JPH07273739A - Digital signal encoding and multiplexing device - Google Patents

Digital signal encoding and multiplexing device

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JPH07273739A
JPH07273739A JP5741894A JP5741894A JPH07273739A JP H07273739 A JPH07273739 A JP H07273739A JP 5741894 A JP5741894 A JP 5741894A JP 5741894 A JP5741894 A JP 5741894A JP H07273739 A JPH07273739 A JP H07273739A
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JP
Japan
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encoding
compression
mode
coding
code
Prior art date
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Pending
Application number
JP5741894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Nakamura
和弘 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH07273739A publication Critical patent/JPH07273739A/en
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Abstract

PURPOSE:To stabilize the overall code generation volume to not only shorten the extent of system delay but also reduce the output/input buffer capacity of an encoder/decoder by assigning modes different by generated code volumes to plural compressing/encoding devices. CONSTITUTION:At the time of encoding, the intra-code encoding mode and the inter-code encoding mode are controlled by an encoding mode control part 900 with respect to plural hybrid encoding parts 720a to 720d. The intra-code encoding mode is especially controlled so that it doesn't overlap with respect to time, and the variance width of the code volume in a multiplexing part 800 is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は複数の画像信号を圧縮/
符号化するデジタル信号符号化及び多重化/多重化伝送
装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention compresses / compresses a plurality of image signals.
The present invention relates to an encoding digital signal encoding and multiplexing / multiplexing transmission device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報源のもつ冗長度を取り除くこ
とにより所要信号レートを低くする高能率、圧縮/符号
化方式が実用化されつつある。この代表例として動画像
信号に対し、DCT等の直交変換により空間的冗長度を
取り除き、さらに動き検出/動き補償を施こし時間的冗
長度を削減する、いわゆるハイブリット符号化方式があ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a high-efficiency compression / encoding system for reducing a required signal rate by removing the redundancy of an information source has been put into practical use. As a typical example of this, there is a so-called hybrid coding method in which a spatial redundancy is removed from a moving image signal by orthogonal transformation such as DCT, and motion detection / motion compensation is further applied to reduce temporal redundancy.

【0003】図7(A)はハイブリット符号化装置の構
成例を示している。入力端子100にアナログの動画像
信号が入力され、前処理回路110では信号のデジタル
化、フィルタリング等の処理が施され、その出力信号は
減算器120及び画像動きを検出する動き動検出回路2
00に入力される。説明の都合上、スイッチ220及び
230が開放された状態を想定すると、前処理回路11
0の出力信号は、DCT回路130にそのまま入力され
る。DCT回路130では、画像信号を水平8サンプル
/垂直8ラインよりなるブロック毎に扱い、毎々のブロ
ックにつき直交変換の1つであるDCT変換(Disc
ret Cosine Transform)処理を行
なう。このDCT変換により、8×8の空間的な領域が
8×8の周波数領域に変換される。ここで画像の一般的
性質として、空間的にランダムに配置されていた信号
が、DCT変換により、ある特定の領域に集中すること
が知られている。量子化器(Q)140においては、D
CT回路130の出力信号のうち微少な信号を切り捨
て、信号の集中した部分を抽出する。もともと切り捨て
られた信号は、元画像を表現するうえでは重要でない成
分であると見なすことができ、実用上問題ない。この様
に(DCT変換+量子化)によりそのブロックを表わす
のに必要となる信号数は減少し、言いかえれば、空間的
冗長性が取り除かれたことになる。量子化器140の出
力は、符号器240に入力される。符号器240では、
量子化140の出力信号の中にも発生頻度に片寄りがあ
ることを利用し、頻度の高い信号には符号長の短い符号
を割り当てることによりさらに符号化効率を高めるエン
トロピー符号化を行なっている。
FIG. 7A shows an example of the structure of a hybrid coding device. An analog moving image signal is input to the input terminal 100, the preprocessing circuit 110 subjects the signal to digitalization, filtering, and the like, and the output signal is a subtractor 120 and a motion motion detection circuit 2 for detecting image motion.
00 is input. For convenience of explanation, assuming that the switches 220 and 230 are open, the preprocessing circuit 11
The output signal of 0 is directly input to the DCT circuit 130. The DCT circuit 130 handles an image signal for each block composed of 8 horizontal samples / 8 vertical lines, and DCT (Disc) transform which is one of orthogonal transforms for each block.
ret Cosine Transform) processing is performed. By this DCT transform, the 8 × 8 spatial region is transformed into the 8 × 8 frequency region. Here, as a general property of an image, it is known that spatially randomly arranged signals are concentrated in a specific area by DCT conversion. In the quantizer (Q) 140, D
A minute signal is cut out from the output signal of the CT circuit 130, and a signal concentrated portion is extracted. The originally truncated signal can be regarded as a component that is not important in expressing the original image, and is practically no problem. In this way, the number of signals required to represent the block is reduced by (DCT transform + quantization), in other words, the spatial redundancy is removed. The output of the quantizer 140 is input to the encoder 240. In the encoder 240,
Entropy coding is performed to further improve the coding efficiency by utilizing the fact that the output frequency of the quantization 140 has a deviation in the frequency of occurrence and assigning a code with a shorter code length to a signal with a higher frequency. .

