JP2894335B2 - 画像符号化装置、方法及びプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

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、方
法及びこの装置、方法で用いられるプログラムを記録し
た記録媒体に関し、特にＭＰＥＧ２(‘Generic coding o
f moving pictures and associated audio information
: video',ＩＳＯ／ＩＥＣ 13818-2) に代表される動き
補償回路を備えた動画像符号化装置の符号量制御に用い
て好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、動き補償回路を備えた動画像符
号化装置の符号量制御回路は、マクロブロックと呼ばれ
る複数のＤＣＴ変換（離散コサイン変換）ブロックごと
に、１つの量子化ステップ値を用いて量子化の粗密を変
化させることで発生符号量を制御するようにしている。
これは、１秒当たりの目標符号量に対して、フレーム当
たりの割り当て符号量を、Ｉピクチャと呼ばれるフレー
ム内符号化フレーム、Ｐピクチャと呼ばれる前方向予測
フレーム、Ｂピクチャと呼ばれる内挿予測フレームの３
種類のフレーム構造にあらかじめ定められた比率で割り
当てるものである。そして、各フレーム構造ごとに割り
当てられた符号量に対して、画像の平坦なブロックは小
さな量子化ステップ値で、複雑なブロックは大きな量子
化ステップ値を用いて量子化処理を行うことで、画面内
の画質を均一に保つようにしている。

【０００３】従来の高精度に符号量制御を行う動画像符
号化装置では、画面全体、あるいは画面内の局所的な特
性に合わせて量子化ステップ値を制御するため、フィー
ドフォワード制御とフィードバック制御とを組み合わせ
た方式を用いている。フィードフォワード部では、例え
ば特願平6-226402号公報に示されるように、直交変換係
数値を実際に量子化、可変長符号化処理を行い、入力画
像に対する可変長符号語の適応度を予め分析する方法が
ある。この方法は、最も精度良く制御できることが知ら
れているが、複数個の量子化、可変長符号化を必要と
し、回路規模が大きくなるため、装置の小型化が困難で
ある。そのため、回路規模を小さくできる入力画像の隣
接画素間の相関や、アクティビティと呼ばれる変換係数
値の絶対値和や自乗和を用いて、量子化ステップ値の算
出を行う必要がある。

【０００４】また、フィードバック部は、実際の可変長
符号化回路の発生符号量と目標符号量との差分を用いて
制御する。これは、符号化未処理のフレーム内マクロブ
ロック数、ＶＬＣバッファ出力符号量、及び対象フレー
ムに割り当てられた目標符号量から、ＶＬＣバッファ出
力符号量が目標符号量より多いとき、量子化ステップ値
を大きくし、少ないとき、量子化ステップ値を小さくす
るものである。また、１フレームの符号化処理が終了す
ると、ＶＬＣバッファの出力符号量と目標符号量との差
分を計算し、フレームあたりの目標符号量を修正する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の符号量
制御回路は、圧縮率の低い領域では、画質劣化が知覚さ
れることなく良好な再生画像品質が得られるが、圧縮率
の高い領域では、再生画像品質を左右する低減の周波数
成分情報が失われるため、モスキートノイズやブロック
ノイズといった直交変換を用いた動画像符号化装置特有
の画質劣化が知覚される。特に、動き補償回路を備えた
動画像符号化装置は、Ｉピクチャに十分な符号量を与え
ないと、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの予測誤差信号が大き
くなり、結果的に発生符号量が大きくなるため、画質に
大きく影響するという問題があった。

【０００６】従って、本発明の目的は、画質劣化が知覚
されやすい圧縮率の高い領域において、視覚的に良好な
再生画像品質が得ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の目的を達成するために、本発明による画像符号化装置
においては、複数の画素からなるブロックに分割された
入力画像信号の動きベクトルを探索する探索手段と、上
記探索された動きベクトルを用いて上記ブロック毎に符
号化対象画面と動きベクトル算出画面の各画像信号の差
分値を求める動き補償手段と、上記差分値に対して上記
ブロック毎に直交変換を施し変換係数を出力する直交変
換手段と、上記変換係数を量子化する量子化手段と、上
記量子化手段における量子化ステップを制御し量子化係
数を出力する量子化制御手段と、上記量子化係数を可変
長符号化する符号化手段とを備えた画像符号化装置にお
いて、上記量子化制御手段は、画面の所定部分と他の部
分の各画像信号についてそれぞれアクティビティ平均を
算出する第１の算出手段と、上記算出されたアクティビ
ティ平均に応じて上記所定部分の画像信号に対する量子
化制御を行う制御手段とを設けている。

