JP2003174650A - 画像符号化装置、可変長符号化装置、制御装置およびそれらの方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路規模がより小さく、様々な符号化方式に
よって異なる識別子挿入処理にも柔軟に対応可能で、さ
らに木目細やかな符号量制御および適応的な不正動作制
御が可能な可変長符号化装置ならびに該装置を備えた画
像符号化装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 画像データを量子化した量子化データを
可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有す
る符号化データ列を生成する可変長符号化装置は、外部
からの指示に基づいてパディング・ビットおよび識別子
を可変長符号化データに挿入することを特徴とする。ま
た、該可変長符号化装置を備える画像符号化装置は、該
可変長符号化装置が生成した符号化データ列の総符号量
に基づいて、量子化値を変更することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像符号化装置に関
し、特にシンボルを符号化データ列に変換する可変長符
号化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスク等
の蓄積媒体に静止画像を保存・表示するための符号化方
式としてＩＳＯ（国際標準化機構）により標準化された
ＪＰＥＧ方式が広く用いられている。ＪＰＥＧ方式で符
号化された静止画像は、画像のサイズや色成分毎のサン
プリング係数値など、画像を復号化するために必要な情
報を含むヘッダ部分と、エントロピー符号化された画像
データ部分（ＥＣＳ）とを備える。

【０００３】ＥＣＳ部分について、８×８画素のブロッ
ク毎に色成分を繰り返し符号化するブロック・インター
リーブ方式では、すべての色成分のブロックをサンプリ
ング係数に基づいて符号化した場合の最も小さな単位を
最小符号化単位（ＭＣＵ）と呼ぶ。例えば、色成分が輝
度Ｙ、色差ＣｂおよびＣｒから構成され、サンプリング
係数がそれぞれ４：２：２である画像の場合、（Ｙ、
Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ）の４ブロックで１ＭＣＵが構成され
る。

【０００４】一方、ＥＣＳにはＭＣＵを単位とした任意
の周期でリスタート・マーカと呼ばれる識別子を付加す
ることが可能であり、何らかの理由で誤りを含んだ符号
化データ列を復号化する場合に、その影響をリスタート
・マーカ周期に抑えることができる。リスタート・マー
カはＥＣＳのバイト境界に存在することが規定されてお
り、リスタート・マーカを挿入する直前のＥＣＳ内のＭ
ＣＵがバイト境界で終わっていない場合は、パディング
・ビットと呼ばれる１〜７ビットの複数の‘１’をＥＣ
Ｓ内に挿入した後にリスタート・マーカを挿入する。

【０００５】また、動画像をＣＤ−ＲＯＭやハードディ
スク等の蓄積媒体に保存・表示したり、通信路を介して
放送、または双方向通信したりするための符号化方式と
してＩＳＯにより標準化されたＭＰＥＧ方式が広く用い
られている。ＭＰＥＧ符号化方式で符号化された動画像
は、画像のサイズや、各画素を量子化した後にさらに一
律にスケーリングするための量子化スケーリング値な
ど、画像を復号化するために必要な情報を含むヘッダ部
分と、エントロピー符号化された画像データ部分（マク
ロブロック）とを備える。

【０００６】マクロブロック部分の構成方式はＭＰＥＧ
方式で限定されており、画像の大きさは縦１６画素、横
１６画素で構成され、色成分は輝度Ｙ、色差成分Ｃｂお
よびＣｒを含む。各色成分は８×８画素のブロックを単
位としてそれぞれ４：１：１の割合でサブサンプリング
される。

【０００７】一方、ＭＰＥＧ方式においては、複数のマ
クロブロックを包含するスライスと呼ばれる処理単位が
存在し、そのスライスが複数存在する階層をスライス・
レイヤと呼んでいる。このスライスの先頭にはスライス
・スタート・コードと呼ばれる識別子が必ずバイト境界
で存在するため、何らかの理由で誤りを含んだ符号化デ
ータ列を復号化する場合に、その影響をスライス周期に
抑えられる可能性がある。一つ前のスライスがバイト境
界で終わっていない場合には、パディング・ビットと呼
ばれる１〜７ビットの複数の'0'を符号化データ列中に
挿入してバイト境界で終わるようにした後、スライス・
スタート・コードを挿入する。

【０００８】さて、近年の画像符号化装置では、画像符
号化装置を含むシステムで使用されている中央制御装置
や、画像符号化装置内に設けた専用の中央制御装置と協
働して符号化データ列を生成する構成が見受けられるよ
うになってきている。このような構成では、ヘッダ部分
の生成を柔軟な処理が可能な中央制御装置で行い、ＥＣ
Ｓ部分またはマクロブロック部分の生成を専用ハードウ
ェアで高速に行うのが一般的である。

【０００９】図９にＪＰＥＧ方式またはＭＰＥＧ方式に
よるこのような画像符号化装置の従来例を示す。まず、
格納するソフトウェアにより制御方法が変更可能な中央
制御装置１０が排出したヘッダ部分が選択器６００によ
り選択され外部へ出力される。その後、画像データの入
力が開始され、ＥＣＳ部分またはマクロブロック部分の
符号化が行われる。入力された画像データはＤＣＴ器２
００によりＤＣＴ係数へ変換され、ＤＣＴ係数は量子化
器３００により量子化され、ランレングス符号化器４０
０によりラン長とレベルとからなるシンボルに変換さ
れ、最後に可変長符号化器５００により可変長符号化さ
れるとともに、パディング・ビット及び識別子が挿入さ
れ、選択器６００により選択されて外部へＥＣＳ部分ま
たはマクロブロック部分として出力される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の画像符号化
装置において、可変長符号化器５００では可変長符号化
データ列中に例えばリスタート・マーカまたはスライス
・スタート・コードなどの符号化方式ごとに異なる識別
子を挿入するために、第一にそれらを生成する手段と、
第二に生成されたリスタート・マーカまたはスライス・
スタート・コードに対して適切なパディング・ビットを
付加する手段と、第三にパディング・ビットが付加され
たリスタート・マーカまたはスライス・スタート・コー
ドを可変長符号化データ中に挿入する手段とをそれぞれ
専用のハードウェアとして備えていたため、回路規模が
大きくなるという問題があった。

【００１１】また、他の識別子、例えばＪＰＥＧ方式で
は符号化データ列の終了を意味するＥＯＩマーカや入力
画像のライン数を再定義するＤＮＬマーカなど、またＭ
ＰＥＧ方式ではスライス・レイヤのさらなる上位階層で
あり１枚の画像を構成するピクチャ・レイヤで必要とさ
れるピクチャ・ヘッダなどを符号化データ列中に挿入し
ようとすると、さらにそれぞれのハードウェアが必要と
なり、柔軟な識別子挿入処理を行うのが困難であった。

【００１２】さらに、前記従来の画像符号化装置では、
一度ＪＰＥＧ方式におけるＥＣＳ部分またはＭＰＥＧ方
式におけるピクチャ・レイヤの符号化が開始されると、
可変長符号化器５００においてすべてのシンボルが符号
化完了するまで自走するようになっていた。このため符
号量制御を行う場合は、生成された符号量が目標とする
符号量を超えたとしてもすべてのＥＣＳ部分またはピク
チャ・レイヤを符号化した後でなければ生成された符号
量を評価することが出来なかった。

【００１３】さらに、前記従来の画像符号化装置では、
ＪＰＥＧ方式におけるＥＣＳ部分またはＭＰＥＧ方式に
おけるピクチャ・レイヤの符号化中に何らかの要因で符
号化が滞った場合に、それを検出して適応的な制御を行
うことが困難であった。

【００１４】本発明は、上記課題を鑑みてなされたもの
であり、回路規模がより小さく、様々な符号化方式によ
って異なる識別子挿入処理にも柔軟に対応可能で、さら
に木目細やかな符号量制御および適応的な不正動作制御
が可能な可変長符号化装置ならびに該装置を備えた画像
符号化装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係る可変長符号化装置は以下のような構成
を備える。即ち、画像データを量子化した量子化データ
を可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有
する符号化データ列を生成する可変長符号化装置であっ
て、前記生成する符号化データ列の符号化方式を記憶す
る符号化方式記憶手段と、外部から入力した識別子また
はパディング・ビットと識別子の組み合わせとからなる
書き込みデータを記憶する書き込みデータ記憶手段と、
前記書き込みデータ記憶手段に書き込みデータが書き込
まれた場合には該書き込みデータを、それ以外の場合に
は、前記可変長符号化データを選択する選択手段と、前
記選択手段により選択されたデータを連結し、データ列
を生成するデータ連結手段と、外部から入力した前記書
き込みデータのビット数を記憶する書き込みビット数記
憶手段と、前記データ連結手段において生成されたデー
タ列内の有効なビット数を計数し外部に信号出力する有
効ビット数制御手段とを備える。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態として、以下
に２つの実施形態を示す。

