JP3307143B2 - 画像符号化方法及び画像符号化装置 - Google Patents
画像符号化方法及び画像符号化装置Info
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- H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
- H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像符号化に関するも
ので、特に光ディスク等の蓄積形メディアに適した符号
化方式に関するものである。
ので、特に光ディスク等の蓄積形メディアに適した符号
化方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクなどの蓄積メディア用
の規格として動画像符号化方法の標準化作業がＩＳＯ／
ＩＥＣ ＳＣ２９／ＷＧ１１におけるムーヒ゛ンク゛ ヒ゜クチャー エ
キスハ゜ートク゛ルーフ゜（ＭＰＥＧ(Moving Picture Expert Grou
p)） によって進められている。一般に、画像データを
そのまま蓄積すると、膨大な量のメモリが必要となる。
従って、画像を効率的に圧縮してメディアに蓄積する技
術が極めて重要な技術となる。
の規格として動画像符号化方法の標準化作業がＩＳＯ／
ＩＥＣ ＳＣ２９／ＷＧ１１におけるムーヒ゛ンク゛ ヒ゜クチャー エ
キスハ゜ートク゛ルーフ゜（ＭＰＥＧ(Moving Picture Expert Grou
p)） によって進められている。一般に、画像データを
そのまま蓄積すると、膨大な量のメモリが必要となる。
従って、画像を効率的に圧縮してメディアに蓄積する技
術が極めて重要な技術となる。
【０００３】一方、光ディスクは、ＣＤ、ＬＤに見られ
るように、通常、一定レ−トの画像デ−タが再生され
る。しかし、画像は一般に、情報量を多く含むシーン
と、情報量を多く含まないシーンがある。この画像の性
質を効果的に利用した符号化方法として、可変レート符
号化方式が本発明者により提案されている（特願平６−
６９４９５号）。
るように、通常、一定レ−トの画像デ−タが再生され
る。しかし、画像は一般に、情報量を多く含むシーン
と、情報量を多く含まないシーンがある。この画像の性
質を効果的に利用した符号化方法として、可変レート符
号化方式が本発明者により提案されている（特願平６−
６９４９５号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この方式は、１パス目
で画像の情報量を抽出し、目標データ量を設定したの
ち、２パス目で可変レート符号化を行うものである。
で画像の情報量を抽出し、目標データ量を設定したの
ち、２パス目で可変レート符号化を行うものである。
【０００５】この方式では、１パス目と２パス目のＧＯ
Ｐ構造が完全に一致していることが必要となる。しか
し、ソフト制作者がシーンの頭だしを必要とするフレー
ムをエントリーフレームとするとき、このエントリーフ
レームがＧＯＰの先頭である保証は無いため、任意フレ
ームをエントリーフレームとすることは、困難であっ
た。
Ｐ構造が完全に一致していることが必要となる。しか
し、ソフト制作者がシーンの頭だしを必要とするフレー
ムをエントリーフレームとするとき、このエントリーフ
レームがＧＯＰの先頭である保証は無いため、任意フレ
ームをエントリーフレームとすることは、困難であっ
た。
【０００６】これは、ＭＰＥＧではＧＯＰの先頭フレー
ム（イントラフレーム）からしか復号が開始できないこ
とによる。
ム（イントラフレーム）からしか復号が開始できないこ
とによる。
【０００７】さらに、シーンチェンジを考慮した効率の
良い符号化方法が、本発明者により提案されている（特
願平３−８６９５６号）。
良い符号化方法が、本発明者により提案されている（特
願平３−８６９５６号）。
【０００８】この、シーンチェンジを考慮した方式にお
いても、ＧＯＰ構造を可変にする必要があるため、上記
した可変レート符号化方式を実現することは、不可能で
あった。
いても、ＧＯＰ構造を可変にする必要があるため、上記
した可変レート符号化方式を実現することは、不可能で
あった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化方法
は、所定時間の映像信号を符号化する符号化方法であっ
て、フレーム内符号化のフレーム周期をＮ、参照フレー
ム間隔のフレーム数をＭとし、フレーム内符号化から次
のフレーム内符号化までのＮフレームを１つのＧＯＰと
し、頭だしを必要とするフレームをエントリーフレーム
とするとき、第１の符号化では、前記Ｎ，Ｍ値を一定と
する第１のＧＯＰ構造により符号化することにより、シ
ーンチェンジが発生したシーンチェンジフレームを検出
し、次に、前記シーンチェンジフレームのすべて又は一
部のシーンチェンジフレームと、前記エントリーフレー
ムを、ＧＯＰの先頭であるフレーム内符号化とするよう
