JP2006074332A - 多重伝送装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
割当ビットレートの高低にかかわらずブリージンク等の画像品質の低下をもたらさない多重伝送装置及び方法を提供する。
【解決手段】
複数チャネルの映像信号を符号化し、得られる符号化データ信号を多重化して伝送する多重伝送装置及び方法であり、該チャネル毎に、該映像信号を符号化処理し、得られる符号化データ信号の所定区間当りの符号量を得て、これを基にして該チャネル毎のチャネル目標符号量を決定し、該チャネル毎に、少なくともそのチャネル目標符号量から予測される画像品質の良否を判定する。該画像品質に不良が判定されるチャネルがある場合に、当該チャネル毎のチャネル目標符号量を、その符号化データ信号の情報内容に応じて調整をなして、該複数の映像信号の各々を、該調整がなされたチャネル目標符号量の各々に従って符号化した後に多重化する。
【選択図】
図１

Description

本発明は、複数チャネルの映像ソースに対する符号化及び多重化を行う多重伝送装置及び方法に関する。

ケーブルテレビ放送や衛星テレビ放送のようなデジタル放送システムにおいては、複数チャンネルの映像ソースに含まれる映像信号及び音響信号を各々符号化した後、それらを多重化して１つの多重化デジタルストリームとして伝送することが行われている。かかる符号多重化においては、各チャネルの映像信号の符号量に応じて所与の伝送帯域すなわちビットレートを各チャネルに適切に分配することにより、各チャネルにわたって一定の画像品質を保ちつつ効率的な多重化を行う統計多重器を含む多重伝送装置を採用することが考えられる。
ところで、映像ソースの符号化においては、割り当てられる帯域幅すなわちビットレートの高低に依存してブリージングと呼ばれる好ましくない画像品質の劣化が発生することが問題となる。符号化すなわち圧縮されたデジタル符号化データは、例えば、１つのＩピクチャとそれにつづく複数のＰピクチャからなる周期的な繰り返しから構成される。ここで、Ｉピクチャは、その情報だけから符号化されたピクチャ（画像またはフレームとも称する）であり、フレーム間予測を行わずに生成されるピクチャである。Ｐピクチャは、Ｉ又はＰピクチャからの予測を行うことによって生成されるピクチャである。通常、ＩピクチャのＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）は高くＰピクチャのＳＮＲは低い。この傾向は、ビットレートがより低く制限されるほど、ＰピクチャがＩピクチャに比べてより大きく圧縮されるために強くなる。
そのため、低ビットレートでのエンコード時にブリージングアーチファクトと呼ばれる現象が発生する場合がある。かかる現象は、性質の異なるピクチャが一定時間毎に繰り返されることで発生する画質の周期的な変化で視聴者に違和感あるいは不快感を与える。

この点、特許文献１に開示される構成は、Ｐピクチャの予測誤差の累積を減少させ、Ｉピクチャとの画質差を少なくすることでブリージングを低減させることができるとしている。また、特許文献２に開示される構成は、符号の復号時にＩピクチャにノイズを混ぜ、Ｉピクチャの画質を落とすことでブリージングを低減させることができるとしている。
特表２００３−５２０５１３号公報 特表２００２−５１４０２３号公報

しかしながら、かかる多重伝送装置は、映像信号の符号化に先立って各チャネルの符号量を統計的に解析して最適な符号化及び多重化を行うものである。この場合、該解析結果を基にして、伝送路の設定帯域幅すなわちビットレートを各チャネルに割り当てる目標符号量が決定され、この目標符号量に基づいて符号化が行われる。
従って、該解析結果により予想される符号量が全チャネルにわたって多大であったがために、該解析結果よりも低いレートで多重化のため符号化を行う場合が発生する。この場合、該解析結果により得られる割合でそのまま目標符号量の帯域割当を行うと、低レートになるほどＩピクチャのＰピクチャに対する割合が大きくなるべきであるにもかかわらず、Ｉピクチャの符号量が相対的に低くなりＩピクチャのＳＮＲが下がることで、ブリージング等の画像品質の低下が発生してしまうという問題がある。

本発明が解決しようとする課題には、上記の問題点が一例として挙げられ、割当ビットレートの高低にかかわらずブリージング等の画像品質の低下をもたらすことのない多重伝送装置及び方法を提供することが本発明の目的である。

