JP2001359097A - 符号量割り当て装置および方法 - Google Patents

符号量割り当て装置および方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビデオ・シーケンスを構成する各フレームの
画像複雑さ指標に基づいて、各フレームに最適な符号量
を割り当てる装置および方法を提供する。 【解決手段】 ビデオ信号に含まれる所定数の画像フレ
ームを有する画像群のバッファ占有率が、予め設定され
たバッファ占有率の上限値と下限値との間の範囲内に収
まるように、前記画像群単位で符号量が割り当てられる
（第１の段階）。次に、前記画像群内における最初のフ
レームのバッファ占有率が、予め設定されたバッファ占
有率の上限値を超えないように、前記最初のフレームに
符号量が割り当てられる（第２の段階）。そして、前記
画像群符号量割当手段および前記第１フレーム符号量割
当手段により、割り当てられた前記符号量に基づいて、
前記画像群内における最初のフレーム以外のフレームに
符号量が割り当てられる（第３の段階）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ信号を符号
化して記録媒体に記録する圧縮符号化データ記録におけ
る符号量割り当て装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、画像をディジタル化して、ＤＶＤ
−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなどの記録媒
体に記録する場合、そのデータ量は膨大なものとなるた
め、通常は圧縮符号化して記録される。この圧縮符号化
方法には、各種の圧縮符号化方式があり、特に、画像の
空間周波数が低周波に集中する性質を利用して圧縮を行
うＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）をベースとし
た符号化方式が、比較的多く使用されている。ＤＣＴは
ＪＰＥＧ(Joint Photographic Coding Experts Group)
や、ＭＰＥＧ（Moving Picture Coding Experts Group)
１、ＭＰＥＧ２、またはＭＰＥＧ４などの国際標準の符
号化方式の中で使用されている。
【０００３】従来より、ＭＰＥＧ方式により圧縮符号化
を行う装置では、固定ビットレート符号化方式や、可変
ビットレート符号化方式により、符号化制御を行うこと
が知られている。
【０００４】固定ビットレート符号化方式では、ビデオ
・シーケンスを構成する各フレームの目標符号量は、そ
の画像の複雑さに関係なく一定値であり、符号化の時点
においてデコーダ・バッファの占有率を勘案し、オーバ
ーフローや、アンダーフローを発生させないように符号
化制御を行っている。
【０００５】一方、可変ビットレート符号化方式では、
前もって得られた画像複雑さ指標に基づいて、事前にビ
デオ・シーケンス内の各フレームの最適な符号量割り当
てを行っているため、各フレームに必要とされる符号量
の割り当てが可能であり、フレームの間の画質の差を抑
えることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、各フレーム
の符号発生量は、そのフレームの画像複雑さ指標と相関
関係があるので、画像複雑さ指標を無視した各フレーム
の符号量割り当てでは、各フレームの画質にムラが生じ
ることとなる。また、符号化の時点でのデコーダ・バッ
ファの占有率を勘案した符号量割り当てでは、より多く
の符号量が欲しい場合に、バッファの余地が少ないため
に大きな符号量を割り当てられず画質劣化が生じ、少な
い符号量で十分の画質が得られる場合でも、バッファの
余地が大きいために多くの符号量を割り当ててしまう。
【０００７】一方、単純に、画像複雑さ指標に基づい
て、各フレームの符号量割り当てを行うと、デコーダ・
バッファが、オーバーフローや、アンダーフローを起こ
してしまう結果となる。
【０００８】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
であり、ビデオ・シーケンスを構成する各フレームの画
像複雑さ指標に基づいて、各フレームに最適な符号量を
割り当てる装置および方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、ビデオ信号を符号化して
記録媒体に記録する圧縮符号化データ記録における符号
量割り当て装置であって、ビデオ信号に含まれる所定数
の画像フレームを有する画像群のバッファ占有率が、予
め設定されたバッファ占有率の上限値と下限値との間の
範囲内に収まるように、前記画像群単位で符号量を割り
当てる画像群符号量割当手段と、前記画像群内における
最初のフレームのバッファ占有率が、予め設定されたバ
ッファ占有率の上限値を超えないように、前記最初のフ
レームに符号量を割り当てる第１フレーム符号量割当手
段と、前記画像群符号量割当手段および前記第１フレー
ム符号量割当手段により、割り当てられた前記符号量に
基づいて、前記画像群内における最初のフレーム以外の
フレームに符号量を割り当てる第２フレーム符号量割当
手段と、を備えるように構成する。
【００１０】このように構成された発明によれば、ビデ
オ信号に含まれる所定数の画像フレームを有する画像群
のバッファ占有率が、予め設定されたバッファ占有率の
上限値と下限値との間の範囲内に収まるように、前記画
像群単位で符号量が割り当てられる（第１の段階）。次
に、前記画像群内における最初のフレームのバッファ占
有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値を超え
ないように、前記最初のフレームに符号量が割り当てら
れる（第２の段階）。そして、前記画像群符号量割当手
段および前記第１フレーム符号量割当手段により、割り
当てられた前記符号量に基づいて、前記画像群内におけ
る最初のフレーム以外のフレームに符号量が割り当てら
れる（第３の段階）。
【００１１】従って、このような３段階の割り当てによ
り、デコーダ・バッファにおけるオーバーフローや、ア
ンダーフローを無くし、符号量を最適化することがで
き、より高い画質を得ることができる。
【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の符号量割り当て装置において、前記第１フレーム符号
量割当手段は、前記算出された最初のフレームのバッフ
ァ占有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値と
下限値との間の範囲内に収まるように、前記最初のフレ
ームに符号量を割り当てるように構成する。
【００１３】請求項３に記載の発明は、ビデオ信号を符
号化して記録媒体に記録する圧縮符号化データ記録にお
ける符号量割り当て装置であって、ビデオ信号に含まれ
る複数の所定数の画像フレームを有する画像群の目標符
号発生量を、それぞれの画像群の画像複雑さ指標に基づ
いて求め、それぞれの画像群のバッファ占有率を算出す
る画像群バッファ占有率算出手段と、前記算出された画
像群のバッファ占有率が、予め設定されたバッファ占有
率の上限値と下限値との間の範囲内に収まるように、前
記画像群のバッファ占有率を補正し、当該画像群単位で
符号量を割り当てる画像群符号量割当手段と、前記符号
量が割り当てられた画像群内における最初のフレームの
目標符号発生量を、それぞれの最初のフレームの画像複
雑さ指標に基づいて求め、それぞれの最初のフレームの
バッファ占有率を算出する第１フレームバッファ占有率
算出手段と、前記算出された最初のフレームのバッファ
占有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値を超
えないように、前記最初のフレームのバッファ占有率を
補正し、当該最初のフレームに符号量を割り当てる第１
フレーム符号量割当手段と、前記符号量が割り当てられ
た画像群内における最初のフレーム以外のフレームの目
標符号発生量を、それぞれのフレームの画像複雑さ指標
に基づいて求め、それぞれのフレームのバッファ占有率
を算出する第２フレームバッファ占有率算出手段と、前
記算出された最初のフレーム以外のフレームのバッファ
占有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値と下
限値との間の範囲内に収まるように、前記最初のフレー
ム以外のフレームのバッファ占有率を補正し、当該フレ
ームに符号量を割り当てる第２フレーム符号量割当手段
と、を備えるように構成する。
【００１４】このように構成された発明によれば、ビデ
オ信号に含まれる複数の所定数の画像フレームを有する
画像群の目標符号発生量が、それぞれの画像群の画像複
雑さ指標に基づいて求められ、それぞれの画像群のバッ
ファ占有率が算出される。次に、前記算出された画像群
のバッファ占有率が、予め設定されたバッファ占有率の
上限値と下限値との間の範囲内に収まるように、前記画
像群のバッファ占有率が補正され、当該画像群単位で符
号量が割り当てられる（第１の段階）。次に、前記符号
量が割り当てられた画像群内における最初のフレームの
目標符号発生量が、それぞれの最初のフレームの画像複
雑さ指標に基づいて求められ、それぞれの最初のフレー
ムのバッファ占有率が算出される。次に、前記算出され
た最初のフレームのバッファ占有率が、予め設定された