【０００８】また、上記量子化制御手段が、上記所定部
分と他の部分における上記動ベクトルの距離平均を算出
する第２の算出手段を有し、上記制御手段により、上記
算出された動きベクトルの距離平均に応じて上記所定部
分の画像信号に対する量子化制御を行うようにしてもよ
い。

【０００９】また、本発明による画像符号化方法におい
ては、複数の画素からなるブロックに分割された入力画
像信号の動きベクトルを探索する手順と、上記探索され
た動きベクトルを用いて上記ブロック毎に符号化対象画
面と動きベクトル算出画面の各画像信号の差分値を求め
る手順と、上記差分値に対して上記ブロック毎に直交変
換を施し変換係数を求める手順と、上記変換係数を量子
化する手順と、上記量子化における量子化ステップを制
御し量子化係数を求める手順と、上記量子化係数を可変
長符号化する手順と、画面の所定部分と他の部分の各画
像信号についてそれぞれアクティビティ平均を算出する
手順と、上記算出されたアクティビティ平均に応じて上
記所定部分の画像信号に対する量子化ステップの制御を
行う手順とを設けている。

【００１０】また、上記所定部分と他の部分における上
記動ベクトルの距離平均を算出する手順と、上記算出さ
れた動きベクトルの距離平均に応じて上記所定部分の画
像信号に対する量子化ステップ制御を行う手順とを設け
てもよい。

【００１１】さらに、本発明によるプログラムを記録し
た記録媒体においては、複数の画素からなるブロックに
分割された入力画像信号の動きベクトルを探索する手順
と、上記探索された動きベクトルを用いて上記ブロック
毎に符号化対象画面と動きベクトル算出画面の各画像信
号の差分値を求める手順と、上記差分値に対して上記ブ
ロック毎に直交変換を施し変換係数を求める手順と、上
記変換係数を量子化する手順と、上記量子化における量
子化ステップを制御し量子化係数を求める手順と、上記
量子化係数を可変長符号化する手順と、画面の所定部分
と他の部分の各画像信号についてそれぞれアクティビテ
ィ平均を算出する手順と、上記算出されたアクティビテ
ィ平均に応じて上記所定部分の画像信号に対する量子化
ステップの制御を行う手順とを実行させるためのプログ
ラムを記録している。

【００１２】また、上記所定部分と他の部分における上
記動ベクトルの距離平均を算出する手順と、上記算出さ
れた動きベクトルの距離平均に応じて上記所定部分の画
像信号に対する量子化ステップ制御を行う手順とを実行
させるためのプログラムを記録してもよい。

【００１３】また、上記所定部分が上記画面の中央部で
あってよく、さらに、上記所定部分に対する符号量を制
御することにより、上記所定部分の画質劣化が少くなる
ように制御するようにしてよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明による画像
符号化装置の実施の形態を示すブロック図である。図１
において入力画像データ１００は、デジタル化された画
像データであり、多値の白黒画像、ＲＧＢ原色信号や、
輝度および２種類の色差信号などで構成される。この入
力画像データ１００は、フレーム並替回路１において入
力画像データの並び替えが行われる。

【００１５】図２はＭＰＥＧ２で一般的に用いられてい
る入力画像データ１００の並び替え順序を示したもの
で、０番目にＩ０（Ｉピクチャ）、１番目にＢ１（Ｂピ
クチャ）、２番目にＢ２（Ｂピクチャ）、３番目にＰ３
（Ｐピクチャ）、４番目にＢ４（Ｂピクチャ）、５番目
にＢ５（Ｂピクチャ）、６番目にＰ６（Ｐピクチャ）が
入力されると、並べ替えを行って、０番目Ｉ０、１番目
Ｐ３、２番目Ｂ１、３番目Ｂ２、４番目Ｐ６、５番目Ｂ
４、６番目Ｂ５の順序で、マクロブロックごとにマクロ
ブロックデータ１０１を動ベクトル探索回路２と動き補
償回路３に出力する。

