目標転送速度に基づいて、前記単位時間内で出
力可能な前記第２画像符号化信号の複数の画面の符号量
を示す未出力符号量を初期設定するステップと、（ｊ
３）前記ステップ（ｂ）で生成された１つ前の画面の実
復号符号量に基づいて、前記未復号符号量を前記各画面
毎に更新するステップと、（ｊ４）前記ステップ（ｆ）
で生成された１つ前の画面の実出力符号量に基づいて、
前記未出力符号量を前記各画面毎に更新するステップ
と、（ｊ５）前記ステップ（ｊ３）および（ｊ４）で算
出された未復号符号量および未出力符号量に基づいて、
前記目標転送速度比率を前記各画面毎に更新するステッ
プと、（ｊ６）前記ステップ（ｊ３）〜（ｊ５）を前記
単位時間内の全画面について繰り返すステップと、（ｊ
７）前記ステップ（ｊ１）、（ｊ２）および（ｊ６）を
前記単位時間毎に繰り返すステップと、を有し、前記ス
テップ（ｄ）において、前記量子化パラメータが前記ス
テップ（ｊ５）で更新された目標転送速度比率に基づい
て、設定されることを特徴とする。
【００６０】この方法によれば、各ピクチャ毎の目標出
力符号量を設定せずに、所定の単位時間内に復号すべき
複数のピクチャの符号量を示す未復号符号量Ｒinと、単
位時間内に出力可能な複数のピクチャの符号量を示す未
出力符号量Ｒoutとから、各ピクチャ毎に目標転送速度
比率ioRatioを算出し、該目標転送速度比率ioRatioに基
づいて、当該ピクチャ内の全マクロブロックに対して、
量子化を行う際の量子化スケールコードをマクロブロッ
ク毎に決定することによりレート制御が可能となる。こ
のようにして画像構造が未知であっても、各ピクチャへ
のビット配分が可能となる。
力符号量を設定せずに、所定の単位時間内に復号すべき
複数のピクチャの符号量を示す未復号符号量Ｒinと、単
位時間内に出力可能な複数のピクチャの符号量を示す未
出力符号量Ｒoutとから、各ピクチャ毎に目標転送速度
比率ioRatioを算出し、該目標転送速度比率ioRatioに基
づいて、当該ピクチャ内の全マクロブロックに対して、
量子化を行う際の量子化スケールコードをマクロブロッ
ク毎に決定することによりレート制御が可能となる。こ
のようにして画像構造が未知であっても、各ピクチャへ
のビット配分が可能となる。
【００６１】また、請求項１に記載の動画像圧縮符号化
信号変換方法において、前記ステップ（ｊ）が、（ｊ
１）前記第１目標転送速度に基づいて、所定の第１単位
時間内に復号すべき前記第１画像符号化信号の複数の画
面の符号量を示す予定復号符号量を設定するステップ
と、（ｊ２）前記第２目標転送速度に基づいて、前記第
１単位時間内で出力可能な前記第２画像符号化信号の複
数の画面の符号量を示す予定出力符号量を設定するステ
ップと、（ｊ３）前記ステップ（ｂ）で生成された画面
の実復号符号量を所定の画面枚数分溯って積算値を算出
するステップと、（ｊ４）前記ステップ（ｆ）で生成さ
れた画面の実出力符号量を前記画面枚数分溯って積算値
を算出するステップと、（ｊ５）前記ステップ（ｊ１）
で設定された予定復号符号量と、前記ステップ（ｊ３）
で算出された実復号符号量の積算値と、に基づいて、前
記第１単位時間内の未復号符号量を算出するステップ
と、（ｊ６）前記ステップ（ｊ２）で設定された予定出
力符号量と、前記ステップ（ｊ４）で算出された実出力
符号量の積算値と、に基づいて、前記第１単位時間内の
未出力符号量を算出するステップと、（ｊ７）前記ステ
ップ（ｊ５）および（ｊ６）で算出された未復号符号量
および未出力符号量に基づいて、前記目標転送速度比率
を更新するステップと、（ｊ８）前記ステップ（ｊ３）
〜（ｊ７）を所定の第２単位時間毎に繰り返すステップ
と、を有し、前記ステップ（ｄ）において、前記量子化
パラメータが前記ステップ（ｊ５）で更新された目標転
送速度比率に基づいて、設定されてもよい。
信号変換方法において、前記ステップ（ｊ）が、（ｊ
１）前記第１目標転送速度に基づいて、所定の第１単位
時間内に復号すべき前記第１画像符号化信号の複数の画
面の符号量を示す予定復号符号量を設定するステップ
と、（ｊ２）前記第２目標転送速度に基づいて、前記第
１単位時間内で出力可能な前記第２画像符号化信号の複
数の画面の符号量を示す予定出力符号量を設定するステ
ップと、（ｊ３）前記ステップ（ｂ）で生成された画面
の実復号符号量を所定の画面枚数分溯って積算値を算出
するステップと、（ｊ４）前記ステップ（ｆ）で生成さ
れた画面の実出力符号量を前記画面枚数分溯って積算値
を算出するステップと、（ｊ５）前記ステップ（ｊ１）
で設定された予定復号符号量と、前記ステップ（ｊ３）
で算出された実復号符号量の積算値と、に基づいて、前
記第１単位時間内の未復号符号量を算出するステップ
と、（ｊ６）前記ステップ（ｊ２）で設定された予定出
力符号量と、前記ステップ（ｊ４）で算出された実出力
符号量の積算値と、に基づいて、前記第１単位時間内の
未出力符号量を算出するステップと、（ｊ７）前記ステ
ップ（ｊ５）および（ｊ６）で算出された未復号符号量
および未出力符号量に基づいて、前記目標転送速度比率
を更新するステップと、（ｊ８）前記ステップ（ｊ３）
〜（ｊ７）を所定の第２単位時間毎に繰り返すステップ
と、を有し、前記ステップ（ｄ）において、前記量子化
パラメータが前記ステップ（ｊ５）で更新された目標転
送速度比率に基づいて、設定されてもよい。
【００６２】請求項４に記載の発明は、上記課題を解決
するために、第１目標転送速度を有する第１伝送路と、
前記第１転送速度より低い第２目標転送速度を有する第
２伝送路と、の間に介在するとともに、複数の画面から
構成される動画像を圧縮符号化した第１画像符号化信号
を、前記第１伝送路を介して入力する入力手段と、該入
力手段から入力された第１画像符号化信号を各画面毎に
順次可変長復号する可変長復号手段と、該可変長復号手
段で復号された各画面データを、複数の領域毎に順次逆
量子化して直交変換係数領域データを領域毎に順次生成
する逆量子化手段と、該逆量子化手段で生成された直交
変換係数領域データの圧縮率を決める量子化パラメータ
を前記各領域毎に順次設定する量子化パラメータ設定手
段と、該逆量子化手段で生成された直交変換係数領域デ
ータを、前記量子化パラメータ設定手段で設定された量
子化パラメータを用いて各領域毎に順次量子化して量子
化係数領域データを前記各領域毎に生成する量子化手段
と、該量子化手段で生成された量子化係数領域データを
各領域毎に順次可変長符号化して、前記第１画像符号化
信号より少ない符号量を有する第２画像符号化信号を前
記各画面毎に生成する可変長符号化手段と、前記第２伝
送路を介して、前記第２画像符号化信号を出力する出力
手段と、前記逆量子化手段と、前記量子化パラメータ設
定手段と、前記量子化手段と、前記可変長符号化手段
と、に前記画面毎に当該画面内の全領域について順次処
理を繰り返し実行させる制御手段と、を備えた動画像圧
縮符号化信号変換装置において、前記第１目標転送速度
と、前記第２目標転送速度との比率を示す目標転送速度
比率を設定する目標転送速度比率設定手段を備え、前記
量子化パラメータ設定手段において、前記目標転送速度
比率設定手段で設定された前記目標転送速度比率と、前
記逆量子化手段で生成された直交変換係数領域データの
発生符号量と、前記量子化手段で生成された量子化係数
領域データの発生符号量と、に基づいて、前記各領域毎
に前記量子化パラメータが設定されることを特徴とす
る。
するために、第１目標転送速度を有する第１伝送路と、
前記第１転送速度より低い第２目標転送速度を有する第
２伝送路と、の間に介在するとともに、複数の画面から
構成される動画像を圧縮符号化した第１画像符号化信号
を、前記第１伝送路を介して入力する入力手段と、該入
力手段から入力された第１画像符号化信号を各画面毎に
順次可変長復号する可変長復号手段と、該可変長復号手
段で復号された各画面データを、複数の領域毎に順次逆
量子化して直交変換係数領域データを領域毎に順次生成
する逆量子化手段と、該逆量子化手段で生成された直交
変換係数領域データの圧縮率を決める量子化パラメータ
を前記各領域毎に順次設定する量子化パラメータ設定手
段と、該逆量子化手段で生成された直交変換係数領域デ
ータを、前記量子化パラメータ設定手段で設定された量
子化パラメータを用いて各領域毎に順次量子化して量子
化係数領域データを前記各領域毎に生成する量子化手段
と、該量子化手段で生成された量子化係数領域データを
各領域毎に順次可変長符号化して、前記第１画像符号化
信号より少ない符号量を有する第２画像符号化信号を前
記各画面毎に生成する可変長符号化手段と、前記第２伝
送路を介して、前記第２画像符号化信号を出力する出力
手段と、前記逆量子化手段と、前記量子化パラメータ設
定手段と、前記量子化手段と、前記可変長符号化手段
と、に前記画面毎に当該画面内の全領域について順次処
理を繰り返し実行させる制御手段と、を備えた動画像圧
縮符号化信号変換装置において、前記第１目標転送速度
と、前記第２目標転送速度との比率を示す目標転送速度
比率を設定する目標転送速度比率設定手段を備え、前記
量子化パラメータ設定手段において、前記目標転送速度
比率設定手段で設定された前記目標転送速度比率と、前
記逆量子化手段で生成された直交変換係数領域データの
発生符号量と、前記量子化手段で生成された量子化係数
領域データの発生符号量と、に基づいて、前記各領域毎
に前記量子化パラメータが設定されることを特徴とす
る。
【００６３】この構成によれば、第１および第２目標転
送速度によって決まる目標転送速度比率と復号および符
号化された各領域毎のデータの発生符号量に基づいて、
量子化パラメータを設定することができるので、画像構
造を仮定せずとも符号量の制御を実現することができ
る。
送速度によって決まる目標転送速度比率と復号および符
号化された各領域毎のデータの発生符号量に基づいて、
量子化パラメータを設定することができるので、画像構
造を仮定せずとも符号量の制御を実現することができ
る。
【００６４】請求項５に記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項４に記載の動画像圧縮符号化信号変
換装置において、前記目標転送速度比率設定手段が、前
記第１目標転送速度に基づいて、所定の単位時間内に復
号すべき前記第１画像符号化信号の複数の画面の符号量
を示す未復号符号量を初期設定するとともに、前記可変
長復号手段で生成された１つ前の画面の実復号符号量に
基づいて、前記未復号符号量を前記各画面毎に算出する
未復号符号量算出部と、前記第２目標転送速度に基づい
て、前記単位時間内で出力可能な前記第２画像符号化信
号の複数の画面の符号量を示す未出力符号量を初期設定
するとともに、前記可変長符号化手段で生成された１つ
前の画面の実出力符号量に基づいて、前記未出力符号量
を前記各画面毎に算出する未出力符号量算出部と、前記
未復号符号量算出部および前記未出力符号量算出部で算
出された未復号符号量および未出力符号量に基づいて、
前記目標転送速度比率を前記各画面毎に更新する目標転
送速度比率更新部と、を有し、前記制御手段が、前記未
復号符号量算出部と、前記未出力符号量算出部と、前記
目標転送速度比率更新部と、に前記単位時間毎に、当該
単位時間内の全画面について順次処理を繰り返し実行さ
