JPH06350999A - 画像データ圧縮装置 - Google Patents
画像データ圧縮装置Info
- Publication number
- JPH06350999A JPH06350999A JP13441293A JP13441293A JPH06350999A JP H06350999 A JPH06350999 A JP H06350999A JP 13441293 A JP13441293 A JP 13441293A JP 13441293 A JP13441293 A JP 13441293A JP H06350999 A JPH06350999 A JP H06350999A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- circuit
- data
- motion vector
- prediction
- Prior art date
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- Pending
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- Television Signal Processing For Recording (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 符号化する画像に応じて符号量を最適に割当
てることのできる画像データ圧縮装置を提供する。 【構成】 フレーム並び替え回路１０１で処理するフレ
ームの順番に並び替えられ、動き予測回路１０２により
予測フレームの動きベクトルが求められ、動き補償回路
１１０により動き補償され、減算器１０３で参照フレー
ムに対して差分処理し、量子化器１０５で視覚特性に応
じた再量子化を行い、可変長符号化器１０６で可変長符
号化し、逆量子化器１０８で逆量子化して、加算器１１
２で以前の参照フレームと加算して、フレームメモリ１
１１に蓄積される。一方、動きベクトル標準偏差演算回
路１１６により動きベクトルの標準偏差が求められ、量
子化係数演算回路１１５により量子化係数が求められ、
量子化マトリクス１０７と乗算器１１７により乗算さ
れ、量子化ステップが決められる構成を有する。
てることのできる画像データ圧縮装置を提供する。 【構成】 フレーム並び替え回路１０１で処理するフレ
ームの順番に並び替えられ、動き予測回路１０２により
予測フレームの動きベクトルが求められ、動き補償回路
１１０により動き補償され、減算器１０３で参照フレー
ムに対して差分処理し、量子化器１０５で視覚特性に応
じた再量子化を行い、可変長符号化器１０６で可変長符
号化し、逆量子化器１０８で逆量子化して、加算器１１
２で以前の参照フレームと加算して、フレームメモリ１
１１に蓄積される。一方、動きベクトル標準偏差演算回
路１１６により動きベクトルの標準偏差が求められ、量
子化係数演算回路１１５により量子化係数が求められ、
量子化マトリクス１０７と乗算器１１７により乗算さ
れ、量子化ステップが決められる構成を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像の帯域圧縮を必要
とする通信系および蓄積メディア系（ディスク，テープ
等）に使用される画像データ圧縮装置に関する。
とする通信系および蓄積メディア系（ディスク，テープ
等）に使用される画像データ圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高Ｓ／Ｎを実現するために、画像
データをディジタル化し、記録または伝送する試みが多
くなされている。ところが、画像データをディジタル化
して記録再生しようとすると広い帯域が必要となり、媒
体の必要面積、およびコストの増大および通信コストの
増大を招く。そこで、画像の持っている相関性および人
間の持つ視覚特性を利用し、画像のデータ量を大幅に削
減するための試みがなされている。
データをディジタル化し、記録または伝送する試みが多
くなされている。ところが、画像データをディジタル化
して記録再生しようとすると広い帯域が必要となり、媒
体の必要面積、およびコストの増大および通信コストの
増大を招く。そこで、画像の持っている相関性および人
間の持つ視覚特性を利用し、画像のデータ量を大幅に削
減するための試みがなされている。
【０００３】以下に、従来の画像データ圧縮装置につい
て説明する。図４はこの従来の画像データ圧縮方式によ
り符号化されたフレームの構成を示している。まず、複
数枚のフレームで１つのフレームグループを構成したと
する。１つのグループの内、最初のフレームは、フレー
ムデータを差分処理しないで符号化する。そして、次
に、そのフレームのグループの内３枚毎に前方予測し、
その差分を符号化する。最初のフレームと次の前方予測
のフレームの間、または、前方予測フレームどうしの
間、または、前方予測のフレームと、次のグループの最
初のフレームとの間にあるフレームは、両側のフレーム
内処理または前方予測されたフレームから補間されたデ
ータとの差分が、それぞれ符号化されていく。
て説明する。図４はこの従来の画像データ圧縮方式によ
り符号化されたフレームの構成を示している。まず、複
数枚のフレームで１つのフレームグループを構成したと
する。１つのグループの内、最初のフレームは、フレー
ムデータを差分処理しないで符号化する。そして、次
に、そのフレームのグループの内３枚毎に前方予測し、
その差分を符号化する。最初のフレームと次の前方予測
のフレームの間、または、前方予測フレームどうしの
間、または、前方予測のフレームと、次のグループの最
初のフレームとの間にあるフレームは、両側のフレーム
内処理または前方予測されたフレームから補間されたデ
ータとの差分が、それぞれ符号化されていく。
【０００４】次に、具体的に、符号化方法について説明
する。図５は従来の直交変換による動画像データ圧縮装
置の構成を示すブロック図である。動画像データは、フ
レーム間に大きな相関が有るため、前方予測による処理
または、前方、後方の両側による処理等が行われる。図
４にフレームの順番とフレームの相関処理の関係を示
す。前方予測フレームは、イントラフレームが処理され
た後、処理される。また、両側予測フレームは、イント
ラフレーム、または、前方予測フレームが処理された
後、処理される。したがって、処理するフレームの順番
に入れ替える処理がフレーム並び替え処理回路５０１に
より行われる。図６は、符号化されるフレームの順番を
示す。ここで、１つのグループは、１５のフレームによ
り構成され、フレーム１は差分処理されないで符号化さ
れるフレームで、フレーム４，７，１０，１３は前方予
測差分で符号化されるフレーム、その他は両側予測差分
した後符号化されるフレームである。従って、まず、フ
レーム１が符号化され、次にフレーム４が前方予測差分
符号化され、次に、フレーム２〜３までがフレーム１，
フレーム４により両側予測差分され、順次同様の処理が
行われる。
する。図５は従来の直交変換による動画像データ圧縮装
置の構成を示すブロック図である。動画像データは、フ
