JP2002520960A - 複数のデータ圧縮チャネルを有するデータ圧縮アッセンブリ - Google Patents
複数のデータ圧縮チャネルを有するデータ圧縮アッセンブリInfo
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Abstract
Description
るものである。データ圧縮チャネルを、例えば、エムペグ(MPEG)の規格に
従って互いに相違するプログラムを符号化するエンコーダとする。符号化された
プログラムを多重して、いわゆるブーケ(bouquet)を形成する。その後、ブーケ
を受信器に伝送し、その受信器は、ブーケから特定のプログラムを選択するとと
もに選択したプログラムを復号化する。
された国際出願は、二つ以上のビデオ信号を符号化するビデオ信号符号化装置を
記載している。この装置は、各ビデオ信号に対する符号化段を具える。符号化段
は、符号化ビデオフレームごとのデータビットの数としてビデオ信号を符号化す
る。符号化段は、符号化ビデオ信号を、指定されたデータビットの数によって決
定したビットレートで符号化ビデオ信号を出力する。ターゲット設定によって、
各符号化段に対する指定されたデータビットの数が設定されて、各符号化段の出
力ビットレートの総和がほぼ一定の状態になる。各符号化ビデオ信号は、バッフ
ァメモリに書き込まれ、指定された出力レートでそれぞれバッファメモリから順
次読み出される。
のチャネルビットレートの変動にもかかわらず、全体に亘る出力ビットレートは
一定に維持される。ターゲット設定は、各符号化段から受信したビデオイメージ
フレームの各情報成分に関連する比率を取り出す。指定されたビット数は、チャ
ネル間で利用できるトータルビット数を比率に従って除算することによって設定
される。
ータ圧縮チャネルがデータ圧縮器及びバッファメモリスペースを具えるとも仮定
する。データ圧縮器は、入力データを圧縮して圧縮データを取得する。バッファ
メモリスペースは、圧縮データを一時的に格納するとともに、出力データストリ
ームの形態で圧縮データを発生させる。従来の符号化装置は、そのようなデータ
圧縮アッセンブリの一例である。
発生させることである。このために、本発明は以下の態様を考慮する。
し及びデータが圧縮される程度が減少するに従って良好になる。例えば、MPE
Gビデオ符号化において、画像が圧縮される程度は量子化パラメータに依存する
。符号化画像は、量子化パラメータが高い値を有する場合には比較的少ないビッ
ト数を有する。しかしながら、この場合、符号化画像は比較的小さい解像度を有
する。それに対して、量子化パラメータが低い値を有する場合、符号化画像は比
較的良好な解像度を有する。しかしながら、この場合、符号化画像は比較的多く
のビット数を有する。
る。ターゲットは、符号化画像に対して所望のビット数となる。量子化パラメー
タは、ターゲットがほとんど達成されるように制御される。画像を符号化する際
、量子化パラメータは、ターゲットを達成するために比較的高い値を有する必要
がある。この場合、画像の圧縮が困難であるといえる。それに対して、ターゲッ
トを、比較的低い値を有する量子化パラメータによって達成することができる。
この場合、画像の圧縮が容易であるといえる。したがって、固定されたターゲッ
トが存在すると仮定し、圧縮が容易な画像は、一度それが符号化されると、比較
的良好な品質を有し、それに対して、圧縮が困難な画像は、比較的良好でない品
質を有する。
ネルで符号化すべきコンカレント画像の連続するセットの各々に対するトータル
ターゲットが存在する。トータルターゲットを、各エンコーダ段の出力ビットレ
ートの和がほぼ一定となるように設定する。したがって、トータルターゲットを
、コンカレント画像の各セットに対して同一にする必要がある。各セットに対し
て、どの画像が比較的容易に圧縮され及びどの画像が比較的困難に圧縮されるか
を確立する。トータルターゲットを、以下のようにして画像間で区分する。比較
的圧縮が困難な画像には、比較的高い個別のターゲットが与えられる。それに対
して、比較的圧縮が容易な画像には、比較的低い個別のターゲットが与えられる
。したがって、既に説明したように、コンカレント画像のセットを符号化するの
に要すべきビット数に関して固定されたブーケが存在する。ブーケを、コンカレ
ント圧縮画像がほぼ一様な品質を有するように区分する。
像が比較的多数存在し、他の瞬時において、この種の画像が比較的少数しか存在
しない事態が発生する。トータルターゲットが一定であるので、圧縮が困難な画