に、前記Ｎ，Ｍ値をＧＯＰごとに可変とすることを許す
第２のＧＯＰ構造を設定し、第２の符号化では、前記第
２のＧＯＰ構造であって、さらに量子化幅を一定として
量子化を行い、符号化した結果の短区間ごとの発生デー
タ量を記憶し、前記発生データ量が多い短区間には多い
目標データ量を設定し、前記発生データ量が少ない短区
間には少ない目標データ量を設定し、第３の符号化で
は、前記第２のＧＯＰ構造であって、さらに前記目標デ
ータ量に基づいて符号化を行うように構成されたもので
ある。
は、所定時間の映像信号を符号化する符号化方法であっ
て、フレーム内符号化のフレーム周期をＮ、参照フレー
ム間隔のフレーム数をＭとし、フレーム内符号化から次
のフレーム内符号化までのＮフレームを１つのＧＯＰと
し、頭だしを必要とするフレームをエントリーフレーム
とするとき、第１の符号化では、前記Ｎ，Ｍ値を一定と
する第１のＧＯＰ構造により符号化することにより、シ
ーンチェンジが発生したシーンチェンジフレームを検出
し、次に、前記シーンチェンジフレームのすべて又は一
部のシーンチェンジフレームと、前記エントリーフレー
ムを、ＧＯＰの先頭であるフレーム内符号化とするよう
に、前記Ｎ，Ｍ値をＧＯＰごとに可変とすることを許す
第２のＧＯＰ構造を設定し、第２の符号化では、前記第
２のＧＯＰ構造であって、さらに量子化幅を一定として
量子化を行い、符号化した結果の短区間ごとの発生デー
タ量を記憶し、前記発生データ量が多い短区間には多い
目標データ量を設定し、前記発生データ量が少ない短区
間には少ない目標データ量を設定し、第３の符号化で
は、前記第２のＧＯＰ構造であって、さらに前記目標デ
ータ量に基づいて符号化を行うように構成されたもので
ある。
【００１０】又、前記画像符号化方法は、前記Ｎ，Ｍ値
を一定とする第１のＧＯＰ構造により符号化する第１の
符号化手段、前記第１の符号化により得た情報より、シ
ーンチェンジフレームを検出するシーンチェンジ検出手
段、前記シーンチェンジフレームのすべて又は一部のシ
ーンチェンジフレームと、エントリーフレームを、ＧＯ
Ｐの先頭であるフレーム内符号化とするように、Ｎ，Ｍ
値をＧＯＰごとに可変とすることを許す第２のＧＯＰ構
造を設定するＧＯＰ構造設定手段、所定時間の映像信号
を、前記第２のＧＯＰ構造で、所定の量子化幅Ｑ１によ
り量子化を行う第２の符号化手段、その結果発生した前
記所定時間よりも短い短区間ごとのデータ量Ｄ１を逐次
記憶する記憶手段、前記短区間ごとのデータ量Ｄ１と相
関を有する目標データ量Ｄ２を短区間ごとに設定し、さ
らに前記短区間の目標データ量Ｄ２の総和が所定のデー
タ量ＤＡＬＬであるように設定する、目標データ量設定
手段、短区間ごとの符号化の結果が、短区間の前記目標
データ量Ｄ２になることを目標として、各短区間ごとの
符号化を行う第３の符号化手段、前記第３の符号化を行
った結果、それまでの各短区間に発生したデータ量Ｄ３
の総和ΣＤ３と、目標データ量のそれまでの総和ΣＤ２
を比較する比較手段、前記比較の結果、ΣＤ２＞ΣＤ３
ならば、その後の短区間の目標データ量をやや多く、Σ
Ｄ２＜ΣＤ３ならば、その後の短区間の目標データ量を
やや少なく、目標データ量設定手段を修正する、目標デ
ータ量修正手段、を有するように構成されたものであ
る。
を一定とする第１のＧＯＰ構造により符号化する第１の
符号化手段、前記第１の符号化により得た情報より、シ
ーンチェンジフレームを検出するシーンチェンジ検出手
段、前記シーンチェンジフレームのすべて又は一部のシ
ーンチェンジフレームと、エントリーフレームを、ＧＯ
Ｐの先頭であるフレーム内符号化とするように、Ｎ，Ｍ
値をＧＯＰごとに可変とすることを許す第２のＧＯＰ構
造を設定するＧＯＰ構造設定手段、所定時間の映像信号
を、前記第２のＧＯＰ構造で、所定の量子化幅Ｑ１によ
り量子化を行う第２の符号化手段、その結果発生した前
記所定時間よりも短い短区間ごとのデータ量Ｄ１を逐次
記憶する記憶手段、前記短区間ごとのデータ量Ｄ１と相
関を有する目標データ量Ｄ２を短区間ごとに設定し、さ
らに前記短区間の目標データ量Ｄ２の総和が所定のデー
タ量ＤＡＬＬであるように設定する、目標データ量設定
手段、短区間ごとの符号化の結果が、短区間の前記目標
データ量Ｄ２になることを目標として、各短区間ごとの
符号化を行う第３の符号化手段、前記第３の符号化を行
った結果、それまでの各短区間に発生したデータ量Ｄ３
の総和ΣＤ３と、目標データ量のそれまでの総和ΣＤ２
を比較する比較手段、前記比較の結果、ΣＤ２＞ΣＤ３
ならば、その後の短区間の目標データ量をやや多く、Σ
Ｄ２＜ΣＤ３ならば、その後の短区間の目標データ量を
やや少なく、目標データ量設定手段を修正する、目標デ
ータ量修正手段、を有するように構成されたものであ
る。
【００１１】
【作用】これにより、可変レート符号化を実現しつつ、
ソフト制作者が任意のフレームをエントリーフレームと
して指定できることになり、さらに、シーンチェンジを
考慮した効率の良い符号化方法をも実現できることにな
るという、極めて大きな効果を得ることができる。