バッファ占有率の上限値を超えないように、前記最初の
フレームのバッファ占有率が補正され、当該最初のフレ
ームに符号量が割り当てられる（第２の段階）。次に、
前記符号量が割り当てられた画像群内における最初のフ
レーム以外のフレームの目標符号発生量が、それぞれの
フレームの画像複雑さ指標に基づいて求められ、それぞ
れのフレームのバッファ占有率が算出される。前記算出
された最初のフレーム以外のフレームのバッファ占有率
が、予め設定されたバッファ占有率の上限値と下限値と
の間の範囲内に収まるように、前記最初のフレーム以外
のフレームのバッファ占有率が補正され、当該フレーム
に符号量が割り当てられる（第３の段階）。
【００１５】従って、画像複雑さ指標に基づいて求めら
れた符号発生量が、３段階で補正（画像群単位のバッフ
ァ占有率の補正、最初のフレームのバッファ占有率の補
正、最初のフレーム以外のフレームのバッファ占有率の
補正）されることより、デコーダ・バッファにおいてオ
ーバーフローや、アンダーフローの無い最適な符号量を
各フレームに割り当てることができ、より高画質を実現
することができる。また、第２段階において、第３段階
に先立ち、最初のフレームの符号量の割り当てを行うこ
とで、極力、最初のフレームの発生符号量を維持するこ
とができるので、より綺麗な画像を再生することができ
る。
【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の符号量割り当て装置において、前記第１フレーム符号
量割当手段は、前記算出された最初のフレームのバッフ
ァ占有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値と
下限値との間の範囲内に収まるように、前記最初のフレ
ームに符号量を割り当てるように構成する。
【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項３または
４に記載の符号量割り当て装置において、前記画像群の
目標符号発生量は、前記画像群内に含まれる各フレーム
の画像複雑さ指標の総和と、前記ビデオ信号に含まれる
各画像群の画像複雑さ指標の総和との比に基づいて求め
られるように構成する。
【００１８】従って、各画像群の符号発生量は、画像複
雑さ指標に比例した割合になるので、画質のムラを防止
することができる。
【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５
のいずれかに記載の符号量割り当て装置において、前記
最初のフレームの目標符号発生量は、前記最初のフレー
ムの画像複雑さ指標と、当該最初のフレームを有する画
像群の画像複雑さ指標との比に基づいて求められるよう
に構成する。
【００２０】従って、最初のフレームの符号発生量は、
画像複雑さ指標に比例した割合になるので、画質のムラ
を防止することができる。
【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項３乃至６
のいずれかに記載の符号量割り当て装置において、前記
最初のフレーム以外のフレームの目標符号発生量は、前
記画像群符号量割当手段により割り当てられた前記画像
群の符号量から、前記第１フレーム符号量割当手段によ
り割り当てられた前記最初のフレームの符号量を差し引
いた符号量を、前記最初のフレーム以外のフレームのそ
れぞれの画像複雑さ指標に基づいて比例配分して求めら
れるように構成する。
【００２２】従って、最初のフレーム以外のフレームの
符号発生量は、画像複雑さ指標に比例した割合になるの
で、画質のムラを防止することができる。また、最初の
フレーム以外のフレームの符号発生量は、第２の段階の
補正により、減らされた最初のフレームの符号量をも含
め比例配分させることができる。
【００２３】請求項８に記載の発明は、請求項３乃至７
のいずれかに記載の符号量割り当て装置において、前記
画像群符号量割当手段は、前記算出されたそれぞれの画
像群のバッファ占有率が、予め設定されたバッファ占有
率の上限値より大きいか否か、および予め設定されたバ
ッファ占有率の下限値より小さいか否かを判断し、前記
上限値より大きい画像群については、当該画像群のバッ
ファ占有率と予め設定されたバッファ占有率の上限値と
の比を上限画像群補正比率として算出し、前記下限値よ
り小さい画像群については、当該画像群のバッファ占有
率と予め設定されたバッファ占有率の下限値との比を下
限画像群補正比率として算出し、前記算出された上限画
像群補正比率のうち最も大きい上限画像群補正比率を、
基準となる初期バッファ占有率より大きい画像群のバッ
ファ占有率に乗算して補正し、前記算出された下限画像
群補正比率のうち最も大きい下限画像群補正比率を、基
準となる初期バッファ占有率より小さい画像群のバッフ
ァ占有率に乗算して補正し、当該画像群単位で符号量を
割り当てるように構成する。
【００２４】従って、各画像群のバッファ占有率が、オ
ーバーフロー、アンダーフローになることを防止するこ
とができる。
【００２５】請求項９に記載の発明は、請求項３乃至８
のいずれかに記載の符号量割り当て装置において、前記
第１フレーム符号量割当手段は、前記算出された最初の
フレームのバッファ占有率が、予め設定されたバッファ
占有率の上限値より大きいか否か判断し、当該上限値よ
り大きい場合には、前記最初のフレームバッファ占有率
が、前記予め設定されたバッファ占有率の上限値と等し
くなるように補正し、前記最初のフレームに符号量を割
り当てるように構成する。
【００２６】従って、最初のフレームのバッファ占有率
が、オーバーフローになることを防止することができ
る。
【００２７】請求項１０に記載の発明は、請求項３乃至
９のいずれかに記載の符号量割り当て装置において、前
記第１フレーム符号量割当手段は、前記算出された最初
のフレームのバッファ占有率が、予め設定されたバッフ
ァ占有率の下限値より小さいか否か判断し、当該下限値
より小さい場合には、前記最初のフレームバッファ占有
率が、前記予め設定されたバッファ占有率の下限値と等
しくなるように補正し、前記最初のフレームに符号量を
割り当てるように構成する。
【００２８】従って、最初のフレームのバッファ占有率
が、アンダーフローになることを防止することができ
る。
【００２９】請求項１１に記載の発明は、請求項３乃至
１０のいずれかに記載の符号量割り当て装置において、
前記第２フレーム符号量割当手段は、前記算出された最
初のフレーム以外のフレームのバッファ占有率が、予め
設定されたバッファ占有率の上限値より大きいか否か、
および、予め設定されたバッファ占有率の下限より小さ
いか否かを判断し、前記上限値より大きい前記フレーム
のバッファ占有率または前記下限値より小さい前記フレ
ームのバッファ占有率と、予め求められた理想ライン上
のバッファ占有率との第１の差分を算出するとともに、
前記バッファ占有率の上限値または下限値と、予め求め
られた理想ライン上のバッファ占有率との第２の差分を
算出し、前記第１の差分と前記第２の差分との比をフレ
ーム補正比率として算出し、当該算出されたフレーム補
正比率のうち最も大きいフレーム補正比率を、前記上限
値または前記下限値のそれぞれについて求め、当該フレ
ーム補正比率を、最初のフレーム以外のフレームのバッ
ファ占有率に乗算して補正し、当該フレームに符号量を
割り当てるように構成する。
【００３０】従って、最初のフレーム以外のフレームの
バッファ占有率が、オーバーフロー、アンダーフローに
なることを防止することができる。
【００３１】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
記載の符号量割り当て装置において、前記理想ライン
は、前記第１フレーム符号量割当手段により符号量が割
り当てられた最初のフレームのバッファ占有率と、当該
最初のフレームを有する画像群内における最後のフレー
ムのバッファ占有率との間にひかれたラインであるよう
に構成する。
【００３２】従って、フレームバッファ占有率の理想的
なラインを求めることができる。
【００３３】請求項１３に記載の発明は、ビデオ信号を
符号化して記録媒体に記録する圧縮符号化データ記録に
おける符号量割り当て方法であって、ビデオ信号に含ま
れる所定数の画像フレームを有する画像群のバッファ占
有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値と下限
値との間の範囲内に収まるように、前記画像群単位で符
号量を割り当てる画像群符号量割当工程と、前記画像群
内における最初のフレームのバッファ占有率が、予め設
定されたバッファ占有率の上限値を超えないように、前
記最初のフレームに符号量を割り当てる第１フレーム符
号量割当工程と、前記画像群符号量割当工程および前記
第１フレーム符号量割当工程により、割り当てられた前
記符号量に基づいて、前記画像群内における最初のフレ
ーム以外のフレームに符号量を割り当てる第２フレーム
符号量割当工程と、を備えるように構成する。
【００３４】従って、このような３段階の割り当てによ
り、デコーダ・バッファにおけるオーバーフローや、ア
ンダーフローを無くし、符号量を最適化することがで
き、より高い画質を得ることができる。
【００３５】請求項１４に記載の発明は、ビデオ信号を
符号化して記録媒体に記録する圧縮符号化データ記録に
おける符号量割り当て方法であって、ビデオ信号に含ま
れる複数の所定数の画像フレームを有する画像群の目標
符号発生量を、それぞれの画像群の画像複雑さ指標に基
