JP3013602B2 - Video signal encoding device - Google Patents
Video signal encoding deviceInfo
- Publication number
- JP3013602B2 JP3013602B2 JP13866392A JP13866392A JP3013602B2 JP 3013602 B2 JP3013602 B2 JP 3013602B2 JP 13866392 A JP13866392 A JP 13866392A JP 13866392 A JP13866392 A JP 13866392A JP 3013602 B2 JP3013602 B2 JP 3013602B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blocks
- circuit
- quantization
- amount
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は動画像信号を情報圧縮
し、符号量を一定にして所定の記録媒体に記録する場合
等に好適な映像信号符号化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal encoding apparatus suitable for, for example, compressing information of a moving image signal and recording it on a predetermined recording medium with a constant code amount.
【0002】[0002]
【従来の技術】図21に従来の符号量制御を行う映像信
号符号化装置のブロック図を示す。1はディジタル映像
入力端子、2はディジタル映像入力信号をブロック化す
るブロック化回路、8はブロック化回路2から出力され
る映像信号ブロックに対して参照フィールドと動き補償
予測を行い、入力ブロックと参照ブロックとの予測誤差
をブロック単位で出力する動き補償回路、3は動き補償
を行わないイントラフィールドの場合はブロック化回路
2の出力を選択し、動き補償予測を行う予測フィールド
の場合は動き補償回路8の出力を選択するスイッチ回路
である。5はスイッチ回路3から出力される画像データ
ブロックに対して直交変換を施す直交変換回路、10は直
交変換回路5から出力される画像データを量子化する量
子化回路、7は量子化回路10の出力を可変長符号化する
符号化回路、11は符号化回路の出力を一定容量に蓄えて
出力するバッファメモリ、9は出力端子である。2. Description of the Related Art FIG. 21 is a block diagram of a conventional video signal encoding apparatus for performing code amount control. 1 is a digital video input terminal, 2 is a blocking circuit for blocking the digital video input signal, 8 is a reference field and motion compensation prediction for the video signal block output from the blocking circuit 2, A motion compensation circuit that outputs a prediction error with respect to a block in units of a block. 8 is a switch circuit for selecting the output of No. 8. Reference numeral 5 denotes an orthogonal transformation circuit for performing orthogonal transformation on the image data block output from the switch circuit 3, reference numeral 10 denotes a quantization circuit for quantizing image data output from the orthogonal transformation circuit 5, and reference numeral 7 denotes a quantization circuit 10. An encoding circuit for variable-length encoding the output, 11 is a buffer memory for storing the output of the encoding circuit in a fixed capacity and outputting it, and 9 is an output terminal.
【0003】次に動作について説明する。入力されるデ
ィジタル映像入力信号は、例えば4:2:2のコンポー
ネントディジタル信号が入力され、動き補償予測を行わ
ないイントラフィールド、動き補償予測を行う予測フィ
ールドに係わらずブロック化回路2によって8[画素]
×8[ライン]を1つの単位とする入力ブロックに分割
される。ブロック化回路2の出力は動き補償回路8に入
力され、過去の出力ブロックから再構成され、動き補償
回路8内に記憶されている参照フィールドの画像データ
と動き補償予測を行い、入力ブロックと参照ブロックと
の画素単位での予測誤差をスイッチ回路3に出力する。
一方ブロック化回路2の出力はスイッチ回路3にも入力
される。スイッチ回路3ではイントラフィールドの場合
はブロック化回路2の出力を選択し、予測フィールドの
場合は動き補償回路8の出力を選択する。直交変換回路
5はスイッチ回路3から出力される画像データに対して
例えば離散コサイン変換(以下DCTと略す)を施し、
量子化回路10に出力する。Next, the operation will be described. For example, a 4: 2: 2 component digital signal is input to the input digital video input signal, and the blocker circuit 2 generates 8 [pixels] regardless of the intra-field in which motion compensation prediction is not performed and the prediction field in which motion compensation prediction is performed. ]
The input block is divided into input blocks each having × 8 [lines] as one unit. The output of the blocking circuit 2 is input to a motion compensation circuit 8, which is reconstructed from past output blocks, performs image data of a reference field stored in the motion compensation circuit 8, and performs motion compensation prediction. The prediction error of each pixel with respect to the block is output to the switch circuit 3.
On the other hand, the output of the blocking circuit 2 is also input to the switch circuit 3. The switch circuit 3 selects the output of the blocking circuit 2 in the case of the intra field, and selects the output of the motion compensation circuit 8 in the case of the prediction field. The orthogonal transform circuit 5 performs, for example, discrete cosine transform (hereinafter abbreviated as DCT) on the image data output from the switch circuit 3,
Output to the quantization circuit 10.
【0004】量子化回路10の出力は動き補償回路8にも
入力される。動き補償回路8では、量子化回路10から出
力される画像データを逆量子化及び逆直交変換処理によ
り復号化した後、予測フィールドの場合は符号化時に予
測誤差を求める際に用いた参照フィールドのデータを加
算することにより再生画像を復元して、これを参照デー
タとして保存する。またイントラフィールドの場合は逆
量子化、逆直交変換処理により復号されたデータをその
まま参照データとして保存する。The output of the quantization circuit 10 is also input to the motion compensation circuit 8. In the motion compensation circuit 8, after the image data output from the quantization circuit 10 is decoded by inverse quantization and inverse orthogonal transform processing, in the case of a prediction field, a reference field used for obtaining a prediction error at the time of encoding is used. The reproduced image is restored by adding the data, and is stored as reference data. In the case of an intra field, data decoded by inverse quantization and inverse orthogonal transform processing is stored as reference data as it is.
【0005】一方、量子化回路10ではバッファメモリ11
に蓄えられているメモリの残留データ量に従って量子化
ステップを決定し、画像データを量子化する。すなわち
バッファメモリ11の残留データに余裕がある場合は小さ
い量子化ステップサイズが選択されるように制御して発
生するデータ量を増大させる。一方バッファメモリ11が
その許容量を超えそうな場合は大きな量子化ステップサ
イズが選択されるように制御してデータ発生量を低下さ
せる。On the other hand, the quantization circuit 10 includes a buffer memory 11
The quantization step is determined according to the residual data amount of the memory stored in the memory, and the image data is quantized. That is, when there is room in the residual data in the buffer memory 11, the amount of generated data is increased by controlling so that a small quantization step size is selected. On the other hand, if the buffer memory 11 is about to exceed its allowable amount, the data generation amount is reduced by controlling so that a large quantization step size is selected.
【0006】量子化回路10から出力される画像データは
符号化回路7において可変長符号化され、符号化された
データはバッファメモリ11に出力される。バッファメモ
リ11では符号化された画像データを蓄えておき、所定の
固定レートで読みだされ、伝送または磁気記録等が行わ
れる。これと同時にバッファメモリ11は残留しているデ
ータ量を検出し、残留データ量に応じた制御信号を量子
化回路10に出力することにより量子化回路10の量子化ス
テップを制御してデータ発生量を一定に保つことができ
る。[0006] The image data output from the quantization circuit 10 is subjected to variable length encoding in the encoding circuit 7, and the encoded data is output to the buffer memory 11. The coded image data is stored in the buffer memory 11 and read out at a predetermined fixed rate, and transmission or magnetic recording is performed. At the same time, the buffer memory 11 detects the amount of remaining data, and outputs a control signal corresponding to the amount of remaining data to the quantization circuit 10, thereby controlling the quantization step of the quantization circuit 10 to generate the data amount. Can be kept constant.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の映像信号符号化
装置は以上のように構成されていたが、符号化しようと
する動画像に動きの激しい画像があったり、シーンチェ
ンジ等が生じて画像の内容が大きく変化するような場合
においては、符号化されたデータの発生量が急激に変化
するためにバッファメモリがオーバーフローする問題が
あった。The conventional video signal encoding apparatus is constructed as described above. However, a moving image to be encoded includes an image having a sharp movement or a scene change or the like. In such a case, the amount of encoded data changes abruptly, and the buffer memory overflows.
【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、画像データの情報量を簡単なハードウェア
で試算し、その試算結果に従って実際の量子化パラメー
タを制御して情報量を一定にすることを特徴とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and the information amount of image data is estimated by simple hardware, and the actual quantization parameter is controlled according to the estimation result to keep the information amount constant. It is characterized by the following.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明による映像信号符
号化装置は、入力された映像信号をブロックに分割し、
直交変換した後、量子化し、符号化する映像信号符号化
装置であって、映像信号を所定画素毎のブロックに分割
するブロック化手段と、各ブロック内における隣接画素
間の差分の絶対値和を求める差分演算手段と、所定の量
子化ステップにより量子化し符号化した場合にブロック
単位で発生するデータ量を差分演算手段の出力から予測
する符号量予測手段と、符号量予測手段から出力される
ブロック単位での予測データ量を1フィールド分または
1フレーム分について複数ブロック分加算する加算手段
と、複数フィールドまたは複数フレームに関し加算手段
の出力の比を求める符号量比演算手段と、加算手段及び
符号量比演算手段の出力に基づいて各フィールドまたは
各フレームの量子化ステップを決定する量子化ステップ
決定手段と、量子化ステップ決定手段からの量子化ステ
ップにより直交変換されたデータを量子化する量子化手
段とを備えて構成される。 また、本発明による映像信号
符号化装置は、入力された映像信号をブロックに分割
し、直交変換した後、量子化し、符号化する映像信号符
号化装置であって、映像信号を互いに隣接する2以上の
ブロックからなるマクロブロックに分割し、複数マクロ
ブロックからマクロブロックを構成する一部のブロック
を出力するブロック化手段と、各一部のブロック内にお
ける隣接画素間の差分の絶対値和を求める差分演算手段
と、所定の量子化ステップにより量子化し符号化した場
合にブロック単位で発生するデータ量を一部のブロック
に対応する差分演算手段の出力から予測する符号量予測
手段と、符号量予測手段から出力される一部のブロック
の予測データ量を複数ブロック分加算する加算手段と、
加算手段の出力に基づいて複数マクロブロックに対する
量子化ステップを決定する量子化ステップ決定手段と、
量子化ステップ決定手段からの量子化ステップにより直
交変換されたデータを量子化する量子化手段とを備えて
構成される。 また、本発明による映像信号符号化装置
は、入力された映像信号をブロックに分割し、直交変換
した後、量子化し、符号化する映像信号符号化装置であ
って、映像信号を所定画素毎のブロックに分割するブロ
ック化手段と、各ブロック内の ダイナミックレンジを求
めるダイナミックレンジ演算手段と、所定の量子化ステ
ップにより量子化し符号化した場合にブロック単位で発
生するデータ量をダイナミックレンジ演算手段の出力か
ら予測する符号量予測手段と、符号量予測手段から出力
されるブロック単位での予測データ量を1フィールド分
または1フレーム分について複数ブロック分加算する加
算手段と、複数フィールドまたは複数フレームに関し加
算手段の出力の比を求める符号量比演算手段と、加算手
段及び符号量比演算手段の出力に基づいて各フィールド
または各フレームの量子化ステップを決定する量子化ス
テップ決定手段と、量子化ステップ決定手段からの量子
化ステップにより直交変換されたデータを量子化する量
子化手段とを備えて構成される。 また、本発明による映
像信号符号化装置は、入力された映像信号をブロックに
分割し、直交変換した後、量子化し、符号化する映像信
号符号化装置であって、映像信号を互いに隣接する2以
上のブロックからなるマクロブロックに分割し、複数マ
クロブロックからマクロブロックを構成する一部のブロ
ックを出力するブロック化手段と、各一部のブロック内
のダイナミックレンジを求めるダイナミックレンジ演算
手段と、所定の量子化ステップにより量子化し符号化し
た場合にブロック単位で発生するデータ量を一部のブロ
ックに対応するダイナミックレンジ演算手段の出力から
予測する符号量予測手段と、符号量予測手段から出力さ
れる一部のブロックの予測データ量を複数ブロック分加
算する加算手段と、加算手段の出力に基づいて複数のマ
クロブロックに対する量子化ステップを決定する量子化
ステップ決定手段と、量子化ステップ決定手段からの量
子化ステップにより直交変換されたデータを量子化する
量子化手段とを備えて構成される。 A video signal code according to the present invention.
The encoding device divides the input video signal into blocks,
Video signal encoding to quantize and encode after orthogonal transformation
Device for dividing a video signal into blocks of predetermined pixels
And the neighboring pixels in each block
A difference calculating means for calculating a sum of absolute values of differences between
Block when quantized and coded by the childization step
Predict the amount of data generated per unit from the output of the difference calculation means
Output from the code amount prediction means and the code amount prediction means
Estimate the amount of data for each block by one field or
Addition means for adding a plurality of blocks for one frame
And addition means for multiple fields or multiple frames
Code amount ratio calculating means for obtaining the output ratio of
Each field or based on the output of the code amount ratio calculation means
Quantization step to determine quantization step for each frame
Determining means and a quantization step from the quantization step determining means.
Quantizer that quantizes the orthogonally transformed data
And a step. Also, the video signal according to the present invention
The encoding device divides the input video signal into blocks
Video signal code to be quantized and coded after orthogonal transformation.
An encoding device for converting video signals into two or more adjacent video signals.
Divide into macro blocks consisting of blocks
Some blocks that make up a macroblock from blocks
And a block generator that outputs
Calculating means for calculating the sum of absolute values of differences between adjacent pixels
And a field quantized and coded by a predetermined quantization step.
If the amount of data generated in block units
Code amount prediction from the output of the difference calculation means corresponding to
Means and some blocks output from the code amount predicting means
Adding means for adding a plurality of blocks of the predicted data amount of
For a plurality of macroblocks based on the output of the adding means
Quantization step determining means for determining a quantization step;
Directly by the quantization step from the quantization step determination means
And a quantizing means for quantizing the transformed data.
Be composed. Also, a video signal encoding device according to the present invention
Splits the input video signal into blocks and performs orthogonal transform
Video signal encoding device that quantizes and encodes
Thus, the video signal is divided into blocks of predetermined pixels.
And the dynamic range within each block.
Dynamic range calculating means, and a predetermined quantization step.
Generated in blocks when quantized and coded by
Is the output of the dynamic range calculation means
Code amount prediction means for predicting from code amount and output from code amount prediction means
The amount of predicted data in block units to be
Or add multiple blocks for one frame.
Calculation means and additions for multiple fields or multiple frames.
Code amount ratio calculating means for calculating the output ratio of the calculating means;
Each field based on the output of the stage and the code amount ratio calculating means
Or the quantization step that determines the quantization step for each frame.
Step determining means and quantum from the quantization step determining means.