ソフト制作者が任意のフレームをエントリーフレームと
して指定できることになり、さらに、シーンチェンジを
考慮した効率の良い符号化方法をも実現できることにな
るという、極めて大きな効果を得ることができる。
【００１２】
【実施例】図１のブロック図にて、本発明の１実施例を
説明する。
説明する。
【００１３】１パス目、所定の映像信号、例えば２時間
の映像信号を端子１から入力し、符号化回路２にて第１
の符号化を行う。この時のＧＯＰ構造は一定であり、例
えばＮ＝１５、Ｍ＝１であり、量子化幅Ｑは、固定であ
る。
の映像信号を端子１から入力し、符号化回路２にて第１
の符号化を行う。この時のＧＯＰ構造は一定であり、例
えばＮ＝１５、Ｍ＝１であり、量子化幅Ｑは、固定であ
る。
【００１４】その結果、発生した発生データより、シー
ンチェンジ検出回路３にてシーンチェンジフレームを検
出する。
ンチェンジ検出回路３にてシーンチェンジフレームを検
出する。
【００１５】一方、外部端子２より、フレーム単位でエ
ントリーフレームが指定される。そして、シーンチェン
ジフレームのすべて又は一部のシーンチェンジフレーム
と、エントリーフレームを、ＧＯＰの先頭であるフレー
ム内符号化とするように、Ｎ，Ｍ値をＧＯＰごとに最適
にした第２のＧＯＰ構造を設定するのが、ＧＯＰ構造設
定回路４である。
ントリーフレームが指定される。そして、シーンチェン
ジフレームのすべて又は一部のシーンチェンジフレーム
と、エントリーフレームを、ＧＯＰの先頭であるフレー
ム内符号化とするように、Ｎ，Ｍ値をＧＯＰごとに最適
にした第２のＧＯＰ構造を設定するのが、ＧＯＰ構造設
定回路４である。
【００１６】２パス目、前記映像信号を端子５から入力
し、符号化回路６にて第２の符号化を行う。この時、Ｇ
ＯＰ構造は第２のＧＯＰ構造を有し、所定の量子化幅Ｑ
１により量子化を行うことになる。
し、符号化回路６にて第２の符号化を行う。この時、Ｇ
ＯＰ構造は第２のＧＯＰ構造を有し、所定の量子化幅Ｑ
１により量子化を行うことになる。
【００１７】その結果発生した前記所定時間よりも短い
短区間、例えばフレームごとのデータ量Ｄ１を記憶回路
７にて逐次記憶する。そして、目標データ量設定手段８
では、前記フレームごとのデータ量Ｄ１と相関を有する
目標データ量Ｄ２をフレームごとに設定し、さらに前記
フレームの目標データ量Ｄ２の総和が所定のデータ量Ｄ
ＡＬＬであるように設定する。
短区間、例えばフレームごとのデータ量Ｄ１を記憶回路
７にて逐次記憶する。そして、目標データ量設定手段８
では、前記フレームごとのデータ量Ｄ１と相関を有する
目標データ量Ｄ２をフレームごとに設定し、さらに前記
フレームの目標データ量Ｄ２の総和が所定のデータ量Ｄ
ＡＬＬであるように設定する。
【００１８】３パス目、前記映像信号を端子９から入力
し、符号化回路１０にて第３の符号化を行う。この時、
ＧＯＰ構造は第２のＧＯＰ構造を有し、フレームごとに
設定された目標データ量Ｄ２となることを目標として、
符号化を行う。
し、符号化回路１０にて第３の符号化を行う。この時、
ＧＯＰ構造は第２のＧＯＰ構造を有し、フレームごとに
設定された目標データ量Ｄ２となることを目標として、
符号化を行う。
【００１９】そして、比較回路１３にて、第３の符号化
を行った結果の、それまでのフレームに発生したデータ
量Ｄ３の総和ΣＤ３と、目標データ量のそれまでの総和
ΣＤ２を比較する。
を行った結果の、それまでのフレームに発生したデータ
量Ｄ３の総和ΣＤ３と、目標データ量のそれまでの総和
ΣＤ２を比較する。
【００２０】前記比較の結果、ΣＤ２＞ΣＤ３ならば、
その後のフレームの目標データ量をやや多く、ΣＤ２＜
ΣＤ３ならば、その後のフレームの目標データ量をやや
少なく、目標データ量設定回路８を修正するのが、目標
データ修正回路１４である。
その後のフレームの目標データ量をやや多く、ΣＤ２＜
ΣＤ３ならば、その後のフレームの目標データ量をやや
少なく、目標データ量設定回路８を修正するのが、目標
データ修正回路１４である。
【００２１】このようなブロック図１で動作させたとき
の、ＧＯＰ構造、発生データの簡単なモデルを、図２に
示す。
の、ＧＯＰ構造、発生データの簡単なモデルを、図２に
示す。
【００２２】図２Ａは、１パス目の第１の符号化のＧＯ
Ｐ構造を示しており、この時のＧＯＰ構造は一定であ
る。この場合Ｎ＝１５、Ｍ＝１を示している。符号化回
路内での量子化幅Ｑは、固定で符号化を行う。
Ｐ構造を示しており、この時のＧＯＰ構造は一定であ
る。この場合Ｎ＝１５、Ｍ＝１を示している。符号化回
路内での量子化幅Ｑは、固定で符号化を行う。
【００２３】図２Ｂは、１パス目に発生した発生データ
の簡単なモデルであり、画像の複雑さを示している。フ
レーム０、１５、３０はフレーム内符号化（イントラフ
レーム：Ｉ）を行うために、発生データ量が多くなって
いる。ここで、前方向予測符号化はＰ、両方向予測符号
化をＢ、で示している。
の簡単なモデルであり、画像の複雑さを示している。フ
