JP3358620B2 - Image encoding method and image encoding device - Google Patents

Image encoding method and image encoding device

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JP3358620B2 JP2000360261A JP2000360261A JP3358620B2 JP 3358620 B2 JP3358620 B2 JP 3358620B2 JP 2000360261 A JP2000360261 A JP 2000360261A JP 2000360261 A JP2000360261 A JP 2000360261A JP 3358620 B2 JP3358620 B2 JP 3358620B2
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encoding
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images
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術の分野】本発明は、画像符号化方法
及び画像符号化装置に関し、特に光ディスク、磁気ディ
スク、磁気テープ等の画像記録媒体に動画の映像信号を
蓄積用符号化して記録するシステムや、伝送路を介して
動画の映像信号を伝送するシステム等において使用され
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image encoding method and an image encoding apparatus, and more particularly to a system for encoding and recording moving image video signals on an image recording medium such as an optical disk, a magnetic disk, and a magnetic tape. And a system for transmitting a video signal of a moving image via a transmission path.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、例えばテレビ会議システム、テレビ
電話システム等のように動画の映像信号を遠隔地に伝送
するシステムや、動画の映像信号を光ディスク、磁気デ
ィスク、磁気テープ等の画像記録媒体に記録し、また記
録された動画の映像信号を再生するシステム等におい
て、伝送路(あるいは画像記録媒体)を効率良く利用す
るために、映像信号の有するライン相関やフレーム相関
を利用して映像信号を所謂高能率符号化し、空間軸方向
と時間軸方向の冗長度を落として有意情報のみを伝送
し、伝送効率を高めるようになされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a system for transmitting a video signal of a moving image to a remote place, such as a video conference system and a video telephone system, and a video signal of a moving image are recorded on an image recording medium such as an optical disk, a magnetic disk, and a magnetic tape. In a system or the like for reproducing a video signal of a recorded moving image, in order to efficiently use a transmission path (or an image recording medium), a video signal is so-called utilizing a line correlation or a frame correlation of the video signal. High-efficiency coding is performed to reduce the redundancy in the space axis direction and the time axis direction and transmit only significant information, thereby improving transmission efficiency.

【0003】例えば空間軸方向の符号化処理(以下フレ
ーム内符号化処理という)では、図7Aに示すように、
映像信号の例えばライン相関を利用するもので、時刻t
1、t2、t3・・・において動画を構成する各画像P
C1、PC2、PC3・・・を伝送しようとする場合、
伝送処理すべき画像データを、例えば同一走査線内で1
次元符号化したり、例えば画像を複数のブロックに分割
し、各ブロックの画像データを2次元符号化することに
より、データ圧縮を行い、伝送効率を向上させている。
For example, in an encoding process in the spatial axis direction (hereinafter referred to as an intra-frame encoding process), as shown in FIG.
For example, a line correlation of a video signal is used.
Each image P constituting a moving image at 1, t2, t3,.
When trying to transmit C1, PC2, PC3 ...
The image data to be transmitted is, for example, 1 in the same scanning line.
Data compression is performed by two-dimensional encoding or by dividing an image into a plurality of blocks and two-dimensionally encoding the image data of each block, thereby improving transmission efficiency.

【0004】また、時間軸方向の符号化処理(以下フレ
ーム間符号化処理という)では、映像信号のフレーム間
相関を利用して例えば所謂予測符号化により、すなわち
図7Bに示すように、順次隣り合う画像PCl及びPC
2、PC2及びPC3・・・間の対応する画素毎の画像
データの差分(所謂予測誤差)でなる画像データPC1
2、PC23・・・を求め、これらの画像データPC1
2、PC23・・・を伝送することにより、データ圧縮
を行い、伝送効率を向上させている。
In the encoding process in the time axis direction (hereinafter referred to as inter-frame encoding process), for example, so-called predictive encoding is performed using inter-frame correlation of a video signal, that is, as shown in FIG. Matching image PCl and PC
2, image data PC1 which is a difference (a so-called prediction error) of the image data of each corresponding pixel between PC2 and PC3.
2, PC23..., And these image data PC1
2, data is compressed by transmitting the PC 23, and the transmission efficiency is improved.

【0005】かくして、画像PC1、PC2、PC3・
・・の全ての画像データを伝送する場合と比較して、格
段に少ないデータ量で映像信号を伝送することができ
る。
[0005] Thus, the images PC1, PC2, PC3
The video signal can be transmitted with a much smaller data amount than when all the image data is transmitted.

【0006】また、上述のフレーム間符号化処理におけ
る予測符号化では、さらに効率を高めるために、例えば
マクロブロック単位で動き補償予測が用いられる。すな
わち、例えば画面中央の人物が移動する場合等、画面中
の動いている物体に対してその動きを検出し、その動き
分だけ前の画像中で予測に用いる画像データの位置を補
正して予測符号化を行うことにより、符号化効率を向上
させることができる。しかし、これでもまだ、物体が移
動して後ろから出現した部分に対しては、多くのデータ
を送らなければならない。そこで、動き補償予測を上述
の前方だけではなく、後方あるいは両者を組み合わせて
行うことにより、さらに符号化効率を高めることができ
る。
In the above-described predictive coding in the inter-frame coding process, for example, motion compensation prediction is used for each macroblock in order to further increase the efficiency. That is, for example, when a person in the center of the screen moves, the movement of a moving object on the screen is detected, and the position of the image data used for prediction in the image preceding by the movement is corrected to perform the prediction. By performing the encoding, the encoding efficiency can be improved. However, even now, much data must be sent to the part where the object moves and appears from behind. Therefore, the coding efficiency can be further improved by performing the motion compensation prediction not only in the above-mentioned forward direction but also in the backward direction or in a combination of both.

【0007】具体的には、図8Aに示すように、伝送し
ようとする動画の映像信号VDの第0、第1、第2、第
3・・・番目のフレームのフレームデータF0、F1、
F2、F3・・・のマクロブロックにおいて、順次フレ
ーム間に動きベクトルX0、X1、X2、X3・・・で
それぞれ表されるような画像の変化があった場合、送信
側の装置は、所定フレーム数(例えば1フレーム)置き
の、すなわち第2、第4・・・番目のフレームを補間フ
レームに指定し、これらの補間フレームに対して、図8
Bに示すように、所定の補間フレーム処理により伝送補
間フレームデータF2X、F4X・・・を生成する。ま
た、残りの非補間フレームに対して、フレームデータF
1、F3・・・に所定の符号化処理を施して、伝送非補
間フレームデータF1X、F3X・・・を生成する。
Specifically, as shown in FIG. 8A, frame data F0, F1,... Of the 0th, 1st, 2nd, 3rd,...
In the macroblocks F2, F3,..., When there is a change in the image as represented by the motion vectors X0, X1, X2, X3,. Every second (for example, one frame), that is, the second, fourth,..., Frames are designated as interpolation frames.
As shown in B, transmission interpolation frame data F2X, F4X... Are generated by predetermined interpolation frame processing. In addition, the frame data F
, F3... Are subjected to a predetermined encoding process to generate transmission non-interpolated frame data F1X, F3X.

【0008】例えば、動き補償されたフレームデータF
3とフレームデータF2の差分SP2(予測誤差)、動
き補償されたフレームデータF1とフレームデータF2
の差分SP3、動き補償されたフレームデータF1、F
3を補間処理して得られるフレームデータとフレームデ
ータF2の差分SP4をマクロブロック単位でそれぞれ
求め、フレームデータF2のマクロブロックSP1とこ
れらの差分の比較を行う。そして、これらのデータSP
1〜SP4のうちでデータ発生量が最小のデータをマク
ロブロック単位で伝送補間データF2Xとし、以下同様
にして各補間フレームに対する伝送補間データF4X・
・・を生成する。また、非補間フレームのフレームデー
タF1、F3・・・にそれぞれ、例えばDCT変換処
理、可変長符号化処理等を施して伝送非補間フレームデ
ータF1X、F3X・・・を生成する。
For example, motion-compensated frame data F
3 and the frame data F2, the difference SP2 (prediction error), the motion-compensated frame data F1 and the frame data F2
, The motion-compensated frame data F1, F2
Then, a difference SP4 between the frame data and the frame data F2 obtained by performing the interpolation process on No. 3 is obtained for each macroblock, and the difference between the macroblock SP1 of the frame data F2 and these differences is compared. And these data SP
1 to SP4, the data with the smallest data generation amount is referred to as transmission interpolation data F2X in macroblock units, and so on.
... is generated. Also, for example, the non-interpolated frame data F1, F3,... Are subjected to, for example, DCT conversion processing, variable-length coding processing, etc. to generate transmission non-interpolated frame data F1X, F3X.

【0009】そして、これらの伝送非補間フレームデー
タF1X、F3X・・・及び伝送補間データF2X、F
4X・・・を、動きベクトルX0、X1、X3・・・の
データとともに、伝送データDATAとして受信側の装置に
伝送する。
The transmission non-interpolated frame data F1X, F3X...
.. Together with the data of the motion vectors X0, X1, X3,... As transmission data DATA to the device on the receiving side.

【0010】一方、受信側の装置は、送られてくる伝送
データDATA(伝送非補間フレームデータF1X、F3X
・・・、伝送補間データF2X、F4X・・・、動きベ
クトルX0、X1、X3・・・のデータ)に、送信側の
符号化処理に対応した復号化処理を施して、フレームデ
ータF0、F1、F2、F3・・・を再生する。この結
果、動き補償予測を前方だけではなく、後方あるいは両
者を組み合わせて行うことにより、さらに符号化効率を
高めることができる。
On the other hand, the apparatus on the receiving side transmits transmitted data DATA (transmitted non-interpolated frame data F1X, F3X
,..., Transmission interpolation data F2X, F4X,..., Motion vectors X0, X1, X3,. , F2, F3,... As a result, the coding efficiency can be further improved by performing the motion compensation prediction not only in the forward direction but also in the backward direction or in a combination of the two directions.

【0011】ここで、上述の機能を有する画像符号化装
置と画像復号化装置について説明する。
Here, an image encoding apparatus and an image decoding apparatus having the above-described functions will be described.

【0012】この画像符号化装置60は、図9に示すよ
うに、入力映像信号VDを輝度信号と色差信号に分離す
る前処理回路61と、前処理回路61からの輝度信号、
色差信号をそれぞれディジタル信号に変換するアナログ
/ディジタル(以下A/Dという)変換回路62a、6
2bと、A/D変換回路62a、62bからの輝度デー
タ、色差データ(以下これらを画像データという)を記
憶するフレームメモリ群63と、フレームメモリ群63
から画像データをブロックフォーマットに従って読み出
すフォーマット変換回路64と、フォーマット変換回路
64からのブロックの画像データを高能率符号化するエ
ンコーダ65とを備える。
As shown in FIG. 9, the image encoding apparatus 60 includes a pre-processing circuit 61 for separating an input video signal VD into a luminance signal and a color difference signal, a luminance signal from the pre-processing circuit 61,
Analog / digital (hereinafter referred to as A / D) conversion circuits 62a and 62 for converting color difference signals into digital signals, respectively.
2b, a frame memory group 63 for storing luminance data and color difference data (hereinafter referred to as image data) from the A / D conversion circuits 62a and 62b, and a frame memory group 63
A format conversion circuit 64 for reading out image data from the format conversion circuit 64 in accordance with a block format, and an encoder 65 for encoding the image data of the block from the format conversion circuit 64 with high efficiency.

【0013】そして、前処理回路61は、入力映像信号
VDを輝度信号と色差信号に分離し、A/D変換回路6
2a、62bは、輝度信号、色差信号をそれぞれ8ビッ
トからなる輝度データ、色差データに変換し、フレーム
メモリ群63は、これらの輝度データ、色差データを記
憶する。
The pre-processing circuit 61 separates the input video signal VD into a luminance signal and a chrominance signal.
2a and 62b convert the luminance signal and the chrominance signal into 8-bit luminance data and chrominance data, respectively, and the frame memory group 63 stores these luminance data and chrominance data.

【0014】フォーマット変換回路64は、フレームメ
モリ群63に記憶されている画像データ(輝度データ、
色差データ)を、ブロックフォーマットに従って読み出
し、エンコーダ65は、この読み出された画像データを
所定の高能率符号化により符号化して、ビットストリー
ムを出力する。
The format conversion circuit 64 converts the image data (luminance data,
Color difference data) according to a block format, and the encoder 65 encodes the read image data by predetermined high-efficiency encoding, and outputs a bit stream.

【0015】そして、このビットストリームは、伝送路
や、光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ等の画像記
録媒体からなる伝送メディア70を介して、画像復号化
装置80に供給される。
The bit stream is supplied to an image decoding device 80 via a transmission path or a transmission medium 70 including an image recording medium such as an optical disk, a magnetic disk, and a magnetic tape.

【0016】この画像復号化装置80は、上述の図9に
示すように、エンコーダ65に対応したデコーダ81
と、デコーダ81で再生された画像データを、フレーム
フォーマットに変換するフォーマット変換回路82と、
フォーマット変換回路82からの画像データを記憶する
フレームメモリ群83と、フレームメモリ群83から読
み出された輝度データ、色差データをアナログ信号に変
換するD/A変換回路84a、84bと、D/A変換回
路84a、84bからの輝度信号、色差信号を混合して
出力映像信号を生成する後処理回路85とを備える。
As shown in FIG. 9 described above, the image decoding apparatus 80 includes a decoder 81 corresponding to the encoder 65.
A format conversion circuit 82 for converting the image data reproduced by the decoder 81 into a frame format,
A frame memory group 83 for storing image data from the format conversion circuit 82; D / A conversion circuits 84a and 84b for converting luminance data and color difference data read from the frame memory group 83 into analog signals; A post-processing circuit 85 that mixes the luminance signal and the color difference signals from the conversion circuits 84a and 84b to generate an output video signal.

【0017】そして、デコーダ81は、エンコーダ65
の高能率符号化に対応した復号化によりビットストリー
ムを復号化して、ブロックフォーマットの画像データを
再生し、フォーマット変換回路82は、この画像データ
をフレームフォーマットに変換してフレームメモリ群8
3に記憶する。
The decoder 81 includes an encoder 65
The bit stream is decoded by decoding corresponding to the high-efficiency encoding to reproduce the image data in the block format, and the format conversion circuit 82 converts the image data into the frame format, and
3 is stored.

【0018】D/A変換回路84a、84bは、フレー
ムメモリ群83から読み出された輝度データ、色差デー
タをそれぞれ輝度信号、色差信号に変換し、後処理回路
85は、これらの輝度信号、色差信号を混合して出力映
像信号を生成する。
The D / A conversion circuits 84a and 84b convert the luminance data and chrominance data read from the frame memory group 83 into a luminance signal and a chrominance signal, respectively. The signals are mixed to generate an output video signal.

【0019】具体的には、前処理回路61及びA/D変
換回路62a、62bは、上述したように輝度信号及び
色差信号をディジタル信号に変換するとともに、色差信
号に対しては上下左右方向に画素数が輝度信号の1/2
となるようにデータ量を削減した後、時間軸多重化し、
得られる輝度データと色差データをフレームメモリ群6
3に供給する。
Specifically, the preprocessing circuit 61 and the A / D conversion circuits 62a and 62b convert the luminance signal and the color difference signal into digital signals as described above, The number of pixels is の of the luminance signal
After reducing the amount of data so that
The obtained luminance data and color difference data are stored in a frame memory group 6
Supply 3

【0020】そして、フレームメモリ群63からは、上
述したようにブロックフォーマットに従って輝度データ
と色差データが読み出される。すなわち、例えば1フレ
ーム分の画像データは、図10Aに示すように、N個の
スライスに分割され、各スライスが、図10Bに示すよ
うに、M個のマクロブロックを含むようになされ、各マ
クロブロックは、図10Cに示すように、8×8画素か
らなるブロック単位であって上下左右に隣接する4つの
輝度ブロックの輝度データY1、Y2、Y3、Y4と、
これらの4つの輝度ブロックに対応する範囲の8×8画
素からなる色差ブロックの色差データCb、Crとを含
んでなる。そして、フレームメモリ群63からは、スラ
イスではマクロブロック単位で画像データが連続し、マ
クロブロック内ではY1、Y2、Y3、Y4、Cb、C
rの順に連続するように輝度データと色差データが読み
出される。このようにしてブロックフォーマットに従っ
て読み出された画像データは、エンコーダ65に供給さ
れる。
The luminance data and the color difference data are read from the frame memory group 63 in accordance with the block format as described above. That is, for example, image data for one frame is divided into N slices as shown in FIG. 10A, and each slice includes M macroblocks as shown in FIG. As shown in FIG. 10C, the block is a block unit composed of 8 × 8 pixels, and luminance data Y1, Y2, Y3, and Y4 of four luminance blocks adjacent vertically, horizontally, and
The color difference data includes color difference data Cb and Cr of a color difference block composed of 8 × 8 pixels in a range corresponding to these four luminance blocks. Then, from the frame memory group 63, image data continues in units of macroblocks in the slice, and Y1, Y2, Y3, Y4, Cb, C
The luminance data and the color difference data are read so as to be continuous in the order of r. The image data read according to the block format in this manner is supplied to the encoder 65.

【0021】エンコーダ65は、図11に示すように、
動きベクトル検出回路101を備え、この動きベクトル
検出回路101は、ブロックフォーマットで供給される
画像データの動きベクトルをマクロブロック単位で検出
する。すなわち、動きベクトル検出回路101は、フレ
ームメモリ群63に記憶された前方原画像及び/又は後
方原画像を用いて、現在の参照画像の動きベクトルをマ
クロブロック単位で検出する。ここで、動きベクトルの
検出は、マクロブロック単位でのフレーム間差分の絶対
値和が最小になるものを、その動きベクトルとする。そ
して、検出された動きベクトルは動き補償回路113等
に供給され、マクロブロック単位でのフレーム間差分の
絶対値和はフレーム内/前方/後方/両方向予測判定回
路103に供給される。
The encoder 65, as shown in FIG.
A motion vector detection circuit 101 is provided. The motion vector detection circuit 101 detects a motion vector of image data supplied in a block format on a macroblock basis. That is, the motion vector detection circuit 101 detects the motion vector of the current reference image in macroblock units using the front original image and / or the rear original image stored in the frame memory group 63. Here, in the detection of the motion vector, the motion vector in which the sum of the absolute values of the inter-frame differences in the macroblock unit is minimized is set as the motion vector. Then, the detected motion vector is supplied to the motion compensation circuit 113 and the like, and the sum of absolute values of the inter-frame differences in macroblock units is supplied to the intra-frame / forward / backward / bidirectional prediction determination circuit 103.

