JPH07184196A - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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JPH07184196A JP32506393A JP32506393A JPH07184196A JP H07184196 A JPH07184196 A JP H07184196A JP 32506393 A JP32506393 A JP 32506393A JP 32506393 A JP32506393 A JP 32506393A JP H07184196 A JPH07184196 A JP H07184196A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 コントローラ２１９がバッファ６の占有ビッ
ト数を監視し、占有ビット数がしきい値以下になるとス
イッチ２１８をダミーデータ発生器２１７側に切り替え
る。このとき、レート制御に用いられるパラメータが初
期化され、ダミーデータ発生器２１７からは、復号部で
除去できるようなダミーデータが出力される。また、ビ
ット割り当て変更部３０１では、上記占有ビット数と符
号化前に決定されるフレームに対するビット割り当てと
の和が一定量を越えないように、ビット割り当てが変更
され、量子化幅変更部４０１では、占有ビット数が定め
られた値を越える時に量子化幅が大きな値に変更され
る。 【効果】 バッファ６のアンダーフローやオーバーフロ
ーが防止でき、かつ良好な画質で画像情報を符号化する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】テレビ電話やディジタルビデオデ
ィスク装置等のディジタル画像処理を行う装置に供さ
れ、画像情報の記録効率や伝送効率を高めるべく画像情
報の高能率符号化を行う画像符号化装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】広帯域の画像情報を記録または伝送する
に際しては、画像情報がそのままの形態では、そのデー
タ量だけ記録媒体や伝送媒体の容量を必要として効率が
悪くなる。このため、記録媒体の記録能力または伝送媒
体の伝送能力に適するように、画像情報のデータ量を圧
縮する処理が一般的に行われている。このようなデータ
圧縮処理は、ディジタル動画像情報を、動き補償フレー
ム間予測、直交変換、量子化、可変長符号化等の技術を
用いて高能率符号化することによって実現される。
【０００３】例えば、文献「ＭＰＥＧ２フレーム間予測
方式」（テレビジョン学会技術報告Vol.16 No. 61. pp.
37-42）に述べられている高能率符号化方式では、フレ
ーム内符号化のみを行うフレーム（以下、Ｉピクチャと
称する）、時間的に前のフレームからの予測符号化を行
うフレーム（以下、Ｐピクチャと称する）、および時間
的に前と後のフレームからの予測符号化を行うフレーム
（以下、Ｂピクチャと称する）が存在する。Ｉピクチャ
で発生する符号量は多く、Ｐピクチャで発生する符号量
はＩピクチャでの発生符号量よりも少なく、Ｂピクチャ
で発生する符号量はＩピクチャやＰピクチャでの発生符
号量よりもかなり少ない。
【０００４】上記の高能率符号化方式を画像伝送や画像
蓄積（記録）に応用する際、符号化後のデータ（以下、
符号化データと称する）のデータレートをどのように制
御するかが問題となる。
【０００５】例えば、文献「ＭＰＥＧ２量子化と符号化
制御」（テレビジョン学会技術報告Vol.16 No. 61. pp.
43-48）には、group of pictures （以下、ＧＯＰと略
す）と呼ばれる与えられた区間内（Ｉピクチャから次の
Ｉピクチャまでの区間であり、ＧＯＰ内のピクチャ数は
通常十数ピクチャ）の平均ビット数をほぼ一定に制御す
る手法が述べられている。
【０００６】図１３は、従来法を用いた画像符号化装置
のブロック図である。
【０００７】先ず、ブロック分割部５１において、符号
化しようとするフレームがマクロブロック（以下、ＭＢ
と略す）と呼ばれるブロックに分割される。そして、こ
のＭＢ毎に、フレーム内符号化またはフレーム間符号化
が行われる。
【０００８】動き補償フレーム間予測部５２では、現在
のフレームとそれより前のフレーム（通常、１つ前のフ
レーム）とを比較して、ＭＢの移動量（動きベクトル）
を検出しながらＭＢを他のフレームから予測する。ただ
しＩピクチャのＭＢや、フレーム内符号化の方が有利な
ＭＢでは予測を行わない。予測方式については文献「Ｍ
ＰＥＧ２フレーム間予測方式」（テレビジョン学会技術
報告Vol.16 No. 61. pp. 37-42）に記載されている通り
である。
【０００９】直交変換部５３では、ＭＢのデータを２次
元直交変換（例えば、離散フーリエ変換、アダマール変
換、離散コサイン変換等）によって、符号化に適したデ
ータに変換する。この際、フレーム内符号化の場合は、
ブロック分割部５１からのＭＢのデータが、２次元直交
変換される一方、フレーム間符号化の場合は、スイッチ
５４が動き補償フレーム間予測部５２側に切り替えら
れ、減算器５５によって予測差分（予測誤差）が求めら
れ、その予測差分が２次元直交変換されることになる。
【００１０】量子化部５６では、量子化幅決定部６６で
求められた量子化幅によって、変換係数を量子化し、可
変長符号化部５７では、量子化された変換係数を、可変
長符号化する。そして、バッファ５８では、可変長符号
化部５７からの出力を一旦蓄積し、定められた一定のデ
ータレートで符号化データを出力するようになってい
る。
【００１１】また、上記量子化部５６で量子化された変
換係数は、逆量子化部５９で逆量子化量子化され、その
後、逆直交変換部６０で逆直交変換されて、直交変換前
の元のデータ（フレーム間符号化の場合は予測差分のデ
ータ、フレーム内符号化の場合はＭＢのデータ）に復元
される。
【００１２】フレーム間符号化の場合、上記逆直交変換
部６０からの復元値が予測差分のデータであるので、ス
イッチ６２が端子６２ａ側に切り替えられ、加算器６１
において、復元値としての予測差分データと、動き補償
フレーム間予測部５２から出力される予測ＭＢとが加算
され、復元画像データが得られるようになっている。一
方、上記逆直交変換部６０からの復元値が、フレーム内
符号化されたＭＢのデータの場合は、上記逆直交変換部
６０からの復元値が、そのまま復元画像データとなるの
で、スイッチ６２は、端子６２ｂ側に切り替えられる。
【００１３】そして、上記の復元画像データは、フレー
ムメモリ６３内に蓄えられるようになっている。この復
元画像データは、動き補償フレーム間予測部５２におい
て、フレーム間予測の参照画像として用いられる。
【００１４】また、従来の画像符号化装置では、ビット
割り当て部６４、参照量子化幅決定部６５、および量子
化幅決定部６６によって、符号化制御が行われるように
なっている。この符号化制御について、以下に詳細述べ
る。
【００１５】上記ビット割り当て部６４は、前フレーム
までの符号化結果（可変長符号化部５７から得られる発
生ビット数、量子化幅決定部６６から得られる量子化幅
の平均値）と、与えられたデータレートとに基づいて、
フレーム毎に、これから符号化しようとするフレームに
割り当てるビット数を決定する。具体的にはまずＩピク
チャ、Ｐピクチャ、およびＢピクチャのそれぞれの複雑
度ＸI,ＸP,ＸB を次式（１）〜（３）によって決定す
る。
【００１６】
【数１】
【００１７】
【数２】
【００１８】
【数３】
【００１９】上式（１）〜（３）において、ＳI 、
ＳP 、およびＳB は、それぞれ前回のＩピクチャ、Ｐピ
クチャ、およびＢピクチャの符号化データ量（発生ビッ
ト数）である。また、バーＱI 、バーＱP およびバーＱ
B は、それぞれ前回のＩピクチャ、Ｐピクチャ、および
Ｂピクチャの符号化時の平均量子化幅である。
【００２０】上記複雑度は、符号化しようとする画像が
複雑であれば、発生ビット数は増加し、また発生ビット
数の増加を抑えるために量子化幅を大きくする傾向があ
るということに基づくものである。ただし符号化の初期
には定められた初期値が複雑度として設定される。
【００２１】次に、ビット割り当て部６４は、Ｉピクチ
ャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャのそれぞれに対し、これか
ら符号化しようとする画像へのターゲットビット割り当
て（target bit allocation ）ＴI 、ＴP 、ＴB を次式
（４）〜（６）の演算によって決定する。
【００２２】
【数４】
【００２３】
【数５】
【００２４】
【数６】
【００２５】上式（４）〜（６）において、ＲはＧＯＰ
中の残りビット数、ＮP およびＮBはＧＯＰ中でまだ符
号化していないＰピクチャの数およびＢピクチャの数で
あり、ＫP およびＫB は定数である。
【００２６】次に上記の値ＴI 、ＴP 、またはＴB を用
いて、参照量子化幅決定部６５および量子化幅決定部６
６が量子化幅を決定する。Ｉピクチャの場合、量子化幅
を求めるに際して、先ず基本となる参照量子化幅ｑj I
を求め、次にこれを画像のアクティビティにしたがって
補正して量子化幅Ｑj I を求めることになる。Ｐピクチ
ャ或いはＢピクチャにおいても、Ｉピクチャと同様の方
法で量子化幅を決定することができるので、ここでは、
Ｉピクチャの量子化幅の決定について説明する。
【００２７】先ず、参照量子化幅決定部６５では、可変
長符号化部５７から得られる前ＭＢまでの発生ビット数
と、上記ビット割り当て部６４によって割り当てられた
ビット数ＴI に基づいて、ＭＣ毎に直交変換係数の参照
量子化幅を決定する。
【００２８】即ち、参照量子化幅決定部６５は、Ｉピク
チャのｊ番目のブロックにおける仮想バッファフルネス
ｄj I を次式（７）のように定める。
【００２９】
【数７】
【００３０】そして、参照量子化幅決定部６５は、ＭＣ
毎に、参照量子化幅ｑj I を次式（８）の演算によって