づいて求め、それぞれの画像群のバッファ占有率を算出
する画像群バッファ占有率算出工程と、前記算出された
画像群のバッファ占有率が、予め設定されたバッファ占
有率の上限値と下限値との間の範囲内に収まるように、
前記画像群のバッファ占有率を補正し、当該画像群単位
で符号量を割り当てる画像群符号量割当工程と、前記符
号量が割り当てられた画像群内における最初のフレーム
の目標符号発生量を、それぞれの最初のフレームの画像
複雑さ指標に基づいて求め、それぞれの最初のフレーム
のバッファ占有率を算出する第１フレームバッファ占有
率算出工程と、前記算出された最初のフレームのバッフ
ァ占有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値を
超えないように、前記最初のフレームのバッファ占有率
を補正し、当該最初のフレームに符号量を割り当てる第
１フレーム符号量割当工程と、前記符号量が割り当てら
れた画像群内における最初のフレーム以外のフレームの
目標符号発生量を、それぞれのフレームの画像複雑さ指
標に基づいて求め、それぞれのフレームのバッファ占有
率を算出する第２フレームバッファ占有率算出工程と、
前記算出された最初のフレーム以外のフレームのバッフ
ァ占有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値と
下限値との間の範囲内に収まるように、前記最初のフレ
ーム以外のフレームのバッファ占有率を補正し、当該フ
レームに符号量を割り当てる第２フレーム符号量割当工
程と、を備えるように構成する。
【００３６】従って、画像複雑さ指標に基づいて求めら
れた符号発生量が、３段階で補正（画像群単位のバッフ
ァ占有率の補正、最初のフレームのバッファ占有率の補
正、最初のフレーム以外のフレームのバッファ占有率の
補正）されることより、デコーダ・バッファにおいてオ
ーバーフローや、アンダーフローの無い最適な符号量を
各フレームに割り当てることができ、より高画質を実現
することができる。また、第２段階において、第３段階
に先立ち、最初のフレームの符号量の割り当てを行うこ
とで、極力、最初のフレームの発生符号量を維持するこ
とができるので、より綺麗な画像を再生することができ
る。
【００３７】請求項１５に記載の発明は、請求項１４に
記載の符号量割り当て方法において、前記画像群の目標
符号発生量は、前記画像群内に含まれる各フレームの画
像複雑さ指標の総和と、前記ビデオ信号に含まれる各画
像群の画像複雑さ指標の総和との比に基づいて求められ
るように構成する。
【００３８】従って、各画像群の符号発生量は、画像複
雑さ指標に比例した割合になるので、画質のムラを防止
することができる。
【００３９】請求項１６に記載の発明は、請求項１４ま
たは１５に記載の符号量割り当て方法において、前記最
初のフレームの目標符号発生量は、前記最初のフレーム
の画像複雑さ指標と、当該最初のフレームを有する画像
群の画像複雑さ指標との比に基づいて求められるように
構成する。
【００４０】従って、最初のフレームの符号発生量は、
画像複雑さ指標に比例した割合になるので、画質のムラ
を防止することができる。
【００４１】請求項１７に記載の発明は、請求項１４乃
至１６のいずれかに記載の符号量割り当て方法におい
て、前記最初のフレーム以外のフレームの目標符号発生
量は、前記画像群符号量割当工程により割り当てられた
前記画像群の符号量から、前記第１フレーム符号量割当
工程により割り当てられた前記最初のフレームの符号量
を差し引いた符号量を、前記最初のフレーム以外のフレ
ームのそれぞれの画像複雑さ指標に基づいて比例配分し
て求められるように構成する。
【００４２】従って、最初のフレーム以外のフレームの
符号発生量は、画像複雑さ指標に比例した割合になるの
で、画質のムラを防止することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施の形態について説明する。
【００４４】以下に説明する実施の形態は、ビデオ信号
をＭＰＥＧ方式により符号化して記録媒体に記録する圧
縮符号化データ記録における符号量割り当て装置（以下
「ＭＰＥＧエンコーダ」と称す。）において、各フレー
ムへの最適な符号量の割り当てに関して本発明を適用し
た場合の実施形態である。なお、記録媒体には、ＤＶＤ
−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、ハードディスクなどが含まれる。
【００４５】本発明の実施形態を具体的に説明する前
に、ＭＰＥＧエンコーダにより作成され、記録媒体に記
録されたビデオ・シーケンス（以下「ビット・ストリー
ム（符号化されたデータ列）」と称す）が、ＭＰＥＧ方
式による復号を行う復号装置（以下「ＭＰＥＧデコー
ダ」と称す。）でデコードされる際の流れを図１および
図２を参照して説明する。図１は、ＭＰＥＧデコーダの
理想（仮想）モデル（ＳＴＤ：System Target Decode
r）を示す図である。この理想モデルは、ＶＢＶ（Video
Buffer Verifier）バッファ１０と、ＭＰＥＧデコータ
２０と、整列用バッファ３０を備える。図２は、ＶＢＶ
バッファ１０のデータ占有率（％）の推移状況を示す図
である。なお、ここでは、流れを簡単に説明するため、
固定ビットレート、固定フレームレートとするが、可変
であっても同じ事がいえる。
【００４６】図１に示すように、ＭＰＥＧエンコーダに
より作成されたビット・ストリームは、ビットレートＲ
でＶＢＶバッファ１０に入力され、蓄積されていく。こ
うして、図２の符号５０部に示すように、徐々に、ＶＢ
Ｖバッファ１０のデータ占有量（bits）が増していくこ
ととなる。ここで、ビットレートＲとは、フレーム間に
ＶＢＶバッファ１０に入力されるデータ量（bits）をい
い、ビットレートＲ＝ビットレート／フレームレートを
示すものである。また、ビット・ストリームは、ＶＳＨ
（Video Sequence Header）などの各種ヘッダ情報と、
所定数の画像フレームを有する画像群であるＧＯＰ（Gr
oup Of Picture）から構成される。ＧＯＰは１個以上の
ピクチャから構成され、１つのピクチャが１フレームを
示している。このピクチャには、フレーム内符号のみか
ら構成(予測符号化なし)されるＩピクチャ（Intra-Pict
ure）と、前方向のみのフレーム間予測符号から構成
（フレーム間順方向予測符号化）されるＰピクチャ（Pr
edictive-Picture）と、前後の双方向のフレーム間予測
符号から構成（双方向予測符号化）されるＢピクチャ
（Bidirectionally predictive-Picture）の３種類があ
る。通常、ＧＯＰのフレーム構造は、最初にＩピクチ
ャ、その後、Ｐピクチャ、Ｂピクチャが続いている。そ
れぞれピクチャの平均的な符号発生量は、Ｉピクチャ＞
Ｐピクチャ＞Ｂピクチャの順となる。ピクチャは任意の
領域に分割された複数のスライスから構成される。スラ
イスは左から右へ、または上から下への順序で並んだ複
数のマクロブロックから構成される。
【００４７】次に、ＶＢＶバッファ１０に入力されたビ
ット・ストリームが、ビットストリーム中に指定された
図２に示す初期バッファ占有量（Ｂ'0）分のデータ量に
達すると、１フレーム分のデータが、ＶＢＶバッファ１
０からＭＰＥＧデコーダ２０に瞬時に転送される。これ
により、図２に示すように、転送された符号量（ｄ0）
分、ＶＢＶバッファ１０のデータ占有量（bits）が減少
する。また、引き続きビットストリームが、ＶＢＶバッ
ファ１０に蓄積されていく。次のフレームのデータにつ
いても、次のフレームのデコードすべき時間に達する
と、ＶＢＶバッファ１０からＭＰＥＧデコーダ２０に瞬
時に転送される。以降も、ＶＢＶバッファ１０に入力さ
れたビット・ストリームは、各フレームのデコードすべ
き時間に達する毎に転送される。ここで、図２に示す
「Ｂ」は、ＶＢＶバッファサイズ（bits）を、「Ｂ'N」
は、第Ｎフレームのデータを取り除く（転送）前のＶＢ
Ｖバッファ占有量（bits）を、「ＢN」は、第Ｎフレー
ムのデータを取り除いた後のＶＢＶバッファ占有量（bi
ts）を、「ｄN」は、第Ｎフレームの符号量（bits）
を、それぞれ示している。また、図２の例では、最初の
フレームがＩピクチャのため、そのバッファ占有量
（Ｂ'0）が、これ以降のフレームのバッファ占有量（例
えば、Ｂ'N）より大きくなっている。
【００４８】次に、ＭＰＥＧデコーダ２０に転送された
１フレームのデータは、瞬時にデコード（復号）され、
画像データとして出力される。この時、フレームの順番
の入れ替えが必要な場合、例えば、そのフレームがＢピ
クチャの場合には、整列バッファ３０にて、フレームの
順番を入れ替えられ出力される。
【００４９】このように、入力されたビット・ストリー
ムは、ＭＰＥＧデコーダ２０にてデコード（復号）され
るが、この時、ＶＢＶバッファ１０が、図３に示すよう
に、オーバーフローや、アンダーフローを起こさないよ
うに、ＭＰＥＧエンコーダでは、ＢN≧０、かつ、Ｂ’N
≦Ｂの条件を保証しなければならない。つまり、ＭＰＥ
Ｇエンコーダは、かかる条件を満足するように、各フレ
ームに最適な符号量の割り当てを行い、ビット・ストリ
ームを作成する必要がある。
【００５０】以下に、ＭＰＥＧエンコーダにおける各フ
レームへの最適な符号量の割り当てに関して本発明の実
施形態を図４乃至図１４を参照して具体的に説明する。
【００５１】図４は、本発明の実施形態にかかるＭＰＥ
Ｇエンコーダ１００の概略構成図である。図１に示すよ
