JP5232898B2 - トランスコーダ - Google Patents

Description

本発明は、入力ストリームをデコードして異なる出力ストリームに変換するトランスコーダに関し、詳しくは、出力ストリームの発生符号量を目標ビットレートに向けて適正に制御する技術に関する。

デジタル放送で配信される画像や、ＤＶＤ、ハードディスクなどに格納される画像などは、各種の符号化方式に従って圧縮される。これは、伝送帯域を圧迫しないため、伝送速度を上げるため、あるいは、記憶サイズを小さくするなどの目的のためである。

画像の符号化方式には、ＭＰＥＧ２やＨ．２６４など様々な規格が存在する。そして、入力した符号化画像の符号量を削減するなどの目的で符号化方式の変換が行われる場合がある。トランスコーダは、入力した符号化画像を一旦デコードする。そして、トランスコーダは、デコードした画像を、再び異なる符号化方式（あるいは同じ符号化方式）で符号化する。このようにして、トランスコーダは、出力ストリームのビットレートを制御するのである。

下記特許文献１は、第１の圧縮符号化方式で圧縮された画像を第２の圧縮符号化方式で圧縮された画像に変換するトランスコーダに関するものである。このトランスコーダは、第１の圧縮符号化方式で圧縮された画像を復号する際に発生する中間情報を用いて、第２の圧縮符号化方式で画像を圧縮するようにしている。

特開２００６−７４６３５号公報

従前から行なわれているレート制御技術では、既知のフォーマット(フレームレート／画像サイズ)の画像データを入力としている。また、目標ビットレートやＧＯＰピクチャ構成(ＩＢＢＰ・・・)といった符号化のためのパラメータは、ユーザにより意図的に決定され、これらパラメータが決定された上で、符号化が開始される。

つまり、あるシーケンスの符号化を行なう前に、これらの情報が既知のパラメータとして与えられるものであり、かつ、そのシーケンスの符号化中にこれらのパラメータが変わることはない。よって、レートを制御するためのビット割り当てを、ある程度、事前に計画的に行なうことが可能である。

一方、トランスコーダにおけるレート制御においては、出力ストリーム全体の目標ビットレートがユーザにより設定されるが、入力ストリームの諸元、つまり画像サイズ(フォーマット) ／フレームレート／ＧＯＰピクチャ構成/ビットレートなどは、入力ストリームのあるまとまった単位(例えばシーケンスヘッダ、ピクチャヘッダ、１つのＧＯＰ全体)をデコードするまで知ることができない。また、入力ストリームは複数の異なるストリームをカット＆ペースト編集したものである場合もある。この場合は途中で上記の入力ストリームの諸元が変化する場合がある。これに対しては、入力ストリームをある程度先読みして（バッファリングして）、入力ストリームのデコード過程で得られる情報を獲得してから再エンコード処理を行うことで解決可能であるが、先読みしなければならないストリームの分だけ出力に遅延が生じてしまう。そのため１パスで実時間でトランスコードを行なう場合は、出力ストリームのビットレートを平均化するには、従来の技術とは異なった仕組みが必要となる。

そこで、本発明は前記問題点に鑑み、ストリームの出力に遅延を生じさせることなく、出力ストリームの発生符号量を目標ビットレートに向けて適正に制御することを目的とする。

請求項１記載のトランスコーダは、第１のストリームを第２のストリームに変換するトランスコーダであって、第２のストリーム全体の目標ビットレートを設定する手段と、第２のストリーム全体の目標ビットレートと、第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと、第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートに基づいて第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートを決定する目標ビットレート決定手段とを備え、第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートとの比を目標比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、第２のストリームの全体の目標ビットレートと前記目標比との比に基づいて第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートを算出することを特徴とする。
請求項２記載のトランスコーダは、第１のストリームを第２のストリームに変換するトランスコーダであって、第２のストリーム全体の目標ビットレートを設定する手段と、第２のストリーム全体の目標ビットレートと、第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと、第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートに基づいて第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートを決定する目標ビットレート決定手段とを備え、第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートとの比に基づいて算出される値を目標比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、第２のストリームの全体の目標ビットレートと前記目標比との比に基づいて第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートを算出することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のトランスコーダにおいて、第Ｎ期間以前の第１のストリームのビットレートを取得する手段と、決定された第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートと第Ｎ期間以前の第１のストリームのビットレートとの比に基づいて第Ｎ＋１期間の期間変換係数を算出する期間変換係数算出手段と、第Ｎ＋１期間の第１のストリームの量子化ステップ値に前記期間変換係数を乗算することで、第Ｎ＋１期間の第２のストリームの量子化ステップ値を算出する手段と、を備えることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３に記載のトランスコーダにおいて、前記期間変換係数算出手段は、第Ｎ期間以前の第１のストリームのビットレートとして、第Ｎ期間の第１のストリームのビットレートを用いることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３に記載のトランスコーダにおいて、前記期間変換係数算出手段は、第Ｎ期間以前の第１のストリームのビットレートとして、第Ｎ期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートを用いることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、第Ｎ−１期間の第１のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第１のストリームのビットレートの比を期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記期間比を乗算し、前記目標比を調整することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、第Ｎ期間の第１のストリームのビットレートと第Ｎ＋１期間の第１のストリームのビットレートの比を期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記期間比を乗算し、前記目標比を調整することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、第Ｎ−１期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートと第Ｎ期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートの比を期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記期間比を乗算し、前記目標比を調整することを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、第Ｎ期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートと第Ｎ＋１期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートの比を期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記期間比を乗算し、前記目標比を調整することを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートとして、第Ｎ期間の第２のストリームのビットレートが用いられることを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートとして、第Ｎ期間を含む過去複数期間の第２のストリームの平均ビットレートが用いられることを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項２に記載のトランスコーダにおいて、第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートとの比が１である領域を境界として、算出される目標比の変化率が非対称であることを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のトランスコーダにおいて、さらに、算出された第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートの上限値あるいは下限値を設定する手段、を備えることを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、請求項３に記載のトランスコーダにおいて、さらに、前記期間変換係数の上限値あるいは下限値を設定する手段、を備えることを特徴とする。

請求項１５記載の発明は、請求項３に記載のトランスコーダにおいて、第１のストリームのビットレートが変動した場合、前記期間変換係数を再計算することを特徴とする。

請求項１６記載の発明は、請求項３に記載のトランスコーダにおいて、第２のストリーム全体の目標ビットレートが適応的に変化し、それに応じて前記期間変換係数が再計算されることを特徴とする。

請求項１７記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のトランスコーダにおいて、第Ｎ−１期間の第１のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第１のストリームのビットレートの比を第１期間比、第Ｎ期間の第１のストリームのビットレートと第Ｎ＋１期間の第１のストリームのビットレートの比を第２期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記第１あるいは第２期間比のいずれかを選択して乗算し、前記目標比を調整することを特徴とする。

請求項１８記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のトランスコーダにおいて、第Ｎ−１期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートと第Ｎ期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートの比を第１期間比、第Ｎ期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートと第Ｎ＋１期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートの比を第２期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記第１あるいは第２期間比のいずれかを選択して乗算し、前記目標比を調整することを特徴とする。

請求項１９記載の発明は、請求項１２に記載のトランスコーダにおいて、前記変化率として複数のパターンが用意されており、画像の複雑さに応じて前記変化率が選択されることを特徴とする。

請求項２０記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のトランスコーダにおいて、決定された第Ｎ＋１期間の目標設定ビットレートを外部パラメータにより調整することを特徴とする。

請求項１記載のトランスコーダは、第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートとの比から目標比を求め、この目標比を加味して、次の期間の目標設定ビットレートを算出する。これにより、目標設定ビットレートが目標に追従するように適正に制御される。