【００１７】

【第１の実施形態】可変長符号化器および制御装置の符
号化処理 図１に本発明の第１の実施形態に係る可変長符号化器お
よび中央制御装置を示す。図１に示す可変長符号化器に
おいて、７０１はランレングス符号化器により生成され
たレベルとラン長からなるシンボルに対して可変長符号
化を行う可変長符号化部である。７０２は可変長符号化
部７０１が処理したシンボルの数に基づき符号化処理を
停止させ、中央制御装置１００へ可変長符号化部７０１
が符号化処理を停止したことを通知する符号化処理停止
制御部である。

【００１８】また、７０３は、中央制御装置１００から
可変長符号化部７０１に符号化処理開始を指示する符号
化処理開始制御部である。７０４は中央制御装置１００
から書き込まれたデータを記憶する書き込みデータ記憶
部である。

【００１９】さらに７０５は可変長符号化部７０１から
出力される可変長符号化データまたは書き込みデータ記
憶部７０４から出力されるデータのいずれかを選択する
選択部で、７０６は選択部７０５により選択されたデー
タを連結する３２ビット長のデータ連結部である。

【００２０】さらに７０７はデータ付加部で、データ連
結部７０６から出力されるデータ列中に識別子と同等な
パターンを検出した場合、特定のデータ・パターンを識
別子に付加する。７０８は中央制御装置１００からデー
タ連結部７０６へ書き込むデータのビット数を記憶する
書き込みビット数記憶部である。７０９はデータ連結部
７０６内に存在する有効なビット数を計数および記憶す
る有効ビット数制御部である。７１０は中央制御装置１
００から書き込みデータ記憶部７０４および選択部７０
５を通してデータ連結部７０６へ書き込まれた識別子
が、３２ビット長のデータ連結部７０６中のどの位置に
存在するかを表す４ビットの情報を生成する識別子位置
生成部である。７１１は識別子位置生成部７１０により
出力された４ビットの識別子位置情報をデータ連結部７
０６の動作に基づいて追跡する識別子位置追跡部であ
る。

【００２１】さらに、７１２は中央制御装置１００が可
変長符号化器７００に対して、処理対象画像がＪＰＥＧ
方式やＭＰＥＧ方式など如何なる方式により符号化され
たものであるかを通知するために使用される符号化方式
記憶部である。

【００２２】まず始めに、本実施形態においてＪＰＥＧ
方式による静止画像符号化処理を行なう場合について説
明する。

【００２３】すべての符号化動作に先行して、符号化方
式記憶部７１２には処理対象画像の符号化方式であるＪ
ＰＥＧ方式が設定される。

【００２４】まず、ランレングス符号化器により生成さ
れたシンボルに対して、可変長符号化器７００が符号化
データ列を生成する全体の流れについて説明する。可変
長符号化部７０１はシンボルを可変長符号化し可変長符
号化データを生成する。選択部７０５では、可変長符号
化データまたはデータ記憶部７０４に書き込まれたデー
タ（識別子を含む）のいずれかを選択して、データ連結
部７０６へ出力する。

【００２５】データ連結部７０６では、順次出力されて
くる可変長符号化データ等（可変長符号化データまたは
識別子等）を連結して、例えば１バイトなどの一定のデ
ータ長ずつデータ付加部７０７へ出力する。処理対象画
像がＪＰＥＧ方式であることを符号化方式記憶部７１２
から通知されたデータ付加部７０７では、データ連結部
７０７より順次出力されてくる可変長符号化データの中
に、ＪＰＥＧ方式で規定される識別子特有のデータ・パ
ターンである０ｘＦＦ（８ビット長）をバイト境界にお
いて検出すると、その直後に０ｘ００（８ビット長）を
付加する。これにより、復号化時に、可変長符号化デー
タとしての０ｘＦＦ（８ビット長）と、ＪＰＥＧ方式で
規定される識別子特有のデータ・パターンである０ｘＦ
Ｆ（８ビット長）とを区別することが可能となる。

【００２６】次に、中央制御装置１００の指示に基づい
て、可変長符号化器７００が可変長符号化データ中に識
別子を挿入する手順を、図２のフローチャートを用いて
説明する。ここでは、ＪＰＥＧ方式においてリスタート
・マーカと呼ばれ、一定のシンボル毎に符号化データ列
中に挿入される識別子を挿入する場合において説明す
る。なお、リスタート・マーカを挿入するシンボルの間
隔はリスタート・インターバルと呼ばれる。

【００２７】まず、中央制御装置１００からの指示によ
り、符号化処理停止制御部７０２によって計数される計
数値１と計数値２を初期化する（ステップＳ１００１、
Ｓ１００２）とともに、リスタート・インターバルをセ
ットする。

【００２８】計数値１と計数値２の初期化およびリスタ
ート・インターバルのセットが完了したら、中央制御装
置１００は、符号化処理開始指令を出力し、可変長符号
化部７０１は符号化処理開始制御部７０３を介して該指
令を受け取り、可変長符号化を開始する。可変長符号化
部７０１における可変長符号化は、ランレングス符号化
器により生成されたシンボルに対してＭＣＵ単位（最小
符号化単位）で行う（ステップＳ１００３）。

【００２９】一方、符号化処理停止制御部７０２は、可
変長符号化部７０１がＭＣＵ単位のシンボルを可変長符
号化するごとに計数値１と計数値２とを１ずつ増やす
（ステップ１００４）。

【００３０】さらに、カウントされた計数値２とリスタ
ート・インターバルとの比較を行い、計数値２がリスタ
ート・インターバルよりも小さい場合はステップＳ１０
０３へ戻りＭＣＵ単位の可変長符号化を繰り返す。

【００３１】一方、計数値２がリスタート・インターバ
ルと等しいかまたは大きくなった場合は、符号化処理停
止制御部７０２は可変長符号化部７０１に対して停止指
令を出し、可変長符号化部７０１による可変長符号化を
停止するとともに、中央制御装置１００に対して、可変
長符号化を停止したことを示す信号を出力する。中央制
御装置１００では、該信号をうけて、リスタート・マー
カ挿入手続きを行う（ステップＳ１００５、Ｓ１００
６）。

【００３２】リスタート・マーカ挿入手続きが終了した
後に、中央制御装置１００は、符号化処理停止制御部７
０２より計数値１の値を読み込み、計数値１と処理中の
画像に含まれる総ＭＣＵ数とを比較する。計数値１が総
ＭＣＵ数よりも小さい場合はステップＳ１００２へ戻り
ＭＣＵ単位の可変長符号化を繰り返すべく、符号化処理
開始制御部７０３に可変長符号化開始指令を出力する。

【００３３】一方、計数値１と総ＭＣＵ数が等しくなっ
た場合はすべての処理すべきシンボルを符号化したと判
断して符号化を終了する（ステップＳ１００７）。

【００３４】次に図２のステップＳ１００６で示され
た、中央制御装置１００の指示に基づいて可変長符号化
器７００が行うリスタート・マーカ挿入手続きを、図３
のフローチャートを用いて詳細に説明する。

【００３５】上述したように符号化処理停止制御部７０
２は、リスタート・インターバル分のシンボルが可変長
符号化された時点で可変長符号化部７０１の符号化を停
止させるとともに、可変長符号化部７０１が符号化停止
状態にあることを中央制御装置１００へ通知する。可変
長符号化器７００が符号化を停止した状態にあることを
通知された中央制御装置１００は、リスタート・マーカ
を可変長符号化データ中に挿入する手続きを開始する。

【００３６】ところで、ＪＰＥＧ符号化方式においてリ
スタート・マーカは、必ずバイト境界上に存在しなけれ
ばならない。そこで、可変長符号化部７０１が符号化を
停止した時点でデータ連結部７０６に残留する可変長符
号化データがバイト境界で終わっていない場合は、バイ
ト境界に至るまで複数の‘１’を挿入する必要があり、
これをパディング・ビットと呼んでいる。このパディン
グ・ビットの数を求めるのに先立って、中央制御装置１
００において記憶される変数パディング・ビット数をゼ
ロで初期化する（ステップＳ２００１）。