せ、前記未復号符号量算出部および前記未出力符号量算
出部に前記未復号符号量および前記未出力符号量を前記
単位時間毎に初期設定させ、前記量子化パラメータ設定
手段において、前記量子化パラメータが、前記目標転送
速度比率更新部で更新された目標転送速度比率に基づい
て、設定されることを特徴とする。
するために、請求項４に記載の動画像圧縮符号化信号変
換装置において、前記目標転送速度比率設定手段が、前
記第１目標転送速度に基づいて、所定の単位時間内に復
号すべき前記第１画像符号化信号の複数の画面の符号量
を示す未復号符号量を初期設定するとともに、前記可変
長復号手段で生成された１つ前の画面の実復号符号量に
基づいて、前記未復号符号量を前記各画面毎に算出する
未復号符号量算出部と、前記第２目標転送速度に基づい
て、前記単位時間内で出力可能な前記第２画像符号化信
号の複数の画面の符号量を示す未出力符号量を初期設定
するとともに、前記可変長符号化手段で生成された１つ
前の画面の実出力符号量に基づいて、前記未出力符号量
を前記各画面毎に算出する未出力符号量算出部と、前記
未復号符号量算出部および前記未出力符号量算出部で算
出された未復号符号量および未出力符号量に基づいて、
前記目標転送速度比率を前記各画面毎に更新する目標転
送速度比率更新部と、を有し、前記制御手段が、前記未
復号符号量算出部と、前記未出力符号量算出部と、前記
目標転送速度比率更新部と、に前記単位時間毎に、当該
単位時間内の全画面について順次処理を繰り返し実行さ
せ、前記未復号符号量算出部および前記未出力符号量算
出部に前記未復号符号量および前記未出力符号量を前記
単位時間毎に初期設定させ、前記量子化パラメータ設定
手段において、前記量子化パラメータが、前記目標転送
速度比率更新部で更新された目標転送速度比率に基づい
て、設定されることを特徴とする。
【００６５】この構成によれば、各ピクチャ毎の目標出
力符号量を設定せずに、所定の単位時間内に復号すべき
複数のピクチャの符号量を示す未復号符号量Ｒinと、単
位時間内に出力可能な複数のピクチャの符号量を示す未
出力符号量Ｒoutとから、各ピクチャ毎に目標転送速度
比率ioRatioを算出し、該目標転送速度比率ioRatioに基
づいて、当該ピクチャ内の全マクロブロックに対して、
量子化を行う際の量子化スケールコードをマクロブロッ
ク毎に決定することによりレート制御が可能となる。こ
のようにして画像構造が未知であっても、各ピクチャへ
のビット配分が可能となる。
力符号量を設定せずに、所定の単位時間内に復号すべき
複数のピクチャの符号量を示す未復号符号量Ｒinと、単
位時間内に出力可能な複数のピクチャの符号量を示す未
出力符号量Ｒoutとから、各ピクチャ毎に目標転送速度
比率ioRatioを算出し、該目標転送速度比率ioRatioに基
づいて、当該ピクチャ内の全マクロブロックに対して、
量子化を行う際の量子化スケールコードをマクロブロッ
ク毎に決定することによりレート制御が可能となる。こ
のようにして画像構造が未知であっても、各ピクチャへ
のビット配分が可能となる。
【００６６】また、請求項４に記載の動画像圧縮符号化
信号変換装置において、前記目標転送速度比率設定手段
が、前記可変長復号手段で生成された画面の実復号符号
量を所定の画面枚数分溯って積算値を算出する実復号符
号量積算部と、前記可変長符号化手段で生成された画面
の実出力符号量を前記画面枚数分溯って積算値を算出す
る実出力符号量積算部と、前記第１目標転送速度に基づ
いて、所定の第１単位時間内に復号すべき前記第１画像
符号化信号の複数の画面の符号量を示す予定復号符号量
を設定するとともに、該予定復号符号量と、前記実復号
符号量積算部で算出された実復号符号量と、に基づい
て、前記第１単位時間内の未復号符号量を算出する未復
号符号量算出部と、前記第２目標転送速度に基づいて、
前記第１単位時間内で出力可能な前記第２画像符号化信
号の複数の画面の符号量を示す予定出力符号量を設定す
るとともに、該予定出力符号量と、前記実出力符号量積
算部で算出された実出力符号量の積算値と、に基づい
て、前記第１単位時間内の未出力符号量を算出する未出
力符号量算出部と、前記未復号符号量算出部および前記
未出力符号量算出部で算出された未復号符号量および未
出力符号量に基づいて、前記目標転送速度比率を更新す
る目標転送速度比率更新部と、を有し、前記制御手段
が、前記未復号符号量算出部と、前記未出力符号量算出
部と、前記目標転送速度比率更新部と、に所定の第２単
位時間毎に順次処理を繰り返し実行させ、前記量子化パ
ラメータ設定手段において、前記量子化パラメータが、
前記目標転送速度比率更新部で更新された目標転送速度
比率に基づいて、設定されてもよい。
信号変換装置において、前記目標転送速度比率設定手段
が、前記可変長復号手段で生成された画面の実復号符号
量を所定の画面枚数分溯って積算値を算出する実復号符
号量積算部と、前記可変長符号化手段で生成された画面
の実出力符号量を前記画面枚数分溯って積算値を算出す
る実出力符号量積算部と、前記第１目標転送速度に基づ
いて、所定の第１単位時間内に復号すべき前記第１画像
符号化信号の複数の画面の符号量を示す予定復号符号量
を設定するとともに、該予定復号符号量と、前記実復号
符号量積算部で算出された実復号符号量と、に基づい
て、前記第１単位時間内の未復号符号量を算出する未復
号符号量算出部と、前記第２目標転送速度に基づいて、
前記第１単位時間内で出力可能な前記第２画像符号化信
号の複数の画面の符号量を示す予定出力符号量を設定す
るとともに、該予定出力符号量と、前記実出力符号量積
算部で算出された実出力符号量の積算値と、に基づい
て、前記第１単位時間内の未出力符号量を算出する未出
力符号量算出部と、前記未復号符号量算出部および前記
未出力符号量算出部で算出された未復号符号量および未
出力符号量に基づいて、前記目標転送速度比率を更新す
る目標転送速度比率更新部と、を有し、前記制御手段
が、前記未復号符号量算出部と、前記未出力符号量算出
部と、前記目標転送速度比率更新部と、に所定の第２単
位時間毎に順次処理を繰り返し実行させ、前記量子化パ
ラメータ設定手段において、前記量子化パラメータが、
前記目標転送速度比率更新部で更新された目標転送速度
比率に基づいて、設定されてもよい。
【００６７】
【発明の実施の形態】以下に図面に基づいて、本発明の
詳細な説明を示すが、本発明は以下の実施例により限定
されるものではない。尚、すべての図面において、同様
な構成要素は同じ参照記号および符号を用いて示してあ
る。
詳細な説明を示すが、本発明は以下の実施例により限定
されるものではない。尚、すべての図面において、同様
な構成要素は同じ参照記号および符号を用いて示してあ
る。
【００６８】図１に、本発明に係る動画像圧縮符号化信
号変換装置の好ましい実施の形態として、トランスコー
ダ１００の概略ブロック図を示す。本実施例のトランス
コーダ１００は、入力された第１ビットストリームｂ１
を所定の目標ビットレートtarget_Bitrateを有する第２
ビットストリームｂ２に変換して出力するものである。
トランスコーダ１００は、所定の単位時間内に復号すべ
き第１ビットストリームｂ１内の複数のピクチャの符号
量と、同じ単位時間内の復号済みのピクチャの符号量と
の差から未復号符号量を算出し、所定の単位時間内に出
力可能な第２ビットストリームｂ２の複数のピクチャの
符号量と、同じ単位時間内に出力されたピクチャの符号
量との差から未出力符号量を算出し、未復号符号量と未
出力符号量に基づいて、目標ビットレート比率ioRatio
を各ピクチャ毎に更新して、各マクロブロックにおける
符号化処理におけるレート制御を行うものである。本実
施例で、単位時間は、特に限定しないが、例えば１秒ま
たは０．５秒である。
号変換装置の好ましい実施の形態として、トランスコー
ダ１００の概略ブロック図を示す。本実施例のトランス
コーダ１００は、入力された第１ビットストリームｂ１
を所定の目標ビットレートtarget_Bitrateを有する第２
ビットストリームｂ２に変換して出力するものである。
トランスコーダ１００は、所定の単位時間内に復号すべ
き第１ビットストリームｂ１内の複数のピクチャの符号
量と、同じ単位時間内の復号済みのピクチャの符号量と
の差から未復号符号量を算出し、所定の単位時間内に出
力可能な第２ビットストリームｂ２の複数のピクチャの
符号量と、同じ単位時間内に出力されたピクチャの符号
量との差から未出力符号量を算出し、未復号符号量と未
出力符号量に基づいて、目標ビットレート比率ioRatio
を各ピクチャ毎に更新して、各マクロブロックにおける
符号化処理におけるレート制御を行うものである。本実
施例で、単位時間は、特に限定しないが、例えば１秒ま
たは０．５秒である。
【００６９】トランスコーダ１００は、第１目標ビット
レートの第１伝送路（図示無し）に接続され、第１ビッ
トストリームｂ１を入力するＶＬＤ５１と、逆量子化器
５３と、量子化器５５と、第２目標ビットレートの第２
伝送路（図示無し）に接続され、第２ビットストリーム
ｂ２を出力するＶＬＣ５７と、を備えている。ＶＬＤ５
１、逆量子化器５３、量子化器５５およびＶＬＣ５７
は、図７に示されたトランスコーダ５０と同じ構成であ
るので、詳細な説明は省略する。
レートの第１伝送路（図示無し）に接続され、第１ビッ
トストリームｂ１を入力するＶＬＤ５１と、逆量子化器
５３と、量子化器５５と、第２目標ビットレートの第２
伝送路（図示無し）に接続され、第２ビットストリーム
ｂ２を出力するＶＬＣ５７と、を備えている。ＶＬＤ５
１、逆量子化器５３、量子化器５５およびＶＬＣ５７
は、図７に示されたトランスコーダ５０と同じ構成であ
るので、詳細な説明は省略する。
【００７０】トランスコーダ１００は、未処理符号量算
出部１０１と、目標ビットレート比率設定部１０３と、
仮想バッファ管理部１０５と、量子化スケール算出部１
０７と、中央制御部（図中「ＣＰＵ」と示される）１０
９と、を備えている。
出部１０１と、目標ビットレート比率設定部１０３と、
仮想バッファ管理部１０５と、量子化スケール算出部１
０７と、中央制御部（図中「ＣＰＵ」と示される）１０
９と、を備えている。
【００７１】未処理符号量算出部１０１は、ＶＬＣ５７
に接続され、第２ビットストリームｂ２内の（ｎ−１）
番目のピクチャpic(n-1)を符号化した時の実出力符号量
Ｓout(n-1)を入力する。未処理符号量算出部１０１は、
第ｎ番目のピクチャpic(n)を符号化する前に、下記の式
（２６）および（２７）により、単位時間内に復号すべ
き第１ビットストリーム内の複数のピクチャの未復号符
号量Ｒin(n)と、単位時間内に出力可能な第２ビットス
トリーム内の複数のピクチャの未出力符号量Ｒout(n)を
算出する。
に接続され、第２ビットストリームｂ２内の（ｎ−１）
番目のピクチャpic(n-1)を符号化した時の実出力符号量
Ｓout(n-1)を入力する。未処理符号量算出部１０１は、
第ｎ番目のピクチャpic(n)を符号化する前に、下記の式
（２６）および（２７）により、単位時間内に復号すべ
き第１ビットストリーム内の複数のピクチャの未復号符
号量Ｒin(n)と、単位時間内に出力可能な第２ビットス
トリーム内の複数のピクチャの未出力符号量Ｒout(n)を
