JP2002118847A - 動画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録媒体への符号化データの記録効率を向上
させる。 【解決手段】 動画像符号化装置で用いられ、出力バッ
ファのオーバーフローを防止するレート制御回路５８
は、ＧＯＰの発生ビット数固定長化のための調整マージ
ンを減少させるための出力バッファオーバーフロー防止
判定しきい値制御部２０と、出力バッファの入力ビット
数と出力ビット数とを監視し出力バッファ占有ビット数
を得る出力バッファ占有ビット数監視部２３と、出力バ
ッファオーバーフロー防止判定しきい値制御部２０から
得られる出力バッファオーバーフロー防止判定しきい値
と出力バッファ占有ビット数監視部２３から得られる占
有ビット数とを比較し、オーバーフローの判定を行な
い、かつ、出力バッファオーバーフロー防止判定しきい
値と占有ビット数との差分値を次符号化フレームの割当
ビット数の上限値として出力するオーバーフロー判定部
２５とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像符号化装置
に関し、特に、動画像データのデータ量をフレーム間符
号化方式で圧縮する際に、ブロックごとの発生符号量を
予め設定した目標符号量以下に制御する動画像符号化装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像データはデータ量が非常に多い。
このため、動画像データを記録または伝送する際には、
画像圧縮や高能率符号化といわれる手法を用いて、視覚
的に検知できる画質劣化を抑えつつ、符号化後のデータ
レートを記録可能なレートもしくは転送可能なレート、
または十分記録時間が得られるレートまで下げることが
一般的に行われている。

【０００３】高能率符号化方式の代表的な方式として
は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式が
知られている。ＭＰＥＧはＩＳＯ（International Orga
nization for Standardization）／ＩＥＣ（Internatio
nal Electrotechnical Commission）１１１７２や１３
８１８として規格化されている方式であり、動画像の高
能率符号化方式としてフレーム間符号化と可変長符号化
とを組合せた方式である。

【０００４】図４を参照して、従来の動画像符号化装置
は、デジタル映像信号を記憶する符号化画像メモリ１
と、動きベクトル検出回路２に接続され、デジタル映像
信号に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検
出回路２と、動きベクトル検出回路２および後述する加
算器１１に接続され、動きベクトルおよび加算器１１の
出力を記憶する復号画像メモリ１０と、復号画像メモリ
１０に接続され、復号画像メモリ１０の出力に基づいて
予測画像を生成する予測画像生成回路９と、動きベクト
ル検出回路２および減算器３に接続され、符号化画像か
ら予測画像を減算する減算器３とを含む。

【０００５】動画像符号化装置は、さらに、減算器３に
接続され、減算結果をＤＣＴ（離散コサイン変換）する
ＤＣＴ回路４と、ＤＣＴ回路４に接続され、後述するレ
ート制御回路８からの信号に従い、ＤＣＴ係数を量子化
する量子化回路５と、量子化回路５に接続され、量子化
回路５の出力を可変長符号化する可変長符号化回路６
と、可変長符号化回路６に接続され、可変長符号化デー
タを一時的に保持する出力バッファ７とを含む。

【０００６】動画像符号化装置は、さらに、量子化回路
５に接続され、量子化回路５の出力を逆量子化する逆量
子化回路１２と、逆量子化回路１２に接続され、逆量子
化回路１２の出力を逆ＤＣＴ（逆離散コサイン変換）す
る逆ＤＣＴ回路１３と、逆ＤＣＴ回路１３および予測画
像生成回路９に接続され、逆ＤＣＴ回路１３の出力と予
測画像生成回路９から出力される予測画像とを加算し、
加算結果を復号画像データとして復号画像メモリ１０に
蓄積する加算器１１と、復号画像メモリ１０に接続さ
れ、復号画像メモリ１０に記憶されたデータに基づいて
予測画像を生成する予測画像生成回路９と、出力バッフ
ァ７および量子化回路５に接続され、出力バッファ７に
記憶されているデータに基づいて、量子化回路５の出力
を制御するレート制御回路８とを含む。