請求項１に係る発明の多重伝送装置は、複数チャネルの映像信号を符号化し、得られる符号化データ信号を多重化して伝送する多重伝送装置であり、該チャネル毎に、該映像信号を符号化処理し、得られる符号化データ信号の所定区間当りの符号量を得て、これを基にして該チャネル毎のチャネル目標符号量を決定する符号量決定手段と、該チャネル毎に、少なくともそのチャネル目標符号量から予測される画像品質の良否を判定する画像品質判定手段と、該画像品質に不良が判定されるチャネルがある場合に、当該チャネル毎のチャネル目標符号量を、その符号化データ信号の情報内容に応じて調整をなす符号量調整手段と、該複数の映像信号の各々を、該調整がなされたチャネル目標符号量の各々に従って符号化した後に多重化する符号化多重化手段とを含むことを特徴とする。

請求項１１に係る発明の多重伝送方法は、複数チャネルの映像信号を符号化し、得られる符号化データ信号を多重化して伝送する多重伝送方法であり、該チャネル毎に、該映像信号を符号化処理し、得られる符号化データ信号の所定区間当りの符号量を得て、これを基にして該チャネル毎のチャネル目標符号量を決定する符号量決定ステップと、該チャネル毎に、少なくともそのチャネル目標符号量から予測される画像品質の良否を判定する画像品質判定ステップと、該画像品質に不良が判定されるチャネルがある場合に、当該チャネル毎のチャネル目標符号量を、その符号化データ信号の情報内容に応じて調整をなす符号量調整ステップと、該複数の映像信号の各々を、該調整がなされたチャネル目標符号量の各々に従って符号化した後に多重化する符号化多重化ステップとを含むことを特徴とする。

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。
＜第１の実施例＞
図１は、本発明の第１の実施例を示し、本発明による多重伝送装置の構成を示している。多重伝送装置１０は、大きく、映像ソースのチャネル数に対応した複数のリアルタイムエンコーダ３０ａ乃至３０ｃと、これらから出力される複数チャネルの映像及び音響符号化データを多重化する１つの統計多重器２０とから構成される。本実施例では、例として、映像ソースの数を３チャネルとする構成が示されている。複数のリアルタイムエンコーダ３０ａ乃至３０ｃの各々は同一の構成を有する。例えば、リアルタイムエンコーダ３０ａは、プリフィルタ３４と、第１パスエンコーダ３１と、ディレイ回路３３と、第２パスエンコーダ３２と、オーディオエンコーダ３５とから構成される。映像ソースは、外部から入力され、ＮＴＳＣ信号の如き映像信号と、ステレオアナログ信号の如き音響信号から構成される。映像信号は、例えばＮＴＳＣ信号を前提とすると、１秒間に３０フレームが時系列をなして連続し、各フレームは２つのフィールドから構成される映像アナログ信号である。

オーディオエンコーダ３５は、音響信号を入力して、例えば、ＭＰＥＧ−２ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）の如き適切な符号化により符号化データを生成して、これを多重器２３に出力する。プリフィルタ３４は、１つのチャネルに対応する映像信号を入力して不要な信号成分を濾過した後に第１パスエンコーダ３１及びディレイ回路３３に供給する。
第１パスエンコーダ３１は、第２パスエンコーダ３２における本来の符号化に先立って、符号量の変化状態を事前に解析するために設けられるエンコーダである。第１パスエンコーダ３１は、統計多重器２０から指定される一定の量子化係数Ｑに従って、割当対象フレームの単一のフレームのみならず複数のフレームを試験的に符号化して、所定区間当りの符号量すなわち生成ビット量及び符号化情報を統計多重器２０に出力する。ここで、所定区間当りの符号量とは、例えば、１ＧＯＰ（Group of Pictures）分等の所定フレーム数分の符号量を意味する。該所定区間は、後述するディレイ回路３３により提供される先読み期間に一致する。本実施例において、該先読み期間は１ＧＯＰ分の期間としている。ＧＯＰは、通例、１５枚若しくは３０枚のピクチャから構成されるが、本実施例においては、１つのＧＯＰが３０枚のピクチャから構成されるものとして、該先読み期間を、３０枚のピクチャに相応する３０フレーム分の期間としている。尚、該先読み期間は、１ＧＯＰ分の期間よりも大きくすることが可能であるが、第１パスエンコーダ３１による符号化に処理時間がよりかかる等のデメリットが生じるため、１ＧＯＰ分かそれ以下のフレーム数が適切と考えられる。
ディレイ回路３３は、プリフィルタ３４からの映像信号に対して一定の時間遅延を施して第２パスエンコーダ３２に出力する。この遅延により見かけ上、第１パスエンコーダは、第２パスエンコーダ３２の符号化に先立って、割当対象フレームを含む時間軸上で近隣する１乃至複数のフレームからなる「所定区間」である先読み期間のフレームを先行して読むことができる。以降の説明における先読み期間は、ディレイ回路３３の遅延量より画定され、フレームの数により例えば「３０フレームの先読み期間」の如く説明するものとする。尚、後述する多重化処理の対象となる割当対象フレームは、通常、先読み期間の先頭フレームであるが、先読み期間の途中にあっても良い。また、本実施例においては、目標符号量の決定から多重化に至る一連の処理を１つの割当て対象フレーム毎に順次繰り返す形態が示されているが、本発明はかかる形態に限定されず、割当て対象フレームの数を複数として、割当て対象フレーム群毎に目標符号量の決定から多重化に至る一連の処理を繰り返すこととしても良い。

