JPH05260458A - ビデオシグナルのイメージコーディングのための方法及び装置 - Google Patents
ビデオシグナルのイメージコーディングのための方法及び装置Info
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ビデオシグナルがコーディングされ量子化さ
れることによってビットストリームに変換される。ビッ
トストリームが、伝送ライン上を一定のビットレートで
伝送される前に、バッファー記憶装置に記憶される。バ
ッファー記憶装置の情報量が、量子化器におけるステッ
プ高さを変化させることによって調整される。インプッ
トでのフレームレート、およびアウトプットでのフレー
ムレート、ビットレートが知られることによって、バッ
ファー記憶装置の理想的な情報量が決定され得る。バッ
ファー記憶装置の実際の情報量が検出され、理想的な情
報量と比較された後、これらの差がとられる。量子化器
のステップ高さがこの差の関数として調整される。
れることによってビットストリームに変換される。ビッ
トストリームが、伝送ライン上を一定のビットレートで
伝送される前に、バッファー記憶装置に記憶される。バ
ッファー記憶装置の情報量が、量子化器におけるステッ
プ高さを変化させることによって調整される。インプッ
トでのフレームレート、およびアウトプットでのフレー
ムレート、ビットレートが知られることによって、バッ
ファー記憶装置の理想的な情報量が決定され得る。バッ
ファー記憶装置の実際の情報量が検出され、理想的な情
報量と比較された後、これらの差がとられる。量子化器
のステップ高さがこの差の関数として調整される。
Description
【０００１】
【発明の背景】本発明は、ビデオシグナルのイメージコ
ーディングのための方法及び装置に関する。本発明によ
る方法及び装置は、例えば、テレビ電話機において使用
されるビデオシグナルの伝送において使用されること
を、主として意図されている。このような使用に対して
良好な品質をもつシグナルを得るために、ビデオシグナ
ルは、ディジタルシグナルに変換される。ディジタルシ
グナルのフォーマットは、国際電信電話諮問委員会（Ｃ
ＣＩＴＴ）Ｈ．２６１規格によって指定される。しかし
ながら、ビデオシグナルのディジタル化の方法は、ユー
ザーによって独立に選択され得る。
ーディングのための方法及び装置に関する。本発明によ
る方法及び装置は、例えば、テレビ電話機において使用
されるビデオシグナルの伝送において使用されること
を、主として意図されている。このような使用に対して
良好な品質をもつシグナルを得るために、ビデオシグナ
ルは、ディジタルシグナルに変換される。ディジタルシ
グナルのフォーマットは、国際電信電話諮問委員会（Ｃ
ＣＩＴＴ）Ｈ．２６１規格によって指定される。しかし
ながら、ビデオシグナルのディジタル化の方法は、ユー
ザーによって独立に選択され得る。
【０００２】ディジタルシグナルの伝送は、通常、多数
の回路によって搬送される。そして、これらの多数の回
路は、しばしば、ビデオインプットシグナル部、コーダ
ーコアおよびビデオマルチプレクサ（ＶＭＵＸ）に分割
される。ビデオインプットシグナル部は、ビデオインプ
ットシグナルの適当なシグナル処理を実行する。コーダ
ーコアは、いくつかの形式の予測的（ＩＮＴＥＲ）また
は非予測的（ＩＮＴＲＡ）なシグナルの変換コーディン
グを実行する。変換コーディングの後、シグナルが量子
化される。
の回路によって搬送される。そして、これらの多数の回
路は、しばしば、ビデオインプットシグナル部、コーダ
ーコアおよびビデオマルチプレクサ（ＶＭＵＸ）に分割
される。ビデオインプットシグナル部は、ビデオインプ
ットシグナルの適当なシグナル処理を実行する。コーダ
ーコアは、いくつかの形式の予測的（ＩＮＴＥＲ）また
は非予測的（ＩＮＴＲＡ）なシグナルの変換コーディン
グを実行する。変換コーディングの後、シグナルが量子
化される。
【０００３】ディジタルビットストリームが、その後、
ビットストリームの圧縮を行うべく、ＶＭＵＸによって
さらにコード処理される。通常、ランレングスコーディ
ング、可変レングスコーディングおよびエラー補正がま
た実行される。ＶＭＵＸの作動が、通常、シグナルプロ
セッサーによって実行される。これらのコーディング
は、１フレーム当たり異なる数のビットを生成し、イメ
ージコーディング装置のアウトプットでのライン上のビ
ットレートは一定となり、ＶＭＵＸは、バッファー記憶
装置を含んでいる。
ビットストリームの圧縮を行うべく、ＶＭＵＸによって
さらにコード処理される。通常、ランレングスコーディ
ング、可変レングスコーディングおよびエラー補正がま
た実行される。ＶＭＵＸの作動が、通常、シグナルプロ
セッサーによって実行される。これらのコーディング
は、１フレーム当たり異なる数のビットを生成し、イメ
ージコーディング装置のアウトプットでのライン上のビ
ットレートは一定となり、ＶＭＵＸは、バッファー記憶
装置を含んでいる。
【０００４】周知の技術において生じている問題は、バ
ッファー記憶装置におけるオーバーフローを防止するこ
と、およびバッファーが早期に空にされることを防止す
ることに関係する。これらの問題は両方ともに、イメー
ジの品質の低下を引き起こす。同時に、バッファー記憶
装置の情報量は、できるだけ小さくなっていなければな
らない。
ッファー記憶装置におけるオーバーフローを防止するこ
と、およびバッファーが早期に空にされることを防止す
ることに関係する。これらの問題は両方ともに、イメー
ジの品質の低下を引き起こす。同時に、バッファー記憶
装置の情報量は、できるだけ小さくなっていなければな
らない。
【０００５】本発明の目的は、量子化器におけるステッ
プ高さをバッファー記憶装置の情報量に対する現実の値
と理想値との差の関数として調整することによって調整
されるバッファー記憶装置の情報量を準備することによ
り、前述の問題点を克服することである。
プ高さをバッファー記憶装置の情報量に対する現実の値
と理想値との差の関数として調整することによって調整
されるバッファー記憶装置の情報量を準備することによ
り、前述の問題点を克服することである。
【０００６】
【発明の要約】この目的を達成するため、本発明は、既
知のフレームレートをもつビデオシグナルのイメージコ