【０００７】次に、図４の動画像符号化装置の動作につ
いて説明する。符号化画像メモリ１には、たとえば、
４：２：０フォーマットのディジタル映像信号が入力さ
れ、マクロブロック単位で記憶される。マクロブロック
とは、輝度信号は１６×１６画素のブロック、色差信号
は８×８画素のブロックである。以下の処理は、このマ
クロブロック単位に行われる。

【０００８】動きベクトル検出回路２は、符号化画像メ
モリ１から、これから符号化する符号化画像のマクロブ
ロックデータと動きベクトル検索時の参照データとを読
出し、動きベクトルを検出する。検出された動きベクト
ルは復号画像メモリ１０に記憶される。

【０００９】予測画像生成回路９は、復号画像メモリ１
０から予測画像を生成するのに必要な画素データを読出
し、予測画像を生成する。減算器３は、動きベクトル検
出回路２および予測画像生成回路９より符号化画像およ
び予測画像をそれぞれ受け、符号化画像から予測画像を
減算する。

【００１０】ＤＣＴ回路４は減算器３より出力される減
算結果を受け、減算結果を８×８画素のブロックごとに
ＤＣＴし、ＤＣＴ係数を出力する。量子化回路５は、レ
ート制御回路８から出力される信号に従って量子化マト
リックス（後述）を選択し、ＤＣＴ係数を量子化し、量
子化値を出力する。量子化マトリックスとは、８×８の
ＤＣＴ係数に対応した量子化ステップサイズの集まりで
ある。

【００１１】可変長符号化回路６は、量子化回路５より
量子化値を受け、量子化値の０が連続する個数とそれに
続く非０の量子化値との組を可変長符号化する。可変長
符号化データは出力バッファ７に一旦蓄えられた後に出
力される。

【００１２】量子化回路５から出力された量子化値は、
逆量子化回路１２にも供給され、逆量子化回路１２で逆
量子化される。逆ＤＣＴ回路１３は、逆量子化された結
果を逆ＤＣＴする。加算器１１は、逆ＤＣＴ回路１３の
出力と予測画像生成回路９から出力される予測画像とを
加算する。加算した結果は、復号画像データとして復号
画像メモリ１０に蓄積される。復号画像データは予測画
像として用いられる。

【００１３】発生符号量の制御はレート制御回路８で行
われる。すなわち、レート制御回路８は、出力バッファ
７の占有率を監視し、次に符号化するフレームの割当ビ
ット数を求め、符号化データが割当ビット数に近づくよ
うに量子化マトリックスを制御する。量子化マトリック
スの制御は、たとえば出力バッファ７の空きが少なくな
れば量子化マトリックスの値を大きくし発生符号量を抑
制し、空きが大きくなれば量子化マトリックスの値を小
さくし発生符号量を多くする。

【００１４】ただし、ＭＰＥＧにおいては可変長符号を
用いていることから、フィードバック制御でレート制御
を行なう図４の構成の動画像符号化装置においては、出
力バッファ７のオーバーフローを防ぐことは困難であ
る。したがって、出力バッファ７の占有率が所定のオー
バーフロー防止判定しきい値を超えた場合、出力データ
を強制的にカットし、出力バッファ７の破綻を防ぐ機構
をレート制御回路８に持たせることが一般的である。

【００１５】特開平７−１８４１９６号公報には、これ
から符号化するフレームの割当ビット数を算出する際、
現在の出力バッファの占有率と上記オーバーフロー防止
判定しきい値との差分を、割当ビット数の上限値とする
ことによって、出力データの強制カットという事態を発
生しにくくするレート制御方式が開示されている。

