JPH07284109A - 一連の画像を表わすディジタル信号を符号化する方法および装置 - Google Patents
一連の画像を表わすディジタル信号を符号化する方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大小の画像ブロックに並べた連続Ｎ群の画像
部分に分れる一連の画像を符号化する装置を、各画像ブ
ロック毎に量子化して可変長の符号にするチャネルを少
なくとも一つとビットレート制御用回路群とを備えて構
成するために、 【構成】 そのビットレート制御用回路を、バッファメ
モリ（１０）と量子化ステップを変更する装置（１１
０）とを直列に設けて構成するとともに、その変更装置
（１１０）自体を、一連の画像の連続した各画像部分毎
にビットを割当てる回路段（２００）、その画像部分と
引き続く（Ｎ−１）群の画像部分とのビット割当てを調
整する回路段（３００）、符号化すべき新たな画像部分
毎にビット割当を修正する回路段（４００）、その修正
したビット割当ての関数として量子化ステップを変更す
る回路段（５００）および以上の相補的処理動作をなし
得る回路段（６００）を直列に設けて構成し、ディジタ
ル・ビデオ信号を圧縮する。
部分に分れる一連の画像を符号化する装置を、各画像ブ
ロック毎に量子化して可変長の符号にするチャネルを少
なくとも一つとビットレート制御用回路群とを備えて構
成するために、 【構成】 そのビットレート制御用回路を、バッファメ
モリ（１０）と量子化ステップを変更する装置（１１
０）とを直列に設けて構成するとともに、その変更装置
（１１０）自体を、一連の画像の連続した各画像部分毎
にビットを割当てる回路段（２００）、その画像部分と
引き続く（Ｎ−１）群の画像部分とのビット割当てを調
整する回路段（３００）、符号化すべき新たな画像部分
毎にビット割当を修正する回路段（４００）、その修正
したビット割当ての関数として量子化ステップを変更す
る回路段（５００）および以上の相補的処理動作をなし
得る回路段（６００）を直列に設けて構成し、ディジタ
ル・ビデオ信号を圧縮する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続Ｎ群の画像部分を
並べるとともに、各画像部分を所定数の画像ブロックに
細分した一連の画像を表わすディジタル信号を、少なく
とも、その信号を量子化して符号化する過程と、画像の
錯綜値を計算して符号化すべき信号の量子化ステップを
その計算した錯綜値の関数として変更することにより、
符号化した信号のビットレートを制御する過程とを備え
て符号化する方法に関するものである。
並べるとともに、各画像部分を所定数の画像ブロックに
細分した一連の画像を表わすディジタル信号を、少なく
とも、その信号を量子化して符号化する過程と、画像の
錯綜値を計算して符号化すべき信号の量子化ステップを
その計算した錯綜値の関数として変更することにより、
符号化した信号のビットレートを制御する過程とを備え
て符号化する方法に関するものである。
【０００２】この方法を実行するために、本発明は、連
続Ｎ群の画像部分を並べるとともに、各画像部分を所定
数の画像ブロックに細分した一連の画像を表わすディジ
タル信号を、少なくとも、その信号を量子化して符号化
する手段を、画像の錯綜値を計算して符号化すべき信号
の量子化ステップをその計算した錯綜値の関数として変
更することにより、符号化した信号のビットレートを制
御する手段と組合わせて符号化する装置にも関するもの
である。
続Ｎ群の画像部分を並べるとともに、各画像部分を所定
数の画像ブロックに細分した一連の画像を表わすディジ
タル信号を、少なくとも、その信号を量子化して符号化
する手段を、画像の錯綜値を計算して符号化すべき信号
の量子化ステップをその計算した錯綜値の関数として変
更することにより、符号化した信号のビットレートを制
御する手段と組合わせて符号化する装置にも関するもの
である。
【０００３】本発明は、本来、符号化画像の伝送、蓄積
の分野で用いられるものであり、ＭＰＥＧ−２標準と両
立し得る可変長符号器に大いに適用し得るものである。
なお、ＭＰＥＧは、「Moving Picture Expert Group(動
画像専門家群）」すなわち、国際標準化機構ＩＳＯの専
門家集団の略語であり、本発明の詳細説明の前に、動き
画像の伝送、蓄積用にＩＳＯが採用したＭＰＥＧ−２標
準について説明する。
の分野で用いられるものであり、ＭＰＥＧ−２標準と両
立し得る可変長符号器に大いに適用し得るものである。
なお、ＭＰＥＧは、「Moving Picture Expert Group(動
画像専門家群）」すなわち、国際標準化機構ＩＳＯの専
門家集団の略語であり、本発明の詳細説明の前に、動き
画像の伝送、蓄積用にＩＳＯが採用したＭＰＥＧ−２標
準について説明する。
【０００４】
【従来の技術】幾多の文献、例えば、「シグナル プロ
セシング・イメージ コミュニケーション」誌、第３
巻、第２〜３号、１９９１年６月，第１７９〜１９５頁
に掲載されたジー・モリソン、ディ・バーモント共著の
論文「ＡＴＭ回路網用２層ビデオ・コーディング」に
は、一定ビットレートで機能するようにしたビデオ符号
器の基本構成が記載されている。この分野では、特に、
米国特許第5,231,484 号明細書に、ＭＰＥＧ標準と両立
可能で、その符号器に用いてある可変長符号器の出力バ
ッファメモリのビットレート制御の原理に基づいたビデ
オ信号圧縮方法乃至方式が記載されている。
セシング・イメージ コミュニケーション」誌、第３
巻、第２〜３号、１９９１年６月，第１７９〜１９５頁
に掲載されたジー・モリソン、ディ・バーモント共著の
論文「ＡＴＭ回路網用２層ビデオ・コーディング」に
は、一定ビットレートで機能するようにしたビデオ符号
器の基本構成が記載されている。この分野では、特に、
米国特許第5,231,484 号明細書に、ＭＰＥＧ標準と両立
可能で、その符号器に用いてある可変長符号器の出力バ
ッファメモリのビットレート制御の原理に基づいたビデ
オ信号圧縮方法乃至方式が記載されている。
【０００５】かかる従来周知の、特に、ＭＰＥＧ規格と
両立可能のデータ圧縮方法は、平均して一定のビットレ
ートを有効に維持することを目的としているにも拘ら
ず、各画像に正確に同一のビット数を割当てると、引続
いて再生した一連の画像の品質が一層ふらつくようにな
るので、処理すべき一連の各画像に個々に割当てるビッ
ト数を固定する自由度を残している。そのためには、例
えば米国第5,231,484 号明細書に記載の符号器は、各画
像毎に所望のビット数を決める方法として、画像毎に、
画像の圧縮符号化の困難性の尺度を決めて、その尺度の
関数として充満度を計算する仮想のメモリの存在のお蔭
で、符号化中に画像信号を量子化する動作における量子
化ステップの値を評価するようにしたビット割当てシス
テムを備えている。
両立可能のデータ圧縮方法は、平均して一定のビットレ
ートを有効に維持することを目的としているにも拘ら
ず、各画像に正確に同一のビット数を割当てると、引続
いて再生した一連の画像の品質が一層ふらつくようにな
るので、処理すべき一連の各画像に個々に割当てるビッ
ト数を固定する自由度を残している。そのためには、例
えば米国第5,231,484 号明細書に記載の符号器は、各画
像毎に所望のビット数を決める方法として、画像毎に、
画像の圧縮符号化の困難性の尺度を決めて、その尺度の
関数として充満度を計算する仮想のメモリの存在のお蔭
で、符号化中に画像信号を量子化する動作における量子
化ステップの値を評価するようにしたビット割当てシス
テムを備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、周知の
ように、圧縮画像を表わすデータ流の構成および標準と
両立するようにして復号器が行なう復号過程のみを特定
したＭＰＥＧ標準と両立し得る符号化は、いずれも、ま
ず、それぞれ所定数の連続画像からなるＧＯＰと呼ぶ画
像群に一連の画像を再区分し、ついで、ＧＯＰ毎にビッ
ト割当てを規定しているが、屡々、ＧＯＰの始端の画像
がＧＯＰ割当てビットのかなりの部分を取上げ、ＧＯＰ
の終端の画像は、最早、十分な画質を維持するに足る割
当てビットを持たない、という結果になる。この技術上
の問題は、番組に応じて可変のビットレート、あるい
は、少なくとも切換え可能のビットレートをもつことが
実際に必要となるテレビジョン番組にかかる将来のビデ
オ応用が導入されたときに、一層大問題となる。かかる
ビデオ応用においては、ビットレート変更時にサービス
を中断せずに、ビデオビットレートを変更し、柔軟にビ
ット再割当てを行ない得ることが必要であり、これは将
来の技術では不可能であった。
ように、圧縮画像を表わすデータ流の構成および標準と
両立するようにして復号器が行なう復号過程のみを特定
したＭＰＥＧ標準と両立し得る符号化は、いずれも、ま
ず、それぞれ所定数の連続画像からなるＧＯＰと呼ぶ画
像群に一連の画像を再区分し、ついで、ＧＯＰ毎にビッ
ト割当てを規定しているが、屡々、ＧＯＰの始端の画像
がＧＯＰ割当てビットのかなりの部分を取上げ、ＧＯＰ
の終端の画像は、最早、十分な画質を維持するに足る割
当てビットを持たない、という結果になる。この技術上
の問題は、番組に応じて可変のビットレート、あるい
は、少なくとも切換え可能のビットレートをもつことが
実際に必要となるテレビジョン番組にかかる将来のビデ
オ応用が導入されたときに、一層大問題となる。かかる
ビデオ応用においては、ビットレート変更時にサービス
を中断せずに、ビデオビットレートを変更し、柔軟にビ
ット再割当てを行ない得ることが必要であり、これは将
来の技術では不可能であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明の第
１の目的は、かかる新たな問題に応じ、特にビットレー
トの遷移中に放送サービスを何ら中断や混乱させずにビ
ットレートを切換えることができ、放送番組に対応した
一連の画像中の個々の画像毎に有効にビット割当てを行
ない得る柔軟性を備えた符号化方法を提供することにあ
る。
１の目的は、かかる新たな問題に応じ、特にビットレー
トの遷移中に放送サービスを何ら中断や混乱させずにビ
ットレートを切換えることができ、放送番組に対応した
一連の画像中の個々の画像毎に有効にビット割当てを行
ない得る柔軟性を備えた符号化方法を提供することにあ
る。
【０００８】かかる目的のために、本発明は、冒頭に記
載の符号化方法において、 （Ａ）符号化の終端で得られるビット数に比例した画像
毎のビット数として前記錯綜値を規定し、 （Ｂ）前記ビットレートを制御する過程に、 （１）連続Ｎ群の各画像部分毎に、前記錯綜値、前記群
数Ｎ、および、符号化出力で得られるビットレートＲ
(t) に比例するとともに、画像部分の期間長に逆比例し
たＰＲＯＦ値を有する群構成と呼ぶビット数を評価する
副過程と、 （２）一連の画像中、現下に符号化すべき新たな画像部
分毎に、（ａ）その画像部分に対応するとともに、前記
錯綜値と、前記群構成および先行画像部分のＮＢＳＧ値
と画像部分毎の全ビット数との差に比例したＮＢＳＧ値
を有する、その新たな画像部分と新たな画像部分毎に１
画像部分だけずれた（Ｎ−１）群の画像部分とを構成す
るものとした順次の群毎のビット数とに比例したＮＢＮ
Ｐ値を有するビット数を評価し、（ｂ）その評価の修正
を、その画像部分に対応するとともに、評価したＮＢＮ
Ｐ値と符号化した信号を蓄積するバッファメモリの充満
度の最小ＭＩＮ（ＣＮ）および最大ＭＡＸ（ＣＮ）の２
限度値とからなる３値から２限度値間の値の選択を基準
として選んだＣＮＮＰ値を有する修正ビット数を評価す
ることによって行なう副過程と、 （３）前記新たな画像部分の各画像ブロック毎に、その
画像ブロックの量子化ステップを変更するための、仮想
のメモリと呼ぶバッファメモリの初期充満度を表わすビ
ット数とその画像部分における順位ｊの画像ブロックよ
り先行する（ｊ−１）画像ブロックの符号化によって既
に生じているビット数に等しい相補数との和から、順位
ｊおよびＣＮＰＰの値と画像部分毎の画像ブロック数と
に関連した修正ビット数を差引いたものに等しいか比例
した係数を計算する副過程と、を備えたことを特徴とす
るものである。
載の符号化方法において、 （Ａ）符号化の終端で得られるビット数に比例した画像
毎のビット数として前記錯綜値を規定し、 （Ｂ）前記ビットレートを制御する過程に、 （１）連続Ｎ群の各画像部分毎に、前記錯綜値、前記群
数Ｎ、および、符号化出力で得られるビットレートＲ
(t) に比例するとともに、画像部分の期間長に逆比例し
たＰＲＯＦ値を有する群構成と呼ぶビット数を評価する
副過程と、 （２）一連の画像中、現下に符号化すべき新たな画像部
分毎に、（ａ）その画像部分に対応するとともに、前記
錯綜値と、前記群構成および先行画像部分のＮＢＳＧ値
と画像部分毎の全ビット数との差に比例したＮＢＳＧ値
を有する、その新たな画像部分と新たな画像部分毎に１
画像部分だけずれた（Ｎ−１）群の画像部分とを構成す
るものとした順次の群毎のビット数とに比例したＮＢＮ
Ｐ値を有するビット数を評価し、（ｂ）その評価の修正
を、その画像部分に対応するとともに、評価したＮＢＮ
Ｐ値と符号化した信号を蓄積するバッファメモリの充満
度の最小ＭＩＮ（ＣＮ）および最大ＭＡＸ（ＣＮ）の２
限度値とからなる３値から２限度値間の値の選択を基準
として選んだＣＮＮＰ値を有する修正ビット数を評価す
ることによって行なう副過程と、 （３）前記新たな画像部分の各画像ブロック毎に、その
画像ブロックの量子化ステップを変更するための、仮想
のメモリと呼ぶバッファメモリの初期充満度を表わすビ
ット数とその画像部分における順位ｊの画像ブロックよ
り先行する（ｊ−１）画像ブロックの符号化によって既
に生じているビット数に等しい相補数との和から、順位
ｊおよびＣＮＰＰの値と画像部分毎の画像ブロック数と
に関連した修正ビット数を差引いたものに等しいか比例
した係数を計算する副過程と、を備えたことを特徴とす
るものである。
【０００９】この符号化過程においては、新たに画像に
対する各順次の群を好ましくはその画像と引続く（Ｎ−
１）画像とで構成するが、その群の構成とは無関係に、
本発明の特定の実施例は、Ｘで表わす錯綜値を符号化の
終端で得られたビット数と画像に施した平均量子化ステ
ップとの積と規定したことを特徴とする。
対する各順次の群を好ましくはその画像と引続く（Ｎ−
１）画像とで構成するが、その群の構成とは無関係に、
本発明の特定の実施例は、Ｘで表わす錯綜値を符号化の
終端で得られたビット数と画像に施した平均量子化ステ
ップとの積と規定したことを特徴とする。
【００１０】本発明の完成した変形は、一連の画像が、
他の画像には無関係のフレーム内符号化モード、他のフ
レーム内符号化もしくは予測の画像に基づく一方向動き
予測を用いた予測符号化モード、先行画像および後続画
像に基づく両方向補間符号化モードのいずれに属するか
によってそれぞれＩ，ＰあるいはＢと呼ぶ異なる型式Ｔ
であるとともに、Ｘ(T) で表わす前記錯綜値が、同じ型
式Ｔの画像の符号化の終端で得られたビット数Ｓi (T)
と同じ型式Ｔの画像に施した平均量子化ステップＱi m
(T) との積に等しいと規定したことを特徴とする。
他の画像には無関係のフレーム内符号化モード、他のフ
レーム内符号化もしくは予測の画像に基づく一方向動き
予測を用いた予測符号化モード、先行画像および後続画
像に基づく両方向補間符号化モードのいずれに属するか
によってそれぞれＩ，ＰあるいはＢと呼ぶ異なる型式Ｔ
であるとともに、Ｘ(T) で表わす前記錯綜値が、同じ型
式Ｔの画像の符号化の終端で得られたビット数Ｓi (T)
と同じ型式Ｔの画像に施した平均量子化ステップＱi m
(T) との積に等しいと規定したことを特徴とする。
【００１１】この変形例は、画像が型式Ｐであるととも
に、前記錯綜値が、現下の画像および現下の画像と同じ
型式Ｐの予測画像についてそれぞれ計算した積（Ｓ
i (T) ×Ｑi m (T) および（Ｓi-1(T)×Ｑi-1 m (T))の
うちの最小値に等しい、と規定したことによって完成度
を補充している。
に、前記錯綜値が、現下の画像および現下の画像と同じ
型式Ｐの予測画像についてそれぞれ計算した積（Ｓ
i (T) ×Ｑi m (T) および（Ｓi-1(T)×Ｑi-1 m (T))の
うちの最小値に等しい、と規定したことによって完成度
を補充している。
【００１２】画像の錯綜値を決める符号化モードとは無
関係に、群を構成する画像の数が不充分である限り、一
連の画像中最初の画像の錯綜値にあらゆる場合の初期値
が課せられる。
関係に、群を構成する画像の数が不充分である限り、一
連の画像中最初の画像の錯綜値にあらゆる場合の初期値
が課せられる。
【００１３】特に挙げた実施例においては、一連の画像
がＩ，ＰもしくはＢの型式であり、ＰＲＯＦ(T) を表わ
した群構成の値が、画像の型式毎に、各群の始端でその
群の全期間に亘り計算されており、この値を決める特定
の符号化モードにより、型式Ｔの画像毎に各群の始端で
計算した式Ｘ(T) ×Ｎ×Ｒ（θ）に、Ｔ＝Ｉ，Ｐもしく
はＢに対するＰＲＯＦ(T) の各値が比例する。
がＩ，ＰもしくはＢの型式であり、ＰＲＯＦ(T) を表わ
した群構成の値が、画像の型式毎に、各群の始端でその
群の全期間に亘り計算されており、この値を決める特定
の符号化モードにより、型式Ｔの画像毎に各群の始端で
計算した式Ｘ(T) ×Ｎ×Ｒ（θ）に、Ｔ＝Ｉ，Ｐもしく
はＢに対するＰＲＯＦ(T) の各値が比例する。
【００１４】本発明の他の目的は、上述の符号化方法を
実行し、放送サービスを混乱させずに切換えて出力ビッ
トレートを有効に変更し得る符号化装置を提供すること
にある。
実行し、放送サービスを混乱させずに切換えて出力ビッ