【0022】このフレーム内/前方/後方/両方向予測
判定回路103は、この値をもとに、参照ブロックの予
測モードを決定し、決定した予測モードに基づいて、マ
クロブロック単位でフレーム内/前方/後方/両方向予
測の切換を行うように予測符号化回路104を制御す
る。そして、予測符号化回路104は、加算回路104
a、104b、104c及び切換スイッチ104dを備
え、フレーム内符号化モードのときは入力画像データそ
のものを、前方/後方/両方向予測モードのときはそれ
ぞれの予測画像に対する入力画像データの画素毎の差分
(以下差分データという)を選択し、選択したデータを
DCT回路105に供給する。
The intra / forward / backward / bidirectional prediction determination circuit 103 determines the prediction mode of the reference block based on this value, and, based on the determined prediction mode, the intra / forward prediction frame for each macroblock. The prediction encoding circuit 104 is controlled so as to switch between / backward / bidirectional prediction. Then, the predictive encoding circuit 104
a, 104b, 104c, and a changeover switch 104d. The input image data itself is used in the intra-frame coding mode, and the difference (pixel) of the input image data with respect to each prediction image in the forward / backward / bidirectional prediction mode. The data is supplied to the DCT circuit 105.

【0023】DCT回路105は、映像信号の2次元相
関を利用して、入力画像データ又は差分データをブロッ
ク単位でDCT変換し、得られる係数データを量子化回
路106に供給する。
The DCT circuit 105 uses the two-dimensional correlation of the video signal to perform DCT on the input image data or difference data in block units and supplies the obtained coefficient data to the quantization circuit 106.

【0024】量子化回路106は、マクロブロック又は
スライス毎に定まる量子化ステップサイズ(量子化スケ
ール)を用いて係数データを量子化し、得られる量子化
データを可変長符号化(以下VLC:Variable Length
Codeという)回路107及び逆量子化回路108に供給
する。ところで、この量子化に用いる量子化ステップサ
イズは、後述する送信バッファメモリ109のバッファ
残量をフィードバックすることによって、送信バッファ
メモリ109が破綻しない値に決定され、この量子化ス
テップサイズも、VLC回路107及び逆量子化回路1
08に供給される。
The quantization circuit 106 quantizes the coefficient data using a quantization step size (quantization scale) determined for each macroblock or slice, and encodes the obtained quantized data into a variable length code (VLC: Variable Length).
(Code) circuit 107 and an inverse quantization circuit 108. By the way, the quantization step size used for the quantization is determined by feeding back the remaining buffer amount of the transmission buffer memory 109, which will be described later, so that the transmission buffer memory 109 does not fail. The quantization step size is also determined by the VLC circuit. 107 and inverse quantization circuit 1
08.

【0025】VLC回路107は、量子化データを、量
子化ステップサイズ、予測モード、動きベクトルととも
に可変長符号化し、伝送データとして送信バッファメモ
リ109に供給する。
The VLC circuit 107 performs variable length coding on the quantized data together with the quantization step size, the prediction mode, and the motion vector, and supplies the data to the transmission buffer memory 109 as transmission data.

【0026】送信バッファメモリ109は、伝送データ
を一旦記憶した後、一定のビットレートで読み出すこと
により、伝送データを平滑化してビットストリームとし
て出力するとともに、メモリに残留している残留データ
量に応じてマクロブロック単位の量子化制御信号を量子
化回路106にフィードバックして量子化ステップサイ
ズを制御する。これにより送信バッファメモリ109
は、ビットストリームとして発生されるデータ量を調整
し、メモリ内に適正な残量(オーバーフロー又はアンダ
ーフローを生じさせないようなデータ量)のデータを維
持する。例えば、送信バッファメモリ109のデータ残
量が許容上限にまで増量すると、送信バッファメモリ1
09は、量子化制御信号によつて量子化回路106の量
子化ステップサイズを大きくすることにより、量子化デ
ータのデータ量を低下させる。一方、送信バッファメモ
リ109のデータ残量が許容下限まで減量すると、送信
バッファメモリ109は、量子化制御信号によつて量子
化回路106の量子化ステップサイズを小さくすること
により、量子化データのデータ量を増大させる。
The transmission buffer memory 109 stores the transmission data once, reads it out at a constant bit rate, smoothes the transmission data and outputs it as a bit stream, and outputs the bit stream according to the amount of residual data remaining in the memory. Then, the quantization control signal in macroblock units is fed back to the quantization circuit 106 to control the quantization step size. Thereby, the transmission buffer memory 109
Adjusts the amount of data generated as a bit stream and maintains an appropriate amount of data in the memory (a data amount that does not cause overflow or underflow). For example, when the remaining amount of data in the transmission buffer memory 109 increases to the allowable upper limit, the transmission buffer memory 1
In step 09, the data amount of the quantized data is reduced by increasing the quantization step size of the quantization circuit 106 by the quantization control signal. On the other hand, when the remaining amount of data in the transmission buffer memory 109 decreases to the permissible lower limit, the transmission buffer memory 109 reduces the quantization step size of the quantization circuit 106 by the quantization control signal, thereby obtaining the data of the quantized data. Increase volume.

【0027】このようにして、バッファメモリ109か
ら出力されるビットストリームは一定のビットレート
で、上述したように伝送路や、光ディスク、磁気ディス
ク、磁気テープ等の画像記録媒体からなる伝送メディア
70を介して、画像復号化装置80に供給される。
As described above, the bit stream output from the buffer memory 109 is transmitted at a constant bit rate to the transmission path and the transmission medium 70 composed of an image recording medium such as an optical disk, a magnetic disk, and a magnetic tape as described above. The image is supplied to the image decoding apparatus 80 via

【0028】一方、逆量子化回路108は、量子化回路
106から供給される量子化データを逆量子化して、上
述のDCT回路105の出力に対応する係数データ(量
子化歪みが加算されている)を再生し、この係数データ
を逆離散余弦変換(以下IDCT:Inverse Discrete C
osine Transformという)回路110に供給する。
On the other hand, the inverse quantization circuit 108 inversely quantizes the quantized data supplied from the quantization circuit 106, and coefficient data (quantization distortion is added thereto) corresponding to the output of the DCT circuit 105 described above. ) Is reproduced, and the coefficient data is subjected to inverse discrete cosine transform (hereinafter, IDCT: Inverse Discrete C).
osine transform).

【0029】IDCT回路110は、係数データをID
CT変換して、フレーム内符号化モードでは入力画像デ
ータに対応する画像データを再生し、前方/後方/両方
向予測モードでは予測符号化回路104の出力に対応す
る差分データを再生して、加算回路111に供給する。
この加算回路111には、前方/後方/両方向予測モ
ードのとき、後述する動き補償回路113から動き補償
された予測画像データが供給されており、この動き補償
された予測画像データと差分データを加算することによ
り、入力画像データに対応する画像データを再生する。
The IDCT circuit 110 converts the coefficient data into an ID
CT conversion and reproduces image data corresponding to the input image data in the intra-frame encoding mode, and reproduces difference data corresponding to the output of the prediction encoding circuit 104 in the forward / backward / bidirectional prediction mode. 111.
In the forward / backward / bidirectional prediction mode, the addition circuit 111 is supplied with motion-compensated predicted image data from a motion compensation circuit 113 described later, and adds the motion-compensated predicted image data and difference data. By doing so, the image data corresponding to the input image data is reproduced.

【0030】そして、このようにして再生された画像デ
ータは、フレームメモリ112に記憶される。すなわ
ち、逆量子化回路108〜加算回路111は、局部復号
化回路を構成し、予測モードに基づいて、量子化回路1
06から出力される量子化データを局部復号化し、得ら
れる復号画像を前方予測画像若しくは後方予測画像とし
てフレームメモリ112に書き込む。フレームメモリ1
12は、複数のフレームメモリからなり、フレームメモ
リのバンク切換が行われ、符号化する画像に応じて、単
一のフレームが、前方予測画像データとして出力された
り、後方予測画像データとして出力される。また、両方
向予測の場合は、前方予測画像データと後方予測画像デ
ータが例えば平均化されて出力される。これらの予測画
像データは、後述するデコーダ81で再生される画像と
全く同一の画像であり、次の処理画像はこの予測画像を
もとに前方/後方/両方向予測符号化が行われる。
The image data thus reproduced is stored in the frame memory 112. That is, the inverse quantization circuit 108 to the addition circuit 111 constitute a local decoding circuit, and the quantization circuit 1
The quantized data output from 06 is locally decoded, and the obtained decoded image is written to the frame memory 112 as a forward predicted image or a backward predicted image. Frame memory 1
Numeral 12 is composed of a plurality of frame memories, the bank switching of the frame memories is performed, and a single frame is output as forward prediction image data or backward prediction image data depending on the image to be encoded. . In the case of bidirectional prediction, forward predicted image data and backward predicted image data are averaged and output, for example. These predicted image data are exactly the same images as the images reproduced by the decoder 81 described later, and the next processed image is subjected to forward / backward / bidirectional prediction encoding based on this predicted image.

【0031】すなわち、フレームメモリ112から読み
出された画像データは動き補償回路113に供給され、
この動き補償回路113は、動きベクトルに基づいて、
予測画像データに動き補償を施し、動き補償された予測
画像データを予測符号化回路104及び加算回路111
に供給する。
That is, the image data read from the frame memory 112 is supplied to the motion compensation circuit 113,
This motion compensation circuit 113 calculates
The motion compensation is performed on the prediction image data, and the motion compensated prediction image data is added to the prediction encoding circuit 104 and the addition circuit 111.
To supply.

【0032】つぎに、デコーダ81について説明する。Next, the decoder 81 will be described.

【0033】デコーダ81には伝送メディア70を介し
てビットストリームが入力される。このビットストリー
ムは、図12に示すように、受信バッファ201を介し
て可変長復号化(以下IVLCという)回路202に入
力される。IVLC回路202は、ビットストリームか
ら量子化データ、動きベクトル、予測モード、量子化ス
テップサイズ等を再生する。これらの量子化データと量
子化ステップサイズは逆量子化回路203に供給され、
動きベクトルは動き補償回路207に供給され、予測モ
ードは加算回路205に供給される。
A bit stream is input to the decoder 81 via the transmission medium 70. This bit stream is input to a variable length decoding (hereinafter referred to as IVLC) circuit 202 via a reception buffer 201 as shown in FIG. The IVLC circuit 202 reproduces quantized data, a motion vector, a prediction mode, a quantization step size, and the like from the bit stream. These quantization data and quantization step size are supplied to the inverse quantization circuit 203,
The motion vector is supplied to the motion compensation circuit 207, and the prediction mode is supplied to the addition circuit 205.

【0034】逆量子化回路203〜加算回路205の動
作はエンコーダ65の局部復号化回路と同じであり、フ
レームメモリ群206、動き補償回路207の動作はそ
れぞれエンコーダ65のフレームメモリ112、動き補
償回路113と同じであり、量子化データ、動きベクト
ル、予測モード、量子化ステップサイズをもとに復号化
が行われる。この結果、加算回路205から再生画像デ
ータが出力される。
The operations of the inverse quantization circuit 203 to the addition circuit 205 are the same as those of the local decoding circuit of the encoder 65, and the operations of the frame memory group 206 and the motion compensation circuit 207 are the frame memory 112 and the motion compensation circuit of the encoder 65, respectively. The decoding is performed based on the quantization data, the motion vector, the prediction mode, and the quantization step size. As a result, reproduced image data is output from the addition circuit 205.

【0035】以上のように、従来の装置では、エンコー
ダ65で発生するビットストリームの符号化ビットレー
トは伝送メディア70の転送レートにあわせて一定とさ
れ、この制限のもとでデータ発生量、すなわちエンコー
ダ65における量子化回路106の量子化ステップサイ
ズが制御されていた。換言すると、例えば絵柄が複雑な
画像が連続するときは、量子化ステップサイズを大きく
してデータ発生量を抑圧し、逆に単純な絵柄が連続する
ときは、量子化ステップサイズを小さくしてデータ発生
量を増加させることにより、バッファメモリ109のオ
ーバーフロー又はアンダーフローを生じさせないように
して固定レートを保持するようになっていた。
As described above, in the conventional apparatus, the encoding bit rate of the bit stream generated by the encoder 65 is fixed in accordance with the transfer rate of the transmission medium 70, and under this restriction, the amount of data generation, that is, The quantization step size of the quantization circuit 106 in the encoder 65 has been controlled. In other words, for example, when images with complicated patterns continue, the quantization step size is increased to suppress the amount of data generation, and conversely, when simple patterns continue, the quantization step size is reduced to reduce the data size. By increasing the generation amount, a fixed rate is maintained without causing an overflow or underflow of the buffer memory 109.

【0036】したがって、従来の装置では複雑な画像が
連続するときは、量子化ステップサイズが大きくされ、
画質が劣化し、単純な画像が連続するときは、量子化ス
テップサイズが小さくされ、全体を通じて均等な画質を
得ることができなかった。
Therefore, in the conventional apparatus, when a complicated image is continuous, the quantization step size is increased,
When the image quality is degraded and simple images continue, the quantization step size is reduced, and it is not possible to obtain uniform image quality throughout.

【0037】また、ビットストリームをデータ容量が限
られている画像記録媒体に記録する場合、絵柄が複雑な
画像に対する極端な画質劣化をさけるためには、この複
雑な画像の画質を損なわないような高いレートの固定レ
ートを全体に対して適用しなければならず、記録時間を
減少させる結果となっていた。
When a bit stream is recorded on an image recording medium having a limited data capacity, in order to prevent an extreme deterioration in image quality of an image having a complicated pattern, the image quality of the complicated image is not impaired. A higher fixed rate must be applied to the whole, resulting in reduced recording time.

【0038】[0038]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的
は、例えば絵柄が複雑な画像が連続しても、これらの画
像に対して量子化ステップサイズが従来の装置のように
大きくされることなく、全体を通じて均等な高画質を得
ることができる画像符号化方法及び画像符号化装置を提
供することである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a method, for example, in which images having complicated patterns It is an object of the present invention to provide an image encoding method and an image encoding device capable of obtaining uniform high image quality throughout without increasing the quantization step size unlike the conventional device.

【0039】また、本発明の目的は、画像記録媒体に記
録する際に、限られた記録容量を有効に使うことがで
き、画像データを画像記録媒体の記録時間を長くするこ
とができ、さらに、画像記録媒体から全体を通じて均等
な高画質の画像データを再生することができる画像符号
化方法及び画像符号化装置を提供することである。
Another object of the present invention is to make it possible to effectively use a limited recording capacity when recording on an image recording medium, to increase the recording time of image data on the image recording medium, Another object of the present invention is to provide an image encoding method and an image encoding device capable of reproducing uniform high-quality image data throughout from an image recording medium.

【0040】[0040]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る画像符号化方法は、入力画像データ
を符号化する画像符号化方法において、入力画像データ
を、複数の画像からなるGOP毎に符号化して、GOP
毎の第1の符号化データを生成するステップと、第1の
符号化データを生成するステップで生成された第1の符
号化データのデータ量に基づいて、GOP毎の符号化の
難易度及び複数のGOPの符号化の難易度の総和を求め
るステップと、GOP毎の符号化の難易度と複数のGO
Pの符号化の難易度の総和の比に従って各GOP自身に
割り当てられる割当符号量を、絵柄が複雑な画像を含む
GOPに対しては多く割り当てられ、絵柄が単純な画像
を含むGOPに対しては少なく割り当てられるように算
出するステップと、GOP毎の入力画像データを、GO
P自身毎に割り当てられた割当符号量に基づいて符号化
して、第2の符号化データを生成し、GOP毎の第2の
符号化データのデータ量がGOP毎の割当符号量となる
ようにするステップとを有する。
According to an aspect of the present invention, there is provided an image encoding method for encoding input image data, comprising the steps of converting input image data from a plurality of images. Coded for each GOP
Generating the first encoded data for each GOP, and calculating the degree of difficulty of encoding for each GOP based on the data amount of the first encoded data generated in the step of generating the first encoded data. A step of calculating the sum of the encoding difficulty levels of the plurality of GOPs;
A larger amount of code is allocated to each GOP according to the ratio of the total sum of the degree of difficulty of encoding P to GOPs including images having complicated patterns, and to GOPs including images having simple patterns. And calculating the input image data for each GOP as GO
Encoding is performed based on the assigned code amount assigned to each P itself to generate second encoded data, and the data amount of the second encoded data for each GOP becomes the assigned code amount for each GOP. And

【0041】本発明に係る画像符号化装置は、入力画像
データを符号化する画像符号化装置において、複数の画
像からなるGOPの複数分の入力画像データを、一定の
量子化ステップサイズを用いて量子化して、第1の符号
化データを生成する第1の符号化手段と、第1の符号化
手段で生成された第1の符号化データのデータ量に基づ
いて、GOP毎の符号化の難易度及び複数のGOPの符
号化の難易度の総和を検出し、GOP毎の符号化の難易
度と複数のGOPの符号化の難易度の総和の比に従って
各GOP自身に割り当てられる割当符号量を、絵柄が複
雑な画像を含むGOPに対しては多く割り当てられ、絵
柄が単純な画像を含むGOPに対しては少なく割り当て
られるように算出する符号化制御手段と、GOP毎の入
力画像データを、GOP自身毎に割り当てられた割当符
号量に基づいて符号化して、第2の符号化データを生成
し、GOP毎の第2の符号化データのデータ量がGOP
毎の割当符号量となるようにする第2の符号化手段とを
備える。
An image encoding apparatus according to the present invention is an image encoding apparatus for encoding input image data, wherein the input image data for a plurality of GOPs including a plurality of images is encoded using a fixed quantization step size. A first encoding unit that quantizes to generate first encoded data; and an encoding unit that encodes each GOP based on a data amount of the first encoded data generated by the first encoding unit. The sum of the difficulty level and the total difficulty level of the encoding of the plurality of GOPs is detected, and the allocated code amount allocated to each GOP itself according to the ratio of the total difficulty level of the encoding level of the GOPs and the total level of the encoding difficulty level of the multiple GOPs Encoding control means for calculating a large number of GOPs for a GOP including a complex image and a small number of GOPs for a GOP including a simple image, and input image data for each GOP. , And encoding based on the assigned code amount assigned to each OP itself to generate second coded data, the data amount of the second encoded data of each GOP is GOP
And a second encoding unit for setting the assigned code amount for each.