トランスコーダのブロック図である。 入力ストリーム（第１ストリーム）と出力ストリーム（第２ストリーム）の情報を制御単位期間ごとに示した図である。 関数θの特性を表す図である。 関数ψの特性を表す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るトランスコーダ１のブロック図である。このトランスコーダ１は、デコーダ２とエンコーダ３とを備えている。

デコーダ２は、第１ストリームを入力する。第１ストリームは、符号化画像のストリームである。デコーダ２は、第１ストリームをデコードし、非圧縮の画像データをエンコーダ３に出力する。エンコーダ３は、デコーダ２においてデコードされた非圧縮の画像データを再び符号化し、第２ストリームを出力するのである。

たとえば、トランスコーダ１は、ＭＰＥＧ２で符号化された第１ストリームを入力し、Ｈ．２６４で符号化された第２ストリームを出力するなど、ストリームの符号化方式を変換する処理を行う。そして、変換処理を行う際、出力する第２ストリームのレート制御を最適に行えるよう本発明は工夫されている。あるいは、トランスコーダ１は、ＭＰＥＧ２で符号化された第１ストリームを入力し、再びＭＰＥＧ２で符号化された第２ストリームを出力するなど、同じ符号化方式のストリームを出力する。このときにも、出力する第２ストリームのレート制御を最適に行えるよう本発明は工夫されている。

なお、この後説明する第１〜第５の実施の形態における各演算処理は、デコーダ２およびエンコーダ３において実行される演算処理であるが、デコーダ２およびエンコーダ３における各演算処理は、ハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェア処理により実現されていてもよい。つまり、デコーダ２およびエンコーダ３は、ハードウェア回路として構成されていてもよいし、ＣＰＵとメモリに格納されたプログラムとで構成されていてもよい。あるいは、一部の処理がハードウェアで処理され、一部の処理がソフトウェアで処理される形態であってもよい。

図２は、トランスコーダ１が入出力するストリームの制御単位期間ごとの情報を表した図である。トランスコーダ１は、処理時間軸を制御単位期間Ｌ_ｎ（ｎ＝１，２・・・）に区分し、この制御単位期間Ｌ_ｎを処理単位としてレート制御を行う。以下の説明において、適宜、制御単位期間Ｌ_ｎを第ｎ期間と呼ぶことにする。制御単位期間Ｌ_ｎとしては、１フレーム、連続する複数フレーム、１ＧＯＰ、連続する複数ＧＯＰなどを１単位期間として設定することが可能である。

第１ストリームの入力全体ビットレートＳは、シーケンスヘッダなどから取得される。入力平均ビットレートＳ_ｎは、第ｎ期間における第１ストリームの平均ビットレートである。トランスコーダ１は、バッファを備えており、Ｍ期間分の入力平均ビットレートＳｎに関する情報を格納可能としている。つまり、バッファは、第（ｎ−Ｍ＋１）期間から第ｎ期間までの入力平均ビットレートＳ_ｎに関する情報を格納可能としている。そして、期間平均ビットレートＡＳ_ｎは、第（ｎ−Ｍ＋１）期間から第ｎ期間における入力平均ビットレートＳ_ｎを平均した値である。期間平均ビットレートＡＳ_ｎは、数１式で表される。

デコーダ２は、入力した第１ストリームから、入力全体ビットレートＳ、入力平均ビットレートＳ_ｎ、期間平均ビットレートＡＳ_ｎ、第ｎ期間における量子化ステップ値Ｐなどの情報を取得し、これらの情報をエンコーダ３に与える。エンコーダ３は、これらの情報を利用して、画像の再符号化を行う。

第２ストリームの全体目標ビットレートＴは、ユーザにより設定される。たとえば、ユーザが、トランスコーダ１に設けられた図示せぬ操作部を用いて全体目標ビットレートＴを設定する。目標設定ビットレートＴ_ｎは、第ｎ期間における第２ストリームの目標ビットレートである。出力平均ビットレートＣ_ｎは、第ｎ期間における変換済みの第２ストリームの平均ビットレートである。トランスコーダ１は、バッファを備えており、Ｍ期間分の出力平均ビットレートＣ_ｎに関する情報を格納可能としている。つまり、バッファは、第（ｎ−Ｍ＋１）期間から第ｎ期間までの出力平均ビットレートＣ_ｎに関する情報を格納可能としている。そして、期間平均ビットレートＡＣ_ｎは、第（ｎ−Ｍ＋１）から第ｎ期間における出力平均ビットレートＣ_ｎを平均した値である。期間平均ビットレートＡＣ_ｎは、数２式で表される。なお、この実施の形態では、期間平均ビットレートＡＳ_ｎ、ＡＣ_ｎを計算する場合に利用するバッファ期間を、制御単位期間Ｌ_ｎと連動させたが、バッファ期間の設定方法は、これに限るものではない。たとえば、符号化が終わった時点の過去１フレーム、連続する過去複数フレーム、過去１ＧＯＰ、連続する過去複数ＧＯＰなどをバッファ期間として設定することが可能である。

また、量子化ステップ変換係数α_ｎは、第（ｎ−１）期間の終了時に算出される係数である。第１ストリームの量子化ステップ値そのもの、あるいは第１ストリームの量子化ステップ値から計算される値Ｐに、量子化ステップ変換係数α_ｎを乗算することで、第２ストリームの量子化ステップ値Ｑが決定される。この関係を数３式に示す。

ここで、量子化ステップ変換係数α_ｎの初期値α_１は、数４式で与えられる。つまり、第２ストリームの全体目標ビットレートＴを第１ストリームの入力全体ビットレートＳで除算した値、つまりビットレート比を関数ｆに入力することによって、量子化ステップ変換係数の初期値α_１を求めている。

ここで、関数ｆは、ビットレートの比から量子化ステップ値の比を求める関数であり、ビットレートの比をＲ_Ｂ、量子化ステップ値の比をＲ_Ｑとすると、一般的に、数５式で表される。

関数ｆの具体例を説明する。本実施の形態では、数６式に示すように、ピクチャあるいはマクロブロックのタイプＩ、Ｐ、Ｂ（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャ）それぞれに異なる特性で量子化ステップ値の比を制御できる関数を利用している。数６式中、ｆ_Ｉ（ｘ）、ｆ_Ｐ（ｘ）、ｆ_Ｂ（ｘ）は、それぞれＩ、Ｐ、Ｂピクチャに対応して適応される関数を示している。

数６式においては、ＭＰＥＧ２からＨ．２６４へストリーム変換する場合のε_Ｉ、ε_Ｐ、ε_Ｂ、δ_Ｉ、δ_Ｐ、δ_Ｂの値として、実験等に基づいて算出された具体的数値を例示した。つまり、実験の結果、ε_Ｉ＝２．１、ε_Ｐ＝２．１、ε_Ｂ＝１．３、δ_Ｉ＝１．１、δ_Ｐ＝０．８、δ_Ｂ＝０．９とすることで、良好な特性が得られた。これ以外に、入力ストリームをデコードする際に得られる画像の特徴量を利用して、ε、δの値を決定するようにしてもよい。たとえば、数７式に示すように、入力ストリームのＡｃｔｉｖｉｔｙ値（ａｃｔ値）や、動き評価値（ｓａｄ値）に基づいてε、δの値を決定するようにしてもよい。

数７式中、ａは、ａｃｔ値、ｓはｓａｄ値を示しており、ε_Ｉ（ａ，ｓ）、ε_Ｐ（ａ，ｓ）、ε_Ｂ（ａ，ｓ）、−δ_Ｉ（ａ，ｓ）、−δ_Ｐ（ａ，ｓ）、−δ_Ｂ（ａ，ｓ）は、ａｃｔ値およびｓａｄ値をパラメータとして、εおよびδの値が算出されることを示している。

