JP2002209215A - 符号量制御装置及び方法、並びに画像情報変換装置及び方法 - Google Patents

符号量制御装置及び方法、並びに画像情報変換装置及び方法

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JP2002209215A JP2001001803A JP2001001803A JP2002209215A JP 2002209215 A JP2002209215 A JP 2002209215A JP 2001001803 A JP2001001803 A JP 2001001803A JP 2001001803 A JP2001001803 A JP 2001001803A JP 2002209215 A JP2002209215 A JP 2002209215A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレーム内の参照量子化スケールを一定に保
つことでブロック歪の発生を回避し、より少ない符号量
を持つ画像圧縮情報を出力する。 【解決手段】 所定の方式に基づいて入力される画像圧
縮情報より抽出される情報を用いて、仮想バッファ４３
に基づいたマクロブロック毎の符号量制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＰＥＧ（Moving
Picture Experts Group）などの様に、離散コサイン変
換等の直交変換と動き補償によって圧縮された画像情報
を、衛星放送、ケーブルＴＶ、インターネットなどのネ
ットワークメディアを介して受信する際に、若しくは光
ディスク、磁気ディスクのような記憶メディア上で処理
する際に用いられる符号量制御装置及び符号量制御方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、画像情報をデジタルとして取り扱
い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、
画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等
の直交変換と動き補償により圧縮するＭＰＥＧ等の方式
に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般家
庭における情報受信の双方において普及しつつある。
【０００３】特に、ＭＰＥＧ−２（ＩＳＯ／ＩＥＣ １
３８１８−２）は、汎用画像符号化方式として定義され
ており、飛び越し走査画像、及び順次走査画像、並びに
標準解像度画像、及び高精細画像を網羅する標準で、プ
ロフェッショナル用途及びコンシューマー用途の広範な
アプリケーションに今後とも用いられるものと予想され
る。 ＭＰＥＧ−２圧縮方式を用いることにより、例え
ば７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び越し走査
画像であれば４〜８Ｍｂｐｓ、１９２０×１０８８画素
を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば１８〜２２
Ｍｂｐｓの符号量を割り当てることで、高い圧縮率と良
好な画質の実現が可能である。
【０００４】しかし、高解像度の画像情報は膨大であ
り、上述したＭＰＥＧ等の符号化方式を用いて圧縮して
も、十分な画質を得るためには、例えば画枠が１９２０
画素×１０８０画素の３０Ｈｚの飛び越し走査画像の場
合には、１８〜２２Ｍｂｐｓ程度、若しくはそれ以上の
符号量を必要とするといった問題がある。例えば、衛星
放送、ケーブルＴＶなどのネットワークメディアとして
伝送する際には、伝送経路のバンド幅に合わせて、或い
は、光ディスク、磁気ディスクのような記憶メディア上
で処理する際には記録媒体の容量に合わせて、画質劣化
を最小限に抑えながら更なる符号量の削減を行う必要性
がある。高解像度画像のみならず、標準解像度画像、例
えば画枠が７２０画素×４８０画素の３０Ｈｚの飛び越
し走査画像の画像圧縮情報を上述の様にネットワークメ
ディア、若しくは記憶メディア上で処理する場合にも画
質劣化を最小限に抑えながら更なる符号量の削減を行う
必要性が生じることが考えられる。
【０００５】かかる問題を解決する手段として、階層符
号化（スケーラビリティ）、若しくは画像情報変換（ト
ランスコーディング）が挙げられる。階層符号化に関連
して、ＭＰＥＧ−２では、ＳＮＲ（Signal to Noise Ra
tio）スケーラビリティが標準化されており、これによ
って、高ＳＮＲの画像圧縮情報と低ＳＮＲの画像圧縮情
報とを階層的に符号化することを可能としている。しか
し、階層符号化を行うためには、符号化の時点でバンド
幅、若しくは記憶容量の拘束条件が既知である必要があ
るが、実際のシステムにおいては、符号化の時点でバン
ド幅、若しくは記憶容量の拘束条件が未知であることが
殆どである。従って、画像情報変換の方が、より自由度
の高い実際のシステムに則した手段であるといえる。
【０００６】画像情報変換装置（トランスコーダ）の装
置構成としては、基本的に、入力される画像圧縮情報を
復号或いは部分復号する復号化部と、復号化部の出力を
再符号化する符号化部との並列接続になるが、復号化部
から符号化部への画素データの受け渡しを画素領域又は
周波数領域で行う、２通りの装置構成が考えられる。復
号化部から符号化部への画素データの受け渡しを画素領
域で行う場合は、演算処理量は大きくなるが、出力とな
る圧縮情報の復号化画像の劣化を最小限に抑えることが
可能で、主として放送用機器等のアプリケーションに用
いられる。一方、復号化部から符号化部への画素データ
の受け渡しを周波数領域で行う場合は、画素領域で行う
場合に比べ若干の画質劣化を引き起こすものの、より少
ない演算処理量での実現が可能で、主として民生用機器
のアプリケーションに用いられる。
【０００７】以下では、復号化部から符号化部への画素
データの受け渡しを周波数領域で行う画像情報変換装置
の構成について図を用いて説明をする。
【０００８】図１１に示すように、画像情報変換装置１
００は、符号バッファ１０１と、圧縮情報解析部１０２
と、情報バッファ１０３と、可変長復号化部１０４と、
逆量子化部１０５と、加算器１０６と、帯域制限部１０
７と、量子化部１０８と、符号量制御部１０９と、符号
バッファ１１０と、可変長符号化部１１１とを備える。
なお、この他に動き補償誤差補正部１１２を備えていて
も構わない。この場合、回路規模は大きくなるが画質劣
化を回避できる。
【０００９】先ず、画像情報変換装置１００の動作原理
について述べる。
【００１０】入力される多くの符号量、即ち高いビット
レートを持つ画像圧縮情報は、先ず符号バッファ１０１
に格納される。画像圧縮情報は、ＭＰＥＧ−２で規定さ
れているＶＢＶ（Video Buffering Verifier）の拘束条
件を満たすよう符号化されているので、符号バッファ１
０１において、オーバーフロー、アンダーフローを起こ
すことはない。
【００１１】符号バッファ１０１に格納された画像圧縮
情報は、次に、圧縮情報解析部１０２に送られ、ここ
で、ＭＰＥＧ−２で定められたシンタクスに従って、画
像圧縮情報中から情報を抽出し、その情報に従って以下
の再符号化処理を実行する。特に、後述する様に符号量
制御部１０９の動作に必要となるｐｉｃｔｕｒｅ＿ｃｏ
ｄｉｎｇ＿ｔｙｐｅや、各マクロブロック毎の量子化値
（ｑ＿ｓｃａｌｅ）等の情報は、情報バッファ１０３に
格納される。
【００１２】可変長復号化部１０４においては、先ず、
イントラマクロブロックの直流成分に関しては、隣のブ
ロックとの差分値として符号化されているデータを、そ
の他の係数に関しては、ランとレベルにより符号化され
たデータを可変長復号し、量子化された１次元の離散コ
サイン変換係数を得る。次に、圧縮情報解析部１０２に
より抽出された、ジグザグスキャン、若しくはオルタネ
ートスキャンといった画像の走査方式に関する情報を基
に、量子化された離散コサイン変換係数を２次元データ
として再配列する。
【００１３】２次元データとなった、量子化された離散
コサイン変換係数は、圧縮情報解析部１０２により抽出
された、量子化幅及び量子化行列に関する情報を元に、
逆量子化部１０５において逆量子化が行われる。
【００１４】逆量子化部１０５の出力として得られる離
散コサイン変換係数は、帯域制限部１０７において、ブ
ロック毎に水平方向高域成分係数の削減が行われる。帯
域制限部１０７の出力となる８×８離散コサイン係数
は、量子化部１０８によって量子化が行われる。その際
用いられる量子化幅は、符号量制御部１０９によって、
後述の手法により決定される。
【００１５】以下では、符号量制御部１０９における動
作原理について述べる。
【００１６】ＭＰＥＧ−２ Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５
（ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ Ｎ０
４００）で用いられている方法では、先ず、ＧＯＰ（Gr
oup of Pictures）内の各ピクチャに対する割当ビット
量を、割り当て対象ピクチャを含め、ＧＯＰ内でまだ符
号化されていないピクチャに対して割り当てられるビッ
ト量を基にして配分する（以下、段階１と記す。）。次
に、段階１で求められた各ピクチャに対する割当ビット
量を、実際の符号量と一致させるため、各ピクチャ毎に
独立に設定した３種類の仮想バッファの容量を基に、量
子化スケールコードをマクロブロック単位のフィードバ
ック制御で求める（以下、段階２と記す。）。最後に、
段階２で求められた量子化スケールコードを、視覚的に
劣化の目立ちやすい平坦部でより細かく量子化し、劣化
の比較的目立ちにくい絵柄の複雑な部分でより粗く量子
化する様に、各マクロブロック毎のアクティビティによ
って変化させる（以下、段階３と記す。）。実用上用い
られているＭＰＥＧ−２画像情報符号化装置も、このＴ
ｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５で定められた方法に準じたアル
ゴリズムによって符号量制御が行われている。
【００１７】しかし、この方法を図１１に示したような
画像情報変換装置１００の符号化部にそのまま適用する
には、２つの問題点がある。第１の問題点は、上述の段
階１に関する問題である。即ち、ＭＰＥＧ−２画像情報
符号化装置においては、予めＧＯＰ構造が与えられてお
り、これに基づいてステップ１の動作を行うことが可能
であるのに対し、画像情報変換装置１００においては、
ＧＯＰ構造は、入力される画像圧縮情報の、１ＧＯＰ分
の情報全てをシンタクス解析しなければ知ることができ
ない。しかも、ＧＯＰの長さは固定であるとは限らず、
実用上用いられているＭＰＥＧ−２画像情報符号化装置
では、シーンチェンジを検出し、それに応じて適応的に
ＧＯＰの長さを画像圧縮情報中で制御するものも存在す
る。
【００１８】第２の問題点は、上述の段階３に関する問
題である。即ち、ＭＰＥＧ−２画像情報符号化装置にお
いては、原画の輝度信号画素値を用いてアクティビティ
を算出している。しかし、画像情報変換装置１００は、
ＭＰＥＧ−２画像圧縮情報を入力するものであり原画の
輝度信号画素値を知ることはできないため、アクティビ
ティを算出できない。
【００１９】第１の問題点を解決する方法として擬似Ｇ
ＯＰを定義し、これに基づいた符号量制御を行う。擬似
ＧＯＰとは、１つのフレーム内符号化画像（以下、Ｉピ
クチャと記す。）、及び複数のフレーム間順方向予測符
号化画像（以下、Ｐピクチャと記す。）、双方向符号化
画像（以下、Ｂピクチャと記す。）から構成される擬似
的なＧＯＰである。その長さは可変であり、画像圧縮情
報中で、どのようにＩピクチャを検出するかに依存す
る。
【００２０】このようにして決定された擬似ＧＯＰの構
成が、｛Ｂ１，Ｂ２，Ｐ１，Ｂ３，Ｂ４，Ｉ１，Ｂ５，
Ｂ６，・・・，ＰＬ，ＢＭ−１，ＢＭ｝の様であった場
合、擬似ＧＯＰの大きさＬ＿ｐｇｏｐは、次式で与えら
れる。
【００２１】
【数１３】
【００２２】このとき、Ｉ、 Ｐ、 Ｂピクチャの目標符
号量Ｔｉ、Ｔｐ、Ｔｂは、それぞれ、式（２）、式
（３）、式（４）で与えられる。
【００２３】
【数１４】
【００２４】ただし、Θ、Ωは、それぞれ擬似ＧＯＰ内
において既に処理が終わったフレーム、及びこれから処
理が行われるフレームを差し、フレームレートをＦ、出
力となる画像圧縮情報の符号量をＢとすれば、式
（５）、式（６）のようになる。
【００２５】
【数１５】
【００２６】Ｘ（・）は、各フレームの複雑さを表すパ
ラメータ（global complexity measure）であり、図１
１中の圧縮情報解析部１０２でプリパーシングを行う
際、当該フレームの総符号量Ｓ、及び平均量子化スケー
ルコードＱを予め算出しておき、式（７）のように求め
る。
【００２７】
【数１６】
【００２８】Ｋｐ及びＫｂは、それぞれ、ＭＰＥＧ−２
Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５で定められている通り、Ｉ