トレートを有効に変更し得る符号化装置を提供すること
にある。
【００１５】この目的のために、本発明は、冒頭に述べ
た符号化装置において、前記ビットレートを制御する手
段に、 （Ａ）符号化の終端で得られたビット数の関数および画
像に施した平均量子化ステップの関数として錯綜値を評
価する手段と、 （Ｂ）一連の画像中、符号化すべき現下の新たな画像部
分毎に、 （１）Ｎ群の各画像部分毎に連続して計算したＰＲＯＦ
値が錯綜値、群数Ｎおよび符号化の出力端で得られるビ
ットレートＲ(t) に比例するとともに画像部分の期間長
に逆比例する群構造と呼ぶビット数と、 （２）一連の画像中、各画像部分毎に評価した（ａ）錯
綜値、並びに、（ｂ）群構成および先行画像部分のＮＢ
ＳＧ値と画像部分毎の全ビット数との差に逆比例したＮ
ＢＳＧ値を有する、その新たな画像部分と新たな画像部
分に１画像部分だけずれた（Ｎ−１）群の画像部分とを
構成するものとした順次の群毎のビット数と、の関数と
して評価したビット数の割当てと呼ぶビット数ＮＢＮＰ
を評価する手段と、 （Ｃ）符号化すべき新たな画像部分毎に、ＮＢＮＰビッ
トの割当て値の替わりに、予め評価した無修正ＮＢＮＰ
割当て値と符号化信号蓄積用バッファメモリの充満度の
最小ＭＩＮ（ＣＮ）および最大ＭＡＸ（ＣＮ）の２限度
値とからなる３値から２限度値間の値の選択を基準とし
て選んだ値を有するＣＮＮＰビットの修正割当てと呼ぶ
修正ビット数を決めるためにビット割当てを修正する手
段と、 （Ｄ）仮想のメモリと呼ぶバッファメモリの初期充満度
を表わすビット数と画像部分における順位ｊの画像ブロ
ックより先行する（ｊ−１）画像ブロックの符号化によ
って既に生じているビット数と等しい相補数との和から
順位ｊおよびＣＮＰＰの値と画像部分毎の画像ブロック
数とに関連した修正ビット数を差引いたものに等しいか
比例した修正係数の助けにより、新たな画像部分の各画
像ブロックの量子化ステップを修正する手段とを備えた
ことを特徴とするものである。
た符号化装置において、前記ビットレートを制御する手
段に、 （Ａ）符号化の終端で得られたビット数の関数および画
像に施した平均量子化ステップの関数として錯綜値を評
価する手段と、 （Ｂ）一連の画像中、符号化すべき現下の新たな画像部
分毎に、 （１）Ｎ群の各画像部分毎に連続して計算したＰＲＯＦ
値が錯綜値、群数Ｎおよび符号化の出力端で得られるビ
ットレートＲ(t) に比例するとともに画像部分の期間長
に逆比例する群構造と呼ぶビット数と、 （２）一連の画像中、各画像部分毎に評価した（ａ）錯
綜値、並びに、（ｂ）群構成および先行画像部分のＮＢ
ＳＧ値と画像部分毎の全ビット数との差に逆比例したＮ
ＢＳＧ値を有する、その新たな画像部分と新たな画像部
分に１画像部分だけずれた（Ｎ−１）群の画像部分とを
構成するものとした順次の群毎のビット数と、の関数と
して評価したビット数の割当てと呼ぶビット数ＮＢＮＰ
を評価する手段と、 （Ｃ）符号化すべき新たな画像部分毎に、ＮＢＮＰビッ
トの割当て値の替わりに、予め評価した無修正ＮＢＮＰ
割当て値と符号化信号蓄積用バッファメモリの充満度の
最小ＭＩＮ（ＣＮ）および最大ＭＡＸ（ＣＮ）の２限度
値とからなる３値から２限度値間の値の選択を基準とし
て選んだ値を有するＣＮＮＰビットの修正割当てと呼ぶ
修正ビット数を決めるためにビット割当てを修正する手
段と、 （Ｄ）仮想のメモリと呼ぶバッファメモリの初期充満度
を表わすビット数と画像部分における順位ｊの画像ブロ
ックより先行する（ｊ−１）画像ブロックの符号化によ
って既に生じているビット数と等しい相補数との和から
順位ｊおよびＣＮＰＰの値と画像部分毎の画像ブロック
数とに関連した修正ビット数を差引いたものに等しいか
比例した修正係数の助けにより、新たな画像部分の各画
像ブロックの量子化ステップを修正する手段とを備えた
ことを特徴とするものである。
【００１６】上述の提案装置は、ソフトウエアを構成す
る一連の指示により、マイクロプロセッサやコンピュー
タの制御のもとに上述の符号化方法を実施するのに適し
ており、かかる順次の指示は定義、見積り、評価、修
正、計算など以上に述べた各段階の実施を確実にするも
のである。
る一連の指示により、マイクロプロセッサやコンピュー
タの制御のもとに上述の符号化方法を実施するのに適し
ており、かかる順次の指示は定義、見積り、評価、修
正、計算など以上に述べた各段階の実施を確実にするも
のである。
【００１７】しかしながら、この提案装置は唯一の実現
可能のものではなく、上述した符号化方法を実行する他
の変形においては、本発明の符号化装置を連続した電子
モジュールの形で実現することができ、前記ビットレー
トを制御する手段に、 （Ａ）符号化すべき現下の新たな画像部分毎に、符号化
信号に対応するビット数および画像部分に施した平均量
子化ステップの関数として錯綜値を決める回路段と、 （Ｂ）（ａ）符号化すべき現下の画像部分と引続く（Ｎ
−１）画像部分とを含む順次の群毎のＮＢＳＧビットの
割当てを決める回路段（ｂ）符号化すべき現下の新たな
画像部分毎に、順次の群の画像部分毎のＮＢＳＧ割当て
および符号化信号蓄積用バッファメモリの充満度の限度
値の関数としてビット割当てを修正する回路段、およ
び、（ｃ）ＣＮＮＰビットの修正割当ての関数として量
子化ステップを変更する回路段を直列に備えて量子化ス
テップを変更する回路群とを備えている。
可能のものではなく、上述した符号化方法を実行する他
の変形においては、本発明の符号化装置を連続した電子
モジュールの形で実現することができ、前記ビットレー
トを制御する手段に、 （Ａ）符号化すべき現下の新たな画像部分毎に、符号化
信号に対応するビット数および画像部分に施した平均量
子化ステップの関数として錯綜値を決める回路段と、 （Ｂ）（ａ）符号化すべき現下の画像部分と引続く（Ｎ
−１）画像部分とを含む順次の群毎のＮＢＳＧビットの
割当てを決める回路段（ｂ）符号化すべき現下の新たな
画像部分毎に、順次の群の画像部分毎のＮＢＳＧ割当て
および符号化信号蓄積用バッファメモリの充満度の限度
値の関数としてビット割当てを修正する回路段、およ
び、（ｃ）ＣＮＮＰビットの修正割当ての関数として量
子化ステップを変更する回路段を直列に備えて量子化ス
テップを変更する回路群とを備えている。
【００１８】上述の符号化装置においては、その出力バ
ッファメモリのビットレートを制御する過程を、通例、
実質的にそのメモリの充満度の関数として実現してお
り、ＭＰＥＧ型のデータ流、すなわち、一連の画像を表
わす信号を連続した画像群（ＧＯＰ）の形に集約したデ
ータ流を処理する符号化装置において、所定のビット
数、すなわち、割当てもしくは分け前が一般にＧＯＰ毎
に割当てられている。しかしながら、画像自体は、その
型式によって異なるビット数、例えば、前述したＩＰ，
Ｂの画像型式について言えば、Ｉ型画像はＰ型画像の２
〜３倍のビット割当てを必要とし、Ｐ型画像はＢ型画像
の３〜５倍のビット割当てを必要とするビット数をそれ
ぞれの符号化に必要とし、ＧＯＰ割当てを累進的に利用
する制御過程の効果により、ＧＯＰの始端に比べて終端
に向かうほど画質が劣化する。増大し難く、したがっ
て、符号化装置の全体経費に余り影響しない錯綜値につ
いては、ここに提示する過程および装置の重要性は、最
早、ＭＰＥＧデータ流と同じ長さのＮ画像を有する真の
画像の連続群にはビットレートの制御を行ない得ない
が、順次の画像群（ＳＧＯＰ）、すなわち、ＧＯＰと同
じ長さを有するが、符号化すべき新たな画像毎に再生さ
れ、例えば、その新たな画像と引続く（Ｎ−１）画像と
を備えた順次の画像群にはビットレートの制御が行なわ
れ、新たな現下の画像毎に、したがって、真のＧＯＰに
おける位置には無関係に、ＧＯＰの連続Ｎ画像を符号化
するために割当てられるビット数を永久に評価し続け
る。かかる連続的更新により各画像毎に有効なビット割
当てのより精密な評価が可能となり、その結果生じて新
たな画像の始点毎に再初期化される量子化ステップを変
更することによる制御は、全光景が変化した場合にも効
率的で迅速であり、ＧＯＰ、画像間の遷移時の事故およ
び同様な性質の他の事故のあらゆる同期性の効果を免れ
ている間、画質の変化が制限されたままで、確実に円滑
に行なわれる。
ッファメモリのビットレートを制御する過程を、通例、
実質的にそのメモリの充満度の関数として実現してお
り、ＭＰＥＧ型のデータ流、すなわち、一連の画像を表
わす信号を連続した画像群（ＧＯＰ）の形に集約したデ
ータ流を処理する符号化装置において、所定のビット
数、すなわち、割当てもしくは分け前が一般にＧＯＰ毎
に割当てられている。しかしながら、画像自体は、その
型式によって異なるビット数、例えば、前述したＩＰ，
Ｂの画像型式について言えば、Ｉ型画像はＰ型画像の２
〜３倍のビット割当てを必要とし、Ｐ型画像はＢ型画像
の３〜５倍のビット割当てを必要とするビット数をそれ
ぞれの符号化に必要とし、ＧＯＰ割当てを累進的に利用
する制御過程の効果により、ＧＯＰの始端に比べて終端
に向かうほど画質が劣化する。増大し難く、したがっ
て、符号化装置の全体経費に余り影響しない錯綜値につ
いては、ここに提示する過程および装置の重要性は、最
早、ＭＰＥＧデータ流と同じ長さのＮ画像を有する真の
画像の連続群にはビットレートの制御を行ない得ない
が、順次の画像群（ＳＧＯＰ）、すなわち、ＧＯＰと同
じ長さを有するが、符号化すべき新たな画像毎に再生さ
れ、例えば、その新たな画像と引続く（Ｎ−１）画像と
を備えた順次の画像群にはビットレートの制御が行なわ
れ、新たな現下の画像毎に、したがって、真のＧＯＰに
おける位置には無関係に、ＧＯＰの連続Ｎ画像を符号化
するために割当てられるビット数を永久に評価し続け
る。かかる連続的更新により各画像毎に有効なビット割
当てのより精密な評価が可能となり、その結果生じて新
たな画像の始点毎に再初期化される量子化ステップを変
更することによる制御は、全光景が変化した場合にも効
率的で迅速であり、ＧＯＰ、画像間の遷移時の事故およ
び同様な性質の他の事故のあらゆる同期性の効果を免れ
ている間、画質の変化が制限されたままで、確実に円滑
に行なわれる。
【００１９】一連の連続画像がＩ，ＰもしくはＢの型式
である限り、本発明の符号化装置は、符号化すべき新た
な画像部分毎に錯綜値を決める回路段が、（ａ）符号化
すべき第１の画像に対する錯綜値の初期化値を蓄積する
第１のメモリおよび画像毎の平均量子化ステップを計算
する回路の出力により現下の画像部分を符号化した結果
のビット数を増大させる第１の乗算回路、並びに、
（ｂ）現下の画像部分が型式Ｉ，ＰあるいはＢのいずれ
であるかにより、現下の画像部分が一連の画像の最初の
画像部分であるか否かに応じて前記第１のメモリおよび
前記第１の乗算回路の４出力のうちの一つを選んで当該
現下の画像部分の錯綜値を構成する回路を備えている。
である限り、本発明の符号化装置は、符号化すべき新た
な画像部分毎に錯綜値を決める回路段が、（ａ）符号化
すべき第１の画像に対する錯綜値の初期化値を蓄積する
第１のメモリおよび画像毎の平均量子化ステップを計算
する回路の出力により現下の画像部分を符号化した結果
のビット数を増大させる第１の乗算回路、並びに、
（ｂ）現下の画像部分が型式Ｉ，ＰあるいはＢのいずれ
であるかにより、現下の画像部分が一連の画像の最初の
画像部分であるか否かに応じて前記第１のメモリおよび
前記第１の乗算回路の４出力のうちの一つを選んで当該
現下の画像部分の錯綜値を構成する回路を備えている。
【００２０】この実施例の完全な変形においては、符号
化すべき新たな画像部分毎に錯綜値を決める回路段が、
さらに、（ｃ）第２の蓄積メモリを介し、現下の画像部
分に先行する同じ型式の画像部分に対応する符号化ビッ
ト数および平均量子化ステップを受入れる第２の乗算回
路を備え、選択回路が、現下の画像部分の型式により、
所定の型式の現下の画像部分が一連の画像中の最初の画
像であるか否かに応じて、第１のメモリ並びに第１およ
び第２の乗算回路の５出力中の一つを選択するために第
２の乗算回路の出力を受入れる。
化すべき新たな画像部分毎に錯綜値を決める回路段が、
さらに、（ｃ）第２の蓄積メモリを介し、現下の画像部
分に先行する同じ型式の画像部分に対応する符号化ビッ
ト数および平均量子化ステップを受入れる第２の乗算回
路を備え、選択回路が、現下の画像部分の型式により、
所定の型式の現下の画像部分が一連の画像中の最初の画
像であるか否かに応じて、第１のメモリ並びに第１およ
び第２の乗算回路の５出力中の一つを選択するために第
２の乗算回路の出力を受入れる。
【００２１】いずれの場合にも、この回路段に引続いて
錯綜値を決める回路段、すなわち、順次の群の画像毎に
ＮＢＳＧビット割当てを決める回路段が、一連の連続Ｎ
画像の所定群について群構成もしくは固定の配置を計算
する回路を備えて、その計画を型式Ｉ，Ｐ，Ｂおよびそ
の所定群の最初の画像の錯綜値の関数として行なうとと
もに、順次の群の画像毎にビット数もしくはビット割当
てを評価する回路を備えて、その評価を ＮＢＳＧ＝ＮＢＳＧ−ＮＢＰＰ＋ＰＲＯＦ(T) の式によって与え、ＰＲＯＦ(T) が計算した群構成であ
り、ＮＢＰＰが画像毎の全ビット数であり、ＮＢＳＧが
順次の群の画像中最初の画像については初期化値ＮＢＳ
Ｇo ＝ＮＢＲＧに等しく、引続く画像については上式に
よって得られたＮＢＳＧ値であり、ＮＢＲＧが所定群全
体の構成を表わしてつぎの式 ＮＢＲＧ＝ＮＲ2 ／Ｐ＋ＷＢＦ−Ｆc （ＧＯＰＳＴ）＋
（Ｒ1 −Ｒ2 ）Ｄb によって規定され、Ｆc （ＧＯＰＳＴ）が符号化信号蓄
積用バッファメモリの負の充満度を表わし、Ｒ1 および
Ｒ2 がビットレート切換え指令の前後のバッファメモリ
の出力におけるビットレートをそれぞれ表わし、ビット
レートの切換えを行なわない場合にはＲ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒ
(t) であり、Ｄb が符号化装置のバッファメモリによる
遅延Ｄcbと対応した状態で符号化装置に組合わせる復号
装置のバッファメモリによる遅延Ｄdbとの和であり、Ｗ
ＢＦが各所定群の始端におけるバッファメモリの所望の
充満度であって、ＮＢＳＰを画像当りの画像細片数と
し、Ｆmin (t) をバッファメモリの充満度の絶対下限と
した式 ＷＢＦ＝Ｆmin (t) ＋４Ｒ2 ／（Ｐ×ＮＢＳＰ） で決まる。
錯綜値を決める回路段、すなわち、順次の群の画像毎に
ＮＢＳＧビット割当てを決める回路段が、一連の連続Ｎ
画像の所定群について群構成もしくは固定の配置を計算
する回路を備えて、その計画を型式Ｉ，Ｐ，Ｂおよびそ
の所定群の最初の画像の錯綜値の関数として行なうとと
もに、順次の群の画像毎にビット数もしくはビット割当
てを評価する回路を備えて、その評価を ＮＢＳＧ＝ＮＢＳＧ−ＮＢＰＰ＋ＰＲＯＦ(T) の式によって与え、ＰＲＯＦ(T) が計算した群構成であ
り、ＮＢＰＰが画像毎の全ビット数であり、ＮＢＳＧが
順次の群の画像中最初の画像については初期化値ＮＢＳ
Ｇo ＝ＮＢＲＧに等しく、引続く画像については上式に
よって得られたＮＢＳＧ値であり、ＮＢＲＧが所定群全
体の構成を表わしてつぎの式 ＮＢＲＧ＝ＮＲ2 ／Ｐ＋ＷＢＦ−Ｆc （ＧＯＰＳＴ）＋
（Ｒ1 −Ｒ2 ）Ｄb によって規定され、Ｆc （ＧＯＰＳＴ）が符号化信号蓄
積用バッファメモリの負の充満度を表わし、Ｒ1 および
Ｒ2 がビットレート切換え指令の前後のバッファメモリ
の出力におけるビットレートをそれぞれ表わし、ビット
レートの切換えを行なわない場合にはＲ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒ
(t) であり、Ｄb が符号化装置のバッファメモリによる
遅延Ｄcbと対応した状態で符号化装置に組合わせる復号
装置のバッファメモリによる遅延Ｄdbとの和であり、Ｗ
ＢＦが各所定群の始端におけるバッファメモリの所望の
充満度であって、ＮＢＳＰを画像当りの画像細片数と
し、Ｆmin (t) をバッファメモリの充満度の絶対下限と
した式 ＷＢＦ＝Ｆmin (t) ＋４Ｒ2 ／（Ｐ×ＮＢＳＰ） で決まる。
【００２２】Ｒ1 からＲ2 に切換えてビットレートが変
化した場合には、当該符号化装置による任意のビットレ
ート切換え指令の確認時点が一連の所定画像群の一つの
始端と一致することが望ましい。
化した場合には、当該符号化装置による任意のビットレ
ート切換え指令の確認時点が一連の所定画像群の一つの
始端と一致することが望ましい。
【００２３】ビットレートの変化の有無には無関係に、
順次の群毎のビット割当てを決める回路段に引続き、符
号化すべき新たな画像毎のビット割当てを修正する回路
段が所定群の次の画像に直面してビット数もしくはビッ
ト割当てを計算する回路をそのビット割当てを修正する
回路を従えて備えるとともに、量子化ステップを変更す
る回路段が、仮想のバッファメモリの充満度を初期化す
る回路、仮想のバッファメモリの現下の充満度を計算す
る回路および現下の画像のブロック毎に量子化ステップ
を決める回路を直列に備えている。
順次の群毎のビット割当てを決める回路段に引続き、符
号化すべき新たな画像毎のビット割当てを修正する回路
段が所定群の次の画像に直面してビット数もしくはビッ
ト割当てを計算する回路をそのビット割当てを修正する
回路を従えて備えるとともに、量子化ステップを変更す
る回路段が、仮想のバッファメモリの充満度を初期化す
る回路、仮想のバッファメモリの現下の充満度を計算す
る回路および現下の画像のブロック毎に量子化ステップ
を決める回路を直列に備えている。
【００２４】最後に、本発明の符号化装置は、仮想のメ
モリの充満度を初期化する回路に出力端を接続した符号
化データが少な過ぎる場合の第１の処理回路と、量子化
および符号化手段の入力端および仮想のメモリの充満度