【００１６】図５は、上記動画像符号化装置にて符号化
した場合のＧＯＰ（Group of Pictures）当りの出力バ
ッファの占有ビット数の経緯と出力バッファオーバーフ
ロー防止判定しきい値との関係を示したものである。こ
の図において、実線３２は、ＧＯＰ内の出力バッファの
占有ビット数経緯を示しており、フレームごとの符号化
により占有ビット数が増加し、一定のビットレートで符
号化データが出力され、占有ビット数が減少している様
子がうかがえる。点線３６（Ｂ）は出力バッファ容量を
示し、出力バッファオーバーフロー防止判定しきい値
は、一点鎖線３４（Ｔｈ）で示される固定値として設定
されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】この動画像符号化装置
においてＧＯＰの発生ビット数固定長化を行なう場合、
ＧＯＰの発生ビット数は、レート制御回路８により以下
のように管理される。

【００１８】出力バッファがオーバーフローしない条件
下で発生し得るＧＯＰの発生ビット数の上限値（Ｇｍａ
ｘ）は次式（１）で表わされる。

【００１９】 Ｇｍａｘ＝Ｎ×ｍａｘ＿ｂｉｔ＿ｒａｔｅ／ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅ ＋Ｂ−ｍａｘ＿ｂｉｔ＿ｒａｔｅ／ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅ…（１） Ｎ：ＧＯＰ内のフレーム数 ｍａｘ＿ｂｉｔ＿ｒａｔｅ：最大ビットレート ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅ：ピクチャレート Ｂ：出力バッファ７容量 ここで、ピクチャレート（ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅ）
は、１秒当りの符号化フレーム数を表わす。

【００２０】実際のＧＯＰの発生ビット数（Ｇ）は、次
式（２）を満足する。このため、次式（３）に示すよう
にＧＯＰの発生ビット数の上限値（Ｇｍａｘ）と実際の
ＧＯＰの発生ビット数（Ｇ）との差に相当するビット
（Ｇｏｖ）をパディングすることにより、ＧＯＰの発生
ビット数をＧｍａｘに固定長化することができる。

【００２１】 Ｇ≦Ｇｍａｘ …（２） Ｇｏｖ＝Ｇｍａｘ−Ｇ …（３） 式（１）において、右辺の第１項がＧＯＰへの割当ビッ
ト数であり、右辺の第２項および第３項が固定長化のた
めの調整マージンと解釈することができる。

【００２２】すなわち、ＧＯＰの発生ビット数を固定長
化する場合、１ＧＯＰのデータ量として式（１）を使用
し、データの不足分をパディングで埋める必要がある。

【００２３】また、レート制御回路８より出力される発
生ビット数情報に基づき、図示しないコントローラで上
記関係の通り付加するダミーデータ量を演算し、後段に
設けられるたとえば図６に示されるダミーデータ付加部
で、ダミーデータを付加し符号化データの固定長化を行
なう。

【００２４】一例として式（１）を用いた計算では、ｍ
ａｘ＿ｂｉｔ＿ｒａｔｅ＝５００００００，Ｂ＝９１７
５０４，ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅ＝３０，ｇｏｐ＿ｌ
ｅｎｇｔｈ（＝Ｎ）＝１５としたとき、ＧＯＰ当りの割
当ビット数（式（１）の右辺第１項）は２５００００
０、固定長化の調整マージン（式（１）の右辺第２項お
よび第３項）は７５０８３７となり、約３０％のオーバ
ーヘッドが必要となる。符号化データを記録媒体へ記録
を行なう際、調整マージンが大きいため記録効率を悪化
させる。