【0042】本発明に係る画像符号化方法は、入力画像
データを符号化する画像符号化方法において、複数の画
像の入力画像データを符号化して、画像毎の第1の符号
化データを生成するステップと、第1の符号化データを
生成するステップで生成された第1の符号化データのデ
ータ量に基づいて、画像毎の符号化の難易度及び複数の
画像の難易度の総和を求めるステップと、画像毎の符号
化の難易度と複数の画像の符号化の難易度の総和の比に
従って各画像自身に割り当てられる割当符号量を、絵柄
が複雑な画像に対しては多く割り当てられ、絵柄が単純
な画像に対しては少なく割り当てられるように算出する
ステップと、画像毎の入力画像データを、画像自身毎に
割り当てられた割当符号量に基づいて符号化して、第2
の符号化データを生成し、画像毎の第2の符号化データ
のデータ量が画像毎の割当符号量となるようにするステ
ップとを有する。
According to the image encoding method of the present invention, in an image encoding method for encoding input image data, input image data of a plurality of images is encoded to generate first encoded data for each image. Determining the sum of the difficulty of encoding for each image and the difficulty of a plurality of images based on the data amount of the first encoded data generated in the step of generating the first encoded data. And the amount of code assigned to each image itself according to the ratio of the degree of difficulty of encoding for each image to the sum of the degree of difficulty of encoding a plurality of images. Calculating the image data so as to be less allocated to a simple image, and coding the input image data for each image based on the allocated code amount allocated to each image itself,
In which the data amount of the second encoded data for each image becomes the allocated code amount for each image.

【0043】本発明に係る画像符号化装置は、入力画像
データを符号化する画像符号化装置において、複数の入
力画像データを符号化して、第1の符号化データを生成
する第1の符号化手段と、第1の符号化手段で生成され
た第1の符号化データのデータ量に基づいて、画像毎の
符号化の難易度及び複数の画像の符号化の難易度の総和
を求め、画像毎の符号化の難易度と複数の画像の符号化
の難易度の総和の比に従って各画像自身に割り当てられ
る割当符号量を、絵柄が複雑な画像に対しては多く割り
当てられ、絵柄が単純な画像に対しては少なく割り当て
られるように算出する符号化制御手段と、画像毎の入力
画像データを、画像自身毎に割り当てられた割当符号量
に基づいて符号化して、第2の符号化データを生成し、
画像毎の第2の符号化データのデータ量が画像毎の割当
符号量となるようにする第2の符号化手段とを備える。
An image coding apparatus according to the present invention is an image coding apparatus for coding input image data, wherein the first coding method generates a first coded data by coding a plurality of input image data. Means for calculating the sum of the difficulty of encoding for each image and the difficulty of encoding for a plurality of images based on the data amount of the first encoded data generated by the first encoding means; The assigned code amount assigned to each image itself according to the ratio of the difficulty of encoding for each image and the sum of the difficulty of encoding of a plurality of images, a large amount is assigned to an image with a complicated pattern, and the pattern is simple. Encoding control means for calculating so as to be less allocated to the image; and input image data for each image, which is encoded based on the assigned code amount assigned to each image itself, to form second encoded data. Generate
A second encoding unit that makes the data amount of the second encoded data for each image equal to the allocated code amount for each image.

【0044】本発明に係る画像符号化方法は、入力画像
データを符号化する画像符号化方法において、入力画像
データで表される複数の画像のそれぞれの予測モードを
選択するステップと、選択された予測モードに従って、
複数の画像の入力画像データを符号化して、画素毎の第
1の符号化データを生成するステップと、第1の符号化
データを生成するステップで生成された第1の符号化デ
ータのデータ量に基づいて、画像毎の符号化の難易度及
び複数の画像の難易度の総和を求めるステップと、画像
毎の符号化の難易度と複数の画像の難易度の総和の比に
基づいて、各画像自身に割り当てられる割当符号量を算
出するステップと、画像毎の入力画像データを、予測モ
ードを用いるとともに、画像自身毎に割り当てられた割
当符号量に基づいて、符号化して、第2の符号化データ
を生成し、画像毎の第2の符号化データのデータ量が画
像毎の割当符号量となるようにするステップとを有す
る。
According to the image encoding method of the present invention, in the image encoding method for encoding the input image data, a step of selecting a prediction mode of each of a plurality of images represented by the input image data; According to the prediction mode,
A step of encoding input image data of a plurality of images to generate first encoded data for each pixel, and a data amount of the first encoded data generated in the step of generating the first encoded data Calculating the sum of the degree of difficulty of encoding for each image and the degree of difficulty of a plurality of images, based on the ratio of the degree of difficulty of encoding for each image and the sum of the degree of difficulty of a plurality of images. Calculating a code amount to be allocated to the image itself, and encoding the input image data for each image based on the code amount allocated to the image itself using a prediction mode, Generating encoded data so that the data amount of the second encoded data for each image becomes the allocated code amount for each image.

【0045】本発明に係る画像符号化装置は、複数の画
像を表す入力画像データを符号化する画像符号化装置に
おいて、入力画像データで表される複数の画像のそれぞ
れの予測モードを選択する予測判定手段と、選択された
予測モードに従って、複数の画像の入力画像データを符
号化して、画素毎の第1の符号化データを生成する第1
の符号化手段と、第1の符号化手段で生成された第1の
符号化データのデータ量に基づいて、画像毎の符号化の
難易度及び複数の画像の符号化の難易度の総和を求め、
画像毎の符号化の難易度と複数の画像の符号化の難易度
の総和の比に基づいて、各画像自身に割り当てられる割
当符号量を算出する符号化制御手段と、画像毎の入力画
像データを、予測モードを用いるとともに、画像自身毎
に割り当てられた割当符号量に基づいて、符号化して、
第2の符号化データを生成し、画像毎の第2の符号化デ
ータのデータ量が画像毎の割当符号量となるようにする
第2の符号化手段とを備える。
An image coding apparatus according to the present invention is an image coding apparatus for coding input image data representing a plurality of images, the prediction method for selecting a prediction mode of each of a plurality of images represented by the input image data. A determination unit configured to encode input image data of a plurality of images according to a selected prediction mode to generate first encoded data for each pixel;
And the sum of the degree of difficulty of encoding for each image and the degree of difficulty of encoding a plurality of images based on the data amount of the first encoded data generated by the first encoding means. Asked,
Encoding control means for calculating an assigned code amount to be assigned to each image itself based on a ratio of a difficulty of encoding of each image and a total of difficulty of encoding a plurality of images; and input image data of each image. Is encoded using the prediction mode and based on the assigned code amount assigned to each image itself,
A second encoding unit configured to generate second encoded data and to make a data amount of the second encoded data for each image equal to an assigned code amount for each image.

【0046】本発明に係る画像符号化方法は、入力画像
データを符号化する画像符号化方法において、入力画像
データで表される複数の画像のそれぞれのマクロブロッ
ク毎に、動きベクトルを検出するステップと、複数の画
像の入力画像データを、動きベクトルを用いて符号化
し、画像毎の第1の符号化データを生成するステップ
と、第1の符号化データを生成するステップで生成され
た第1の符号化データのデータ量に基づいて、画像毎の
符号化の難易度及び複数の画像の難易度の総和を求める
ステップと、画像毎の符号化の難易度と複数の画像の難
易度の総和の比に基づいて、各画像自身に割り当てられ
る割当符号量を算出するステップと、画像毎の入力画像
データを、動きベクトルを用いるとともに、画像自身毎
に割り当てられた割当符号量に基づいて、符号化して、
第2の符号化データを生成し、画像毎の第2の符号化デ
ータのデータ量が画像毎の割当符号量となるようにする
ステップとを有する。
In the image coding method according to the present invention, in the image coding method for coding input image data, a step of detecting a motion vector for each macroblock of a plurality of images represented by the input image data Encoding the input image data of a plurality of images using a motion vector to generate first encoded data for each image; and generating the first encoded data in the step of generating the first encoded data. Calculating the sum of the degree of difficulty of encoding for each image and the degree of difficulty of a plurality of images, based on the data amount of the encoded data, and the sum of the degree of difficulty of encoding for each image and the degree of difficulty of a plurality of images. Calculating the amount of code to be allocated to each image based on the ratio of the images, and using the motion vector to allocate the input image data for each image and the allocation allocated to each image itself. Based on the issue amount, by coding,
Generating second encoded data so that the data amount of the second encoded data for each image becomes the allocated code amount for each image.

【0047】本発明に係る画像符号化装置は、複数の画
像を表す入力画像データを符号化する画像符号化装置に
おいて、入力画像データで表される複数の画像のそれぞ
れのマクロブロック毎に、動きベクトルを検出する動き
ベクトル検出手段と、複数の画像の入力画像データを、
動きベクトルを用いて符号化し、画像毎の第1の符号化
データを生成する第1の符号化手段と、第1の符号化手
段で生成された第1の符号化データのデータ量に基づい
て、画像毎の符号化の難易度及び複数の画像の符号化の
難易度の総和を求め、画像毎の符号化の難易度と複数の
画像の符号化の難易度の総和の比に基づいて、各画像自
身に割り当てられる割当符号量を算出する符号化制御手
段と、画像毎の入力画像データを、動きベクトルを用い
るとともに、画像自身毎に割り当てられた割当符号量に
基づいて、符号化して、第2の符号化データを生成し、
画像毎の第2の符号化データのデータ量が画像毎の割当
符号量となるようにする第2の符号化手段とを備える。
An image coding apparatus according to the present invention is an image coding apparatus for coding input image data representing a plurality of images, wherein each of the macroblocks of the plurality of images represented by the input image data has a motion. Motion vector detecting means for detecting a vector, and input image data of a plurality of images,
A first encoding unit that encodes using a motion vector to generate first encoded data for each image; and a first encoding unit that generates the first encoded data for each image based on a data amount of the first encoded data generated by the first encoding unit. The sum of the degree of difficulty of encoding of each image and the degree of difficulty of encoding of a plurality of images is calculated based on the ratio of the degree of difficulty of encoding of each image and the sum of the degree of difficulty of encoding of a plurality of images. Encoding control means for calculating an assigned code amount assigned to each image itself, and input image data for each image, using a motion vector, and encoding based on the assigned code amount assigned to each image itself, Generating second encoded data;
A second encoding unit that makes the data amount of the second encoded data for each image equal to the allocated code amount for each image.

【0048】[0048]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像符号化方
法及び画像符号化装置について、図面を参照しながら説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an image encoding method and an image encoding apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0049】本発明を適用した画像符号化装置は、例え
ば図1に示すように、入力映像信号を符号化して第1の
符号化データを生成する第1の符号化回路10と、第1
の符号化回路10からの第1の符号化データの所定時間
毎のデータ量及び使用可能なデータ総量に基づいて所定
時間毎の符号化レートを求める符号化制御回路30と、
符号化制御回路30からの符号化レートに基づいて所定
時間毎に入力映像信号を符号化して第2の符号化データ
を生成する第2の符号化回路40とを備える。
An image coding apparatus to which the present invention is applied includes, for example, as shown in FIG. 1, a first coding circuit 10 for coding an input video signal to generate first coded data,
A coding control circuit 30 for obtaining a coding rate for each predetermined time based on a data amount of the first coded data from the coding circuit 10 for each predetermined time and a total amount of usable data;
A second encoding circuit that encodes the input video signal at predetermined time intervals based on the encoding rate from the encoding control circuit to generate second encoded data.

【0050】さらに、第1の符号化回路10は、上述の
図1に示すように、入力映像信号である入力画像データ
を記憶するフレームメモリ群12と、フレームメモリ群
12に記憶された画像データに基づいて、入力画像デー
タの動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路11
と、予測画像データを記憶するフレームメモリ22と、
動きベクトル検出回路11からの動きベクトルに基づい
て、フレームメモリ22から読み出された予測画像デー
タに動き補償を施す動き補償回路23と、動き補償回路
23からの動き補償された予測画像データに基づいて、
入力画像データを予測符号する予測符号化回路14と、
予測符号化回路14からの予測誤差である差分等を符号
化、例えば離散余弦変換(以下DCT:Discrete Cosin
e Transformという)して係数データを生成するDCT
回路15と、DCT回路15からの係数データを一定の
量子化ステップサイズで量子化して、量子化データを生
成する量子化回路16と、量子化回路16からの量子化
データを可変長符号化して、可変長符号データを出力す
る可変長符号化(以下VLC:Variable Length Codeと
いう)回路17と、量子化回路16からの量子化データ
を逆量子化して係数データを再生する逆量子化回路18
と、逆量子化回路18からの係数データを復号化、例え
ば逆離散余弦変換(以下IDCT:Inverse Discrete C
osine Transform変換という)して差分を再生するID
CT回路20と、IDCT回路20からの差分と動き補
償回路23からの動き補償された予測画像データを加算
して次の入力画像データに対する予測画像データを生成
し、予測画像データをフレームメモリ22に供給する加
算回路21とを備える。
Further, as shown in FIG. 1, the first encoding circuit 10 includes a frame memory group 12 for storing input image data as an input video signal, and an image data group stored in the frame memory group 12. Vector detection circuit 11 for detecting a motion vector of input image data based on
And a frame memory 22 for storing predicted image data;
A motion compensation circuit 23 that performs motion compensation on predicted image data read from the frame memory 22 based on a motion vector from the motion vector detection circuit 11, and a motion compensated predicted image data from the motion compensation circuit 23. hand,
A predictive coding circuit 14 for predictive coding input image data;
A difference or the like which is a prediction error from the prediction coding circuit 14 is coded, for example, a discrete cosine transform (hereinafter, DCT: Discrete Cosin).
e Transform) to generate coefficient data
A quantization circuit 16 that quantizes the coefficient data from the DCT circuit 15 with a fixed quantization step size to generate quantized data, and a variable-length coding of the quantized data from the quantization circuit 16. , A variable length coding (VLC: Variable Length Code) circuit 17 for outputting variable length code data, and an inverse quantization circuit 18 for inversely quantizing the quantized data from the quantization circuit 16 to reproduce coefficient data.
And the coefficient data from the inverse quantization circuit 18, for example, inverse discrete cosine transform (hereinafter referred to as IDCT: Inverse Discrete C)
ID which reproduces the difference by “sine transform”
The difference between the CT circuit 20 and the IDCT circuit 20 and the motion-compensated predicted image data from the motion compensation circuit 23 are added to generate predicted image data for the next input image data, and the predicted image data is stored in the frame memory 22. And an adder circuit 21 for supplying.

【0051】また、第2の符号化回路40は、上述の図
1に示すように、入力画像データを遅延する遅延器43
と、予測画像データを記憶するフレームメモリ52と、
動きベクトル検出回路11からの動きベクトルに基づい
てフレームメモリ52から読み出された予測画像データ
に動き補償を施す動き補償回路53と、動き補償回路5
3からの動き補償された予測画像データに基づいて、遅
延器43で遅延された入力画像データを予測符号化する
予測符号化回路44と、予測符号化回路44からの差分
等を符号化、例えばDCT変換して係数データを生成す
るDCT回路45と、符号化制御回路30からの符号化
レートに基づいて量子化ステップサイズを設定する量子
化スケール設定回路33と、DCT回路45からの係数
データを量子化スケール設定回路33からの量子化ステ
ップサイズで量子化して、量子化データを生成する量子
化回路46と、量子化回路46からの量子化データを可
変長符号化して、可変長符号データを出力するVLC回
路47と、VLC回路47からの可変長符号データを一
旦記憶し、一定のビットレートで出力する送信バッファ
メモリ49と、量子化回路46からの量子化データを逆
量子化して係数データを再生する逆量子化回路48と、
逆量子化回路48からの係数データを復号化、例えばI
DCT変換して差分を再生するIDCT回路50と、I
DCT回路50からの差分と動き補償回路53からの動
き補償された予測画像データを加算して次の入力画像デ
ータに対する予測画像データを生成し、予測画像データ
をフレームメモリ52に供給する加算回路51とを備え
る。
As shown in FIG. 1, the second encoding circuit 40 includes a delay unit 43 for delaying the input image data.
And a frame memory 52 for storing predicted image data;
A motion compensation circuit 53 for performing motion compensation on the predicted image data read from the frame memory 52 based on the motion vector from the motion vector detection circuit 11;
3, a prediction encoding circuit 44 that predictively encodes the input image data delayed by the delay unit 43 based on the motion-compensated prediction image data, and a difference from the prediction encoding circuit 44. A DCT circuit 45 that performs DCT conversion to generate coefficient data, a quantization scale setting circuit 33 that sets a quantization step size based on an encoding rate from the encoding control circuit 30, and a coefficient data from the DCT circuit 45 A quantization circuit 46 that quantizes with the quantization step size from the quantization scale setting circuit 33 to generate quantized data, and a variable length code of the quantized data from the quantization circuit 46 to convert the variable length code data A VLC circuit 47 for outputting, a transmission buffer memory 49 for temporarily storing the variable length code data from the VLC circuit 47, and outputting the same at a constant bit rate; An inverse quantization circuit 48 to reproduce coefficient data to inverse quantization to the quantized data from the circuit 46,
The coefficient data from the inverse quantization circuit 48 is decoded, for example, I
An IDCT circuit 50 that performs DCT conversion and reproduces a difference;
An addition circuit 51 that adds the difference from the DCT circuit 50 and the motion-compensated predicted image data from the motion compensation circuit 53 to generate predicted image data for the next input image data, and supplies the predicted image data to the frame memory 52 And

【0052】そして、この画像符号化装置では、第1の
符号化回路10により、入力画像データに符号化処理、
例えば予測符号化処理、DCT変換処理、一定の量子化
ステップサイズでの量子化処理、可変長符号化処理を施
し、符号化制御回路30により、得られる第1のビット
ストリームである可変長符号データの所定時間毎のデー
タ量と、例えば光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ
等からなる画像記録媒体55のデータ容量、あるいは伝
送路のビットレート(転送レート)等により定まる使用
可能なデータ総量とに基づいて符号化ビットレートを求
めた後、第2の符号化回路40により、入力画像データ
に再び予測符号化処理、DCT変換処理、量子化処理、
可変長符号化処理を施して、第2のビットストリームで
ある可変長符号データを生成する際に、符号化ビットレ
ートに基づいた量子化ステップサイズで量子化するよう
になっている。
In this image encoding apparatus, the first encoding circuit 10 encodes the input image data,
For example, the encoding control circuit 30 performs a predictive encoding process, a DCT transform process, a quantization process with a fixed quantization step size, and a variable length encoding process. And the total available data determined by the data capacity of the image recording medium 55 such as an optical disk, a magnetic disk, a magnetic tape, or the like, or the bit rate (transfer rate) of the transmission path. After obtaining the coding bit rate, the second coding circuit 40 performs predictive coding processing, DCT transform processing, quantization processing again on the input image data.
When performing variable length coding processing to generate variable length code data as a second bit stream, quantization is performed with a quantization step size based on the coding bit rate.

