JP2003018593A - 映像符号化方法及び装置、映像符号量割当て方法及び装置、並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の２パスエンコーダは、１回目の符号化
でビット割当て用の情報を充分取得できなかった上、１
回目の符号化と符号量割当てを適切に連携させた構成で
なかったため、正式な符号化の際の画質が劣化してい
た。 【解決手段】 予備的符号化用ビデオエンコーダ１０１
において、パラメータ設定手段２１に設定された量子化
幅選択用のパラメータに基づいて、量子化幅発生器２０
は量子化幅を無作為に選択して量子化器１５１へ出力
し、量子化器１５１は量子化幅発生器２０より出力され
た量子化幅に従って量子化を行い、予備的符号化用ビデ
オエンコーダは符号化結果を符号化情報１９１として映
像符号量割当て装置３０に出力し、映像符号量割り当て
装置３０は符号化情報１９１に基づいて、本符号化用ビ
デオエンコーダに目標符号量の割当てを行い本符号化用
ビデオエンコーダは目標符号量に従って符号化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＶＤオーサリン
グシステムなどに用いられる、オフラインでコンテンツ
を制作するための２パスビデオエンコーダにおいて、エ
ンコード回数を増やさずに画質を向上するための映像符
号化方法および符号量割当て方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格に基づくオーサ
リングシステムでは、デジタル化した映像を情報圧縮
し、シーンに応じた適切なビットレートで記録すること
で、限られたディスク容量を最大限に利用し、高画質な
コンテンツを制作することを可能にしている。これを可
能にした映像圧縮技術は、ビットストリーム及び復号化
装置を規定したＭＰＥＧ２規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８
１８−２）である。

【０００３】最初に、ＭＰＥＧ２規格に基づく映像符号
化について簡単に説明する。図１５にＭＰＥＧ２に基づ
いたビデオエンコーダのブロック図を示す。まず入力映
像系列１１０に対して、フレーム並べ替え回路１２２に
おいて、フレーム（又はピクチャ）の符号化タイプに応
じて、符号化順にフレームの並べ替えが行われる。符号
化タイプには、フレーム内符号化フレーム（以下、Ｉピ
クチャと称す）、フレーム間符号化フレーム（以下、Ｐ
ピクチャと称す）およびフレーム内挿符号化フレーム
（以下、Ｂピクチャと称す）の３種類がある。Ｉピクチ
ャは、当該ピクチャのビットストリームのみを用いて復
号が可能なピクチャである。また、Ｐピクチャは、当該
ピクチャ以前に復号されたＩまたはＰピクチャのデータ
と当該ピクチャのデータのみを用いて復号が可能なピク
チャであり、Ｂピクチャは時間的に前後する２枚のＩま
たはＰピクチャのデータと当該ピクチャのデータを用い
て復号が可能なピクチャである。どのタイプのピクチャ
においても、ピクチャは輝度成分Ｙ、色差成分Ｃｂ、Ｃ
ｒの各成分において１６×１６画素を標準とする固定サ
イズのマクロブロックに分割され、符号化処理が行われ
る。

【０００４】動き推定回路１３１はフレーム並べ替え回
路１２２より出力されたフレームの動きベクトルを算出
する。なお、動き推定は、フレーム並べ替え回路１２２
より前で行っても良い。算出された動きベクトルは、後
に動き補償回路１３２で利用される。動き補償は差分器
１８２より出力されたデータをＤＣＴ回路１４１でＤＣ
Ｔ変換し、量子化回路１５１で量子化した後、逆量子化
回路１５２で逆量子化、逆ＤＣＴ回路１４２で逆ＤＣＴ
変換して得られたデータに対して前回の動き補償分を加
算器１８１で加算した値に対して行う。動き補償回路１
３２は加算器１８１より出力されたデータと動き推定回
路１３１より出力された動きベクトルより動き補償した
データを生成し、差分器１８２に出力する。また、動き
補償したデータは、次に符号化するピクチャに対する前
回の動き補償分として加算器１８１に出力される。

【０００５】差分器１８２は動き推定回路１３１より出
力されたデータと動き補償回路１３２より出力されたデ
ータの差分を取る。差分器１８２より出力された映像信
号は、差分器１８２に入力された映像信号がＩピクチャ
の場合は原画像であり、ＰまたはＢピクチャの場合は動
き補償後の差分画像となる。いずれの場合でも、ピクチ
ャは固定サイズのブロックに分割され、ＤＣＴ回路１４
１により、情報量を削減する重要な処理である離散コサ
イン変換（ＤＣＴ:Discrete Cosine Transform）処理が
行われる。量子化回路１５１はＤＣＴ回路１４１より出
力された変換係数に量子化制御回路１６３より与えられ
る量子化幅の値による量子化処理を行う。可変長符号化
回路１６１は量子化回路１６３より出力された変換係数
を一次元の系列に変換し、変換した系列を可変長符号化
する。可変長符号化後のデータは、符号化ビットレート
の制限により、量子化幅をマクロブロック毎に適応的に
変更する処理である量子化制御により制御されなければ
ならない。量子化制御は、量子化制御回路１６３で実行
される。以上のようにして出力されたデータは、復号時
のバッファ状態をシミュレートするためのＶＢＶ（Vide
o Buffering Verifier）と呼ばれる仮想的なバッファ１
６２を通して、ビデオストリーム１９０として出力され
る。

【０００６】一般的に、出力ビデオストリームの平均ビ
ットレートを高くする程、画質を良くすることができ
る。しかしＤＶＤのような蓄積媒体の応用では、ストリ
ームを記録する容量が限られているため、平均ビットレ
ートが制限される。そのため、圧縮の容易なシーンには
少ないビットレートを割り当てて不要なビット量を削減
し、圧縮の難しいシーンには多くのビットレートを割り
当てる手法である、ＶＢＲ（Variable Bit Rate ）の符
号化が有効である。ＶＢＲ符号化を用いることで、許容
される平均ビットレートの範囲内で、全体として画質を
改善することが可能となる。しかしＶＢＲ符号化を有効
に行うためには、符号化するシーンの難易度などの情報
を予め収集して利用することが必須となる。そのため、
リアルタイム性が要求される応用では、許容される遅延
時間を利用して映像の情報を収集し、符号化に利用する
手法が用いられる。また、コンテンツ制作のように、映
像の品質が重視されオフラインの符号化の方が望ましい
とされる分野では、２パスエンコードが用いられる。２
パスエンコードは、最初に予備的な符号化を行って画像
の複雑さなどの特徴量を収集しておき、２回目の本符号
化では、収集した特徴量に基づいて符号化を行う手法で
ある。