ピクチャの量子化スケールコードを基準とした、Ｐ、Ｂ
ピクチャの量子化スケールコードの比率であり、以下の
値のとき、常に全体の画質が最適化されると仮定する。
【００２９】
【数１７】
【００３０】或いはまた、式（８）に代え、“ＭＰＥＧ
圧縮効率の理論解析とその符号量制御への応用（信学技
報、ＩＥ−９５、ＤＳＰ９５−１０、１９９５年５
月）”等にも記載されている通り、Ｋｐ及びＫｂの値
を、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報における各フレ
ームに対するコンプレキシティから動的に算出すること
も考えられる。即ち、式（８）に代えて式（９）とす
る。
【００３１】
【数１８】
【００３２】文献には、１／（１＋ｍ）の値として０．
６〜１．０を与えることで、良質な画質が得られること
が示されている。このとき、式（２）〜式（４）は、以
下の様になる。
【００３３】
【数１９】
【００３４】次に、第２の問題点、即ち原画の輝度信号
画素値を知ることができないためアクティビティを算出
できないという問題点を解決する方法を以下に述べる。
【００３５】入力となる画像圧縮情報における各マクロ
ブロックの量子化スケールＱは、符号化時に原画の輝度
信号画素値を用いて算出されたものである。そこで、先
ず図１２における圧縮情報解析部１０２でプリパーシン
グを行う際、当該フレーム内の各マクロブロックの量子
化スケールＱ、及び符号量Ｂを抽出し、情報バッファ１
０３に格納すると同時に、当該フレーム全体のＱ、Ｂの
平均値Ｅ（Ｑ）、Ｅ（Ｂ）、或いは、その積の平均値Ｅ
（ＱＢ）を予め算出し、その値を情報バッファ１０３に
格納する。
【００３６】符号量制御部１０９においては、情報バッ
ファ１０３に格納されたＱ、Ｂの情報を元に、以下のい
ずれかの式によって、正規化アクティビティＮ＿ａｃｔ
を算出する。
【００３７】
【数２０】
【００３８】このうち、式（１４）と式（１５）は等価
処理となる。画質をＳＮＲで評価した場合、式（１３）
の方がより高い画質となるが、主観画質は、式（１
４）、若しくは式（１５）で与えられるものの方が良
い。
【００３９】ところで、あるマクロブロックに対する、
入力される画像圧縮情報における量子化値がＱ１で、符
号量制御部１０９において、上記の方式により算出され
た、出力となる画像圧縮情報に対する量子化値がＱ２に
なった場合、図１２に示した画像情報変換装置１００
は、符号量を削減するためのものであるから、Ｑ１＞Ｑ
２となった場合には、一度粗く量子化されたマクロブロ
ックが、再量子化された結果より細かく量子化されたこ
とになる。粗く量子化されたことによる歪みは、細かく
再量子化されることでは低減されない。また、このマク
ロブロックに対してビットが多く使われることになる。
このため、他のマクロブロックに割り当てられるビット
の減少を招き、更なる画質劣化を引き起こす。このこと
から、Ｑ１＞Ｑ２である場合には、Ｑ１＝Ｑ２とするこ
とにする。
【００４０】このような式（１３）、式（１４）、若し
くは式（１５）を用いることでアクティビティを算出す
ることができる。
【００４１】図１１に示した画像情報変換装置１００中
の符号量制御部１０９における符号量制御の段階２に関
しては、ＭＰＥＧ２ Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５におい
て定められた方式と同様である。以下ではＭＰＥＧ２
Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５において定められた段階２に
関して述べる。
【００４２】先ず、ｊ番目のマクロブロック符号化に先
立ち、仮想バッファの占有量を式（１６）〜式（１８）
に従って算出する。
【００４３】
【数２１】
【００４４】ここで、（Ｔｉ、Ｔｐ、Ｔｂ）は、式
（３）〜式（５）、若しくは式（１０）〜式（１２）に
よって算出された各フレームに対する目標符号量であ
り、（ｄ０ ｉ、ｄ０ ｐ、ｄ０ ｂ）は各仮想バッファの初
期占有量、ＭＢ＿ｃｎｔは、１フレームに含まれるマク
ロブロックの数である。各フレーム符号化終了時におけ
る仮想バッファ占有量（ｄＭＢ＿ｃｎｔ ｉ、ｄ
ＭＢ＿ｃｎｔ ｐ、ｄＭＢ＿ｃｎｔ ｂ）は、それぞれのピ
クチャタイプで、次のピクチャに対する仮想バッファ占
有量の初期値（ｄ０ ｉ、ｄ０ ｐ、ｄ０ ｂ）として用いら
れる。
【００４５】次に、ｊ番目のマクロブロックに対する参
照量子化スケールコードＱｊを式（１９）により計算す
る。
【００４６】
【数２２】
【００４７】ｒは、リアクションパラメータと呼ばれる
フィードバックループの応答速度を制御するパラメータ
であり、式（２０）で与えられる。
【００４８】
【数２３】
【００４９】なお、シーケンスの最初における仮想バッ
ファ初期値は、式（２１）で与えられる。
【００５０】
【数２４】
【００５１】画像情報変換装置１００における、情報バ
ッファ１０３及び符号量制御部１０９の詳細な構成を図
１２に示す。
【００５２】情報バッファ１０３は、符号量バッファ
（フレーム）２０１と、平均量子化スケール算出部２０
２と、量子化スケールバッファ２０３と、符号量バッフ
ァ（マクロブロック）２０４と、ピクチャタイプバッフ
ァ２０５と、コンプレキシティバッファ２０６と、平均
アクティビティ算出部２０７と、アクティビティバッフ
ァ２０８とから構成される。
【００５３】また、符号量制御部１０９は、環状バッフ
ァ２０９と、ＧＯＰ構造決定部２１０と、目標符号量算
出部２１１と、仮想バッファ２１２と、適応量子化部２
１３とから構成される。
【００５４】画像情報変換装置１００の入力となるＭＰ
ＥＧ２画像圧縮情報において、当該フレームに対するピ
クチャタイプがピクチャタイプバッファ２０５に、当該
フレームに割り当てられた符号量が符号量バッファ（フ
レーム）２０１に格納される。また、当該フレーム内に
含まれる各マクロブロックに対する量子化スケールが量
子化スケールバッファ２０３に、当該マクロブロックに
割り当てられた符号量が符号量バッファ（マクロブロッ
ク）２０４に格納される。
【００５５】平均量子化スケール算出部２０２において
は、量子化スケールバッファ２０３に格納された、当該
フレームに含まれる各マクロブロックに対する量子化ス
ケールから、当該フレームの平均量子化スケールを算出
する。コンプレキシティバッファ２０６においては、平
均量子化スケール算出部２０２において算出された当該
フレームに対する平均量子化スケール及び符号量バッフ
ァ（フレーム）２０１に格納された、当該フレームに対
して割り当てられた符号量から、当該フレームに対する
コンプレキシティを式（７）に基づいて算出する。
【００５６】アクティビティバッファ２０８において
は、量子化スケールバッファ２０３に格納された、当該
フレーム内の各マクロブロックに対する量子化スケー
ル、及び、符号量バッファ（マクロブロック）２０４に
格納された、当該フレーム内の各マクロブロックに対す
る割当符号量から、各マクロブロックに対するアクティ
ビティを算出しこれを格納する。平均アクティビティ算
出部２０７においては、アクティビティバッファ２０８
に格納された、各マクロブロックに対するアクティビテ
ィから、当該フレームに対する平均アクティビティを算
出する。
【００５７】ピクチャタイプバッファ２０５に格納され
た、当該フレームのピクチャタイプに関する情報は、符
号量制御部１０９に含まれる環状バッファ２０９に伝送
される。環状バッファ２０９に含まれる情報を基に、Ｇ
ＯＰ構造決定部２１０において、出力されるＭＰＥＧ２
画像圧縮情報におけるＧＯＰ構造が決定される。
【００５８】ＧＯＰ構造決定部２１０において決定され
た、出力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報におけるＧＯＰ
構造及び、コンプレキシティバッファ２０５に格納され
た、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報内の各フレーム
に対するコンプレキシティから、目標符号量算出部２１
１において、式（２）〜式（４）、若しくは式（１０）
〜式（１２）に基づいて、出力されるＭＰＥＧ２画像圧
縮情報における各フレームに対する目標符号量が算出さ
れる。この目標符号量に基づき、式（１６）〜式（１
８）によって仮想バッファの更新が行われる。
【００５９】適応量子化部２１３においては、仮想バッ
ファ２１２において、式（１９）により算出された参照
量子化スケールＱｊ及び、式（１３）、式（１４）、若
しくは式（１５）によって算出された正規化アクティビ
ティＮ＿ａｃｔを用いて、当該マクロブロックに対する
量子化スケールを算出して出力する。正規化アクティビ
ティＮ＿ａｃｔの算出には、平均アクティビティ算出部
２０７に格納された、当該フレームに対する平均アクテ
ィビティ、及びアクティビティバッファ２０８に格納さ
れた、当該フレーム内の各マクロブロックに対するアク
ティビティが用いられる。
【００６０】出力されるＭＰＥＧ２画像圧縮情報符号化
処理に伴って得られるフィードバック情報は、目標符号
量算出部２１１、及び仮想バッファ２１２に入力され
る。
【００６１】符号量制御部１０９における一連の処理の
フローチャートを図１３に示す。先ず、ステップＳ１０
０において上述したようにプリパーシングにより擬似Ｇ
ＯＰを決定する。次に、ステップＳ１０１において上述
した式（２）〜式（４）を用いて各フレームの目標符号
量を算出する。続いて仮想バッファを用いた符号量制御
を行う。これは、上述したＭＰＥＧ−２ Ｔｅｓｔ Ｍｏ
ｄｅｌ ５における段階２に当たる。その後、ステップ
Ｓ１０３において上述した式（１３）、式（１４）、若
しくは式（１５）を用いてＤＣＴ領域で算出されるアク
ティビティに基づく適応量子化を行う。次に、ステップ
Ｓ１０４においてＱ１とＱ２を比較する。Ｑ１は、入力
される画像圧縮情報における量子化値であり、Ｑ２は、
出力する画像圧縮情報における量子化値である。Ｑ１が
Ｑ２よりも大きい場合は、Ｑ１を出力し、そうでない場
合は、Ｑ２を出力する。このように符号量を制御するこ
とで良好な画質が得られる。
【００６２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、式（１３）
〜式（１５）で示されるマクロブロック毎の適応量子化
が画像に対して有効であるためには、式（１９）によっ
て求められるフレーム内における参照量子化スケールＱ
ｊが画面内で極力ー定であることが望ましい．しかし、
式（１６）、式（１８）においては、各フレームに含ま
れるマクロブロックに対して均等に符号（ビット）を割
り当てることを仮定して仮想バッファ占有量を計算して
いるが、実際には各フレーム内の絵柄は一定ではないた
め、参照量子化スケールＱｊが画面内において変動し、
これがブロック歪の原因となる場合がある。
【００６３】また、式（２１）においては、最初のＩピ
クチャにおけるマクロブロックの参照量子化スケールを
１０と定めているのと等価である。しかし、画像及び符
号量によっては、この値が必ずしも適切ではなく、画質
劣化を生じる場合がある。
【００６４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、少なくともフレーム内符号化画像、
フレーム間順方向予測符号化画像、及び双方向予測符号
化画像を含み離散コサイン変換と動き補償によって符号
化された画像圧縮情報を入力し、復号化部から符号化部
への情報の受け渡しを画素領域、又は周波数領域で行う
装置に備わる符号量制御装置において、所定の形式に基
づいて入力される画像圧縮情報より抽出される情報を用
いて、仮想バッファに基づいたマクロブロック毎の符号
量制御を行う符号量制御装置を提供するものである。
【００６５】これにより、符号量制御装置は、参照量子
化スケールの初期値として最適な値を算出し、また、フ
レーム内の参照量子化スケールを一定に保つ。
【００６６】また、本発明は、上述した課題を解決する
ために、少なくともフレーム内符号化画像、フレーム間
順方向予測符号化画像、及び双方向予測符号化画像を含
み離散コサイン変換と動き補償によって符号化された画
像圧縮情報を入力し、復号化部から符号化部への情報の
受け渡しを画素領域、又は周波数領域で行う際の符号量
制御方法において、所定の形式に基づいて入力される画
像圧縮情報より抽出される情報を用いて、仮想バッファ
に基づいたマクロブロック毎の符号量制御を行う符号量
制御方法を提供するものである。
【００６７】この符号量制御方法により、参照量子化ス
ケールの初期値として最適な値が算出され、また、フレ
ーム内の参照量子化スケールが一定に保たれる。
【００６８】さらに、本発明は、上述した課題を解決す
るために、少なくともフレーム内符号化画像、フレーム
間順方向予測符号化画像、及び双方向予測符号化画像を
含む画像圧縮情報を入力し、離散コサイン変換と動き補
償とによって画像圧縮情報を符号化し、復号化部から符
号化部への情報の受け渡しを画素領域、又は周波数領域
で行う画像情報変換装置であって、画像圧縮情報より抽
出される情報を用いて、仮想バッファに基づいてマクロ
ブロック毎の符号量を制御する符号量制御手段を備える
