JPH0646411A - 画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】短時間で確実に定レート化する。 【構成】ＤＣＴ回路22はＰ，Ｂピクチャーの動き補償を
行っていないフレーム内データをＤＣＴ処理し、アクテ
ィビティ計算回路23はＰ，Ｂピクチャーのフレーム内ア
クティビティを求める。また、符号化時には、ＤＣＴ回
路３によってＩピクチャーをＤＣＴ処理すると共に、
Ｐ，Ｂピクチャーの予測誤差信号をＤＣＴ処理する。ア
クティビティ計算回路23はＤＣＴ回路３の出力からフレ
ーム内アクティビティ又はフレーム間アクティビティを
求める。アクティビティ予測回路25はフレーム内アクテ
ィビティ及びフレーム間アクティビティを用いて符号化
前にフレームアクティビティを求める。量子化ステップ
サイズ決定部26はフレームの先頭ブロックについては予
測したアクティビティに基づいて量子化ステップサイズ
を決定する。これにより、符号化初期でも正確な符号量
制御が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像の画像データの
圧縮に好適な画像符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像情報を高能率符号化して記録
又は伝送するシステムが普及してきている。ディジタル
化した静止画像の情報量は音声等の情報量に比べて膨大
であり、情報を圧縮することなく伝送又は記録等を行う
と、通信速度及び費用等の点で問題が多い。このため、
多少の画質劣化を許容しても高い圧縮率で静止画データ
を圧縮している。圧縮の方式としては、直交変換として
ＤＣＴ（離散コサイン変換）を用いた高能率符号化を採
用する。この方式では、画像を垂直方向ｘ画素、水平方
向ｙ画素のブロック単位で２次元ＤＣＴ処理し、所定の
量子化幅で量子化することにより情報量を削減した後、
更にランレングス符号化及びハフマン符号化等の可変長
符号化の組合わせによって符号量を一層削減する。

【０００３】ところで、高能率符号化として、例えば、
ＣＣＩＴＴ（International Telegraph and Telephone
Consultative Committee）は、テレビ会議／テレビ電話
用の標準化勧告案Ｈ．２６１を提案している。また、Ｉ
ＳＯは蓄積用のＣＤ ＭＰＥＧ ｐｈａｓｅ １を提案
している。

【０００４】図８はこの後者の勧告案の圧縮法を説明す
るための説明図である。

【０００５】ＩピクチャーはＤＣＴ処理によって１フレ
ームの画像データを符号化したフレーム内符号化フレー
ムである。ＰピクチャーはＩピクチャー又は他のＰピク
チャーを用いた予測符号化によって画像データを符号化
したフレーム内及び前方予測適応切換フレームである。
また、Ｂピクチャーはフレーム内、前方、後方及び両側
予測適応切換フレームを示している。これらのＩ，Ｐ，
Ｂピクチャーを図８の番号順に符号化する。なお、Ｉピ
クチャーはフレーム内の情報のみによって符号化されて
いるので、単独の符号化データのみによって復号可能で
ある。一方、Ｐ，Ｂピクチャーは他の画像データとの相
関を利用して符号化を行っており、単独の符号化データ
のみによっては復号することができない。

【０００６】ところで、可変長符号化を採用すると、絵
柄によって圧縮符号量が相違してしまう。従って、圧縮
データを蓄積メディアに記録する場合において、記録に
要する蓄積メディアの容量を記録前に知ることができ
ず、蓄積メディアを効率的に使用することができない。
また、画像データの管理を容易にすると共に、ランダム
アクセス等の特殊再生を容易にするためにも符号量の制
御を行う必要がある。

【０００７】そこで、フレーム内符号化によって得た圧
縮データの圧縮符号量を所定画面毎に設定符号量以内に
制限して定レート化する方式を採用することがある。こ
の方式は「固体電子スチルカメラ用レート適応型ＤＣＴ
符号化方式」（1989年 電子情報通信学会春季全国大
会，Ｄ−１５９）及び同大会の「固定レート符号化にお
けるレート制御方式」（1992年 Ｄ−３４８）において
開示されている。