【００１６】動きベクトル検索回路２は、フレームメモ
リ１０から読み出された予測マクロブロックデータ１１
２あるいはフレームメモリ１１から読み出された予測マ
クロブロックデータ１１３を用いて、マクロブロックデ
ータ１０１の予測誤差が最も小さくなるベクトルを探索
し、探索されたフレームメモリ情報と動ベクトルを動ベ
クトル値１０２として動き補償回路３と符号量制御回路
５に出力する。

【００１７】動き補償回路３は、Ｉピクチャのときはマ
クロブロックデータ１０１を、Ｐピクチャ、Ｂピクチャ
のときは、マクロブロックデータ１０１と、動ベクトル
値１０２に従って読み出された予測マクロブロックデー
タ１１２又は１１３との差分値を求め、差分マクロブロ
ックデータ１０３としてＤＣＴ変換回路４に出力する。

【００１８】ＤＣＴ変換回路４は、差分マクロブロック
データ１０３に対してＤＣＴ変換を施し、可変長符号化
を行ったときに非ゼロの係数値が連続するようにジグザ
グスキャン変換等を行い、変換係数値１０４を符号量制
御回路５と量子化回路６に出力する。ここで、ＤＣＴ変
換は８×８のブロックサイズが一般的であるが、他の直
交変換手段やブロックサイズを用いても良い。

【００１９】次に、量子化回路６は、符号量制御回路５
で算出した量子化ステップ値１０６と、変換係数値１０
４を周波数ごとに異なる重み付けを行う量子化マトリク
スとを用いて、変換係数値１０４の量子化を行い、量子
化変換係数値１０７を可変長符号化回路７と逆量子化回
路８に出力する。

【００２０】可変長符号化回路７は、量子化変換係数値
１０７を、ランレングス符号やハフマン符号等のエント
ロピー符号を利用して、量子化変換係数値１０７に対応
する可変長符号語１０８を圧縮データとして出力すると
共に、可変長符号化のフレーム内の符号量累積値１０５
を符号量制御回路５に出力する。ここで、符号量累積値
１０５は、フレーム開始前に０に初期化されるものとす
る。

【００２１】逆量子化回路８は、フレーム構造がＩピク
チャあるいはＰピクチャのとき、量子化ステップ値１０
６と、量子化変換係数値１０７と量子化回路６と同じ量
子化マトリクスとを用いて逆量子化処理を行い、逆量子
化係数値１０９を逆ＤＣＴ変換回路９に出力する。

【００２２】逆ＤＣＴ変換回路９は、逆量子化係数値１
０９に対して逆ジグザグスキャン変換を行ってブロック
データを再構成し、逆ＤＣＴ変換を施して再生画像デー
タ１１０をフレームメモリ１０に出力する。フレームメ
モリ１０、１１は、フレーム構造がＩピクチャ、および
Ｐピクチャのときの再生画像データを蓄えるメモリで、
動ベクトル探索回路２と動き補償回路３で使用する。ま
た、内挿予測を用いないとき、フレームメモリ１１は省
略することができる。

【００２３】また、ＣＰＵ１２は、装置全体を制御する
ものであり、記録媒体１３に記録された上述の符号化処
理のためのプログラムや、後述する本発明の第１、第２
の実施の形態による処理のためのプログラムに基づいて
制御を実行する。記録媒体１３としては、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ等の半導体メモリ、光ディスク、磁気媒体その他の媒
体であってよい。

【００２４】図３は、本発明の第１の実施の形態による
符号量制御回路５の詳細な構成を示すブロック図であ
る。アクティビティ算出回路２０は、変換係数値１０４
をマクロブロックごとにＤＣ成分を除く６３個の絶対値
和を求め、アクティビティ値１１４をアクティビティ中
央部平均算出回路２１、アクティビティ周辺部平均算出
回路２２、アクティビティ全体平均算出回路２３とメモ
リ２４に出力する。ここで、アクティビティ値の算出は
変換係数値１０４を用いているが、ＤＣＴ変換前の画素
の相関値などを用いても良い。