To quantize the data orthogonally transformed by the quantization step
And a child means. Also, according to the present invention,
The image signal encoding device converts the input video signal into blocks.
After dividing and orthogonally transforming, quantizing and encoding video signals
Signal encoding apparatus, wherein two or more video signals are adjacent to each other.
Divide it into macro blocks consisting of the upper block
Some blocks that make up macroblocks from black blocks
Block output means and outputs
Range calculation to find the dynamic range of
Means for quantizing and encoding by a predetermined quantization step
The amount of data generated in units of blocks when
From the output of the dynamic range calculation means corresponding to the
The code amount predicting means to be predicted and the output
Of the predicted data of some blocks
Adder means for calculating a plurality of matrices based on an output of the adder means.
Quantization to determine the quantization step for black blocks
Step determining means and quantity from quantization step determining means
Quantizes the data that has been orthogonally transformed by the childization step
And a quantization means.
【0010】[0010]
【作用】本発明による映像信号符号化装置は、差分演算
手段が、各ブロック内における隣接画素間の差分の絶対
値和を求め、符号量予測手段が、所定の量子化ステップ
により量子化し符号化した場合にブロック単位で発生す
るデータ量を、この差分絶対値和に基づいて予測し、さ
らに、加算手段が、この予測データ量を1フィールド分
または1フレーム分について複数ブロック分加算し、複
数フィールドまたは複数フレームに関し加算手段の出力
の比を求める。そして量子化ステップ決定手段が、加算
手段の出力および符号量比演算手段の出力に基づいて各
フィールドまたは各フレームの量子化ステップを決定
し、量子化手段が、直交変換されたデータをこの量子化
ステップにより量子化する。 また、本発明による映像信
号符号化装置は、ブロック化手段が、映像信号を互いに
隣接する2以上のブロックからなるマクロブロックに分
割し、複数マクロブロックからマクロブロックを構成す
る一部のブロックを出力し、差分演算手段が、各一部の
ブロック内における隣接画素間の差分の絶対値和を求
め、符号量予測手段が、所定の量子化ステップにより量
子化し符号化した場合にブロック単位で発生するデータ
量を、この一部のブロックに対応する差分絶対値和に基
づいて予測し、さらに、加算手段が、一部のブロックの
予測データ量を複数ブロック分加算する。そして量子化
ステップ決定手段が、この加算結果に基づいて複数マク
ロブロックに対する量子化ステップを決定し、量子化手
段が、直交変換されたデータをこの量子化ステップによ
り量子化する。 また、本発明による映像信号符号化装置
は、ダイナミックレンジ演算手段が、各ブロック内のダ
イナミックレンジを求め、符号量予測手段が、所定の量
子化ステップにより量子化し符号化した場合に、さら
に、加算手段がこの予測データ量を1フィールド分また
は1フレーム分について複数ブロック分加算する。そし
て、量子化ステップ決定手段が、加算手段の出力および
符号量比演算手段の出力に基づいて各フィールドまたは
各フレームの量子化ステップを決定し、量子化手段が、
直交変換されたデータをこの量子化ステップにより量子
化する。 また、本発明による映像信号符号化装置は、ブ
ロック化手段が、映像信号を互 いに隣接する2以上のブ
ロックからなるマクロブロックに分割し、複数マクロブ
ロックからマクロブロックを構成する一部のブロックを
出力し、ダイナミックレンジ演算手段が、各一部のブロ
ック内のダイナミックレンジを求め、符号量予測手段
が、所定の量子化ステップにより量子化し符号化した場
合にブロック単位で発生するデータ量を、この一部のブ
ロックに対応するダイナミックレンジに基づいて予測
し、さらに、加算手段が一部のブロックの予測データ量
を複数ブロック分加算する。そして、量子化ステップ決
定手段が、この加算結果に基づいて複数マクロブロック
に対する量子化ステップを決定し、量子化手段が、直交
変換されたデータをこの量子化ステップにより量子化す
る。 According to the video signal encoding apparatus of the present invention, the difference calculation
The means calculates the absolute difference between adjacent pixels in each block.
The sum of values is obtained, and the code amount predicting means performs a predetermined quantization step.
Occurs in block units when quantized and coded by
The data amount based on the sum of absolute differences,
Further, the adding means calculates the predicted data amount for one field.
Or add multiple blocks for one frame and
Adder output for several fields or multiple frames
Find the ratio of Then, the quantization step deciding means adds
Means based on the output of the
Determine quantization step for field or each frame
Then, the quantizing means quantizes the orthogonally transformed data
Quantize by step. In addition, the video signal according to the present invention
In the signal encoding device, the blocking means converts the video signals to each other.
Divided into macroblocks consisting of two or more adjacent blocks
To construct a macroblock from multiple macroblocks.
Output some blocks, and the difference calculation means
Find the sum of absolute differences between adjacent pixels in a block
The code amount predicting means uses a predetermined quantization step to
Data generated in block units when coded and encoded
Is calculated based on the sum of absolute differences corresponding to some of the blocks.
And the addition means calculates the
The predicted data amount is added for a plurality of blocks. And quantization
The step determining means determines a plurality of macros based on the addition result.
Determine the quantization step for the block
The stage converts the orthogonally transformed data by this quantization step.
Quantization. Also, a video signal encoding device according to the present invention
Means that the dynamic range calculation means
The dynamic range is obtained, and the code amount predicting means calculates a predetermined amount.
When quantization and encoding are performed by the
In addition, the adding means adds the predicted data amount for one field or
Adds a plurality of blocks for one frame. Soshi
The quantization step determining means outputs the output of the adding means and
Each field or based on the output of the code amount ratio calculation means
Determine the quantization step for each frame, and the quantization means
The orthogonally transformed data is quantized by this quantization step.
Become The video signal encoding device according to the present invention is
Locking means is, two or more blanking adjacent video signal to each other physician
Divide into macro blocks consisting of locks and
Some blocks that make up a macroblock from locks
Output, and the dynamic range calculation means
Calculates the dynamic range within the block and predicts the code amount.
Is the value quantized and coded by a predetermined quantization step.
The amount of data generated in block units in this case
Predict based on the dynamic range corresponding to the lock
Further, the adding means calculates the predicted data amount of some blocks.
Is added for a plurality of blocks. And the quantization step decision
The determining means determines a plurality of macro blocks based on the addition result.
Is determined, and the quantization means
The transformed data is quantized by this quantization step.
You.
【0011】[0011]
【実施例】実施例1.図1は本発明の第1実施例による
映像信号符号化装置を示す構成図である。図において、
1はディジタル映像入力端子、2は入力されたディジタ
ル映像信号をブロック化するブロック化回路、8はブロ
ック化回路2から出力される映像信号ブロックに対して
参照フィールドとの動き補償予測を行い、入力ブロック
と参照ブロックとの予測誤差をブロック単位で出力する
動き補償回路、3は動き補償を行わないイントラフィー
ルドの場合はブロック化回路2の出力を選択し、動き補
償予測を行う予測フィールドの場合は動き補償回路8の
出力を選択するスイッチ回路である。4はスイッチ回路
3から出力される画像データブロックを情報量予測が終
了するまで遅延させて出力すると同時に、例えばフィー
ルド単位で情報量予測を行い、予測結果にしたがって実
際の情報量が目標値以内に収まるような量子化パラメー
タを決定する符号量制御回路である。5は符号量制御回
路4によって遅延された画像データに対して直交変換を
施す直交変換回路である。6は符号量制御回路4によっ
て求められた量子化パラメータにより直交変換回路5の
出力を量子化する量子化回路、7は量子化回路6の出力
を可変長符号化により符号化する符号化回路、12はバッ
ファメモリ、9は符号化された画像データを出力する出
力端子である。[Embodiment 1] FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a video signal encoding device according to a first embodiment of the present invention. In the figure,
1 is a digital video input terminal, 2 is a blocking circuit for blocking an input digital video signal, 8 is a motion compensation prediction with respect to a reference field for a video signal block output from the blocking circuit 2, The motion compensation circuit 3 outputs the prediction error between the block and the reference block in block units. The motion compensation circuit 3 selects the output of the blocking circuit 2 in the case of an intra-field in which motion compensation is not performed. A switch circuit for selecting an output of the motion compensation circuit 8. 4 delays the image data block output from the switch circuit 3 until the information amount prediction is completed and outputs the image data block at the same time, for example, performs information amount prediction in field units, and according to the prediction result, the actual information amount falls within the target value. This is a code amount control circuit that determines a quantization parameter that will fit. Reference numeral 5 denotes an orthogonal transform circuit that performs orthogonal transform on the image data delayed by the code amount control circuit 4. 6 is a quantization circuit for quantizing the output of the orthogonal transform circuit 5 with the quantization parameter obtained by the code amount control circuit 4, 7 is an encoding circuit for encoding the output of the quantization circuit 6 by variable length encoding, Reference numeral 12 denotes a buffer memory, and 9 denotes an output terminal for outputting encoded image data.
【0012】次に動作について説明する。入力されるデ
ィジタル映像信号は、例えば4:2:2のコンポーネン
トディジタル信号が入力され、動き補償予測を行わない
イントラフィールド、動き補償予測を行う予測フィール
ドに係わらずブロック化回路2によって例えば8[画
素]×8[ライン]を1つの単位とする入力ブロックに
分割され、出力される。ブロック化回路2の出力は動き
補償回路8に入力され、過去の出力ブロックから再構成
され、動き補償回路8内に記憶されている参照フィール
ドの画像データと動き補償予測を行い、入力ブロックと
参照ブロックとの画素単位での予測誤差をスイッチ回路
3に出力する。一方ブロック化回路2の出力はスイッチ
回路3にも入力される。スイッチ回路3ではイントラフ
ィールドの場合はブロック化回路2の出力を選択し、予
測フィールドの場合は動き補償回路8の出力を選択す
る。Next, the operation will be described. As the input digital video signal, for example, a 4: 2: 2 component digital signal is input, and for example, 8 [pixels] by the blocking circuit 2 irrespective of an intra field in which motion compensation prediction is not performed and a prediction field in which motion compensation prediction is performed. ] × 8 [lines] as one unit and output. The output of the blocking circuit 2 is input to a motion compensation circuit 8, which is reconstructed from past output blocks, performs image data of a reference field stored in the motion compensation circuit 8, and performs motion compensation prediction. The prediction error of each pixel with respect to the block is output to the switch circuit 3. On the other hand, the output of the blocking circuit 2 is also input to the switch circuit 3. The switch circuit 3 selects the output of the blocking circuit 2 in the case of the intra field, and selects the output of the motion compensation circuit 8 in the case of the prediction field.
【0013】スイッチ回路3から出力される画像データ
は符号量制御回路4に入力され画像ブロック単位で情報
量の試算が行われる。ここで、符号量制御回路4は例え
ば図2のような構成になっている。図2において20はフ
ィールドメモリ、21はY信号差分絶対値和演算回路、22
はB−Y信号差分絶対値和演算回路、23はR−Y信号差
分絶対値和演算回路、24はY信号符号量予測回路、25は
B−Y信号符号量予測回路、26はR−Y信号符号量予測
回路、27はY信号加算回路、28はB−Y信号加算回路、
29はR−Y信号加算回路、30は量子化レベル判定回路、
31は制御用基準値テーブルである。The image data output from the switch circuit 3 is input to the code amount control circuit 4 and a trial calculation of the information amount is performed for each image block. Here, the code amount control circuit 4 has, for example, a configuration as shown in FIG. In FIG. 2, 20 is a field memory, 21 is a Y signal difference absolute value sum operation circuit, 22
Is a BY signal difference absolute value sum operation circuit, 23 is an RY signal difference absolute value sum operation circuit, 24 is a Y signal code amount prediction circuit, 25 is a BY signal code amount prediction circuit, and 26 is RY A signal code amount prediction circuit, 27 is a Y signal addition circuit, 28 is a BY signal addition circuit,
29 is an RY signal addition circuit, 30 is a quantization level judgment circuit,
31 is a control reference value table.
【0014】次に符号量制御回路4の動作について説明
する。入力画像データの内Y信号は、Y信号差分絶対値
和演算回路21に入力され、B−Y,R−Y信号はそれぞ
れB−Y信号差分絶対値和演算回路22及びR−Y信号差
分絶対値和演算回路23に入力される。Y信号差分絶対値
和演算回路21では入力される8画素×8ラインのブロッ
クDi(i,j)(i,j=1〜8)に対して、ブロッ
ク内の水平方向と垂直方向の差分の絶対値和Next, the operation of the code amount control circuit 4 will be described. Among the input image data, the Y signal is input to a Y signal difference absolute value calculation circuit 21, and the BY and RY signals are respectively calculated by a BY signal difference absolute value calculation circuit 22 and a RY signal difference absolute circuit. It is input to the value sum operation circuit 23. The Y signal difference absolute value sum operation circuit 21 calculates the difference between the horizontal and vertical directions in the block Di (i, j) (i, j = 1 to 8) of the input 8 pixels × 8 lines. Sum of absolute values
【0015】[0015]
【数1】 (Equation 1)
【0016】を出力する。Is output.
【0017】Y信号差分絶対値和演算回路21の出力SY
は、Y信号符号量予測回路24に入力されブロック単位で
発生するデータ量が予測される。図3に、Y信号に対し
て、ブロック内での差分絶対値和SYと各ブロックを直
交変換して標準量子化し符号化した場合に発生するデー
タ量との関係を示す。ここで、図3はサンプル画像に対
して各ブロック単位で発生するデータ量とその場合のS
Yの値の標準偏差と平均値を求めてグラフにしたもので
ある。これより、所定の差分絶対値和が与えられたとき
の画像データのデータ発生量は、図3においてσ1とσ
2で囲まれた範囲内にあると考えてよい。ここでY信号
符号量予測回路24は、例えばROMにより構成され、図
3の実線で示される様なY信号のブロック当りの差分絶
対値和に対して標準量子化によって量子化した場合に発
生するデータ量の平均が記録されている。すなわち、Y
信号符号量予測回路24では、Y信号差分絶対値和演算回
路21の出力に対して、標準量子化を行った場合の予測デ
ータ量を出力する。Y信号符号量予測回路24の出力は、
Y信号加算回路27において1フィールド分について加算
されて、1フィールド分の予測データ量を求める。Output SY of Y signal difference absolute value sum calculating circuit 21
Is input to the Y signal code amount prediction circuit 24, and the data amount generated in block units is predicted. FIG. 3 shows the relationship between the sum of absolute differences SY in a block and the amount of data generated when each block is orthogonally transformed and standard-quantized and coded for the Y signal. Here, FIG. 3 shows the data amount generated for each block with respect to the sample image and S in that case.