レーム０、１５、３０はフレーム内符号化（イントラフ
レーム：Ｉ）を行うために、発生データ量が多くなって
いる。ここで、前方向予測符号化はＰ、両方向予測符号
化をＢ、で示している。
【００２４】フレーム９、１７で発生データ量が多くな
っているのはシーンチェンジが発生したためと、考えら
れる。シーンチェンジ検出回路では、そのフレームと、
前フレームに発生したデータ量の差により、シーンチェ
ンジを検出するので、フレーム９、１７を検出すること
になる。
っているのはシーンチェンジが発生したためと、考えら
れる。シーンチェンジ検出回路では、そのフレームと、
前フレームに発生したデータ量の差により、シーンチェ
ンジを検出するので、フレーム９、１７を検出すること
になる。
【００２５】一方、外部より、フレーム単位でエントリ
ーフレームが指定され、ここでは、フレーム２２を、エ
ントリーフレームとする命令が外部よりあったものとす
る。
ーフレームが指定され、ここでは、フレーム２２を、エ
ントリーフレームとする命令が外部よりあったものとす
る。
【００２６】図２Ｃは第２のＧＯＰ構造のフレーム内符
号化（イントラフレーム）のフレームを示している。こ
のフレーム内符号化の位置を満たすための、ＧＯＰ構造
の一例を図２Ｄに示す。
号化（イントラフレーム）のフレームを示している。こ
のフレーム内符号化の位置を満たすための、ＧＯＰ構造
の一例を図２Ｄに示す。
【００２７】ＧＯＰ構造は、ＧＯＰ１はＮ＝９，Ｍ＝
３，ＧＯＰ２はＮ＝８，Ｍ＝２、ＧＯＰ３はＮ＝５，Ｍ
＝１，ＧＯＰ４は、Ｎ＝１２，Ｍ＝３である。ここで、
Ｎ，Ｍの値は、他の値をとりうる。例えばＧＯＰ２にお
いてＮ＝８，Ｍ＝１でも良い。
３，ＧＯＰ２はＮ＝８，Ｍ＝２、ＧＯＰ３はＮ＝５，Ｍ
＝１，ＧＯＰ４は、Ｎ＝１２，Ｍ＝３である。ここで、
Ｎ，Ｍの値は、他の値をとりうる。例えばＧＯＰ２にお
いてＮ＝８，Ｍ＝１でも良い。
【００２８】シーンチェンジや、エントリーフレームの
指定がない場合、例えばＮ＝１２、Ｍ＝３で一様に符号
化すればよい。このようにＮ，Ｍ値をＧＯＰごとに最適
にした第２のＧＯＰ構造を設定するのが、図１のＧＯＰ
構造設定回路４である。
指定がない場合、例えばＮ＝１２、Ｍ＝３で一様に符号
化すればよい。このようにＮ，Ｍ値をＧＯＰごとに最適
にした第２のＧＯＰ構造を設定するのが、図１のＧＯＰ
構造設定回路４である。
【００２９】図２Ｅは、２パス目、第２のＧＯＰ構造
で、量子化幅Ｑを固定として、符号化を行った結果発生
した発生データであり、画像の複雑さを示している。
で、量子化幅Ｑを固定として、符号化を行った結果発生
した発生データであり、画像の複雑さを示している。
【００３０】このフレームごとのデータ量Ｄ１を記憶回
路７にて逐次記憶する。そして、目標データ量設定回路
８では、前記フレームごとのデータ量Ｄ１と相関を有す
る目標データ量Ｄ２をフレームごとに設定し、さらに前
記フレームの目標データ量Ｄ２の総和が所定のデータ量
ＤＡＬＬであるように設定する。図２Ｆに目標データ量
Ｄ２を示す。
路７にて逐次記憶する。そして、目標データ量設定回路
８では、前記フレームごとのデータ量Ｄ１と相関を有す
る目標データ量Ｄ２をフレームごとに設定し、さらに前
記フレームの目標データ量Ｄ２の総和が所定のデータ量
ＤＡＬＬであるように設定する。図２Ｆに目標データ量
Ｄ２を示す。
【００３１】３パス目、第３の符号化を、ＧＯＰ構造は
第２のＧＯＰ構造を有し、フレームごとに設定された目
標データ量Ｄ２となることを目標として行う。
第２のＧＯＰ構造を有し、フレームごとに設定された目
標データ量Ｄ２となることを目標として行う。
【００３２】そして、比較回路にて、第３の符号化を行
った結果の、それまでのフレームに発生したデータ量Ｄ
３の総和ΣＤ３と、目標データ量のそれまでの総和ΣＤ
２を比較し、ΣＤ２＞ΣＤ３ならば、その後のフレーム
の目標データ量をやや多く、ΣＤ２＜ΣＤ３ならば、そ
の後のフレームの目標データ量をやや少なく、目標デー
タ量設定回路を修正する。この動作を行うのが、目標デ
ータ修正回路１４であることは、前述したとうりであ
る。
った結果の、それまでのフレームに発生したデータ量Ｄ
３の総和ΣＤ３と、目標データ量のそれまでの総和ΣＤ
２を比較し、ΣＤ２＞ΣＤ３ならば、その後のフレーム
の目標データ量をやや多く、ΣＤ２＜ΣＤ３ならば、そ
の後のフレームの目標データ量をやや少なく、目標デー
タ量設定回路を修正する。この動作を行うのが、目標デ
ータ修正回路１４であることは、前述したとうりであ
る。
【００３３】ここで、２パス目で発生した短区間の発生
データ量をＤ１、データ量Ｄ１の総和をΣＤ１、目標デ
ータ量をＤ２、総容量をＤＡＬＬ、とした場合、各短区
間の目標データ量Ｄ２は、 Ｄ２＝Ｄ１×ＤＡＬＬ／ΣＤ１ で求められる。
データ量をＤ１、データ量Ｄ１の総和をΣＤ１、目標デ
ータ量をＤ２、総容量をＤＡＬＬ、とした場合、各短区
間の目標データ量Ｄ２は、 Ｄ２＝Ｄ１×ＤＡＬＬ／ΣＤ１ で求められる。
【００３４】このようにして、例えば２時間の映像信号
