JP2514111B2 - フレ―ム間符号化出力デ―タ量制御方式及び画像符号化出力デ―タ量制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル信号の処理
を行なう記録，伝送，表示装置において、信号をより少
ない符号量で効率的に符号化する高能率符号化方式に係
り、出力されるデータ量を均一にするための符号化出力
データ量制御方式及び画像符号化出力データ量制御方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】予測符号化における予測残差や変換符号
化における直交変換係数は、発生する信号のレベル分布
にかなり偏りがある。そこで、信号レベルの発生頻度に
合わせて異なった長さの符号を割り当てると、データ量
の平均値は固定長の符号に対して短くできる。可変長の
符号はハフマン符号などによって決められ、データの発
生頻度に偏りがあるほど全体のデータ量は下げられる。
この様に可変長符号を用いると、再生信号の品質を同等
に保ちながら、固定長符号よりも平均のデータ量を少な
くすることができる。しかし、発生するデータ量が一定
でなくなるので、実際の装置では、発生するデータ量を
制御して均一になるようにする必要がある。

【０００３】最も一般的なデータ量の制御として、デー
タ出力バッファによるフィードバック制御がある。これ
は、符号化のデータ量が増加し、バッファに貯められて
いるデータ量が多くなってきたら、量子化のステップを
粗くしてデータ量が少なくなるようにするものである。
この様な制御方式は、テレビ会議等のシステムで使われ
ている。一方、記録媒体へ符号化の適用を考えた場合、
ただ単純に記録再生を行なうだけでなく特殊再生等の機
能が望まれる。又、符号化された画像データの編集で
は、画像データを入れ換えるために、データ長が数フレ
ーム（フィールド）程度の単位で固定である必要があ
る。

【０００４】この様な場合に、前記フィードバック制御
では、データ量の平均値は一定値に保たれるものの、デ
ータ量を希望する単位で確実に一定値以内に納めること
はできない。そこで、データ量が一定値以内になるよう
にしたデータ量の制御方式として、本願と同一出願人，
同一発明者による先願１、特願平2 −62887 号「符号化
出力データ量の制御方式及びその復号装置」がある。こ
の方式は、可変長符号化を用いながら、フィードフォワ
ードとフィードバックの両方の制御を行なうことで、符
号化効率の低下や画質劣化なく、データ量を確実に一定
値以内に納めようとするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のフィードバック
制御では、可変長符号化によって高い符号化効率が得ら
れるが、データ量をフレーム単位などで確実に一定値以
内に納めることができず、蓄積系メディアに適用し難い
という不具合があった。一方、前記先願１のものは、フ
ィードフォワード処理のため、データ量を一定値にした
い単位、即ち１〜数フレーム分のフレームメモリ又は係
数のメモリが必要になる。これを本願と同一出願人，同
一発明者による別の先願２、特願平1-11587 号「フレー
ム間予測符号化方式」などのように、一定間隔で独立フ
レームを持つフレーム間符号化に適用しようとした場
合、独立フレームの間隔で出力データ量を一定にするこ
とが望まれ、４〜６フレーム分のメモリが必要になる。

【０００６】なお、この様な符号化では、画像の動きの
程度などによって、理想的な各フレームのデータ量配分
は大きく変化し、１フレーム毎にデータ量を固定化する
のは画質を劣化させることになる。本発明は、以上の点
に着目してなされたものであり、予測フレームは符号化
済みのフレームの情報に基づいて、フィードバック制御
を行い、独立フレームはフィードフォワード制御を用い
て予測フレームの残りのデータ量にデータ量を固定化す
ることで、予測フレームと独立フレームの合計のデータ
量を一定値にすることができ、フィードフォワード処理
のためのフレームメモリの追加を必要とせず、高い符号
化効率を保ちながら独立フレームの間隔でデータ量を固
定化でき、コストが安くなり、蓄積系メディアに適用で
きる符号化出力データ量制御方式を提供することを目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】(1) 定期的にフレーム内
で独立に符号化される独立フレームを持つフレーム間予
測符号化において、フレーム間で予測され符号化される
予測フレームの出力データ量を、符号化済み部分の量子
化ステップ及び出力データ量からフィードバック制御す
るフィードバック制御手段と、予測フレームと独立フレ
ームの合計のデータ量の予め決められている目的値か
ら、既に符号化された予測フレームのデータ量を減算
し、それを独立フレームに対するデータ量の目的値とし
て設定する目的値設定手段と、前記目的値設定手段によ
り出力される値に独立フレームのデータ量がなるよう
に、フィードフォワード制御を用いてデータ量の固定化
をするデータ量制御手段より構成されることを特徴とす
るフレーム間符号化出力データ量制御方式を提供し、