レーム間に大きな相関が有るため、前方予測による処理
または、前方、後方の両側による処理等が行われる。図
４にフレームの順番とフレームの相関処理の関係を示
す。前方予測フレームは、イントラフレームが処理され
た後、処理される。また、両側予測フレームは、イント
ラフレーム、または、前方予測フレームが処理された
後、処理される。したがって、処理するフレームの順番
に入れ替える処理がフレーム並び替え処理回路５０１に
より行われる。図６は、符号化されるフレームの順番を
示す。ここで、１つのグループは、１５のフレームによ
り構成され、フレーム１は差分処理されないで符号化さ
れるフレームで、フレーム４，７，１０，１３は前方予
測差分で符号化されるフレーム、その他は両側予測差分
した後符号化されるフレームである。従って、まず、フ
レーム１が符号化され、次にフレーム４が前方予測差分
符号化され、次に、フレーム２〜３までがフレーム１，
フレーム４により両側予測差分され、順次同様の処理が
行われる。
【０００５】最初のフレーム１は、差分処理は行われず
フレーム内だけの処理が行われる。そこで、差分処理は
行わないため、減算器５０２を素通りし、直交変換回路
５０３にデータは送られる。直交変換は２次元で行わ
れ、直交変換の行われるブロックの画素数は、８×８ま
たは任意の画素数が選ばれる。ここで、直交変換の種類
としては、離散余弦変換、ウェーブレット変換等の直交
関数系が用いられる。直交変換されたデータは、視覚特
性に応じて量子化器５０７により再量子化される。再量
子化されたデータは、さらに、発生頻度に応じて可変長
符号化器５０８により可変長符号化される。そして、符
号化されたデータは、動きベクトルの情報が無いため、
多重化回路５１５により多重化されないで、レートバッ
ファに蓄えられる。一方、後にフレーム１は、前方予測
差分、または、両側予測差分の参照フレームとなる。そ
のとき、差分処理による誤差の伝搬を少なくするため
に、復号化処理が行われる。復号化の手順としては、逆
量子化器５０９により逆量子化され、逆直交変換器５１
０により逆直交変換され画像が再構成され、フレームメ
モリ５１２にデータが蓄えられる。
フレーム内だけの処理が行われる。そこで、差分処理は
行わないため、減算器５０２を素通りし、直交変換回路
５０３にデータは送られる。直交変換は２次元で行わ
れ、直交変換の行われるブロックの画素数は、８×８ま
たは任意の画素数が選ばれる。ここで、直交変換の種類
としては、離散余弦変換、ウェーブレット変換等の直交
関数系が用いられる。直交変換されたデータは、視覚特
性に応じて量子化器５０７により再量子化される。再量
子化されたデータは、さらに、発生頻度に応じて可変長
符号化器５０８により可変長符号化される。そして、符
号化されたデータは、動きベクトルの情報が無いため、
多重化回路５１５により多重化されないで、レートバッ
ファに蓄えられる。一方、後にフレーム１は、前方予測
差分、または、両側予測差分の参照フレームとなる。そ
のとき、差分処理による誤差の伝搬を少なくするため
に、復号化処理が行われる。復号化の手順としては、逆
量子化器５０９により逆量子化され、逆直交変換器５１
０により逆直交変換され画像が再構成され、フレームメ
モリ５１２にデータが蓄えられる。
【０００６】次に、フレーム４が、前方予測差分により
符号化される。まず、フレーム４が、フレーム内処理さ
れたフレーム１に対する動きベクトルが動き予測回路５
１４により求められる。動きベクトルを計算する領域は
後に行われる直交変換の大きさの整数倍が用いられる。
例えば、２次元直交変換の行われる大きさが８×８の画
素とし、計算される領域はその２倍とすると１６×１６
画素となる。また、検出範囲は、縦横±７画素または任
意の検出範囲を持つ。求められた動きベクトルは、動き
補償回路５１３に送られ、フレーム内処理により再構成
されたフレーム１が動き補正され、減算器５０２により
フレーム４から減算処理が行われる。減算処理されたデ
ータは、直交変換回路５０３、量子化器５０７、可変長
符号化器５０８により符号化される。一方、次の前方予
測差分処理されるフレーム７のため、または、両側予測
差分処理されるフレーム２，３のために、逆量子化器５
０９、逆直交変換器５１０により復号化処理され、さら
に、加算器５１１により動き補正されたフレーム１と加
算することにより画像を再構成しておく。そして、符号
化されたデータと、動きベクトルの情報が、多重化回路
５１５により多重化され、レートバッファ５１６に蓄え
られる。
符号化される。まず、フレーム４が、フレーム内処理さ
れたフレーム１に対する動きベクトルが動き予測回路５
１４により求められる。動きベクトルを計算する領域は
後に行われる直交変換の大きさの整数倍が用いられる。
例えば、２次元直交変換の行われる大きさが８×８の画
素とし、計算される領域はその２倍とすると１６×１６
画素となる。また、検出範囲は、縦横±７画素または任
意の検出範囲を持つ。求められた動きベクトルは、動き
補償回路５１３に送られ、フレーム内処理により再構成
されたフレーム１が動き補正され、減算器５０２により
フレーム４から減算処理が行われる。減算処理されたデ
ータは、直交変換回路５０３、量子化器５０７、可変長
符号化器５０８により符号化される。一方、次の前方予
測差分処理されるフレーム７のため、または、両側予測
差分処理されるフレーム２，３のために、逆量子化器５
０９、逆直交変換器５１０により復号化処理され、さら
に、加算器５１１により動き補正されたフレーム１と加
算することにより画像を再構成しておく。そして、符号
化されたデータと、動きベクトルの情報が、多重化回路
５１５により多重化され、レートバッファ５１６に蓄え
られる。
【０００７】次に、フレーム２〜３が、両側予測差分に
より符号化される。まず、動き予測回路５１４により、
前方及び後方の動きベクトルが求められる。例えば、フ
レーム２の場合、前方動きベクトルは、フレーム２のフ
レーム１に対する動きベクトルとして求められる。ま
た、後方動きベクトルは、フレーム４に対する動きベク
トルとして、それぞれ、動き予測回路５１４により、求
められる。求められた前方及び後方の動きベクトルは、
動き補償回路５１３に送られる。再構成されたフレーム
１を前方動きベクトルにより補正し、フレーム４を後方
動きベクトルにより補正する。それぞれ、補正されたデ
ータに対して、補間されるフレームとの距離に応じて、
線形補間され、参照フレームが構成される。例えば、前
にあるイントラフレーム（フレーム１）のデータをｐ，
後方にある前方予測フレーム（フレーム４）のデータを
ｎとすると、補間データｘは単純にｘ＝αｐ＋（１−
α）ｎとなる。ここで、αは、補間処理されるフレーム
と、前後にあるイントラフレーム、または、前方予測フ
レームとの距離によって決まる。そして、両側予測差分
されるフレーム２〜３は、イントラフレームまたは前方
予測差分のフレームを動き補償処理された参照フレーム
のデータから減算器５０２により減算される。差分処理
されたデータは、直交変換回路５０３、量子化器５０
７、可変長符号化器５０８により符号化される。そし
て、符号化されたデータと、動きベクトルの情報が、多