【００２５】上記各アクティビティ中央部平均算出回路
２１、周辺部平均算出回路２２、全体平均算出回路２３
は、フレーム画面を中央部と周辺部の２つの領域に分割
し、各領域内のアクティビティ平均を算出し、それぞれ
アクティビティ中央平均値１１５、アクティビティ周辺
平均値１１６、アクティビティ全体平均値１１７として
適応符号量割当回路２５に出力する。

【００２６】図４は、中央部と周辺部の領域分割例を示
したもので、１フレームを１６領域に分割し、領域６、
７、１０、１１を中央部、それ以外の領域を周辺部とし
ている。中央部の領域は、長方形以外に菱形や楕円で近
似しても良い。

【００２７】上記メモリ２４は、アクティビティ中央部
平均算出回路２１、アクティビティ周辺部平均算出回路
２２、アクティビティ全体平均算出回路２３が、１フレ
ームのアクティビティ平均を求める間、アクティビティ
値１１４を遅延させるためのメモリで、１フレーム分の
分析が終了すると、同期信号に従って遅延したアクティ
ビティ値１１８を適応符号量割当回路２５に出力する。

【００２８】適応符号量割当回路２５は、アクティビテ
ィ中央平均値１１５、アクティビティ周辺平均値１１
６、アクティビティ全体平均値１１７、遅延したアクテ
ィビティ値１１８、フレーム当たりのマクロブロック数
１１９及びフレーム当たりの割当符号量１２１から符号
化フレーム内の特性を分析し、アクティビティ中央平均
値１１５が、アクティビティ周辺平均値１１６と大きく
異なるとき、中央部のマクロブロック割当符号量をアク
ティビティ平均値に応じて増減する。

【００２９】ここで、適応符号量割当回路２５の動作に
ついて数式を用いて説明する。一般に、カメラを用いて
被写体を撮影するとき、フレームの中央部に被写体が位
置するため、フレーム中央部と周辺部では特性が異なる
ことが多い。そのため、アクティビティ中央平均値をＡ
Ｃ、アクティビティ周辺平均値をＡＢとして、それぞれ
の値を比較し、条件１：ＡＣ≦Ｔ１・ＡＢまたはＴ２・
ＡＢ＜ＡＣのとき、条件２：Ｔ１・ＡＢ＜ＡＣ≦Ｔ２・
ＡＢのときの２状態に分類する。ここでＴ１、Ｔ２はし
きい値を表しており、Ｔ１＜Ｔ２の条件を満たす。

【００３０】１フレームを図４に示すように１６領域に
分割し、画面中央部が４領域、周辺部が１２領域から構
成される場合、１フレームの目標割当符号量をＴ、１フ
レーム当たりのマクロブロック数をＭＢＡとしてｉ番目
のマクロブロックの割当符号量Ｂ(i) は次のように定義
する。

【００３１】 条件１：ＡＣ≦Ｔ１・ＡＢまたはＴ２・ＡＢ＜ＡＣのとき、 ｍ＝（２ＡＣ＋ＡＢ）／（ＡＣ＋２ＡＢ） ・・・・・（１） Ｂ(i) ＝ｍ｛Ａ(i) ／ＡＡ｝（Ｔ／ＭＢＡ） 画面中央部のとき ・・・・・（２） Ｂ(i) ＝｛（４−ｍ）／３｝｛Ａ(i) ／ＡＡ｝（Ｔ／ＭＢＡ） 画面周辺 部のとき ・・・・・（３） 条件２：Ｔ１・ＡＢ＜ＡＣ≦Ｔ２・ＡＢのとき、 Ｂ(i) ＝｛Ａ(i) ／ＡＡ｝（Ｔ／ＭＢＡ） ・・・・・（４）

