JPH07264579A - 映像符号化装置 - Google Patents
映像符号化装置Info
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- JPH07264579A JPH07264579A JP5553594A JP5553594A JPH07264579A JP H07264579 A JPH07264579 A JP H07264579A JP 5553594 A JP5553594 A JP 5553594A JP 5553594 A JP5553594 A JP 5553594A JP H07264579 A JPH07264579 A JP H07264579A
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- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
る際に所定の符号量に効率的に制御する映像符号化装置
を提供することを目的とする。 【構成】 係数計算器112は量子化パラメータQと発
生符号量BとをB=a/Q+b(a、bは前記所定期間
内での係数)なる関数で関係づけて、所定のN個の量子
化パラメータにおける所定期間の符号量から前記係数
a、bを計算して出力するものであり、推定量子化パラ
メータ計算器113は割当符号量BtからBt=a/Q
t+bとなる推定量子化パラメータQtを求めて出力す
るものであり、求めた推定量子化パラメータQtで再び
量子化、符号化処理して出力ビットストリームを得る。
Description
して伝送あるいは記録する際に用いる映像符号化装置に
関するものである。
像を近接する複数の画素からなるブロックに分割し、ブ
ロックごとに離散コサイン変換などの直交変換を行う変
換符号化方法を用いることが一般的になっている。この
方法は変換係数を所定の量子化幅で量子化し、ハフマン
符号などの可変長符号を用いて圧縮符号化する。
においては各フレーム間の相関を利用したフレーム間符
号化が行われる。フレーム間符号化は符号化の対象とす
るフレームからみて時間的に前あるいは後のフレームを
参照フレームとして、対象フレームを予測し、その予測
誤差信号を符号化し伝送、あるいは記録する。フレーム
間の予測は複数の画素からなるブロックごとに行われ、
各ブロックの動き量を検出して動き補償を行う。したが
って、各ブロックの動き量は予測誤差信号とともに伝送
あるいは記録される。
発生ビット量は符号化処理した後でなくては認識できな
い。したがって、発生ビット量を所定の割当ビット量に
おさめるために、発生ビット量と割当ビット量とを比較
し、その比較結果に応じて割当ビット量を更新するフィ
ードフォワード制御を行う方法が提案されている。この
方法は符号化遅延を大きくすることなく所定のビット量
に制御することができる。
ット量を測定し、その測定点を用いて直線近似により量
子化幅と発生ビット量とを推定するフィードバック制御
を行う方法が提案されている(特開平3−3479号公
報)。
ドフォワード制御により発生ビット量を制御する方法
は、定常的な特性が得られるまでに時間を要し、特にシ
ーンチェンジが発生した場合では発生ビット量が所定の
割当ビット量と大きく異なることがあるという課題を有
していた。
測定点から直線近似してフィードバック制御する方法
は、フィードフォワード制御よりも正確に発生ビット量
を制御できるが、より正確に発生ビット量を推定するた
めには、測定点を増やすなどしなくてはならないといっ
た課題を有していた。
制御方式用いてより正確にかつ安易に発生ビット量を制
御することができる装置を提供することを目的とする。
するため、本発明の映像符号化装置は、映像信号を圧縮
可変長符号化処理する装置であって、所定のN個(Nは
自然数)の量子化パラメータQ1、Q2、…、QNに比
例した量子化幅で前記映像信号を量子化してN個の量子
化データを出力する手段と、前記N個の量子化データを
可変長符号化処理してN個の符号列を出力する手段と、
所定期間内に発生する前記N個の符号列の符号量B1、
B2、…、BNを測定する手段と、量子化パラメータQ
と前記所定期間内の符号量BとをB=a/Q+b(a、
bは前記所定期間内での係数)なる関数で関係づけて、
前記N個の量子化パラメータQ1、Q2、…、QNと前
記N個の符号量B1、B2、…、BNとから前記係数a
および前記係数bを計算する手段と、前記所定期間に割
り当てた割当符号量BTと前記係数aと前記係数bとか
らBT=a/QT+bとなる推定量子化パラメータQT
を求める手段と、前記推定量子化パラメータQTに比例
した量子化幅で前記所定期間内の前記映像信号を再び量
子化処理、可変長符号化処理して出力符号列を出力する
手段とを具備するものである。
て、係数bを定数としてあらかじめ設定しておき、係数
aのみを推定するように構成したものである。
化データの所定期間の符号量を測定する付加データ量測
定手段を具備し、関数B=a/Q+bにおいて、前記係
数bは前記付加データ量測定手段の出力に規定するよう
に構成したものである。
符号量を測定する手段と、前記出力符号列の符号量と所