The graph is obtained by calculating the standard deviation and the average value of the value of Y. Accordingly, the data generation amount of the image data when a predetermined sum of absolute differences is given is σ1 and σ1 in FIG.
It can be considered that it is within the range enclosed by 2. Here, the Y signal code amount prediction circuit 24 is constituted by, for example, a ROM, and is generated when the sum of absolute differences per block of the Y signal as shown by the solid line in FIG. 3 is quantized by standard quantization. The average of the data volume is recorded. That is, Y
The signal code amount prediction circuit 24 outputs a prediction data amount when standard quantization is performed on the output of the Y signal difference absolute value sum calculation circuit 21. The output of the Y signal code amount prediction circuit 24 is
The addition is performed for one field in the Y signal addition circuit 27 to obtain the predicted data amount for one field.
【0018】B−Y信号及びR−Y信号に対するデータ
量予測手段についてはY信号の場合と同じであるので省
略する。ただし、4:2:2のコンポーネントディジタ
ル信号の場合、色差信号の標本化周波数はY信号の半分
である。このため図4に示すようにB−Y,R−Y信号
の場合はブロック当りの差分絶対値和の合計と発生デー
タ量の関係が図3に示すY信号の場合とは異なる。従っ
てB−Y信号符号量予測回路25及びR−Y信号符号量予
測回路26には、図4に示すような色差信号のブロック当
りの差分絶対値和に対して標準量子化によって量子化し
た場合に発生するデータ量の平均が記録されており、B
−Y信号差分絶対値演算回路22及びR−Y信号差分絶対
値和演算回路23によって出力される各々のブロックの差
分絶対値和に対する予測データ量を出力する。The data amount predicting means for the BY signal and the RY signal is the same as that for the Y signal, and will not be described. However, in the case of the 4: 2: 2 component digital signal, the sampling frequency of the color difference signal is half of the Y signal. For this reason, as shown in FIG. 4, in the case of the BY and RY signals, the relationship between the sum of the absolute difference sums per block and the amount of generated data is different from the case of the Y signal shown in FIG. Therefore, the BY signal code amount predicting circuit 25 and the RY signal code amount predicting circuit 26 perform the standard quantization on the sum of absolute differences per block of the color difference signal as shown in FIG. The average of the amount of data generated in
It outputs the predicted data amount for the sum of the absolute differences of the blocks output by the -Y signal difference absolute value operation circuit 22 and the RY signal difference absolute value operation circuit 23.
【0019】Y信号加算回路27、B−Y信号加算回路28
およびR−Y信号加算回路29によって出力される1フィ
ールド当りの予測データ量は、それぞれ量子化レベル判
定回路30に入力される。量子化レベル判定回路30では
Y,B−Y,R−Y信号に対するフィールド当りの予測
データ量を加算し、1フィールド全体の予測データ量を
計算する。さらに1フィールド全体の予測データ量と制
御用基準値テーブル31から出力される1フィールド当り
の目標データ量を比較してその誤差に対応した量子化ス
テップ幅を決定して出力する。すなわち予測データ量が
目標データ量より少ない場合は、量子化のステップ幅を
小さくして発生するデータ量が増大するようする。反対
に予測データ量が目標データ量より多い場合は量子化の
ステップ幅を大きくして発生するデータ量を少なくなる
ようにする。Y signal adding circuit 27, BY signal adding circuit 28
And the predicted data amount per field output by the RY signal addition circuit 29 are input to the quantization level determination circuit 30, respectively. The quantization level determination circuit 30 adds the predicted data amount per field for the Y, BY, and RY signals, and calculates the predicted data amount for one entire field. Further, the prediction data amount of the entire one field is compared with the target data amount per one field outputted from the control reference value table 31, and the quantization step width corresponding to the error is determined and outputted. That is, if the predicted data amount is smaller than the target data amount, the quantization step width is reduced to increase the generated data amount. Conversely, when the predicted data amount is larger than the target data amount, the quantization step width is increased to reduce the generated data amount.
【0020】ここで予測データ量をAp、目標データ量
をArとすると量子化レベル判定回路30では E=Ap/Ar を求めて、例えば表1に示すような5段階の量子化ステ
ップの中で適当な量子化レベルLを選択して出力する。Here, assuming that the predicted data amount is Ap and the target data amount is Ar, the quantization level determination circuit 30 obtains E = Ap / Ar, and, for example, in five quantization steps as shown in Table 1, An appropriate quantization level L is selected and output.
【0021】[0021]
【表1】 [Table 1]
【0022】一方、入力データはフィールドメモリ20に
も入力され、量子化レベル判定回路30から判定結果が出
力されるまでの分のデータ遅延を行ったあと、直交変換
回路5に画像データを出力する。直交変換回路5では入
力データブロックに対して例えばDCTを施す。直交変
換回路5の出力は量子化回路6に入力されて符号量制御
回路4から出力される量子化レベルにしたがって量子化
を行う。すなわち量子化回路6では、符号量制御回路4
から出力される5段階の量子化レベルに対応する量子化
ステップでフィールド全体を量子化することにより、発
生するデータ量を所定の情報量以下に制御している。た
だし表1の量子化レベルは符号量予測の場合に用いた標
準量子化レベルを量子化レベル2として、量子化レベル
が小さいほど量子化ステップ幅が小さくなる様に設定し
てある。On the other hand, the input data is also input to the field memory 20, the image data is output to the orthogonal transformation circuit 5 after performing a data delay until the determination result is output from the quantization level determination circuit 30. . The orthogonal transformation circuit 5 performs, for example, DCT on the input data block. The output of the orthogonal transformation circuit 5 is input to the quantization circuit 6 and performs quantization according to the quantization level output from the code amount control circuit 4. That is, in the quantization circuit 6, the code amount control circuit 4
By quantizing the entire field in the quantization steps corresponding to the five quantization levels output from the, the generated data amount is controlled to a predetermined information amount or less. However, the quantization levels in Table 1 are set such that the standard quantization level used in the case of code amount prediction is defined as quantization level 2, and the smaller the quantization level, the smaller the quantization step width.
【0023】また、量子化回路6の出力は動き補償回路
8にも入力される。動き補償回路8では、量子化回路6
から出力される画像データを逆量子化、逆直交変換処理
により復号化した後、予測フィールドの場合は符号化時
に予測誤差を求める際に用いた参照フィールドのデータ
を加算することにより再生画像を復元して、これを参照
データとして保存する。またイントラフィールドの場合
は逆量子化、逆直交変換処理により復号されたデータを
そのまま参照データとして保存する。The output of the quantization circuit 6 is also input to the motion compensation circuit 8. In the motion compensation circuit 8, the quantization circuit 6
After decoding the image data output from the decoder by inverse quantization and inverse orthogonal transform processing, in the case of a predicted field, the reproduced image is restored by adding the data of the reference field used when calculating the prediction error at the time of encoding Then, this is stored as reference data. In the case of an intra field, data decoded by inverse quantization and inverse orthogonal transform processing is stored as reference data as it is.
【0024】一方、量子化回路6から出力される画像デ
ータは符号化回路7において可変長符号化され、符号化
されたデータはバッファメモリ12に出力される。バッフ
ァメモリ12では符号化された画像データを蓄えておき、
所定の固定レートで出力端子9から出力され伝送または
磁気記録等が行われる。On the other hand, image data output from the quantization circuit 6 is subjected to variable-length encoding in the encoding circuit 7, and the encoded data is output to the buffer memory 12. The buffer memory 12 stores the encoded image data,
The signal is output from the output terminal 9 at a predetermined fixed rate, and transmission or magnetic recording is performed.
【0025】なお上記実施例では、データ量予測を行う
際に画像データをフィールド単位で情報量制御を行って
いたが必ずしもフィールド単位である必要はなくフレー
ム単位又はフィールドより小さいセグメント単位で情報
量制御を行ってもよい。また量子化レベルを5段階で行
ったが必ずしも5段階である必要はなくn段階(n≧
2)で行えばよい。また入力データを8画素×8ライン
に分割したが必ずしも8画素×8ラインである必要はな
くn画素×mライン(n≧2,m≧2)で行えばよい。In the above embodiment, when the data amount is predicted, the information amount of the image data is controlled in units of fields. However, the image data need not be controlled in units of fields. May be performed. Although the quantization level is performed in five stages, it is not necessarily required to be performed in five stages, and n stages (n ≧ n)
What is necessary is to do in 2). Although the input data is divided into 8 pixels × 8 lines, it is not necessarily 8 pixels × 8 lines, but may be performed by n pixels × m lines (n ≧ 2, m ≧ 2).
【0026】実施例2.なお上記実施例1では、符号量
の予測を各ブロック内の差分絶対値和を用いて判別した
が、各ブロック内のダイナミックレンジを用いて符号量
を予測してもよい。この様にして構成した例が本発明の
第2実施例である。Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the prediction of the code amount is determined using the sum of absolute differences in each block. However, the code amount may be predicted using the dynamic range in each block. An example configured in this way is a second embodiment of the present invention.
【0027】図5に本発明の第2実施例に於ける情報量
予測回路4のブロック図を示す。図5において40はフィ
ールドメモリ、41はY信号ダイナミックレンジ演算回
路、42はB−Y信号ダイナミックレンジ演算回路、43は
R−Y信号ダイナミックレンジ演算回路、44はY信号符
号量予測回路、45はB−Y信号符号量予測回路、46はR
−Y信号符号量予測回路、47はY信号加算回路、48はB
−Y信号加算回路、49はR−Y信号加算回路、50は量子
化レベル判定回路、51は制御用基準値テーブルである。FIG. 5 is a block diagram of an information amount prediction circuit 4 according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, 40 is a field memory, 41 is a Y signal dynamic range operation circuit, 42 is a BY signal dynamic range operation circuit, 43 is an RY signal dynamic range operation circuit, 44 is a Y signal code amount prediction circuit, and 45 is The BY signal code amount prediction circuit, 46 is R
-Y signal code amount prediction circuit, 47 is Y signal addition circuit, 48 is B
A -Y signal addition circuit, 49 is an RY signal addition circuit, 50 is a quantization level determination circuit, and 51 is a control reference value table.
【0028】次に本発明の第2実施例に於ける符号量制
御回路4の動作について説明する。入力画像データの内
Y信号は、Y信号ダイナミックレンジ演算回路41に入力
され、B−Y,R−Y信号はそれぞれB−Y信号ダイナ
ミックレンジ演算回路42及びR−Y信号ダイナミックレ
ンジ演算回路43に入力される。Y信号ダイナミックレン
ジ演算回路41では入力される8画素×8ラインのブロッ
クDi(i,j)(i,j=1〜8)に対して、ブロッ
ク内の最大値SYmax と最小値SYmin を計算し、ダイ
ナミックレンジSYd を次式により計算して出力する。 SYd =SYmax −SYminNext, the operation of the code amount control circuit 4 in the second embodiment of the present invention will be described. Of the input image data, the Y signal is input to a Y signal dynamic range operation circuit 41, and the BY and RY signals are input to a BY signal dynamic range operation circuit 42 and an RY signal dynamic range operation circuit 43, respectively. Is entered. The Y signal dynamic range calculation circuit 41 calculates the maximum value SYmax and the minimum value SYmin in the input block Di (i, j) (i, j = 1 to 8) of 8 pixels × 8 lines. , And the dynamic range SYd is calculated and output by the following equation. SYd = SYmax-SYmin
【0029】Y信号ダイナミックレンジ演算回路41の出
力SYdは、Y信号符号量予測回路44に入力されブロッ
ク単位で発生するデータ量が予測される。図6に、Y信
号に対して、ブロック内でのダイナミックレンジSYd
と各ブロックを直交変換して標準量子化し符号化した場
合に発生するデータ量との関係を示す。ここで、図6は
サンプル画像に対して各ブロック単位で発生するデータ
量とその場合のSYdの値の平均値を求めてグラフにし
たものである。すなわち、各ブロックに対するダイナミ
ックレンジが与えられた場合、図6より各ブロックに対
して発生する情報量をほぼ予測することができる。ここ
でY信号符号量予測回路44は、例えばROMにより構成
され、図6の実線で示される様なY信号のブロック当り
のダイナミックレンジに対して、標準量子化によって量
子化した場合に発生するデータ量の平均が記録されてい
る。すなわち、Y信号符号量予測回路44は、Y信号ダイ
ナミックレンジ演算回路41の出力に対して、標準量子化
を行った場合の予測データ量を出力する。Y信号符号量
予測回路44の出力は、Y信号加算回路47において1フィ
ールド分について加算されて、1フィールド分のY信号
の予測データ量が得られる。The output SYd of the Y signal dynamic range calculation circuit 41 is input to the Y signal code amount prediction circuit 44, and the data amount generated in block units is predicted. FIG. 6 shows the dynamic range SYd in the block for the Y signal.
And the amount of data generated when each block is orthogonally transformed, standard quantized, and encoded. Here, FIG. 6 is a graph in which the data amount generated for each block with respect to the sample image and the average value of SYd values in that case are obtained. That is, when the dynamic range for each block is given, the amount of information generated for each block can be substantially predicted from FIG. Here, the Y signal code amount predicting circuit 44 is constituted by, for example, a ROM, and generates data generated when the dynamic range per block of the Y signal as shown by the solid line in FIG. The average of the amounts is recorded. That is, the Y signal code amount prediction circuit 44 outputs a prediction data amount when the standard quantization is performed on the output of the Y signal dynamic range calculation circuit 41. The output of the Y signal code amount prediction circuit 44 is added for one field in the Y signal addition circuit 47, and the predicted data amount of the Y signal for one field is obtained.
【0030】B−Y信号及びR−Y信号に対するデータ
量予測手段についてはY信号の場合と同じであるので省
略する。ただし、4:2:2のコンポーネントディジタ
ル信号の場合、色差信号の標本化周波数はY信号の半分
である。このため図7に示すようにB−Y,R−Y信号
の場合はブロック当りのダイナミックレンジと発生デー
タ量の関係が図6に示すY信号の場合とは異なる。従っ
てB−Y信号符号量予測回路45及びR−Y信号符号量予
測回路46には図7に示すような色差信号の1ブロック当
りのダイナミックレンジに対して標準量子化によって量
子化した場合に発生するデータ量の平均が記録されてお
り、B−Y信号ダイナミックレンジ演算回路42及びR−
Y信号ダイナミックレンジ演算回路43によって出力され
る各々の加算結果に対する1ブロック当りの予測データ
量を出力する。The data amount predicting means for the BY signal and the RY signal is the same as that for the Y signal and will not be described. However, in the case of the 4: 2: 2 component digital signal, the sampling frequency of the color difference signal is half of the Y signal. Therefore, as shown in FIG. 7, in the case of the BY and RY signals, the relationship between the dynamic range per block and the amount of generated data is different from that in the case of the Y signal shown in FIG. Accordingly, the BY signal code amount predicting circuit 45 and the RY signal code amount predicting circuit 46 generate when the dynamic range per block of the color difference signal is quantized by standard quantization as shown in FIG. The average of the amount of data to be recorded is recorded, and the BY signal dynamic range calculation circuit 42 and the R-
The prediction data amount per block for each addition result output by the Y signal dynamic range calculation circuit 43 is output.