【００３２】例えば、Ｔ＝800,000 、ＭＢＡ＝1320、Ａ
Ｃ＝640 、ＡＢ＝320 、ＡＡ＝395、Ｔ１＝1/2 、Ｔ２
＝3/2 とすると、条件１に合致し、 ｍ＝（２×６４０＋３２０）／（６４０＋２×３２０）
＝１．２５ が得られる。よって、条件２のときと比較して、中央部
の割当符号量は1.25倍、周辺部の割当符号量は0.92倍と
なり、中央部により多くの符号量が割り当てられる。

【００３３】このように、条件１のときは中央部に被写
体の焦点が合っているため、中央部のマクロブロックに
通常より多くの符号量を割り当てることで、再生時に視
聴者が注目する領域の画質を改善することができる。ま
た、条件２のとき、フレーム全体が同じ特性となってい
るため、全てのマクロブロックに対して同じ処理を行う
ことで、フレーム内の画質差が知覚されず均一な再生画
像品質が得られる。

【００３４】上述した適応符号量割当回路２５の回路構
成例を図５に示す。入力画像は図４の例と同様に１６の
領域に分割されるものとする。図５において、演算器３
１は、アクティビティ周辺部平均値１１６としきい値Ｔ
１との乗算を行い、演算器出力１２５を比較器３３に出
力する。演算器３２も同様にして、アクティビティ周辺
部平均値１１６としきい値Ｔ２との乗算を行い、演算器
出力１２６を比較器３３に出力する。比較器３３は、ア
クティビティ中央平均値１１５、演算器出力１２５及び
演算器出力１２６を用いて、条件１に合致する場合ハイ
レベル、条件２に合致する場合ローレベルを選択信号１
２７として選択回路３８に出力する。

【００３５】領域判別器３４は、フレーム開始時にマク
ロブロックカウンタを初期化し、中央部のマクロブロッ
クのときハイレベル、それ以外のときローレベルとなる
領域判別情報１３０を選択回路３７に出力する。演算器
３５は、アクティビティ中央平均値１１５とアクティビ
ティ周辺平均値１１６を用いて式（１）に示す演算を行
い、演算器出力１２８を演算器３６と選択回路３７に出
力する。演算器３６は、演算器出力１２８を用いて式
（３）第１項の演算を行い、演算器出力１２９を選択回
路３７に出力する。

【００３６】選択回路３７は、領域判別情報１３０がハ
イレベルのとき、演算器出力１２８を選択し、ローレベ
ルのとき、演算器出力１２９を選択し、選択回路出力１
３１として選択回路３８に出力する。選択回路３８は、
選択信号１２７がハイレベルのとき、選択回路出力１３
１を選択し、ローレベルの時、定数値１３２（例では
１）を選択し、倍率数１３３として乗算器４０に出力す
る。

【００３７】演算器３９は、アクティビティ全体平均値
１１７、遅延したアクティビティ値１１８、フレーム当
たりのマクロブロック数１１９、フレーム当たりの割当
符号量１２１を用いて、対象マクロブロックの割当符号
量を演算し、演算器出力１３４として乗算器４０に出力
する。乗算器４０は、選択回路出力１３３と演算器出力
１３４の乗算処理を行い、マクロブロック割当符号量１
２２を図３の量子化ステップ値算出回路３０に出力す
る。

【００３８】図６は、適応符号量割当回路２５の効果を
示すもので、横軸にマクロブロック番号、縦軸に各マク
ロブロックの割当符号量Ｂ(i) の累積値を表している。
この図６は、適応符号量割当を行わない場合は、中央部
の符号量割当は各マクロブロックのアクティビティ値か
ら行われるが、適応符号量割当を行う場合は、フレーム
中央部に対して周辺部より多くの符号量を割り当てるこ
とを意味している。

【００３９】次に、図３において、符号量累積回路２６
は、図１の可変長符号化回路７のＶＬＣ符号長１０５を
１フレーム間に渡って累積し、符号化符号量累積値１２
０をマクロブロック間隔で加算器２８とフレーム符号量
割当回路２９に出力する。符号量累積回路２７は、マク
ロブロック割当符号量１２２を１フレーム間に渡って累
積し、予測符号量累積値１２３をマクロブロック間隔で
加算器２８に出力する。