を、フレームごとの短区間で分割し、それぞれの目標デ
ータ量Ｄ２が、前記記憶回路３にて記憶した発生データ
量Ｄ１と略比例し、かつ、それぞれの目標データ量Ｄ２
の総和が、光ディスクの総容量ＤＡＬＬとなるように割
り当てることは、計算により容易に可能である。 図１
での目標データ量設定回路８は、記憶回路７の情報をも
とに、このように目標データ量を求めるものである。
を、フレームごとの短区間で分割し、それぞれの目標デ
ータ量Ｄ２が、前記記憶回路３にて記憶した発生データ
量Ｄ１と略比例し、かつ、それぞれの目標データ量Ｄ２
の総和が、光ディスクの総容量ＤＡＬＬとなるように割
り当てることは、計算により容易に可能である。 図１
での目標データ量設定回路８は、記憶回路７の情報をも
とに、このように目標データ量を求めるものである。
【００３５】次に３パス目、先ほどと同じ映像信号を図
１端子９から入力し符号化を行う。この時、図１で、目
標データ量設定回路８は、符号化回路１０へ、逐次、予
め計算された目標データ量を送る。符号化回路１０は、
目標データ量設定回路８からの指令を受けることができ
る構成になっている。
１端子９から入力し符号化を行う。この時、図１で、目
標データ量設定回路８は、符号化回路１０へ、逐次、予
め計算された目標データ量を送る。符号化回路１０は、
目標データ量設定回路８からの指令を受けることができ
る構成になっている。
【００３６】このように、３パス目で符号化を行った結
果のデータ量をＤ３とすると、符号化の結果発生した総
データ量ΣＤ３は総データ量検出回路（ΣＤ３）１２に
て検出される。また、最初に計算された目標データ量Ｄ
２のそれまでの総和であるΣＤ２は、総データ量検出回
路（ΣＤ２）１１にて検出される。そして、総データ量
検出回路１２と総データ量検出回路１１の出力が比較回
路１３にて比較される。
果のデータ量をＤ３とすると、符号化の結果発生した総
データ量ΣＤ３は総データ量検出回路（ΣＤ３）１２に
て検出される。また、最初に計算された目標データ量Ｄ
２のそれまでの総和であるΣＤ２は、総データ量検出回
路（ΣＤ２）１１にて検出される。そして、総データ量
検出回路１２と総データ量検出回路１１の出力が比較回
路１３にて比較される。
【００３７】この結果、目標データ量修正回路１４で
は、ΣＤ２＞ΣＤ３ならば、その後の短区間（１フレー
ム）の目標データ量をやや多く設定し直すことにより、
発生データ量を増やし、逆にΣＤ２＜ΣＤ３ならば、そ
の後の短区間の目標データ量をやや少なく設定し直すこ
とにより、発生データ量を減らすように修正を行うこと
になる。この修正の指示を、目標データ量修正回路１４
が目標データ量設定回路８に与えることになる。
は、ΣＤ２＞ΣＤ３ならば、その後の短区間（１フレー
ム）の目標データ量をやや多く設定し直すことにより、
発生データ量を増やし、逆にΣＤ２＜ΣＤ３ならば、そ
の後の短区間の目標データ量をやや少なく設定し直すこ
とにより、発生データ量を減らすように修正を行うこと
になる。この修正の指示を、目標データ量修正回路１４
が目標データ量設定回路８に与えることになる。
【００３８】このような符号化の結果の情報を、光ディ
スクに記録することにより、高画質の再生を可能とした
光ディスクを実現することができる。
スクに記録することにより、高画質の再生を可能とした
光ディスクを実現することができる。
【００３９】なお、実施例では、シーンチェンジをフレ
ームごとの発生データ量の変化を検出する例を示した
が、それに限るものではない。例えば、動きベクトルの
情報により検出する事も可能である。つまり、シーンが
チェンジした時、それぞれのマクロブロックの動きベク
トルの方向は全くランダムになり、その分散値は極めて
大きくなる。そこで、分散値がある値より大きいフレー
ムをシーンチェンジフレームと判断することができる。
ームごとの発生データ量の変化を検出する例を示した
が、それに限るものではない。例えば、動きベクトルの
情報により検出する事も可能である。つまり、シーンが
チェンジした時、それぞれのマクロブロックの動きベク
トルの方向は全くランダムになり、その分散値は極めて
大きくなる。そこで、分散値がある値より大きいフレー
ムをシーンチェンジフレームと判断することができる。
【００４０】もちろん、これらを併用して、シーンチェ
ンジフレームを検出してもよい。また、実施例では、シ
ーンチェンジ直後のフレームを、すべてフレーム内符号
化としたが、それにかぎるものではなく、一部のシーン
チェンジフレームのみフレーム内符号化をすることも考
えられる。
ンジフレームを検出してもよい。また、実施例では、シ
ーンチェンジ直後のフレームを、すべてフレーム内符号
化としたが、それにかぎるものではなく、一部のシーン
チェンジフレームのみフレーム内符号化をすることも考
えられる。
【００４１】また、第１のＧＯＰ構造は、実施例で述べ
た限りではない。第１のＧＯＰ構造をＮ＝１２、Ｍ＝３
とし、第２のＧＯＰ構造の設定の際、シーンチェンジや
エントリーフレームが無い区間では、第１のＧＯＰ構造