画像情報変換装置を提供するものである。
【００６９】これにより、画像情報変換装置は、参照量
子化スケールの初期値として最適な値を算出し、また、
フレーム内の参照量子化スケールを一定に保つ。
【００７０】さらにまた、本発明は、上述した課題を解
決するために、少なくともフレーム内符号化画像、フレ
ーム間順方向予測符号化画像、及び双方向予測符号化画
像を含む画像圧縮情報を入力し、離散コサイン変換と動
き補償とによって画像圧縮情報を符号化し、復号化部か
ら符号化部への情報の受け渡しを画素領域、又は周波数
領域で行う画像情報変換方法であって、画像圧縮情報よ
り抽出される情報を用いて、仮想バッファに基づいてマ
クロブロック毎の符号量を制御する符号量制御工程を有
する画像情報変換方法を提供するものである。
【００７１】この画像情報変換方法により、参照量子化
スケールの初期値として最適な値が算出され、また、フ
レーム内の参照量子化スケールが一定に保たれる。
【００７２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
【００７３】本発明の実施の形態として示す画像情報変
換装置は、情報バッファ及び符号量制御部に特徴を有す
るものである。先ず情報バッファ及び符号量制御部が構
成要素となっている画像情報変換装置について説明す
る。
【００７４】復号化部から符号化部への画素データの受
け渡しを周波数領域で行う画像情報変換装置の構成を図
１に示す。画像情報変換装置１は、符号バッファ１１
と、圧縮情報解析部１２と、情報バッファ１３と、可変
長復号化部１４と、逆量子化部１５と、加算器１６と、
帯域制限部１７と、量子化部１８と、符号量制御部１９
と、符号バッファ２０と、可変長符号化部２１と、動き
補償誤差補正部２２とを備える。動き補償誤差補正部２
２は、逆量子化部２３と、加算器２４と、逆離散コサイ
ン変換部２５と、ビデオメモリ２６と、動き補償予測部
２７と、離散コサイン変換部２８とを有する。なお、多
少の画質劣化を許しても回路規模をより縮小する場合に
は、動き補償誤差補正部２２は、省略しても構わない。
【００７５】続いて、画像情報変換装置１の動作原理に
ついて述べる。入力される多くの符号量、即ち高いビッ
トレートを持つ画像圧縮情報は、先ず符号バッファ１１
に格納される。画像圧縮情報は、ＭＰＥＧ−２で規定さ
れているＶＢＶ（Video Buffering Verifier）の拘束条
件を満たすよう符号化されているので、符号バッファ１
１において、オーバーフロー、アンダーフローを起こす
ことはない。
【００７６】符号バッファ１１に格納された画像圧縮情
報は、次に、圧縮情報解析部１２に送られ、ここで、Ｍ
ＰＥＧ−２で定められたシンタクスに従って、画像圧縮
情報中から情報を抽出し、その情報に従って以下の再符
号化処理を実行する。特に、後述する様に符号量制御部
１９の動作に必要となるｐｉｃｔｕｒｅ＿ｃｏｄｉｎｇ
＿ｔｙｐｅや、各マクロブロック毎の量子化値（ｑ＿ｓ
ｃａｌｅ）等の情報は、情報バッファ１３に格納され
る。
【００７７】可変長復号化部１４においては、先ず、イ
ントラマクロブロックの直流成分に関しては、隣のブロ
ックとの差分値として符号化されているデータを、その
他の係数に関しては、ランとレベルにより符号化された
データを可変長復号し、量子化された１次元の離散コサ
イン変換係数を得る。次に、圧縮情報解析部１２により
抽出された、ジグザグスキャン、若しくはオルタネート
スキャンといった画像の走査方式に関する情報を基に、
それぞれ図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示した方式により、
量子化された離散コサイン変換係数を２次元データとし
て再配列する。この図の例では、８×８離散コサイン係
数が図の番号順にスキャンされる。
【００７８】２次元データとなった、量子化された離散
コサイン変換係数は、圧縮情報解析部１２により抽出さ
れた量子化幅及び量子化行列に関する情報を基に、逆量
子化部１５において逆量子化が行われる。
【００７９】逆量子化部１５の出力として得られる離散
コサイン変換係数は、帯域制限部１７において、ブロッ
ク毎に水平方向高域成分係数の削減が行われる。図３
に、帯域制限部１７における処理の一例を示す。この図
の例では、輝度信号に関しては、図３（Ａ）に示すよう
に、８×８離散コサイン変換係数のうち、水平方向低域
成分である８×６係数のみの値を保存し、残りを０と置
き換える。輝度信号に関しては、図３（Ｂ）に示すよう
に、８×８離散コサイン変換係数のうち、水平方向低域
成分である８×４係数のみの値を保存し、残りを０と置
き換える。ここで、黒丸は、保存された係数であり、白
丸は、０と置き換えられた係数を示す。入力される画像
圧縮情報が飛び越し走査画像のものである場合には、フ
レーム離散コサイン変換モードの際に、フィールド間の
時間差に関する情報を離散コサイン変換係数の垂直方向
高域成分が含むことになり、その制限を行うことは大幅
な画質劣化に繋がるため、垂直方向の帯域制限は行わな
い。また、この例で示したように、劣化が人間の目に付
きやすい輝度信号に比べ、劣化が人間の目に付きにくい
色差信号に対して、より大きく帯域制限を行うことで、
画質劣化を最小限に抑えながら、再量子化の歪みを低減
することが考えられる。
【００８０】なお、帯域制限部１７における処理は図３
に示したものに限らない。例えば、０と置き換える代わ
りに、予め用意した重み係数を離散コサイン変換の水平
方向高域成分に乗じることで同様の効果をもたらすこと
ができる。
【００８１】図１において、帯域制限部１７の出力とな
る８×８離散コサイン係数は、量子化部１８によって量
子化が行われる。その際用いられる量子化幅は、符号量
制御部１９によって、後述の手法により決定される。
【００８２】量子化部１８において量子化が行われた離
散コサイン変換係数は、可変長符号化部２１によって、
可変長符号化されるが、その際、離散コサイン変換係数
の直流成分に関しては、１ブロック前の直流成分係数を
予測値としてその差分を符号化し、その他の成分に関し
ては、予め設定されたジグザグスキャン若しくはオルタ
ネートスキャンといった走査方式に基づいて１次元の配
列データに並べ替えられた後、連続する０係数の数（ラ
ン）及び非０係数（レベル）のペアを事象とした可変長
符号化を行う。ブロック内の走査順で、それ以降の係数
が全て０となった場合、ＥＯＢ（End of Block）と呼ば
れる符号を出力し、そのブロックに対する可変長符号化
を終了する。ジグザグスキャンによる走査順を図２
（Ａ）に示し、オルタネートスキャンによる走査順を図
２（Ｂ）に示す。図２（Ａ）及び（Ｂ）は、８×８の離
散コサイン係数を示し、０から始まる番号は、走査順を
示している。
【００８３】入力される画像圧縮情報における、あるブ
ロックの係数が、図４（Ａ）に示すようになっていたと
する。図４（Ａ）において黒丸は非０係数、白丸は０係
数を示す。これに、例えば図３（Ａ）に示すような離散
コサイン変換係数の水平方向高域成分の削減を施したと
すると、非０係数の分布は図４（Ｂ）のようになる。こ
れをジグザグスキャンのまま再符号化すると、最後の非
０係数のスキャン番号は５０になるが、走査変換を行
い、オルタネートスキャンで改めて符号化することによ
り、最後の非０係数のスキャン番号は４４になる。これ
により、ＥＯＢ信号をジグザグスキャンの場合より早い
スキャン番号で設定することが可能となり、その分量子
化幅としてより細かな値を割り当て、再量子化に伴う量
子化歪みを低減することが可能となる。
【００８４】ここで、動き補償誤差の生じる原因につい
て述べる。原画像の画素値を０とし、この画素値に対す
る、入力となる画像圧縮情報の量子化幅をＱ１とし、再
符号化後の画像圧縮情報における、この画素値に対する
量子化幅をＱ２とする。量子化幅Ｑ１、Ｑ２で復号化さ
れたときの、参照画像の画素値をそれぞれＬ（Ｑ１）、
Ｌ（Ｑ２）と表すことにする。
【００８５】ＭＰＥＧ−２画像情報符号化装置において
は、インターマクロブロックの画素は、先ず、０−Ｌ
（Ｑ１）が計算されて、この差分値に離散コサイン変換
が施されて符号化される。一方、図１に示した画像情報
変換装置１で、動き補償誤差補正部２２を含まない構成
を考えると、符号量の削減が行われた出力される画像圧
縮情報がＭＰＥＧ−２画像情報復号化装置で復号される
際には、画像圧縮情報中の離散コサイン変換係数は、０
−Ｌ（Ｑ２）を、離散コサイン変換して符号化したもの
と見なして復号化を行う。図１において、一般的に、Ｑ
１＝Ｑ２は成立しない。このような現象がフレーム間順
方向予測符号化画像（以下、Ｐピクチャと記す。）、双
方向予測符号化画像（以下、Ｂピクチャと記す。）で生
じるため、動き補償に伴う誤差が発生する。
【００８６】更に、Ｐピクチャで生じた画質劣化は、後
続のＰピクチャ、及びそれを参照とするＢピクチャに伝
播し、更なる画質劣化に繋がる。このような原理によ
り、ＧＯＰ（Group of Pictures）の後段になるに従っ
て動き補償に伴う誤差の蓄積が原因で、画質が劣化し、
次のＧＯＰの先頭でまた良好な画質に戻るという現象、
即ちドリフトが生じることになる。
【００８７】このような動き補償誤差を解消する動き補
償誤差補正部２２の動作原理に関しては以下の通りであ
る。量子化部１８の出力となる量子化された離散コサイ
ン変換係数は、可変長符号化部２１、及び逆量子化部２
３の両方に伝送され、逆量子化部２３において量子化幅
と量子化行列に関する情報を元に逆量子化が施される。
加算器２４は、逆量子化部２３の出力となる離散コサイ
ン変換係数と逆量子化部１８の出力となる離散コサイン
変換係数との差分を算出する。この出力画は、逆離散コ
サイン変換部２５に入力されて逆離散コサイン変換を施
される。その出力は、動き補償誤差補正情報として、ビ
デオメモリ２６に格納される。入力となる画像圧縮情報
内における動き補償予測モード情報（フィールド動き補
償予測モード或いはフレーム動き補償予測モード、及
び、前方向予測モード、後方向予測モード、或いは、双
方向予測モード）、動きベクトル情報、及びビデオメモ
リ２６内の誤差データを基に、動き補償予測部２７にお
いて動き補償が行われ、これによって生成されたデータ
が、画素領域での誤差補正値となる。この補正値を入力
し離散コサイン変換部２８において離散コサイン変換を
施すことで、周波数領域での誤差補正値を得る。
【００８８】逆離散コサイン変換部２５及び離散コサイ
ン変換部２８では、例えば、文献“A fast computation
al algorithm for the discrete cosine transform(IEE
E Trans.Commun.,vol.2 5, no.9,pp.1004-1009,197
7）”に示されている様な高速アルゴリズムを適用する
ことが可能である。
【００８９】また、逆離散コサイン変換部２５及び離散
コサイン変換部２８において、水平方向の離散コサイン
係数は、帯域制限部１７において高域成分係数が０と置
き換えられているため、これに対する逆離散コサイン変
換及び離散コサイン変換を省くことで、回路規模及び演
算処理量を削減することが可能である。
【００９０】更に、画像における色差信号の劣化は、輝
度信号の劣化に比べ、人間の目には分かり難いという特
色を有しているため、上記の動き補償誤差補正を、輝度
信号のみに適用することで、画質劣化を最小に保ちなが
ら回路規模及び演算処理量を大幅に削減することも考え
られる。
【００９１】また、Ｐピクチャにおける誤差はＢピクチ
ャに伝播するが、Ｂピクチャにおける誤差はそれ以上伝
播しない。一方、Ｂピクチャには双方向予測モードを含
み、多大なる演算処理量を要する。そこで、Ｐピクチャ
にのみ動き補償誤差補正を行うことで、画質劣化を最小
に保ちながら回路規模及び演算処理量を大幅に削減する
ことも考えられる。Ｂピクチャにおける処理を行わない
ことで、ビデオメモリ２６の容量を削減することも可能
となる。
【００９２】更にまた、図１では、動き補償誤差補正部
２２において、誤差補正成分として８×８離散コサイン
変換係数の全ての成分が用いられている。このため、特
に離散コサイン変換モードがフレームＤＣＴモードであ
り入力される画像圧縮情報の走査方式が飛び越し走査で
ある場合には、垂直方向高域成分の誤差を無視すること
が大幅な画質劣化に繋がる。しかし、水平方向に関して
は高域４成分を無視することによる画質劣化は殆どな
い。この事実を利用して、画質劣化を最小限に抑えなが
ら、逆離散コサイン変換部２５、離散コサイン変換部２
８における演算処理量、及びビデオメモリ２６における
容量を削減することが可能である。即ち、逆離散コサイ
ン変換部２５及び離散コサイン変換装量２８において、
垂直方向には通常の８次の処理を施すが、水平方向に関
しては、低域４成分のみを用いた処理を行う。これによ
り、ビデオメモリ１６の水平方向解像度は１／２とな
り、その容量を削減することを可能とする。
【００９３】ただし、この場合、動き補償予測部２７に
おいては、１／４画素精度の動き補償処理が必要とな
る。この処理は、図５に示す通り、画像圧縮情報中の動
きベクトルの値に応じて、線形内挿で行うことで動き補