算出する。
【００７２】 Ｒin(n)＝Ｒin(n-1)−Ｓin(n-1) …式（２６） Ｒout(n)＝Ｒout(n-1)−Ｓout(n-1) …式（２７） さらに、未処理符号量算出部１０１は、ＶＬＤ５１に接
続され、第１ビットストリームｂ１の第１ビットレート
Input_Bitrateと、第１ビットストリームｂ１内の（ｎ
−１）番目のピクチャpic(n-1)を復号した時の実復号符
号量Ｓin(n-1)と、を入力するとともに、トランスコー
ダ１００の所定の目標ビットレートtarget_Bitrateを入
力する。この目標ビットレートは、一連のトランスコー
ディング処理においては一定であるが、トランスコーダ
１００の外部から設定および変更も可能である。未処理
符号量算出部１０１は、単位時間毎に、最初のピクチャ
を符号化する前に、未復号符号量Ｒinおよび未出力符号
量Ｒoutを下記の式（２８）および（２９）により更新
する。
続され、第１ビットストリームｂ１の第１ビットレート
Input_Bitrateと、第１ビットストリームｂ１内の（ｎ
−１）番目のピクチャpic(n-1)を復号した時の実復号符
号量Ｓin(n-1)と、を入力するとともに、トランスコー
ダ１００の所定の目標ビットレートtarget_Bitrateを入
力する。この目標ビットレートは、一連のトランスコー
ディング処理においては一定であるが、トランスコーダ
１００の外部から設定および変更も可能である。未処理
符号量算出部１０１は、単位時間毎に、最初のピクチャ
を符号化する前に、未復号符号量Ｒinおよび未出力符号
量Ｒoutを下記の式（２８）および（２９）により更新
する。
【００７３】
【数４】
【００７４】ここで、ＵＴＷは単位時間内に処理される
ピクチャの枚数である。すなわち、（ＵＴＷ／picture_
rate）で、単位時間の時間幅が示される。例えば、pict
ure_rateが３０フレーム／秒である場合、ＵＴＷが１５
枚に設定されれば、単位時間は０．５秒であり、ＵＴＷ
が３０枚に設定されれば、単位時間は１秒となる。
ピクチャの枚数である。すなわち、（ＵＴＷ／picture_
rate）で、単位時間の時間幅が示される。例えば、pict
ure_rateが３０フレーム／秒である場合、ＵＴＷが１５
枚に設定されれば、単位時間は０．５秒であり、ＵＴＷ
が３０枚に設定されれば、単位時間は１秒となる。
【００７５】尚、トランスコーディング処理の最初のシ
ーケンスにおいて、未復号符号量Ｒin(1)と、未出力符
号量Ｒout(1)と、が下記の式（３０）および（３１）に
より初期設定される。
ーケンスにおいて、未復号符号量Ｒin(1)と、未出力符
号量Ｒout(1)と、が下記の式（３０）および（３１）に
より初期設定される。
【００７６】
【数５】
【００７７】目標ビットレート比率設定部１０３は、未
処理符号量算出部１０１に接続され、未復号符号量Ｒin
(n)と未出力符号量Ｒout(n)を入力し、目標ビットレー
ト比率ioRatioを下記の式（３２）により各ピクチャ毎
に算出する。
処理符号量算出部１０１に接続され、未復号符号量Ｒin
(n)と未出力符号量Ｒout(n)を入力し、目標ビットレー
ト比率ioRatioを下記の式（３２）により各ピクチャ毎
に算出する。
【００７８】
【数６】
【００７９】仮想バッファ管理部１０５は、目標ビット
レート比率設定部１０３に接続され、目標ビットレート
比率ioRatio(n)を入力し、さらに、ＶＬＤ５１およびＶ
ＬＣ５７に接続され、それぞれ各ピクチャ内に含まれる
（ｊ−１）番目のマクロブロックMB(j-1)の復号後の発
生符号量ｒin(j-1)と、（ｊ−１）番目のマクロブロッ
クMB(j-1)の符号化後の発生符号量ｒout(j-1)と、を入
力する。
レート比率設定部１０３に接続され、目標ビットレート
比率ioRatio(n)を入力し、さらに、ＶＬＤ５１およびＶ
ＬＣ５７に接続され、それぞれ各ピクチャ内に含まれる
（ｊ−１）番目のマクロブロックMB(j-1)の復号後の発
生符号量ｒin(j-1)と、（ｊ−１）番目のマクロブロッ
クMB(j-1)の符号化後の発生符号量ｒout(j-1)と、を入
力する。
【００８０】仮想バッファ管理部１０５は、下記の式
（３３）により、ｊ番目のマクロブロックMB(j)を符号
化する前に、Ｉ、ＰおよびＢピクチャの仮想バッファの
占有量ＶＢi(j)、ＶＢp(j)およびＶＢb(j)を算出する。
（３３）により、ｊ番目のマクロブロックMB(j)を符号
化する前に、Ｉ、ＰおよびＢピクチャの仮想バッファの
占有量ＶＢi(j)、ＶＢp(j)およびＶＢb(j)を算出する。
【００８１】
【数７】
【００８２】ここで、仮想バッファ占有量の初期値ＶＢ
ipb(0)は、それぞれ下記の式（３４）〜（３６）で示さ
れる値をとる。
ipb(0)は、それぞれ下記の式（３４）〜（３６）で示さ
れる値をとる。
【００８３】 VBi(0)=10×r/31 …式（３４） VBp(0)=Kp×VBi(0) …式（３５） VBb(0)=Kb×VBi(0) …式（３６） ここで、ＫｐおよびＫｂは、Ｉピクチャの量子化スケー
ルコードを基準としたＰおよびＢピクチャの量子化スケ
ールコードの比率を示し、Ｋp＝１．０およびＫb＝１．
４になる場合に、常に全体の画質が最適化されると仮定
する。
ルコードを基準としたＰおよびＢピクチャの量子化スケ
ールコードの比率を示し、Ｋp＝１．０およびＫb＝１．
４になる場合に、常に全体の画質が最適化されると仮定
する。
【００８４】量子化スケールコード算出部１０７は、仮
想バッファ管理部１０５に接続され、仮想バッファ占有
量ＶＢipb(j)を入力し、ｊ番目のマクロブロックMB(j)
を符号化する時に使用する量子化スケールコードＱ(j)
を下記の式（３７）により算出する。
想バッファ管理部１０５に接続され、仮想バッファ占有
量ＶＢipb(j)を入力し、ｊ番目のマクロブロックMB(j)
を符号化する時に使用する量子化スケールコードＱ(j)
を下記の式（３７）により算出する。
【００８５】
【数８】
【００８６】ここで、ｒはリアクションパラメータであ
り、下記の式（３８）により定義される。
り、下記の式（３８）により定義される。
【００８７】
【数９】
【００８８】他の実施例においては、上記の仮想バッフ
ァ占有量のＶＢは、Ｉ、ＰおよびＢピクチャで共通でも
よい。この場合、仮想バッファ占有量の初期値には、式
（３４）を用いる。
ァ占有量のＶＢは、Ｉ、ＰおよびＢピクチャで共通でも
よい。この場合、仮想バッファ占有量の初期値には、式
（３４）を用いる。
【００８９】中央制御部１０９は、トランスコーダ１０
０の処理全体の流れを制御するものである。この中央制
御部１０９で制御される処理は、本発明に係る動画像圧
縮符号化信号変換方法の第１実施例として図２および３
を用いて以下に説明する。
０の処理全体の流れを制御するものである。この中央制
御部１０９で制御される処理は、本発明に係る動画像圧
縮符号化信号変換方法の第１実施例として図２および３
を用いて以下に説明する。
【００９０】図２に中央制御部１０９で制御される処理
のメインルーチンのフローチャートを示す。同図に示さ
れるように、メインルーチンは、ステップＤ１〜Ｄ１１
から構成される。
のメインルーチンのフローチャートを示す。同図に示さ
れるように、メインルーチンは、ステップＤ１〜Ｄ１１
から構成される。
【００９１】ステップＤ１で、変数ｎを１に設定する。
ここで、変数ｎは、ＶＬＤ５１で復号された第１ビット
ストリームｂ１に含まれる複数のピクチャに順番に付け
られた番号を示す。ステップＤ２で、所定の単位時間を
測定するためのタイマをセットし、未処理符号量算出部
１０１において、単位時間内の未処理符号量、すなわち
未復号符号量Ｒin(1)および未出力符号量Ｒout(1)を上
記の式（３０）および（３１）により初期化する。続く
ステップＤ３で、単位時間が経過しているか否かの判定
がなされ、単位時間内であればステップＤ４へ進み、単
位時間が経過していればステップＤ５へ進む。本フロー
チャートでは、時間経過監視を一連の処理の流れの中の
ステップＤ３で行っているが、常時タイマ監視による割
り込み処理にしてもよい。
ここで、変数ｎは、ＶＬＤ５１で復号された第１ビット
ストリームｂ１に含まれる複数のピクチャに順番に付け
られた番号を示す。ステップＤ２で、所定の単位時間を
測定するためのタイマをセットし、未処理符号量算出部
１０１において、単位時間内の未処理符号量、すなわち
未復号符号量Ｒin(1)および未出力符号量Ｒout(1)を上
記の式（３０）および（３１）により初期化する。続く
ステップＤ３で、単位時間が経過しているか否かの判定
がなされ、単位時間内であればステップＤ４へ進み、単
位時間が経過していればステップＤ５へ進む。本フロー
チャートでは、時間経過監視を一連の処理の流れの中の
ステップＤ３で行っているが、常時タイマ監視による割
り込み処理にしてもよい。
【００９２】ステップＤ４では、変数ｎが１か否か、す
なわち１番目のピクチャpic(1)か否かの判定がなされ、
１番目のピクチャpic(1)の場合はステップＤ６をバイパ
スしてステップＤ８へ進み、１番目のピクチャpic(1)で
ない場合は、ステップＤ６へ進む。ステップＤ５では、
所定の単位時間を測定するためのタイマを再セットし、
ステップＤ６へ進む。ステップＤ６では、未処理符号量
算出部１０１において、単位時間内の未処理符号量、す
なわち未復号符号量Ｒin(n)および未出力符号量Ｒout
(n)が上記の式（２６）および（２７）により算出され
る。ステップＤ７では、未処理符号量算出部１０１にお
いて、単位時間内の未処理符号量、すなわち未復号符号
量Ｒin(n)および未出力符号量Ｒout(n)を上記の式（２
８）および（２９）により初期化する。
なわち１番目のピクチャpic(1)か否かの判定がなされ、
１番目のピクチャpic(1)の場合はステップＤ６をバイパ
スしてステップＤ８へ進み、１番目のピクチャpic(1)で
ない場合は、ステップＤ６へ進む。ステップＤ５では、
所定の単位時間を測定するためのタイマを再セットし、
ステップＤ６へ進む。ステップＤ６では、未処理符号量
算出部１０１において、単位時間内の未処理符号量、す
なわち未復号符号量Ｒin(n)および未出力符号量Ｒout
(n)が上記の式（２６）および（２７）により算出され
る。ステップＤ７では、未処理符号量算出部１０１にお
いて、単位時間内の未処理符号量、すなわち未復号符号
量Ｒin(n)および未出力符号量Ｒout(n)を上記の式（２
８）および（２９）により初期化する。
【００９３】ステップＤ６およびＤ７はともに、ステッ
プＤ８へ進み、目標ビットレート比率設定部１０３にお
いて、目標ビットレート比率ioRatio(n)が設定される。
続くステップＤ９で、後述する符号化処理ルーチンへ制
御を移す。符号化処理ルーチンから制御が戻ると、ステ
ップＤ１０で、変数ｎがインクリメントされ、ステップ
Ｄ１１で、変数ｎがトランスコーディング対象のピクチ
ャの総数ＮＰＩＣより大きか否かの判定がなされ、変数
ｎ＞ＮＰＩＣの場合は、本処理を終了し、変数ｎ≦ＮＰ
ＩＣの場合は、ステップＤ３へ戻る。このステップＤ１
０およびＤ１１により、トランスコーディング対象のす
べてのピクチャに対して、ステップＤ３〜Ｄ９の処理が