を初期化する回路に出力端を接続した符号化データが多
過ぎる場合の第２の処理回路とを備えた相補処理動作用
回路段を備えることができる。
モリの充満度を初期化する回路に出力端を接続した符号
化データが少な過ぎる場合の第１の処理回路と、量子化
および符号化手段の入力端および仮想のメモリの充満度
を初期化する回路に出力端を接続した符号化データが多
過ぎる場合の第２の処理回路とを備えた相補処理動作用
回路段を備えることができる。
【００２５】以下に図面を参照して、実施例につき、本
発明の上述したような各面を詳細に説明する。
発明の上述したような各面を詳細に説明する。
【００２６】本発明による符号化装置が受取るような動
き画像に適合した一連のディジタル信号は、輝度成分Ｙ
に関連した情報および色度成分もしくは色差信号Ｕおよ
びＹに関連した情報を備えており、輝度成分Ｙのグレー
レベルおよび色信号Ｕ，Ｖのカラーレベルは、マトリッ
クスに再区分した８ビットのディジタルワードで表わし
てある。ＭＰＥＧ標準によれば、入力様式は、１サブサ
ンプルに輝度の４倍の色度が属するようになっており、
したがって、４輝度値に対してＵおよびＶの２色度値が
対応する。ワードマトリックスが８×８画素のブロック
に分割してあるので、マトリックスＹの隣接４ブロック
が、マトリックスＵの１ブロックおよびマトリックスＶ
の１ブロックに対応し、かかる６ブロックが結合してマ
クロな画像部（ＭＢ）を構成する。これらのブロックお
よびマクロブロックが、符号化した画像を副分割すると
きの単位である。最後に、マクロブロックの再区分系列
が１細片を構成し、各画像は、所定数、例えば、上述の
例では３６個の細片からなる。
き画像に適合した一連のディジタル信号は、輝度成分Ｙ
に関連した情報および色度成分もしくは色差信号Ｕおよ
びＹに関連した情報を備えており、輝度成分Ｙのグレー
レベルおよび色信号Ｕ，Ｖのカラーレベルは、マトリッ
クスに再区分した８ビットのディジタルワードで表わし
てある。ＭＰＥＧ標準によれば、入力様式は、１サブサ
ンプルに輝度の４倍の色度が属するようになっており、
したがって、４輝度値に対してＵおよびＶの２色度値が
対応する。ワードマトリックスが８×８画素のブロック
に分割してあるので、マトリックスＹの隣接４ブロック
が、マトリックスＵの１ブロックおよびマトリックスＶ
の１ブロックに対応し、かかる６ブロックが結合してマ
クロな画像部（ＭＢ）を構成する。これらのブロックお
よびマクロブロックが、符号化した画像を副分割すると
きの単位である。最後に、マクロブロックの再区分系列
が１細片を構成し、各画像は、所定数、例えば、上述の
例では３６個の細片からなる。
【００２７】ＭＰＥＧデータの流れにおいて対応するデ
ィジタル信号の集合を簡明に呼ぶ画像群には、それぞれ
が属する符号化モードによる３型式のものがある。最も
簡単なのは、マクロブロック全部が他の画像には無関係
に符号化された画像Ｉ（フレーム内符号化画像）であ
り、したがって、伝送チャネルが変更され、あるいは、
ビットレートが切換えられた場合には、かかる型式Ｉの
画像は、復号端における変更から生じた新たな情報の再
構成に用いられる。つぎに、予測符号化画像群Ｐは、型
式Ｉもしくは型式Ｐ自体の先行もしくは後続の画像に基
づく一方向動き補正によって予測され、したがって型式
Ｐもしくは型式Ｉのマクロブロックのみを含み得る第２
の型式の画像群を構成する。最後に、Ｉ型およびＰ型の
いずれかよりなる先行画像および後続画像に基づいた両
方向動き補正によって予測した両方向予測符号化画像Ｂ
は、Ｉ，Ｐ，Ｂの型式には無頓着なマクロブロックを含
んでおり、複数画像を組合わせてＧＯＰと呼ぶ画像群を
構成している。予測すべきＢ型の画像は後続のＰ型もし
くはＩ型の画像を用いなければならないので、もとの一
連の画像の復号後の再生順位と画像伝送の順位とは相違
しなければならず、ＧＯＰにおいては、伝送しようとす
るＮ画像を、復号器がＩ，Ｐ，Ｂ各型の画像の復号に必
要とする順に配置してあり、これらの画像の自然な順の
再構成は、復号後のみに行なわれる。図１には、一連の
Ｎには制限のない連続Ｎ画像におけるＮ＝９画像からな
る２組のＧＯＰの例を、画像型式Ｔ＝Ｉ，ＰもしくはＢ
およびそれぞれ画像Ｐ，Ｂのいずれが予測されるかを例
示する矢印の表示とともに示してある。
ィジタル信号の集合を簡明に呼ぶ画像群には、それぞれ
が属する符号化モードによる３型式のものがある。最も
簡単なのは、マクロブロック全部が他の画像には無関係
に符号化された画像Ｉ（フレーム内符号化画像）であ
り、したがって、伝送チャネルが変更され、あるいは、
ビットレートが切換えられた場合には、かかる型式Ｉの
画像は、復号端における変更から生じた新たな情報の再
構成に用いられる。つぎに、予測符号化画像群Ｐは、型
式Ｉもしくは型式Ｐ自体の先行もしくは後続の画像に基
づく一方向動き補正によって予測され、したがって型式
Ｐもしくは型式Ｉのマクロブロックのみを含み得る第２
の型式の画像群を構成する。最後に、Ｉ型およびＰ型の
いずれかよりなる先行画像および後続画像に基づいた両
方向動き補正によって予測した両方向予測符号化画像Ｂ
は、Ｉ，Ｐ，Ｂの型式には無頓着なマクロブロックを含
んでおり、複数画像を組合わせてＧＯＰと呼ぶ画像群を
構成している。予測すべきＢ型の画像は後続のＰ型もし
くはＩ型の画像を用いなければならないので、もとの一
連の画像の復号後の再生順位と画像伝送の順位とは相違
しなければならず、ＧＯＰにおいては、伝送しようとす
るＮ画像を、復号器がＩ，Ｐ，Ｂ各型の画像の復号に必
要とする順に配置してあり、これらの画像の自然な順の
再構成は、復号後のみに行なわれる。図１には、一連の
Ｎには制限のない連続Ｎ画像におけるＮ＝９画像からな
る２組のＧＯＰの例を、画像型式Ｔ＝Ｉ，ＰもしくはＢ
およびそれぞれ画像Ｐ，Ｂのいずれが予測されるかを例
示する矢印の表示とともに示してある。
【００２８】データの流れは６情報レベルを備え、各レ
ベルはより低いレベルといくつかの付加的情報成分を含
んでいる。一連の画像の復号に必要な情報、すなわち、
一連の開始符号、様式、画像のリズム、ビット群のリズ
ム、メモリの大きさ等を備えたヘッダで始まり、連続符
号の終端で終る画像の順位は、最高のレベルに対応して
おり、比較的低いレベルでは画像群ＧＯＰが任意数の画
像群が後続するヘッダを少なくとも１画像Ｉとともに備
えている。なお、必ずしも必要ではないが、各ＧＯＰ
は、自主的であり、したがって、先行、後続の画像には
全く無関係に復号され、画像Ｉ，Ｐ，Ｂの順序は、図１
の例に示すように、一般的に周期的である。
ベルはより低いレベルといくつかの付加的情報成分を含
んでいる。一連の画像の復号に必要な情報、すなわち、
一連の開始符号、様式、画像のリズム、ビット群のリズ
ム、メモリの大きさ等を備えたヘッダで始まり、連続符
号の終端で終る画像の順位は、最高のレベルに対応して
おり、比較的低いレベルでは画像群ＧＯＰが任意数の画
像群が後続するヘッダを少なくとも１画像Ｉとともに備
えている。なお、必ずしも必要ではないが、各ＧＯＰ
は、自主的であり、したがって、先行、後続の画像には
全く無関係に復号され、画像Ｉ，Ｐ，Ｂの順序は、図１
の例に示すように、一般的に周期的である。
【００２９】図２に示す画像に対応した一層低いレベル
は、所定数ｎの画像細片Ｓ0 乃至Ｓ n を含んでおり、こ
こで再び、ヘッダは、画像の開始を示し、付加的情報、
すなわち、画像の開始点、画像の時間基準画像型式Ｉ，
Ｐ，Ｂ等を示す符号を含んでいる。この一層低いレベル
は、画像細片に対応し、所定数のマクロブロックＭＢを
含んでおり、ヘッダは、細片の始点を示し、付加的情
報、すなわち、細片の始点、ＤＣＴ係数の量子化ステッ
プ等を示す符号を含んでおり、所定数、ここでは６のブ
ロック群Ｙ1,Ｙ2,Ｙ3,Ｙ4 ，Ｕ，Ｖを備えたマクロブロ
ックＭＢに対応し、その位置を知るためのマクロブロッ
クのアドレスや符号化モード、すなわち、フレーム内符
号化、一方向予測符号化、両方向予測符号化を示す型式
等の付加的情報を含んだヘッダが先行している。最終レ
ベルはこの場合には８×８画素からなるブロックＢのレ
ベルである。
は、所定数ｎの画像細片Ｓ0 乃至Ｓ n を含んでおり、こ
こで再び、ヘッダは、画像の開始を示し、付加的情報、
すなわち、画像の開始点、画像の時間基準画像型式Ｉ，
Ｐ，Ｂ等を示す符号を含んでいる。この一層低いレベル
は、画像細片に対応し、所定数のマクロブロックＭＢを
含んでおり、ヘッダは、細片の始点を示し、付加的情
報、すなわち、細片の始点、ＤＣＴ係数の量子化ステッ
プ等を示す符号を含んでおり、所定数、ここでは６のブ
ロック群Ｙ1,Ｙ2,Ｙ3,Ｙ4 ，Ｕ，Ｖを備えたマクロブロ
ックＭＢに対応し、その位置を知るためのマクロブロッ
クのアドレスや符号化モード、すなわち、フレーム内符
号化、一方向予測符号化、両方向予測符号化を示す型式
等の付加的情報を含んだヘッダが先行している。最終レ
ベルはこの場合には８×８画素からなるブロックＢのレ
ベルである。
【００３０】ＭＰＥＧ標準に関する特徴の説明の後に
は、本発明による符号化方法および符号化装置における
その応用について引続き説明する。前述したように、本
発明の符号化方法は、伝送や放送のサービスを何ら中断
することなく、伝送番組のビットレートを変更し得る状
態に適合することを目的としている。しかしながら、こ
の符号化方法および対応した符号化装置の説明は、異な
るビットレートに対する適応という直面した応用に関連
して符号化方法に制限を課すと、一層明瞭になるので、
まず、復号過程を規定するのが正しいであろう。
は、本発明による符号化方法および符号化装置における
その応用について引続き説明する。前述したように、本
発明の符号化方法は、伝送や放送のサービスを何ら中断
することなく、伝送番組のビットレートを変更し得る状
態に適合することを目的としている。しかしながら、こ
の符号化方法および対応した符号化装置の説明は、異な
るビットレートに対する適応という直面した応用に関連
して符号化方法に制限を課すと、一層明瞭になるので、
まず、復号過程を規定するのが正しいであろう。
【００３１】実際には、これらの制限はつぎのようにな
る。 （ａ）実時間による、すなわち、符号化装置で符号化す
べきデータの入力と対応する復号装置の出力において可
視化すべきデータの出力との間の一定遅延を伴った正し
い動作。 （ｂ）復号装置に存在するバッファメモリが、オーバー
フロー状態、すなわち、受入れたデータの過剰やフンダ
ーフロー状態に達しないようにするためのバッファメモ
リの正しい充満度。 （ｃ）提案した符号化装置はＭＰＥＧビデオ標準と両立
し得るべきであるから、有効な復号の開始前に、全符号
化画像が復号装置のバッファメモリ内に存在すべきこ
と。すなわち、ＭＰＥＧデータ流は、バッファメモリ内
の復号すべき各画像を瞬時に読出す理論的復号器によっ
て復号するものとする。 （ｄ）画像の品質は、急激な変化や周期的な出現なし
に、なるべく一定のままであり、ビットレート制御は、
そのためにビット数を適切に設定して行なうべきこと。
る。 （ａ）実時間による、すなわち、符号化装置で符号化す
べきデータの入力と対応する復号装置の出力において可
視化すべきデータの出力との間の一定遅延を伴った正し
い動作。 （ｂ）復号装置に存在するバッファメモリが、オーバー
フロー状態、すなわち、受入れたデータの過剰やフンダ
ーフロー状態に達しないようにするためのバッファメモ
リの正しい充満度。 （ｃ）提案した符号化装置はＭＰＥＧビデオ標準と両立
し得るべきであるから、有効な復号の開始前に、全符号
化画像が復号装置のバッファメモリ内に存在すべきこ
と。すなわち、ＭＰＥＧデータ流は、バッファメモリ内
の復号すべき各画像を瞬時に読出す理論的復号器によっ
て復号するものとする。 （ｄ）画像の品質は、急激な変化や周期的な出現なし
に、なるべく一定のままであり、ビットレート制御は、
そのためにビット数を適切に設定して行なうべきこと。
【００３２】かかる詳細な条件を設定したうえで、符号
化方法は、通常、画像を表わす信号を量子化して符号化
する段階、例えば、信号のブロック毎の個別の余弦変換
およびかかる変換を施した各ブロックの量子化の後の可
変長符号化の段階と、例えば、可変長符号化データを蓄
積する副段階および符号化信号のビットレートの関数と
して量子化ステップを変更する副段階を直列に備えた符
号化信号のビットレート制御の段階とを備えている。本
発明の符号化方法の実施によって変更するのは、本来的
に後者の副段階である。
化方法は、通常、画像を表わす信号を量子化して符号化
する段階、例えば、信号のブロック毎の個別の余弦変換
およびかかる変換を施した各ブロックの量子化の後の可
変長符号化の段階と、例えば、可変長符号化データを蓄
積する副段階および符号化信号のビットレートの関数と
して量子化ステップを変更する副段階を直列に備えた符
号化信号のビットレート制御の段階とを備えている。本
発明の符号化方法の実施によって変更するのは、本来的
に後者の副段階である。
【００３３】本発明によれば、符号化すべき現下の画像
の錯綜値と呼ぶ値を決める動作に引続く異なる副段階を
ビットレート制御の段階が備えている。各連続画像に対
するビット数の割当てを決めるこの錯綜値は、現下の画
像がその内容を考慮して、かなりの程度圧縮するのに適
しているか否かを表わす値であり、ここでは、符号化の
終端で得られるビット数と画像に対する平均量子化ステ
ップとのＸで表わす積に比例した画像当りのビット数と
規定するが、その変形においては、画像の型式に応じて
異ならせることができ、画像がＩ，ＰもしくはＢと呼ぶ
異なる型式Ｔのものであるときには、Ｘ(T) で表わす錯
綜値を、同じ型式Ｔの画像の符号化の終端で得られるビ
ット数Ｓi (T) と同じ型式Ｔの画像に対する平均量子化
ステッＱ i m (T) との積に等しい、と規定する。錯綜値
の定義は画像の型式に応じて決めることもでき、型式Ｐ
の画像に対しては、この錯綜値を、現下の画像と同じ型
式Ｐの先行画像とに対してそれぞれ計算した積（Ｓ
i (T) ×Ｑi m (T))と積（Ｓi- 1(T)×Ｑi-1 m (T))との
うちの最小のものに等しい、と選定する。いずれの場合
にも、画像群ＧＯＰを構成するには個数が不十分な一連
の画像中の最初の画像に対して錯綜値の初期値を設定す
るのが好適である。
の錯綜値と呼ぶ値を決める動作に引続く異なる副段階を
ビットレート制御の段階が備えている。各連続画像に対
するビット数の割当てを決めるこの錯綜値は、現下の画
像がその内容を考慮して、かなりの程度圧縮するのに適
しているか否かを表わす値であり、ここでは、符号化の
終端で得られるビット数と画像に対する平均量子化ステ
ップとのＸで表わす積に比例した画像当りのビット数と
規定するが、その変形においては、画像の型式に応じて
異ならせることができ、画像がＩ，ＰもしくはＢと呼ぶ
異なる型式Ｔのものであるときには、Ｘ(T) で表わす錯
綜値を、同じ型式Ｔの画像の符号化の終端で得られるビ
ット数Ｓi (T) と同じ型式Ｔの画像に対する平均量子化
ステッＱ i m (T) との積に等しい、と規定する。錯綜値
の定義は画像の型式に応じて決めることもでき、型式Ｐ
の画像に対しては、この錯綜値を、現下の画像と同じ型
式Ｐの先行画像とに対してそれぞれ計算した積（Ｓ
i (T) ×Ｑi m (T))と積（Ｓi- 1(T)×Ｑi-1 m (T))との
うちの最小のものに等しい、と選定する。いずれの場合
にも、画像群ＧＯＰを構成するには個数が不十分な一連
の画像中の最初の画像に対して錯綜値の初期値を設定す
るのが好適である。
【００３４】画像の錯綜値をこのように定義すると、本
発明によるビットレート制御の段階は、つぎの各副段階
を備えることになる。その第１は、所定の連続Ｎ画像の
群毎に、群構成と呼ぶビット数を評価して、さきに決め
た錯綜値、群当りの画像数Ｎおよび符号化出力で得られ
るＲ(t) で表わすビットレートに比例し、画像の周期に
逆比例した値ＰＲＯＦをもたせる。この値は、錯綜値に
おけると同様に、画像の型式によって異なり、ＰＲＯＦ
(T) で表わされ、したがって、Ｔ＝Ｉ，ＰまたはＢに対
し、式Ｘ(T) ×Ｎ×Ｒ(T) に比例する。この値ＰＲＯＦ
(T) の特別の例を以下に掲げる。
発明によるビットレート制御の段階は、つぎの各副段階
を備えることになる。その第１は、所定の連続Ｎ画像の
群毎に、群構成と呼ぶビット数を評価して、さきに決め
た錯綜値、群当りの画像数Ｎおよび符号化出力で得られ
るＲ(t) で表わすビットレートに比例し、画像の周期に
逆比例した値ＰＲＯＦをもたせる。この値は、錯綜値に
おけると同様に、画像の型式によって異なり、ＰＲＯＦ
(T) で表わされ、したがって、Ｔ＝Ｉ，ＰまたはＢに対
し、式Ｘ(T) ×Ｎ×Ｒ(T) に比例する。この値ＰＲＯＦ
(T) の特別の例を以下に掲げる。
【００３５】各群の全期間に対してこの群構成の評価が
決まると、符号化すべき新たな現下の画像に対して、つ
ぎの３副段階、すなわち、画像当りのビット数ＮＢＮＰ
の評価、修正ビット数ＣＮＮＰの見積りによるこの評価
の修正、並びに、量子化ステップおよびそれによって制
御されるビットレートを変更するための係数の計算が行
なわれる。
決まると、符号化すべき新たな現下の画像に対して、つ
ぎの３副段階、すなわち、画像当りのビット数ＮＢＮＰ
の評価、修正ビット数ＣＮＮＰの見積りによるこの評価
の修正、並びに、量子化ステップおよびそれによって制
御されるビットレートを変更するための係数の計算が行
なわれる。
【００３６】値ＮＢＮＰの評価の副段階は、現下の画像
に対し、すでに決めた錯綜値に比例し、特に、順次の群
毎に決めたビット数ＮＢＳＧである第２値に比例するビ
ット数の決定からなっている。現下の場合には、順次の
群は、新たな現下の画像毎に、隣接してそれぞれ対応し
た位置を占める（Ｎ−１）画像を加えて再構成したＮ画