償誤差に伴う画質劣化を十分に抑制することが可能であ
る。
【００９４】水平方向に対する処理としては、以下の２
つの手段が考えられる。第１の手段では、先ず逆離散コ
サイン変換部２５において、８次の離散コサイン係数の
うち、低域４次係数のみに対して４次の逆離散コサイン
変換を施す。次に離散コサイン変換部２８において、ビ
デオメモリ２６から動き補償によって作られた画素領域
での、各ブロック４×８の誤差補正値に対して、水平方
向に４次の離散コサイン変換を施す。これにより４×８
の周波数領城での誤差補正値を出力する。
【００９５】４次の逆離散コサイン変換及び離散コサイ
ン変換に高速アルゴリズムを用いることで、更なる処理
量の削減が可能となる。図６に、「Zhong de Wang.,“F
astAlgorithms for the Discrete W Transform and for
the Discrete Fourier Transform”,IEEE Tr.ASSP一3
2,N0.4,pp.803-816,Aug.1984」に記載されているＷａｎ
ｇのアルゴリズムに基づく手法を示す。
【００９６】この図６において、低域の４係数Ｆ（０）
〜Ｆ（３）のうち、加算器３０１では係数Ｆ（０）とＦ
（２）を加算し、また、加算器３０２では係数Ｆ（０）
に反転した係数Ｆ（２）を加算することによる減算が行
われる。加算器３０１の出力は乗算器３０３により係数
Ａ（Ａ＝１／√２）が乗算された後、加算器３１３と３
１４に送られる。また、加算器３０２の出力は乗算器３
０４により係数Ａが乗算された後、加算器３１１と３１
２に送られる。
【００９７】一方、加算器３０５では、係数Ｆ（３）に
反転した係数Ｆ（１）を加算することによる減算が行わ
れ、当該加算器３０５の出力は乗算器３０８にて係数Ｄ
（Ｄ＝Ｃ３／８）が乗算された後、加算器３１０に送ら
れると共に、反転されて加算器３０９に送られる。
【００９８】また、係数Ｆ（３）は、乗算器３０６によ
り係数Ｂ（Ｂ＝−Ｃ１／８＋Ｃ３／ ８）が乗算された
後、加算器３０９に送られ、係数Ｆ（１）は、乗算器３
０７により係数Ｃ（Ｃ＝Ｃ１／８＋Ｃ３／８）が乗算さ
れた後、加算器３１０に送られる。
【００９９】加算器３０９では、乗算器３０６の出力に
乗算器３０８の反転した出力を加算することによる減算
が行われ、加算器３１０では、乗算器３０７の出力と乗
算器３０８の出力とが加算される。加算器３０９の出力
は加算器３１１に送られると共に反転して加算器３１２
に送られる。また、加算器３１０の出力は、加算器３１
３に送られると共に反転して加算器３１４に送られる。
【０１００】加算器３１１では、乗算器３０４の出力と
加算器３０９の出力を加算し、加算器３１２では、乗算
器３０４の出力と加算器３０９の反転出力とが加算され
ることによる減算が行われる。また、加算器３１３で
は、乗算器３０３の出力と加算器３１０の出力を加算
し、加算器３１４では、乗算器３０３の出力と加算器３
１０の反転出力とが加算されることによる減算が行われ
る。
【０１０１】加算器３１３の出力は４次の逆離散コサイ
ン変換後の係数ｆ（０）となり、同様に、加算器３１１
の出力は係数ｆ（１）、加算器３１２の出力は係数ｆ
（２）、加算器３１４の出力は係数ｆ（３）となる。
【０１０２】以上のように、図６に示した構成によれ
ば、加算器９個、乗算器５個によって４次の逆離散コサ
イン変換を実現している。なお、Ｃ３／８は式（２２）
で表される。
【０１０３】
【数２５】
【０１０４】また、図６において、ｆ（０）〜ｆ（３）
を入力、Ｆ（０）〜Ｆ（３）を出力とすることで離散コ
サイン変換が実現される。
【０１０５】第２の手段では、先ず逆離散コサイン変換
部２５において、水平方向に施す処理として、高域４係
数を０と置き換え、８次の逆離散コサイン変換を施し、
間引き処理若しくは平均処理を行って画素領域の４点の
誤差補正値を出力とする。次に離散コサイン変換部２８
において、動き補償によって得られた画素領域の４点の
誤差補正値を補間処理によって８点にし、これに離散コ
サイン変換を施した後、４次までの低域を取り出す。こ
れにより４×８の周波数領域での誤差補正値を出力す
る。このように、逆離散コサイン変換部、離散コサイン
変換部それぞれにおける処理において一連の処理と等価
な行列を予め算出しておき、これをそれぞれの入力とな
る係数に直接施すことで、更なる処理量の削減が可能と
なる。
【０１０６】逆離散コサイン変換部２５において、高域
４係数を０と置き換え、８次の逆離散コサイン変換を施
した後の処理が、間引き処理である場合、及び平均処理
である場合の一連の処理と等価な行列をそれぞれＤ
４＿ｄｅｃｉ、Ｄ４＿ａｖｅとする。行列ｉＤ
４＿ｄｅｃｉ、ｉＤ４＿ａｖｅを図７（Ａ）、（Ｂ）に
示す。Ｄ４ ＿ｄｅｃｉ、Ｄ４＿ａｖｅについては、式
（２３）、式（２４）が成立するものとする。ここでｔ
（）は、転置行列を表す。
【０１０７】
【数２６】
【０１０８】更に、一般的に色差信号は、輝度信号に比
べその劣化が人間の目に付きにくいことが知られてい
る。そこで、色差信号に関しては、更なる処理量の削減
を行うことも可能である。即ち、逆離散コサイン変換部
２５、及び離散コサイン変換部２８において、上記４×
８の誤差補正信号のうち、色差信号の誤差補正成分に関
しては、図８に示すように、垂直方向の低域係数のみ
（例えば４×４）を補正に用い、残りの高域係数に関し
ては０と置き換えることで、誤差補正に伴う演算処理量
を更に削減することが考えられる。
【０１０９】以下では、符号量制御部１９における動作
原理について述べる。ＭＰＥＧ−２Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅ
ｌ ５（ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１
１Ｎ０４００）で用いられている手法では、先ずＧＯＰ
内の各ピクチャに対する割当ビット量を、割り当て対象
ピクチャを含め、ＧＯＰ内でまだ符号化されていないピ
クチャに対して割り当てられるビット量を基にして配分
される（以下、段階１と記す。）。次に段階１で求めら
れた各ピクチャに対する割当ビット量を実際の符号量と
一致させるため、各ピクチャ毎に独立に設定した３種類
の仮想バッファの容量を基に、量子化スケールコードを
マクロブロック単位のフィードバック制御で求める（以
下、段階２と記す。）。最後に段階２で求められた量子
化スケールコードを、視覚的に劣化の目立ちやすい平坦
部でより細かく量子化し、劣化の比較的目立ちにくい絵
柄の複雑な部分でより粗く量子化する様に、各マクロブ
ロック毎のアクティビティによって変化させる（以下、
段階３と記す。）。実用上用いられているＭＰＥＧ−２
画像情報符号化装置も、このＴｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５
で定められた方式に準じたアルゴリズムによって符号量
制御が行われている。
【０１１０】この方式を図１に示したような画像情報変
換装置１の符号化部に適用するために、２つのことを行
っている。上述の段階１では、擬似ＧＯＰを定義し、こ
れに基づいた符号量制御を行う。擬似ＧＯＰとは、１つ
のフレーム内符号化画像（以下、Ｉピクチャと記
す。）、及び複数のＰピクチャ、Ｂピクチャから構成さ
れる擬似的なＧＯＰである。その長さは可変であり、画
像圧縮情報中でどのようにＩピクチャを検出するかに依
存する。また、上述の段階３では、正規化アクティビテ
ィを算出している。これら２つについて、具体的には後
述する。
【０１１１】以下では、図１０を用いて、擬似ＧＯＰが
どのように構成されるかを説明する。図１の情報バッフ
ァ１３は、図９に示すような、ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｃｏｄ
ｉｎｇ＿ｔｙｐｅを格納する環状バッファを持ってい
る。環状バッファは、ＭＰＥＧで規定されている、１Ｇ
ＯＰに含むことのできる最大フレーム数と同じ２５６の
ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｔｙｐｅを格納するだ
けの容量を持つ。環状バッファの各要素には、予め初期
値が格納されている。
【０１１２】図９において、画像圧縮情報に含まれる各
フレームの情報が、Ｐ、Ｂ、Ｂ、Ｉ、Ｂ、Ｂまで処理さ
れ、次のＰピクチャの処理を行う場合を考える。このと
き、先ず図１中の圧縮情報解析部１２に含まれる、フィ
ードフォワードバッファによって、数フレーム分のｐｉ
ｃｔｕｒｅ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｔｙｐｅを先読みし、環状
バッファの要素を更新する。フォワードバッファの大き
さは任意であるが、図１０の例では６フレームとしてあ
る。
【０１１３】次に、環状バッファの状態から、図９のよ
うに、現在のＩピクチャを差すポインタａ及び、次のＩ
ピクチャを差すポインタｂを参照することで、擬似ＧＯ
Ｐの長さが決定される。
【０１１４】最後に、フィードフォワードバッファの最
後のフレームを差すポインタｄと、既に決定された擬似
ＧＯＰの長さから、図９に示すように、擬似ＧＯＰの構
成が決定される。
【０１１５】このようにして決定された擬似ＧＯＰの構
成が、｛Ｂ１，Ｂ２，Ｐ１，Ｂ３，Ｂ４，Ｉ１，Ｂ５，
Ｂ６，・・・，ＰＬ，ＢＭ−１，ＢＭ｝の様であった場
合、擬似ＧＯＰの大きさＬ＿ｐｇｏｐは、式（２５）で
与えられる。
【０１１６】
【数２７】
【０１１７】このとき、Ｉ、Ｐ、Ｂピクチャの目標符号
量Ｔｉ、Ｔｐ、Ｔｂは、それぞれ、式（２６）、式（２
７）、式（２８）で与えられる。
【０１１８】
【数２８】
【０１１９】ただし、Θ、Ωは、それぞれ、擬似ＧＯＰ
内において、既に処理が終わったフレーム、及びこれか
ら処理が行われるフレームを差し、フレームレートを
Ｆ、出力となる画像圧縮情報の符号量をＢとすれば、式
（２９）、式（３０）のようになる。
【０１２０】
【数２９】
【０１２１】Ｘ（・）は、各フレームの複雑さを表すパ
ラメータ（global complexity measure）であり、図１
中の圧縮情報解析部１２でプリパーシングを行う際、当
該フレームの総符号量Ｓ、及び平均量子化スケールコー
ドＱを予め算出しておき、次式のように求める。
【０１２２】
【数３０】
【０１２３】Ｋｐ及びＫｂは、それぞれ、ＭＰＥＧ−２
Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５で定められている通り、Ｉ
ピクチャの量子化スケールコードを基準とした、Ｐ、Ｂ
ピクチャの量子化スケールコードの比率であり、以下の
値のとき、常に全体の画質が最適化されると仮定する。
【０１２４】
【数３１】
【０１２５】或いはまた、式（３２）に代え、“ＭＰＥ
Ｇ圧縮効率の理論解析とその符号量制御への応用（信学
技報、ＩＥ−９、，ＤＳＰ９５−１、，１９９５年５
月）”等でも述べられている通り、Ｋｐ及びＫｂの値
を、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報における、各フ
レームに対するコンプレキシティから動的に算出するこ
とも考えられる。即ち、式（３２）に代えて式（３３）
とする。
【０１２６】
【数３２】
【０１２７】文献には、１／（１＋ｍ）の値として０．
６〜１．０を与えることで、良質な画質が得られること
が示されている。このとき、式（２６）〜式（２８）
は、以下の様になる。
【０１２８】
【数３３】
【０１２９】次に、段階３における正規化アクティビテ
ィの算出について説明する。入力される画像圧縮情報に
おける各マクロブロックの量子化スケールＱは、符号化
時に原画の輝度信号画素値を用いて算出されたものであ
る。そこで、先ず図１における圧縮情報解析部１２でプ
リパーシングを行う際、当該フレーム内の各マクロブロ
ックの量子化スケールＱ、及び符号量Ｂを抽出し、情報
バッファ１３に格納すると同時に、当該フレーム全体の
Ｑ、Ｂの平均値Ｅ（Ｑ）、Ｅ（Ｂ）、或いは、その積の
平均値Ｅ（ＱＢ）を予め算出し、その値を情報バッファ
１３に格納する。
【０１３０】符号量制御部１９においては、情報バッフ
ァ１３に格納されたＱ、Ｂの情報を元に、以下のいずれ
かの式によって、正規化アクティビティＮ＿ａｃｔを算
出する。
【０１３１】
【数３４】
【０１３２】このうち、式（３８）と式（３９）は等価
処理となる。画質をＳＮＲで評価した場合、式（３７）
の方がより高い画質となるが、主観画質は、式（３８）
若しくは式（３９）で与えられるものの方が良い。
【０１３３】ところで、あるマクロブロックに対する、
入力される画像圧縮情報における量子化値がＱ１で、符
号量制御部１９において、上記の方式により算出され
た、出力となる画像圧縮情報に対する量子化値がＱ２に
なった場合、図１に示した画像情報変換装置１は、符号
量を削減するためのものであるから、Ｑ１＞Ｑ２の場合
には、一度粗く量子化されたマクロブロックが、再量子
化された結果より細かく量子化されたことになる。粗く
量子化されたことによる歪みは、細かく再量子化される
ことでは低減されない。また、このマクロブロックに対
してビットが多く使われることになる。このため、他の