像は、所定の瞬時では比較的低い個別のターゲットを有し、それに対して、これ
ら画像は、他の瞬時において比較的高い個別のターゲットを有する。その結果、
圧縮画像の品質は時間変化する。
チャネルに対して確立される。トータル出力ビットレートを、その目安に依存し
て各出力データストリーム全体に亘って区分する。各データ圧縮チャネルの圧縮
の程度は、出力データストリームのビットレート及びバッファメモリスペースに
格納された圧縮データ量に基づいて個別に制御される。
データ圧縮チャネルは、将来の所定の期間全体に亘って、対応するデータに対し
て要するビット数に関するそれ自体のブーケを有する。ブーケは、出力データス
トリームのビットレート及びバッファメモリスペースに格納された符号化データ
量によって決定される。データ圧縮チャネルが、圧縮困難なデータを受信すると
、そのデータ圧縮チャネルの出力データストリームのビットレートを増大させる
ことができる。その結果、ブーケが増大する。特定のデータ部分を符号化するの
に要されるビット数は、データ圧縮チャネルによって個別に決定される。
、ブーケを局所的に作る方法の決定とを有する。それに対して、従来では、固定
されたブーケ及びブーケを集中的に作る方法の決定が存在する。したがって、本
発明は、データ圧縮制御の際に更にフレキシブルになる。その結果、本発明によ
って、各データ圧縮チャネルは、圧縮データの品質をほぼ一定に維持しやすくな
る。
、後に説明するように添付図面を参照して明らかになる。
文字を付すものとする。複数の同様なものが単一の図に出現する場合がある。こ
の場合、数字又は接尾辞を参照文字に添付して、同様なものを区別する。便宜上
数字又は接尾辞を省略することもあり、又は値が重要でない(値に注意しない)
場合にはアスタリスクに置換することもある。
データ圧縮チャネルDCCを有する。データ圧縮チャネルは、データ圧縮器CM
P及びバッファメモリスペースBUFを具える。データ圧縮器は、入力データD
を圧縮して、圧縮データDcを得る。バッファメモリスペースは、圧縮データを
一時的に格納するとともに、圧縮データを出力データストリームDSの形態で発
生させる。
ータ圧縮チャネルに対して確立される。結合ビットレートコントローラ(joint b
it-rate controller)JBRCは、その目安に依存して各出力データストリーム
DS全体に亘る全出力ビットレートRtotを区分する。各データ圧縮チャネル
の圧縮の程度は、出力データストリームのビットレートR及びバッファメモリス
ペースに格納された圧縮データ量Fに基づいて個別に制御される。
縮データ品質に対して比較的小さい程度でデータ部分が圧縮される場合、すなわ
ち、圧縮データ品質が所定の圧縮の程度に対して比較的良好でない場合、データ
部分を圧縮するのが困難となる。圧縮の程度に対する圧縮データ品質の目安を確
立するのに種々の方法がある。例えば、その目安を、現在の圧縮経験に基づいて
確立する。この場合、以前のデータ部分を圧縮するのが困難であった場合にはデ
ータ部分を圧縮するのが困難となり、又は以前のデータ部分を圧縮するのが容易
であった場合にはデータ部分を圧縮するのが容易となると仮定される。このアプ
ローチは、圧縮の困難性に関してのみ緩慢に変化する場合に十分な結果となる。
示す。データ圧縮チャネルDCCは、2タイプのデータ圧縮を交互に実行する。
第1のデータ圧縮DC1は、圧縮の程度E[CMP]に対する圧縮データ品質Q[
Dc]の目安INDを確立する。第2のデータ圧縮DC2は、出力データストリ
ームDSの一部を形成する圧縮データDcを発生させる。
部を形成するために、まだ圧縮されていないデータに対する圧縮経験を有する。
その結果、目安は、更に新しいものとなり、以前のデータの圧縮のみに基づく目
安よりも正確なものとなる。目安が更に正確なものとなるので、トータルビット
レートを、データストリーム間で更に正確に区分することができる。すなわち、
トータルビットレートの区分は、ビット数に関するデータ圧縮チャネルの必要に
更によく整合する。その結果、図2の形態は、十分な品質に寄与する。
ダアッセンブリの一例を示す。このビデオエンコーダアッセンブリは、複数のビ
デオプログラムVPを受信し、それに応答して多重MPEGデータストリームM
MDSを発生させる。多重MPEGデータストリームMMDSは、各ビデオプロ
グラムVPのMPEG符号化形態を有する。ビデオエンコーダアッセンブリは、
複数のエンコーダENCと、マルチプレクサMUXと、結合ビットレートコント
ローラJBRCとを具える。