重化回路５１５により多重化され、レートバッファ５１
６に蓄えられる。
より符号化される。まず、動き予測回路５１４により、
前方及び後方の動きベクトルが求められる。例えば、フ
レーム２の場合、前方動きベクトルは、フレーム２のフ
レーム１に対する動きベクトルとして求められる。ま
た、後方動きベクトルは、フレーム４に対する動きベク
トルとして、それぞれ、動き予測回路５１４により、求
められる。求められた前方及び後方の動きベクトルは、
動き補償回路５１３に送られる。再構成されたフレーム
１を前方動きベクトルにより補正し、フレーム４を後方
動きベクトルにより補正する。それぞれ、補正されたデ
ータに対して、補間されるフレームとの距離に応じて、
線形補間され、参照フレームが構成される。例えば、前
にあるイントラフレーム（フレーム１）のデータをｐ，
後方にある前方予測フレーム（フレーム４）のデータを
ｎとすると、補間データｘは単純にｘ＝αｐ＋（１−
α）ｎとなる。ここで、αは、補間処理されるフレーム
と、前後にあるイントラフレーム、または、前方予測フ
レームとの距離によって決まる。そして、両側予測差分
されるフレーム２〜３は、イントラフレームまたは前方
予測差分のフレームを動き補償処理された参照フレーム
のデータから減算器５０２により減算される。差分処理
されたデータは、直交変換回路５０３、量子化器５０
７、可変長符号化器５０８により符号化される。そし
て、符号化されたデータと、動きベクトルの情報が、多
重化回路５１５により多重化され、レートバッファ５１
６に蓄えられる。
【０００８】次に、発生符号量を決定する量子化につい
て説明する。量子化は、量子化回路５０７により行われ
る。量子化ステップは、人間の視覚特性に基づいて作ら
れた量子化マトリクス５０６と量子化係数演算回路５０
４により求められる量子化係数とを乗算器５０５により
乗算することにより求められる。発生する符号量は、可
変長符号化されているため、変化するが、出力されるデ
ータのレートを一定にするために、発生した符号は、一
時、レートバッファ５１６に蓄えられる。しかし、レー
トバッファに符号量がアンダーフロー、オーバーフロー
しないように、また、画質を最適に保つために、量子化
係数演算回路５０４により量子化係数が求められる。イ
ントラフレーム、前方予測フレーム、両側予測フレーム
の発生する符号量は、画質を一定に保とうとすると、一
般に、イントラフレームが最も多く、両側予測フレーム
が最も少ない。しかも、レートバッファからは、一定の
レートで出力されるため、レートバッファの蓄積される
バッファ量は図７のようになる。ここで、フレーム１
は、フレーム内処理されたデータであるため、発生符号
量は、出力レートよりも十分多いためバッファ量は大き
く増大する。フレーム４は、前方予測のフレームである
ため、発生符号量は、出力レートよりも若干多いためバ
ッファ量は少し増大する。フレーム２〜３は、両側予測
のフレームで出力レートよりも少ないために、バッファ
量は、減少する。
て説明する。量子化は、量子化回路５０７により行われ
る。量子化ステップは、人間の視覚特性に基づいて作ら
れた量子化マトリクス５０６と量子化係数演算回路５０
４により求められる量子化係数とを乗算器５０５により
乗算することにより求められる。発生する符号量は、可
変長符号化されているため、変化するが、出力されるデ
ータのレートを一定にするために、発生した符号は、一
時、レートバッファ５１６に蓄えられる。しかし、レー
トバッファに符号量がアンダーフロー、オーバーフロー
しないように、また、画質を最適に保つために、量子化
係数演算回路５０４により量子化係数が求められる。イ
ントラフレーム、前方予測フレーム、両側予測フレーム
の発生する符号量は、画質を一定に保とうとすると、一
般に、イントラフレームが最も多く、両側予測フレーム
が最も少ない。しかも、レートバッファからは、一定の
レートで出力されるため、レートバッファの蓄積される
バッファ量は図７のようになる。ここで、フレーム１
は、フレーム内処理されたデータであるため、発生符号
量は、出力レートよりも十分多いためバッファ量は大き
く増大する。フレーム４は、前方予測のフレームである
ため、発生符号量は、出力レートよりも若干多いためバ
ッファ量は少し増大する。フレーム２〜３は、両側予測
のフレームで出力レートよりも少ないために、バッファ
量は、減少する。
【０００９】いま、平均出力レートをＲとし、イントラ
の発生符号量をＢIとし、イントラフレームと、前方予
測フレームと両側予測フレームの発生符号量の比率を
１：α P：αBとすると、次のような関係になる。
の発生符号量をＢIとし、イントラフレームと、前方予
測フレームと両側予測フレームの発生符号量の比率を
１：α P：αBとすると、次のような関係になる。
【００１０】ＢI＋４αPＢI＋１０αBＢI＝１５Ｒ ここで、１フレームグループを１５とし、イントラフレ
ームの数を１フレーム、前方予測フレームの数を４フレ
ーム、両側予測のフレームの数を１０フレームとした。
したがって、イントラフレームの目標発生符号量は、 ＢI＝１５Ｒ／（１＋４αP＋１０αB） となる。また、αPを０.５、αBを０.２５とすると、イ
ントラフレームの目標発生符号量は、 ＢI＝１５Ｒ／５.５ 前方予測フレームの目標発生符号量ＢPは、 ＢP＝αPＢI＝１５Ｒ／１１ 両側予測フレームの目標発生符号量ＢBは、 ＢB＝αBＢI＝１５Ｒ／２２ となる。
ームの数を１フレーム、前方予測フレームの数を４フレ
ーム、両側予測のフレームの数を１０フレームとした。
したがって、イントラフレームの目標発生符号量は、 ＢI＝１５Ｒ／（１＋４αP＋１０αB） となる。また、αPを０.５、αBを０.２５とすると、イ
ントラフレームの目標発生符号量は、 ＢI＝１５Ｒ／５.５ 前方予測フレームの目標発生符号量ＢPは、 ＢP＝αPＢI＝１５Ｒ／１１ 両側予測フレームの目標発生符号量ＢBは、 ＢB＝αBＢI＝１５Ｒ／２２ となる。
【００１１】また、フレームを１６画素×１６画素のマ
クロブロックに分割したとし、１フレームが３３０のマ
クロブロックで構成された場合、イントラフレームのマ
クロブロックの目標発生符号量は、 ＭI＝１５Ｒ／（５.５×３３０）＝Ｒ／１２１ 前方予測フレームのマクロブロックの目標発生符号量Ｂ
Pは、 ＭP＝Ｒ／２４２ 両側予測フレームのマクロブロックの目標発生符号量Ｂ
Bは、 ＭB＝Ｒ／４８４ となる。そして、イントラフレーム、前方予測フレー
ム、両側予測フレームの量子化係数はそれぞれ、以前の
量子化係数ｋ（ｍ−１）とマクロブロックのバッファス
テイタスＳ（ｍ−１）より求められ、 ｋI（ｍ）＝ｋI（ｍ−１）×ＳI（ｍ−１） ｋP（ｍ）＝ｋP（ｍ−１）×ＳP（ｍ−１） ｋB（ｍ）＝ｋB（ｍ−１）×ＳB（ｍ−１） となる。ここで、ＳI，ＳP，ＳBは、イントラフレー
ム，前方予測フレーム，両側予測フレームのマクロブロ
ックのバッファステイタスを示し、それぞれ ＳI（ｍ）＝ＳI（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭI｝／ＭI ＳP（ｍ）＝ＳP（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭP｝／ＭP ＳB（ｍ）＝ＳB（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭB｝／ＭB なる関係があり、Ｂ（ｍ）は発生した符号量である。つ