【０００７】２パスビデオエンコーダの一例を、図１６
に示す。入力映像信号１１０は、選択器１１３に入力さ
れる。第１回目の符号化では選択器１１３は端子１１１
が接続されており、映像信号は予備符号化用ビデオエン
コーダ１０１に入力される。予備符号化用ビデオエンコ
ーダ１０１では、図１５で説明したＭＰＥＧ２のビデオ
エンコーダ１０１と同様の符号化が行われる。但し、第
１回目の符号化は、画像の複雑さなどを示す符号化情報
１９１を取得する目的で行われるため、図１５のバッフ
ァ１６２の制限を考慮しない場合が多い。予備符号化用
ビデオエンコーダ１０１から出力された符号データもし
くは発生符号量などの符号化情報１９１は、本符号化に
おける目標符号量を割り当てるための映像符号量割当て
器３０に入力される。映像符号量割当て器３０は得られ
た符号化情報と目標ビットレートなどの符号化条件か
ら、フレーム、スライス等の単位毎に目標符号量を算出
する。また、目標符号量に加えて量子化幅を計算してお
くことも可能である。以上のようにして計算した結果を
保存するためのディスク３５０を備えることもある。

【０００８】上記の目標符号量に基づいて、本符号化用
ビデオエンコーダ１０２にて正式な符号化が実行され
る。この場合、選択器１１３は端子１１２に接続されて
おり、予備符号化時と全く同じ映像信号が、本符号化用
ビデオエンコーダ１０２に入力される。本符号化用ビデ
オエンコーダ１０２は、予備符号化用ビデオエンコーダ
１０１と同様の構成を取るが、図１４のバッファ１６２
の容量は有効にする必要がある。本符号化用ビデオエン
コーダ１０２は、映像符号量割当て器３０において計算
された目標符号量に基づいて、正式な符号化を行い、ビ
デオストリーム１９０を出力する。また、ソフトウェア
で実現する際の２パス映像符号化処理を図１７に示す。
２パス映像符号化処理４００は、まず予備的な符号化処
理４０１を行う。次に、予備的な符号化処理４０１によ
り得られる符号化情報に基づいて、映像符号量割当て処
理４３を行う。最後に、映像符号量割当て処理４３によ
り得られる符号量割当て情報に基づいて、正式な符号化
処理４０２が行われ、出力映像ストリームを得て終了４
９する。

【０００９】以上のような２パスエンコード時の予備符
号化を含む、ＶＢＲ符号化の符号量割当て方法には、大
きく分けて２つの方法があった。第一の方法は、複数の
量子化幅を用いて発生符号量を測定して、符号量割当て
のための関数を推定し、量子化歪みを最小にする量子化
幅を求める方法であり、第二の方法は、発生する量子化
誤差を均一にするために固定した量子化幅で符号化し、
フレーム、スライス、マクロブロック等の単位で発生符
号量を測定する方法である。

【００１０】第一の方法は、例えば、特開平６−１２５
５３７号報や特開平７−２０３４３０号報のように、複
数種類の量子化パラメータを用いて予め符号量や量子化
歪みを測定し、復号時の歪みを最小にするように符号化
装置を構成したものである。これらの方法は、理論的に
は最適又は準最適な符号化装置を構成することが可能で
あるが、実際の符号化装置に適用するにはいくつか問題
点があった。一つは、フレームやマクロブロック等の単
位で設定する目標符号量を算出する処理が不明確となっ
ている上、目標符号量算出の処理を追加した構成を適用
しにくい点である。その他に、複数の量子化を同時に行
うことで計算量が過大となり、ソフトウェア等でエンコ
ーダを構成する際には処理時間の増加に直結する点など
がある。

【００１１】第二の方法は、第一の方法を実際の符号化
装置に適用するのが難しいことから、目標符号量を簡単
に算出する方法として広く用いられる手法である。量子
化幅を固定して符号化すると、一定の量子化歪みで映像
を符号化した際の符号量の列を得ることができる。その
符号量の列および許容される総符号量から、特開平７−
２６４５８２号報のように、フレーム等の単位に比例配
分もしくは関数に基づく配分を行うことにより、フレー
ム等の単位の目標符号量を求めることができる。しか
し、固定の量子化幅で発生した符号量に基づいて目標符
号量を設定するため、例えばＩフレームだけが極端に粗
い量子化幅であるなど、シーンによっては不適切な割当
てとなる場合があった。そのような問題に対処するため
に、フレームの符号化タイプ毎に難易度を設定して目標
符号量に重み付けを行ったとしても、シーンの変化によ
り符号化タイプの難易度も変動するため、目標符号量の
算出を適切に行うことが難しかった。以上のように、予
備符号化で得られた発生符号量などの統計量から、正式
な符号化時に与えるべき適切な目標符号量を算出する方
法が一つの難題となっていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上の問題にある程度
の解を与えるものとして、特開平８−１８６８２１号報
がある。特開平８−１８６８２１号報では、固定もしく
は可変の量子化幅で２パスエンコード時の予備的な符号
化を行い、符号量割当てを高精度に行うことを可能とし
ている。しかしこの手法においても、予備的な符号化と
符号量割当てを関連付けて適切な符号量割当てを行う方
法は明確にされていなかった。

【００１３】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、予備的な符号化を行う機能を有する映像符号化装置
において、予備的な符号化において符号化の回数を増や
さずに適切な情報を収集し、正式な符号化の際の適切な
符号量割当てを行うことで、符号化時の画質を改善する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の映像符号化方法は、複数の量子化幅より無
作為に量子化幅を選択し、選択した量子化幅で予備的な
符号化を行う。

【００１５】また、本発明の映像符号量割当て方法は、
予備的な符号化により収集した符号化情報に基づいて目
標符号量を比例配分して割り当てる第一の単位と、符号
化情報および符号化性質情報に基づいて目標符号量を割
り当てる第二の単位に階層化して符号量割当てを行う。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の発明は、映像の情
報を取得するための予備的な符号化を行う機能を有する
映像符号化装置であって、量子化に関するパラメータを
設定するパラメータ設定手段と、前記パラメータ設定手
段により設定されたパラメータに基づいて量子化幅を生
成する量子化幅発生手段と、前記予備的な符号化を行う
際に前記量子化幅発生手段により生成された量子化幅に
従って量子化を行う量子化手段とを有することを特徴と
する映像符号化装置であり、前記パラメータ設定手段か
ら設定された量子化幅の中から無作為に値を選択して前
記量子化器に設定することができ、複数種類の統計量を
１回の予備的な符号化で収集することができる。この
際、値を無作為に選択して出力することによって、異な
る量子化幅を異なるシーン（またはブロック）で用いる
ことに起因して統計量が偏るのを防いでいる。以上のよ
うに本発明は、予備的な符号化の回数を増加させずに多
くの符号化情報を収集することができ、正式な符号化時
により適切な目標符号量を与えることを可能にすること
で、符号化画質を改善することが可能となる。