【0053】すなわち、この画像符号化装置では、例え
ば図2に示すように、ステップST1において、第1の
符号化回路10の量子化回路16は、量子化ステップサ
イズを例えば1としてDCT回路15から供給される係
数データを量子化して、量子化データを生成し、符号化
制御回路30のカウンタ31は、この量子化データを可
変長符号化して得られる可変長符号データ(第1のビッ
トストリーム)のデータ量を所定時間、例えば1フレー
ム毎に計数して、符号化の難易度(difficulty)を表す
発生符号量をフレーム毎に求める。
That is, in this image coding apparatus, as shown in FIG. 2, for example, in step ST1, the quantization circuit 16 of the first coding circuit 10 sets the quantization step size to, for example, 1 and sends it to the DCT circuit 15 from the DCT circuit 15. The supplied coefficient data is quantized to generate quantized data, and the counter 31 of the encoding control circuit 30 performs variable-length coding on the quantized data to obtain variable-length code data (first bit stream). Is counted for a predetermined period of time, for example, for each frame, and a generated code amount indicating the difficulty of encoding is obtained for each frame.

【0054】ステップST2において、ビットレート演
算回路32は、フレーム毎の難易度(発生符号量)と、
使用可能なデータ総量に基づいて、フレーム毎に割り当
てられる割当符号量を求める。
In step ST2, the bit rate calculation circuit 32 determines the degree of difficulty (the amount of generated code) for each frame,
Based on the total amount of usable data, an assigned code amount assigned to each frame is obtained.

【0055】ステップST3において、第2の符号化回
路40の量子化回路46は、割当符号量に基づいた量子
化ステップサイズにより、DCT回路45から供給され
る係数データを量子化して、量子化データを生成するよ
うになっている。
In step ST3, the quantization circuit 46 of the second encoding circuit 40 quantizes the coefficient data supplied from the DCT circuit 45 with a quantization step size based on the allocated code amount, and Is generated.

【0056】具体的には、入力された画像データは、フ
レームメモリ群12に一旦記憶される。そして、フレー
ムメモリ群12からは、従来の技術で述べたようにブロ
ックフォーマットに従って読み出される。
Specifically, the input image data is temporarily stored in the frame memory group 12. Then, the data is read from the frame memory group 12 according to the block format as described in the related art.

【0057】動きベクトル検出回路11は、フレームメ
モリ群12から必要な画像データを上述のマクロブロッ
ク単位で読み出し、動きベクトルを検出する。すなわ
ち、動きベクトル検出回路11は、フレームメモリ群1
2に記憶されている前方原画像及び/又は後方原画像を
用いて、現在の参照画像の動きベクトルをマクロブロッ
ク単位で検出する。ここで、動きベクトルの検出は、例
えばマクロブロック単位でのフレーム間差分の絶対値和
が最小になるものを、その動きベクトルとする。そし
て、検出された動きベクトルは動き補償回路23、53
等に供給され、マクロブロック単位でのフレーム間差分
の絶対値和はフレーム内/前方/後方/両方向予測判定
回路13に供給される。
The motion vector detecting circuit 11 reads out necessary image data from the frame memory group 12 in units of the above-described macroblocks, and detects a motion vector. That is, the motion vector detection circuit 11
Using the forward original image and / or the backward original image stored in 2, the motion vector of the current reference image is detected in macroblock units. Here, in detecting a motion vector, for example, a motion vector in which the sum of absolute values of differences between frames in a macroblock unit is minimized is set as the motion vector. Then, the detected motion vector is added to the motion compensation circuits 23 and 53.
The sum of the absolute values of the differences between the frames in macroblock units is supplied to the intra-frame / forward / backward / bidirectional prediction determination circuit 13.

【0058】フレーム内/前方/後方/両方向予測判定
回路13は、この値をもとに、参照ブロックの予測モー
ドを決定し、決定した予測モードに基づいて、ブロック
単位でフレーム内/前方/後方/両方向予測の切換を行
うように予測符号化回路14を制御する。
The intra / forward / backward / bidirectional prediction determination circuit 13 determines the prediction mode of the reference block based on this value, and, based on the determined prediction mode, the intra / forward / backward prediction for each block. / Controls the prediction encoding circuit 14 to switch between bidirectional prediction.

【0059】予測符号化回路14は、上述の図1に示す
ように、加算回路14a、14b、14c及び切換スイ
ッチ14dを備え、フレーム内符号化モードのときは入
力画像データそのものを、前方/後方/両方向予測モー
ドのときはそれぞれの予測画像に対する入力画像データ
の画素毎の差分(以下差分データという)を選択し、選
択したデータをDCT回路15に供給する。
As shown in FIG. 1, the predictive coding circuit 14 includes adders 14a, 14b, 14c and a changeover switch 14d. In the intra-frame coding mode, the input image data itself is forward / backward. In the case of the bidirectional prediction mode, a difference (hereinafter referred to as difference data) of each pixel of input image data with respect to each predicted image is selected, and the selected data is supplied to the DCT circuit 15.

【0060】DCT回路15は、映像信号の2次元相関
を利用して、切換スイッチ14dから供給される入力画
像データ又は差分データをブロック単位でDCT変換
し、得られる係数データを量子化回路16に供給する。
The DCT circuit 15 uses the two-dimensional correlation of the video signal to perform DCT conversion on the input image data or the difference data supplied from the changeover switch 14d in block units, and outputs the obtained coefficient data to the quantization circuit 16. Supply.

【0061】量子化回路16は、一定の量子化ステップ
サイズ、例えば量子化ステップサイズを1として、DC
T回路15から供給される係数データを量子化し、得ら
れる量子化データをVLC回路17及び逆量子化回路1
8に供給する。
The quantization circuit 16 sets a constant quantization step size, for example,
The coefficient data supplied from the T circuit 15 is quantized, and the obtained quantized data is converted to the VLC circuit 17 and the inverse quantization circuit 1.
8

【0062】VLC回路17は、量子化データを、量子
化ステップサイズ、予測モード、動きベクトル等ととも
に可変長符号化し、得られる可変長符号データを第1の
ビットストリームとして符号化制御回路30に供給す
る。
The VLC circuit 17 performs variable length coding on the quantized data together with the quantization step size, prediction mode, motion vector, etc., and supplies the obtained variable length code data to the coding control circuit 30 as a first bit stream. I do.

【0063】符号化制御回路30は、上述の図1に示す
ように、VLC回路17から可変長符号データの所定時
間毎のデータ量を計数するカウンタ31と、カウンタ3
1からのデータ量及び使用可能なデータ総量に基づいて
所定時間当たりの割当符号量を求めるビットレート演算
回路32とを備える。そして、カウンタ31は、第1の
ビットストリームのデータ量を所定時間毎、例えば1フ
レーム毎に計数して、難易度をフレーム毎に求め、この
難易度をビットレート演算回路32に供給する。
As shown in FIG. 1 described above, the encoding control circuit 30 includes a counter 31 for counting the amount of variable-length code data from the VLC circuit 17 for each predetermined time,
And a bit rate calculation circuit 32 for calculating an allocated code amount per predetermined time based on the data amount from 1 and the total amount of usable data. Then, the counter 31 counts the data amount of the first bit stream every predetermined time, for example, every frame, finds the difficulty for each frame, and supplies this difficulty to the bit rate calculation circuit 32.

【0064】ビットレート演算回路32は、このフレー
ム毎の難易度と、使用可能なデータ総量に基づいて、フ
レーム毎に割り当てられる割当符号量すなわちフレーム
時間毎の平均符号化レートを求めるとともに、この割当
符号量を第2の符号化回路40の量子化スケール設定回
路33に供給する。
The bit rate calculation circuit 32 calculates the allocated code amount allocated to each frame, that is, the average coding rate for each frame time, based on the difficulty level for each frame and the total amount of usable data. The code amount is supplied to the quantization scale setting circuit 33 of the second coding circuit 40.

【0065】具体的には、ビットレート演算回路32
は、全フレーム数をNとし、使用可能なデータ総量をB
とし、i(i=0、1、2・・・N−1)番目のフレー
ムの難易度(発生符号量)をdとし、i番目のフレー
ムに対する割当符号量をbとして、この割当符号量b
を下記式1に示すように難易度dに比例させると、
データ総量Bは、下記式2に示すように、全フレームの
割当符号量bを加算することにより求められる。な
お、aは定数である。
More specifically, the bit rate operation circuit 32
Indicates that the total number of frames is N and the total amount of usable data is B
And then, i (i = 0,1,2 ··· N -1) th frame difficulty of the (generated code amount) and d i, the assigned code amount for the i-th frame as b i, the assigned code Quantity b
If is proportional to the degree of difficulty d i to indicate i by the following formula 1,
Data amount B is as shown in the following formula 2, obtained by adding the allocated code quantity b i of all frames. Note that a is a constant.

【0066】[0066]

【数9】 (Equation 9)

【0067】したがって、定数aは下記式3により求め
ることができ、この定数aを式1に代入すると、i番目
のフレームに対する割当符号量bは、下記式4により
求めることができる。
[0067] Accordingly, constant a can be obtained by the following formula 3, and substituting this constant a into the formula 1, the assigned code amount b i for the i-th frame, it can be determined by the following equation 4.

【0068】[0068]

【数10】 (Equation 10)

【0069】かくして、ビットレート演算回路32は、
例えば絵柄が複雑な画像のフレームに対しては割当符号
量bを多くし、逆に単純な絵柄のフレームに対しては
割当符号量bを少なくする。
Thus, the bit rate operation circuit 32
For example, the frame of the picture is complex image by increasing the assigned code amount b i, for the simple picture frame to reverse to reduce the allocated code quantity b i.

【0070】一方、逆量子化回路18は、量子化回路1
6から供給される量子化データを、量子化ステップサイ
ズを1として逆量子化して、DCT回路15の出力に対
応した係数データ(量子化歪みが加算されている)を再
生し、この係数データをIDCT回路20に供給する。
On the other hand, the inverse quantization circuit 18 includes the quantization circuit 1
The quantization data supplied from 6 is inversely quantized with the quantization step size set to 1, and coefficient data (to which quantization distortion is added) corresponding to the output of the DCT circuit 15 is reproduced. It is supplied to the IDCT circuit 20.

【0071】IDCT回路20は、係数データをIDC
T変換して、フレーム内符号化モードでは予測符号化回
路14の出力に対応した入力画像データを再生し、前方
/後方/両方向予測モードでは差分データを再生して、
加算回路21に供給する。
The IDCT circuit 20 converts the coefficient data into IDC
T-transform and reproduce input image data corresponding to the output of the predictive coding circuit 14 in the intra-frame coding mode, and reproduce difference data in the forward / backward / bidirectional prediction mode.
It is supplied to the addition circuit 21.

【0072】加算回路21には、前方/後方/両方向予
測モードのとき、動き補償回路23から動き補償された
予測画像データが供給されており、この予測画像データ
とIDCT回路20から供給される差分データを加算す
ることにより、入力画像データに対応した画像データを
再生する。
In the forward / backward / bidirectional prediction mode, the addition circuit 21 is supplied with the predicted image data which has been motion-compensated from the motion compensation circuit 23, and the difference between this predicted image data and the IDCT circuit 20. By adding the data, the image data corresponding to the input image data is reproduced.

【0073】そして、このようにして再生された画像デ
ータは、フレームメモリ22に予測画像データとして記
憶される。すなわち、逆量子化回路18〜加算回路21
は、局部復号化回路を構成し、予測モードに基づいて、
量子化回路16から出力される量子化データを局部復号
化し、得られる復号画像を前方予測画像若しくは後方予
測画像としてフレームメモリ22に書き込む。フレーム
メモリ22は、複数のフレームメモリからなり、フレー
ムメモリのバンク切換が行われ、符号化する画像に応じ
て、例えば単一のフレームが、前方予測画像データとし
て出力されたり、後方予測画像データとして出力され
る。また、前方/後方/両方向予測の場合は、前方予測
画像データと後方予測画像データが例えば平均化されて
出力される。これらの予測画像データは、後述する画像
復号化装置で再生される画像データと全く同一の画像デ
ータであり、次の処理画像はこの予測画像をもとに前方
/後方/両方向予測符号化が行われる。
The image data reproduced in this way is stored in the frame memory 22 as predicted image data. That is, the inverse quantization circuit 18 to the addition circuit 21
Constitutes a local decoding circuit, based on the prediction mode,
The quantized data output from the quantization circuit 16 is locally decoded, and the obtained decoded image is written to the frame memory 22 as a forward predicted image or a backward predicted image. The frame memory 22 is composed of a plurality of frame memories, a bank switching of the frame memories is performed, and, for example, a single frame is output as forward predicted image data or backward predicted image data according to an image to be encoded. Is output. In the case of forward / backward / bidirectional prediction, forward predicted image data and backward predicted image data are averaged and output, for example. These prediction image data are exactly the same image data as the image data reproduced by the image decoding device described later, and the next processed image is subjected to forward / backward / bidirectional prediction coding based on this prediction image. Will be

【0074】つぎに、第2の符号化回路40の動作につ
いて説明する。なお、第2の符号化回路40を構成する
量子化スケール設定回路33、遅延器43、量子化回路
46、送信バッファメモリ49以外の回路は、上述した
第1の符号化回路10を構成する回路と同じ動作を行う
ので、説明を省略する。
Next, the operation of the second encoding circuit 40 will be described. The circuits other than the quantization scale setting circuit 33, the delay unit 43, the quantization circuit 46, and the transmission buffer memory 49 constituting the second encoding circuit 40 are the circuits constituting the first encoding circuit 10 described above. Since the same operation as described above is performed, the description is omitted.

【0075】遅延器43は、入力画像データを、例えば
符号化制御回路30から符号化制御信号が出力されるま
での時間遅延する。そして、予測符号化回路44、DC
T回路45において、遅延された入力画像データにフレ
ーム内/前方/後方/両方向予測判定回路13から供給
される予測モードに従った予測符号化処理、DCT変換
処理が施され、係数データが生成される。
The delay unit 43 delays the input image data until, for example, an encoding control signal is output from the encoding control circuit 30. Then, the predictive encoding circuit 44, DC
In the T circuit 45, the delayed input image data is subjected to a predictive encoding process and a DCT transform process according to the prediction mode supplied from the intra-frame / forward / backward / bidirectional prediction determination circuit 13 to generate coefficient data. You.