まり、発生符号量が、目標とする符号量よりも大きけれ
ば、量子化係数が大きくなり、量子化ステップが、粗く
なる。一方、発生符号量が、目標とする符号量よりも小
さければ、量子化係数が小さくなり、量子化ステップ
が、細かくなる。以上のように量子化係数を決めること
により画質に最適な符号量を割当てることができる。
クロブロックに分割したとし、１フレームが３３０のマ
クロブロックで構成された場合、イントラフレームのマ
クロブロックの目標発生符号量は、 ＭI＝１５Ｒ／（５.５×３３０）＝Ｒ／１２１ 前方予測フレームのマクロブロックの目標発生符号量Ｂ
Pは、 ＭP＝Ｒ／２４２ 両側予測フレームのマクロブロックの目標発生符号量Ｂ
Bは、 ＭB＝Ｒ／４８４ となる。そして、イントラフレーム、前方予測フレー
ム、両側予測フレームの量子化係数はそれぞれ、以前の
量子化係数ｋ（ｍ−１）とマクロブロックのバッファス
テイタスＳ（ｍ−１）より求められ、 ｋI（ｍ）＝ｋI（ｍ−１）×ＳI（ｍ−１） ｋP（ｍ）＝ｋP（ｍ−１）×ＳP（ｍ−１） ｋB（ｍ）＝ｋB（ｍ−１）×ＳB（ｍ−１） となる。ここで、ＳI，ＳP，ＳBは、イントラフレー
ム，前方予測フレーム，両側予測フレームのマクロブロ
ックのバッファステイタスを示し、それぞれ ＳI（ｍ）＝ＳI（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭI｝／ＭI ＳP（ｍ）＝ＳP（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭP｝／ＭP ＳB（ｍ）＝ＳB（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭB｝／ＭB なる関係があり、Ｂ（ｍ）は発生した符号量である。つ
まり、発生符号量が、目標とする符号量よりも大きけれ
ば、量子化係数が大きくなり、量子化ステップが、粗く
なる。一方、発生符号量が、目標とする符号量よりも小
さければ、量子化係数が小さくなり、量子化ステップ
が、細かくなる。以上のように量子化係数を決めること
により画質に最適な符号量を割当てることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、イントラフレーム、前方予測フレーム、両
側予測フレームの目標符号量を予め与えてやらねばなら
ず、しかも、発生する符号量は画像の動きの複雑さに関
係するため、符号化しようとする画像によって、その比
率は異なる。
の構成では、イントラフレーム、前方予測フレーム、両
側予測フレームの目標符号量を予め与えてやらねばなら
ず、しかも、発生する符号量は画像の動きの複雑さに関
係するため、符号化しようとする画像によって、その比
率は異なる。
【００１３】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、符号化しようとする画像に応じて、符号量を自動的
に最適に割当てることを目的とする。
で、符号化しようとする画像に応じて、符号量を自動的
に最適に割当てることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画像データ圧縮装置は、前方予測フレーム、
両側予測フレームの動きベクトルの標準偏差を求めるこ
とにより、動きの複雑さを推定し、イントラフレーム、
前方予測フレーム、両側予測フレームの目標符号量を決
定することによる。
に本発明の画像データ圧縮装置は、前方予測フレーム、
両側予測フレームの動きベクトルの標準偏差を求めるこ
とにより、動きの複雑さを推定し、イントラフレーム、
前方予測フレーム、両側予測フレームの目標符号量を決
定することによる。
【００１５】
【作用】本発明は上記した構成により、予め目標符号量
を与えなくても、画像に応じて最適な符号割当てを行う
ことができる。
を与えなくても、画像に応じて最適な符号割当てを行う
ことができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１７】図１は本発明の第１の実施例における画像
データ圧縮装置のブロック図を示すものである。図１に
おいて、フレーム並び替え回路１０１は、処理するフレ
ームの順番に並び替える回路である。並び替えたフレー
ムの内参照フレームと処理フレームとの動きベクトルが
動き予測回路１０２により求められる。減算器１０３は
参照フレームと処理フレームとの差分を行う。直交変換
回路１０４は、画像データをあるブロックに分割した
後、直交変換を行う回路である。直交変換されたデータ
は量子化器１０５により再量子化される。ここで行われ
る量子化のステップのサイズは、量子化係数演算回路１
１５により求められた量子化係数と量子化マトリクス１
０７を乗算器１１７により乗算した値となる。ここで、
量子化係数は、動きベクトル標準偏差演算回路１１６に
より求められる動きベクトル標準偏差とレートバッファ
１１４に蓄積された符号量により求められる。量子化さ
れたデータは、発生頻度に応じて可変長符号化器１０６
により可変長符号化される。量子化されたデータは、参
照フレームとして再構成するために、逆量子化器１０８
により逆量子化され、逆直交変換回路１０９により逆直
交変換され画像に再構成される。画像に再構成された参
照フレームは、動き補償回路１１０により、処理するフ
レームに応じた動き補正及び補間処理が行われ、差分処
理される。
データ圧縮装置のブロック図を示すものである。図１に
おいて、フレーム並び替え回路１０１は、処理するフレ
ームの順番に並び替える回路である。並び替えたフレー
ムの内参照フレームと処理フレームとの動きベクトルが
動き予測回路１０２により求められる。減算器１０３は
参照フレームと処理フレームとの差分を行う。直交変換
回路１０４は、画像データをあるブロックに分割した
後、直交変換を行う回路である。直交変換されたデータ
は量子化器１０５により再量子化される。ここで行われ
る量子化のステップのサイズは、量子化係数演算回路１
１５により求められた量子化係数と量子化マトリクス１
０７を乗算器１１７により乗算した値となる。ここで、
量子化係数は、動きベクトル標準偏差演算回路１１６に
より求められる動きベクトル標準偏差とレートバッファ
１１４に蓄積された符号量により求められる。量子化さ
れたデータは、発生頻度に応じて可変長符号化器１０６
により可変長符号化される。量子化されたデータは、参
照フレームとして再構成するために、逆量子化器１０８
により逆量子化され、逆直交変換回路１０９により逆直
交変換され画像に再構成される。画像に再構成された参
照フレームは、動き補償回路１１０により、処理するフ
レームに応じた動き補正及び補間処理が行われ、差分処
理される。
【００１８】以上のように構成された本実施例の画像デ
ータ圧縮装置について、以下その動作について説明す
る。まず、フレーム並び替え回路１０１により処理する