【００１７】本発明の第２の発明は、第１の発明におい
て、パラメータ設定手段より設定されるＭ回（Ｍは自然
数）の繰り返し回数をメモリに記憶させ、指定値発生手
段の出力を前記メモリに記憶させた前記Ｍ回の繰り返し
回数連続して行わせるためのカウンタを有することを特
徴とするで映像符号化装置であり、特にＭを、量子化幅
の与えることのできる最小単位を量子化ブロックと定義
した場合、一フレームに含まれる量子化ブロックの総数
のＬ倍（Ｌは自然数）とすることで、フレーム以上の単
位で無作為な量子化幅に切替えることが可能となり、フ
レームより大きい単位で複数種類の統計量を１回の予備
的な符号化で収集することができる。

【００１８】本発明の第３の発明は、第１および第２の
発明において、メモリに、パラメータ設定手段から設定
されたＫｉ＋Ｋｐ＋Ｋｂ個（Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｂは自然
数）の量子化幅を記憶させ、指定値発生手段は、量子化
手段よりイントラ符号化フレーム（Ｉフレーム）か、フ
レーム間符号化フレーム（Ｐフレーム）か、フレーム内
挿符号化フレーム（Ｂフレーム）の符号化タイプ情報を
取得し、前記符号化タイプ情報がＩフレームの場合には
前記Ｋｉ個の量子化幅の中から任意に一個の値を選択
し、前記符号化タイプ情報がＰフレームの場合には前記
Ｋｐ個の量子化幅の中から任意に一個の値を選択し、前
記符号化タイプ情報がＢフレームの場合には前記Ｋｂ個
の量子化幅の中から任意に一個の値を選択し、出力選択
手段は前記指定値発生手段の出力に基づいて前記メモリ
に記憶されている量子化幅を選択して前記量子化手段に
出力することを特徴とする映像符号化装置であり、フレ
ームの符号化タイプ毎に異なる量子化幅の集合から無作
為な量子化幅を選択して符号化することにより、フレー
ムの符号化タイプに応じた情報を収集することが可能と
なる。

【００１９】本発明の第４の発明は、予備的な符号化に
より得られる情報を加工して本符号化のための情報を出
力する映像符号量割当て装置であって、量子化幅を変更
することのできる最小単位を第３の映像単位、前記第３
の映像単位で収集した情報を統計的に利用できる単位を
第２の映像単位、前記第２の映像単位より大きく、映像
単位間で符号化タイプの差異があまり生じない単位を第
１の映像単位とし、前記予備的な符号化により出力され
る少なくとも発生符号量を含む前記第一の映像単位の符
号化情報に基づいて、前記第一の映像単位の目標符号量
を映像全体の目標符号量に比例配分するための第一の符
号量割当て手段と、前記予備的な符号化により出力され
る少なくとも量子化幅と発生符号量の組および符号化タ
イプなどの符号化性質情報を含む前記第三の映像単位の
符号化情報を、前記符号化性質情報別に前記第二の映像
単位毎もしくは前記第一の映像単位毎に集計して前記第
二の映像単位の符号化情報として出力する符号化情報集
計手段と、前記第一の符号量割当て手段により前記第一
の映像単位に割り当てられた符号量を、少なくとも前記
第二の映像単位の符号化情報に基づいて前記第二の映像
単位に符号量を割り当てるための第二の符号量割当て手
段とを有することを特徴とする映像符号量割当て装置で
あり、収集した符号化情報に基づいて目標符号量を比例
配分して割り当てる第一の単位と、前記符号化情報およ
び性質情報に基づいて目標符号量を割り当てる第二の単
位に階層化して符号量割当てを行うことにより、正式な
符号化時により適切な目標符号量を与え、復号時の画質
を改善することが可能となる。

【００２０】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。

【００２１】（実施の形態１）本実施の形態では、Ｎ個
（Ｎは自然数）の量子化幅を設定し、Ｎ個の中から任意
の量子化幅を自動的に選択して量子化することで映像の
情報を取得するための予備的な符号化を行い、予備的な
符号化により得られた符号化情報に基づいて符号化を行
う映像符号化装置を説明する。

【００２２】図１に、実施の形態１における映像符号化
装置のブロック図を示す。

【００２３】図１において、１７は可変長符号化器１６
１が出力するビット列より符号量を測定する符号量測定
器、２０は量子化幅を自動的に選択して出力する量子化
幅発生器、２１は量子化に関するパラメータを外部から
指定するためのパラメータ指定手段、３０は符号化情報
１９１に基づいて本符号化用ビデオエンコーダ１０２に
与えるための目標符号量などのデータを算出するための
映像符号量割当て装置、１０１は映像の符号化情報を取
得するための予備符号化用ビデオエンコーダ、１０２は
出力ビデオストリーム３９を得るための本符号化用ビデ
オエンコーダ、１１３は入力映像１１０を切替えるため
の選択器、１２１は入力映像１１０を所定のブロックに
分割するブロック分割器、１４１はブロック分割器１２
１より出力されたブロック単位にＤＣＴ処理を行うＤＣ
Ｔ器、１５１はＤＣＴ器１４１より出力されたデータに
対して量子化を行う量子化器、１６１は量子化器１５１
によって量子化されたデータを可変長符号化する可変長
符号化器、１９１は予備符号化用ビデオエンコーダ１０
１より出力される符号化情報である。

【００２４】以上のように構成された映像符号化装置に
ついて、以下その動作について説明する。

【００２５】入力映像１１０は、ＶＴＲ等の記録媒体に
記録されている。まず、映像の符号化情報を取得するた
めの予備的な符号化を行うため、入力映像１１０は、選
択器１１３を通して、予備符号化用ビデオエンコーダ１
０１に入力される。予備符号化用ビデオエンコーダ１０
１は、説明を簡単にするため簡略化した構成を取ってい
るが、映像の符号化情報を取得する目的を満たすもので
あれば、例えば図１４のような異なる構成を取ることが
できることは言うまでもない。予備符号化用ビデオエン
コーダ１０１に入力された映像は、ブロック分割器１２
１にてブロックに分割される。次にＤＣＴ１４１により
ＤＣＴ処理が行われ、得られた係数に対して量子化器１
５１により量子化が行われる。量子化は、量子化幅発生
器２０からの入力に基づいて行う。

【００２６】量子化幅発生器２０の動作を図２を用いて
説明する。図２は量子化幅発生器の構成を示すブロック
図である。

【００２７】図２において、２３は量子化器１５１より
タイミング情報２８２を受け取り乱数２３１を発生させ
る乱数発生器、２２１はパラメータ設定手段２１により
設定されたパラメータ２１１を記憶するためのメモリ、
２４１はメモリ２２１上のパラメータと乱数２３１に基
づいて出力を選択して量子化器１５１に対して量子化幅
２５１を出力するための出力選択器である。