定期間に割り当てた割当符号量とを比較する手段と、前
記比較手段の結果に応じて前記割当符号量を更新する手
段とを具備したものである。
Bとを関数B=a/Q+bで関係づけ、所定の複数の量
子化パラメータと発生符号量を測定することにより、前
記係数aおよびbが計算され、量子化パラメータと発生
符号量との特性がよりよく近似することができ、所定の
割当符号量におさめる量子化パラメータを高い精度で推
定される。
定しておき、係数aのみが計算される。
の符号量によって前記係数bを規定し、係数aは量子化
パラメータと発生符号量とから計算される。
が更新され、発生符号量をよりよく制御することができ
る。
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
一の実施例を示している。入力された画像データはブロ
ック分割器101によって複数画素からなるブロックに
分割される。次にDCT変換器102によって離散コサ
イン変換がなされ、さらに乗算器114によって変換係
数に対して人間の視覚特性に応じた重み付けがなされ
る。重み付けられた変換係数のブロックは第1の量子化
器104、および第2の量子化器105に入力される。
Q1に比例した量子化幅で量子化処理を行い、第2の量
子化器105は量子化パラメータQ2に比例した量子化
幅で量子化処理を行う。第1の可変長符号化器107は
第1の量子化器104の出力を可変長符号化処理して第
1の符号列(ビットストリーム)を出力し、第2の可変
長符号化器108は第2の量子化器105の出力を可変
長符号化処理して第2のビットストリームを出力する。
第1の符号量測定器110は所定期間Tの第1のビット
ストリームの符号量B1を測定し、第2の符号量測定器
111は所定期間Tの第2のビットストリームの符号量
B2を測定して出力する。
量子化パラメータQとを次の関数で関係づけて、 B=a/Q+b・・・(式1) 係数aおよび係数bをQ1、B1、およびQ2、B2か
ら求める。したがって、a、bは次のように計算され
る。
割当符号量Btから(式1)を用いて、Bt=a/Qt
+bとなる推定量子化パラメータQtを出力する。
ブロックを遅延させる。第3の量子化器106は遅延さ
れたDCT係数のブロックを推定量子化パラメータQt
に比例した量子化幅で量子化処理する。第3の可変長符
号化器109は第3の量子化器106の出力を可変長符
号化して出力ビットストリームを出力する。
つかの量子化パラメータで圧縮可変長符号化したときの
発生符号量を測定した結果を示している。横軸は量子化
パラメータ、縦軸は発生ビット数である。
イルメインレベルに準拠し、画像サイズは704×48
0画素、n=15、m=3で符号化したものである。ま
た、マクロブロック(16×16画素)のアクティビテ
ィに応じた重み付け係数を量子化パラメータに乗算して
量子化幅(MQUANT)を求め、さらにDCT係数は
人間の視覚特性に応じた重み付けを行った後に、前記の
量子化幅(MQUANT)で量子化処理を行う(レコメンテ゛
ーション エイチ.262, アイエスオー/アイイーシー 13818-2,"シ゛ェネリック コーテ゛ィ
ンク゛オフ゛ ムーヒ゛ンク゛ ヒ゜クチャース゛ アント゛ アソシエイティット゛ オーテ゛ィオ",
アイエスオー/アイイーシーシ゛ェイティーシー1/エスシー29 タ゛フ゛リュシ゛ー11/エヌ602,
コミッティー ト゛ラフト,ノーヘ゛ンハ゛ー 1993( Recommendation H.26
2, ISO/IEC 13818-2, "Generic Coding of Moving Pic
tures andAssociated Audio" , ISO/IEC JTC1/SC29
WG11/N602, Committee Draft, November 1993))。
化パラメータが大きくなるにつれて発生ビット数の減少
の傾きは小さくなるのがわかる。
化処理した9種類の映像データの量子化パラメータと発
生符号量との関係を示している。ただし、横軸は量子化
パラメータの逆数をとっている。映像データの種類によ
って傾きは異なっているが、ほぼ直線上になっているこ
とがわかる。
量とを直線近似するのではなく、双曲線で近似すること
で、より正確に推定することができる。
ラメータを用いて量子化処理、符号化処理して係数aお
よびbを推定したが、これに限らず測定点を多くしても
よい。こうすることで回路規模、あるいは符号化遅延が
大きくなるがより精度の高い係数推定ができる。
103の遅延時間Tは限られるものでなくいくらでも構
わない。
されるものではないが、図3を観察するとこの場合はQ
1=4、Q2=8程度が望ましいことがわかる。ただ
し、量子化処理における重み付けや、得ようとする符号
化ビットレートなどの違いによって適応的に調整するの
が望ましい。
置の第二の実施例を示している。入力された画像データ
はブロック分割器201によって複数の画素からなるブ
ロックに分割される。ブロックはDCT変換器202に
よって離散コサイン変換がなされ、変換係数ブロックが
得られる。さらに、変換係数ブロックは乗算器214で
人間の視覚特性に応じた重み付けがなされる。重み付け