繰り返される。
プＤ８へ進み、目標ビットレート比率設定部１０３にお
いて、目標ビットレート比率ioRatio(n)が設定される。
続くステップＤ９で、後述する符号化処理ルーチンへ制
御を移す。符号化処理ルーチンから制御が戻ると、ステ
ップＤ１０で、変数ｎがインクリメントされ、ステップ
Ｄ１１で、変数ｎがトランスコーディング対象のピクチ
ャの総数ＮＰＩＣより大きか否かの判定がなされ、変数
ｎ＞ＮＰＩＣの場合は、本処理を終了し、変数ｎ≦ＮＰ
ＩＣの場合は、ステップＤ３へ戻る。このステップＤ１
０およびＤ１１により、トランスコーディング対象のす
べてのピクチャに対して、ステップＤ３〜Ｄ９の処理が
繰り返される。
【００９４】次に、図２のステップＤ９で呼び出される
符号化処理ルーチンの処理の流れを図３を用いて説明す
る。同図に示されるように、符号化処理ルーチンはステ
ップＥ１〜Ｅ６から構成される。ステップＥ１で、変数
ｊを１に設定する。ここで、変数ｊは、１ピクチャ内の
複数のマクロブロックに付けられた一連の番号を示す。
次いでステップＥ２で、仮想バッファ管理部１０５にお
いて、ｊ番目のマクロブロックMB(j)を符号化する際の
仮想バッファ占有量ＶＢ(j)が上式（３３）により算出
される。次いでステップＥ３で、量子化スケールコード
算出部１０７において、ｊ番目のマクロブロックMB(j)
に対する量子化スケールコードＱ(j)が上式（３７）に
より算出される。次いでステップＥ４で、ステップＥ３
で算出された量子化スケールコードＱ(j)を用いてｊ番
目のマクロブロックMB(j)が符号化される。次いでステ
ップＥ５で、変数ｊをインクリメントし、続くステップ
Ｅ６で、変数ｊがｎ番目のピクチャpic(n)内のマクロブ
ロックの総数ＮＭＢより大きか否かが判定され、変数ｊ
＞ＮＭＢの場合は、図２のメインルーチンへ制御を戻
し、変数ｊ≦ＮＭＢの場合は、ステップＥ２に戻る。ス
テップＥ５およびＥ６により、ｎ番目のピクチャpic(n)
内のすべてのマクロブロックに対してステップＥ２〜Ｅ
４の処理が繰り返されることになる。
符号化処理ルーチンの処理の流れを図３を用いて説明す
る。同図に示されるように、符号化処理ルーチンはステ
ップＥ１〜Ｅ６から構成される。ステップＥ１で、変数
ｊを１に設定する。ここで、変数ｊは、１ピクチャ内の
複数のマクロブロックに付けられた一連の番号を示す。
次いでステップＥ２で、仮想バッファ管理部１０５にお
いて、ｊ番目のマクロブロックMB(j)を符号化する際の
仮想バッファ占有量ＶＢ(j)が上式（３３）により算出
される。次いでステップＥ３で、量子化スケールコード
算出部１０７において、ｊ番目のマクロブロックMB(j)
に対する量子化スケールコードＱ(j)が上式（３７）に
より算出される。次いでステップＥ４で、ステップＥ３
で算出された量子化スケールコードＱ(j)を用いてｊ番
目のマクロブロックMB(j)が符号化される。次いでステ
ップＥ５で、変数ｊをインクリメントし、続くステップ
Ｅ６で、変数ｊがｎ番目のピクチャpic(n)内のマクロブ
ロックの総数ＮＭＢより大きか否かが判定され、変数ｊ
＞ＮＭＢの場合は、図２のメインルーチンへ制御を戻
し、変数ｊ≦ＮＭＢの場合は、ステップＥ２に戻る。ス
テップＥ５およびＥ６により、ｎ番目のピクチャpic(n)
内のすべてのマクロブロックに対してステップＥ２〜Ｅ
４の処理が繰り返されることになる。
【００９５】本実施例では、目標ビットレート比率ioRa
tioは、各ピクチャ符号化時に更新されるが、これに限
定されるものではなく、第１ビットレートおよび第２ビ
ットレートに基づいて、固定値として設定して制御を行
ってもよい。この場合、目標ビットレート比率設定部１
０３は、ＶＬＤ５１に接続され、第１ビットストリーム
ｂ１の第１ビットレートInput_Bitrateを入力するとと
もに、トランスコーダ１００の目標ビットレートtarget
_Bitrateを入力する。
tioは、各ピクチャ符号化時に更新されるが、これに限
定されるものではなく、第１ビットレートおよび第２ビ
ットレートに基づいて、固定値として設定して制御を行
ってもよい。この場合、目標ビットレート比率設定部１
０３は、ＶＬＤ５１に接続され、第１ビットストリーム
ｂ１の第１ビットレートInput_Bitrateを入力するとと
もに、トランスコーダ１００の目標ビットレートtarget
_Bitrateを入力する。
【００９６】以下に第１実施例のレート制御処理の作用
を説明する。
を説明する。
【００９７】図２のメインルーチンのステップＤ１で、
ピクチャ番号ｎが１に設定される。続くステップＤ２
で、タイマに単位時間がセットされ、さらに、未処理符
号量算出部１０１に、未復号符号量Ｒin(1)および未出
力符号量Ｒout(1)を上記の式（３０）および（３１）に
より初期化させる。続くステップＤ３で、単位時間が経
過しているか否かを判定し、未だ単位時間を経過してい
ないので、ステップＤ４へ進む。ステップＤ４で、ｎが
１か否かの判定、すなわち１番目のピクチャか否かの判
定がなされる。ｎ＝１なので、ステップＤ８へ進み、目
標ビットレート比率設定部１０３に目標ビットレート比
率ioRatio(1)を設定させる。次いでステップＤ９で符号
化処理へ進み、図３に示される符号化処理ルーチンで、
１番目のピクチャpic(1)内の全てのマクロブロックにつ
いて符号化処理がなされる。符号化処理ルーチンから制
御が戻るとステップＤ１０で、変数ｎをインクリメント
して、ｎ＝２とし、続くステップＤ１１で、変数ｎがピ
クチャ総数ＮＰＩＣを超えているか否かの判定がなさ
れ、超えていないので、ステップＤ３へ戻る。
ピクチャ番号ｎが１に設定される。続くステップＤ２
で、タイマに単位時間がセットされ、さらに、未処理符
号量算出部１０１に、未復号符号量Ｒin(1)および未出
力符号量Ｒout(1)を上記の式（３０）および（３１）に
より初期化させる。続くステップＤ３で、単位時間が経
過しているか否かを判定し、未だ単位時間を経過してい
ないので、ステップＤ４へ進む。ステップＤ４で、ｎが
１か否かの判定、すなわち１番目のピクチャか否かの判
定がなされる。ｎ＝１なので、ステップＤ８へ進み、目
標ビットレート比率設定部１０３に目標ビットレート比
率ioRatio(1)を設定させる。次いでステップＤ９で符号
化処理へ進み、図３に示される符号化処理ルーチンで、
１番目のピクチャpic(1)内の全てのマクロブロックにつ
いて符号化処理がなされる。符号化処理ルーチンから制
御が戻るとステップＤ１０で、変数ｎをインクリメント
して、ｎ＝２とし、続くステップＤ１１で、変数ｎがピ
クチャ総数ＮＰＩＣを超えているか否かの判定がなさ
れ、超えていないので、ステップＤ３へ戻る。
【００９８】次いで、ステップＤ３で、単位時間が経過
しているか否かを判定し、未だ単位時間を経過していな
いので、ステップＤ４へ進む。ステップＤ４で、ｎが１
か否かの判定、すなわち１番目のピクチャか否かの判定
がなされる。ｎ＝２なので、ステップＤ６へ進む。ステ
ップＤ６で、未処理符号量算出部１０１に未復号符号量
Ｒin(2)および未出力符号量Ｒout(2)を上式（２６）お
よび（２７）により算出させ、ステップＤ８へ進み、目
標ビットレート比率設定部１０３に目標ビットレート比
率ioRatio(2)を更新させる。次いでステップＤ９で符号
化処理へ進み、図３に示される符号化処理ルーチンで、
２番目のピクチャpic(2)内の全てのマクロブロックにつ
いて符号化処理がなされる。符号化処理ルーチンから制
御が戻るとステップＤ１０で、変数ｎをインクリメント
して、ｎ＝３とし、続くステップＤ１１で、変数ｎがピ
クチャ総数ＮＰＩＣを超えているか否かの判定がなさ
れ、超えていないので、ステップＤ３へ戻る。
しているか否かを判定し、未だ単位時間を経過していな
いので、ステップＤ４へ進む。ステップＤ４で、ｎが１
か否かの判定、すなわち１番目のピクチャか否かの判定
がなされる。ｎ＝２なので、ステップＤ６へ進む。ステ
ップＤ６で、未処理符号量算出部１０１に未復号符号量
Ｒin(2)および未出力符号量Ｒout(2)を上式（２６）お
よび（２７）により算出させ、ステップＤ８へ進み、目
標ビットレート比率設定部１０３に目標ビットレート比
率ioRatio(2)を更新させる。次いでステップＤ９で符号
化処理へ進み、図３に示される符号化処理ルーチンで、
２番目のピクチャpic(2)内の全てのマクロブロックにつ
いて符号化処理がなされる。符号化処理ルーチンから制
御が戻るとステップＤ１０で、変数ｎをインクリメント
して、ｎ＝３とし、続くステップＤ１１で、変数ｎがピ
クチャ総数ＮＰＩＣを超えているか否かの判定がなさ
れ、超えていないので、ステップＤ３へ戻る。
【００９９】このようにして、単位時間内の各ピクチャ
について順に処理が行われていき、例えば、単位時間が
１秒の場合、単位時間が経過したとき、３０番目のピク
チャpic(30)の処理が終わり、３１番目のピクチャpic(3
1)を処理するときに、ステップＤ３で単位時間が経過し
たと判定される。そこでステップＤ３からステップＤ５
へ進み、タイマがリセットされて、新たに単位時間が設
定される。次いでステップＤ７で、未処理符号量算出部
１０１に未復号符号量Ｒin(31)および未出力符号量Ｒou
t(31)を上記の式（２８）および（２９）により初期化
させ、ステップＤ８へ進み、以後、同様に処理を繰り返
す。
について順に処理が行われていき、例えば、単位時間が
１秒の場合、単位時間が経過したとき、３０番目のピク
チャpic(30)の処理が終わり、３１番目のピクチャpic(3
1)を処理するときに、ステップＤ３で単位時間が経過し
たと判定される。そこでステップＤ３からステップＤ５
へ進み、タイマがリセットされて、新たに単位時間が設
定される。次いでステップＤ７で、未処理符号量算出部
１０１に未復号符号量Ｒin(31)および未出力符号量Ｒou
t(31)を上記の式（２８）および（２９）により初期化
させ、ステップＤ８へ進み、以後、同様に処理を繰り返
す。
【０１００】このように第１実施例のトランスコーダ１
００の制御においては、単位時間毎に単位時間内の未復
号符号量および未出力符号量を初期化した後、単位時間
内の各画面毎に未復号符号量および未出力符号量を更新
し、各画面毎に更新された未復号符号量および未出力符
号量に基づいて、目標ビットレート比率ioRatioを更新
してレート制御を行うことができる。
００の制御においては、単位時間毎に単位時間内の未復
号符号量および未出力符号量を初期化した後、単位時間
内の各画面毎に未復号符号量および未出力符号量を更新
し、各画面毎に更新された未復号符号量および未出力符
号量に基づいて、目標ビットレート比率ioRatioを更新
してレート制御を行うことができる。
【０１０１】次に、本発明に係る動画像圧縮符号化信号
変換方法の第２実施例として、図１に示されるトランス
コーダ１００の中央制御部１０９で制御される第１実施
例とは異なる方式の処理について図４のフローチャート
を用いて説明する。同図に示されるように、第２実施例
のメインルーチンはステップＦ１〜Ｆ６から構成され
る。
変換方法の第２実施例として、図１に示されるトランス
コーダ１００の中央制御部１０９で制御される第１実施