【０００８】すなわち、予め各ブロックに所定の符号量
を割当て（ブロックビット配分し）、符号化出力が割当
てられた符号量を超過すると、そのブロックにおける符
号化を停止する方法を採用する方式である。符号量の割
当ては、各ブロックの情報量の指標となる精細度（以
下、アクティビティという）を求め、ブロック毎のアク
ティビティとアクティビティの１フレーム全体の総和
（フレームアクティビティ）との比に応じて決定する。
この場合、フレームアクティビティは前フレームのアク
ティビティから予測する。動画像においても、特に大き
くシーンが変化しない限り、フレーム前後のアクティビ
ティの値は近似し、前フレームのアクティビティを用い
た予測は有効である。

【０００９】また、フレーム間符号化を採用する場合に
は、所定時間単位（例えば秒単位）で所定符号量以内で
符号化を行うようにレート制御する。

【００１０】図９はこのようにフレーム間符号化におけ
る定レート制御を可能にした従来の画像符号化装置を示
すブロック図である。

【００１１】入力端子１にはディジタル画像信号を所定
ブロック単位で入力する。減算器２には入力端子１から
のブロックデータと後述する予測器８からの予測信号と
を入力する。フレーム内圧縮を行う場合には、入力端子
１の出力は減算器２を介してそのままＤＣＴ回路３に与
える。ＤＣＴ回路３は２次元ＤＣＴ処理によって入力信
号を周波数成分に変換する。これにより、空間的な相関
成分を削減可能となる。すなわち、ＤＣＴ回路３の出力
は量子化回路４に与え、量子化回路４は量子化ステップ
サイズによって規定される量子化幅でＤＣＴ出力を量子
化することによって、１ブロックの信号の冗長度を低減
する。

【００１２】量子化回路４からの量子化データは可変長
符号化回路５に与え、量子化出力の統計的符号量から算
出した結果に基づいて、例えばハフマン符号化する。こ
れにより、出現確率が高いデータは短いビットが割当ら
れ、出現確率が低いデータは長いビットが割当られて、
伝送量が一層削減される。可変長符号化回路５の出力は
出力レートを一定するためのバッファ６を介して出力端
子７に出力する。

【００１３】一方、フレーム間圧縮を行う場合には、減
算器２は、入力端子１からの現フレームの信号から後述
する動き補償された予測信号を減算し、予測誤差信号を
ＤＣＴ回路２に与える。これにより、フレーム間の画像
の冗長性を利用して差分データを符号化するフレーム間
符号化が行われる。フレーム間符号化において、単に前
フレームと現フレームとの差分を求めると、画像に動き
がある場合には差分が大きなものとなる。そこで、現フ
レームの所定位置に対応する前フレームの位置を求めて
動きベクトルを検出し、この動きベクトルに応じた画素
位置において差分を求めることによって動き補償を行っ
て差分値を小さくするようにしている。

【００１４】すなわち、量子化回路４の出力は逆量子化
回路９にも与えている。量子化出力は逆量子化回路９に
おいて量子化ステップサイズに基づく量子化幅で逆量子
化し、更に逆ＤＣＴ回路10において逆ＤＣＴ処理して元
の映像信号に戻す。この場合には、減算器２の出力が差
分情報であるので、逆ＤＣＴ回路10の出力も差分情報で
ある。逆ＤＣＴ回路10の出力は加算器11に与える。加算
器11の出力は予測器８及びスイッチ12を介して帰還させ
ており、加算器11は前フレームのデータに差分データを
加算して参照ブロックとなる局部復号出力を再生し予測
器８に出力する。

【００１５】予測器８には動きベクトルも与えている。
予測器８は加算器11から対応するブロックのデータを抽
出して動きベクトルに応じて補正を行い、減算器２に出
力すると共にスイッチ12を介して加算器11に出力する。
こうして、動き補償されたフレームデータが減算器２に
供給されることになり、フレーム間圧縮モードとなる。