像の群であり、その結果、順次の群は、Ｎ画像を含んで
はいるが、新たな画像毎に１画像ずつずれており、一端
で１画像を失うとともに、他端で１画像を得ている。な
お、この説明を通じて、各順次の群は、各新たな画像自
身と引続く（Ｎ−１）画像とからなる、と考えられ、ビ
ット数ＮＢＳＧはＮＢＳＧ＋ＰＲＯＦ（T)−ＮＢＰＰの
式に等しいか比例し、ここに、ＮＢＳＧはこの量の先行
値を表わし、ＰＲＯＦ(T) はすでに決まっており、ＮＢ
ＰＰは画像当りの全ビット数を表わす。前述したよう
に、ＮＢＮＰに対する個別の評価モードは、本発明の符
号化装置の実施例の説明の中でさらに詳細に述べる。
に対し、すでに決めた錯綜値に比例し、特に、順次の群
毎に決めたビット数ＮＢＳＧである第２値に比例するビ
ット数の決定からなっている。現下の場合には、順次の
群は、新たな現下の画像毎に、隣接してそれぞれ対応し
た位置を占める（Ｎ−１）画像を加えて再構成したＮ画
像の群であり、その結果、順次の群は、Ｎ画像を含んで
はいるが、新たな画像毎に１画像ずつずれており、一端
で１画像を失うとともに、他端で１画像を得ている。な
お、この説明を通じて、各順次の群は、各新たな画像自
身と引続く（Ｎ−１）画像とからなる、と考えられ、ビ
ット数ＮＢＳＧはＮＢＳＧ＋ＰＲＯＦ（T)−ＮＢＰＰの
式に等しいか比例し、ここに、ＮＢＳＧはこの量の先行
値を表わし、ＰＲＯＦ(T) はすでに決まっており、ＮＢ
ＰＰは画像当りの全ビット数を表わす。前述したよう
に、ＮＢＮＰに対する個別の評価モードは、本発明の符
号化装置の実施例の説明の中でさらに詳細に述べる。
【００３７】この評価を修正する副段階は、同じ現下の
画像に対し、修正前のＮＢＮＰ値と符号化信号蓄積用バ
ッファメモリの充満度を示す最小ＭＩＮ（ＣＮ）および
最大ＭＡＸ（ＣＮ）の２限度値とからなる３値からＣＮ
ＮＰで表わす値を選ぶ修正ビット値を評価することから
なっており、かかる２限度値の定義の例を以下に示す。
なお、このようにして比較する３値の選択基準は、他の
２限度値の中間の値を選択することである。
画像に対し、修正前のＮＢＮＰ値と符号化信号蓄積用バ
ッファメモリの充満度を示す最小ＭＩＮ（ＣＮ）および
最大ＭＡＸ（ＣＮ）の２限度値とからなる３値からＣＮ
ＮＰで表わす値を選ぶ修正ビット値を評価することから
なっており、かかる２限度値の定義の例を以下に示す。
なお、このようにして比較する３値の選択基準は、他の
２限度値の中間の値を選択することである。
【００３８】最後に、量子化ステップを変更する係数を
計算する副段階は、現下の画像の各マクロブロックにつ
いて、当該画像の一連の連続マクロブロック群における
当該マクロブロックの順位をｊとした係数Ｑj の決定を
確実にするものであり、その係数Ｑj は、仮想のメモリ
と呼ぶバッファメモリの初期充満度を表わすビット数Ｉ
ＳＶＢとその画像の先行（ｊ−１）マクロブロックの符
号化中に既に発生したビット数ＰＢＡＤに等しい補助数
との和から、ｊの値に関連した修正ビット数、修正ビッ
ト数ＣＮＮＰおよびその画像中のマクロブロックの個数
を差引いたものに等しいか、比例している。
計算する副段階は、現下の画像の各マクロブロックにつ
いて、当該画像の一連の連続マクロブロック群における
当該マクロブロックの順位をｊとした係数Ｑj の決定を
確実にするものであり、その係数Ｑj は、仮想のメモリ
と呼ぶバッファメモリの初期充満度を表わすビット数Ｉ
ＳＶＢとその画像の先行（ｊ−１）マクロブロックの符
号化中に既に発生したビット数ＰＢＡＤに等しい補助数
との和から、ｊの値に関連した修正ビット数、修正ビッ
ト数ＣＮＮＰおよびその画像中のマクロブロックの個数
を差引いたものに等しいか、比例している。
【００３９】このように規定した各副段階は、符号化装
置において対応した一連の指令を実行することにより達
成される。これらの指令を再区分するプログラムに従っ
た処置は、符号化装置のビットレートを制御する手段を
構成するマイクロプロセッサもしくはコンピュータの制
御のもとに上述した動作を連続的に行なう可能性を提供
するものであり、その動作は、すでに述べた変形群の一
つによる画像の錯綜値の初期設定、所定のＮ画像の群毎
の、その群の期間中有効な群構成の評価、並びに、最後
に、新たな現下の画像毎のＮＢＮＰビット割当ての評
価、符号化信号蓄積用バッファメモリの充満度の関数と
してのビット割当ての修正および各マクロブロックの量
子化ステップの最終変更からなっている。
置において対応した一連の指令を実行することにより達
成される。これらの指令を再区分するプログラムに従っ
た処置は、符号化装置のビットレートを制御する手段を
構成するマイクロプロセッサもしくはコンピュータの制
御のもとに上述した動作を連続的に行なう可能性を提供
するものであり、その動作は、すでに述べた変形群の一
つによる画像の錯綜値の初期設定、所定のＮ画像の群毎
の、その群の期間中有効な群構成の評価、並びに、最後
に、新たな現下の画像毎のＮＢＮＰビット割当ての評
価、符号化信号蓄積用バッファメモリの充満度の関数と
してのビット割当ての修正および各マクロブロックの量
子化ステップの最終変更からなっている。
【００４０】符号化装置は、この際、電子モジュールの
配線接続により完成する、との仮定のもとに、図３を参
照して、対応する実施例につき説明する。図３に示す符
号化装置の実施例は、個別の余弦変換回路（ＤＣＴ）
１、量子化回路（Ｑ）２および可変長符号化回路（ＶＬ
Ｃ）３を直列にして備えている。ＤＣＴ変換回路１は、
下記の減算器を介し、その減算器の他方の入力端に現わ
れる予測信号との差として得られる符号装置の入力ビデ
オに対応し、この場合は８×８画素群のブロックの形に
したディジタル信号を受取る。この回路１は、かかる信
号ブロックを８×８個の係数のブロックに変換し、その
１個が当該ブロックのクレーレベルの平均値を表わし、
他の６３個がそのブロックの他の空間周波数を表わす。
画像が伝える情報は低周波領域に集中するので、最高周
波数に対応するかなりの係数は屡々零となる。したがっ
て、ＤＣＴ変換は、ブロック当りで伝送すべき係数のか
なりの減少を確実にする。
配線接続により完成する、との仮定のもとに、図３を参
照して、対応する実施例につき説明する。図３に示す符
号化装置の実施例は、個別の余弦変換回路（ＤＣＴ）
１、量子化回路（Ｑ）２および可変長符号化回路（ＶＬ
Ｃ）３を直列にして備えている。ＤＣＴ変換回路１は、
下記の減算器を介し、その減算器の他方の入力端に現わ
れる予測信号との差として得られる符号装置の入力ビデ
オに対応し、この場合は８×８画素群のブロックの形に
したディジタル信号を受取る。この回路１は、かかる信
号ブロックを８×８個の係数のブロックに変換し、その
１個が当該ブロックのクレーレベルの平均値を表わし、
他の６３個がそのブロックの他の空間周波数を表わす。
画像が伝える情報は低周波領域に集中するので、最高周
波数に対応するかなりの係数は屡々零となる。したがっ
て、ＤＣＴ変換は、ブロック当りで伝送すべき係数のか
なりの減少を確実にする。
【００４１】量子化回路２は、ＤＣＴ変換回路１の非零
出力係数を、高い空間周波数は人間の眼に感じ難い、と
いう事実を考慮して低い周波数より高い周波数に対して
高くした量子化ステップにより量子化する。最小可視係
数を犠牲にすると、量子化の精細度が低下するので、復
号中かかる係数を再生する精細度が劣化はするが、信号
のビットレートを低減し得る可能性が生ずる。
出力係数を、高い空間周波数は人間の眼に感じ難い、と
いう事実を考慮して低い周波数より高い周波数に対して
高くした量子化ステップにより量子化する。最小可視係
数を犠牲にすると、量子化の精細度が低下するので、復
号中かかる係数を再生する精細度が劣化はするが、信号
のビットレートを低減し得る可能性が生ずる。
【００４２】特に高い周波数領域において、実際に、か
なりの数の零を並べて上述のように量子化した係数の系
列をＶＬＣ符号化回路３に供給し、最短の符号語を最も
頻繁な周波数成分に割当てるとともに、最長の符号語を
最も稀な周波数成分に割当てることにより、ビットレー
トを再度低減させる。
なりの数の零を並べて上述のように量子化した係数の系
列をＶＬＣ符号化回路３に供給し、最短の符号語を最も
頻繁な周波数成分に割当てるとともに、最長の符号語を
最も稀な周波数成分に割当てることにより、ビットレー
トを再度低減させる。
【００４３】このように構成したＤＣＴ変換、Ｑ量子
化、ＶＬＣ符号化よりなる符号化チャネルは入力信号の
空間的冗長度を低減させるが、得られるデータ圧縮は、
約１０の値を超え得ない比率となる。動き画像の系列に
おいては、連続した画像が互いに類似し、相互間の差が
動きのみによるという、入力信号の時間的冗長度を考慮
すれば、一層高率のデータ圧縮が行なわれる。間欠的動
きを考慮して先行画像に基き再構成した予測画像を現下
の画像から差引いて求めた上述の差分のみを伝送し、さ
らに、特に、画像の良好な予測は、動き物体の動きの評
価および補償によって達成される。そのために、図３に
示す符号化装置にはおいては、符号化チャネルに予測チ
ャネルを組合わせてあり、その予測チャネルは、Ｑ-1で
表わす逆量子化回路４、ＤＣＴ-1で表わす個別逆余弦変
換回路５、加算器６、メモリ７、そのメモリに蓄積した
未補正画像に基づいて動き補正を行なう回路８および回
路８の出力端に現われて加算器６の第２入力端にも供給
される予測信号と入力信号との差を形成する減算器９を
直列に備えているので、これらの信号の差分のみを符号
化チャネルに送り、先行画像に基づく予測画像と入力画
像もしくは現下の画像との間の間欠的動きを考慮して処
理する。
化、ＶＬＣ符号化よりなる符号化チャネルは入力信号の
空間的冗長度を低減させるが、得られるデータ圧縮は、
約１０の値を超え得ない比率となる。動き画像の系列に
おいては、連続した画像が互いに類似し、相互間の差が
動きのみによるという、入力信号の時間的冗長度を考慮
すれば、一層高率のデータ圧縮が行なわれる。間欠的動
きを考慮して先行画像に基き再構成した予測画像を現下
の画像から差引いて求めた上述の差分のみを伝送し、さ
らに、特に、画像の良好な予測は、動き物体の動きの評
価および補償によって達成される。そのために、図３に
示す符号化装置にはおいては、符号化チャネルに予測チ
ャネルを組合わせてあり、その予測チャネルは、Ｑ-1で
表わす逆量子化回路４、ＤＣＴ-1で表わす個別逆余弦変
換回路５、加算器６、メモリ７、そのメモリに蓄積した
未補正画像に基づいて動き補正を行なう回路８および回
路８の出力端に現われて加算器６の第２入力端にも供給
される予測信号と入力信号との差を形成する減算器９を
直列に備えているので、これらの信号の差分のみを符号
化チャネルに送り、先行画像に基づく予測画像と入力画
像もしくは現下の画像との間の間欠的動きを考慮して処
理する。
【００４４】図３に示す符号化装置は、可変長符号化回
路３の出力端に配置したバッファメモリ１０および量子
化ステップを変更する装置１１を備えている。この装置
１１は、バッファメモリの充満度の関数として、このバ
ッファメモリの出力端に最も一定したビットレートを得
るためのフィードバック処理により量子化回路２で用い
る量子化ステップを変更する。
路３の出力端に配置したバッファメモリ１０および量子
化ステップを変更する装置１１を備えている。この装置
１１は、バッファメモリの充満度の関数として、このバ
ッファメモリの出力端に最も一定したビットレートを得
るためのフィードバック処理により量子化回路２で用い
る量子化ステップを変更する。
【００４５】本発明は、伝送や放送のサービスを何ら中
断することなく、伝送番組のビットレートを変化させる
状態に有効に適合した上述のような符号化方法をかかる
符号化装置で実現する目的を有している。本発明による
符号化方法を達成するために、図３の符号化装置のビッ
トレート制御副回路群を変更して、装置１１の替わり
に、図４に示す量子化ステップ変更用装置１１０を備え
る。この装置１１０は、後述する改良型における補助回
路段６００とともに、引続き詳細に説明する種々の回路
段２００乃至５００を備えている。
断することなく、伝送番組のビットレートを変化させる
状態に有効に適合した上述のような符号化方法をかかる
符号化装置で実現する目的を有している。本発明による
符号化方法を達成するために、図３の符号化装置のビッ
トレート制御副回路群を変更して、装置１１の替わり
に、図４に示す量子化ステップ変更用装置１１０を備え
る。この装置１１０は、後述する改良型における補助回
路段６００とともに、引続き詳細に説明する種々の回路
段２００乃至５００を備えている。
【００４６】図４に示す量子化ステップ変更用装置１１
０は、符号化すべき各画像にビット割当てを行なう回路
段２００を備えており、その各画像に対するビット割当
ては、その画像の錯綜値を評価することによって行なわ
れる。この錯綜値は、現下の画像が型式Ｉ，Ｐ，Ｂのい
ずれであるかによって異なる態様で評価する。図４に示
すように、この型式Ｔの現下の画像は、装置１１０で受
取って、符号化装置に先行する発明の範囲外のため図示
しない回路によって供給する。画像のＸ(T) で表わす全
体の錯綜値は、つぎの（１）式もしくは（２）式で与え
られる。 （ａ）Ｔ＝ＩまたはＢのとき、 Ｘ(T) ＝Ｓi (T) ・Ｑi m (T) (1) （ｂ）Ｔ＝Ｐのとき、 Ｘ(T) ＝MIN 〔(Si (T) ・Ｑi m (T)),(Ｓi-1(T)・Ｑi-1 m (T))〕 (2) これらの式において、Ｓi （Ｔ）およびＳi-1 （Ｔ）
は、現下の画像および同じ型式の先行画像の符号化から
得られるビット数をそれぞれ表わし、Ｑi-1 m （Ｔ）お
よびＱi m （Ｔ）は、マクロブロックの符号化に対応す
る量子化ステップの平均値を考慮して計算した、先行画
像および現下の画像に対応した平均量子化ステップをそ
れぞれ表わす。型式Ｐの第１画像について、二つの最終
錯綜値のうちの最小のものを、画像の品質に及ぼす光景
変化の影響を低減する可能性を提供する錯綜値として取
上げる。なお、光景の変化に追従する型式Ｐの画像は、
つねに、より高い独特の錯綜値を呈する。画像Ｐと画像
ＩもしくはＢとの差別を考慮しなければ、（１）式をあ
らゆる場合に評価した錯綜値として選定する。第１画像
について、錯綜値Ｘ（ ）の初期値を選ばなければなら
ず、実現した試験の結果は、ビットレートには無関係
に、ビット数につぎの値を用いるのに役立っている。 Ｘ0 （Ｉ）＝１０，０００，０００ Ｘ0 （Ｐ）＝ ３，５００，０００ Ｘ0 （Ｂ）＝ １，２００，０００ 錯綜値を見積るこの動作は、あらゆる場合に、回路段２
００で実現され、図５の実施例が示すように、回路段２
００は、初期値Ｘ0 （Ｉ），Ｘ0 （Ｐ），Ｘo （Ｂ）を
収容するメモリ２０１を備えている。第１乗算回路２０
２は、値Ｓi （Ｔ）およびＱi m （Ｔ）を受取るが、ビ
ット数Ｓi （Ｔ）は可変長符号化回路３の出力によって
直接に供給され、平均量子化ステップＱi m （Ｔ）は、
量子化回路２が伝送するマクロブロックの真の量子化ス
テップに基づいて平均ステップを計算する回路２０３が
供給する。第２乗算回路２０４は、現下の画像と同じ型
式Ｔの先行画像に対応し、回路３および２０３から受取
ってメモリ２０５に一時蓄積した値Ｓi-1 （Ｔ）および
Ｑi-1 m （Ｔ）を受取る。Ｔ＝Ｐの場合にのみ、比較器
２０６は、積Ｓi ・Ｑi m とＳi-1 ・Ｑi-1 m との比較
を行ない、（２）式の項ＭＩＮ〔・〕によって示すよう
に、比較値の小さい方を選択する。５入力端を有する選
択回路２０７は、メモリ２０１の３ＣＨ3 、乗算回路２
０２および比較器２０６の各出力を受取って、画像が、
型式Ｔのいずれであるか、および、順位の第１位である
か否かに応じ、かかる５入力端に加わる信号の一つを供
給する。回路段２００の出力を構成する回路２０７の出
力信号は、したがって、つぎのようになる。 （ａ）画像の順位において、画像が該当型式の第１であ
れば、初期値Ｘo （Ｉ）またはＸo （Ｐ）またはＸ
o （Ｂ）。 （ｂ）画像が、画像の順位において、最早、該当型式の
第１ではなく、Ｔ＝ＩまたはＢであれば、第１乗算回路
２０２の出力信号。 （ｃ）画像が、画像の順位において、最早、該当型式の
第１ではなく、Ｔ＝Ｐであれば、比較器２０６の出力信
号。
０は、符号化すべき各画像にビット割当てを行なう回路
段２００を備えており、その各画像に対するビット割当
ては、その画像の錯綜値を評価することによって行なわ
れる。この錯綜値は、現下の画像が型式Ｉ，Ｐ，Ｂのい
ずれであるかによって異なる態様で評価する。図４に示
すように、この型式Ｔの現下の画像は、装置１１０で受
取って、符号化装置に先行する発明の範囲外のため図示
しない回路によって供給する。画像のＸ(T) で表わす全
体の錯綜値は、つぎの（１）式もしくは（２）式で与え
られる。 （ａ）Ｔ＝ＩまたはＢのとき、 Ｘ(T) ＝Ｓi (T) ・Ｑi m (T) (1) （ｂ）Ｔ＝Ｐのとき、 Ｘ(T) ＝MIN 〔(Si (T) ・Ｑi m (T)),(Ｓi-1(T)・Ｑi-1 m (T))〕 (2) これらの式において、Ｓi （Ｔ）およびＳi-1 （Ｔ）
は、現下の画像および同じ型式の先行画像の符号化から
得られるビット数をそれぞれ表わし、Ｑi-1 m （Ｔ）お
よびＱi m （Ｔ）は、マクロブロックの符号化に対応す
る量子化ステップの平均値を考慮して計算した、先行画
像および現下の画像に対応した平均量子化ステップをそ
れぞれ表わす。型式Ｐの第１画像について、二つの最終
錯綜値のうちの最小のものを、画像の品質に及ぼす光景
変化の影響を低減する可能性を提供する錯綜値として取
上げる。なお、光景の変化に追従する型式Ｐの画像は、
つねに、より高い独特の錯綜値を呈する。画像Ｐと画像
ＩもしくはＢとの差別を考慮しなければ、（１）式をあ
