JP3922581B2 - 可変転送レート符号化方法および装置 - Google Patents
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ここで、一つのGOPに与える目標符号量PS2B(i)をRとすると、具体的な符号量制御は、以下の第1、第2のステップのようなアルゴリズムにより、符号量制御器113が行う。
(A)第1のステップ
第1のステップでは、以下の式のように、GOPの各ピクチャに対する割り当て符号量を、GOP内で未だ符号化していないピクチャに対してある重みを付けて配分する。
Xp=Sp×Qp
Xb=Sb×Qb
ここで、Xはグローバルコンプレクシティメジャー(global complexity measure)と呼ばれ、一つ前の同ピクチャタイプの符号化結果の発生符号量Sと平均量子化スケールQとの積で定義するものであり、iはIピクチャを、pはPピクチャを、bはBピクチャを表している。また、理想的な画質を達成する量子化スケールは、Iピクチャを基準とした場合のPピクチャとの比率がKp=1.0で、同じくIピクチャを基準とした場合のBピクチャとの比率がKb=1.4であると仮定する。
Tp=MAX[R/(Np+(NpKpXb/KbXp)),br/(8*pr)]
Tb=MAX[R/(Nb+(NpKbXp/KbXp)),br/(8*pr)]
なお、各式において、TiはIピクチャの符号量を表し、TpはPピクチャの符号量を、TbはBピクチャの符号量を、MAXは最大を、RはそのGOPに与えられた初期値の符号量を、NpはGOP内のPピクチャの未符号化ピクチャ枚数、NbはGOP内のBピクチャの未符号化ピクチャ枚数、prはピクチャレート、brはビットレートを表している。
(B)第2のステップ
第2のステップでは第1のステップで割り当てられた各ピクチャの符号量(Ti,Tp,Tb)と実際の発生符号量を一致させるため、以下の各式に示すように、マクロブロック毎に発生符号量を加算しつつ、目標符号量から途中での予測目標符号量との差を、量子化スケールにマクロブロック単位でフィードバックする。
djp = dOp+Bj-1−(Tp(j-1)/MB_cnt)
djb = dOp+Bj-1−(Tb(j-1)/MB_cnt)
なお、各式中において、dOiはIピクチャにおける仮想バッファ(VBVバッファ)の初期占有量を、dOpはPピクチャにおける仮想バッファ(VBVバッファ)の初期占有量を、dObはBピクチャにおける仮想バッファ(VBVバッファ)の初期占有量を、jは符号量カウンタ121にてカウントされた各ピクチャの先頭から何番目かを示す番号を、Bjは符号量カウンタ121でカウントされた各ピクチャの先頭からj番目のマクロブロックまでの発生符号量を、MB_cntは1ピクチャ内のマクロブロック数を、djiはIピクチャにおけるフィードバック量を、djpはPピクチャにおけるフィードバック量を、djbはBピクチャにおけるフィードバック量を示している。
R= 2×br/pr
なお、式中のQは量子化スケールを、rはフィードバックの応答速度を決定するパラメータである。
(1) ビデオ信号を直交変換と量子化を使用して符号化して、可変転送レートにて出力する可変転送レート符号化方法であって、
入来するビデオ信号を直交変換と量子化を使用して符号化するステップと、
前記入来するビデオ信号の符号化と同時に、その符号化された符号化データの1画像単位毎の発生符号量と1画像単位毎の平均量子化幅と1画像単位毎のピクチャタイプとを検出し、検出した1画像単位毎の発生符号量と1画像単位毎の平均量子化幅と1画像単位毎のピクチャタイプとの情報を有する符号化情報を生成するステップと、
前記符号化された符号化データを固定転送レートで記録すると共に、前記符号化情報を記録するステップと、
前記記録された符号化データを復号するステップと、
前記記録された符号化情報内の発生符号量と平均量子化幅との情報と、前記符号化データの再生時間と、目標とする平均可変転送レートとをもとに、もしくは前記記録された符号化情報内の発生符号量と平均量子化幅との情報と目標符号量とをもとに、1画像単位毎の新たな目標符号量を設定するステップ、
前記記録された符号化情報内のピクチャタイプの情報を用いながら、1画像単位毎の発生符号量が前記新たな目標符号量となるように、前記符号化データを復号したデータを可変長符号化する可変転送レート符号化ステップと、
を有することを特徴とする可変転送レート符号化方法。
(2) 前記記録するステップにおいて、前記符号化するステップでの符号化時の動き補償に関するパラメータを記録するようにし、
前記可変転送レート符号化ステップにおいて、前記記録された符号化データを復号したデータを可変長符号化する際に、動き補償に関するパラメータとして、前記記録された動き補償に関するパラメータを使用することを特徴とする上記(1)記載の可変転送レート符号化方法。
(3) 編集情報を入力するステップを設け、
前記符号化情報を生成するステップでは、編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を生成し、
前記復号するステップでは、編集情報に基づく必要な区間のみのデータを復号し、
前記新たな目標符号量を設定するステップでは、前記符号化情報として編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を使用し、
前記可変転送レート符号化ステップでは、前記符号化情報として編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を使用すると共に、符号化するデータとして前記編集情報に基づき必要な区間のみ復号されたデータを使用する、