決定する。
【００３１】
【数８】
【００３２】上式（７）において、ｄO I は初期のバッ
ファフルネス（前回のＩピクチャを符号化した時の最終
のバッファフルネスｑMBcnt I であり、初期値はある定
数）、Ｂj はｊ番目のブロックまでに画像内で発生した
全ビット数、ＭＢｃｎｔは画像中のＭＢの総数である。
また、上式（８）中のｒは反応パラメータと呼ばれる定
数である。
【００３３】上式（７）は、各ＭＢにＴI ビットが均等
に割り当てられたとし、前ＭＢまでの割り当てビット数
と実際の発生ビット数との差を、仮想バッファフルネス
に反映させる働きがある。したがって、前ＭＢまでの発
生ビット数が大きいと、仮想バッファフルネスが大きく
なり、参照量子化幅も大きくなるため、以後の発生ビッ
ト数を小さくするように働く。逆に前ＭＢまでの発生ビ
ット数が小さいと仮想バッファフルネスが小さくなり、
参照量子化幅も小さくなるため、以後の発生ビット数を
大きくするように働く。尚、Ｐピクチャ、Ｂピクチャに
おいても同様の方法で参照量子化幅ｑj P 、ｑj B を決
定する。
【００３４】量子化幅決定部６６では、ブロック分割部
５１から得られるＭＢにおける絵柄の細やかさ示すアク
ティビティをＭＢ毎に計算し、このＭＢ毎のアクティビ
ティによって参照量子化幅ｑj I を変化させ、量子化部
５６で用いる量子化幅を決定する。
【００３５】即ち、量子化幅決定部６６は、Ｉピクチャ
のｊ番目のＭＢの量子化幅Ｑj I を次式（９）のように
決定する。
【００３６】
【数９】
【００３７】ここで、上式（９）中のＮａｃｔj は、ｊ
番目のＭＢの正規化されたアクティビティであり、次式
（１０）で示される。
【００３８】
【数１０】
【００３９】上式（１０）において、ａｃｔj はｊ番目
のＭＢのアクティビティ、ａｖｇは前回符号化したフレ
ーム（必ずしもＩピクチャとは限らない）のアクティビ
ティの平均値（ただし、符号化の初期には定められた初
期値が設定される）である。
【００４０】尚、Ｐピクチャ、Ｂピクチャにおいても上
記と同様の方法で量子化幅Ｑj P 、Ｑj B を決定する。
【００４１】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の画像符号化
装置の問題点を説明するために、以下に、画像符号化装
置のバッファ５８の占有ビット数（従来の技術で述べた
仮想バッファフルネスとは別のものである）について述
べる。
【００４２】ここで、バッファ５８の占有ビットを次の
ように定義する。即ち、画像符号化装置で各画像フレー
ムの符号化及び符号化データのバッファ５８への蓄積が
瞬時に終了した後、一定のデータレートで符号化データ
が出力されるとした場合、バッファ５８に溜まっている
符号化データのビット数として、バッファ占有ビットを
定義する。
【００４３】図１４に代表的な動画像シーケンス（これ
を画像１とする）におけるバッファ５８の占有ビット数
の経時変化の例を示す。ここで、横軸はフレーム単位で
表した時間、縦軸はバッファ５８の占有ビット数であ
り、初期の占有ビット数は０とする。また、ビットレー
トを６Ｍｂｐｓとし、ＧＯＰ内のピクチャ数を１５、Ｉ
ピクチャとＰピクチャとの間隔およびＰピクチャ同士の
間隔は３ピクチャとする。
【００４４】同図からわかるように、時間０ではＩピク
チャの符号化によって大量のデータが発生するが、それ
に続くＰピクチャ、Ｂピクチャで発生符号量を調節し、
各ＧＯＰの最初の画面（時間１５、３０、４５、…等）
ではバッファ５８の占有ビット数がほぼ初期値に戻って
いる。このようにＧＯＰ内でのデータ量制御がうまく働
けば、各ＧＯＰの最初のバッファ５８の占有ビット数は
常に初期値付近に戻る。従って、例えばバッファ５８の
容量を１０6 ｂｉｔとしておけば十分である。
【００４５】次に静止画や頻繁なシーンチェンジを含む
動画像シーケンスを考える。静止画像が３０フレーム連
続した後、通常の動画像に切り換わる画像（これを画像
２とする）では、バッファ５８の占有ビット数は図１５
中に実線で示されるようになり、頻繁なシーンチェンジ
が３０フレーム連続した後、通常の動画像に切り換わる
画像（これを画像３とする）では、バッファ５８の占有
ビット数は同図中に破線で示されるようになる。
【００４６】バッファ５８の容量を１０6 ｂｉｔとして
いる場合、同図に示すように、画像２の時間１５以降及
び時間３０以降でデータが大幅に溢れ、オーバーフロー
が発生する。このように、画像２の時間１５以降でオー
バーフローが発生するのは、静止画像中に新しいＧＯＰ
が始まってＩピクチャがあらわれると、そのＩピクチャ
に異常に多くのビット数が割り当てられ、大量の符号化
データが発生するからである。また、静止画の直後の動
画像中のＩピクチャにおいても、同様に大量の符号化デ
ータが発生するので、画像２の時間３０以降でもオーバ
ーフローが発生するのである。
【００４７】このようなオーバーフローを避けるために
は、バッファ５８の容量を大きくしなければならない
が、そのためにハードウェアの規模が増大するという問
題を招来する。また、上記のように通常のシーケンスに
比べて、部分的に（一気に）大量の符号化データが発生
する場合は、ＧＯＰに割り当てられたビット数の残数
（ＧＯＰ中の残りビット数）が極端に少なくなるため、
その後の画質が著しく劣化するという問題もある。
【００４８】さらに、画像２の時間５３以降や、画像３
の時間２５〜２９等ではバッファ５８内に符号化データ
がなくなり、アンダーフローが生じている。これも実際
のハードウェアにおいて問題となる。また、このように
アンダーフローが生じている場合はレート制御がうまく
働かず、不適切な量子化幅を用いて符号化しているため
画質が著しく劣化するという問題がある。
【００４９】本発明は、上記に鑑みなされたものであ
り、その目的は、アンダーフローやオーバーフローがな
く、良好な画質を与える画像の符号化を行うことができ
る画像符号化装置を提供することにある。
【００５０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る画
像符号化装置は、画像情報に対応した情報を量子化する
量子化手段と、上記量子化手段の量子化結果を可変長符
号化する可変長符号化手段と、上記可変長符号化手段か
らの符号化データを一時的に記憶し、その記憶した符号
化データを定められたデータレートで外部へ転送する一
時記憶手段と、上記可変長符号化手段の符号化結果に基
づいて、これから符号化しようとする情報の量子化幅を
演算し、その演算結果に応じて上記量子化手段における
量子化の量子化幅を調整することによって、可変長符号
化手段の符号化データ量を制御する符号化データ量制御
手段とを備えているものであって、上記の課題を解決す
るために、以下の手段が講じられていることを特徴とす
るものである。
【００５１】即ち、上記画像符号化装置は、上記符号化
データを復号する復号部側で除去できるようなダミーデ
ータを発生するダミーデータ発生手段と、画像符号化装
置の出力を、上記一時記憶手段からの符号化データまた
は上記ダミーデータ発生手段からのダミーデータの何れ
かに切り替えるための切替手段と、上記一時記憶手段の
占有ビット数を監視し、上記の占有ビット数が予め定め
られたしきい値を越えているとき、画像符号化装置の出
力が上記一時記憶手段からの符号化データとなり、上記
の占有ビット数が上記しきい値以下のとき、画像符号化
装置の出力が上記ダミーデータ発生手段からのダミーデ
ータになるように、上記切替手段の切り替え動作を制御
する監視制御手段とを備えている。
【００５２】請求項２の発明に係る画像符号化装置は、
請求項１の発明の構成において、上記監視制御手段が、
上記一時記憶手段の占有ビット数が上記しきい値以下に
なったときに、上記符号化データ量制御手段に切替信号
を出力し、また、上記符号化データ量制御手段が、上記
切替信号を入力したとき、上記の量子化幅を演算する際
に用いる各種パラメータを初期化するようになっている
ことを特徴とするものである。
【００５３】請求項３の発明に係る画像符号化装置は、
画像情報に対応した情報を量子化する量子化手段と、上
記量子化手段の量子化結果を可変長符号化する可変長符
号化手段と、上記可変長符号化手段からの符号化データ
を一時的に記憶し、その記憶した符号化データを定めら
れたデータレートで外部へ転送する一時記憶手段と、上
記可変長符号化手段の符号化結果に基づいてこれから符
号化しようとする情報のフレーム毎のビット割り当てを
演算し、その演算結果から量子化幅を演算し、その演算
結果に応じて上記量子化手段における量子化の量子化幅
を調整することによって、可変長符号化手段の符号化デ
ータ量を制御する符号化データ量制御手段とを備えてい
るものであって、上記の課題を解決するために、以下の
手段が講じられていることを特徴とするものである。
【００５４】即ち、上記符号化データ量制御手段は、上
記一時記憶手段の占有ビット数を監視し、符号化前に演
算したフレームに対するビット割り当てと、上記のビッ
ト割り当てを演算したときの一時記憶手段の占有ビット
数との和が、予め定められたしきい値を越えるとき、そ
れらの和が上記しきい値を越えないように、演算した上
記のビット割り当てを変更するビット割り当て変更手段
を備えている。
【００５５】また、請求項４の発明に係る画像符号化装
置は、上記請求項３の発明の構成において、上記符号化
データ量制御手段が、さらに、上記一時記憶手段の占有
ビット数を監視し、上記の占有ビット数が予め定められ
たしきい値を越えるとき、演算した上記の量子化幅をよ
り大きな値に変更する量子化幅変更手段を備えているこ
とを特徴としている。
【００５６】
【作用】上記の請求項１ないし４の発明の構成によれ
ば、画像情報に対応した情報が量子化手段によって量子
化され、その量子化結果が可変長符号化手段によって可
変長符号化され、その符号化データが一時記憶手段に蓄
積されるようになっている。この場合、上記可変長符号
化手段の符号化データ量は、上記可変長符号化手段の符
号化結果に基づいてこれから符号化しようとする情報の