【０００８】（２）画像の符号化出力データ量を一定に
しようとするフィードフォワード制御において、画像の
アクティビティから符号化出力データ量が目的値になる
量子化ステップを求める際に、まず予め設定されている
量子化ステップの種類の中の中央の量子化ステップを選
定し、この選定量子化ステップに対して符号化出力デー
タ量を求め、このデータ量が目的値より大きければ量子
化ステップが粗い方に、このデータ量が目的値より小さ
ければ量子化ステップが細かい方に前記選定量子化ステ
ップの半分だけシフトして量子化ステップを選定して再
度符号化出力データ量を求めることを繰り返し、このシ
フト量を順次半分ずつ小さく選定していくことを特徴と
する画像符号化出力データ量制御方法を提供するもので
ある。

【０００９】

【作用】まず、フレーム間予測されるフレームは、フィ
ードバックのみにより制御されるので、データ量は一定
にならないが、動きが大きく符号量が多くなる部分で
は、符号化は多くでき、画質を劣化させることはない。
又、この制御では、フレームメモリ等は必要ない。独立
に符号化するフレームのデータ量は、目的とする全体の
量から予測フレームの分を引いた量になるが、これは予
測フレームの量が一定でないため、各独立フレーム毎に
異なった値が目的値として設定される。独立フレーム
は、この目的値に合わせるため、先願１と同様な処理が
行われた結果として、予測と独立の合計は一定にでき
る。

【００１０】ここで、独立フレームの制御では、１フレ
ーム分のメモリが必要になるわけであるが、先願２の符
号化方式のように後方からのフレーム間予測を行なう場
合、独立フレームは、フレームメモリに保たれることに
なるので、符号化を後にすることで、フィードフォワー
ド処理のためのフレームメモリは、フレーム間予測のた
めのメモリで兼用でき、それ専用のものは必要なくな
る。即ち、制御のためのフレームメモリは不要である。
なお、後方からの予測を行わない符号化の場合でも、必
要なのは１フレームのみになるので合理的となる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明のフレーム間符号化出力データ
量制御方式の符号化装置の実施例を示すブロック図であ
る。図１において、画像入力端子１より入来した画像信
号は、切り換えスイッチ２及び同期分離器３へ供給され
ている。同期分離器３は、入力信号から垂直（フレー
ム）同期信号を分離し、フレームカウンタ４へ供給して
いる。入力画像信号の独立フレーム間隔をＮとすれば、
フレームカウンタ４は、垂直同期信号をＮ進カウントす
ることにより、フレーム番号を得て、切り換えスイッチ
２，５，６へ供給して、独立フレームと予測フレームの
切り換えを制御している。切り換えスイッチ２，５，６
は、Ｂ側が予測フレーム、Ｉ側が独立フレームの場合を
表している。

【００１２】独立フレームの場合には、画像信号は、切
り換えスイッチ２からフレームメモリ７へ供給されて蓄
積される。それまでフレームメモリ７に蓄積されていた
画像信号は、もう１つのフレームメモリ８に移動，蓄積
される。予測フレームの場合には、画像信号は、切り換
えスイッチ２からフレームディレイ９へ供給されてＮフ
レーム分遅延されて、予測器１０へ供給される。予測器
１０は、フレームメモリ７及びフレームメモリ８から供
給される独立フレームの画像信号を用いて入力画像信号
の予測を行い、予測残差を得て、フレーム内処理のため
に切り換えスイッチ５を介して直交変換器１１へ供給し
ている。従って、独立フレームのフレーム内符号化のタ
イミングは、次の独立フレームが入力されるときであ
り、先願２における入力と同時とは異なっている。そし
て、フレームメモリの出力が独立フレームのフレーム内
符号化に使われる。