【0004】以上の様に、スイッチ220及び230が
開放され、画像の空間的性質だけを利用して圧縮/符号
化を行なう方法をイントラ(intra)符号化とい
う。次に、スイッチ220及び230を閉じた、インタ
ー(inter)符号化について説明する。イントラ符
号化された画像はQ-1(逆量子化器)150及びDCT
-1(逆DCT回路)160においてもとの空間領域にも
どされた後、遅延器180に入力され1枚の画像とな
る。遅延器180では、おおよそ1画面を構成する時間
に相当する信号遅延が得られ動き補償回路190及び動
き検出回路200にイントラ符号化された信号が入力さ
れる。動き検出回路200では前処理回路110から出
力された現在符号化を行なっている画像信号と前記1画
面期間遅延された信号とが入力され、両者を比較するこ
とにより、動きのない領域と、動きのある領域を検出
し、動きのある領域においてはその動き量を検出する。
動き補償回路190においては、動き検出回路200よ
り得られた動き情報により、動き領域においてはその動
き量に相当する空間的な移動が施され、動き量のない静
止領域については入力信号がそのまま出力される。動き
補償回路190の出力は、減算器120に加えられ、現
在符号化を行なっている信号との差分が取られる。静止
画領域はもちろん、動いている領域においても動き補償
により空間的な移動が施こされているので減算器120
の出力はほとんど零になり、画面上の物体の形状が変化
した様な動き補償が不十分な領域にわずかな出力が得ら
れることになる。この様にインター符号化モードにおい
ては、時間的に静止している領域はもちろん動き補償に
より領域の移動を行ない、前画面と重ね合わせができる
領域については冗長性を取り除くことができる。また、
動き補償の不十分な領域においても前画面との差分値が
DCT回路130、量子化器140、逆量子化器150
及び逆DCT回路160を経て加算器170に入力さ
れ、加算器170の他入力端には動き補償回路190の
出力信号である前画面信号が入力されており、両者を加
算することにより現符号化画像を再生することができ
る。このインター符号化モードにおいても符号器240
では量子化器140の出力信号につきエントロピー符号
化を行ない、また、動き検出回路200より得られた動
き量も符号化した差分信号の符号と合わせて出力する。
As described above, the method in which the switches 220 and 230 are opened and the compression / encoding is performed by utilizing only the spatial property of the image is called intra encoding. Next, inter coding with the switches 220 and 230 closed will be described. The intra-coded image is Q -1 (inverse quantizer) 150 and DCT.
-1 (inverse DCT circuit) 160 returns to the original spatial area, and then is input to the delay device 180 to form one image. The delay unit 180 obtains a signal delay corresponding to the time for forming one screen, and the intra-coded signal is input to the motion compensation circuit 190 and the motion detection circuit 200. In the motion detection circuit 200, the image signal currently being encoded output from the pre-processing circuit 110 and the signal delayed by the one screen period are input, and by comparing the two, a motionless region and a motion are detected. Area is detected, and the amount of movement is detected in a moving area.
In the motion compensation circuit 190, the motion information obtained from the motion detection circuit 200 is used to perform a spatial movement corresponding to the amount of motion in the motion area, and the input signal is output as it is in the still area with no motion amount. To be done. The output of the motion compensation circuit 190 is added to the subtractor 120, and the difference from the signal currently being encoded is taken. Since not only the still image area but also the moving area is spatially moved by motion compensation, the subtractor 120
Output becomes almost zero, and a small output is obtained in a region where motion compensation is insufficient such as a change in the shape of an object on the screen. As described above, in the inter coding mode, not only the temporally stationary area but also the area is moved by motion compensation, and the redundancy can be removed in the area that can be overlapped with the previous screen. Also,
Even in a region where motion compensation is insufficient, the difference value from the previous screen is the DCT circuit 130, the quantizer 140, and the inverse quantizer 150.
And the inverse DCT circuit 160, and then input to the adder 170, and the other input end of the adder 170 receives the previous screen signal which is the output signal of the motion compensation circuit 190. Images can be played back. Also in this inter-coding mode, the encoder 240
Then, the output signal of the quantizer 140 is entropy-encoded, and the motion amount obtained from the motion detection circuit 200 is also output together with the code of the encoded difference signal.

【0005】ここでイントラ符号化された画像の役割に
ついて説明する。ハイブリット符号化方式を放送あるい
は、蓄積装置に応用した場合、復号器での復号開始はい
つ発生するか決まっていない。これは放送の場合には、
復号装置の電源投入時あるいはチャンネル変更時に復号
開始が要求され、また蓄積装置例えばCDROM再生装
置においては、ランダムアクセスされピックアップ部が
符号を拾いはじめた時に符号開始が要求されたと見なす
ことができる。しかしながら、上述したハイブリット符
号化方式を採用した圧縮/符号化信号においては、イン
ター符号化された画像から復号を開始しても平常な復号
信号は得られない。これはインター符号化された画像が
前画面との差分値のみを符号化しているためであり、復
号器においては、イントラ符号化された画像が入力され
て始めて正常な復号画像を得ることができる。従って上
述した応用分野においてはイントラ符号化モードを比較
的頻繁に挿入することになり、通常数画面から数十画面
に一度の割合いでイントラ符号化を行なっている。イン
トラ符号化を行なう周期を決定しているのは図7(A)
のモード制御部210である。
Here, the role of the intra-coded image will be described. When the hybrid coding method is applied to broadcasting or a storage device, it is not decided when the decoding start in the decoder will occur. If this is a broadcast,
It can be considered that the decoding start is requested when the decoding device is powered on or when the channel is changed, and in the storage device, for example, the CDROM reproducing device, the code start is requested when the pickup unit starts to pick up the code at random access. However, in the compressed / encoded signal adopting the hybrid encoding method described above, a normal decoded signal cannot be obtained even if the decoding is started from the inter-coded image. This is because the inter-coded image encodes only the difference value from the previous screen, and the decoder can obtain a normal decoded image only after the intra-coded image is input. . Therefore, in the above-mentioned application field, the intra coding mode is inserted relatively frequently, and the intra coding is normally performed once every several screens to several tens of screens. The intra-encoding cycle is determined in FIG. 7 (A).
The mode control unit 210 of FIG.

