JPH06205393A - 動画像符号化情報発生量制御装置 - Google Patents

動画像符号化情報発生量制御装置

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JPH06205393A
JPH06205393A JP1791793A JP1791793A JPH06205393A JP H06205393 A JPH06205393 A JP H06205393A JP 1791793 A JP1791793 A JP 1791793A JP 1791793 A JP1791793 A JP 1791793A JP H06205393 A JPH06205393 A JP H06205393A
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JP
Japan
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buffer
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Withdrawn
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JP1791793A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Mizusawa
英行 水澤
Akira Iizuka
彰 飯塚
Masashi Tayama
正志 田山
Shunichi Masuda
俊一 増田
Kinya Oosa
欣也 大佐
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/234Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams, manipulating MPEG-4 scene graphs
    • H04N21/23406Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams, manipulating MPEG-4 scene graphs involving management of server-side video buffer
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/44Processing of video elementary streams, e.g. splicing a video clip retrieved from local storage with an incoming video stream, rendering scenes according to MPEG-4 scene graphs
    • H04N21/44004Processing of video elementary streams, e.g. splicing a video clip retrieved from local storage with an incoming video stream, rendering scenes according to MPEG-4 scene graphs involving video buffer management, e.g. video decoder buffer or video display buffer

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動画像符号化を連続的に行うことができ、し
かも実時間で実行できるようにすることを目的とする。 【構成】 入力バッファ7の占有量を仮想的に計算し、
上記入力バッファ7がオーバーフローやアンダーフロー
を起こさないように符号化時の情報発生量を制御する装
置において、現在よりも所定数だけ前のブロックの情報
発生量を受け取り、上記受け取った情報をもとに現フレ
ームの処理終了後の仮想バッファ量の予測値を算出する
とともに、上記予測値を用いてアンダーフローの可能性
を判定するアンダーフロー制御決定部9と、フレームの
最後のブロックの処理終了時にオーバーフローの可能性
を判定するオーバーフロー制御決定部10とを設け、復
号化を実時間で連続的に行う際の条件である入力バッフ
ァがアンダーフローやオーバーフローを起こさないよう
に、符号化時の情報発生量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像符号化情報発生
量制御装置に関し、特に、高能率動画像符号化方式に用
いて好適な動画像符号化制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知の通り、従来より動画を像符号化す
る際に情報量の発生を制御するようにした装置が種々提
案されている。図6は、IEC(国際電気標準会議)と
ISO(国際標準化機構)の合同グループISO−IE
C/JTC1/SC29/WG11より、Docume
nt、AVC−323、July1992等で提案され
ている従来の画質制御装置のブロック図である。
【0003】このような構成において、入力画像を複数
のブロックに分割し、各ブロックのデータを入力データ
として入力し、直交変換部1によって直交変換を行い、
量子化部2で変換係数の量子化を行う。次いで、可変長
符号化部3で可変長符号化を行い、この符号化信号を出
力バッファ4に蓄えて出力データとして出力する。
【0004】符号化されたデータは蓄積または伝送メデ
ィア21を通して入力バッファ7に入力され、復号化器
8によって復号される。仮想バッファ量演算部5は、ビ
デオ・バッファ・ベリファイアと呼ばれているもので、
復号時の入力バッファ7のバッファ占有量を仮想的に計
算し、復号化が実時間で連続的に行われることの条件で
ある入力バッファがオーバーフローやアンダーフローを
起こさないように符号化時の情報発生量を制御するため
に設けられている。
【0005】上記仮想バッファ量演算部5では、可変長