例とは異なる方式の処理について図４のフローチャート
を用いて説明する。同図に示されるように、第２実施例
のメインルーチンはステップＦ１〜Ｆ６から構成され
る。
【０１０２】ステップＦ１で、変数ｎを１に設定する。
ここで、変数ｎは、ＶＬＤ５１で復号された第１ビット
ストリームｂ１に含まれる複数のピクチャに順番に付け
られた番号を示す。続くステップＦ２で、未処理符号量
算出部１０１において、単位時間内の未処理符号量、す
なわち未復号符号量Ｒin(n)および未出力符号量Ｒout
(n)が上式（２６）および（２７）により算出される。
ここで、ｎ＝１の場合のみ、上式（３０）および（３
１）により未復号符号量Ｒin(1)および未出力符号量Ｒo
ut(1)が初期化される。本実施例では、実復号符号量Ｓi
n(n-1)および実出力符号量Ｓout(n-1)は、１つ前のピク
チャの符号量を用いているが、他の実施例においては、
式（２６）および（２７）における実復号符号量Ｓin(n
-1)および実出力符号量Ｓout(n-1)は、ｎ番目のピクチ
ャより以前に符号化されている所定の第１の枚数分のピ
クチャの符号量の積算値を各ピクチャ毎に算出したもの
であってもよい。また、さらに別の実施例においては、
未復号符号量Ｒin(n)および未出力符号量Ｒout(n)の算
出を、各ピクチャ毎ではなく、所定の第２の画面枚数毎
に行うようにしてもよい。
ここで、変数ｎは、ＶＬＤ５１で復号された第１ビット
ストリームｂ１に含まれる複数のピクチャに順番に付け
られた番号を示す。続くステップＦ２で、未処理符号量
算出部１０１において、単位時間内の未処理符号量、す
なわち未復号符号量Ｒin(n)および未出力符号量Ｒout
(n)が上式（２６）および（２７）により算出される。
ここで、ｎ＝１の場合のみ、上式（３０）および（３
１）により未復号符号量Ｒin(1)および未出力符号量Ｒo
ut(1)が初期化される。本実施例では、実復号符号量Ｓi
n(n-1)および実出力符号量Ｓout(n-1)は、１つ前のピク
チャの符号量を用いているが、他の実施例においては、
式（２６）および（２７）における実復号符号量Ｓin(n
-1)および実出力符号量Ｓout(n-1)は、ｎ番目のピクチ
ャより以前に符号化されている所定の第１の枚数分のピ
クチャの符号量の積算値を各ピクチャ毎に算出したもの
であってもよい。また、さらに別の実施例においては、
未復号符号量Ｒin(n)および未出力符号量Ｒout(n)の算
出を、各ピクチャ毎ではなく、所定の第２の画面枚数毎
に行うようにしてもよい。
【０１０３】続くステップＦ３で、目標ビットレート比
率設定部１０３において、目標ビットレート比率ioRati
o(n)が上式（３２）により算出される。続くステップＦ
４で、前述の図３の符号化処理ルーチンへ制御を移し、
ｎ番目のピクチャpic(n)内の全てのマクロブロックにつ
いて符号化処理がなされる。符号化処理ルーチンから制
御が戻ると、ステップＦ５で、変数ｎがインクリメント
され、ステップＦ６で、変数ｎが、トランスコーディン
グ対象のピクチャの総数ＮＰＩＣより大きか否かの判定
がなされ、変数ｎ＞ＮＰＩＣの場合は、本処理を終了
し、変数ｎ≦ＮＰＩＣの場合は、ステップＦ２へ戻る。
このステップＦ５およびＦ６により、トランスコーディ
ング対象のすべてのピクチャに対して、ステップＦ２〜
Ｆ４の処理が繰り返される。
率設定部１０３において、目標ビットレート比率ioRati
o(n)が上式（３２）により算出される。続くステップＦ
４で、前述の図３の符号化処理ルーチンへ制御を移し、
ｎ番目のピクチャpic(n)内の全てのマクロブロックにつ
いて符号化処理がなされる。符号化処理ルーチンから制
御が戻ると、ステップＦ５で、変数ｎがインクリメント
され、ステップＦ６で、変数ｎが、トランスコーディン
グ対象のピクチャの総数ＮＰＩＣより大きか否かの判定
がなされ、変数ｎ＞ＮＰＩＣの場合は、本処理を終了
し、変数ｎ≦ＮＰＩＣの場合は、ステップＦ２へ戻る。
このステップＦ５およびＦ６により、トランスコーディ
ング対象のすべてのピクチャに対して、ステップＦ２〜
Ｆ４の処理が繰り返される。
【０１０４】以下に第２実施例のレート制御処理の作用
を説明する。
を説明する。
【０１０５】図４のメインルーチンのステップＦ１で、
ピクチャ番号ｎが１に設定される。次いで、ステップＦ
２で、ｎ＝１なので、未処理符号量算出部１０１に、未
復号符号量Ｒin(1)および未出力符号量Ｒout(1)を上式
（３０）および（３１）により初期化させる。ステップ
Ｆ３へ進み、目標ビットレート比率設定部１０３に目標
ビットレート比率ioRatio(1)を上式（３２）により算出
させる。次いでステップＦ４で符号化処理へ進み、図３
に示される符号化処理ルーチンで、１番目のピクチャpi
c(1)内の全てのマクロブロックについて符号化処理がな
される。符号化処理ルーチンから制御が戻るとステップ
Ｆ５で、変数ｎをインクリメントして、ｎ＝２とし、続
くステップＦ６で、変数ｎがピクチャ総数ＮＰＩＣを超
えているか否かの判定がなされ、超えていないので、ス
テップＦ２へ戻る。
ピクチャ番号ｎが１に設定される。次いで、ステップＦ
２で、ｎ＝１なので、未処理符号量算出部１０１に、未
復号符号量Ｒin(1)および未出力符号量Ｒout(1)を上式
（３０）および（３１）により初期化させる。ステップ
Ｆ３へ進み、目標ビットレート比率設定部１０３に目標
ビットレート比率ioRatio(1)を上式（３２）により算出
させる。次いでステップＦ４で符号化処理へ進み、図３
に示される符号化処理ルーチンで、１番目のピクチャpi
c(1)内の全てのマクロブロックについて符号化処理がな
される。符号化処理ルーチンから制御が戻るとステップ
Ｆ５で、変数ｎをインクリメントして、ｎ＝２とし、続
くステップＦ６で、変数ｎがピクチャ総数ＮＰＩＣを超
えているか否かの判定がなされ、超えていないので、ス
テップＦ２へ戻る。
【０１０６】ステップＦ２で、未処理符号量算出部１０
１に、未復号符号量Ｒin(2)および未出力符号量Ｒout
(2)を上式（２６）および（２７）により算出させる。
ステップＦ３へ進み、目標ビットレート比率設定部１０
３に目標ビットレート比率ioRatio(2)を上式（３２）に
より算出させる。次いでステップＦ４で符号化処理へ進
み、図３に示される符号化処理ルーチンで、２番目のピ
クチャpic(2)内の全てのマクロブロックについて符号化
処理がなされる。符号化処理ルーチンから制御が戻ると
ステップＦ５で、変数ｎをインクリメントして、ｎ＝３
とし、続くステップＦ６で、変数ｎがピクチャ総数ＮＰ
ＩＣを超えているか否かの判定がなされ、超えていない
ので、ステップＦ２へ戻る。以後、変数ｎがピクチャ総
数ＮＰＩＣになるまで上記の処理が繰り返され、全ての
ピクチャに対して処理が行われる。
１に、未復号符号量Ｒin(2)および未出力符号量Ｒout
(2)を上式（２６）および（２７）により算出させる。
ステップＦ３へ進み、目標ビットレート比率設定部１０
３に目標ビットレート比率ioRatio(2)を上式（３２）に
より算出させる。次いでステップＦ４で符号化処理へ進
み、図３に示される符号化処理ルーチンで、２番目のピ
クチャpic(2)内の全てのマクロブロックについて符号化
処理がなされる。符号化処理ルーチンから制御が戻ると
ステップＦ５で、変数ｎをインクリメントして、ｎ＝３
とし、続くステップＦ６で、変数ｎがピクチャ総数ＮＰ
ＩＣを超えているか否かの判定がなされ、超えていない
ので、ステップＦ２へ戻る。以後、変数ｎがピクチャ総
数ＮＰＩＣになるまで上記の処理が繰り返され、全ての
ピクチャに対して処理が行われる。
【０１０７】このように構成されたトランスコーダ１０
０においては、第１実施例の場合と異なり、各画面毎
に、常に一定の時間幅内での未復号符号量および未出力
符号量を算出し、この未出力符号量に基づいて、目標ビ
ットレート比率ioRatioが算出される。
０においては、第１実施例の場合と異なり、各画面毎
に、常に一定の時間幅内での未復号符号量および未出力
符号量を算出し、この未出力符号量に基づいて、目標ビ
ットレート比率ioRatioが算出される。
【０１０８】本発明のトランスコーダ１００で、動画像
をトランスコーディングした際の遅延度を測定した結果
は以下の通りである。レート制御処理には、第１実施例
のアルゴリズムを使用した。ここで、トランスコーディ
ング処理に使用したＭＰＥＧ２ビットストリームは，Ｉ
ＴＵ−Ｒ Ｒｅｃ．６０１信号 ４：２：０フォーマッ
トを有する７０４［画素］×４８０［ライン］サイズの
シーケンスＢｕｓｓを、１５［Ｍｂｐｓ］で符号化した
ビットストリームである。入力されたビットストリーム
に対してトランスコーディング処理を開始するために必
要な時間を測定して得られた遅延度は平均で０．０２５
３（ミリ秒）であり、これは従来のトランスコーダで同
じ動画像をトランスコーディング処理した時の、３３．
３６（ミリ秒）に比べて、遅延度が０．０７６％になっ
ており、遅延度が大幅に改善されたこと示している。
をトランスコーディングした際の遅延度を測定した結果
は以下の通りである。レート制御処理には、第１実施例
のアルゴリズムを使用した。ここで、トランスコーディ
ング処理に使用したＭＰＥＧ２ビットストリームは，Ｉ
ＴＵ−Ｒ Ｒｅｃ．６０１信号 ４：２：０フォーマッ
トを有する７０４［画素］×４８０［ライン］サイズの
シーケンスＢｕｓｓを、１５［Ｍｂｐｓ］で符号化した
ビットストリームである。入力されたビットストリーム
に対してトランスコーディング処理を開始するために必
要な時間を測定して得られた遅延度は平均で０．０２５
３（ミリ秒）であり、これは従来のトランスコーダで同
じ動画像をトランスコーディング処理した時の、３３．
３６（ミリ秒）に比べて、遅延度が０．０７６％になっ
ており、遅延度が大幅に改善されたこと示している。
【０１０９】本発明の動画像圧縮符号化信号変換方法お
よび装置は、入力ビットストリームと、出力ビットスト
リームの単位時間内の未処理符号量に基づいて、目標ビ
ットレート比率ioRatioを算出し、これを基準として各
マクロブロックのバッファ管理を行う点で、ＴＭ５のレ
ート制御のステップ１および２を同時に行う事が可能と
なる。さらに画像構造等の仮定を行う必要がなく、遅延
が生じることもなく、また全てのＭＰＥＧ２ビットスト
リームに対応可能である。また、シーンチェンジ時など
の入力ビットストリームの符号量の大きな変化にも対応
することが可能である。
よび装置は、入力ビットストリームと、出力ビットスト
リームの単位時間内の未処理符号量に基づいて、目標ビ
ットレート比率ioRatioを算出し、これを基準として各
マクロブロックのバッファ管理を行う点で、ＴＭ５のレ
ート制御のステップ１および２を同時に行う事が可能と
なる。さらに画像構造等の仮定を行う必要がなく、遅延
が生じることもなく、また全てのＭＰＥＧ２ビットスト
リームに対応可能である。また、シーンチェンジ時など
の入力ビットストリームの符号量の大きな変化にも対応
することが可能である。
【０１１０】次に、本発明に係る動画像圧縮符号化信号
変換装置および方法の第３実施例について、図５を用い
て以下に説明する。同図に示されるように、本実施例に
おける動画像圧縮符号化信号変換装置は、トランスコー