第２パスエンコーダ３２は、ディレイ回路３３により遅延を施された映像信号を入力し、多重化器２０からのフレーム毎の目標符号量及び符号化情報に基づいて、該映像信号をフレーム単位に符号化して符号化データ信号を取得し、これを統計多重器２０の多重器２３の入力の１つに出力する。目標符号量は、当該チャネルについて生成される符号化データ信号の符号量を画定し、目標となる画像品質を決定する。ある目標符号量になるように符号化データ信号の符号量を制御する方法としては、量子化係数であるＱ値をマクロブロック毎に変動させて符号化する方法がある。符号化情報は、平均Ｑ値、シーン変化に関する統計、平均フレーム・アクティビティ、原画との差分情報、動きベクトル情報の少なくとも１つの情報が含まれる。また、符号化情報には、ＭＰＥＧ−２のＧＯＰ構造に関する情報を含む。

尚、第１パスエンコーダ３１及び第２パスエンコーダ３２における符号化方式は、例えば、ＩＴＵ−Ｔ(International Telecommunication Union：国際電気通信連合の電気通信標準化部門)で標準化された動画像符号化方式「Ｈ．２６４」を用いるか、あるいは、ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)−２方式を用いることが考えられる。

統計多重器２０は、ピクチャ及びビットレートの割当を行う第１統計多重制御部２１と、時間軸方向の割当を行う第２統計多重制御部２２と、複数チャネルからなる符号化データ信号を多重する多重器２３とから構成される。

第１統計多重制御部２１は、第１パスエンコーダ３１に対して量子化係数Ｑを指定して符号化処理を実行せしめると共に、結果として得られる生成ビット量及び符号化情報を取得し、ブリージング判定及び対応処理を含む解析処理を行い、次いで、該解析結果に基づいて第２パスエンコーダ３２に対して目標符号量及び符号化情報を指定して符号化処理を実行せしめる。また、結果として得られる生成ビット量を評価のために取り込む。第１統計多重制御部２１は、また、第２統計多重制御部２２に対して目標符号量、実符号量及び出力時間を出力すると共に、第２統計多重制御部２２から出力結果情報を評価のために取り込む。これにより、第１統計多重制御部２１は、リアルタイムエンコーダ３０ａ、３０ｂ及び３０ｃと協働することで、映像信号各チャネルの所定区間にわたる複数フレームから定まるフレーム毎のチャネル目標符号量（以下、単に目標符号量と称する）を決定する符号量決定手段、並びに画像品質を判定する画像品質判定手段を提供する。

第２統計多重制御部２２は、指定される目標符号量及び送出時間に基づいて各チャネルについて時間軸上の割当を行い、これを送出情報として多重器２３に出力する。送出情報には、出力開始時間、伝送期間及び実符号量が含まれる。第２統計多重制御部２２は、また、多重器２３からの出力結果情報を第１統計多重制御部２１に出力する。該出力結果情報には、多重器２３における出力バッファのデータ充填度及びデータ遅延量等の情報が含まれる。