マクロブロックに割り当てられるビットの減少を招き、
更なる画質劣化を引き起こす。このことから、Ｑ１＞Ｑ
２である場合には、Ｑ１＝Ｑ２とすることにする。
【０１３４】ここで、式（３７）〜式（３９）で示され
るマクロブロック毎の適応量子化が画像に対して有効で
あるためには、フレーム内における参照量子化スケール
が画面内で極力一定であることが望ましい。本発明に係
る符号量制御装置及び方法は、参照量子化スケールが画
面内で極力一定となるように算出する点に特徴を有す
る。
【０１３５】参照量子化スケールを画面内でほぼ一定と
する方法を説明する前に、画像情報変換装置１におけ
る、情報バッファ１３及び符号量制御部１９の詳細な構
成を説明する。
【０１３６】図１０に示すように、情報バッファ１３
は、符号量バッファ（フレーム）３１と、平均量子化ス
ケール算出部３２と、量子化スケールバッファ３３と、
符号量バッファ（マクロブロック）３４と、ピクチャタ
イプバッファ３５と、コンプレキシティバッファ３６
と、初期参照量子化スケール算出部３７と、平均アクテ
ィビティ算出部３８と、アクティビティバッファ３９と
を有する。符号量制御部１９は、環状バッファ４０と、
ＧＯＰ構造決定部４１と、目標符号量算出部４２と、仮
想バッファ４３と、適応量子化部４４とを有する。
【０１３７】画像情報変換装置１の入力となるＭＰＥＧ
２画像圧縮情報において、当該フレームに対するピクチ
ャタイプがピクチャタイプバッファ３５に、当該フレー
ムに割り当てられた符号量が符号量バッファ（フレー
ム）３１に格納される。また、当該フレーム内に含まれ
る各マクロブロックに対する量子化スケールが量子化ス
ケールバッファ３３に、当該マクロブロックに割り当て
られた符号量が符号量バッファ（マクロブロック）３４
に格納される。
【０１３８】平均量子化スケール算出部３２では、量子
化スケールバッファ３３に格納された、当該フレームに
含まれる各マクロブロックに対する量子化スケールか
ら、当該フレームの平均量子化スケールを算出する。
【０１３９】コンプレキシティバッファ３６では、平均
量子化スケール算出部３２において算出された当該フレ
ームに対する平均量子化スケール及び符号量バッファ
（フレーム）３１に格納され、当該フレームに対して割
り当てられた符号量から、当該フレームに対するコンプ
レキシティを式（２９）に基づいて算出する。
【０１４０】初期参照量子化スケール算出部３７では、
平均量子化スケール算出部３２において算出された当該
フレームに対する平均量子化スケール、符号量バッファ
（フレーム）３１に格納され、当該フレームに対して割
り当てられた符号量、及び後述する目標符号量算出部４
２において算出された当該フレームに対する目標符号量
から、当該フレームに対する参照量子化スケールの初期
値を算出する。この算出方法については後述する。
【０１４１】アクティビティバッファ３９では、量子化
スケールバッファ３３に格納された当該フレーム内の各
マクロブロックに対する量子化スケール、及び、符号量
バッファ（マクロブロック）３４に格納された当該フレ
ーム内の各マクロブロックに対する割当符号量から、各
マクロブロックに対するアクティビティを算出し、これ
を格納する。
【０１４２】平均アクティビティ算出部３８では、アク
ティビティバッファ３９に格納された各マクロブロック
に対するアクティビティから、当該フレームに対する平
均アクティビティを算出する。
【０１４３】ピクチャタイプバッファ３５に格納される
当該フレームのピクチャタイプに関する情報は、符号量
制御部１９に含まれる環状バッファ４０に伝送される。
環状バッファ４０に含まれる情報を基に、ＧＯＰ構造決
定部４１において、出力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報
におけるＧＯＰ構造が決定される。
【０１４４】ＧＯＰ構造決定部４１において決定される
出力するＭＰＥＧ２画像圧縮情報におけるＧＯＰ構造、
及びコンプレキシティバッファ３６に格納される入力す
るＭＰＥＧ２画像圧縮情報内の各フレームに対するコン
プレキシティから、目標符号量算出部４２において、式
（２６）〜式（２８）、若しくは式（３４）〜式（３
６）に基づいて、出力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報に
おける各フレームに対する目標符号量が算出される。こ
の目標符号量に基づき仮想バッファの更新が行われる
が、詳細は後述する。
【０１４５】適応量子化部４４では、仮想バッファ４３
において算出された参照量子化スケールＱｊ及び、式
（３７）、式（３８）、若しくは式（３９）によって算
出された正規化アクティビティＮ＿ａｃｔを用いて、当
該マクロブロックに対する量子化スケールを算出して出
力する。正規化アクティビティＮ＿ａｃｔの算出には、
平均アクティビティ算出部３８に格納される当該フレー
ムに対する平均アクティビティ、及びアクティビティバ
ッファ３９に格納された、当該フレーム内の各マクロブ
ロックに対するアクティビティが用いられる。
【０１４６】出力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報符号化
処理に伴って得られるフィードバック情報は、目標符号
量算出部４２及び仮想バッファ４３に入力される。
【０１４７】続いて、参照量子化スケールを画面内でほ
ぼ一定に保つ方法を説明する。平均量子化スケール算出
部３２に格納される入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報
における、第１番目のＩピクチャに対する平均量子化ス
ケールをＱｉ０とし、符号量バッファ（フレーム）３１
に格納される入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報におけ
る、第１番目のＩピクチャに対して割り当てられた符号
量をＢｉ０とし、目標符号量算出部５２において、式
（２６）、若しくは式（３４）によって算出された目標
符号量をＴｉ０として、参照量子化スケールの初期値ｒ
ｅｆＱｉ０を式（４０）により算出する。
【０１４８】
【数３５】
【０１４９】これより、Ｉピクチャに対する仮想バッフ
ァの初期占有量ｄ０ ｉを式（４１）により算出する。
【０１５０】
【数３６】
【０１５１】Ｐ、Ｂピクチャに対する仮想バッファ占有
量の初期値ｄ０ ｐ、ｄ０ ｂに関しては、Ｋｐ、Ｋｂを式
（３２）により定められた値として、式（４２）のよう
に求めても良い。
【０１５２】
【数３７】
【０１５３】或いはまた、式（４０）に対応して、Ｐ、
Ｂピクチャに対する参照量子化スケールの初期値ｒｅｆ
Ｑｐ０、ｒｅｆＱｂ０を式（４３）、式（４４）のよう
に求めてから、式（４５）、式（４６）ように求めても
良い。
【０１５４】
【数３８】
【０１５５】入力されるＭＰＥＧ２画像圧縮情報で、量
子化スケールバッファ３３に格納された当該マクロブロ
ックｋ（ｋ＝０、…、ＭＢ＿ｃｎｔ）に対する量子化ス
ケールをＱｋ、符号量バッファ（マクロブロック）３４
に格納された割当符号量をＢ ｋとすれば、アクティビテ
ィバッファ３５には、当該マクロブロックｋに対するア
クティビティＸｋが格納されている。ここで、Ｑｋ、Ｂ
ｋ、及びＸｋの間には、式（４７）のような関係が存在
する。
【０１５６】
【数３９】
【０１５７】ついで、フレーム全体に渡るアクティビテ
ィの合計値Ｘｔｏｔａｌを式（４８）のように定義す
る。
【０１５８】
【数４０】
【０１５９】仮想バッファ４３においては、式（４８）
の定義を用いて、式（４９）〜式（５１）によって仮想
バッファの占有量を更新する。
【０１６０】
【数４１】
【０１６１】ここで、Ｉ、Ｐ、ＢピクチャにおけるＸｋ
をＸｉ，ｋ、Ｘｐ，ｋ、Ｘｂ，ｋと表している。また、
それぞれのピクチャにおけるＸｔｏｔａｌを、Ｘ
ｉ，ｔｏｔ ａｌ、Ｘｐ，ｔｏｔａｌ、Ｘｂ，ｔｏｔａｌ
としている。
【０１６２】このような式（４９）〜式（５１）を用い
ることにより、適応量子化前の参照量子化スケールはフ
レーム内でほぼ一定に保たれる。これにより、適応量子
化部４４における、マクロブロック毎の適応量子化をよ
り有効なものとし、ブロック歪を低減することができ
る。
【０１６３】なお、本発明は、上述した実施の形態のみ
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲において種々の変更が可能であることは勿論であ
る。例えば、本発明の実施の形態では、入力としてＭＰ
ＥＧ−２方式による画像圧縮情報を対象としてきたが、
ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ４や、Ｈ．２６３などのように、
直交変換と動き補償によって符号化された画像圧縮情報
であれば、本発明による装置と同様の構成で符号量の削
減が可能である。また、画像情報変換装置は、復号化部
から符号化部への受け渡しを画素領域で行うものであっ
ても構わない。
【０１６４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る符号量制御装置は、少なくともフレーム内符号化画
像、フレーム間順方向予測符号化画像、及び双方向予測
符号化画像を含み離散コサイン変換と動き補償によって
符号化された画像圧縮情報を入力し、復号化部から符号
化部への情報の受け渡しを画素領域、又は周波数領域で
行う際の符号量制御方法において、所定の方式に基づい
て入力される画像圧縮情報より抽出される情報を用い
て、仮想バッファに基づいたマクロブロック毎の符号量
制御を行うものである。
【０１６５】したがって、本発明に係る符号量制御装置
は、参照量子化スケールの初期値として最適な値を算出
し、また、フレーム内の参照量子化スケールを一定に保
つことでブロック歪の発生を回避し、より少ない符号量
を持つ画像圧縮情報を出力することができる。
【０１６６】また、本発明に係る符号量制御方法は、少
なくともフレーム内符号化画像、フレーム間順方向予測
符号化画像、及び双方向予測符号化画像を含み離散コサ
イン変換と動き補償によって符号化された画像圧縮情報
を入力し、復号化部から符号化部への情報の受け渡しを
画素領域、又は周波数領域で行う装置に備わる符号量制
御装置において、所定の方式に基づいて入力される画像
圧縮情報より抽出される情報を用いて、仮想バッファに
基づいたマクロブロック毎の符号量制御を行うものであ
る。
【０１６７】したがって、本発明にかかる符号量制御方
法によれば、参照量子化スケールの初期値として最適な
値が算出され、また、フレーム内の参照量子化スケール
が一定に保たれることでブロック歪の発生が回避され、
より少ない符号量を持つ画像圧縮情報が出力可能とな
る。
【０１６８】さらに、本発明に係る画像情報変換装置
は、少なくともフレーム内符号化画像、フレーム間順方
向予測符号化画像、及び双方向予測符号化画像を含む画
像圧縮情報を入力し、離散コサイン変換と動き補償とに
よって画像圧縮情報を符号化し、復号化部から符号化部
への情報の受け渡しを画素領域、又は周波数領域で行う
画像情報変換装置であって、画像圧縮情報より抽出され
る情報を用いて、仮想バッファに基づいてマクロブロッ
ク毎の符号量を制御する符号量制御手段を備えるもので
ある。
【０１６９】したがって、本発明に係る画像情報変換装
置は、参照量子化スケールの初期値として最適な値を算
出し、また、フレーム内の参照量子化スケールを一定に
保つことでブロック歪の発生を回避し、より少ない符号
量を持つ画像圧縮情報を出力することができる。
【０１７０】さらにまた、本発明に係る画像情報変換方
法は、少なくともフレーム内符号化画像、フレーム間順
方向予測符号化画像、及び双方向予測符号化画像を含む
画像圧縮情報を入力し、離散コサイン変換と動き補償と
によって画像圧縮情報を符号化し、復号化部から符号化
部への情報の受け渡しを画素領域、又は周波数領域で行
う画像情報変換方法であって、画像圧縮情報より抽出さ
れる情報を用いて、仮想バッファに基づいてマクロブロ
ック毎の符号量を制御する符号量制御工程を有するもの
である。
【０１７１】したがって、本発明に係る画像情報変換方
法によれば、参照量子化スケールの初期値として最適な
値が算出され、また、フレーム内の参照量子化スケール
が一定に保たれることでブロック歪の発生が回避され、
より少ない符号量を持つ画像圧縮情報が出力可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として示す画像情報変換装
置の全体構造を説明する図である。
【図２】同画像情報変換装置の可変長復号化部における
画像圧縮情報の走査方式を説明する図であり、同図
（Ａ）はジグザグスキャンを示し、同図（Ｂ）はオルタ
ネートスキャンを示す。
【図３】同画像情報変換装置の帯域制限部における動作
の一例を説明する図であり、同図（Ａ）は水平方向低域
成分である８×６成分のみの値を保存するものを示し、
同図（Ｂ）は水平方向低域成分である８×４成分のみの
値を保存するものを示す。
【図４】同画像情報変換装置の可変長符号化部におい
て、あるブロックの離散コサイン変換係数の水平方向高
域成分である８×２成分の削減を施したものを説明する