【００１６】ところで、符号量は量子化回路４の量子化
幅を変化させることによって制御可能である。例えば、
量子化ステップを粗くすると情報は劣化するが、量子化
出力のダイナミックレンジは小さくなって符号量も小さ
くなる。図９では、レート制御を行うために、可変長符
号化回路５の出力を符号量カウンタ13に与えている。符
号量カウンタ13によって、可変長符号化回路５からの出
力データ量を監視し、量子化回路４の量子化幅を制御し
て出力データ量を調整するのである。すなわち、符号量
カウンタ13は生成された圧縮データの符号量をカウント
して、カウント出力を仮想バッファ14に与える。仮想バ
ッファ14は、Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャー毎に初期値が設定さ
れており、カウント出力によってデータが更新されて初
期値及びカウント出力に基づく出力を量子化ステップサ
イズ決定部15に出力する。量子化ステップサイズ決定部
15は仮想バッファ14の出力に基づいて量子化ステップサ
イズを決定する。なお、仮想バッファ14の動作について
は、MPEG Video Simulation Model Three(SM3) ISO-IEC
/JTC1/SC2/WG11 M0010 MPEG 90/041 pp-54-55 及びTest
Model 1 ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11 MPEG92/160 pp60-63
において詳述されている。

【００１７】量子化ステップサイズ決定部15において決
定された量子化ステップサイズは量子化回路４、逆量子
化回路９、可変長符号化回路５及びバッファ６に与え
る。量子化回路４は量子化ステップサイズに基づく量子
化幅で量子化を行う。これにより、符号量を増減させて
ある一定時間内に定レート化するようになっている。

【００１８】しかしながら、符号化の開始時には仮想バ
ッファ14の初期値に基づいて量子化ステップサイズを決
定する。従って、設定されている初期値が実際の符号量
に対する値と比較的大きくずれている場合には、設定符
号量以内で符号化が行われるようになるまでに比較的長
時間が経過してしまう。特に、Ｉピクチャーの枚数は極
めて少なく、仮想バッファ14の初期値を更新するために
長時間を要する。

【００１９】なお、本来の符号化に先立って、符号化フ
レーム毎にアクティビティを求めることにより正確なレ
ート制御は可能であるが、アクティビティの演算遅延量
が大きいという欠点がある。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の画像符号化装置においては、符号化初期の量子化
幅は仮想バッファに設定する初期値による影響が大き
く、設定符号量以内で符号化が行われるようになるまで
に比較的長時間が経過してしまうことがあるという問題
点があった。

【００２１】本発明は、符号化開始後の短時間で発生符
号量を確実に定レート化することができる画像符号化装
置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像符号化
装置は、ディジタル画像データが所定ブロック単位で入
力されこの入力ブロックデータを可変長符号化する符号
化手段と、前記ディジタル画像データの精細度を算出す
る精細度算出手段と、この精細度算出手段の算出結果に
基づいて符号化前に前記ディジタル画像データのフレー
ム毎の精細度を予測する精細度予測手段と、この精細度
予測手段の予測結果に基づいて前記符号化手段の符号化
レートを制御する符号化レート制御手段とを具備したも
のであり、符号化においてフレーム間圧縮及びフレーム
間圧縮を採用する場合には、ディジタル画像データが所
定のブロック単位で入力されこの入力ブロックデータを
フレーム内圧縮するフレーム内圧縮手段と、前記入力ブ
ロックデータのフレーム間の差分を用いたフレーム間圧
縮を行うフレーム間圧縮手段と、前記ディジタル画像デ
ータのフレーム毎の精細度を求める第１の精細度算出手
段と、前記フレーム間の差分の精細度であるフレーム間
精細度を求める第２の精細度算出手段と、前記第１及び
第２の精細度算出手段の算出結果に基づいて符号化前に
前記ディジタル画像データのフレーム毎の精細度を予測
する精細度予測手段と、この精細度予測手段の予測結果
に基づいて前記フレーム内圧縮手段及び前記フレーム間
圧縮手段の符号化レートを制御する符号化レート制御手
段とを具備したものである。