【0031】Y信号加算回路47、B−Y信号加算回路48
およびR−Y信号加算回路49によって出力される1フィ
ールド当りの予測データ量は、それぞれ量子化レベル判
定回路50に入力される。量子化レベル判定回路50では
Y,B−Y,R−Y信号の1フィールド当りの予測デー
タ量を加算して1フィールド全体の予測データ量を求め
る。さらに1フィールド当りの予測データ量と制御用基
準値テーブル51から出力される1フィールド当りの目標
データ量を比較してその誤差に対応した量子化ステップ
幅を決定して出力する。すなわち予測データ量が目標デ
ータ量より少ない場合は、量子化のステップ幅を小さく
してデータ量が増大するようする。反対に予測データ量
が目標データ量より多い場合は量子化のステップ幅を大
きくしてデータ量を少なくなるようにする。またフィー
ルドメモリ20の動作は本発明の第1実施例の場合と同じ
であるため省略する。The Y signal adding circuit 47 and the BY signal adding circuit 48
And the predicted data amount per field output by the RY signal addition circuit 49 is input to the quantization level determination circuit 50. The quantization level determination circuit 50 adds the predicted data amount per field of the Y, BY, RY signals to obtain the predicted data amount of the entire one field. Further, the prediction data amount per field is compared with the target data amount per field output from the control reference value table 51, and the quantization step width corresponding to the error is determined and output. That is, when the predicted data amount is smaller than the target data amount, the quantization step size is reduced to increase the data amount. Conversely, when the predicted data amount is larger than the target data amount, the quantization step width is increased to reduce the data amount. The operation of the field memory 20 is the same as that of the first embodiment of the present invention, and will not be described.
【0032】実施例3.なお上記実施例1及び2では、
各ブロック単位で適応量子化を行っていなかったが、ブ
ロック単位で画質劣化が目立ち易いか否かを判定してn
段階(n≧2)の適応量子化判定を行い、各々の適応量
子化レベルで符号化した場合の発生データ量を予測する
ことにより符号量制御を行ってもよい。このようにn段
階の適応量子化を行った場合の発生データ量を各々の適
応量子化レベルで予測することにより、フィールド全体
の予測符号量を求めて、符号量の制御を行うように構成
した例が本発明の第3実施例である。Embodiment 3 FIG. In the first and second embodiments,
Although adaptive quantization was not performed for each block, it was determined whether or not image quality degradation was conspicuous in blocks.
The code amount control may be performed by performing the adaptive quantization determination at the stage (n ≧ 2) and predicting the amount of data generated when encoding is performed at each adaptive quantization level. In this manner, the amount of data generated when the n-stage adaptive quantization is performed is predicted at each adaptive quantization level, thereby obtaining the predicted code amount of the entire field and controlling the code amount. An example is a third embodiment of the present invention.
【0033】図8は本発明の第3実施例による映像信号
符号化装置を示す構成図である。図において、1はディ
ジタル映像入力端子、2は入力されたディジタル映像信
号をブロック化するブロック化回路、8はブロック化回
路2から出力される映像信号ブロックに対して参照フィ
ールドとの動き補償予測を行い、入力ブロックと参照ブ
ロックとの予測誤差をブロック単位で出力する動き補償
回路、3は動き補償を行わないイントラフィールドの場
合はブロック化回路2の出力を選択し、動き補償予測を
行う予測フィールドの場合は動き補償回路8の出力を選
択するスイッチ回路である。15はブロック化回路2から
出力される画像ブロックの性質に応じて例えば3種類の
量子化ステップを決定する適応量子化判定回路、14はス
イッチ回路3から出力される画像データブロックを情報
量予測が終了するまで遅延させて出力すると同時に、適
応量子化判定回路15の判定結果にしたがって各ブロック
を適応量子化した場合の発生データ量を例えばフィール
ド単位で予測して、予測結果にしたがって実際の情報量
が目標値以内に収まるようなフィールド単位での量子化
パラメータを決定する符号量制御回路である。5は符号
量制御回路4によって遅延された画像データに対して直
交変換を施す直交変換回路である。16は符号量制御回路
14によって求められたフィールド単位での量子化パラメ
ータと適応量子化判定回路15によって求められたブロッ
ク単位での量子化パラメータにより直交変換回路5の出
力を量子化する適応量子化回路、7は適応量子化回路6
の出力を可変長符号化により符号化する符号化回路、12
はバッファメモリ、9は符号化された画像データを出力
する出力端子である。FIG. 8 is a block diagram showing a video signal encoding apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a digital video input terminal, 2 is a blocking circuit for blocking the input digital video signal, and 8 is a motion compensation prediction for a video signal block output from the blocking circuit 2 with a reference field. A motion compensation circuit that outputs a prediction error between an input block and a reference block in units of a block, and 3 selects an output of the blocking circuit 2 in the case of an intra-field in which motion compensation is not performed, and performs a prediction field in which motion compensation prediction is performed. Is a switch circuit for selecting the output of the motion compensation circuit 8. Reference numeral 15 denotes an adaptive quantization determination circuit that determines, for example, three types of quantization steps in accordance with the properties of the image blocks output from the blocking circuit 2. Reference numeral 14 denotes an image data block output from the switch circuit 3 whose information amount prediction is performed. At the same time, the data is output after being delayed until the end, and the amount of data generated when each block is adaptively quantized according to the determination result of the adaptive quantization determination circuit 15 is predicted in, for example, a field unit, and the actual information amount is calculated according to the prediction result. Is a code amount control circuit that determines a quantization parameter in a field unit such that is within a target value. Reference numeral 5 denotes an orthogonal transform circuit that performs orthogonal transform on the image data delayed by the code amount control circuit 4. 16 is a code amount control circuit
14 is an adaptive quantization circuit that quantizes the output of the orthogonal transform circuit 5 using the quantization parameter for each field obtained by 14 and the quantization parameter for each block obtained by the adaptive quantization determination circuit 15. Conversion circuit 6
Encoding circuit for encoding the output of
Is a buffer memory, and 9 is an output terminal for outputting encoded image data.
【0034】次に動作について説明する。ブロック化回
路2、スイッチ回路3及び動き補償回路8の動作は上記
第1の実施例の場合と同じであるため省略する。適応量
子化判定回路15では、入力された画像ブロックが画質劣
化が目立ち易いブロックであるか、画質劣化の目立ちに
くいブロックであるかを判断して、画像ブロックの性質
に応じて例えば3段階の量子化レベルを選択する。ここ
で、画質劣化が最もわかりやすい画像ブロックは平坦な
背景に高いコントラストで細かい線が入っているような
ブロックであり、この様なブロックを粗く量子化すると
復号器側で逆直交変換を行った場合に量子化誤差がブロ
ック全体に広がり、画質劣化がわかりやすい平坦部にノ
イズが重畳されため平坦部のノイズが視感的に目立って
しまう。これに対して、画質劣化が目立たないブロック
は平坦部がなく、ブロック内で全体的に動きの激しい様
な場合である。従って適応量子化判定回路15では符号化
するブロック内に画質劣化の目立ち易い平坦部とエッジ
部があるかどうかを検出することにより適応量子化判定
を行う。Next, the operation will be described. The operations of the blocking circuit 2, the switch circuit 3, and the motion compensation circuit 8 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The adaptive quantization determination circuit 15 determines whether the input image block is a block in which image quality deterioration is conspicuous or a block in which image quality deterioration is not conspicuous, and, for example, a three-stage quantization is performed according to the characteristics of the image block. Select the activation level. Here, the image blocks in which the image quality deterioration is most obvious are blocks in which fine lines are inserted with a high contrast on a flat background, and when such blocks are coarsely quantized, the inverse orthogonal transform is performed on the decoder side. However, the quantization error spreads over the entire block, and noise is superimposed on a flat portion where image quality degradation is easy to understand, so that noise in the flat portion becomes visually noticeable. On the other hand, a block in which the image quality deterioration is not conspicuous has no flat portion, and the movement in the block as a whole is very intense. Therefore, the adaptive quantization determination circuit 15 performs the adaptive quantization determination by detecting whether or not there is a flat portion and an edge portion in which image quality degradation is conspicuous in a block to be coded.
【0035】次に適応量子化判定回路15の動作について
説明する。適応量子化判定回路15ではブロック化回路2
から出力される画像ブロックをまず4個のサブブロック
に分割する。例えば入力ブロックが8画素×8ラインの
ブロックを出力する場合は図9に示すように4画素×4
ラインのサブブロック4個に分割する。ここで4個のサ
ブブロックをそれぞれD1,D2,D3,D4とし、各
サブブロックの画素値をそれぞれD1(i,j),D2
(i,j),D3(i,j),D4(i,j)(i,j
=1〜4)と表わすことにする。次に入力サブブロック
D1,D2,D3,D4に対してサブブロック内の水平
方向及び垂直方向の差分絶対値和Next, the operation of the adaptive quantization determination circuit 15 will be described. In the adaptive quantization determination circuit 15, the blocking circuit 2
Is first divided into four sub-blocks. For example, when the input block outputs a block of 8 pixels × 8 lines, as shown in FIG.
The line is divided into four sub-blocks. Here, the four sub-blocks are D1, D2, D3, and D4, respectively, and the pixel values of each sub-block are D1 (i, j) and D2, respectively.
(I, j), D3 (i, j), D4 (i, j) (i, j
= 1 to 4). Next, for the input sub-blocks D1, D2, D3, and D4, the sum of absolute differences in the horizontal and vertical directions in the sub-blocks
【0036】[0036]
【数2】 (Equation 2)
【0037】を計算し、V1,V2,V3,V4の最小
値及び最大値 A=MIN(V1,V2,V3,V4)B=MAX(V1,V2,V3,V4) 及び C=B−A を求める。The minimum and maximum values of V1, V2, V3 and V4 are calculated as follows: A = MIN (V1, V2, V3, V4) B = MAX (V1, V2, V3, V4) and C = BA Ask for.
【0038】ここで、上記計算値Aは画像ブロックの画
質劣化が分かりやすい平坦部を表わすパラメータで、上
記計算値Cは画像ブロックのエッジ部を表わすパラメー
タとみなすことができる。これより、適応量子化判定回
路15では上記計算値AとCを使って図10に示すような
判定図にしたがって各ブロックに対して3段階の適応量
子化判定を行い、ブロック単位で判定結果を出力する。
すなわち、適応量子化判定回路15では、画質劣化が目立
ち易いブロックには細かい量子化ステップが選択され、
画質劣化が目立ちにくいブロックに対しては粗い量子化
ステップが選択される。ただし、図10において量子化
レベルは、量子化レベル1,2,3の順に量子化レベル
が粗くなっている。Here, the calculated value A can be regarded as a parameter representing a flat portion where the image quality deterioration of the image block is easily understood, and the calculated value C can be regarded as a parameter representing the edge portion of the image block. Thus, the adaptive quantization determination circuit 15 uses the calculated values A and C to perform three-stage adaptive quantization determination for each block according to the determination diagram shown in FIG. Output.
That is, in the adaptive quantization determination circuit 15, a fine quantization step is selected for a block in which image quality degradation is conspicuous,
A coarse quantization step is selected for a block in which image quality degradation is not conspicuous. However, in FIG. 10, the quantization levels are coarser in the order of quantization levels 1, 2, and 3.
【0039】一方、スイッチ回路3から出力される画像
データは符号量制御回路14に入力され適応量子化判定回
路15の判定結果にしたがって画像ブロック単位で発生す
る情報量の試算が行われる。ここで、符号量制御回路14
は例えば図11のような構成になっている。図11にお
いて20はフィールドメモリ、21はY信号差分絶対値和演
算回路、22はB−Y信号差分絶対値和演算回路、23はR
−Y信号差分絶対値和演算回路、64はY信号符号量予測
回路、65はB−Y信号符号量予測回路、66はR−Y信号
符号量予測回路、27はY信号加算回路、28はB−Y信号
加算回路、29はR−Y信号加算回路、30は量子化レベル
判定回路、31は制御用基準値テーブルである。On the other hand, the image data output from the switch circuit 3 is input to the code amount control circuit 14 and a trial calculation of the amount of information generated for each image block is performed according to the determination result of the adaptive quantization determination circuit 15. Here, the code amount control circuit 14
Has a configuration as shown in FIG. 11, for example. In FIG. 11, reference numeral 20 denotes a field memory, 21 denotes a Y signal difference absolute value sum operation circuit, 22 denotes a BY signal difference absolute value sum operation circuit, and 23 denotes R.
-Y signal difference absolute value sum calculation circuit, 64 is a Y signal code amount prediction circuit, 65 is a BY signal code amount prediction circuit, 66 is an RY signal code amount prediction circuit, 27 is a Y signal addition circuit, 28 is A BY signal addition circuit, 29 an RY signal addition circuit, 30 a quantization level determination circuit, and 31 a control reference value table.
【0040】次に符号量制御回路14の動作について説明
する。図11においてY信号差分絶対値和演算回路21、
B−Y信号差分絶対値和演算回路22及びR−Y信号差分
絶対値和演算回路23の動作は本発明の第1実施例の場合
と同じであるため省略する。Y信号符号量予測回路64は
各ブロックに対するY信号差分絶対値和演算回路21の出
力と適応量子化判定回路15から出力される3段階の適応
量子化判定に従ってブロック当りの符号量予測を行う。
ここで、Y信号符号量予測回路64は、例えば3種類のR
OMによって構成され、各々のROMには図12に示さ
れる様なY信号のブロック当りの差分絶対値和に対して
各々の適応量子化レベルにおいて標準量子化によって量
子化した場合に発生するデータ量の平均が記録されてい
る。即ち、信号符号量予測回路64では、上記3種類のR
OMから適応量子化判定結果に対応するROMを選択し
て、選択されたROMに各ブロックの差分絶対値和を入
力しその場合の1ブロック当りの予測データ量を出力す
る。但し図12において(a)は図10の量子化レベル
1に対応し、(b)及び(c)はそれぞれ図10の量子
化レベル2、3に対応している。即ち、Y信号符号量予
測回路64で適応量子化判定によって量子化レベル1を選
択した場合は図12(a)の判定にしたがって符号量予
測を行い、同様に量子化レベル2及び3が選択された場
合はそれぞれ図12(b),(c)の判定にしたがって
各ブロック当りのデータ発生量を予測して出力する。Next, the operation of the code amount control circuit 14 will be described. In FIG. 11, the Y signal difference absolute value sum operation circuit 21,
The operations of the BY signal difference absolute value sum operation circuit 22 and the RY signal difference absolute value sum operation circuit 23 are the same as those in the first embodiment of the present invention, and a description thereof will be omitted. The Y signal code amount prediction circuit 64 predicts the code amount per block according to the output of the Y signal difference absolute value sum calculation circuit 21 for each block and the three-stage adaptive quantization determination output from the adaptive quantization determination circuit 15.