うに、ＭＰＥＧエンコーダ１００は、取得部５０と、動
き検出部５１と、符号化部５２と、最適符号量計算部５
３と、発生符号量計算部５４と、量子化制御部５５と、
マルチプレクサ５６と、バッファメモリ５７と、を備え
ている。
【００５２】先ず、ＭＰＥＧエンコーダ１００の動作を
簡単に説明する。
【００５３】取得部５０は、入力ディジタルビデオ信号
から画像データを１フレーム毎に取得してフィールド間
引きなどの所定の処理を行う。また、取得したフレーム
のピクチャ種別を判別し、フレームの順番の変更が必要
な場合、例えば、Ｂピクチャである場合には、フレーム
の順番の変更も行う。動き検出部５１は、１６×１６画
素のマクロブロック単位で、入力画像の動きベクトルを
算出し、フレーム信号Ｓｖとして出力する。
【００５４】符号化部５２は、加算部５２ａと、離散コ
サイン変換部（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）
５２ｂと、量子化部（Ｑ：Quantization）５２ｃと、可
変長符号化部（ＶＬＣ：Variable Length Coding）５２
ｄと、逆量子化部（Ｑ-1）５２ｅと、逆離散コサイン変
換部（ＤＣＴ-1）５２ｆと、フレーム蓄積および動き補
償予測部５２ｇと、を備えている。
【００５５】加算部５２ａは、動き補償予測部５２ｇか
らの補償信号Ｓｅを、動き検出部５１からのフレーム信
号Ｓｖから減算し、減算信号Ｓａとして離散コサイン変
換部５２ｂへ出力する。離散コサイン変換部５２ｂは、
減算信号Ｓａを８×８画素のブロックで２次元離散コサ
イン変換し、変換信号Ｓｄとして量子化部５２ｃへ出力
する。量子化部５２ｃは、変換信号Ｓｄを後述する量子
化制御部５５からのレート信号Ｓｒに基づいて決定され
る量子化スケールで量子化し、量子化信号Ｓｑとして可
変長符号化部５２ｄおよび逆量子化部５２ｅへ出力す
る。
【００５６】逆量子化部５２ｅは、量子化信号Ｓｑに対
して逆量子化処理を施し、逆量子化信号Ｓｉｇとして逆
離散コサイン変換部（ＤＣＴ-1）５２ｆへ出力する。逆
離散コサイン変換部５２ｆは、逆量子化信号Ｓｉｇを逆
離散コサイン変換し、逆変換信号Ｓｉｄとして動き補償
予測部５２ｇへ出力する。動き補償予測部５２ｇは、逆
変換信号Ｓｉｄと、動き検出部５１からのフレーム信号
Ｓｖに含まれる動きベクトルに基づいて、ＭＰＥＧ方式
におけるいわゆるフレーム間予測を用いた動き補償処理
を行い、上記補償信号Ｓｅを生成して加算部５２ａに出
力する。
【００５７】一方、可変長符号化部５２ｄは、上記量子
化信号Ｓｑに対して可変長符号化処理を施し、可変長符
号Ｓｏｕｔとしてマルチプレクサ５６を介してバッファ
メモリ５７へ出力する。こうして、バッファメモリ５７
から、可変長符号Ｓｏｕｔがビット・ストリームとして
出力され、記録媒体に記録されることとなる。このと
き、発生符号量計算部５４は、バッファメモリ５７の可
変長符号Ｓｏｕｔに基づき、実際の発生符号量を計算
し、目標値を超える場合には、補正信号Ｓｈを量子化制
御部５５へ出力する。これにより、量子化制御部５５
は、補正信号Ｓｈと、レート信号Ｓｒに基づいて量子化
スケールを決定する。
【００５８】次に、本発明の特徴部分である各フレーム
への最適な符号発生量の割り当て処理について説明す
る。かかる処理は、最適符号量計算部５３にて行われ
る。最適符号量計算部５３は、画像複雑さ指標計算部５
３ａと、画像複雑さ指標蓄積部５３ｂと、セレクタ５３
ｃと、符号量割り当て計算部５３ｄと、を備えている。
【００５９】画像複雑さ指標計算部５３ａは、符号化部
５２の加算部５２ａから出力された減算信号Ｓａに基づ
いて、各フレームの画像複雑さ指標を算出する。画像複
雑さ指標は、分散、或いは、平均絶対値誤差で現され、
各フレームの符号発生量と比例関係（或いは、何らかの
関数、例えば、指数関数）にある。例えば、画像複雑さ
指標として、Ｉピクチャでは分散を、Ｐピクチャ、Ｂピ
クチャでは差分画像の分散を、それぞれ使用する。画像
複雑さ指標蓄積部５３ｂは、画像複雑さ指標計算部５３
ａで算出された画像複雑さ指標を蓄積する。そして、全
てのフレームの画像複雑さ指標が算出された後、かかる
画像複雑さ指標のデータが、画像複雑さ指標蓄積部５３
ｂからセレクタ５３ｃを介して、符号割り当て計算部５
３ｄへ出力される。但し、第１回目のＧＯＰ内の各フレ
ームの画像複雑さ指標は、画像複雑さ指標計算部５３ａ
にて計算できないため、予め、ある比率で設定した画像
複雑さ指標を、シーケンス情報として、セレクタ５３ｃ
から取り込み、符号割り当て計算部５３ｄへ出力する。
そして、符号割り当て計算部５３ｄは、各フレームの画
像複雑さ指標に基づいて、各フレームに最適な符号量を
割り当てるための計算を行う。かかる計算は、図５に示
すように、大きく３段階に分けることができる。第１の
段階はＧＯＰ単位での符号発生量の補正、第２の段階は
最初のフレームの符号発生量の補正、第３の段階はフレ
ーム単位での符号発生量の補正である。
【００６０】（１）ＧＯＰ単位での符号発生量の補正 以下に、第１の段階のＧＯＰ単位での符号発生量の補正
について、図６および図７を参照して説明する。図６
は、符号割り当て計算部５３ｄによるＧＯＰ単位での符
号発生量の補正の処理を示すフローチャートを、図７
は、ＧＯＰ単位での符号発生量の補正におけるバッファ
占有率（％）を示す図である。
【００６１】先ず、各フレームの画像複雑さ指標に基づ
いて、各ＧＯＰの目標符号発生量（bits）が算出される
（Ｓ１）。例えば、目標総符号発生量（目標ビットレー
ト（bps）×秒数（s））をＴ、総画像複雑さ指標をＳ、
第ｉ番目ＧＯＰの画像複雑さ指標をＳＧiとした場合、
第ｉ番目のＧＯＰの目標符号発生量（ＴＧi）は、式
（数１）によって算出される。
【００６２】ＴＧi＝Ｔ・ＳＧi／Ｓ （数１） ここで、以降の説明に度々使用する画像複雑さ指標、目
標符号発生量について、フレーム単位、ＧＯＰ単位、総
ＧＯＰで表した時の相互関係を図１５に示しておく。
【００６３】次に、求められた各ＧＯＰの目標符号発生
量（bits）に基づいて、各ＧＯＰの開始時点でのＶＢＶ
バッファ占有率（％）（フレームデータ発生前）が算出
される（Ｓ２）。例えば、ＶＢＶバッファサイズ（bit
s）をＢ、第ｉ番目ＧＯＰのフレーム数をＮＧi、各フレ
ーム毎のバッファの減少量（bits）をＲとした場合、第
ｉ＋１番目のＧＯＰの開始時点でのＶＢＶバッファ占有
率（ＢＬi+1,0）は、式（数２）によって算出される。
【００６４】 ＢＬi+1,0＝ＢＬi,0＋（ＴＧi−Ｒ・ＮＧi）／Ｂ （数２） 但し、第１番目のＧＯＰの開始時点でのＶＢＶバッファ
占有率（ＢＬi,0）は、初期バッファ占有率（Ｂ0）に一
致する。即ち、ＢＬi,0＝Ｂ0となる。
【００６５】こうして、全てのＧＯＰの開始時点のＶＢ
Ｖバッファ占有率（％）が算出されると、後述するオー
バーフロー側のＧＯＰ補正比率（ＲＧmax）が「１」
に、アンダーフロー側のＧＯＰ補正比率（ＲＧmin）が
「１」に設定される（Ｓ３）。このＲＧmax、ＲＧ
minは、ＧＯＰ単位での符号発生量の補正にあたり使用
されるパラメータであり、初期段階では「１」（即ち、
補正無しを示す）に設定される。
【００６６】次に、ＧＯＰの開始時点のＶＢＶバッファ
占有率（％）が、予め設定されたＶＢＶバッファ占有率
（％）のＧＯＰ上限値（ＬＵＧ）より大きいＧＯＰがあ
るか否か（オーバーフローのＧＯＰがあるか否か）が判
断される（Ｓ４）。例えば、図７に示すように、第Ｎ−
２番目のＧＯＰの開始時点でのＶＢＶバッファ占有率
（ＢＬN-2,0）が、ＶＢＶバッファ占有率（％）のＧＯ
Ｐ上限値（ＬＵＧ）を超えた場合には、オーバーフロー
と判断される。そして、オーバーフローと判断されたＧ
ＯＰの全てについて（図７では、ＢＬN-2,0のみである
が実際には、複数存在する）ＧＯＰ補正比率（Ｒ
Ｇmax）が算出され、そのうち、最大のＧＯＰ補正比率
（ＲＧmax）が新たなＧＯＰ補正比率（ＲＧmax）として
設定される（Ｓ５）。初期バッファ占有率（％）をＢ0
とすると、最大のＧＯＰ補正比率（ＲＧmax）は、式
（数３）によって算出される。
【００６７】 ＲＧmax＝ｍａｘ（（ＢＬi,0−Ｂ0）／（ＬＵＧ−Ｂ0）） （数３） 次に、上記ＧＯＰの開始時点のＶＢＶバッファ占有率
（％）が、予め設定されたＶＢＶバッファ占有率（％）
のＧＯＰ下限値（ＬＬＧ）より小さいＧＯＰがあるか否
か（アンダーフローのＧＯＰがあるか否か）が判断され
る（Ｓ６）。例えば、図７に示すように、第３番目のＧ
ＯＰの開始時点でのＶＢＶバッファ占有率（ＢＬ3,0）
が、ＶＢＶバッファ占有率（％）のＧＯＰ下限値（ＬＬ
Ｇ）を下回った場合には、アンダーフローと判断され
る。そして、アンダーフローと判断されたＧＯＰの全て
について、ＧＯＰ補正比率（ＲＧmin）が算出され、そ
のうち、最大のＧＯＰ補正比率（ＲＧmin）が新たなＧ
ＯＰ補正比率（ＲＧmin）として設定される（Ｓ７）。
最大のＧＯＰ補正比率（ＲＧmin）は、式（数４）によ
って算出される。
【００６８】 ＲＧmin＝ｍａｘ（（ＢＬi,0−Ｂ0）／（ＬＬＧ−Ｂ0）） （数４） ここで、ＧＯＰ上限値（ＬＵＧ）およびＧＯＰ下限値
（ＬＬＧ）は、実際の符号発生量とのズレを見込んで任
意に設定することができる。
【００６９】次に、各ＧＯＰの開始時点のＶＢＶバッフ
ァ占有率（％）について、初期バッファ占有率（Ｂ0）
より大きいか否かが判断される（Ｓ８）。初期バッファ
占有率（Ｂ0）より大きいと判断されたＧＯＰについて