多重器２３は、該送出情報に基づいて各リアルタイムエンコーダ３０ａ、３０ｂ及び３０ｃの各々から、複数チャネルの符号化データ信号を入力して多重化デジタルストリームを出力する。多重化デジタルストリームは、例えば、ＣＡＴＶデジタル放送の如き放送事業において、一般視聴者の受信装置に至る伝送路に供給される。

図２は、図１に示される多重伝送装置の処理手順を示している。示される処理手順は、統計多重制御部２１の制御の下に実行される。図１に示される構成要素を適宜参照して説明する。第１統計多重制御部２１は、符号化情報と共に、量子化係数Ｑを例えばＱ＝３０の如く指定して各リアルタイムエンコーダ３０ａ、３０ｂ及び３０ｃを動作せしめる。これにより各リアルタイムエンコーダ３０ａ、３０ｂ及び３０ｃの各々は、生成ビット量を第１統計多重制御部２１に送出する。

第１統計多重制御部２１は、フレーム毎に当該フレームを割当対象フレームとして、該割当対象フレームを基準とした先読み期間の各ＣＨの生成符号量を測定する（ステップＳ１）。該先読み期間は、２フィールドからなるインタレースのフレームが１秒間に３０個を繰り返すものとして、１秒３０フレームとしている。各ＣＨの生成符号量は、トップフィールドの生成ビット量とボトムフィールドの生成ビット量を加算して且つこれを３０フレームについてその総和を求めることにより計算され得る。

次に、第１統計多重制御部２１は、当該割当対象フレームの時点におけるブリージング判定処理を行う（ステップＳ２）。該ブリージング判定処理の詳細については後述する。該ブリージング判定処理の結果は、どのチャネル（ＣＨとも表記する）においても発生しないと判定される場合もあれば、ＣＨ１、ＣＨ２及びＣＨ３のうちの何れか又は複数においてブリージングが発生すると判定される場合がある。そこで、どのＣＨかの判定（ステップＳ３）により、もしブリージングが発生すると判定されたＣＨがある場合に当該ＣＨについてブリージング制御ＯＮとする（ステップＳ４）。
次に、第１統計多重制御部２１は、各ＣＨに目標符号量を割り当てる（ステップＳ５）。目標符号量の割当は、各ＣＨの生成符号量を要求する符号量とし、多重化信号の伝送路の設定帯域及び出力時間に収容できるように設定を行う。目標符号量の割当は、先読み期間の全てのフレームに対して仮想的にビット量を割り当てる。その割当てビット量で実際に第２パスエンコーダ３２により符号化が行われるのは先読み期間の先頭フレームすなわち割当て対象フレームのみである。これを全チャネルについて行う。尚、割当対象フレームの数が１つであるとして説明しているが、本発明はこれに限定されず、割当て対象フレーム数を２つ以上としても良い。
ここであるＣＨにおいて、ブリージング制御ＯＮに設定されていて、且つ、割当対象フレームがＩピクチャである場合、ブリージングを低減するために、該Ｉピクチャへの割当てビット量を増やし、その分、前後のＰピクチャの割当ビット量を減じるブリージング対応処理を行う。すなわち、Ｉピクチャへの割当率：Ｐピクチャへの割当率＝ｎ：１とした場合に、ｎを１以上、例えば２とすることでＩピクチャへの符号量の割当を大きくする。例えば、通常ではＩピクチャへ３０ビット、Ｐピクチャへ１０ビット割り当てるところをブリージング制御がＯＮになっていることから、Ｉピクチャに対して６０ビットを割当て、Ｐピクチャに対しては、Ｉピクチャの増加分３０ビットを１ＧＯＰ分の如き期間から概ね均一に融通して、例えば各Ｐピクチャを１ビットずつ減少させ差し引いた９ビットを割り当てることを行う。以上の如くして、Ｉピクチャへのビット量割当を増やし、ＩピクチャのＳＮＲを上げることができる。

図３は、ブリージング対応処理の有無による生成ビット量の比較例を示しているグラフである。本図では、インタレースフレームを構成するフィールドを横軸にとり、縦軸にビット量をバイト換算により示している。ブリージング対応処理が無い場合を黒塗り菱形により示し、ブリージング対応処理が有る場合を黒塗り正方形により示している。ブリージング対応処理の無し及び有りの各々の場合について、上書きされているので見づらいが、その部分は生成ビット量があまり変わらないことを示している。

