JPH07322245A - Video signal coding system - Google Patents

Video signal coding system

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Publication number
JPH07322245A
JPH07322245A JP11100994A JP11100994A JPH07322245A JP H07322245 A JPH07322245 A JP H07322245A JP 11100994 A JP11100994 A JP 11100994A JP 11100994 A JP11100994 A JP 11100994A JP H07322245 A JPH07322245 A JP H07322245A
Authority
JP
Japan
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picture
input
circuit
quantization
coding
Prior art date
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Pending
Application number
JP11100994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Okazaki
幸治 岡崎
Yoshiko Hatano
喜子 幡野
Tadashi Kasezawa
正 加瀬沢
Takashi Shinohara
隆 篠原
Takahiro Nakai
隆洋 中井
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP11100994A priority Critical patent/JPH07322245A/en
Publication of JPH07322245A publication Critical patent/JPH07322245A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make a generated code quantity stable corresponding to malfunction of motion compensation and corresponding to a local change in an image by using an in-image signal power and an inter-image signal power thereby calculating an adaptive quantization coefficient. CONSTITUTION:An output of a target complexity calculation circuit 3a is given to a 1st input of a target bit quantity calculation circuit 4a and a buffer residual amount 207 received from an input terminal 1f is given to a 2nd input of the circuit 4a. An output of the circuit 4a is given to a 1st input of a virtual buffer residual amount calculation circuit 5a and a generated code quantity 209 received from a terminal 1g is given to a 2nd input of the circuit 5a. An output of the circuit 5a is given to an input of a quantization step parameter calculation 6a. An output of the circuit 6a is given to a 1st input of an adaptive quantization circuit 7a, an activity 212 is given from a terminal 1h to the 2nd input, and a newest average inter-image signal power 213 from a terminal 1i is given to the 3rd input. A quantization step parameter 214 being an output of the circuit 7a is provided as an output.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、映像信号の符号化方
式に関し、特に映像信号の量子化制御方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal coding system, and more particularly to a video signal quantization control system.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、例えば、ISO-IEC/JTC1/SC29/WG
11 MPEG 92/N0245 Test Model 2 に示された従来の映像
信号符号化方式を示す概略ブロック図である。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows, for example, ISO-IEC / JTC1 / SC29 / WG.
11 is a schematic block diagram showing a conventional video signal encoding method shown in 11 MPEG 92 / N0245 Test Model 2.

【0003】図5において、入力端子101aから入力
されたディジタル化された映像信号1101は、減算器
9の第1の入力,動き補償予測回路16の第1の入力お
よび量子化回路11の第2の入力に与えられる。減算器
9の出力1102は、DCT回路10を介して量子化回
路11の第1の入力に与えられる。量子化回路11の出
力1104は、可変長符号化回路18を介して送信バッ
ファ19の入力に与えられるとともに、逆量子化回路1
2およびIDCT回路13を介して加算器14の第1の
入力に与えられる。加算器14の出力1107は、メモ
リ回路15の第1の入力に与えられ、メモリ回路15の
出力1108は、動き補償予測回路16の第2の入力お
よび切り替え回路17の第1の入力に与えられる。
In FIG. 5, a digitized video signal 1101 input from an input terminal 101a has a first input of a subtractor 9, a first input of a motion compensation prediction circuit 16 and a second input of a quantization circuit 11. Given to the input of. The output 1102 of the subtractor 9 is given to the first input of the quantization circuit 11 via the DCT circuit 10. The output 1104 of the quantization circuit 11 is given to the input of the transmission buffer 19 via the variable length coding circuit 18, and the dequantization circuit 1
2 and the IDCT circuit 13 to the first input of the adder 14. The output 1107 of the adder 14 is supplied to the first input of the memory circuit 15, and the output 1108 of the memory circuit 15 is supplied to the second input of the motion compensation prediction circuit 16 and the first input of the switching circuit 17. .