量子化幅を演算し、その演算結果に応じて上記量子化手
段における量子化の量子化幅を調整する符号化データ量
制御手段によって制御される。そして、上記一時記憶手
段に蓄積された符号化データは、外部の装置の処理に適
したデータレートで外部へ転送されるようになってい
る。この際、発生する符号化データが一時記憶手段の記
憶容量を越える（オーバーフローが生じる）ことがな
く、また、外部へ転送する符号化データが一時記憶手段
内からなくなる（アンダーフローが生じる）ことがない
ように、一時記憶手段の占有ビット数（一時記憶手段に
蓄積されている符号化データ量）を調整する必要があ
る。
【００５７】そこで、請求項１の発明の構成では、符号
化データを復号する復号部側で除去できるようなダミー
データを発生するダミーデータ発生手段が具備されてお
り、切替手段によって、画像符号化装置の出力を、上記
一時記憶手段からの符号化データまたは上記ダミーデー
タ発生手段からのダミーデータの何れかに切り替えるこ
とができるようになっている。また、上記一時記憶手段
の占有ビット数が、監視制御手段によって監視されてお
り、上記の占有ビット数が予め定められたしきい値を越
えているとき、画像符号化装置の出力が上記一時記憶手
段からの符号化データとなり、上記の占有ビット数が上
記しきい値以下のとき、画像符号化装置の出力が上記ダ
ミーデータ発生手段からのダミーデータになるように、
上記切替手段の切り替え動作が監視制御手段によって制
御されるようになっている。
【００５８】したがって、一時記憶手段の占有ビット数
がしきい値より小さくなったとき、画像符号化装置から
は、一時記憶手段から読み出される符号化データに代わ
って、ダミーデータ発生手段からのダミーデータが出力
され、ダミーデータが出力されている間は、一時記憶手
段内の符号化データの転送が一時的に止まる。そして、
その間に、一時記憶手段の占有ビット数がしきい値を越
えれば、再び、一時記憶手段内の符号化データが一定の
データレートで出力される。このため、一時記憶手段内
の占有ビット数の下限を略しきい値に制限することがで
き、一時記憶手段のアンダーフローを防止することがで
きる。
【００５９】また、請求項２の発明の構成によれば、上
記請求項１の発明において、一時記憶手段の占有ビット
数がしきい値より小さくなり、一時記憶手段から読み出
される符号化データに代わって、ダミーデータ発生手段
からのダミーデータが出力されるようになったとき、監
視制御手段から符号化データ量制御手段へ切替信号が出
力される。そして、切替信号を入力した符号化データ量
制御手段は、上記の量子化幅を演算する際に用いる各種
パラメータを初期化するようになっている。
【００６０】したがって、請求項１の発明と同様に一時
記憶手段のアンダーフローを防止でき、且つ、実際の符
号化データに代わってダミーデータが出力されていると
きも、レート制御のために用いられる上記の各種パラメ
ータのバランスが保たれ、安定したレート制御が可能と
なり、画質の低下を抑制できる。
【００６１】また、請求項３の発明の構成によれば、符
号化データ量制御手段は、これから符号化しようとする
情報のフレーム毎のビット割り当てを演算して量子化幅
を決定するようになっている。この符号化データ量制御
手段は、演算した上記のビット割り当てを変更するビッ
ト割り当て変更手段を備えている。上記ビット割り当て
変更手段は、上記一時記憶手段の占有ビット数を監視
し、符号化前に演算したフレームに対するビット割り当
てと、上記のビット割り当てを演算したときの一時記憶
手段の占有ビット数との和が、予め定められたしきい値
を越えないように、演算した上記のビット割り当てを変
更するので、上記のフレームの情報が符号化されて一時
記憶手段に蓄えられても、そのときの一時記憶手段の占
有ビット数がしきい値を大きく上回ることはなく、上記
のしきい値を一時記憶手段の記憶容量より小さく設定す
れば、オーバーフローを防止できる。
【００６２】また、請求項４の発明の構成によれば、上
記請求項３の発明において、符号化データ量制御手段
は、演算した量子化幅を変更する量子化幅変更手段を備
えている。この量子化幅変更手段は、上記一時記憶手段
の占有ビット数を監視し、上記の占有ビット数が予め定
められたしきい値を越えるとき、演算した上記の量子化
幅をより大きな値に変更するので、上記請求項３の発明
よりも、一時記憶手段のオーバーフローを効果的に防止
することができる。
【００６３】
【実施例】
〔実施例１〕本発明の一実施例を、主に図１ないし図３
に基づいて、以下に詳細に説明する。
【００６４】本実施例に係る画像符号化装置は、従来技
術の問題点の１つであるバッファのアンダーフローを防
御するものであり、図１にその要部の構成を示す。
【００６５】同図に示すように、上記画像符号化装置
は、ブロック分割部１、動き補償フレーム間予測部２、
直交変換部３、量子化手段としての量子化部４、可変長
符号化手段としての可変長符号化部５、一時記憶手段と
してのバッファ６、逆量子化部７、逆直交変換部８、フ
レームメモリ９、ビット割り当て部１０、参照量子化幅
決定部１１、量子化幅決定部１２、減算器１３、２つの
入力端子を有する加算器１４、減算器１３のマイナス入
力端子への入力を切り替えるためのスイッチ１５、加算
器１４の一方の入力端子への入力を切り替えるためのス
イッチ１６、ダミーデータ発生手段としてのダミーデー
タ発生器１７、該画像符号化装置の出力をバッファ６の
出力とするかダミーデータ発生器１７の出力とするかを
切り替えるための切替手段としてのスイッチ１８、およ
び上記バッファ６の占有ビット数を監視しながら上記ス
イッチ１８の切り替えを制御する監視制御手段としての
コントローラ１９を備えている。
【００６６】上記画像符号化装置は、従来技術と同様
に、符号化しようとするフレームを、例えば１６×１６
画素のＭＢに分割し、ＭＢ毎にフレーム内符号化あるい
はフレーム間符号化を行うようになっており、フレーム
内符号化のみを行うフレーム（Ｉピクチャ）、時間的に
前のフレームからの予測符号化（フレーム間符号化）を
行うフレーム（Ｐピクチャ）、時間的に前と後のフレー
ムからの予測符号化（フレーム間符号化）を行うフレー
ム（Ｂピクチャ）が存在する。上記のフレーム内符号化
は、定められたフレーム間隔で行われる。本実施例で
は、１５フレーム毎にフレーム内符号化を行うものとす
る（即ち、ＧＯＰ内のピクチャ数Ｎを１５とする）が、
これに限定されるものではなく、ＧＯＰ内のピクチャ数
Ｎは設定によって可変である。
【００６７】図３に示すように、ＧＯＰの最初の画面
（フレーム）はＩピクチャであり、このＩピクチャから
定められたフレーム数Ｍだけ後のＰピクチャをフレーム
間予測し、上記ＩピクチャとＰピクチャとから、Ｉピク
チャとＰピクチャとの間のＢピクチャをフレーム間予測
するようになっている。また、Ｉピクチャからフレーム
間予測されたＰピクチャから、定められたフレーム数Ｍ
だけ後のＰピクチャをフレーム間予測し、上記の両Ｐピ
クチャから、それらの間のＢピクチャをフレーム間予測
するようになっている。このように、Ｐピクチャは一つ
前のＩピクチャまたはＰピクチャからフレーム間予測さ
れ、Ｂピクチャは、その前後のＩピクチャまたはＰピク
チャからフレーム間予測される。ピクチャ数ＮのＧＯＰ
の構成としては、ＧＯＰの最初のフレームがＩピクチ
ャ、ＧＯＰ内の（１＋ｎＭ）番目のフレームがＰピクチ
ャ（但し、１＋ｎＭ≦Ｎ，ｎは自然数）、ＧＯＰ内のそ
れ以外のフレームがＢピクチャとなる。本実施例では、
図３に示すように、ＩピクチャとＰピクチャとの間隔お
よびＰピクチャ同士の間隔Ｍを３とするが、これに限定
されるものではなく、Ｍを２としてもよく、または４以
上としてもよい。
【００６８】図１に示すように、上記ブロック分割部１
には原画像が入力されるようになっており、（原画像が
アナログ量の場合は、アナログ／ディジタル変換をおこ
なった後）、符号化しようとするフレームを、例えば１
６×１６画素のＭＢに分割し、そのＭＢを上記減算器１
３のプラス入力端子、動き補償フレーム間予測部２、お
よび量子化幅決定部１２にそれぞれ出力する。
【００６９】上記動き補償フレーム間予測部２は、現在
のフレームとそれより前のフレーム（例えば、１つ前の
フレーム）とを比較して、ＭＢの移動量（動きベクト
ル）を検出しながら、ＰピクチャまたはＢピクチャのＭ
Ｂを他のフレームから上述のようにして予測する。ただ
し、ＩピクチャのＭＢやフレーム内符号化の方が有利な
ＭＢでは予測を行わない。
【００７０】ブロック分割部１の出力がＩピクチャのＭ
Ｂやフレーム内符号化の方が有利なＭＢの場合、スイッ
チ１５が入力端子１５ｂ側に切り替えられ、減算器１３
からはＩピクチャのＭＢがそのまま直交変換部３へ入力
されるようになっている。
【００７１】一方、ブロック分割部１の出力がＰピクチ
ャまたはＢピクチャのＭＢの場合、スイッチ１５が入力
端子１５ａ側に切り替えられ、減算器１３のプラスおよ
びマイナスの入力端子には、それぞれブロック分割部１
からのＭＢと、動き補償フレーム間予測部２からの予測
ＭＢとが入力され、減算器１３から予測差分（予測誤
差）が直交変換部３へ出力されるようになっている。
【００７２】上記直交変換部３は、減算器１３からのデ
ータ（ＭＢ、または予測差分）を、２次元直交変換（離
散フーリエ変換、アダマール変換、離散コサイン変換
等）によって、符号化に適したデータに変換し、量子化
部４へ出力する。
【００７３】上記量子化部４は、量子化幅決定部１２で
求められた量子化幅によって、２次元直交変換の結果
（即ち、変換係数）を量子化し、可変長符号化部５およ
び逆量子化部７へそれぞれ出力する。
【００７４】上記可変長符号化部５は、量子化された変
換係数を可変長符号化し、バッファ６およびビット割り
当て部１０へ出力する。
【００７５】上記バッファ６は、可変長符号化部５から
の符号化データを一旦蓄積し、定められた一定のデータ
レートで符号化データを出力する。
【００７６】上記逆量子化部７は、量子化された変換係
数を逆量子化し、逆直交変換部８へ出力する。