Ａｃｔｉｖｉｔｙ値は、マクロブロック内の画素平均値とマクロブロック内の各画素の画素値との差分絶対値和をマクロブロックごとに計算したものである。つまり、Ａｃｔｉｖｉｔｙ値は、マクロブロック内の画素のばらつき度合い示す評価値である。ＭＰＥＧ２の符号量制御モデルＴＭ５などで用いられるＡｃｔｉｖｉｔｙ値と同様である。動き評価値（ｓａｄ値）は、マクロブロックごとに参照画像マクロブロック内の画素とフレーム間差分絶対値和を計算したものである。つまり、マクロブロックの各画素と、参照画像マクロブロックの各画素とを比較し、同じ座標位置にある画素同士の画素値差分の絶対値和を算出したものである。

より一般的には、第ｎ期間における画像の特徴量をＩ_Ｌｎとすると、ｆ_Ｉ（ｘ）、ｆ_Ｐ（ｘ）、ｆ_Ｂ（ｘ）は、それぞれ数８式で表される。

数８式中、ε_Ｉ（Ｉ_Ｌｎ）、ε_Ｐ（Ｉ_Ｌｎ）、ε_Ｂ（Ｉ_Ｌｎ）、−δ_Ｉ（Ｉ_Ｌｎ）、−δ_Ｐ（Ｉ_Ｌｎ）、−δ_Ｂ（Ｉ_Ｌｎ）は、それぞれ、画像の特徴量Ｉ_Ｌｎをパラメータとして、係数ε、δが決定されることを示している。

｛第１の実施の形態｝
次に、第２ストリームの量子化ステップ値Ｑを算出するための量子化ステップ変換係数α_ｎの算出方法について、本発明に係る第１の実施の形態を説明する。トランスコーダ１は、第ｎ期間経過時において、量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出する。

数９式は、量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出するための数式を示している。数９式中、（Ｔ−Ｃ_ｎ）は、第２ストリームの全体目標ビットレートＴから変換済みの第ｎ期間における出力平均ビットレートＣ_ｎを減算したものである。この値を変動係数と呼ぶことにする。ｋは、変動係数を調整する調整係数であり、正の値が用いられる。

このように、数４式で求められたα_１に対して、変動係数を加算することで、量子化ステップ値の比が目標へと近づくように調整するのである。この意味で、量子化ステップ変換係数の初期値α_１は、基準変換係数と呼ぶことができる。

数９式を用いて、量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１が算出されると、数３式により、第２ストリームの第（ｎ＋１）期間における量子化ステップ値Ｑが求められるのである。

このように、第１の実施の形態では、基準変換係数である初期値α_１に、変動係数を加算することで、第（ｎ＋１）期間における量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を求めた。そして、数９式では、変動係数として、第２ストリームの全体目標ビットレートＴから変換済みの第ｎ期間における出力平均ビットレートＣ_ｎを減算したものを利用した。これ以外の方法として、数１０式に示すように、第２ストリームの全体目標ビットレートＴの対数値から変換済みの第ｎ期間における出力平均ビットレートＣ_ｎの対数値を減算したものを変動係数として用いても良い。数１０式中、ｋは、変動係数を調整する調整係数であり、正の値が用いられる。

数１０式を用いて変動係数を算出するメリットは、目標ビットレートと変換済みのビットレートとの差が局所的に大きくなった場合でも、量子化ステップ変換係数が、大きく変動しないよう制御できることである。

量子化ステップ変換係数を、より精度よく制御するためには、ルックアップテーブルを用いるようにすればよい。数１１式におけるωは、第２ストリームの全体目標ビットレートＴおよび変換済みの第ｎ期間における出力平均ビットレートＣ_ｎを入力として、変動係数を出力するルックアップテーブルを表している。これにより、実験等を通じて、より最適な変動係数を割り当てるようにすることができる。

上記数９式において変動係数を算出する際、第ｎ期間における出力平均ビットレートＣ_ｎを用いた。ここで、数１２式で示すように、出力平均ビットレートＣ_ｎに代えて、第（ｎ−Ｍ＋１）期間から第ｎ期間における期間平均ビットレートＡＣ_ｎを用いても良い。

これにより、局所的なＣ_ｎの変化に大きく左右されることなく、変動係数を緩やかに制御することができる。同様に、数１０式、数１１式においても、出力平均ビットレートＣ_ｎに代えて、期間平均ビットレートＡＣｎを用いても良い。

また、上記数９式において変動係数を算出する際、第２ストリームの全体目標ビットレートＴから変換済みの第ｎ期間における出力平均ビットレートＣ_ｎを減算したものを採用した。ここで、数１３式に示すように、減算値をさらに第１のストリームの第ｎ期間における入力平均ビットレートＳ_ｎで除算するようにしてもよい。

これにより、第１ストリームのビットレートが局所的に大きく変化した場合などに、変動係数が大きく影響を受けることを回避できるのである。同様に、数１０式、数１１式においても、対数の減算値あるいはルックアップテーブルの出力をさらに入力平均ビットレートＳ_ｎで除算するようにしてもよい。

さらに、数１２式と数１３式を用いて説明した変動係数の算出方法の両方の考え方を取り入れるようにしてもよい。つまり、数１４式に示すように、出力平均ビットレートＣ_ｎに代えて、期間平均ビットレートＡＣ_ｎを用い、さらに、減算値を入力平均ビットレートＳ_ｎで除算するのである。これにより、変動係数をより緩やかに制御することができる。同様に、数１０式、数１１式においても、出力平均ビットレートＣ_ｎに代えて、期間平均ビットレートＡＣ_ｎを用い、さらに、対数の減算値あるいはルックアップテーブルの出力を入力平均ビットレートＳ_ｎで除算するようにしてもよい。

また、数１３式では、全体目標ビットレートＴから出力平均ビットレートＣ_ｎを減算し、その減算値をビットレートＳ_ｎで除算するようにした。これに代えて、数１５式に示すように、減算値を、第（ｎ−Ｍ＋１）期間から第ｎ期間における第１ストリームの期間平均ビットレートＡＳ_ｎで除算するようにしてもよい。これにより、第１ストリームのビットレートの局所的変換に影響されることなく、より緩やかに変動係数を制御することができる。同様に、数１０式、数１１式においても、対数の減算値あるいはルックアップテーブルの出力を期間平均ビットレートＡＳ_ｎで除算するようにしてもよい。

また、数１６式で示したように、出力平均ビットレートＣ_ｎに代えて、期間平均ビットレートＡＣ_ｎを用い、入力平均ビットレートＳ_ｎに代えて、期間平均ビットレートＡＳ_ｎを用いても良い。これにより、さらに緩やかに変動係数を制御することが可能である。同様に、数１０式、数１１式においても、出力平均ビットレートＣ_ｎに代えて、期間平均ビットレートＡＣ_ｎを用い、さらに、対数の減算値あるいはルックアップテーブルの出力を期間平均ビットレートＡＳ_ｎで除算するようにしてもよい。

｛第２の実施の形態｝
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態においても、量子化ステップ変換係数を算出し、数３式を用いて、第２ストリームの量子化ステップ値Ｑを算出する。ただし、量子化ステップ変換係数の算出方法が第１の実施の形態とは異なる。第１の実施の形態では、量子化ステップ変換係数の初期値α_１を求め、これを基準変換係数として、基準変換係数からの変動を順次求めていくこととした。これに対して、第２の実施の形態においては、第ｎ期間が終了した時点で、第（ｎ＋１）期間における第２ストリームの目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を決定し、決定された目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を用いて、第（ｎ＋１）期間の量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出するのである。

第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が決定すると、数５式を用いて説明した場合と同様の方法で、量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１が算出される。つまり、数６式〜数８式で例示したような関数ｆを利用して、量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１が算出される。具体的には、数１７式で示すように、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１と第ｎ期間の入力平均ビットレートＳ_ｎの比を関数ｆに入力することで、量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出する。