ンコーダENCは、種々のビデオプログラムを符号化し、MPEGデータストリ
ームMDSをマルチプレクサに供給する。マルチプレクサはMPEGデータスト
リームを結合して、マルチプレクサMPEGデータストリームMMDSを得る。
各エンコーダは、エンコーダが符号化するビデオプログラムの各画像を有するビ
ットレート制御の目安INDも確立する。ビットレート制御の目安は、現在の画
像及びそれに続く画像の符号化の困難さの予測となる。所定の品質に対して、画
像の符号化によって比較的多くのビット数が生じる場合には、画像の符号化は困
難となり、画像の符号化によって比較的少ないビット数が生じる場合には、画像
の符号化は容易となる。
基づいて、ビデオエンコーダ間でトータルビットレートRtotを区分する。す
なわち、結合ビットレートコントローラは所定のビットレートRを各エンコーダ
に割り当て、これらビットレートの和はトータルビットレートとなる。エンコー
ダは、割り当てられたビットレートでMPEGデータストリームをマルチプレク
サに供給する。結合ビットレートコントローラは、符号化が困難な画像を受信す
るエンコーダに対して、符号化が容易な画像を受信するエンコーダのビットレー
トより高いビットレートを割り当てる。これによって、結合ビットレートコント
ローラは、各エンコーダから発生した符号化画像間でほぼ一定の品質比率(quali
ty ratio)を維持する。さらに、結合ビットレートコントローラは、ほぼ一定の
品質の連続的な符号化画像を発生させるように各エンコーダを補助する。これを
後に詳細に説明する。
ーダENCを示す。エンコーダは、符号化回路ECと、出力バッファOBUFと
、コントローラCONとを具える。エンコーダは、基本的には次のように動作す
る。符号化回路は、量子化パラメータQPに依存して、連続する画像Pを符号化
する。符号化回路は、符号化画像Peを出力バッファOBUFに供給する。出力
バッファは、ビットレートRのMPEGデータストリームの形態の符号化画像を
出力する。
プ符号化及びBタイプ符号化がある。以後、Iタイプ、Pタイプ又はBタイプ符
号化した画像をそれぞれ、Iピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャと称する。さ
らに、適用される符号化のタイプには周期的なパターンがある。各サイクルは、
Iタイプ符号化によって開始され、それに1個以上のPタイプ符号化及びBタイ
プ符号化が続く。1サイクルはN個の画像をカバーし、Nを整数とする。例えば
、N=6に対して、周期的な符号化パターンはI−B−B−P−B−Bとなる。
トレート制御メッセージJBRCMに基づいてビットレートを制御する。結合ビ
ットレート制御メッセージは、エンコーダに対するビットレートを規定し、この
ビットレートを適用する必要があるときを規定する。したがって、基本的には、
結合ビットレート制御メッセージは、エンコーダに対するビットレートプロファ
イルを規定する。コントローラは、ビットレートプロファイルに従ってビットレ
ートを制御する。それは、符号化画像データが出力バッファから読み出されるレ
ートを決定するビットレート制御信号RCによって行われる。
る間にその値が小さくなるに従って、符号化画像の品質が高くなるが、符号化画
像のビット数が増大する。好適には、量子化パラメータは、MPEGデータスト
リームを受信するデコーダの入力バッファにアンダーフロー又はオーバーフロー
が生じることのないほぼ一定のできるだけ小さい値を有する。
あるパラメータを、結合ビットレート制御メッセージによって規定されるような
ビットレートプロファイルとする。他のパラメータを、入力バッファに含まれる
符号化データ量Fとする。これら二つのパラメータは、ビット数に関して、画像
群を符号化するのに利用できる空間を規定する。量子化パラメータ制御に用いら
れる他のパラメータを、符号化結果ERとする。符号化結果は、量子化パラメー
タがほぼ一定の値を有するように画像間で利用できる空間を区分する方法につい
ての情報を提供する。画像又はその部分に対する符号化結果を、次のように表現
することができる。適用された量子化パラメータ値を乗算した画像又はその部分
の符号化によって発生したビット数。以後、この積を複雑性と称する。
ードにおいて、符号化回路は画像を一度だけ符号化する。すなわち、画像は符号
化回路を一度しか通過しない。このようなワンパス中、コントローラは、以前の
画像のみに関連する符号化結果を用いて量子化パラメータを制御する。ダブルパ
スモードにおいて、符号化回路は画像を二度符号化する。すなわち、画像は符号