【0004】メモリ回路15の第二の入力には、動き補
償予測回路16の第1の出力1111が与えられる。一
方、切り替え回路17の第2の入力には、ゼロ信号が与
えられ、切り替え回路17の第3の入力には、動き補償
予測回路16の第2の出力1110が与えられる。切り
替え回路17の出力1109は、減算器9の第2の入力
および加算器14の第2の入力に与えられる。一方、送
信バッファ19の第2の出力1113は量子化回路11
の第3の入力に与えられ、送信バッファ19の第一の出
力1114は、出力端子2dより出力される。
The second input of the memory circuit 15 is supplied with the first output 1111 of the motion compensation prediction circuit 16. On the other hand, the zero signal is given to the second input of the switching circuit 17, and the second output 1110 of the motion compensation prediction circuit 16 is given to the third input of the switching circuit 17. The output 1109 of the switching circuit 17 is given to the second input of the subtractor 9 and the second input of the adder 14. On the other hand, the second output 1113 of the transmission buffer 19 is the quantization circuit 11
And the first output 1114 of the transmission buffer 19 is output from the output terminal 2d.

【0005】図6は、例えば、ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11
MPEG 92/N0245 Test Model 2 に示された従来の映像信
号符号化方式における量子化制御方式の一例を示す概略
ブロック図である。
FIG. 6 shows, for example, ISO-IEC / JTC1 / SC29 / WG11.
FIG. 11 is a schematic block diagram showing an example of a quantization control method in the conventional video signal coding method shown in MPEG 92 / N0245 Test Model 2.

【0006】図6において、入力端子101dから入力
された前Iピクチャにおける発生符号量1201は、複
雑度算出回路20aの第1の入力に与えられ、入力端子
101eから入力された前Iピクチャにおける平均量子
化ステップパラメータ1202は複雑度算出回路20a
の第2の入力に与えられる。複雑度算出回路20aの出
力であるIピクチャの複雑度1203は、ターゲットビ
ット量算出回路4eの第1の入力に与えられる。入力端
子101fから入力された前Pピクチャにおける発生符
号量1204は、複雑度算出回路20bの第1の入力に
与えられ、入力端子101gから入力された前Pピクチ
ャにおける平均量子化ステップパラメータ1205は複
雑度算出回路20bの第2の入力に与えられる。
In FIG. 6, the generated code amount 1201 in the previous I picture input from the input terminal 101d is given to the first input of the complexity calculation circuit 20a, and is averaged in the previous I picture input from the input terminal 101e. The quantization step parameter 1202 is the complexity calculation circuit 20a.
Given to the second input of. The I-picture complexity 1203, which is the output of the complexity calculation circuit 20a, is given to the first input of the target bit amount calculation circuit 4e. The generated code amount 1204 in the previous P picture input from the input terminal 101f is given to the first input of the complexity calculation circuit 20b, and the average quantization step parameter 1205 in the previous P picture input from the input terminal 101g is complicated. It is given to the second input of the degree calculation circuit 20b.

【0007】複雑度算出回路20bの出力であるPピク
チャの複雑度1206は、ターゲットビット量算出回路
4eの第2の入力に与えられる。入力端子101hから
入力された前Bピクチャにおける発生符号量1207
は、複雑度算出回路20cの第1の入力に与えられ、入
力端子101iから入力された前Bピクチャにおける平
均量子化ステップパラメータ1208は複雑度算出回路
20cの第2の入力に与えられる。複雑度算出回路20
cの出力であるBピクチャの複雑度1209は、ターゲ
ットビット量算出回路4eの第3の入力に与えられる。
The complexity 1206 of the P picture, which is the output of the complexity calculating circuit 20b, is given to the second input of the target bit amount calculating circuit 4e. Generated code amount 1207 in the previous B picture input from the input terminal 101h
Is given to the first input of the complexity calculating circuit 20c, and the average quantization step parameter 1208 in the previous B picture inputted from the input terminal 101i is given to the second input of the complexity calculating circuit 20c. Complexity calculation circuit 20
The complexity 1209 of the B picture, which is the output of c, is given to the third input of the target bit amount calculation circuit 4e.