あるいは、数１８式で示すように、第ｎ期間における入力平均ビットレートＳ_ｎに代えて、第（ｎ−Ｍ＋１）期間から第ｎ期間までの期間平均ビットレートＡＳ_ｎを用いて量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出してもよい。

数１９式は、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を算出する式である。つまり、トランスコーダ１が、第ｎ期間終了後に算出する第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を示している。具体的には、第ｎ期間の変換済みの第２ストリームの出力平均ビットレートＣ_ｎを第ｎ期間の目標設定ビットレートＴ_ｎで除算した値を目標比と考えると、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１は、第２ストリームの全体目標ビットレートＴを目標比で除算することで算出されるのである。

数１９式中、ｋは正の係数であり、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を調整するための係数である。このように、Ｃ_ｎ／Ｔ_ｎにより第ｎ期間における目標との比を算出し、全体目標ビットレートＴを目標比で除算することで第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を調整し、全体として目標ビットレートに近づくよう制御するのである。

数１９式では、Ｃ_ｎ／Ｔ_ｎを目標比としてそのまま利用しているが（係数ｋは乗算しているが）、数２０式で示すように、Ｃ_ｎ／Ｔ_ｎを関数θに入力することで、目標比を求めるようにしてもよい。

数２０式で示すように、関数θにＣ_ｎ／Ｔ_ｎを入力し、全体目標ビットレートＴ、関数θの出力を用いて目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を算出するのである。数２０式中、ｋは、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を調整するための正の係数である。数２１式は、関数θの具体例を示す式である。

数２１式中の、ａ_０、ａ_１、ｂ_０、ｂ_１、ｃ_０、ｃ_１の関係を、数２２式に示す。また、このような条件で表される関数θの特性を図３に示す。

このように関数θは、入力値が１の近傍では、その出力も“１”から大きく変動しないような特性を持っている。そして、入力値がある閾値よりも大きくなったところから（あるいはある閾値よりも小さくなったところから）、線形的にその出力値も変動するような特性を持っている。数２１式、数２２式で示した具体例であれば、入力値が（１＋ｃ_０）より大きくなるか、（１−ｃ_１）より小さくなったところから出力値の変動も大きくなる。

このような関数θを用いることで、（Ｃ_ｎ／Ｔ_ｎ）が、少し“１”からずれている場合に、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が全体目標ビットレートＴから大きく変動してしまうことを回避できる。目標比が比較的大きくずれた場合に、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を変動させることで、目標に対する最適な追従が行えるように制御するのである。

図３で示した例では、関数θは左右対称（（１，１）点について点対称）の特性をもっている。つまり、（Ｃ_ｎ／Ｔ_ｎ）の値が１である領域を境界にして、変化率が対称となっている。より具体的には、（Ｃ_ｎ／Ｔ_ｎ）の値が１より大きいときの目標比の上昇率と、１より小さいときの目標比の減少率が同じである。ここで、（Ｃ_ｎ／Ｔ_ｎ）の値が１である領域を境界にして、変化率を非対称としてもよい。より具体的には、（Ｃ_ｎ／Ｔ_ｎ）の値が１より大きいときの目標比の上昇率と、１より小さいときの目標比の減少率が異なるようにしてもよい。つまり、ａ_０やａ_１の値を調整して左右非対称な特性を持たせてもよい。たとえば、ａ_０を大きく、ａ_１を小さくすることにより、ビットレートが目標値よりも大きくなったときは、目標値に早く戻るように制御し、目標値より小さくなったときは、緩やかに目標値に戻るように制御することができる。

数１９式では、第ｎ期間の第２ストリームの出力平均ビットレートＣ_ｎを目標設定ビットレートＴ_ｎで除算した値を目標比として利用しているが、この目標比をさらに調整するようにしたのが、数２３式である。

数２３式において、目標比にＳ_ｎ−１／Ｓ_ｎが乗算されている。Ｓ_ｎ−１／Ｓ_ｎは、第（ｎ−１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ−１を、第ｎ期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎで除算した値であり、入力平均ビットレートの期間比と呼ぶことができる。つまり、目標比に期間比を乗算することで、目標比を調整しているのである。

このように目標比に期間比を乗算することで、局所的な目標比の変化を補正することができる。たとえば、入力平均ビットレートＳ_ｎが局所的に小さく変化した場合には、それに伴い、目標比Ｃ_ｎ／Ｔ_ｎも小さく変動する場合がある。このような場合にも、期間比Ｓ_ｎ−１／Ｓ_ｎ（この場合、期間比が１より大きな値となる。）を乗算することで、目標比を調整し、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が大きく変動することを回避できるのである。逆に、入力平均ビットレートＳ_ｎが局所的に大きく変化した場合には、期間比Ｓ_ｎ−１／Ｓ_ｎが１より小さい値となり、目標比が急激に大きくなることを抑制することができる。

数２０式で示した関数θを用いて目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を算出する方法についても、同様に、期間比を乗算し、目標比を設定するようにしてもよい。この方法により求められる目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を数２４式に示す。この場合にも、入力平均ビットレートの変動に伴い目標比を調整し、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が大きく変動することを回避できるのである。

数２３式では、第（ｎ−１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ−１を、第ｎ期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎで除算した値を期間比とした。これに対して、第１ストリームの第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を先読みできる場合には、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用してもよい。入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を先読みできる場合とは、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１に関する情報をバッファリングした上で、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を算出できる時間的余裕がある場合である。つまり、ある程度の処理遅延が許されるような場合である。数２５式に、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を用いて目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を算出する式を示す。

数２５式に示すように、期間比として、Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ＋１、つまり、第ｎ期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎを、第（ｎ＋１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１で除算した値を用いている。このように、第（ｎ＋１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用することで、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１をより高い精度で制御することが可能となる。つまり、より最新の入力情報を用いることで、目標ビットレートに対する最適制御を行うことができるのである。

数２４式では、関数θを用いて求めた目標比に期間比を乗算した。この場合についても、同様に、期間比Ｓ_ｎ−１／Ｓ_ｎに代えて、期間比Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ＋１を用いてもよい。期間比Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ＋１を用いる場合の演算式を数２６式に示す。この場合にも、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１をより精度高く制御することが可能である。

期間比として、第（ｎ＋１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用した場合には、数１７式に代えて、数２７式で示すように、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１と、第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１の比を関数ｆに入力することで、第（ｎ＋１）期間の量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出するようにすればよい。

また、数２３式、数２４式では、期間比としてＳ_ｎ−１／Ｓ_ｎを利用した。これに代えて、第（ｎ−１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ−１と、第ｎ期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎの比を期間比として用いてもよい。つまり、数２３式、数２４式において、期間比として、Ｓ_ｎ−１／Ｓ_ｎに代えて、ＡＳ_ｎ−１／ＡＳ_ｎを用いてもよい。これにより、局所的な変動の影響を小さくし、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を最適制御することが可能である。

あるいは、第１ストリームの第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を先読みできる場合には、第ｎ期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎと、第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１の比を期間比として用いてもよい。つまり、数２３式、数２４式において、期間比として、Ｓ_ｎ−１／Ｓ_ｎに代えて、ＡＳ_ｎ／ＡＳ_ｎ＋１を用いてもよい。これにより、局所的な変動の影響を小さくするとともに、最新の入力ビットレートを利用することで、より精度高く目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を制御することが可能である。

期間比として、第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１を利用した場合には、数１８式に代えて、数２８式で示すように、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１と、第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１の比を関数ｆに入力することで、第（ｎ＋１）期間の量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出するようにすればよい。