【００２３】

【作用】本発明においては、精細度算出手段によって、
入力されるディジタル画像データの精細度を求める。精
細度予測手段は、精細度算出手段の算出結果に基づい
て、符号化前にディジタル画像データのフレーム毎の精
細度を予測する。符号化レート制御手段は、精細度の予
測結果に基づいて、符号化レートを決定する。これによ
り、生成符号量を設定符号量以内に制限する。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明に係る画像符号化装置の一実
施例を示すブロック図である。図１において図９と同一
の構成要素には同一符号を付してある。

【００２５】入力端子１にはディジタル画像データを所
定ブロック単位で入力する。入力端子１からのブロック
データは減算器２及び予測器８に与えると共に、スイッ
チ21を介してＤＣＴ回路22にも与える。スイッチ21は入
力画像データの種類を示す制御信号が与えられて、入力
画像データがＰ，Ｂピクチャーである場合にのみオンと
なるようになっている。減算器２はフレーム内圧縮モー
ド時には入力端子１からのブロックデータをそのままＤ
ＣＴ回路３に与え、フレーム間圧縮モード時には入力端
子１からのブロックデータと予測器８からの予測信号と
の減算を行って、予測誤差信号をＤＣＴ回路３に出力す
る。ＤＣＴ回路３は入力されたブロックデータを２次元
ＤＣＴ処理して変換係数を量子化回路４及びアクティビ
ティ計算回路23に出力する。量子化回路４は量子化ステ
ップサイズに基づく量子化幅でＤＣＴ変換係数を量子化
して可変長符号化回路５及び逆量子化回路９に出力す
る。

【００２６】ところで、フレーム間圧縮を行う場合に
は、画像の動きを補償する必要がある。このため、予測
誤差信号を再生して動き補償する。すなわち、量子化出
力は逆量子化回路９に与え、逆量子化回路９は量子化時
の量子化ステップサイズに基づく量子化幅で量子化出力
を逆量子化して逆ＤＣＴ回路10に出力する。逆ＤＣＴ回
路10は逆量子回路９の出力を逆ＤＣＴ処理して元の差分
情報（予測誤差信号）に戻して加算器11に与える。加算
器11の出力は予測器８及びスイッチ12を介して帰還させ
ており、加算器11はフレームデータに差分データを加算
して局部復号出力を再生して予測器８に出力する。予測
器８には動きベクトルも与える。予測器８は加算器11の
出力を動きベクトルによって補正して減算器２に出力す
ると共に、スイッチ12を介して加算器11に出力する。こ
うして、動き補償されたフレームデータを減算器２に供
給する。

【００２７】一方、可変長符号化回路５は、予測器８か
らフレーム内圧縮モードであるかフレーム間圧縮モード
であるかを示すモード信号が供給されており、モード信
号に基づくテーブルを利用して量子化出力を例えばハフ
マン符号化する。可変長符号化回路５からの符号化出力
はバッファ６を介して出力端子７に出力すると共に、符
号量カウンタ13にも出力する。符号量カウンタ13は可変
長符号化回路５からの圧縮データの符号量をカウントし
てカウント出力を仮想バッファ14に出力する。仮想バッ
ファ14はＩ，Ｐ，Ｂピクチャー用に設定された３つの初
期値を有しており、各初期値を符号量カウンタ13からの
カウント出力によって更新することにより可変長符号化
回路５からの符号量に基づくデータを量子化ステップサ
イズ決定部26に出力する。

【００２８】本実施例においては、量子化ステップサイ
ズ決定部26は仮想バッファ14の出力及びアクティビティ
予測回路25の出力に基づいて量子化ステップサイズを決
定する。すなわち、入力端子１を介して入力されたブロ
ックデータはスイッチ21を介してＤＣＴ回路22にも供給
する。ＤＣＴ回路22は符号化ルーチンとは別に入力ブロ
ックデータをＤＣＴ処理してアクティビティ計算回路23
に出力する。アクティビティ計算回路23は例えばＤＣＴ
変換係数の絶対値和によってブロックアクティビティを
求め、ブロックアクティビティを累積してフレームアク
ティビティを求める。アクティビティ計算回路23はＤＣ
Ｔ回路22の出力に基づいて求めたフレームアクティビテ
ィをフレーム内アクティビティとしてアクティビティデ
ータメモリ24に与えて記憶させる。また、アクティビテ
ィ計算回路23はＤＣＴ回路３の出力から求めたアクティ
ビティもデータメモリ24に記憶させる。アクティビティ
計算回路25はアクティビティデータメモリ24からデータ
を読出してアクティビティを予測する。