【００７７】上記逆直交変換部８は、逆量子化された変
換係数を逆直交変換して、直交変換前の復元値（ＭＢ、
または予測差分）を求める。
【００７８】上記復元値が予測差分の場合、スイッチ１
６が入力端子１６ａ側に切り替えられ、加算器１４にお
いて、復元値としての予測差分と、動き補償フレーム間
予測部２から出力される予測ＭＢとが加算されてＭＢが
復元される。一方、上記復元値がフレーム内符号化され
たＭＢの場合、スイッチ１６が入力端子１６ｂ側に切り
替えられ、復元値がそのままフレームメモリ９へ出力さ
れる。
【００７９】上記フレームメモリ９は、上述のようにし
て復元されたＭＢから得た復元画像を蓄える。この復元
画像は、動き補償フレーム間予測部２において、フレー
ム間予測の参照画像として用いられる。
【００８０】上記ビット割り当て部１０、参照量子化幅
決定部１１、および量子化幅決定部１２は、符号化デー
タの発生量の制御を行う部分であり、図１３に示した従
来の画像符号化装置のビット割り当て部６４、参照量子
化幅決定部６５、および量子化幅決定部６６と同様の機
能、構成を有するものである。
【００８１】即ち、上記ビット割り当て部１０は、前フ
レームまでの符号化結果（可変長符号化部５から得られ
る発生ビット数、量子化幅決定部１２から得られる量子
化幅の平均値）と、与えられたデータレートとに基づい
て、これから符号化しようとするフレームに割り当てる
ビット数を決定する。具体的には、従来技術で示したよ
うに、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、およびＢピクチャのそ
れぞれの複雑度ＸI 、ＸP 、ＸB を前記の式（１）〜
（３）によって決定すると共に、Ｉピクチャ、Ｐピクチ
ャ、Ｂピクチャのそれぞれに対し、これから符号化しよ
うとする画像へのターゲットビット割り当てＴI 、
ＴP 、ＴB を前記の式（４）〜（６）の演算によって決
定する。尚、符号化の初期においては、上記の各複雑度
ＸI 、ＸP 、ＸB に対して、定められた初期値が設定さ
れる。
【００８２】上記参照量子化幅決定部１１は、可変長符
号化部５から得られる前ＭＢまでの発生ビット数と、上
記ビット割り当て部１０によって割り当てられたビット
数に基づいて、ＭＣ毎に直交変換係数の参照量子化幅を
決定する。例えば、Ｉピクチャの場合では、Ｉピクチャ
のｊ番目のＭＢにおける仮想バッファフルネスｄ
j Iを、前記の式（７）のように定めると共に、ＭＣ毎
に、参照量子化幅ｑj I を前記の式（８）の演算によっ
て決定する。また、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの場合に
も、Ｉピクチャの場合と同様の方法で、ｊ番目のＭＢの
参照量子化幅ｑj P 、ｑj B を決定する。尚、符号化の
初期においては、各ピクチャ（Ｉピクチャ、Ｐピクチ
ャ、Ｂピクチャ）の初期のバッファフルネスｄO I 、ｄ
O P 、ｄO B に対して、定められた初期値が設定され
る。
【００８３】上記量子化幅決定部１２は、ブロック分割
部１から得られるＭＢにおける絵柄の細やかさ示すアク
ティビティをＭＢ毎に計算し、このＭＢ毎のアクティビ
ティによって参照量子化幅を変化させ、量子化部４で用
いる量子化幅をＭＢ毎に決定する。例えば、Ｉピクチャ
の場合、Ｉピクチャのｊ番目のＭＢの量子化幅Ｑj Iを
前記の式（９）のように決定する。また、Ｐピクチャ、
Ｂピクチャの場合にも、Ｉピクチャの場合と同様の方法
で、ｊ番目のＭＢの量子化幅Ｑj P 、Ｑj B を決定す
る。尚、符号化の初期においては、前回符号化したフレ
ームのアクティビティの平均値ａｖｇに対して、定めら
れた初期値が設定される。
【００８４】尚、本実施例では、上記ビット割り当て部
１０、参照量子化幅決定部１１、および量子化幅決定部
１２によって請求項１に記載の符号化データ量制御手段
が構成されている。
【００８５】上記のダミーデータ発生器１７、スイッチ
１８、およびコントローラ１９は、本発明の目的の一つ
であるバッファ６のアンダーフローの防止を実現する部
分である。
【００８６】上記コントローラ１９は、バッファ６の占
有ビット数（画像符号化装置で各画像フレームの符号化
及び符号化データのバッファ６への蓄積が瞬時に終了し
た後、一定のデータレートで符号化データが出力される
とした場合、バッファ６に溜まっている符号化データの
ビット数）を監視し、占有ビット数が定められた値Ｔｈ
１を越える場合に、バッファ６の出力が画像符号化装置
の出力（符号化データ）となるように、スイッチ１８を
入力端子１８ａ側に切り替える一方、占有ビット数が定
められた値Ｔｈ１以下の場合に、ダミーデータ発生器１
７の出力が画像符号化装置の出力となるように、スイッ
チ１８を入力端子１８ｂ側に切り替える。
【００８７】上記ダミーデータ発生器１７は、図示しな
いデコード側で判別し除去できるようなダミーデータを
発生する。例えば、可変長符号表の中に「ダミーデータ
開始コード」及び「ダミーデータ終了コード」の可変長
符号を設けておき、スイッチ１８がダミーデータ発生器
１７側に切替えられた場合、ダミーデータ発生器１７
は、「ダミーデータ開始コード」に引き続いて任意のビ
ット列（ただしそのビット列が「ダミーデータ終了コー
ド」を形成しないようにする）を発生し、スイッチ１８
がバッファ６側に切替えられる直前に「ダミーデータ終
了コード」を発生するように動作するものとする。
【００８８】あるいは、複数ビットから成るダミーコー
ドを設定しておき、スイッチ１８がダミーデータ発生器
１７側に切替えられている間、ダミーデータ発生器１７
が、そのようなダミーコードを連続して発生するように
してもよい。
【００８９】あるいは、各フレームの先頭に（１枚の画
像の符号化データの先頭に）必ず「スタートコード」を
挿入するようにし、この「スタートコード」の直後に任
意の数の“０”の ビットを挿入できるような符号化方
式（即ち、画像符号化装置側においては、１枚の画像の
符号化データの先頭に必ず「スタートコード」を挿入
し、デコーダ側においては、「スタートコード」の直後
の“０”のビット（ビット列）を除去するような構成の
システム）の場合、コントローラ１９およびダミーデー
タ発生器１７の働きを次のようにしてもよい。すなわ
ち、コントローラ１９では、可変長符号化部５から「ス
タートコード」がバッファ６に入力されているかどうか
を調べ、「スタートコード」がバッファ６に入力されて
いる時に、バッファ６の占有ビット数を監視する。そし
てバッファ６の占有ビット数が定められた値Ｔｈ１以下
となり且つバッファ６から「スタートコード」が出力さ
れた時にスイッチ１８をダミーデータ発生器１７側に切
り替え、そうでない時にスイッチ１８をバッファ６側に
切り替える。そして、ダミーデータ発生器１７は、
“０”のビットを連続的に発生する。このようにすれ
ば、符号化データ中には「スタートコード」の直後に
“０”のビットが複数個連続するが、これはデコーダ側
で除去する事ができる。
【００９０】上記の構成において、画像符号化装置の動
作を以下に説明する。
【００９１】先ず、ブロック分割部１において、符号化
しようとするフレームがＭＢに分割され、このＭＢ毎
に、フレーム内符号化またはフレーム間符号化が行われ
る。フレーム内符号化の場合、ブロック分割部１からの
ＭＢが、直交変換部３によって２次元直交変換される一
方、フレーム間符号化の場合は、ブロック分割部１から
のＭＢと動き補償フレーム間予測部２からの予測ＭＢと
の差（予測差分）が直交変換部３によって２次元直交変
換される。
【００９２】次に、量子化部４において、上記直交変換
部３の２次元直交変換の結果（変換係数）が、量子化幅
決定部１２で求められた量子化幅によって量子化され
る。この後、可変長符号化部５において、量子化された
変換係数が可変長符号化され、符号化データが、一旦バ
ッファ６に蓄積される。
【００９３】コントローラ１９は、上記バッファ６の占
有ビット数を監視しており、バッファ６の占有ビット数
がしきい値Ｔｈ１を越えているときは、スイッチ１８の
コモン出力端子を入力端子１８ａ側に接続している。こ
の場合、バッファ６からは定められた一定のデータレー
トで符号化データが出力される。
【００９４】図２は、画像３（頻繁なシーンチェンジが
３０フレーム連続した後、通常の動画像に切り換わる画
像）を本実施例の画像符号化装置によって符号化した場
合の、バッファ６の占有ビット数を示したものである。
この例では、スイッチ１８を切り替えるしきい値Ｔｈ１
を、−１０5 ビットとしている。
【００９５】この場合、時間２７ぐらいに、バッファ６
の占有ビット数がしきい値Ｔｈ１以下となり、バッファ
６の占有ビット数を監視しているコントローラ１９によ
って、スイッチ１８がダミーデータ発生器１７側に切り
替えられる。したがって、画像符号化装置からは、バッ
ファ６から読み出される符号化データに代わって、ダミ
ーデータ発生器１７からのダミーデータが出力される。
スイッチ１８がダミーデータ発生器１７側に切り替わっ
ている間は、バッファ６内の符号化データの転送が一時
的に止まり、バッファ６の占有ビット数がしきい値Ｔｈ
１よりも小さくなることはない。
【００９６】スイッチ１８がダミーデータ発生器１７側
に切り替わっている間に、可変長符号化部５からの符号
化データがバッファ６に蓄積されて、バッファ６の占有
ビット数がしきい値Ｔｈ１を越えれば、コントローラ１
９によって、スイッチ１８がバッファ６側に切り替えら
れ、再び、バッファ６から一定のデータレートで符号化
データが出力されるようになる。
【００９７】以降も同様に、バッファ６の占有ビット数
がしきい値Ｔｈ１以下となれば、画像符号化装置の出力
がダミーデータ発生器１７のダミーデータとなり、バッ
ファ６の占有ビット数がしきい値Ｔｈ１を越えれば、バ
ッファ６から一定のデータレートで符号化データが出力
される。このため、バッファ６の占有ビット数の下限を
略しきい値Ｔｈ１に制限することができ、バッファ６の
アンダーフローを防御することができる。
【００９８】尚、上記のように占有ビット数に負の値を