また、第２の実施の形態における目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１の計算方法を、数１９式、数２０式、数２３式〜数２６式などを用いて説明したが、これら数式を用いて説明した場合を含め上記各実施の形態における全ての場合において、第ｎ期間の出力平均ビットレートＣ_ｎに代えて、第（ｎ−Ｍ＋１）期間から第ｎ期間までの期間平均ビットレートＡＣ_ｎを用いても良い。たとえば、数１９式、数２０式、数２３式〜数２６式などにおいて、Ｃ_ｎに代えてＡＣ_ｎを用いるのである。これにより、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を、より緩やかに制御することが可能である。

｛第３の実施の形態｝
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態においても、量子化ステップ変換係数を算出し、数３式を用いて、第２ストリームの量子化ステップ値Ｑを算出する。また、第３の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様、第ｎ期間が終了した時点で、第（ｎ＋１）期間における第２ストリームの目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を決定し、決定された目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を用いて、第（ｎ＋１）期間の量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出する。

第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が決定すると、数５式を用いて説明した場合と同様の方法で、量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１が算出される。つまり、数６式〜数８式で例示したような関数ｆを利用して、量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１が算出される。具体的には、数１７式で示すように、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１と第ｎ期間の入力平均ビットレートＳ_ｎの比を関数ｆに入力することで、量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出する。あるいは、数１８式で示すように、入力平均ビットレートＳ_ｎの比に代えて、第（ｎ−Ｍ＋１）期間から第ｎ期間までの期間平均ビットレートＡＳ_ｎを用いて量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出してもよい。

数２９式は、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を算出する式である。つまり、トランスコーダ１が、第ｎ期間終了後に算出する第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を表している。具体的には、第ｎ期間の目標設定ビットレートＴ_ｎから第ｎ期間の変換済みの第２ストリームの出力平均ビットレートＣ_ｎを減算した値を目標差と考えると、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１は、第２ストリームの全体目標ビットレートＴに目標差を加算することで算出されるのである。

数２９式中、ｋは正の係数であり、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を調整するための係数である。このように、（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）により、第ｎ期間における目標との差を算出し、全体目標ビットレートＴに目標差を加算することで、出力ストリームが目標ビットレートに近づくような制御を行うのである。

数２９式では、（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）をそのまま目標差として利用しているが（係数ｋは乗算しているが）、数３０式で示すように、（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）を関数ψに入力することで、目標差を求めるようにしてもよい。

数３０式で示すように、関数ψに（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）を入力し、全体目標ビットレートＴ、関数ψの出力を用いて目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を算出するのである。数３１式は、関数ψの具体例を示す式である。

数３１式中の、ａ_０、ａ_１、ｂ_０、ｂ_１、ｃ_０、ｃ_１の関係を、数３２式に示す。また、このような条件で表される関数ψの特性を図４に示す。

このように関数ψは、入力値が０の近傍では、その出力も“０”から大きく変動しないような特性を持っている。そして、入力値がある閾値よりも大きくなったところから（あるいは小さくなったところから）、線形的にその出力値も変動するような特性を持っている。数３１式、数３２式で示した例であれば、入力値がｃ_０より大きくなるか、−ｃ_１より小さくなるところから出力値も大きく変動するような特性となっている。

このような関数ψを用いることで、（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）が、少し“０”からずれている場合に、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が全体目標ビットレートＴから大きく変動してしまうことを回避できる。目標差が比較的大きくずれた場合に、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を変動させることで、目標に対する最適な追従が行えるように制御するのである。

図４で示した例では、関数ψは左右対称（（０，０）点について点対称）の特性をもっている。つまり、（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）の値が０である領域を境界にして、変化率が対称となっている。より具体的には、（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）の値が０より大きいときの目標差の上昇率と、０より小さいときの目標差の減少率が同じである。ここで、（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）の値が０である領域を境界にして、変化率を非対称としてもよい。より具体的には、（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）の値が０より大きいときの目標差の上昇率と、０より小さいときの目標差の減少率が異なるようにしてもよい。つまり、ａ_０やａ_１の値を調整して左右非対称な特性を持たせてもよい。たとえば、ａ_１を大きく、ａ_０を小さくすることにより、ビットレートが目標値よりも大きくなったときは、目標値に早く戻るように制御し、目標値より小さくなったときは、緩やかに目標値に戻るように制御することができる。

数２９式では、第ｎ期間の目標設定ビットレートＴ_ｎから第ｎ期間の第２ストリームの出力平均ビットレートＣ_ｎを減算した目標差を利用しているが、この目標差をさらに調整するようにしたのが、数３３式である。

数３３式において、目標差にＳ_ｎ／Ｓ_ｎ−１が乗算されている。Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ−１は、第ｎ期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎを、第（ｎ−１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ−１で除算した期間比である。つまり、目標差に期間比を乗算することで、目標差を調整しているのである。

このように目標差に期間比を乗算することで、局所的な目標差の変化を補正することができる。たとえば、第ｎ期間の入力平均ビットレートＳ_ｎが局所的に第（ｎ−１）期間と比べて小さく変化した場合には、それに伴い、目標差（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）が大きく変動する場合がある。このような場合にも、期間比Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ−１（この場合、期間比が１より小さな値となる。）を乗算することで、目標差を調整し、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が大きく変動することを回避できるのである。

数３０式で示した関数ψを用いて目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を算出する方法についても、同様に、期間比を乗算し、目標差を設定するようにしてもよい。この方法により求められる目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を数３４式に示す。この場合にも、入力平均ビットレートの変動に伴い目標差を調整し、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が大きく変動することを回避できるのである。

数３３式では、第ｎ期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎを、第（ｎ−１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ−１で除算した値を期間比とした。これに対して、第１ストリームの第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を先読みできる場合には、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用してもよい。入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を先読みできる場合とは、上述したように、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１に関する情報をバッファリングした上で、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を算出できる時間的余裕がある場合である。この場合には、数３３式において、期間比として、Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ−１に代えて、Ｓ_ｎ＋１／Ｓ_ｎを用いるのである。このように、第（ｎ＋１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用することで、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１をより高い精度で制御することが可能となる。

数３４式では、関数ψを用いて求めた目標差に期間比を乗算した。この場合についても、同様に、期間比Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ−１に代えて、期間比Ｓ_ｎ＋１／Ｓ_ｎを用いてもよい。この場合にも、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１をより精度高く制御することが可能である。

期間比として、第（ｎ＋１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用した場合には、数１７式に代えて、数２７式で示すように、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１と、第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１の比を関数ｆに入力することで、第（ｎ＋１）期間の量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出するようにすればよい。

また、数３３式、数３４式では、期間比としてＳ_ｎ／Ｓ_ｎ−１を利用した。これに代えて、第ｎ期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎと、第（ｎ−１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ−１の比を期間比として用いてもよい。つまり、数３３式、数３４式において、期間比として、Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ−１に代えて、ＡＳ_ｎ／ＡＳ_ｎ−１を用いてもよい。これにより、局所的な変動の影響を小さくし、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を最適制御することが可能である。

あるいは、第１ストリームの第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を先読みできる場合には、第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１と、第ｎ期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎの比を期間比として用いてもよい。つまり、数３３式、数３４式において、期間比として、Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ−１に代えて、ＡＳ_ｎ＋１／ＡＳ_ｎを用いてもよい。これにより、局所的な変動の影響を小さくするとともに、最新の入力ビットレートを利用することで、より精度高く目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を制御することが可能である。

期間比として、第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１を利用した場合には、数１８式に代えて、数２８式で示すように、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１と、第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１の比を関数ｆに入力することで、第（ｎ＋１）期間の量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出するようにすればよい。

また、第３の実施の形態における目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１の計算方法を、数２９式、数３０式、数３３式、数３４式などを用いて説明したが、これら数式を用いて説明した実施の形態を含め、この第３の実施の形態において説明した全ての計算方法において、第ｎ期間の出力平均ビットレートＣ_ｎに代えて、第（ｎ−Ｍ＋１）期間から第ｎ期間までの期間平均ビットレートＡＣ_ｎを用いても良い。たとえば、数２９式、数３０式、数３３式、数３４式などにおいて、Ｃ_ｎに代えてＡＣ_ｎを用いても良い。これにより、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を、より緩やかに制御することが可能である。