Here, the Y signal code amount predicting circuit 64 performs, for example, three types of R signals.
OM, each ROM stores the amount of data generated when quantizing by standard quantization at each adaptive quantization level with respect to the sum of absolute differences per block of the Y signal as shown in FIG. Average is recorded. That is, in the signal code amount prediction circuit 64, the three types of R
The ROM corresponding to the adaptive quantization determination result is selected from the OM, and the sum of absolute differences of each block is input to the selected ROM, and the predicted data amount per block in that case is output. However, in FIG. 12, (a) corresponds to quantization level 1 in FIG. 10, and (b) and (c) correspond to quantization levels 2 and 3 in FIG. 10, respectively. That is, when the quantization level 1 is selected by the adaptive quantization determination in the Y signal code amount prediction circuit 64, the code amount is predicted according to the determination in FIG. 12A, and the quantization levels 2 and 3 are similarly selected. In this case, the data generation amount per block is predicted and output according to the determinations of FIGS. 12B and 12C, respectively.
【0041】また、B−Y信号及びR−Y信号に対する
データ量予測手段についてはY信号の場合と同じである
ので省略する。ただし、4:2:2のコンポーネントデ
ィジタル信号の場合、色差信号の標本化周波数はY信号
の半分である。このため図13に示すようにB−Y,R
−Y信号の場合はブロック当りの差分絶対値和と発生デ
ータ量の関係がY信号の場合とは異なるために、B−Y
信号符号量予測回路65及びR−Y信号符号量予測回路66
には図13に示すような判定基準で発生データ量を予測
する。次に、Y信号符号量予測回路64、B−Y信号符号
量予測回路65、R−Y信号符号量予測回路66の出力はそ
れぞれY信号加算回路27、B−Y信号加算回路28、R−
Y信号加算回路29によって各々加算され1フィールド分
の予測データ量を求める。The data amount predicting means for the BY signal and the RY signal is the same as that for the Y signal and will not be described. However, in the case of the 4: 2: 2 component digital signal, the sampling frequency of the color difference signal is half of the Y signal. Therefore, as shown in FIG.
In the case of the −Y signal, the relationship between the sum of absolute differences per block and the amount of generated data is different from that in the case of the Y signal.
Signal code amount prediction circuit 65 and RY signal code amount prediction circuit 66
, The generated data amount is predicted based on the determination criteria shown in FIG. Next, the outputs of the Y signal code amount prediction circuit 64, the BY signal code amount prediction circuit 65, and the RY signal code amount prediction circuit 66 are output from the Y signal addition circuit 27, the BY signal addition circuit 28, and the R-signal
Each of them is added by the Y signal addition circuit 29 to obtain a predicted data amount for one field.
【0042】Y信号加算回路27、B−Y信号加算回路28
およびR−Y信号加算回路29によって出力される1フィ
ールド当りの予測データ量は、それぞれ量子化レベル判
定回路30に入力される。量子化レベル判定回路30では
Y,B−Y,R−Y信号に対するフィールド当りの予測
データ量を加算し、1フィールド全体の予測データ量を
計算する。さらに1フィールド全体の予測データ量と制
御用基準値テーブル31から出力される1フィールド当り
の目標データ量を比較してその誤差に対応した量子化ス
テップ幅を決定して出力する。すなわち予測データ量が
目標データ量より少ない場合は、量子化のステップ幅を
小さくして発生するデータ量が増大するようする。反対
に予測データ量が目標データ量より多い場合は量子化の
ステップ幅を大きくして発生するデータ量を少なくなる
ようにする。The Y signal adding circuit 27 and the BY signal adding circuit 28
And the predicted data amount per field output by the RY signal addition circuit 29 are input to the quantization level determination circuit 30, respectively. The quantization level determination circuit 30 adds the predicted data amount per field for the Y, BY, and RY signals, and calculates the predicted data amount for one entire field. Further, the prediction data amount of the entire one field is compared with the target data amount per one field outputted from the control reference value table 31, and the quantization step width corresponding to the error is determined and outputted. That is, if the predicted data amount is smaller than the target data amount, the quantization step width is reduced to increase the generated data amount. Conversely, when the predicted data amount is larger than the target data amount, the quantization step width is increased to reduce the generated data amount.
【0043】ここで予測データ量をAp、目標データ量
をArとすると量子化レベル判定回路30では E=Ap/Ar を求めて、例えば表2に示すような5段階の量子化ステ
ップの中で適当な量子化レベルLを選択して出力する。Here, assuming that the predicted data amount is Ap and the target data amount is Ar, the quantization level determination circuit 30 obtains E = Ap / Ar, and, for example, in five quantization steps as shown in Table 2, An appropriate quantization level L is selected and output.
【0044】[0044]
【表2】 [Table 2]
【0045】一方、入力データはフィールドメモリ20に
も入力され、量子化レベル判定回路30から判定結果が出
力されるまでの分のデータ遅延を行ったあと、直交変換
回路5に画像データを出力する。直交変換回路5では入
力データブロックに対して例えばDCTを施す。直交変
換回路5の出力は適応量子化回路16に入力されて符号量
制御回路14から出力されるフィールド単位の量子化レベ
ルと適応量子化判定回路15から出力されるブロック単位
での量子化レベルにしたがって量子化を行う。ここで、
適応量子化回路16には例えば表3に示すような7種類の
量子化ステップ幅があり、符号量制御回路14から出力さ
れる5段階のフィールド単位での量子化レベルと適応量
子化判定回路15からブロック単位で出力される3段階の
適応量子化判定により、各ブロック単位での量子化ステ
ップを決定して、量子化することにより、発生するデー
タ量を所定の情報量以下に制御することができる。ただ
し表3の量子化レベルにおいて符号量予測の場合に用い
た3段階の標準量子化レベルはフィールド単位の量子化
レベルLが2の場合の量子化レベルと同じになる。ま
た、表3においては量子化レベルが小さいほど量子化ス
テップ幅が小さくなる様に設定してある。On the other hand, the input data is also input to the field memory 20, and the image data is output to the orthogonal transformation circuit 5 after performing a data delay until the determination result is output from the quantization level determination circuit 30. . The orthogonal transformation circuit 5 performs, for example, DCT on the input data block. The output of the orthogonal transform circuit 5 is input to the adaptive quantization circuit 16 and converted into a field-based quantization level output from the code amount control circuit 14 and a block-based quantization level output from the adaptive quantization determination circuit 15. Therefore, quantization is performed. here,
The adaptive quantization circuit 16 has, for example, seven types of quantization step widths as shown in Table 3, and a five-step field-level quantization level output from the code amount control circuit 14 and an adaptive quantization determination circuit 15 It is possible to control the amount of data to be generated to be equal to or less than a predetermined amount of information by determining a quantization step for each block by the three-stage adaptive quantization judgment output in units of blocks and performing quantization. it can. However, among the quantization levels in Table 3, the three standard quantization levels used in the case of code amount prediction are the same as the quantization levels when the quantization level L in the field unit is 2. In Table 3, the setting is made such that the smaller the quantization level, the smaller the quantization step width.
【0046】[0046]
【表3】 [Table 3]
【0047】なお上記実施例では、データ量予測を行う
際に画像データをフィールド単位で情報量制御を行って
いたが必ずしもフィールド単位である必要はなくフレー
ム単位又はフィールドより小さいセグメント単位で情報
量制御を行ってもよい。また符号量予測を各ブロック内
の隣接画素間の差分絶対値和によって行ったが、本発明
の第2実施例で示した様に各ブロックのダイナミックレ
ンジを利用して発生データ量を予測してもよい。またフ
ィールド単位での量子化レベルを5段階としたがn段階
(n≧2)で行ってもよい。また適応量子化の判定結果
を3段階としたがm段階(m≧2)で行ってもよい。同
様に適応量子化回路16の量子化ステップを7種類とした
がk種類(k≧2)で行ってもよい。また適応量子化判
定はブロック化回路2の出力を使って判定しているが必
ずしも原画データから判定する必要はなく直交変換係数
から判定してもよい。また入力データを8画素×8ライ
ンに分割したが必ずしも8画素×8ラインである必要は
なくn画素×mライン(n≧2,m≧2)で行えばよ
い。In the above embodiment, when the data amount is predicted, the information amount of the image data is controlled in units of fields. However, the image data need not always be controlled in units of fields. May be performed. Although the code amount prediction is performed by the sum of absolute differences between adjacent pixels in each block, the amount of generated data is predicted by using the dynamic range of each block as shown in the second embodiment of the present invention. Is also good. In addition, although the quantization level is set to five levels in field units, the quantization level may be performed in n levels (n ≧ 2). Although the decision result of the adaptive quantization is three stages, it may be performed in m stages (m ≧ 2). Similarly, the number of quantization steps of the adaptive quantization circuit 16 is set to seven, but k may be performed ( k ≧ 2). The adaptive quantization is determined using the output of the blocking circuit 2. However, it is not always necessary to determine from the original image data but may be determined from the orthogonal transform coefficients. Although the input data is divided into 8 pixels × 8 lines, it is not necessarily 8 pixels × 8 lines, but may be performed by n pixels × m lines (n ≧ 2, m ≧ 2).
【0048】実施例4.なお上記実施例1及び2では符
号量予測を複数のフィールドまたはフレームを単位とし
て行っていなかったが、複数フィールドまたはフレーム
を単位にして符号量予測を行って符号量制御を行っても
よい。このように複数フィールドまたはフレームを単位
として符号量予測を行って符号量の制御を行うように構
成した例が本発明の第4実施例である。Embodiment 4 FIG. In the first and second embodiments, the code amount prediction is not performed in units of a plurality of fields or frames. However, the code amount control may be performed by performing the code amount prediction in units of a plurality of fields or frames. The fourth embodiment of the present invention is an example in which code amount control is performed by performing code amount prediction in units of a plurality of fields or frames.
【0049】図14に本発明の第4実施例に於ける符号
量制御回路4のブロック図を示す。図14において32は
4フィールド分の容量を持つフィールドメモリ、21はY
信号差分絶対値和演算回路、22はB−Y信号差分絶対値
和演算回路、23はR−Y信号差分絶対値和演算回路、24
はY信号符号量予測回路、25はB−Y信号符号量予測回
路、26はR−Y信号符号量予測回路、27はY信号加算回
路、28はB−Y信号加算回路、29はR−Y信号加算回
路、33は符号量比演算回路、34は制御基準値発生回路、
35は量子化レベル判定回路である。FIG. 14 is a block diagram of the code amount control circuit 4 according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 14, 32 is a field memory having a capacity of 4 fields, 21 is Y
Signal difference absolute value sum operation circuit, 22 is a BY signal difference absolute value sum operation circuit, 23 is an RY signal difference absolute value sum operation circuit, 24
Is a Y signal code amount prediction circuit, 25 is a BY signal code amount prediction circuit, 26 is an RY signal code amount prediction circuit, 27 is a Y signal addition circuit, 28 is a BY signal addition circuit, and 29 is an R-signal addition circuit. Y signal addition circuit, 33 is a code amount ratio calculation circuit , 34 is a control reference value generation circuit,
Reference numeral 35 denotes a quantization level determination circuit.
【0050】次に動作について説明する。ここでは1フ
ィールド分のイントラフィールドと3フィールド分の予
測フィールド(第1、第2、第3インターフィールド)
からなる4フィールドを単位として映像信号を決められ
た一定の情報量に符号化する場合を考える。入力画像デ
ータはそれぞれフィールド単位で、Y信号については、
Y信号差分絶対値和演算回路21に入力され、B−Y,R
−Y信号はそれぞれB−Y信号差分絶対値和演算回路22
及びR−Y信号差分絶対値和演算回路23に入力される。
Y,B−Y,R−Y信号に対するフィールド単位での符
号量の予測については上記第1実施例と同じであるため
省略する。次にフィールド単位で求められたY,B−
Y,R−Y信号に対する予測符号化量は符号量比演算回
路33に入力される。符号量比演算回路33では、各フィー
ルドに対するY,B−Y,R−Yに対するデータ量を合
計して各フィールドの全体のデータ量を求めて、さらに
各フィールド(イントラフィールド及び第1、第2、第
3インターフィールド)のデータ量の比を計算し、制御
基準値テーブル34から出力される4フィールド分の目標
データ量をこれらの比に対応して配分することによって
各フィールドに割り当てる情報量を決定する。Next, the operation will be described. Here, one field of intra-fields and three fields of predicted fields (first, second, and third inter-fields)
Let us consider a case where a video signal is encoded into a predetermined constant information amount in units of four fields consisting of The input image data is in units of fields, and for the Y signal,
Y signal difference absolute value sum calculation circuit 21
The -Y signal is a BY signal difference absolute value sum operation circuit 22.
, And RY signal difference absolute value sum calculation circuit 23.
The prediction of the code amount in the field unit for the Y, BY, and RY signals is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Next, Y, B-
The predicted coding amount for the Y, RY signals is input to the code amount ratio calculation circuit 33. The code amount ratio calculation circuit 33 calculates the total data amount of each field by summing the data amounts of Y, BY, and RY for each field, and further calculates each field (intra field and first and second fields). , The third inter-field), and by allocating the target data amounts for the four fields output from the control reference value table 34 in accordance with these ratios, the information amount to be allocated to each field is calculated. decide.
【0051】例えば、4フィールド分の目標データ量が
1Mbits の場合、フィールド単位で行われた符号量予測
の結果が6:2:2.5 :1.5 であるとき、イントラフィ
ールドに対して0.5Mbits、第1インターフィールドに0.
166Mbits、第2インターフィールドに0.208Mbits、第3
インターフィールドには0.125Mbitsのデータ量が割り当
てられる。For example, when the target data amount for four fields is 1 Mbits, when the result of the code amount prediction performed on a field basis is 6: 2: 2.5: 1.5, 0.5 Mbits for the intra field and the first 0 in Interfield.