とフレーム単位で同一となるように第２のＧＯＰ構造を
設定してもよい。
た限りではない。第１のＧＯＰ構造をＮ＝１２、Ｍ＝３
とし、第２のＧＯＰ構造の設定の際、シーンチェンジや
エントリーフレームが無い区間では、第１のＧＯＰ構造
とフレーム単位で同一となるように第２のＧＯＰ構造を
設定してもよい。
【００４２】また、ＧＯＰ構造のＮが所定数以上に大き
くなる、または所定数以下に小さくなるのは好ましくな
く、ある範囲に入るように制限するほうが望ましい。
くなる、または所定数以下に小さくなるのは好ましくな
く、ある範囲に入るように制限するほうが望ましい。
【００４３】また、短区間は実施例で述べた１フレーム
にかぎるものではなく、１ＧＯＰでも、１０ＧＯＰで
も、１フィールド単位でもよい。
にかぎるものではなく、１ＧＯＰでも、１０ＧＯＰで
も、１フィールド単位でもよい。
【００４４】また、２パス目での発生データ量Ｄ１と目
標データ量Ｄ２の関係は略比例を例に上げたが、非線形
的な関係でも良く、ある相関があれば、本発明の域をで
るものではない。
標データ量Ｄ２の関係は略比例を例に上げたが、非線形
的な関係でも良く、ある相関があれば、本発明の域をで
るものではない。
【００４５】また、目標データ量は、最大値、最小値を
設けて、その範囲内で設定する事が望ましい。
設けて、その範囲内で設定する事が望ましい。
【００４６】また、符号化として、ＤＣＴを用いない符
号化方式（ＤＰＣＭ等）であっても、本発明の域をでる
ものではない。
号化方式（ＤＰＣＭ等）であっても、本発明の域をでる
ものではない。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ソフト制作者が任意のフレームをエントリーフレームと
して指定でき、さらに、シーンチェンジを考慮した効率
の良い符号化方法を実現しながら、可変レート符号化を
実現することができるという、符号化方式を実現でき、
さらにその情報を記録した高画質光ディスクを実現でき
るという極めて大きな効果を得ることができる。
ソフト制作者が任意のフレームをエントリーフレームと
して指定でき、さらに、シーンチェンジを考慮した効率
の良い符号化方法を実現しながら、可変レート符号化を
実現することができるという、符号化方式を実現でき、
さらにその情報を記録した高画質光ディスクを実現でき
るという極めて大きな効果を得ることができる。
【図１】本発明の画像符号化方法を実現するためのブロ
ック図
ック図
【図２】本発明の画像符号化方法のＧＯＰ構造と発生デ
ータ量と目標データ量の関係を説明するための模式図
ータ量と目標データ量の関係を説明するための模式図
２、６、１０ 符号化回路 ３ シーンチェンジ検出回路 ４ ＧＯＰ構造設定回路 ７ 記憶回路 ８ 目標データ量設定回路 １２ 総データ量検出回路（ΣＤ３） １１ 総データ量検出回路（ΣＤ２） １３ 比較回路 １４ 目標データ量修正回路
Claims (14)
- 【請求項１】 所定時間の映像信号を符号化する符号化
方法であって、 フレーム内符号化のフレーム周期をＮ、参照フレームの
フレーム周期をＭとし、フレーム内符号化から次のフレ
ーム内符号化の直前のフレームまでのＮフレームを１つ
のＧＯＰとし、頭だしを必要とするフレームをエントリ
ーフレームとするとき、 第１の符号化処理では、前記Ｎ，Ｍ値を一定とする第１
のＧＯＰ構造を基本としつつ符号化処理を行い、前記符
号化処理で得た情報により前記映像信号のシーンチェン
ジが発生したシーンチェンジフレームを検出し、前記シ
ーンチェンジフレームのすべて又は一部のシーンチェン
ジフレームと前記エントリーフレームとをＧＯＰの先頭
であるフレーム内符号化とするように、前記Ｎ，Ｍの値
をＧＯＰごとに可変とすることにより第２のＧＯＰ構造
を設定し、 第２の符号化処理では、前記第２のＧＯＰ構造で、量子
化幅を一定として量子化を行い、符号化した結果の１フ
レーム期間以上の短区間ごとの発生データ量を記憶し、
前記発生データ量が多い短区間には、前記発生データ量
が少ない短区間よりも多い目標データ量であり、かつ各
短区間の目標データ量の総和が所定のデータ量であるよ
うに目標データ量を設定し、 第３の符号化処理では、前記第２のＧＯＰ構造で、さら
に前記目標データ量に基づいて符号化を行うことを特徴
とする画像符号化方法。 - 【請求項２】 所定時間の映像信号を符号化する符号化
方法であって、 フレーム内符号化のフレーム周期をＮ、参照フレームの
フレーム周期をＭとし、フレーム内符号化から次のフレ
ーム内符号化の直前のフレームまでのＮフレームを１つ
のＧＯＰとし、頭だしを必要とするフレームをエントリ
ーフレームとするとき、 前記Ｎ，Ｍの値を一定とする第１のＧＯＰ構造を基本と
しつつ符号化処理を行う第１の符号化処理ステップと、 前記第１の符号化処理ステップにより得た情報よりシー
ンチェンジフレームを検出するシーンチェンジ検出ステ
ップと、 前記シーンチェンジフレームのすべて又は一部のシーン
チェンジフレームと、エントリーフレームを、ＧＯＰの
