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,P,B 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
P 、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
j 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
P 、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
I 、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
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
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、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
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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