許すことは、次のように占有ビット数の原点を定義する
ことに相当する。すなわち、初期状態において、バッフ
ァ６にデコーダ側で除去できるダミーデータを蓄えてお
き、その時の占有ビット数を０と定義する。一般に通常
の画像の場合にもレート制御（符号化データの発生量の
制御）は正確なものではなく多少の揺らぎが発生する
が、上記のしきい値Ｔｈ１を０設定すると、わずかにレ
ート制御が不正確な場合にも、スイッチ１８がダミーデ
ータ発生器１７側に切り替わり、符号化データにダミー
データが付加されてしまう。しきい値Ｔｈ１を負に設定
しているのは、このようなダミーデータの付加を避ける
ためである。
【００９９】尚、初期状態において、バッファ６に多量
のダミーデータを蓄えておき、占有ビット数が負の側に
大きな値となるように原点を設定しただけでは、発明が
解決しようとする課題で述べたアンダーフローの問題を
本質的に解決することはできない。なぜなら、例えば、
まっ黒な画像が長時間連続するようなシーケンスでは、
符号化データがほとんど発生しなくなるため、初期のバ
ッファ６に蓄えるダミーデータ量を非常に多くしなけば
ならない。このためにはバッファ６の容量を非常に大き
くしなければならず、ハードウエア規模が増大するとい
う点で問題がある。さらに、画像２（静止画像が３０フ
レーム連続した後、通常の動画像に切り換わる画像）や
上記画像３のようなシーケンスでは、アンダーフロー自
体は防止できても、その時に非常に画質が劣化するとい
う問題は解決できない。
【０１００】したがって、バッファ６の占有ビット数に
負の値を許すという操作は、通常のシーケンスにおける
レート制御のわずかな揺らぎを吸収し、本実施例のダミ
ーデータ発生器１７によるダミーデータの付加を不必要
に生じさせないためのものである。しかしながら、勿
論、しきい値Ｔｈ１を０としてもよいし正の値にしても
よい。特に、通常のシーケンスにおけるレート制御の揺
らぎが小さい場合には、しきい値Ｔｈ１を０としてもよ
いし正の値にしておいてもよい。
【０１０１】尚、本実施例の画像符号化装置によって、
静止画像や頻繁なシーンチェンジが複数フレーム連続す
ることのない通常の動画像（画像１）を符号化した場
合、バッファ６の占有ビット数が殆どしきい値Ｔｈ１以
下になることはなく、従来の画像符号化装置と同様に、
バッファ６の占有ビット数の経時変化は、図１４のよう
になる。
【０１０２】以上のように、本実施例の画像符号化装置
は、画像情報に対応した情報としての直交変換係数を量
子化する量子化手段としての量子化部４と、その量子化
結果を可変長符号化する可変長符号化手段としての可変
長符号化部５と、可変長符号化部５からの符号化データ
を一時的に記憶し、その記憶した符号化データを定めら
れたデータレートで外部へ転送する一時記憶手段として
のバッファ６と、可変長符号化部５の符号化結果に基づ
いて、これから符号化しようとする情報の量子化幅を演
算し、その演算結果に応じて量子化部４における量子化
の量子化幅を調整することによって、符号化データ量を
制御する符号化データ量制御手段（ビット割り当て部１
０、参照量子化幅決定部１１、および量子化幅決定部１
２）とを備えているものであって、さらに、上記符号化
データを復号する復号部側（デコード側）で除去できる
ようなダミーデータを発生するダミーデータ発生手段と
してのダミーデータ発生器１７と、画像符号化装置の出
力を、バッファ６からの符号化データまたはダミーデー
タ発生器１７からのダミーデータの何れかに切り替える
ための切替手段としてのスイッチ１８と、バッファ６の
占有ビット数を監視し、上記の占有ビット数が予め定め
られたしきい値Ｔｈ１を越えているとき、画像符号化装
置の出力がバッファ６からの符号化データとなり、上記
の占有ビット数が上記しきい値Ｔｈ１以下のとき、画像
符号化装置の出力がダミーデータ発生器１７からのダミ
ーデータになるように、スイッチ１８の切り替え動作を
制御する監視制御手段としてのコントローラ１９を備え
ている構成である。
【０１０３】これにより、バッファ６の占有ビット数が
しきい値Ｔｈ１より小さくなったとき、画像符号化装置
からは、バッファ６から読み出される符号化データに代
わって、ダミーデータ発生器１７からのダミーデータが
出力され、ダミーデータが出力されている間は、バッフ
ァ６内の符号化データの転送が一時的に止まるので、バ
ッファ６内の占有ビット数の下限を略しきい値Ｔｈ１に
制限することができ、バッファ６のアンダーフローを防
止できる。
【０１０４】〔実施例２〕次に、本発明のその他の実施
例について、主に図４および図５に基づいて、以下に詳
細に説明する。
【０１０５】本実施例は、前記実施例１と同じくバッフ
ァのアンダーフローを防御するものである。前記実施例
１によれば、画像符号化装置のバッファのアンダーフロ
ーを防止することができるが、実際の符号化データがあ
まり発生しないにもかかわらず、ダミーデータの挿入に
よってバッファに蓄積される符号化データを増加させる
ため、レート制御（符号化データの発生量の制御）に用
いる各種パラメータのバランスが崩れることがある。例
えば、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの複雑度Ｘ
I 、ＸP 、ＸB は、前回のＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂ
ピクチャの発生ビット数と平均量子化幅から計算される
ため、符号化データにダミーデータが挿入されると意味
のない値となってしまう。このため、図２に示した例で
は頻繁なシーンチェンジから通常の動画像になった直後
（時間３０の直後）もレート制御が不安定で、図１４に
示すような通常の状態に戻るのに時間がかかっている。
実際、画質の乱れも見られる。本実施例は、このような
問題を解決するためのものである。
【０１０６】図４に、本実施例に係る画像符号化装置の
要部の構成を示す。本実施例の画像符号化装置のブロッ
ク分割部１、動き補償フレーム間予測部２、直交変換部
３、量子化部４、可変長符号化部５、バッファ６、逆量
子化部７、逆直交変換部８、フレームメモリ９、減算器
１３、加算器１４、スイッチ１５、およびスイッチ１６
は、前記実施例１の画像符号化装置のものと同様の機
能、構成を有するので、前記実施例１と同一の参照番号
を付記し、それらの説明を省略する。
【０１０７】本実施例の画像符号化装置のビット割り当
て部２１０、参照量子化幅決定部２１１、量子化幅決定
部２１２、ダミーデータ発生手段としてのダミーデータ
発生器２１７、切替手段としてのスイッチ２１８、およ
び監視制御手段としてのコントローラ２１９は、本発明
の手法を用い、画像符号化装置のバッファ６のアンダー
フローを防止し、且つ、画質を良好に保つ機能を有する
部分である。
【０１０８】上記のビット割り当て部２１０、参照量子
化幅決定部２１１、量子化幅決定部２１２、ダミーデー
タ発生器２１７、スイッチ２１８、およびコントローラ
２１９は、基本的には、図１に示す前記実施例１のビッ
ト割り当て部１０、参照量子化幅決定部１１、量子化幅
決定部１２、ダミーデータ発生器１７、スイッチ１８、
およびコントローラ１９と同様の働きをするが、本実施
例では、さらに、以下に述べる動作が付加される。
【０１０９】即ち、上記コントローラ２１９は、スイッ
チ２１８をダミーデータ発生器２１７側に切り替えると
同時に、これを示す切替信号ａを、ビット割り当て部２
１０、参照量子化幅決定部２１１、および量子化幅決定
部２１２に送信するようになっている。
【０１１０】上記のビット割り当て部２１０、参照量子
化幅決定部２１１、量子化幅決定部２１２では、コント
ローラ２１９から切替信号ａが入力されると、レート制
御に用いるパラメータを初期化するようになっている。
即ち、ビット割り当て部２１０は、切替信号ａが入力さ
れると、各ピクチャ（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピク
チャ）の複雑度ＸI 、ＸP 、ＸB を初期化する（初期値
に設定する）。また、参照量子化幅決定部２１１は、切
替信号ａが入力されると、各ピクチャ（Ｉピクチャ、Ｐ
ピクチャ、Ｂピクチャ）の初期のバッファフルネスｄO
I 、ｄO P 、ｄO B を初期化する（初期値に設定す
る）。また、量子化幅決定部２１２は、切替信号ａが入
力されると、前フレームのアクティビティの平均値ａｖ
ｇを初期化する（初期値に設定する）。
【０１１１】尚、本実施例では、上記ビット割り当て部
２１０、参照量子化幅決定部２１１、および量子化幅決
定部２１２によって請求項２に記載の符号化データ量制
御手段が構成されている。
【０１１２】上記の構成において、本実施例の画像符号
化装置の動作を以下に説明する。
【０１１３】前記実施例１と同様に、コントローラ２１
９は、バッファ６の占有ビット数を監視し、バッファ６
の占有ビット数がしきい値Ｔｈ１を越えるか否かを判断
する。バッファ６の占有ビット数がしきい値Ｔｈ１を越
えている場合は、コントローラ２１９により、スイッチ
２１８がバッファ６側に切り替えられており、バッファ
６からは、定められた一定のデータレートで符号化デー
タが出力される。
【０１１４】図５は、画像３（頻繁なシーンチェンジが
３０フレーム連続した後、通常の動画像に切り換わる画
像）を本実施例の画像符号化装置によって符号化した場
合の、バッファ６の占有ビット数を示したものである。
この例の場合も、スイッチ２１８を切り替えるしきい値
Ｔｈ１を−１０5 ビットとする。
【０１１５】この場合、時間２７ぐらいに、バッファ６
の占有ビット数がしきい値Ｔｈ１以下となり、バッファ
６の占有ビット数を監視しているコントローラ２１９に
よって、スイッチ２１８がダミーデータ発生器２１７側
に切り替えられると共に、これと同時に、コントローラ
２１９からビット割り当て部２１０、参照量子化幅決定
部２１１、および量子化幅決定部２１２へ切替信号ａが
出力される。
【０１１６】したがって、画像符号化装置からは、バッ
ファ６から読み出される符号化データに代わって、ダミ