先頭であるフレーム内符号化とするように、Ｎ，Ｍ値を
ＧＯＰごとに可変とすることにより第２のＧＯＰ構造を
設定するＧＯＰ構造設定ステップと、 所定時間の映像信号を、前記第２のＧＯＰ構造で、所定
の量子化幅Ｑ１により量子化を行う第２の符号化処理ス
テップと、 前記第２の符号化処理で発生した前記所定時間よりも短
く１フレーム期間以上の短区間ごとのデータ量Ｄ１を逐
次記憶する記憶ステップと、 前記短区間ごとのデータ量Ｄ１と相関を有する目標デー
タ量Ｄ２を短区間ごとに設定し、さらに前記短区間の目
標データ量Ｄ２の総和が所定のデータ量ＤＡＬＬである
ように設定する、目標データ量設定ステップと、 短区間ごとの符号化の結果が、短区間の前記目標データ
量Ｄ２になることを目標として符号化を行う第３の符号
化処理ステップと、 前記第３の符号化処理を行った結果、それまでの各短区
間に発生したデータ量Ｄ３の総和ΣＤ３と、目標データ
量のそれまでの総和ΣＤ２を比較する比較ステップと、 前記比較の結果、ΣＤ２＞ΣＤ３ならば、その後の短区
間の目標データ量をやや多く、ΣＤ２＜ΣＤ３ならば、
その後の短区間の目標データ量をやや少なく、目標デー
タ量設定ステップを修正する、目標データ量修正ステッ
プと、 を有することを特徴とする画像符号化方法。 - 【請求項３】 第１のＧＯＰ構造のＭは１であることを
特徴とする請求項１または２記載の画像符号化方法。 - 【請求項４】 フレーム単位のデータ発生量の変化量が
所定値より多いフレームをシーンチェンジフレームとす
ることを特徴とする請求項１または２記載の画像符号化
方法。 - 【請求項５】 動きベクトル情報の分散が所定値より多
いフレームをシーンチェンジフレームとすることを特徴
とする請求項１または２記載の画像符号化方法。 - 【請求項６】 短区間は、ｎ個（ｎは自然数）のフレー
ムもしくはｎ個のＧＯＰで構成されることを特徴とする
請求項１または２記載の画像符号化方法。 - 【請求項７】 短区間ごとのデータ量Ｄ１と目標データ
量Ｄ２の間の相関は、略比例であることを特徴とする請
求項２記載の画像符号化方法。 - 【請求項８】 所定時間の映像信号を符号化する符号化
装置であって、 フレーム内符号化のフレーム周期をＮ、参照フレームの
フレーム周期をＭとし、フレーム内符号化から次のフレ
ーム内符号化の直前のフレームまでのＮフレームを１つ
のＧＯＰとし、頭だしを必要とするフレームをエントリ
ーフレームとするとき、前記Ｎ，Ｍの値を一定とする第１のＧＯＰ構造を基本と
しつつ符号化処理を行う第１の符号化処理手段と、 前記第１の符号化処理手段により得た情報よりシーンチ
ェンジフレームを検出するシーンチェンジ検出手段と、 前記シーンチェンジフレームのすべて又は一部のシーン
チェンジフレームと、エントリーフレームを、ＧＯＰの
先頭であるフレーム内符号化とするように、Ｎ，Ｍ値を
ＧＯＰごとに可変とすることにより第２のＧＯＰ構造を
設定するＧＯＰ構造設定手段と、 所定時間の映像信号を、前記第２のＧＯＰ構造で、所定
の量子化幅Ｑ１により量子化を行う第２の符号化処理手
段と、 前記第２の符号化処理で発生した前記所定時間よりも短
く１フレーム期間以上の短区間ごとのデータ量Ｄ１を逐
次記憶する記憶手段と、 前記短区間ごとのデータ量Ｄ１と相関を有する目標デー
タ量Ｄ２を短区間ごとに設定し、さらに前記短区間の目
標データ量Ｄ２の総和が所定のデータ量ＤＡＬＬである
ように設定する、目標データ量設定手段と、 短区間ごとの符号化の結果が、短区間の前記目標データ
量Ｄ２になることを目標として符号化を行う第３の符号
化処理手段と、 を有することを特徴とする画像符号化装置。 - 【請求項９】 前記第３の符号化処理を行った結果、そ
れまでの各短区間に発生したデータ量Ｄ３の総和ΣＤ３
と、目標データ量のそれまでの総和ΣＤ２を比較する比
較手段と、 前記比較の結果、ΣＤ２＞ΣＤ３ならば、その後の短区
間の目標データ量をやや多く、ΣＤ２＜ΣＤ３ならば、
その後の短区間の目標データ量をやや少なく、目標デー
タ量設定手段を修正する目標データ量修正手段と、 を有することを特徴とする請求項８記載の画像符号化装
置。 - 【請求項１０】 第１のＧＯＰ構造のＭは１であること
を特徴とする請求項８または９記載の画像符号化装置。 - 【請求項１１】 シーンチェンジ検出手段は、フレーム
単位のデータ発生量の変化量が所定値より多いフレーム
を検出することを特徴とする請求項８または９記載の画
像符号化装置。 - 【請求項１２】 シーンチェンジ検出手段は、動きベク
トル情報の分散が所定値より多いフレームを検出するこ
とを特徴とする請求項８または９記載の画像符号化装
置。 - 【請求項１３】 短区間は、ｎ個（ｎは自然数）のフレ
ームもしくはｎ個のＧＯＰで構成されることを特徴とす
る請求項８または９記載の画像符号化装置。 - 【請求項１４】 短区間ごとのデータ量Ｄ１と目標デー
タ量Ｄ２の間の相関は、略比例であることを特徴とする