166 Mbits, 0.208 Mbits in second interfield, third
A data amount of 0.125 Mbits is assigned to the interfield.
【0052】符号量比演算回路33によって決定した各フ
ィールドに割り当てられた情報量と各フィールド単位で
の予測データ量は量子化レベル判定回路35に入力され
る。量子化レベル判定回路35では各フィールドに割り当
てられたデータ量と各フィールド単位で予測されたデー
タ量とを比較してその誤差に対応した量子化ステップ幅
を出力する。すなわち各フィールドの予測データ量が各
フィールドに割り当てられた目標データ量より少ない場
合は、量子化のステップ幅を小さくしてデータ量が増大
するようする。反対に予測データ量が目標データ量より
多い場合は量子化のステップ幅を大きくしてデータ量を
少なくなるようにする。一方、入力される映像信号ブロ
ックはフィールドメモリ32に入力され、量子化レベル判
定回路30によって量子化レベルが決定するまで4フィー
ルド分のデータを遅延させる。以上の様にして4フィー
ルド単位で符号量予測を行い符号量制御を行う映像信号
符号化装置を構成することができる。The information amount allocated to each field determined by the code amount ratio calculation circuit 33 and the predicted data amount in each field unit are input to the quantization level determination circuit 35. The quantization level determination circuit 35 compares the data amount allocated to each field with the data amount predicted for each field, and outputs a quantization step width corresponding to the error. That is, when the predicted data amount of each field is smaller than the target data amount assigned to each field, the quantization step size is reduced to increase the data amount. Conversely, when the predicted data amount is larger than the target data amount, the quantization step width is increased to reduce the data amount. On the other hand, the input video signal block is input to the field memory 32, and the data for four fields is delayed until the quantization level is determined by the quantization level determination circuit 30. As described above, it is possible to configure a video signal encoding device that performs code amount control by performing code amount prediction in units of four fields.
【0053】なお上記実施例では符号量予測をブロック
内の差分絶対値和によって行ったが、上記第2実施例で
示したようにブロック内のダイナミックレンジによって
符号量予測を行ってもよい。また符号量予測を4フィー
ルド単位で行っているが必ずしも4フィールド単位であ
る必要はなく任意のフィールドまたはフレーム単位で行
ってもよい。In the above embodiment, the code amount is predicted by the sum of the absolute differences in the block. However, the code amount may be predicted by the dynamic range in the block as shown in the second embodiment. Although the code amount prediction is performed in units of four fields, the prediction is not necessarily performed in units of four fields, and may be performed in units of arbitrary fields or frames.
【0054】実施例5.なお上記実施例1及び2ではブ
ロッキング回路2において入力画像データをブロッキン
グして出力する際に、隣合うブロックがなるべく近接し
ないようなシャフリング処理を行っていないが、ブロッ
キング時にシャフリング処理を行うことにより、符号量
を予測する際に1フィールド分の1/nのブロックに対
して符号量予測を行えば1フィールド分のデータ量を予
測することができる。このようにブロッキング時にシャ
フリング処理を行うことにより符号量予測を簡略化する
ように構成した例が本発明の第5実施例である。Embodiment 5 FIG. In the first and second embodiments, when the input image data is blocked and output by the blocking circuit 2, the shuffling process is not performed so that adjacent blocks are not as close as possible. By predicting the code amount for 1 / n blocks of one field when predicting the code amount, the data amount of one field can be predicted. The fifth embodiment of the present invention is an example in which the shuffling process is performed at the time of blocking to simplify the code amount prediction.
【0055】次に動作について説明する。入力信号に
4:2:2のコンポーネント信号が入力されたとき、1
フィールドはY信号は720 画素×240 ライン、B−Y,
R−Y信号は360 画素×240 ラインのデータによって構
成される。ここで水平方向に隣合うY信号の8画素×8
ラインのブロック2個とこれに対応するB−Y,R−Y
信号の8画素×8ラインの各1個のブロックをまとめて
サブマクロブロックと呼ぶことにして、ブロックシャフ
リングをこのサブマクロブロック単位で行うことにす
る。この場合1フィールド分の画像データは水平方向に
45個、垂直方向に30個の合計1350個のサブマクロブロッ
クに分割される。さらに例えば水平方向に5個、垂直方
向に3個の合計15の互いに隣接し合うサブマクロブロッ
クをマクロブロックと呼ぶことにし、1フィールドを図
15に示すように225 個のマクロブロック単位に分割し
て、各マクロブロックに対して1〜225 の番号を与え
る。また各マクロブロックを構成する15個のサブマクロ
ブロックに対しても図16に示すように1〜15の番号が
与えてある。Next, the operation will be described. When a 4: 2: 2 component signal is input to the input signal, 1
In the field, the Y signal is 720 pixels x 240 lines, BY,
The RY signal is composed of data of 360 pixels × 240 lines. Here, 8 pixels × 8 pixels of the Y signal adjacent in the horizontal direction
Two blocks of lines and their corresponding BY, RY
Each block of 8 pixels × 8 lines of a signal is collectively referred to as a sub-macro block, and block shuffling is performed in units of the sub-macro block. In this case, the image data for one field is
It is divided into 45, 30 in the vertical direction, for a total of 1350 sub-macroblocks. Further, for example, a total of 15 adjacent sub-macroblocks of 5 in the horizontal direction and 3 in the vertical direction are referred to as macroblocks, and one field is divided into 225 macroblock units as shown in FIG. Thus, a number from 1 to 225 is given to each macroblock. Also, as shown in FIG. 16, numbers 1 to 15 are given to the fifteen sub-macro blocks constituting each macro block.
【0056】ここでブロックシャフリングは、図15に
示した1番から225 番までのマクロブロックから順番に
1個ずつサブマクロブロックを出力することを繰り返す
ことによって行う。ただし各マクロブロックから1個ず
つ出力されるサブマクロブロックの順番は図16に示し
た1〜15の順番にしたがって行われる。すなわち、まず
1番のマクロブロックの中から1番のサブマクロブロッ
クを出力し、次に2番のマクロブロックの中から1番の
サブマクロブロックを出力する動作を順次225番のマク
ロブロックまで繰り返した後、再び1番のマクロブロッ
クまで戻り、今度は各マクロブロックから2番のサブマ
クロブロックを順次出力する動作を繰り返すことによっ
てブロックシャフリングを行っている。Here, the block shuffling is performed by repeatedly outputting the sub-macroblocks one by one from the macroblocks No. 1 to No. 225 shown in FIG. However, the order of sub-macroblocks output one by one from each macroblock is determined according to the order of 1 to 15 shown in FIG. That is, the operation of first outputting the first sub-macroblock from the first macroblock and then outputting the first sub-macroblock from the second macroblock is sequentially repeated up to the 225th macroblock. After that, the process returns to the first macro block again, and this time, block shuffling is performed by repeating the operation of sequentially outputting the second sub macro block from each macro block.
【0057】以上の様なブロックシャフリングを行う
と、1フィールド分のデータを均等に225 分割して、各
マクロブロックから順番に1個ずつサブマクロブロック
が出力されるために225 個のブロックが出力された時点
で、全体の1/15のデータが偏りなく出力されることに
なる。この場合、シャフリングを行った後の全体の1/
15に当たる画像データブロックに対して、符号量予測を
行えば十分1フィールド分のデータ量を予測することが
できる。よって以上の様なブロックシャフリングを行
い、1フィールドの1/15の画像データに対して上記第
1実施例及び第2実施例に於ける符号量予測を行うこと
により1フィールド分のデータ量をおおよそ予測するこ
とができる。従って図1においてブロッキング回路2が
入力画像データをブロッキングして出力する際に上記の
様なブロックシャフリングを行えば、符号量予測回路4
において1フィールドの1/15のデータについて符号量
予測を行うことによって1フィールド分の発生データ量
を予測し、予測データ量に適した量子化パラメータを決
定して符号量制御を行うことによりフィールド全体の符
号量を一定に保つことができる。When the above-described block shuffling is performed, the data for one field is equally divided into 225, and one sub-macroblock is output one by one from each macroblock. At the time of output, 1/15 of the data is output without bias. In this case, 1/1 of the whole after shuffling is performed.
By performing code amount prediction on 15 image data blocks, the data amount for one field can be sufficiently predicted. Therefore, by performing the block shuffling as described above and performing the code amount prediction in the first and second embodiments on 1/15 image data of one field, the data amount of one field can be reduced. Can be roughly predicted. Therefore, in FIG. 1, when the blocking circuit 2 performs the block shuffling as described above when blocking and outputting the input image data, the code amount prediction circuit 4
, The amount of generated data for one field is predicted by performing code amount prediction on 1/15 data of one field, the quantization parameter suitable for the predicted data amount is determined, and the code amount is controlled to perform code amount control. Can be kept constant.
【0058】なお上記実施例では、1フィールド分の1
/15のデータにより1フィールド分のデータ量を予測し
たが必ずしも1/15である必要はなく1/n(n≧2)
のデータ量で全体のデータ量を予測してもよい。またデ
ータ量制御をフィールド単位で行っているが必ずしもフ
ィールド単位で行う必要はなくフレーム単位で行っても
よい。またマクロブロックを15個のサブマクロブロック
によって構成したが必ずしも15個である必要はない。ま
たサブマクロブロックを2つのY信号ブロックと各1つ
のB−Y,R−Y信号ブロックの単位で構成したが、必
ずしもこのような単位で構成する必要はなく、互いに隣
接する2n(n≧2)個のY信号ブロックとこれに対応
する各n個のR−Y,R−Y信号ブロックで構成しても
よい。またマクロブロック及びサブマクロブロックの読
みだし順位は図15及び図16の様な順番で行っている
が必ずしも図15、図16のような読みだし順序である
必要はなくフィールド内及びマクロブロック内で任意の
読みだし順序で行ってもよい。In the above-described embodiment, one field is used.
The data amount for one field was predicted by the data of / 15, but it is not necessarily required to be 1/15, and 1 / n (n ≧ 2)
The total data amount may be predicted based on the data amount. Although the data amount control is performed in units of fields, it is not always necessary to perform control in units of fields, and may be performed in units of frames. Further, although the macroblock is constituted by 15 sub-macroblocks, the number does not necessarily have to be 15. Further, the sub-macro block is configured in units of two Y signal blocks and one BY and RY signal blocks. However, it is not always necessary to configure the sub macro block in such a unit, and 2n (n ≧ 2) ) Y signal blocks and corresponding n RY and RY signal blocks, respectively. The reading order of the macro block and the sub-macro block is performed in the order shown in FIGS. 15 and 16, but the reading order is not necessarily required to be the reading order shown in FIGS. The reading may be performed in any reading order.
【0059】実施例6.なお上記第1実施例ではブロッ
キングした画像データを使ってブロック内の差分絶対値
和の合計から符号量予測を行っていたが、ブロッキング
を行わず入力データのまま差分絶対値和を計算して情報
量を予測してもよい。このようにデータ量予測を入力デ
ータの差分絶対値和から計算して符号量制御を行うよう
に構成した例が本発明の第6実施例である。Embodiment 6 FIG. In the first embodiment, the code amount is predicted from the sum of the difference absolute values in the block by using the blocked image data. However, the information processing is performed by calculating the difference absolute value sum as input data without performing blocking. The amount may be predicted. The sixth embodiment of the present invention is an example in which the data amount prediction is calculated from the sum of absolute differences of the input data to control the code amount.
【0060】図17に本発明の第5実施例に於ける映像
信号符号化装置の構成を表わすブロック図を示す。図に
おいて、1はディジタル映像入力端子、2はディジタル
映像入力信号をブロック化するブロック化回路、13は入
力データを例えばフィールド単位で情報量予測を行い、
予測結果にしたがって実際の情報量が目標値以内に収ま
るような量子化パラメータを決定する符号量制御回路、
4はブロック回路2から出力される画像データに対して
直交変換を施す直交変換回路、6は符号量制御回路13に
よって求められた量子化パラメータにより直交変換回路
5の出力を量子化する量子化回路、7は量子化回路6の
出力を可変長符号化により符号化する符号化回路、12は
バッファメモリ、9は符号化された画像データを出力す
る出力端子である。FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of a video signal encoding apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a digital video input terminal, 2 is a blocking circuit for blocking a digital video input signal, 13 is a device for predicting the amount of input data, for example, in units of fields,
A code amount control circuit that determines a quantization parameter such that an actual information amount falls within a target value according to a prediction result;
Reference numeral 4 denotes an orthogonal transform circuit for performing orthogonal transform on the image data output from the block circuit 2, and reference numeral 6 denotes a quantization circuit for quantizing the output of the orthogonal transform circuit 5 with the quantization parameter obtained by the code amount control circuit 13. , 7 are coding circuits for coding the output of the quantization circuit 6 by variable length coding, 12 is a buffer memory, and 9 is an output terminal for outputting coded image data.
【0061】次に動作について説明する。入力されるデ
ィジタル映像信号は、例えば4:2:2のコンポーネン
トディジタル信号が入力され、ブロック化回路2によっ
て例えば8[画素]×8[ライン]を1つの単位とする
入力ブロックに分割される。一方映像信号は符号量制御
回路13にも入力され、フィールド単位での情報量予測が
行われる。ここで、符号量制御回路13は例えば図18の
ような構成になっている。図18において61はY信号差
分絶対値和演算回路、62はB−Y信号差分絶対値和演算
回路、63はR−Y信号差分絶対値和演算回路、64はY信
号符号量予測回路、65はB−Y信号符号量予測回路、66
はR−Y信号符号量予測回路、67は量子化レベル判定回
路、68は制御用基準値テーブルである。Next, the operation will be described. The input digital video signal is, for example, a 4: 2: 2 component digital signal, and is divided by the blocking circuit 2 into input blocks each having, for example, 8 [pixels] × 8 [lines]. On the other hand, the video signal is also input to the code amount control circuit 13, and the information amount is predicted in field units. Here, the code amount control circuit 13 has, for example, a configuration as shown in FIG. In FIG. 18, 61 is a Y signal difference absolute value sum operation circuit, 62 is a BY signal difference absolute value sum operation circuit, 63 is an RY signal difference absolute value sum operation circuit, 64 is a Y signal code amount prediction circuit, 65 Is a BY signal code amount prediction circuit;
Is an RY signal code amount prediction circuit, 67 is a quantization level determination circuit, and 68 is a control reference value table.