【００２９】次に、図２乃至図７を参照してアクティビ
ティ予測回路25の予測方法を説明する。図２乃至図７は
Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャーの入力順と符号化順とを示してい
る。

【００３０】図２のｉ番目の入力画像はＩピクチャーで
あり、ＤＣＴ回路３は先ずこの画像をフレーム内圧縮す
る。この符号化に先立って、アクティビティ計算回路23
によりｉ番目の画像の前に入力されている（ｉ−３），
（ｉ−４）番目のフレームのアクティビティＩact （ｉ
−３），Ｉact （ｉ−４）は既に求まっている。アクテ
ィビティ予測回路25はアクティビティデータメモリ24か
らアクティビティを読出してｉ番目に入力される画像の
フレーム内アクティビティを予測する。すなわち、予測
フレーム内アクティビティｐＩact （ｉ）は下記式
（１）に示す演算によって得られる。

【００３１】 ｐＩact （ｉ）＝４×Ｉact （ｉ−３）−３×Ｉact （ｉ−４） …（１） この式（１）から明らかなように、ｉ番目のフレームの
予測フレーム内アクティビティｐＩact （ｉ）は（ｉ−
３），（ｉ−４）番目のフレームのフレームアクティビ
ティを用いた比例予測によって求めている。

【００３２】次に、図３を参照してｊ番目のＰピクチャ
ーのアクティビティ、すなわち、動き補償された予測誤
差信号をＤＣＴ処理して求めたアクティビティ（以下、
フレーム間アクティビティという）の算出方法を説明す
る。

【００３３】対象フレームの以前のＰピクチャーは、図
３に示すように、６フレーム前（（ｊ−６）番目）であ
り、対象フレームの直前に入力されるフレームであって
既に符号化が行われている符号化フレームは（ｊ−
３），（ｊ−４）番目のフレームであるので、（ｊ−
６）番目のフレームのフレーム間アクティビティを基準
とし、（ｊ−３），（ｊ−４）番目のフレームのフレー
ム内アクティビティの増分を６倍してフレーム間アクテ
ィビティＰact を予測する。すなわち、ｊ番目のフレー
ムの予測フレーム間アクティビティｐＰact （ｊ）は下
記式（２）から得る。ここで、Ｐact （ｊ）はｊ番目の
フレームのフレーム間アクティビティの実測値である。

【００３４】 ｐＰact （ｊ）＝Ｐact （ｊ−６）×｛１＋６×（（Ｉact （ｊ−３）−Ｉact （ｊ−４））／Ｉact （ｊ−４））｝ …（２） 次に、図４のｌ番目のＰピクチャーの予測フレーム間ア
クティビティｐＰact（ｌ）を求める方法を説明する。
図４のｌ番目のＰピクチャーは、３フレーム前（（ｌ−
３）番目））にＰピクチャーが存在し、ｌ番目のフレー
ムの直前に入力された符号化フレームは（ｌ−４），
（ｌ−３）番目のフレームである。この場合には、アク
ティビティ予測回路25は下記式（３）によって予測フレ
ーム間アクティビティｐＰact （ｌ）を求める。

【００３５】 ｐＰact （ｌ）＝Ｐact （ｌ−３）×｛１＋３×（（Ｉact （ｌ−３）−Ｉac t （ｌ−４））／Ｉact （ｌ−４））｝ …（３） 次に、図５を参照してＢピクチャーの予測フレーム間ア
クティビティを求める方法を説明する。