ーデータ発生器２１７からのダミーデータが出力され、
ダミーデータが出力されている間は、バッファ６内の符
号化データの転送が一時的に止まり、バッファ６の占有
ビット数がしきい値Ｔｈ１よりも少なくなることはな
い。また、ダミーデータの出力が開始されたとき、ビッ
ト割り当て部２１０、参照量子化幅決定部２１１、量子
化幅決定部２１２では、レート制御に用いるパラメータ
を初期化するので、上記のように符号化データ中にダミ
ーデータが挿入されたときも、量子化幅の演算に用いら
れるレート制御のためのパラメータのバランスが保たれ
る。
【０１１７】そして、スイッチ２１８がダミーデータ発
生器２１７側に切り替わっている間に、可変長符号化部
５からの符号化データがバッファ６に蓄積されて、バッ
ファ６の占有ビット数がしきい値Ｔｈ１を越えれば、コ
ントローラ２１９によって、スイッチ２１８がバッファ
６側に切り替えられ、再び、バッファ６から一定のデー
タレートで符号化データが出力されるようになる。
【０１１８】以降も同様に、バッファ６の占有ビット数
がしきい値Ｔｈ１以下となれば、バッファ６に蓄積され
ている符号化データの転送が一時的にストップし、代わ
りにダミーデータが出力されると共に、レート制御のた
めに用いられるパラメータが初期化され、その後、バッ
ファ６の占有ビット数がしきい値Ｔｈ１を越えれば、バ
ッファ６から一定のデータレートで符号化データが出力
される。このため、バッファ６の占有ビット数の下限を
略しきい値Ｔｈ１に制限することができ、バッファ６の
アンダーフローを防御することができると共に、ダミー
データ挿入中におけるレート制御のパラメータのバラン
スが保たれる。
【０１１９】図５から、バッファ６のアンダーフローが
防止され、且つ、画像が通常の動画像に切り替わった直
後から正常なレート制御がなされていることがわかる。
即ち、前記実施例１では、図２に示すように、時間３０
の後も繰り返しバッファ６の占有ビット数がしきい値Ｔ
ｈ１以下になり、本発明によるダミーデータの挿入が行
なわれているが、本実施例では、図５に示すように、時
間３０の直後からグラフの形が通常の動画の場合（図１
４）と略同様になり、正常な状態に戻っている。
【０１２０】以上のように、本実施例の画像符号化装置
は、前記実施例１の画像符号化装置と同様に、符号化デ
ータを復号する復号部側（デコード側）で除去できるよ
うなダミーデータを発生するダミーデータ発生手段とし
てのダミーデータ発生器２１７と、画像符号化装置の出
力を、バッファ６からの符号化データまたはダミーデー
タ発生器２１７からのダミーデータの何れかに切り替え
るための切替手段としてのスイッチ２１８と、バッファ
６の占有ビット数を監視し、上記の占有ビット数が予め
定められたしきい値Ｔｈ１を越えているとき、画像符号
化装置の出力がバッファ６からの符号化データとなり、
上記の占有ビット数が上記しきい値Ｔｈ１以下のとき、
画像符号化装置の出力がダミーデータ発生器２１７から
のダミーデータになるように、スイッチ２１８の切り替
え動作を制御する監視制御手段としてのコントローラ２
１９を備えており、さらに、上記コントローラ２１９
が、バッファ６の占有ビット数が上記しきい値Ｔｈ１以
下になったときに、符号化データ量制御手段としてのビ
ット割り当て部２１０、参照量子化幅決定部２１１、お
よび量子化幅決定部２１２に切替信号ａを出力し、そし
て、上記ビット割り当て部２１０、参照量子化幅決定部
２１１、および量子化幅決定部２１２が、上記切替信号
ａを入力したとき、レート制御のための各種パラメータ
（量子化幅を演算する際に用いる各種パラメータ）を初
期化するようになっている構成である。
【０１２１】これにより、前記実施例１と同様にバッフ
ァ６のアンダーフローを防止できると共に、実際の符号
化データに代わってダミーデータが出力されているとき
も、レート制御のために用いられる各種パラメータのバ
ランスが保たれ、安定したレート制御が可能となり、良
好な画質で画像情報を符号化することができる。
【０１２２】〔実施例３〕本発明のさらにその他の実施
例を、主に図６および図７に基づいて、以下に詳細に説
明する。
【０１２３】本実施例に係る画像符号化装置は、従来技
術の問題点の１つであるバッファのオーバーフローを防
御するものであり、図６にその要部の構成を示す。
【０１２４】本実施例の画像符号化装置のブロック分割
部１、動き補償フレーム間予測部２、直交変換部３、量
子化部４、可変長符号化部５、バッファ６、逆量子化部
７、逆直交変換部８、フレームメモリ９、ビット割り当
て部１０、参照量子化幅決定部１１、量子化幅決定部１
２、減算器１３、加算器１４、スイッチ１５、およびス
イッチ１６は、前記実施例１の画像符号化装置のものと
同様の機能、構成を有するので、前記実施例１と同一の
参照番号を付記し、それらの説明を省略する。
【０１２５】本実施例の画像符号化装置は、バッファの
オーバーフローを防止するために、ビット割り当て変更
手段としてのビット割り当て変更部３０１を備えてい
る。このビット割り当て変更部３０１は、ビット割り当
て部１０からビット割り当てＴI （Ｉピクチャの場
合）、ＴP （Ｐピクチャの場合）、またはＴB （Ｂピク
チャの場合）が入力されたとき、バッファ６の占有ビッ
ト数を調べ、このバッファ６の占有ビット数と、これか
ら符号化しようとするフレームに対するビット割り当て
ＴI 、ＴP 、またはＴB との和が、予め定められた一定
値を越えないように、ビット割り当てを変更する機能を
有する。
【０１２６】即ち、上記ビット割り当て変更部３０１
は、上記ビット割り当て部１０からフレームに対するビ
ット割り当てＴI （Ｉピクチャの場合）、ＴP （Ｐピク
チャの場合）、ＴB （Ｂピクチャの場合）が入力された
とき、次式（１１）〜（１３）の条件を満たすかどうか
を調べる。
【０１２７】 ＢＯ＋ＴI ＞ ＴｈＩ ・・・（１１） （Ｉピクチ
ャの場合） ＢＯ＋ＴP ＞ ＴｈＰ ・・・（１２） （Ｐピクチ
ャの場合） ＢＯ＋ＴB ＞ ＴｈＢ ・・・（１３） （Ｂピクチ
ャの場合） 尚、上式（１１）〜（１３）において、ＢＯはバッファ
６の占有ビット数であり、ＴｈＩ、ＴｈＰ、およびＴｈ
Ｂは各ピクチャ毎に定められたしきい値である。
【０１２８】そして、上記ビット割り当て変更部３０１
は、上式（１１）〜（１３）の条件が満たされていない
ときは、ビット割り当ての値をそのまま出力する一方、
上式（１１）〜（１３）の条件が満たされているとき
は、ビット割り当てＴI （Ｉピクチャの場合）、Ｔ
P （Ｐピクチャの場合）、ＴB （Ｂピクチャの場合）の
値を、次式（１４）〜（１６）のように変更する。
【０１２９】 ＴI ＝ ＴｈＩ−ＢＯ ・・・（１４） （Ｉピク
チャの場合） ＴP ＝ ＴｈＰ−ＢＯ ・・・（１５） （Ｐピク
チャの場合） ＴB ＝ ＴｈＢ−ＢＯ ・・・（１６） （Ｂピク
チャの場合） 上記の構成において、本実施例の画像符号化装置の動作
を以下に説明する。
【０１３０】１フレームの符号化が終了する毎に、ビッ
ト割り当て部１０では、前フレームまでの符号化結果
（可変長符号化部５から得られる発生ビット数、量子化
幅決定部１２から得られる量子化幅の平均値）に基づい
て、これから符号化しようとするフレームに割り当てる
ビット数、即ち、ビット割り当てＴI （Ｉピクチャの場
合）、ＴP （Ｐピクチャの場合）、ＴB （Ｂピクチャの
場合）を演算し、その演算結果をビット割り当て変更部
３０１に出力する。
【０１３１】上記ビット割り当て変更部３０１では、ビ
ット割り当てが入力されたとき、上式（１１）〜（１
３）の条件を満たすかどうかを調べ、上記の条件が満た
されていないときはビット割り当ての値をそのまま参照
量子化幅決定部１１へ出力し、上記の条件が満たされて
いるときはビット割り当ての値を上式（１４）〜（１
６）のように変更し、変更後のビット割り当てを参照量
子化幅決定部１１へ出力する。
【０１３２】図７は、画像２（静止画像が３０フレーム
連続した後、通常の動画像に切り換わる画像）を本実施
例の画像符号化装置によって符号化した場合の、バッフ
ァ６の占有ビット数を示したものである。この例では、
しきい値ＴｈＩ、ＴｈＰ、ＴｈＢを全て８×１０5 に設
定している。
【０１３３】この場合、時間１５において、静止画像中
に新しいＧＯＰが始まってＩピクチャがあらわれること
になるため、ビット割り当て部１０において演算される
ビット割り当てＴI が異常に大きくなり、ＢＯ＋ＴI が
しきい値ＴｈＩを越え、上式（１１）の条件が満たされ
ることになる。このため、ビット割り当て変更部３０１
は、ＢＯ＋ＴI がしきい値ＴｈＩを越えないように、ビ
ット割り当てを上式（１４）のように変更する。したが
って、上記の時間１５にあらわれるＩピクチャが符号化
されてバッファ６に蓄えられても、バッファ６の占有ビ
ット数がしきい値ＴｈＩを大きく上回ることはなく、オ
ーバーフローが防止される。
【０１３４】また、上記の時間１５にあらわれるＩピク
チャにおいて大量の符号化データが発生するのが抑えら
れるので、ＧＯＰ中の残りビット数も確保でき、ＧＯＰ
中のその後のフレームにも通常通りのビット数が割り当
てられるので、画質の低下も抑制できる。
【０１３５】図７と図１５の画像２に対するグラフ（実
線）とを比較すれば、本実施例のオーバーフロー防止効
果が一目瞭然である。
【０１３６】以上のように、本実施例の画像符号化装置
は、バッファ６の占有ビット数を監視し、符号化前に演
算したフレームに対するビット割り当てと、ビット割り
当てを演算したときのバッファ６の占有ビット数との和
が、予め定められたしきい値ＴｈＩ、ＴｈＰ、またはＴ
ｈＢを越えるとき、それらの和が上記しきい値を越えな
いように、演算した上記のビット割り当てを変更するビ
ット割り当て変更手段としてのビット割り当て変更部３
０１を備えている構成である。
【０１３７】それゆえ、上記フレームの情報が符号化さ
れてバッファ６に蓄えられても、そのときのバッファ６
の占有ビット数がしきい値を大きく上回ることはなく、
上記のしきい値をバッファ６の記憶容量より小さく設定
すれば、オーバーフローを防止できる。