【００４０】加算器２８は、マクロブロックごとに、符
号化符号量累積値１２０と予測符号量累積値１２３との
差分値を求め、予測誤差修正値１２４を量子化ステップ
値算出回路３０に出力する。フレーム符号量割当回路２
９は、１フレームの符号化処理が終了すると、符号化符
号量累積値１２０をフレーム構造別に累積し、各フレー
ム構造ごとに、次フレーム以降のフレーム当たりの符号
量割当を行い、目標符号量としてのフレーム当たりの割
当符号量１２１を適応符号量割当回路２５に出力する。
量子化ステップ値算出回路３０は、マクロブロック割当
符号量１２２と予測誤差修正値１２４を用いて、量子化
幅を制御する量子化ステップ値を算出し、マクロブロッ
クごとに量子化ステップ値１０６を量子化回路６と逆量
子化回路８に出力する。

【００４１】図７は、本発明の第２の実施の形態による
符号量制御回路５の詳細な構成を示すブロック図であ
る。図３の第１の実施の形態による符号量制御回路と異
なるのは、入力画像のアクティビティ値に加え、動きベ
クトル探索回路２の動ベクトル値の分布を用いて符号量
制御を行うことである。図７においては、図３と同じ機
能を持つ回路には同じ番号を付して重複する説明を省略
する。

【００４２】図７において、動ベクトル中央部分布算出
回路４１は、フレーム中央部の動ベクトル値１０２の向
きと距離の分布を算出し、動ベクトル中央部距離平均値
１３５、動ベクトル中央部角度平均値１３６、動ベクト
ル中央部角度分散値１３７を適応符号量制御回路２５に
出力する。同様に、動ベクトル周辺部分布算出回路４２
は、フレーム周辺部の動ベクトル値１０２の向きと距離
の分布を算出し、動ベクトル周辺部距離平均値１３８、
動ベクトル周辺部角度平均値１３９、動ベクトル周辺部
角度分散値１４０を適応符号量割当回路２５に出力す
る。

【００４３】動ベクトル分布を利用した符号量制御例を
図８の動ベクトルの分布例を用いて説明する。図８
（ａ）のとき、カメラがある方向に動く被写体を追って
いるため、周辺部領域の動ベクトル値が同じ方向で、距
離が大きい値となるのに対し、中央部領域のベクトル値
の向きは周辺部と同じ方向であるが、距離は小さい。画
面中央部のベクトル距離平均値ＬＣ、ベクトル角度平均
ＳＣ、ベクトル角度分散ＤＣ、画面周辺部のベクトル距
離平均をＬＢ、ベクトル角度平均ＳＢ、ベクトル角度分
散ＤＢ、距離しきい値Ｔ３（ただし１以下）、角度しき
い値Ｔ４（０〜１８０）、分散しきい値Ｔ５（０〜１８
０）とすると、次の関係をすべて満たすとき、中央部に
被写体が存在する。

【００４４】 ＬＣ≦Ｔ３・ＬＢ ＳＢ−Ｔ４＜ＳＣ≦ＳＢ＋Ｔ４ ・・・・・（５） ＤＣ≦Ｔ５ ＤＢ≦Ｔ５

【００４５】図８（ｂ）のとき、ズームを行っているた
め、画面中央から外側、あるいは画面外側から中央に向
けてベクトルが分布しており、ベクトルの角度分散は大
きな値となる。従って、アクティビティ分布と動ベクト
ル分散が次の条件を満たすとき、中央部に被写体が存在
する。 ＡＣ≦Ｔ１・ＡＢ Ｔ２・ＡＢ＜ＡＣ ・・・・・（６） Ｔ６＜ＤＣ Ｔ６＜ＤＢ

【００４６】図８（ｃ）のとき、画面全体の動ベクトル
の向き、距離の相関が小さく、動ベクトル分布からでは
中央部に被写体があるかどうかを判別できない。従っ
て、アクティビティ分布が次の条件を満たすとき、中央
部に被写体が存在する。 ＡＣ≦Ｔ１・ＡＢ Ｔ２・ＡＢ＜ＡＣ ・・・・・（７）