【００３６】図５のｋ番目のフレームについても、Ｐピ
クチャーと同様に、その直前の２つの符号化フレーム
（（ｋ−２），（ｋ−１）番目のフレーム）のフレーム
内アクティビティの増分と、その直前のＢピクチャーの
フレーム間アクティビティＢact を用いて予測を行う。
すなわち、ｋ番目のフレームの予測フレーム間アクティ
ビティｐＢact （ｋ）は下記式（４）によって得る。こ
こで、Ｂact （ｋ）はｋ番目のフレーム間アクティビテ
ィの実測値である。

【００３７】 ｐＢact （ｋ）＝Ｂact （ｋ−１）×｛１＋（（Ｉact （ｋ−１）−Ｉact （ ｋ−２））／Ｉact （ｋ−２））｝ …（４） 次に、図６のｍ番目のＢピクチャーのフレーム間アクテ
ィビティの予測方法を説明する。この場合にも同様に、
ｍ番目のフレームの直前に入力された符号化フレーム
（（ｍ−２），（ｍ−１）番目のフレーム）のフレーム
内アクティビティと、ｍ番目のフレームの直前のＢピク
チャーのフレーム間アクティビティＢactとを用いた下
記式（５）によって求める。

【００３８】 ｐＢact （ｍ）＝Ｂact （ｍ−２）×｛１＋２×（（Ｉact （ｍ−１）−Ｉac t （ｍ−２））／Ｉact（ｍ−２））｝ …（５） これらの各式は直前の同一種類のピクチャーを基準とし
て直前に入力された２つの符号化フレームのフレーム内
アクティビティＩact を用いた比例配分によって求めて
いるが、同一種類のピクチャーのみによって予測しても
よく、また、同一種類のピクチャーのフレーム内アクテ
ィビティＩact を用いて予測してもよい。

【００３９】すなわち、上記式（２）の変形例として下
記式（６），（７）が考えられる。

【００４０】 ｐＰact （ｊ）＝３×Ｐact （ｊ−６）−２×Ｐact （ｊ−９） …（６） ｐＰact （ｊ）＝Ｐact （ｊ−６）×［１＋｛（Ｉact （ｊ−３）−Ｉact （ｊ −６））／Ｉact （ｊ−６）｝×２］ …（７） また、上記式（３）の変形例として下記式（８），
（９），（１０）が考えられる。

【００４１】 ｐＰact （ｌ）＝（３／２）×Ｐact （ｌ−３）−Ｐact （ｌ−９）／２ …（８） ｐＰact （ｌ）＝Ｐact （ｌ−３）×Ｉact （ｌ−３）／Ｉact （ｌ−６） …（９） ｐＰact （ｌ）＝２×Ｐact （ｌ−３）−Ｐact （ｌ−６） …（１０） また、上記式（４）の変形例として下記式（１１）が考
えられる。

【００４２】 ｐＢact （ｋ）＝３×Ｂact （ｋ−３）−２×Ｂact （ｋ−３） …（１１） また、上記式（５）の変形例として下記式（１２）が考
えられる。

【００４３】 ｐＢact （ｍ）＝（３／２）×Ｂact （ｍ−１）−Ｂact （ｍ−３）／２ …（１２） 次に、このように構成された実施例の動作について説明
する。

【００４４】入力端子１を介してディジタル画像のブロ
ックデータを減算器２及び予測器８に入力すると共に、
スイッチ21を介してＤＣＴ回路22にも入力する。図２の
（ｉ−４），（ｉ−３）番目のフレームが入力される
と、スイッチ21がオンとなり、ＤＣＴ回路22は（ｉ−
４），（ｉ−３）番目のＢ，ＰピクチャーをＤＣＴ処理
し、アクティビティ計算回路23はフレーム内アクティビ
ティＩact （ｉ−４），Ｉact （ｉ−３）を順次求めて
アクティビティデータメモリ24に記憶させる。アクティ
ビティ予測回路25はアクティビティデータメモリ24から
記憶データを読出して、上記式（１）の演算によって、
予測フレーム内アクティビティｐＩact （ｉ）を求めて
量子化ステップサイズ決定部26に出力する。量子化ステ
ップサイズ決定部26はアクティビティ予測回路25の予測
結果に基づいて量子化ステップサイズを決定して量子化
回路４に出力する。