【0006】さて、画面内の冗長性を利用して圧縮/符
号化を行なうイントラ符号化モードと、前画面との差分
値のみを符号化するインター符号化モードでは、1画面
当りに発生する符号量に大きな開きがある。図7(B)
は1画面当りの発生符号量を模式的に表わしたものであ
る。イントラ符号化を行なう周期を4としたものであ
り、第1、5、9画面をイントラ符号化しており発生符
号量がインター符号化した第2〜4、第6〜8に比較し
て多くなっている。応用分野により異なるが、通常イン
トラ符号化するモードにおける発生符号量は、インター
符号化して発生する符号量の2〜数倍程度になる。一
方、符号自体を伝達する媒体は、固定あるいは固定に近
い伝送レートをもっており、放送においては信号帯域幅
が伝送レートを決定し、蓄積系においては符号をピック
アップする速度が、伝送レートを決定することになる。
従って符号化モードによる発生符号量の変動力を吸収す
るために、図7(A)に示す出力バッファ250が備え
られている。
Now, in the intra coding mode in which compression / encoding is performed by utilizing the redundancy in the screen and in the inter coding mode in which only the difference value from the previous screen is coded, the code generated per one screen There is a big difference in quantity. FIG. 7 (B)
Is a schematic representation of the amount of generated codes per screen. The cycle of intra-coding is set to 4, and the generated code amount is larger than that of the second-to-fourth and the sixth to eighth in which the first, fifth and ninth screens are intra-coded and inter-coded. ing. Although it depends on the application field, the generated code amount in the normal intra-coding mode is about 2 to several times the code amount generated by the inter-coding. On the other hand, the medium that transmits the code itself has a fixed or nearly fixed transmission rate, and the signal bandwidth determines the transmission rate in broadcasting, and the rate at which the code is picked up in the storage system determines the transmission rate. become.
Therefore, the output buffer 250 shown in FIG. 7A is provided in order to absorb the fluctuation of the generated code amount depending on the encoding mode.

【0007】出力バッファ250では符号化モードによ
り入力される符号量は大きく変動しているが出力符号量
は一定に保たれており、発生符号量の変動幅によりその
容量が決められている。変動量が大きい、すなわち、符
号化モード間での発生符号量の比が大きい場合には大容
量の出力バッファが必要となってくる。また、このハイ
ブリット符号化された信号を復号する復号装置において
は、逆に固定レートで伝達媒体から入力される符号を受
けとり、符号化モードに応じて画面当りに必要となる符
号量が異なるので、符号化装置における出力バッファ2
50とは逆の機能を有する入力バッファが必要となる。
この入力バッファの容量も符号化モードによる発生符号
量の変動幅により決められる。
In the output buffer 250, the code amount input varies greatly depending on the encoding mode, but the output code amount is kept constant, and its capacity is determined by the variation width of the generated code amount. When the fluctuation amount is large, that is, when the ratio of the generated code amount between the encoding modes is large, a large capacity output buffer is required. Further, in the decoding device for decoding this hybrid-coded signal, on the contrary, since the code input from the transmission medium at a fixed rate is received, and the code amount required per screen differs depending on the coding mode, Output buffer 2 in encoding device
An input buffer having a function opposite to 50 is required.
The capacity of this input buffer is also determined by the fluctuation range of the generated code amount depending on the encoding mode.