ダ２００を備えている。このトランスコーダ２００は、
図１に示されたトランスコーダ１００の仮想バッファ管
理部１０５を仮想バッファ管理部２０５に替えた以外
は、全て同じ構成要素を含んでいる。
変換装置および方法の第３実施例について、図５を用い
て以下に説明する。同図に示されるように、本実施例に
おける動画像圧縮符号化信号変換装置は、トランスコー
ダ２００を備えている。このトランスコーダ２００は、
図１に示されたトランスコーダ１００の仮想バッファ管
理部１０５を仮想バッファ管理部２０５に替えた以外
は、全て同じ構成要素を含んでいる。
【０１１１】仮想バッファ管理部２０５は、目標ビット
レート比率設定部１０３に接続され、目標ビットレート
比率ioRatio(n)を入力し、さらに、ＶＬＤ５１およびＶ
ＬＣ５７に接続され、それぞれ各ピクチャ内に含まれる
（ｊ−１）番目のマクロブロックMB(j-1)の復号後の発
生符号量ｒin(j-1)と、（ｊ−１）番目のマクロブロッ
クMB(j-1)の符号化後の発生符号量ｒout(j-1)と、を入
力する。
レート比率設定部１０３に接続され、目標ビットレート
比率ioRatio(n)を入力し、さらに、ＶＬＤ５１およびＶ
ＬＣ５７に接続され、それぞれ各ピクチャ内に含まれる
（ｊ−１）番目のマクロブロックMB(j-1)の復号後の発
生符号量ｒin(j-1)と、（ｊ−１）番目のマクロブロッ
クMB(j-1)の符号化後の発生符号量ｒout(j-1)と、を入
力する。
【０１１２】仮想バッファ管理部２０５は、下記の式
（３９）により、ｊ番目のマクロブロックMB(j)を符号
化する前に、Ｉ、ＰおよびＢピクチャの仮想バッファの
占有量ＶＢi(j)、ＶＢp(j)およびＶＢb(j)を算出する。
（３９）により、ｊ番目のマクロブロックMB(j)を符号
化する前に、Ｉ、ＰおよびＢピクチャの仮想バッファの
占有量ＶＢi(j)、ＶＢp(j)およびＶＢb(j)を算出する。
【０１１３】
【数１０】
【０１１４】ここで、ｒdは画像圧縮処理の遅延量を制
御するためのパラメータであり、遅延制御パラメータと
呼ぶ。これによりフィードバックの強さを制御できる。
例えば、遅延制御パラメータｒdを大きくすると画像圧
縮処理の遅延量を小さくでき、より早く画像圧縮処理が
行える。遅延制御パラメータｒdは、０より大きい値を
とる。
御するためのパラメータであり、遅延制御パラメータと
呼ぶ。これによりフィードバックの強さを制御できる。
例えば、遅延制御パラメータｒdを大きくすると画像圧
縮処理の遅延量を小さくでき、より早く画像圧縮処理が
行える。遅延制御パラメータｒdは、０より大きい値を
とる。
【０１１５】画像圧縮処理の遅延量は、遅延制御パラメ
ータｒdの増加に対して単調減少し、１．０≦ｒd≦１０
の範囲では、例えば２０ミリ秒から２ミリ秒に減少し、
１０分の１程度にまで低下させることができる。
ータｒdの増加に対して単調減少し、１．０≦ｒd≦１０
の範囲では、例えば２０ミリ秒から２ミリ秒に減少し、
１０分の１程度にまで低下させることができる。
【０１１６】しかしながら、遅延量を低く抑えるために
遅延制御パラメータｒdを大きく設定すると、画像の品
質を示すＳＮ比が低下することが分かっている。０＜ｒ
d≦１．０のとき、ＳＮ比は最大となり、その後ｒdを１
〜１０へ設定するに従い、ＳＮ比は約０．３〜０．５
（ｄＢ）の範囲で低下する。従って、遅延制御パラメー
タｒdの設定範囲は、画像圧縮処理の遅延量とＳＮ比の
要求範囲に応じて適時設定するのが好ましい。
遅延制御パラメータｒdを大きく設定すると、画像の品
質を示すＳＮ比が低下することが分かっている。０＜ｒ
d≦１．０のとき、ＳＮ比は最大となり、その後ｒdを１
〜１０へ設定するに従い、ＳＮ比は約０．３〜０．５
（ｄＢ）の範囲で低下する。従って、遅延制御パラメー
タｒdの設定範囲は、画像圧縮処理の遅延量とＳＮ比の
要求範囲に応じて適時設定するのが好ましい。
【０１１７】仮想バッファ管理部２０５で算出された仮
想バッファ占有量は、量子化スケール算出部１０７へ出
力される。
想バッファ占有量は、量子化スケール算出部１０７へ出
力される。
【０１１８】このように構成されたトランスコーダ２０
０においては、第１または第２実施例の動画像圧縮符号
化信号変換方法と同様な処理手順に従って処理がなされ
る。すなわち、トランスコーダ２００の中央制御部１０
９が、図２または図４に示された第１または第２実施例
のレート処理におけるメインルーチンと同じ処理手順に
従って処理を行い、図３に示された符号化処理ルーチン
のステップＥ２での処理において、仮想バッファ管理部
２０５に上述の式（３９）を用いて、仮想バッファの占
有量の算出をさせることになる。
０においては、第１または第２実施例の動画像圧縮符号
化信号変換方法と同様な処理手順に従って処理がなされ
る。すなわち、トランスコーダ２００の中央制御部１０
９が、図２または図４に示された第１または第２実施例
のレート処理におけるメインルーチンと同じ処理手順に
従って処理を行い、図３に示された符号化処理ルーチン
のステップＥ２での処理において、仮想バッファ管理部
２０５に上述の式（３９）を用いて、仮想バッファの占
有量の算出をさせることになる。
【０１１９】第３実施例の動画像圧縮符号化信号変換装
置および方法によれば、上記の作用効果に加え、第１お
よび第２実施例の動画像圧縮符号化信号変換装置および
方法と同様な効果を得ることができる。
置および方法によれば、上記の作用効果に加え、第１お
よび第２実施例の動画像圧縮符号化信号変換装置および
方法と同様な効果を得ることができる。
【０１２０】次に、本発明に係る動画像圧縮符号化信号
変換装置および方法の第４実施例について、図６を用い
て以下に説明する。同図に示されるように、本実施例に
おける動画像圧縮符号化信号変換装置は、トランスコー
ダ３００を備えている。このトランスコーダ３００は、
図１に示されたトランスコーダ１００の目標ビットレー
ト比率設定部１０３を目標ビットレート比率設定部２０
３に替えた以外は、全て同じ構成要素を含んでいる。
変換装置および方法の第４実施例について、図６を用い
て以下に説明する。同図に示されるように、本実施例に
おける動画像圧縮符号化信号変換装置は、トランスコー
ダ３００を備えている。このトランスコーダ３００は、
図１に示されたトランスコーダ１００の目標ビットレー
ト比率設定部１０３を目標ビットレート比率設定部２０
３に替えた以外は、全て同じ構成要素を含んでいる。
【０１２１】目標ビットレート比率設定部３０３は、未
処理符号量算出部１０１に接続され、未復号符号量Ｒin
(n)と未出力符号量Ｒout(n)を入力し、目標ビットレー
ト比率ioRatioを下記の式（４０）により各ピクチャ毎
に算出する。
処理符号量算出部１０１に接続され、未復号符号量Ｒin
(n)と未出力符号量Ｒout(n)を入力し、目標ビットレー
ト比率ioRatioを下記の式（４０）により各ピクチャ毎
に算出する。
【０１２２】
【数１１】
【０１２３】ここで、ｗi,p,bは、ピクチャタイプ毎に
異なる重みを決定するパラメータであり、これにより各
ピクチャ毎に発生符号量の制御を行うことができる。重
み付けを行わない場合は、ｗi,p,b＝１．０であり、通
常、ｗi,p,bを１．０より小さく設定することが、当該
ピクチャに重みを付けることを意味する。
異なる重みを決定するパラメータであり、これにより各
ピクチャ毎に発生符号量の制御を行うことができる。重
み付けを行わない場合は、ｗi,p,b＝１．０であり、通
常、ｗi,p,bを１．０より小さく設定することが、当該
ピクチャに重みを付けることを意味する。
【０１２４】例えば、入出力ビットレート比率が大きい
場合には、Ｉピクチャの割り当て符号量が減少するため
画質低下が生じる。そこで、ピクチャタイプ別に重みを
決定するこのパラメータｗi,p,bを変化させることによ
り、画質の低下を抑えるものである。
場合には、Ｉピクチャの割り当て符号量が減少するため
画質低下が生じる。そこで、ピクチャタイプ別に重みを
決定するこのパラメータｗi,p,bを変化させることによ
り、画質の低下を抑えるものである。
【０１２５】また、一実施例として、処理される動画像
のＧＯＰ内の総符号量を変えないようにするために、下
記の式（４１）により、拘束条件を追加しても良い。
のＧＯＰ内の総符号量を変えないようにするために、下
記の式（４１）により、拘束条件を追加しても良い。
【０１２６】 ＲiＮi＋ＲpＮp＋ＲbＮb＝ＲiｗiＮi＋ＲpｗpＮp＋ＲbｗbＮb …式（４１） ここで、Ｎi、ＮpおよびＮbは、それぞれＧＯＰ内の
Ｉ、ＰおよびＢピクチャ数をそれぞれ示しており、さら
にＮi、ＮpおよびＮbは、下記の関係にある。 Ｎi＝１ …式（４２） Ｎp＝Ｎ／Ｍ−１ …式（４３） Ｎb＝Ｎ−Ｎ／Ｍ …式（４４） さらに、Ｒi、ＲpおよびＲbは、それぞれＩ、Ｐおよび
Ｂピクチャのピクチャ当たりの平均符号量である。ま
た、Ｎは、Ｉピクチャの周期であり、Ｍは、ＰおよびＢ
ピクチャの周期である。ここで、ＩおよびＰピクチャに
同率で符号量を増加させる場合、ｗp＝ｗiが成り立つこ
とから、ｗbは下記の式（４５）で導出することができ
る。
Ｉ、ＰおよびＢピクチャ数をそれぞれ示しており、さら
にＮi、ＮpおよびＮbは、下記の関係にある。 Ｎi＝１ …式（４２） Ｎp＝Ｎ／Ｍ−１ …式（４３） Ｎb＝Ｎ−Ｎ／Ｍ …式（４４） さらに、Ｒi、ＲpおよびＲbは、それぞれＩ、Ｐおよび
Ｂピクチャのピクチャ当たりの平均符号量である。ま
た、Ｎは、Ｉピクチャの周期であり、Ｍは、ＰおよびＢ
ピクチャの周期である。ここで、ＩおよびＰピクチャに
同率で符号量を増加させる場合、ｗp＝ｗiが成り立つこ
とから、ｗbは下記の式（４５）で導出することができ
る。
【０１２７】
【数１２】
【０１２８】目標ビットレート比率設定部３０３で算出
された目標ビットレート比率ioRatioは、仮想バッファ
管理部１０５へ出力される。このように構成されたトラ
ンスコーダ３００においては、第１または第２実施例の
動画像圧縮符号化信号変換方法と同様な処理手順に従っ
て処理がなされる。すなわち、トランスコーダ２００の
中央制御部１０９が、図２または図４に示された第１ま
たは第２実施例のレート処理におけるメインルーチンと
同じ処理手順に従って処理を行い、目標ビットレート比
率設定部３０３に目標ビットレート比率ioRatioを算出
させるステップ、すなわち、ステップＤ８あるいはＦ３
において、トランスコーダ３００の中央制御部１０９
が、上記の式（４０）を用いて、目標ビットレート比率
ioRatioの算出をさせることになる。例えば、ｗiおよび
ｗpを１．０より小さく設定し、ｗbを１．０より大きく
設定すると、ＩおよびＰピクチャの発生符号量は増加
し、Ｂピクチャの発生符号量が減少する。また、ＳＮ比
は、ｗiおよびｗpをより小さく設定し、ｗbを大きく設
定するにつれて、向上する。一方、遅延量も従来の方式
では１００〜５００ミリ秒の遅れが生じていたのに対し
て、５０ミリ秒未満と大幅に改善することができる。第
４実施例の動画像圧縮符号化信号変換装置および方法に
よれば、上記の作用効果に加え、第１乃至第３実施例の
動画像圧縮符号化信号変換装置および方法と同様な効果
を得ることができる。また、他の実施例として、トラン