ーディングのための方法であって、前記ビデオシグナル
をコーディングして量子化し、前記シグナルのディジタ
ル化および圧縮を実行し、ビットストリームが伝送され
る伝送ラインによって決定されるビットレートをもつビ
ットストリームを形成するステップと、前記ビットスト
リームをバッファー記憶装置に記憶させるステップと、
前記バッファー記憶装置の情報量をモニターするステッ
プと、前記バッファー記憶装置のアウトプットにおいて
前記ビットストリームのレートを検出するステップと、
前記バッファー記憶装置の理想的な情報量を計算するス
テップと、量子化器におけるステップ高さを、前記バッ
ファー記憶装置の前記モニターした情報量と前記バッフ
ァー記憶装置の前記理想的な情報量との差の関数として
調整するステップとを含むことを特徴とする方法を提供
する。
知のフレームレートをもつビデオシグナルのイメージコ
ーディングのための方法であって、前記ビデオシグナル
をコーディングして量子化し、前記シグナルのディジタ
ル化および圧縮を実行し、ビットストリームが伝送され
る伝送ラインによって決定されるビットレートをもつビ
ットストリームを形成するステップと、前記ビットスト
リームをバッファー記憶装置に記憶させるステップと、
前記バッファー記憶装置の情報量をモニターするステッ
プと、前記バッファー記憶装置のアウトプットにおいて
前記ビットストリームのレートを検出するステップと、
前記バッファー記憶装置の理想的な情報量を計算するス
テップと、量子化器におけるステップ高さを、前記バッ
ファー記憶装置の前記モニターした情報量と前記バッフ
ァー記憶装置の前記理想的な情報量との差の関数として
調整するステップとを含むことを特徴とする方法を提供
する。
【０００７】本発明による方法の１つの特徴によれば、
バッファー記憶装置の理想的な情報量は、次のようにな
る。すなわち、 （ＧＯＢ−１＋ＭＢ／３３）／１２×（ｋ1 ＋ｇ）Ｒ／ｆｏ＋ｂＲ／ｆｏ、 ここで、ＧＯＢはブロックグループの数、ＭＢはマクロ
ブロックの数、ｋ1 はコーダーによって決定されるスキ
ップされたフレームの数、ｆｏはビデオシグナルのビッ
トレート、Ｒはビットストリームレート、ｇはコーディ
ングが終了したときを考慮するもの、ｂＲ／ｆｏはバッ
ファー記憶装置において許容される最小の情報量であ
る。
バッファー記憶装置の理想的な情報量は、次のようにな
る。すなわち、 （ＧＯＢ−１＋ＭＢ／３３）／１２×（ｋ1 ＋ｇ）Ｒ／ｆｏ＋ｂＲ／ｆｏ、 ここで、ＧＯＢはブロックグループの数、ＭＢはマクロ
ブロックの数、ｋ1 はコーダーによって決定されるスキ
ップされたフレームの数、ｆｏはビデオシグナルのビッ
トレート、Ｒはビットストリームレート、ｇはコーディ
ングが終了したときを考慮するもの、ｂＲ／ｆｏはバッ
ファー記憶装置において許容される最小の情報量であ
る。
【０００８】本発明はまた、本発明による方法に係る、
既知のビットレートをもつビデオシグナルのイメージコ
ーディングのための装置を提供する。この装置は、集積
回路、例えばＶＬＳＩ回路として構成されていることが
好ましい。
既知のビットレートをもつビデオシグナルのイメージコ
ーディングのための装置を提供する。この装置は、集積
回路、例えばＶＬＳＩ回路として構成されていることが
好ましい。
【０００９】
【好ましい実施例の詳細な説明】周知のイメージコーデ
ィング装置の基本的な構造が、図１に示してある。この
装置は、コーダーコア１およびＶＭＵＸ２を有してい
る。フレームレートｆｏをもつビデオシグナルが、コー
ダーコア１に、（図示はしない）リミターまたは他のイ
ンプット装置を通じてインプットされる。インプットシ
グナルは、変換コーダーＴに、減算回路３を通じてイン
プットされる。シグナルは、コーダーＴによって変換さ
れた後、量子化器Ｑにおいて量子化される。コーダーコ
ア１は、通常、減算回路３によってビデオシグナルから
減算されるフレームに対するいくつかの形式の予測コー
ディングを使用する。その後、逆量子化および逆変換
が、それぞれ、逆量子化器ＩＱおよび逆変換コーダーＩ
Ｔによって実行される。フレームメモリＦＭおよびおそ
らく動作予測器ＭＥが、予測において使用される。
ィング装置の基本的な構造が、図１に示してある。この
装置は、コーダーコア１およびＶＭＵＸ２を有してい
る。フレームレートｆｏをもつビデオシグナルが、コー
ダーコア１に、（図示はしない）リミターまたは他のイ
ンプット装置を通じてインプットされる。インプットシ
グナルは、変換コーダーＴに、減算回路３を通じてイン
プットされる。シグナルは、コーダーＴによって変換さ
れた後、量子化器Ｑにおいて量子化される。コーダーコ
ア１は、通常、減算回路３によってビデオシグナルから
減算されるフレームに対するいくつかの形式の予測コー
ディングを使用する。その後、逆量子化および逆変換
が、それぞれ、逆量子化器ＩＱおよび逆変換コーダーＩ
Ｔによって実行される。フレームメモリＦＭおよびおそ
らく動作予測器ＭＥが、予測において使用される。
【００１０】コーダーコア１のアウトプット、すなわち
量子化器Ｑのアウトプットは、ＶＭＵＸ２のインプット
に接続されている。ＶＭＵＸ２は、そのインプットがＶ
ＭＵＸのインプットを形成するスキャニング装置ＺＩＧ
と、ランレングスコーディング装置ＲＬと、ランレング
スコーディングを支援する装置ＥＶＥＮＴＳと、可変レ
ングスコーディング装置ＶＬＣと、バッファー記憶装置
と、エラー補正装置ＦＥＣとを有している。これらの装
置は、直列に接続され、当業者によって周知の方法で作
動する。
量子化器Ｑのアウトプットは、ＶＭＵＸ２のインプット
に接続されている。ＶＭＵＸ２は、そのインプットがＶ
ＭＵＸのインプットを形成するスキャニング装置ＺＩＧ
と、ランレングスコーディング装置ＲＬと、ランレング
スコーディングを支援する装置ＥＶＥＮＴＳと、可変レ
ングスコーディング装置ＶＬＣと、バッファー記憶装置
と、エラー補正装置ＦＥＣとを有している。これらの装
置は、直列に接続され、当業者によって周知の方法で作
動する。
【００１１】ＶＭＵＸにおいて、ビデオシグナルは、Ｆ
ＥＣのアウトプット４に一般に接続された（図示はしな
い）伝送ライン上にできるだけ経済的に伝送されるよう
に処理される。シグナルは、また、伝送ライン上におい
てビットレートＲに適合されなければならない。ビット