化回路を二度通過する。1回目の通過において、コントローラが固定量子化パラ
メータを発生させる間に画像が符号化される。1回目の通過は、画像に関連する
符号化結果を得るように作用する。2回目の通過において、コントローラは、既
に説明したような1回目の通過で得られた符号化結果を用いて量子化パラメータ
を制御する。したがって、量子化パラメータ制御は、一般にワンパスモードの場
合よりもダブルパスモードの場合の方が良好に行われる。
も確立する。ワンパスモードにおいて、エンコーダは、先行する画像のみに関連
する符号化結果に基づいてビットレート制御の目安を確立する。ダブルパスモー
ドにおいて、エンコーダは、現在の画像の符号化結果を有する符号化結果に基づ
いてビットレート制御の目安を確立する。
ト制御方法を示す。初期化ステップGS1において、結合ビットレートコントロ
ーラは、ターゲットビットレートRtargetを各エンコーダENCに割り当
てる。ターゲットビットレートRtargetは、関連のエンコーダから供給さ
れた符号化画像の平均品質を決定する。
間ごとに実行する。
INDを計算し、ビットレート制御の目安を結合ビットレートコントローラに供
給する。ビットレート制御目安を次のようにして計算する。ビットレート制御の
目安を、エンコーダに対するターゲットビットレートを平均の画像複雑性AVX
に乗算したものを輝度エントロピーの目安ACTによって除算したものとする。
平均の画像複雑性を次のようにして計算する。N−1個の順次の画像に対して、
I画像、P画像及びB画像の各々は、最近符号化したI画像及びB画像の複雑性
をそれぞれ有する。この場合、平均の画像複雑性は、現在の画像及びそれに続く
N−1個の画像の平均の複雑性となる。輝度エントロピーは、ワンパスモードの
以前の画像又はダブルパスモードの現在の画像である最近の符号化画像中のマク
ロブロックアクティビティの平均となる。マクロブロックアクティビティは、1
993年4月に刊行された文書ISO/IEC JTC1/SC29/WG11
/N0400の“Test Model 5,Draft Revision 2”
,section5.2.2の60頁に規定されている。
、各エンコーダに対して、理想的にエンコーダに割り当てるべき最適ビットレー
トRoptを計算する。エンコーダに対する最適ビットレートを、全てのビット
レート制御の目安の和によって除算したエンコーダのビットレート制御の目安に
トータルビットレートを乗算したものとする。したがって、基本的には、最適ビ
ットレートは、トータルビットレートの一部となる。その部分のサイズは、全て
のビットレート制御の目安の和に対するビットレート制御の目安の寄与に対応す
る。
Tswを検査する。スイッチングタイムを、各MPEGデータストリームのビッ
トレートを変更させる瞬時とする。一部又は全てのスイッチングタイムを、現在
の瞬時に一定の端末間遅延を加えたものより早くしてもよい。一定の端末間遅延
を、符号化画像がエンコーダの出力バッファに書き込まれる瞬時と、エンコーダ
に直接結合した仮想的なデコーダの入力バッファから符号化画像が読み出される
瞬時との間の差とする。すなわち、エンコーダと仮想的なデコーダとの間には伝
送遅延が存在しない。
実行される2サブステップを具える。
コントローラは、以下のようにして、各エンコーダに対するクリップされた最適
ビットレートRoptcを確立する。結合ビットレートコントローラは、先ず、
エンコーダのMPEG−2コンプライアンスに対する新たな最高ビットレートR
max及び新たな最低ビットレートRminを計算する。エンコーダは、エンコ
ーダから発生するMPEGデータストリームによってデコーダ入力バッファにア
ンダーフローもオーバーフローもしない場合、MPEG−2に従う。新たなビッ
トレートが新たな最高ビットレートを超える場合にはオーバーフローが生じ、新
たなビットレートが最低ビットレートよりも下である場合にはアンダーフローが
生じる。結合ビットレートコントローラが新たな最低ビットレート及び新たな最
高ビットレートを計算する方法を、後に詳細に説明する。クリップした最適ビッ
トレートは、その最適ビットレートによってアンダーフロー又はオーバーフロー
が発生しない場合、既に説明したようにして規定した最適ビットレートとなる。
この場合、クリップした最適ビットレートはそれぞれ、最低ビットレート又は最
高ビットレートになる。
ラは、各エンコーダに対してデルタレートΔRを計算する。ビットレートを、調
査中のスイッチングタイムでクリップされた最適ビットレートに切り替えるもの