【００２５】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、符号化データの記録媒体へ
の記録効率を向上させる動画像符号化装置を提供するこ
とである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明のある局面に従う
動画像符号化装置は、動画像シーケンスの各プログラム
をブロックに分割して符号化する。動画像符号化装置
は、ブロックに対応する情報を量子化する量子化回路
と、量子化回路に接続され、量子化回路の出力を可変長
符号化する可変長符号化回路と、可変長符号化回路に接
続され、可変長符号化回路の出力である符号化データを
一時的に記憶し所定のビットレートで出力する出力バッ
ファと、出力バッファおよび量子化回路に接続され、出
力バッファ内のデータ量に基づいてこれから符号化する
フレームに対する割当ビット数を演算し、割当ビット数
と出力バッファ内のデータ量とから量子化回路における
量子化幅をブロック単位に演算・調整することにより、
符号化データの符号化データ量を制御するレート制御回
路とを含む。レート制御回路は、出力バッファの容量に
基づいて、出力バッファ内のデータ量に対する第１のし
きい値を生成する第１のしきい値生成部と、出力バッフ
ァの出力ビットレートに基づいて、出力バッファ内のデ
ータ量に対する第２のしきい値を生成する第２のしきい
値生成部と、第１および第２のしきい値生成部に接続さ
れ、第１および第２のしきい値を比較し、予め定められ
た基準に従い一方を選択し、オーバーフロー防止判定し
きい値として出力するしきい値比較部と、出力バッファ
に接続され、出力バッファ内の占有ビット数を監視する
占有ビット数監視部と、占有ビット数監視部およびしき
い値比較部に接続され、占有ビット数監視部の出力およ
びオーバーフロー防止判定しきい値に基づいて、量子化
回路の出力を制御するオーバーフロー判定部とを含む。

【００２７】出力バッファの容量または出力バッファの
出力ビットレートに基づいて、しきい値が決定され、決
定されたしきい値と出力バッファ内の占有ビット数とに
基づいて、量子化回路の出力が制御される。このため、
実際の発生ビット数に対しオーバーフロー防止判定しき
い値がかけ離れたものになることを回避することができ
る。

【００２８】好ましくは、オーバーフロー判定部は、オ
ーバーフロー防止判定しきい値から占有ビット数を減じ
た値を割当ビット数の上限値として算出し、当該フレー
ム符号化中に占有ビット数がオーバーフロー防止判定し
きい値を超過したとき、量子化回路の出力を強制的にカ
ットし占有ビット数の増加を抑制するよう量子化回路を
制御する。

【００２９】さらに好ましくは、第１のしきい値生成部
は、出力バッファ容量から第１の定数を減じた値を第１
のしきい値とする。

【００３０】さらに好ましくは、符号化データ量の制御
は複数フレームから構成されるフレーム群を単位として
実行され、第２のしきい値生成部は、出力ビットレート
から算出される該フレーム群内の未符号化フレームに対
する割当ビット数の和と第２の定数とを加算した値を第
２のしきい値とする。

【００３１】さらに好ましくは、第１および第２の定数
は、フレーム内のブロック数にそれぞれ所定の定数を乗
じることによって算出される。

【００３２】さらに好ましくは、オーバーフロー判定部
は、ダミーデータ付加量情報を外部機構に出力し、外部
機構にて、当該ダミーデータ付加量情報に基づいて、ダ
ミーデータ付加が行なわれることによって、フレーム群
における符号化データ量を所定の大きさに固定長化す
る。

【００３３】さらに好ましくは、オーバーフロー判定部
は、ダミーデータ付加のために設定されるフレーム群符
号化データ量固定長化のための調整マージンを、第１お
よび第２の定数から算出する。

【００３４】調整マージンの算出にあたり、最大ビット
レート、ピクチャーレートおよび出力バッファ容量に依
存する演算を行なわない。このため、複雑な演算を必要
とせず、動画像符号化装置の回路規模を小さくすること
ができる。

【００３５】さらに好ましくは、オーバーフロー判定部
は、フレーム群符号化データ量固定長化のための調整マ
ージンを、第１の定数と第２の定数との和以上の値に設
定する。

【００３６】このため、実際の発生ビット数に対し調整
マージンも小さくすることができる。よって、記録媒体
への記録効率を向上させることができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
形態に係る動画像符号化装置は、図４を参照して説明し
た従来の動画像符号化装置においてレート制御回路８の
代わりにレート制御回路５８を用いたものである。