【0008】また、ターゲットビット量算出回路4eの
第4の入力には、入力端子101jより前ピクチャ符号
化後の現GOPにおけるPピクチャの残枚数1210
が、第5の入力には、入力端子101kより前ピクチャ
符号化後の現GOPにおけるBピクチャの残枚数121
1が入力される。また、第6の入力には、定数発生回路
21aの出力である定数Kp1212が、第7の入力に
は、定数発生回路21bの出力である定数Kb1213
が入力される。また、第8の入力には、入力端子101
lより、前ピクチャ符号化後の現GOPに割り当てられ
ている残符号量1214が入力される。第9の入力に
は、入力端子101mよりピクチャタイプ1215が入
力される。
The fourth input of the target bit amount calculation circuit 4e is the remaining number 1210 of P pictures in the current GOP after the previous picture is encoded from the input terminal 101j.
However, for the fifth input, the remaining number of B-pictures 121 in the current GOP after the previous picture encoding from the input terminal 101k is 121.
1 is input. The sixth input has a constant Kp1212 which is the output of the constant generation circuit 21a, and the seventh input has a constant Kb1213 which is the output of the constant generation circuit 21b.
Is entered. The eighth input has an input terminal 101.
From l, the residual code amount 1214 assigned to the current GOP after the previous picture encoding is input. A picture type 1215 is input to the ninth input from the input terminal 101m.

【0009】ターゲットビット量算出回路4eの出力で
あるターゲットビット量1217は、仮想バッファ選択
回路22aの第1の入力に与えられる。仮想バッファ選
択回路22aの第2の入力には、入力端子101cより
入力された現ピクチャにおける現マクロブロックまでの
発生符号量が入力される。また、第3の入力には、入力
端子101mよりピクチャタイプ1215が入力され
る。仮想バッファ選択回路22aの第1の出力であるタ
ーゲットビット量1218は、Iピクチャ用の仮想バッ
ファ残量算出回路5eの第1の入力に、第2の出力であ
る現ピクチャにおける現マクロブロックまでの発生符号
量1219は、Iピクチャ用の仮想バッファ残量算出回
路5eの第2の入力に入力される。
The target bit amount 1217 which is the output of the target bit amount calculating circuit 4e is given to the first input of the virtual buffer selecting circuit 22a. The generated code amount up to the current macroblock in the current picture input from the input terminal 101c is input to the second input of the virtual buffer selection circuit 22a. A picture type 1215 is input to the third input from the input terminal 101m. The target bit amount 1218, which is the first output of the virtual buffer selection circuit 22a, is input to the first input of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5e for I-pictures up to the current macroblock in the current picture that is the second output. The generated code amount 1219 is input to the second input of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5e for I pictures.

【0010】仮想バッファ選択回路22aの第3の出力
であるターゲットビット量1220は、Pピクチャ用の
仮想バッファ残量算出回路5fの第1の入力に、第4の
出力である現ピクチャにおける現マクロブロックまでの
発生符号量1221は、Pピクチャ用の仮想バッファ残
量算出回路5fの第2の入力に入力される。仮想バッフ
ァ選択回路22aの第5の出力であるターゲットビット
量1222は、Bピクチャ用の仮想バッファ残量算出回
路5gの第1の入力に、第6の出力である現ピクチャに
おける現マクロブロックまでの発生符号量1223は、
Bピクチャ用の仮想バッファ残量算出回路5gの第2の
入力に入力される。
The target bit amount 1220, which is the third output of the virtual buffer selection circuit 22a, is input to the first input of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5f for P pictures, and the current macro of the current picture, which is the fourth output, is input to the first input. The generated code amount 1221 up to the block is input to the second input of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5f for P picture. The target bit amount 1222, which is the fifth output of the virtual buffer selection circuit 22a, is input to the first input of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5g for B pictures, and is output to the current macroblock in the current picture that is the sixth output. The generated code amount 1223 is
It is input to the second input of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5g for B pictures.

【0011】Iピクチャ用の仮想バッファ残量算出回路
5eの出力1224は、仮想バッファ選択回路22bの
第1の入力に、Pピクチャ用の仮想バッファ残量算出回
路5fの出力1225は、仮想バッファ選択回路22b
の第二の入力に、Bピクチャ用の仮想バッファ残量算出
回路5gの出力1226は、仮想バッファ選択回路22
bの第3の入力に与えられる。仮想バッファ選択回路2
2bの第4の入力には、入力端子101mよりピクチャ
タイプ1215が入力される。
The output 1224 of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5e for I pictures is input to the first input of the virtual buffer selection circuit 22b, and the output 1225 of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5f for P pictures is the virtual buffer selection. Circuit 22b
To the second input of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5g for B picture
provided to the third input of b. Virtual buffer selection circuit 2
The picture type 1215 is input to the fourth input of 2b from the input terminal 101m.