｛第４の実施の形態｝
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態においても、第３の実施の形態と同様、第ｎ期間が終了した時点で、第（ｎ＋１）期間における第２ストリームの目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を決定し、決定された目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を用いて、第（ｎ＋１）期間の量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出する。第４の実施の形態においては、第（ｎ＋１）期間における第２ストリームの目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１の決定の方法が、第３の実施の形態と異なる。

数３５式は、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を算出する式である。第ｎ期間の目標設定ビットレートＴ_ｎから第ｎ期間の変換済みの第２ストリームの出力平均ビットレートＣ_ｎを減算した値を目標差として利用する点も、第３の実施の形態と同様である。第３の実施の形態では、この目標差に期間比を乗算することで、目標差を調整したが、数３５式に示すように、第４の実施の形態では、目標差に期間差を乗算するようにしている。

数３５式において、目標差に（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）が乗算されている。（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）は、第ｎ期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎから、第（ｎ−１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ−１を減算した期間差である。つまり、目標差に期間差を乗算することで、目標差を調整しているのである。なお、数３５式中、係数ｋは、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を調整するための正の係数である。

このように目標差に期間差を乗算することで、局所的な目標差の変化を補正することができる。たとえば、入力平均ビットレートＳ_ｎが次第に小さく変化しているような場合には、それに伴い、Ｃ_ｎが小さくなる場合があり、目標差（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）が正の値になる。このような場合には、期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）が負の値となり、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が大きく設定されないよう補正するのである。つまり、入力平均ビットレートＳ_ｎが小さく変化しているような場合には、その変化に反して、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が大きく変化しないよう制御するのである。

数３５式では、（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）を目標差として利用しているが（係数ｋは乗算しているが）、数３６式で示すように、（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）を関数ψに入力することで、目標差を算出するようにしてもよい。関数ψとしては、たとえば、数３０式〜数３２式および図４で例示したものを同様に利用することが可能である。

このような関数ψを用いることで、目標差（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）が、少し“０”からずれている場合に、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１が全体目標ビットレートＴから大きく変動してしまうことを回避できる。目標差が比較的大きくずれた場合に、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を変動させることで、目標に対する最適な追従が行えるように制御するのである。

数３５式では、期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）をそのまま目標差に乗算し、係数ｋを乗算することで目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を調整するようにしたが、数３７式に示すように、期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）を関数φに入力するようにしてもよい。これにより、一定の係数ｋを乗算する場合と比べて、より精度高く目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を制御することができる。関数φは、特に限定されるものではなく、期間差の大きさと目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１の変動割合との関係を考慮して最適なものを選択すればよい。

数３６式においても、期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）をそのまま目標差（関数ψの出力）に乗算し、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を調整するようにしたが、数３８式に示すように、期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）を関数φに入力するようにしてもよい。これにより、関数ψによる制御と併せて、より精度高く目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を制御することができる。関数φは、特に限定されるものではなく、期間差の大きさと目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１の変動割合との関係を考慮して最適なものを選択すればよい。

数３５式、数３７式で説明した目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１の算出方法では、目標差（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）に期間差を乗算するようにした。これに対して、数３９式に示すように、目標差に期間差を加算するようにしてもよい。数３９式中、ｈは、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を調整するための正の係数である。このように、期間差を加算することで、乗算した場合とは異なる特性で目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を制御することが可能である。

また、数３６式、数３８式で説明した目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１の算出方法では、目標差ψ（Ｔ_ｎ−Ｃ_ｎ）に期間差を乗算するようにした。これに対して、数４０式に示すように、目標差に期間差を加算するようにしてもよい。このように、期間差を加算することで、乗算した場合とは異なる特性で目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を制御することが可能である。

数３５式〜第３８式では、第ｎ期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎから第（ｎ−１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ−１を減算した値を期間差とした。そして、目標差に期間差を乗算するようにした。これに対して、第１ストリームの第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を先読みできる場合には、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用してもよい。この場合には、数３５式〜数３８式において、期間差として、（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）に代えて、（Ｓ_ｎ＋１−Ｓ_ｎ）を用いるのである。このように、第（ｎ＋１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用することで、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１をより高い精度で制御することが可能となる。

また、数３９式、第４０式においても、第ｎ期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎから第（ｎ−１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ−１を減算した値を期間差とした。そして、目標差に期間差を加算するようにした。これに対して、第１ストリームの第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を先読みできる場合には、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用してもよい。この場合には、数３９式、数４０式において、期間差として、（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）に代えて、（Ｓ_ｎ＋１−Ｓ_ｎ）を用いるのである。このように、第（ｎ＋１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用することで、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１をより高い精度で制御することが可能となる。

期間差として、第（ｎ＋１）期間の第１ストリームの入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を利用した場合には、数２７式で示すように、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１と、第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１の比を関数ｆに入力することで、第（ｎ＋１）期間の量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出するようにすればよい。

また、数３５式〜数４０式では、期間差として（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）を利用した。これに代えて、第ｎ期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎと、第（ｎ−１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ−１の差を期間差として用いてもよい。つまり、数３５式〜数４０式において、期間差として、（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）に代えて、（ＡＳ_ｎ−ＡＳ_ｎ−１）を用いてもよい。これにより、局所的な変動の影響を小さくし、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を最適制御することが可能である。

あるいは、第１ストリームの第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１を先読みできる場合には、第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１と、第ｎ期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎの差を期間差として用いてもよい。つまり、数３５式〜数４０式において、期間差として、（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）に代えて、（ＡＳ_ｎ＋１−ＡＳ_ｎ）を用いてもよい。これにより、局所的な変動の影響を小さくするとともに、最新の入力ビットレートを利用することで、より精度高く目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を制御することが可能である。

期間差として、第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１を利用した場合には、数２８式で示すように、第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１と、第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１の比を関数ｆに入力することで、第（ｎ＋１）期間の量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出するようにすればよい。

また、第４の実施の形態における目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１の計算方法を、数３５式〜数４０式などを用いて説明したが、これら数式を用いて説明した場合を含め第４の実施の形態で説明した全ての計算方法において、第ｎ期間の出力平均ビットレートＣ_ｎに代えて、第（ｎ−Ｍ＋１）期間から第ｎ期間までの期間平均ビットレートＡＣ_ｎを用いても良い。たとえば、数３５式〜数４０式などにおいて、Ｃ_ｎに代えてＡＣ_ｎを用いても良い。これにより、目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を、より緩やかに制御することが可能である。

｛第５の実施の形態｝
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態においても、第３あるいは第４の実施の形態と同様、第ｎ期間が終了した時点で、第（ｎ＋１）期間における第２ストリームの目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を決定し、決定された目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を用いて、第（ｎ＋１）期間の量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を算出する。第５の実施の形態においては、第（ｎ＋１）期間における第２ストリームの目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１の決定の方法が、第３あるいは第４の実施の形態と異なる。

数３３式、数３４式では、第ｎ期間の入力平均ビットレートＳ_ｎと第（ｎ−１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ−１との比を期間比として目標差に乗算した。数３３式、数３４式を含め第３の実施の形態で説明した各実施の形態において、この期間比Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ−１に代えて、期間比Ｓ_ｎ／ＡＳ_ｎを用いるようにしてもよい。つまり、第ｎ期間の入力平均ビットレートＳ_ｎと第ｎ期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎとの比を期間比とするのである。これにより、入力平均ビットレートＳ_ｎの変動を緩やかに評価することが可能である。

あるいは、数３３式、数３４式を含め第３の実施の形態で説明した各実施の形態において、期間比Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ−１に代えて、期間比Ｓ_ｎ／ＡＳ_ｎ−１を用いるようにしてもよい。つまり、第ｎ期間の入力平均ビットレートＳ_ｎと第（ｎ−１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ−１との比を期間比とするのである。同様に、入力平均ビットレートＳ_ｎの変動を緩やかに評価することが可能である。