【００１３】直交変換器１１は、入力画像信号をまず８
×８画素などのブロック毎に周波数域に類似した係数に
変換する。直交変換手法としては、周知の如く離散コサ
イン変換（ＤＣＴ）等が使われ、変換係数の１個はＤＣ
係数（平均）で、他の全ての変換係数はＡＣ係数（交
流）である。直交変換器１１の出力信号である各係数
は、量子化器１２へ供給されている。量子化器１２は、
入力信号を、後述する手法で設定された量子化ステップ
で量子化している。量子化器１２の出力信号は、可変長
符号化器１３へ供給される。ここで、ＡＣ成分は大半が
０近辺に集中しているので、予め設定されたハフマン符
号などに変換される。このハフマン符号は、通常０の語
長が最も短く、レベルの絶対値が大きくなるに従って語
長が長くなる。可変長符号化器１３の出力信号は、バッ
ファ１４へ供給される。

【００１４】バッファ１４はＦＩＦＯ(First In First
Out)型のメモリで、入力速度は可変長符号器１３から出
力されるデータの量に合わせて変わるが、いったん格納
され、一定のデータレートに変換されて、データ出力端
子１５を介して高能率符号化された画像データ出力が取
り出される。又、バッファ１４は予測フレームのデータ
量ＤB をＦＢ制御器１６及びＦＦ制御器１７へ供給して
いる。ＦＢ制御器１６は、後述するような予測フレーム
に対するフィードバック処理を行い、予測フレームの量
子化ステップＳB を得て、切り換えスイッチ６へ供給し
ている。切り換えスイッチ６は、予測フレームの量子化
ステップＳB と独立フレームの量子化ステップＳI を切
り換えて、量子化器１２及びＦＢ制御器１６へ供給する
と共に、Ｓ出力端子１８を介して出力している。

【００１５】次に、本発明の特徴部分であるデータ量の
制御系について、まず予測フレームのデータ量の制御に
ついて説明する。この予測フレームに対するフィードバ
ック処理は、図１におけるＦＢ制御器１６で行われる。
予測フレームは、基本的に無理にデータ量を固定しよう
とはせず、独立フレームと予測フレームの画質のバラン
スを保つために、それぞれの量子化ステップの比が適正
値になるように制御を行う。そうすると、データ量は画
像の動きの程度などによって大きく変動することにな
る。しかし、本発明が適用される前後からの予測では、
予測効率が高く予測残差が僅かであり、また非巡回予測
のため量子化ステップを、かなり粗くしても画質劣化が
生じにくいため、比較的動きの大きな画像でも符号化デ
ータ量は十分少なく、通常独立フレームの１／１０程度
にできる。従って、独立フレームの間隔Ｎが４程度な
ら、予測フレームのデータ量は３割程度であり、仮にこ
れが１．５倍に増加したとしても独立フレームに配分で
きるデータ量は８０％に減る程度である。即ち、予測フ
レームのデータ量は少ないので、それが変動しても全体
に与える影響は少ないわけである。

【００１６】図２は符号化順序を説明するための図であ
る。図２（Ａ）は先願２の場合、図２（Ｂ）は本発明の
場合である。図２においては、独立フレームの間隔
（Ｎ）が４の場合である。図２（Ａ）は独立フレームだ
けを替えるので、フレーム内符号化の各タイミングでの
独立か予測かの種別は変わらない。図２（Ｂ）で太い線
で区切られた各Ｎフレームは、それぞれデータ量を一定
にする単位である。各フレームは一律にＮフレーム遅ら
され符号化されることになる。本発明では、最後に独立
フレームを符号化することでデータ量を固定化するの
で、独立フレームの終了時点が区切りとなる。この単位
をＧＯＦ(Group Of Frame)と呼ぶ。予測フレームの制御
は、独立と予測の量子化バランスを一定に保つように行
われるわけであるが、その具体的手法について説明す
る。