と仮定する。結合ビットレートコントローラは、現在の画像及びそれに続くN−
1個の画像をカバーする時間間隔に亘って得られる平均ビットレートを計算する
。デルタレートを、最適ビットレートとこのように計算した平均ビットレートと
の間の差とする。理想的には、デルタレートを、各エンコーダに対して零にする
。
ムのうちの一つを、以下のようにして選択する。スイッチングタイムの各々に対
して、どのデルタレートが最高値を有するかを確立する。このデルタレートを最
高デルタレートと称する。デルタレートが高くなるに従って、関連のビットレー
トが最適ビットレートからはずれる度合いが高くなり、したがって、MPEGデ
ータストリーム間の所望の品質比率からの偏差が大きくなる。最高デルタレート
が最低値を有するスイッチング時間を選択する。
、結合ビットレート制御メッセージJBRCMを各エンコーダに送信する。結合
ビットレート制御メッセージは、選択したスイッチングタイムを指定する。それ
は、選択したスイッチングタイムに適用するエンコーダに対してクリップした最
適ビットレートも指定する。したがって、結合ビットレートコントローラは、選
択したスイッチングタイムに一度到達するとクリップした最適ビットレートでM
PEGデータストリームを発生させるように、各エンコーダをプログラムする。
そのときまで、各エンコーダは、以前のビットレート制御メッセージ中に規定し
たようなMPEGデータストリームを出力する。
、エンコーダの出力バッファを通じた符号化データの遷移及び仮想的なデコーダ
の入力バッファを通じた符号化データの遷移を示す。図6は、時間Tを横軸に表
すとともにエンコーダによって発生した符号化データNBのビット数に関する量
を縦軸に表すグラフである。縦軸は、符号化データがどの画像Pに属するかも表
す。符号化データの量は、符号化された連続する画像Pの各々とともに増大する
。
ーダの出力バッファに書き込まれる符号化データを表す。例えば、曲線Aは、画
像P[i]に属する符号化データが瞬時T[i]で出力バッファに書き込まれること
を示す。画像期間Tppごとに、新たな画像が出力バッファに書き込まれる。
出される符号化データを表す。曲線Bの勾配は、MPEGデータストリームのビ
ットレートによって規定される。曲線Bは、例えば、瞬時T[i]に対する遅延Δ
Tobの後、画像P[i]に属する符号化データが出力バッファから読み出される
ことを示す。任意の伝送遅延なく仮想的なデコーダがMPEGデータストリーム
を受信すると仮定する。その結果、曲線Bは、このデコーダの入力バッファに書
き込まれる符号化データも表す。すなわち、画像P[i]は、瞬時T[i]+ΔTo
bで入力バッファに書き込まれる。
表す。画素が瞬時的に入力バッファから読み出されると仮定する。すなわち、画
像を読み出すのに時間を要しない。例えば、曲線Cは、画像P[i]に属する符号
化データが瞬時T[i]+ΔTeedで入力バッファから読み出されることを示す
。ΔTeedは、一定の端末間遅延を表す。したがって、一定の端末間遅延は、
画像がエンコーダの出力バッファに書き込まれる瞬時と画像が仮想的なデコーダ
の入力バッファから読み出される瞬時との間の差となる。それは、
ーダの入力バッファから読み出すべきときを規定する。
、その瞬時における曲線Bと曲線Cとの間の差となる。MPEGコンプリアンス
に対して、このデータ量は上限と下限との間にある。この場合、MPEGデータ
ストリームを受信するMPEGに従う任意のデコーダは、アンダーフローもオー
バーフローもしない。これに関して、エンコーダとデコーダとの間の任意の伝送
遅延は何の役割も果たさない。この理由は、MPEGデータストリームが、入力
バッファから画像を読み出す必要があるときを各画像に対して規定する制御ワー
ドを具えるからである。その制御ワードは、
s後、仮想的なデコーダの入力バッファに含まれるデータ量が常に実際のデコー
ダの入力バッファに含まれるようになり、ΔTtransを、伝送遅延とする。
仮想的なデコーダの入力バッファが決してアンダーフローもオーバーフローもし
ない場合、実際のデコーダの入力バッファもアンダーフローもオーバーフローも
しない。
エンコーダの出力バッファに書き込もうとしていると仮定する。これは、T[i]
より後の任意の瞬時が未来であることを意味する。既に説明したように、出力バ
ッファに書き込まれる任意の符号化画像は、遅延ΔTeedの後に入力バッファ
から読み出される。その結果、曲線Cの将来を、現在の時間からΔTeed延在