は、そのＧＯＰの開始時点のＶＢＶバッファ占有率
（％）が、ステップＳ５で算出された補正比率（ＲＧ
max）に基づいて補正される（Ｓ９）。即ち、図７に示
すように、当該ＧＯＰ内の全てのフレームのバッファ占
有率（％）が、補正比率（ＲＧmax）に基づいて、一律
に低下（図７の例では、実線のバッファ占有率（％）か
ら破線のバッファ占有率（％）に補正）されることとな
る。例えば、ステップＳ９による補正後の第ｉ番目のＶ
ＢＶバッファ占有率（ＢＬ’i,0）は、式（数５）によ
って算出される。
【００７０】 ＢＬ’i,0＝Ｂ0＋（ＢＬi,0−Ｂ0）／ＲＧmax （数５） 次に、各ＧＯＰの開始時点のＶＢＶバッファ占有率
（％）について、初期バッファ占有率（Ｂ0）より小さ
いか否かが判断される（Ｓ１０）。初期バッファ占有率
（Ｂ0）より小さいと判断されたＧＯＰについては、そ
のＧＯＰの開始時点のＶＢＶバッファ占有率（％）が、
ステップＳ７で算出された補正比率（ＲＧmi n）に基づ
いて補正される（Ｓ１１）。かかる補正では、当該ＧＯ
Ｐ内の全てのフレームのバッファ占有率（％）が、補正
比率（ＲＧmin）に基づいて、一律に上昇されることと
なる。例えば、ステップＳ１１による補正後の第ｉ番目
のＶＢＶバッファ占有率（ＢＬ’i,0）は、式（数６）
によって算出される。
【００７１】 ＢＬ’i,0＝Ｂ0＋（ＢＬi,0−Ｂ0）／ＲＧmin （数６） こうして、各ＧＯＰの開始時点のＶＢＶバッファ占有率
（％）の補正が行われると、これらの補正結果による各
ＧＯＰの割り当て符号量が算出される（Ｓ１２）。例え
ば、第ｉ番目ＧＯＰのフレーム数をＮＧi、各フレーム
毎のＶＢＶバッファの減少量（bits）をＲとした場合、
第ｉ番目のＧＯＰの割り当て符号量（ＴＧ’i）は、式
（数７）によって算出される。
【００７２】 ＴＧ’i＝Ｒ・ＮＧi＋（ＢＬi+1,0−ＢＬi,0）・Ｂ （数７） ここで、ＢＬi+1,0、ＢＬi,0には、ステップＳ７、若し
くはステップＳ９にて補正されたものは補正後のＢＬ’
i+1,0、ＢＬ’i,0を、補正されていないものはステップ
Ｓ３で算出されたＢＬi+1,0、ＢＬi,0を使用する。
【００７３】このように、第１の段階では、ＧＯＰ単位
での符号発生量の補正を行い、各ＧＯＰに符号量が割り
当てられる。これにより、先ず、ＧＯＰ単位で、オーバ
ーフロー、アンダーフローの発生を極力抑えることがで
きる。
【００７４】なお、符号化するシーケンスがＧＯＰ構造
を持たず、かつ、シーケンスが短い場合には、全体を１
つのＧＯＰとみなし、上記処理をスキップするように構
成する。また、符号化するシーケンスがＧＯＰ構造を持
たず、かつ、シーケンスが長い場合には、全体を複数の
シーケンスに分割し、それぞれをＧＯＰとみなして上記
処理を行うように構成する。
【００７５】（２）最初のフレームの符号発生量の補正 上記第１の段階の補正では、ＧＯＰ内の各フレーム毎の
ＶＢＶバッファ占有率（％）は考慮せず、ＧＯＰ単位で
ＶＢＶバッファ占有率（％）を考慮して割り当てる符号
量を決定したため、ＧＯＰ内のフレームのバッファ占有
率（％）が、予め設定されたＶＢＶバッファ占有率
（％）のフレーム上限値（ＬＵＦ）より大きくなった
り、或いは、ＶＢＶバッファ占有率（％）のフレーム下
限値（ＬＬＦ）より小さくなったりする場合がある。か
かる場合に、この第２の段階では、最初のフレームの符
号発生量を補正し、最初のフレームに最適な符号量を割
り当てるものである。そして、最初のフレーム以外のフ
レームの符号発生量の補正は、第３の段階で行う。
【００７６】以下に、第２の段階の最初のフレームの符
号発生量の補正について、図８および図９を参照して説
明する。図８は、符号割り当て計算部５３ｄによる最初
のフレームの符号発生量の補正の処理を示すフローチャ
ートを、図９は、最初のフレームの符号発生量の補正に
おけるバッファ占有率（％）を示す図である。
【００７７】先ず、ＧＯＰの目標符号発生量（bits）
と、最初のフレームの画像複雑さ指標とＧＯＰの画像複
雑さ指標との比より、ＧＯＰの最初のフレームの目標符
号発生量（bits）が算出される（Ｓ２１）。例えば、第
ｉ番目ＧＯＰの最初のフレームの画像複雑さ指標をＳＦ
i,0、第ｉ番目ＧＯＰの画像複雑さ指標をＳＧiとした場
合、第ｉ番目のＧＯＰの最初のフレームの目標符号発生
量（bits）（ＴＦi,0）は、式（数８）によって算出さ
れる。
【００７８】 ＴＦi,0＝ＴＧi・ＳＦi,0／ＳＧi （数８） 次に、求められたＧＯＰの開始時点のＶＢＶバッファ占
有率（％）に基づいて、その最初のフレームのＶＢＶバ
ッファ占有率（％）（例えば、ｉ番目ＧＯＰの最初のフ
レームのＶＢＶバッファ占有率ＢＵi,0）が式（数９）
によって算出される（Ｓ２２）。
【００７９】 ＢＵi,0＝ＢＬi,0＋ＴＦi,0／Ｂ （数９） 次に、かかる最初のフレームのＶＢＶバッファ占有率
（％）が、予め設定されたＶＢＶバッファ占有率（％）
のフレーム上限値（ＬＵＦ）より大きいか否か（オーバ
ーフローしているか否か）が判断される（Ｓ２３）。フ
レーム上限値（ＬＵＦ）より大きいと判断された場合、
最初のフレームのＶＢＶバッファ占有率（％）が補正さ
れる（Ｓ２４）。例えば、補正後の第ｉ番目のＧＯＰの
最初のフレームのバッファ占有率（ＢＵ’i,0）は、式
（数１０）によって算出される。
【００８０】ＢＵ’i,0＝ＬＵＦ （数１０） 図９の例では、最初のフレームのＶＢＶバッファ占有率
（ＢＵi,0）から、フレーム上限値（ＬＵＦ）を超えた
分（Ｘ）が差し引かれ、新たなＶＢＶバッファ占有率
（ＢＵ’i,0）として設定されることを示している。こ
の差し引かれた「Ｘ」分の符号量、即ち、本来、最初の
フレームに割り当てるべき符号量は、後述する第３の段
階の補正にて、後のフレーム（同じＧＯＰ内の最初のフ
レーム以外のフレーム）に補填（比例配分）することと
なる。
【００８１】次に、ＧＯＰの最初のフレームのＶＢＶバ
ッファ占有率（％）が、予め設定されたＶＢＶバッファ
占有率（％）のフレーム下限値（ＬＬＦ）より小さいか
否か（アンダーフローしているか否か）が判断される
（Ｓ２５）。フレーム下限値（ＬＬＦ）より小さいと判
断された場合、最初のフレームのＶＢＶバッファ占有率
（％）が補正される（Ｓ２６）。例えば、補正後の第ｉ
番目のＧＯＰの最初のフレームのバッファ占有率（Ｂ
Ｕ’i,0）は、式（数１１）によって算出される。
【００８２】ＢＵ’i,0＝ＬＬＦ （数１１） ここで、フレーム上限値（ＬＵＦ）およびフレーム下限
値（ＬＬＦ）は、実際の符号発生量とのズレを見込んで
任意に設定することができる。
【００８３】こうして、ＧＯＰの最初のフレームのＶＢ
Ｖバッファ占有率（％）の補正が行われると、これらの
補正結果によるＧＯＰの最初のフレームの割り当て符号
量が算出される（Ｓ２７）。例えば、第ｉ番目のＧＯＰ
の最初のフレームの割り当て符号量（ＴＦ’i,0）は、
式（数１２）によって算出される。
【００８４】 ＴＦ’i,0＝（ＢＵi,0−ＢＬi,0）・Ｂ （数１２） ここで、ＢＵi,0には、ステップＳ２４、若しくはステ
ップＳ２６にて補正されたものは補正後のＢＵ’
i,0を、補正されていないものはステップＳ２２で算出
されたＢＵi,0を使用する。
【００８５】なお、最初のフレームの符号発生量の補正
は、符号化するシーケンス内の全てのＧＯＰが対象とな
る。
【００８６】このように、第２の段階では、ＧＯＰ内の
最初のフレームの符号発生量の補正を行い、最初のフレ
ームに最適な符号量が割り当てられる。これにより、最
初のフレームの符号量が確定し、これを基準に第３の段
階にて、最初のフレーム以外のフレームの符号発生量の
補正を行うことができる。このように、最初のフレーム
の発生符号量を、先ず始めに補正することとしたのは、
上述した通り、ＧＯＰは、通常、Ｉピクチャの後に、Ｐ
ピクチャ、Ｂピクチャがくるような構造となっており、
Ｐピクチャ、Ｂピクチャは、Ｉピクチャのフレームを参
照して予測していくものであるため、綺麗な画像を得る
には、なるべく、最初のフレームであるＩピクチャの符
号発生量を維持する必要があるからである。即ち、第２
の段階で、最初のフレームのＶＢＶバッファ占有率がオ
ーバーフローにならない場合には、最初のフレームたる
Ｉピクチャの符号発生量はそのまま維持され、その後の
第３の段階にて補正されない。また、第２の段階で、最
初のフレームのＶＢＶバッファ占有率がオーバーフロー
になる場合にも、最初のフレームであるＩピクチャの符
号発生量は最小限の補正にとどまり、その後の第３の段
階にて補正されないので、綺麗な画像を確保できるので
ある。
【００８７】（３）フレーム単位での符号発生量の補正 第２の段階の補正では、ＧＯＰの最初のフレームの符号
発生量を補正し、最適な符号量の割り当てを行なった
が、この第３の段階の補正では、最初のフレーム以外の
フレームの符号発生量を補正し、最適な符号量の割り当
てを行うものである。
【００８８】以下に、第３の段階のフレーム単位での符
号発生量の補正について、図１０および図１１を参照し
て説明する。図１０は、符号割り当て計算部５３ｄによ
るフレーム単位での符号発生量の補正の処理を示すフロ
ーチャートを、図１１は、フレーム単位での符号発生量
の補正におけるバッファ占有率（％）を示す図である。
【００８９】先ず、ＧＯＰ内の最初のフレーム以外の各
フレームの目標符号発生量(bits)が、各フレームの画像
複雑さ指標に基づいて算出される（Ｓ３１）。各フレー
ムの目標符号発生量(bits)は、ＧＯＰに割り当てられた
符号量から最初のフレームの符号量を差し引いたもの