【0008】図8は、符号変動幅による必要となる符号
化装置での出力バッファ容量と、復号化装置での入力バ
ッファ容量及び各時刻における各バッファに蓄積されて
いる符号量を示したものである。簡単のため図8
(A)、(B)ではイントラ符号化に6、インター符号
化に2の符号が発生し、図9(A)、(B)ではイント
ラ符号化に9、インター符号化に1の符号が発生したも
のである。また図8、図9の両方においてイントラ符号
化モードは、4回に1の割合で発生し、符号伝送レート
は3とした。また、符号化装置における符号化処理及び
復号化装置における復号処理は理想的であり処理時間を
零としている。従って図8を例にとれば、時刻1により
符号化が開始されイントラ符号化モードが選択され符号
化装置出力バッファ符号量は6となっている。符号伝送
レートが3なので、時刻1から符号の伝送が開始されそ
の傾は−3となっている。時刻2の直前では、出力バッ
ファに蓄積されている符号量は3(6−3=3)であ
り、時刻2にインター符号化モードにより符号量は5に
増えている。一方、復号化装置の入力バッファ符号量は
時刻1から開始され、傾き3で増加し、時刻3において
画像番号(a)に相当するすべての符号を受け取り、た
だちに復号化されることになる。この動作は図9におい
ても同様である。ここで図8においては符号化装置の出
力バッファ容量及び復号化装置の入力バッファ容量を共
に6とすることにより各バッファがオーバー・フローま
たはアンダー・フローすることなく安定した画像伝送が
可能になっている。一方、図9ではバッファ容量を9と
することによりこのことが可能になっている。両者の容
量の相違は、符号化モードによる発生符号量の比、すな
わち符号量の変動幅に起因したものであり、変動幅の大
きい図9では大容量のバッファが必要となる。また、図
8(A)と(B)を比較した場合、画像番号(a)の復
号時刻に違いがあることがわかる。図8では時刻3にお
いて復号されるので、符号化/復号化を含めた全システ
ム遅延量は2となっているのに対し、図9では3となっ
ている。これも、符号化モードの発生符号量の比に起因
したものであり符号量の変動幅が大きい図9の方が遅延
時間は長くなっている。
FIG. 8 shows the output buffer capacity in the encoding device, the input buffer capacity in the decoding device, and the code amount accumulated in each buffer at each time, which are required depending on the code fluctuation width. is there. Figure 8 for simplicity
In (A) and (B), a code of 6 is generated in intra coding, and a code of 2 is generated in inter coding. In FIGS. 9 (A) and 9 (B), a code of 9 is generated in intra coding and a code of 1 is generated in inter coding. It was done. In both FIGS. 8 and 9, the intra coding mode occurs at a rate of 1 in 4 and the code transmission rate is 3. Further, the encoding process in the encoding device and the decoding process in the decoding device are ideal, and the processing time is set to zero. Therefore, taking FIG. 8 as an example, the coding is started at time 1, the intra coding mode is selected, and the coding device output buffer code amount is 6. Since the code transmission rate is 3, the transmission of the code is started from time 1 and its inclination is -3. Immediately before time 2, the code amount accumulated in the output buffer is 3 (6-3 = 3), and the code amount is increased to 5 at time 2 due to the inter coding mode. On the other hand, the input buffer code amount of the decoding device starts from time 1 and increases with a gradient of 3, and at time 3 all codes corresponding to the image number (a) are received and immediately decoded. This operation is the same in FIG. Here, in FIG. 8, by setting both the output buffer capacity of the encoding device and the input buffer capacity of the decoding device to 6, stable image transmission can be performed without overflow or underflow of each buffer. There is. On the other hand, in FIG. 9, this is possible by setting the buffer capacity to 9. The difference in capacity between the two is due to the ratio of the generated code amount depending on the encoding mode, that is, the fluctuation range of the code amount, and in FIG. 9 where the fluctuation range is large, a large capacity buffer is required. Further, when comparing FIGS. 8A and 8B, it can be seen that there is a difference in the decoding time of the image number (a). Since the decoding is performed at time 3 in FIG. 8, the total system delay amount including encoding / decoding is 2, whereas in FIG. 9, it is 3. This is also due to the ratio of the generated code amount in the coding mode, and the delay time is longer in FIG. 9 in which the variation width of the code amount is larger.

【0009】通常、符号を伝達(伝送)するレートは、
前述したように、あらかじめ決められており、一方、高
能率符号化方式においては符号化モードによる発生符号
量の変動幅は比較的大きい。高能率符号化方式では発生
符号量の変動幅を大きくすることにより符号化効率を上
げており、従ってその変動幅を吸収するバッファ容量も
おのずと大きくなっており、符号化/復号化を含めた全
システムの遅延量は大きくなる傾向にある。
Generally, the rate at which a code is transmitted is
As described above, it is determined in advance. On the other hand, in the high efficiency coding method, the fluctuation range of the generated code amount depending on the coding mode is relatively large. In the high-efficiency coding method, the coding efficiency is increased by increasing the fluctuation range of the generated code amount, and therefore the buffer capacity that absorbs the fluctuation range is naturally large, and the entire coding and decoding including The amount of system delay tends to increase.

【0010】一般的に、全システムの遅延量が小さくな
ることが望ましく、特に、同時性を重視する放送や、双
方向での符号化/復号化を行なう遠隔会議システムでは
遅延量の制約が必要となり、この制約から符号化モード
による変動幅を少なくし、いいかえると、符号化効率を
ある程度犠牲にした符号化を行なう必要がある。
In general, it is desirable that the delay amount of the entire system be small. Especially, in the broadcasting that attaches importance to simultaneity and the teleconferencing system that performs bidirectional encoding / decoding, the delay amount must be restricted. Therefore, due to this restriction, it is necessary to reduce the fluctuation range depending on the coding mode, in other words, perform coding while sacrificing the coding efficiency to some extent.

【0011】また、この符号化方式において達成できる
符号化効率、いいかえると符号化装置の出力バッファか
ら読み出される符号レートと、符号を伝達する伝送路容
量には一致した関係がある訳でなく例えば、放送に用い
られる伝送路容量において、複数の符号化された画像を
多重伝送できることが知られている。
In addition, the coding efficiency achievable in this coding system, in other words, the code rate read from the output buffer of the coding apparatus and the transmission line capacity for transmitting the code do not have a consistent relationship. It is known that a plurality of encoded images can be multiplex-transmitted in a transmission line capacity used for broadcasting.