【0012】仮想バッファ選択回路22bの出力122
7は、量子化ステップパラメータ算出回路6eに与えら
れ、量子化ステップパラメータ算出回路6eの出力であ
る参照量子化ステップパラメータ1228は、適応量子
化回路7eの第1の入力に与えられる。適応量子化回路
7eの第2の入力には、入力端子101nより、適応量
子化係数1229が与えられる。適応量子化回路7eの
出力である量子化ステップパラメータ1230は、出力
端子2eより出力される。
Output 122 of virtual buffer selection circuit 22b
7 is given to the quantization step parameter calculation circuit 6e, and the reference quantization step parameter 1228 which is the output of the quantization step parameter calculation circuit 6e is given to the first input of the adaptive quantization circuit 7e. The adaptive quantization coefficient 1229 is applied to the second input of the adaptive quantization circuit 7e from the input terminal 101n. The quantization step parameter 1230, which is the output of the adaptive quantization circuit 7e, is output from the output terminal 2e.

【0013】図7は、ハイブリッド符号化方式における
著名な性質の一つであるリフレッシュ方式の概念図であ
る。
FIG. 7 is a conceptual diagram of the refresh system, which is one of the prominent properties of the hybrid coding system.

【0014】次に動作について説明する。映像信号を符
号化する場合の高能率符号化方式の一つとして、動き補
償予測を用いた画像間予測符号化と画像内変換符号化を
組み合わせたハイブリッド符号化方式がある。本従来例
も、上記ハイブリッド符号化方式を採用している。図5
は、上記ハイブリッド符号化方式の概略ブロック図を示
している。ディジタル化された入力信号は、時間軸方向
の冗長度を落とすために動き補償予測を用いて画像間の
差分がとられ、空間軸方向にDCTが施される。変換さ
れた係数は量子化され、可変長符号化された後に、送信
バッファを介して伝送される。
Next, the operation will be described. As one of high-efficiency coding schemes for coding a video signal, there is a hybrid coding scheme in which inter-picture predictive coding using motion compensation prediction and intra-picture transform coding are combined. This conventional example also employs the above hybrid coding method. Figure 5
Shows a schematic block diagram of the hybrid coding scheme. The digitized input signal is subjected to DCT in the spatial axis direction by taking a difference between images using motion compensation prediction to reduce redundancy in the time axis direction. The transformed coefficients are quantized, variable-length coded, and then transmitted through a transmission buffer.

【0015】以下、量子化制御の基本概念について述べ
る。一般に、映像信号符号化システムにおいて、伝送レ
ートは固定であるため、発生符号量を伝送レートに収束
させる手法が必要となる。
The basic concept of quantization control will be described below. Generally, in a video signal encoding system, the transmission rate is fixed, so that a method for converging the generated code amount to the transmission rate is required.

【0016】上記固定伝送レートへの発生符号量の収束
手法の概念を以下に示す。一般に、変換された係数は、
必ずしも有限な桁数での表現が可能ではない。この係数
を有限な桁数にて表現することを量子化と言い、量子化
による離散値を量子化レベル、量子化レベルの間隔を量
子化ステップと言う。また、量子化前の係数と量子化後
の量子化レベルとの差を量子化雑音と言う。量子化ステ
ップを小さくすれば、量子化雑音は減少するが、発生符
号量は増加することになり、量子化ステップを大きくす
れば、量子化雑音は増加するが、発生符号量は減少する
ことになる。このように、量子化ステップを制御するこ
とを量子化制御と言う。すなわち、量子化制御により、
発生符号量を伝送レートに収束させることが可能とな
る。このとき、良好な画質を維持しつつ固定レートに収
束させることが重要な課題となる。
The concept of the method of converging the generated code amount to the fixed transmission rate will be shown below. In general, the transformed coefficients are
It is not always possible to represent with a finite number of digits. Representing this coefficient with a finite number of digits is called quantization, a discrete value by quantization is called a quantization level, and an interval between quantization levels is called a quantization step. Also, the difference between the coefficient before quantization and the quantization level after quantization is called quantization noise. If the quantization step is made smaller, the quantization noise will be reduced, but the generated code amount will be increased.If the quantization step is made larger, the quantization noise will be increased, but the generated code amount will be reduced. Become. Controlling the quantization step in this way is called quantization control. That is, by quantization control,
It is possible to converge the generated code amount to the transmission rate. At this time, it is an important subject to converge to a fixed rate while maintaining good image quality.