レートは、アウトプット４でクロックから導出される。
ＥＣのアウトプット４に一般に接続された（図示はしな
い）伝送ライン上にできるだけ経済的に伝送されるよう
に処理される。シグナルは、また、伝送ライン上におい
てビットレートＲに適合されなければならない。ビット
レートは、アウトプット４でクロックから導出される。
【００１２】ＶＭＵＸの作動は、通常、プログラムされ
たシグナルプロセッサーによって実行される。実際、量
子化器５は、コーダーコア１またはＶＭＵＸ２のいずれ
かの一部を構成し得る。本発明の好ましい実施例におい
ては、図２に示したように、量子化器５は、ＶＭＵＸに
含まれるが、これらは、ＶＭＵＸが、選択的に、量子化
器を有するまたは有しないコーダーコアと共に使用され
得るようにバイパスされる。
たシグナルプロセッサーによって実行される。実際、量
子化器５は、コーダーコア１またはＶＭＵＸ２のいずれ
かの一部を構成し得る。本発明の好ましい実施例におい
ては、図２に示したように、量子化器５は、ＶＭＵＸに
含まれるが、これらは、ＶＭＵＸが、選択的に、量子化
器を有するまたは有しないコーダーコアと共に使用され
得るようにバイパスされる。
【００１３】バッファー記憶装置の機能は、伝送ライン
上のビットレートによって制御されるクロックレートで
ビットを解放することである。ビデオシグナルのコーデ
ィングは、とりわけフレームの情報量に依存して、１フ
レーム当たり異なる数のビットを生成するので、バッフ
ァー記憶装置の情報量が変化し得る。バッファー記憶装
置でオーバーフローが発生しないようにされるべきであ
ることに注意することが重要である。なぜなら、オーバ
ーフローによって、フレーム上における情報の回復でき
ない消失が生じてしまうからである。さらに、バッファ
ー記憶装置の情報量は、遅延、すなわちビットがバッフ
ァー記憶装置に記憶される時間を短縮するために、でき
るだけ小さくなっている必要がある。また、バッファー
記憶装置はめったに空にならないことが保証されなけれ
ばならない。なぜなら、バッファー記憶装置が空になる
と、余分なビットをビットストリーム内に詰め込む必要
があり、これは、イメージの品質の低下を引き起こして
しまうからである。
上のビットレートによって制御されるクロックレートで
ビットを解放することである。ビデオシグナルのコーデ
ィングは、とりわけフレームの情報量に依存して、１フ
レーム当たり異なる数のビットを生成するので、バッフ
ァー記憶装置の情報量が変化し得る。バッファー記憶装
置でオーバーフローが発生しないようにされるべきであ
ることに注意することが重要である。なぜなら、オーバ
ーフローによって、フレーム上における情報の回復でき
ない消失が生じてしまうからである。さらに、バッファ
ー記憶装置の情報量は、遅延、すなわちビットがバッフ
ァー記憶装置に記憶される時間を短縮するために、でき
るだけ小さくなっている必要がある。また、バッファー
記憶装置はめったに空にならないことが保証されなけれ
ばならない。なぜなら、バッファー記憶装置が空になる
と、余分なビットをビットストリーム内に詰め込む必要
があり、これは、イメージの品質の低下を引き起こして
しまうからである。
【００１４】ビットストリームのフォーマットは、上述
のようにＣＣＩＴＴ規格によって与えられる。１つのフ
レームは、ＧＯＢで表される１２個のブロックグループ
からなっており、各ブロックグループは、ＭＢで表され
る３３個のマクロブロックからなっている。イメージコ
ーディング装置のインプットにおけるビデオシグナルの
フレームレートｆｏは、一般に３０Ｈｚである。
のようにＣＣＩＴＴ規格によって与えられる。１つのフ
レームは、ＧＯＢで表される１２個のブロックグループ
からなっており、各ブロックグループは、ＭＢで表され
る３３個のマクロブロックからなっている。イメージコ
ーディング装置のインプットにおけるビデオシグナルの
フレームレートｆｏは、一般に３０Ｈｚである。
【００１５】本発明の実施例においては、図２に示した
ように、バッファー記憶装置の情報量Ｂは、量子化器Ｑ
におけるステップ高さを変化させることによって調整さ
れる。制御装置６の機能は、図２に示したように、バッ
ファー記憶装置の情報量Ｂだけでなく、バッファー記憶
装置の出力におけるビットレートＲもまた検出すること
である。制御装置６は、Ｂideal として表されるバッフ
ァー記憶装置の理想的な情報量を計算し、それを現実の
値と比較する。制御装置６は、現実の値と理想値との差
を計算し、量子化器Ｑにおけるステップ高さをその差の
関数として変化させる。制御装置６のアウトプットにお
ける制御シグナルは、量子化器Ｑおよび逆量子化器ＩＱ
の両方にインプットされる。もし量子化器がコーダーコ
アの一部として構成されているならば、制御シグナル
は、コーダーコア量子化器にインプットされる。
ように、バッファー記憶装置の情報量Ｂは、量子化器Ｑ
におけるステップ高さを変化させることによって調整さ
れる。制御装置６の機能は、図２に示したように、バッ
ファー記憶装置の情報量Ｂだけでなく、バッファー記憶
装置の出力におけるビットレートＲもまた検出すること
である。制御装置６は、Ｂideal として表されるバッフ
ァー記憶装置の理想的な情報量を計算し、それを現実の
値と比較する。制御装置６は、現実の値と理想値との差
を計算し、量子化器Ｑにおけるステップ高さをその差の
関数として変化させる。制御装置６のアウトプットにお
ける制御シグナルは、量子化器Ｑおよび逆量子化器ＩＱ
の両方にインプットされる。もし量子化器がコーダーコ
アの一部として構成されているならば、制御シグナル
は、コーダーコア量子化器にインプットされる。
【００１６】図３は、本発明の好ましい実施例の作動の
間に、バッファー記憶装置の情報量がどのように変化す
るかの例を示したものである。１フレームが、１／ｆｏ
秒間に、より詳しく言えば、（１−ｇ）１／ｆｏ秒間に
コーディングされる。この場合、ｇの値はコーディング
が終了したときを考慮する。この間に、バッファー記憶
装置の情報量は、Ｂe として表される値まで増大する。
別の技術によれば、バッファー記憶装置の情報量を制限
するために、ｋ個のフレームがスキップされる。ｋ0 以
上のｋの値は、受信機におけるデコーダによって必要と
されるスキップされたフレームの数を表す。数ｋは、ま
た、バッファー記憶装置のアウトプットにおけるビット