符号化部3より実際に発生された情報量のデータを受け
取り、仮想バッファ量を算出する。また、量子化ステッ
プ幅決定部6では、各符号化フレームタイプ毎に算出さ
れる発生情報量目標値と仮想バッファ量とを用いて次の
ブロックの量子化を行う際のステップ幅を決定し、その
パラメータを量子化部2に送る。
【0006】量子化ステップ幅が小さいほど可変長符号
化部3より発生される情報量は多くなるという性質があ
るため、仮想バッファ量演算部5では目標情報発生量に
対して実際に発生した情報量が少なければ目標情報発生
量を大きく、また仮想バッファの余裕を大きく算出し、
それに基づいて量子化ステップ幅決定部6では量子化ス
テップ幅を小さい値に設定する。
【0007】逆に、仮想バッファ量の余裕が少ない場合
には目標情報発生量を小さくし、量子化ステップ幅を大
きくする。このような制御をブロック単位で行うことに
よって、目標とする値に近い情報発生量でもって符号化
を行うことが可能となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】動画像符号化処理を実
時間で連続的に実行するためには、入力バッファ7がオ
ーバーフローやアンダーフローを起こすことのないよう
に情報発生量を制御しなければならない。従来の情報発
生量制御方式では、復号化器8の入力バッファ量を仮想
的に計算して制御を行っているが、その動作は保証され
ておらず、場合によっては入力バッファ7がオーバーフ
ローやアンダーフローを起こしてしまうことがあり、実
時間での動画像符号化処理を連続的に行うことができな
い、という解決すべき問題があった。
【0009】また、実時間で符号化処理を行った場合に
生じる処理時間の遅延も考慮されておらず、このことが
原因で入力バッファ7のオーバーフローあるいはアンダ
ーフローが起こる可能性がある、という未解決の問題が
あった。本発明は上述の問題点にかんがみ、動画像符号
化を連続的にしかも実時間で実行できるようにすること
を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる情報発
生量制御装置は、現在よりdブロックだけ前の情報発生
量を可変長符号化部から受け取り、その情報をもとに現
フレームの処理終了後の仮想バッファ量の予測値を算出
し、さらにこの予測値を用いてアンダーフローの可能性
を判定するアンダーフロー制御決定部と、フレームの最
後のブロックの処理終了時にオーバーフローの可能性を
判定するオーバーフロー制御決定部とを有している。
【0011】
【作用】本発明の動画像符号化情報発生量制御装置は上
記技術手段よりなるので、動画像符号化を実時間で実行
する際に生じる仮想バッファ量の算出の遅延分を考慮し
た上での符号化情報発生量の制御を行うことができ、こ
れによって実時間処理時においてもバッファのオーバー
フローおよびアンダーフローを防ぐことが可能となる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す情報発生量
制御装置のブロック図である。図1に示すように、本実
施例の情報発生量制御装置は、直交変換部1、量子化部
2、可変長符号化部3、出力バッファ4、仮想バッファ
量演算部5、量子化ステップ幅決定部6を具備してい
る。
【0013】これらの各部1〜6は、図6に示した従来
の情報発生量制御装置と同一部分であるが、本実施例の
動画像符号化情報発生量制御装置の場合にはこれらの各
部の他に、アンダーフロー制御部9およびオーバーフロ
ー制御部10を設けたものである。
【0014】これらの制御部9、10においては、従来
の量子化ステップサイズ幅を変化させることによる情報
発生量制御に加えて、実時間で実行する際に生じる処理
の遅れを考慮するようにしている。さらに、現フレーム
の最後での、バッファがオーバーフローまたはアンダー
フローしないための条件を予測算出することにより、処
理時間に遅延のある動画像符号化装置においても復号化
器側での入力バッファ7の条件を満たし、実時間実行を
可能とするためのものである。
【0015】以下の説明のために、動画像符号化装置に
おけるブロック単位の処理遅延をdとする。すなわち、
量子化部2が現フレームのn個目のブロックを処理しよ
うとしていた場合、量子化ステップサイズ幅決定部6が
用いることのできる仮想バッファ量はdブロック前、つ
まり(n−d)番目のブロックにおいて算出されたデー
タB(n−d)を用いるものとする。
【0016】図2は、アンダーフロー制御部9における
フローチャートである。図2に示したように、アンダー
フロー制御部9においては、各ブロックを処理する毎に
仮想バッファ計算部5においてdブロック前の仮想バッ
ファ量B(n−d)が算出され、入力される(9a)。
次に、このブロックから先、フレームの最後のブロック
までAC成分のないマクロブロックが続いたと仮定して
フレーム最後までの予測発生情報量Blimitを算出
する(9b)。
【0017】ここで、1フレーム内での全ブロック数を
A、フレーム内で処理の残っているブロック数をR、A
C成分を符号化しない場合に発生しうるブロックあたり
の最大の情報量をM、現フレーム内で処理の残っている
スライスの数をS、スライスを表わす情報量をNとする
と、 R=A−(n−d) Blimit=R×M+S×N と表わされる。
【0018】そうすると、B(n−d)−Blimit
は現フレームの処理終了時の予測仮想バッファ量を表わ
し、この値がある域値θよりも小さい場合には将来的に
バッファのアンダーフローが発生する可能性があると判
断(9c)し、その場合には以後の情報発生量を抑える
ために、現ブロックからフレームの最後まで直交変換さ
れたデータのAC成分をすべて強制的に0にするように
量子化部2に指示を出す(9e)。以上の処理によっ
て、図4の実線に示すようにアンダーフローを防ぐこと
ができる。なお、図中で破線は従来方式による動作を示
す。
【0019】図3は、オーバーフロー制御部10におけ
る動作を示すフローチャートである。オーバーフロー制
御部10においては、処理はフレームの最後のブロック
が終了した場合にのみ実行される。先ず、最後のブロッ