を、画像複雑さ指標で比例配分して算出される。例え
ば、ｔ＝ＴＧi−ＴＦi,0とし、ｓ＝ＳＧi−ＳＦi,0とす
ると、第ｉ番目ＧＯＰの第ｊ番目フレームの目標符号発
生量（bits）（ＴＦi,j）は、式（数１３）によって算
出される。
【００９０】 ＴＦi,j＝ｔ・ＳＦi,j／ｓ （数１３） 次に、求められたＧＯＰのフレームの目標符号発生量
（bits）に基づいて、フレームデータ発生前と、発生後
のＶＢＶバッファ占有率（％）が算出される（Ｓ３
２）。例えば、ＶＢＶバッファサイズ（bits）をＢとし
た場合、第ｉ番目ＧＯＰの第ｊ番目フレームのデータ発
生後のＶＢＶバッファ占有率（ＢＵi,j）は、式（数１
４）によって算出される。
【００９１】 ＢＵi,j＝ＢＬi,j＋ＴＦi,j／Ｂ （数１４） また、式（数１３）の「ＢＬi,j」は、第ｉ番目ＧＯＰ
の第ｊ番目フレームのデータ発生前のＶＢＶバッファ占
有率（％）を示しており、例えば、式（数１５）によっ
て算出される。
【００９２】 ＢＬi,j+1＝ＢＵi,j−Ｒ／Ｂ （数１５） こうして、図１１に示すＢＵi,j、ＢＬi,jが算出される
と、オーバーフロー側のフレーム補正比率（ＲＦmax）
が「１」に、アンダーフロー側のフレーム補正比率（Ｒ
Ｆmin）が「１」に設定される（Ｓ３３）。このＲ
Ｆmax、ＲＦminは、フレーム単位での符号発生量の補正
にあたり使用されるパラメータであり、初期段階では、
「１」（即ち、補正無しを示す）に設定される。
【００９３】次に、図１１（Ａ）に示すように、一つの
ＧＯＰ内の最初のフレームのバッファ占有率（％）と、
最後のフレームバッファ占有率（％）の間の目標（理
想）ラインの値が、算出される（Ｓ３４）。例えば、第
ｉ番目ＧＯＰの最初のフレームのＶＢＶバッファ占有率
をＢＵi,0と、第ｉ番目ＧＯＰの最後のフレーム（第ｉ
番目ＧＯＰのフレーム総数（ＮＧi）−１）のＶＢＶバ
ッファ占有率をＢＵi,NGi -1、とすると、第ｉ番目ＧＯ
Ｐの第ｊ番目のフレームの目標ラインの値（Ｋj）は、
式（数１６）によって算出される。
【００９４】 Ｋj＝ＢＵi,0＋（ＢＵi,NGi-1−ＢＵi,0）・ｊ／（ＮＧi−１） （数１ ６） 次に、ステップＳ３２で算出されたフレームのデータ発
生後のＶＢＶバッファ占有率（％）が、予め設定された
ＶＢＶバッファ占有率（％）のフレーム上限値（ＬＵ
Ｆ）より大きいフレームがあるか否か（オーバーフロー
のフレームがあるか否か）が判断される（Ｓ３５）。オ
ーバーフローと判断されたフレームの全てについて、フ
レーム補正比率（ＲＦmax）が算出され、そのうち、最
大のフレーム補正比率（ＲＦmax）が新たなフレーム補
正比率（ＲＦmax）として設定される（Ｓ３６）。最大
のフレーム補正比率（ＲＦmax）は、式（数１７）によ
って算出される。
【００９５】 ＲＦmax＝ｍａｘ（（ＢＵi,j−Ｋj）／（ＬＵＦ−Ｋj）） （数１７） 次に、ステップＳ３２で算出されたフレームのデータ発
生前のＶＢＶバッファ占有率（％）が、予め設定された
ＶＢＶバッファ占有率（％）のフレーム下限値（ＬＬ
Ｆ）より小さいフレームがあるか否か（アンダーフロー
のフレームがあるか否か）が判断される（Ｓ３７）。ア
ンダーフローと判断されたフレームの全てについて、フ
レーム補正比率（ＲＦmin）が算出され、そのうち、最
大のフレーム補正比率（ＲＦmin）が新たなフレーム補
正比率（ＲＦmin）として設定される（Ｓ３８）。最大
のフレーム補正比率（ＲＦmin）は、式（数１８）によ
って算出される。
【００９６】 ＲＦmin＝ｍａｘ（（Ｋj−ＢＬi,j）／（Ｋj−ＬＬＦ）） （数１８） 図１１（Ａ）では、第ｉ番目ＧＯＰの第ｊ番目フレーム
がアンダーフローを起こしているが、式（数１７）の
「（Ｋj−ＢＬi,j）／（Ｋj−ＬＬＦ）」は、図１１
（Ｂ）の「ａ／ｂ」に相当する。同じＧＯＰ内のフレー
ムの「ａ／ｂ」（アンダーフローを起こしているフレー
ムに限る。）のうち、最も大きい値がＲＦmi nとして設
定される。
【００９７】次に、一つのフレームのデータ発生後のＶ
ＢＶバッファ占有率（％）が目標ラインの値（Ｋj）よ
り大きく、かつ、そのフレームの次のフレームのデータ
発生前のＶＢＶバッファ占有率（％）も目標ラインの値
（Ｋj）より大きいという条件を満たすその一つのフレ
ームがあるか否かが判断される（Ｓ３９）。例えば、Ｂ
Ｕi,j＞Ｋj、かつ、ＢＬi,j+1＞Ｋj+1の条件を満たす第
ｊ番目のフレームがあるか否か判断される。そのような
フレームがあると判断された場合には、そのフレームの
データ発生後のＶＢＶバッファ占有率（％）が、ステッ
プＳ３６で算出されたフレーム補正比率（ＲＦmax）に
基づいて補正される（Ｓ４０）。例えば、そのようなフ
レームが第ｊ番目フレームであるとすると、補正後の第
ｊ番目フレームのデータ発生後のＶＢＶバッファ占有率
（ＢＵ’i,j）は、式（数１９）によって算出される。
【００９８】 ＢＵ’i,j＝Ｋj＋（ＢＵi,j−Ｋj）／ＲＦmax （数１９） このような補正は、上記条件を満たす全てのフレームに
ついて行われる。
【００９９】次に、一つのフレームのデータ発生後のＶ
ＢＶバッファ占有率（％）が目標ラインの値（Ｋj）よ
り小さく、かつ、そのフレームの次のフレームのデータ
発生前のＶＢＶバッファ占有率（％）も目標ラインの値
（Ｋj）より小さいという条件を満たすその一つのフレ
ームがあるか否かが判断される（Ｓ４１）。例えば、Ｂ
Ｕi,j＜Ｋj、かつ、ＢＬi,j+1＜Ｋj+1の条件を満たす第
ｊ番目のフレームがあるか否か判断される。そのような
フレームがあると判断された場合には、そのフレームの
次のフレームのデータ発生前のＶＢＶバッファ占有率
（％）が、ステップＳ３８で算出されたフレーム補正比
率（ＲＦmin）に基づいて補正される（Ｓ４２）。例え
ば、そのようなフレームが第ｊ番目フレームであるとす
ると、補正後の第ｊ＋１番目フレームのデータ発生前の
ＶＢＶバッファ占有率（ＢＬ’i,j+ 1）は、式（数２
０）によって算出される。
【０１００】 ＢＬ’i,j+1＝Ｋj+1−（Ｋj+1−ＢＬi,j+1）／ＲＦmin （数２０） 即ち、図１１（Ｃ）に示すように、最初のフレーム以外
のフレームのＶＢＶバッファ占有率（％）がＲＦmin＝
ｂ／ａで比例補正される。
【０１０１】また、ＢＵ’i,jとＢＬ’i,j+1との関係
は、式（数２１）で表される。
【０１０２】 ＢＵ’i,j＝ＢＬ’i,j+1＋Ｒ／Ｂ （数２１） なお、図１０に示す処理は、シーケンス内の全てのＧＯ
Ｐについて行われるが、ステップ３５にてオーバーフロ
ーのフレームもなく、ステップＳ３７にてアンダーフロ
ーのフレームもないと判断されたＧＯＰについては、上
記補正は行われないこととなる。
【０１０３】こうして、ＧＯＰの最初のフレーム以外の
フレームのＶＢＶバッファ占有率（％）の補正が行われ
ると、これらの補正結果によるＧＯＰの最初のフレーム
以外のフレームの割り当て符号量が算出される（Ｓ４
３）。例えば、第ｉ番目ＧＯＰのｊ番目フレームの割り
当て符号量（ＴＦ’i,j）は、式（数２２）によって算
出される。
【０１０４】 ＴＦ’i,j＝Ｒ＋（ＢＬi,j+1−ＢＬi,j）・Ｂ＝Ｒ＋（ＢＵi,j−ＢＵi,j-1） ・Ｂ （数２２） ここで、ＢＬi,j+1、ＢＬi,jには、ステップＳ４２にて
補正されたものは補正後のＢＬ’i,j+1、ＢＬ’i,jを、
補正されていないものはステップＳ３２で算出されたＢ
Ｌi,j+1、ＢＬi,jを使用する。また、ＢＵi,j、ＢＵ
i,j-1には、ステップＳ４０にて補正されたものは補正
後のＢＵ’i,j、ＢＵ’i,j-1を、補正されていないもの
はステップＳ３２で算出されたＢＵi,j、ＢＵi,j-1を使
用する。
【０１０５】このように、第３の段階では、フレーム単
位での符号発生量の補正を行い、各フレーム（最初のフ
レームを除く）に最適な符号量が割り当てられる。これ
により、各フレーム単位のオーバーフロー、アンダーフ
ローを完全に無くすことができる。
【０１０６】以上の説明したように、符号割り当て計算
部５３ｄは、上記３段階の補正を行い、最適な符号量の
割り当てを行なった後、かかる符号量をレート信号Ｓｒ
として、量子化制御部５５へ出力する。そして、上述し
た通り、符号化部５２は、変換信号Ｓｄを量子化制御部
５５からのレート信号Ｓｒに基づいて決定される量子化
スケールで量子化して、ビデオ・ストリームを作成して
出力する。
【０１０７】このように作成されたビデオ・ストリーム
により、ＭＰＥＧデコーダでデコードされる際、オーバ
ーフロー、アンダーフローを発生させずに、かつ、高画
質の画像を再生させることができる。
【０１０８】図１２乃至図１４は、上記補正のシミュレ
ーション結果を示すものである。図１２は、補正前と後
のＶＢＶバッファ占有率（％）および割り当て符号量
（bits）をＧＯＰ単位で示したものである。図１２に示
すように、補正前のバッファ占有率５５は、バッファ占
有率のＧＯＰ上限値（ＬＵＧ＝７５％）とバッファ占有
率のＧＯＰ下限値（ＬＬＧ＝１５％）の範囲内に無いＧ
ＯＰが存在し、オーバーフロー、アンダーフローを起こ
しているが、補正後のバッファ占有率５６は、かかる範
囲内に収まっていることがわかる。また、図１３は、補
正前と後のＶＢＶバッファ占有率（％）および割り当て
符号量（bits）をフレーム単位で示したものであり、オ
ーバーフロー側の補正に関するものである。図１４は、
補正前と後のＶＢＶバッファ占有率（％）および割り当
て符号量（bits）をフレーム単位で示したものであり、
アンダーフロー側の補正に関するものである。図１３お