レートＲに基づいている。
間に、バッファー記憶装置の情報量がどのように変化す
るかの例を示したものである。１フレームが、１／ｆｏ
秒間に、より詳しく言えば、（１−ｇ）１／ｆｏ秒間に
コーディングされる。この場合、ｇの値はコーディング
が終了したときを考慮する。この間に、バッファー記憶
装置の情報量は、Ｂe として表される値まで増大する。
別の技術によれば、バッファー記憶装置の情報量を制限
するために、ｋ個のフレームがスキップされる。ｋ0 以
上のｋの値は、受信機におけるデコーダによって必要と
されるスキップされたフレームの数を表す。数ｋは、ま
た、バッファー記憶装置のアウトプットにおけるビット
レートＲに基づいている。
【００１７】これに続く（ｋ＋ｇ）／ｆｏ秒間には、い
かなるビットも生成されない。その結果、バッファー記
憶装置の情報量は減じられる。この減少率は、バッファ
ー記憶装置アウトプットにおいて検出されるＲである。
ｋ1 個のスキップされたフレームを伴う望まれるフレー
ムレートを達成するために、フレームコーディングの最
後におけるバッファー記憶装置の情報量は、もしビット
レートがイメージコーディング装置のインプットにおい
てｆｏＨｚであり、ｂＲ／ｆｏがバッファー記憶装置の
許容される最小の情報量であるならば、理想的に、次の
ようになる。すなわち、 Ｂe ＝（ｋ1 ＋ｂ＋ｇ）Ｒ／ｆｏ となる。
かなるビットも生成されない。その結果、バッファー記
憶装置の情報量は減じられる。この減少率は、バッファ
ー記憶装置アウトプットにおいて検出されるＲである。
ｋ1 個のスキップされたフレームを伴う望まれるフレー
ムレートを達成するために、フレームコーディングの最
後におけるバッファー記憶装置の情報量は、もしビット
レートがイメージコーディング装置のインプットにおい
てｆｏＨｚであり、ｂＲ／ｆｏがバッファー記憶装置の
許容される最小の情報量であるならば、理想的に、次の
ようになる。すなわち、 Ｂe ＝（ｋ1 ＋ｂ＋ｇ）Ｒ／ｆｏ となる。
【００１８】もしＢe が（ｋ0 ＋ｂ＋ｇ）Ｒ／ｆｏより
小さければ、コーダーは、次のフレームが開始する前の
一定時間内に、ビットの詰め込みを実行しなければなら
ない。コーディングにおいて、「空のバッファー」は、
結果的に、１／ｆｏ秒間に０から（ｋ0 ＋ｂ＋ｇ）Ｒ／
ｆｏまで直線的に増大する。Ｂempty は、（ＧＯＢ−１
＋ＭＢ／３３）／１２×（ｋ0 ＝ｂ）Ｒ／ｆｏに等しく
なる。
小さければ、コーダーは、次のフレームが開始する前の
一定時間内に、ビットの詰め込みを実行しなければなら
ない。コーディングにおいて、「空のバッファー」は、
結果的に、１／ｆｏ秒間に０から（ｋ0 ＋ｂ＋ｇ）Ｒ／
ｆｏまで直線的に増大する。Ｂempty は、（ＧＯＢ−１
＋ＭＢ／３３）／１２×（ｋ0 ＝ｂ）Ｒ／ｆｏに等しく
なる。
【００１９】同様にして、（回路中において得られる必
要のある唯一のものである）バッファー記憶装置の理想
的な情報量は、 Ｂideal ＝（ＧＯＢ−１＋ＭＢ/33)/12 ×（ｋ1+ｇ）Ｒ／ｆｏ＋ｂＲ／ｆｏ として得られる。ここで、上述のように、ＧＯＢはブロ
ックグループの数であり、ＭＢはマクロブロックの数で
ある。したがって、Ｂideal は、バッファー記憶装置が
ｋ1 ＋１フレーム時間間隔の間に、ｂＲ／ｆｏの最小限
の値まで空にされるべくもたねばならない情報量とな
る。
要のある唯一のものである）バッファー記憶装置の理想
的な情報量は、 Ｂideal ＝（ＧＯＢ−１＋ＭＢ/33)/12 ×（ｋ1+ｇ）Ｒ／ｆｏ＋ｂＲ／ｆｏ として得られる。ここで、上述のように、ＧＯＢはブロ
ックグループの数であり、ＭＢはマクロブロックの数で
ある。したがって、Ｂideal は、バッファー記憶装置が
ｋ1 ＋１フレーム時間間隔の間に、ｂＲ／ｆｏの最小限
の値まで空にされるべくもたねばならない情報量とな
る。
【００２０】量子化プロセスにおいて生成されるビット
数は、当然ステップ高さに基づいている。すなわち、ス
テップ高さが高くなればなるほど、生成されるビットは
少なくなる。本発明によれば、ステップ高さは、各ブロ
ックグループの始めに変化せしめられ、その結果、バッ
ファー記憶装置の情報量は、理想値に近づき得る。次の
決定則が用いられる。
数は、当然ステップ高さに基づいている。すなわち、ス
テップ高さが高くなればなるほど、生成されるビットは
少なくなる。本発明によれば、ステップ高さは、各ブロ
ックグループの始めに変化せしめられ、その結果、バッ
ファー記憶装置の情報量は、理想値に近づき得る。次の
決定則が用いられる。
【００２１】ステップ高さＱＵＡＮＴは、 ＱＵＡＮＴ＝ｆ（Ｂdev)＝ｆ（Ｂ−Ｂideal ） 、（ここで関数ｆはＢdev 値に対して一定である）で表
されるが、バッファー記憶装置の理想的な情報量からの
偏差の関数である。ｆに対する閾値Ｂx は、ＢＯＯＴ−
ＰＲＯＭ内に記憶された値から導出され得る。異なるビ
ットレートを処理可能とするために、Ｂx 値は、次の公
式に示したように、Ｒ／ｆｏの係数である。すなわち、 Ｔx ＝Ｂ−Ｂideal −Ｂx Ｒ／ｆｏ
されるが、バッファー記憶装置の理想的な情報量からの
偏差の関数である。ｆに対する閾値Ｂx は、ＢＯＯＴ−
ＰＲＯＭ内に記憶された値から導出され得る。異なるビ
ットレートを処理可能とするために、Ｂx 値は、次の公
式に示したように、Ｒ／ｆｏの係数である。すなわち、 Ｔx ＝Ｂ−Ｂideal −Ｂx Ｒ／ｆｏ
【００２２】ＱＵＡＮＴの計算を簡単にするために、い
くつかの項が、各フレームおよび各マクロブロックに対
して導出されなければならない。各ＧＯＢにおける第１
のＭＢに対し、 Ｔ0 ≧０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ＋３ Ｔ1 ≧０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ＋２ Ｔ2 ≧０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ＋１ Ｔ3 ＜０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ−１ Ｔ4 ＜０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ−２ Ｔ5 ＜０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ−３ ＧＯＢ内のＭＢに対し、 Ｔ6 ≧０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ＋１ Ｔ7 ＜０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ−１ である。