【0076】量子化スケール設定回路33は、供給され
たフレーム毎の割当符号量から、マクロブロック毎の割
当符号量(例えば、フレーム毎の割当符号量を1フレー
ム中のマクロブロックの数で割ったもの)を求め、送信
バッファメモリ49からのバッファフィードバックから
検出される、あのマクロブロックにおいて発生した発生
符号量と、このマクロブロック毎の割当符号量の比較を
行う。量子化スケール設定回路33は、各フレームの符
号化ビットレートと設定されたフレーム時間毎の平均符
号化ビットレートに近づけるため、当該マクロブロック
における発生符号量がマクロブロック毎の割当符号量よ
り大きい場合、次のマクロブロックの発生符号量を抑え
るために次のマクロブロックの量子化ステップサイズを
大きく設定し、当該マクロブロックにおける発生符号量
がマクロブロック毎の割当符号量より小さい場合は、発
生符号量を多くするために次のマクロブロックの量子化
ステップサイズを小さくする。但し、量子化スケール設
定回路33は、送信バッファメモリ49からのバッファ
フィードバックが、送信バッファメモリ49のオーバー
フローが近いことを示す場合、上述の割当符号量と発生
符号量との比較結果によらず、量子化ステップサイズを
大きくしてオーバーフローを抑制し、また、送信バッフ
ァメモリ49からのバッファフィードバックが、送信バ
ッファメモリ49のアンダーフローが近いことを示す場
合、上述の割当符号量と発生符号量との比較結果によら
ず、量子化ステップサイズを小さくしてアンダーフロー
を抑制する。なお、上述の説明では、マクロブロック毎
に発生符号量と割当符号量とを比較して、マクロブロッ
ク毎に量子化ステップサイズを切り換えるようにした
が、スライス毎に切換を行うこともできる。また、上述
の説明では、発生符号量を送信バッファメモリ49の蓄
積量から検出するようにしたが、可変長符号化回路47
の出力から直接得ることもできる。量子化スケール設定
回路33は、このようにして設定した量子化ステップサ
イズを量子化回路46に供給する。
The quantization scale setting circuit 33 divides the allocated code amount for each macroblock (for example, by dividing the allocated code amount for each frame by the number of macroblocks in one frame) from the supplied allocated code amount for each frame. Then, a comparison is made between the generated code amount generated in the macroblock detected from the buffer feedback from the transmission buffer memory 49 and the allocated code amount for each macroblock. When the quantization bit rate setting circuit 33 approaches the coding bit rate of each frame and the average coding bit rate for each set frame time, if the generated code quantity in the macro block is larger than the assigned code quantity for each macro block, If the quantization step size of the next macroblock is set large to suppress the generated code amount of the next macroblock, and if the generated code amount of the macroblock is smaller than the allocated code amount of each macroblock, the generated code amount , The quantization step size of the next macroblock is reduced. However, when the buffer feedback from the transmission buffer memory 49 indicates that the overflow of the transmission buffer memory 49 is close, the quantization scale setting circuit 33 does not depend on the above-described comparison result between the allocated code amount and the generated code amount. When the quantization step size is increased to suppress the overflow, and when the buffer feedback from the transmission buffer memory 49 indicates that the underflow of the transmission buffer memory 49 is near, the above-mentioned allocated code amount and generated code amount Regardless of the comparison result, the underflow is suppressed by reducing the quantization step size. In the above description, the generated code amount and the allocated code amount are compared for each macroblock, and the quantization step size is switched for each macroblock. However, the switching may be performed for each slice. In the above description, the generated code amount is detected from the amount stored in the transmission buffer memory 49.
Can also be obtained directly from the output of The quantization scale setting circuit 33 supplies the quantization step size thus set to the quantization circuit 46.

【0077】量子化回路46は、上述した量子化スケー
ル設定回路33から供給される量子化ステップサイズに
より、DCT回路45から供給される係数データを量子
化して、量子化データを生成する。
The quantization circuit 46 quantizes the coefficient data supplied from the DCT circuit 45 according to the quantization step size supplied from the above-described quantization scale setting circuit 33 to generate quantized data.

【0078】そして、VLC回路47は、量子化回路4
6から供給される量子化データを、量子化スケール設定
回路33からの量子化ステップサイズ、フレーム内/前
方/後方/両方向予測判定回路13からの予測モード、
動きベクトル検出回路11からの動きベクトル等ととも
に可変長符号化し、得られる可変長符号データを第2の
ビットストリームとして送信バッファメモリ49に供給
する。
The VLC circuit 47 includes a quantization circuit 4
6, the quantization step size from the quantization scale setting circuit 33, the prediction mode from the intra / forward / backward / bidirectional prediction determination circuit 13,
Variable-length coding is performed together with the motion vector and the like from the motion vector detection circuit 11, and the obtained variable-length code data is supplied to the transmission buffer memory 49 as a second bit stream.

【0079】すなわち、この画像符号化装置では、例え
ば図3に示すように、ステップST1において、遅延器
43を介して画像データが入力されると、ステップST
2において、量子化スケール設定回路33は、現在符号
化の対象とされているフレームに対する割当符号量を符
号化制御回路30から読み込み、ステップST3に進
む。
That is, in this image encoding apparatus, as shown in FIG. 3, for example, when image data is input via the delay unit 43 in step ST1, the process proceeds to step ST1.
In step 2, the quantization scale setting circuit 33 reads, from the encoding control circuit 30, the code amount allocated to the frame currently being encoded, and proceeds to step ST3.

【0080】ステップST3において、予測符号化回路
44〜VLC回路47は、画像データに予測符号化処
理、DCT変換処理を施すとともに、割当符号量に基づ
いた量子化ステップサイズにより係数データを量子化し
た後、可変長符号化し、ステップST4に進む。
In step ST3, the predictive coding circuit 44 to the VLC circuit 47 perform a predictive coding process and a DCT transform process on the image data, and quantize the coefficient data by a quantization step size based on the allocated code amount. Thereafter, variable-length coding is performed, and the process proceeds to step ST4.

【0081】ステップST4において、例えば同一の画
面サイズや同一の転送レートが適用される全フレーム
(シーケンス)に対して符号化処理が終了したかが判断
され、該当するときは終了し、該当しないときはステッ
プST1に戻る。かくして、フレーム単位で符号化レー
トが変わる可変レート符号化が実現され、絵柄が複雑な
画像(フレーム)が連続しても、これらの画像に対して
量子化ステップサイズが従来の装置のように大きくされ
ることなく、全体を通じて均等な高画質を得ることがで
きる。
In step ST4, for example, it is determined whether or not the encoding process has been completed for all frames (sequences) to which the same screen size and the same transfer rate are applied. Returns to step ST1. In this way, variable rate coding in which the coding rate is changed in frame units is realized, and even if images (frames) having complicated patterns continue, the quantization step size for these images is increased as in the conventional device. Without this, uniform high image quality can be obtained throughout.

【0082】そして、送信バッファメモリ49は、可変
長符号データを一旦記憶した後、一定のビットレートで
読み出すことにより、可変長符号データを平滑化してビ
ットストリームとして出力する。そして、送信バッファ
メモリ49から出力されたビットストリームは、例えば
符号化されたオーディオ信号、同期信号等と多重化さ
れ、更にエラー訂正用のコードが付加され、伝送あるい
は記録に適した所定の変調が加えられた後、例えば伝送
路を介して画像復号化装置に伝送されたり、上述の図1
に示すように、光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ
等からなる画像記録媒体55に記録される。すなわち、
第2の符号化回路40において、例えば予め複雑な画像
に対しては割当符号量bを多くして、単純な画像に対
しては割当符号量bを少なくして可変レート符号化を
行っていることから、従来の装置のように絵柄が複雑な
画像に対して極端な画質劣化をさけるために全体を通じ
て高いレートの固定レートを適用する必要がなく、画像
記録媒体55の記録時間を長くすることができる。
Then, the transmission buffer memory 49 temporarily stores the variable-length code data, reads it out at a constant bit rate, and smoothes the variable-length code data to output it as a bit stream. The bit stream output from the transmission buffer memory 49 is multiplexed with, for example, an encoded audio signal, a synchronization signal, and the like, further added with an error correction code, and subjected to predetermined modulation suitable for transmission or recording. After being added, it is transmitted to an image decoding device via a transmission path, for example, or
As shown in (1), it is recorded on an image recording medium 55 composed of an optical disk, a magnetic disk, a magnetic tape or the like. That is,
In the second encoding circuit 40, for example in advance for the complex image by increasing the assigned code amount b i, for the simple image subjected to variable rate encoding by reducing the allocated code quantity b i Therefore, it is not necessary to apply a fixed rate of a high rate throughout in order to avoid extreme image quality deterioration for an image having a complicated pattern as in the conventional apparatus, and the recording time of the image recording medium 55 is increased. can do.

【0083】一方、逆量子化回路48は、量子化回路4
6から供給される量子化データを、上述の量子化回路4
6で用いた量子化ステップサイズにより逆量子化して、
DCT回路45の出力に対応した係数データ(量子化歪
みが加算されている)を再生し、この係数データをID
CT回路50に供給する。すなわち、局部復号化回路を
構成する逆量子化回路48〜加算回路51は、量子化回
路46から出力される量子化データを局部復号化し、得
られる復号画像を前方予測画像若しくは後方予測画像と
してフレームメモリ52に書き込む。フレームメモリ5
2に記憶された画像データは、次の処理画像に対する予
測画像として使用される。
On the other hand, the inverse quantization circuit 48 includes the quantization circuit 4
6 is supplied to the above-described quantization circuit 4
6 is inversely quantized by the quantization step size used in
The coefficient data (to which the quantization distortion is added) corresponding to the output of the DCT circuit 45 is reproduced, and
It is supplied to the CT circuit 50. That is, the inverse quantization circuit 48 to the addition circuit 51 constituting the local decoding circuit locally decode the quantized data output from the quantization circuit 46 and use the obtained decoded image as a forward prediction image or a backward prediction image as a frame. Write to the memory 52. Frame memory 5
The image data stored in 2 is used as a predicted image for the next processed image.

【0084】ところで、上述の実施例では、所定時間当
たりの割当符号量すなわち所定時間当たりの平均符号化
レートを、フレームを所定時間としてフレーム毎に得る
ようにしているが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。例えば、所謂MPEG(Moving Picture Expert
Group)におけるGOP(Group of Picture)を所定時
間としてもよい。なお、上述のMPEGは、所謂ISO
(国際標準化機構)とIEC(国際電気標準会議)のJ
TC(Joint Technical Committee)1におけるSC(S
ub Committee)29のWG(Working Group)11にお
いて検討されている動画像符号化方式の通称である。
By the way, in the above-described embodiment, the allocated code amount per predetermined time, that is, the average coding rate per predetermined time is obtained for each frame by using the frame as the predetermined time, but the present invention is not limited to this. It is not something to be done. For example, a so-called MPEG (Moving Picture Expert)
A GOP (Group of Picture) in a Group) may be set as a predetermined time. The above-mentioned MPEG is a so-called ISO.
(International Organization for Standardization) and IEC (International Electrotechnical Commission) J
SC (S) at TC (Joint Technical Committee) 1
ub Committee) 29 is a common name for a moving picture coding method under consideration in a WG (Working Group) 11.

【0085】すなわち、MPEGにおけるGOPは、少
なくとも1枚の所謂Iピクチャと、複数枚のPピクチャ
又はBピクチャ(非Iピクチャ)とから構成される。具
体的には、例えば図4に示すように、1枚のIピクチャ
と、3ピクチャ周期の4枚のPピクチャと、10枚のB
ピクチャとから構成されるとすると、符号化制御回路3
0は、GOP毎に割当符号量を求める。ここで、Iピク
チャとは、フィールド内若しくはフレーム内符号化され
る画像であり、Pピクチャとは、前方向からのみ予測可
能とされ、フィールド間若しくはフレーム間符号化され
る画像であり、Bピクチャとは、前方向から、後方向か
ら、及び両方向から予測可能とされ、フィールド間若し
くはフレーム間符号化される画像である。
That is, a GOP in MPEG is composed of at least one so-called I picture and a plurality of P pictures or B pictures (non-I pictures). Specifically, for example, as shown in FIG. 4, one I picture, four P pictures in a three-picture cycle, and ten B pictures
If the encoding control circuit 3
0 calculates the assigned code amount for each GOP. Here, an I picture is an image that is coded in a field or an intra-frame, and a P picture is an image that can be predicted only from the forward direction and is coded between a field or an inter-frame. Is an image that can be predicted from the forward direction, from the backward direction, and from both directions, and is encoded between fields or between frames.

【0086】そして、第1の符号化回路10において、
例えば図5に示すように、GOPを構成するピクチャ数
を周期としてGOP内の連続する任意の2枚のピクチャ
を仮にIピクチャ、Pピクチャとするとともに、量子化
ステップサイズを例えば1として、これらのIピクチ
ャ、Pピクチャの画像データに予測符号化処理、DCT
変換処理、可変長符号化処理を施して、可変長符号デー
タを生成し、この可変長符号データを符号化制御回路3
0に供給する。ここで、2枚のピクチャをIピクチャ、
Pピクチャとするのは、絵柄の複雑さと、フレーム間の
相関性を調べるためであり、Iピクチャの発生符号量か
ら絵柄の複雑さを知ることができ、Pピクチャの発生符
号量からフレーム間の相関性を知ることができる。一般
的に、連続する複数のフレームは類似した画像をもつた
め、抽出した2枚のピクチャからでも、GOPの絵柄の
傾向を見ることができる。
Then, in the first encoding circuit 10,
For example, as shown in FIG. 5, any two consecutive pictures in the GOP are assumed to be I pictures and P pictures with the number of pictures constituting the GOP as a cycle, and the quantization step size is set to 1, for example. Predictive coding processing for image data of I picture and P picture, DCT
A conversion process and a variable-length coding process are performed to generate variable-length code data, and the variable-length code data is
Supply 0. Here, two pictures are I pictures,
The P picture is used to check the complexity of the picture and the correlation between the frames. The complexity of the picture can be known from the generated code amount of the I picture, and the We can know the correlation. In general, since a plurality of continuous frames have similar images, the tendency of the picture of the GOP can be seen even from the two extracted pictures.

【0087】符号化制御回路30は、Iピクチャのデー
タ量bitIとPピクチャのデータ量bitPをGOP毎
に計数するとともに、例えば下記式5に示すように、こ
れらのデータ量bitI、bitPと、GOPを構成する
Pピクチャの枚数Nとに基づいて、難易度(発生符号
量)GOPd(j=0、1、2・・・)をGOP毎に
求める。
[0087] The coding control circuit 30 is configured to count the data amount BITP j data amount Biti j and P picture of the I picture in each GOP, for example, as shown in the following formula 5, these data amount Biti j, BITP Based on j and the number N of P pictures constituting the GOP, a difficulty level (generated code amount) GOPd j (j = 0, 1, 2,...) is obtained for each GOP.

【0088】 GOPd=bitI+N×bitP・・・式5 そして、符号化制御回路30は、このGOP毎の難易度
(発生符号量)GOPdと、使用可能なデータ総量に
基づいて、GOP毎に割り当てられる割当符号量を求め
るとともに、この割当符号量を第2の符号化回路40に
供給する。
[0088] Then GOPd j = bitI j + N × bitP j ··· Equation 5, the encoding control circuit 30, and the GOP for each of difficulty (amount of generated code) GOPd j, based on the available data amount, The allocated code amount allocated to each GOP is obtained, and the allocated code amount is supplied to the second encoding circuit 40.

【0089】具体的には、全GOP数をMとし、使用可
能なデータ総量をBとし、j番目のGOPに対する割当
符号量をGOPbとし、この割当符号量GOPb
下記式6に示すように難易度に比例させると、データ総
量Bは、下記式7に示すように、全GOPの割当符号量
GOPbを加算することにより求められる。なお、a
は定数である。
More specifically, the total number of GOPs is M, the total amount of usable data is B, the code amount allocated to the j-th GOP is GOPb j , and the allocated code amount GOPb j is expressed by the following equation (6). The total data amount B is obtained by adding the allocated code amounts GOPb j of all the GOPs as shown in the following Expression 7. Note that a
Is a constant.

【0090】[0090]

【数11】 [Equation 11]

【0091】したがって、定数aは下記式8により求め
ることができ、この定数aを式6に代入すると、j番目
のGOPに対する割当符号量GOPbは、下記式9に
より求めることができる。
Accordingly, the constant a can be obtained by the following equation 8, and when this constant a is substituted into the equation 6, the allocated code amount GOPb j for the j-th GOP can be obtained by the following equation 9.

【0092】[0092]

【数12】 (Equation 12)

【0093】かくして、符号化制御回路30は、例えば
絵柄が複雑な画像が含まれるあるいはフレーム間の相関
が低いGOPに対しては割当符号量GOPbを多く
し、逆に単純な絵柄の画像が含まれるあるいはフレーム
間の相関が高いGOPに対しては割当符号量GOPb
を少なくする。
Thus, the coding control circuit 30 increases the allocated code amount GOPb j for a GOP containing a picture with a complicated pattern or a GOP having a low correlation between frames, for example. For a GOP that is included or has a high correlation between frames, the allocated code amount GOPb j
Less.

【0094】つぎに、第2の符号化回路40は、例えば
図6に示すように、ステップST1において遅延器43
を介して画像データが入力されると、ステップST2に
おいて、現在入力されている画像データがGOPの先頭
ピクチャかを判断し、該当するときはステップST3に
進み、該当しないときはステップST4に進む。
Next, as shown in FIG. 6, for example, as shown in FIG.
When the image data is input through the step ST2, in step ST2, it is determined whether the currently input image data is the first picture of the GOP. If the image data is applicable, the process proceeds to step ST3, and if not, the process proceeds to step ST4.

【0095】ステップST3において、第2の符号化回
路40は、現在符号化の対象とされているGOPに対す
る割当符号量を符号化制御回路30から読み込み、ステ
ップST4に進む。
In step ST3, the second encoding circuit 40 reads from the encoding control circuit 30 the amount of code allocated to the GOP currently being encoded, and proceeds to step ST4.

【0096】ステップST4において、第2の符号化回
路40は、画像データに予測符号化処理、DCT変換処
理を施すとともに、割当符号量に基づいた量子化ステッ
プサイズにより係数データを量子化した後、可変長符号
化し、ステップST5に進む。
In step ST4, the second encoding circuit 40 performs a predictive encoding process and a DCT transform process on the image data, and quantizes the coefficient data with a quantization step size based on the allocated code amount. Variable length coding is performed, and the process proceeds to step ST5.

【0097】ここで、量子化スケール設定回路33は、
供給されたGOP毎の割当符号量から、フレーム毎の割
当符号量を、実際の符号化におけるピクチャタイプ(I
ピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャ)、すなわち図4に
示されるピクチャタイプを考慮して設定する。具体的に
は、Iピクチャに対する割当符号量を多くし、Bピクチ
ャに対する割当符号量を少なくし、Pピクチャに対する
割当符号量をその中間とする。量子化スケール設定回路
33の以降の処理は、上述のフレーム毎に割当符号量を
求めた実施例と同様である。
Here, the quantization scale setting circuit 33
From the supplied allocated code amount for each GOP, the allocated code amount for each frame is determined by the picture type (I
Picture, P picture, B picture), that is, the picture type shown in FIG. Specifically, the allocated code amount for the I picture is increased, the allocated code amount for the B picture is reduced, and the allocated code amount for the P picture is set in the middle. Subsequent processing of the quantization scale setting circuit 33 is the same as that of the embodiment in which the allocated code amount is obtained for each frame described above.