【０１３８】〔実施例４〕本発明のさらにその他の実施
例を、主に図８ないし図１０に基づいて、以下に詳細に
説明する。
【０１３９】本実施例も前記実施例３と同様にバッファ
のオーバーフローを防御するものであるが、本実施例
は、前記実施例３のオーバーフロー防止効果をさらに高
めるためのものである。
【０１４０】図８に、本実施例に係る画像符号化装置の
要部の構成を示す。本実施例の画像符号化装置のブロッ
ク分割部１、動き補償フレーム間予測部２、直交変換部
３、量子化部４、可変長符号化部５、バッファ６、逆量
子化部７、逆直交変換部８、フレームメモリ９、ビット
割り当て部１０、参照量子化幅決定部１１、量子化幅決
定部１２、減算器１３、加算器１４、スイッチ１５、ス
イッチ１６、およびビット割り当て変更部３０１は、前
記実施例３の画像符号化装置のものと同様の機能、構成
を有するので、前記実施例３と同一の参照番号を付記
し、それらの説明を省略する。
【０１４１】本実施例の画像符号化装置は、バッファ６
のオーバーフローを効果的に防止するために、量子化幅
変更手段としての量子化幅変更部４０１を備えている。
この量子化幅変更部４０１は、量子化幅決定部１２から
量子化幅のデータが入力されたとき、バッファ６の占有
ビット数を調べ、そのバッファ６の占有ビット数が予め
定められた値を越えるときに、量子化幅決定部１２で決
定された量子化幅をより大きな値に変更する機能を有す
る。
【０１４２】即ち、上記量子化幅変更部４０１は、量子
化幅決定部１２で決定された各ピクチャのｊ番目のＭＢ
の量子化幅Ｑj I 、Ｑj P 、Ｑj B に、次式（１７）ま
たは（１８）に示す値αを乗じることによって、上記量
子化幅を変更するものである。
【０１４３】 α ＝ １＋ｋ（ＢＯ−Ｃ） （ＢＯ ＞ Ｃ の時） ・・・（１７） α ＝ １ （ＢＯ ≦ Ｃ の時） ・・・（１８） 上式（１７）において、ｋおよびＣは定数（ｋ＞０，Ｃ
＞０）である。図９に、αと占有ビット数ＢＯの関係を
しめす。αは、この例のように、ＢＯがＣより大きいと
きに直線的に増加するものであってもよいが、これに限
定されるものではなく、例えば、ＢＯがＣ以下のときは
ＢＯの増加に伴って徐々に１より大きくなり、ＢＯがＣ
を越えたときに急速に１より大きくなるような曲線であ
ってもよい。
【０１４４】上記の構成において、本実施例の画像符号
化装置の動作を以下に説明する。
【０１４５】前記実施例３と同様に、上記ビット割り当
て変更部３０１では、ビット割り当て部１０で演算され
たビット割り当てＴI 、ＴP 、またはＴB が入力された
とき、バッファ６の占有ビット数と、ビット割り当てＴ
I 、ＴP 、またはＴB との和が、予め定められた一定値
を越えないように、上記のビット割り当ての値が変更さ
れる。
【０１４６】この後、参照量子化幅決定部１１および量
子化幅決定部１２において、上記のビット割り当て変更
部３０１からのビット割り当ての値およびＭＢ毎のアク
ティビティに基づいて、ＭＢ毎に量子化幅が演算され、
その演算結果が上記量子化幅変更部４０１に出力され
る。
【０１４７】上記量子化幅変更部４０１では、量子化幅
決定部１２から量子化幅のデータが入力される毎に、バ
ッファ６の占有ビット数ＢＯを調べ、そのバッファ６の
占有ビット数ＢＯがしきい値Ｃを越えるときに、上式
（１７）の演算により得られるαを量子化幅に乗じて量
子化幅を大きくする。
【０１４８】図１０は、画像２（静止画像が３０フレー
ム連続した後、通常の動画像に切り換わる画像）を本実
施例の画像符号化装置によって符号化した場合の、バッ
ファ６の占有ビット数を示したものである。この例で
は、ｋ＝３．１×１０-4、Ｃ＝８×１０5 とし、また、
ＴｈＩ、ＴｈＰ、およびＴｈＢを全て８×１０5 とし
た。同図から、バッファ６のオーバーフローが、前記実
施例３よりもいっそう効率的に防止されていることがわ
かる。
【０１４９】以上のように、本実施例の画像符号化装置
は、前記実施例１の構成において、さらに、バッファ６
の占有ビット数ＢＯを監視し、上記の占有ビット数ＢＯ
が予め定められたしきい値Ｃを越えるとき、量子化幅決
定部１２で演算した量子化幅に上記のαを乗じてより大
きな値に変更する量子化幅変更手段としての量子化幅変
更部４０１を備えている構成である。
【０１５０】それゆえ、前記実施例３のようにビット割
り当てが変更されるだけでなく、バッファ６の占有ビッ
ト数ＢＯがしきい値Ｃを越えるとき、量子化幅がより大
きな値に変更されるので、前記実施例３のときよりも、
バッファ６のオーバーフローを効果的に防止することが
できる。
【０１５１】尚、本実施例では、αを乗じることで量子
化幅を大きくしたが、これに限定されるものではなく、
例えば、ある値を加えるとか、ｆ（Ｑ）＞Ｑとなる関数
ｆ（Ｑ）（Ｑは量子化幅）を変更後の量子化幅とするな
どの方法によって量子化幅を大きくしてもよい。勿論、
これらの量子化幅増大の処理は、ＢＯ＞Ｃの場合につい
て行うものである。
【０１５２】以上に説明した実施例１ないし４では、直
交変換、動き補償フレーム間予測等の技術による符号化
方式を用いたが、本発明は上記以外の技術を用いた符号
化方式にも適用できる。
【０１５３】また、上記の実施例１ないし４に述べた方
式の全て又は一部を同時に用いてバッファのアンダーフ
ローやオーバーフローを防止するようにすることもでき
る。例えば図１１は、上記の実施例１ないし４で述べた
方式の全てを含む符号化方式の例を示すブロック図であ
る。この画像符号化装置の各部の機能、構成は、実施例
１ないし４の画像符号化装置のものと同様であり、実施
例１ないし４と同一の参照番号を付記し、それらの説明
を省略する。
【０１５４】図１２中の実線は画像２を、そして、同図
中の破線は画像３をそれぞれ図１１の画像符号化装置に
よって符号化した場合の、バッファ６の占有ビット数を
示したものである。尚、ここでは、コントローラ２１９
がスイッチ２１８を切り替えるしきい値Ｔｈ１を−１０
5 ビット、フレーム毎のビット割り当てを変更するとき
の基準となる各ピクチャのしきい値ＴｈＩ、ＴｈＰ、お
よびＴｈＢを全て８×１０5 とし、上式（１７）中の定
数ｋを３．１×１０-4、Ｃを８×１０5 とした。同図か
ら、バッファ６のアンダーフローおよびオーバーフロー
がともに効率的に防止されていることがわかる。
【０１５５】
【発明の効果】請求項１の発明に係る画像符号化装置
は、以上のように、符号化データを復号する復号部側で
除去できるようなダミーデータを発生するダミーデータ
発生手段と、画像符号化装置の出力を、一時記憶手段か
らの符号化データまたは上記ダミーデータ発生手段から
のダミーデータの何れかに切り替えるための切替手段
と、上記一時記憶手段の占有ビット数を監視し、上記の
占有ビット数が予め定められたしきい値を越えていると
き、画像符号化装置の出力が上記一時記憶手段からの符
号化データとなり、上記の占有ビット数が上記しきい値
以下のとき、画像符号化装置の出力が上記ダミーデータ
発生手段からのダミーデータになるように、上記切替手
段の切り替え動作を制御する監視制御手段とを備えてい
る構成である。
【０１５６】それゆえ、一時記憶手段の占有ビット数が
しきい値より小さくなったとき、画像符号化装置から
は、一時記憶手段から読み出される符号化データに代わ
って、ダミーデータ発生手段からのダミーデータが出力
され、ダミーデータが出力されている間は、一時記憶手
段内の符号化データの転送が一時的に止まるので、一時
記憶手段内の占有ビット数の下限を略しきい値に制限す
ることができ、一時記憶手段のアンダーフローを防止す
ることができるという効果を奏する。
【０１５７】請求項２の発明に係る画像符号化装置は、
以上のように、請求項１の発明の構成において、上記監
視制御手段が、上記一時記憶手段の占有ビット数が上記
しきい値以下になったときに、符号化データ量制御手段
に切替信号を出力し、また、上記符号化データ量制御手
段が、上記切替信号を入力したとき、量子化幅を演算す
る際に用いる各種パラメータを初期化するようになって
いる構成である。
【０１５８】それゆえ、請求項１の発明と同様に一時記
憶手段のアンダーフローを防止できると共に、実際の符
号化データに代わってダミーデータが出力されていると
きも、レート制御のために用いられる上記の各種パラメ
ータのバランスが保たれ、安定したレート制御が可能と
なり、良好な画質で画像情報を符号化することができる
という効果を併せて奏する。
【０１５９】請求項３の発明に係る画像符号化装置は、
以上のように、これから符号化しようとする情報のフレ
ーム毎のビット割り当てを演算し、その演算結果から量
子化幅を演算し、その演算結果に応じて量子化手段にお
ける量子化の量子化幅を調整することによって符号化デ
ータ量を制御する符号化データ量制御手段が、一時記憶
手段の占有ビット数を監視し、符号化前に演算したフレ
ームに対するビット割り当てと、ビット割り当てを演算
したときの一時記憶手段の占有ビット数との和が、予め
定められたしきい値を越えるとき、それらの和が上記し
きい値を越えないように、演算した上記のビット割り当
てを変更するビット割り当て変更手段を備えている構成
である。
【０１６０】それゆえ、フレームの情報が符号化されて
一時記憶手段に蓄えられても、そのときの一時記憶手段
の占有ビット数がしきい値を大きく上回ることはなく、
上記のしきい値を一時記憶手段の記憶容量より小さく設
定すれば、オーバーフローを防止できるという効果を奏
する。
【０１６１】請求項４の発明に係る画像符号化装置は、
以上のように、上記請求項３の発明の構成において、上
記符号化データ量制御手段が、さらに、上記一時記憶手
段の占有ビット数を監視し、上記の占有ビット数が予め
定められたしきい値を越えるとき、演算した上記の量子
化幅をより大きな値に変更する量子化幅変更手段を備え
ている構成である。
【０１６２】それゆえ、請求項３の発明のようにビット
割り当てが変更されるだけでなく、一時記憶手段の占有
ビット数が予め定められたしきい値を越えるとき、量子
化幅がより大きな値に変更されるので、上記請求項３の