られた変換係数のブロックは第1の量子化器204に入
力される。第1の量子化器204は所定の量子化パラメ
ータQ1に比例した量子化幅で量子化処理を行う。第1
の可変長符号化器207は第1の量子化器204の出力
を可変長符号化処理して第1のビットストリームを出力
する。符号量測定器210は所定期間Tの第1のビット
ストリームの符号量B1を測定する。
量子化パラメータQとを(式1)の関数で関係づけて、
係数aをQ1、B1から求める。なお、(式1)の係数
bは定数としてあらかじめ設定しておく。したがって、
係数aは(式4)のように計算される。
割当符号量Btから(式1)を用いて、Bt=a/Qt
+bとなる推定量子化パラメータQtを出力する。
ブロックを遅延させる。第2の量子化器206は遅延さ
れたDCT係数のブロックを推定量子化パラメータQt
に比例した量子化幅で量子化処理する。第2の可変長符
号化器209は第2の量子化器206の出力を可変長符
号化して出力ビットストリームを出力する。
近似した場合は係数bはほぼ一定になっていることがわ
かる。したがって、係数bを定数としてあらかじめ設定
しておいても特性を近似することができる。
め設定しておくことにより、推定量子化パラメータを求
めるための処理を削減することができる。
ータでの発生符号量を用いて係数aを計算したが、これ
に限らず、複数種類の量子化パラメータでの発生符号量
から係数aを計算してもよい。
限に大きくしても発生する符号量であり、量子化処理に
は依存しない付加データの符号量と解釈できる。付加デ
ータとしては、DCT変換係数の直流成分の符号化に必
要な符号量、フレーム間予測符号化を行う場合であれば
動きベクトルの符号量、その他の符号化コントロール情
報の符号量などが含まれる。
第3の実施例を示している。図5の映像符号化装置は、
図4の映像符号化装置と同様に、入力された画像データ
はブロック分割器301によって複数の画素からなるブ
ロックに分割される。ブロックはDCT変換器302に
よって離散コサイン変換がなされ、変換係数ブロックが
得られる。さらに、変換係数ブロックは乗算器314で
人間の視覚特性に応じた重み付けがなされる。重み付け
られた変換係数のブロックは第1の量子化器304に入
力される。第1の量子化器304は所定の量子化パラメ
ータQ1に比例した量子化幅で量子化処理を行う。第1
の可変長符号化器307は第1の量子化器304の出力
を可変長符号化処理して第1のビットストリームを出力
する。符号量測定器310は所定期間Tの第1のビット
ストリームの符号量B1を測定する。
化パラメータとは独立な付加データの符号量を測定し出
力する。なお、付加データとしてはDCT係数の直流成
分、フレーム間予測符号化を行う場合であれば動きベク
トル情報、その他の符号化コントロール情報などが含ま
れる。
パラメータQとを(式1)の関数で関係づけて、係数a
をQ1、B1から求める。なお、(式1)の係数bは前
記の付加データ量測定器316の出力よって規定され
る。
所定期間Tの割当符号量Btから(式1)を用いて、B
t=a/Qt+bとなる推定量子化パラメータQtを出
力する。
ブロックを遅延させる。第2の量子化器306は遅延さ
れたDCT係数のブロックを推定量子化パラメータQt
に比例した量子化幅で量子化処理する。第2の可変長符
号化器309は第2の量子化器306の出力を可変長符
号化して出力ビットストリームを出力する。
理には依存しない付加データの符号量として測定するこ
とにより、推定量子化パラメータを求めるための処理を
削減することができ、さらに第2の実施例で説明した係
数計算よりも高い精度で特性を近似することができる。
メータでの発生符号量を用いて係数aを計算したが、こ
れに限らず、複数種類の量子化パラメータでの発生符号
量から係数aを計算してもよい。
第4の実施例を示している。図6の映像符号化装置は第
2の実施例と同様に、入力された画像データはブロック
分割器401によって複数の画素からなるブロックに分
割される。ブロックはDCT変換器402によって離散
コサイン変換がなされ、変換係数ブロックが得られる。
さらに、変換係数ブロックは乗算器414で人間の視覚
特性に応じた重み付けがなされる。重み付けられた変換
係数のブロックは第1の量子化器404に入力される。
第1の量子化器404は所定の量子化パラメータQ1に
比例した量子化幅で量子化処理を行う。第1の可変長符
号化器407は第1の量子化器404の出力を可変長符
号化処理して第1のビットストリームを出力する。第1
の符号量測定器410は所定期間Tの第1のビットスト
リームの符号量B1を測定する。
量子化パラメータQとを(式1)の関数で関係づけて、
係数aをQ1、B1から求める。なお、(式1)の係数
bは定数としてあらかじめ設定しておく。
所定期間Tの割当符号量Btから(式1)を用いて、B
t=a/Qt+bとなる推定量子化パラメータQtを出
力する。
ブロックを遅延させる。第2の量子化器406は遅延さ
れたDCT係数のブロックを推定量子化パラメータQt
に比例した量子化幅で量子化処理する。第2の可変長符
号化器409は第2の量子化器406の出力を可変長符