図であり、同図（Ａ）は削減前、同図（Ｂ）は削減後を
示したものである。
【図５】同画像情報変換装置において、線形内挿により
１／４画素精度の補間を行う場合の、動き補償予測部の
動作原理を説明する図である。
【図６】Ｗａｎｇの高速アルゴリズムに基づく４次の離
散コサイン変換・逆離散コサイン変換処理を説明する図
である。
【図７】同画像情報変換装置において、逆離散コサイン
変換部における水平方向の処理を低域４次係数のみを用
いて行う方法の、一連の処理と等価な行列を説明する図
であり、同図（Ａ）は間引き処理、同図（Ｂ）は平均処
理を示したものである。
【図８】同画像情報変換装置において、逆離散コサイン
変換部及び離散コサイン変換部で色差信号に対する処理
を更に削減する方法を説明する図である。
【図９】同画像情報変換装置において、符号量制御部で
の擬似ＧＯＰを構成する方法を説明する図である。
【図１０】同画像情報変換装置において、情報バッファ
及び符号量制御部の構成を説明する図である。
【図１１】従来の画像情報変換装置の全体構造を説明す
る図である。
【図１２】従来の画像情報変換装置において、情報バッ
ファ及び符号量制御部の構成を説明する図である。
【図１３】従来の画像情報変換装置において、符号量制
御部の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ 画像情報変換装置、１１ 符号バッファ、１２ 圧
縮情報解析部、１３情報バッファ、１４ 可変長復号化
部、１５ 逆量子化部、１６ 加算器、１７帯域制限
部、１８ 量子化部、１９ 符号量制御部、２０ 符号
バッファ、２１ 可変長符号化部、２２ 動き補償誤差
補正部、３１ 符号量バッファ（フレーム）、３２ 平
均量子化スケール算出部、３３ 量子化スケールバッフ
ァ、３４ 符号量バッファ（マクロブロック）、３５
ピクチャタイプバッファ、３６コンプレキシティバッフ
ァ、３７ 初期参照量子化スケール算出部、３８ 平均
アクティビティ算出部、３９ アクティビティバッフ
ァ、４０ 環状バッファ、４１ ＧＯＰ構造決定部、４
２ 目標符号量算出部、４３ 仮想バッファ、４４ 適
応量子化部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK03 KK06 KK11 MA00 MA04 MA05 MA14 MA23 MC11 MC38 ME01 PP05 PP06 PP07 PP16 SS01 SS08 SS13 TA46 TA60 TB07 TC10 TC18 TD06 TD14 UA02 UA05 UA33 5J064 AA02 BA09 BA16 BB03 BB12 BC01 BC16 BC21 BD01

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくともフレーム内符号化画像、フレ
    ーム間順方向予測符号化画像、及び双方向予測符号化画
    像を含み離散コサイン変換と動き補償によって符号化さ
    れた画像圧縮情報を入力し、復号化部から符号化部への
    情報の受け渡しを画素領域、又は周波数領域で行う装置
    に備わる符号量制御装置において、 所定の形式に基づいて入力される画像圧縮情報より抽出
    される情報を用いて、仮想バッファに基づいたマクロブ
    ロック毎の符号量制御を行うことを特徴とする符号量制
    御装置。
  2. 【請求項２】 第１番目のフレーム内符号化画像に対す
    る上記仮想バッファの初期占有量は、入力される上記画
    像圧縮情報から抽出される情報に基づいて算出されるこ
    とを特徴とする請求項１記載の符号量制御装置。
  3. 【請求項３】 上記第１番目のフレーム内符号化画像に
    対する上記仮想バッファの初期占有量は、上記第１番目
    のフレーム内符号化画像に対する平均量子化スケールに
    上記第１番目のフレーム内符号化画像に対する割当符号
    量を乗じたものを上記第１番目のフレーム内符号化画像
    に対する目標符号量で除算して得られる上記第１番目の
    フレーム内符号化画像に対する参照量子化スケールに、
    上記所定の形式で定められているフィードバックループ
    の応答速度を制御するパラメータを乗じたものを所定の
    定数で除算して得られることを特徴とする請求項２記載
    の符号量制御装置。
  4. 【請求項４】 第１番目のフレーム間順方向予測符号化
    画像に対する上記仮想バッファの初期占有量は、上記第
    １番目のフレーム内符号化画像の量子化スケールコード
    を基準としたフレーム間順方向予測符号化画像の量子化
    スケールコードと上記第１番目のフレーム内符号化画像
    に対する上記仮想バッファの初期占有量との積として得
    られ、 第１番目の双方向予測符号化画像に対する上記仮想バッ
    ファの初期占有量は、上記第１番目のフレーム内符号化
    画像の量子化スケールコードを基準とした双方向予測符
    号化画像の量子化スケールコードと上記第１番目のフレ
    ーム内符号化画像に対する上記仮想バッファの初期占有
    量との積として得られることを特徴とする請求項３記載
    の符号量制御装置。
  5. 【請求項５】 入力される上記画像圧縮情報における第
    １番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する参照
    量子化スケールは、上記第１番目のフレーム間順方向予
    測符号化画像に対する平均量子化スケールに上記第１番
    目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する割当符号
    量を乗じたものを上記第１番目のフレーム間順方向予測
    符号化画像に対する目標符号量で除算して得られ、 入力される上記画像圧縮情報における第１番目の双方向
    予測符号化画像に対する参照量子化スケールは、上記第
    １番目の双方向予測符号化画像に対する平均量子化スケ
    ールに上記第１番目の双方向予測符号化画像に対する割
    当符号量を乗じたものを上記第１番目の双方向予測符号
    化画像に対する目標符号量で除算して得られることを特
    徴とする請求項３記載の符号量制御装置。
  6. 【請求項６】 上記第１番目のフレーム間順方向予測符
    号化画像に対する上記仮想バッファの初期占有量は、上
    記第１番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する
    参照量子化スケールに上記所定の形式で定められている
    フィードバックループの応答速度を制御するパラメータ
    を乗じたものを上記所定の定数で除算して得られ、 上記第１番目の双方向予測符号化画像に対する上記仮想
    バッファの初期占有量は、上記第１番目の双方向予測符
    号化画像に対する参照量子化スケールに上記所定の形式
    で定められているフィードバックループの応答速度を制
    御するパラメータを乗じたものを上記所定の定数で除算
    して得られることを特徴とする請求項３記載の符号量制
    御装置。
  7. 【請求項７】 上記フレーム内符号化画像、上記フレー
    ム間順方向予測符号化画像、及び上記双方向予測符号化
    画像に対する上記仮想バッファの占有量の更新を、入力
    される画像圧縮情報から抽出される情報に基づいて行う
    ことを特徴とする請求項１記載の符号量制御装置。
  8. 【請求項８】 上記フレーム内符号化画像、上記フレー
    ム間順方向予測符号化画像、上記双方向予測符号化画像
    に対する上記仮想バッファの占有量は、 各マクロブロックに割り当てられた符号量をＢｉ，ｋ、
    Ｂｐ，ｋ、Ｂｂ，ｋと表し、入力される上記画像圧縮情
    報内での上記フレーム内符号化画像、上記フレーム間順
    方向予測符号化画像、及び上記双方向予測符号化画像に
    おける各マクロブロックに対する量子化スケールをＱ
    ｉ，ｋ、Ｑｐ，ｋ、Ｑｂ，ｋと表したとき、各マクロブ
    ロックに対するアクティビティＸｉ，ｋ、Ｘｐ，ｋ、Ｘ
    ｂ，ｋを 【数１】 と定義し、入力される上記画像圧縮情報内で１フレーム
    に含まれるマクロブロックの数をＭＢ＿ｃｎｔと表すと
    き、上記１フレームに含まれる上記アクティビティの総
    和Ｘｉ，ｔｏｔａｌ、Ｘｐ，ｔｏｔａｌ、Ｘ
    ｂ，ｔｏｔａｌを 【数２】 と定義し、各フレームに対する目標符号量をＴｉ、
    Ｔｐ、Ｔｂと表し、当該フレームにおいて第０番目から
    第ｊ番目のマクロブロックで発生した符号量をＢｊと表
    すとき、以下の式 【数３】 のように更新されることを特徴とする請求項７記載の符
    号量制御装置。
  9. 【請求項９】 少なくともフレーム内符号化画像、フレ
    ーム間順方向予測符号化画像、及び双方向予測符号化画
    像を含み離散コサイン変換と動き補償によって符号化さ
    れた画像圧縮情報を入力し、復号化部から符号化部への
    情報の受け渡しを画素領域、又は周波数領域で行う際の
    符号量制御方法において、 所定の形式に基づいて入力される画像圧縮情報より抽出
    される情報を用いて、仮想バッファに基づいたマクロブ
    ロック毎の符号量制御を行うことを特徴とする符号量制
    御方法。
  10. 【請求項１０】 第１番目のフレーム内符号化画像に対
    する上記仮想バッファの初期占有量は、入力される上記
    画像圧縮情報から抽出される情報に基づいて算出される
    ことを特徴とする請求項９記載の符号量制御方法。
  11. 【請求項１１】 上記第１番目のフレーム内符号化画像
    に対する上記仮想バッファの初期占有量は、上記第１番
    目のフレーム内符号化画像に対する平均量子化スケール
    に上記第１番目のフレーム内符号化画像に対する割当符
    号量を乗じたものを上記第１番目のフレーム内符号化画
    像に対する目標符号量で除算して得られる上記第１番目
    のフレーム内符号化画像に対する参照量子化スケール
    に、上記所定の形式で定められているフィードバックル
    ープの応答速度を制御するパラメータを乗算したものを
    所定の定数で除算して得られることを特徴とする請求項
    １０記載の符号量制御方法。
  12. 【請求項１２】 第１番目のフレーム間順方向予測符号
    化画像に対する上記仮想バッファの初期占有量は、上記
    第１番目のフレーム内符号化画像の量子化スケールコー
    ドを基準としたフレーム間順方向予測符号化画像の量子
    化スケールコードと上記第１番目のフレーム内符号化画
    像に対する上記仮想バッファの初期占有量との積として
    得られ、 第１番目の双方向予測符号化画像に対する上記仮想バッ
    ファの初期占有量は、上記第１番目のフレーム内符号化
    画像の量子化スケールコードを基準とした双方向予測符
    号化画像の量子化スケールコードと上記第１番目のフレ
    ーム内符号化画像に対する上記仮想バッファの初期占有
    量との積として得られることを特徴とする請求項１１記
    載の符号量制御方法。
  13. 【請求項１３】 入力される上記画像圧縮情報における
    第１番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する参
    照量子化スケールは、上記第１番目のフレーム間順方向
    予測符号化画像に対する平均量子化スケールに上記第１
    番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する割当符
    号量を乗じたものを上記第１番目のフレーム間順方向予
    測符号化画像に対する目標符号量で除算して得られ、 入力される上記画像圧縮情報における第１番目の双方向
    予測符号化画像に対する参照量子化スケールは、上記第
    １番目の双方向予測符号化画像に対する平均量子化スケ
    ールに上記第１番目の双方向予測符号化画像に対する割
    当符号量を乗じたものを上記第１番目の双方向予測符号
    化画像に対する目標符号量で除算して得られることを特
    徴とする請求項１１記載の符号量制御方法。
  14. 【請求項１４】 上記第１番目のフレーム間順方向予測
    符号化画像に対する上記仮想バッファの初期占有量は、
    上記第１番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対す
    る参照量子化スケールに上記所定の形式で定められてい
    るフィードバックループの応答速度を制御するパラメー
    タを乗じたものを上記所定の定数で除算して得られ、 上記第１番目の双方向予測符号化画像に対する上記仮想
    バッファの初期占有量は、上記第１番目の双方向予測符
    号化画像に対する参照量子化スケールに上記所定の形式
    で定められているフィードバックループの応答速度を制
    御するパラメータを乗じたものを上記所定の定数で除算