【００２８】予備的な符号化を開始する前に、パラメー
タ設定手段２１により、量子化幅発生器２０にパラメー
タ２１１を与える。本実施の形態ではパラメータ２１１
としてＮ個の量子化幅を直接指定する。ＭＰＥＧ２規格
においては量子化幅の符号として５ビット値が規定され
ており、量子化幅は１から３１までの整数値で表現でき
る。この場合の一例として、Ｎ＝３として量子化幅Ｑ＝
４、Ｑ＝６、Ｑ＝９を与えることができる。与えられた
パラメータ２１１は、メモリ２２１に記憶する。次に、
予備符号化用エンコーダ１０１が動作すると、量子化の
タイミングに間に合うように、量子化器１５１からタイ
ミング情報２８２が乱数発生器２３に渡される。乱数発
生器２３は乱数２３１を発生し、出力選択器２４１に渡
す。出力選択器２４１は、メモリ２２１から受け取るパ
ラメータ、即ちＮ個の量子化幅の中から乱数２３１に対
応したものを一つだけ選択し、量子化幅２５１として量
子化器１５１に出力する。

【００２９】なお、以上の説明では、量子化幅発生器２
０は逐一量子化器１５１からのタイミング情報２８２を
受け取って量子化幅を発生させているが、予め発生させ
た量子化幅のデータをまとめて蓄積しておき、蓄積され
た量子化幅を逐一読み出して量子化器１５１が量子化を
行うといった構成など、同じ機能を実現できるのであれ
ば異なる構成を取ることが可能なことは言うまでもな
い。

【００３０】また、乱数発生器２３は、純粋な乱数を用
いるのでなく、予め定義された乱数表から求めた乱数を
用いることもできる。その利点として、例えば入力映像
の何らかのデータに基づいて乱数表を引くためのパラメ
ータを計算するとする。この場合、同じ入力映像を使用
すると、同じ量子化幅の列が発生することを約束するこ
とができ、システムに再現性が求められる場合などに適
用することができる。さらに、パラメータ設定手段２１
から意図した乱数表を設定するといったこともできるこ
とは自明である。

【００３１】以上のようにして、図１において、量子化
器１５１は、量子化幅発生器２０から量子化幅を受け取
って量子化を行う。量子化後の係数は可変長符号化器１
６１にて可変長符号化される。可変長符号化後のビット
列に対して、符号量測定器１７が発生符号量を測定し、
適切な形式で符号化情報１９１として出力する。この符
号化情報１９１は、少なくとも例えばフレーム、スライ
ス、マクロブロックといった映像単位の発生符号量及び
量子化幅の組を含む。また、映像の輝度、動き、アクテ
ィビティ等の特徴情報を含んでいても良く、それらを符
号量割当てのパラメータとすることも可能である。

【００３２】図３にマクロブロック毎に与える量子化幅
の例を示す。図３は、Ｎ＝３として量子化幅Ｑ＝４、Ｑ
＝６、Ｑ＝９を与えた場合である。図のように乱数を利
用して無作為に量子化幅を割り当てることにより、それ
ぞれの量子化幅毎に統計量を集計する場合に、符号化対
象の統計量の偏りによる影響を少なくできる。映像符号
量割当て装置３０は、符号化情報１９１を元に、本符号
化用ビデオエンコーダ１０２に与えるための目標符号量
を算出する。以上のような処理が終了した後、正式な符
号化を行う。入力映像１１０は、選択器１１３を通し
て、本符号化用ビデオエンコーダ１０２に入力される。
本符号化用ビデオエンコーダ１０２は、映像符号量割当
て装置３０から目標符号量などの情報を受け取って、そ
の情報に従った符号化を行い、出力ビットストリーム３
９を出力する。

【００３３】次に、本実施の形態の予備的な符号化を、
ソフトウェアで行う場合の手順を図４を用いて説明す
る。予備的な符号化処理４０１は、まず、パラメータ設
定手段によるパラメータ設定完了を判断する処理５８０
を行う。パラメータが設定されると、符号化開始処理５
０１が行われ、予備的な符号化が開始される。次に、ブ
ロック分割処理５１２により入力フレームはマクロブロ
ックに分割される。その後ＤＣＴ処理５１４が実行され
る。ＤＣＴ処理５１４の後、設定されたパラメータに基
づいて乱数を発生させる乱数発生処理５２３が実行さ
れ、発生した乱数により量子化幅を選択する量子化幅選
択処理５２４が実行される。その選択された量子化幅に
より量子化処理５１５が行われ、可変長符号化処理５１
６、符号量測定処理５１７がそれぞれ行われる。以上の
ようにして一個のマクロブロックの符号化が完了する
と、フレーム符号化終了の判定処理５８１が実施され、
フレームが終了していなければ、次のマクロブロックに
対してＤＣＴ処理５１４を実施する。完了していれば、
符号化終了判定処理５８２を実施する。符号化が終了し
ていなければ、次のフレームに対してブロック分割処理
５１２を実施し、終了していれば、予備的な符号化を終
了５９する。

【００３４】本実施の形態の利点は、発生符号量をブロ
ック単位で取得する場合に、複数の量子化幅と発生符号
量の関係を取得できる点にある。乱数を用いることによ
り、フレーム内の画像の複雑さといった統計量の偏りに
よる影響を受けにくくしているため、同時に複数の量子
化幅を用いて精度の高い情報を取得することが可能であ
る。

【００３５】（実施の形態２）本実施の形態では、Ｎ個
（Ｎは自然数）の量子化幅と繰り返し回数Ｍ（Ｍは自然
数）を設定し、Ｎ個の中から任意の量子化幅を自動的に
選択してＭ回連続して同じ量子化幅で量子化することで
映像の情報を取得するための予備的な符号化を行い、予
備的な符号化により得られた符号化情報に基づいて符号
化を行う映像符号化装置を説明する。予備的な符号化方
法に関しては、実施の形態１で図１を用いて説明したの
と同様の処理を行う。

【００３６】量子化幅発生器２０の動作を図５を用いて
説明する。図５は量子化幅発生器２０の詳細な構成を示
すブロック図である。図５において、図２と同じ構成要
素には同じ符号を付与し、説明を省略する。

【００３７】図５において、２３は量子化器１５１から
のタイミング情報２８２とカウンタ２６からのカウント
情報２６１を受け取り乱数を発生させるための乱数発生
器、２６は繰り返し回数をカウントするためのカウンタ
である。

【００３８】予備符号化を開始する前に、パラメータ設
定手段２１により、量子化幅発生器２０にパラメータ２
１１を与える。本実施の形態ではパラメータ２１１とし
てＮ個の量子化幅および、繰り返し回数Ｍを指定する。
繰り返し回数Ｍとしては、量子化幅の与えることのでき
る最小単位を量子化ブロックと定義した場合、フレーム
に含まれる量子化ブロックの総数のＬ倍（Ｌは自然数）
の値を与えることができる。与えられたＮ個の量子化幅
は、メモリ２２１に記憶する。繰り返し回数Ｍは、メモ
リ２２１を介して、カウンタ２６にセットされる。次
に、予備符号化用エンコーダ１０１が動作すると、量子
化のタイミングに間に合うように、量子化器１５１から
タイミング情報２８２が乱数発生器２３に渡される。ま
た、カウンタ２６からカウント情報２６１が乱数発生器
２３に渡される。乱数発生器２３はタイミング情報２８
２とカウント情報２６１を参照し、Ｍ回のタイミング毎
に乱数２３１を発生し、出力選択器２４１に渡す。出力
選択器２４１は、メモリ２２１から受け取るパラメー
タ、即ちＮ個の量子化幅の中から乱数２３１に対応した
ものを一つだけ選択し、量子化幅２５１として量子化器
１５１に出力する。