フレームの順番に並び替えられる。図６は、符号化され
るフレームの順番を示す。ここで、１つのグループは、
１５のフレームにより構成され、フレーム１は、差分処
理されないで符号化されるフレームで、フレーム４，
７，１０，１３は、前方予測差分で符号化されるフレー
ム、その他は両側予測差分した後符号化されるフレーム
である。従って、まず、フレーム１が符号化され、次に
フレーム４が前方予測差分符号化され、次に、フレーム
２〜３までがフレーム１，フレーム４により両側予測差
分され、順次同様の処理が行われる。
ータ圧縮装置について、以下その動作について説明す
る。まず、フレーム並び替え回路１０１により処理する
フレームの順番に並び替えられる。図６は、符号化され
るフレームの順番を示す。ここで、１つのグループは、
１５のフレームにより構成され、フレーム１は、差分処
理されないで符号化されるフレームで、フレーム４，
７，１０，１３は、前方予測差分で符号化されるフレー
ム、その他は両側予測差分した後符号化されるフレーム
である。従って、まず、フレーム１が符号化され、次に
フレーム４が前方予測差分符号化され、次に、フレーム
２〜３までがフレーム１，フレーム４により両側予測差
分され、順次同様の処理が行われる。
【００１９】まず、フレーム１は、フレーム内処理する
ために減算器１０３による差分処理は行われず、直交変
換回路１０４にデータが送られる。直交変換回路１０４
は、直交変換する処理のブロックに応じて分割される。
分割される画素の単位は、８×８画素、または、任意の
大きさの画素となる。直交変換は、直交関数系が用いら
れ、離散余弦変換、ウェーブレット変換等が用いられ
る。直交変換されたデータは、量子化器１０５により、
人間の視覚特性に応じて、再量子化される。例えば、人
間の視覚特性として、高周波に対して、コントラストの
感度が劣化するため、高周波のステップサイズを粗くす
る等のことが行われる。再量子化されたデータは、可変
長符号化回路１０６により、値の発生頻度に応じて可変
長符号化される。例えば、発生頻度の高い値に対して、
語頭条件を満たす短い符号を割り当てることにより、全
体で大幅にデータ量を削減することができる。これは、
データのエントロピーが小さければ小さい程効果があ
る。一方、量子化されたデータは、後に行われる差分処
理の参照フレームとするために、また、復号化の際の誤
差を少なくするために、逆量子化器１０８により逆量子
化され、逆直交変換回路１０９により逆直交変換され
る。フレーム１は、参照フレームを必要としないで符号
化されたため、加算器１１２による加算処理は行われず
に、画像として再構成され、フレームメモリに蓄えられ
る。
ために減算器１０３による差分処理は行われず、直交変
換回路１０４にデータが送られる。直交変換回路１０４
は、直交変換する処理のブロックに応じて分割される。
分割される画素の単位は、８×８画素、または、任意の
大きさの画素となる。直交変換は、直交関数系が用いら
れ、離散余弦変換、ウェーブレット変換等が用いられ
る。直交変換されたデータは、量子化器１０５により、
人間の視覚特性に応じて、再量子化される。例えば、人
間の視覚特性として、高周波に対して、コントラストの
感度が劣化するため、高周波のステップサイズを粗くす
る等のことが行われる。再量子化されたデータは、可変
長符号化回路１０６により、値の発生頻度に応じて可変
長符号化される。例えば、発生頻度の高い値に対して、
語頭条件を満たす短い符号を割り当てることにより、全
体で大幅にデータ量を削減することができる。これは、
データのエントロピーが小さければ小さい程効果があ
る。一方、量子化されたデータは、後に行われる差分処
理の参照フレームとするために、また、復号化の際の誤
差を少なくするために、逆量子化器１０８により逆量子
化され、逆直交変換回路１０９により逆直交変換され
る。フレーム１は、参照フレームを必要としないで符号
化されたため、加算器１１２による加算処理は行われず
に、画像として再構成され、フレームメモリに蓄えられ
る。
【００２０】次に、フレーム４に対して、前方予測差分
処理が行われる。動き予測回路１０２により、フレーム
１に対する動きベクトルが求められる。ここでマッチン
グに使用される大きさの単位は、直交変換回路１０４で
行われるブロックの画素数の整数倍が用いられる。例え
ば８×８画素で直交変換されている場合、動きベクトル
の処理領域は縦横２倍とすると、１６×１６画素とな
る。また、動きベクトルは、２つのフレームの処理する
領域において、差分の絶対値の和が最小となる値を動き
ベクトルとするパターンマッチング法が一般的に用いら
れている。また、検出範囲は、１フレームにつき縦横±
７画素、または任意の検出範囲を持つ。求められた動き
ベクトルは動き補償回路１１０に送られ、再構成された
参照フレーム（フレーム１）に対して動き補正が行われ
る。前方予測差分処理されるフレーム４は、動き補償さ
れたフレーム１に対して減算器１０３により差分処理さ
れる。差分処理されたデータは、直交変換回路１０４、
量子化器１０５、可変長符号化器１０６により符号化さ
れる。量子化されたデータは、後に行われる両側予測差
分処理されるフレームに対する参照フレームとするた
め、逆量子化器１０８、逆直交変換回路１０９及び加算
器１１２で動き補正された参照フレームと加算され再構
成される。
処理が行われる。動き予測回路１０２により、フレーム
１に対する動きベクトルが求められる。ここでマッチン
グに使用される大きさの単位は、直交変換回路１０４で
行われるブロックの画素数の整数倍が用いられる。例え
ば８×８画素で直交変換されている場合、動きベクトル
の処理領域は縦横２倍とすると、１６×１６画素とな
る。また、動きベクトルは、２つのフレームの処理する
領域において、差分の絶対値の和が最小となる値を動き
ベクトルとするパターンマッチング法が一般的に用いら
れている。また、検出範囲は、１フレームにつき縦横±
７画素、または任意の検出範囲を持つ。求められた動き
ベクトルは動き補償回路１１０に送られ、再構成された
参照フレーム（フレーム１）に対して動き補正が行われ
る。前方予測差分処理されるフレーム４は、動き補償さ
れたフレーム１に対して減算器１０３により差分処理さ
れる。差分処理されたデータは、直交変換回路１０４、
量子化器１０５、可変長符号化器１０６により符号化さ
れる。量子化されたデータは、後に行われる両側予測差
分処理されるフレームに対する参照フレームとするた
め、逆量子化器１０８、逆直交変換回路１０９及び加算
器１１２で動き補正された参照フレームと加算され再構
成される。
【００２１】次に、フレーム２〜３に対して、両側予測
差分処理が行われる。例えば、フレーム２に対してフレ
ーム１の前方動きベクトル、フレーム４の後方動きベク
トルが、それぞれ動き予測回路１０２により、求められ
る。求められた前方及び後方の動きベクトルは、動き補
償回路１１０に送られる。再構成されたフレーム１を前
方動きベクトルにより補正し、フレーム４を後方動きベ
クトルにより補正する。それぞれ、補正されたデータに
対して、補間されるフレームとの距離に応じて、線形補
間され、参照フレームが構成される。例えば、前にある