【００１７】これから符号化するＧＯＦの直ぐ前の符号
化済みＧＯＦのデータ量を、予測フレームのデータ量を
ＤB 、独立フレームのデータ量をＤI 、全体のデータ量
をＤT とする。又、予測の量子化ステップをＳB 、独立
の量子化ステップをＳI とし、ＳB とＳI の理想的なバ
ランス関係を(1) 式で表す。ｋは通常２程度である。 ＳB ＝ｋＳI …(1) ここで、データ量が量子化ステップに反比例の関係であ
るとし、α，βを反比例定数とすると、次の(2) 〜(4)
式の関係となる。 ＤB ＝α／ＳB …(2) 、ＤI ＝β／ＳI …(3) 、ＤT ＝
ＤB ＋ＤI …(4)

【００１８】ここで、ＳB とＳI は、必ずしもＳB ＝ｋ
ＳI の関係になっていないので、次のＧＯＦの量子化ス
テップＳB1でそうなるためには、(1) 〜(4) 式よりＤT
＝α／ＳB1＋ｋβ／ＳB1…(5)となればよい、(5) 式よ
り、ＳB1＝（α＋ｋβ）／ＤT …(6) (6) 式に(2),(3) 式より得られるα，βを代入すれば、 ＳB1＝（ＤB ×ＳB ＋ｋ×ＤI ×ＳI ）／ＤT …(7)と
なり、前ＧＯＦのＤB ，ＤI ，ＳB ，ＳI よりＳB1が直
ちに求められる。なお、(7) 式を変形すると ＳB1＝ＳB −（ＳB −ｋＳI ）ＤI ／ＤT …(8) とＳB を修正する形でＳB1を表すことができる。なお、
ＳB ＝ｋＳI の場合には括弧内は０となり、ＳB そのま
まで良いことが分かる。

【００１９】ここでは、量子化ステップとデータ量の関
係を簡単に反比例としたが、さらに現実的な関数を使用
すれば、より適切な制御が行なえる。この設定は、前Ｇ
ＯＦが終了した時点から次のＧＯＦの処理が始まるまで
の垂直（フレーム）同期の間に行う必要があるが、(8)
式の如く簡単な式で良ければ、マイクロプロセッサ等で
算出することも可能である。この処理は、第１図におけ
るＦＢ制御器１６で行われる。なお、ＳB は基本的には
ＧＯＦ内で一定とするが、予測フレームのデータ量が極
端に多くなり、ＤI が非常に少なくなってしまう可能性
がある場合には、ＳB をフレーム単位、又はさらに細か
な単位でフィードバック制御しても良い。その手法は、
一般的なフィードバック制御と類似したものになる。こ
の様な場合、ＳB は一定ではなく、後述するＳI はフィ
ードバック制御で細かく変化する。即ち、前記のＳB 設
定で必要となる前ＧＯＦのＳB ，ＳI は、簡易的にはそ
の初期値で代用して良いが、正確にはその平均値を求め
ることになる。平均値の算出は、(8) 式のためのプロセ
ッサで行える。

【００２０】次に、独立フレームのデータ量の制御につ
いて説明する。前記の予測フレームの制御でＳB が設定
され、それで予測フレームの符号化が終了すると、その
ＧＯＦのＤB が確定する。全体のデータ量ＤT は、予め
決められているので、ＦＦ制御器１７において、目的と
する独立フレームのデータ量ＤI は、（ＤT −ＤB ）よ
り求められる。これに対してまず、フィートフォワード
処理が行われるわけであるが、そのためには、後のフィ
ードバック制御の単位となるブロック（８×８〜１６×
１６画素）毎にデータ量の発生し易さの基準となるアク
ティビティを求めておく必要がある。アクティビティの
値は、実際の符号化の出力データ量と相関が高い程良い
ので、直交変換を行う符号化では、実際の符号化に近付
けるため、直交変換されたＡＣ成分のパワー等より求め
た方が良いが、その場合には先願１と同様に係数のメモ
リが１フレーム分必要になる。

【００２１】一方、直交変換する前にＢＰＦ（帯域通過
フィルタ）等で、ＡＣ成分を取り出すことにすると、フ
レーム内符号化の前にアクティビティを求めることがで
き、独立フレームはＮフレーム遅延させられているの
で、その間にアクティビティ検出を行えば、追加のメモ
リは必要なくなる。なお、フレーム内符号化用とは別
に、アクティビティ検出用の直交変換器を持てば、変換
後にアクティビティ検出を行うのと同じ特性が得られ
る。図１において、入力画像信号は、切り換えスイッチ
２を介して、アクティビティ検出器１９へ供給される。
アクティビティ検出器１９は、入力画像信号からアクテ
ィビティ（活性度）を求めて、アクティビティメモリ２
０へ供給している。アクティビティメモリ２０は、アク
ティビティを蓄え、予測フレームの符号化が終了するま
で保持し、ＦＦ制御器１７へ供給している。アクティビ
ティは、ブロック単位の値なので、このメモリの容量は
フレームメモリと比較して極めて少ないもので良い。