【0098】次にステップST5において、同一の画面
サイズや同一の転送レートが適用される全フレーム(シ
ーケンス)に対して符号化処理が終了したかが判断さ
れ、該当するときは終了し、該当しないときはステップ
ST1に戻る。かくして、GOP単位で符号化レートが
変わる可変レート符号化が実現され、絵柄が複雑な画像
(フレーム)が連続しても、これらの画像に対して量子
化ステップサイズが従来の装置のように大きくされるこ
となく、全体を通じて均等な高画質を得ることができ
る。また、この実施例ではGOP毎の割当符号量を2つ
のピクチャに基づいて求めていることから、上述の実施
例に比して高速処理が可能である。なお、GOP内の全
ピクチャのデータ量に基づいて各GOPの割当符号量を
求めるようにしてもよいことは言うまでもない。
Next, in step ST5, it is determined whether or not the encoding process has been completed for all frames (sequences) to which the same screen size and the same transfer rate are applied. If it is, the process returns to step ST1. In this way, variable rate coding in which the coding rate is changed in GOP units is realized, and even if images (frames) having complicated patterns continue, the quantization step size for these images is increased as in the conventional apparatus. Without this, uniform high image quality can be obtained throughout. Further, in this embodiment, since the allocated code amount for each GOP is obtained based on two pictures, high-speed processing is possible as compared with the above-described embodiment. It is needless to say that the allocated code amount of each GOP may be obtained based on the data amount of all pictures in the GOP.

【0099】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、例えば上述の実施例おいては、変換符号
化をDCTとしているが、所謂ストラト変換、ハール変
換、ウエーブレット変換等としてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, DCT is used for transform coding, but so-called strat transform, Haar transform, wavelet transform, etc. Is also good.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明で
は、入力映像信号を符号化、例えば予測符号化、DCT
変換、一定の量子化ステップサイズでの量子化、可変長
符号化して第1の符号化データを生成し、この第1の符
号化データの所定時間毎、例えばフレーム毎やGOP毎
のデータ量に基づいて、フレーム又はGOP毎の符号化
の難易度、及び複数のフレーム又は複数のGOPの符号
化の難易度の総和を求め、フレーム又はGOP毎の符号
化の難易度と複数のフレーム又は複数のGOPの符号化
の難易度の総和の比に基づいて、フレーム毎やGOP毎
の割当符号量を求め、この割当符号量に基づいて所定時
間毎に入力映像信号を符号化して第2の符号化データを
生成することにより、所定時間毎で符号化レートが変わ
る可変レート符号化が実現され、絵柄が複雑な画像(フ
レーム)が連続しても、これらの画像に対して量子化ス
テップサイズが従来の装置のように大きくされることな
く、全体を通じて均等な高画質を得ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, an input video signal is encoded, for example, predictive encoding, DCT
Transformation, quantization at a fixed quantization step size, and variable-length encoding to generate first encoded data, and the first encoded data at a predetermined time interval, for example, a data amount for each frame or each GOP. Based on the difficulty of encoding for each frame or GOP, and the sum of the difficulty of encoding a plurality of frames or GOPs, the difficulty of encoding for each frame or GOP and a plurality of frames or a plurality of Based on the ratio of the total sum of the degrees of difficulty of GOP encoding, an assigned code amount for each frame or GOP is obtained, and based on the assigned code amount, the input video signal is encoded at predetermined time intervals to perform second encoding. By generating data, variable-rate encoding in which the encoding rate changes at predetermined time intervals is realized, and even if images (frames) having complicated patterns are continuous, the quantization step size is dependent on these images. Without large is the fact as the device, it is possible to obtain a uniform image quality throughout.

【0101】また、上述のようにして得られる第2の符
号化データは可変レートであるため、これを画像記録媒
体に記録することにより、限られた記録容量を有効に使
うことができ、画像記録媒体の記録時間を長くすること
ができる。そして、この画像記録媒体から全体を通じて
均等な高画質の画像データを再生することができる。
Since the second encoded data obtained as described above has a variable rate, by recording this on an image recording medium, a limited recording capacity can be used effectively, and The recording time of the recording medium can be lengthened. Then, uniform high-quality image data can be reproduced from the image recording medium throughout.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した画像符号化装置の要部の回路
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a main part of an image encoding device to which the present invention has been applied.

【図2】画像符号化装置を構成する第1の符号化回路の
動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of a first encoding circuit included in the image encoding device.

【図3】画像符号化装置を構成する第2の符号化回路の
動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a second encoding circuit included in the image encoding device.

【図4】MPEGにおけるGOPの構成を説明するため
の各ピクチャを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing each picture for explaining the structure of a GOP in MPEG.

【図5】GOP毎の符号化制御信号を説明するための各
ピクチャを示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating each picture for describing an encoding control signal for each GOP.

【図6】画像符号化装置を構成する第2の符号化回路の
動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation of a second encoding circuit forming the image encoding device.

【図7】予測符号化の原理を説明するための画像を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing an image for explaining the principle of predictive coding.

【図8】動き補償予測符号化の原理を説明するための画
像を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an image for explaining the principle of motion compensated prediction coding.

【図9】画像符号化装置と画像復号化装置の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding device and an image decoding device.

【図10】マクロブロック、スライスの構成を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a macroblock and a slice.

【図11】従来のエンコーダの回路構成を示すブロック
図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional encoder.

【図12】従来のデコーダの回路構成を示すブロック図
である。
FIG. 12 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional decoder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 第1の符号化回路、11 動きベクトル検出回
路、12 フレームメモリ群、13 フレーム内/前方
/後方/両方向予測判定回路、14 予測符号化回路、
15 DCT回路15、16 量子化回路、17 VL
C回路、18 逆量子化回路、20 IDCT回路、2
1 加算回路、22 フレームメモリ、23動き補償回
路、30 符号化制御回路、31 カウンタ、32 ビ
ットレート演算回路、33 量子化スケール設定回路、
40 第2の符号化回路、43 遅延器、44 予測符
号化回路、45 DCT回路、46 量子化回路、47
VLC回路、48 逆量子化回路、49 送信バッフ
ァメモリ、50 IDCT回路、51 加算回路、52
フレームメモリ、53 動き補償回路、55 画像記
録媒体
10 first encoding circuit, 11 motion vector detection circuit, 12 frame memory group, 13 intra / forward / backward / bidirectional prediction determination circuit, 14 prediction encoding circuit,
15 DCT circuit 15, 16 Quantization circuit, 17 VL
C circuit, 18 inverse quantization circuit, 20 IDCT circuit, 2
1 addition circuit, 22 frame memory, 23 motion compensation circuit, 30 encoding control circuit, 31 counter, 32 bit rate operation circuit, 33 quantization scale setting circuit,
40 second encoding circuit, 43 delay unit, 44 predictive encoding circuit, 45 DCT circuit, 46 quantization circuit, 47
VLC circuit, 48 inverse quantization circuit, 49 transmission buffer memory, 50 IDCT circuit, 51 addition circuit, 52
Frame memory, 53 Motion compensation circuit, 55 Image recording medium