よび図１４を合わせて見ると、補正前のバッファ占有率
６０は、図１３に示すバッファ占有率のフレーム上限値
（ＬＵＦ＝８５％）と、図１４に示すバッファ占有率の
フレーム下限値（ＬＬＧ＝１５％）の範囲内に無いフレ
ームが存在し、オーバーフロー、アンダーフローを起こ
しているが、補正後のバッファ占有率６１は、かかる範
囲内に収まっていることがわかる。また、かかる補正
は、上述した通り、理想ライン６２を中心に補正されて
いることがわかる。
【０１０９】なお、上記実施形態においては、上記３段
階の補正を行い、最適な符号量を割り当てることとした
が、これに限定されず、例えば、上記第１の段階の補正
（ＧＯＰ単位での符号発生量の補正）のみを行って、最
適な符号量を割り当てるようにしてもよく、或いは、上
記第２の段階の補正（最初のフレームの符号発生量の補
正）および上記第３の段階の補正（フレーム単位での符
号発生量の補正）のみを行って、最適な符号量を割り当
てるようにしてもよい。
【０１１０】また、上記実施形態において、Ｉピクチ
ャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャ、ＧＯＰの名称は、ＭＰＥ
Ｇ−１、ＭＰＥＧ−２における呼び名であるが、ＭＰＥ
Ｇ−４の場合には、ＩピクチャをＩ−ＶＯＰ（Video Ob
ject Plane）、ＰピクチャをＰ−ＶＯＰ、Ｂピクチャを
Ｂ−ＶＯＰ、ＧＯＰをＧＯＶ（Group Of VOP）と読み替
えることで、同様の機能を実現できる。所定数の画像フ
レームを有する画像群には、ＧＯＶも含まれる。
【０１１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビデオ・シーケンスを構成する、各画像群、各フレーム
の画像複雑さ指標に基づいて算出された符号発生量に対
して３段階の補正を行うことにより、オーバーフロー、
アンダーフローが発生しない最適な符号量を割り当てる
ことができる。また、最初のフレームの発生符号量の補
正は最小限にとどめ、出来る限り最初のフレームの符号
発生量を維持することができるので、より綺麗な画像を
確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるＭＰＥＧデコーダの
理想（仮想）モデルを示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるＶＢＶバッファのデ
ータ占有量（bits）の推移状況を示す図である。
【図３】図２において、オーバーフロー、アンダーフロ
ーがある場合のＶＢＶバッファのデータ占有量（bits）
の推移状況を示す図である。
【図４】本発明の実施形態にかかるＭＰＥＧエンコーダ
１００の概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる符号発生量の補正処
理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態にかかる符号割り当て計算部
によるＧＯＰ単位での符号発生量の補正の処理を示すフ
ローチャートである。
【図７】ＧＯＰ単位での符号発生量の補正におけるバッ
ファ占有率（％）を示す図である。
【図８】本発明の実施形態にかかる符号割り当て計算部
による最初のフレームの符号発生量の補正の処理を示す
フローチャートである。
【図９】最初のフレームの符号発生量の補正におけるバ
ッファ占有率（％）を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態にかかる符号割り当て計算
部によるフレーム単位での符号発生量の補正の処理を示
すフローチャートである。
【図１１】フレーム単位での符号発生量の補正における
バッファ占有率（％）を示す図である。
【図１２】補正前と後のＶＢＶバッファ占有率（％）お
よび割り当て符号量（bits）をＧＯＰ単位で示した図で
ある。
【図１３】補正前と後のＶＢＶバッファ占有率（％）お
よび割り当て符号量（bits）をフレーム単位で示したも
のであり、オーバーフロー側の補正に関する図である。
【図１４】補正前と後のＶＢＶバッファ占有率（％）お
よび割り当て符号量（bits）をフレーム単位で示したも
のであり、アンダーフロー側の補正に関する図である。
【図１５】画像複雑さ指標、目標符号発生量について、
フレーム単位、ＧＯＰ単位、総ＧＯＰで表した時の相互
関係を示す図である。
【符号の説明】
１０…ＶＢＶバッファ ２０…ＭＰＥＧデコーダ ３０…整列用バッファ ５０…取得部 ５１…動き検出部 ５２…符号化部 ５２ａ…加算部 ５２ｂ…離散コサイン変換部 ５２ｃ…量子化部 ５２ｄ…可変長符号化部 ５２ｅ…逆量子化部 ５２ｆ…逆離散コサイン変換部 ５２ｇ…フレーム蓄積および補償予測部 ５３…最適符号量計算部 ５３ａ…画像複雑さ指標計算部 ５３ｂ…画像複雑さ指標蓄積部 ５３ｃ…セレクタ ５３ｄ…符号量割り当て計算部 ５４…発生符号量計算部 ５５…量子化計算部 ５６…マルチプレクサ ５７…バッファメモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C053 FA22 FA24 GB06 GB11 GB37 JA01 KA24 KA25 LA07 5C059 KK35 MA00 MA23 ME01 PP04 SS12 SS13 TA60 TB04 TC19 TD04 UA02 UA33 5J064 BA09 BA16 BB12 BC01 BC16 BC26 BD03

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビデオ信号を符号化して記録媒体に記録
    する圧縮符号化データ記録における符号量割り当て装置
    であって、 ビデオ信号に含まれる所定数の画像フレームを有する画
    像群のバッファ占有率が、予め設定されたバッファ占有
    率の上限値と下限値との間の範囲内に収まるように、前
    記画像群単位で符号量を割り当てる画像群符号量割当手
    段と、 前記画像群内における最初のフレームのバッファ占有率
    が、予め設定されたバッファ占有率の上限値を超えない
    ように、前記最初のフレームに符号量を割り当てる第１
    フレーム符号量割当手段と、 前記画像群符号量割当手段および前記第１フレーム符号
    量割当手段により、割り当てられた前記符号量に基づい
    て、前記画像群内における最初のフレーム以外のフレー
    ムに符号量を割り当てる第２フレーム符号量割当手段
    と、を備えることを特徴とする符号量割り当て装置。
  2. 【請求項２】 前記第１フレーム符号量割当手段は、前
    記算出された最初のフレームのバッファ占有率が、予め
    設定されたバッファ占有率の上限値と下限値との間の範
    囲内に収まるように、前記最初のフレームに符号量を割
    り当てることを特徴とする請求項１に記載の符号量割り
    当て装置。
  3. 【請求項３】 ビデオ信号を符号化して記録媒体に記録
    する圧縮符号化データ記録における符号量割り当て装置
    であって、 ビデオ信号に含まれる複数の所定数の画像フレームを有
    する画像群の目標符号発生量を、それぞれの画像群の画
    像複雑さ指標に基づいて求め、それぞれの画像群のバッ
    ファ占有率を算出する画像群バッファ占有率算出手段
    と、 前記算出された画像群のバッファ占有率が、予め設定さ
    れたバッファ占有率の上限値と下限値との間の範囲内に
    収まるように、前記画像群のバッファ占有率を補正し、
    当該画像群単位で符号量を割り当てる画像群符号量割当
    手段と、 前記符号量が割り当てられた画像群内における最初のフ
    レームの目標符号発生量を、それぞれの最初のフレーム
    の画像複雑さ指標に基づいて求め、それぞれの最初のフ
    レームのバッファ占有率を算出する第１フレームバッフ
    ァ占有率算出手段と、 前記算出された最初のフレームのバッファ占有率が、予
    め設定されたバッファ占有率の上限値を超えないよう
    に、前記最初のフレームのバッファ占有率を補正し、当
    該最初のフレームに符号量を割り当てる第１フレーム符
    号量割当手段と、 前記符号量が割り当てられた画像群内における最初のフ
    レーム以外のフレームの目標符号発生量を、それぞれの
    フレームの画像複雑さ指標に基づいて求め、それぞれの
    フレームのバッファ占有率を算出する第２フレームバッ
    ファ占有率算出手段と、 前記算出された最初のフレーム以外のフレームのバッフ
    ァ占有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値と
    下限値との間の範囲内に収まるように、前記最初のフレ
    ーム以外のフレームのバッファ占有率を補正し、当該フ
    レームに符号量を割り当てる第２フレーム符号量割当手
    段と、を備えることを特徴とする符号量割り当て装置。
  4. 【請求項４】 前記第１フレーム符号量割当手段は、前
    記算出された最初のフレームのバッファ占有率が、予め
    設定されたバッファ占有率の上限値と下限値との間の範
    囲内に収まるように、前記最初のフレームに符号量を割
    り当てることを特徴とする請求項３に記載の符号量割り
    当て装置。
  5. 【請求項５】 前記画像群の目標符号発生量は、前記画