【００２２】ここで、目的とするＤI が設定されてか
ら、独立フレームの符号化が始まるまでの垂直（フレー
ム）同期区間に、独立フレームの仮量子化ステップ値Ｓ
1 を求める必要がある。先願では、この処理を予め設定
されて用意された各量子化ステップに対して、並列処理
で予測データ量を求めていたが、その回路量はかなり多
く必要になる。一方、シリアルに処理すれば、回路量は
少なくて良いが、時間内に処理しきれない可能性が強
い。そこで、次のような大小比較を繰り返して、量子化
ステップの精度を上げていく方法が考えられる。

【００２３】画像のアクティビティから所定区間（例え
ば、１フレーム）の符号化出力データ量が目的値になる
量子化ステップを求める際に、まず、量子化ステップの
種類として、３２あったとする。これは、６％ずつの指
数変化で６倍（１．０６の３１乗は６．０９である）の
ステップ幅を持つことができ、ステップの種類としては
十分な数である。それぞれの量子化ステップには、１〜
３２の番号が付けてあり、１が１番細かいものとする。
まず、最初に中央の量子化ステップである１６を選定
し、１フレーム分のデータ量Ｄ１を求め、そのデータ量
が目的値（目的とするデータ量）Ｄより大きければ（多
ければ）２４、小さければ（少なければ）８というふう
に選定した量子化ステップ１６の半分である８だけシフ
トさせる。シフト量Ａは、８→４→２→１となり、順次
半分ずつ小さく選定していく、５回のデータ量計算で、
目的値Ｄより少なくて一番近いデータ量となる量子化ス
テップＳ１が得られる。即ち、ステップの種類が２のｍ
乗個だと、ｍ回のデータ量計算で済むことになる。な
お、周知の如く、量子化ステップの種類は整数であるの
で、前記では、量子化ステップの種類が、偶数である３
２である例で説明したが、奇数である３３の場合には、
その中央は１６．５であるが、３３のほぼ中央である１
６又は１７を最初に選定すれば良いことは勿論である。
さらに、同様に、量子化ステップの種類として、奇数で
ある１７を選定した場合には、次にシフトさせる場合に
は、１７の略半分の８又は９だけシフトさせれば良いこ
とは勿論である。 又，ここで説明した符号化出力データ
量制御方法は、フレーム間に限らず、画像の符号化全般
に使用できることは勿論である。

【００２４】図５は仮量子化ステップの設定処理のフロ
ーチャートである。Ａはシフトする量、Ｄｎｌ（Ｓ）は
量子化ステップＳでのｎ番目のブロックの予測データ
量、ΣＤｎｌ（Ｓ）はＤｎｌ（Ｓ）のフレーム合計であ
る。図５において、スタートすると、まずｐ＝ｍとする
（ステップ１）。そして、量子化ステップＳとシフト量
Ａを共に２の（ｍ−１）乗とする（ステップ２）。次
に、ｐをｐ−１として（ステップ３）、シフト量Ａを半
分にし（ステップ４）、量子化ステップＳでのｎ番目の
予測データ量Ｄｎｌ（Ｓ）のフレーム合計であるΣＤｎ
ｌ（Ｓ）をデータ量Ｄｌとする（ステップ５）。そし
て、データ量Ｄｌが目的値（目的とするデータ量）Ｄよ
り多いかどうか判定し（ステップ６）、多ければ量子化
ステップＳにシフト量Ａを加算し（ステップ７）、少な
ければ量子化ステップＳからシフト量Ａを減算し（ステ
ップ８）、新たな量子化ステップＳとする。そして、ｐ
が０かどうか判定し４（ステップ９）、０でなければス
テップ３へ戻り、０なら量子化ステップＳに０．５を加
えたものを仮量子化ステップＳｌに設定して（ステップ
１０）終了する。