リアルタイムエンコーダの第１パスエンコーダの符号化の結果の生成ビット量に比べ、第２パスエンコーダへの帯域割当て量が大きく減少すると、ＩピクチャとＰピクチャのビット量割当てバランスに不具合が生じ、ブリージングが発生する。このような時に、ＩピクチャのＳＮＲがＰピクチャに比べ低くなってしまう。そこで、Ｉピクチャへのビット量割当てを増やし、ＩピクチャのＳＮＲを上げるブリージング対応処理を施すことにより、本グラフに示される結果が得られる。尚、本例は、Ｉピクチャへの割当率：Ｐピクチャへの割当率＝ｎ：１においてｎを概算２とした場合の例を示している。

図４は、図３に示された処理手順におけるブリージング判定処理（ステップＳ２に相当する）の詳細を示している。かかるブリージング判定処理の実行は、画像品質の良否を判定する手段を提供する。

先ず、第１統計多重制御部は、各ＣＨの１ＧＯＰ分当り（すなわち所定区間当り）の生成ビット量の各々をＸ、Ｙ、Ｚとする（ステップＳ２０１）。次いで、評価指標Ａ、Ｂを計算する（ステップＳ２０２）。ここで、Ａを全帯域幅に対する全ＣＨ生成ビット量の割合とし、「Ａ＝（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）／全帯域幅」を計算する。さらに、ＢをＣＨ毎の生成ビット量と全ＣＨ平均生成ビット量の割合として「Ｂ１＝（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ／３）／Ｘ、Ｂ２＝（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ／３）／Ｙ及びＢ３＝（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ／３）／Ｚ」の如くＣＨ毎について指標Ｂ１、Ｂ２及びＢ３の各々を計算する。

次に、第１統計多重制御部は、Ａ及びＢ（すなわちＢ１、Ｂ２及びＢ３）の閾値判定を行う（ステップＳ２０３）。例えば、Ａ＞αとＢ＞βとの論理和（ＯＲ）の判定を行う。閾値α及びβの値は実験的に決定され得る。論理和が１の時はステップＳ２０４に進み、論理和が０の時はブリージング判定処理を終了する。

次に、第１統計多重制御部は、ブリジーング閾値との閾値判定を行う（ステップＳ２０４）。ブリージング閾値の値は、多重化デジタルストリームが伝送される伝送路の設定帯域幅から求められる１チャネル当たりの標準ビットレートから計算される。そして、ブリージング閾値＜Ａの判定を行う。これを満たす時はステップＳ２０５に進み、満たさない時はブリージング判定処理を終了する。ブリージング閾値の値は、ブリージング判定に有効な他の適切な基準により設定されても良い。

ステップＳ２０３及びＳ２０４の両方の判定条件を満足した場合には、第１統計多重制御部は、当該ＣＨをブリージングの虞のあるＣＨと決定する（ステップＳ２０５）。

図５は、図４に示されるブリージング判定の実際例を示している。図５の（ａ）は第１パスエンコーダの出力を示し、（ｂ）はブリージング閾値の設定例を示し、及び（ｃ）はブリージング判定の結果例を示している。

図５の（ａ）を参照すると、ＣＨＡ、ＣＨＢ及びＣＨＣの３つのチャネルについて１ＧＯＰ分の映像フレームの符号量の変化が重畳されて示されている。１ＧＯＰを１秒とすると、各々の伝送レートは各ＣＨ分の符号量をそのまま示している。すなわち、ＣＨＡについてＸ＝１．２Ｍビット、ＣＨＢについてＹ＝３．９Ｍビット及びＣＨＣについてＺ＝１．８Ｍビットである。そして、設定帯域幅は、ＣＨの標準ビットレート１．５Ｍｂｐｓの３倍の４．５Ｍｂｐｓとしている。

図５の（ｂ）を参照すると、ブリージング閾値の設定例が示されている。ここで、１ｃｈ当たりの標準ビットレートの範囲に応じて、ブリージング閾値を各々が設定され得る。例えば、１．５Ｍｂｐｓ以下の時にブリージング閾値＝１．７、１．５Ｍｂｐｓより大きく且つ１．６Ｍｂｐｓ以下の時にブリージング閾値＝１．５・・・１．６Ｍｂｐｓより大きく且つ１．７Ｍｂｐｓ以下の時にブリージング閾値１．１とし、それ以外の時にブリージング閾値＝１と設定する。