Claims (50)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力画像データを符号化する画像符号化
方法において、 上記入力画像データを、複数の画像からなるGOP毎に
符号化して、GOP毎の第1の符号化データを生成する
ステップと、 上記第1の符号化データを生成するステップで生成され
た第1の符号化データのデータ量に基づいて、上記GO
P毎の符号化の難易度及び複数のGOPの符号化の難易
度の総和を求めるステップと、 上記GOP毎の符号化の難易度と上記複数のGOPの符
号化の難易度の総和の比に従って各GOP自身に割り当
てられる割当符号量を、絵柄が複雑な画像を含むGOP
に対しては多く割り当てられ、絵柄が単純な画像を含む
GOPに対しては少なく割り当てられるように算出する
ステップと、 上記GOP毎の入力画像データを、上記GOP自身毎に
割り当てられた割当符号量に基づいて符号化して、第2
の符号化データを生成し、上記GOP毎の第2の符号化
データのデータ量が上記GOP毎の割当符号量となるよ
うにするステップとを有する画像符号化方法。
1. An image encoding method for encoding input image data, wherein the input image data is encoded for each GOP including a plurality of images to generate first encoded data for each GOP. Based on the data amount of the first encoded data generated in the step of generating the first encoded data,
Calculating the sum of the difficulty level of the encoding for each P and the difficulty level of the encoding of the plurality of GOPs, according to a ratio of the difficulty level of the encoding level of the GOP to the sum of the difficulty levels of the encoding of the plurality of GOPs. The amount of code to be allocated to each GOP itself is determined by the GOP including an image with a complicated pattern
And calculating the input image data for each GOP by assigning a larger amount of code to the GOP including a simple image. And the second
Generating the coded data of (1) and (2) so that the data amount of the second coded data for each GOP becomes the allocated code amount for each GOP.
【請求項2】 上記各GOPに割り当てられる割当符号
量は、使用可能なデータ総量に、上記複数のGOPの符
号化の難易度の総和に対する上記GOP毎の符号化の難
易度の比を乗算することによって求められることを特徴
とする請求項1記載の画像符号化方法。
2. The allocated code amount assigned to each GOP is obtained by multiplying the total amount of usable data by the ratio of the degree of difficulty of encoding for each GOP to the sum of the degree of difficulty of encoding the plurality of GOPs. 2. The image encoding method according to claim 1, wherein the image encoding method is obtained by:
【請求項3】 上記各GOPに割り当てられる割当符号
量は、下記式によって求められることを特徴とする請求
項2記載の画像符号化方法。 【数1】 ここで、Mは、上記GOPの数であり、jは、1〜M−
1の整数であり、GOPdjは、j番目のGOPに対す
る割当符号量であり、Bは、伝送路のビットレートによ
って定まる上記複数のGOPに対する使用可能なデータ
総量であり、GOPdjは、j番目のGOPの符号化の
難易度である。
3. The image encoding method according to claim 2, wherein the allocated code amount allocated to each GOP is obtained by the following equation. (Equation 1) Here, M is the number of the GOP, and j is 1 to M−
GOPdj is the assigned code amount for the j-th GOP, B is the total amount of usable data for the plurality of GOPs determined by the bit rate of the transmission path, and GOPdj is the j-th GOP Is the difficulty of encoding.
【請求項4】 上記GOP毎の符号化の難易度を、上記
第1の符号化データのデータ量と、各GOPの各画像の
ピクチャタイプとの組合せから求めることを特徴とする
請求項1乃至3のいずれか1項記載の画像符号化方法。
4. The method according to claim 1, wherein the difficulty of encoding for each GOP is obtained from a combination of a data amount of the first encoded data and a picture type of each image of each GOP. 4. The image encoding method according to any one of 3.
【請求項5】 上記GOP毎の符号化の難易度を上記第
1の符号化データのデータ量とピクチャタイプの組合せ
から求めるステップは、 画像内符号化される画像のデータ量と、前方予測画像間
符号化される画像のデータ量とを上記GOP毎に求め、 上記画像内符号化される画像の数と、上記前方予測画像
間符号化される画像の数とを上記GOP毎に求め、 上記GOP毎の符号化の難易度を、上記画像内符号化さ
れる画像及び前方予測画像間符号化される画像のデータ
量と、上記画像内符号化される画像及び前方予測画像間
符号化される画像の数との組合せから算出することを特
徴とする請求項4記載の画像符号化方法。
5. The step of obtaining the degree of difficulty of encoding for each GOP from a combination of the data amount of the first encoded data and a picture type includes: a data amount of an intra-coded image; Calculating the data amount of the inter-coded image for each GOP; obtaining the number of the intra-coded images and the number of the forward predicted inter-coded images for each GOP; The degree of difficulty of encoding for each GOP is calculated based on the data amounts of the intra-coded image and the forward predicted inter-coded image, and the intra-coded image and the forward predicted inter-coded image. The image encoding method according to claim 4, wherein the calculation is performed based on a combination with the number of images.
【請求項6】 上記GOP毎の符号化の難易度を算出す
るステップは、上記GOP毎の符号化の難易度を、下記
式に基づいて算出することを特徴とする請求項5記載の
画像符号化方法。 GOPdj=bitIj+N×bitPj ここで、GOPdjは、j番目のGOPの符号化の難易
度であり、bitIjは、j番目のGOPの画像内符号化
される画像の数であり、Nは、画像内符号化される画像
の数であり、bitPjは、j番目のGOPの画像内符号
化される画像のデータ量である。
6. The image code according to claim 5, wherein the step of calculating the encoding difficulty level for each GOP calculates the encoding difficulty level for each GOP based on the following equation. Method. GOPdj = bitIj + N × bitPj Here, GOPdj is the difficulty of coding the j-th GOP, bitIj is the number of images to be intra-coded in the j-th GOP, and N is the intra-picture code. Is the number of images to be converted, and bitPj is the data amount of the image to be intra-coded in the j-th GOP.
【請求項7】 上記GOP毎の入力画像データをGOP
毎の割当符号量に基づいて符号化して、第2の符号化デ
ータを生成するステップは、 上記算出されたGOP毎の割当符号量に基づいて、量子
化ステップサイズを設定し、 上記設定された量子化ステップサイズを用いて、上記入
力画像データを符号化して、上記割当符号量に従った第
2の符号化データを生成することを特徴とする請求項1
乃至6のいずれか1項記載の画像符号化方法。
7. The input image data for each GOP is converted to a GOP.
Generating the second encoded data by encoding based on the assigned code amount for each GOP; setting a quantization step size based on the calculated assigned code amount for each GOP; The method according to claim 1, wherein the input image data is encoded using a quantization step size to generate second encoded data according to the allocated code amount.
The image encoding method according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 入力画像データを符号化する画像符号化
装置において、 複数の画像からなるGOPの複数分の入力画像データ
を、一定の量子化ステップサイズを用いて量子化して、
第1の符号化データを生成する第1の符号化手段と、 上記第1の符号化手段で生成された第1の符号化データ
のデータ量に基づいて、上記GOP毎の符号化の難易度
及び複数のGOPの符号化の難易度の総和を検出し、上
記GOP毎の符号化の難易度と上記複数のGOPの符号
化の難易度の総和の比に従って各GOP自身に割り当て
られる割当符号量を、絵柄が複雑な画像を含むGOPに
対しては多く割り当てられ、絵柄が単純な画像を含むG
OPに対しては少なく割り当てられるように算出する符
号化制御手段と、 上記GOP毎の入力画像データを、上記GOP自身毎に
割り当てられた割当符号量に基づいて符号化して、第2
の符号化データを生成し、上記GOP毎の第2の符号化
データのデータ量が上記GOP毎の割当符号量となるよ
うにする第2の符号化手段とを備える画像符号化装置。
8. An image encoding apparatus for encoding input image data, wherein a plurality of input image data of a GOP composed of a plurality of images are quantized using a fixed quantization step size.
First encoding means for generating first encoded data; and difficulty of encoding for each GOP based on a data amount of the first encoded data generated by the first encoding means. And the sum of the encoding difficulty of the plurality of GOPs is detected, and the allocated code amount assigned to each GOP itself according to the ratio of the encoding difficulty of the GOP to the sum of the encoding difficulty of the plurality of GOPs. Is assigned to a GOP including an image having a complicated pattern, and a GOP including an image having a simple pattern.
Encoding control means for calculating so as to be less allocated to the OP; and encoding the input image data for each GOP based on the allocated code amount allocated to the GOP itself.
And a second encoding unit that generates the encoded data of (1) and makes the data amount of the second encoded data of each GOP equal to the allocated code amount of each GOP.
【請求項9】 上記符号化制御手段は、上記各GOPに
割り当てられる割当符号量を、使用可能なデータ総量
に、上記複数のGOPの符号化の難易度の総和に対する
上記GOP毎の符号化の難易度の比を乗算することによ
って求めることを特徴とする請求項8記載の画像符号化
装置。
9. The encoding control means according to claim 1, wherein the amount of code allocated to each of the GOPs is converted into a total amount of usable data, and a total of the difficulty of encoding the plurality of GOPs is calculated. 9. The image encoding apparatus according to claim 8, wherein the value is obtained by multiplying a difficulty ratio.
【請求項10】 上記符号化制御手段は、上記GOP毎
の符号化の難易度を、上記第1の符号化データのデータ
量と、各GOPの各画像のピクチャタイプとの組合せか
ら求めることを特徴とする請求項8又は9記載の画像符
号化装置。
10. The encoding control means determines the difficulty of encoding for each GOP from a combination of the data amount of the first encoded data and the picture type of each image in each GOP. 10. The image encoding device according to claim 8, wherein
【請求項11】 上記符号化制御手段は、 画像内符号化される画像のデータ量と、前方予測画像間
符号化される画像のデータ量とを上記GOP毎に求め、 上記画像内符号化される画像の数と、上記前方予測画像
間符号化される画像の数とを上記GOP毎に求め、 上記GOP毎の符号化の難易度を、上記画像内符号化さ
れる画像及び前方予測画像間符号化される画像のデータ
量と、上記画像内符号化される画像及び前方予測画像間
符号化される画像の数との組合せから算出することを特
徴とする請求項10記載の画像符号化装置。
11. The encoding control means obtains, for each GOP, a data amount of an image to be intra-coded and a data amount of an image to be encoded between forward prediction images, The number of images to be coded and the number of images to be coded between the forward prediction images are obtained for each of the GOPs, and the difficulty of the coding for each GOP is determined between the intra coded image and the forward prediction image. 11. The image coding apparatus according to claim 10, wherein the calculation is performed based on a combination of a data amount of the image to be coded and the number of images to be coded between the intra-picture and the forward prediction picture. .
【請求項12】 上記符号化制御手段は、上記算出され
たGOP毎の割当符号量に基づいて、量子化ステップサ
イズを設定し、 上記第2の符号化手段は、上記符号化制御手段によって
設定された量子化ステップサイズを用いて、上記入力画
像データを符号化して、上記割当符号量に従った第2の
符号化データを生成することを特徴とする請求項11記
載の画像符号化装置。
12. The encoding control means sets a quantization step size based on the calculated allocated code amount for each GOP, and the second encoding means sets the quantization step size by the encoding control means. 12. The image encoding apparatus according to claim 11, wherein the input image data is encoded using the determined quantization step size, and second encoded data is generated according to the allocated code amount.
【請求項13】 上記符号化制御手段は、上記GOP毎
の符号化の難易度を、下記式に基づいて算出することを
特徴とする請求項12記載の画像符号化装置。 GOPdj=bitIj+N×bitPj ここで、GOPdjは、j番目のGOPの符号化の難易
度であり、bitIjは、j番目のGOPの画像内符号化
される画像の数であり、Nは、画像内符号化される画像
の数であり、bitPjは、j番目のGOPの画像内符号
化される画像のデータ量である。
13. The image encoding apparatus according to claim 12, wherein said encoding control means calculates the degree of difficulty of encoding for each GOP based on the following equation. GOPdj = bitIj + N × bitPj Here, GOPdj is the difficulty of coding the j-th GOP, bitIj is the number of images to be intra-coded in the j-th GOP, and N is the intra-picture code. Is the number of images to be converted, and bitPj is the data amount of the image to be intra-coded in the j-th GOP.
【請求項14】 上記符号化制御手段は、上記各GOP
に割り当てられる割当符号量を、下記式によって求める
ことを特徴とする請求項9記載の画像符号化装置。 【数2】 ここで、Mは、上記GOPの数であり、jは、1〜M−
1の整数であり、GOPdjは、j番目のGOPに対す
る割当符号量であり、Bは、伝送路のビットレートによ
って定まる上記複数のGOPに対する使用可能なデータ
総量であり、GOPdjは、j番目のGOPの符号化の
難易度である。
14. The encoding control means, wherein each of the GOPs
10. The image coding apparatus according to claim 9, wherein an amount of code to be allocated to is calculated by the following equation. (Equation 2) Here, M is the number of the GOP, and j is 1 to M−
GOPdj is the assigned code amount for the j-th GOP, B is the total amount of usable data for the plurality of GOPs determined by the bit rate of the transmission path, and GOPdj is the j-th GOP Is the difficulty of encoding.
【請求項15】 入力画像データを符号化する画像符号
化方法において、複数の画像の上記入力画像データを符
号化して、画像毎の第1の符号化データを生成するステ
ップと、 上記第1の符号化データを生成するステップで生成され
た第1の符号化データのデータ量に基づいて、上記画像
毎の符号化の難易度及び複数の画像の難易度の総和を求
めるステップと、 上記画像毎の符号化の難易度と上記複数の画像の符号化
の難易度の総和の比に従って各画像自身に割り当てられ
る割当符号量を、絵柄が複雑な画像に対しては多く割り
当てられ、絵柄が単純な画像に対しては少なく割り当て
られるように算出するステップと、 上記画像毎の入力画像データを、上記画像自身毎に割り
当てられた割当符号量に基づいて符号化して、第2の符
号化データを生成し、上記画像毎の第2の符号化データ
のデータ量が上記画像毎の割当符号量となるようにする
ステップとを有する画像符号化方法。
15. An image encoding method for encoding input image data, comprising: encoding the input image data of a plurality of images to generate first encoded data for each image; Obtaining a sum of the difficulty of encoding for each image and the difficulty of a plurality of images based on a data amount of the first encoded data generated in the step of generating encoded data; The amount of code to be assigned to each image itself according to the ratio of the difficulty of encoding and the sum of the difficulty of encoding the plurality of images, a large amount is assigned to an image having a complicated pattern, and the pattern is simple. Calculating the input image data for each image based on the allocated code amount allocated to the image itself, and calculating the second encoded data. And making the data amount of the second encoded data for each image equal to the allocated code amount for each image.
【請求項16】 上記各画像に割り当てられる割当符号
量を算出するステップは、 所定時間内の複数の画像に対して使用可能なデータ総量
を、上記複数の画像の符号化の難易度の総和に対する各
画像の難易度の比で比例配分することを特徴とする請求
項15記載の画像符号化方法。
16. The step of calculating an allocated code amount to be assigned to each image, comprising: calculating a total amount of data usable for a plurality of images within a predetermined time with respect to a total of the difficulty of encoding the plurality of images. 16. The image encoding method according to claim 15, wherein the distribution is proportionately performed based on a ratio of difficulty of each image.
【請求項17】 上記各画像に割り当てられる割当符号
量は、下記式によって求められることを特徴とする請求
項16記載の画像符号化方法。 【数3】 ここで、Nは、上記複数の画像の数であり、iは、1〜
N−1の整数であり、biは、i番目の画像に対する割
当符号量であり、Bは、上記複数の画像に対応したデー
タ総量であり、diは、i番目の画像の符号化の難易度
である。
17. The image coding method according to claim 16, wherein the code amount allocated to each image is obtained by the following equation. (Equation 3) Here, N is the number of the plurality of images, and i is 1 to
N is an integer of N-1, bi is the amount of code assigned to the i-th image, B is the total amount of data corresponding to the plurality of images, and di is the difficulty of encoding the i-th image. It is.
【請求項18】 上記各画像の割当符号量から、上記入
力画像データを画像毎に符号化して第2の符号化データ
を生成する際に用いられる量子化ステップサイズを求め
るステップを有することを特徴とする請求項15乃至1
7のいずれか1項記載の画像符号化方法。
18. A method according to claim 18, further comprising the step of: encoding the input image data for each image from the assigned code amount of each image to obtain a quantization step size used when generating second encoded data. Claims 15 to 1
8. The image encoding method according to any one of items 7 to 7.
【請求項19】 上記量子化ステップサイズは、上記各
画像を複数に分割したマクロブロック毎に設定され、該
量子化ステップサイズは、上記マクロブロックの割当符
号量が上記第1の符号化データの対応するマクロブロッ
クのデータ量よりも小さいときは、上記第2の符号化デ
ータのデータ量が少なくなるように、より大きな値に設
定され、上記マクロブロックの割当符号量が上記第1の
符号化データの対応するマクロブロックのデータ量より
も大きいときは、上記第2の符号化データのデータ量が
多くなるように、より小さな値に設定されることを特徴
とする請求項18記載の画像符号化方法。
19. The quantization step size is set for each of macroblocks obtained by dividing each of the images into a plurality of pieces, and the quantization step size is such that the amount of code assigned to the macroblock is equal to that of the first encoded data. When the data amount of the corresponding macro block is smaller than the data amount of the corresponding macro block, the data amount of the second coded data is set to a larger value so as to decrease the data amount of the second coded data. 19. The image code according to claim 18, wherein when the data amount is larger than the data amount of the corresponding macroblock, the second coded data is set to a smaller value so as to increase the data amount. Method.
【請求項20】 入力画像データを符号化する画像符号
化装置において、 複数の上記入力画像データを符号化して、第1の符号化
データを生成する第1の符号化手段と、 上記第1の符号化手段で生成された第1の符号化データ
のデータ量に基づいて、上記画像毎の符号化の難易度及
び複数の画像の符号化の難易度の総和を求め、上記画像
毎の符号化の難易度と上記複数の画像の符号化の難易度
の総和の比に従って各画像自身に割り当てられる割当符
号量を、絵柄が複雑な画像に対しては多く割り当てら
れ、絵柄が単純な画像に対しては少なく割り当てられる
ように算出する符号化制御手段と、 上記画像毎の入力画像データを、上記画像自身毎に割り
当てられた割当符号量に基づいて符号化して、第2の符
号化データを生成し、上記画像毎の第2の符号化データ
のデータ量が上記画像毎の割当符号量となるようにする
第2の符号化手段とを備える画像符号化装置。
20. An image encoding apparatus that encodes input image data, wherein: a first encoding unit that encodes a plurality of the input image data to generate first encoded data; Based on the data amount of the first encoded data generated by the encoding means, the sum of the difficulty of encoding for each image and the difficulty of encoding for a plurality of images is obtained. The amount of code assigned to each image itself according to the ratio of the difficulty of the above and the sum of the difficulty of the encoding of the plurality of images, a large amount is assigned to an image having a complicated pattern, and an image is assigned to a simple image. Encoding control means for calculating so as to be allocated less, and encoding the input image data for each image based on the allocated code amount allocated to the image itself to generate second encoded data. And the above A second encoding unit that makes the data amount of the second encoded data equal to the allocated code amount for each image.
【請求項21】 上記符号化制御手段は、 上記第1の符号化データのデータ量を検出する検出手段
と、 所定時間内の複数の画像に対して使用可能なデータ総量
を、上記複数の画像の符号化の難易度の総和に対する各
画像の難易度の比で比例配分することによって、上記各
画像に割り当てられる割当符号量を算出する演算手段と
を備えることを特徴とする請求項20記載の画像符号化
装置。
21. The encoding control means, comprising: a detection means for detecting a data amount of the first encoded data; and a data total amount usable for a plurality of images within a predetermined time, the plurality of images being 21. An arithmetic unit for calculating an allocated code amount allocated to each image by proportionally distributing the ratio of the difficulty level of each image to the total sum of the difficulty levels of encoding of the images. Image coding device.
【請求項22】 上記演算手段は、上記データ総量を、
下記式に従って上記各画像に割り当てることを特徴とす
る請求項21記載の画像符号化装置。 【数4】 ここで、Nは、上記複数の画像の数であり、iは、1〜
N−1の整数であり、biは、i番目の画像に対する割
当符号量であり、Bは、上記複数の画像に対応したデー
タ総量であり、diは、i番目の画像の符号化の難易度
である。
22. The calculating means calculates the total amount of data as
22. The image encoding apparatus according to claim 21, wherein the image is assigned to each of the images according to the following equation. (Equation 4) Here, N is the number of the plurality of images, and i is 1 to
N is an integer of N-1, bi is the amount of code assigned to the i-th image, B is the total amount of data corresponding to the plurality of images, and di is the difficulty of encoding the i-th image. It is.
【請求項23】 上記符号化制御手段は、 上記演算手段に接続され、上記各画像の割当符号量か
ら、上記入力画像データを画像毎に符号化して第2の符
号化データを生成する際に用いられる量子化ステップサ
イズを求める量子化スケール設定手段を備えることを特
徴とする請求項20乃至22のいずれか1項記載の画像
符号化装置。
23. The encoding control means, which is connected to the arithmetic means and encodes the input image data for each image from the assigned code amount of each image to generate second encoded data. 23. The image encoding apparatus according to claim 20, further comprising a quantization scale setting unit that determines a quantization step size to be used.
【請求項24】 上記量子化スケール設定手段は、上記
量子化ステップサイズを、上記各画像を複数に分割した
マクロブロック毎に求めるとともに、該量子化ステップ
サイズを、上記マクロブロックの割当符号量が上記第1
の符号化データの対応するマクロブロックのデータ量よ
りも小さいときは、上記第2の符号化データのデータ量
が少なくなるように、より大きな値に設定し、上記マク
ロブロックの割当符号量が上記第1の符号化データの対
応するマクロブロックのデータ量よりも大きいときは、
上記第2の符号化データのデータ量が多くなるように、
より小さな値に設定することを特徴とする請求項20記
載の画像符号化装置。
24. The quantization scale setting means obtains the quantization step size for each of the macroblocks obtained by dividing each of the images into a plurality of pieces, and determines the quantization step size when the allocated code amount of the macroblock is The first
When the data amount of the corresponding coded data is smaller than the data amount of the corresponding macroblock, a larger value is set so that the data amount of the second coded data is smaller, and the allocated code amount of the macroblock is When the data amount is larger than the data amount of the corresponding macroblock of the first encoded data,
In order to increase the data amount of the second encoded data,
21. The image encoding apparatus according to claim 20, wherein the value is set to a smaller value.
【請求項25】 入力画像データを符号化する画像符号
化方法において、 上記入力画像データで表される複数の画像のそれぞれの
予測モードを選択するステップと、 上記選択された予測モードに従って、上記複数の画像の
入力画像データを符号化して、画素毎の第1の符号化デ
ータを生成するステップと、 上記第1の符号化データを生成するステップで生成され
た第1の符号化データのデータ量に基づいて、上記画像
毎の符号化の難易度及び複数の画像の難易度の総和を求
めるステップと、 上記画像毎の符号化の難易度と上記複数の画像の難易度
の総和の比に基づいて、各画像自身に割り当てられる割
当符号量を算出するステップと、 上記画像毎の入力画像データを、上記予測モードを用い
るとともに、上記画像自身毎に割り当てられた割当符号
量に基づいて、符号化して、第2の符号化データを生成
し、上記画像毎の第2の符号化データのデータ量が上記
画像毎の割当符号量となるようにするステップとを有す
る画像符号化方法。