らゆる場合に評価した錯綜値として選定する。第１画像
について、錯綜値Ｘ（ ）の初期値を選ばなければなら
ず、実現した試験の結果は、ビットレートには無関係
に、ビット数につぎの値を用いるのに役立っている。 Ｘ0 （Ｉ）＝１０，０００，０００ Ｘ0 （Ｐ）＝ ３，５００，０００ Ｘ0 （Ｂ）＝ １，２００，０００ 錯綜値を見積るこの動作は、あらゆる場合に、回路段２
００で実現され、図５の実施例が示すように、回路段２
００は、初期値Ｘ0 （Ｉ），Ｘ0 （Ｐ），Ｘo （Ｂ）を
収容するメモリ２０１を備えている。第１乗算回路２０
２は、値Ｓi （Ｔ）およびＱi m （Ｔ）を受取るが、ビ
ット数Ｓi （Ｔ）は可変長符号化回路３の出力によって
直接に供給され、平均量子化ステップＱi m （Ｔ）は、
量子化回路２が伝送するマクロブロックの真の量子化ス
テップに基づいて平均ステップを計算する回路２０３が
供給する。第２乗算回路２０４は、現下の画像と同じ型
式Ｔの先行画像に対応し、回路３および２０３から受取
ってメモリ２０５に一時蓄積した値Ｓi-1 （Ｔ）および
Ｑi-1 m （Ｔ）を受取る。Ｔ＝Ｐの場合にのみ、比較器
２０６は、積Ｓi ・Ｑi m とＳi-1 ・Ｑi-1 m との比較
を行ない、（２）式の項ＭＩＮ〔・〕によって示すよう
に、比較値の小さい方を選択する。５入力端を有する選
択回路２０７は、メモリ２０１の３ＣＨ3 、乗算回路２
０２および比較器２０６の各出力を受取って、画像が、
型式Ｔのいずれであるか、および、順位の第１位である
か否かに応じ、かかる５入力端に加わる信号の一つを供
給する。回路段２００の出力を構成する回路２０７の出
力信号は、したがって、つぎのようになる。 （ａ）画像の順位において、画像が該当型式の第１であ
れば、初期値Ｘo （Ｉ）またはＸo （Ｐ）またはＸ
o （Ｂ）。 （ｂ）画像が、画像の順位において、最早、該当型式の
第１ではなく、Ｔ＝ＩまたはＢであれば、第１乗算回路
２０２の出力信号。 （ｃ）画像が、画像の順位において、最早、該当型式の
第１ではなく、Ｔ＝Ｐであれば、比較器２０６の出力信
号。
【００４７】画像Ｐと画像ＩまたはＢとを差別しない場
合には、乗算回路２０４およびメモリ２０５は設けず、
したがって、選択回路２７０は、４入力端のみを有し
て、４信号中の一つ、すなわち、第１メモリ２０１の３
出力信号中の一つ、もしくは、第１乗算回路２０２の出
力信号のみを選択する。
合には、乗算回路２０４およびメモリ２０５は設けず、
したがって、選択回路２７０は、４入力端のみを有し
て、４信号中の一つ、すなわち、第１メモリ２０１の３
出力信号中の一つ、もしくは、第１乗算回路２０２の出
力信号のみを選択する。
【００４８】量子化ステップを変更するための装置１１
０は、図４に示すように回路段２００と直列に、画像群
毎にビットを割当てるための回路段３００も備えてお
り、この回路段３００は、図６に示すように、ＧＯＰ構
成を計算するための回路３０１を備えている。このＧＯ
Ｐ構成は、画像Ｔの型式毎に一つの一組の値からなり、
ＧＯＰの始端で決まり、新たなＧＯＰが現われない限り
変更せず、つぎの（３）式で与えられる。 PROF(T) ＝(X(T)/K(T)) ・(NR(t)/P)/( Σk N(k)・X(k)/K(k)) (3)
０は、図４に示すように回路段２００と直列に、画像群
毎にビットを割当てるための回路段３００も備えてお
り、この回路段３００は、図６に示すように、ＧＯＰ構
成を計算するための回路３０１を備えている。このＧＯ
Ｐ構成は、画像Ｔの型式毎に一つの一組の値からなり、
ＧＯＰの始端で決まり、新たなＧＯＰが現われない限り
変更せず、つぎの（３）式で与えられる。 PROF(T) ＝(X(T)/K(T)) ・(NR(t)/P)/( Σk N(k)・X(k)/K(k)) (3)
【００４９】この式において、 Ｔ＝Ｉ，ＰまたはＢ Ｘ（Ｔ）はすでに決まっている。Ｋ（Ｔ）はあらゆる場
合に一度決めた定数であり、この例ではＫ（Ｉ）＝Ｋ
（Ｐ）＝１およびＫ（Ｂ）＝１．４ Ｎ＝ＧＯＰ当りの画像数。この例ではＮ＝１２，Ｎ
（Ｉ）＝１，Ｎ（Ｐ）＝５およびＮ（Ｂ）＝６。 Ｒ（ｔ）＝バッファ・メモリ１０の出力における瞬時ビ
ットレート Ｐ＝画像群の周期 Σのときｋ＝Ｔは順次にＫ＝Ｉ，ｋ＝Ｐ，ｋ＝Ｂとな
る。Ｎ（ｋ）は、ｋを順次にＩ，Ｐ，Ｂとして、該当Ｇ
ＯＰにおける型式Ｉ，Ｐ，Ｂの画像数をそれぞれ表わ
す。
合に一度決めた定数であり、この例ではＫ（Ｉ）＝Ｋ
（Ｐ）＝１およびＫ（Ｂ）＝１．４ Ｎ＝ＧＯＰ当りの画像数。この例ではＮ＝１２，Ｎ
（Ｉ）＝１，Ｎ（Ｐ）＝５およびＮ（Ｂ）＝６。 Ｒ（ｔ）＝バッファ・メモリ１０の出力における瞬時ビ
ットレート Ｐ＝画像群の周期 Σのときｋ＝Ｔは順次にＫ＝Ｉ，ｋ＝Ｐ，ｋ＝Ｂとな
る。Ｎ（ｋ）は、ｋを順次にＩ，Ｐ，Ｂとして、該当Ｇ
ＯＰにおける型式Ｉ，Ｐ，Ｂの画像数をそれぞれ表わ
す。
【００５０】計算回路３０１の出力で得られるＰＲＯＦ
（Ｔ）の３値は、順次のＧＯＰ当りのビット数を評価も
しくは割当てる回路段３００中の回路３０２に供給する
が、この回路３０２は、以下に述べるように２回路３０
３と３０４とに分割される。したがって、つぎの二つの
状態が生ずる。すなわち、ビットレートＲが符号化装置
の出力で一定であるが、ビットレートを変化させる指令
がビットレートＲ1 からビットレートＲ2 に移るために
出される。この点については、ＭＰＥＧ標準によれば、
ディジタル信号の流れのヘッダに、ビットレートに関す
る情報用の空きを取ってあることが思い出される。この
ヘッダでは、ビットレートＲを指示するが、変形によれ
ば、ビットレートが可変であってその値を保留した空所
の後に位置する第２の領域に指示する。時点ｔ＝ｔ0 で
ビットレートを切換える指令は、ビットレートを再び切
換えるまで、時点ｔ0 の後のすべてのヘッダか、保留し
た空所の後に位置する第２の領域のすべてかに、ビット
レートの変更を含ませ続ける。ビットレートをＲ1 から
Ｒ2 に換えるこの指令は、データ流れの真のＧＯＰの始
点に対応する時点ｔ＝ｔ0 においてのみ、符号化装置が
考慮するものと考えられ、真のＧＯＰの始点より前に指
令しても、時点ｔ0 まで有効にならない。開始したＧＯ
Ｐに対しては、符号化装置のバッファメモリ１０の充満
度は、各ＧＯＰの始点では、できるだけ小さくなければ
ならない、という仮説に基づいて評価する。この仮説
は、真のＧＯＰの符号化は型式Ｉの画像のフレーム内符
号化で始まり、かかる画像はＧＯＰ全体のビット割当て
のかなりの部分を必要とする、という事実によって立証
される。
（Ｔ）の３値は、順次のＧＯＰ当りのビット数を評価も
しくは割当てる回路段３００中の回路３０２に供給する
が、この回路３０２は、以下に述べるように２回路３０
３と３０４とに分割される。したがって、つぎの二つの
状態が生ずる。すなわち、ビットレートＲが符号化装置
の出力で一定であるが、ビットレートを変化させる指令
がビットレートＲ1 からビットレートＲ2 に移るために
出される。この点については、ＭＰＥＧ標準によれば、
ディジタル信号の流れのヘッダに、ビットレートに関す
る情報用の空きを取ってあることが思い出される。この
ヘッダでは、ビットレートＲを指示するが、変形によれ
ば、ビットレートが可変であってその値を保留した空所
の後に位置する第２の領域に指示する。時点ｔ＝ｔ0 で
ビットレートを切換える指令は、ビットレートを再び切
換えるまで、時点ｔ0 の後のすべてのヘッダか、保留し
た空所の後に位置する第２の領域のすべてかに、ビット
レートの変更を含ませ続ける。ビットレートをＲ1 から
Ｒ2 に換えるこの指令は、データ流れの真のＧＯＰの始
点に対応する時点ｔ＝ｔ0 においてのみ、符号化装置が
考慮するものと考えられ、真のＧＯＰの始点より前に指
令しても、時点ｔ0 まで有効にならない。開始したＧＯ
Ｐに対しては、符号化装置のバッファメモリ１０の充満
度は、各ＧＯＰの始点では、できるだけ小さくなければ
ならない、という仮説に基づいて評価する。この仮説
は、真のＧＯＰの符号化は型式Ｉの画像のフレーム内符
号化で始まり、かかる画像はＧＯＰ全体のビット割当て
のかなりの部分を必要とする、という事実によって立証
される。
【００５１】ビットレートＲが一定の第１の状態では、
全体のビット割当て、すなわち、割当てられたビット数
がつぎの（４）式で与えられる。なお、この値を表わす
ＮＢＲＧは、真のＧＯＰのビット数の略語である。 ＮＢＲＧc ＝（ＮＲ(t)/Ｐ）＋ＷＢＦc −Ｆc （ＧＯＰＳＴ） (4) ここに、Ｎ1 Ｒ（ｔ），Ｐはすでに決まっている。ＷＢ
Ｆc は、真のＧＯＰの始端毎の、すなわち、第１画像の
第１能動細片の始端毎のバッファメモリ１０の一定ビッ
トレートにおける所望の充満度をビット数で表わすもの
である。Ｆc （ＧＯＰＳＴ）は、真のＧＯＰの始点ＧＯ
ＰＳＴにおいてバッファメモリ１０の真の充満度をビッ
ト数で表わすものであり、そのメモリ１０が提供する。
全体のビット割当て、すなわち、割当てられたビット数
がつぎの（４）式で与えられる。なお、この値を表わす
ＮＢＲＧは、真のＧＯＰのビット数の略語である。 ＮＢＲＧc ＝（ＮＲ(t)/Ｐ）＋ＷＢＦc −Ｆc （ＧＯＰＳＴ） (4) ここに、Ｎ1 Ｒ（ｔ），Ｐはすでに決まっている。ＷＢ
Ｆc は、真のＧＯＰの始端毎の、すなわち、第１画像の
第１能動細片の始端毎のバッファメモリ１０の一定ビッ
トレートにおける所望の充満度をビット数で表わすもの
である。Ｆc （ＧＯＰＳＴ）は、真のＧＯＰの始点ＧＯ
ＰＳＴにおいてバッファメモリ１０の真の充満度をビッ
ト数で表わすものであり、そのメモリ１０が提供する。
【００５２】ビットレートが値Ｒ1 から値Ｒ2 へ、時点
ｔ＝ｔ0 および真のＧＯＰの始点で移る第２の状態にお
いては、その真のＧＯＰの可変ビットレートにおける全
体のビット割当てＮＢＲＧv がつぎの（５）式で与えら
れる。 NBRGv ＝（NR2/P)−ＷＢＦv −Ｆc (GOPST) ＋(R1 −R2)D6 (5) ここに、ＷＢＦv は、ビットレートの変化を考慮して、
真のＧＯＰの始点毎にバッファメモリ１０に対し、所望
の充満度を表わすものである。Ｄb は、補足項（Ｒ1 −
Ｒ2 ）Ｄb において、ＶＬＣ符号化回路３で符号化した
データのバッファメモリ１０への入力時点と、対応する
復号データが、符号化回路と対応する復号回路とを直接
に互いに接続した場合における復号器内のバッファメモ
リを離れる時点との間の一定遅延を示すものである。
ｔ＝ｔ0 および真のＧＯＰの始点で移る第２の状態にお
いては、その真のＧＯＰの可変ビットレートにおける全
体のビット割当てＮＢＲＧv がつぎの（５）式で与えら
れる。 NBRGv ＝（NR2/P)−ＷＢＦv −Ｆc (GOPST) ＋(R1 −R2)D6 (5) ここに、ＷＢＦv は、ビットレートの変化を考慮して、
真のＧＯＰの始点毎にバッファメモリ１０に対し、所望
の充満度を表わすものである。Ｄb は、補足項（Ｒ1 −
Ｒ2 ）Ｄb において、ＶＬＣ符号化回路３で符号化した
データのバッファメモリ１０への入力時点と、対応する
復号データが、符号化回路と対応する復号回路とを直接
に互いに接続した場合における復号器内のバッファメモ
リを離れる時点との間の一定遅延を示すものである。
【００５３】前述したように、この遅延Ｄb は、符号化
装置および対応する復号装置のバッファメモリにより、
可変遅延の真の期間には関係なく、伝送に応じて導入さ
れた遅延とその可変数値を補償するために復号装置側で
後者に加えられる補足遅延との一定に維持した和であ
り、一般式（５）におけるＲ＝Ｒ1 ＝Ｒ2 とともに、一
定ビットレートの際のＮＢＲＧc の式（４）が再度現わ
れることになる。
装置および対応する復号装置のバッファメモリにより、
可変遅延の真の期間には関係なく、伝送に応じて導入さ
れた遅延とその可変数値を補償するために復号装置側で
後者に加えられる補足遅延との一定に維持した和であ
り、一般式（５）におけるＲ＝Ｒ1 ＝Ｒ2 とともに、一
定ビットレートの際のＮＢＲＧc の式（４）が再度現わ
れることになる。
【００５４】ＧＯＰの始点におけるバッファメモリ１０
の充満度はできるだけ小さいのが望ましいのであるか
ら、所望のバッファメモリ充填度は、つぎの（６）式で
表わされる。 ＷＢＦ＝Ｆmin (t) ＋４Ｒ(t) ／（Ｐ×ＮＢＳＰ） (6) この（６）式において、ＮＢＳＰは画像毎の細片数を表
わし、Ｆmin (t) は、対応する復号装置のバッファメモ
リが前述した状態でオーバーフローしないようにするた
めの、符号化装置のバッフアメモリの充満度の論理的下
限である。
の充満度はできるだけ小さいのが望ましいのであるか
ら、所望のバッファメモリ充填度は、つぎの（６）式で
表わされる。 ＷＢＦ＝Ｆmin (t) ＋４Ｒ(t) ／（Ｐ×ＮＢＳＰ） (6) この（６）式において、ＮＢＳＰは画像毎の細片数を表
わし、Ｆmin (t) は、対応する復号装置のバッファメモ
リが前述した状態でオーバーフローしないようにするた
めの、符号化装置のバッフアメモリの充満度の論理的下
限である。
【００５５】ビットレートの切換え毎の変化に感じ易い
ので時間ｔの関数の形で表わすこの下限値Ｆmin (t)
は、例えば、各所望のビットレートに比例した一定値を
取り得る。さらに、一般に、下限値Ｆmin (t) は、メモ
リの安全限度を計算する回路３０５の助けにより指示ど
おりに決められる。ｅ（ｔ）を、バッファメモリ１０の
入力、すなわち、可変長符号化回路３の出力における瞬
時ビットレートを表わす時間の関数とすると、符号化装
置のバッファメモリ１０のＥＢＦ（ｔ）で表わす時点ｔ
での瞬時充満度は、バッファメモリ１０の出力と入力と
のビットレート間の差に等しく、つぎの（７）式で与え
られる。
ので時間ｔの関数の形で表わすこの下限値Ｆmin (t)
は、例えば、各所望のビットレートに比例した一定値を
取り得る。さらに、一般に、下限値Ｆmin (t) は、メモ
リの安全限度を計算する回路３０５の助けにより指示ど
おりに決められる。ｅ（ｔ）を、バッファメモリ１０の
入力、すなわち、可変長符号化回路３の出力における瞬
時ビットレートを表わす時間の関数とすると、符号化装
置のバッファメモリ１０のＥＢＦ（ｔ）で表わす時点ｔ
での瞬時充満度は、バッファメモリ１０の出力と入力と
のビットレート間の差に等しく、つぎの（７）式で与え
られる。
【数１】 ここに、Ｒ（・）はバッファメモリ１０の出力における
瞬時ビットレートを表わす関数であるが、このメモリ
は、時点ｔ＝０の原点では空であり、負値ｔに対しては
ｅ（ｔ）＝Ｒ（ｔ）＝０となる。
瞬時ビットレートを表わす関数であるが、このメモリ
は、時点ｔ＝０の原点では空であり、負値ｔに対しては
ｅ（ｔ）＝Ｒ（ｔ）＝０となる。
【００５６】さらに、実時間で正しく機能する前述の制
限（ａ）に適合するために、符号化装置のバッファメモ
リ１０におけるデータの入力と復号装置の始点との間の
一定遅延Ｄが存在するものとすべきである。図７に示す
ように、この遅延Ｄは、つぎの（８）式による四つの個
別遅延に分かれる。 Ｄ＝Ｄcb＋Ｄt ＋Ｄxb＋Ｄdb (8) ここに、Ｄcbは、符号化装置のバッファメモリ１０によ
る符号化側（ＣＯＤ）の遅延を表わす。Ｄ(t) は、伝送
および乗算もしくは除算のようなあらゆる組合わさった
動作による遅延である。Ｄxbは、遅延Ｄt の変化を補償
して、永久にＤt ＋Ｄxb＝一定とするための復号側（Ｄ
ＥＣ）の遅延である。Ｄdbは、可変長復号回路の前に設
けたバッファメモリによる復号側の遅延であり、Ｄxbと
Ｄdbとの間の差別は、これらの遅延が同一メモリにより
導入されるのであるから、純粋に理論的であることにな
る。
限（ａ）に適合するために、符号化装置のバッファメモ
リ１０におけるデータの入力と復号装置の始点との間の
一定遅延Ｄが存在するものとすべきである。図７に示す
ように、この遅延Ｄは、つぎの（８）式による四つの個
別遅延に分かれる。 Ｄ＝Ｄcb＋Ｄt ＋Ｄxb＋Ｄdb (8) ここに、Ｄcbは、符号化装置のバッファメモリ１０によ
る符号化側（ＣＯＤ）の遅延を表わす。Ｄ(t) は、伝送
および乗算もしくは除算のようなあらゆる組合わさった
動作による遅延である。Ｄxbは、遅延Ｄt の変化を補償
して、永久にＤt ＋Ｄxb＝一定とするための復号側（Ｄ
ＥＣ）の遅延である。Ｄdbは、可変長復号回路の前に設
けたバッファメモリによる復号側の遅延であり、Ｄxbと
Ｄdbとの間の差別は、これらの遅延が同一メモリにより
導入されるのであるから、純粋に理論的であることにな
る。
【００５７】Ｄt ＋Ｄxb＝一定であるから、復号が正常
で、継目なし復号とも呼ばれるようにするためには、つ
ぎの（９）式を成立たせる。 Ｄcb＋Ｄdb＝一定（＝Ｄb ） (9) 上述のように規定したパラメータＤb は、所定の符号化
装置に対してその符号化装置により固定され、対応した
復号装置に引続いて課せられる。
で、継目なし復号とも呼ばれるようにするためには、つ
ぎの（９）式を成立たせる。 Ｄcb＋Ｄdb＝一定（＝Ｄb ） (9) 上述のように規定したパラメータＤb は、所定の符号化
装置に対してその符号化装置により固定され、対応した
復号装置に引続いて課せられる。
【００５８】バッファメモリ１０の瞬時充満度ＥＢＦ
（ｔ）が上述するように決まったのと同様に、復号装置
中に存在する復号メモリの瞬時充満度ＤＢＦ（ｔ）を規
定することも可能である。充満度ＥＢＦ（ｔ）に対する
のと同様に、復号側充満度ＤＢＦ（ｔ）は、復号用メモ
リの入力と出力における瞬時ビットレートの差からつぎ
の（１０）式によって決まり、図７のＳ点は復号用メモ
リのデータの出口を表わしている。
（ｔ）が上述するように決まったのと同様に、復号装置
中に存在する復号メモリの瞬時充満度ＤＢＦ（ｔ）を規
定することも可能である。充満度ＥＢＦ（ｔ）に対する