【0012】図10はハイブリット符号化した複数の画
像を多重伝送する装置の構成例を示したものである。入
力端子300,400,500に入力された異なった画
像信号は、図1に示した方法により前処理回路310,
410,510を経てハイブリット方式符号化部32
0,420,520により圧縮/符号化され、発生符号
量の変動を吸収する出力バッファ330,430,53
0により固定レート化し多重部600に入力される、多
重部600では各符号に対し固定した時間軸、あるい
は、周波数軸、または、他の方法による多重を行ない出
力端子610に多重化信号を出力することになる。この
時の符号伝送レートは、各符号化/復号化装置に対し3
となるので全体の符号伝送レートすなわち多重部600
の出力レートは12となる。従って、多重化伝送する場
合においても、各符号化装置の出力バッファ容量、各復
号化装置の入力バッファ容量は、図7(A)に示したも
のと同一のものとなり、システム全体の遅延量も同じと
なる。
FIG. 10 shows an example of the structure of an apparatus for multiplex transmission of a plurality of hybrid-coded images. Different image signals inputted to the input terminals 300, 400 and 500 are processed by the preprocessing circuit 310, by the method shown in FIG.
Hybrid coding unit 32 via 410 and 510
Output buffers 330, 430, 53 that are compressed / encoded by 0, 420, 520 and absorb the fluctuation of the generated code amount.
The multiplexed signal is converted into a fixed rate by 0 and is input to the multiplexing unit 600. In the multiplexing unit 600, each code is multiplexed by a fixed time axis, frequency axis, or other method, and a multiplexed signal is output to the output terminal 610. It will be. The code transmission rate at this time is 3 for each encoding / decoding device.
Therefore, the entire code transmission rate, that is, the multiplexing unit 600
Has an output rate of 12. Therefore, even in the case of multiplex transmission, the output buffer capacity of each encoding device and the input buffer capacity of each decoding device are the same as those shown in FIG. 7A, and the delay amount of the entire system is also increased. Will be the same.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】従来例に見られる複数
の画像を符号化/多重伝送する装置において、各符号化
装置における出力符号レートを固定にする方法において
符号化効率を高く設定するためには、出力及び入力バッ
ファの容量が大きくなる。一方、システム遅延量を小さ
くするためには、符号化効率を下げバッファ容量を小さ
くする必要があった。
In an apparatus for encoding / multiplexing a plurality of images seen in a conventional example, in order to set a high encoding efficiency in a method of fixing an output code rate in each encoding apparatus. Increases the capacity of the output and input buffers. On the other hand, in order to reduce the system delay amount, it was necessary to reduce the coding efficiency and the buffer capacity.

【0014】そこで本発明の目的は上記の欠点を除去
し、符号化効率を高く設定した状態でのシステム遅延量
を小さくすることができ、各符号化装置におけるイント
ラ符号化モードを制御する符号化モード制御部を設け、
これにより各符号器のイントラの符号化モードの発生時
刻をずらし、各符号器の発生する符号量の総和を一定化
するものである。
Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to reduce the system delay amount in a state where the coding efficiency is set high, and to control the intra coding mode in each coding device. A mode controller is provided,
As a result, the generation time of the intra coding mode of each encoder is shifted, and the total sum of the code amounts generated by each encoder is made constant.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明は、発生符号量
の異なる複数のモードを有する複数の圧縮/符号化装置
と、上記複数の圧縮/符号化装置の出力信号を多重化す
る多重化装置と、上記複数の圧縮/符号化装置のそれぞ
れの符号化モードを制御し、前記多重化装置における符
号量の変動幅を小さくする信号量制御装置とから成るこ
とを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a plurality of compression / encoding devices having a plurality of modes having different generated code amounts, and a multiplexer for multiplexing output signals of the plurality of compression / encoding devices. And a signal amount control device for controlling the encoding modes of the plurality of compression / encoding devices to reduce the fluctuation width of the code amount in the multiplexing device.

【0016】[0016]

【作用】上記の手段によると、信号量制御装置により各
符号化装置の発生する符号量の総和を一定化することが
できる。
According to the above means, the sum of the code amounts generated by the respective coding devices can be made constant by the signal amount control device.

【0017】[0017]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1は本発明の一実施例である。入力端子71
a〜71bにはそれぞれ多重化すべき例えば複数の画像
信号が供給され、それぞれ前処理回路710a〜710
dに入力される。前処理回路710a〜710dは従来
と同様にデジタル及びフィルタリングを行なうブロック
である。前処理回路710a〜710dの出力は、ハイ
ブリット符号化部(符号化装置)720a〜720dに
入力される。このハイブリッド符号化部720a〜72
0dも従来に近いものであるが従来例に内蔵されている
モード制御部210に対し、符号化モード制御部900
からの入力信号が追加されている。また、従来例にあっ
た符号装置出力バッファメモリはなく、多重化部800
に組み込まれた構成になっている。多重化部800内の
バッファメモリ810には各符号化装置の出力が入力さ
れる。この入力においては符号化モードにおける発生符
号量は大きく変動している。しかしバッファメモリ81
0内部においては、全体的にみて総和は一定の符号化量
に平均化されて維持されている。バッファメモリ810
の出力は、多重処理部820で多重処理されて出力端子
830に導出される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Input terminal 71
a-71b are supplied with, for example, a plurality of image signals to be multiplexed, and pre-processing circuits 710a-710 are respectively provided.
It is input to d. The preprocessing circuits 710a to 710d are blocks that perform digital and filtering as in the conventional case. Outputs of the preprocessing circuits 710a to 710d are input to hybrid coding units (coding devices) 720a to 720d. This hybrid encoding section 720a-72
0d is also close to the conventional one, but the coding mode control unit 900 is different from the mode control unit 210 incorporated in the conventional example.
The input signal from has been added. Further, there is no encoder output buffer memory in the conventional example, and the multiplexer 800
It has a built-in configuration. The output of each encoding device is input to the buffer memory 810 in the multiplexing unit 800. At this input, the amount of generated codes in the coding mode fluctuates greatly. However, the buffer memory 81
Inside 0, the total sum is averaged and maintained at a constant coding amount as a whole. Buffer memory 810
The output of is subjected to multiplex processing by the multiplex processing unit 820 and is output to the output terminal 830.