【００３７】次に、中央制御装置１００は、有効ビット
数制御部７０９から、その時点でデータ連結部７０６に
残留する有効ビット数を読み出し、バイト境界となるま
でに必要なビット数を計算する。パディング・ビットを
計算するためには、まず、有効ビット数制御部７０９が
ゼロと等しいか比較を行い、有効ビット制御部７０９が
ゼロでなければステップＳ２００３においてパディング
・ビットを計算する。一方、有効ビット制御部７０９が
ゼロであれば、データ連結部７０６はすでにバイト境界
にあり、パディング・ビットは必要ないと判断してステ
ップ２００４へ移行する（ステップＳ２００２）。パデ
ィング・ビットの計算は、有効ビット数制御部７０９よ
り得られたデータ連結部７０６に残留する有効な可変長
符号化データのビット数を８で割った余りを求めること
で得られる（ステップＳ２００３）。

【００３８】次に、データ連結部７０６にさらに書き込
み可能な空きビット数が、リスタート・マーカに必要な
１６ビットとパディング・ビット数を足した値よりも大
きいか否かを判断する（ステップＳ２００４）。ここ
で、３２ビット長であるデータ連結部７０６の空きビッ
ト数の計算は、３２から有効ビット数制御部７０９が示
すデータ連結部７０６に残留する有効な可変長符号化デ
ータのビット数を引くことにより得られる。

【００３９】中央制御装置１００は、データ連結部７０
６が書き込み可能な状態となったら、書き込みデータ記
憶部７０４にパディング・ビットと所望のリスタート・
マーカを連結したデータを書き込む（ステップＳ２００
５）。

【００４０】ステップＳ２００５では、リスタート・マ
ーカとして０ｘＦＦＤ０（１６ビット長）を書き込むと
しているが、下位４ビットは０〜７の範囲で変化する。
実際のデータ連結部７０６へのパディング・ビットとリ
スタート・マーカの書き込みは、書き込みビット数記憶
部７０８へリスタート・マーカに必要な１６ビットとパ
ディング・ビット数を足した値（ビット数）を書き込む
ことにより、書き込みデータ記憶部７０４に中央制御装
置１００から書き込まれたデータの内、何ビットが有効
であるかを通知する（ステップＳ２００６）。

【００４１】次に、中央制御装置１００から書き込みデ
ータ記憶部７０４および選択部７０５を通してデータ連
結部７０６へ書き込まれたリスタート・マーカ（識別
子）に対して、データ付加部７０７が特定のデータを付
加するのを阻止する仕組みについて、図４および図５を
用いて説明する。

【００４２】まず、上述したように符号化処理停止制御
部７０２は、リスタート・インターバル分のシンボルが
可変長符号化された時点で可変長符号化部７０１の符号
化を停止する。この時点で、データ連結部７０６に残留
する可変長符号化データが６ビットあるとした場合を図
４−ａに示す。

【００４３】ここで、データ連結部７０６は３２ビット
長のシフタで構成されており、書き込まれたデータは上
位詰めされて、上位ビット側から１バイトずつデータ付
加部７０７へ出力される。また、図４−ｅに示すよう
に、同じ時点での識別子位置追跡部７１１（４ビットで
構成される）は、データ連結部７０６中に識別子が存在
しないので、４ビットすべてゼロである。

【００４４】次に、中央制御装置１００から書き込みデ
ータ記憶部７０４および選択部７０５を通してデータ連
結部７０６へ、パディング・ビットとして２ビットと所
望のリスタート・マーカとして１６ビットを連結した１
８ビットのデータを書き込んだ場合を図４−ｂに示す。
データ連結部７０６へリスタート・マーカが書き込まれ
たことにともない、識別子位置生成部７１０ではそのリ
スタート・マーカの３２ビット長データ連結部７０６内
での位置を表す４ビットの情報を生成する。

【００４５】ここで、データ連結部７０６内のリスター
ト・マーカの位置と識別子位置生成部７１０により生成
される識別子の位置情報との関係を図５に示す。図５−
ａおよび図５−ｅでは、データ連結部７０６の最上位バ
イトにリスタート・マーカの先頭バイトが存在する場合
に識別子位置生成部７１０により生成される４ビットの
識別子位置情報を示す。ＪＰＥＧ符号化方式における識
別子は必ずバイト境界に存在するので、３２ビット長の
データ連結部７０６内の識別子の位置を表すには４ビッ
トあれば十分である。

【００４６】以下、図５−ｂおよび図５−ｆに、データ
連結部７０６の上位から２番目のバイトにリスタート・
マーカの先頭バイトが存在する場合に識別子位置生成部
７１０により生成される４ビットの識別子位置情報を示
し、図５−ｃおよび図５−ｇに、データ連結部７０６の
上位から３番目のバイトにリスタート・マーカの先頭バ
イトが存在する場合に識別子位置生成部７１０により生
成される４ビットの識別子位置情報を示し、図５−ｄお
よび図５−ｈに、データ連結部７０６の最下位バイトに
リスタート・マーカの先頭バイトが存在する場合に識別
子位置生成部７１０により生成される４ビットの識別子
位置情報を示す。

【００４７】さて、図４−ｂのようにデータ連結部７０
６へリスタート・マーカが書き込まれた場合は、図５−
ｆと同様に２ビット目が‘１’である４ビットの識別子
位置情報が識別子位置生成部７１０により生成され、識
別子位置追跡部７１１へ出力される。識別子位置生成部
７１０では、識別子位置情報を以下の式１により生成す
ることができる。

【００４８】

【数１】

【００４９】ここで、xは有効ビット数制御部７０９よ
り得られるデータ連結部７０６内の有効ビット数、yが
４ビットの識別子位置情報であり、Ｃ＋＋言語の演算子
を用いて表現している。図４−ｂでは、リスタート・マ
ーカと共にパディング・ビットを一緒にデータ連結部７
０６へ書き込んでいるので、式１のように有効ビット数
xを８で割った余りがゼロか否かによって識別子位置情
報yの算出方法が異なる。

【００５０】次に、データ連結部７０６の最上位バイト
がデータ付加部７０７へ出力された後のデータ連結部７
０６の状態を図４−ｃに示し、識別子位置追跡部７１１
の状態を図４−ｇに示す。この時点で、リスタート・マ
ーカはデータ連結部７０６の最上位バイトへ頭だしされ
ており、識別子位置追跡部７１１においても最上位ビッ
トが‘１’となっている。

【００５１】さらに、リスタート・マーカの先頭バイト
がデータ付加部７０７へ出力された後のデータ連結部７
０６の状態を図４−ｄに示し、識別子位置追跡部７１１
の状態を図４−ｈに示す。リスタート・マーカの先頭バ
イトである０ｘＦＦ（８ビット長）がデータ付加部７０
７へ出力されるのと同時に、図４−ｇにおいて識別子位
置追跡部７１１の最上位にあった‘１’もデータ付加部
７０７へ出力され、書き込まれた０ｘＦＦ（８ビット
長）が識別子の先頭バイトのものであることを通知す
る。これにより、データ付加部７０７は、当該０ｘＦＦ
（８ビット長）に対しては特定データを付加しないよう
に制御される。

【００５２】次に、本実施形態においてＭＰＥＧ方式に
よる動画像符号化処理を行なう場合について説明する。

【００５３】すべての符号化動作に先行して、符号化方
式記憶部７１２には処理対象画像の符号化方式であるＭ
ＰＥＧ方式が設定される。

【００５４】まず、ランレングス符号化器により生成さ
れたシンボルに対して、可変長符号化器７００が符号化
データ列を生成する全体の流れについて説明する。可変
長符号化部７０１はシンボルを可変長符号化し可変長符
号化データを生成する。選択部７０５では、可変長符号
化データまたはデータ記憶部７０４に書き込まれたデー
タ（識別子を含む）のいずれかを選択して、データ連結
部７０６へ出力する。

【００５５】データ連結部７０６では、順次出力されて
くる可変長符号化データ等（可変長符号化データまたは
識別子等）を連結して、例えば１バイトなどの一定のデ
ータ長ずつデータ付加部７０７へ出力する。処理対象画
像がＭＰＥＧ方式であることを符号化方式記憶部７１２
から通知されたデータ付加部７０７では、データ連結部
７０７より順次出力されてくる可変長符号化データに対
して何も操作を行なわずにそのまま符号化データ列とし
て出力する。

【００５６】次に、中央制御装置１００の指示に基づい
て、可変長符号化器７００が可変長符号化データ中に識
別子を挿入する手順を、図１２のフローチャートを用い
て説明する。ここでは、ＭＰＥＧ方式においてスライス
・スタート・コードと呼ばれ、スライスの先頭に存在す
る識別子を挿入する場合において説明する。スライスに
は任意の複数のマクロブロックを含むことが可能であ
り、したがってスライス・スタート・コードの出現間隔
はスライス毎に異なることが可能である。