また、入力ビットレートの先読みができる場合、数３３式、数３４式を含め第３の実施の形態で説明した各実施の形態において、期間比Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ−１に代えて期間比Ｓ_ｎ＋１／Ｓ_ｎを用いてもよいと説明した。そこで、さらに、この期間比Ｓ_ｎ＋１／Ｓ_ｎに代えて、期間比Ｓ_ｎ＋１／ＡＳ_ｎ＋１を用いるようにしてもよい。つまり、第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１と第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１との比を期間比とするのである。これにより、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１の変動を緩やかに評価することが可能である。

あるいは、数３３式、数３４式を含め第３の実施の形態で説明した各実施の形態において、期間比Ｓ_ｎ＋１／Ｓ_ｎに代えて、期間比Ｓ_ｎ＋１／ＡＳ_ｎを用いるようにしてもよい。つまり、第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１と第ｎ期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎとの比を期間比とするのである。同様に、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１の変動を緩やかに評価することが可能である。

数３５式〜数３８式では、第ｎ期間の入力平均ビットレートＳ_ｎと第（ｎ−１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ−１との差を期間差として目標差に乗算した。数３５式〜数３８式を含め第４の実施の形態で説明した各実施の形態において、この期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）に代えて、期間差（Ｓ_ｎ−ＡＳ_ｎ）を用いるようにしてもよい。つまり、第ｎ期間の入力平均ビットレートＳ_ｎと第ｎ期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎとの差を期間差とするのである。これにより、入力平均ビットレートＳ_ｎの変動を緩やかに評価することが可能である。

あるいは、数３５式〜数３８式を含め第４の実施の形態で説明した各実施の形態において、期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）に代えて、期間差（Ｓ_ｎ−ＡＳ_ｎ−１）を用いるようにしてもよい。つまり、第ｎ期間の入力平均ビットレートＳ_ｎと第（ｎ−１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ−１との差を期間差とするのである。同様に、入力平均ビットレートＳ_ｎの変動を緩やかに評価することが可能である。

また、入力ビットレートの先読みができる場合、数３５式〜数３８式を含め第４の実施の形態で説明した各実施の形態において、期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）に代えて期間差（Ｓ_ｎ＋１−Ｓ_ｎ）用いてもよいと説明した。そこで、さらに、この期間差（Ｓ_ｎ＋１−Ｓ_ｎ）に代えて、期間差（Ｓ_ｎ＋１−ＡＳ_ｎ＋１）を用いるようにしてもよい。つまり、第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１と第（ｎ＋１）期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎ＋１との差を期間比とするのである。これにより、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１の変動を緩やかに評価することが可能である。

あるいは、数３５式〜数３８式を含め第４の実施の形態で説明した各実施の形態において、期間比（Ｓ_ｎ＋１−Ｓ_ｎ）に代えて、期間差（Ｓ_ｎ＋１−ＡＳ_ｎ）を用いるようにしてもよい。つまり、第（ｎ＋１）期間の入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１と第ｎ期間を含む過去Ｍ期間の期間平均ビットレートＡＳ_ｎとの差を期間差とするのである。同様に、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１の変動を緩やかに評価することが可能である。

数３９式、数４０式では、第ｎ期間の入力平均ビットレートＳ_ｎと第（ｎ−１）期間の入力平均ビットレートとの差を期間差として目標差に加算した。数３９式、数４０式を含め第４の実施の形態で説明した各実施の形態において、この期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）に代えて、期間差（Ｓ_ｎ−ＡＳ_ｎ）を用いるようにしてもよい。同様に、入力平均ビットレートＳ_ｎの変動を緩やかに評価することが可能である。あるいは、数３９式、数４０式を含め第４の実施の形態で説明した各実施の形態において、期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）に代えて、期間差（Ｓ_ｎ−ＡＳ_ｎ−１）を用いるようにしてもよい。

また、入力ビットレートの先読みができる場合、数３９式、数４０式を含め第４の実施の形態で説明した各実施の形態において、この期間差（Ｓ_ｎ＋１−Ｓ_ｎ）に代えて、期間差（Ｓ_ｎ＋１−ＡＳ_ｎ＋１）を用いるようにしてもよい。あるいは、期間比（Ｓ_ｎ＋１−Ｓ_ｎ）に代えて、期間差（Ｓ_ｎ＋１−ＡＳ_ｎ）を用いるようにしてもよい。同様に、入力平均ビットレートＳ_ｎ＋１の変動を緩やかに評価することが可能である。

｛変形例｝
上記第２〜第５の実施の形態においては、第ｎ期間が終了したところで第（ｎ＋１）期間の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を求めた。ここで、発生符号量の極端な振れを防ぐため、数４１式に示すように、算出する目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１に上限値および下限値を設定してもよい。

数４１式中、δ_ＬＴ、δ_ＨＴは、それぞれ目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１に対する下限変動幅と上限変動幅を示す。上記第２〜第５の実施の形態において算出した目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１と全体目標ビットレートＴとの差が、下限変動幅δ_ＬＴあるいは上限変動幅δ_ＨＴを超えている場合には、それぞれ、変動幅内に収まるよう目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を補正するようにすればよい。

あるいは、算出された目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１から算出された量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１に上限閾値ＬＩＭ＿Ｈと下限閾値ＬＩＭ＿Ｌを設定し、これら上限閾値あるいは下限閾値内に収まるよう量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を補正するようにしてもよい。

上述したように、第（ｎ＋１）期間におけるトランスコード処理の開始前にα_ｎ＋１が決定され、この量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１の値が第（ｎ＋１）期間において使用される。

しかし、第１ストリームの入力全体ビットレートＳが変化した場合、たとえば、入力ストリームであるＭＰＥＧ２の入力全体ビットレートＳが変化した場合には、変更されたビットレートＳに応じて量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を再計算するようにすればよい。

あるいは、ビデオレコーダのように、第２ストリームをハードディスク等のストレージに蓄積するようなシステムを構成した場合、システム側でハードディスク容量の残量を検知し、残量に見合うような全体目標ビットレートＴを適応的に変化させることが可能である。この場合には、全体目標ビットレートＴが変化した時点で、量子化ステップ変換係数α_ｎ＋１を再計算するようにすればよい。

また、上記各実施の形態において目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１を計算したが、外部のパラメータを利用して計算した目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１をさらにコントロールしてもよい。たとえば、ハードディスクの残量ｘが少なくなってきた場合、あるいは、デコーダバッファ内のビット量ｘが増加傾向にある場合など、これらパラメータｘにより係数ｋ（ｘ）を生成する。そして、上記各実施の形態において算出された目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１に外部パラメータｋ（ｘ）を乗算するのである。そして、数４２式に示すように、その乗算結果を、コントロール後の目標設定ビットレートＴ_ｎ＋１とするのである。

上記第２の実施の形態においては、目標比に対して、期間比（Ｓ_ｎ−１／Ｓ_ｎ）あるいは期間比（Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ＋１）を乗算することにしたが、いずれの期間比を利用するかをユーザにより選択可能としてもよい。また、目標比に対して、期間比（ＡＳ_ｎ−１／ＡＳ_ｎ）あるいは期間比（ＡＳ_ｎ／ＡＳ_ｎ＋１）を乗算することにしたが、いずれの期間比を利用するかをユーザにより選択可能としてもよい。たとえば、画質は劣るが遅延の少ない処理を希望する場合には、Ｓ_ｎ−１とＳ_ｎの組み合わせを利用することを選択し、遅延は生じても高画質を希望する場合には、Ｓ_ｎとＳ_ｎ＋１の組み合わせを選択するなどの利用方法が考えられる。