のと同様に、復号側充満度ＤＢＦ（ｔ）は、復号用メモ
リの入力と出力における瞬時ビットレートの差からつぎ
の（１０）式によって決まり、図７のＳ点は復号用メモ
リのデータの出口を表わしている。
【数２】 この式において、ｄ（ｘ）は復号用メモリの出力におけ
る瞬時ビットレートを表わし、Ｒ（ｘ−Ｄt −Ｄxb）
は、同じメモリの入力におけるビットレートであって、
上述のように伝送用および補償用の遅延時間Ｄt ＋Ｄxb
だけずれたバッファメモリ１０の出力における瞬時ビッ
トレートに等しい。
る瞬時ビットレートを表わし、Ｒ（ｘ−Ｄt −Ｄxb）
は、同じメモリの入力におけるビットレートであって、
上述のように伝送用および補償用の遅延時間Ｄt ＋Ｄxb
だけずれたバッファメモリ１０の出力における瞬時ビッ
トレートに等しい。
【００５９】ｔ＜０ではＲ（ｔ）＝０であるから、つぎ
のようになり、
のようになり、
【数３】 また、ｔ＜Ｄではｄ（ｔ）＝０であるから、つぎのよう
になり、
になり、
【数４】 その結果、つぎの（１１）式となる。
【数５】 この（１１）式はつぎの（１２）式と等価である。
【数６】 復号装置が即時に動作する態様は正確には知られていな
いので、つぎの（１３）式を考えることができる。 ｄ（ｔ＋Ｄ）＝ｅ（ｔ） (13) これら二つの値のそれぞれの全画像周期に亘る積分は、
符号化画像に対応するビット数に等しく、つぎの（１
４）式となる。
いので、つぎの（１３）式を考えることができる。 ｄ（ｔ＋Ｄ）＝ｅ（ｔ） (13) これら二つの値のそれぞれの全画像周期に亘る積分は、
符号化画像に対応するビット数に等しく、つぎの（１
４）式となる。
【数７】 この（１４）式は、つぎの（１５）式の形にもなる。
【数８】 この（１５）式は、現下の復号画像の符号化が実現され
たｔend で表わす時点にｔが対応するときにのみ正確で
ある。画像に対する全ビットが、符号化メモリから瞬時
に抽出されて、その画像の復号が始まるときに復号用メ
モリ内に存在する、という仮説に従えば、（１２）式は
つぎの（１６）式のように表わされる。
たｔend で表わす時点にｔが対応するときにのみ正確で
ある。画像に対する全ビットが、符号化メモリから瞬時
に抽出されて、その画像の復号が始まるときに復号用メ
モリ内に存在する、という仮説に従えば、（１２）式は
つぎの（１６）式のように表わされる。
【数９】 なお、ｔは期間〔（ｔend −１／Ｐ），ｔend 〕内の任
意の時点であり、Ｐは画像周波数を表わす。
意の時点であり、Ｐは画像周波数を表わす。
【数１０】
【００６０】復号装置の正しい動作については、復号側
で考慮すべき制限がつぎの（１８）式で与えられる。 ０≦ＤＢＦ（ｔ）≦ＤＢＰＳ（ｔの値に拘わりなく） (18) ここに、ＤＢＰＳは復号用メモリの真の、すなわち、物
理的な大きさを表わす。第１の条件ＤＢＦ（ｔ）＜０に
ついては、（１７）式を考慮すると、上述の期間におけ
るｔのあらゆる値に対して、つぎの（１９）式のように
なる。
で考慮すべき制限がつぎの（１８）式で与えられる。 ０≦ＤＢＦ（ｔ）≦ＤＢＰＳ（ｔの値に拘わりなく） (18) ここに、ＤＢＰＳは復号用メモリの真の、すなわち、物
理的な大きさを表わす。第１の条件ＤＢＦ（ｔ）＜０に
ついては、（１７）式を考慮すると、上述の期間におけ
るｔのあらゆる値に対して、つぎの（１９）式のように
なる。
【数１１】 第２の条件ＤＢＦ（ｔ）＜ＤＢＰＳおよび（１７）式を
考慮すると、上述と同じｔの値に対して、つぎの（２
０）式および（２１）式となる。
考慮すると、上述と同じｔの値に対して、つぎの（２
０）式および（２１）式となる。
【数１２】
【数１３】 これらの条件およびＲが時間の正の関数である、という
事実に基づくと、つぎの（２２）式および（２３）式の
ようになる。
事実に基づくと、つぎの（２２）式および（２３）式の
ようになる。
【数１４】
【数１５】 これらの最終式（２２）および（２３）は、復号メモリ
の充満度が限度（Ｏ，ＤＢＰＳ）内に保たれていること
を有効に確かめる正しい復号については、充分に、符号
化装置のバッファメモリの充満度に課せられる二つの制
限は、各画像周期の終端で全く満足なものであるべきこ
とを示している。
の充満度が限度（Ｏ，ＤＢＰＳ）内に保たれていること
を有効に確かめる正しい復号については、充分に、符号
化装置のバッファメモリの充満度に課せられる二つの制
限は、各画像周期の終端で全く満足なものであるべきこ
とを示している。
【００６１】かかる制限はあらゆる瞬間にも満足なもの
であるべきものとする要求が一つの変形をなしており、
その場合、式（２２）および（２３）は、つぎの式（２
４）および（２５）となる。
であるべきものとする要求が一つの変形をなしており、
その場合、式（２２）および（２３）は、つぎの式（２
４）および（２５）となる。
【数１６】
【数１７】 これらの式（２４）および（２５）における記号≦およ
び≧の右辺の項は、それぞれ、Ｆmax (t) およびＦmin
と呼び、（２５）式においては、
び≧の右辺の項は、それぞれ、Ｆmax (t) およびＦmin
と呼び、（２５）式においては、
【数１８】 が負の場合には、下限として“０”値を選ぶためにＭＡ
Ｘを用いる。
Ｘを用いる。
【００６２】この限度値Ｆmin (t) は（６）式に現われ
たものであり、決定し度いものである。ビットレートを
切換える場合にはＦmin (t) が変化し、時点ｔ0 での決
定は、期間〔ｔ0,ｔ0 ＋Ｄb 〕における関数Ｒからなる
値を知るべきものであることを意味する。その結果、切
換え可能のビットレートの場合には、正しい復号を許す
ために具体的にＥＢＦ(t) に固定した限度値は、伝送ビ
ットレートの有効な切換えより前に、この伝送ビットレ
ート切換え時点の前の時間間隔Ｄb に位置する時点で切
換えを開始させるべきである。
たものであり、決定し度いものである。ビットレートを
切換える場合にはＦmin (t) が変化し、時点ｔ0 での決
定は、期間〔ｔ0,ｔ0 ＋Ｄb 〕における関数Ｒからなる
値を知るべきものであることを意味する。その結果、切
換え可能のビットレートの場合には、正しい復号を許す
ために具体的にＥＢＦ(t) に固定した限度値は、伝送ビ
ットレートの有効な切換えより前に、この伝送ビットレ
ート切換え時点の前の時間間隔Ｄb に位置する時点で切
換えを開始させるべきである。
【００６３】第１の値から第２の値へ切換え可能のビッ
トレートについて、伝送ビットレートが、ｔ＜ｔ0 ＋Ｄ
b の範囲内に初期値Ｒ(t) ＝Ｒ1 を有し、ｔ≧ｔ0 ＋Ｄ
b の範囲内に切換後の最終値Ｒ(t) ＝Ｒ2 を有するもの
とすれば、符号化装置のバッファメモリ１０の充満度Ｅ
ＢＦ(t) の下限値はつぎのようにして決まる。 （ａ）ｔ＜ｔ0 の範囲では、つぎの（２６）式による。 Ｆmin (t) ＝ＭＡＸ（０，（Ｄb Ｒ1 −ＤＢＰＳ） (26) （ｂ）ｔ≧ｔ0 ＋Ｄb の範囲では、つぎの（２７）式に
よる。 Ｆmin (t) ＝ＭＡＸ（０，（Ｄb Ｒ2 −ＤＢＰＳ） (27) （ｃ）期間〔ｔ0 ，ｔ0 ＋Ｄb 〕内のあらゆるｔに対し
ては、一つのビットレートから他のビットレートへの遷
移期間の、上述の（ａ），（ｂ）で得られるＦmi n (t)
の２値の間の線形変化を表わすつぎの（２８）式によ
る。 Ｆmin (t) ＝MAX(0,(Db R1＋(t-t0)(R2 −R1) −DBPS)) (28) これと同様に、この充満度ＥＢＦ(t) の上限値は、つぎ
のようにして決まる。（ａ）ｔ＜ｔ0 の範囲では、つぎ
の（２９）式による。 Ｆmax (t) ＝（Ｄb −１／Ｐ）・Ｒ1 (29) （ｂ）ｔ≧ｔ0 ＋Ｄb の範囲では、つぎの（３０）式に
よる。 Ｆmax (t) ＝（Ｄb −１／Ｐ）・Ｒ2 (30) （ｃ）期間〔ｔ0,ｔ0 ＋Ｄb 〕のあらゆるｔに対して
は、一つのビットレートから他のビットレートへの遷移
期間の、上述の（ａ），（ｂ）で得られるＦmax （ｔ）
の２値の間の線形変化を表わすつぎの（３１）による。 Ｆmax (t) ＝(Db −1/P)・R1＋(t−t0−1/P)・(R2 −R1) (31)
トレートについて、伝送ビットレートが、ｔ＜ｔ0 ＋Ｄ
b の範囲内に初期値Ｒ(t) ＝Ｒ1 を有し、ｔ≧ｔ0 ＋Ｄ
b の範囲内に切換後の最終値Ｒ(t) ＝Ｒ2 を有するもの
とすれば、符号化装置のバッファメモリ１０の充満度Ｅ
ＢＦ(t) の下限値はつぎのようにして決まる。 （ａ）ｔ＜ｔ0 の範囲では、つぎの（２６）式による。 Ｆmin (t) ＝ＭＡＸ（０，（Ｄb Ｒ1 −ＤＢＰＳ） (26) （ｂ）ｔ≧ｔ0 ＋Ｄb の範囲では、つぎの（２７）式に
よる。 Ｆmin (t) ＝ＭＡＸ（０，（Ｄb Ｒ2 −ＤＢＰＳ） (27) （ｃ）期間〔ｔ0 ，ｔ0 ＋Ｄb 〕内のあらゆるｔに対し
ては、一つのビットレートから他のビットレートへの遷
移期間の、上述の（ａ），（ｂ）で得られるＦmi n (t)
の２値の間の線形変化を表わすつぎの（２８）式によ
る。 Ｆmin (t) ＝MAX(0,(Db R1＋(t-t0)(R2 −R1) −DBPS)) (28) これと同様に、この充満度ＥＢＦ(t) の上限値は、つぎ
のようにして決まる。（ａ）ｔ＜ｔ0 の範囲では、つぎ
の（２９）式による。 Ｆmax (t) ＝（Ｄb −１／Ｐ）・Ｒ1 (29) （ｂ）ｔ≧ｔ0 ＋Ｄb の範囲では、つぎの（３０）式に
よる。 Ｆmax (t) ＝（Ｄb −１／Ｐ）・Ｒ2 (30) （ｃ）期間〔ｔ0,ｔ0 ＋Ｄb 〕のあらゆるｔに対して
は、一つのビットレートから他のビットレートへの遷移
期間の、上述の（ａ），（ｂ）で得られるＦmax （ｔ）
の２値の間の線形変化を表わすつぎの（３１）による。 Ｆmax (t) ＝(Db −1/P)・R1＋(t−t0−1/P)・(R2 −R1) (31)
【００６４】Ｆsup (t) を
【数１９】 に等しい時間関数とすると、その限度値は、Ｒ1 とＲ2
との間で切換え可能のビットレートの同様の場合につぎ
のようにして決まる。 （ａ）ｔ＜ｔ0 の範囲では、つぎの（３２）式による。 Ｆsup (t) ＝Ｄb Ｒ1 (32) （ｂ）ｔ≧ｔ0 ＋Ｄb の範囲では、つぎの（３３）式に
よる。 Ｆsup (t) ＝Ｄb Ｒ2 (33) （ｃ）期間〔ｔ0,ｔ0 ＋Ｄb 〕のあらゆるｔに対して
は、一つのビットレートから他のビットレートへの遷移
期間の、上述の（ａ），（ｂ）で得られるＦsup (t) の
２値の間の線形変化を表わすつぎの（３４）式による。 Ｆsup (t) ＝Ｄb Ｒ1 ＋（ｔ−ｔ0 ）・（Ｒ2 −Ｒ1 ） (34) なお、ＤＢＥＳで表わす差分Ｆsup (t) −Ｆmin (t)
は、真の大きさＤＢＰＳの復号メモリの有効に用いられ
る部分を表わすものである。
との間で切換え可能のビットレートの同様の場合につぎ
のようにして決まる。 （ａ）ｔ＜ｔ0 の範囲では、つぎの（３２）式による。 Ｆsup (t) ＝Ｄb Ｒ1 (32) （ｂ）ｔ≧ｔ0 ＋Ｄb の範囲では、つぎの（３３）式に
よる。 Ｆsup (t) ＝Ｄb Ｒ2 (33) （ｃ）期間〔ｔ0,ｔ0 ＋Ｄb 〕のあらゆるｔに対して
は、一つのビットレートから他のビットレートへの遷移
期間の、上述の（ａ），（ｂ）で得られるＦsup (t) の
２値の間の線形変化を表わすつぎの（３４）式による。 Ｆsup (t) ＝Ｄb Ｒ1 ＋（ｔ−ｔ0 ）・（Ｒ2 −Ｒ1 ） (34) なお、ＤＢＥＳで表わす差分Ｆsup (t) −Ｆmin (t)
は、真の大きさＤＢＰＳの復号メモリの有効に用いられ
る部分を表わすものである。
【００６５】図８および図９は、切換え可能のビットレ
ートのかかる限度値Ｆmin (t) ，Ｆ max (t) ，Ｆ
sup (t) の変化を説明するものである。軸（ｔ，Ｒ(t))
を基準にして、図８は、バッファメモリ１０の出力に順
次に課せられる４ビットレートＲ1，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4
を示し、ｔ0,ｔ1,ｔ2 は、Ｒ1 からＲ2 へ、Ｒ2 からＲ
3 へのビットレート切換え指令が現われる時点を示して
いる。軸（ｔ，ＥＢＦ(t））を基準にするとともに、時
間軸に関する限り図８に合わせて、図９は、バッファメ
モリ１０の真の充満度ＥＢＦ(t) の、各ビットレート値
毎に決まった限度値Ｆ min (t) とＦmax (t) との間の変
化を、これらの限度値の変化が段間で直線的な遷移期間
もしくは切換え期間についても、課せられるビットレー
トＲ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 等の相違を考慮して示したものであ
る。
ートのかかる限度値Ｆmin (t) ，Ｆ max (t) ，Ｆ
sup (t) の変化を説明するものである。軸（ｔ，Ｒ(t))
を基準にして、図８は、バッファメモリ１０の出力に順
次に課せられる４ビットレートＲ1，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4
を示し、ｔ0,ｔ1,ｔ2 は、Ｒ1 からＲ2 へ、Ｒ2 からＲ
3 へのビットレート切換え指令が現われる時点を示して
いる。軸（ｔ，ＥＢＦ(t））を基準にするとともに、時
間軸に関する限り図８に合わせて、図９は、バッファメ
モリ１０の真の充満度ＥＢＦ(t) の、各ビットレート値
毎に決まった限度値Ｆ min (t) とＦmax (t) との間の変
化を、これらの限度値の変化が段間で直線的な遷移期間
もしくは切換え期間についても、課せられるビットレー
トＲ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 等の相違を考慮して示したものであ
る。
【００６６】ＭＰＥＧ２標準の主構成と両立し得る符号
器の上述した例においては、このデータ圧縮用標準が、
目下、画像の大きさもしくは周期、毎秒画素数、ビット
レート、等のパラメータの形でデータを処理する錯綜値
のレベルを反映するレベル群に再分割される３構成を用
いることを特徴とするものであることは判っているが、
バッファメモリ１０の出力におけるビットレートは毎秒
１５メガビットを超えず、復号メモリの真の大きさは1,
835,008 ビットであり、例えば、Ｄb ＝２４０ｍｓ、す
なわち、５０Ｈｚにおける６画像周期について試験を行
ない、ビットレートの数例について、限度値Ｆmm(t) お
よびＦmax (t) をつぎのように設定した。 （ａ）毎秒２メガビットのとき、０および４００，００
０ビット （ｂ）毎秒３．５メガビットのとき、０および７００，
０００ビット （ｃ）毎秒６メガビットのとき、０および１，０００，
０００ビット （ｄ）毎秒７．６５メガビットのとき、９９２ビットお
よび、１，５３０，０００ビット （ｅ）毎秒１５メガビットのとき、１，７６４，９９２
ビットおよび３，０００，０００ビット
器の上述した例においては、このデータ圧縮用標準が、
目下、画像の大きさもしくは周期、毎秒画素数、ビット
レート、等のパラメータの形でデータを処理する錯綜値
のレベルを反映するレベル群に再分割される３構成を用
いることを特徴とするものであることは判っているが、
バッファメモリ１０の出力におけるビットレートは毎秒
１５メガビットを超えず、復号メモリの真の大きさは1,
835,008 ビットであり、例えば、Ｄb ＝２４０ｍｓ、す
なわち、５０Ｈｚにおける６画像周期について試験を行
ない、ビットレートの数例について、限度値Ｆmm(t) お
よびＦmax (t) をつぎのように設定した。 （ａ）毎秒２メガビットのとき、０および４００，００
０ビット （ｂ）毎秒３．５メガビットのとき、０および７００，
０００ビット （ｃ）毎秒６メガビットのとき、０および１，０００，
０００ビット （ｄ）毎秒７．６５メガビットのとき、９９２ビットお
よび、１，５３０，０００ビット （ｅ）毎秒１５メガビットのとき、１，７６４，９９２
ビットおよび３，０００，０００ビット
【００６７】事実、Ｄb の値が低過ぎると、ビットレー
トが低いときにバッファメモリ１０の真の大きさが低下
して画質に悪影響を及ぼすので、寧ろ、遅延Ｄ6 ＝２０
０ｍｓ，すなわち、５０Ｈｚで７画像周期を選び、上述
と同じ数例について、限度値Ｆmin (t) およびＦ
max (t) をつぎのように設定する。 （ａ）毎秒２メガビットのとき、０および４８０，００
０ビット （ｂ）毎秒３．５メガビットのとき、０および８４０，
０００ビット （ｃ）毎秒６メガビットのとき、０および１，４４０，
０００ビット （ｄ）毎秒７．６５メガビットのとき、１．７９２ビッ
トおよび１，５７４，４００ビット （ｅ）毎秒１５メガビットのとき、２，３６４，９９２
ビットおよび３，６００，０００ビット
トが低いときにバッファメモリ１０の真の大きさが低下
して画質に悪影響を及ぼすので、寧ろ、遅延Ｄ6 ＝２０
０ｍｓ，すなわち、５０Ｈｚで７画像周期を選び、上述
と同じ数例について、限度値Ｆmin (t) およびＦ
max (t) をつぎのように設定する。 （ａ）毎秒２メガビットのとき、０および４８０，００
０ビット （ｂ）毎秒３．５メガビットのとき、０および８４０，
０００ビット （ｃ）毎秒６メガビットのとき、０および１，４４０，
０００ビット （ｄ）毎秒７．６５メガビットのとき、１．７９２ビッ
トおよび１，５７４，４００ビット （ｅ）毎秒１５メガビットのとき、２，３６４，９９２
ビットおよび３，６００，０００ビット
【００６８】最後に、興味ある解答は、パラメータＤ6
を、そのＤ6 に依存する他のパラメータも自動的に調整
可能になるようにして調整可能にした符号化装置であ
る。
を、そのＤ6 に依存する他のパラメータも自動的に調整
可能になるようにして調整可能にした符号化装置であ
る。
【００６９】符号化装置の出力におけるビットレートに
関連した状態には無関係に上述のように設定するＦmin