イントラフレーム（フレーム１）のデータをｐ，後方に
ある前方予測フレーム（フレーム４）のデータをｎとす
ると、補間データｘは単純にｘ＝αｐ＋（１−α）ｎと
なる。ここで、αは、補間処理されるフレームと、前後
にあるイントラフレーム、または、前方予測フレームと
の距離によって決まる。そして、両側予測差分されるフ
レーム２〜３は、イントラフレームまたは前方予測差分
のフレームを動き補償処理された参照フレームのデータ
から減算器１０３により減算される。差分処理されたデ
ータは、直交変換回路１０４、量子化器１０５、可変長
符号化器１０６により符号化される。そして、符号化さ
れたデータと、動きベクトルの情報が、多重化回路１１
３により多重化され、レートバッファ１１４に蓄えられ
る。
差分処理が行われる。例えば、フレーム２に対してフレ
ーム１の前方動きベクトル、フレーム４の後方動きベク
トルが、それぞれ動き予測回路１０２により、求められ
る。求められた前方及び後方の動きベクトルは、動き補
償回路１１０に送られる。再構成されたフレーム１を前
方動きベクトルにより補正し、フレーム４を後方動きベ
クトルにより補正する。それぞれ、補正されたデータに
対して、補間されるフレームとの距離に応じて、線形補
間され、参照フレームが構成される。例えば、前にある
イントラフレーム（フレーム１）のデータをｐ，後方に
ある前方予測フレーム（フレーム４）のデータをｎとす
ると、補間データｘは単純にｘ＝αｐ＋（１−α）ｎと
なる。ここで、αは、補間処理されるフレームと、前後
にあるイントラフレーム、または、前方予測フレームと
の距離によって決まる。そして、両側予測差分されるフ
レーム２〜３は、イントラフレームまたは前方予測差分
のフレームを動き補償処理された参照フレームのデータ
から減算器１０３により減算される。差分処理されたデ
ータは、直交変換回路１０４、量子化器１０５、可変長
符号化器１０６により符号化される。そして、符号化さ
れたデータと、動きベクトルの情報が、多重化回路１１
３により多重化され、レートバッファ１１４に蓄えられ
る。
【００２２】次に、発生符号量を決定する量子化につい
て説明する。量子化は、量子化回路１０５により行われ
る。量子化ステップは、人間の視覚特性に基づいて作ら
れた量子化マトリクス１０７と量子化係数演算回路１１
５により求められる量子化係数とを乗算器１１７により
乗算することにより求められる。発生する符号量は、変
化するが、出力されるデータのレートを一定にするため
に、発生した符号は、一時、レートバッファ１１４に蓄
えられる。しかし、レートバッファに符号量がアンダー
フロー、オーバーフローしないように、また、画質を最
適に保つために、量子化係数演算回路１１５により最適
な量子化係数が求められる。イントラフレーム、前方予
測フレーム、両側予測フレームの発生する符号量は、画
質を一定に保とうとすると、一般に、イントラフレーム
が最も多く、両側予測フレームが最も少ない。しかも、
レートバッファからは、一定のレートで出力されるた
め、レートバッファの蓄積されるバッファ量は図７のよ
うになる。ここで、フレーム１は、フレーム内処理され
たデータであるため、発生符号量は、出力レートよりも
十分多いためバッファ量は大きく増大する。フレーム４
は、前方予測のフレームであるため、発生符号量は、出
力レートよりも若干多いためバッファ量は少し増大す
る。フレーム２〜３は、両側予測のフレームで出力レー
トよりも少ないために、バッファ量は、減少する。
て説明する。量子化は、量子化回路１０５により行われ
る。量子化ステップは、人間の視覚特性に基づいて作ら
れた量子化マトリクス１０７と量子化係数演算回路１１
５により求められる量子化係数とを乗算器１１７により
乗算することにより求められる。発生する符号量は、変
化するが、出力されるデータのレートを一定にするため
に、発生した符号は、一時、レートバッファ１１４に蓄
えられる。しかし、レートバッファに符号量がアンダー
フロー、オーバーフローしないように、また、画質を最
適に保つために、量子化係数演算回路１１５により最適
な量子化係数が求められる。イントラフレーム、前方予
測フレーム、両側予測フレームの発生する符号量は、画
質を一定に保とうとすると、一般に、イントラフレーム
が最も多く、両側予測フレームが最も少ない。しかも、
レートバッファからは、一定のレートで出力されるた
め、レートバッファの蓄積されるバッファ量は図７のよ
うになる。ここで、フレーム１は、フレーム内処理され
たデータであるため、発生符号量は、出力レートよりも
十分多いためバッファ量は大きく増大する。フレーム４
は、前方予測のフレームであるため、発生符号量は、出
力レートよりも若干多いためバッファ量は少し増大す
る。フレーム２〜３は、両側予測のフレームで出力レー
トよりも少ないために、バッファ量は、減少する。
【００２３】いま、平均出力レートをＲとし、イントラ
の発生符号量をＢIとし、イントラフレームと、前方予
測フレームと両側予測フレームの発生符号量の比率を
１：α P：αBとすると、次のような関係が成り立つ。
の発生符号量をＢIとし、イントラフレームと、前方予
測フレームと両側予測フレームの発生符号量の比率を
１：α P：αBとすると、次のような関係が成り立つ。
【００２４】ＢI＋４αPＢI＋１０αBＢI＝１５Ｒ ここで、１フレームグループを１５とし、イントラフレ
ームの数を１フレーム、前方予測フレームの数を４フレ
ーム、両側予測のフレームの数を１０フレームとした。
したがって、イントラフレームの目標発生符号量は、 ＢI＝１５Ｒ／（１＋４αP＋１０αB） となる。
ームの数を１フレーム、前方予測フレームの数を４フレ
ーム、両側予測のフレームの数を１０フレームとした。
したがって、イントラフレームの目標発生符号量は、 ＢI＝１５Ｒ／（１＋４αP＋１０αB） となる。
【００２５】ここで、発生符号量の比率αP、αBを画像
に応じて最適化する方法について説明する。前方予測フ
レーム、両側予測フレームの発生する符号量は、動きの
複雑さに依存する。例えば、図２（ａ）のように、全体
が平行移動しているような画像は、参照フレームを動き
補償し、差分処理をすると、データは、ほとんど、零に
近い値となり、可変長符号の結果符号量は極端に少なく
なる。一方、図２（ｂ）のように、ズーム、回転などの
動きのある画像では、動き補償を行っても、完全にマッ
チングしないため、差分処理を行っても符号量は極端に
少なくならない。そこで、動きベクトルの変動の度合
い、つまり、動きベクトルの標準偏差を求めることによ
り動きの複雑さを推定し、発生符号量の比率αP、αBを
求めることができる。いま、前方予測フレームであるフ
レーム４のフレーム１に対する前方動きベクトルの横方
向成分の標準偏差をσfx、縦方向成分の標準偏差をσfy
とすると、フレーム４の動きベクトルの標準偏差σ
4は、 σ4＝（σfx＋σfy）／２ で、与えられる。ここで、標準偏差σfx，σfyを求める
際の母集団は、１フレーム分である。また、両側予測フ
レームであるフレーム２のフレーム１に対する前方動き
ベクトルの横方向成分の標準偏差をσfx、縦方向成分の
標準偏差をσfyとし、フレーム４に対する後方動きベク