【００２５】ＦＦ制御器１７は、この様にして求めた仮
量子化ステップＳ1 を、ブロックデータ量予測器２１及
び加算器２２へ供給している。ブロックデータ量予測器
２１は、仮量子化ステップＳ1 と、アクティビティメモ
リ２０より供給される各ブロックのアクティビティか
ら、各ブロックのデータ量予測値Ｄn1(S1)を算出して、
減算器２３へ供給している。減算器２３は、実際のデー
タ量Ｄn からデータ量予測値Ｄn1を減算して、量子化ス
テップ制御器２４へ供給している。量子化ステップ制御
器２４は、その差（Ｄn −Ｄn1) を蓄積して、正にずれ
てきたらデータ量が多すぎるので、量子化ステップを粗
くするため正の△Ｓを、負の場合には負の△Ｓを発生
し、加算器２２へ供給している。加算器２２は、仮量子
化ステップＳ1 に、各ブロックでフィードバック制御に
よる△Ｓが加えられ、最終的な独立フレームの量子化ス
テップＳI を求めて、切り換えスイッチ６へ供給してい
る。

【００２６】図６は量子化ステップ制御特性を示す図で
ある。横軸はΣ（Ｄn−Ｄn1) を、縦軸は△Ｓを表して
いる。図６において、±ｋmaxはフィードバック制御の
ゆとりであり、Σ（Ｄn −Ｄn1) が±ｋmax を越えない
ように、制御が行われる。制御が適切に行われれば、最
終的なフレームの誤差は±ｋmax 以内に納まるので、実
際に制限しなければならないデータ量に対して、ｋmax
だけゆとりを持ってフィードフォワード制御を設定して
おけばよい。ｋmax は、１〜２ブロック分のデータ量で
ロスは極めて少ない。

【００２７】以上で説明した制御のタイミングをまとめ
てみる。図３は制御処理タイミングを説明するための図
である。図３において、独は独立フレームを、予は予測
フレームを表しており、独と予，予と予の間のスペース
は垂直（フレーム）同期区間であり、ＮＴＳＣ信号など
の場合には全体の８％程度の時間であり、又低レート符
号化で片フィールドのみをフレームとする場合には、半
分以上の時間がこれに当たる。

【００２８】一連の制御処理は、独立フレームの終了時
点が区切りとなり、まず予測フレームのＧＯＦ単位での
フィードバック制御が最初の同期区間で行われ、続けて
予測フレームの符号化が行われる。予測フレームの終了
段階で、独立フレームのフィードフォワード処理をスタ
ートし、その同期区間内で終了させる。最後に、独立フ
レームの符号化処理を行いながら、フィードフォワード
制御のずれをフィードバックで吸収し、符号化終了時に
は、僅かな誤差に納める。独立フレームの符号化が終了
した時点で、ＧＯＦのデータ量は、固定化される。な
お、独立フレームのフィードバック制御で必要な各ブロ
ックのアクティビティは、１つ前のＧＯＦの独立フレー
ムのフィードバック制御のためのアクティビティ値が、
メモリより呼び出されているので、そこに新しい値を書
けばよい。

【００２９】図４は動きによるデータ量の割合を示す図
である。図４において、動きの大小に応じて、予測と独
立の割合のみが変化している。予測のデータ量は、画像
の動きによって大きく変動し、動きが激しいほど大きく
なるが、この様な場合、画像は動ボケを生じ易く、フレ
ーム内のみによって符号化される独立フレームのデータ
量は、少なくてもよい場合が多い。なお、図１の実施例
では予測フレーム用のＦＢ制御器と、独立フレーム用の
ＦＦ制御器が別々に存在するが、これらの処理は共にマ
イクロプロセッサやＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プ
ロセッサ）によっても行うことができ、処理タイミング
も異なるため、１つの制御器を共用することも可能であ
る。

【００３０】又、本実施例では、フィードフォワードと
フィードバックの組み合わせで、独立フレームのデータ
量を固定化する手法を示したが、データ量の固定化でフ
ィードバック制御は絶対に必要なものではなく、Ｄn ＞
Ｄn1となる場合にそのブロックのデータを一部削減し、
Ｄn ＜Ｄn1となるようにする方法もある。この場合、余
ったデータは、次のＤn1に加算されるので大きなロスは
なく、データの削減はジクザグスキャンのストップで実
現できる。この手法は、簡単であるが、データの強制的
な削減により画質的に若干問題を生じる場合がある。