    して得られることを特徴とする請求項１１記載の符号量
    制御方法。
  15. 【請求項１５】 上記フレーム内符号化画像、フレーム
    間順方向予測符号化画像、及び双方向予測符号化画像に
    対する上記仮想バッファの占有量の更新を、入力される
    画像圧縮情報から抽出される情報に基づいて行うことを
    特徴とする請求項９記載の符号量制御方法。
  16. 【請求項１６】 上記フレーム内符号化画像、上記フレ
    ーム間順方向予測符号化画像、上記双方向予測符号化画
    像に対する上記仮想バッファの占有量は、 各マクロブロックに割り当てられた符号量をＢｉ，ｋ、
    Ｂｐ，ｋ、Ｂｂ，ｋと表し、入力される上記画像圧縮情
    報内での上記フレーム内符号化画像、上記フレーム間順
    方向予測符号化画像、及び上記双方向予測符号化画像に
    おける各マクロブロックに対する量子化スケールをＱ
    ｉ，ｋ、Ｑｐ，ｋ、Ｑｂ，ｋと表したとき、各マクロブ
    ロックに対するアクティビティＸｉ，ｋ、Ｘｐ，ｋ、Ｘ
    ｂ，ｋを 【数４】 と定義し、入力される上記画像圧縮情報内で１フレーム
    に含まれるマクロブロックの数をＭＢ＿ｃｎｔと表すと
    き、上記１フレームに含まれる上記アクティビティの総
    和Ｘｉ，ｔｏｔａｌ、Ｘｐ，ｔｏｔａｌ、Ｘ
    ｂ，ｔｏｔａｌを 【数５】 と定義し、各フレームに対する目標符号量をＴｉ、
    Ｔｐ、Ｔｂと表し、当該フレームにおいて第０番目から
    第ｊ番目のマクロブロックで発生した符号量をＢｊと表
    すとき、以下の式 【数６】 のように更新されることを特徴とする請求項１５記載の
    符号量制御方法。
  17. 【請求項１７】 少なくともフレーム内符号化画像、フ
    レーム間順方向予測符号化画像、及び双方向予測符号化
    画像を含む画像圧縮情報を入力し、離散コサイン変換と
    動き補償とによって上記画像圧縮情報を符号化し、復号
    化部から符号化部への情報の受け渡しを画素領域、又は
    周波数領域で行う画像情報変換装置であって、 所定の形式に基づいて入力される上記画像圧縮情報より
    抽出される情報を用いて、仮想バッファに基づいてマク
    ロブロック毎の符号量を制御する符号量制御手段を備え
    ることを特徴とする画像情報変換装置。
  18. 【請求項１８】 上記符号量制御手段において、第１番
    目のフレーム内符号化画像に対する上記仮想バッファの
    初期占有量は、入力される上記画像圧縮情報から抽出さ
    れる情報に基づいて算出されることを特徴とする請求項
    １７記載の画像情報変換装置。
  19. 【請求項１９】 上記符号量制御手段において、上記第
    １番目のフレーム内符号化画像に対する上記仮想バッフ
    ァの初期占有量は、上記第１番目のフレーム内符号化画
    像に対する平均量子化スケールに上記第１番目のフレー
    ム内符号化画像に対する割当符号量を乗じたものを上記
    第１番目のフレーム内符号化画像に対する目標符号量で
    除算して得られる上記第１番目のフレーム内符号化画像
    に対する参照量子化スケールに、上記所定の形式で定め
    られているフィードバックループの応答速度を制御する
    パラメータを乗じたものを所定の定数で除算して得られ
    ることを特徴とする請求項１８記載の画像情報変換装
    置。
  20. 【請求項２０】 上記符号量制御手段において、第１番
    目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する上記仮想
    バッファの初期占有量は、上記第１番目のフレーム内符
    号化画像の量子化スケールコードを基準としたフレーム
    間順方向予測符号化画像の量子化スケールコードと上記
    第１番目のフレーム内符号化画像に対する上記仮想バッ
    ファの初期占有量との積として得られ、 第１番目の双方向予測符号化画像に対する上記仮想バッ
    ファの初期占有量は、上記第１番目のフレーム内符号化
    画像の量子化スケールコードを基準とした双方向予測符
    号化画像の量子化スケールコードと上記第１番目のフレ
    ーム内符号化画像に対する上記仮想バッファの初期占有
    量との積として得られることを特徴とする請求項１９記
    載の画像情報変換装置。
  21. 【請求項２１】 上記符号量制御手段において、入力さ
    れる上記画像圧縮情報における第１番目のフレーム間順
    方向予測符号化画像に対する参照量子化スケールは、上
    記第１番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する
    平均量子化スケールに上記第１番目のフレーム間順方向
    予測符号化画像に対する割当符号量を乗じたものを上記
    第１番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する目
    標符号量で除算して得られ、 入力される上記画像圧縮情報における第１番目の双方向
    予測符号化画像に対する参照量子化スケールは、上記第
    １番目の双方向予測符号化画像に対する平均量子化スケ
    ールに上記第１番目の双方向予測符号化画像に対する割
    当符号量を乗じたものを上記第１番目の双方向予測符号
    化画像に対する目標符号量で除算して得られることを特
    徴とする請求項１９記載の画像情報変換装置。
  22. 【請求項２２】 上記符号量制御手段において、上記第
    １番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する上記
    仮想バッファの初期占有量は、上記第１番目のフレーム
    間順方向予測符号化画像に対する参照量子化スケールに
    上記所定の形式で定められているフィードバックループ
    の応答速度を制御するパラメータを乗じたものを上記所
    定の定数で除算して得られ、 上記第１番目の双方向予測符号化画像に対する上記仮想
    バッファの初期占有量は、上記第１番目の双方向予測符
    号化画像に対する参照量子化スケールに上記所定の形式
    で定められているフィードバックループの応答速度を制
    御するパラメータを乗じたものを上記所定の定数で除算
    して得られることを特徴とする請求項１９記載の画像情
    報変換装置。
  23. 【請求項２３】 上記符号量制御手段において、上記フ
    レーム内符号化画像、上記フレーム間順方向予測符号化
    画像、及び上記双方向予測符号化画像に対する上記仮想
    バッファの占有量の更新を、入力される画像圧縮情報か
    ら抽出される情報に基づいて行うことを特徴とする請求
    項１７記載の画像情報変換装置。
  24. 【請求項２４】 上記符号量制御手段において、上記フ
    レーム内符号化画像、上記フレーム間順方向予測符号化
    画像、上記双方向予測符号化画像に対する仮想バッファ
    の占有量は、 各マクロブロックに割り当てられた符号量をＢｉ，ｋ、
    Ｂｐ，ｋ、Ｂｂ，ｋと表し、入力される上記画像圧縮情
    報内での上記フレーム内符号化画像、上記フレーム間順
    方向予測符号化画像、及び上記双方向予測符号化画像に
    おける各マクロブロックに対する量子化スケールをＱ
    ｉ，ｋ、Ｑｐ，ｋ、Ｑｂ，ｋと表したとき、各マクロブ
    ロックに対するアクティビティＸｉ，ｋ、Ｘｐ，ｋ、Ｘ
    ｂ，ｋを 【数７】 と定義し、入力される上記画像圧縮情報内で１フレーム
    に含まれるマクロブロックの数をＭＢ＿ｃｎｔと表すと
    き、上記１フレームに含まれる上記アクティビティの総
    和Ｘｉ，ｔｏｔａｌ、Ｘｐ，ｔｏｔａｌ、Ｘ
    ｂ，ｔｏｔａｌを 【数８】 と定義し、各フレームに対する目標符号量をＴｉ、
    Ｔｐ、Ｔｂと表し、当該フレームにおいて第０番目から
    第ｊ番目のマクロブロックで発生した符号量をＢｊと表
    すとき、以下の式 【数９】 のように更新されることを特徴とする請求項２３記載の
    画像情報変換装置。
  25. 【請求項２５】 少なくともフレーム内符号化画像、フ
    レーム間順方向予測符号化画像、及び双方向予測符号化
    画像を含む画像圧縮情報を入力し、離散コサイン変換と
    動き補償とによって上記画像圧縮情報を符号化し、復号
    化部から符号化部への情報の受け渡しを画素領域、又は
    周波数領域で行う画像情報変換装置であって、 所定の形式に基づいて入力される上記画像圧縮情報より
    抽出される情報を用いて、仮想バッファに基づいたマク
    ロブロック毎の符号量を制御する符号量制御工程を有す
    ることを特徴とする画像情報変換方法。
  26. 【請求項２６】 上記符号量制御工程において、第１番
    目のフレーム内符号化画像に対する上記仮想バッファの
    初期占有量は、入力される上記画像圧縮情報から抽出さ
    れる情報に基づいて算出されることを特徴とする請求項
    ２５記載の画像情報変換方法。
  27. 【請求項２７】 上記符号量制御工程において、上記第
    １番目のフレーム内符号化画像に対する上記仮想バッフ
    ァの初期占有量は、上記第１番目のフレーム内符号化画
    像に対する平均量子化スケールに上記第１番目のフレー
    ム内符号化画像に対する割当符号量を乗じたものを上記
    第１番目のフレーム内符号化画像に対する目標符号量で
    除算して得られる上記第１番目のフレーム内符号化画像
    に対する参照量子化スケールに、上記所定の形式で定め
    られているフィードバックループの応答速度を制御する
    パラメータを乗じたものを所定の定数で除算して得られ
    ることを特徴とする請求項２６記載の画像情報変換方
    法。
  28. 【請求項２８】 上記符号量制御工程において、第１番
    目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する上記仮想
    バッファの初期占有量は、上記第１番目のフレーム内符
    号化画像の量子化スケールコードを基準としたフレーム
    間順方向予測符号化画像の量子化スケールコードと上記
    第１番目のフレーム内符号化画像に対する上記仮想バッ
    ファの初期占有量との積として得られ、 第１番目の双方向予測符号化画像に対する上記仮想バッ
    ファの初期占有量は、上記第１番目のフレーム内符号化
    画像の量子化スケールコードを基準とした双方向予測符
    号化画像の量子化スケールコードと上記第１番目のフレ
    ーム内符号化画像に対する上記仮想バッファの初期占有
    量との積として得られることを特徴とする請求項２７記
    載の画像情報変換方法。
  29. 【請求項２９】 上記符号量制御工程において、入力さ
    れる上記画像圧縮情報における第１番目のフレーム間順
    方向予測符号化画像に対する参照量子化スケールは、上
    記第１番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する
    平均量子化スケールに上記第１番目のフレーム間順方向
    予測符号化画像に対する割当符号量を乗じたものを上記
    第１番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する目
    標符号量で除算して得られ、 入力される上記画像圧縮情報における第１番目の双方向
    予測符号化画像に対する参照量子化スケールは、上記第
    １番目の双方向予測符号化画像に対する平均量子化スケ
    ールに上記第１番目の双方向予測符号化画像に対する割
    当符号量を乗じたものを上記第１番目の双方向予測符号
    化画像に対する目標符号量で除算して得られることを特
    徴とする請求項２７記載の画像情報変換方法。
  30. 【請求項３０】 上記符号量制御工程において、上記第
    １番目のフレーム間順方向予測符号化画像に対する上記
    仮想バッファの初期占有量は、上記第１番目のフレーム
    間順方向予測符号化画像に対する参照量子化スケールに
    上記所定の形式で定められているフィードバックループ
    の応答速度を制御するパラメータを乗じたものを上記所
    定の定数で除算して得られ、 上記第１番目の双方向予測符号化画像に対する上記仮想
    バッファの初期占有量は、上記第１番目の双方向予測符
    号化画像に対する参照量子化スケールに上記所定の形式
    で定められているフィードバックループの応答速度を制
    御するパラメータを乗じたものを上記所定の定数で除算
    して得られることを特徴とする請求項２７記載の画像情
    報変換方法。
  31. 【請求項３１】 上記符号量制御工程において、上記フ
    レーム内符号化画像、上記フレーム間順方向予測符号化
    画像、及び上記双方向予測符号化画像に対する上記仮想