【００５７】まず、中央制御装置１００からの指示によ
り、符号化処理停止制御部７０２によって計数される計
数値１と計数値２を初期化する（ステップＳ５００１、
Ｓ５００２）とともに、処理中のスライスに含ませるス
ライス内マクロブロック数を設定する。

【００５８】次に、中央制御装置１００は、スライス・
スタート・コードから始まるスライス・ヘッダを符号化
データ列中に挿入する（ステップＳ５００３）。

【００５９】さらに、中央制御装置１００は、符号化処
理開始指令を出力し、可変長符号化部７０１は符号化処
理開始制御部７０３を介して該指令を受け取り、可変長
符号化を開始する。可変長符号化部７０１における可変
長符号化は、ランレングス符号化器により生成されたシ
ンボルに対してマクロブロック単位で行う（ステップＳ
５００４）。

【００６０】一方、符号化処理停止制御部７０２は、可
変長符号化部７０１がマクロブロックを可変長符号化す
るごとに計数値１と計数値２とを１ずつ増やす（ステッ
プ５００５）。

【００６１】さらに、カウントされた計数値２とスライ
ス内マクロブロック数との比較を行い、計数値２がスラ
イス内マクロブロック数よりも小さい場合はステップＳ
５００４へ戻りマクロブロック単位の可変長符号化を繰
り返す。

【００６２】一方、計数値２がスライス内マクロブロッ
ク数と等しいかまたは大きくなった場合は、符号化処理
停止制御部７０２は可変長符号化部７０１に対して停止
指令を出し、可変長符号化部７０１による可変長符号化
を停止するとともに、中央制御装置１００に対して、可
変長符号化を停止したことを示す信号を出力する（ステ
ップＳ５００６）。

【００６３】中央制御装置１００は、符号化処理停止制
御部７０２より計数値１の値を読み込み、計数値１と処
理中のピクチャに含まれる総スライス数とを比較する。
計数値１が総スライス数よりも小さい場合はステップＳ
５００２へ戻りマクロブロック単位の可変長符号化を繰
り返すべく、符号化処理開始制御部７０３に可変長符号
化開始指令を出力する。

【００６４】一方、計数値１と総スライス数が等しくな
った場合はすべての処理すべきシンボルを符号化したと
判断して符号化を終了する（ステップＳ５００７）。

【００６５】次に図２のステップＳ５００３で示され
た、中央制御装置１００の指示に基づいて可変長符号化
器７００が行うスライス・ヘッダ挿入手続きを、図１３
のフローチャートを用いて詳細に説明する。

【００６６】上述したように中央制御装置１００は、マ
クロブロック符号化に先立ってスライス・ヘッダを可変
長符号化データ中に挿入する手続きを開始する。

【００６７】ところで、ＭＰＥＧ符号化方式においてス
ライス・ヘッダの先頭に存在するスライス・スタート・
コードと呼ばれる識別子は、必ずバイト境界上に存在し
なければならない。そこで、可変長符号化部７０１が１
つのスライスに対する可変長符号化を停止した時点でデ
ータ連結部７０６に残留する可変長符号化データがバイ
ト境界で終わっていない場合は、バイト境界に至るまで
複数の'０'を挿入する必要があり、これをパディング・
ビットと呼んでいる。

【００６８】中央制御装置１００は、有効ビット数制御
部７０９から、その時点でデータ連結部７０６に残留す
る有効ビット数を読み出し、バイト境界となるまでに必
要なビット数を計算する。パディング・ビットを計算す
るためには、まず、有効ビット数制御部７０９がゼロと
等しいか比較を行い、有効ビット制御部７０９がゼロで
なければステップＳ６００２においてパディング・ビッ
トを計算する。一方、有効ビット制御部７０９がゼロで
あれば、データ連結部７０６はすでにバイト境界にあ
り、パディング・ビットは必要ないと判断してステップ
６００５へ移行する（ステップＳ６００１）。

【００６９】パディング・ビットの計算は、有効ビット
数制御部７０９より得られたデータ連結部７０６に残留
する有効な可変長符号化データのビット数を８で割った
余りを求めることで得られる（ステップＳ６００２）。
得られたパディング・ビット数よりパディング・ビット
を生成し、書き込みデータ記憶部７０４へ書き込みを行
う（ステップＳ６００３）。さらに、パディング・ビッ
ト数を書き込みビット数記憶部７０８へ書き込むことに
より、実際にパディング・ビットがデータ連結部７０６
へ書き込まれ、これによりデータ連結部７０６に存在す
る可変長符号化データ列はバイト境界となる（ステップ
Ｓ６００４）。

【００７０】次に、データ連結部７０６に、３２ビット
からなるスライス・スタート・コードを書き込むために
有効ビット数制御部７０９が示すデータ連結部７０６に
残留する有効な可変長符号化データが存在しないことを
確認する（ステップＳ６００５）。

【００７１】中央制御装置１００は、データ連結部７０
６が書き込み可能な状態となったら、書き込みデータ記
憶部７０４に所望のスライス・スタート・コードを書き
込む（ステップＳ６００６）。そして、書き込みビット
数記憶部７０８へスライス・スタート・コードのビット
長である３２を書き込むことにより、実際にデータ連結
部７０６へのスライス・スタート・コードの書き込みが
行われる（ステップＳ６００７）。

【００７２】スライス・ヘッダには、スライス・スター
ト・コードに続き５ビットの量子化スケーリング値、さ
らにその後１ビットの'０'が必須である。中央制御装置
１００は、データ連結部７０６にこの６ビットのヘッダ
情報をさらに書き込むために、有効ビット数制御部７０
９が示すデータ連結部７０６に残留する有効な可変長符
号化データを３２から引いた値が６以上であることを確
認する（ステップＳ６００８）。

【００７３】中央制御装置１００は、データ連結部７０
６が書き込み可能な状態となったら、書き込みデータ記
憶部７０４に量子化スケーリング値を含む６ビットを書
き込む（ステップＳ６００９）。そして、書き込みビッ
ト数記憶部７０８へ量子化スケーリング値の５ビットと
１ビットを合計したビット数である６を書き込むことに
より、実際にデータ連結部７０６への書き込みが行われ
る（ステップＳ６０１０）。

【００７４】以上のように従来の可変長符号化器は専用
のハードウェアで構成されていたため、回路規模が大き
くなっていたが、本実施形態において示したように、可
変長符号化器の処理の一部（処理の流れを制御する機能
や挿入するデータを設定する機能等）を中央制御装置に
持たせることで、回路規模をより小さくすることができ
る。また、処理の一部を中央制御装置に持たせること
で、符号化方式によって挿入するデータ（リスタート・
マーカやスライス・スタート・コードなどの識別子等）
を変更したり、挿入するタイミング（リスタート・イン
ターバルやスライス内マクロブロック数等）を変更した
りすることが自由に行えるようになる（柔軟性に富んだ
識別子挿入処理が可能となる）。したがって、本実施形
態においては、ＪＰＥＧ方式におけるリスタート・マー
カの挿入を行う場合とＭＰＥＧ方式におけるスライス・
ヘッダを挿入する場合とについて述べたが、挿入タイミ
ングや挿入データを変更すれば、ＪＰＥＧ方式における
ＥＯＩマーカやＤＮＬマーカ等の挿入、およびＭＰＥＧ
方式におけるスライス・レイヤのさらに上位階層のピク
チャ・レイヤで必要とされるピクチャ・ヘッダなどの挿
入、さらには他の全く異なる符号化方式における識別子
挿入などにも対応することができる。

【００７５】画像符号化装置の符号量制御 次に上記可変長符号化器７００を備える画像符号化装置
における符号量制御について説明する。

【００７６】図１１は、本発明の第１の実施形態にかか
る画像符号化装置を示す図である。まず、中央制御装置
１００が排出したヘッダ部分が選択器６０１により選択
され外部へ出力される。その後、画像データの入力が開
始され、ＪＰＥＧ方式におけるＥＣＳ部分またはＭＰＥ
Ｇ方式におけるピクチャ・レイヤの符号化が行われる。
２０１は、ＤＣＴ器で、入力された画像データをＤＣＴ
計数へ変換する。変換されたＤＣＴ計数は量子化器３０
１において、量子化される。このとき、量子化値は中央
制御装置１００より設定される。

【００７７】量子化器３０１において量子化された後、
ランレングス符号化器４０１によりラン長とレベルとか
らなるシンボルに変換され、上述の可変長符号化器７０
０に入力される。