【００３８】その他の構成部品は、図４に示したものと
同様である。このため、その詳細な説明はここでは繰返
さない。

【００３９】また、動画像符号化装置の基本的な動作も
従来と同様である。このため、その詳細な説明はここで
は繰返さない。

【００４０】図２を参照して、出力バッファ７のオーバ
ーフローを防止するレート制御回路５８は、ＧＯＰの発
生ビット数固定長化のための調整マージンを減少させる
ための出力バッファオーバーフロー防止判定しきい値制
御部２０と、出力バッファ７の入力ビット数と出力ビッ
ト数とを監視し出力バッファ占有ビット数を得る出力バ
ッファ占有ビット数監視部２３と、出力バッファオーバ
ーフロー防止判定しきい値制御部２０および出力バッフ
ァ占有ビット数監視部２３に接続され、出力バッファオ
ーバーフロー防止判定しきい値制御部２０から得られる
出力バッファオーバーフロー防止判定しきい値と出力バ
ッファ占有ビット数監視部２３から得られる占有ビット
数とを比較し、オーバーフローの判定を行ない、かつ、
出力バッファオーバーフロー防止判定しきい値と占有ビ
ット数との差分値を次符号化フレームの割当ビット数の
上限値として出力するオーバーフロー判定部２５とを含
む。

【００４１】出力バッファオーバーフロー防止判定しき
い値制御部２０は、式（４）で示される出力バッファオ
ーバーフロー防止判定しきい値Ｔｈ１を生成するＴｈ１
生成部２１と、式（５）で示される出力バッファオーバ
ーフロー防止判定しきい値Ｔｈ２を生成するＴｈ２生成
部２２と、Ｔｈ１生成部２１およびＴｈ２生成部２２に
接続され、しきい値Ｔｈ１およびＴｈ２を比較し、小さ
い方を選択して出力するしきい値比較部２４とを含む。

【００４２】 Ｔｈ１＝Ｂ−Ｋ１×ＮＵＭＭＢ …（４） Ｂ：出力バッファ容量 Ｋ１：定数 ＮＵＭＭＢ：フレームあたりのマクロブロック数 Ｔｈ２＝Ｇｒ＋Ｋ２×ＮＵＭＭＢ …（５） Ｇｒ：フレーム符号化時点でのＧＯＰ内割当ビット数残
量 Ｋ２：定数 ＮＵＭＭＢ：フレームあたりのマクロブロック数 このような構成の符号化装置において、ＧＯＰの発生ビ
ット数固定長化を実現するには、レート制御回路５８か
ら出力される発生ビット数情報をもとに、図示しないコ
ントローラにてＧＯＰの発生ビット数固定長化のための
調整マージンとなるダミーデータ付加量を演算する。ダ
ミーデータ付加の方法としては、図６に示すようにダミ
ーデータ生成部１４により生成されるダミーデータと、
出力バッファ７からの符号化データ出力を、図示しない
コントローラからのコントロール信号１６によりスイッ
チ１５で切換え、ダミーデータを付加する。

【００４３】または、図示しないコントローラにて、発
生ビット数固定長化のためのダミーデータ付加量情報
を、後段の図示していないＡＶ（Audio-Visual）マルチ
プレクサ部（ＡＶシステム部）に送り、この情報に基づ
いて、ＡＶマルチプレクサ部は、固定長化に必要な量の
ダミーデータ（パディング）パケットを挿入する。