【0017】本従来例では、量子化ステップに類する指
標として量子化ステップパラメータが用いられる。量子
化ステップパラメータの機能は、量子化ステップと同等
であると考えてよい。
In this conventional example, a quantization step parameter is used as an index similar to the quantization step. The function of the quantization step parameter may be considered to be equivalent to the quantization step.

【0018】量子化制御を行う単位として以下の2者を
定義する。 (1)基準固定レート期間 (2)基準制御期間
The following two are defined as units for performing quantization control. (1) Standard fixed rate period (2) Standard control period

【0019】基準固定レート期間とは、発生符号量が固
定レートであると判断する単位あるいは期間を意味す
る。たとえば、ある枚数の画面における発生符号量の総
和が固定レートであればよいとか、1画面における発生
符号量が固定レートであればよいとかいうことである。
この固定レート期間が大きければ、その期間内における
発生符号量の変動の許容性が高まる。たとえば、動画像
においては、画像の動きに伴い1ピクチャ毎に発生符号
量が変動する。そのため、安定した画質を連続して得る
ためには、固定レート期間が大きい方が有効的である。
しかしながら、発生符号量の変動の許容性を高めるため
には、容量の大きなバッファが必要となる。容量の大き
なバッファは、符号化復号化システムにおける遅延時間
の増加を意味する。一方、固定レート期間が小さけれ
ば、発生符号量の許容性が低くなる。たとえば、画面の
数分の1程度を固定レート期間とすると、画面内の発生
符号量の変動を十分に許容できない。たとえば、動画像
においては画面内の1部分のみが動いているような場合
が頻繁に存在するが、このような場合には、画面内にお
いて画質劣化の度合が画面内の場所に応じて大きく異な
る可能性がある。しかしながら、この場合には、バッフ
ァ容量は小さくてよく、これは符号化復号化システムに
おける遅延時間が小さいことを意味する。
The reference fixed rate period means a unit or period in which it is determined that the generated code amount is a fixed rate. For example, the sum of the generated code amounts in a certain number of screens may be a fixed rate, or the generated code amount in one screen may be a fixed rate.
If this fixed rate period is large, the tolerance of fluctuations in the generated code amount within that period increases. For example, in a moving image, the generated code amount changes for each picture as the image moves. Therefore, in order to continuously obtain stable image quality, it is effective that the fixed rate period is large.
However, a buffer with a large capacity is required in order to increase the tolerance of fluctuations in the generated code amount. A large capacity buffer means an increase in delay time in the encoding / decoding system. On the other hand, if the fixed rate period is small, the admissibility of the generated code amount becomes low. For example, if the fixed rate period is set to a fraction of the screen, it is not possible to sufficiently allow the fluctuation of the generated code amount in the screen. For example, in a moving image, there is often a case where only one part in the screen is moving. In such a case, the degree of image quality deterioration in the screen varies greatly depending on the position in the screen. there is a possibility. However, in this case, the buffer capacity may be small, which means that the delay time in the coding / decoding system is small.

【0020】基準制御期間とは、以下のように定義され
る。基本的に、量子化制御とは、ある期間毎に発生符号
量の状態を調べ、所望の発生符号量に合致しているか否
かを検証し、合致していなければ量子化ステップパラメ
ータを変更するという作業である。上記期間を基準制御
期間と定める。この基準制御期間が大きければ、符号量
の過大発生や過小発生を招き、バッファのオーバーフロ
ーやアンダーフローを引き起こす原因となり易い。この
基準期間が小さければ、オーバーフローやアンダーフロ
ーは生じにくいが、所望発生符号量の予測に高度な正確
性が要求される。不確かな所望発生符号量の予測は、不
必要な量子化ステップパラメータの変動を引き起こし、
局所的な画質劣化の原因となる。
The reference control period is defined as follows. Basically, the quantization control is to check the state of the generated code amount every certain period, verify whether or not it matches the desired generated code amount, and change the quantization step parameter if it does not match. That is the work. The above period is defined as the standard control period. If this reference control period is large, the code amount becomes excessively large or small, which easily causes a buffer overflow or underflow. If this reference period is short, overflow or underflow is unlikely to occur, but a high degree of accuracy is required to predict the desired generated code amount. Uncertain prediction of the desired amount of generated code causes unnecessary fluctuation of the quantization step parameter,
This causes local deterioration of image quality.