【００３９】予備符号化に関するその他の動作等は、実
施の形態１で説明したのと同様であり、最終的に符号化
情報１９１を出力する。映像符号量割当て装置３０は、
符号化情報１９１を元に、本符号化用ビデオエンコーダ
１０２に与えるための目標符号量を算出する。以上のよ
うな処理が終了した後、正式な符号化を行う。入力映像
１１０は、選択器１１３を通して、本符号化用ビデオエ
ンコーダ１０２に入力される。本符号化用ビデオエンコ
ーダ１０２は、映像符号量割当て装置３０から目標符号
量などの情報を受け取って、その情報に従った符号化を
行い、出力ビットストリーム３９を出力する。

【００４０】本実施の形態の利点は、発生符号量をフレ
ーム単位もしくはフレームの整数倍単位で測定する場合
に、複数の量子化幅と発生符号量の関係を取得できる点
にある。シーンが変わることにより画像の複雑さも変化
するため、発生符号量の取得単位を時間的に長くするの
は好ましくないが、フレーム単位程度の複数の情報を取
得するのに適している。

【００４１】なお、実施の形態１および実施の形態２に
おいては、Ｎ＝３とし、量子化幅Ｑ＝４，６，９である
場合を例にとって説明したが、これに限定するものでは
ないことは自明である。

【００４２】（実施の形態３）本実施の形態３では、Ｋ
ｉ＋Ｋｐ＋Ｋｂ個（Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｂは自然数）の量子
化幅を設定し、Ｉフレームの場合にはＫｉ個の中から、
Ｐフレームの場合にはＫｐ個の中から、Ｂフレームの場
合にはＫｂ個の中から任意の量子化幅を自動的に選択し
て量子化することで映像の情報を取得するための予備的
な符号化を行い、予備的な符号化により得られた符号化
情報に基づいて符号化を行う映像符号化装置を説明す
る。予備的な符号化方法に関しては、実施の形態１で図
１を用いて説明したのと同様の処理を行う。

【００４３】量子化幅発生器２０の動作を図６を用いて
説明する。図６は本実施の形態における量子化幅発生器
２０の詳細な構成を示したブロック図である。図６にお
いて、図２と同様の構成要素に関しては同符号を付与
し、説明を省略する。

【００４４】図６において、２３２は量子化器１５１か
らタイミング情報２８２と符号化タイプ情報２８１を受
け取り、乱数２３１を発生させる選択乱数発生器、２４
１はメモリ２２１上のパラメータと乱数２３１と符号化
タイプ情報２８１に基づいて出力を選択して量子化器１
５１に対して量子化幅２５１を出力するための出力選択
器である。

【００４５】予備符号化を開始する前に、パラメータ指
定手段２１により、量子化幅発生器２０にパラメータ２
１１を与える。本実施の形態ではパラメータ２１１とし
てＫｉ＋Ｋｐ＋Ｋｂ個（Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｂは自然数）の
量子化幅を指定する。与えられたＫｉ＋Ｋｐ＋Ｋｂ個の
量子化幅は、メモリ２２１に記憶する。次に、予備符号
化用エンコーダ１０１が動作すると、量子化のタイミン
グに間に合うように、量子化器１５１からタイミング情
報２８２と符号化タイプ情報２８１が選択乱数発生器２
３２に渡される。選択乱数発生器２３２はタイミング情
報２８２と符号化タイプ情報２８１を参照し、符号化タ
イプ情報２８１がＩフレームの場合にはＫｉ個種類の中
から、符号化タイプ情報２８１がＰフレームの場合には
Ｋｐ個種類の中から、符号化タイプ情報２８１がＢフレ
ームの場合にはＫｂ個種類の中から乱数２３１を発生
し、出力選択器２４１に渡す。出力選択器２４１は、メ
モリ２２１から受け取るパラメータ、即ちＫｉ個又はＫ
ｐ個又はＫｂ個の量子化幅の中から乱数２３１に対応し
たものを一つだけ選択し、量子化幅２５１として量子化
器１５１に出力する。

【００４６】予備符号化に関するその他の動作等は、実
施の形態１で説明したのと同様であり、最終的に符号化
情報１９１を出力する。映像符号量割当て装置３０は、
符号化情報１９１を元に、本符号化用ビデオエンコーダ
１０２に与えるための目標符号量を算出する。以上のよ
うな処理が終了した後、正式な符号化を行う。入力映像
１１０は、選択器１１３を通して、本符号化用ビデオエ
ンコーダ１０２に入力される。本符号化用ビデオエンコ
ーダ１０２は、映像符号量割当て装置３０から目標符号
量などの情報を受け取って、その情報に従った符号化を
行い、出力ビットストリーム３９を出力する。

【００４７】本実施の形態の利点は、発生符号量をフレ
ーム単位で測定する場合に、フレームの符号化タイプに
応じて複数の量子化幅と発生符号量の関係を取得できる
点にある。一般的に、フレームの符号化タイプが異なる
と量子化幅と発生符号量の関係は大きく異なることか
ら、フレーム符号化タイプ毎に異なる情報を収集するこ
とができる。

【００４８】（実施の形態４）本実施の形態では、予備
的な符号化により出力される少なくとも量子化幅と発生
符号量の組を含む第一の映像単位の符号化情報に基づい
て、第一の映像単位の目標符号量を映像全体の目標符号
量より比例配分し、予備的な符号化により出力される少
なくとも量子化幅と発生符号量の組および符号化性質情
報を含む第二の映像単位の符号化情報に基づいて、第二
の映像単位に符号量を割り当てることを特徴とする映像
符号量割当て装置を説明する。予備的な符号化方法に関
しては、実施の形態１、２または３で説明したのと同様
の方法を用いて、１回の予備的な符号化で複数行うこと
ができる。

【００４９】映像符号量割当て装置３０の動作を図７、
図８を用いて説明する。図７は映像符号量割当て装置３
０の構成を示すブロック図、図８は映像符号量割当て装
置３０の動作を示すフローチャートである。