【００７８】図２のステップＳ１００６でリスタート・
マーカ挿入またはスライス・ヘッダ挿入のために一時停
止した状態において、図１０に示す符号量制御を行う。

【００７９】まず、中央制御装置１００は、データ付加
部７０７が計数した、符号化を停止するまでに出力した
符号化データ列の総符号量を読み出し、あらかじめ設定
された閾値と比較する（ステップＳ４００１）。総符号
量が閾値に満たない場合は本符号量制御の手続きを終了
し、総符号量が閾値を超えた場合には、符号量制御の手
続きを開始し、ステップＳ４００２、Ｓ４００３、Ｓ４
００４、Ｓ４００５により量子化器３００に設定された
量子化値の再設定を行う。

【００８０】量子化値の再設定は、まず、量子化値のイ
ンデックスｉをゼロで初期化する（ステップＳ４００
２）。次に、量子化器３００に現在設定されている量子
化値を任意のスケーリング値で割り、その量子化値を量
子化器３００へ書き込み（ステップＳ４００３）、ステ
ップＳ４００４へ進む。

【００８１】ステップＳ４００４ではインデックスｉを
１増やして、８ｘ８画素のブロックに対応する６４個の
量子化値すべてを再設定するまでステップＳ４００３、
４００４を繰り返す（ステップＳ４００５）。すべての
量子化値の再設定が終了したら、画像データを初めから
入力しなおすように初期化する（ステップＳ４００
６）。

【００８２】以上のように、従来の画像符号化装置で
は、一度ＥＣＳ部分またはピクチャ・レイヤの符号化が
開始されると、可変長符号化器においてすべてのシンボ
ルが符号化完了するまで自走するようになっていたが、
本実施形態において示したように、ＭＣＵ単位、または
マクロブロック単位、スライス単位などで総符号量を確
認しながら処理を進めていくことで、すべてのシンボル
の符号化を完了しなくても符号量の評価を行うことが可
能となる。

【００８３】可変長符号化器および制御装置による異常
部の判断処理 次に、本実施形態にかかる画像符号化装置おいて、ＪＰ
ＥＧ方式におけるＥＣＳ部分またはＭＰＥＧ方式におけ
るピクチャ・レイヤの符号化中に何らかの要因で符号化
が滞った場合に、それを検出して適応的な制御を行う手
続きを説明する。

【００８４】上記説明においては、符号化処理停止制御
部７０２によって可変長符号化が停止された状態で有効
ビット数制御部７０９からデータ連結部７０６内の有効
ビット数を読み出していたが、ここでは可変長符号化を
行っている最中にも有効ビット数を読み出すことができ
るとする。

【００８５】中央制御装置１００は、リスタート・マー
カまたはスライス・ヘッダを挿入する周期に対して何サ
イクルかかったのか（ＭＣＵ数またはマクロブロック
数）を計数し、その平均値を所要サイクル平均値として
記憶する。任意のリスタート・マーカまたはスライス・
ヘッダを挿入する周期において、所要サイクル平均値を
あらかじめ定められた閾値以上上回っても、符号化処理
停止制御部７０２から停止通知がない場合には、有効ビ
ット数制御部７０９を通してデータ連結部７０６内の有
効ビット数を所定回数繰り返し読み出す。

【００８６】所定回数の読み出し中に、有効ビット数の
値が８未満で変化しない場合は、データ連結部７０６よ
りも上流において処理が滞っていると判断できる。一
方、有効ビット数の値が８以上で変化しない場合は、デ
ータ連結部７０６よりも下流において処理が滞っている
と判断できる。この判断結果に基づき、中央制御装置１
００は、各ハードウェア部を検査するなど、それ以降の
処理を適応的に制御することが可能である。

【００８７】所定回数の有効ビット数の読み出し最中に
有効ビット数が変化している場合は、中央制御装置１０
０は符号化処理が正常に継続されていると判断する。こ
こで、中央制御装置１００は、リスタート・マーカまた
はスライス・ヘッダを挿入する周期で有効ビット数を読
み出すとしたが、ＭＣＵまたはマクロブロックを処理す
る周期で有効ビット数を読み出すとより木目細かい制御
が可能である。

【００８８】

【第２の実施形態】可変長符号化器および制御装置の符
号化処理 図６に本発明の第２の実施形態に係る可変長符号化器お
よび中央制御装置を示す。図６に示す可変長符号化器に
おいて、８０１はランレングス符号化器により生成され
たレベルとラン長からなるシンボルに対して可変長符号
化を行う可変長符号化部である。８０２は可変長符号化
部８０１が処理したシンボルの数に基づき符号化処理を
停止させ、中央制御装置１００へ可変長符号化部８０１
が符号化処理を停止したことを通知する符号化処理停止
制御部である。

【００８９】また、８０３は、中央制御装置１００から
可変長符号化部８０１に符号化処理開始を指示する符号
化処理開始制御部である。８０４は中央制御装置１００
から書き込まれたデータを記憶する書き込みデータ記憶
部である。

【００９０】さらに８０５は可変長符号化部８０１から
出力される可変長符号化データまたは書き込みデータ記
憶部８０４から出力されるデータのいずれかを選択する
選択部で、８０６は選択部８０５により選択されたデー
タを連結する３２ビット長のデータ連結部である。

【００９１】さらに８０７はデータ付加部で、データ連
結部８０６から出力されるデータ列中に識別子と同等な
パターンを検出した場合、特定のデータ・パターンを識
別子に付加する。８０８は中央制御装置１００からデー
タ連結部８０６へ書き込むデータのビット数を記憶する
書き込みビット数記憶部である。８０９はデータ連結部
８０６内に存在する有効なビット数を計数および記憶す
る有効ビット数制御部である。８１０は中央制御装置１
００から書き込みデータ記憶部８０４および選択部８０
５を通してデータ連結部８０６へ書き込まれた識別子
が、３２ビット長のデータ連結部８０６中のどの位置に
存在するかを表す４ビットの情報を生成する識別子位置
生成部である。８１１は識別子位置生成部８１０により
出力された４ビットの識別子位置情報をデータ連結部８
０６の動作に基づいて追跡する識別子位置追跡部であ
る。

【００９２】さらに、８１２は中央制御装置１００から
書き込みデータ記憶部８０４および選択部８０５を通し
て識別子をデータ連結部８０６へ書き込む状態にあるこ
とを記憶する識別子書き込み状態記憶部である。

【００９３】さらに、８１３は中央制御装置１００が可
変長符号化器８００に対して、処理対象画像がＪＰＥＧ
方式やＭＰＥＧ方式など如何なる方式により符号化され
たものであるかを通知するために使用される符号化方式
記憶部である。

【００９４】まず始めに、本実施形態においてＪＰＥＧ
方式による静止画像符号化処理を行なう場合について説
明する。

【００９５】すべての符号化動作に先行して、符号化方
式記憶部８１３には処理対象画像の符号化方式であるＪ
ＰＥＧ方式が設定される。

【００９６】本実施形態では、中央制御装置１００によ
って符号化データ列中に識別子を挿入する手順におい
て、図２のステップＳ１００６で示されたリスタート・
マーカ挿入手続きが第１の実施形態と異なるので、図７
のフローチャートを用いて説明する。

【００９７】まず、符号化処理停止制御部８０２は、リ
スタート・インターバル分のシンボルが可変長符号化さ
れた時点で可変長符号化部８０１の符号化を停止させる
とともに、可変長符号化部８０１が符号化停止状態にあ
ることを中央制御装置１００へ通知する。

【００９８】可変長符号化器８００が符号化を停止した
状態にあることを通知された中央制御装置１００は、リ
スタート・マーカを可変長符号化データ中に挿入する手
続きを開始する。ＪＰＥＧ符号化方式においてリスター
ト・マーカは、必ずバイト境界上に存在しなければなら
ないので、可変長符号化器８０１が符号化を停止した時
点でデータ連結部８０６に残留する可変長符号化データ
がバイト境界で終わっていない場合は、パディング・ビ
ットと呼ばれる、バイト境界に至るまで複数の‘１’を
挿入する必要がある。

【００９９】まず、有効ビット数制御部８０９から、そ
の時点でデータ連結部８０６に残留する有効ビット数を
読み出し、バイト境界となるまでに必要なビット数を計
算する。パディング・ビットを計算するためには、ま
ず、有効ビット数制御部８０９がゼロと等しいか比較を
行い、有効ビット制御部８０９がゼロでなければステッ
プＳ３００２、Ｓ３００３、Ｓ３００４によってパディ
ング・ビットを計算し、書き込みデータ記憶部８０４と
書き込みビット記憶部８０８を用いてデータ連結部８０
６へパディング・ビットを書き込む。