する時間間隔内で正確に予測することができる。それは、アンダーフローとオー
バーフローのうちのいずれかが存在し又はいずれも存在しない同一時間間隔内の
曲線Bの将来にのみに依存する。曲線Bの将来は、MPEGデータストリームに
対するビットレートプロファイルによって規定される。ビットレートプロファイ
ルは、図5を参照して説明したように、結合ビットレートコントローラによって
決定される。
低ビットレート及び新たな最高ビットレートを計算する方法を示す。この計算は
、将来の瞬時T[i]+ΔTswにおけるビットレート切替に適用され、ΔTsw
を、0とΔTeedとの間にする。図7は、図6に示したグラフの形態を想起さ
せるグラフである。簡単のために、ビットレートを、ほぼ一定にし、T[i]+Δ
TswまでR1とする。入力バッファのアンダーフローより下のデータ量を零と
仮定する。入力バッファのオーバーフローより上のデータ量をOVRと仮定する
。図7に示したグラフは、曲線CをOVRに等しい量だけ引き上げた曲線C+を
具える。
アンダーフローが生じる場合より下の新たな最低ビットレートを表す。勾配Rm
inは、曲線Cの1点しか接触しない。勾配Rminの勾配が更に緩慢になると
、アンダーフローが生じる。勾配Rmaxは、オーバーフローが生じる場合より
上の新たな最大ビットレートを表す。勾配Rmaxは、曲線C+の1点のみに接
触する。勾配Rmaxの勾配が更に急峻になると、オーバーフローが生じる。
づいて各エンコーダに対する曲線C及びC+を計算する。メッセージは、例えば
、符号化画像に含まれる符号化データ量及び仮想的なデコーダの入力バッファか
ら符号化画像が読み出される瞬時を表す。また、結合ビットレートコントローラ
は、エンコーダのビットレートプロファイルに基づいて、瞬時T[i]+ΔTsw
まで曲線Bを計算する。ビットレートプロファイルは、結合ビットレートコント
ローラそれ自体によって決定される。したがって、曲線Bを計算するに当たり、
結合ビットコントローラは、最近エンコーダに供給されたビットレート制御メッ
セージを記憶すれば十分である。一度、曲線C及びC+がT[i]とT[i]+ΔT
eedとの間の時間間隔に対して計算され、かつ、曲線BがT[i]とT[i]+Δ
Tswとの間の時間間隔に対して計算されると、結合ビットレートコントローラ
は、スイッチングタイムT[i]+ΔTswに適用される新たな最低ビットレート
及び新たな最高ビットレートを計算することができる。
の方法は、各画像Pに対して実行される複数のステップS1−S9を具える。ス
テップS1−S9を、画像Pの各スライスに対しても実行することができる。エ
ンコーダが上記ワンパスモードで動作すると仮定する。MPEGにおいて、三つ
の相違するタイプの画像符号化、すなわち、Iタイプ符号化、Pタイプ符号化及
びBタイプ符号化がある。Iタイプ符号化、Pタイプ符号化及びBタイプ符号化
が行われる画像を、I画像、P画像及びB画像と称する。
各タイプに対して計算する。各画像の複雑性PCXは、最近の符号化によって発
生したビット数NOB及び最近の符号化によって用いられた量子化パラメータ値
QPARの積となる。各画像の複雑性PCXは、実際には、関連の符号化のタイ
プに対する以前の符号化経験となる。それを、所定の量子化パラメータ値QPA
Rに対して、次の画像が符号化される場合に得られる出力ビット数を予測するの
に用いることができる。使用すべき符号化タイプに対する画像の複雑性PCXを
、量子化パラメータ値QPARによって除算する。この除算結果は、以前の符号
化経験に基づく得られた出力ビット数の予測となる。
。画像群の複雑性GCXは3項の和となる。各項は、相違する画像タイプに関す
るものであり、関連のタイプの画像の複雑性PCXに画像群内の関連のタイプの
画像数Mを乗算したものに関連のタイプの重み付け係数Kによって除算したもの
となる。画像群の複雑性GCXも、実際には、量子化パラメータQPARに対す
る値を計算するのに使用することができる画像の複雑性PCXよりも広い以前の
符号化経験となる。例えば、画像群の複雑性GCXを、それに続くN個の画像に
対して得られる所望の出力ビット数によって除算される。したがって、量子化パ
ラメータQPARに対する値が得られ、以前の量子化経験に基づいて、それに続
くN個の画像によって所望のビット数を発生させる。しかしながら、後者はその
ようにする必要がない。
プに対して計算する。画像符号化予測PCEを、第1項及び第2項の積とする。
第1項を、関連のタイプの重み付け係数Kによって除算した関連のタイプの画像