(t) を決定するモードでは、ＮＢＲＧc もしくはＮＢＲ
Ｇvが判っている限り、新たな画像の各始端における順
次のＧＯＰ毎のビット数ＮＢＳＧを、つぎの（３５）式
に適合するように評価することができる。 ＮＢＳＧ＝ＮＢＳＧ−ＮＢＰＰ＋ＰＲＯＦ(t) (35) なお、これらの値は、すでに規定してある。
関連した状態には無関係に上述のように設定するＦmin
(t) を決定するモードでは、ＮＢＲＧc もしくはＮＢＲ
Ｇvが判っている限り、新たな画像の各始端における順
次のＧＯＰ毎のビット数ＮＢＳＧを、つぎの（３５）式
に適合するように評価することができる。 ＮＢＳＧ＝ＮＢＳＧ−ＮＢＰＰ＋ＰＲＯＦ(t) (35) なお、これらの値は、すでに規定してある。
【００７０】ＮＢＳＧに関する限り、本発明による過程
の説明ですでに述べたように、（３５）式は、データ処
理指令の感覚で、すなわち、価値転換指令として説明す
べきものであり、指示された割当て演算（＝）の実施
は、この演算が終結した際に、（＝）の左辺の項は右辺
の項の内容に置換しなければならないことを意味する。
したがって、一方のＮＢＳＧの初期値と他方の連続して
引続く値とを区別する必要があり、ＮＢＳＧo で表わす
その初期値は、当該真のＧＯＰに対する全体のビツト割
当てＮＢＲＧであり、つぎの（３６）式のように表わす
ことができる。 ＮＢＳＧ＝ＮＢＳＧo ＝ＮＢＲＧ (36) 個々に、ＮＢＳＧは差別なくＮＢＳＧc もしくはＮＢＳ
Ｇv を表わし、（３５）式は、ビットレート一定もしく
はビットレート可変の二つの場合に成立つ。このＮＢＳ
Ｇの初期値が一旦決まると、（３５）式は全く適用可能
となり、左辺の項ＮＢＳＧを右辺の項ＮＢＳＧ−ＮＢＰ
Ｐ＋ＰＲＯＦ(t) に置換することによる画像毎の更新の
存在が示され、これにより引続く順次の値が与えるられ
る。
の説明ですでに述べたように、（３５）式は、データ処
理指令の感覚で、すなわち、価値転換指令として説明す
べきものであり、指示された割当て演算（＝）の実施
は、この演算が終結した際に、（＝）の左辺の項は右辺
の項の内容に置換しなければならないことを意味する。
したがって、一方のＮＢＳＧの初期値と他方の連続して
引続く値とを区別する必要があり、ＮＢＳＧo で表わす
その初期値は、当該真のＧＯＰに対する全体のビツト割
当てＮＢＲＧであり、つぎの（３６）式のように表わす
ことができる。 ＮＢＳＧ＝ＮＢＳＧo ＝ＮＢＲＧ (36) 個々に、ＮＢＳＧは差別なくＮＢＳＧc もしくはＮＢＳ
Ｇv を表わし、（３５）式は、ビットレート一定もしく
はビットレート可変の二つの場合に成立つ。このＮＢＳ
Ｇの初期値が一旦決まると、（３５）式は全く適用可能
となり、左辺の項ＮＢＳＧを右辺の項ＮＢＳＧ−ＮＢＰ
Ｐ＋ＰＲＯＦ(t) に置換することによる画像毎の更新の
存在が示され、これにより引続く順次の値が与えるられ
る。
【００７１】順次のＧＯＰ毎にビット数を評価する回路
３０２は、一方では、真のＧＯＰ毎に割当てた、ビット
レートが一定であるか変更したものであるかに応じてＮ
ＢＲＧc もしくはＮＢＰＧv に等しい全ビット数ＮＢＳ
Ｇを計算する回路３０３を備えるとともに、他方では、
順次のＧＯＰ毎にビット数ＮＢＳＧを計算する回路３０
４を備えて、回路３０１および３０３の出力と回路３０
４自体の出力とを受取るとともに、各画像群に対してビ
ット割当てを行なう回路段３００の出力信号となる信号
を供給する。
３０２は、一方では、真のＧＯＰ毎に割当てた、ビット
レートが一定であるか変更したものであるかに応じてＮ
ＢＲＧc もしくはＮＢＰＧv に等しい全ビット数ＮＢＳ
Ｇを計算する回路３０３を備えるとともに、他方では、
順次のＧＯＰ毎にビット数ＮＢＳＧを計算する回路３０
４を備えて、回路３０１および３０３の出力と回路３０
４自体の出力とを受取るとともに、各画像群に対してビ
ット割当てを行なう回路段３００の出力信号となる信号
を供給する。
【００７２】この出力信号を、回路段３００に直列に配
置するとともに画素のビット割当てを評価する回路４０
１を備えた、新たな画像毎にビット割当てを修正する回
路段４００に供給する。その回路４０１は、つぎの（３
７）式により、画像群内のつぎの画像を符号化するため
に見積るビット数の値ＮＢＮＰを決定する可能性を提供
する。
置するとともに画素のビット割当てを評価する回路４０
１を備えた、新たな画像毎にビット割当てを修正する回
路段４００に供給する。その回路４０１は、つぎの（３
７）式により、画像群内のつぎの画像を符号化するため
に見積るビット数の値ＮＢＮＰを決定する可能性を提供
する。
【数２０】 なお、この式においては、後述する値１０，０００以外
の値は、すべて予め決まっている。そのために、回路４
０１は、回路段２００の選択回路２０７の出力と順次の
ＧＯＰ毎にビット数を計算する回路３０４の出力とを受
取っている。
の値は、すべて予め決まっている。そのために、回路４
０１は、回路段２００の選択回路２０７の出力と順次の
ＧＯＰ毎にビット数を計算する回路３０４の出力とを受
取っている。
【００７３】この回路４０１の出力は、つぎの（３８）
式によって画像群中のつぎの画像を符号化するために直
面するビット数の修正値ＣＮＮＰ(t) を決定するビット
割当て修正用回路４０２に供給される。 CNNP(T) ＝CLIP(NBNP(T),MIN(CN),MAX(CN)） (38) この式において、ＮＢＮＰ(T) は回路４０１から供給
し、値ＭＩＮ（ＣＮ）およびＭＡＸ（ＣＮ）はつぎの式
（３９）および（４０）によってそれぞれ決まる。 MIN(CN) ＝Ｆmin (t) ＋R/P −Ｆc (PICST) ＋4R/(Ｐ×NBSP) (39) MAX(CN) ＝Ｆsup (t) −Ｆc (PICST) −(Km ・P)/(Ｐ×NBSP) (40) ここに、Ｆc （ＰＩＣＳＴ）は、画像の始端、すなわ
ち、最初の能動細片の始端におけるバッファメモリ１０
の真の充填度をビット数で示すが、ある数の細片は、画
像で能動的に作用せず、ライン周期やフィールド周期に
関連したデータに対応するだけである。Ｆsup (T) は、
つぎの（４１）式で決まる。
式によって画像群中のつぎの画像を符号化するために直
面するビット数の修正値ＣＮＮＰ(t) を決定するビット
割当て修正用回路４０２に供給される。 CNNP(T) ＝CLIP(NBNP(T),MIN(CN),MAX(CN)） (38) この式において、ＮＢＮＰ(T) は回路４０１から供給
し、値ＭＩＮ（ＣＮ）およびＭＡＸ（ＣＮ）はつぎの式
（３９）および（４０）によってそれぞれ決まる。 MIN(CN) ＝Ｆmin (t) ＋R/P −Ｆc (PICST) ＋4R/(Ｐ×NBSP) (39) MAX(CN) ＝Ｆsup (t) −Ｆc (PICST) −(Km ・P)/(Ｐ×NBSP) (40) ここに、Ｆc （ＰＩＣＳＴ）は、画像の始端、すなわ
ち、最初の能動細片の始端におけるバッファメモリ１０
の真の充填度をビット数で示すが、ある数の細片は、画
像で能動的に作用せず、ライン周期やフィールド周期に
関連したデータに対応するだけである。Ｆsup (T) は、
つぎの（４１）式で決まる。
【数２１】 Ｋm は、非能動細片の数に関連した定数である。その他
の値は、すでに決まっている。
の値は、すでに決まっている。
【００７４】関数ＣＬＩＰ（ＮＢＮＰ(T),ＭＩＮ（Ｃ
Ｎ），ＭＡＸ（ＣＮ））は、したがって、可能な３値Ｎ
ＢＮＰ(T),ＭＩＮ（ＣＮ），ＭＡＸ（ＣＮ）のうち、Ｎ
ＢＮＰが他の２値の間にあれば第１値、ＮＢＮＰ(T) が
第２値より低ければ第２値、ＮＢＮＰ(T) が第３値より
高ければ第３値を選択することからなっている。
Ｎ），ＭＡＸ（ＣＮ））は、したがって、可能な３値Ｎ
ＢＮＰ(T),ＭＩＮ（ＣＮ），ＭＡＸ（ＣＮ）のうち、Ｎ
ＢＮＰが他の２値の間にあれば第１値、ＮＢＮＰ(T) が
第２値より低ければ第２値、ＮＢＮＰ(T) が第３値より
高ければ第３値を選択することからなっている。
【００７５】図４に示す量子化ステップを変更するため
の装置１１０は、回路段４００と直列に、量子化ステッ
プを変更するための回路段５００を備えており、この回
路段５００は、仮想のバッファメモリの充満度を初期化
するための回路５０１を備えている。このバッファメモ
リは、符号化装置内に物理的に実在するものではなく、
その充満度が、各画像の符号化に比例した量子化ステッ
プの更新に計算が役立つ具体的な概念をなすものであ
る。この仮想のバッファメモリの充満度は、初期の量子
化ステップが現下の画像に適合したビット数に適応する
ようにして、型式Ｔの各画像の始端で初期化することが
できる。ここで、初期状態ＩＳＶＳは、つぎの（４２）
式によって決定される。 ＩＳＶＳ＝Ｘ(T) ／（ＣＮＮＰ(T) ×ＲＥＡＣ） (42) ここに、Ｘ(T) およびＣＮＮＰ(T) はすでに決まってお
り、ＲＥＡＣは、ここでは４１２／Ｒに等しく、ビット
レート制御副回路群によって行なわれたフィードバック
の重要性が多少比例し得るフィードバック・パラメータ
である。この初期化の後に、仮想のメモリの現下の状態
ＣＳＶＢ、すなわち、ｊを正の整数としたｊ番目のマク
ロブロックの符号化の直前の状態は、つぎの（４３）式
によって与えられる。 CSVB＝ISVB＋PBAD−(CNNP(T)×(j−１)/NMBP) (43) ここに、ＩＳＶＢ，ＰＢＡＤ，ＣＮＮＰ(T),ｊはすでに
決まっている。ＮＭＢＰは画像当りのマクロブロックの
全数である。
の装置１１０は、回路段４００と直列に、量子化ステッ
プを変更するための回路段５００を備えており、この回
路段５００は、仮想のバッファメモリの充満度を初期化
するための回路５０１を備えている。このバッファメモ
リは、符号化装置内に物理的に実在するものではなく、
その充満度が、各画像の符号化に比例した量子化ステッ
プの更新に計算が役立つ具体的な概念をなすものであ
る。この仮想のバッファメモリの充満度は、初期の量子
化ステップが現下の画像に適合したビット数に適応する
ようにして、型式Ｔの各画像の始端で初期化することが
できる。ここで、初期状態ＩＳＶＳは、つぎの（４２）
式によって決定される。 ＩＳＶＳ＝Ｘ(T) ／（ＣＮＮＰ(T) ×ＲＥＡＣ） (42) ここに、Ｘ(T) およびＣＮＮＰ(T) はすでに決まってお
り、ＲＥＡＣは、ここでは４１２／Ｒに等しく、ビット
レート制御副回路群によって行なわれたフィードバック
の重要性が多少比例し得るフィードバック・パラメータ
である。この初期化の後に、仮想のメモリの現下の状態
ＣＳＶＢ、すなわち、ｊを正の整数としたｊ番目のマク
ロブロックの符号化の直前の状態は、つぎの（４３）式
によって与えられる。 CSVB＝ISVB＋PBAD−(CNNP(T)×(j−１)/NMBP) (43) ここに、ＩＳＶＢ，ＰＢＡＤ，ＣＮＮＰ(T),ｊはすでに
決まっている。ＮＭＢＰは画像当りのマクロブロックの
全数である。
【００７６】ＣＳＶＢの決定は、充満度の初期化のため
の回路５０１の出力、ＶＬＣ符号化回路３の出力および
画像のビット割当てを修正するための回路４０２の出力
を受取る仮想のバッファメモリの現下の充満度を計算す
るための回路５０２によって行なわれ、この回路５０２
には、ｊ番目のマクロブロックの量子化ステップを決定
するための回路５０３が後続しており、その量子化ステ
ップＱ（ｊ）はつぎの（４４）式によって提供される。 Ｑ（ｊ）＝ＣＳＶＢ×ＲＥＡＣ (44) ここで、ＲＥＡＣは、すでに（４２）式に現われている
予定のフィードバック・パラメータである。このように
して本発明に適合させて評価した量子化ステップは、現
下のマクロブロックに直接に適用し、もしくは、画像の
局部的活動を考慮して修正する。なお、後者の適応量子
化方法は、従来の方法であるので、こでは説明しない。
の回路５０１の出力、ＶＬＣ符号化回路３の出力および
画像のビット割当てを修正するための回路４０２の出力
を受取る仮想のバッファメモリの現下の充満度を計算す
るための回路５０２によって行なわれ、この回路５０２
には、ｊ番目のマクロブロックの量子化ステップを決定
するための回路５０３が後続しており、その量子化ステ
ップＱ（ｊ）はつぎの（４４）式によって提供される。 Ｑ（ｊ）＝ＣＳＶＢ×ＲＥＡＣ (44) ここで、ＲＥＡＣは、すでに（４２）式に現われている
予定のフィードバック・パラメータである。このように
して本発明に適合させて評価した量子化ステップは、現
下のマクロブロックに直接に適用し、もしくは、画像の
局部的活動を考慮して修正する。なお、後者の適応量子
化方法は、従来の方法であるので、こでは説明しない。
【００７７】本発明は、以上に説明した実施例に限られ
るものではなく、幾分の変形や改良を、本発明の範囲か
ら逸脱しない限り考えることができる。
るものではなく、幾分の変形や改良を、本発明の範囲か
ら逸脱しない限り考えることができる。
【００７８】以上に説明した方法および装置は、正しい
動作を確保するとともに、復号時に良好な画質を保持す
るための限度内にバロファメモリ１０の充満度を維持す
る目的を有していることに特に留意すべきである。実施
した試験の結果は、提案した技術的解答の有効性を確か
めている。しかしながら、極めて稀ではあるが、信号を
伝送する条件が極めて不都合であり前述の充満度に関し
て問題が生ずるのを除外すべきではない。したがって、
復号用メモリがデータのオーバフロー、もしくは反対に
アンダーフローの状態に達しようとする極限に適合する
可能性を提供する改良を提案するのが有用である。
動作を確保するとともに、復号時に良好な画質を保持す
るための限度内にバロファメモリ１０の充満度を維持す
る目的を有していることに特に留意すべきである。実施
した試験の結果は、提案した技術的解答の有効性を確か
めている。しかしながら、極めて稀ではあるが、信号を
伝送する条件が極めて不都合であり前述の充満度に関し
て問題が生ずるのを除外すべきではない。したがって、
復号用メモリがデータのオーバフロー、もしくは反対に
アンダーフローの状態に達しようとする極限に適合する
可能性を提供する改良を提案するのが有用である。
【００７９】符号装置のバッファメモリ１０の充満度が
前述の（２５）式で与えられる下限値に極めて近接した
点まで減少した場合に対応する２極限状態の第１、すな
わち復号メモリのオーバフローの状態においては、例え
ば、画像の細片毎に個数を計算する充填用ビットと呼ぶ
ビット群がバッファメモリに導入される。各画像細片毎
の始点におけるそのビット数ＮＳＴＢは、つぎの（４
５）式によって与えられる。 NSTB＝MAX(0,(Fmin (SLE) −EBF(SLST) ＋2R(t)/P)) (45) ここに、Ｆmin （ＳＬＥ）は、画像細片の終端における
Ｆmin の値である。ＦＮＦ（ＳＬＳＴ）は、画像細片の
始端におけるＥＢＦの値である。Ｐはすでに決まってい
る。ＮＳＴＢが整数であり、該当する細片が能動細片で
あれば、（４１）式で予め計算した初期値ＩＳＶＳは、
つぎの（４６）式により、所定ステップだけ低減する。 ＩＳＶＳ＝ＩＳＶＢ−２／ＲＥＡＣ (46)
前述の（２５）式で与えられる下限値に極めて近接した
点まで減少した場合に対応する２極限状態の第１、すな
わち復号メモリのオーバフローの状態においては、例え
ば、画像の細片毎に個数を計算する充填用ビットと呼ぶ
ビット群がバッファメモリに導入される。各画像細片毎
の始点におけるそのビット数ＮＳＴＢは、つぎの（４
５）式によって与えられる。 NSTB＝MAX(0,(Fmin (SLE) −EBF(SLST) ＋2R(t)/P)) (45) ここに、Ｆmin （ＳＬＥ）は、画像細片の終端における
Ｆmin の値である。ＦＮＦ（ＳＬＳＴ）は、画像細片の
始端におけるＥＢＦの値である。Ｐはすでに決まってい
る。ＮＳＴＢが整数であり、該当する細片が能動細片で
あれば、（４１）式で予め計算した初期値ＩＳＶＳは、
つぎの（４６）式により、所定ステップだけ低減する。 ＩＳＶＳ＝ＩＳＶＢ−２／ＲＥＡＣ (46)
【００８０】ビット充填の動作は、補充処理用回路段６
００で実現される。基本の回路段２００乃至５００と同
様に図４に表わされた補助回路段６００は、上述の（４
５）式により細片数ＮＳＴＢを計算するとともに、回路
６０１の出力端と仮想のメモリの充満度を初期化するた
めの回路５０１との間の接続により初期状態の値ＩＳＶ
Ｂの減少を制御するために設けた符号化データのアンダ
ーフローの場合の第１処理回路６０１を備えている。
００で実現される。基本の回路段２００乃至５００と同
様に図４に表わされた補助回路段６００は、上述の（４
５）式により細片数ＮＳＴＢを計算するとともに、回路
６０１の出力端と仮想のメモリの充満度を初期化するた
めの回路５０１との間の接続により初期状態の値ＩＳＶ
Ｂの減少を制御するために設けた符号化データのアンダ
ーフローの場合の第１処理回路６０１を備えている。
【００８１】同様に、符号化装置のバッファメモリ１０
の充満度が（２４）式によって与えられる上限値に極め
て近接した点まで上昇した場合に対応する第２の状態、
すなわち、復号メモリのデータのアンダーフローの状態
におていは、すべてのＤＣＴ変換係数が、ＤＣ成分に対
応する第１の係数を除き、該当する画像の全細片の期間
中、零に設定されるとともに、初期状態ＩＳＶＢが、上
述と同じステップだけ、すなわち、つぎの（４７）式に
適応して、上昇する。 ＩＳＶＢ＝ＩＳＶＢ＋２／ＲＥＡＣ (47)
の充満度が（２４）式によって与えられる上限値に極め
て近接した点まで上昇した場合に対応する第２の状態、
すなわち、復号メモリのデータのアンダーフローの状態
におていは、すべてのＤＣＴ変換係数が、ＤＣ成分に対
応する第１の係数を除き、該当する画像の全細片の期間
中、零に設定されるとともに、初期状態ＩＳＶＢが、上
述と同じステップだけ、すなわち、つぎの（４７）式に