【００４７】上記式（５）〜（７）より、式（５）ある
いは式（７）を満たすときは中央部に被写体があるた
め、中央部のマクロブロック割当符号量を式（１）、
（２）を用いて算出し、それ以外の時は式（３）を用い
て算出する。

【００４８】次に、動ベクトル分布とアクティビティ分
布を用いた、図７の適応符号量割当回路２５の回路構成
例を図９に示す。図９においては、図５の第１の実施の
形態による符号量割当回路と同じ動作をするものには同
じ番号を付して重複する説明を省略する。図９におい
て、演算器４３は、動ベクトル中央部距離平均値１３５
としきい値Ｔ３との乗算を行い、演算既出力１３９を比
較器４４に出力する。

【００４９】比較器４４は、演算器出力１３９、動ベク
トル中央部角度平均値１３６、動ベクトル周辺部距離平
均１３７、動ベクトル周辺部角度平均１３８を用いて式
（５）の比較を行い、演算器出力１２５と１２６を用い
て式（７）の比較を行い、式（５）あるいは式（７）の
条件を満たすときハイレベルを、それ以外のときローレ
ベルを、選択出力１２７として選択回路３８に出力す
る。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＤＣＴ変換係数値のアクティビティ分布に応じて量子化
制御することにより、画面の所定部分の画質を適切に制
御することができる。例えば、画面の所定部分の特性が
その周辺部と大きく異なるとき、その所定部分により多
くの符号量を割り当てることで、圧縮率の高いときの再
生画像であっても、その部分の再生画像品質を向上させ
ることができ、総合的に見て優れた再生画像品質が得ら
れるという効果がある。

【００５１】また、アクティビティ分布に加え、動き補
償で用いる動ベクトル分布を用いて符号量割当を適応的
に行うことにより、予測フレーム時の符号量割当を入力
画像の特性に合わせて行うことができるため、さらに優
れた画像品質が得られるという効果がある。

【００５２】さらに、上記所定部分を画面中央部とする
ことにより、カメラで撮影した画面の場合、最も注目さ
れる被写体部分の再生画像品質を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による動画像符号化装置の実施の形態を
示すブロック図である。

【図２】入力画像のフレーム構造例を示す構成図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施の形態による符号量制御回
路の構成例を示すブロック図である。

【図４】画面の中央部と周辺部の分割例を示す構成図で
ある。

【図５】適応符号量割当回路の構成例を示すブロック図
である。

【図６】適応符号量割当の効果を示す構成図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態による符号量制御回
路の構成例を示すブロック図である。

【図８】動ベクトルの分布例を示す構成図である。

【図９】適応符号量割当回路の構成例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ フレーム並替回路 ２ 動ベクトル探索回路 ３ 動き補償回路 ４ ＤＣＴ変換回路 ５ 符号量制御回路 ６ 量子化回路 ７ 可変長符号化回路 ２０ アクティビティ算出回路 ２１ アクティビティ中央部平均算出回路 ２２ アクティビティ周辺部平均算出回路 ２３ アクティビティ全体平均算出回路 ２５ 適応符号量割当回路 ２９ フレーム符号量割当回路 ３０ 量子化ステップ値算出回路 ４１ 動ベクトル中央部分布算出回路 ４２ 動ベクトル周辺部分布算出回路 １０１ マクロブロックデータ １０２ 動ベクトル値 １０３ 差分マクロブロックデータ １０４ 変換係数値 １０５ 符号量累積値 １０６ 量子化ステップ値 １０７ 量子化変換係数値 １０８ 可変長符号語 １１５ アクティビティ中央部平均値 １１６ アクティビティ周辺部平均値 １１７ アクティビティ全体平均値 １１８ 遅延アクティビティ値 １１９ フレーム当たりのマクロブロック数 １２０ 符号化符号量累積値 １２１ フレーム目標符号量 １２２ マクロブロック割当符号量 １２３ 予測符号量累積値 １２４ 予測誤差修正値 １３５ 動ベクトル中央部距離平均値 １３６ 動ベクトル中央部角度平均値 １３７ 動ベクトル周辺部距離平均値 １３８ 動ベクトル周辺部角度平均値 １３９ 演算器出力