くつかの項が、各フレームおよび各マクロブロックに対
して導出されなければならない。各ＧＯＢにおける第１
のＭＢに対し、 Ｔ0 ≧０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ＋３ Ｔ1 ≧０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ＋２ Ｔ2 ≧０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ＋１ Ｔ3 ＜０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ−１ Ｔ4 ＜０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ−２ Ｔ5 ＜０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ−３ ＧＯＢ内のＭＢに対し、 Ｔ6 ≧０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ＋１ Ｔ7 ＜０−＞ＱＵＡＮＴ＝ＱＵＡＮＴ−１ である。
【００２３】ステップ高さは一定の範囲内に制限され
る、すなわち、 ＱＵＡＮＴmin ≦ＱＵＡＮＴ≦ＱＵＡＮＴmax となる。ＱＵＡＮＴmin より小さいステップ高さは、イ
メージの品質のいかなる実際的な改善をももたらさず、
ＱＵＡＮＴmax より大きいステップ高さは、品質の悪い
イメージを生成するので、ステップ高さが制限される。
このような状況においてバッファー記憶装置の情報量を
調整するために、ビット詰め込みおよびフレームスキッ
プのような、別の技術が代わりに使用される必要があ
る。
る、すなわち、 ＱＵＡＮＴmin ≦ＱＵＡＮＴ≦ＱＵＡＮＴmax となる。ＱＵＡＮＴmin より小さいステップ高さは、イ
メージの品質のいかなる実際的な改善をももたらさず、
ＱＵＡＮＴmax より大きいステップ高さは、品質の悪い
イメージを生成するので、ステップ高さが制限される。
このような状況においてバッファー記憶装置の情報量を
調整するために、ビット詰め込みおよびフレームスキッ
プのような、別の技術が代わりに使用される必要があ
る。
【００２４】一般に、異なるステップ高さが、ＩＮＴＥ
Ｒの場合およびＩＮＴＲＡの場合に対して用いられる。
本発明によれば、修正されたステップ高さＱＵＡＮＴ
が、ＩＮＴＲＡブロックに対して使用され、ＩＮＴＲＡ
の場合に対する差を特定する可変Ｑmod を用いることに
よって、ブロック方式に対して切り換えがなされる。こ
れは、 ＱＵＡＮＴINTRA ＝ＱＵＡＮＴ＋Ｑmod 、 ＱＵＡＮＴmin INTRA ≦ＱＵＡＮＴINTRA ≦ＱＵＡＮＴ
max INTRA を与える。
Ｒの場合およびＩＮＴＲＡの場合に対して用いられる。
本発明によれば、修正されたステップ高さＱＵＡＮＴ
が、ＩＮＴＲＡブロックに対して使用され、ＩＮＴＲＡ
の場合に対する差を特定する可変Ｑmod を用いることに
よって、ブロック方式に対して切り換えがなされる。こ
れは、 ＱＵＡＮＴINTRA ＝ＱＵＡＮＴ＋Ｑmod 、 ＱＵＡＮＴmin INTRA ≦ＱＵＡＮＴINTRA ≦ＱＵＡＮＴ
max INTRA を与える。
【００２５】Ｂideal を計算するために、スキップされ
る必要なフレームを指定するｋ1 が知られなければなら
ず、これは、Ｒ／ｆｏの関数、すなわちビデオシグナル
のフレームレートによって分割されるアウトプットにお
けるビットレートの関数でなければならない。ビデオシ
グナルのフレームレートは、一般に３０Ｈｚであり、一
方、Ｒはバッファー記憶装置からのアウトプットにおい
て測定される。ｋ1 は、値０、１、２、３をとりうるに
すぎず、これは、もしｋ0 ＝０であれば、バッファー記
憶装置からのアウトプットにおいて、３０、１５、１０
および７．５Ｈｚのフレームレートを与える。ｋ1 は、
ｋ1 の値のそれぞれに対して、Ｒ／ｆｏ時間間隔を、 Ｒ／ｆｏ＞Ｒ0 がｋ1 ＝ｍａｘ（０，ｋ0 ）を与え、 Ｒ0 ≧Ｒ／ｆｏ＞Ｒ1 がｋ1 ＝ｍａｘ（１，ｋ0 ）を与
え、 Ｒ1 ≧Ｒ／ｆｏ＞Ｒ2 がｋ1 ＝ｍａｘ（２，ｋ0 ）を与
え、 Ｒ2 ≧Ｒ／ｆｏがｋ1 ＝ｍａｘ（３，ｋ0 ）を与えるよ
うに定義することによって、Ｒに基づくようになされ得
る。
る必要なフレームを指定するｋ1 が知られなければなら
ず、これは、Ｒ／ｆｏの関数、すなわちビデオシグナル
のフレームレートによって分割されるアウトプットにお
けるビットレートの関数でなければならない。ビデオシ
グナルのフレームレートは、一般に３０Ｈｚであり、一
方、Ｒはバッファー記憶装置からのアウトプットにおい
て測定される。ｋ1 は、値０、１、２、３をとりうるに
すぎず、これは、もしｋ0 ＝０であれば、バッファー記
憶装置からのアウトプットにおいて、３０、１５、１０
および７．５Ｈｚのフレームレートを与える。ｋ1 は、
ｋ1 の値のそれぞれに対して、Ｒ／ｆｏ時間間隔を、 Ｒ／ｆｏ＞Ｒ0 がｋ1 ＝ｍａｘ（０，ｋ0 ）を与え、 Ｒ0 ≧Ｒ／ｆｏ＞Ｒ1 がｋ1 ＝ｍａｘ（１，ｋ0 ）を与
え、 Ｒ1 ≧Ｒ／ｆｏ＞Ｒ2 がｋ1 ＝ｍａｘ（２，ｋ0 ）を与
え、 Ｒ2 ≧Ｒ／ｆｏがｋ1 ＝ｍａｘ（３，ｋ0 ）を与えるよ
うに定義することによって、Ｒに基づくようになされ得
る。
【００２６】アウトプットでのフレーム速度は、１フレ
ーム当たりのビット数があまり少なくならないように選
択される。アウトプットにおける異なる標準ビットレー
トＲをもつ選択されたフレームレートの例を示すと次の
ようになる。すなわち、 Ｒ＞３８４ｋｂｉｔ／ｓに対して３０Ｈｚ、 Ｒ＞１２８ｋｂｉｔ／ｓに対して１５Ｈｚ、 Ｒ＞６４ｋｂｉｔ／ｓに対して１０Ｈｚ、 Ｒ＜６４ｋｂｉｔ／ｓに対して７．５Ｈｚであり、この
例は、ｆｏ＝３０Ｈｚに対して、Ｒ2 ＝２１３３、Ｒ1