スコーダ３００は、第３実施例のトランスコーダ２００
の仮想バッファ管理部２０５を仮想バッファ管理部１０
５の代わりに備えても良く、この場合も同様な作用効果
が得られる。
された目標ビットレート比率ioRatioは、仮想バッファ
管理部１０５へ出力される。このように構成されたトラ
ンスコーダ３００においては、第１または第２実施例の
動画像圧縮符号化信号変換方法と同様な処理手順に従っ
て処理がなされる。すなわち、トランスコーダ２００の
中央制御部１０９が、図２または図４に示された第１ま
たは第２実施例のレート処理におけるメインルーチンと
同じ処理手順に従って処理を行い、目標ビットレート比
率設定部３０３に目標ビットレート比率ioRatioを算出
させるステップ、すなわち、ステップＤ８あるいはＦ３
において、トランスコーダ３００の中央制御部１０９
が、上記の式（４０）を用いて、目標ビットレート比率
ioRatioの算出をさせることになる。例えば、ｗiおよび
ｗpを１．０より小さく設定し、ｗbを１．０より大きく
設定すると、ＩおよびＰピクチャの発生符号量は増加
し、Ｂピクチャの発生符号量が減少する。また、ＳＮ比
は、ｗiおよびｗpをより小さく設定し、ｗbを大きく設
定するにつれて、向上する。一方、遅延量も従来の方式
では１００〜５００ミリ秒の遅れが生じていたのに対し
て、５０ミリ秒未満と大幅に改善することができる。第
４実施例の動画像圧縮符号化信号変換装置および方法に
よれば、上記の作用効果に加え、第１乃至第３実施例の
動画像圧縮符号化信号変換装置および方法と同様な効果
を得ることができる。また、他の実施例として、トラン
スコーダ３００は、第３実施例のトランスコーダ２００
の仮想バッファ管理部２０５を仮想バッファ管理部１０
５の代わりに備えても良く、この場合も同様な作用効果
が得られる。
【０１２９】
【発明の効果】本発明によれば、入力画像圧縮符号化信
号のビットレートと、トランスコーダの目標ビットレー
トによって決まる目標ビットレート比率を算出し、復号
されたマクロブロックの発生符号量と目標ビットレート
比率から目標となる出力符号量を求め、符号化されたマ
クロブロックの発生符号量と目標出力符号量との差に基
づいて、量子化スケールコードをマクロブロック単位に
設定することができ、これにより画像構造を仮定せずと
も符号量の制御を実現することができる。また、本発明
によれば、各ピクチャ毎の目標出力符号量を設定せず
に、所定の単位時間内に復号すべき複数のピクチャの符
号量を示す未復号符号量Ｒinと、単位時間内に出力可能
な複数のピクチャの符号量を示す未出力符号量Ｒoutと
から、各ピクチャ毎に目標転送速度比率ioRatioを算出
し、該目標転送速度比率ioRatioに基づいて、当該ピク
チャ内の全マクロブロックに対して、量子化を行う際の
量子化スケールコードをマクロブロック毎に決定するこ
とによりレート制御が可能となる。このようにして画像
構造が未知であっても、各ピクチャへのビット配分が可
能となる。
号のビットレートと、トランスコーダの目標ビットレー
トによって決まる目標ビットレート比率を算出し、復号
されたマクロブロックの発生符号量と目標ビットレート
比率から目標となる出力符号量を求め、符号化されたマ
クロブロックの発生符号量と目標出力符号量との差に基
づいて、量子化スケールコードをマクロブロック単位に
設定することができ、これにより画像構造を仮定せずと
も符号量の制御を実現することができる。また、本発明
によれば、各ピクチャ毎の目標出力符号量を設定せず
に、所定の単位時間内に復号すべき複数のピクチャの符
号量を示す未復号符号量Ｒinと、単位時間内に出力可能
な複数のピクチャの符号量を示す未出力符号量Ｒoutと
から、各ピクチャ毎に目標転送速度比率ioRatioを算出
し、該目標転送速度比率ioRatioに基づいて、当該ピク
チャ内の全マクロブロックに対して、量子化を行う際の
量子化スケールコードをマクロブロック毎に決定するこ
とによりレート制御が可能となる。このようにして画像
構造が未知であっても、各ピクチャへのビット配分が可
能となる。
【図１】本発明に係る動画像圧縮符号化信号変換装置の
好ましい実施の形態のトランスコーダの概略ブロック図
である。
好ましい実施の形態のトランスコーダの概略ブロック図
である。
【図２】本発明に係る動画像圧縮符号化信号変換方法の
第１実施例として、図１に示されたトランスコーダの中
央制御部での処理の流れを示すフローチャートである。
第１実施例として、図１に示されたトランスコーダの中
央制御部での処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図２に示されたメインルーチンから呼び出され
る符号化処理の流れを示すフローチャートである。
る符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る動画像圧縮符号化信号変換方法の
第２実施例として、図１に示されたトランスコーダの中
央制御部での処理の流れを示すフローチャートである。
第２実施例として、図１に示されたトランスコーダの中
央制御部での処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る動画像圧縮符号化信号変換装置の
第３実施例のトランスコーダの概略ブロック図である。
第３実施例のトランスコーダの概略ブロック図である。
【図６】本発明に係る動画像圧縮符号化信号変換装置の
第４実施例のトランスコーダの概略ブロック図である。
第４実施例のトランスコーダの概略ブロック図である。
【図７】従来のトランスコーダの第１例の概略ブロック
図である。
図である。
【図８】図７に示された第１の従来のトランスコーダに
おける、ＭＰＥＧ２のＴＭ５のレート制御処理の流れを
示すフローチャートである。
おける、ＭＰＥＧ２のＴＭ５のレート制御処理の流れを
示すフローチャートである。
【図９】従来のトランスコーダの第２例の概略ブロック
図である。
図である。
【図１０】図９に示された第２の従来のトランスコーダ
の処理の流れを示すフローチャートである。
の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】従来のトランスコーダの第３例の概略ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１２】図１１に示された第３の従来のトランスコー
ダの処理の流れを示すフローチャートである。
ダの処理の流れを示すフローチャートである。
１００,２００,３００ トランスコーダ（動画像符号化
信号変換装置） ５１ ＶＬＤ（入力手段、可変長復号手段） ５３ 逆量子化器(逆量子化手段) ５５ 量子化器（量子化手段） ５７ ＶＬＣ（可変長符号化手段、出力手段） １０１ 未処理符号量算出部（未復号符号量算出部、未
出力符号量算出部） １０３,２０３ 目標ビットレート比率設定部（目標転
送速度比率設定手段、目標転送速度比率更新部） １０５,３０５ 仮想バッファ管理部（量子化パラメー
タ設定手段） １０７ 量子化スケール算出部（量子化パラメータ設定
手段） １０９ 中央制御部（制御手段）
信号変換装置） ５１ ＶＬＤ（入力手段、可変長復号手段） ５３ 逆量子化器(逆量子化手段) ５５ 量子化器（量子化手段） ５７ ＶＬＣ（可変長符号化手段、出力手段） １０１ 未処理符号量算出部（未復号符号量算出部、未
出力符号量算出部） １０３,２０３ 目標ビットレート比率設定部（目標転
送速度比率設定手段、目標転送速度比率更新部） １０５,３０５ 仮想バッファ管理部（量子化パラメー
タ設定手段） １０７ 量子化スケール算出部（量子化パラメータ設定
手段） １０９ 中央制御部（制御手段）
フロントページの続き (72)発明者 笠井 裕之 東京都新宿区西早稲田一丁目３番10号 早 稲田大学国際情報通信研究センター内 (72)発明者 西村 敏 東京都新宿区西早稲田一丁目３番10号 早 稲田大学国際情報通信研究センター内 (72)発明者 富永 英義 東京都新宿区西早稲田一丁目３番10号 早 稲田大学国際情報通信研究センター内 Ｆターム(参考） 5C059 KK00 LA00 MA00 MC11 ME01 PP05 PP06 PP07 TA45 TB04 TC00 TC18 TC42 UA02 5C078 BA57 CA02 DA00 DA01 DA02 DB07 5J064 AA00 BA09 BA13 BA16 BB10 BC02 BC16 BC29 BD02 9A001 EE02 EE05 HH27 HH30 KK56
Claims (6)
- 【請求項１】（ａ）複数の画面から構成される動画像を
圧縮符号化した第１画像符号化信号を、第１目標転送速
度を有する第１伝送路を介して入力するステップと、
（ｂ）該ステップ（ａ）で入力された第１画像符号化信
号を各画面毎に可変長復号するステップと、（ｃ）該ス
テップ（ｂ）で復号された各画面データを、複数の領域
毎に逆量子化して、直交変換係数領域データを生成する
ステップと、（ｄ）該ステップ（ｃ）で生成された直交
変換係数領域データの圧縮率を決める量子化パラメータ
を前記各領域毎に設定するステップと、（ｅ）該ステッ
プ（ｃ）で生成された直交変換係数領域データを、前記
ステップ（ｄ）で設定された量子化パラメータを用いて
各領域毎に量子化して量子化係数領域データを生成する
ステップと、（ｆ）前記ステップ（ｅ）で生成された量
子化係数領域データを可変長符号化して前記第１伝送路
の第１目標転送速度より低い第２目標転送速度を有する
第２画像符号化信号を生成するステップと、（ｇ）前記
ステップ（ｃ）〜（ｆ）を前記各画面内の全領域につい
て順次繰り返すステップと、（ｈ）前記ステップ（ｂ）
および（ｇ）を前記画面毎に繰り返すステップと、
（ｉ）前記第２伝送路を介して、前記第２画像符号化信
号を出力するステップと、を備えた動画像圧縮符号化信
号変換方法において、（ｊ）前記第１目標転送速度と、
前記第２目標転送速度との比率を示す目標転送速度比率
を設定するステップを備え、 前記ステップ（ｄ）において、前記ステップ（ｊ）で設
定された前記目標転送速度比率と、前記ステップ（ｃ）
で生成された直交変換係数領域データの発生符号量と、
前記ステップ（ｅ）で生成された量子化係数領域データ
の発生符号量と、に基づいて、前記各領域毎に前記量子
化パラメータが設定されることを特徴とする動画像圧縮
符号化信号変換方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の動画像圧縮符号化信号変
換方法において、 前記ステップ（ｊ）が、（ｊ１）前記第１目標転送速度
に基づいて、所定の単位時間内に復号すべき前記第１画
像符号化信号の複数の画面の符号量を示す未復号符号量
を初期設定するステップと、（ｊ２）前記第２目標転送
速度に基づいて、前記単位時間内で出力可能な前記第２
画像符号化信号の複数の画面の符号量を示す未出力符号
量を初期設定するステップと、（ｊ３）前記ステップ
（ｂ）で生成された１つ前の画面の実復号符号量に基づ
いて、前記未復号符号量を前記各画面毎に更新するステ
ップと、（ｊ４）前記ステップ（ｆ）で生成された１つ
前の画面の実出力符号量に基づいて、前記未出力符号量
を前記各画面毎に更新するステップと、（ｊ５）前記ス