請求項９記載の画像符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6075795A JP3307143B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 画像符号化方法及び画像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6075795A JP3307143B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 画像符号化方法及び画像符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08265747A JPH08265747A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3307143B2 true JP3307143B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=13151476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6075795A Expired - Lifetime JP3307143B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 画像符号化方法及び画像符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3307143B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10290458A (ja) * | 1997-04-15 | 1998-10-27 | Sony Corp | ビデオエンコードシステム |
| FR2783388B1 (fr) * | 1998-09-15 | 2000-10-13 | Thomson Multimedia Sa | Procede de compression d'images et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
| JP4428680B2 (ja) | 2000-11-06 | 2010-03-10 | パナソニック株式会社 | 映像信号符号化方法および映像信号符号化装置 |
| MXPA06006107A (es) * | 2003-12-01 | 2006-08-11 | Samsung Electronics Co Ltd | Metodo y aparato de codificacion y decodificacion escalables de video. |
| JP4655191B2 (ja) | 2004-09-02 | 2011-03-23 | ソニー株式会社 | 情報処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
| GB0428155D0 (en) | 2004-12-22 | 2005-01-26 | British Telecomm | Buffer underflow prevention |
| JP4698260B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-06-08 | 三洋電機株式会社 | 画像記録装置及び監視システム |
| JP4572137B2 (ja) * | 2005-04-05 | 2010-10-27 | 日本放送協会 | 符号化装置および符号化プログラム |
| JP4655791B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2011-03-23 | ソニー株式会社 | 符号化装置、符号化方法およびそのプログラム |
| JP4911625B2 (ja) * | 2007-11-27 | 2012-04-04 | 三洋電機株式会社 | 画像処理装置、およびそれを搭載した撮像装置 |
| JP4886747B2 (ja) * | 2008-08-28 | 2012-02-29 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 画像符号化装置および画像符号化方法並びにプログラム |
| JP6496166B2 (ja) * | 2015-03-13 | 2019-04-03 | 日本放送協会 | 予測符号化判定装置、符号化装置、及びプログラム |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP6075795A patent/JP3307143B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08265747A (ja) | 1996-10-11 |
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