ことを特徴とする上記(1)または(2)に記載の可変転送レート符号化方法。
(4) ビデオ信号を直交変換と量子化を使用して符号化して、可変転送レートにて出力する可変転送レート符号化装置であって、
入来するビデオ信号を直交変換と量子化を使用して符号化する入来ビデオ信号符号化手段と、
前記入来するビデオ信号の符号化と同時に、その符号化された符号化データの1画像単位毎の発生符号量と1画像単位毎の平均量子化幅と1画像単位毎のピクチャタイプとを検出し、検出した1画像単位毎の発生符号量と1画像単位毎の平均量子化幅と1画像単位毎のピクチャタイプとの情報を有する符号化情報を生成する符号化情報検出手段と、
前記符号化された符号化データを固定転送レートで記録すると共に、前記符号化情報を記録する記録手段と、
前記記録された符号化データを復号する復号手段と、
前記記録された符号化情報内の発生符号量と平均量子化幅との情報と、前記符号化データの再生時間と、目標とする平均可変転送レートとをもとに、もしくは前記記録された符号化情報内の発生符号量と平均量子化幅との情報と目標符号量とをもとに、1画像単位毎の新たな目標符号量を設定する目標符号量設定手段と、
前記記録された符号化情報内のピクチャタイプの情報を用いながら、1画像単位毎の発生符号量が前記新たな目標符号量となるように、前記符号化データを復号したデータを可変長符号化する可変転送レート符号化手段と、
を有することを特徴とする可変転送レート符号化装置。
(5) 前記入来ビデオ信号符号化手段は、符号化時の動き補償に関するパラメータを出力するものであり、
前記記録手段はその動き補償に関するパラメータを記録するものであり、
前記可変転送レート符号化手段は、前記記録された符号化データを復号したデータを可変長符号化する際に、動き補償に関するパラメータとして、前記記録された動き補償に関するパラメータを使用するものである、
ことを特徴とする上記(4)記載の可変転送レート符号化装置。
(6) 編集情報を入力する編集情報入力手段と、
その編集情報に基づいて前記符号化情報検出手段を制御する検出制御手段と、
前記編集情報に基づいて前記復号手段を制御する復号化制御手段とを設け、
前記符号化情報検出手段では、前記検出制御手段の制御により、前記編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を生成し、
前記復号手段では、前記復号化制御手段の制御により、前記編集情報に基づく必要な区間のみ符号化データを復号し、
前記目標符号量設定手段では、前記符号化情報として前記編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を使用し、
前記可変転送レート符号化手段では、前記符号化情報として前記編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を使用すると共に、符号化するデータとして前記編集情報に基づき必要な区間のみ復号されたデータを使用する、
ことを特徴とする上記(4)または(5)に記載の可変転送レート符号化装置。
すなわち、当該量子化器4にフィードバックされる符号化制御信号は、量子化幅を制御するための制御信号である。
したがって、記憶回路22には、11〜12ビット/ピクチャ程度の情報でバイトアラインを考えて、2バイト程度の情報を符号化されたピクチャ順番に記録するようにしている。
TG(i)=TB×EN(i)/ΣEN(i)
この式により求めた、可変化転送レート符号化データの各ピクチャに与える目標符号量(ピクチャ目標符号量情報)TG(i)は、可変転送レート符号化器50の符号量制御回路63に送られる。なお、式中のENは、その検出したピクチャ複雑さや、動き補償時の誤差量にほぼ比例しており、符号化の難しさを表すものである。このENの値が高いときには符号量を増やし、小さいときには符号量を減らすことで、画質を一定にした符号量割り当てが可能となる。可変転送レート符号化データの各ピクチャに与える目標符号量TG(i)は、この比率で、当該可変転送レート符号化データに変換した後の全体の目標符号量TBを分配していることに他ならない。また、前述した従来例と同様に、発生符号量比率に単純に分配するようにしてもよく、ピクチャ内の符号量制御は前述した第2のステップ以降の方法で実現することが可能である。
5,55…VLC器、6,56…バッファメモリ、7,57…出力端子、
8,58…逆量子化器、9,59…逆DCT器、10,60…画像メモリ、
11,61…動き補償予測器、12,62…演算器、62…符号量カウンタ、
63…符号量制御回路、22…記憶回路、24…符号化情報検出器、25…CPU、
26…目標符号量決定回路、40…復号器、41…編集情報入力器、
42…復号化制御器、43…検出制御器、50…可変転送レート符号化器
Claims (6)
- ビデオ信号を直交変換と量子化を使用して符号化して、可変転送レートにて出力する可変転送レート符号化方法であって、
入来するビデオ信号を直交変換と量子化を使用して符号化するステップと、
前記入来するビデオ信号の符号化と同時に、その符号化された符号化データの1画像単位毎の発生符号量と1画像単位毎の平均量子化幅と1画像単位毎のピクチャタイプとを検出し、検出した1画像単位毎の発生符号量と1画像単位毎の平均量子化幅と1画像単位毎のピクチャタイプとの情報を有する符号化情報を生成するステップと、
前記符号化された符号化データを固定転送レートで記録すると共に、前記符号化情報を記録するステップと、