発明よりも、一時記憶手段のオーバーフローを効果的に
防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例（実施例１）を示すものであ
り、画像符号化装置の要部の構成を示すブロック図であ
る。
【図２】頻繁なシーンチェンジが３０フレーム連続した
後に通常の動画像に切り換わるような画像（画像３）に
対応する情報を、上記画像符号化装置によって符号化し
た場合における、バッファの占有ビット数の経時変化を
示すグラフである。
【図３】ＧＯＰの構成およびフレーム間予測方法を説明
するための説明図である。
【図４】本発明のその他の実施例（実施例２）を示すも
のであり、画像符号化装置の要部の構成を示すブロック
図である。
【図５】上記画像３に対応する情報を、上記画像符号化
装置によって符号化した場合における、バッファの占有
ビット数の経時変化を示すグラフである。
【図６】本発明のさらにその他の実施例（実施例３）を
示すものであり、画像符号化装置の要部の構成を示すブ
ロック図である。
【図７】静止画像が３０フレーム連続した後に通常の動
画像に切り換わる画像（画像２）に対応する情報を、上
記画像符号化装置によって符号化した場合における、バ
ッファの占有ビット数の経時変化を示すグラフである。
【図８】本発明のさらにその他の実施例（実施例４）を
示すものであり、画像符号化装置の要部の構成を示すブ
ロック図である。
【図９】上記画像符号化装置に用いられる量子化幅を変
更するために量子化幅に乗じられる値αとバッファの占
有ビット数ＢＯとの関係を示すグラフである。
【図１０】上記画像２に対応する情報を、上記画像符号
化装置によって符号化した場合における、バッファの占
有ビット数の経時変化を示すグラフである。
【図１１】本発明のさらにその他の実施例を示すもので
あり、上記実施例１ないし４の全ての手法を含む画像符
号化装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図１２】上記画像２および上記画像３に対応する情報
を、それぞれ上記画像符号化装置によって符号化した場
合における、バッファの占有ビット数の経時変化を示す
グラフである。
【図１３】従来の画像符号化装置の要部の構成を示すブ
ロック図である。
【図１４】代表的な動画像を、上記の本発明の画像符号
化装置または上記従来の画像符号化装置によって符号化
した場合における、バッファの占有ビット数の経時変化
を示すグラフである。
【図１５】上記画像２および上記画像３に対応する情報
を、それぞれ上記従来の画像符号化装置によって符号化
した場合における、バッファの占有ビット数の経時変化
を示すグラフである。
【符号の説明】
１ ブロック分割部 ２ 動き補償フレーム間予測部 ３ 直交変換部 ４ 量子化部（量子化手段） ５ 可変長符号化部（可変長符号化手段） ６ バッファ（一時記憶手段） ７ 逆量子化部 ８ 逆直交変換部 ９ フレームメモリ １０ ビット割り当て部（符号化データ量制御手段） １１ 参照量子化幅決定部（符号化データ量制御手
段） １２ 量子化幅決定部（符号化データ量制御手段） １７ ダミーデータ発生器（ダミーデータ発生手段） １８ スイッチ（切替手段） １９ コントローラ（監視制御手段） ２１０ ビット割り当て部（符号化データ量制御手
段） ２１１ 参照量子化幅決定部（符号化データ量制御手
段） ２１２ 量子化幅決定部（符号化データ量制御手段） ３０１ ビット割り当て変更部（ビット割り当て変更
手段） ４０１ 量子化幅変更部（量子化幅変更手段）

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】画像情報に対応した情報を量子化する量子
    化手段と、 上記量子化手段の量子化結果を可変長符号化する可変長
    符号化手段と、 上記可変長符号化手段からの符号化データを一時的に記
    憶し、その記憶した符号化データを定められたデータレ
    ートで外部へ転送する一時記憶手段と、 上記可変長符号化手段の符号化結果に基づいて、これか
    ら符号化しようとする情報の量子化幅を演算し、その演
    算結果に応じて上記量子化手段における量子化の量子化
    幅を調整することによって、可変長符号化手段の符号化
    データ量を制御する符号化データ量制御手段とを備えて
    いる画像符号化装置において、 上記符号化データを復号する復号部側で除去できるよう
    なダミーデータを発生するダミーデータ発生手段と、 画像符号化装置の出力を、上記一時記憶手段からの符号
    化データまたは上記ダミーデータ発生手段からのダミー
    データの何れかに切り替えるための切替手段と、 上記一時記憶手段の占有ビット数を監視し、上記の占有
    ビット数が予め定められたしきい値を越えているとき、
    画像符号化装置の出力が上記一時記憶手段からの符号化
    データとなり、上記の占有ビット数が上記しきい値以下
    のとき、画像符号化装置の出力が上記ダミーデータ発生
    手段からのダミーデータになるように、上記切替手段の
    切り替え動作を制御する監視制御手段とを備えているこ
    とを特徴とする画像符号化装置。
  2. 【請求項２】画像情報に対応した情報を量子化する量子
    化手段と、 上記量子化手段の量子化結果を可変長符号化する可変長
    符号化手段と、 上記可変長符号化手段からの符号化データを一時的に記
    憶し、その記憶した符号化データを定められたデータレ
    ートで外部へ転送する一時記憶手段と、 上記可変長符号化手段の符号化結果に基づいて、これか
    ら符号化しようとする情報の量子化幅を演算し、その演
    算結果に応じて上記量子化手段における量子化の量子化
    幅を調整することによって、可変長符号化手段の符号化
    データ量を制御する符号化データ量制御手段とを備えて
    いる画像符号化装置において、 上記符号化データを復号する復号部側で除去できるよう
    なダミーデータを発生するダミーデータ発生手段と、 画像符号化装置の出力を、上記一時記憶手段からの符号
    化データまたは上記ダミーデータ発生手段からのダミー
    データの何れかに切り替えるための切替手段と、 上記一時記憶手段の占有ビット数を監視し、上記の占有
    ビット数が予め定められたしきい値を越えているとき、
    画像符号化装置の出力が上記一時記憶手段からの符号化
    データとなる一方、上記の占有ビット数が上記しきい値
    以下のとき、画像符号化装置の出力が上記ダミーデータ
    発生手段からのダミーデータになるように、上記切替手
    段の切り替え動作を制御すると共に、上記の占有ビット
    数が上記しきい値以下になったときに、上記符号化デー
    タ量制御手段に切替信号を出力する監視制御手段とを備
    え、 上記符号化データ量制御手段は、上記切替信号を入力し
    たとき、上記の量子化幅を演算する際に用いる各種パラ
    メータを初期化するようになっていることを特徴とする
    画像符号化装置。
  3. 【請求項３】画像情報に対応した情報を量子化する量子
    化手段と、 上記量子化手段の量子化結果を可変長符号化する可変長
    符号化手段と、 上記可変長符号化手段からの符号化データを一時的に記
    憶し、その記憶した符号化データを定められたデータレ
    ートで外部へ転送する一時記憶手段と、 上記可変長符号化手段の符号化結果に基づいてこれから
    符号化しようとする情報のフレーム毎のビット割り当て
    を演算し、その演算結果から量子化幅を演算し、その演
    算結果に応じて上記量子化手段における量子化の量子化
    幅を調整することによって、可変長符号化手段の符号化
    データ量を制御する符号化データ量制御手段とを備えて
    いる画像符号化装置において、 上記符号化データ量制御手段は、上記一時記憶手段の占
    有ビット数を監視し、符号化前に演算したフレームに対
    するビット割り当てと、上記のビット割り当てを演算し
    たときの一時記憶手段の占有ビット数との和が、予め定
    められたしきい値を越えるとき、それらの和が上記しき
    い値を越えないように、演算した上記のビット割り当て
    を変更するビット割り当て変更手段を備えていることを
    特徴とする画像符号化装置。
  4. 【請求項４】画像情報に対応した情報を量子化する量子
    化手段と、 上記量子化手段の量子化結果を可変長符号化する可変長
    符号化手段と、 上記可変長符号化手段からの符号化データを一時的に記
    憶し、その記憶した符号化データを定められたデータレ
    ートで外部へ転送する一時記憶手段と、 上記可変長符号化手段の符号化結果に基づいてこれから
    符号化しようとする情報のフレーム毎のビット割り当て
    を演算し、その演算結果から量子化幅を演算し、その演
    算結果に応じて上記量子化手段における量子化の量子化
    幅を調整することによって、可変長符号化手段の符号化
    データ量を制御する符号化データ量制御手段とを備えて
    いる画像符号化装置において、 上記符号化データ量制御手段は、 上記一時記憶手段の占有ビット数を監視し、符号化前に
    演算したフレームに対するビット割り当てと、上記のビ
    ット割り当てを演算したときの一時記憶手段の占有ビッ
    ト数との和が、予め定められたしきい値を越えるとき、
    それらの和が上記しきい値を越えないように、演算した
    上記のビット割り当てを変更するビット割り当て変更手
    段と、 上記一時記憶手段の占有ビット数を監視し、上記の占有
    ビット数が予め定められたしきい値を越えるとき、演算
    した上記の量子化幅をより大きな値に変更する量子化幅
    変更手段とを備えていることを特徴とする画像符号化装
    置。
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