25. An image encoding method for encoding input image data, wherein: selecting a prediction mode of each of a plurality of images represented by the input image data; and selecting the plurality of prediction modes according to the selected prediction mode. Encoding first input data for each pixel by encoding the input image data of the image, and the amount of the first encoded data generated in the step of generating the first encoded data Calculating the sum of the degree of difficulty of encoding for each image and the degree of difficulty of a plurality of images, based on the ratio of the degree of difficulty of encoding for each image and the sum of the degree of difficulty of the plurality of images. Calculating an assigned code amount to be assigned to each image itself, and dividing the input image data for each image by using the prediction mode and assigning an assigned code amount to each image itself. Encoding based on the code amount to generate second encoded data, so that the data amount of the second encoded data for each image becomes the allocated code amount for each image. Image coding method.
【請求項26】 上記複数の画像のそれぞれのマクロブ
ロック毎に、動きベクトルを検出するステップを有し、 上記入力画像データを符号化して、第1の符号化データ
を生成するステップは、上記動きベクトルを用いて、上
記入力画像データを符号化し、上記入力画像データを符
号化して、第2の符号化データを生成するステップは、
上記予測モードと動きベクトルを用いて、上記入力画像
データを符号化することを特徴とする請求項25記載の
画像符号化方法。
26. The method according to claim 26, further comprising: detecting a motion vector for each macroblock of the plurality of images; and encoding the input image data to generate first encoded data. Encoding the input image data using a vector, encoding the input image data to generate second encoded data,
26. The image encoding method according to claim 25, wherein the input image data is encoded using the prediction mode and the motion vector.
【請求項27】 上記各画像に割り当てられる割当符号
量を算出するステップは、 所定時間内の複数の画像に対して使用可能なデータ総量
を、上記複数の画像の符号化の難易度の総和に対する各
画像の難易度の比で比例配分し、上記割当符号量が、絵
柄が複雑な画像に対しては多く割り当てられ、絵柄が単
純な画像に対しては少なく割り当てられることを特徴と
する請求項25又は26記載の画像符号化方法。
27. The step of calculating an assigned code amount assigned to each image, comprising: calculating a total amount of data usable for a plurality of images within a predetermined time with respect to a sum of the difficulty of encoding the plurality of images. 9. The method according to claim 8, wherein a proportional distribution is performed based on a difficulty ratio of each image, and the allocated code amount is allocated more to an image having a complicated pattern and less to an image having a simple pattern. 27. The image encoding method according to 25 or 26.
【請求項28】 上記各画像に割り当てられる割当符号
量は、下記式によって求められることを特徴とする請求
項27記載の画像符号化方法。 【数5】 ここで、Nは、上記複数の画像の数であり、iは、1〜
N−1の整数であり、biは、i番目の画像に対する割
当符号量であり、Bは、上記複数の画像に対応したデー
タ総量であり、diは、i番目の画像の符号化の難易度
である。
28. The image coding method according to claim 27, wherein the allocated code amount allocated to each image is obtained by the following equation. (Equation 5) Here, N is the number of the plurality of images, and i is 1 to
N is an integer of N-1, bi is the amount of code assigned to the i-th image, B is the total amount of data corresponding to the plurality of images, and di is the difficulty of encoding the i-th image. It is.
【請求項29】 上記各画像の割当符号量から、上記入
力画像データを画像毎に符号化して第2の符号化データ
を生成する際に用いられる量子化ステップサイズを求め
るステップを有することを特徴とする請求項25乃至2
8のいずれか1項記載の画像符号化方法。
29. A method according to claim 29, further comprising the step of: coding the input image data for each image to determine a quantization step size used when generating second coded data from the allocated code amount of each image. Claims 25 to 2
9. The image encoding method according to claim 8.
【請求項30】 上記量子化ステップサイズは、上記各
画像を複数に分割したマクロブロック毎に設定され、該
量子化ステップサイズは、上記マクロブロックの割当符
号量が上記第1の符号化データの対応するマクロブロッ
クのデータ量よりも小さいときは、上記第2の符号化デ
ータのデータ量が少なくなるように、より大きな値に設
定され、上記マクロブロックの割当符号量が上記第1の
符号化データの対応するマクロブロックのデータ量より
も大きいときは、上記第2の符号化データのデータ量が
多くなるように、より小さな値に設定されることを特徴
とする請求項26又は29記載の画像符号化方法。
30. The quantization step size is set for each of macroblocks obtained by dividing each of the images into a plurality of pieces, and the quantization step size is such that the amount of code assigned to the macroblock is equal to that of the first encoded data. When the data amount of the corresponding macro block is smaller than the data amount of the corresponding macro block, the data amount of the second coded data is set to a larger value so as to decrease the data amount of the second coded data. 30. The method according to claim 26, wherein when the data amount is larger than the data amount of the corresponding macroblock, the second encoded data is set to a smaller value so as to increase the data amount. Image coding method.
【請求項31】 複数の画像を表す入力画像データを符
号化する画像符号化装置において、 上記入力画像データで表される複数の画像のそれぞれの
予測モードを選択する予測判定手段と、 上記選択された予測モードに従って、複数の画像の上記
入力画像データを符号化して、画素毎の第1の符号化デ
ータを生成する第1の符号化手段と、 上記第1の符号化手段で生成された第1の符号化データ
のデータ量に基づいて、上記画像毎の符号化の難易度及
び複数の画像の符号化の難易度の総和を求め、上記画像
毎の符号化の難易度と上記複数の画像の符号化の難易度
の総和の比に基づいて、各画像自身に割り当てられる割
当符号量を算出する符号化制御手段と、 上記画像毎の入力画像データを、上記予測モードを用い
るとともに、上記画像自身毎に割り当てられた割当符号
量に基づいて、符号化して、第2の符号化データを生成
し、上記画像毎の第2の符号化データのデータ量が上記
画像毎の割当符号量となるようにする第2の符号化手段
とを備える画像符号化装置。
31. An image coding apparatus for coding input image data representing a plurality of images, comprising: a prediction determination unit for selecting a prediction mode of each of a plurality of images represented by the input image data; A first encoding unit that encodes the input image data of a plurality of images to generate first encoded data for each pixel according to the prediction mode, and a second encoding unit that generates the first encoded data for each pixel. The sum of the degree of difficulty of encoding for each image and the degree of difficulty of encoding a plurality of images is calculated based on the data amount of one encoded data, and the degree of difficulty of encoding for each image and the plurality of images are calculated. Encoding control means for calculating an assigned code amount assigned to each image itself based on the ratio of the total sum of the degree of difficulty of encoding, and input image data for each image, using the prediction mode, Every self Encoding is performed based on the allocated code amount to generate second coded data, and the data amount of the second coded data for each image is set to the allocated code amount for each image. An image encoding device comprising: a second encoding unit.
【請求項32】 上記複数の画像のそれぞれのマクロブ
ロック毎に、動きベクトルを検出する動きベクトル検出
手段を備え、 上記第1の符号化手段は、上記動きベクトルを用いて、
上記入力画像データを符号化し、上記第2の符号化手段
は、上記予測モードと動きベクトルを用いて、上記入力
画像データを符号化することを特徴とする請求項31記
載の画像符号化装置。
32. A motion vector detecting unit for detecting a motion vector for each macroblock of the plurality of images, wherein the first encoding unit uses the motion vector to
32. The image encoding apparatus according to claim 31, wherein the input image data is encoded, and wherein the second encoding unit encodes the input image data using the prediction mode and the motion vector.
【請求項33】 上記符号化制御手段は、上記画像毎の
符号化の難易度と上記複数の画像の符号化の難易度の総
和から、絵柄が複雑な画像に対しては多く割り当てら
れ、絵柄が単純な画像に対しては少なく割り当てられる
ように上記割当符号量を算出することを特徴とする請求
項31又は32記載の画像符号化装置。
33. The encoding control means, based on the sum of the degree of difficulty of encoding for each image and the degree of difficulty of encoding the plurality of images, assigns a large number to images with complicated patterns, 33. The image encoding apparatus according to claim 31, wherein the allocated code amount is calculated such that the amount of code allocated to a simple image is reduced.
【請求項34】 上記符号化制御手段は、 上記第1の符号化データのデータ量を検出する検出手段
と、 所定時間内の複数の画像に対して使用可能なデータ総量
を、上記複数の画像の符号化の難易度の総和に対する各
画像の難易度の比で比例配分することによって、上記各
画像に割り当てられる割当符号量を算出する演算手段と
を備えることを特徴とする請求項31乃至33のいずれ
か1項記載の画像符号化装置。
34. The encoding control means, comprising: a detection means for detecting a data amount of the first encoded data; and a data total amount usable for a plurality of images within a predetermined time, the encoding control means comprising: 34. An arithmetic means for calculating an allocated code amount allocated to each image by proportionally distributing the ratio of the difficulty level of each image to the total sum of the difficulty levels of encoding. The image encoding device according to any one of claims 1 to 7.
【請求項35】 上記演算手段は、上記データ総量を、
下記式に従って上記各画像に割り当てることを特徴とす
る請求項31記載の画像符号化装置。 【数6】 ここで、Nは、上記複数の画像の数であり、iは、1〜
N−1の整数であり、biは、i番目の画像に対する割
当符号量であり、Bは、上記複数の画像に対応したデー
タ総量であり、diは、i番目の画像の符号化の難易度
である。
35. The calculating means calculates the total amount of data as
The image encoding apparatus according to claim 31, wherein the image is assigned to each of the images according to the following equation. (Equation 6) Here, N is the number of the plurality of images, and i is 1 to
N is an integer of N-1, bi is the amount of code assigned to the i-th image, B is the total amount of data corresponding to the plurality of images, and di is the difficulty of encoding the i-th image. It is.
【請求項36】 上記符号化制御手段は、 上記演算手段に接続され、上記各画像の割当符号量か
ら、上記入力画像データを画像毎に符号化して第2の符
号化データを生成する際に用いられる量子化ステップサ
イズを求める量子化スケール設定手段を備えることを特
徴とする請求項31乃至35のいずれか1項記載の画像
符号化装置。
36. The encoding control means, which is connected to the arithmetic means and encodes the input image data for each image from the assigned code amount of each image to generate second encoded data. The image encoding apparatus according to any one of claims 31 to 35, further comprising a quantization scale setting unit that determines a quantization step size to be used.
【請求項37】 上記量子化スケール設定手段は、上記
量子化ステップサイズを、上記各画像を複数に分割した
マクロブロック毎に求めるとともに、該量子化ステップ
サイズを、上記マクロブロックの割当符号量が上記第1
の符号化データの対応するマクロブロックのデータ量よ
りも小さいときは、上記第2の符号化データのデータ量
が少なくなるように、より大きな値に設定し、上記マク
ロブロックの割当符号量が上記第1の符号化データの対
応するマクロブロックのデータ量よりも大きいときは、
上記第2の符号化データのデータ量が多くなるように、
より小さな値に設定することを特徴とする請求項32又
は36記載の画像符号化装置。
37. The quantization scale setting means obtains the quantization step size for each of macroblocks obtained by dividing each of the images into a plurality of pieces, and determines the quantization step size when an amount of code allocated to the macroblock is determined. The first
When the data amount of the corresponding coded data is smaller than the data amount of the corresponding macroblock, a larger value is set so that the data amount of the second coded data is smaller, and the allocated code amount of the macroblock is When the data amount is larger than the data amount of the corresponding macroblock of the first encoded data,
In order to increase the data amount of the second encoded data,
37. The image encoding apparatus according to claim 32, wherein the value is set to a smaller value.
【請求項38】 入力画像データを符号化する画像符号
化方法において、 上記入力画像データで表される複数の画像のそれぞれの
マクロブロック毎に、動きベクトルを検出するステップ
と、 上記複数の画像の入力画像データを、上記動きベクトル
を用いて符号化し、画像毎の第1の符号化データを生成
するステップと、 上記第1の符号化データを生成するステップで生成され
た第1の符号化データのデータ量に基づいて、上記画像
毎の符号化の難易度及び複数の画像の難易度の総和を求
めるステップと、 上記画像毎の符号化の難易度と上記複数の画像の難易度
の総和の比に基づいて、各画像自身に割り当てられる割
当符号量を算出するステップと、 上記画像毎の入力画像データを、上記動きベクトルを用
いるとともに、上記画像自身毎に割り当てられた割当符
号量に基づいて、符号化して、第2の符号化データを生
成し、上記画像毎の第2の符号化データのデータ量が上
記画像毎の割当符号量となるようにするステップとを有
する画像符号化方法。
38. An image encoding method for encoding input image data, comprising: detecting a motion vector for each macroblock of a plurality of images represented by the input image data; Encoding input image data using the motion vector to generate first encoded data for each image; first encoded data generated in the step of generating the first encoded data Calculating the sum of the difficulty level of encoding for each image and the difficulty level of a plurality of images, based on the data amount of Calculating an assigned code amount to be assigned to each image itself based on the ratio; and dividing the input image data for each image by using the motion vector and for each image itself. Encoding is performed based on the allocated code amount to generate second coded data, and the data amount of the second coded data for each image is set to the allocated code amount for each image. And an image encoding method.
【請求項39】 上記各画像に割り当てられる割当符号
量を算出するステップは、 所定時間内の複数の画像に対して使用可能なデータ総量
を、上記複数の画像の符号化の難易度の総和に対する各
画像の難易度の比で比例配分し、上記割当符号量が、絵
柄が複雑な画像に対しては多く割り当てられ、絵柄が単
純な画像に対しては少なく割り当てられることを特徴と
する請求項38記載の画像符号化方法。
39. The step of calculating an allocated code amount to be assigned to each image, comprising: calculating a total amount of data usable for a plurality of images within a predetermined time with respect to a total sum of difficulty of encoding the plurality of images. 9. The method according to claim 8, wherein a proportional distribution is performed based on a difficulty ratio of each image, and the allocated code amount is allocated more to an image having a complicated pattern and less to an image having a simple pattern. 38. The image encoding method according to claim 38.
【請求項40】 上記各画像に割り当てられる割当符号
量は、下記式によって求められることを特徴とする請求
項39記載の画像符号化方法。 【数7】 ここで、Nは、上記複数の画像の数であり、iは、1〜
N−1の整数であり、biは、i番目の画像に対する割
当符号量であり、Bは、上記複数の画像に対応したデー
タ総量であり、diは、i番目の画像の符号化の難易度
である。
40. The image coding method according to claim 39, wherein the allocated code amount allocated to each image is obtained by the following equation. (Equation 7) Here, N is the number of the plurality of images, and i is 1 to
N is an integer of N-1, bi is the amount of code assigned to the i-th image, B is the total amount of data corresponding to the plurality of images, and di is the difficulty of encoding the i-th image. It is.
【請求項41】 上記各画像の割当符号量から、上記入
力画像データを画像毎に符号化して第2の符号化データ
を生成する際に用いられる量子化ステップサイズを求め
るステップを有することを特徴とする請求項38乃至4
0のいずれか1項記載の画像符号化方法。
41. A method according to claim 41, further comprising the step of: encoding the input image data for each image, and calculating a quantization step size used when generating second encoded data, from the allocated code amount of each image. Claims 38 to 4
0. The image encoding method according to claim 1.
【請求項42】 上記量子化ステップサイズは、上記各
画像を複数に分割したマクロブロック毎に設定され、該
量子化ステップサイズは、上記マクロブロックの割当符
号量が上記第1の符号化データの対応するマクロブロッ
クのデータ量よりも小さいときは、上記第2の符号化デ
ータのデータ量が少なくなるように、より大きな値に設
定され、上記マクロブロックの割当符号量が上記第1の
符号化データの対応するマクロブロックのデータ量より
も大きいときは、上記第2の符号化データのデータ量が
多くなるように、より小さな値に設定されることを特徴
とする請求項41記載の画像符号化方法。
42. The quantization step size is set for each macroblock obtained by dividing each of the images into a plurality of pieces, and the quantization step size is such that the allocated code amount of the macroblock is equal to that of the first coded data. When the data amount of the corresponding macro block is smaller than the data amount of the corresponding macro block, the data amount of the second coded data is set to a larger value so as to decrease the data amount of the second coded data. 42. The image code according to claim 41, wherein when the data amount is larger than the data amount of the corresponding macroblock, the second coded data is set to a smaller value so as to increase the data amount. Method.
【請求項43】 複数の画像を表す入力画像データを符
号化する画像符号化装置において、 上記入力画像データで表される複数の画像のそれぞれの
マクロブロック毎に、動きベクトルを検出する動きベク
トル検出手段と、 上記複数の画像の入力画像データを、上記動きベクトル
を用いて符号化し、画像毎の第1の符号化データを生成
する第1の符号化手段と、 上記第1の符号化手段で生成された第1の符号化データ
のデータ量に基づいて、上記画像毎の符号化の難易度及
び複数の画像の符号化の難易度の総和を求め、上記画像
毎の符号化の難易度と上記複数の画像の符号化の難易度
の総和の比に基づいて、各画像自身に割り当てられる割
当符号量を算出する符号化制御手段と、 上記画像毎の入力画像データを、上記動きベクトルを用
いるとともに、上記画像自身毎に割り当てられた割当符
号量に基づいて、符号化して、第2の符号化データを生
成し、上記画像毎の第2の符号化データのデータ量が上
記画像毎の割当符号量となるようにする第2の符号化手
段とを備える画像符号化装置。
43. An image coding apparatus for coding input image data representing a plurality of images, wherein a motion vector is detected for each macroblock of the plurality of images represented by the input image data. Means, first image input means for encoding the input image data of the plurality of images using the motion vector, and first encoded data for each image, and first encoding means. On the basis of the data amount of the generated first encoded data, the sum of the encoding difficulty of each image and the encoding difficulty of a plurality of images is obtained, and the encoding difficulty of each image is calculated. Encoding control means for calculating an assigned code amount assigned to each image itself based on a ratio of a total sum of difficulty levels of encoding of the plurality of images, and using the motion vector as input image data for each image. When In addition, encoding is performed based on the assigned code amount assigned to each of the images themselves to generate second encoded data, and the data amount of the second encoded data for each image is An image encoding apparatus, comprising: a second encoding unit configured to set an assigned code amount.
【請求項44】 上記符号化制御手段は、上記画像毎の
符号化の難易度と上記複数の画像の符号化の難易度の総
和から、絵柄が複雑な画像に対しては多く割り当てら
れ、絵柄が単純な画像に対しては少なく割り当てられる
ように上記割当符号量を算出することを特徴とする請求
項43記載の画像符号化装置。
44. The encoding control means, based on the sum of the difficulty of encoding for each of the images and the difficulty of encoding of the plurality of images, assigns a large number to an image having a complicated pattern. 44. The image coding apparatus according to claim 43, wherein the allocated code amount is calculated such that is less allocated to a simple image.
【請求項45】 上記符号化制御手段は、 上記第1の符号化データのデータ量を検出する検出手段
と、 所定時間内の複数の画像に対して使用可能なデータ総量
を、上記複数の画像の符号化の難易度の総和に対する各
画像の難易度の比で比例配分することによって、上記各
画像に割り当てられる割当符号量を算出する演算手段と
を備えることを特徴とする請求項43又は44記載の画
像符号化装置。
45. The encoding control means, comprising: a detecting means for detecting a data amount of the first encoded data; and a total data amount usable for a plurality of images within a predetermined time, the plurality of images being 44. An arithmetic unit for calculating an allocated code amount allocated to each image by proportionally distributing the ratio of the difficulty level of each image to the total sum of the difficulty levels of the encoding. The image encoding device according to claim 1.
【請求項46】 上記演算手段は、上記データ総量を、
下記式に従って上記各画像に割り当てることを特徴とす
る請求項44記載の画像符号化装置。 【数8】 ここで、Nは、上記複数の画像の数であり、iは、1〜
N−1の整数であり、biは、i番目の画像に対する割
当符号量であり、Bは、上記複数の画像に対応したデー
タ総量であり、diは、i番目の画像の符号化の難易度
である。
46. The calculating means calculates the total amount of data as
The image encoding device according to claim 44, wherein the image is assigned to each of the images according to the following equation. (Equation 8) Here, N is the number of the plurality of images, and i is 1 to
N is an integer of N-1, bi is the amount of code assigned to the i-th image, B is the total amount of data corresponding to the plurality of images, and di is the difficulty of encoding the i-th image. It is.
【請求項47】 上記符号化制御手段は、 上記演算手段に接続され、上記各画像の割当符号量か
ら、上記入力画像データを画像毎に符号化して第2の符
号化データを生成する際に用いられる量子化ステップサ
イズを求める量子化スケール設定手段を備えることを特
徴とする請求項43乃至45のいずれか1項記載の画像
符号化装置。
47. The encoding control means, which is connected to the arithmetic means and encodes the input image data for each image from the assigned code amount of each image to generate second encoded data. The image encoding apparatus according to any one of claims 43 to 45, further comprising a quantization scale setting unit that determines a quantization step size to be used.
【請求項48】 上記量子化スケール設定手段は、上記
量子化ステップサイズを、上記各画像を複数に分割した
マクロブロック毎に求めるとともに、該量子化ステップ
サイズを、上記マクロブロックの割当符号量が上記第1
の符号化データの対応するマクロブロックのデータ量よ
りも小さいときは、上記第2の符号化データのデータ量
が少なくなるように、より大きな値に設定し、上記マク
ロブロックの割当符号量が上記第1の符号化データの対
応するマクロブロックのデータ量よりも大きいときは、
上記第2の符号化データのデータ量が多くなるように、
より小さな値に設定することを特徴とする請求項47記
載の画像符号化装置。
48. The quantization scale setting means obtains the quantization step size for each of macroblocks obtained by dividing each of the images into a plurality of pieces, and determines the quantization step size when an allocated code amount of the macroblock is determined. The first
When the data amount of the corresponding coded data is smaller than the data amount of the corresponding macroblock, a larger value is set so that the data amount of the second coded data is smaller, and the allocated code amount of the macroblock is When the data amount is larger than the data amount of the corresponding macroblock of the first encoded data,
In order to increase the data amount of the second encoded data,
48. The image encoding apparatus according to claim 47, wherein the value is set to a smaller value.
【請求項49】 上記第1の符号化データを生成するス
テップでは、一定の量子化ステップサイズでの量子化処
理を含む符号化を行うことを特徴とする請求項1、1
5、25又は38記載の画像符号化方法。
49. The method according to claim 1, wherein in the step of generating the first encoded data, encoding including a quantization process with a fixed quantization step size is performed.
39. The image encoding method according to 5, 25 or 38.
【請求項50】 上記第1の符号化手段では、一定の量
子化ステップサイズでの量子化処理を含む符号化を行う
ことを特徴とする請求項8、20、31又は43記載の
画像符号化装置。
50. The image coding apparatus according to claim 8, wherein said first coding means performs coding including quantization processing at a fixed quantization step size. apparatus.
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