前記記録された符号化データを復号するステップと、
前記記録された符号化情報内の発生符号量と平均量子化幅との情報と、前記符号化データの再生時間と、目標とする平均可変転送レートとをもとに、もしくは前記記録された符号化情報内の発生符号量と平均量子化幅との情報と目標符号量とをもとに、1画像単位毎の新たな目標符号量を設定するステップ、
前記記録された符号化情報内のピクチャタイプの情報を用いながら、1画像単位毎の発生符号量が前記新たな目標符号量となるように、前記符号化データを復号したデータを可変長符号化する可変転送レート符号化ステップと、
を有することを特徴とする可変転送レート符号化方法。 - 前記記録するステップにおいて、前記符号化するステップでの符号化時の動き補償に関するパラメータを記録するようにし、
前記可変転送レート符号化ステップにおいて、前記記録された符号化データを復号したデータを可変長符号化する際に、動き補償に関するパラメータとして、前記記録された動き補償に関するパラメータを使用することを特徴とする請求項1記載の可変転送レート符号化方法。 - 編集情報を入力するステップを設け、
前記符号化情報を生成するステップでは、編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を生成し、
前記復号するステップでは、編集情報に基づく必要な区間のみのデータを復号し、
前記新たな目標符号量を設定するステップでは、前記符号化情報として編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を使用し、
前記可変転送レート符号化ステップでは、前記符号化情報として編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を使用すると共に、符号化するデータとして前記編集情報に基づき必要な区間のみ復号されたデータを使用する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の可変転送レート符号化方法。 - ビデオ信号を直交変換と量子化を使用して符号化して、可変転送レートにて出力する可変転送レート符号化装置であって、
入来するビデオ信号を直交変換と量子化を使用して符号化する入来ビデオ信号符号化手段と、
前記入来するビデオ信号の符号化と同時に、その符号化された符号化データの1画像単位毎の発生符号量と1画像単位毎の平均量子化幅と1画像単位毎のピクチャタイプとを検出し、検出した1画像単位毎の発生符号量と1画像単位毎の平均量子化幅と1画像単位毎のピクチャタイプとの情報を有する符号化情報を生成する符号化情報検出手段と、
前記符号化された符号化データを固定転送レートで記録すると共に、前記符号化情報を記録する記録手段と、
前記記録された符号化データを復号する復号手段と、
前記記録された符号化情報内の発生符号量と平均量子化幅との情報と、前記符号化データの再生時間と、目標とする平均可変転送レートとをもとに、もしくは前記記録された符号化情報内の発生符号量と平均量子化幅との情報と目標符号量とをもとに、1画像単位毎の新たな目標符号量を設定する目標符号量設定手段と、
前記記録された符号化情報内のピクチャタイプの情報を用いながら、1画像単位毎の発生符号量が前記新たな目標符号量となるように、前記符号化データを復号したデータを可変長符号化する可変転送レート符号化手段と、
を有することを特徴とする可変転送レート符号化装置。 - 前記入来ビデオ信号符号化手段は、符号化時の動き補償に関するパラメータを出力するものであり、
前記記録手段はその動き補償に関するパラメータを記録するものであり、
前記可変転送レート符号化手段は、前記記録された符号化データを復号したデータを可変長符号化する際に、動き補償に関するパラメータとして、前記記録された動き補償に関するパラメータを使用するものである、
ことを特徴とする請求項4記載の可変転送レート符号化装置。 - 編集情報を入力する編集情報入力手段と、
その編集情報に基づいて前記符号化情報検出手段を制御する検出制御手段と、
前記編集情報に基づいて前記復号手段を制御する復号化制御手段とを設け、
前記符号化情報検出手段では、前記検出制御手段の制御により、前記編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を生成し、
前記復号手段では、前記復号化制御手段の制御により、前記編集情報に基づく必要な区間のみ符号化データを復号し、
前記目標符号量設定手段では、前記符号化情報として前記編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を使用し、
前記可変転送レート符号化手段では、前記符号化情報として前記編集情報に基づく必要な区間のみの符号化情報を使用すると共に、符号化するデータとして前記編集情報に基づき必要な区間のみ復号されたデータを使用する、
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の可変転送レート符号化装置。
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JP2003399158A JP3922581B2 (ja) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | 可変転送レート符号化方法および装置 |
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