の複雑性PCXとする。第2項を、群符号化ターゲットGCTに対する初期値V
ALintをステップS2で計算した画像群の複雑性GCXによって除算したも
のとする。群符号化ターゲットGCTを、現在の画像及びそれに続くN−1個の
画像を符号化することによって得られるビット数とする。群符号化ターゲットG
CTに対する初期値VALintを、現在の画像及びそれに続くN−1個の画像
をカバーする期間中に出力バッファから出力されるビット数とする。したがって
、画像符号化推定PCEは以下のターゲットに基づくものである。出力バッファ
OBUFに通じるデータ量を、関連の期間中に出力バッファOBUFから除去さ
れるデータ量に等しくする必要がある。画像符号化推定PCEの第2項は、以前
の符号化経験に基づいてこのターゲットを達成すべき量子化パラメータQPAR
に対する値を表す。
した結合ビットレート制御メッセーシに依存する。図3を参照して既に説明した
ように、その結合ビットレート制御メッセージは、エンコーダに対するビットレ
ートプロファイルを規定する。ビットレートプロファイルは、現在の画像及びそ
れに続くN−1個の画像をカバーする期間中に出力バッファOBUFから出力さ
れるビット数を決定する。このビット数が群符号化ターゲットGCTであるので
、結合ビットレート制御メッセージはこのようにしてこのターゲットを決定する
。その結果、画像符号化推定PCEは、結合ビットレート制御メッセージに依存
する。
tI]を計算する。予測されるバッファ充填量BF[nextI]は、群符号化タ
ーゲットGCTに対する初期値VALint及びそれから得られる画像符号化推
定PCEに基づく。予測されるバッファ充填量BF[nextI]を、出力バッフ
ァの現在の充填量BF[now]に、次のI画像までの各画像に対する画像符号化
推定PCEを具える画像符号化推定の和Σを加算するとともに、次のI画像まで
に出力バッファから出力されるビット数OUT[nextI]を減算したものとな
る。
余ΔBFを、予測されるバッファ充填量BF[nextI]と次のI画像における
所望のバッファ充填量BF[des]との間の差とする。好適には、所望のバッフ
ァ充填量BF[des]を、I画像を復号化する直前に十分なデータを充填した復
号化端末の入力バッファに対応するように規定する。
pを計算する。群符号化ターゲットGCTに対する適合値VALadpを、現在
の画像とそれに続くN−1個の画像をカバーする期間中に出力バッファから出力
されるビット数となる群符号化ターゲットGCTに対する初期値VALintか
らバッファ充填残余ΔBFを減算したものとなる。
する際に計算する。画素の符号化ターゲットPCTは、画像符号化推定PCEが
群符号化ターゲットGCTの初期値VALintに基づくのと同様に群符号化タ
ーゲットGCTの適合値VALadpに基づく。画像符号化ターゲットPCTを
、第1項と第2項との積とする。第1項を、符号化すべき画像のタイプI,B又
はPに属する画像の複雑性PCXをそのタイプに使用される重み付け係数Kによ
って除算したものとする。第2項を、群符号化ターゲットGCTに対する適合値
VALadpを画像群の複雑性GCXによって除算したものとする。
像符号化ターゲットPCTverを得るようにする。このステップにおいて、現
在の画像を符号化することによって、画像符号化ターゲットPCTに等しいビッ
ト数が発生する場合にアンダーフロー又はオーバーフローが発生するか否か検査
する。アンダーフローもオーバーフローもない場合、確認した画像符号化ターゲ
ットPCTverが画像符号化ターゲットPCTに等しくなる。すなわち、画像
符号化ターゲットPCTは変化しない。しかしながら、画像符号化ターゲットP
CTによってアンダーフロー又はオーバーフローが発生する場合、画像符号化タ
ーゲットPCTは、アンダーフローもオーバーフローも発生しない値に置換する
際に有効にクリップされる。
中に次のようにして制御される。量子化パラメータ値QPARは、第1項と第2
項との和となる。第1項を、関連のタイプの画像の複雑性PCTを確認された画
像符号化ターゲットPCTverによって除算したものとする。第2項を、ター
ゲットからの偏差ΔTGTと応答パラメータRPとの積とする。ターゲットから
の偏差ΔTGTを、確認した画像符号化ターゲットPCTverに現在の画像の
符号化中にこれまで経過した時間t−t0及び画像期間Tpを乗算したものを現
在の画像の符号化によってこれまで発生したビット数NOBから減算したものと
する。応答パラメータRPを、MPEGデータストリームDSのビットレートR