適応して、上昇する。 ＩＳＶＢ＝ＩＳＶＢ＋２／ＲＥＡＣ (47)
【００８２】かかる動作も、そのために符号化データの
オーバフローの場合の第２の処理回路６０２を備えた補
助処理用の回路段６００によって行なわれる。その処理
回路６０２が、（２４）式は最早立証されないことを確
かめた場合、すなわち、ＥＢＦ(t) がＦmax (t) より大
きくなった場合には、その回路６０２が、その出力間と
個別の余弦変換回路１との間の第１の接続を介して係数
群の零設定を制御するとともに、その出力端と仮想のメ
モリの充満度を初期化するための回路５０１との間の第
２の接続を介して初期状態の値ＩＳＶＢを上昇させる。
オーバフローの場合の第２の処理回路６０２を備えた補
助処理用の回路段６００によって行なわれる。その処理
回路６０２が、（２４）式は最早立証されないことを確
かめた場合、すなわち、ＥＢＦ(t) がＦmax (t) より大
きくなった場合には、その回路６０２が、その出力間と
個別の余弦変換回路１との間の第１の接続を介して係数
群の零設定を制御するとともに、その出力端と仮想のメ
モリの充満度を初期化するための回路５０１との間の第
２の接続を介して初期状態の値ＩＳＶＢを上昇させる。
【図１】９画像の群ＧＯＰによって構成し、それぞれに
採用した型式Ｉ，Ｐ，Ｂの指示を伴った一連の画像の例
を示す線図である。
採用した型式Ｉ，Ｐ，Ｂの指示を伴った一連の画像の例
を示す線図である。
【図２】それぞれ８×８画素を備えた４輝度ブロックＹ
1 乃至Ｙ4 および２色度ブロックＵ，Ｖで構成するｒマ
クロブロックＭＢ1 乃至ＭＢr からなるｎ細片Ｓ1 乃至
Ｓn に細分した画像を簡単に表わした線図である。
1 乃至Ｙ4 および２色度ブロックＵ，Ｖで構成するｒマ
クロブロックＭＢ1 乃至ＭＢr からなるｎ細片Ｓ1 乃至
Ｓn に細分した画像を簡単に表わした線図である。
【図３】従来の可変長符号化装置の一般構成を示すブロ
ック線図である。
ック線図である。
【図４】本発明によりビットレートを制御する符号化装
置の例を示すブロック線図である。
置の例を示すブロック線図である。
【図５】図４に示した符号化装置におけるビットレート
制御用回路段をそれぞれ示すブロック線図である。
制御用回路段をそれぞれ示すブロック線図である。
【図６】図４に示した符号化装置におけるビットレート
制御用回路段をそれぞれ示すブロック線図である。
制御用回路段をそれぞれ示すブロック線図である。
【図７】符号化装置および符号装置の各メモリが導入す
る種々の遅延を示す線図である。
る種々の遅延を示す線図である。
【図８】符号化装置のバッファメモリ出力における種々
のビットレート値を示す線図である。
のビットレート値を示す線図である。
【図９】前記バッファメモリの充填度の変化の限度を示
す線図である。
す線図である。
【図１０】図４に示した符号化装置におけるビットレー
ト制御用回路段をそれぞれ示すブロック線図である。
ト制御用回路段をそれぞれ示すブロック線図である。
【図１１】図４に示した符号化装置におけるビットレー
ト制御用回路段をそれぞれ示すブロック線図である。
ト制御用回路段をそれぞれ示すブロック線図である。
Claims (22)
- 【請求項１】 連続Ｎ群の画像部分を並べるとともに、
各画像部分を所定数の画像ブロックに細分した一連の画
像を表わすディジタル信号を、少なくとも、その信号を
量子化して符号化する過程と、画像の錯綜値を計算して
符号化すべき信号の量子化ステップをその計算した錯綜
値の関数として変更することにより、符号化した信号の
ビットレートを制御する過程とを備えて符号化する方法
において、 （Ａ）符号化の終端で得られるビット数に比例した画像
毎のビット数として前記錯綜値を規定し、 （Ｂ）前記ビットレートを制御する過程に、 （１）連続Ｎ群の各画像部分毎に、前記錯綜値、前記群
数Ｎ、および、符号化出力で得られるビットレートＲ
(t) に比例するとともに、画像部分の期間長に逆比例し
たＰＲＯＦ値を有する群構成と呼ぶビット数を評価する
副過程と、 （２）一連の画像中、現下に符号化すべき新たな画像部
分毎に、（ａ）その画像部分に対応するとともに、前記
錯綜値と、前記群構成および先行画像部分のＮＢＳＧ値
と画像部分毎の全ビット数との差に比例したＮＢＳＧ値
を有する、その新たな画像部分と新たな画像部分毎に１
画像部分だけずれた（Ｎ−１）群の画像部分とを構成す
るものとした順次の群毎のビット数とに比例したＮＢＮ
Ｐ値を有するビット数を評価し、（ｂ）その評価の修正
を、その画像部分に対応するとともに、評価したＮＢＮ
Ｐ値と符号化した信号を蓄積するバッファメモリの充満
度の最小ＭＩＮ（ＣＮ）および最大ＭＡＸ（ＣＮ）の２
限度値とからなる３値から２限度値間の値の選択を基準
として選んだＣＮＮＰ値を有する修正ビット数を評価す
ることによって行なう副過程と、 （３）前記新たな画像部分の各画像ブロック毎に、その
画像ブロックの量子化ステップを変更するための、仮想
のメモリと呼ぶバッファメモリの初期充満度を表わすビ
ット数とその画像部分における順位ｊの画像ブロックよ
り先行する（ｊ−１）画像ブロックの符号化によって既
に生じているビット数に等しい相補数との和から、順位
ｊおよびＣＮＰＰの値と画像部分毎の画像ブロック数と
に関連した修正ビット数を差引いたものに等しいか比例
した係数を計算する副過程と、を備えたことを特徴とす
るディジタル信号符号化方法。 - 【請求項２】 新たな画像部分毎の各順次の群がその画
像部分および引続く（Ｎ−１）画像部分からなることを
特徴とする請求項１記載のディジタル信号符号化方法。 - 【請求項３】 Ｘで表わす錯綜値を符号化の終端で得ら
れたビット数と画像に施した平均量子化ステップとの積
と規定したことを特徴とする請求項１または２記載のデ
ィジタル信号符号化方法。 - 【請求項４】 一連の画像が、他の画像には無関係のフ
レーム内符号化モード、他のフレーム内符号化もしくは
予測の画像に基づく一方向動き予測を用いた予測符号化
モード、先行画像および後続画像に基づく両方向補間符
号化モードのいずれに属するかによってそれぞれＩ，Ｐ
あるいはＢと呼ぶ異なる型式Ｔであるとともに、Ｘ(T)
で表わす前記錯綜値が、同じ型式Ｔの画像の符号化の終
端で得られたビット数Ｓi (T) と同じ型式Ｔの画像に施
した平均量子化ステップＱi m(T) との積に等しいと規
定したことを特徴とする請求項３記載のディジタル信号
符号化方法。 - 【請求項５】 画像が型式Ｐであるとともに、前記錯綜
値が、現下の画像および現下の画像と同じ型式Ｐの予測
画像についてそれぞれ計算した積（Ｓi (T)×Ｑ
i m (T))および（Ｓi-1(T)×Ｑi-1 m (T))のうちの最小
値に等しい、と規定したことを特徴とする請求項４記載
のディジタル信号符号化方法。 - 【請求項６】 一連の画像中、最先の画像に対する前記
錯綜値に初期値を当てたことを特徴とする請求項４また
は５記載のディジタル信号符号化方法。 - 【請求項７】 型式Ｔの画像毎に、各群の始端およびそ
の群の全期間に亘ってＰＲＯＦ（Ｔ）で表わす群構成の
値を計算することを特徴とする請求項４乃至６のいずれ
かに記載のディジタル信号符号化方法。 - 【請求項８】 型式Ｔの画像毎に各群の始端で計算した
式Ｘ(T) ×Ｎ×Ｒ（θ）に、Ｔ＝Ｉ，ＰもしくはＢに対
するＰＲＯＦ(T) の各値が比例することを特徴とする請
求項７記載のディジタル信号符号化方式。 - 【請求項９】 順次の群毎のビット数ＮＢＳＧの初期値
がつぎの式 ＮＢＲＧ＝（ＮＲ2 ／Ｐ）＋ＷＢＦ−Ｆc （ＧＯＰＳ
Ｔ）＋（Ｒ1 −Ｒ2 ）Ｄ b で与えられ、 ＮおよびＰがすでに規定してあり、 Ｒ1 およびＲ2 が所定の群の始端においてビットレート
を変更した場合のビットレート変化の前後におけるビッ
トレート値を変化がない場合のＲ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒ(t) と対
照して表わし、 Ｄb が符号化信号をその蓄積用バッファメモリに入力す
る時点と復号端に配置した同様のバッファメモリから復
号信号を出力する時点との間の一定遅延を表わし、 Ｆe （ＧＯＰＳＴ）が各群の始端で符号化信号を蓄積す
るバッファメモリの真の充満度を表わすビット数であ
り、 ＷＢＦが、一定ビットレート時もしくはビットレートの
変化がある場合におけるその変化後の各群の始端におけ
る符号化信号蓄積用バッファメモリの所望の充満度を表
わすビット数であることを特徴とする請求項７または８
記載のディジタル信号符号化方法。 - 【請求項１０】 連続Ｎ群の画像部分を並べるととも
に、各画像部分を所定数の画像ブロックに細分した一連
の画像を表わすディジタル信号を、少なくとも、その信
号を量子化して符号化する手段を、画像の錯綜値を計算
して符号化すべき信号の量子化ステップをその計算した
錯綜値の関数として変更することにより、符号化した信
号のビットレートを制御する手段と組合わせて符号化す
る装置において、前記ビットレートを制御する手段に、 （Ａ）符号化の終端で得られたビット数の関数および画
像に施した平均量子化ステップの関数として錯綜値を評
価する手段と、 （Ｂ）一連の画像中、符号化すべき現下の新たな画像部
分毎に、 （１）Ｎ群の各画像部分毎に連続して計算したＰＲＯＦ
値が錯綜値、群数Ｎおよび符号化の出力端で得られるビ
ットレートＲ(t) に比例するとともに画像部分の期間長
に逆比例する群構造と呼ぶビット数と、 （２）一連の画像中、各画像部分毎に評価した （ａ）錯綜値、並びに、（ｂ）群構成および先行画像部
分のＮＢＳＧ値と画像部分毎の全ビット数との差に逆比
例したＮＢＳＧ値を有する、その新たな画像部分と新た
な画像部分に１画像部分だけずれた（Ｎ−１）群の画像
部分とを構成するものとした順次の群毎のビット数と、
の関数として評価したビット数の割当てと呼ぶビット数
ＮＢＮＰを評価する手段と、（ｃ）符号化すべき新たな
画像部分毎に、ＮＢＮＰビットの割当て値の替わりに、
予め評価した無修正ＮＢＮＰ割当て値と符号化信号蓄積
用バッファメモリの充満度の最小ＭＩＮ（ＣＮ）および
最大ＭＡＸ（ＣＮ）の２限度値とからなる３値から２限
度値間の値の選択を基準として選んだ値を有するＣＮＮ
Ｐビットの修正割当てと呼ぶ修正ビット数を決めるため
にビット割当てを修正する手段と、（ｄ）仮想のメモリ
と呼ぶバッファメモリの初期充満度を表わすビット数と
画像部分における順位ｊの画像ブロックより先行する
（ｊ−１）画像ブロックの符号化によって既に生じてい
るビット数と等しい相補数との和から順位ｊおよびＣＮ
ＰＰの値と画像部分毎の画像ブロック数とに関連した修
正ビット数を差引いたものに等しいか比例した修正係数
の助けにより、新たな画像部分の各画像ブロックの量子
化ステップを修正する手段とを備えたことを特徴とする
ディジタル信号符号化装置。 - 【請求項１１】 前記ビットレートを制御する手段に、 （Ａ）符号化すべき現下の新たな画像部分毎に、符号化
信号に対応するビット数および画像部分に施した平均量
子化ステップの関数として錯綜値を決める回路段と、 （Ｂ）（ａ）符号化すべき現下の画像部分と引続く（Ｎ
−１）画像部分とを含む順次の群毎のＮＢＳＧビットの
割当てを決める回路段（ｂ）符号化すべき現下の新たな
画像部分毎に、順次の群の画像部分毎のＮＢＳＧ割当て
および符号化信号蓄積用バッファメモリの充満度の限度
値の関数としてビット割当てを修正する回路段、およ
び、（ｃ）ＣＮＮＰビットの修正割当ての関数として量
子化ステップを変更する回路段を直列に備えて量子化ス
テップを変更する回路群とを備えたことを特徴とする請
求項１０記載のディジタル信号符号化装置。 - 【請求項１２】 順次の画像が、他の画像には無関係の
フレーム内符号化モード、他のフレーム内符号化もしく
は予測の画像に基づく一方向動き予測を用いた予測符号
化モード、あるいは、先行画像および後続画像に基づく
両方向補間符号化モードのいずれに属するかによってそ
れぞれＩ，ＰあるいはＢと呼ぶ異なる型式Ｔであり、符
号化すべき新たな画像部分毎に錯綜値を決める回路段
が、（ａ）符号化すべき第１の画像に対する錯綜値の初
期化値を蓄積する第１のメモリおよび画像毎の平均量子
化ステップを計算する回路の出力により現下の画像部分
を符号化した結果のビット数を増大させる第１の乗算回
路、並びに、（ｂ）現下の画像部分が型式Ｉ，Ｐあるい
はＢのいずれであるかにより、現下の画像部分が一連の
画像の最初の画像部分であるか否かに応じて前記第１の
メモリおよび前記第１の乗算回路の４出力のうちの一つ
を選んで当該現下の画像部分の錯綜値を構成する回路を
備えていることを特徴とする請求項１１記載のディジタ
ル信号符号化装置。 - 【請求項１３】 符号化すべき新たな画像部分毎に錯綜
値を決める回路段が、さらに、（ｃ）第２の蓄積メモリ
を介し、現下の画像部分に先行する同じ型式の画像部分
に対応する符号化ビット数および平均量子化ステップを
受入れる第２の乗算回路を備え、選択回路が、現下の画
像部分の型式により、所定の型式の現下の画像部分が一
連の画像中の最初の画像であるか否かに応じて、第１の
メモリ並びに第１および第２の乗算回路の５出力中の一
つを選択するために第２の乗算回路の出力を受入れるこ
とを特徴とする請求項１２記載のディジタル信号符号化
装置。 - 【請求項１４】 順次の群の画像毎にＮＢＳＧビット割
当てを決める回路段が、一連の連続Ｎ画像の所定群につ
いて群構成もしくは固定の配置を計算する回路を備え
て、その計算を型式Ｉ，Ｐ，Ｂおよびその所定群の最初
の画像の錯綜値の関数として行なうとともに、順次の群
の画像毎にビット数もしくはビット割当てを評価する回
路を備えて、その評価を ＮＢＳＧ＝ＮＢＳＧ−ＮＢＰＰ＋ＰＲＯＦ(T) の式によって与え、 ＰＲＯＦ(T) が計算した群構成であり、 ＮＢＰＰが画像毎の全ビット数であり、 ＮＢＳＧが順次の群の画像中最初の画像については初期
化値ＮＢＳＧo ＝ＮＢＲＧに等しく、引続く画像につい
ては上式によって得られたＮＢＳＧ値であり、ＮＢＲＧ
が所定群全体の構成を表わしてつぎの式 ＮＢＲＧ＝ＮＲ2 ／Ｐ＋ＷＢＦ−Ｆc （ＧＯＰＳＴ）＋
（Ｒ1 −Ｒ2 ）Ｄb によって規定され、Ｆc （ＧＯＰＳＴ）が符号化信号蓄
積用バッファメモリの負の充満度を表わし、 Ｒ1 およびＲ2 がビットレート切換え指令の前後のバッ
ファメモリの出力におけるビットレートをそれぞれ表わ
し、ビットレートの切換えを行なわない場合にはＲ1 ＝
Ｒ2 ＝Ｒ(t) であり、 Ｄb が符号化装置のバッファメモリによる遅延Ｄcbと対
応した状態で符号化装置に組合わせる復号装置のバッフ
ァメモリによる遅延Ｄdbとの和であり、 ＷＢＦが各所定群の始端におけるバッファメモリの所望
の充満度であって、ＮＢＳＰを画像当りの画像細片数と
し、Ｆmin (t) をバッファメモリの充満度の絶対下限と
した式 ＷＢＦ＝Ｆmin (t) ＋４Ｒ2 ／（Ｐ×ＮＢＳＰ） で決まることを特徴とする請求項１２または１３記載の
ディジタル信号符号化装置。 - 【請求項１５】 当該符号化装置による任意のビットレ
ート切換え指令の確認時点が一連の所定画像群の一つの
始端と一致することを特徴とする請求項１４記載のディ
ジタル信号符号化装置。 - 【請求項１６】 前記絶対下限Ｆmin (t) が切換え後の
ビットレートに比例した一定値であることを特徴とする
請求項１５記載のディジタル信号符号化装置。 - 【請求項１７】 Ｒ(t) が符号化信号蓄積用バッファメ
モリの入力における瞬時ビットレートを表わし、Ｔcod
が現下の画像を符号化する時点であり、ＤＢＰＳが復号
メモリの真の大きさであるときに、前記絶対下限を前記
式で規定することを特徴とする請求項１５記載のディジ
タル信号符号化装置。 - 【請求項１８】 ビットレートを値Ｒ1 から値Ｒ2 に切
換える指令を受取った時点で、ＤＢＰＳが復号メモリの
真の大きさであると、前記絶対下限が （ａ）ｔ＜ｔo のときにはつぎの式 Ｆmin (t) ＝ＭＡＸ（Ｏ，（Ｄb Ｒ1 −ＤＢＰＳ）） （ｂ）ｔ≧ｔo のときにはつぎの式 Ｆmin (t) ＝ＭＡＸ（Ｏ，（Ｄb Ｒ2 −ＤＢＰＳ）） （ｃ）〔ｔo ，ｔo ＋Ｄb 〕の期間内のｔにはつぎの式 Ｆmin (t) ＝ＭＡＸ（Ｏ，（Ｄb Ｒ1 ＋（ｔ−ｔo ）
（Ｒ2 −Ｒ1 ）−ＤＢＰＳ）） によって規定されることを特徴とする請求項１５記載の
ディジタル信号符号化装置。 - 【請求項１９】 遅延Ｄb を制御する手段を備えたこと
を特徴とする請求項１６乃至１８のいずれかに記載のデ
ィジタル信号符号化装置。 - 【請求項２０】 前記評価回路が所定の群毎に割当てた
ビット数を計算する回路と順次の群の画像毎にビット数
を計算する回路とを直列に備えたことを特徴とする請求
項１６乃至１９のいずれかに記載のディジタル信号符号
化装置。 - 【請求項２１】 符号化すべき新たな画像毎のビット割
当てを修正する回路段が所定群の次の画像に直面してビ
ット数もしくはビット割当てを計算する回路をそのビッ
ト割当てを修正する回路を従えて備えるとともに、量子
化ステップを変更する回路段が、仮想のバッファメモリ
の充満度を初期化する回路、仮想のバッファメモリの現
下の充満度を計算する回路および現下の画像のブロック
毎に量子化ステップを決める回路を直列に備えたことを
特徴とする請求項２０記載のディジタル信号符号化装
置。 - 【請求項２２】 仮想のメモリの充満度を初期化する回
路に出力端を接続した符号化データが少な過ぎる場合の
第１の処理回路と、量子化および符号化手段の入力端お
よび仮想のメモリの充満度を初期化する回路に出力端を
接続した符号化データが多過ぎる場合の第２の処理回路
とを備えた相補処理動作用回路段を備えたことを特徴と
する請求項２１記載のディジタル信号符号化装置。
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