【００４５】ｉ番目のフレームが入力されると、ＤＣＴ
回路３は入力データをＤＣＴ処理して、量子化回路４に
出力する。量子化回路４は設定された量子化ステップサ
イズに基づく量子化幅で変換係数を量子化して可変長符
号化回路５に与える。

【００４６】次に、フレーム間圧縮を行う場合には、量
子化回路４からの量子化出力は逆量子化回路９に与えて
逆量子化し、逆ＤＣＴ回路10において逆ＤＣＴ処理して
元の予測誤差信号を再生する。加算器11は逆ＤＣＴ回路
10の出力と予測器８からの動き補償された予測信号とを
加算することによって、現フレームのデータを再生して
予測器８に出力する。こうして、フレーム間圧縮を行う
場合には、予測器８は予測信号を減算器２に与え、減算
器２は予測誤差信号を出力する。

【００４７】ｉ番目のフレームの符号化に続けて、減算
器２は（ｉ−２）番目のフレームの予測誤差信号をＤＣ
Ｔ回路３に与える。ＤＣＴ回路３は（ｉ−２）番目のフ
レームの予測誤差信号をＤＣＴ処理する。このＤＣＴ回
路３からの変換係数は量子化回路４に与えると共に、ア
クティビティ計算回路23にも与える。量子化回路４は量
子化ステップサイズに基づく量子化幅で量子化して出力
する。一方、アクティビティ計算回路23は（ｉ−２）番
目のＢピクチャーのフレーム間アクティビティを求めて
アクティビティデータメモリ24に記憶させる。

【００４８】以後同様にして、アクティビティ計算回路
23は、ＩピクチャーについてはＤＣＴ回路３の出力から
フレーム内アクティビティＩact を求め、Ｐ，Ｂピクチ
ャーについてはＤＣＴ回路22の出力からフレーム内アク
ティビティＩact を求め、ＤＣＴ回路３の出力からフレ
ーム間アクティビティＰact ，Ｂact を求める。アクテ
ィビティ予測回路25は上記各演算式に基づいて、各フレ
ームのアクティビティを予測する。量子化ステップサイ
ズ決定部26は各フレームの先頭ブロックについてはアク
ティビティ予測回路25からの予測結果に基づいて量子化
ステップサイズを決定する。

【００４９】可変長符号化回路５は量子化回路４の出力
を可変長符号化してバッファ６を介して出力端子７に出
力すると共に、符号量カウンタ13にも出力する。符号量
カウンタ13は圧縮データの符号量をカウントして仮想バ
ッファ14の初期値を更新する。量子化ステップサイズ決
定部26は仮想バッファ14のデータが実際の符号量に対応
する値に近づくと、仮想バッファ14の出力を用いて量子
化ステップサイズを決定する。これにより、量子化回路
４の量子化幅を制御して圧縮データを定レート化する。

【００５０】このように、本実施例においては、フレー
ム間圧縮するフレームについてもフレーム内アクティビ
ティを求め、時間的に比較的隣接したフレームのアクテ
ィビティを用いて圧縮するフレームのアクティビティを
予測するようにしている。このため、アクティビティの
予測精度が高い。また、各フレームの先頭のブロックに
ついては予測したアクティビティを用いて量子化ステッ
プサイズを決定しており、符号量を短時間で設定符号量
以内に制限することができ、正確なレート制御が可能と
なる。

【００５１】なお、上記各実施例は図８に示すフレーム
構造と同一のフレーム構造について説明したが、他のフ
レーム構造にも適用することができることは明らかであ
る。図７は他のフレーム構造についての一変形例を示す
説明図である。

【００５２】図７のフレーム構造においては、Ｉ又はＰ
ピクチャーとＢピクチャーとの間隔は２枚であり、図２
乃至図６のフレーム構造における間隔（３枚）よりも狭
くなっている。