上記第３の実施の形態においては、目標差に対して、期間比（Ｓ_ｎ−１／Ｓ_ｎ）あるいは期間比（Ｓ_ｎ／Ｓ_ｎ＋１）を乗算することにしたが、同様に、いずれの期間比を利用するかをユーザにより選択可能としてもよい。また、目標差に対して、期間比（ＡＳ_ｎ−１／ＡＳ_ｎ）あるいは期間比（ＡＳ_ｎ／ＡＳ_ｎ＋１）を乗算することにしたが、いずれの期間比を利用するかをユーザにより選択可能としてもよい。

上記第４の実施の形態においては、目標差に対して、期間差（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）あるいは期間差（Ｓ_ｎ＋１−Ｓ_ｎ）を乗算あるいは加算することにしたが、同様に、いずれの期間差を利用するかをユーザにより選択可能としてもよい。また、目標差に対して、期間差（ＡＳ_ｎ−ＡＳ_ｎ−１）あるいは期間差（ＡＳ_ｎ＋１−ＡＳ_ｎ）を乗算あるいは加算することにしたが、いずれの期間差を利用するかをユーザにより選択可能としてもよい。

また、上記第２の実施の形態で説明した関数θおよび第４の実施の形態で説明した関数ψでは、変数（ａ_０，ａ_１）を用いた。この変数（ａ_０，ａ_１）の組み合わせを複数用意しておき、画像の複雑さを示す指標に応じて使い分けるようにしてもよい。たとえば、シーンチェンジ部分と通常部分で使い分けるようにしてもよい。つまり、変化率として複数のパターンを予め用意しておき、画像の複雑さに応じて使い分けるのである。画像の複雑さを示す指標は、発生符号量と量子化パラメータ平均値との積で定義される値である。この値として、ＭＰＥＧ２のＴＥＳＴ ＭＯＤＥＬ５で定義されているものを利用することができる。

１ トランスコーダ
２ デコーダ
３ エンコーダ
ＡＣ_ｎ 期間平均ビットレート
ＡＳ_ｎ 期間平均ビットレート
Ｃ_ｎ 出力平均ビットレート
Ｌ_ｎ 制御単位期間
Ｐ 量子化ステップ値
Ｑ 量子化ステップ値
Ｓ 入力全体ビットレート
Ｓ_ｎ 入力平均ビットレート
Ｔ 全体目標ビットレート
Ｔ_ｎ 目標設定ビットレート
α_ｎ 量子化ステップ変換係数

Claims (20)

1. 第１のストリームを第２のストリームに変換するトランスコーダであって、
   第２のストリーム全体の目標ビットレートを設定する手段と、
   第２のストリーム全体の目標ビットレートと、第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと、第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートに基づいて第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートを決定する目標ビットレート決定手段と、
   を備え、
   第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートとの比を目標比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、第２のストリームの全体の目標ビットレートと前記目標比との比に基づいて第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートを算出することを特徴とするトランスコーダ。
2. 第１のストリームを第２のストリームに変換するトランスコーダであって、
   第２のストリーム全体の目標ビットレートを設定する手段と、
   第２のストリーム全体の目標ビットレートと、第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと、第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートに基づいて第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートを決定する目標ビットレート決定手段と、
   を備え、
   第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートとの比に基づいて算出される値を目標比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、第２のストリームの全体の目標ビットレートと前記目標比との比に基づいて第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートを算出することを特徴とするトランスコーダ。
3. 請求項１または請求項２に記載のトランスコーダにおいて、
   第Ｎ期間以前の第１のストリームのビットレートを取得する手段と、
   決定された第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートと第Ｎ期間以前の第１のストリームのビットレートとの比に基づいて第Ｎ＋１期間の期間変換係数を算出する期間変換係数算出手段と、
   第Ｎ＋１期間の第１のストリームの量子化ステップ値に前記期間変換係数を乗算することで、第Ｎ＋１期間の第２のストリームの量子化ステップ値を算出する手段と、
   を備えることを特徴とするトランスコーダ。
4. 請求項３に記載のトランスコーダにおいて、
   前記期間変換係数算出手段は、第Ｎ期間以前の第１のストリームのビットレートとして、第Ｎ期間の第１のストリームのビットレートを用いることを特徴とするトランスコーダ。
5. 請求項３に記載のトランスコーダにおいて、
   前記期間変換係数算出手段は、第Ｎ期間以前の第１のストリームのビットレートとして、第Ｎ期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートを用いることを特徴とするトランスコーダ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
   第Ｎ−１期間の第１のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第１のストリームのビットレートの比を期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記期間比を乗算し、前記目標比を調整することを特徴とするトランスコーダ。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
   第Ｎ期間の第１のストリームのビットレートと第Ｎ＋１期間の第１のストリームのビットレートの比を期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記期間比を乗算し、前記目標比を調整することを特徴とするトランスコーダ。
8. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
   第Ｎ−１期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートと第Ｎ期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートの比を期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記期間比を乗算し、前記目標比を調整することを特徴とするトランスコーダ。
9. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
   第Ｎ期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートと第Ｎ＋１期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートの比を期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記期間比を乗算し、前記目標比を調整することを特徴とするトランスコーダ。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
    第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートとして、第Ｎ期間の第２のストリームのビットレートが用いられることを特徴とするトランスコーダ。
11. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
    第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートとして、第Ｎ期間を含む過去複数期間の第２のストリームの平均ビットレートが用いられることを特徴とするトランスコーダ。
12. 請求項２に記載のトランスコーダにおいて、
    第Ｎ期間以前の変換済みの第２のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第２のストリームの目標ビットレートとの比が１である領域を境界として、算出される目標比の変化率が非対称であることを特徴とするトランスコーダ。
13. 請求項１または請求項２に記載のトランスコーダにおいて、さらに、
    算出された第Ｎ＋１期間の第２のストリームの目標ビットレートの上限値あるいは下限値を設定する手段、
    を備えることを特徴とするトランスコーダ。
14. 請求項３に記載のトランスコーダにおいて、さらに、
    前記期間変換係数の上限値あるいは下限値を設定する手段、
    を備えることを特徴とするトランスコーダ。
15. 請求項３に記載のトランスコーダにおいて、
    第１のストリームのビットレートが変動した場合、前記期間変換係数を再計算することを特徴とするトランスコーダ。
16. 請求項３に記載のトランスコーダにおいて、
    第２のストリーム全体の目標ビットレートが適応的に変化し、それに応じて前記期間変換係数が再計算されることを特徴とするトランスコーダ。
17. 請求項１または請求項２に記載のトランスコーダにおいて、
    第Ｎ−１期間の第１のストリームのビットレートと第Ｎ期間の第１のストリームのビットレートの比を第１期間比、第Ｎ期間の第１のストリームのビットレートと第Ｎ＋１期間の第１のストリームのビットレートの比を第２期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記第１あるいは第２期間比のいずれかを選択して乗算し、前記目標比を調整することを特徴とするトランスコーダ。
18. 請求項１または請求項２に記載のトランスコーダにおいて、
    第Ｎ−１期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートと第Ｎ期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートの比を第１期間比、第Ｎ期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートと第Ｎ＋１期間を含む過去複数期間の第１のストリームの平均ビットレートの比を第２期間比とすると、前記目標ビットレート決定手段は、前記目標比に前記第１あるいは第２期間比のいずれかを選択して乗算し、前記目標比を調整することを特徴とするトランスコーダ。
19. 請求項１２に記載のトランスコーダにおいて、
    前記変化率として複数のパターンが用意されており、画像の複雑さに応じて前記変化率が選択されることを特徴とするトランスコーダ。
20. 請求項１または請求項２に記載のトランスコーダにおいて、
    決定された第Ｎ＋１期間の目標設定ビットレートを外部パラメータにより調整することを特徴とするトランスコーダ。

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