【０１００】一方、有効ビット制御部８０９がゼロであ
れば、データ連結部８０６はすでにバイト境界にあり、
パディング・ビットは必要ないと判断してステップＳ３
００５へ移行する（ステップＳ３００１）。

【０１０１】パディング・ビット数の計算は、有効ビッ
ト数制御部８０９より得られたデータ連結部８０６に残
留する有効な可変長符号化データのビット数を８で割っ
た余りを求めることで得られる（ステップＳ３００
２）。得られたパディング・ビット数よりパディング・
ビットを生成し、書き込みデータ記憶部８０４へ書き込
みを行う（ステップＳ３００３）。さらに、パディング
・ビット数を書き込みビット数記憶部８０８へ書き込む
ことにより、実際にパディング・ビットがデータ連結部
８０６へ書き込まれ、これによりデータ連結部８０６に
存在する可変長符号化データ列はバイト境界となる（ス
テップＳ３００４）。

【０１０２】次に、データ連結部８０６にさらに書き込
み可能な空きビット数が、リスタート・マーカに必要な
１６ビットよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ
３００５）。ここで、３２ビット長であるデータ連結部
８０６の空きビット数の計算は、３２から有効ビット数
制御部８０９が示すデータ連結部８０６に残留する有効
な可変長符号化データのビット数を引くことにより得ら
れる。

【０１０３】中央制御装置１００は、データ連結部８０
６が書き込み可能な状態となったら、識別子書き込み状
態記憶部８１２に‘１’を書き込み、この後にバイト境
界となった可変長符号化データ列に識別子が追加して書
き込まれることを識別子位置生成部８１０へ通知する
（ステップＳ３００６）。

【０１０４】その後、書き込みデータ記憶部８０４に所
望のリスタート・マーカを書き込む（ステップＳ３００
７）。ステップＳ３００７では、リスタート・マーカと
して０ｘＦＦＤ０（１６ビット長）を書き込むとしてい
るが、下位４ビットは０〜７の範囲で変化する。そし
て、書き込みビット数記憶部８０８へリスタート・マー
カのビット長である１６を書き込むことにより、実際に
データ連結部８０６へのリスタート・マーカの書き込み
が行われる（ステップＳ３００８）。

【０１０５】最後に、識別子書き込み状態記憶部８１２
に‘０’を書き込み、識別子の書き込みが終了したこと
を識別子位置生成部８１０へ通知する（ステップＳ３０
０９）。

【０１０６】次に、中央制御装置１００から書き込みデ
ータ記憶部８０４および選択部８０５を通してデータ連
結部８０６へ書き込まれたリスタート・マーカ（識別
子）に対して、データ付加部８０７が特定のデータを付
加するのを阻止する仕組みについて、図８を用いて説明
する。

【０１０７】まず、上述したように符号化処理停止制御
部８０２は、リスタート・インターバル分のシンボルが
可変長符号化された時点で可変長符号化部８０１の符号
化を停止する。この時点で、データ連結部８０６に残留
する可変長符号化データが６ビットあるとした場合を図
８−ａに示す。

【０１０８】ここで、データ連結部８０６は３２ビット
長のシフタで構成されており、書き込まれたデータは上
位詰めされて、上位ビット側から１バイトずつデータ付
加部８０７へ出力される。また、図８−ｆに示すよう
に、同じ時点での識別子位置追跡部８１１（４ビットで
構成される）は、データ連結部８０６中に識別子が存在
しないので、４ビットすべてゼロである。

【０１０９】次に、中央制御装置１００から書き込みデ
ータ記憶部８０４および選択部８０５を通してデータ連
結部８０６へ、パディング・ビットとして２ビットの
‘１’を書き込み、データ連結部８０６中の可変長符号
化データ列をバイト境界とした場合を図８−ｂに示す。
この時点での識別子位置追跡部８１１は、図８−ｇに示
すように、まだ４ビットすべてゼロである。

【０１１０】次に、中央制御装置１００から書き込みデ
ータ記憶部８０４および選択部８０５を通してデータ連
結部８０６へ、１６ビットの所望のリスタート・マーカ
を書き込んだ場合を図８−ｃに示す。これに先立って、
識別子位置生成部８１０には、識別子書き込み状態記憶
部８１２を通して識別子が書き込まれることが中央制御
装置１００より通知されているので、識別子位置生成部
８１０はデータ連結部８０６中の可変長符号化データ列
がバイト境界にあることを知っている。これにより、識
別子位置生成部８１０では、識別子位置情報を以下の式
２により生成することができる。

【０１１１】

【数２】

【０１１２】ここで、xは有効ビット数制御部８０９よ
り得られるデータ連結部８０６内の有効ビット数、yが
４ビットの識別子位置情報であり、Ｃ＋＋言語の演算子
を用いて表現している。識別子が書き込まれることが識
別子書き込み状態記憶部８１２を通して中央制御装置１
００よりあらかじめ通知されているので、識別子位置生
成部８１０を有する可変長符号化器８００では、識別子
位置生成部８１０を有さない可変長符号化器７００と比
べてより簡単な演算で識別子位置情報が計算できること
に留意されたい。データ連結部８０６が図８−ｃの状態
にある場合の識別子位置情報は以下の式３のように計算
できる。

【０１１３】

【数３】

【０１１４】識別子位置情報は、式３より‘２’となる
ので、図８−ｈに示されるように、２ビット目が‘１’
である４ビット情報が識別子位置生成部８１０から識別
子位置追跡部８１１へ出力される。次に、データ連結部
８０６の最上位バイトがデータ付加部８０７へ出力され
た後のデータ連結部８０６の状態を図８−ｄに示し、識
別子位置追跡部８１１の状態を図８−ｉに示す。この時
点で、リスタート・マーカはデータ連結部８０６の最上
位バイトへ頭だしされており、識別子位置追跡部８１１
においても最上位ビットが‘１’となっている。

【０１１５】さらに、リスタート・マーカの先頭バイト
がデータ付加部８０７へ出力された後のデータ連結部８
０６の状態を図８−ｅに示し、識別子位置追跡部８１１
の状態を図８−ｊに示す。リスタート・マーカの先頭バ
イトである０ｘＦＦ（８ビット長）がデータ付加部８０
７へ出力されるのと同時に、図８−ｉにおいて識別子位
置追跡部８１１の最上位にあった‘１’もデータ付加部
８０７へ出力され、書き込まれた０ｘＦＦ（８ビット
長）が識別子の先頭バイトのものであることを通知す
る。これにより、データ付加部８０７は、当該０ｘＦＦ
（８ビット長）に対しては特定データを付加しないよう
に制御される。

【０１１６】次に、本実施形態においてＭＰＥＧ方式に
よる動画像符号化処理を行なう場合について説明する。

【０１１７】すべての符号化動作に先行して、符号化方
式記憶部８１３には処理対象画像の符号化方式であるＭ
ＰＥＧ方式が設定される。

【０１１８】本実施形態では、中央制御装置１００によ
って符号化データ列中に識別子を挿入する手順におい
て、図１２のステップＳ５００３で示されたスライス・
ヘッダ挿入手続きが第１の実施形態と同一であり、図１
３のフローチャートに示した手順によってスライス・ヘ
ッダ挿入が行われるので、ここでは説明を省略する。

【０１１９】以上説明したように、画像符号化装置を本
実施形態のように構成した場合には、ＪＰＥＧ方式にお
ける識別子が書き込まれることが識別子書き込み状態記
憶部８１２を通して中央制御装置１００よりあらかじめ
通知されているので、識別子位置生成部８１０では上記
第１の実施形態に比べてより簡単な演算で識別子位置情
報が計算でき、さらに回路規模を小さくすることができ
るという特有の効果がある。

【０１２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
路規模がより小さく、様々な符号化方式によって異なる
識別子挿入処理にも柔軟に対応可能で、さらに木目細や
かな符号量制御および適応的な不正動作制御が可能な可
変長符号化装置ならびに該装置を備えた画像符号化装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化装
置を示したブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化装
置の中央制御装置１００により符号化データ列中にＪＰ
ＥＧ方式における識別子を挿入する手順を示したフロー
チャートである。

【図３】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化装
置の中央制御装置の処理手順におけるリスタート・マー
カ挿入手続きを詳細に示したフローチャートである。

【図４】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化装
置のデータ連結部７０６にパディング・ビットとリスタ
ート・マーカを書き込んだ場合の識別子位置追跡部７１
１を示した図である。

【図５】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化装
置において、データ連結部７０６内のリスタート・マー
カの位置と識別子位置生成部７１０により生成される識
別子の位置情報との関係を示した図である。