＝４２６７、Ｒ0 ＝１２８００の時間間隔限界値を与え
る。
ーム当たりのビット数があまり少なくならないように選
択される。アウトプットにおける異なる標準ビットレー
トＲをもつ選択されたフレームレートの例を示すと次の
ようになる。すなわち、 Ｒ＞３８４ｋｂｉｔ／ｓに対して３０Ｈｚ、 Ｒ＞１２８ｋｂｉｔ／ｓに対して１５Ｈｚ、 Ｒ＞６４ｋｂｉｔ／ｓに対して１０Ｈｚ、 Ｒ＜６４ｋｂｉｔ／ｓに対して７．５Ｈｚであり、この
例は、ｆｏ＝３０Ｈｚに対して、Ｒ2 ＝２１３３、Ｒ1
＝４２６７、Ｒ0 ＝１２８００の時間間隔限界値を与え
る。
【００２７】本発明による装置は、集積回路、例えばＶ
ＬＳＩ回路として構成されることが好ましい。外部から
要求される異なるパラメータの値が、次に示したテーブ
ルに従って、ＢＯＯＴ−ＰＲＯＭ内に記憶される。
ＬＳＩ回路として構成されることが好ましい。外部から
要求される異なるパラメータの値が、次に示したテーブ
ルに従って、ＢＯＯＴ−ＰＲＯＭ内に記憶される。
【００２８】
【表１】
【００２９】こうして、バッファー制御に対する問題
は、本発明によって、量子化器におけるステップ高さを
調節することによって解決される。また、本発明は、当
業者にとって自明の他の技術と組み合わせることもでき
る。
は、本発明によって、量子化器におけるステップ高さを
調節することによって解決される。また、本発明は、当
業者にとって自明の他の技術と組み合わせることもでき
る。
【図１】コーダーコアおよびＶＭＵＸを有する周知のイ
メージコーディング装置のブロック図である。
メージコーディング装置のブロック図である。
【図２】本発明によるイメージコーディング装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】本発明の好ましい実施例による、バッファー記
憶装置の内容−時間曲線を示したグラフである。
憶装置の内容−時間曲線を示したグラフである。
１ コーダーコア ２ ＶＭＵＸ ３ 減算回路 ４ アウトプット ５ 量子化器 Ｔ 変換コーダ Ｑ 量子化器 ＩＴ 逆変換コーダ ＩＱ 逆量子化器 ＦＭ フレームメモリ ＭＥ 動作予測器 ＺＩＧ スキャニング装置 ＲＬ ランレングスコーディング装置 ＶＬＣ 可変レングスコーディング装置 ＦＥＣ エラー補正装置
Claims (12)
- 【請求項１】 既知のフレームレートをもつビデオシグ
ナルのイメージコーディングのための方法であって、 前記ビデオシグナルをコーディングして量子化し、前記
シグナルのディジタル化および圧縮を実行し、ビットス
トリームが伝送される伝送ラインによって決定されるビ
ットレートをもつビットストリームを形成するステップ
と、 前記ビットストリームをバッファー記憶装置に記憶させ
るステップと、 前記バッファー記憶装置の情報量をモニターするステッ
プと、 前記バッファー記憶装置のアウトプットにおいて前記ビ
ットストリームのレートを検出するステップと、 前記バッファー記憶装置の理想的な情報量を計算するス
テップと、 量子化器におけるステップ高さを、前記バッファー記憶
装置の前記モニターした情報量と前記バッファー記憶装
置の前記理想的な情報量との差の関数として調整するス
テップとを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記バッファー記憶装置の前記理想的な
情報量が、 （ＧＯＢ−１＋ＭＢ／３３）／１２×（ｋ1 ＋ｇ）Ｒ／ｆｏ＋ｂＲ／ｆｏ、 ここで、 ＧＯＢはブロックグループの数、 ＭＢはマクロブロックの数、 ｋ1 はコーダーによって決定されるスキップされたフレ
ームの数、 ｆｏはビデオシグナルのビットレート、 Ｒはビットストリームレート、 ｇはコーディングが終了したときを考慮するもの、 ｂＲ／ｆｏはバッファー記憶装置において許容される最
小の情報量である、によって与えられることを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記量子化器におけるステップ高さの調
整が、前記ステップ高さを、 ＱＵＡＮＴ＝ｆ（Ｂ−Ｂideal)、 ここで、 Ｂは前記バッファー記憶装置の情報量、 Ｂideal は前記バッファー記憶装置の前記理想的な情報
量、 ｆはＢ−Ｂideal の値に対して一定値をとり、 さらに、ＱＵＡＮＴは、 ＱＵＡＮＴmin ≦ＱＵＡＮＴ≦ＱＵＡＮＴmax の範囲内にあり、ＱＵＡＮＴmin およびＱＵＡＮＴmax
は、それぞれ許容される前記ステップ高さの最小値およ
び最大値である、によって計算することによってなされ
ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 既知のフレームレートをもつビデオシグ
ナルのイメージコーディングのための方法であって、 前記ビデオシグナルをコーディングして量子化し、前記
シグナルのディジタル化および圧縮を実行し、ビットス
トリームが伝送される伝送ラインによって決定されるビ
ットレートをもつビットストリームを形成するステップ
と、 前記ビットストリームをバッファー記憶装置に記憶させ
るステップと、 前記バッファー記憶装置の情報量をモニターするステッ
プと、 前記バッファー記憶装置のアウトプットにおいて前記ビ
ットストリームのレートを検出するステップとを含み、 前記バッファー記憶装置の理想的な情報量が、 （ＧＯＢ−１＋ＭＢ／３３）／１２×（ｋ1 ＋ｇ）Ｒ／ｆｏ＋ｂＲ／ｆｏ、 ここで、 ＧＯＢはブロックグループの数、 ＭＢはマクロブロックの数、 ｋ1 はコーダーによって決定されるスキップされたフレ
ームの数、 ｆｏはビデオシグナルのビットレート、 Ｒはビットストリームレート、 ｇはコーディングが終了したときを考慮するもの、 ｂＲ／ｆｏはバッファー記憶装置において許容される最
小の情報量である、によって与えられ、 さらに、量子化器におけるステップ高さを、 ＱＵＡＮＴ＝ｆ（Ｂ−Ｂideal)、 ここで、 Ｂは前記バッファー記憶装置の情報量、 Ｂideal は前記バッファー記憶装置の前記理想的な情報
量、 ｆはＢ−Ｂideal の値に対して一定値をとり、 さらに、ＱＵＡＮＴは、 ＱＵＡＮＴmin ≦ＱＵＡＮＴ≦ＱＵＡＮＴmax の範囲内にあり、ＱＵＡＮＴmin およびＱＵＡＮＴmax
は、それぞれ許容される前記ステップ高さの最小値およ