【0018】図2には符号化モード制御部900による
制御を受けている各符号化装置の発生符号量を画面単位
で示している。記号Iと示したものはイントラ符号化さ
れた1画面の発生符号量を、Pと記したものはインター
符号化されたときの発生符号量を示している。従来例と
同様に、各符号化装置におけるインター符号化モードは
周期4で挿入されている。ここで符号化モード制御部9
00は、各符号化装置に対し、符号化モードを指示して
おり、イントラ符号化モードを符号化装置に対し、例え
ば720a→720b→720c→720d→720a
…と巡回的に割り当てている。
FIG. 2 shows the generated code amount of each encoding device under the control of the encoding mode control unit 900 in screen units. The symbol I indicates the generated code amount of one screen that is intra-coded, and the symbol P indicates the generated code amount when inter-coded. Similar to the conventional example, the inter coding mode in each coding device is inserted in cycle 4. Here, the encoding mode control unit 9
00 indicates the coding mode to each coding device, and the intra coding mode is specified to the coding device, for example, 720a → 720b → 720c → 720d → 720a.
... is assigned cyclically.

【0019】図2には、各符号化装置に発生符号量の総
和も合わせて図示してある。符号化モード制御部900
による符号化モードに指示がある時刻において、イント
ラ符号化を行なう装置が1台、インター符号化を行なう
装置が3台あり、この関係がすべての時刻において成り
立っているので発生符号量の総和はほぼ一定になってい
る。従って多重化部800内にあるバッファメモリ81
0においては、各符号化装置から入力される符号量は従
来例と同様に大きく変動しているが、符号量の総和はほ
ぼ一定に保たれていることになり、システム遅延量が大
幅に小さくなる。このことを以下、更に説明する。
FIG. 2 also shows the total sum of generated code amounts for each encoder. Coding mode control unit 900
There is one device that performs intra-coding and three devices that perform inter-coding at the time when the coding mode is instructed by, and since this relationship holds at all times, the total amount of generated codes is almost It is constant. Therefore, the buffer memory 81 in the multiplexing unit 800
At 0, the code amount input from each encoding device fluctuates largely as in the conventional example, but the sum of the code amounts is kept almost constant, and the system delay amount is significantly small. Become. This will be further described below.

【0020】ここで従来例と同様に簡単のためイントラ
符号化モードでの発生符号量を6、インター符号化モー
ドでのそれを2とした場合を考察すると、時刻1におい
て、符号化装置720aの発生符号量は6、符号化装置
720b,720c,720dでは2となりこの時刻に
おける符号の総和は12となる。時刻2においては符号
化装置720bで6、他の装置では2となり符号量の総
和はやはり12となる。この様に発生符号量の総和は常
に12と一定値となる。ここで、従来例と同様に多重部
出力での伝送レートを12とする。
Here, considering the case where the generated code amount in the intra coding mode is 6 and that in the inter coding mode is 2 for simplification as in the conventional example, consider that at time 1, the coding device 720a The generated code amount is 6, and the coding devices 720b, 720c, and 720d have a value of 2, and the total number of codes at this time is 12. At time 2, the coding device 720b has a value of 6 and the other devices have a value of 2, and the total code amount is 12 as well. In this way, the total sum of the generated code amounts is always 12, which is a constant value. Here, the transmission rate at the output of the multiplexer is set to 12 as in the conventional example.

【0021】図3(A)、(B)には、符号化装置バッ
ファ容量及び復号化装置の多重化時のバッファ容量を1
2としたときの各バッファにおいて蓄積されている符号
量を示す。符号化装置では、時刻1において符号化され
た画像データα1、β1、γ1、ξ1が発生し出力バッ
ファの蓄積された符号量は12となる。これは伝送レー
ト12で読み出されるので時刻2の直前で符号量は0と
なり、時刻2で再び符号化された画像データα2、β
2、γ2、ξ2が発生する。一方、復号化装置での符号
量は、時刻1で0からスタートし、時刻2の直前で符号
量が12となり、ただちに復号化されることになり、時
刻2では再び0にもどる。
In FIGS. 3A and 3B, the buffer capacity of the encoder and the buffer capacity of the decoder when multiplexing are 1
The number of codes accumulated in each buffer when 2 is shown. In the encoder, the image data α1, β1, γ1, and ξ1 encoded at time 1 are generated, and the code amount accumulated in the output buffer is 12. Since this is read at the transmission rate 12, the code amount becomes 0 immediately before time 2 and the image data α2 and β encoded again at time 2 are obtained.
2, γ2, ξ2 occur. On the other hand, the code amount in the decoding device starts from 0 at time 1, becomes 12 immediately before time 2, and is immediately decoded. At time 2, it returns to 0 again.

【0022】この様な動作が繰り返し行なわれるのでシ
ステム全体の遅延量は、1画像期間に等しくなり、従来
例での遅延量2より短かくなっているのがわかる。ま
た、従来例の図9にみられるイントラ符号化モードでの
発生符号量(=9)、インター符号化モードでの発生符
号量(=1)におけるシステム遅延量を比較すると、従
来例では3画像期間であったが本発明の実施例では、図
3と同様に1画像期間となる。
Since such an operation is repeated, the delay amount of the entire system becomes equal to one image period, which is shorter than the delay amount 2 in the conventional example. Further, comparing the system delay amount in the generated code amount (= 9) in the intra coding mode and the generated code amount (= 1) in the inter coding mode shown in FIG. 9 of the conventional example, three images are obtained in the conventional example. Although it is a period, in the embodiment of the present invention, it is one image period as in FIG.