【００５３】このようなフレーム構造であっても、上記
実施例と同様に、アクティビティの予測が可能である。
つまり、ａ番目のＰピクチャーのフレーム間アクティビ
ティの予測値ｐＰact （ａ）は、（ａ−２）番目のＰピ
クチャーのフレーム間アクティビティＰact （ａ−２）
を基準値として、（ａ−３）番目のＢピクチャーのフレ
ーム内アクティビティＩact （ａ−３）と（ａ−２）番
目のＰピクチャーのフレーム内アクティビティＩact
（ａ−２）との増分から求める。また、（ａ−１）番目
のＢピクチャーのフレーム間アクティビティは、（ａ−
３）番目のフレーム間アクティビティＢact （ａ−３）
を基準値として、（ａ−３）及び（ａ−２）番目のフレ
ームのフレーム内アクティビティの増分から予測を行
う。このように、フレーム構造が変化しても上記実施例
の予測方法をフレーム構造に応じて変形するだけで予測
動作が可能である。

【００５４】なお、上記実施例においては、１画面単位
をフレームとしたが、フィールド単位の動作についても
同一の構成にて実現可能であることは明らかである。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、符
号化開始後の短時間で発生符号量を確実に定レート化す
ることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像符号化装置の一実施例を示す
ブロック図。

【図２】実施例におけるアクティビティの予測方法を説
明するための説明図。

【図３】実施例におけるアクティビティの予測方法を説
明するための説明図。

【図４】実施例におけるアクティビティの予測方法を説
明するための説明図。

【図５】実施例におけるアクティビティの予測方法を説
明するための説明図。

【図６】実施例におけるアクティビティの予測方法を説
明するための説明図。

【図７】他のフレーム構造におけるアクティビティの予
測方法を説明するための説明図。

【図８】Ｈ．２６１の勧告案のフレーム構造を説明する
ための説明図。

【図９】従来の画像符号化装置を示すブロック図。

【符号の説明】

３，22…ＤＣＴ回路、23…アクティビティ計算回路、25
…アクティビティ予測回路、26…量子化ステップサイズ
決定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル画像データが所定ブロック単
   位で入力されこの入力ブロックデータを可変長符号化す
   る符号化手段と、 前記ディジタル画像データの精細度を算出する精細度算
   出手段と、 この精細度算出手段の算出結果に基づいて符号化前に前
   記ディジタル画像データのフレーム毎の精細度を予測す
   る精細度予測手段と、 この精細度予測手段の予測結果に基づいて前記符号化手
   段の符号化レートを制御する符号化レート制御手段とを
   具備したことを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】 ディジタル画像データが所定のブロック
   単位で入力されこの入力ブロックデータをフレーム内圧
   縮するフレーム内圧縮手段と、 前記入力ブロックデータのフレーム間の差分を用いたフ
   レーム間圧縮を行うフレーム間圧縮手段と、 前記ディジタル画像データのフレーム毎の精細度を求め
   る第１の精細度算出手段と、 前記フレーム間の差分の精細度であるフレーム間精細度
   を求める第２の精細度算出手段と、 前記第１及び第２の精細度算出手段の算出結果に基づい
   て符号化前に前記ディジタル画像データのフレーム毎の
   精細度を予測する精細度予測手段と、 この精細度予測手段の予測結果に基づいて前記フレーム
   内圧縮手段及び前記フレーム間圧縮手段の符号化レート
   を制御する符号化レート制御手段とを具備したことを特
   徴とする画像符号化装置。
3. 【請求項３】 前記精細度予測手段は、予測するフレー
   ムが前記フレーム内圧縮手段によって圧縮される場合に
   は前記第１の精細度算出手段の算出結果に基づいて予測
   を行い、予測するフレームが前記フレーム間圧縮手段に
   よって圧縮される場合には、前記第２の精細度算出手段
   の算出結果を基準とし前記第１の精細度算出手段の算出
   結果に基づく比例配分によって予測を行うことを特徴と
   する請求項２に記載の画像符号化装置。