トルの横方向成分の標準偏差をσbx、縦方向成分の標準
偏差をσbyとすると、フレーム２の動きベクトルの標準
偏差σ2は、 σ2＝（σfx＋σfy＋σbx＋σby）／４ で、与えられる。そこで、前方予測フレームの標準偏差
の平均値をσP、両側予測フレームの標準偏差の平均値
をσBとすると、前方予測フレームの目標とする符号量
の比率αPは、 αP＝σP／ＡP 両側予測フレームの目標とする符号量の比率αBは、 αB＝σB／ＡB となる。ここで、ＡP、ＡBは、基準になる値で、固定し
た値である。
に応じて最適化する方法について説明する。前方予測フ
レーム、両側予測フレームの発生する符号量は、動きの
複雑さに依存する。例えば、図２（ａ）のように、全体
が平行移動しているような画像は、参照フレームを動き
補償し、差分処理をすると、データは、ほとんど、零に
近い値となり、可変長符号の結果符号量は極端に少なく
なる。一方、図２（ｂ）のように、ズーム、回転などの
動きのある画像では、動き補償を行っても、完全にマッ
チングしないため、差分処理を行っても符号量は極端に
少なくならない。そこで、動きベクトルの変動の度合
い、つまり、動きベクトルの標準偏差を求めることによ
り動きの複雑さを推定し、発生符号量の比率αP、αBを
求めることができる。いま、前方予測フレームであるフ
レーム４のフレーム１に対する前方動きベクトルの横方
向成分の標準偏差をσfx、縦方向成分の標準偏差をσfy
とすると、フレーム４の動きベクトルの標準偏差σ
4は、 σ4＝（σfx＋σfy）／２ で、与えられる。ここで、標準偏差σfx，σfyを求める
際の母集団は、１フレーム分である。また、両側予測フ
レームであるフレーム２のフレーム１に対する前方動き
ベクトルの横方向成分の標準偏差をσfx、縦方向成分の
標準偏差をσfyとし、フレーム４に対する後方動きベク
トルの横方向成分の標準偏差をσbx、縦方向成分の標準
偏差をσbyとすると、フレーム２の動きベクトルの標準
偏差σ2は、 σ2＝（σfx＋σfy＋σbx＋σby）／４ で、与えられる。そこで、前方予測フレームの標準偏差
の平均値をσP、両側予測フレームの標準偏差の平均値
をσBとすると、前方予測フレームの目標とする符号量
の比率αPは、 αP＝σP／ＡP 両側予測フレームの目標とする符号量の比率αBは、 αB＝σB／ＡB となる。ここで、ＡP、ＡBは、基準になる値で、固定し
た値である。
【００２６】したがって、イントラフレームの目標発生
符号量は、 ＢI＝１５Ｒ／（１＋４σP／ＡP＋１０σB／ＡB） 前方予測フレームの目標発生符号量ＢPは、 ＢP＝αPＢI＝σPＢI／ＡP 両側予測フレームの目標発生符号量ＢBは、 ＢB＝αBＢI＝σBＢI／ＡB となる。
符号量は、 ＢI＝１５Ｒ／（１＋４σP／ＡP＋１０σB／ＡB） 前方予測フレームの目標発生符号量ＢPは、 ＢP＝αPＢI＝σPＢI／ＡP 両側予測フレームの目標発生符号量ＢBは、 ＢB＝αBＢI＝σBＢI／ＡB となる。
【００２７】また、１フレームを図３に示すように、横
方向に分割し、それぞれをスライスとした場合、スライ
ス単位で標準偏差が求められる。そして、それぞれのス
ライスの標準偏差の比率が、そのまま、目標とするスラ
イスの符号量の比率となる。いま、イントラフレームの
ｊ番目のスライスの標準偏差をσIjとし、１フレーム分
のスライスの標準偏差の合計をσsとすると、イントラ
フレームのｊ番目のスライスに割り当てられる符号量Ｂ
Ijは、 ＢIj＝ＢIσIj／σs となる。同様にして、前方予測フレームのｊ番目のスラ
イスに割り当てられる符号量ＢPは、 ＢPj＝ＢPσPj／σs 両側予測フレームのｊ番目のスライスに割り当てられる
符号量ＢBは、 ＢBj＝ＢBσBj／σs となる。
方向に分割し、それぞれをスライスとした場合、スライ
ス単位で標準偏差が求められる。そして、それぞれのス
ライスの標準偏差の比率が、そのまま、目標とするスラ
イスの符号量の比率となる。いま、イントラフレームの
ｊ番目のスライスの標準偏差をσIjとし、１フレーム分
のスライスの標準偏差の合計をσsとすると、イントラ
フレームのｊ番目のスライスに割り当てられる符号量Ｂ
Ijは、 ＢIj＝ＢIσIj／σs となる。同様にして、前方予測フレームのｊ番目のスラ
イスに割り当てられる符号量ＢPは、 ＢPj＝ＢPσPj／σs 両側予測フレームのｊ番目のスライスに割り当てられる
符号量ＢBは、 ＢBj＝ＢBσBj／σs となる。
【００２８】また、スライスを１６画素×１６画素のマ
クロブロックに分割したとし、１スライスが２２のマク
ロブロックで構成された場合、イントラフレームのマク
ロブロックの目標発生符号量は、 ＭI＝ＢIj／２２ となる。同様にして、前方予測フレームのマクロブロッ
クの目標発生符号量は、 ＭP＝ＢPj／２２ 両側予測フレームのマクロブロックの目標発生符号量
は、 ＭB＝ＢBj／２２ となる。
クロブロックに分割したとし、１スライスが２２のマク
ロブロックで構成された場合、イントラフレームのマク
ロブロックの目標発生符号量は、 ＭI＝ＢIj／２２ となる。同様にして、前方予測フレームのマクロブロッ
クの目標発生符号量は、 ＭP＝ＢPj／２２ 両側予測フレームのマクロブロックの目標発生符号量
は、 ＭB＝ＢBj／２２ となる。
【００２９】そして、イントラフレーム、前方予測フレ
ーム、両側予測フレームの量子化係数はそれぞれ、以前
の量子化係数ｋ（ｍ−１）とマクロブロックのバッファ
ステイタスＳ（ｍ−１）より求められ、 ｋI（ｍ）＝ｋI（ｍ−１）×ＳI（ｍ−１） ｋP（ｍ）＝ｋP（ｍ−１）×ＳP（ｍ−１） ｋB（ｍ）＝ｋB（ｍ−１）×ＳB（ｍ−１） となる。ここで、ＳI，ＳP，ＳBは、イントラフレー
ム、前方予測フレーム、両側予測フレームのマクロブロ
ックのバッファステイタスを示し、それぞれ ＳI（ｍ）＝ＳI（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭI｝／ＭI ＳP（ｍ）＝ＳP（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭP｝／ＭP ＳB（ｍ）＝ＳB（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭB｝／ＭB なる関係があり、Ｂ（ｍ）は発生した符号量である。つ
まり、発生符号量が、目標とする符号量よりも大きけれ
ば、量子化係数が大きくなり、量子化ステップが、粗く
なる。一方、発生符号量が、目標とする符号量よりも小
さければ、量子化係数が小さくなり、量子化ステップ
が、細かくなる。以上のように量子化係数を決めること
により画質に最適な符号量を割当てることができる。
ーム、両側予測フレームの量子化係数はそれぞれ、以前
の量子化係数ｋ（ｍ−１）とマクロブロックのバッファ
ステイタスＳ（ｍ−１）より求められ、 ｋI（ｍ）＝ｋI（ｍ−１）×ＳI（ｍ−１） ｋP（ｍ）＝ｋP（ｍ−１）×ＳP（ｍ−１） ｋB（ｍ）＝ｋB（ｍ−１）×ＳB（ｍ−１） となる。ここで、ＳI，ＳP，ＳBは、イントラフレー
ム、前方予測フレーム、両側予測フレームのマクロブロ