【0023】この様に、本発明ではイントラ符号化モー
ドとインター符号化モードでの発生符号量の比に関係せ
ず、システム遅延間は一定に保たれることになる。すな
わち、発生符号量の変動を大きくすることによって符号
化効率を上げても遅延時間を短かく保つことができる。
また、符号化装置における出力バッファの容量を比較し
た場合、図9の例では個々の符号化装置において容量9
のバッファが必要であったので、容量の総和は9×4=
36であったが、本実施例においては12となり、大幅
に削減されていることがわかる。また、復号化装置での
入力バッファ容量を比較すると、まず、伝送される4種
の画像すべてを復号する場合には、従来例では、個々の
装置において容量9のバッファが必要であり、バッファ
総量は36となるのに対し、本実施例では12となり、
大幅に削減されている。また、伝送される4種の画像の
1種のみを復号する場合には、従来例では容量9の入力
バッファが必要であり、本実施例では、ある1画像期間
に伝送される。1画像当りの符号量の最大値に等しい容
量があれば十分であり、その容量は9となり従来例と等
しくなる(多重化された符号では1画像期間に12の符
号があるが必要な画像データのみを蓄積すればよいので
容量は9でよい)。
As described above, in the present invention, the system delay is kept constant regardless of the ratio of the generated code amounts in the intra coding mode and the inter coding mode. That is, the delay time can be kept short even if the coding efficiency is increased by increasing the variation of the generated code amount.
Further, when comparing the capacities of the output buffers in the encoding devices, in the example of FIG.
The total sum of capacity is 9 × 4 =
Although it was 36, it is 12 in the present embodiment, and it can be seen that it is greatly reduced. Further, comparing the input buffer capacities in the decoding devices, first, in the case of decoding all four types of transmitted images, in the conventional example, a buffer having a capacity of 9 is required in each device, and the total amount of buffers is required. Is 36, whereas in this embodiment it is 12,
Has been significantly reduced. Further, in the case of decoding only one of the four types of transmitted images, an input buffer having a capacity of 9 is required in the conventional example, and in the present embodiment, it is transmitted in one certain image period. It suffices to have a capacity equal to the maximum value of the code amount per image, and the capacity is 9 and is equal to the conventional example (in the case of the multiplexed code, there are 12 codes in one image period, but the necessary image data Only 9 need be stored, so the capacity can be 9).

【0024】以上の説明では、4種の画像に対しイント
ラ符号化モードあるいはインター符号化モードでの発生
符号量を同一とした例を述べていたが例えば第1及び第
2の画像を第3及び第4の画像よりも高精細な符号化あ
るいは、画像サイズを大きくする様な応用分野について
も本発明は、実施可能である。
In the above description, an example was described in which the generated code amounts in the intra coding mode or the inter coding mode were the same for the four types of images. The present invention can be implemented in a higher-definition encoding than the fourth image or in an application field in which the image size is increased.

【0025】図4は、符号化装置720a及び720b
の発生符号量を720c及び720dに対し2倍とした
例である。時刻1においては、720aにイントラ符号
化720b,720c,720dにおいてインター符号
化が選択され、時刻2においては720bにおいてイン
トラ符号化720a,720c,720dにインター符
号化が選択され、時刻3においては720cと720d
にイントラ符号化が720a,720bにおいてインタ
ー符号化が選択され、この3周期が繰り返されている。
720a,720bの符号量が720c及び720dの
2倍であるので、720cと720dを合わせた符号量
が720aあるいは720bと同一となり、時刻3には
720cと720dに同時にイントラ符号化を選択する
ことにより、発生符号量の総和は一定に保たれることが
わかる。
FIG. 4 illustrates encoders 720a and 720b.
Is an example in which the generated code amount of is doubled with respect to 720c and 720d. At time 1, inter coding is selected at intra coding 720a, 720c, and 720d at time 720a, at time 2 intra coding is selected at intra coding 720a, 720c, and 720d at time 720b, and at time 3 at 720c. And 720d
In intra coding 720a and 720b, inter coding is selected, and these three cycles are repeated.
Since the code amount of 720a and 720b is twice the code amount of 720c and 720d, the code amount of 720c and 720d combined is the same as 720a or 720b. By selecting intra coding for 720c and 720d simultaneously at time 3, It can be seen that the total sum of generated code amounts is kept constant.

【0026】この様に本発明では、異なる符号量をもつ
画像圧縮/符号化方式にも適用可能である。また、図5
に示す様に、符号化装置のイントラ符号化を選択する周
期をかえたり図6に示す様に、周期が存在しなくても本
発明が適用可能であることは明らかである。この様に複
数の符号化装置の符号化モードを制御することにより、
多重時に発生する符号量を一定にするという本発明の主
旨を逸脱しない範囲であれば種々の応用例が考えられ
る。
As described above, the present invention can be applied to image compression / encoding systems having different code amounts. Also, FIG.
It is obvious that the present invention can be applied without changing the cycle for selecting intra-encoding of the encoding apparatus as shown in FIG. 6 or even when there is no cycle as shown in FIG. By controlling the encoding modes of a plurality of encoding devices in this way,
Various application examples are conceivable within a range not deviating from the gist of the present invention in which the code amount generated during multiplexing is constant.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明では複数の圧縮/符号化装置に対
し、発生符号量の異なるモードを割り当て、全符号発生
量の安定化を図りシステム遅延量の短縮化と、符号化/
復号化装置の出力/入力バッファ容量の削減を行なうこ
とができる。
According to the present invention, modes having different generated code amounts are assigned to a plurality of compression / encoding devices to stabilize the total code generation amount, shorten the system delay amount, and perform the encoding / encoding.
The output / input buffer capacity of the decoding device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の装置の動作例を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation example of the apparatus of the present invention.