クが終了した際の仮想バッファ量Blastが仮想バッ
ファ計算部5より入力(10a)され、この値を用いて
次のフレームの最初の値Bnextが計算される(10
b)。
【0020】目標とする1秒あたりの情報発生量をR、
1秒あたりに処理する画像の枚数をPとすると、 Bnext=Blast+(R/P) で表わされる。
【0021】この次のフレームの最初の値Bnextが
仮想バッファの最大容量Bと同じか、または大きい場合
には復号化装置において仮想バッファのオーバーフロー
が起こると判断し(10c)、バイト単位で0という値
をスタッフィングするように可変長符号化部に指示を出
すようにしている(10e)。
【0022】この場合、スタッフィング量Nは、 N=(Bnext−B+1+7)/8 で算出される。以上の処理によって図5の実線で示すよ
うにオーバーフローを防ぐことが可能となる。なお、図
中破線は従来方式による動作を表す。
【0023】
【発明の効果】本発明による情報発生量制御装置は上記
技術手段を有するので、入力バッファのオーバーフロー
およびアンダーフローを起こさないように情報発生量を
制御することができ、動画像符号化を連続的に行うよう
にすることができるとともに、実時間で実行することを
可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる符号化情報発生量制御装置の構
成を示すブロック図である。
【図2】本発明におけるアンダーフロー制御決定部の動
作を説明するフローチャートである。
【図3】本発明におけるオーバーフロー制御決定部の動
作を説明するフローチャートである。
【図4】アンダーフロー制御の動作を説明する図であ
る。
【図5】オーバーフローの動作を説明する図である。
【図6】従来方式による情報発生量制御装置の構成を示
すブロック図である。
【符号の説明】
1 直交変換部 2 量子化部 3 可変長符号化部 4 出力バッファ 5 仮想バッファ量演算部 6 量子化ステップ幅決定部 7 復号化器における入力バッファ 8 復号化器 9 アンダーフロー制御決定部 10 オーバーフロー制御決定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 俊一 相模原市淵野辺5−10−1 新日本製鐵株 式会社エレクトロニクス研究所内 (72)発明者 大佐 欣也 相模原市淵野辺5−10−1 新日本製鐵株 式会社エレクトロニクス研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 復号化器の入力バッファの占有量を仮想
    的に計算し、入力バッファがオーバーフローやアンダー
    フローを起こさないように符号化時の情報発生量を制御
    するようにした動画像符号化情報発生量制御装置におい
    て、 現在よりも所定数だけ前のブロックの情報発生量を受け
    取り、上記受け取った情報をもとに現フレームの処理終
    了後の仮想バッファ量の予測値を算出するとともに、上
    記予測値を用いてアンダーフローの可能性を判定するア
    ンダーフロー制御決定部と、 フレームの最後のブロックの処理終了時にオーバーフロ
    ーの可能性を判定するオーバーフロー制御決定部とを設
    けたことを特徴とする動画像符号化情報発生量制御装
    置。
  2. 【請求項2】 上記アンダーフロー制御部は、各ブロッ
    クを処理する毎に仮想バッファ量を算出し、次に、フレ
    ームの最後のブロックまでAC成分のないマクロブロッ
    クが続いたと仮定してフレーム最後までの予測発生情報
    量を算出するとともに、上記算出値がある域値θよりも
    小さい場合には将来的にバッファのアンダーフローが発
    生する可能性があると判断し、その場合には以後の情報
    発生量を抑えるために、現ブロックからフレームの最後
    まで直交変換されたデータのAC成分をすべて強制的に
    0にすることを特徴とする請求項1記載の動画像符号化
    情報発生量制御装置。
  3. 【請求項3】 上記オーバーフロー制御決定部は、最後
    のブロックが終了した際の仮想バッファ量Blastが
    仮想バッファ計算部より入力されたときに、次のフレー
    ムの最初の値Bnextを、以下の式、 Bnext=Blast+(R/P) R:目標とする1秒あたりの情報発生量、P:1秒あた
    りに処理する画像の枚数、を用いて計算し、上記計算結
    果に基づいて復号化装置において仮想バッファのオーバ
    ーフローが起こると判断することを特徴とする請求項1
    記載の動画像符号化情報発生量制御装置。
JP1791793A 1993-01-08 1993-01-08 動画像符号化情報発生量制御装置 Withdrawn JPH06205393A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001063938A1 (en) * 2000-02-28 2001-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Video encoding apparatus and video encoding method
WO2008007436A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Panasonic Corporation Image coding controller and image coding control method
JP2008125120A (ja) * 2008-01-07 2008-05-29 Sony Corp 符号化装置
JP2009246513A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Canon Inc 動画像符号化装置及びその制御方法、コンピュータプログラム

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Effective date: 20000404