【図６】本発明の第２の実施形態にかかる画像符号化装
置を示したブロック図である。

【図７】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化装
置の中央制御装置の処理手順におけるリスタート・マー
カ挿入手続きを詳細に示したフローチャートである。

【図８】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化装
置のデータ連結部８０６にパディング・ビットとリスタ
ート・マーカを書き込んだ場合の識別子位置追跡部８１
１を示した図である。

【図９】ＪＰＥＧ方式による従来の画像符号化装置を示
したブロック図である。

【図１０】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化
装置において、符号量制御を行う手続きを示したフロー
チャートである。

【図１１】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化
装置を示したブロック図である。

【図１２】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化
装置の中央制御装置１００により符号化データ列中にＭ
ＰＥＧ方式における識別子を挿入する手順を示したフロ
ーチャートである。

【図１３】本発明の第１の実施形態にかかる画像符号化
装置の中央制御装置の処理手順におけるスライス・ヘッ
ダ挿入手続きを詳細に示したフローチャートである。

【符号の説明】

１００ 中央制御装置 ７００ 可変長符号化器 ７０１ 可変長符号化部 ７０２ 符号化処理停止制御部 ７０３ 符号化処理開始制御部 ７０４ 書き込みデータ記憶部 ７０５ 選択部 ７０６ データ連結部 ７０７ データ付加部 ７０８ 書き込みビット数記憶部 ７０９ 有効ビット数制御部 ７１０ 識別子位置生成部 ７１１ 識別子位置追跡部 ７１２ 符号化方式記憶部 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK06 MA00 MA23 MC11 MC38 ME01 PP01 PP04 PP16 RC09 RC24 RF01 RF12 RF18 TA46 TC18 TD06 UA02 UA05 5C078 BA57 CA25 CA41 DA01 5J064 AA04 BA08 BA09 BA16 BB05 BB12 BC01 BC14 BC16 BC25 BC26 BC29 BD03 BD04