【図3】同じくこの発明の装置の動作例を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing an operation example of the apparatus of the present invention.

【図4】同じくこの発明の装置の動作例を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing an operation example of the apparatus of the present invention.

【図5】同じくこの発明の装置の動作例を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing an operation example of the apparatus of the present invention.

【図6】同じくこの発明の装置の動作例を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing an operation example of the apparatus of the present invention.

【図7】従来の符号化装置とその動作例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a conventional encoding device and an operation example thereof.

【図8】従来の装置の動作例を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an operation example of a conventional device.

【図9】同じく従来の装置の動作例を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an operation example of a conventional device.

【図10】従来の多重処理装置を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a conventional multiprocessing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

710a〜710d…前処理回路、720a〜720d
…ハイブリッド符号化部、800…多重化部、810…
バッファメモリ、820…多重処理部、900…符号化
モード制御部。
710a to 710d ... Preprocessing circuits, 720a to 720d
... Hybrid encoding unit, 800 ... Multiplexing unit, 810 ...
Buffer memory, 820 ... Multiplex processing unit, 900 ... Coding mode control unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/081 7/30 7/32 H04N 7/137 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H04N 7/081 7/30 7/32 H04N 7/137 Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発生符号量の異なる複数のモードを有する
複数の圧縮/符号化装置と、 上記複数の圧縮/符号化装置の出力信号を多重化する多
重化装置と、 上記複数の圧縮/符号化装置のそれぞれの符号化モード
を制御し、前記多重化装置における符号量の変動幅を小
さくする信号量制御装置とから成ることを特徴とするデ
ジタル信号符号化及び多重化装置。
1. A plurality of compression / encoding devices having a plurality of modes having different generated code amounts, a multiplexer for multiplexing output signals of the plurality of compression / encoding devices, and the plurality of compression / encoding devices. A digital signal coding and multiplexing device, comprising: a signal amount control device for controlling each coding mode of the coding device to reduce the fluctuation range of the coding amount in the multiplexing device.
【請求項2】上記圧縮/符号化装置は、動画像信号の圧
縮/符号化を行なう装置であり、当発生符号量の異なる
モードとして、第1のモードは、動画像信号の空間的冗
長度を利用して、圧縮/符号化を行なうものであり、第
2のモードは、第1のモードに加えて、時間的冗長度に
よる圧縮/符号化を追加したものであることを特徴とす
る請求項1記載のデジタル信号符号化及び多重化装置。
2. The compression / encoding device is a device for compressing / encoding a moving image signal. As a mode in which the generated code amount is different, the first mode is a spatial redundancy of the moving image signal. Is used to perform compression / encoding, and the second mode is a mode in which compression / encoding based on temporal redundancy is added in addition to the first mode. Item 1. A digital signal encoding and multiplexing device according to item 1.
【請求項3】上記空間的冗長度を利用した圧縮/符号化
モードは、画像信号を分割し複数のブロックを作成し、
個々のブロック毎に直交変換を行ない、その出力を量子
化することを特徴とし、上記時間的冗長度を利用した圧
縮/符号化モードは、時間的に隔たった画像間の動き予
測を行ない、予測値に応じて、動き補償を行なうことを
特徴とする請求項2記載のデジタル信号符号化及び多重
化装置。
3. A compression / encoding mode using the spatial redundancy described above divides an image signal to create a plurality of blocks,
The compression / encoding mode using the above-mentioned temporal redundancy performs the motion prediction between the images which are temporally separated from each other, and performs the orthogonal transformation for each block and quantizes the output. The digital signal encoding and multiplexing apparatus according to claim 2, wherein motion compensation is performed according to a value.
【請求項4】上記符号量制御装置は、各圧縮/符号装置
のモードにつき、ある特定の時間において、圧縮/符号
装置(a)あるいは圧縮符号装置群(A)に対し、発生
符号量の多いモードを割り当て、圧縮/符号装置(b)
あるいは圧縮符号装置群(B)に対しては発生符号量の
少いモードを割り当てることを特徴とする請求項1記載
のデジタル信号符号化及び多重化装置。
4. The code amount control device generates a large amount of generated code for a compression / encoding device (a) or a compression encoding device group (A) at a specific time for each compression / encoding device mode. Mode allocation, compression / encoding device (b)
Alternatively, the digital signal coding and multiplexing apparatus according to claim 1, wherein a mode having a small amount of generated code is assigned to the compression coding apparatus group (B).
【請求項5】上記多重化装置には、複数の圧縮/符号化
装置の出力を入力とし、固定レートで出力する目的のた
めの符号量変動吸収用のバッファメモリを設けたことを
特徴とする請求項1記載のデジタル信号符号化及び多重
化装置。
5. The multiplexing device is provided with a buffer memory for absorbing code amount fluctuations for the purpose of outputting the outputs of a plurality of compression / encoding devices at a fixed rate. The digital signal encoding and multiplexing device according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998032252A1 (en) * 1997-01-21 1998-07-23 Sony Corporation Coded signal transmission method and device
JP2014045243A (en) * 2012-08-24 2014-03-13 Sumitomo Electric Ind Ltd Video data distribution device and bidirectional interactive system including it

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998032252A1 (en) * 1997-01-21 1998-07-23 Sony Corporation Coded signal transmission method and device
US6504850B1 (en) 1997-01-21 2003-01-07 Sony Corporation Encoded signal transmission method and encoded signal transmission apparatus
JP2014045243A (en) * 2012-08-24 2014-03-13 Sumitomo Electric Ind Ltd Video data distribution device and bidirectional interactive system including it

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