【0021】本従来例における量子化制御方式を述べる
にあたり、本従来例における映像信号の階層構造を定義
しておくとともに、階層構造と関係を持つハイブリッド
符号化の1つの性質を以下に記述する。
In describing the quantization control method in this conventional example, the hierarchical structure of the video signal in this conventional example will be defined, and one property of the hybrid coding related to the hierarchical structure will be described below.

【0022】本従来例における映像信号の階層構造は以
下のように概略される。 シーケンス 1つかそれ以上の連続したGOPから
構成される。 GOP 複数の連続したピクチャ(画面)から
構成される。 ピクチャ 1つの画面であり、複数のスライスで
構成される。 スライス 1つまたは複数のマクロブロックで構
成される。 マクロブロック 4つの輝度ブロックと画面上で同位置
の色差ブロックからなる。 ブロック 1ブロックは8×8の画素から構成さ
れる。
The hierarchical structure of the video signal in this conventional example is outlined as follows. Sequence Consists of one or more consecutive GOPs. GOP It is composed of a plurality of consecutive pictures (screens). Picture This is one screen and is composed of multiple slices. Slice It consists of one or more macroblocks. Macro block It consists of four luminance blocks and a color difference block at the same position on the screen. Block One block is composed of 8 × 8 pixels.

【0023】尚、本従来例では、ピクチャとして3つの
タイプが定義される。画像間予測符号化を行わず画面内
変換符号化のみを行うIピクチャ、片方向のみから予測
するPピクチャ、両方向から予測するBピクチャの3タ
イプである。
In this conventional example, three types of pictures are defined. There are three types: I picture that does not perform inter-picture predictive coding but only intra-picture conversion coding, P picture that predicts from only one direction, and B picture that predicts from both directions.

【0024】次に、ハイブリッド符号化方式における著
名な性質の一つを以下に掲げる。本従来例は、動き補償
予測を用いた画像間予測符号化を行っている。これは、
基本的には時間領域の予測符号化であるため、初期値を
設定する必要がある。また、符号化後に偶発的に発生し
たエラーの伝播を防ぐために、適当な周期で初期値に設
定する必要がある。
Next, one of the prominent properties of the hybrid coding system will be listed below. In this conventional example, inter-picture predictive coding using motion compensation prediction is performed. this is,
Since it is basically time-domain predictive coding, it is necessary to set an initial value. Further, in order to prevent the propagation of an error that occurs accidentally after encoding, it is necessary to set the initial value at an appropriate cycle.

【0025】この周期的な初期値設定の作業を一般に周
期的リフレッシュと称している。動き補償予測を用いた
画像間予測符号化と画像内変換符号化を用いたハイブリ
ッド方式の場合の周期的リフレッシュは、具体的には動
き補償予測を行わない画像内変換符号化となる。
This periodic initial value setting operation is generally called periodic refresh. The periodic refresh in the case of the hybrid method using inter-picture predictive coding using motion compensation prediction and intra-picture transform coding is specifically intra-picture transform coding without motion-compensated prediction.

【0026】一般に、リフレッシュ方式としては、画面
を一括して行う方式と画面を分割して行う方式とがあ
る。従来の実施例で参照した方式はこの前者にあたり、
そのリフレッシュ画面はIピクチャと呼ばれている。
Generally, as the refresh method, there are a method of collectively performing screens and a method of performing divided screens. The method referred to in the conventional example is the former,
The refresh screen is called an I picture.

【0027】画面分割リフレッシュ方式の場合には、た
とえば画面をいくつかの領域に分割し、1画面に対し1
領域ずつリフレッシュを行うことになる。図7にリフレ
ッシュ方式の概念図を示す。一般に、画像内変換符号化
は、画像間予測符号化に比べて発生符号量が大きいた
め、画面単位で周期的リフレッシュを行う場合には、数
ピクチャ程度の大きな基準固定レート期間が採用され
る。これは、符号化復号化システムにおける遅延時間が
大きいことを意味する。
In the case of the screen division refresh method, for example, the screen is divided into several areas, and one screen is divided into one area.
The area will be refreshed one by one. FIG. 7 shows a conceptual diagram of the refresh method. In general, intra-picture transform coding has a larger amount of generated code than inter-picture predictive coding, and therefore, when performing periodic refresh in screen units, a large reference fixed rate period of about several pictures is adopted. This means that the delay time in the encoding / decoding system is large.