【0062】次に符号量制御回路4の動作について説明
する。入力画像データの内Y信号は、Y信号差分絶対値
和演算回路61に入力され、B−Y,R−Y信号はそれぞ
れB−Y信号差分絶対値和演算回路62及びR−Y信号差
分絶対値和演算回路63に入力される。Y信号差分絶対値
和演算回路61では入力される1フィールド分のデータ72
0 画素×240 ラインのDY(i,j)(i=1〜720 、
j=1〜240 )に対して、水平方向と垂直方向の差分の
絶対値Next, the operation of the code amount control circuit 4 will be described. Of the input image data, the Y signal is input to a Y signal difference absolute value calculation circuit 61, and the BY and RY signals are respectively a BY signal difference absolute value calculation circuit 62 and an RY signal difference absolute circuit. It is input to the value sum operation circuit 63. In the Y signal difference absolute value sum operation circuit 61, data 72 for one field inputted
DY (i, j) of 0 pixels × 240 lines (i = 1 to 720,
j = 1 to 240), the absolute value of the difference between the horizontal and vertical directions
【0063】[0063]
【数3】 (Equation 3)
【0064】を出力する。Is output.
【0065】Y信号差分絶対値和演算回路21の出力SY
は、Y信号符号量予測回路64に入力される。図19に、
Y信号の水平及び垂直方向の差分絶対値和SYとブロッ
ク化回路2の出力を直交変換して標準量子化し符号化し
た場合に発生するフィールド単位でのデータ量との関係
を示す。すなわち、上記第1実施例と同じく各フィール
ドに対する差分絶対値和SYが与えられた場合、図19
より各フィールドに対して発生する情報量をほぼ予測す
ることができる。よってY信号符号量予測回路64では、
図19の実線で示される様なY信号の差分絶対値和の合
計に対して標準量子化した場合に発生するデータ量の平
均が記録されており、Y信号差分絶対値和演算回路64の
出力に対する標準量子化した場合の予測データ量を出力
する。Output SY of Y signal difference absolute value sum calculating circuit 21
Is input to the Y signal code amount prediction circuit 64. In FIG.
The relationship between the sum of absolute differences SY of the Y signal in the horizontal and vertical directions and the amount of data in field units generated when the output of the blocking circuit 2 is orthogonally transformed, standard quantized, and encoded. That is, when the sum of absolute differences SY for each field is given as in the first embodiment, FIG.
Thus, the amount of information generated for each field can be substantially predicted. Therefore, in the Y signal code amount prediction circuit 64,
The average of the data amount generated when the standard quantization is performed on the sum of the absolute differences of the Y signals as shown by the solid line in FIG. 19 is recorded. And outputs the predicted data amount when standard quantization is performed.
【0066】これに対してB−Y信号及びR−Y信号は
4:2:2のコンポーネントディジタル信号の場合、色
差信号のデータ数はY信号の半分であるため、B−Y信
号差分絶対値和演算回路62及びR−Y信号差分絶対値和
演算回路63では入力される1フィールド分のB−Yまた
はR−Yに対する画像データ360 画素×240 ラインのD
C(i,j)(i=1〜360 、j=1〜240 )に対し
て、水平方向と垂直方向の差分の絶対値和On the other hand, when the BY signal and the RY signal are 4: 2: 2 component digital signals, since the number of data of the color difference signal is half of the Y signal, the BY signal difference absolute value In the sum operation circuit 62 and the RY signal difference absolute value sum operation circuit 63, D of 360 pixels × 240 lines of image data for one field of BY or RY is inputted.
For C (i, j) (i = 1 to 360, j = 1 to 240), the sum of absolute values of the difference between the horizontal direction and the vertical direction
【0067】[0067]
【数4】 (Equation 4)
【0068】を出力する。ここで、4:2:2のコンポ
ーネントディジタル信号の場合、色差信号の標本化周波
数はY信号の半分である。このため上記第1実施例の場
合と同じく、図20に示すようにB−Y,R−Y信号の
差分絶対値和の合計と発生データ量が図19に示すY信
号の場合とは異なる。従ってB−Y信号符号量予測回路
65及びR−Y信号符号量予測回路66では図20に従って
B−Y信号差分絶対値和演算回路65及びR−Y信号差分
絶対値和演算回路66によって出力される各々の絶対値和
に対する標準量子化した場合の予測データ量を出力す
る。Is output. Here, in the case of the 4: 2: 2 component digital signal, the sampling frequency of the color difference signal is half of the Y signal. Therefore, as in the case of the first embodiment, as shown in FIG. 20, the sum of the absolute difference sums of the BY and RY signals and the amount of generated data are different from those of the Y signal shown in FIG. Therefore, the BY signal code amount prediction circuit
The 65 and RY signal code amount prediction circuit 66 uses the standard quantum for each sum of absolute values output by the BY signal difference absolute value sum operation circuit 65 and the RY signal difference absolute value sum operation circuit 66 in accordance with FIG. Outputs the predicted data amount in case of conversion.
【0069】Y信号符号量予測回路64、B−Y信号符号
量予測回路65およびR−Y信号符号量予測回路66によっ
て出力される予測データ量は、それぞれ量子化レベル判
定回路67に入力される。量子化レベル判定回路67では
Y,B−Y,R−Y信号の予測データ量を加算し、1フ
ィールド全体の予測データ量と制御用基準値テーブル68
から出力される目標データ量を比較してその誤差に対応
した量子化ステップ幅を決定して出力する。すなわち予
測データ量が目標データ量より少ない場合は、量子化の
ステップ幅を小さくしてデータ量が増大するようする。
反対に予測データ量が目標データ量より多い場合は量子
化のステップ幅を大きくしてデータ量を少なくなるよう
にする。以下直交変換回路4、量子化回路6、符号化回
路7及びバッファメモリ12の動作は上記第1実施例と同
じであるので省略する。The prediction data amounts output by the Y signal code amount prediction circuit 64, the BY signal code amount prediction circuit 65, and the RY signal code amount prediction circuit 66 are input to the quantization level determination circuit 67, respectively. . The quantization level determination circuit 67 adds the predicted data amounts of the Y, BY, and RY signals, and calculates the predicted data amount of the entire one field and the control reference value table 68.
, And a quantization step width corresponding to the error is determined and output. That is, when the predicted data amount is smaller than the target data amount, the quantization step size is reduced to increase the data amount.
Conversely, when the predicted data amount is larger than the target data amount, the quantization step width is increased to reduce the data amount. Hereinafter, the operations of the orthogonal transformation circuit 4, the quantization circuit 6, the encoding circuit 7, and the buffer memory 12 are the same as those in the first embodiment, and therefore the description is omitted.
【0070】なお上記実施例では、データ量予測を行う
際に画像データをフィールド単位で情報量制御を行って
いたが必ずしもフィールド単位である必要はなくフレー
ム単位又は隣接する複数の画像ブロックから構成される
マクロブロック単位で情報量制御を行ってもよい。In the above embodiment, when the data amount is predicted, the information amount of the image data is controlled in field units. However, the image data need not always be controlled in field units, but is constituted by frame units or a plurality of adjacent image blocks. Information amount control may be performed on a macroblock basis.
【0071】[0071]
【発明の効果】本発明による映像信号符号化装置は、映
像信号の各ブロック内に隣接画素間の差分の絶対値和を
求め、所定の量子化ステップにより量子化し、符号化し
た場合に発生するデータ量をこの差分の絶対値和から予
測するとともに、この予測データ量を1フィールド分ま
たは1フレーム分について複数ブロック分加算し、複数
フィールドまたは複数フレームについての加算結果の比
を求め、加算結果及びその比に基づいて各フィールドま
たは各フレームの量子化ステップを決定する。 すなわ
ち、ブロック毎の差分の絶対値和から符号量予測を行っ
た場合であっても、フィールドまたはフレーム単位の予
測データ量と、複数フィールドまたは複数フレームに関
する予測データ量の比とに基づいて、複数ブロック毎に
量子化ステップを決定する。このため、実際の発生デー
タ量を一定に保つのに適した量子化ステップを選択して
量子化し、符号化することができる。従って、符号化に
より発生するデータ量をほぼ一定とし、固定レートで符
号化データを出力することができると共に各フィールド
または各フレームにおける画質劣化を抑制しつつ、複数
フィールドまたは複数フレーム単位で実際の発生データ
量を一定に保つことができる映像信号符号化発生装置を
提供することができる。 また、本発明による映像信号符
号化装置は、映像信号のマクロブロックを構成する一部
のブロックについて隣接画素間の差分の絶対値和を求
め、所定の量子化ステップにより量子化し、符号化した
場合に発生するデータ量をこの差分の絶対値和から予測
するとともに、この予測データ量を加算した加算結果に
基づいて複数マクロブロックの量子化ステップを決定す
る。 すなわち、ブロック毎の差分の絶対値和から符号量
予測を行った場合であっても、ほぼ偏りなく一部のブロ
ックを取り出すことにより、一部のブロックについての
予測データ量に基づき、それを含む複数ブロックの複数
ブロック毎に量子化ステップを決定する。このため、実
際の発生データ量を一定に保つのに適した量子化ステッ
プを選択して量子化し、符号化することができる。従っ
て、符号化により発生するデータ量をほぼ一定とし、固
定レートで符号化データを出力する映像信号符号化発生
装置を提供することができる。 また、本発明による映像
信号符号化装置は、映像信号の各ブロック内のダイナミ
ックレンジを求め、所定の量子化ステップにより量子化
し符号化した場合に発生するデータ量をこのダイナミッ
クレンジから予測するとともに、この予測データ量を1
フィールド分または1フレーム分について複数ブロック
分加算し、複数フィールドまたは複数フレームについて
の加算結果の比を求め、加算結果及びその比に基づいて
各フィールドまたは各フレームの量子化ステップを決定
する。 すなわち、ブロック毎のダイナミックレンジから
符号量予測を行った場合であっても、フィールドまたは
フレーム単位の予測データ量と、複数フィールドまたは
複数フレームに関する予測データ量の比とに基づいて、
複数ブロック毎に量子化ステップを決定する。このた
め、実際の発生データ量を一定に保つのに適した量子化
ステップを選択して量子化し、符号化することができ
る。従って、符号化により発生するデータ量をほぼ一定
とし、固定レートで符号化データを出力することができ
ると共に各フィールドまたは各フレームにおける画質劣
化を抑制しつつ、複数フィールドまたは複数フレーム単
位で実際の発生データ量を一定に保つことができる映像
信号符号化装置を提供することができる。 また、本発明
による映像信号符号化装置は、マクロブロックを構成す
る一部のブロックについて映像信号の各ブロック内のダ
イナミックレンジを求め、所定の量子化ステップにより
量子化し符号化した場合に発生するデータ量をこのダイ
ナミックレンジから予測するとともに、この予測データ
量を加算した加算結果に基づいて複数マクロブロックの
量子化ステップを決定する。 すなわち、ブロック毎のダ
イナミックレンジから符号量予測を行った場合であって
も、ほぼ偏りなく一部のブロックを取り出すことによ
り、一部のブロックについての予測データ量に基づき、
それを含む複数ブロックの複数ブロック毎に量子化ステ
ップを決定する。このため、実際の発生データ量を一定
に保つのに適した量子化ステップを選択して量子化し、
符号化することができる。従って、符号化により発生す
るデータ量をほぼ一定とし、固定レートで符号化データ
を出力する映像信号符号化装置を提供することができ
る。 The video signal encoding apparatus according to the present invention
In each block of the image signal, sum the absolute value of the difference between adjacent pixels
Is determined, quantized by a predetermined quantization step, and encoded.
The amount of data that would occur if
And estimate the amount of predicted data for one field.
Or one block for a plurality of blocks,
Ratio of summation result for field or multiple frames
And calculate each field based on the addition result and the ratio.
Alternatively, the quantization step of each frame is determined. Sand
That is, code amount prediction is performed from the sum of absolute values of differences for each block.
Field or frame-by-frame
Measurement data volume and multiple fields or multiple frames.
Based on the ratio of predicted data volume
Determine the quantization step. Therefore, the actual occurrence data
Select the appropriate quantization step to keep the
It can be quantized and encoded. Therefore, for encoding
The amount of generated data is almost constant, and the
Can output encoded data and each field
Or, while suppressing image quality degradation in each frame,
Actual generated data in fields or multiple frames
Video signal encoding generator that can keep the amount constant
Can be provided. In addition, the video signal code according to the present invention
The encoding device is a part of the macro block of the video signal
The sum of absolute values of the differences between adjacent pixels
Quantized and coded by a predetermined quantization step
Predict the amount of data generated in the case from the sum of absolute values of this difference
As well as the result of adding the predicted data amount
The quantization step of multiple macroblocks based on
You. That is, the code amount is calculated from the sum of the absolute values of the differences for each block.
Even when predictions are made, some blocks are almost
By taking out the blocks, some blocks
Based on the amount of predicted data, the number of blocks containing it
A quantization step is determined for each block. For this reason,
Quantization step suitable for keeping the amount of data generated during
Can be selected, quantized and encoded. Follow
The amount of data generated by encoding is almost constant,
Video signal encoding that outputs encoded data at a constant rate
An apparatus can be provided. Also, according to the present invention,
The signal encoding device controls the dynamics in each block of the video signal.
Calculate the quantization range and quantize by the specified quantization step
The amount of data generated when encoding
In addition to forecasting from cleanse, this forecast
Multiple blocks per field or one frame
Minute addition for multiple fields or multiple frames
The ratio of the addition result is calculated based on the addition result and the ratio.
Determine quantization step for each field or each frame
I do. That is, from the dynamic range of each block
Even if code amount prediction is performed, the field or
Predicted data volume per frame and multiple fields or
Based on the ratio of the predicted data amount for multiple frames,
A quantization step is determined for each of a plurality of blocks. others
Quantization suitable for keeping the actual amount of data generated constant
Steps can be selected and quantized and encoded
You. Therefore, the amount of data generated by encoding is almost constant
Can output encoded data at a fixed rate.
And the image quality in each field or frame is poor.
With multiple fields or multiple frames
Video that can keep the actual amount of generated data constant
A signal encoding device can be provided. In addition, the present invention
Video signal encoding apparatus comprises macroblocks.
For some of the blocks that are
Calculate the dynamic range and perform a predetermined quantization step
The amount of data generated when quantization and encoding is
The forecast data is calculated from the
Of multiple macroblocks based on the addition result
Determine the quantization step. That is, the block-by-block
When the code amount is predicted from the dynamic range,
Also, by taking out some blocks almost without bias
Based on the estimated data volume for some blocks,
The quantization step is performed for each of a plurality of blocks including
Determine the top. Therefore, the actual amount of generated data is fixed
Quantize by choosing the appropriate quantization step to keep
Can be encoded. Therefore, the
Coded data at a fixed rate with the amount of data
Output video signal encoding device can be provided
You.