び最大値である、 によって、前記バッファー記憶装置の前記モニターした
情報量と前記理想的な情報量との差の関数として調節す
るステップを含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項５】 前記バッファー記憶装置の前記理想的な
情報量が、 （ＧＯＢ−１＋ＭＢ／３３）／１２×（ｋ1 ＋ｇ）Ｒ／ｆｏ＋ｂＲ／ｆｏ、 ここで、 ＧＯＢはブロックグループの数、 ＭＢはマクロブロックの数、 ｋ1 はコーダーによって決定されるスキップされたフレ
ームの数、 ｆｏはビデオシグナルのビットレート、 Ｒはビットストリームレート、 ｇはコーディングが終了したときを考慮するもの、 ｂＲ／ｆｏはバッファー記憶装置において許容される最
小の情報量である、によって与えられ、前記コーダーに
よって決定される前記スキップされたフレームの数ｋ1
が、前記バッファー記憶装置のアウトプットにおけるシ
グナルのビットレートＲおよびビデオインプットシグナ
ルのフレームレートｆｏの関数であることによって、１
フレーム当たりのビット数が、予め決定される値より小
さく、受信機におけるデコーダーによって必要とされる
スキップされたフレームの数よりも大きくなっているこ
とを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記コーダーによって決定されるスキッ
プされるフレームの数が、前記バッファー記憶装置のア
ウトプットにおけるシグナルのビットレートおよびビデ
オインプットシグナルのフレームレートの関数となって
いることによって、１フレーム当たりのビット数が、予
め決定される値より小さく、受信機におけるデコーダー
によって必要とされるスキップされたフレームの数より
大きくなっていることを特徴とする請求項４に記載の方
法。 - 【請求項７】 請求項１に記載の方法にしたがって、既
知のフレームレートをもつビデオシグナルのイメージコ
ーディングのための装置。 - 【請求項８】 既知のフレームレートをもつビデオシグ
ナルのイメージコーディングのための装置であって、 前記ビデオシグナルをコーディングして量子化し、前記
シグナルのディジタル化および圧縮を行い、イメージコ
ーディングされたシグナルが伝送される伝送ラインによ
って決定されるビットレートをもつビットストリームを
形成する装置と、 前記ビットストリームを、伝送の前に記憶するバッファ
ー記憶装置と、 前記バッファー記憶装置の情報量および前記バッファー
記憶装置のアウトプットにおける前記シグナルのビット
レートをモニターし、前記バッファー記憶装置の理想的
な情報量を計算し、量子化器におけるステップ高さを、
前記バッファー記憶装置の前記モニターした情報量と前
記理想的な情報量との差の関数として調整する手段とを
有していることを特徴とする装置。 - 【請求項９】 集積回路からなっていることを特徴とす
る請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】 必要なパラメータが導出されるデータ
を記憶するＢＯＯＴ−ＰＲＯＭを有していることを特徴
とする請求項８に記載の装置。 - 【請求項１１】 請求項８に記載のビデオシグナルのイ
メージコーディングのための装置を有していることを特
徴とするテレビ電話システム。 - 【請求項１２】 請求項１に記載の方法にしたがって作
動する装置を有していることを特徴とするテレビ電話シ
ステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9103381-1 | 1991-11-15 | ||
| SE9103381A SE9103381L (sv) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Foerfarande och apparat foer bildkodning med val av steghoejd i kvantiseraren |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05260458A true JPH05260458A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=20384337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4324792A Pending JPH05260458A (ja) | 1991-11-15 | 1992-11-10 | ビデオシグナルのイメージコーディングのための方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5966181A (ja) |
| EP (1) | EP0545875B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05260458A (ja) |
| DE (1) | DE69210963T2 (ja) |
| GB (1) | GB2261567B (ja) |
| SE (1) | SE9103381L (ja) |
Cited By (1)
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| US6915018B2 (en) | 1999-12-24 | 2005-07-05 | Nec Corporation | Compressed moving picture re-encoding apparatus and compressed moving picture re-encoding method |
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| DE19524872C1 (de) * | 1995-07-07 | 1997-02-20 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zur Codierung und Decodierung von einem Videodatenstrom für alle Bildelemente des Videodatenstroms |