【００３１】

【発明の効果】本発明のフレーム間符号化出力データ量
制御方式は、予測フレームは符号化済みのフレームの情
報に基づいてフィードバック制御を行い、独立フレーム
はフィードフォワード制御を用いて予測フレームの残り
のデータ量にデータ量を固定化することで、予測フレー
ムと独立フレームの合計のデータ量を一定値にすること
ができ、フィードフォワード処理のためのフレームメモ
リの追加を必要とせず、高い符号化効率を保ちながら独
立フレームの間隔でデータ量を固定化でき、コストが安
くなり、蓄積系メディアに適用できる等、実用上極めて
優れた効果がある。又、本発明の画像符号化出力データ
量制御方法は、画像の符号化出力データ量を一定にしよ
うとするフィードフォワード制御において、まず予め設
定されている量子化ステップの種類の中の中央の量子化
ステップを選定し、この選定量子化ステップに対して符
号化出力データ量を求め、このデータ量が目的値より大
きければ量子化ステップが粗い方に、このデータ量が目
的値より小さければ量子化ステップが細かい方に前記選
定量子化ステップの半分だけシフトして量子化ステップ
を選定して、再度符号化出力データ量を求めることを繰
り返し、このシフト量を順次半分ずつ小さく選定してい
き、大小比較を繰り返して量子化ステップの精度を上げ
ていくので、データ量計算の回数が少なく、簡単に、画
像の符号化出力データ量が目的値に一番近い量子化ステ
ップが求められ、コストが安くなり、蓄積系メディアに
適用できる等、実用上極めて優れた効果がある。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフレーム間符号化出力データ量制御方
式の符号化装置の実施例を示すブロック図である。

【図２】符号化順序を説明するための図である。

【図３】制御処理タイミングを説明するための図であ
る。

【図４】動きによるデータ量の割合を示す図である。

【図５】仮量子化ステップの設定処理のフローチャート
である。

【図６】量子化ステップ制御特性を示す図である。

【００３３】

【符号の説明】

２，５，６ 切り換えスイッチ ３ 同期分離器 ４ フレームカウンタ ７，８ フレームメモリ ９ フレームディレイ １０ 予測器 １６ ＦＢ制御器 １７ ＦＦ制御器 １９ アクティビティ検出器 ２０ アクティビティメモリ ２１ ブロックデータ量予測器 ２２ 加算器 ２３ 減算器 ２４ 量子化ステップ制御器

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定期的にフレーム内で独立に符号化される
   独立フレームを持つフレーム間予測符号化において、フ
   レーム間で予測され符号化される予測フレームの出力デ
   ータ量を、符号化済み部分の量子化ステップ及び出力デ
   ータ量からフィードバック制御するフィードバック制御
   手段と、予測フレームと独立フレームの合計のデータ量
   の予め決められている目的値から、既に符号化された予
   測フレームのデータ量を減算し、それを独立フレームに
   対するデータ量の目的値として設定する目的値設定手段
   と、前記目的値設定手段により出力される値に独立フレ
   ームのデータ量がなるように、フィードフォワード制御
   を用いてデータ量の固定化をするデータ量制御手段より
   構成されることを特徴とするフレーム間符号化出力デー
   タ量制御方式。
2. 【請求項２】画像の符号化出力データ量を一定にしよう
   とするフィードフォワード制御において、画像のアクテ
   ィビティから符号化出力データ量が目的値になる量子化
   ステップを求める際に、まず予め設定されている量子化
   ステップの種類の中の中央の量子化ステップを選定し、
   この選定量子化ステップに対して符号化出力データ量を
   求め、このデータ量が目的値より大きければ量子化ステ
   ップが粗い方に、このデータ量が目的値より小さければ
   量子化ステップが細かい方に前記選定量子化ステップの
   半分だけシフトして量子化ステップを選定して再度符号
   化出力データ量を求めることを繰り返し、このシフト量
   を順次半分ずつ小さく選定していくことを特徴とする画
   像符号化出力データ量制御方法。