【図1】本発明の第一実施例を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第一実施例における符号量予測回路を
示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a code amount prediction circuit according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第一実施例における輝度信号に対する
符号量予測器の特性を説明する図FIG. 3 is a diagram illustrating characteristics of a code amount predictor for a luminance signal in the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第一実施例における色差信号に対する
符号量予測器の特性を説明する図FIG. 4 is a diagram illustrating characteristics of a code amount predictor for a color difference signal in the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第二実施例における符号量予測回路を
示すブロック図FIG. 5 is a block diagram showing a code amount prediction circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第二実施例における輝度信号に対する
符号量予測器の特性を説明する図FIG. 6 is a diagram illustrating characteristics of a code amount predictor for a luminance signal in a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第二実施例における色差信号に対する
符号量予測器の特性を説明する図FIG. 7 is a diagram illustrating characteristics of a code amount predictor for a color difference signal in a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3実施例を示すブロック図FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第三実施例の適応量子化判定における
サブマクロブロック分割例を示す図FIG. 9 is a diagram showing an example of sub-macroblock division in adaptive quantization determination according to a third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第三実施例における適応量子化判定
の一例を示す図FIG. 10 is a diagram showing an example of adaptive quantization determination in a third embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第3実施例における符号量予測回路
を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a code amount prediction circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第三実施例における輝度信号に対す
る符号量予測器の特性を説明する図FIG. 12 is a diagram illustrating characteristics of a code amount predictor for a luminance signal according to the third embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第三実施例における色差信号に対す
る符号量予測器の特性を説明する図FIG. 13 is a diagram illustrating characteristics of a code amount predictor for a color difference signal in a third embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第四実施例における符号量予測回路
を示すブロック図FIG. 14 is a block diagram illustrating a code amount prediction circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第五実施例におけるフィールド内の
シャフリングを説明する図FIG. 15 is a diagram illustrating shuffling in a field according to a fifth embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第五実施例におけるマクロブロック
内のシャフリングを説明する図FIG. 16 is a diagram for explaining shuffling in a macroblock according to a fifth embodiment of the present invention.
【図17】本発明の第六実施例を示すブロック図FIG. 17 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第六実施例における符号量予測回路
を示すブロック図FIG. 18 is a block diagram showing a code amount prediction circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
【図19】本発明の第六実施例における輝度信号に対す
る符号量予測器の特性を説明する図FIG. 19 is a diagram illustrating characteristics of a code amount predictor for a luminance signal according to a sixth embodiment of the present invention.
【図20】本発明の第六実施例における色差信号に対す
る符号量予測器の特性を説明する図FIG. 20 is a diagram illustrating characteristics of a code amount predictor for a color difference signal in a sixth embodiment of the present invention.
【図21】従来の符号化装置の説明図FIG. 21 is an explanatory diagram of a conventional encoding device.
1 入力端子 2 ブロッキング回路 3 スイッチ回路 4 符号量制御回路 5 直交変換回路 6 量子化回路 7 符号化回路 8 動き補償回路 9 出力端子 12 バッファメモリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input terminal 2 Blocking circuit 3 Switch circuit 4 Code amount control circuit 5 Orthogonal transformation circuit 6 Quantization circuit 7 Encoding circuit 8 Motion compensation circuit 9 Output terminal 12 Buffer memory
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−270388(JP,A) 特開 平3−291058(JP,A) 特開 平4−156794(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/32 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-270388 (JP, A) JP-A-3-291058 (JP, A) JP-A-4-156794 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 7/32
Claims (4)
し、直交変換した後、量子化し、符号化する映像信号符
号化装置において、 前記映像信号を所定画素毎の前記ブロックに分割するブ
ロック化手段と、 前記分割された各ブロック内における隣接画素間の差分
の絶対値和を求める差分演算手段と、 所定の量子化ステップにより量子化し符号化した場合に
前記ブロック単位で発生するデータ量を前記差分演算手
段の出力から予測する符号量予測手段と、 前記符号量予測手段から出力される前記ブロック単位で
の予測データ量を1フィールド分または1フレーム分に
ついて複数ブロック分加算する加算手段と、 複数フィールドまたは複数フレームに関し加算手段の出
力の比を求める符号量比演算手段と、 前記加算手段及び前記符号量比演算手段の出力に基づい
て各フィールドまたは各フレームの量子化ステップを決
定する量子化ステップ決定手段と、 前記量子化ステップ決定手段からの量子化ステップによ
り直交変換されたデータを量子化する量子化手段とを備
えることを特徴とした映像信号符号化装置。 1. An input video signal is divided into blocks.
Video signal code to be quantized and coded after orthogonal transformation.
An encoding device that divides the video signal into the blocks for each predetermined pixel.
Locking means and a difference between adjacent pixels in each of the divided blocks.
Difference calculating means for calculating the sum of absolute values of
The amount of data generated in the block unit is calculated by the difference calculation
Code amount prediction means for predicting from the output of the stage, and the block unit output from the code amount prediction means
Predicted data amount for one field or one frame
Means for adding a plurality of blocks, and outputs of the adding means for a plurality of fields or a plurality of frames.
A code amount ratio calculating means for obtaining a power ratio, based on outputs of the adding means and the code amount ratio calculating means.
To determine the quantization step for each field or frame.
And a quantization step from the quantization step determination means.
Quantization means for quantizing the orthogonally transformed data.
A video signal encoding device characterized in that
し、直交変換した後、量子化し、符号化する映像信号符
号化装置において、 映像信号を互いに隣接する2以上のブロックからなるマ
クロブロックに分割し、複数マクロブロックからマクロ
ブロックを構成する一部のブロックを出力するブロック
化手段と、 前記各一部のブロック内における隣接画素間の差分の絶
対値和を求める差分演算手段と、 所定の量子化ステップにより量子化し符号化した場合に
ブロック単位で発生するデータ量を前記一部のブロック
に対応する前記差分演算手段の出力から予測する符号量
予測手段と、 前記符号量予測手段から出力される前記一部のブロック
の予測データ量を複数ブロック分加算する加算手段と、 前記加算手段の出力に基づいて複数マクロブロックに対
する量子化ステップを 決定する量子化ステップ決定手段
と、 前記量子化ステップ決定手段からの量子化ステップによ
り直交変換されたデータを量子化する量子化手段とを備
えることを特徴とした映像信号符号化装置。 2. An input video signal is divided into blocks.
Video signal code to be quantized and coded after orthogonal transformation.
In an encoding device, a video signal is divided into two or more blocks that are adjacent to each other.
Divide into macro blocks and macro from multiple macro blocks
Block that outputs some blocks that make up the block
Means for eliminating differences between adjacent pixels in each of the partial blocks.
A difference calculation means for calculating a sum of logarithms , and a case where quantization and encoding are performed in a predetermined quantization step.
The amount of data generated in blocks
Code amount predicted from the output of the difference calculation means corresponding to
Prediction means, and the partial blocks output from the code amount prediction means
Adding means for adding the predicted data amount of the plurality of blocks for a plurality of blocks, and adding a plurality of macroblocks based on an output of the adding means.
Quantization step determining means for determining a quantization step to be performed
And the quantization step from the quantization step determination means.
Quantization means for quantizing the orthogonally transformed data.
A video signal encoding device characterized in that
し、直交変換した後、量子化し、符号化する映像信号符
号化装置において、 映像信号を所定画素毎のブロックに分割するブロック化
手段と、 各ブロック内のダイナミックレンジを求めるダイナミッ
クレンジ演算手段と、 所定の量子化ステップにより量子化し符号化した場合に
ブロック単位で発生するデータ量を前記ダイナミックレ
ンジ演算手段の出力から予測する符号量予測手段と、 前記符号量予測手段から出力されるブロック単位での予
測データ量を1フィールド分または1フレーム分につい
て複数ブロック分加算する加算手段と、 複数フィールドまたは複数フレームに関し加算手段の出
力の比を求める符号量比演算手段と、 前記加算手段及び前記符号量比演算手段の出力に基づい
て各フィールドまたは各フレームの量子化ステップを決
定する量子化ステップ決定手段と、 前記量子化ステップ決定手段からの量子化ステップによ
り直交変換されたデータを量子化する量子化手段とを備
えることを特徴とした映像信号符号化装置。 3. An input video signal is divided into blocks.
Video signal code to be quantized and coded after orthogonal transformation.
In an encoding device, a video signal is divided into blocks of predetermined pixels.
Means and the dynamic range within each block
Cleansing operation means, when quantized and coded by a predetermined quantization step,
The amount of data generated in block units can be
Code amount prediction means for predicting from the output of the logic operation means, and prediction in block units output from the code amount prediction means.
Measured data amount for one field or one frame
Adding means for adding a plurality of blocks by adding a plurality of fields ,
A code amount ratio calculating means for obtaining a power ratio, based on outputs of the adding means and the code amount ratio calculating means.
To determine the quantization step for each field or frame.
And a quantization step from the quantization step determination means.
Quantization means for quantizing the orthogonally transformed data.
A video signal encoding device characterized in that
し、直交変換した後、量子化し、符号化する映像信号符
号化装置において、 映像信号を互いに隣接する2以上のブロックからなるマ
クロブロックに分割し、複数マクロブロックからマクロ
ブロックを構成する一部のブロックを出力するブロック
化手段と、 前記各一部のブロック内のダイナミックレンジを求める
ダイナミックレンジ演算手段と、 所定の量子化ステップにより量子化し符号化した場合に
ブロック単位で発生するデータ量を前記一部のブロック
に対応する前記ダイナミックレンジ演算手段の出力から
予測する符号量予測手段と、 前記符号量予測手段から出力される前記一部のブロック
の予測データ量を複数 ブロック分加算する加算手段と、 前記加算手段の出力に基づいて複数のマクロブロックに
対する量子化ステップを決定する量子化ステップ決定手
段と、 前記量子化ステップ決定手段からの量子化ステップによ
り直交変換されたデータを量子化する量子化手段とを備
えることを特徴とした映像信号符号化装置。 4. An input video signal is divided into blocks.
Video signal code to be quantized and coded after orthogonal transformation.
In an encoding device, a video signal is divided into two or more blocks that are adjacent to each other.
Divide into macro blocks and macro from multiple macro blocks
Block that outputs some blocks that make up the block
And a dynamic range in each of the partial blocks
Dynamic range operation means, when quantized and coded by a predetermined quantization step,
The amount of data generated in blocks
From the output of the dynamic range calculation means corresponding to
Code amount predicting means for predicting, and the partial blocks output from the code amount predicting means
Adding means for adding the predicted data amount of the plurality of blocks for a plurality of blocks, and a plurality of macroblocks based on the output of the adding means.
Quantization step determinator that determines the quantization step for
And a quantization step from the quantization step determining means.
Quantization means for quantizing the orthogonally transformed data.
A video signal encoding device characterized in that
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13866392A JP3013602B2 (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Video signal encoding device |
US08/048,732 US5440344A (en) | 1992-04-28 | 1993-04-21 | Video encoder using adjacent pixel difference for quantizer control |
US08/385,987 US5583573A (en) | 1992-04-28 | 1995-02-09 | Video encoder and encoding method using intercomparisons of pixel values in selection of appropriation quantization values to yield an amount of encoded data substantialy equal to nominal amount |
US08/655,641 US5818529A (en) | 1992-04-28 | 1996-05-30 | Variable length coding of video with controlled deletion of codewords |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13866392A JP3013602B2 (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Video signal encoding device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05336513A JPH05336513A (en) | 1993-12-17 |
JP3013602B2 true JP3013602B2 (en) | 2000-02-28 |
Family
ID=15227229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13866392A Expired - Fee Related JP3013602B2 (en) | 1992-04-28 | 1992-05-29 | Video signal encoding device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3013602B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0757490A3 (en) | 1995-08-02 | 1999-01-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Video coding device and video transmission system using the same, quantization control method and average throughput calculation method used therein |
JP4706104B2 (en) | 1999-04-23 | 2011-06-22 | ソニー株式会社 | Image encoding apparatus and method |
JP4820191B2 (en) | 2006-03-15 | 2011-11-24 | 富士通株式会社 | Moving picture coding apparatus and program |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2545302B2 (en) * | 1989-12-25 | 1996-10-16 | 三菱電機株式会社 | High efficiency encoder |
JP2516082B2 (en) * | 1990-03-19 | 1996-07-10 | 日本ビクター株式会社 | Data compression device |
JP2834305B2 (en) * | 1990-10-19 | 1998-12-09 | 松下電器産業株式会社 | Encoding device |
JP2514115B2 (en) * | 1991-02-15 | 1996-07-10 | 株式会社グラフィックス・コミュニケーション・テクノロジーズ | Image signal encoder |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP13866392A patent/JP3013602B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05336513A (en) | 1993-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6658157B1 (en) | Method and apparatus for converting image information | |
US6591016B2 (en) | Variable bitrate video coding method and corresponding video coder | |
EP1098528B1 (en) | Device for predicting and decoding image | |
KR100391027B1 (en) | A method and apparatus for predictive encoding of video information | |
JP3159853B2 (en) | Encoding method and decoding method and apparatus therefor | |
US8396311B2 (en) | Image encoding apparatus, image encoding method, and image encoding program | |
EP0595562B1 (en) | Method and apparatus for quantization and inverse-quantization of picture data | |
JP3043599B2 (en) | Quantization step size controller using neural network | |
JPH0686262A (en) | Apparatus for encoding of image | |
JPH0746594A (en) | Encoding method and its device | |
JPWO2009157581A1 (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
KR0162203B1 (en) | Adaptive encoding method and device using quantization step size | |
JPH06125543A (en) | Encoding device | |
JP3089941B2 (en) | Inter prediction coding device | |
JP3013602B2 (en) | Video signal encoding device | |
JP4277530B2 (en) | Image processing apparatus and encoding apparatus and methods thereof | |
JP3643777B2 (en) | Moving picture decoding apparatus and moving picture decoding method | |
JP4292659B2 (en) | Image information conversion apparatus and image information conversion method | |
EP0574167B1 (en) | Coding apparatus | |
JPH07131793A (en) | Video signal high efficiency coding device | |
JP3800965B2 (en) | Data rate converter | |
JP2002354484A (en) | Rate transforming method for encoded image and rate transforming apparatus for encoded image | |
KR0152024B1 (en) | Coding and decoding apparatus of low delay coding method | |
JPH06217296A (en) | Image signal coding device based on adaptive intramode/intermode compression | |
Mamatha et al. | BIT RATE REDUCTION FOR H. 264/AVC VIDEO BASED ON NOVEL HEXAGON SEARCH ALGORITHM. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071217 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081217 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101217 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111217 Year of fee payment: 12 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |