JPH05122684A - 動画像符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リアルタイムで、かつ画面間の局所的性質に
よって符号化誤差のかたよりが発生するのを抑えること
ができるように、動画像を符号化する。 【構成】 動きベクトル検出器２で動き補償のための動
きベクトルｃを検出する際、同時に得られるブロックの
フレ−ム間差分値ｄ（ｖｉ、ｖｊ）を符号量割当回路４
に供給する。この符号量割当回路４では、ＧＯＦフレー
ム期間（例えば、３画像フレーム期間）でのフレ−ム間
差分値ｄ（ｖｉ、ｖｊ）の和と、各画像フレーム毎のフ
レ−ム間差分値ｄ（ｖｉ、ｖｊ）の和とを夫々求め、こ
れらの比からＧＯＦフレームに設定された符号化ビット
数のかく画像フレームに対する割当を決める。この割当
により、量子化回路１０においては、各画像フレームが
この割り当てられた符号化ビット数で符号化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像データの圧縮符
号化方式に係り、特に、リアルタイムで情報量制御と画
質改善とを可能とした動画像符号化方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像符号化方式としては、例えば
特開平２−１２４６９０号公報に記載のようなものが知
られている。これは、１画面を複数のブロックに分割
し、減算回路により、ブロック毎にその信号と予測器で
の動き補償フレ−ム間予測等の処理によって得られる予
測された信号との差分（予測誤差）を算出し、その差分
信号からブロック毎の発生情報量を算出し、１画面を符
号化するために予め定められている符号化ビット数を、
その発生情報量に応じて、各ブロックに割り当てて符号
化するようにしたものである。これにより、予め定めら
れた該符号化ビット数の範囲内で１画面の符号化処理が
可能となり、しかも、発生情報量の多い部分に多くのビ
ットが配分される様な適応的ビット配分が可能となるた
め、画面内の局所的性質によって生ずる符号化誤差のか
たよりを極力抑えることができ、良好な再生画を得るこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、１画
面に対して情報を符号化するための符号化ビツト数が予
め定められており、この符号化ビット数を画面内のブロ
ックにその発生情報量に応じて割り当てるようにしてい
る。この場合、各画面に対する情報の符号化のために予
め定められている符号化ビット数については考慮されて
いない。

【０００４】一方、動画像情報を符号化する方法とし
て、所定の間隔の画面毎に画面内符号化し、他の画面に
対しては画面間符号化するいわゆる動き補償予測符号化
方式が知られている。かかる符号化方式では、例えば、
画面内符号化を行なう画面に対しては、発生情報量が多
いため、符号化ビット数を多く割り当て、画面間符号化
を行なう画面に対しては、発生情報量が少ないため、符
号化ビット数を少なく割り当てるようにすることが好ま
しい。

【０００５】しかし、画面間符号化を行なう画面でも、
シ−ンチェンジ等の前画面との相関がほとんどない場合
には、発生情報量が多く、このような画面に他の画面間
符号化を行なう画面と同じ符号化ビット数を割り当てた
のでは、符号化誤差のかたよりが発生し、画質が劣化す
るという問題がある。

【０００６】これに対する従来例として、所定の量子化
ステップで実際に量子化して符号量を計算し、その計算
結果から符号量が目的の値になるような量子化ステップ
を設定し、しかる後、この設定された量子化ステップで
もって再度量子化をやりなおすようにしたフィ−ドバッ
ク法が知られている。しかし、この方法では、量子化処
理を何度も繰り返えされなければならず、リアルタイム
で動画像情報を符号化する場合には、この方法を使用で
きない。

【０００７】本発明の目的は、かかる問題を解消し、常
にリアルタイムで画面の発生情報量に応じた符号化ビッ
ト数の割当てを可能とし、符号化誤差のかたよりの発生
を抑制して良好な再生画を得ることができるようにした
動画像符号化方式を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、動き補償予測符号化するに際し、動き補
償のために用いられる動きベクトルを検出する際に同時
に得られる画面の画像ブロック毎のフレ−ム間差分値
（絶対値誤差の和）を利用して、画面内符号化を行なう
画面の周期に相当する複数画面分のひずみ量の分布を求
め、各画面の情報を符号化するための符号化ビット数
を、その分布に応じて、各画面またはブロックに割り当
てて符号化する。

【０００９】また、本発明は、動き補償予測符号化する
に際し、フレ−ム内符号化すべきか或いはフレ−ム間符
号化すべきかかを判別する際に同時に得られるブロック
毎の分散値を利用して、画面内符号化を行なう画面の周
期に相当する複数画面分のひずみ量または分散値の分布
を求め、各画面の情報を符号化するための符号化ビット
数を、その分布に応じて、各画面またはブロックに割り
当てて符号化する。

【００１０】

【作用】動きベクトルは、入力中の画面のブロック（現
画像ブロック）と参照ブロックとのずれ量から検出さ
れ、この参照ブロックは、入力中の画面より１つ前の画
面での画像ブロックを種々にずらしたもののうちの現画
像ブロックとの絶対値誤差の和が最小となる画像ブロッ
クである。従って、かかる参照ブロックを求めるため
に、絶対値誤差の和が算出され、さらに、現画像ブロッ
クと該参照ブロックとのずれ量から動きベクトルが検出
される。

【００１１】一方、ＭＣ−ＤＣＴ（動き補償ディスクリ
ート・コサイン変換）符号化方式では、上記のように検
出された動きベクトルでもって実際に符号化するための
参照ブロックが形成され、現画像ブロックとこの参照ブ
ロックとの差分がＤＣＴ変換され、ＤＣＴ変換によって
得られた変換係数が量子化され、さらに可変長符号化さ
れて符号化デ−タが生成される。

【００１２】ここで、画面あるいは画像ブロックの発生
情報量は、ＤＣＴ変換によって得られた変換係数の交流
成分にほぼ比例する。従って、この発生情報量は、現画
像ブロックと参照ブロックとの差分、即ち、現画像ブロ
ックと参照ブロックとの絶対値誤差の和に比例する。こ
の現画像ブロックと参照ブロックとの絶対値誤差の和
は、上記のように、動きベクトルの検出の際に得られる
ので、画面内符号化を行なう画面の周期内の複数画面分
の動きベクトルの検出を予め行ない、そのときの各画面
毎の現画像ブロックと参照ブロックとの絶対値誤差の和
に応じて各画面または各ブロックへの割当て符号化ビッ
ト数を決定する。

【００１３】このようにして、リアルタイムで情報量制
御と画質改善に有効な動画像符号化が可能となる。

【００１４】また、フレ−ム内符号化すべきかフレ−ム
間符号化すべきかを判別する回路を有している場合に
は、その回路は、現ブロックの画素の分散値と現ブロッ
クと動きベクトルに対応した参照ブロックとの差分の二
乗平均、即ち平均分散値とを算出して、それらの大小関
係からフレ−ム内符号化すべきかフレ−ム間符号化すべ
きかを判別しているが、その算出の際に得られる分散値
を利用して、画面内符号化をすべき画面の周期に相当す
る複数画面分の動きベクトル検出、及びフレ−ム内／フ
レ−ム間符号化判別を予め行なってそのときの各画面毎
の分散値に応じて各画面への割り当て符号化ビット数を
決定することにより、上記と同様な動画像の符号化がで
きる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。以下に説明する実施例では、画像データの符号化方
式として、図２に示すように、時間方向の冗長性を利用
したフレ−ム間符号化方式を基本とする。即ち、所定フ
レーム毎にフレ−ム内符号化を行ない、このフレ−ム内
符号化するフレーム間では、フレ−ム間符号化を行な
う。かかる周期的なフレ−ム内符号化は、例えば蓄積系
の符号化方式として、ランダムアクセスを前提として行
なう場合が考えられる。このときのフレ−ム内符号化す
るフレ−ムの上記周期を、以下、ＧＯＦ（Ｇｒｏｕｐ
Ｏｆ Ｆｒａｍｅ）ということにする。

【００１６】図１は本発明による動画像符号化方式の一
実施例を示すブロック図であって、１は入力される画像
デ−タを１フレ−ム分遅延させる１フレ−ム遅延回路、
２は動きベクトル検出器、３は動きベクトルメモリ、４
は符号量割当回路、５は入力される画像デ−タをＧＯＦ
フレ−ム分遅延させるＧＯＦフレ−ム遅延回路、６は減
算器、７、８は切替回路、９はＤＣＴ変換器、１０は量
子化器、１１は可変長符号化回路、１２はバッファメモ
リ、１３は逆量子化器、１４は逆ＤＣＴ変換器、１５は
加算器、１６はフレ−ムメモリである。この実施例は、
動き補償フレ−ム間予測符号化方式とＤＣＴ符号化方式
とを組合せた方式に対応するものである。

【００１７】図１において、符号化すべき入力画像デー
タａは、ＧＯＦフレ−ム遅延回路５で１ＧＯＦフレ−ム
分遅延された後、切替回路７のＡ側と減算器６とに供給
される。この減算器６では、ＧＯＦフレ−ム遅延回路５
からの入力動画像デ−タａ´から、フレ−ムメモリ１６
から出力されるこの入力動画像デ−タａ´のフレ−ムよ
り１つ前のフレ−ムの画像デ−タｂがブロック単位で減
算され、そのフレ−ム間差分デ−タΔが得られて切替回
路７のＢ側に供給される。切替回路７は、フレーム間符
号化の場合、Ｂ側に閉じており、フレーム内符号化の場
合、Ａ側に閉じている。

【００１８】フレーム間符号化の場合には、減算器６か
らのフレ−ム間差分デ−タΔはＤＣＴ変換器７でＤＣＴ
変換され、さらに量子化回路１０で量子化される。そし
て、この量子化回路１０の出力データが可変長符号化回
路１１で可変長符号化デ−タに変換されてバッファメモ
リ１２に書き込まれる。バッファメモリ１２はかかる符
号化処理速度と可変長符号化デ−タの伝送速度との速度
差を吸収するように動作し、バッファメモリ１２から読
み出された可変長符号化デ−タは伝送される。

【００１９】ここで、上記のフレ−ム間差分データΔの
誤差が蓄積しないように、減算器６で差し引くフレーム
メモリ１６の上記前フレ−ムの画像デ−タｂを量子化回
路１０の出力データから形成する。即ち、この量子化回
路１０の出力データを逆量子化器１３、逆ＤＣＴ変換器
１４により復号化処理してフレ−ム間差分データΔ´を
得、これに加算器１５でフレ−ムメモリ１６から出力さ
れる前フレ−ムの画像デ−タを加算して減算器６で次の
フレームの画像データａ´から差し引くべき画像デ−タ
ｂ´とし、フレ−ムメモリ１６に記憶する。

【００２０】かかるフレ−ム間符号化処理動作と同時
に、動き補償が適応的に行われる。即ち、入力画像デ−
タａ´のブロックに対し、減算器６でこの入力画像デ−
タａ´のブロックから差し引くフレームメモリ１６から
の前フレ−ムのブロックを参照ブロックということにす
るが、この参照ブロックを、図３（ａ）に示すように、
フレームメモリ１６に記憶された画像デ−タｂ´のブロ
ックの位置を種々にずらしたとき、入力画像デ−タａ´
のブロックとこのように位置がずらされてブロックとの
差分の絶対値の和が最も小さくなる位置のブロックとす
るものであって、フレームメモリ１６に記憶された画像
デ−タｂ´のブロックに動き補償が適応的に行われるこ
とにより、かかる参照ブロックが求められるのである。
以下、この点について説明する。

【００２１】動きベクトル検出器２は、入力画像デ−タ
ａのブロックと１フレ−ム遅延回路１から出力される１
フレ−ム前の画像デ−タａ〃のブロックをずらした参照
ブロックとの差分の絶対値のブロック毎の和（絶対値誤
差の和）ｄ（ｖｉ、ｖｊ）を図１６の式（１）に従って
計算する。但し、式（１）において、ｍはブロックのｘ
方向の画素数、ｎはブロックのｙ方向の画素数、ｂｄ
（ｉ、ｊ）は入力画像データａのブロック（以下、現画
像ブロックという）、ｂｄ２（ｉ＋ｖｉ、ｊ＋ｖｊ）は
画像デ−タａ〃からの参照ブロック（以下、ａ〃参照ブ
ロックという）、ｖｉはａ〃参照ブロックと現画像ブロ
ックとの間のｘ方向のずれ量、ｖｊはａ〃参照ブロック
と現画像ブロックとの間のｙ方向のずれ量である。そし
て、この絶対値誤差の和ｄ（ｖｉ、ｖｊ）が最小となる
ときのａ〃参照ブロックのずれ量（ｖｉ、ｖｊ）を動き
ベクトルｃとする。ただし、ａ〃参照ブロックのずれ量
（ｖｉ、ｖｊ）は動きベクトル検出範囲で制限され、例
えば図３（ｂ）に示すように、ｘ方向±１５、ｙ方向±
１５の検出範囲の場合にはｖｉ、ｖｊはともに±１５の
範囲である。

【００２２】動きベクトル検出器２で得られた動きベク
トルｃは動きベクトルメモリ３に、絶対値誤差の和ｄ
（ｖｉ、ｖｊ）は符号量割当回路４に夫々供給される。

【００２３】ここで、図４により、以上の動作を説明す
る。いま、１ＧＯＦフレ−ムを画像データの３フレ−ム
とすると、入力画像データａのフレ−ム１、４、７、…
…の３個毎のフレーム（以下、画像データのフレームを
画像フレームという）では、フレ−ム内符号化が行なわ
れ、それ以外の画像フレームでは、フレーム間符号化が
行なわれる。入力画像データａの画像フレ−ムがフレ−
ム内符号化されるフレ−ムであるときには、動きベクト
ル検出器２から出力される動きベクトルｃは零であっ
て、ａ〃参照ブロックも零として図１６での式（１）の
計算が行なわれ、零の動きベクトルｃが動きベクトルメ
モリ３に、式（１）によって得られた絶対値誤差の和ｄ
（ｖｉ、ｖｊ）が符号量割当回路４に夫々供給される。

【００２４】なお、動きベクトルメモリ３に記憶された
動きベクトルｃや符号量割当回路４に記憶された絶対値
誤差の和ｄ（ｖｉ、ｖｊ）は、ＧＯＦフレーム遅延回路
５の遅延時間分（ここでは、画像データの３フレーム
分）経過してから出力される。

【００２５】次に、入力画像データａが画像フレ−ム２
の場合には、１フレ−ム遅延回路１からは前の画像フレ
−ム１の画像デ−タａ〃が出力され、動きベクトル検出
器２は、前述したように、入力画像デ−タａの画像フレ
−ム２のデ−タと画像フレ−ム１のデ−タとからブロッ
ク毎に動きベクトルｃを検出し、動きベクトルメモリ３
に随時記憶させる。この動きベクトルメモリ３には、１
画像フレ−ム期間にその画像フレ−ム分のブロック毎の
動きベクトルｃが記憶される。また、動きベクトル検出
器２は、上記のように、図１６の式（１）から絶対値誤
差の和ｄ（ｖｉ、ｖｊ）を求め、これを符号量割当回路
４に供給する。

【００２６】このようにして、フレーム内符号化される
画像フレーム１、４、７、……のブロックでは、動きベ
クトルｃ及びａ〃参照ブロックも零として絶対値誤差の
和ｄ（ｖｉ、ｖｊ）が求められ、それ以外の画像フレー
ムのブロックでは、入力画像データａのブロックとａ〃
参照ブロックとからこれらに応じた動きベクトルｃと絶
対値誤差の和ｄ（ｖｉ、ｖｊ）とが求められる。

【００２７】符号量割当回路４は、１ＧＯＦフレ−ム内
で発生情報量の大きい画像フレ−ムには符号化ビット数
の配分を大きくし、発生情報量の小さい画像フレ−ムに
は符号化ビット数の配分を小さくできるようにするため
に、供給された絶対値誤差の和ｄ（ｖｉ、ｖｊ）に応じ
て量子化回路１０や逆量子化回路１３の量子化ステップ
サイズを可変にするものである。図５は符号量割当回路
４の一具体例を示すブロック図であって、１７、１８は
加算回路、１９はラッチ回路、２０はＦＩＦＯ（先入れ
先出しメモリ）、２１はＲＯＭ（読出し専用メモリ）、
２２は制御回路である。また、図６はこの具体例の動作
を示すタイミング図である。

【００２８】図５、図６において、動きベクトル検出器
２（図１）からの絶対値誤差の和ｄ（ｖｉ、ｖｊ）が加
算回路１７、１８に供給される。ここで、入力画像デー
タａの画像フレ−ムｆでのブロックｎの絶対値誤差の和
ｄ（ｖｉ、ｖｊ）をｄ（ｆ、ｎ）とすると、加算回路１
７は、制御回路２２から出力される制御信号により、入
力である絶対値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）を入力画像データ
ａの画像フレ−ム毎に加算する。この加算器１７から得
られる画像フレ−ムｆでの絶対値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）
の加算値をＤ（ｆ）とすると、この加算値Ｄ（ｆ）は、
入力画像データａの次の画像フレ−ム（ｆ＋１）の始ま
りの画像フレ−ム同期信号により、ＦＩＦＯ２０に取り
込まれる。例えば、入力画像データａの画像フレ−ム３
の始まりの画像フレ−ム同期信号により、入力画像デー
タａの画像フレーム２で得られた加算値Ｄ（２）がＦＩ
ＦＯ２０に取り込まれる。また、ＦＩＦＯ２０は、制御
回路２２から出力される制御信号により、取り込んだ加
算値Ｄ（ｆ）をＧＯＦフレーム遅延回路５（図１）の遅
延時間よりも１画像フレーム分少ない時間だけ遅れて出
力する。例えば、入力画像データａの画像フレ−ム２で
取り込んだ加算値Ｄ（１）は、この入力画像データａの
画像フレ−ム４のとき、ＦＩＦＯ２０から出力される。

【００２９】一方、加算回路１８では、制御回路２２か
ら出力される制御信号により、入力画像データａのフレ
ーム内符号化される画像フレームを先頭とするＧＯＦフ
レ−ム分の全ブロックの絶対値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）が
加算される。加算回路１８で得られた加算値は、ＧＯＦ
フレ−ム周期の同期信号（ＧＯＦフレ−ム同期信号）毎
にラッチ回路１９にラッチされる。

【００３０】ここで、ｇをＧＯＦフレ−ム（入力画像デ
ータａのＧＯＦフレーム周期分のフレームを一纏めとし
たもの）の番号、この加算回路１８でのＧＯＦフレ−ム
ｇの各ブロックの絶対値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）の加算値
をＧＤ（ｇ）とすると、この加算値ＧＤ（ｇ）がラッチ
回路１９から出力される。画像データａの画像フレーム
１〜３の各ブロックの絶対値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）の加
算値がＧＤ（１）、画像データａの画像フレーム４〜６
の各ブロックの絶対値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）の加算値が
ＧＤ（２）、画像データａの画像フレーム７〜９の各ブ
ロックの絶対値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）の加算値がＧＤ
（３）であって、一般に、画像データａの画像フレーム
（３ｇ−２）〜３ｇの各ブロックの絶対値誤差の和ｄ
（ｆ、ｎ）の加算値がＧＤ（ｇ）である。例えば、入力
画像データａの画像フレ−ム１、２、３での加算値ＧＤ
（１）は、入力画像データａの画像フレ−ム４の始まり
でのＧＯＦフレ−ム同期信号によってラッチ回路１９に
ラッチされ、入力画像データａの画像フレ−ム４、５、
６期間このラッチ回路１９から出力される。

【００３１】ＲＯＭ２１は、ＦＩＦＯ２０からの加算値
Ｄ（ｆ）とラッチ回路１９からの加算値ＧＤ（ｇ）とを
用いて、例えば図１６に示す式（２）の演算を行ない
（但し、式（２）において、ａは定数、ＧＦは１ＧＯＦ
フレ−ム当りの符号化ビット数である）、符号量割当て
パラメータｑ（ｆ）を求める。この符号量割当てパラメ
ータｑ（ｆ）は、ＧＯＦフレ−ムｇで符号化ビット数Ｇ
Ｆのビットの画像フレームｆに割り当てられる符号化ビ
ット数を示している。

【００３２】これは、一般に、画像データの発生情報量
は、ＤＣＴ変換によって得られる変換係数の交流成分に
ほぼ比例するため、現画像ブロックとａ〃参照ブロック
との差分、即ち、現画像ブロックとａ〃参照ブロックと
の絶対値誤差に比例することによるものである。これに
よると、加算値Ｄ（ｆ）は画像フレームｆでの発生情報
量に比例し、加算値ＧＤ（ｇ）はＧＯＦフレームｇでの
発生情報量に比例することになり、これらの比Ｄ（ｆ）
／ＧＤ（ｇ）はＧＯＦフレームｇでの発生情報量に対す
る画像フレームｆでの発生情報量の割合を表わすことに
なる。従って、上記式（２）で得られる符号量割当てパ
ラメータｑ（ｆ）は、符号化ビット数ＧＦのＧＯＦフレ
−ムｇにおいて、画像フレームｆに割り当てられるその
発生情報量に比例した符号化ビツト数を表わしているこ
とになる。

【００３３】なお、ＲＯＭ２１に加算値Ｄ（ｆ）、加算
値ＧＤ（ｇ）に応じた上記式（２）の符号量割当てパラ
メータｑ（ｆ）を予め格納しておくことにより、加算値
Ｄ（ｆ）、加算値ＧＤ（ｇ）をアドレスデータとして符
号量割当てパラメータｑ（ｆ）を得ることができる。

【００３４】このようにして符号量割当回路４で得られ
た符号量割当てパラメータｑ（ｆ）は、図１の量子化回
路１０と逆量子化回路１３とに供給される。これら量子
化回路１０と逆量子化回路１３とでは、この決定した符
号量割当てパラメ−タｑ（ｆ）に応じて量子化ステップ
サイズを可変にすることにより、各ＧＯＦフレ−ムにお
いて、発生情報量の大きい画像フレ−ムには符号化ビッ
ト数の配分を大きくし、発生情報量の小さい画像フレ−
ムには符号化ビット数の配分を小さくすることができ
る。従って、例えば、シ−ンチェンジ等の前画面との相
関がほとんどないフレ−ムでも、符号化誤差のかたより
の発生を抑えることができる。

【００３５】さて、ここで、フレ−ム内符号化される画
像フレームの処理について図４を用いて説明する。図４
において、いま、入力画像データａの画像フレ−ムが画
像フレーム４とすると、これはフレ−ム内符号化される
ものであるから、切替回路７はＡ側に閉じて、ＧＯＦフ
レ−ム遅延回路５から出力される画像データａ´を選択
する。この画像データａ´は画像フレーム１である。こ
のフレ−ム１の画像デ−タａ´はＤＣＴ変換器９でＤＣ
Ｔ変換され、さらに、量子化回路１０で量子化される。
ここで、量子化回路１０での量子化ステップサイズは、
符号量割当回路４から出力される符号量割当てパラメ−
タｑ（１）で制御される。量子化回路１０の出力デ−タ
は逆量子化回路１３、逆ＤＣＴ変換器１４で復号（以
下、これをロ−カルデコ−ドという）される。このと
き、切替回路８はＢ側に閉じて零レベルを選択してお
り、このため、逆ＤＣＴ変換器１４から出力されるデー
タは加算器１５で零レベルが加算され、上記の画像フレ
−ム１の画像デ−タがロ−カルデコ−ドされた画像デ−
タｂ’としてフレ−ムメモリ１６に書き込まれる。

【００３６】なお、量子化回路１０の出力デ−タは可変
長符号化回路１１で処理されてフレーム内符号化された
画像データとなる。

【００３７】次に、フレ−ム５の画像データａが入力さ
れると、ＧＯＦフレ−ム遅延回路５から出力される画像
データａ´はフレーム間符号化されるべき画像フレーム
２であって、切替回路７、１８はＢ側に閉じる。この画
像フレーム２は、上記のように、減算器６により、フレ
−ムメモリ１６からの画像デ−タｂが減算され、そのフ
レ−ム間差分デ−タΔがＤＣＴ変換器９でＤＣＴ変換さ
れ、量子化回路１０により量子化される。この画像デ−
タｂは、先にフレ−ムメモリ１６に書き込まれたフレ−
ム１の画像デ−タａ´をロ−カルデコ−ドしたフレ−ム
デ−タ１’が、動きベクトルメモリ３から得られる動き
ベクトルｃに応じて、上記のように、動き補償されたも
のである。また、量子化回路１０の量子化ステップサイ
ズは、上記のように、符号量割当回路４から出力される
符号量割当てパラメ−タｑ（２）によって制御される。

【００３８】このように、符号量割当てパラメ−タｑ
（ｆ）に応じて量子化回路１０の量子化ステップサイズ
を変化させるので、１ＧＯＦフレ−ム内で発生情報量の
大きい画像フレ−ムには符号化ビット数の配分を大きく
し、発生情報量の小さい画像フレ−ムには符号化ビット
数の配分を小さくすることができ、例えば、シ−ンチェ
ンジ等の前画面との相関がほとんどない画像フレ−ムに
対しても、符号化誤差のかたよりの発生を抑えることが
でき、しかも、予め定められた符号化ビット数の範囲内
でＧＯＦフレ−ムの符号化処理が可能となり、常に良好
な画像が得られる情報量制御が行なわれることになる。

【００３９】また、この実施例では、動きベクトル検出
を入力画像デ−タのブロックとロ−カルデコ−ドされた
画像データのブロックから求めるものではないから、動
きベクトル検出器２から出力される絶対値誤差の和ｄ
（ｆ、ｎ）は、これがロ−カルデコ−ドされた画像デー
タのブロックから作られる絶対値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）
に比べ、実際に符号化される画像デ−タに誤差が含まれ
ることになるが、発生情報量の推定手段として用いる分
には特に問題はない。

【００４０】なお、図１６における式（２）では、定数
ａを一定として、各ブロック毎の符号化ビット数が各ブ
ロック毎の絶対値誤差の和に完全に比例するとしたが、
この式（２）での定数ａをある関数（例えば２次関数
等）としてもよい。また、式（２）において、１ＧＯＦ
フレ−ム当たりの符号化ビット数ＧＦを一定としてもよ
いが、可変としてもよい。

【００４１】図７は本発明による動画像符号化方式の他
の実施例での符号量割当回路を示すブロック図であっ
て、２３はこの符号量割当回路、２４はＦＩＦＯ、２５
はＲＯＭ、２６は制御回路であり、図５に対応する部分
には同一符号を付けている。また、図８はこの符号量割
当回路２３の動作を示すタイミング図である。

【００４２】この実施例の全体構成は図１と同様であ
る。図７及び図８において、符号割当て回路２３では、
動きベクトル検出器２（図１）からのブロック毎の絶対
値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）が、制御回路２６から出力され
る制御信号により、ＦＩＦＯ２４に入力され、１ＧＯＦ
フレ−ム分遅延されて出力される。また、図５に示した
符号量割当回路４と同様に、加算回路１８では、制御回
路２６から出力される制御信号により、ブロックの絶対
値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）が加算され、ＧＯＦフレ−ム同
期信号毎にラッチ回路１９でラッチされてＧＯＦフレー
ム毎の加算値ＧＤ（ｇ）が形成される。例えば、図８に
示すように、入力画像データａの画像フレ−ム１〜３か
らなるＧＯＦフレーム期間にラッチ回路１９で得られた
加算値ＧＤ（１）が、入力画像データａの画像フレ−ム
４〜６の期間にラッチ回路１９から出力される。

【００４３】ＲＯＭ２５は、ＦＩＦＯ２４から出力され
る絶対値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）とラッチ回路１９から出
力される加算値ＧＤ（ｇ）とを、例えば図１６の式
（３）で演算して得られるブロック毎の符号量割当てパ
ラメータｑ（ｆ、ｎ）を出力し、図１の量子化回路１０
と逆量子化回路１１とに送る。これら量子化回路１０と
逆量子化回路１１では、各ＧＯＦフレ−ム毎に１ＧＯＦ
フレ−ム当りの符号化ビット数を各ブロックへ割り当て
る。ただし、この符号量割当てパラメータｑ（ｆ、ｎ）
は、このＧＯＦフレ−ムでの画像フレーム中ｆのブロッ
クｎに対するものである。

【００４４】先に説明したように、一般に、画像データ
の発生情報量は、ＤＣＴ変換によって得られる変換係数
の交流成分にほぼ比例するため、現画像ブロックとａ〃
参照ブロックとの差分、即ち、現画像ブロックとａ〃参
照ブロックとの絶対値誤差に比例することによるもので
ある。これによると、絶対値誤差の和ｄ（ｆ、ｎ）は画
像フレームｆでのブロックｎの発生情報量に比例し、加
算値ＧＤ（ｇ）はＧＯＦフレームｇでの発生情報量に比
例することになり、これらの比ｄ（ｆ、ｎ）／ＧＤ
（ｇ）はＧＯＦフレームｇでの発生情報量に対する画像
フレームｆのブロックｎでの発生情報量の割合を表わす
ことになる。従って、上記式（３）で得られる符号量割
当てパラメータｑ（ｆ、ｎ）は、符号化ビット数ＧＦの
ＧＯＦフレ−ムｇにおいて、画像フレームｆのブロック
ｎに割り当てられるその発生情報量に比例した符号化ビ
ツト数を表わしていることになる。

【００４５】この決定した符号量割当てパラメ−タｑ
（ｆ、ｎ）に応じて量子化回路１０の量子化ステップサ
イズを変化させることにより、１ＧＯＦフレ−ム内で発
生情報量の大きいブロックには符号化ビット数の配分を
大きくし、発生情報量の小さいブロックには符号化ビッ
ト数の配分を小さくすることができるから、１ＧＯＦフ
レ−ム内で発生情報量の大きい画像フレームには符号化
ビット数の配分を大きくし、発生情報量の小さい画像フ
レームには符号化ビット数の配分を小さくすることがで
き、例えば、シ−ンチェンジ等の前画面との相関がほと
んどないフレ−ムの場合でも、符号化誤差のかたよりの
発生を抑えることができる。しかも、夫々のフレ−ム内
での局所的な性質による符号化誤差のかたよりの発生を
抑えることができ、予め定められた符号化ビット数の範
囲内で１画面の符号化処理が可能となって、情報量制御
と画質改善に非常に有効なものとなる。

【００４６】図９は本発明による動画像符号化方式のさ
らに他の実施例を示すブロック図であって、２７は動き
ベクトル検出用フレ−ムメモリ、２８はフレーム内／フ
レーム間符号化判別回路、２９は判別結果メモリ、３０
は符号量割当回路であり、図１に対応する部分には同一
符号をつけて重複する説明を省略する。

【００４７】この実施例は、画像フレ−ム間の差分デ−
タを符号化するか、画像フレ−ムデ−タそのものを符号
化するかを、画像デ−タに応じて、ブロック毎に適応的
に切り替えて動画像データを符号化するようにしたもの
である。

【００４８】図９において、入力画像データａは動きベ
クトル検出用フレ−ムメモリ２７と動きベクトル検出器
２に供給されるが、動きベクトル検出用フレ−ムメモリ
２７では、現画像フレームよりも１つ前の画像フレーム
が記憶されると共に、動きベクトル検出器２で、上記の
ようにこの現画像フレームよりも１つ前の画像フレーム
と現画像フレームとを処理することにより、動きベクト
ルｃを得る際の参照ブロックデ−タも記憶される。な
お、ここでも、ＧＯＦフレーム毎に１画像フレームがフ
レーム内符号化されるが、かかる画像フレームでは、動
きベクトル検出器２は、符号化判別信号ｓにより、動き
ベクトルｃを零とする。動きベクトル検出器２で得られ
るブロック毎の動きベクトルｃは順次動きベクトルメモ
リ３に供給される。

【００４９】フレーム内／フレーム間符号化判別回路２
８は、各ブロック毎に、現画像フレ−ムの入力画像デ−
タａと動きベクトル検出用フレ−ムメモリ２７から参照
ブロックデ−タが供給され、まず、図１６に示す式
（４）を演算して動き補償されたフレ−ム間差分（動き
補償フレ−ム間予測誤差）デ−タのブロック内平均分散
ＶＡＲを、また、図１６に示す式（５）を演算して原画
像デ−タのブロック内平均分散ＶＡＲＯＲを夫々算出す
る。但し、式（４）、式（５）において、ｍはブロック
のｘ方向の画素数、ｎはブロックのｙ方向の画素数、ｂ
ｄ（ｉ，ｊ）は原画像ブロック、ｂｄ２（ｉ，ｊ）は参
照ブロックである。そして、これら演算結果をもとに、
図１０に示すようなグラフに従って、このブロックをフ
レ−ム内符号化すべきか、或いはフレ−ム間符号化すべ
きかを判別する。前述したように、発生情報量はＤＣＴ
後の変換係数の交流成分にほぼ比例するから、分散値に
ほぼ比例して発生情報量が決まり、その分散値の少ない
符号化を選択することで情報量をできるだけ少なくする
ようにしている。従って、図１０に示すように、ブロッ
ク内平均分散ＶＡＲ、ブロック内平均分散ＶＡＲＯＲの
大小を判別して小さい方に符号化を決定するのである。

【００５０】但し、ブロック内平均分散ＶＡＲ、ＶＡＲ
ＯＲがともに小さいときには、フレーム内符号化するに
しても、また、フレーム間符号化するにしても、発生情
報量は充分小さいので、いずれの符号化を行なってもよ
い。従って、ここでは、図１０に示すように、フレーム
間符号化することとする。

【００５１】フレーム内／フレーム間符号化判別回路２
８は、このようにしてブロック毎に得られるフレ−ム内
符号化であるかフレ−ム間符号化であるかの判別結果を
順次判別結果メモリ２９に供給し、また、この判別結果
によってフレ−ム内符号化すべきときには、上記式
（５）で求められた原画像デ−タのブロック内平均分散
ＶＡＲＯＲを、また、フレ−ム間符号化すべきときに
は、上記式（４）で求められた動き補償されたフレ−ム
間差分デ−タのブロック内平均分散ＶＡＲを夫々符号量
割当回路３０に供給する。

【００５２】なお、上記のＧＯＦフレーム毎のフレーム
内符号化されるべき画像フレームに対しては、フレーム
内／フレーム間符号化判別回路２８は、符号化判別信号
ｓにより、この画像フレームの全ブロックは強制的にフ
レーム内符号化すべきものと判別し、この判別結果を順
次判別結果メモリ２９に供給するとともに、この画像フ
レームの全ブロックについて上記式（５）のみを演算し
て原画像デ−タのブロック内平均分散ＶＡＲＯＲを求
め、これを符号量割当回路３０に供給する。

【００５３】次に、図１１により、１ＧＯＦフレ−ムを
３画像フレ−ムとしてこの実施例の動作を説明する。こ
の場合も、フレ−ム内符号化すべき画像フレームは３画
像フレーム置きの画像フレ−ムであるが、これを画像フ
レーム１、４、７、……とする。

【００５４】いま、現画像フレームを画像フレーム１と
すると、これはフレ−ム内符号化されるべき画像フレ−
ムであるので、動きベクトル検出器２は強制的に各ブロ
ックの動きベクトルｃを零とし、順次動きベクトルメモ
リ３に供給する。一方、フレーム内／フレーム間符号化
判別回路２８も強制的に各ブロックをフレ−ム内符号化
すべきものと判別し、その画像フレ−ム１のブロック毎
に原画像デ−タａのブロック内平均分散ＶＡＲＯＲを上
記式（５）から求めて符号量割当回路３０に供給する。

【００５５】次に、現画像フレ−ムが画像フレ−ム２と
なると、動きベクトル検出用フレ−ムメモリ２７からは
１つ前の画像フレ−ム１の画像デ−タが出力され、動き
ベクトル検出器２では、画像フレ−ム２の画像デ−タと
この画像フレ−ム１の画像デ−タとから、前述したよう
に、書くブロック毎に動きベクトルｃが検出され、動き
ベクトルメモリ３に随時記憶される。従って、１画像フ
レ−ム期間にその画像フレ−ムのブロック毎の動きベク
トルｃが動きベクトルメモリ３に記憶される。

【００５６】フレーム内／フレーム間符号化判別回路２
８では、現画像フレ−ムである画像フレーム２の画像デ
−タと動きベクトル検出用フレ−ムメモリ２７から読み
出される参照ブロックデ−タとを用いて、前述したよう
に、各ブロック毎に式（４）および式（５）の演算が行
なわれ、動き補償されたフレ−ム間差分（動き補償フレ
−ム間予測誤差）デ−タのブロック内平均分散ＶＡＲと
原画像デ−タのブロック内平均分散ＶＡＲＯＲとが夫々
算出される。そして、前述のように、各ブロック毎にこ
れらブロック内平均分散ＶＡＲ、ＶＡＲＯＲからフレー
ム内符号化すべきかフレーム間符号すべきかが判別さ
れ、その判別結果が判別結果メモリ２９に随時記憶され
るとともに、その判別結果に応じてブロック内平均分散
ＶＡＲ、ＶＡＲＯＲのいずれかが符号量割当回路３０に
供給される。即ち、ブロック内平均分散ＶＡＲがブロッ
ク内平均分散ＶＡＲＯＲよりも小さいブロックに対して
は、判別結果はフレーム間符号化であって、符号量割当
回路３０にはブロック内平均分散ＶＡＲが供給され、逆
に、ブロック内平均分散ＶＡＲＯＲがブロック内平均分
散ＶＡＲよりも小さいブロックに対しては、判別結果は
フレーム内符号化であって、符号量割当回路３０にはブ
ロック内平均分散ＶＡＲＯＲが供給される。

【００５７】ブロック内平均分散ＶＡＲ、ＶＡＲＯＲが
いずれも小さいときには、前述のように、フレーム間符
号化と判別され（図１０）、ブロック内平均分散ＶＡＲ
が符号量割当回路３０に供給される。

【００５８】動きベクトルメモリ３からの動きベクトル
ｃの読出し及び判別結果メモリ２９からの判別結果の読
出しは、現画像フレームがＧＯＦフレーム遅延回路５で
１ＧＯＦフレーム分遅延されることから、１ＧＯＦフレ
−ム分遅れる。符号量割当回路３０では、供給されたブ
ロック内平均分散ＶＡＲまたはＶＡＲＯＲが処理されて
量子化回路１０や逆量子化回路１１の量子化ステップを
制御するための制御信号が形成されるが、この制御信号
の読出しも１ＧＯＦフレ−ム分遅延されて行なわれる。
切替回路７、８は判別結果メモリ２９の出力によって制
御され、ＧＯＦフレーム遅延回路５から出力される画像
フレームが画像フレーム１、４、７、……等のフレーム
内符号化すべきときには、Ａ側に、ＧＯＦフレーム遅延
回路５から出力される画像フレームがフレーム回符号化
すべきときには、Ｂ側に夫々閉じる。

【００５９】ここで、符号量割当回路３０の一具体例を
図１２、図１３により説明する。但し、図１２におい
て、３１はＲＯＭ（読出し専用メモリ）であり、図５に
対応する部分には同一符号をつけている。また、図１３
はこの具体例の動作を示すタイミング図である。

【００６０】ここで、フレーム内／フレーム間符号化判
別回路２８（図９）から供給されるブロック内の平均分
散ＶＡＲまたはＶＡＲＯＲを分散値ｖ（ｆ、ｎ）とす
る。但し、ｆは画像フレ−ムの番号、ｎはその画像フレ
−ム内のブロックの番号を夫々表わす。図１２、図１３
において、符号量割当回路４に供給されるブロック毎の
分散値ｖ（ｆ、ｎ）は、制御回路２２から出力される制
御信号により、加算回路１７で１画像フレ−ム分加算さ
れる。この１画像フレ−ム分のブロック毎の分散値ｖ
（ｆ、ｎ）の加算値Ｖ（ｆ）は、例えば、次の画像フレ
−ムの始まりのフレ−ム同期信号により、ＦＩＦＯ２０
に記憶される。例えば、画像フレーム２に対して得られ
た分散値の加算値Ｖ（２）は、次の画像フレーム３の始
まりのフレーム同期信号により、ＦＩＦＯ２０に記憶さ
れる。ＦＩＦＯ２０は、制御回路２２から出力される制
御信号により、ＧＯＦフレーム遅延回路５（図９）の遅
延時間に等しい時間遅れて分散値の加算値Ｖ（ｆ）を出
力し、ＲＯＭ３１に供給する。従って、例えば、上記の
分散値の加算値Ｖ（２）は、現画像フレームが画像フレ
ーム５であるとき、ＦＩＦＯ２０から出力されてＲＯＭ
３１に供給される。

【００６１】一方、加算回路１８では、制御回路２２か
ら出力される制御信号により、ブロック毎の分散値ｖ
（ｆ、ｎ）が順次加算され、ＧＯＦフレ−ム周期の始ま
りの同期信号毎にラッチ回路１９でラッチされてＧＯＦ
フレーム毎の加算値ＧＶ（ｇ）が形成される。例えば、
画像フレ−ム１、２、３からなるＧＯＦフレームの加算
値ＧＶ（１）は画像フレーム４の始まりである次のＧＯ
Ｆフレームの始まりでラッチ回路１９にラッチされ、画
像フレーム４、５、６の期間、このＧＶ（１）がラッチ
回路１９から出力される。

【００６２】ＲＯＭ３１では、供給されるＦＩＦＯ２０
からの加算値Ｖ（ｆ）とラッチ回路１９からの加算値Ｇ
Ｖ（ｆ）に対して、例えば、これら加算値Ｖ（ｆ）、Ｇ
Ｖ（ｆ）を図１６の式（６）をもとに演算して得られる
値ｑ(f)（画像フレームｆに対する符号量割当てパラメ
ータ）が予め記憶されている。但し、式（６）におい
て、ａは定数、ＧＦは１ＧＯＦフレ−ム当りの符号化ビ
ット数、ｆは画像フレ−ムの番号、ｇはＧＯＦフレ−ム
の番号である。

【００６３】前述したように、発生情報量はＤＣＴ後の
変換係数の交流成分にほぼ比例するので、その分散値に
ほぼ比例して発生情報量が決まる。従って、式（６）
は、Ｖ（ｆ）／ＧＤ（ｆ）が１ＧＯＦフレ−ム当りの発
生情報量に対する画像フレームｆでの発生情報量の割合
を表わすことになるから、１ＧＯＦフレ−ム当りの符号
化ビット数の内の画像フレームｆに割り当てられる符号
化ビット数を表わしている。

【００６４】以上のように、この実施例では、１ＧＯＦ
フレ−ム分の画像フレームについて、各画像フレームの
各ブロック毎に、動きベクトルｃの検出とフレーム内／
フレーム間符号化の判別を予め行なうとともに、各画像
フレ−ム毎のブロック毎の分散値の加算値Ｖ（ｆ）とそ
のＧＯＦフレ−ム分のブロック毎の分散値の加算値ＧＤ
（ｆ）とを求め、上記式（６）により、加算値Ｖ
（ｆ）、ＧＤ（ｆ）の比率に応じて、ＧＯＦフレ−ムに
割り当てられた符号化ビット数ＧＦを各画像フレ−ムに
割り当てるための符号量割当てパラメ−タｑ（ｆ）を算
出できる。かかる符号量割当てパラメ−タｑ（ｆ）に応
じて量子化回路１０の量子化ステップサイズが画像フレ
ームｆ毎に変化する。これによると、ＧＯＦフレ−ム内
で発生情報量の大きい画像フレ−ムでは符号化ビット数
の配分を大きくし、発生情報量の小さい画像フレ−ムに
は符号化ビット数の配分を小さくすることができ、例え
ば、シ−ンチェンジ等の前画面との相関がほとんどない
画像フレ−ムの場合でも、符号化誤差のかたよりが発生
するのを抑えることができる。

【００６５】図９、図１１に戻って、入力される現画像
フレ−ムが画像フレーム４である期間には、ＧＯＦフレ
ーム遅延回路５から出力されるのは画像フレーム１であ
って、判別結果メモリ２９から出力される判別結果はフ
レ−ム内符号化すべきであるとするものである。これに
より、切替回路７は、ＧＯＦフレ−ム遅延回路５の出力
画像データを選択するように、強制的にＡ側に切り替わ
り、切替回路８は、零レベルを選択するように、強制的
にＡ側に切り替わる。これにより、ＧＯＦフレ−ム遅延
回路５からの画像フレ−ム１の画像デ−タがＤＣＴ変換
器９でＤＣＴ変換され、量子化回路１０で量子化され
る。ここで、量子化回路１０の量子化ステップサイズは
符号量割当回路３０から出力される符号量割当てパラメ
−タq（１）によって制御される。量子化回路１０から
出力される画像フレーム１の符号化デ−タは、可変長符
号化回路１１に供給されると共に、逆量子化回路１３と
逆ＤＣＴ変換器１４とでロ−カルデコ−ドされ、さらに
切替回路８からの零レベルと加算器１５で加算され、フ
レ−ムメモリ１６に供給されて画像フレ−ム１の画像デ
−タがロ−カルデコ−ドされた画像フレーム１’の画像
デ−タとして書き込まれる。

【００６６】次に、入力される現画像フレ−ムが画像フ
レーム５である期間になると、その１つ前の画像フレ−
ム４の期間にフレ−ムメモリ１６に書き込まれた上記の
画像フレ−ム１’の画像デ−タが動きベクトルメモリ３
から読み出される動きベクトルに従って処理され、この
処理された画像フレ−ム１’の各ブロックが参照ブロッ
クデ−タｂとしてフレ−ムメモリ１６から読み出され
る。このときＧＯＦフレ−ム遅延回路５から出力される
画像フレ−ム２のブロックデ−タは、減算器６におい
て、かかる参照ブロックデータｂが減算される。また、
このとき、判別結果メモリ２９から読み出される判別結
果はフレーム間符号化すべきことを表わしており、これ
により、切替回路７は、減算器６から出力されるフレー
ム間差分データΔを選択するように、Ｂ側に切り換わ
り、切替回路８は、フレームメモリ１６から出力される
参照ブロックデータｂを選択するように、Ｂ側に切り換
わる。そして、切替回路７で選択されたフレーム間差分
データΔはＤＣＴ変換器９でＤＣＴ変換され、量子化回
路１０で量子化される。ここで、量子化回路１０の量子
化ステップサイズは、符号量割当回路３０から出力され
る符号量割当てパラメ−タｑ（２）で制御される。量子
化回路１０から出力される逆量子化回路１３と逆ＤＣＴ
変換器１４とでロ−カルデコ−ドされ、さらに切替回路
８を介して供給されるフレームメモリ１６からの参照ブ
ロックデータｂと加算器１５で加算され、フレ−ムメモ
リ１６に供給されて画像フレ−ム２の画像デ−タがロ−
カルデコ−ドされた画像フレーム２’の画像デ−タとし
て書き込まれる。

【００６７】以下同様にして、ＧＯＦフレーム遅延回路
５からフレーム内符号化されるべき画像フレームが出力
されるときには、上記の画像フレーム１のときと同様の
処理がなされ、ＧＯＦフレーム遅延回路５からフレーム
間符号化されるべき画像フレームが出力されるときに
は、上記の画像フレーム２のときと同様の処理がなされ
る。

【００６８】このように、符号量割当回路３０で形成さ
れる符号量割当てパラメ−タｑ（ｆ）に応じて量子化回
路１０の量子化ステップサイズが変わるので、ＧＯＦフ
レ−ム内で発生情報量の大きい画像フレ−ムには符号化
ビット数の配分を大きくし、発生情報量の小さい画像レ
−ムには符号化ビット数の配分を小さくすることができ
る。従って、例えば、シ−ンチェンジ等の前画面との相
関がほとんどない画像フレ−ムの場合でも、符号化誤差
のかたよりが発生するのを抑えることができるし、ま
た、予め定められた符号化ビット数の範囲内でＧＯＦフ
レ−ムの符号化処理が可能となり、情報量制御を行なう
ことができる。

【００６９】なお、この実施例では、上記式（６）で
は、各ブロック毎の符号化ビット数が各ブロック毎の分
散値に完全に比例するとしているが、式（６）での定数
ａをある関数（例えば２次関数等）としてもよい。ま
た、式（６）で示す演算の結果を予め記憶しておくＲＯ
Ｍ３１を用いたが、式（６）における１ＧＯＦフレ−ム
当りの符号化ビット数ＧＦを可変として演算する演算回
路を用いてもよい。

【００７０】図１４は本発明による動画像符号化方式の
さらに他の実施例の符号量割当回路を示すブロック図で
あって、３２は符号量割当回路、３３はＲＯＭ、３４は
制御回路であり、図７に対応する部分には同一符号をつ
けている。また、図１５はこの符号量割当回路３２の動
作を示すタイミング図である。この実施例の全体構成は
図９に示した実施例と同様である。

【００７１】図１４、図１５において、符号量割当回路
３２では、フレーム内／フレーム間符号化判別回路２８
（図９）から供給されるブロック毎の分散値ｖ（ｆ、
ｎ）が制御回路３４から出力される制御信号によってＦ
ＩＦＯ２４に順次入力され、１ＧＯＦフレ−ム分遅延さ
れて出力される。一方、加算回路１８では、図１２での
符号量割当回路３０と同様に、制御回路３４から出力さ
れる制御信号により、ブロック毎の分散値ｖ（ｆ、ｎ）
が順次加算され、ＧＯＦフレ−ム周期の同期信号によ
り、ラッチ回路１９でラッチされて１ＧＯＦフレーム分
の加算値ＧＶ（ｆ）が形成される。従って、例えば、現
画像フレームが画像フレーム１、２、３であるＧＯＦフ
レーム期間からは、加算回路１８により、加算値ＧＶ
（１）が得られるが、この加算値ＧＶ（１）は、現画像
フレ−ムが画像フレーム４、５、６である期間、ラッチ
回路１９から出力される。

【００７２】ＲＯＭ３３では、ＦＩＦＯ２４からの加算
値Ｖ（ｆ）とラッチ回路１９からの加算値ＧＶ（ｆ）に
対して、例えば、これら加算値Ｖ（ｆ）、ＧＶ（ｆ）を
用いて図１６に示す式（７）の演算をして得られる値ｑ
（ｆ、ｎ）が出力されるように、かかる値が予め記憶さ
れている。但し、この式（７）において、ａは定数、Ｇ
Ｆは１ＧＯＦフレ−ム当たりの符号化ビット数である。

【００７３】式（７）は、図１６に示す式（７）におい
て、１画像フレームでのブロック毎の分散値ｖ（ｆ、
ｎ）の加算値Ｖ（ｆ）をこのブロック毎の分散値ｖ
（ｆ、ｎ）に置き換えたものである。これによると、発
生情報量はＤＣＴ後の変換係数の交流成分にほぼ比例
し、分散値にほぼ比例して発生情報量が決まるというこ
とから、上記式（７）で求まる値ｑ（ｆ、ｎ）は、ＧＯ
Ｆフレ−ム当たりの符号化ビットの各ブロックへ割当て
を定める符号量割当てパラメ−タということになる。

【００７４】そこで、このように求められた符号量割当
てパラメ−タｑ（ｆ、ｎ）に応じて各ブロックｎ毎に量
子化回路１０の量子化ステップサイズを変えることによ
り、ＧＯＦフレ−ム内で発生情報量の大きいブロックに
は符号化ビット数の配分を大きくし、発生情報量の小さ
いブロックには符号化ビット数の配分を小さくすること
ができる。従って、例えば、シ−ンチェンジ等の前画面
との相関がほとんどない画像フレ−ムの場合でも、符号
化誤差のかたよりが発生するのを抑えることができる。
さらに、夫々の画像フレ−ム内での局所的な性質による
符号化誤差のかたよりが発生するのも抑えることがで
き、予め定められた符号化ビット数の範囲内で一画面の
符号化処理が可能となって、情報量制御と画質改善に有
効な動画符号化を行なうことができる。

【００７５】なお、この実施例では、上記式（７）にお
いて、各ブロック毎の符号化ビット数が各ブロック毎の
分散値ｖ（ｆ、ｎ）に完全に比例するとしているが、上
記式（７）での定数ａをある関数（例えば２次関数等）
としてもよい。また、式（７）で示す演算の結果を予め
記憶しておくＲＯＭ３３を用いたが、式（７）における
１ＧＯＦフレ−ム当りの符号化ビット数ＧＦを可変とし
て演算する演算回路を用いてもよい。

【００７６】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。例えば、上記実施例では、ＧＯＦフレ−ム当たりの
符号化ビット数を各画像フレ−ムまたは各ブロックに適
応的に分配するとしたが、ＧＯＦフレ−ムに限らず、任
意の複数フレ−ムでもよく、また、ブロックへの分配の
みならず、複数ブロック単位で分配するようにしてもよ
いことは明らかである。さらに、以上の説明では、符号
化方式をＤＣＴ符号化方式としたが、ＶＱ（ベクトル量
子化）符号化方式等の他の符号化方式を用いる場合にも
同様に適用できる。さらに、本発明は、通信だけでな
く、光ディスク等の記録メディアに対する画像符号化に
も適用できる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動き補償のために用いられる動きベクトル検出を行なう
際に得られるひずみ量、または、フレ−ム内符号化すべ
きかフレ−ム間符号化すべきかを判別する際に得られる
分散値を利用して、複数画面分のひずみ量または分散値
を先行して演算し、該ひずみ量または分散値に応じて予
め定められている符号化ビット数を各画面または画面内
の各ブロックに適応的に割り当てて符号化するので、回
路規模の増大を極力抑えて、リアルタイムで予め定めら
れた符号化ビット数の範囲内での符号化処理が可能とな
り、局所的性質による符号化誤差のかたよりが発生する
のを抑えることができて、良好な再生画を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による動画像符号化方式の一実施例を示
すブロック図である。

【図２】本発明が採用するフレーム内／フレーム間符号
化方式を説明するための図である。

【図３】図１におけるフレームメモリでの参照ブロック
の形成方法を説明するための図である。

【図４】図１に示した実施例の動作を説明するためのタ
イミング図である。

【図５】図１における符号量割当回路の一具体例を示す
ブロック図である。

【図６】図５に示した符号量割当回路の動作を説明する
ためのタイミング図である。

【図７】本発明による動画像符号化方式の他の実施例で
の符号量割当回路を示すブロック図である。

【図８】図７に示した符号量割当回路の動作を説明する
ためのタイミング図である。

【図９】本発明による動画像符号化方式のさらに他の実
施例を示すブロック図である。

【図１０】図９に示した実施例でのフレーム内／フレー
ム間符号化判別の方法の一具体例を示す図である。

【図１１】図９に示した実施例の動作を説明するための
タイミング図である。

【図１２】図９における符号量割当回路の一具体例を示
すブロック図である。

【図１３】図１２に示した符号量割当回路の動作を説明
するためのタイミング図である。

【図１４】本発明による動画像符号化方式のさらに他の
実施例での符号量割当回路を示すブロック図である。

【図１５】図１４に示した符号量割当回路の動作を説明
するためのタイミング図である。

【図１６】本発明の各実施例での各値の算出のための数
式を示す図である。

【符号の説明】

２ 動きベクトル検出器 ３ 動きベクトルメモリ ４ 符号量割当回路 ５ ＧＯＦフレ−ム遅延回路 ６ 減算器 ９ ＤＣＴ変換器 １０ 量子化回路 １３ 逆量子化回路 １４ 逆ＤＣＴ変換器 １５ 加算器 １６ フレ−ムメモリ １７、１８ 加算回路 ２３ 符号量割当回路 ２７ 動きベクトル検出用フレ−ムメモリ ２８ フレーム内／フレーム間符号化判別回路 ２９ 判別結果メモリ３０ ３２ 符号量割当回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画像情報を動き補償予測符号化方式を
   用いて符号化する方式において、 該動画像情報から動き補償のための動きベクトルを検出
   する際に算出されるひずみ量を利用して、画面毎に情報
   を符号化するための符号化ビット数を決定し、 該各画面の該動画像情報を該画面に対して決定された該
   符号化ビット数でもって符号化することを特徴とする動
   画像符号化方式。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記ひずみ量の演算を予測符号化する画面よりも複数画
   面分先行して行ない、 得られた該ひずみ量の分布に応じて該画面毎に情報を符
   号化するための符号化ビット数を割り当てて該動画像情
   報を符号化することを特徴とする動画像符号化方式。
3. 【請求項３】 動画像情報を動き補償予測符号化方式を
   用いて符号化する方式において、 該画像情報から動き補償のための動きベクトルを検出す
   るためのひずみ量の演算を、予測符号化する画面よりも
   複数画面分先行して各画面でのブロック毎に行ない、 得られた該ひずみ量の分布に応じて各画面でのブロック
   毎に情報を符号化するための符号化ビット数を割り当て
   て該動画像情報を符号化することを特徴とする動画像符
   号化方式。
4. 【請求項４】 画面内符号化と画面間符号化とを画面内
   の各ブロック毎に適応的に切り替える符号化方式におい
   て、 画面内符号化と画面間符号化を判別する際に算出する分
   散値を利用して、各画面の情報を符号化するための符号
   化ビット数を、該分散値に従って各画面毎に割り当てて
   符号化することを特徴とする動画像符号化方式。
5. 【請求項５】 請求項４において、 画面内符号化と画面間符号化を判別する際に算出する分
   散値の演算を複数画面分先行して行ない、その結果得ら
   れる分散値の分布に従って、各画面の情報を符号化する
   ための符号化ビット数を各画面毎に割り当てて符号化す
   ることを特徴とする動画像符号化方式。
6. 【請求項６】 請求項４において、 画面内符号化と画面間符号化を判別する際に算出する分
   散値の演算を複数画面分先行して行ない、その結果得ら
   れる分散値の分布に従って、各画面内の各ブロックの情
   報を符号化するための符号化ビット数を各画面内の各ブ
   ロック毎に割り当てて符号化することを特徴とする動画
   像符号化方式。