【００５０】図７において、３３は第三の符号化情報を
集計して第二の符号化情報３１２である符号化情報２を
出力するための符号化情報集計器、３４は符号量割当て
情報３８を出力するための割当て情報出力器、３１４は
第三の符号化情報３１３である符号化情報３に含まれる
符号量情報、３１５は第三の符号量情報３１３に含まれ
る符号化性質情報、３２１は第一の符号化情報３１１に
基づいて符号量割当てを行う第一の符号量割当て器、３
２２は第二の符号化情報３１２に基づいて符号量割当て
を行う第二の符号量割当て器、３５１はメモリに記憶さ
れた情報を蓄積しておくためのディスク、３５２は符号
量割当てに際してデータを一時記憶するためのメモリ、
３７１および３７２はメモリに対する入出力データであ
る。

【００５１】まず、第三の符号化情報３１３について説
明する。第三の符号化情報３１３は、第三の映像単位毎
に収集された、少なくとも発生符号量と量子化幅の組を
含む符号量情報３１４と、符号化性質情報３１５で構成
される。第三の映像単位としては、例えば量子化幅を変
更することのできる最小単位である、マクロブロックを
適用することができる。第三の映像単位は、マクロブロ
ックの複数個の集合でも構わないが、異なる量子化幅を
用いて発生符号量を収集する本発明の映像符号化装置に
適用するには、マクロブロックが最適である。第三の符
号化情報３１３は、例えば図９に示すような表として取
得することができる。図８において、第三の符号化情報
は、符号量情報と符号化性質情報から構成される。符号
量情報は、少なくとも発生符号量と量子化幅の組を含む
情報で、図９の例では第三の映像単位のインデックス
と、発生符号量および量子化幅から構成している。一
方、符号化性質情報は、フレーム符号化タイプ（Ｉフレ
ーム、Ｐフレーム、Ｂフレーム）を適用することができ
る。その他にも、マクロブロックの符号化タイプなど、
様々な付加情報を適用することが可能である。

【００５２】次に、第二の符号化情報３１２について説
明する。第二の符号化情報３１２は、第二の映像単位毎
に収集された、少なくとも発生符号量と量子化幅の組を
含む情報である。第二の映像単位は、第三の映像単位で
収集した情報を統計的に利用できる程度の大きさの単位
であり、例えばフレームやスライスを適用することがで
きる。また、フレーム単位の情報をフレームの符号化タ
イプ別に加算した単位や、ＧＯＰ（Group Of Picture
s）など、様々な単位を適用することが可能である。第
三の符号化情報３１３を入力された符号化情報集計器３
３は、第二の符号化情報３１２を生成するため、符号化
情報の集計を行う（図８のステップ６３）。この処理
を、図１０に示す。図１０において、第三の符号化情報
を第二の映像単位のインデックスと関連づけて、第二の
映像単位毎に量子化幅毎に平均発生符号量もしくはそれ
に相当する重み付け量を算出することで、第二の符号化
情報を生成することができる。ここで、第二の符号化情
報は、本発明の実施の形態１、２または３で説明した、
予備的な符号化における量子化方法を用いることで、予
めパラメータ設定手段２１により設定した複数の量子化
幅毎にデータを分類することが可能となる。また、第二
の符号化情報の形式は図１０に限定されるものではな
く、量子化幅以外の符号化性質情報の値に基づいて分類
する方法など、様々なパラメータに基づいて分類する方
法が考えられることは言うまでもない。以上のようにし
て符号化情報集計器３３により出力された第二の符号化
情報３１２は、メモリ３５２に記憶される。また、必要
に応じてディスク３５１に蓄積することもできる。

【００５３】次に、第一の符号化情報３１１について説
明する。第一の符号化情報３１１は、第一の映像単位毎
に収集された、少なくとも発生符号量を含む情報であ
る。第一の映像単位としては、図１１に示すように、例
えばＧＯＰやＧＯＰの整数倍の単位を適用することがで
きる。図１１は３ＧＯＰを第１の映像単位とした例を示
している。また、所定時間単位に含まれるフレームの集
合などでも与えることができる。第一の映像単位を選ぶ
基準としては、映像単位間で符号化タイプの差異があま
り生じないような単位、つまり最低でもＧＯＰ以上の単
位が良く、またシーンの変化が多くなるような長い時間
にならない単位が良い。この基準より、数ＧＯＰが実用
的な値である。以上のように定義された第一の映像単位
ごとに第一の符号化情報３１１を取得する。第一の符号
化情報３１１は、例えば図１２に示すような表として取
得される。図１２に示すように、第一の符号化情報は、
必ずしも量子化幅の情報を含まなくとも良い。本発明の
実施の形態１、２または３で説明した、予備的な符号化
における量子化方法を用いることにより、第一の映像単
位での平均量子化幅は、パラメータ設定手段２１から与
えた値から予測値が算出可能だからである。

【００５４】第一の符号量割当て器３２１は、第一の符
号化情報３１１を得て、第一の映像単位に対する目標符
号量を算出する（図８のステップ６２１）。本発明で
は、予備的符号化を行う際に量子化幅を固定にはしない
が、第一の映像単位毎に同じ乱数用のパラメータを与え
ることにより、第一の映像単位間では平均量子化幅をほ
ぼ一定とすることができる。このように設定すると、第
一の符号量割当て器３２１は、図１３に示すように、映
像全体の総符号量又はビットレートから発生符号量に応
じて比例配分することで目標符号量を算出できる。この
比例配分の処理において、予め第一の符号化情報３１１
に映像の視覚的重要度情報または特徴情報を含めてお
き、それらの情報に基づいた重み付けを行うことも可能
である。さらに最大値、最小値による値の制限をかける
ことも可能である。また、構成は図６とは異なるが、第
一の符号化情報３１１を符号量割当て装置３０の入力と
せず、先に説明した第二の符号化情報をメモリ３５２か
ら読み出して合計することで算出することも可能であ
る。この場合は、第一の符号化情報の算出に量子化幅や
符号化性質情報３１５を用いることもできる。

【００５５】第一の符号量割当て器３２１により算出さ
れた第一の映像単位に対する目標符号量は、メモリ３５
２又はディスク３５１に記憶される。次に第二の符号量
割当て器３２２が、第一の映像単位に対する目標符号量
および第二の符号化情報３１２をメモリ３５２から読み
取り、第一の映像単位毎に第二の映像単位に目標符号量
を割り当てる処理を行う。

【００５６】図１４に、第二の符号量割当て器３２２の
動作の概念図を示す。図１４のように、第一の映像単位
に与えられた目標符号量を第二の映像単位に割り当てる
前に、図１０で説明した第二の符号化情報３１２を元
に、量子化幅Ｑと平均発生符号量Ｂ（Ｑ）の関係を関数
を用いて近似する。関数Ｂ（Ｑ）は単調減少の関数であ
り、一例として、（数１）を与えることができる。