【００４４】図３は、動画像符号化装置で符号化した場
合の出力バッファ７のＧＯＰ当りの占有ビット数経緯と
本発明のしきい値制御を示したものである。この図にお
いて、点線３６（Ｂ）は出力バッファ容量を示し、中実
線３２がＧＯＰ当りの出力バッファ７の占有ビット数の
実際の経緯であり、細実線４４は、ＧＯＰで割当てられ
たビット総数（Ｇ）を瞬時に発生させた後、最大ビット
レートで出力するイメージであり、これはＧＯＰ内割当
ビット数の残量経緯イメージを示す。また、細一点鎖線
４０（Ｇｏｖ）は固定長化のため調整マージンを表わ
す。太一点鎖線３８は、Ｔｈ１生成部２１より出力され
る出力バッファオーバーフロー防止判定しきい値Ｔｈ１
を示す。太破線４２は、Ｔｈ２生成部２２より出力され
る出力バッファオーバーフロー防止判定しきい値Ｔｈ２
を示す。太実線４６は、しきい値比較部２４より出力さ
れる出力バッファオーバーフロー防止判定しきい値を示
す。

【００４５】図３で示される出力バッファオーバーフロ
ー防止判定しきい値の制御は、動画像符号化装置のレー
ト制御回路８内の出力バッファオーバーフロー防止判定
しきい値制御部２０にて以下にように行われる。

【００４６】出力バッファ容量から定数を減じ算出され
る出力バッファオーバーフロー防止判定しきい値Ｔｈ１
は、図２のＴｈ１生成部２１にて、式（４）で表わされ
る値に設定される。

【００４７】しきい値Ｔｈ１は図３の太実線４６および
太一点鎖線３８で示されるようにＧＯＰを通して一定の
値である。ここで、式（４）のフレーム当りのマクロブ
ロック数（ＮＵＭＭＢ）にかけられる定数Ｋ１は、マク
ロブロック単位ごとでの符号化上、発生し得るビット数
の最大値にある一定値を加えた値としてある。

【００４８】一方、出力ビットレートから算出されるＧ
ＯＰ内の未符号化フレームに対する割当ビット数の和と
定数とを加算し算出される出力バッファオーバーフロー
防止判定しきい値Ｔｈ２は、図２のＴｈ２生成部２２に
て式（５）に基づいて算出される。

【００４９】しきい値Ｔｈ２は、フレーム符号化時点で
のＧＯＰ割当ビット数残量（Ｇｒ）に、フレーム当りの
マクロブロック数（ＮＵＭＭＢ）に定数（Ｋ２）を乗じ
た値を加算したものであり、図３の太破線４２で示され
るように減少していく。ここで式（５）のフレーム符号
化時点でのＧＯＰ内割当ビット数残量（Ｇｒ）は式
（６）で示され、最大ビットレート（ｍａｘ＿ｂｉｔ＿
ｒａｔｅ）をピクチャレート（ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔ
ｅ）で除した値がフレーム当りの割当ビット数である。
また、出力バッファ７の出力ビットレートは最大ビット
レート（ｍａｘ＿ｂｉｔ＿ｒａｔｅ）に相当する。

【００５０】 Ｇｒ＝（Ｎ−Ｉ）×ｍａｘ＿ｂｉｔ＿ｒａｔｅ ／ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅ …（６） Ｎ：ＧＯＰ内フレーム数 Ｉ：ＧＯＰ内符号化完了フレーム数（Ｎ＞Ｉ≧０） ｍａｘ＿ｂｉｔ＿ｒａｔｅ：最大ビットレート ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅ：ピクチャーレート しきい値比較部２４は、上記算出されたしきい値Ｔｈ１
としきい値Ｔｈ２との大小比較を行ない、小さい方をオ
ーバーフロー防止判定しきい値として出力する。ＧＯＰ
の後半で割当ビット数の残量が減少し、上記出力バッフ
ァオーバーフロー防止判定しきい値がＴｈ１からＴｈ２
へ切換えられる。このことにより、実際の発生ビット数
に対し出力バッファオーバーフロー防止判定しきい値が
かけ離れたものに成ることを回避できる。オーバーフロ
ー判定部２５は、出力バッファ７の出力バッファ占有ビ
ット数監視部２３から出力される占有ビット数と、しき
い値比較部２４から得られる出力バッファオーバーフロ
ー防止判定しきい値とに基づいて、出力バッファオーバ
ーフローの判定を行ないレート制御を行なう。