    バッファの占有量の更新を、入力される画像圧縮情報か
    ら抽出される情報に基づいて行うことを特徴とする請求
    項２５記載の画像情報変換方法。
  32. 【請求項３２】 上記符号量制御工程において、上記フ
    レーム内符号化画像、上記フレーム間順方向予測符号化
    画像、上記双方向予測符号化画像に対する上記仮想バッ
    ファの占有量は、 各マクロブロックに割り当てられた符号量をＢｉ，ｋ、
    Ｂｐ，ｋ、Ｂｂ，ｋと表し、入力される上記画像圧縮情
    報内での上記フレーム内符号化画像、上記フレーム間順
    方向予測符号化画像、及び上記双方向予測符号化画像に
    おける各マクロブロックに対する量子化スケールをＱ
    ｉ，ｋ、Ｑｐ，ｋ、Ｑｂ，ｋと表したとき、各マクロブ
    ロックに対するアクティビティＸｉ，ｋ、Ｘｐ，ｋ、Ｘ
    ｂ，ｋを 【数１０】 と定義し、入力される上記画像圧縮情報内で１フレーム
    に含まれるマクロブロックの数をＭＢ＿ｃｎｔと表すと
    き、上記１フレームに含まれる上記アクティビティの総
    和Ｘｉ，ｔｏｔａｌ、Ｘｐ，ｔｏｔａｌ、Ｘ
    ｂ，ｔｏｔａｌを 【数１１】 と定義し、各フレームに対する目標符号量をＴｉ、
    Ｔｐ、Ｔｂと表し、当該フレームにおいて第０番目から
    第ｊ番目のマクロブロックで発生した符号量をＢｊと表
    すとき、以下の式 【数１２】 のように更新されることを特徴とする請求項３１記載の
    画像情報変換方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007300350A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Fuji Xerox Co Ltd 復号化装置、復号化方法及びプログラム
JP2008283607A (ja) * 2007-05-14 2008-11-20 Kddi Corp 画像データトランスコーディング装置及びトランスコーディング方法

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100950525B1 (ko) * 2002-12-02 2010-03-30 삼성전자주식회사 트랜스코딩 장치 및 방법, 이에 사용되는 타겟비트할당 및픽처 복잡도 예측 장치 및 방법
US7940843B1 (en) 2002-12-16 2011-05-10 Apple Inc. Method of implementing improved rate control for a multimedia compression and encoding system
US7804897B1 (en) * 2002-12-16 2010-09-28 Apple Inc. Method for implementing an improved quantizer in a multimedia compression and encoding system
US20040247030A1 (en) * 2003-06-09 2004-12-09 Andre Wiethoff Method for transcoding an MPEG-2 video stream to a new bitrate
US9612965B2 (en) * 2003-06-24 2017-04-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and system for servicing streaming media
JP4747494B2 (ja) * 2004-03-03 2011-08-17 ソニー株式会社 データ処理装置およびその方法と符号化装置
US20050276493A1 (en) * 2004-06-01 2005-12-15 Jun Xin Selecting macroblock coding modes for video encoding
US8116577B2 (en) * 2005-03-07 2012-02-14 Sony Corporation Encoding method, encoding device, encoding process program, and recording medium on which encoding process program is recorded
US20060222251A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Bo Zhang Method and system for frame/field coding
US7822117B1 (en) * 2005-09-30 2010-10-26 Ambarella, Inc. Video encoder rate control using bit usage measuring and allocating by macroblock classes
JP4795223B2 (ja) * 2006-01-31 2011-10-19 キヤノン株式会社 画像処理装置
KR100790986B1 (ko) * 2006-03-25 2008-01-03 삼성전자주식회사 가변 비트율 비디오 코딩에서 비트율을 제어하는 장치 및방법
JP4867497B2 (ja) * 2006-06-21 2012-02-01 ソニー株式会社 情報処理装置および方法、復号装置および方法、プログラム、並びに情報処理システム
JP4624321B2 (ja) * 2006-08-04 2011-02-02 株式会社メガチップス トランスコーダおよび符号化画像変換方法
US20100020869A1 (en) * 2007-03-28 2010-01-28 Hiroshi Ikeda Coding rate conversion device and coding rate conversion method
US8509592B2 (en) * 2007-05-21 2013-08-13 Mitsubishi Electric Corporation Image difference detection method and apparatus, scene change detection method and apparatus, and image difference value detection method and apparatus
WO2009075107A1 (ja) * 2007-12-13 2009-06-18 Panasonic Corporation 画像符号化装置、符号化レート変換装置、映像音声ストリーム記録装置、ネットワーク配信システム、係数変換装置、集積回路及び画像符号化方法
JP5039976B2 (ja) * 2008-03-24 2012-10-03 株式会社メガチップス トランスコーダ
JP5199956B2 (ja) * 2009-06-16 2013-05-15 キヤノン株式会社 画像復号装置及びその制御方法
JP5199955B2 (ja) * 2009-06-16 2013-05-15 キヤノン株式会社 画像復号装置及びその制御方法
US8290038B1 (en) * 2009-11-30 2012-10-16 Google Inc. Video coding complexity estimation
US8990435B2 (en) 2011-01-17 2015-03-24 Mediatek Inc. Method and apparatus for accessing data of multi-tile encoded picture stored in buffering apparatus
US9497466B2 (en) * 2011-01-17 2016-11-15 Mediatek Inc. Buffering apparatus for buffering multi-partition video/image bitstream and related method thereof
KR101894420B1 (ko) * 2011-04-15 2018-09-03 에스케이플래닛 주식회사 적응적 비디오 트랜스코딩 방법 및 시스템
US9538177B2 (en) 2011-10-31 2017-01-03 Mediatek Inc. Apparatus and method for buffering context arrays referenced for performing entropy decoding upon multi-tile encoded picture and related entropy decoder

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5889561A (en) * 1994-11-04 1999-03-30 Rca Thomson Licensing Corporation Method and apparatus for scaling a compressed video bitstream
SE515535C2 (sv) * 1996-10-25 2001-08-27 Ericsson Telefon Ab L M En transkoder
US5907374A (en) * 1997-06-30 1999-05-25 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for processing a compressed input bitstream representing an information signal
CN1178518C (zh) * 1998-04-30 2004-12-01 皇家菲利浦电子有限公司 压缩数据的方法和装置
US6215824B1 (en) * 1998-05-01 2001-04-10 Boom Corporation Transcoding method for digital video networking
US6167084A (en) * 1998-08-27 2000-12-26 Motorola, Inc. Dynamic bit allocation for statistical multiplexing of compressed and uncompressed digital video signals
US6625211B1 (en) * 1999-02-25 2003-09-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for transforming moving picture coding system
GB9908809D0 (en) * 1999-04-16 1999-06-09 Sony Uk Ltd Signal processor
EP1067798A3 (en) * 1999-06-30 2005-11-30 Media Glue Corporation Apparatus, method and computer program product for transcoding a coded moving picture sequence
US6441754B1 (en) * 1999-08-17 2002-08-27 General Instrument Corporation Apparatus and methods for transcoder-based adaptive quantization
US6404814B1 (en) * 2000-04-28 2002-06-11 Hewlett-Packard Company Transcoding method and transcoder for transcoding a predictively-coded object-based picture signal to a predictively-coded block-based picture signal
US6748020B1 (en) * 2000-10-25 2004-06-08 General Instrument Corporation Transcoder-multiplexer (transmux) software architecture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007300350A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Fuji Xerox Co Ltd 復号化装置、復号化方法及びプログラム
JP2008283607A (ja) * 2007-05-14 2008-11-20 Kddi Corp 画像データトランスコーディング装置及びトランスコーディング方法

Also Published As

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