    像群内に含まれる各フレームの画像複雑さ指標の総和
    と、前記ビデオ信号に含まれる各画像群の画像複雑さ指
    標の総和との比に基づいて求められることを特徴とする
    請求項３または４に記載の符号量割り当て装置。
  6. 【請求項６】 前記最初のフレームの目標符号発生量
    は、前記最初のフレームの画像複雑さ指標と、当該最初
    のフレームを有する画像群の画像複雑さ指標との比に基
    づいて求められることを特徴とする請求項３乃至５のい
    ずれかに記載の符号量割り当て装置。
  7. 【請求項７】 前記最初のフレーム以外のフレームの目
    標符号発生量は、前記画像群符号量割当手段により割り
    当てられた前記画像群の符号量から、前記第１フレーム
    符号量割当手段により割り当てられた前記最初のフレー
    ムの符号量を差し引いた符号量を、前記最初のフレーム
    以外のフレームのそれぞれの画像複雑さ指標に基づいて
    比例配分して求められることを特徴とする請求項３乃至
    ６のいずれかに記載の符号量割り当て装置。
  8. 【請求項８】 前記画像群符号量割当手段は、前記算出
    されたそれぞれの画像群のバッファ占有率が、予め設定
    されたバッファ占有率の上限値より大きいか否か、およ
    び予め設定されたバッファ占有率の下限値より小さいか
    否かを判断し、前記上限値より大きい画像群について
    は、当該画像群のバッファ占有率と予め設定されたバッ
    ファ占有率の上限値との比を上限画像群補正比率として
    算出し、前記下限値より小さい画像群については、当該
    画像群のバッファ占有率と予め設定されたバッファ占有
    率の下限値との比を下限画像群補正比率として算出し、
    前記算出された上限画像群補正比率のうち最も大きい上
    限画像群補正比率を、基準となる初期バッファ占有率よ
    り大きい前記画像群のバッファ占有率に乗算して補正
    し、前記算出された下限画像群補正比率のうち最も大き
    い下限画像群補正比率を、基準となる初期バッファ占有
    率より小さい前記画像群のバッファ占有率に乗算して補
    正し、当該画像群単位で符号量を割り当てることを特徴
    とする請求項３乃至７のいずれかに記載の符号量割り当
    て装置。
  9. 【請求項９】 前記第１フレーム符号量割当手段は、前
    記算出された最初のフレームのバッファ占有率が、予め
    設定されたバッファ占有率の上限値より大きいか否か判
    断し、当該上限値より大きい場合には、前記最初のフレ
    ームバッファ占有率が、前記予め設定されたバッファ占
    有率の上限値と等しくなるように補正し、前記最初のフ
    レームに符号量を割り当てることを特徴とする請求項３
    乃至８のいずれかに記載の符号量割り当て装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１フレーム符号量割当手段は、
    前記算出された最初のフレームのバッファ占有率が、予
    め設定されたバッファ占有率の下限値より小さいか否か
    判断し、当該下限値より小さい場合には、前記最初のフ
    レームバッファ占有率が、前記予め設定されたバッファ
    占有率の下限値と等しくなるように補正し、前記最初の
    フレームに符号量を割り当てることを特徴とする請求項
    ３乃至９のいずれかに記載の符号量割り当て装置。
  11. 【請求項１１】 前記第２フレーム符号量割当手段は、
    前記算出された最初のフレーム以外のフレームのバッフ
    ァ占有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値よ
    り大きいか否か、および、予め設定されたバッファ占有
    率の下限より小さいか否かを判断し、前記上限値より大
    きい前記フレームのバッファ占有率または前記下限値よ
    り小さい前記フレームのバッファ占有率と、予め求めら
    れた理想ライン上のバッファ占有率との第１の差分を算
    出するとともに、前記バッファ占有率の上限値または下
    限値と、予め求められた理想ライン上のバッファ占有率
    との第２の差分を算出し、前記第１の差分と前記第２の
    差分との比をフレーム補正比率として算出し、当該算出
    されたフレーム補正比率のうち最も大きいフレーム補正
    比率を、前記上限値または前記下限値のそれぞれについ
    て求め、当該フレーム補正比率を最初のフレーム以外の
    フレームのバッファ占有率に乗算して補正し、当該フレ
    ームに符号量を割り当てることを特徴とする請求項３乃
    至１０のいずれかに記載の符号量割り当て装置。
  12. 【請求項１２】 前記理想ラインは、前記第１フレーム
    符号量割当手段により符号量が割り当てられた最初のフ
    レームのバッファ占有率と、当該最初のフレームを有す
    る画像群内における最後のフレームのバッファ占有率と
    の間にひかれたラインであることを特徴とする請求項１
    １に記載の符号量割り当て装置。
  13. 【請求項１３】 ビデオ信号を符号化して記録媒体に記
    録する圧縮符号化データ記録における符号量割り当て方
    法であって、 ビデオ信号に含まれる所定数の画像フレームを有する画
    像群のバッファ占有率が、予め設定されたバッファ占有
    率の上限値と下限値との間の範囲内に収まるように、前
    記画像群単位で符号量を割り当てる画像群符号量割当工
    程と、 前記画像群内における最初のフレームのバッファ占有率
    が、予め設定されたバッファ占有率の上限値を超えない
    ように、前記最初のフレームに符号量を割り当てる第１
    フレーム符号量割当工程と、 前記画像群符号量割当工程および前記第１フレーム符号
    量割当工程により、割り当てられた前記符号量に基づい
    て、前記画像群内における最初のフレーム以外のフレー
    ムに符号量を割り当てる第２フレーム符号量割当工程
    と、を備えることを特徴とする符号量割り当て方法。
  14. 【請求項１４】 ビデオ信号を符号化して記録媒体に記
    録する圧縮符号化データ記録における符号量割り当て方
    法であって、 ビデオ信号に含まれる複数の所定数の画像フレームを有
    する画像群の目標符号発生量を、それぞれの画像群の画
    像複雑さ指標に基づいて求め、それぞれの画像群のバッ
    ファ占有率を算出する画像群バッファ占有率算出工程
    と、 前記算出された画像群のバッファ占有率が、予め設定さ
    れたバッファ占有率の上限値と下限値との間の範囲内に
    収まるように、前記画像群のバッファ占有率を補正し、
    当該画像群単位で符号量を割り当てる画像群符号量割当
    工程と、 前記符号量が割り当てられた画像群内における最初のフ
    レームの目標符号発生量を、それぞれの最初のフレーム
    の画像複雑さ指標に基づいて求め、それぞれの最初のフ
    レームのバッファ占有率を算出する第１フレームバッフ
    ァ占有率算出工程と、 前記算出された最初のフレームのバッファ占有率が、予
    め設定されたバッファ占有率の上限値を超えないよう
    に、前記最初のフレームのバッファ占有率を補正し、当
    該最初のフレームに符号量を割り当てる第１フレーム符
    号量割当工程と、 前記符号量が割り当てられた画像群内における最初のフ
    レーム以外のフレームの目標符号発生量を、それぞれの
    フレームの画像複雑さ指標に基づいて求め、それぞれの
    フレームのバッファ占有率を算出する第２フレームバッ
    ファ占有率算出工程と、 前記算出された最初のフレーム以外のフレームのバッフ
    ァ占有率が、予め設定されたバッファ占有率の上限値と
    下限値との間の範囲内に収まるように、前記最初のフレ
    ーム以外のフレームのバッファ占有率を補正し、当該フ
    レームに符号量を割り当てる第２フレーム符号量割当工
    程と、を備えることを特徴とする符号量割り当て方法。
  15. 【請求項１５】 前記画像群の目標符号発生量は、前記
    画像群内に含まれる各フレームの画像複雑さ指標の総和
    と、前記ビデオ信号に含まれる各画像群の画像複雑さ指
    標の総和との比に基づいて求められることを特徴とする
    請求項１４に記載の符号量割り当て方法。
  16. 【請求項１６】 前記最初のフレームの目標符号発生量
    は、前記最初のフレームの画像複雑さ指標と、当該最初
    のフレームを有する画像群の画像複雑さ指標との比に基
    づいて求められることを特徴とする請求項１４または１
    ５に記載の符号量割り当て方法。
  17. 【請求項１７】 前記最初のフレーム以外のフレームの
    目標符号発生量は、前記画像群符号量割当工程により割
    り当てられた前記画像群の符号量から、前記第１フレー
    ム符号量割当工程により割り当てられた前記最初のフレ
    ームの符号量を差し引いた符号量を、前記最初のフレー
    ム以外のフレームのそれぞれの画像複雑さ指標に基づい
    て比例配分して求められることを特徴とする請求項１４
    乃至１６のいずれかに記載の符号量割り当て方法。
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