【００５１】ＧＯＰの発生ビット数固定長化のための調
整マージン（Ｇｏｖ）は、出力バッファオーバーフロー
防止判定しきい値Ｔｈ１およびＴｈ２を求める際に用い
た定数から求められ、式（７）で定義される。

【００５２】 Ｇｏｖ＝Ｋ３×ＮＵＭＭＢ …（７） Ｋ３：定数 ただし、Ｋ３≧Ｋ１＋Ｋ２ ＮＵＭＭＢ：フレームあたりのマクロブロック数 ＧＯＰ当り割当てられたビット総数（Ｇ）は図３の細実
線４４で示され、式（６）で算出されるＧＯＰの発生ビ
ット数固定長化のための調整マージン（Ｇｏｖ）は図３
の細一点鎖線４０で示される。ＧＯＰの後半で割当てビ
ット数の残量が減少し、出力バッファオーバーフロー防
止判定しきい値を切換えることで、フレーム当りのマク
ロブロック数（ＮＵＭＭＢ）にかけられる定数Ｋ３は、
しきい値制御で使用した定数をもとに、Ｋ３≧Ｋ１＋Ｋ
２の関係を満たす設定とすることができる。このため、
実際の発生ビット数に対し調整マージンも小さくするこ
とができる。

【００５３】式（７）を用いたＧＯＰの発生ビット数固
定長化のための調整マージン（Ｇｏｖ）は、一例として
ＮＵＭＭＢ＝１３５０，Ｋ３＝１９２としたとき、Ｇｏ
ｖ＝２５９２００となり、式（１）で算出したＧＯＰの
発生ビット数（Ｇ）の約１０％のオーバーヘッドとな
り、式（１）使用の一例での結果のオーバーヘッド約３
０％と比べ大きく減少していることがうかがえる。

【００５４】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【００５５】

【発明の効果】記録媒体への記録効率を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る動画像符号化装置
のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図２】 レート制御回路のハードウェア構成を示すブ
ロック図である。

【図３】 動画像符号化装置で符号化した場合の出力バ
ッファのＧＯＰ当りの占有ビット数経緯としきい値制御
とを示した図である。

【図４】 従来の動画像符号化装置のハードウェア構成
を示すブロック図である。

【図５】 従来の動画像符号化装置にて符号化した場合
のＧＯＰ当りの出力バッファの占有ビット数の経緯と出
力バッファオーバーフロー防止判定しきい値との関係を
示した図である。

【図６】 従来の固定長化のためのダミーデータ付加部
の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 符号化画像メモリ、２ 動きベクトル検出回路、３
減算器、４ ＤＣＴ回路、５ 量子化回路、６ 可変
長符号化回路、７ 出力バッファ、８，５８レート制御
回路、９ 予測画像生成回路、１０ 復号画像メモリ、
１１ 加算器、１２ 逆量子化回路、１３ 逆ＤＣＴ回
路、１４ ダミーデータ生成部、１５スイッチ、１６
コントロール信号、２０ 出力バッファオーバーフロー
防止判定しきい値制御部、２１ Ｔｈ１生成部、２２
Ｔｈ２生成部、２３ 出力バッファ占有ビット数監視
部、２４ しきい値比較部、２５ オーバーフロー判定
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK34 KK35 MA00 MA05 MA23 MC11 MC38 ME01 PP04 PP16 RC07 TA46 TB03 TC15 TD06 TD12 UA02 UA33 5J064 AA01 BA01 BA09 BA16 BC01 BC08 BC16