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画素からなるブロックに分割され
   た入力画像信号の動きベクトルを探索する探索手段と、
   上記探索された動きベクトルを用いて上記ブロック毎に
   符号化対象画面と動きベクトル算出画面の各画像信号の
   差分値を求める動き補償手段と、上記差分値に対して上
   記ブロック毎に直交変換を施し変換係数を出力する直交
   変換手段と、上記変換係数を量子化する量子化手段と、
   上記量子化手段における量子化ステップを制御し量子化
   係数を出力する量子化制御手段と、上記量子化係数を可
   変長符号化する符号化手段とを備えた画像符号化装置に
   おいて、 上記量子化制御手段は、画面の所定部分と他の部分の各
   画像信号についてそれぞれアクティビティ平均を算出す
   る第１の算出手段と、上記算出されたアクティビティ平
   均に応じて上記所定部分の画像信号に対する量子化制御
   を行う制御手段とを有することを特徴とする画像符号化
   装置。
2. 【請求項２】 上記量子化制御手段は、上記所定部分と
   他の部分における上記動ベクトルの距離平均を算出する
   第２の算出手段を有し、上記制御手段は、上記算出され
   た動きベクトルの距離平均に応じて上記所定部分の画像
   信号に対する量子化制御を行うことを特徴とする請求項
   １記載の画像符号化装置。
3. 【請求項３】 上記所定部分が上記画面の中央部である
   ことを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
4. 【請求項４】 上記制御手段は、上記所定部分に対する
   符号量を制御することにより、上記所定部分の画像劣化
   が少くなるように制御することを特徴とする請求項１記
   載の画像符号化装置。
5. 【請求項５】 複数の画素からなるブロックに分割され
   た入力画像信号の動きベクトルを探索する手順と、 上記探索された動きベクトルを用いて上記ブロック毎に
   符号化対象画面と動きベクトル算出画面の各画像信号の
   差分値を求める手順と、 上記差分値に対して上記ブロック毎に直交変換を施し変
   換係数を求める手順と、 上記変換係数を量子化する手順と、 上記量子化における量子化ステップを制御し量子化係数
   を求める手順と、 上記量子化係数を可変長符号化する手順と、 画面の所定部分と他の部分の各画像信号についてそれぞ
   れアクティビティ平均を算出する手順と、 上記算出されたアクティビティ平均に応じて上記所定部
   分の画像信号に対する量子化ステップの制御を行う手順
   とを有することを特徴とする画像符号化方法。
6. 【請求項６】 上記所定部分と他の部分における上記動
   ベクトルの距離平均を算出する手順と、 上記算出された動きベクトルの距離平均に応じて上記所
   定部分の画像信号に対する量子化ステップ制御を行う手
   順とを有することを特徴とする請求項５記載の画像符号
   化方法。
7. 【請求項７】 複数の画素からなるブロックに分割され
   た入力画像信号の動きベクトルを探索する手順と、 上記探索された動きベクトルを用いて上記ブロック毎に
   符号化対象画面と動きベクトル算出画面の各画像信号の
   差分値を求める手順と、 上記差分値に対して上記ブロック毎に直交変換を施し変
   換係数を求める手順と、 上記変換係数を量子化する手順と、 上記量子化における量子化ステップを制御し量子化係数
   を求める手順と、 上記量子化係数を可変長符号化する手順と、 画面の所定部分と他の部分の各画像信号についてそれぞ
   れアクティビティ平均を算出する手順と、 上記算出されたアクティビティ平均に応じて上記所定部
   分の画像信号に対する量子化ステップの制御を行う手順
   とを実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
8. 【請求項８】 上記所定部分と他の部分における上記動
   きベクトルの距離平均を算出する手順と、 上記算出された動きベクトルの距離平均に応じて上記所
   定部分の画像信号に対する量子化ステップ制御を行う手
   順とを実行させるためのプログラムを記録したことを特
   徴とする請求項７記載のプログラムを記録した記録媒
   体。