ックのバッファステイタスを示し、それぞれ ＳI（ｍ）＝ＳI（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭI｝／ＭI ＳP（ｍ）＝ＳP（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭP｝／ＭP ＳB（ｍ）＝ＳB（ｍ−１）＋｛Ｂ（ｍ）−ＭB｝／ＭB なる関係があり、Ｂ（ｍ）は発生した符号量である。つ
まり、発生符号量が、目標とする符号量よりも大きけれ
ば、量子化係数が大きくなり、量子化ステップが、粗く
なる。一方、発生符号量が、目標とする符号量よりも小
さければ、量子化係数が小さくなり、量子化ステップ
が、細かくなる。以上のように量子化係数を決めること
により画質に最適な符号量を割当てることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明は、フレーム毎、ま
たは、スライス毎に、動きベクトルの標準偏差を求める
ことにより、フレーム、または、スライスの符号量の割
当てを行うことができ、最適なレートコントロール及
び、画質を維持することができる。
たは、スライス毎に、動きベクトルの標準偏差を求める
ことにより、フレーム、または、スライスの符号量の割
当てを行うことができ、最適なレートコントロール及
び、画質を維持することができる。
【図１】本発明の実施例における画像データ圧縮装置の
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
【図２】同実施例における処理するフレームの画像の動
きと、動きベクトルの関係を説明するための説明図
きと、動きベクトルの関係を説明するための説明図
【図３】同実施例におけるフレームとスライスとマクロ
ブロックの関係を説明するための説明図
ブロックの関係を説明するための説明図
【図４】従来例における符号化されるフレームの構成を
説明するための説明図
説明するための説明図
【図５】従来例における画像データ圧縮装置の構成を示
すブロック図
すブロック図
【図６】従来例における処理するフレームの順番を説明
するための説明図
するための説明図
【図７】従来例におけるレートバッファに蓄積される符
号量を説明するための説明図
号量を説明するための説明図
１０１ フレーム並び替え回路 １０２ 動き予測回路 １０３ 減算器 １０４ 直交変換回路 １０５ 量子化器 １０６ 可変長符号化器 １０７ 量子化マトリクス １０８ 逆量子化器 １０９ 逆直交変換回路 １１０ 動き補償回路 １１１ フレームメモリ １１２ 加算器 １１３ 多重化回路 １１４ レートバッファ １１５ 量子化係数演算回路 １１６ 動きベクトル標準偏差演算回路 １１７ 乗算器
Claims (4)
- 【請求項１】 画像データをフレーム毎に順番を並び替
えるためのフレーム並び替え回路と、 前記並び替えられたフレームのうち、前方予測フレーム
と後方予測フレームに対して相関性を高めるために、動
きベクトルを求めるための動き予測回路と、 前記前方予測フレームと後方予測フレームに対して、動
き補償された参照フレームとの差分処理を行うための減
算回路と、 前記フレーム内及びフレーム間処理されたデータを直交
変換する直交変換回路と、 前記直交変換されたデータを量子化するための量子化回
路と、 前記量子化されたデータを発生頻度に応じて符号長の異
なる可変長符号を行うための可変長符号化回路と、 前記量子化されたデータの内、参照フレームとなる、デ
ータに対して画像を再構成するために逆量子化するため
の逆量子化回路と、 前記逆量子化されたデータを逆直交変換するための逆直
交変換回路と、 前記逆直交変換されたデータの内、差分処理された前方
予測フレームに対して参照フレームとなる画像データと
加算処理するための加算回路と、 前記再構成された画像フレームを蓄えておくフレームメ
モリと、 前記参照フレームを前記動き予測器により求められた動
きベクトルに従って動き補償を行うための動き補償回路
と、 前記動き予測器により求められた動きベクトルの標準偏
差値を求めるための動きベクトル標準偏差演算回路と、 前記符号化されたデータを一定のレートに制御するため
に量子化係数を演算するための量子化係数演算回路と、 前記直交変換されたデータに対して視覚特性に基づいた
量子化を行うために重み付けをする量子化マトリクス
と、 前記量子化係数と量子化マトリクスを乗算するための乗
算回路と、 前記符号化されたデータと、動きベクトルのデータを多
重化するための多重化回路と、 前記多重化されたデータを、一定のレートで出力するた
めに、一時的に蓄えておくためのレートバッファを備え
た画像データ圧縮装置。 - 【請求項２】 量子化係数演算回路において、量子化係
数を決定する符号割当て量は、符号化されたデータ量に
よって変動するバッファ量と予測フレームの動きベクト
ルの標準偏差値より求めるように動作する請求項１記載
の画像データ圧縮装置。 - 【請求項３】 フレーム単位での符号割当て量は、フレ
ーム単位での予測フレームの動きベクトルの標準偏差値
により、フレーム内処理されるフレームと片側予測フレ
ームと両側予測フレームの符号量の比率を求めるように
動作する請求項１記載の画像データ圧縮装置。 - 【請求項４】 予測フレームにおけるスライス単位での
符号割当て量は、スライス単位での動きベクトルの標準
偏差値により、スライス毎の符号量の比率を求めるよう
に動作する請求項１記載の画像データ圧縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13441293A JPH06350999A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 画像データ圧縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13441293A JPH06350999A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 画像データ圧縮装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06350999A true JPH06350999A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15127785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13441293A Pending JPH06350999A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 画像データ圧縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06350999A (ja) |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP13441293A patent/JPH06350999A/ja active Pending
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