テップ（ｊ３）および（ｊ４）で算出された未復号符号
量および未出力符号量に基づいて、前記目標転送速度比
率を前記各画面毎に更新するステップと、（ｊ６）前記
ステップ（ｊ３）〜（ｊ５）を前記単位時間内の全画面
について繰り返すステップと、（ｊ７）前記ステップ
（ｊ１）、（ｊ２）および（ｊ６）を前記単位時間毎に
繰り返すステップと、を有し、 前記ステップ（ｄ）において、 前記量子化パラメータが前記ステップ（ｊ５）で更新さ
れた目標転送速度比率に基づいて、設定されることを特
徴とする動画像圧縮符号化信号変換方法。 - 【請求項３】請求項１に記載の動画像圧縮符号化信号変
換方法において、 前記ステップ（ｊ）が、（ｊ１）前記第１目標転送速度
に基づいて、所定の第１単位時間内に復号すべき前記第
１画像符号化信号の複数の画面の符号量を示す予定復号
符号量を設定するステップと、（ｊ２）前記第２目標転
送速度に基づいて、前記第１単位時間内で出力可能な前
記第２画像符号化信号の複数の画面の符号量を示す予定
出力符号量を設定するステップと、（ｊ３）前記ステッ
プ（ｂ）で生成された画面の実復号符号量を所定の画面
枚数分溯って積算値を算出するステップと、（ｊ４）前
記ステップ（ｆ）で生成された画面の実出力符号量を前
記画面枚数分溯って積算値を算出するステップと、（ｊ
５）前記ステップ（ｊ１）で設定された予定復号符号量
と、前記ステップ（ｊ３）で算出された実復号符号量の
積算値と、に基づいて、前記第１単位時間内の未復号符
号量を算出するステップと、（ｊ６）前記ステップ（ｊ
２）で設定された予定出力符号量と、前記ステップ（ｊ
４）で算出された実出力符号量の積算値と、に基づい
て、前記第１単位時間内の未出力符号量を算出するステ
ップと、（ｊ７）前記ステップ（ｊ５）および（ｊ６）
で算出された未復号符号量および未出力符号量に基づい
て、前記目標転送速度比率を更新するステップと、（ｊ
８）前記ステップ（ｊ３）〜（ｊ７）を所定の第２単位
時間毎に繰り返すステップと、を有し、 前記ステップ（ｄ）において、 前記量子化パラメータが前記ステップ（ｊ５）で更新さ
れた目標転送速度比率に基づいて、設定されることを特
徴とする動画像圧縮符号化信号変換方法。 - 【請求項４】第１目標転送速度を有する第１伝送路と、
前記第１転送速度より低い第２目標転送速度を有する第
２伝送路と、の間に介在するとともに、 複数の画面から構成される動画像を圧縮符号化した第１
画像符号化信号を、前記第１伝送路を介して入力する入
力手段と、 該入力手段から入力された第１画像符号化信号を各画面
毎に順次可変長復号する可変長復号手段と、 該可変長復号手段で復号された各画面データを、複数の
領域毎に順次逆量子化して直交変換係数領域データを領
域毎に順次生成する逆量子化手段と、 該逆量子化手段で生成された直交変換係数領域データの
圧縮率を決める量子化パラメータを前記各領域毎に順次
設定する量子化パラメータ設定手段と、 該逆量子化手段で生成された直交変換係数領域データ
を、前記量子化パラメータ設定手段で設定された量子化
パラメータを用いて各領域毎に順次量子化して量子化係
数領域データを前記各領域毎に生成する量子化手段と、 該量子化手段で生成された量子化係数領域データを各領
域毎に順次可変長符号化して、前記第１画像符号化信号
より少ない符号量を有する第２画像符号化信号を前記各
画面毎に生成する可変長符号化手段と、 前記第２伝送路を介して、前記第２画像符号化信号を出
力する出力手段と、 前記逆量子化手段と、前記量子化パラメータ設定手段
と、前記量子化手段と、前記可変長符号化手段と、に前
記画面毎に当該画面内の全領域について順次処理を繰り
返し実行させる制御手段と、を備えた動画像圧縮符号化
信号変換装置において、 前記第１目標転送速度と、前記第２目標転送速度との比
率を示す目標転送速度比率を設定する目標転送速度比率
設定手段を備え、 前記量子化パラメータ設定手段において、前記目標転送
速度比率設定手段で設定された前記目標転送速度比率
と、前記逆量子化手段で生成された直交変換係数領域デ
ータの発生符号量と、前記量子化手段で生成された量子
化係数領域データの発生符号量と、に基づいて、前記各
領域毎に前記量子化パラメータが設定されることを特徴
とする動画像圧縮符号化信号変換装置。 - 【請求項５】請求項４に記載の動画像圧縮符号化信号変
換装置において、 前記目標転送速度比率設定手段が、 前記第１目標転送速度に基づいて、所定の単位時間内に
復号すべき前記第１画像符号化信号の複数の画面の符号
量を示す未復号符号量を初期設定するとともに、前記可
変長復号手段で生成された１つ前の画面の実復号符号量
に基づいて、前記未復号符号量を前記各画面毎に算出す
る未復号符号量算出部と、 前記第２目標転送速度に基づいて、前記単位時間内で出
力可能な前記第２画像符号化信号の複数の画面の符号量
を示す未出力符号量を初期設定するとともに、前記可変
長符号化手段で生成された１つ前の画面の実出力符号量
に基づいて、前記未出力符号量を前記各画面毎に算出す
る未出力符号量算出部と、 前記未復号符号量算出部および前記未出力符号量算出部
で算出された未復号符号量および未出力符号量に基づい
て、前記目標転送速度比率を前記各画面毎に更新する目
標転送速度比率更新部と、を有し、 前記制御手段が、前記未復号符号量算出部と、前記未出
力符号量算出部と、前記目標転送速度比率更新部と、に
前記単位時間毎に、当該単位時間内の全画面について順
次処理を繰り返し実行させ、前記未復号符号量算出部お
よび前記未出力符号量算出部に前記未復号符号量および
前記未出力符号量を前記単位時間毎に初期設定させ、 前記量子化パラメータ設定手段において、 前記量子化パラメータが、前記目標転送速度比率更新部
で更新された目標転送速度比率に基づいて、設定される
ことを特徴とする動画像圧縮符号化信号変換装置。 - 【請求項６】請求項４に記載の動画像圧縮符号化信号変
換装置において、 前記目標転送速度比率設定手段が、 前記可変長復号手段で生成された画面の実復号符号量を
所定の画面枚数分溯って積算値を算出する実復号符号量
積算部と、 前記可変長符号化手段で生成された画面の実出力符号量
を前記画面枚数分溯って積算値を算出する実出力符号量
積算部と、 前記第１目標転送速度に基づいて、所定の第１単位時間
内に復号すべき前記第１画像符号化信号の複数の画面の
符号量を示す予定復号符号量を設定するとともに、該予
定復号符号量と、前記実復号符号量積算部で算出された
実復号符号量と、に基づいて、前記第１単位時間内の未
復号符号量を算出する未復号符号量算出部と、 前記第２目標転送速度に基づいて、前記第１単位時間内
で出力可能な前記第２画像符号化信号の複数の画面の符
号量を示す予定出力符号量を設定するとともに、該予定
出力符号量と、前記実出力符号量積算部で算出された実
出力符号量の積算値と、に基づいて、前記第１単位時間
内の未出力符号量を算出する未出力符号量算出部と、 前記未復号符号量算出部および前記未出力符号量算出部
で算出された未復号符号量および未出力符号量に基づい
て、前記目標転送速度比率を更新する目標転送速度比率
更新部と、を有し、 前記制御手段が、前記未復号符号量算出部と、前記未出
力符号量算出部と、前記目標転送速度比率更新部と、に
所定の第２単位時間毎に順次処理を繰り返し実行させ、 前記量子化パラメータ設定手段において、 前記量子化パラメータが、前記目標転送速度比率更新部
で更新された目標転送速度比率に基づいて、設定される
ことを特徴とする動画像圧縮符号化信号変換装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26099499A JP2001078193A (ja) | 1999-06-30 | 1999-09-14 | 動画像圧縮符号化信号変換方法および装置 |
| EP00305094A EP1067798A3 (en) | 1999-06-30 | 2000-06-16 | Apparatus, method and computer program product for transcoding a coded moving picture sequence |
| CA002312359A CA2312359A1 (en) | 1999-06-30 | 2000-06-21 | Apparatus, method and computer program product for transcoding a coded moving picture sequence |
| AU42645/00A AU766868B2 (en) | 1999-06-30 | 2000-06-23 | Apparatus, method and computer program product for transcoding a coded moving picture sequence |
| US09/604,973 US6587508B1 (en) | 1999-06-30 | 2000-06-28 | Apparatus, method and computer program product for transcoding a coded moving picture sequence |
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|---|---|---|---|
| JP18645799 | 1999-06-30 | ||
| JP11-186457 | 1999-06-30 | ||
| JP26099499A JP2001078193A (ja) | 1999-06-30 | 1999-09-14 | 動画像圧縮符号化信号変換方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001078193A true JP2001078193A (ja) | 2001-03-23 |
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ID=26503782
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|---|---|---|---|
| JP26099499A Pending JP2001078193A (ja) | 1999-06-30 | 1999-09-14 | 動画像圧縮符号化信号変換方法および装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2001078193A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100617097B1 (ko) | 2005-01-14 | 2006-08-31 | 엘지전자 주식회사 | 실시간 동영상 부호화 방법 |
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-
1999
- 1999-09-14 JP JP26099499A patent/JP2001078193A/ja active Pending
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