図５の（ｃ）を参照すると、（ａ）に示される条件において、
Ａ＝（１．２＋３．９＋１．８）／４．５＝６．９／４．５＝１．５３
Ｘの場合、Ｂ＝（１．２＋３．９＋１．８）／３／１．２＝１．９２
Ｙの場合、Ｂ＝（１．２＋３．９＋１．８）／３／３．９＝０．５９
Ｚの場合、Ｂ＝（１．２＋３．９＋１．８）／３／１．８＝１．２８
と計算される。また、閾値α及びβの値を、実験によりα＝２及びβ＝１．３とする。

この条件において、Ａ＞αとＢ＞βとの論理和すなわちＡ＞２とＢ＞１．３との論理和を満たすのはＣＨＡのＸである。また、１ＣＨの当たりの標準ビットレートが１．５Ｍｂｐｓであることから、ブリージング閾値＝１．７と決まる。故に、ブリージング閾値との比較すなわち１．７＜Ａを満たす。よってＸのＣＨＡについてブリージング制御ＯＮとなる。
＜第２の実施例＞
図６は、第２の実施例における多重伝送装置の処理手順を示している。示される処理手順は、図１に示される構成と同様の構成において、統計多重制御部２１の制御の下に実行される。該処理手順について図１に示される構成要素を適宜参照して説明する。

第１統計多重制御部２１は、符号化情報と共に、量子化係数Ｑを例えば３０の如く指定して各リアルタイムエンコーダ３０ａ、３０ｂ及び３０ｃを動作せしめる。これにより各リアルタイムエンコーダ３０ａ、３０ｂ及び３０ｃの各々は、生成ビット量を第１統計多重制御部２１に送出する。かかる処理は第１の実施例の場合と同様である。第２の実施例が、第１の実施例と異なるのは映像信号を構成する連続するフレームの中にシーンチェンジと呼ばれる突出した符号量を含むフレームが散発的に発生する状況において、かかるシーンチェンジによる符号量の変化によりブリージング判定を誤ることを回避する構成を含む点である。

第１統計多重制御部２１は、フレーム毎に当該フレームを割当対象フレームとして、該割当対象フレームを基準とした先読み期間の各ＣＨの生成符号量を測定する（ステップＳ１）。次に、第１統計多重制御部２１は、先読み期間の中にシーンチェンジのフレームがあるか否かを判定する。もし、ある場合には、直前のＰピクチャで全てシーンチェンジ以降次のＩピクチャまでの要求ビットを代用して、当該ＣＨの生成ビット量を再計算する（ステップＳ１−１）。もし、シーンチェンジが無い場合には通常通りステップＳ２に進む。ここで、シーンチェンジに伴う要求ビットの代用の詳細については、図７及び図８が参照される。

次に、第１統計多重制御部２１は、当該割当対象フレームの時点におけるブリージング判定処理を行う（ステップＳ２）。次いで、ブリージング判定の結果を判断し（ステップＳ３）、もしブリージングが発生すると判定されたＣＨがある場合に当該ＣＨについてブリージング制御ＯＮとする（ステップＳ４）。次いで、第１統計多重制御部２１は、各ＣＨに目標符号量を割り当てる（ステップＳ５）。目標符号量の割当並びにブリージング制御がＯＮの場合のブリージング対応処理の内容は、第１の実施例の場合と同様である。

図７は、シーンチェンジがある場合の代用ビットの適用例を示している。（ａ）は第１パスエンコーダの出力を示し、（ｂ）は第１パスエンコーダの出力の読み替えを示し、次いで（ｃ）は第２パスエンコーダの出力を示している。各図において、横軸にフレームの推移を示し、縦軸に各フレームの符号量を示している。