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを量子化した量子化データを
   可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有す
   る符号化データ列を生成する可変長符号化装置であっ
   て、 前記生成する符号化データ列の符号化方式を記憶する符
   号化方式記憶手段と、 外部から入力した識別子またはパディング・ビットと識
   別子の組み合わせとからなる書き込みデータを記憶する
   書き込みデータ記憶手段と、 前記書き込みデータ記憶手段に書き込みデータが書き込
   まれた場合には該書き込みデータを、それ以外の場合に
   は、前記可変長符号化データを選択する選択手段と、 前記選択手段により選択されたデータを連結し、データ
   列を生成するデータ連結手段と、 外部から入力した前記書き込みデータのビット数を記憶
   する書き込みビット数記憶手段と、 前記データ連結手段において生成されたデータ列内の有
   効なビット数を計数し外部に信号出力する有効ビット数
   制御手段と、 を備えることを特徴とする可変長符号化装置。
2. 【請求項２】 前記量子化データを任意の処理単位で可
   変長符号化データに変換する可変長符号化手段と、 前記可変長符号化手段が処理した符号量に基づき、該可
   変長符号化手段の処理を停止させるとともに、処理が停
   止したことを外部に信号出力する符号化処理停止制御手
   段と、 外部からの信号に基づき、前記可変長符号化手段の処理
   を開始させる符号化処理開始制御手段と、 をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の可変
   長符号化装置。
3. 【請求項３】 前記データ連結手段において生成された
   データ列内の前記識別子の位置に関する情報を生成する
   識別子位置生成手段と、 前記識別子位置生成手段により生成された識別子位置情
   報を前記データ連結手段の動作に基づいて追跡し、該追
   跡結果を出力する識別子位置追跡手段と、 前記データ連結手段から出力される前記データ列内に前
   記識別子と同等のパターンが含まれているか否かを検出
   し、含まれる場合には、前記識別子位置追跡手段からの
   追跡結果に基づいて所定のデータ・パターンを前記識別
   子に付加することで符号化データ列を生成するデータ付
   加手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記
   載の可変長符号化装置。
4. 【請求項４】 前記データ連結手段において生成された
   データ列内の前記識別子の位置に関する情報を書き込む
   識別子書き込み状態記憶手段と、 前記識別子書き込み状態記憶手段からの識別子位置情報
   を前記データ連結手段の動作に基づいて追跡し、該追跡
   結果を出力する識別子位置追跡手段と、 前記データ連結手段において生成された前記データ列内
   の前記識別子と同等のパターンが含まれているか否かを
   検出し、含まれる場合には、前記識別子位置追跡手段か
   らの追跡結果に基づいて所定のデータ・パターンを前記
   識別子に付加することで符号化データ列を生成するデー
   タ付加手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１
   に記載の可変長符号化装置。
5. 【請求項５】 画像データを符号化する画像符号化装置
   において、該画像データを量子化した量子化データを可
   変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有する
   符号化データ列を生成する可変長符号化装置を制御する
   制御装置であって、 前記量子化データを可変長符号化データに変換する前記
   可変長符号化装置における可変長符号化手段の処理停止
   に関する情報を受信する停止情報受信手段と、 前記停止情報受信手段が受信した情報に基づいて、前記
   可変長符号化データに挿入するパディング・ビットおよ
   び識別子を出力する出力手段と、 前記出力手段が出力したパディング・ビットおよび識別
   子のビット数を出力するビット数出力手段と、 前記出力手段および前記ビット数出力手段が所定の出力
   を完了後、前記停止情報受信手段が受信した情報に基づ
   いて、前記可変長符号化装置の可変長符号化手段の処理
   開始を指示する指示手段とを備えることを特徴とする制
   御装置。
6. 【請求項６】 画像データを符号化する画像符号化装置
   において、該画像データを量子化した量子化データを可
   変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有する
   符号化データ列を生成する可変長符号化装置を制御する
   制御装置であって、 前記量子化データを可変長符号化データに変換する前記
   可変長符号化装置における可変長符号化手段の処理停止
   に関する情報を受信する停止情報受信手段と、 前記停止信号受信手段が受信した情報に基づいて、前記
   可変長符号化データに挿入するパディング・ビットおよ
   び識別子を出力する出力手段と、 前記出力手段が出力したパディング・ビットおよび識別
   子のビット数を出力するビット数出力手段と、 前記可変長符号化データに挿入された前記パディング・
   ビットおよび識別子の位置を示す識別子位置情報を出力
   する出力手段と、 前記出力手段および前記ビット数出力手段ならびに前記
   出力手段が所定の出力を完了後、前記停止情報受信手段
   が受信した情報に基づいて、前記可変長符号化装置の可
   変長符号化手段の処理開始を指示する指示手段とを備え
   ることを特徴とする制御装置。
7. 【請求項７】 ＤＣＴ変換された画像データを量子化し
   量子化データを生成する量子化装置と、該量子化データ
   を可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有
   する符号化データ列を生成する可変長符号化装置と、該
   量子化装置と該可変長符号化装置の処理を制御する制御
   装置と、を備える画像符号化装置であって、 前記制御装置は、 前記可変長符号化装置が生成した符号化データ列の総符
   号量に基づいて、前記量子化装置に設定された量子化値
   を変更する変更手段と、 前記変更手段により変更された量子化値に基づいて、量
   子化データの生成処理および符号化データ列の生成処理
   を指示する指示手段とを備えることを特徴とする画像符
   号化装置。
8. 【請求項８】 画像データを量子化した量子化データを
   可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有す
   る符号化データ列を生成する可変長符号化装置であっ
   て、 所定のタイミングで前記符号化データ列の総符号量を算
   出する算出手段と、 前記算出手段において算出された総符号量が所定値以上
   であった場合に処理を停止し、該総符号量を外部に出力
   する符号化処理停止制御手段とを備えることを特徴とす
   る可変長符号化装置。
9. 【請求項９】 ＤＣＴ変換された画像データを量子化し
   量子化データを生成する量子化装置と、該量子化データ
   を可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有
   する符号化データ列を生成する可変長符号化装置とを備
   える画像符号化装置における該量子化装置と該可変長符
   号化装置の処理を制御する制御装置であって、 前記可変長符号化装置が生成した符号化データ列の総符
   号量に基づいて、前記量子化装置に設定された量子化値
   を変更する変更手段と、 前記変更手段により変更された量子化値に基づいて、量
   子化データの生成処理および符号化データ列の生成処理
   を指示する指示手段とを備えることを特徴とする制御装
   置。
10. 【請求項１０】 画像データを符号化する画像符号化装
    置において、該画像データを量子化した量子化データを
    ＭＣＵ単位で可変長符号化データに変換し、所定の間隔
    でリスタート・マーカを挿入した符号化データ列を生成
    する可変長符号化装置を制御する制御装置であって、 前記リスタート・マーカ間に可変長符号化データとして
    変換されたＭＣＵの数を計数する計数手段と、 前記ＭＣＵの数の平均値を算出する算出手段と、 前記計数手段で計数されたＭＣＵの数が、前記算出手段
    で予め算出された前記平均値を越えた場合、前記可変長
    符号化装置から符号化データ列を所定数読み込む読み込
    み手段と、 前記読み込み手段により読み込まれた所定数の符号化デ
    ータ列の有効ビット数に基づいて、処理の異常の有無を
    判断する判断手段とを備えることを特徴とする制御装
    置。
11. 【請求項１１】 画像データを量子化した量子化データ
    を可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有
    する符号化データ列を生成する可変長符号化装置におけ
    る可変長符号化方法であって、 前記生成する符号化データ列の符号化方式を記憶する符
    号化方式記憶工程と、外部から入力した識別子またはパ
    ディング・ビットと識別子の組み合わせとからなる書き
    込みデータを記憶する書き込みデータ記憶工程と、 前記書き込みデータ記憶工程に書き込みデータが書き込
    まれた場合には該書き込みデータを、それ以外の場合に
    は、前記可変長符号化データを選択する選択工程と、 前記選択工程により選択されたデータを連結し、データ
    列を生成するデータ連結工程と、 外部から入力した前記書き込みデータのビット数を記憶
    する書き込みビット数記憶工程と、 前記データ連結工程において生成されたデータ列内の有
    効なビット数を計数し外部に信号出力する有効ビット数
    制御工程と、 を備えることを特徴とする可変長符号化方法。
12. 【請求項１２】 前記量子化データを任意の処理単位で
    可変長符号化データに変換する可変長符号化工程と、 前記可変長符号化工程が処理した符号量に基づき、該可
    変長符号化工程の処理を停止させるとともに、処理が停
    止したことを外部に信号出力する符号化処理停止制御工
    程と、 外部からの信号に基づき、前記可変長符号化工程の処理
    を開始させる符号化処理開始制御工程と、 をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の可
    変長符号化方法。
13. 【請求項１３】 前記データ連結工程において生成され
    たデータ列内の前記識別子の位置に関する情報を生成す
    る識別子位置生成工程と、 前記識別子位置生成工程により生成された識別子位置情
    報を前記データ連結工程の動作に基づいて追跡し、該追
    跡結果を出力する識別子位置追跡工程と、 前記データ連結工程から出力される前記データ列内に前
    記識別子と同等のパターンが含まれているか否かを検出
    し、含まれる場合には、前記識別子位置追跡工程からの
    追跡結果に基づいて所定のデータ・パターンを前記識別
    子に付加することで符号化データ列を生成するデータ付
    加工程とをさらに備えることを特徴とする請求項１１に
    記載の可変長符号化方法。
14. 【請求項１４】 前記データ連結工程において生成され
    たデータ列内の前記識別子の位置に関する情報を書き込
    む識別子書き込み状態記憶工程と、 前記識別子書き込み状態記憶工程からの識別子位置情報
    を前記データ連結工程の動作に基づいて追跡し、該追跡
    結果を出力する識別子位置追跡工程と、 前記データ連結工程において生成された前記データ列内
    の前記識別子と同等のパターンが含まれているか否かを
    検出し、含まれる場合には、前記識別子位置追跡工程か
    らの追跡結果に基づいて所定のデータ・パターンを前記
    識別子に付加することで符号化データ列を生成するデー
    タ付加工程とをさらに備えることを特徴とする請求項１
    １に記載の可変長符号化方法。
15. 【請求項１５】 画像データを符号化する画像符号化装
    置において、該画像データを量子化した量子化データを
    可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有す
    る符号化データ列を生成する可変長符号化装置を制御す
    る制御方法であって、 前記量子化データを可変長符号化データに変換する前記
    可変長符号化装置における可変長符号化工程の処理停止
    に関する情報を受信する停止情報受信工程と、 前記停止信号受信工程において受信した情報に基づい
    て、前記可変長符号化データに挿入するパディング・ビ
    ットおよび識別子を出力する出力工程と、 前記出力工程において出力したパディング・ビットおよ
    び識別子のビット数を出力するビット数出力工程とを備
    えることを特徴とする制御方法。
16. 【請求項１６】 画像データを符号化する画像符号化装
    置において、該画像データを量子化した量子化データを
    可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有す
    る符号化データ列を生成する可変長符号化装置を制御す
    る制御方法であって、 前記量子化データを可変長符号化データに変換する前記
    可変長符号化装置における可変長符号化工程の処理停止
    に関する情報を受信する停止情報受信工程と、 前記停止信号受信工程において受信した情報に基づい
    て、前記可変長符号化データに挿入するパディング・ビ
    ットおよび識別子を出力する出力工程と、 前記出力工程において出力したパディング・ビットおよ
    び識別子のビット数を出力するビット数出力工程と、 前記可変長符号化データに挿入された前記パディング・
    ビットおよび識別子の位置を示す識別子位置情報を出力
    する出力工程と、 前記出力工程および前記ビット数出力工程ならびに前記
    出力工程が所定の出力を完了後、前記停止情報受信工程
    において受信した情報に基づいて、前記可変長符号化装
    置の可変長符号化工程の処理開始を指示する指示工程と
    を備えることを特徴とする制御方法。
17. 【請求項１７】 ＤＣＴ変換された画像データを量子化
    し量子化データを生成する量子化装置と、該量子化デー
    タを可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を
    有する符号化データ列を生成する可変長符号化装置と、
    該量子化装置と該可変長符号化装置の処理を制御する制
    御装置と、を備える画像符号化装置における画像符号化
    方法であって、 前記制御装置における制御方法は、 前記可変長符号化装置が生成した符号化データ列の総符
    号量に基づいて、前記量子化装置に設定された量子化値
    を変更する変更工程と、 前記変更工程により変更された量子化値に基づいて、量
    子化データの生成処理および符号化データ列の生成処理
    を指示する指示工程とを備えることを特徴とする画像符
    号化方法。
18. 【請求項１８】 画像データを量子化した量子化データ
    を可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を有
    する符号化データ列を生成する可変長符号化装置におけ
    る可変長符号化方法であって、 所定のタイミングで前記符号化データ列の総符号量を算
    出する算出工程と、 前記算出工程において算出された総符号量が所定値以上
    であった場合に処理を停止し、該総符号量を外部に出力
    する符号化処理停止制御工程とを備えることを特徴とす
    る可変長符号化方法。
19. 【請求項１９】 ＤＣＴ変換された画像データを量子化
    し量子化データを生成する量子化装置と、該量子化デー
    タを可変長符号化データに変換し、所定のデータ構造を
    有する符号化データ列を生成する可変長符号化装置とを
    備える画像符号化装置における該量子化装置と該可変長
    符号化装置の処理を制御する制御方法であって、 前記可変長符号化装置が生成した符号化データ列の総符
    号量に基づいて、前記量子化装置に設定された量子化値
    を変更する変更工程と、 前記変更工程により変更された量子化値に基づいて、量
    子化データの生成処理および符号化データ列の生成処理
    を指示する指示工程とを備えることを特徴とする制御方
    法。
20. 【請求項２０】 画像データを符号化する画像符号化装
    置において、該画像データを量子化した量子化データを
    ＭＣＵ単位で可変長符号化データに変換し、所定の間隔
    でリスタート・マーカを挿入した符号化データ列を生成
    する可変長符号化装置を制御する制御方法であって、 前記リスタート・マーカ間に可変長符号化データとして
    変換されたＭＣＵの数を計数する計数工程と、 前記ＭＣＵの数の平均値を算出する算出工程と、 前記計数工程において計数されたＭＣＵの数が、前記算
    出工程で予め算出された前記平均値を越えた場合、前記
    可変長符号化装置から符号化データ列を所定数読み込む
    読み込み工程と、 前記読み込み工程により読み込まれた所定数の符号化デ
    ータ列の有効ビット数に基づいて、処理の異常の有無を
    判断する判断工程とを備えることを特徴とする制御方
    法。
21. 【請求項２１】 請求項１５、１６、１９、２０のいず
    れか１つに記載の制御方法をコンピュータによって実現
    させるための制御プログラムを格納した記憶媒体。
22. 【請求項２２】 請求項１５、１６、１９、２０のいず
    れか１つに記載の制御法をコンピュータによって実現さ
    せるための制御プログラム。