によって512を除算したものとする。
メータ値QPARを制御するための大域又は長期ストラテジとする。画像符号化
ターゲットがクリップされないと仮定し、それは、確認された画像符号化ターゲ
ットPCTverが画像符号化ターゲットPCTに等しいことを意味する。この
場合、第1項は、関連の画像に対する重み付け係数に画像群の複雑性GCXを乗
算したものに群符号化ターゲットGCTの適合値VALadpを除算したものに
相当する。群画像の複雑性GCXは、「実際に最近発生したビット数」と「適用
された量子化パラメータ」との積の総和からなる。したがって、第1項は、以前
の経験に基づいて所望のビット数の結果となるように予測される量子化パラメー
タQPARに対する値を有効に表す。第2項を、量子化パラメータQPARを調
整するための局所的又は短期ストラテジとする。それは、確認した画像符号化タ
ーゲットPCTverのターゲットビット数から比較的大きく逸脱するビット数
を符号化によって発生させるのを防止する安全目安の一種である。
囲内にある種々の変更例があることは明らかである。これに関して、以下説明す
る。
に関して、図面は線図的であり、本発明のあり得る実施の形態の一つのみを表す
。したがって、図面が、相違するブロックとして相違する機能素子を示すが、こ
れは、単一の物理ユニットとして一部又は全ての機能要素を実現することを除外
するものではない。例えば、図3に示すエンコーダの出力バッファを、国際出願
番号96/20568号(代理人整理番号PHB33,945)の下で発行され
た国際出願に記載されたような単一の記憶回路として実現することもできる。
、これは、他の量子化パラメータ制御方法を除外するものではない。重要なこと
は、図8の方法においてターゲットによって制御される圧縮の程度を出力ビット
レートに基づいて計算することである。
である。
ダを示すブロック図である。
制御方法を示すフローチャートである。
エンコーダの出力バッファを通じた符号化データの転送及び仮想的なデコーダの
入力バッファを通じた符号化データの転送を示すグラフである。
低ビットレート及び新たな最高ビットレートを計算する方法を示すグラフである
。
示すフローチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数のデータ圧縮チャネルを有するデータ圧縮アッセンブリを制
御する方法であって、そのデータ圧縮チャネルが、 − 入力データを圧縮して圧縮データを取得するデータ圧縮器と、 − その圧縮データを一時的に格納するとともに、前記圧縮データを出力データ
ストリームの形態で発生させるバッファメモリスペースとを具える、方法におい
て、 各データ圧縮チャネルに対する圧縮の程度に対する圧縮データ品質の目安を確
立するステップと、 前記目安に依存して各出力データストリーム全体に亘るトータル出力ビットレ
ートを区分するステップと、 前記出力データストリームのビットレート及び前記バッファメモリスペースに
格納された圧縮データ量に基づいて、各データ圧縮チャネルにおける圧縮の程度
を個別に制御するステップとを具えることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記データ圧縮チャネルに対して、 − 圧縮の程度に対する圧縮データ品質の目安を確立する第1データ圧縮ステッ
プと、 − 前記出力データストリームの一部を形成する圧縮データを発生させる第1デ
ータ圧縮ステップとを具えることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 複数のデータ圧縮チャネルを有するデータ圧縮アッセンブリであ
って、そのデータ圧縮チャネルが、 − 入力データを圧縮して圧縮データを取得するデータ圧縮器と、 − その圧縮データを一時的に格納するとともに、前記圧縮データを出力データ
ストリームの形態で発生させるバッファメモリスペースとを具えるデータ圧縮ア
ッセンブリにおいて、 各データ圧縮チャネルを、 − 前記出力データストリームのビットレート及び前記バッファメモリスペース
に格納された圧縮データ量に基づいて、圧縮量を個別に制御し、 − 圧縮の程度に対する圧縮データ品質の目安を確立するように配置し、 前記データ圧縮アッセンブリが、前記目安に依存して各出力データストリーム
全体に亘るトータル出力ビットレートを区分する結合ビットレートコントローラ
を具えることを特徴とするデータ圧縮アッセンブリ。
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