号化して出力ビットストリームを出力する。
発生する出力ビットストリームの符号量を測定するので
ある。割当符号量補正器416は測定した出力ビットス
トリームの符号量と初期割当符号量Bt0とを比較して
過不足分を検出し、次の所定期間Tに割り当てる符号量
を更新する。
符号量を次段の符号化処理にフィードバックすることに
より、所定期間Tよりも大きい期間での符号量の積分値
を一定に保つことが可能となる。
メータでの発生符号量を用いて係数aを計算したが、こ
れに限らず、複数種類の量子化パラメータでの発生符号
量から係数aを計算してもよい。
らかじめ設定したが、第3実施例と同様に付加データの
符号量を測定することで係数bを計算してもよいし、第
1の実施例と同様に量子化パラメータと発生符号量とか
ら計算してもよい。
施例において、一例としてDCT変換を行うもの説明し
たが、これに限らず直交変換であれば何でも構わない。
符号化を用いる装置においても同様である。
求める期間は限られたものではなく、1フレーム時間で
も構わないし、複数フレーム時間でも構わない。
必要なく、時間と共に変化しても構わないしいくらでも
構わない。
子化パラメータに比例したものであるが、フレームごと
あるいは複数画素からなる画像領域ごとにアクティビテ
ィあるいは動き量等によって重み付けたものでも構わな
い。
タQと発生符号量Bとを関数B=a/Q+bで関係づけ
ることにより、量子化パラメータと発生符号量との特性
がよりよく近似され、所定の割当符号量におさめる量子
化パラメータを高い精度で推定ことができ、可変長符号
化を行う場合であっても、所定の符号量に制御すること
が容易に実現できる。
らかじめ設定しておくことで、係数aのみを計算すれば
よくなり、係数推定のための回路規模を削減することが
できる。
の符号量によって前記係数bを規定することで、精度の
高い特性近似が得られる。
が更新することにより、所定期間の発生符号量の積分値
をよりよく制御することができる。
のブロック図
グラフ
とを示すグラフ
のブロック図
のブロック図
のブロック図
Claims (4)
- 【請求項1】映像信号を圧縮可変長符号化処理する装置
であって、所定のN個(Nは自然数)の量子化パラメー
タQ1、Q2、…、QNに比例した量子化幅で前記映像
信号を量子化してN個の量子化データを出力する手段
と、前記N個の量子化データを可変長符号化処理してN
個の符号列を出力する手段と、所定期間内に発生する前
記N個の符号列の符号量B1、B2、…、BNを測定す
る手段と、量子化パラメータQと前記所定期間内の符号
量BとをB=a/Q+b(a、bは前記所定期間内での
係数)なる関数で関係づけて、前記N個の量子化パラメ
ータQ1、Q2、…、QNと前記N個の符号量B1、B
2、…、BNとから前記係数aおよび前記係数bを計算
する手段と、前記所定期間に割り当てた割当符号量BT
と前記係数aと前記係数bとからBT=a/QT+bと
なる推定量子化パラメータQTを求める手段と、前記推
定量子化パラメータQTに比例した量子化幅で前記所定
期間内の前記映像信号を再び量子化処理、可変長符号化
処理して出力符号列を出力する手段とを具備することを
特徴とする映像符号化装置。 - 【請求項2】係数bは定数とすることを特徴とする請求
項1記載の映像符号化装置。 - 【請求項3】係数bは量子化処理とは独立に発生する符
号化データの所定期間の符号量を測定する付加データ量
測定手段の出力により規定されることを特徴とする請求
項1記載の映像符号化装置。 - 【請求項4】所定期間に発生する出力符号列の符号量を
測定する手段と、前記出力符号列の符号量と所定期間に
割り当てた割当符号量とを比較する手段と、前記比較手
段の結果に応じて前記割当符号量を更新する手段とを具
備することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項
に記載の映像符号化装置。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5553594A JP3149672B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 映像符号化装置 |
Publications (2)
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JPH07264579A true JPH07264579A (ja) | 1995-10-13 |
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ID=13001430
Family Applications (1)
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1994
- 1994-03-25 JP JP5553594A patent/JP3149672B2/ja not_active Expired - Fee Related
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