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画像シーケンスの各プログラムをブロ
   ックに分割して符号化する動画像符号化装置であって、 前記ブロックに対応する情報を量子化する量子化回路
   と、 前記量子化回路に接続され、前記量子化回路の出力を可
   変長符号化する可変長符号化回路と、 前記可変長符号化回路に接続され、前記可変長符号化回
   路の出力である符号化データを一時的に記憶し所定のビ
   ットレートで出力する出力バッファと、 前記出力バッファおよび前記量子化回路に接続され、前
   記出力バッファ内のデータ量に基づいてこれから符号化
   するフレームに対する割当ビット数を演算し、前記割当
   ビット数と前記出力バッファ内のデータ量とから前記量
   子化回路における量子化幅をブロック単位に演算・調整
   することにより、前記符号化データの符号化データ量を
   制御するレート制御回路とを含み、 前記レート制御回路は、 前記出力バッファの容量に基づいて、前記出力バッファ
   内のデータ量に対する第１のしきい値を生成する第１の
   しきい値生成部と、 前記出力バッファの出力ビットレートに基づいて、前記
   出力バッファ内のデータ量に対する第２のしきい値を生
   成する第２のしきい値生成部と、 前記第１および第２のしきい値生成部に接続され、前記
   第１および第２のしきい値を比較し、予め定められた基
   準に従い一方を選択し、オーバーフロー防止判定しきい
   値として出力するしきい値比較部と、 前記出力バッファに接続され、前記出力バッファ内の占
   有ビット数を監視する占有ビット数監視部と、 前記占有ビット数監視部および前記しきい値比較部に接
   続され、前記占有ビット数監視部の出力および前記オー
   バーフロー防止判定しきい値に基づいて、前記量子化回
   路の出力を制御するオーバーフロー判定部とを含む、動
   画像符号化装置。
2. 【請求項２】 前記オーバーフロー判定部は、前記オー
   バーフロー防止判定しきい値から前記占有ビット数を減
   じた値を前記割当ビット数の上限値として算出し、当該
   フレーム符号化中に前記占有ビット数が前記オーバーフ
   ロー防止判定しきい値を超過したとき、前記量子化回路
   の出力を強制的にカットし占有ビット数の増加を抑制す
   るよう前記量子化回路を制御する、請求項１に記載の動
   画像符号化装置。
3. 【請求項３】 前記第１のしきい値生成部は、出力バッ
   ファ容量から第１の定数を減じた値を前記第１のしきい
   値とする、請求項１または２に記載の動画像符号化装
   置。
4. 【請求項４】 前記符号化データ量の制御は複数フレー
   ムから構成されるフレーム群を単位として実行され、前
   記第２のしきい値生成部は、出力ビットレートから算出
   される該フレーム群内の未符号化フレームに対する割当
   ビット数の和と第２の定数とを加算した値を前記第２の
   しきい値とする、請求項３に記載の動画像符号化装置。
5. 【請求項５】 前記第１および第２の定数は、フレーム
   内のブロック数にそれぞれ所定の定数を乗じることによ
   って算出される、請求項４に記載の動画像符号化装置。
6. 【請求項６】 前記オーバーフロー判定部は、ダミーデ
   ータ付加量情報を外部機構に出力し、 外部機構にて、当該ダミーデータ付加量情報に基づい
   て、ダミーデータ付加が行なわれることによって、前記
   フレーム群における符号化データ量を所定の大きさに固
   定長化する、請求項１〜５のいずれかに記載の動画像符
   号化装置。
7. 【請求項７】 前記オーバーフロー判定部は、前記ダミ
   ーデータ付加のために設定されるフレーム群符号化デー
   タ量固定長化のための調整マージンを、前記第１および
   第２の定数から算出する、請求項６に記載の動画像符号
   化装置。
8. 【請求項８】 前記オーバーフロー判定部は、前記フレ
   ーム群符号化データ量固定長化のための調整マージン
   を、前記第１の定数と前記第２の定数との和以上の値に
   設定する、請求項７に記載の動画像符号化装置。