図７の（ａ）において、２つのＩピクチャに挟まれる途中にシーンチェンジが発生している。図７の（ｂ）において、先頭のＩピクチャは、割当対象フレームである。そして、先読みフレーム数３０としてこれをブリージング対応計算範囲とする。ここで、シーンチェンジにおけるフレーム以降を直前のＰピクチャのフレームをダミーフレームとして代用して後続するＩピクチャまで連続するものとする。以上の読み替えにより生成ビット量の再計算を行う。図７の（ｃ）を参照すると、結果として得る第２パスエンコーダの出力は、Ｉピクチャの符号量が嵩上げされている。勿論、シーンチェンジをそのまま残して出力される。以上のシーンチェンジに対応した処理は、割当対象フレームである先頭フレームがＩピクチャである場合のみならずＰピクチャである場合にも行う。Ｐピクチャである場合には、次のＩピクチャがブリージング処理の対象となる場合に備えて、Ｉピクチャへの割当増加分を前後のＰピクチャで補うために前もってＰピクチャへの割当てを減らすために同様のダミーフレームによる代用を行うことに注意を要する。

図８は、シーンチェンジがある場合の代用ビットのさらなる適用例を示している。（ａ）は第１パスエンコーダの出力を示し、（ｂ）は第１パスエンコーダの出力の読み替えを示し、次いで（ｃ）は第２パスエンコーダの出力を示している。横軸をフレームの推移を示し、縦軸に各フレームの符号量を示している。

図８の（ａ）において、１つのＩピクチャの前後に２つのシーンチェンジが発生している。図８の（ｂ）において、Ｉピクチャは割当対象フレームである。そして、先読みフレーム数３０としてこれをブリージング対応計算範囲とする。ここで、シーンチェンジにおけるフレーム以降を直前のＰピクチャのフレームからダミーフレームとして代用してＩピクチャまで連続するものとし、さらに後続するシーンチェンジについてその直前のピクチャをダミーフレームとして代用する。以上の読み替えにより生成ビット量の再計算を行う。図８の（ｃ）を参照すると、結果として得る第２パスエンコーダの出力は、Ｉピクチャの符号量が嵩上げされている。勿論、シーンチェンジをそのまま残して出力される。以上のように、Ｉピクチャの前のシーンチェンジも考慮に入れないと、このＩの割当時にＩピクチャの前のシーンチェンジによるビット量増加の影響が及んで、このＩピクチャがブリージング対応処理の適用外となってしまう。そこで、既に割当が済み第２パスエンコーダの符号化が終了したものに対してもダミーフレームの考え方を適用する。

以上の第２実施例において、シーンチェンジも考慮に入れてブリージンク判定を行うことにより、Ｉピクチャに起因しないビット量の増減によりブリージング判定を誤ることを回避することが可能となる。
図９は、第２の実施例の１つの変形例を示し、第１パスエンコーダの出力と、第２パスエンコーダの出力の例を示している。ここでは、数フレーム後にＩピクチャが来るために、Ｉピクチャへの割当率：Ｐピクチャへの割当率＝２：１の時に、割当ビットの調整、すなわちＩピクチャに２倍割り当てる分を直前の４枚のＰピクチャで調整する如く、この区間で集中して割当の融通を行う形態が示されている。かかる変形例は、多重伝送装置の実現形態によっては、処理能力上の制限から１ＧＯＰ分の遅延が設けられない場合に対応するものである。前述のように、先読み期間は、好ましくは１ＧＯＰの期間とすることができるが、本発明においてはかかる限定はなく、本実施例の如く先読みフレーム数を５フレーム分の期間とすることができる。先読みフレーム数を減らすことにより、遅延時間を減少することが可能である。

以上の複数の実施例から明らかなように、本発明による多重伝送装置及び方法によれば、割当ビットレートの高低にかかわらずブリージンク等の画像品質の低下を来さないようにすることが可能となる。

本発明の本発明の第１の実施例を示し、多重伝送装置の構成を示すブロック図である。 図１に示される多重伝送装置の処理手順を示しているフローチャートである。 ブリージング対応処理の有無による生成ビット量の比較を示しているグラフである。 図２に示された処理手順におけるブリージング判定処理の詳細を示しているフローチャートである。 図４に示されるブリージング判定の実際例を示している説明図である。 第２の実施例における多重伝送装置の処理手順を示しているフローチャートである。 シーンチェンジがある場合の代用ビットの適用例を示している説明図である。 シーンチェンジがある場合の代用ビットのさらなる適用例を示している説明図である。 第２の実施例の１つの変形例を示し、第１パスエンコーダの出力と、第２パスエンコーダの出力の例を示している説明図である。