【００５７】

【数１】

【００５８】ここで、ａ、ｂ、ｃは定数である。

【００５９】第二の映像単位のそれぞれにおいて（数
１）に示す関数の定数を算出することにより、図１４で
示した関数の列を決定することができる。決定された関
数の列と第一の映像単位に与えられた目標符号量から第
二の映像単位に目標符号量を配分する（図８のステップ
６２２１からステップ６２２４）。このように本発明の
実施の形態１、２または３により複数の量子化幅による
符号化情報を得ることができるため、第二の映像単位で
関数を割り当てることが可能となる。第二の符号量割当
て器３２２は、量子化幅を均一もしくはフレーム符号化
タイプなどの符号化性質情報による重み付けを行って設
定することで、符号化の際に第二の映像単位間で量子化
幅が大きく異なる可能性を低減することができる。ま
た、フレーム符号化タイプなどの符号化性質情報３１５
による重み付けを行うことも可能である。第二の符号量
割当て器３２２が出力する情報は、目標符号量に限ら
ず、平均量子化幅を含むことも可能であることは言うま
でもない。

【００６０】第二の符号量割当て器３２２が出力した第
二の映像単位の目標符号量は、メモリ３５２又はディス
ク３５１に蓄積される。正式な符号化時には、割当て情
報出力器３４が符号量割当て情報３８として、メモリ３
５２又はディスク３５１に蓄積された第一の映像単位の
目標符号量および第二の映像単位の目標符号量を出力す
る（図８のステップ６４）。この際、目標符号量と合わ
せて平均量子化幅などの付加情報を出力することもでき
る。

【００６１】本実施の形態の利点は、第一の映像単位に
は比例配分に近い形で簡単に目標符号量を割り当てる
が、第二の映像単位には複数の量子化幅を用いて取得し
た符号化情報を元に、第二の映像単位毎に符号量予測の
関数を設定することにより、正式な符号化時の量子化幅
を安定させ、復号時の画質を向上させることが可能とな
る。

【００６２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ＤＶＤオーサリングシステムなどに用いられ
る、オフラインでコンテンツを制作するための映像符号
化装置において、指定した量子化値の中から無作為に抽
出した値を用いて映像の情報収集のための予備的な符号
化を行い、予備的な符号化で得た符号化情報を有効に利
用する符号量割当てを行うように構成することで、エン
コード回数を増やさずに符号量割当ての精度を向上さ
せ、復号時の画質を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における映像符号化装置
の構成を示すブロック図

【図２】同量子化幅発生器の構成を示すブロック図

【図３】同量子化幅設定の例を示す図

【図４】同映像符号化方法を示すフローチャート

【図５】本発明の実施の形態２における量子化幅発生器
の構成を示すブロック図

【図６】本発明の実施の形態３におけるよる量子化幅発
生器の構成を示すブロック図

【図７】本発明の実施の形態４における映像符号量割当
て装置の構成を示すブロック図

【図８】同映像符号量割当方法を示すフローチャート

【図９】同第三の符号化情報の例を示す図

【図１０】同符号量集計器の動作の例を示す図

【図１１】同第一の映像単位の例を示す図

【図１２】同第一の符号化情報の例を示す図

【図１３】同第一の符号量割当て器の動作の例を示す図

【図１４】同第二の符号量割当て器の動作の例を示す図

【図１５】ＭＰＥＧ２に基づくビデオエンコーダの構成
を示すブロック図

【図１６】２パスエンコードを行う装置の構成を示すブ
ロック図

【図１７】２パスエンコードを行う方法を示すフローチ
ャート

【符号の説明】

１７ 符号量測定器 ２０ 量子化幅発生器 ２１ パラメータ設定手段 ２３ 乱数発生器 ２６ カウンタ ３０ 映像符号量割当て装置 ３３ 符号化情報集計器 ３４ 割当て情報出力器 １０１ 予備符号化用ビデオエンコーダ １０２ 本符号化用ビデオエンコーダ １１３ 入力選択器 １２１ ブロック分割器 １４１ ＤＣＴ回路 １５１ 量子化器 １６１ 可変長符号化器 ２２１ メモリ ２４１ 出力選択器 ２３２ 選択乱数発生器 ３２１ 第一の符号量割当て器 ３２２ 第二の符号量割当て器 ３５１ ディスク ３５２ メモリ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C053 FA14 FA24 GB23 GB33 GB38 KA03 KA05 KA24 5C059 KK15 MA00 MA05 MA14 MA23 MC11 MC38 ME01 PP05 PP06 PP07 SS13 SS20 TA46 TB04 TB06 TB07 TC02 TC04 TC10 TC12 TC18 TC27 TC38 TD11 UA02 UA38 5J064 AA02 BA09 BA16 BB03 BC01 BC08 BC16 BC25 BC26 BD03