| EP0774869A3 (en) * | 1995-11-16 | 1999-09-29 | Hitachi Denshi Kabushiki Kaisha | Image data coding/decoding system |
| US6212232B1 (en) | 1998-06-18 | 2001-04-03 | Compaq Computer Corporation | Rate control and bit allocation for low bit rate video communication applications |
| GB2341745A (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-22 | Snell & Wilcox Ltd | Image encoding |
| JP3662171B2 (ja) * | 2000-06-05 | 2005-06-22 | 三菱電機株式会社 | 符号化装置及び符号化方法 |
| JP4492777B2 (ja) | 2001-08-28 | 2010-06-30 | 日本電気株式会社 | 動画像符号化装置 |
| US20130208809A1 (en) * | 2012-02-14 | 2013-08-15 | Microsoft Corporation | Multi-layer rate control |
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| DE3678029D1 (de) * | 1985-04-17 | 1991-04-18 | Siemens Ag | Verfahren zur bilddatenreduktion fuer digitale fernsehsignale. |
| US4833535A (en) * | 1987-02-04 | 1989-05-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image transmission apparatus |
| BE1000643A5 (fr) * | 1987-06-05 | 1989-02-28 | Belge Etat | Procede de codage de signaux d'image. |
| US4897855A (en) * | 1987-12-01 | 1990-01-30 | General Electric Company | DPCM system with adaptive quantizer having unchanging bin number ensemble |
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| JP2520306B2 (ja) * | 1989-05-24 | 1996-07-31 | 三菱電機株式会社 | 変換符号化装置 |
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| JPH03129987A (ja) * | 1989-10-14 | 1991-06-03 | Sony Corp | 映像信号符号化装置及び映像信号符号化方法 |
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| JPH0714209B2 (ja) * | 1989-12-20 | 1995-02-15 | 松下電器産業株式会社 | 動画像符号化装置 |
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| WO1991014339A1 (en) * | 1990-03-15 | 1991-09-19 | Thomson Consumer Electronics S.A. | Digital image coding with quantization level computation |
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-
1991
- 1991-11-15 SE SE9103381A patent/SE9103381L/xx not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-10-13 GB GB9221424A patent/GB2261567B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-10 JP JP4324792A patent/JPH05260458A/ja active Pending
- 1992-11-12 DE DE69210963T patent/DE69210963T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-12 EP EP92850267A patent/EP0545875B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-05-25 US US08/249,081 patent/US5966181A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| GB2261567B (en) | 1995-04-19 |
| SE468737B (sv) | 1993-03-08 |
| SE9103381L (sv) | 1993-03-08 |
| DE69210963D1 (de) | 1996-06-27 |
| GB9221424D0 (en) | 1992-11-25 |
| SE9103381D0 (sv) | 1991-11-15 |
| GB2261567A (en) | 1993-05-19 |
| DE69210963T2 (de) | 1997-01-16 |
| EP0545875B1 (en) | 1996-05-22 |
| US5966181A (en) | 1999-10-12 |
| EP0545875A1 (en) | 1993-06-09 |
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