符号の説明

１０ 多重伝送装置
２０ 統計多重器
２１ 第１統計多重制御部
２２ 第２統計多重制御部
２３ 多重器
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ リアルタイムエンコーダ
３１ 第１パスエンコーダ
３２ 第２パスエンコーダ
３３ ディレイ回路
３４ プリフィルタ
３５ オーディオエンコーダ

Claims (11)

1. 複数チャネルの映像信号を符号化し、得られる符号化データ信号を多重化して伝送する多重伝送装置であって、
   前記チャネル毎に、前記映像信号を符号化処理し、得られる符号化データ信号の所定区間当りの符号量を得て、これを基にして前記チャネル毎のチャネル目標符号量を決定する符号量決定手段と、
   前記チャネル毎に、少なくともそのチャネル目標符号量から予測される画像品質の良否を判定する画像品質判定手段と、
   前記画像品質に不良が判定されるチャネルがある場合に、当該チャネル毎のチャネル目標符号量を、その符号化データ信号の情報内容に応じて調整をなす符号量調整手段と、
   前記複数の映像信号の各々を、前記調整がなされたチャネル目標符号量の各々に従って符号化した後に多重化する符号化多重化手段と、
   を含むことを特徴とする多重伝送装置。
2. 前記符号量調整手段は、前記符号化データ信号の情報内容がＩピクチャであるか又はＰピクチャであるかの相違に応じて前記チャネル目標符号量の調整をなすことを特徴とする請求項１記載の多重伝送装置。
3. 前記符号量調整手段は、前記Ｉピクチャについての符号量を、前記Ｐピクチャについての符号量に比して大きく調整することを特徴とする請求項２記載の多重伝送装置。
4. 前記符号量調整手段は、前記Ｉピクチャについての符号量に対する割当率を、前記Ｐピクチャについての符号量に対する割当率の１倍以上に調整することを特徴とする請求項２記載の多重伝送装置。
5. 前記符号量決定手段は、前記符号化処理を、単一のフレームのみならず、その近隣の少なくとも１つのフレームを対象としてなすことを特徴とする請求項１記載の多重伝送装置。
6. 前記符号量決定手段は、１つのＧＯＰをなす複数フレームを対象とすることを特徴とする請求項５記載の多重伝送装置。
7. 前記符号量決定手段は、前記複数フレームのうちに、シーンチェンジの情報内容を含むシーンチェンジフレームが在るか否かを判定する手段を含み、前記シーンチェンジフレームが在る場合には、これを符号量がより低いダミーフレームに置き換えて符号量を得ることを特徴とする請求項５記載の多重伝送装置。
8. 前記ダミーフレームの符号量は、前記シーンチェンジフレームの直前のＰピクチャに対応するフレームの符号量とすることを特徴とする請求項７記載の多重伝送装置。
9. 前記画像品質判定手段は、全チャネルの設定帯域幅と全チャネルの総生成符号量との割合、並びに、各チャネル毎に定まるところの生成符号量と全チャネルの平均生成符号量との割合のうちの少なくとも１つに基づいて判定をなすことを特徴とする請求項５記載の多重伝送装置。
10. 前記画像品質判定手段は、前記設定帯域幅のうちで各チャネルに割当可能な標準符号レートに基づいて更に判定をなすことを特徴とする請求項９記載の多重伝送装置。
11. 複数チャネルの映像信号を符号化し、得られる符号化データ信号を多重化して伝送する多重伝送方法であって、
    前記チャネル毎に、前記映像信号を符号化処理し、得られる符号化データ信号の所定区間当りの符号量を得て、これを基にして前記チャネル毎のチャネル目標符号量を決定する符号量決定ステップと、
    前記チャネル毎に、少なくともそのチャネル目標符号量から予測される画像品質の良否を判定する画像品質判定ステップと、
    前記画像品質に不良が判定されるチャネルがある場合に、当該チャネル毎のチャネル目標符号量を、その符号化データ信号の情報内容に応じて調整をなす符号量調整ステップと、
    前記複数の映像信号の各々を、前記調整がなされたチャネル目標符号量の各々に従って符号化した後に多重化する符号化多重化ステップと、
    を含むことを特徴とする多重伝送方法。

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