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像の情報を取得するために予備的な符
   号化を行う機能を有する映像符号化方法であって、量子
   化に関するパラメータに基づいて生成した量子化幅に従
   って、前記予備的な符号化を行うことを特徴とする映像
   符号化方法。
2. 【請求項２】 量子化幅を指定する指定値を発生させ、
   設定されたＮ個（Ｎは自然数）の量子化幅の中から前記
   指定値に対応する量子化幅を選択して予備的な符号化を
   行う特徴とする請求項１記載の映像符号化方法。
3. 【請求項３】 量子化幅は、Ｍ回（Ｍは自然数）連続し
   て同じ量子化幅を使用することを特徴とする請求項２記
   載の映像符号化方法。
4. 【請求項４】 Ｍは、量子化幅を与えることのできる最
   小単位を量子化ブロックと定義した場合、一フレームに
   含まれる前記量子化ブロックの総数のＬ倍（Ｌは自然
   数）であることを特徴とする請求項３記載の映像符号化
   方法。
5. 【請求項５】 Ｋｉ＋Ｋｐ＋Ｋｂ個（Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｂ
   は自然数）の量子化幅を設定し、イントラ符号化フレー
   ム（Ｉフレーム）か、フレーム間符号化フレーム（Ｐフ
   レーム）か、フレーム内挿符号化フレーム（Ｂフレー
   ム）を示す符号化タイプ情報より、前記符号化タイプ情
   報がＩフレームの場合にはＫｉ個の中から任意に一個の
   量子化幅を選択し、前記符号化タイプ情報がＰフレーム
   の場合にはＫｐ個の中から任意に一個の量子化幅を選択
   し、前記符号化タイプ情報がＢフレームの場合にはＫｂ
   個の中から任意に一個の量子化幅を選択し、選択した量
   子化幅を用いて予備的な符号化を行うことを特徴とする
   請求項２ないし請求項４までに記載の映像符号化方法。
6. 【請求項６】 指定値は乱数とすることを特徴とする請
   求項２ないし請求項５までに記載の映像符号化方法。
7. 【請求項７】 指定値は、少なくとも１つ以上の予め定
   義された値または外部より設定された値より選択するこ
   とを特徴とする請求項２から５までに記載の映像符号化
   方法。
8. 【請求項８】 予備的な符号化により得られる情報を加
   工して本符号化のための情報を出力する映像符号量割当
   て方法であって、量子化幅を変更することのできる最小
   単位を第３の映像単位、前記第３の映像単位で収集した
   情報を統計的に利用できる単位を第２の映像単位、前記
   第２の映像単位より大きく、映像単位間で符号化タイプ
   の差異があまり生じない単位を第１の映像単位とし、前
   記予備的な符号化により出力される少なくとも発生符号
   量を含む第一の映像単位の符号化情報に基づいて、前記
   第一の映像単位の目標符号量を映像全体の目標符号量よ
   り比例配分し、前記予備的な符号化により出力される少
   なくとも量子化幅と発生符号量の組および符号化タイプ
   などの符号化性質情報を含む前記第三の映像単位の符号
   化情報を、前記符号化性質情報別に前記第二の映像単位
   毎もしくは前記前記第一の映像単位毎に集計して第二の
   映像単位の符号化情報とし、前記第一の映像単位に割り
   当てられた符号量を、少なくとも前記第二の映像単位の
   符号化情報に基づいて前記第二の映像単位に符号量を割
   り当てることを特徴とする映像符号量割当て方法。
9. 【請求項９】 符号化性質情報は、少なくともイントラ
   符号化フレーム（Ｉフレーム）か、フレーム間符号化フ
   レーム（Ｐフレーム）か、フレーム内挿符号化フレーム
   （Ｂフレーム）を示す符号化タイプ情報を含むことを特
   徴とする請求項８記載の映像符号量割当て方法。
10. 【請求項１０】 請求項８または請求項９記載の映像符
    号量割当て方法を有することを特徴とする請求項１ない
    し請求項８までに記載の映像符号化方法。
11. 【請求項１１】 映像の情報を取得するための予備的な
    符号化を行う機能を有する映像符号化装置であって、量
    子化に関するパラメータを設定するパラメータ設定手段
    と、前記パラメータ設定手段により設定されたパラメー
    タに基づいて量子化幅を生成する量子化幅発生手段と、
    前記予備的な符号化を行う際に前記量子化幅発生手段に
    より生成された量子化幅に従って量子化を行う量子化手
    段とを有することを特徴とする映像符号化装置。
12. 【請求項１２】 量子化幅発生手段は、パラメータ設定
    手段から設定されたＮ個（Ｎは自然数）の量子化幅を記
    憶するためのメモリと、Ｎ個の中から任意の一個の値を
    選択させるための指定値を発生する指定値発生手段と、
    前記指定値発生手段の出力に基づいて前記メモリに記憶
    されている前記Ｎ個の量子化幅より１個の量子化幅を選
    択して量子化手段に対して出力する出力選択手段とを有
    することを特徴とする請求項１１記載の映像符号化装
    置。
13. 【請求項１３】 パラメータ設定手段より設定されるＭ
    回（Ｍは自然数）の繰り返し回数をメモリに記憶させ、
    指定値発生手段の出力を前記メモリに記憶させた前記Ｍ
    回の繰り返し回数連続して行わせるためのカウンタを有
    することを特徴とする請求項１２記載の映像符号化装
    置。
14. 【請求項１４】 Ｍ回の繰り返し回数は、量子化幅を与
    えることのできる最小単位を量子化ブロックと定義した
    場合、一フレームに含まれる前記量子化ブロックの総数
    のＬ倍（Ｌは自然数）であることを特徴とする請求項１
    ３記載の映像符号化装置。
15. 【請求項１５】 メモリに、パラメータ設定手段から設
    定されたＫｉ＋Ｋｐ＋Ｋｂ個（Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｂは自然
    数）の量子化幅を記憶させ、指定値発生手段は、量子化
    手段よりイントラ符号化フレーム（Ｉフレーム）か、フ
    レーム間符号化フレーム（Ｐフレーム）か、フレーム内
    挿符号化フレーム（Ｂフレーム）の符号化タイプ情報を
    取得し、前記符号化タイプ情報がＩフレームの場合には
    前記Ｋｉ個の量子化幅の中から任意に一個の値を選択
    し、前記符号化タイプ情報がＰフレームの場合には前記
    Ｋｐ個の量子化幅の中から任意に一個の値を選択し、前
    記符号化タイプ情報がＢフレームの場合には前記Ｋｂ個
    の量子化幅の中から任意に一個の値を選択し、出力選択
    手段は前記指定値発生手段の出力に基づいて前記メモリ
    に記憶されている量子化幅を選択して前記量子化手段に
    出力することを特徴とする請求項１２ないし１４までに
    記載の映像符号化装置。
16. 【請求項１６】 指定値発生手段は、内部で発生させた
    乱数を指定値として出力することを特徴とする請求項１
    ２ないし請求項１５に記載の映像符号化装置。
17. 【請求項１７】 指定値発生手段は、少なくとも１個以
    上の予め定義された値またはパラメータ設定手段により
    設定された値より選択して指定値とすることを特徴とす
    る請求項１２から１５までに記載の映像符号化装置。
18. 【請求項１８】 予備的な符号化により得られる情報を
    加工して本符号化のための情報を出力する映像符号量割
    当て装置であって、量子化幅を変更することのできる最
    小単位を第３の映像単位、前記第３の映像単位で収集し
    た情報を統計的に利用できる単位を第２の映像単位、前
    記第２の映像単位より大きく、映像単位間で符号化タイ
    プの差異があまり生じない単位を第１の映像単位とし、
    前記予備的な符号化により出力される少なくとも発生符
    号量を含む前記第一の映像単位の符号化情報に基づい
    て、前記第一の映像単位の目標符号量を映像全体の目標
    符号量に比例配分するための第一の符号量割当て手段
    と、前記予備的な符号化により出力される少なくとも量
    子化幅と発生符号量の組および符号化タイプなどの符号
    化性質情報を含む前記第三の映像単位の符号化情報を、
    前記符号化性質情報別に前記第二の映像単位毎もしくは
    前記第一の映像単位毎に集計して前記第二の映像単位の
    符号化情報として出力する符号化情報集計手段と、前記
    第一の符号量割当て手段により前記第一の映像単位に割
    り当てられた符号量を、少なくとも前記第二の映像単位
    の符号化情報に基づいて前記第二の映像単位に符号量を
    割り当てるための第二の符号量割当て手段とを有するこ
    とを特徴とする映像符号量割当て装置。
19. 【請求項１９】 符号化性質情報は、少なくともイント
    ラ符号化フレーム（Ｉフレーム）か、フレーム間符号化
    フレーム（Ｐフレーム）か、フレーム内挿符号化フレー
    ム（Ｂフレーム）を示す符号化タイプ情報を含むことを
    特徴とする請求項１８記載の映像符号量割当て装置。
20. 【請求項２０】 映像符号化装置は、請求項１８または
    請求項１９記載の映像符号量割当て装置を有することを
    特徴とする請求項１１ないし請求項１７までに記載の映
    像符号化装置。
21. 【請求項２１】 請求項１から請求項７、請求項１０な
    いし請求項１７または請求項２０に記載の映像符号化装
    置または方法を用いて生成したストリームを記録した記
    録媒体。