【0028】次に、従来例における量子化制御方式につ
いて説明する。図6は、従来例における量子化制御方式
の一例を示している。本従来例は、基本的には基準固定
レート期間として1GOP期間を、基準制御期間として
1マクロブロック期間を採用しており、量子化制御は以
下の手順にて行われる。 (1)次のピクチャの符号化で使用可能なビット量(タ
ーゲットビット量)を推定する。 (2)上記推定されたターゲットビット量と実際に発生
した符号量をもとにマクロブロック毎の量子化ステップ
パラメータの参照値を設定する。 (3)マクロブロック毎の画像の特徴に応じて、上記量
子化ステップパラメータの参照値を変化させ、最終的な
マクロブロック毎の量子化ステップパラメータを決定す
る。
Next, the quantization control method in the conventional example will be described. FIG. 6 shows an example of a quantization control method in the conventional example. In this conventional example, basically, one GOP period is used as the reference fixed rate period and one macroblock period is used as the reference control period, and the quantization control is performed in the following procedure. (1) Estimate the bit amount (target bit amount) that can be used in the encoding of the next picture. (2) The reference value of the quantization step parameter for each macroblock is set based on the estimated target bit amount and the actually generated code amount. (3) The reference value of the quantization step parameter is changed according to the image feature of each macroblock, and the final quantization step parameter of each macroblock is determined.

【0029】以下、詳細に述べる。前記第1の手順とし
て、次のピクチャの符号化で使用可能なビット量を推定
する。この作業にあたり複雑度という概念を導入する。
本従来例において、複雑度は各ピクチャタイプに対して
定義される。また、複雑度は1つのピクチャを符号化す
るたびに更新される。実際には、該符号化されるピクチ
ャはある特定のピクチャタイプを持つため、1つのピク
チャが符号化されるたびに1つの複雑度が更新されるこ
とになる。
The details will be described below. As the first procedure, the amount of bits that can be used in encoding the next picture is estimated. Introducing the concept of complexity in this work.
In this conventional example, complexity is defined for each picture type. Also, the complexity is updated every time one picture is encoded. In reality, since the coded picture has a certain picture type, one complexity will be updated each time one picture is coded.

【0030】第gGOPの第fピクチャを符号化する直
前のIピクチャの複雑度Xi(g,f) ,Pピクチャの複雑度
Xp(g,f),Bピクチャの複雑度Xb(g,f) は以下のように定
義される。 Xi(g,f) = Si(s,x) × Qi(s,x) Xp(g,f) = Sp(t,y) × Qp(t,y) Xb(g,f) = Sb(u,z) × Qb(u,z)
Complexity Xi (g, f) of the I picture immediately before encoding the fth picture of the gGOP, and the complexity of the P picture
Xp (g, f) and B picture complexity Xb (g, f) are defined as follows. Xi (g, f) = Si (s, x) × Qi (s, x) Xp (g, f) = Sp (t, y) × Qp (t, y) Xb (g, f) = Sb (u , z) × Qb (u, z)

【0031】このとき、Si(s,x) は、最も近い過去に存
在したIピクチャである第sGOPの第xピクチャにお
ける実際の発生符号量、Sp(t,y) は、最も近い過去に存
在したPピクチャである第tGOPの第yピクチャにお
ける実際の発生符号量、Sb(u,z) は、最も近い過去に存
在したBピクチャである第uGOPの第zピクチャにお
ける実際の発生符号量である。(このとき、上記3つの
ピクチャのいずれかは第gGOPの第f−1ピクチャに
該当しているはずである。)また、Qi(s,x),Qp(t,y),Qb
(u,z) は、上記3つのピクチャにおける実際の量子化ス
テップパラメータの平均値である。
At this time, Si (s, x) is the actual generated code amount in the xth picture of the sGOP, which is the I picture that was present in the closest past, and Sp (t, y) is the closest in the past. Sb (u, z) is the actual amount of generated code in the y-th picture of the t-th GOP, which is the P-picture, and is the actual amount of generated code in the z-th picture of the u-th GOP, which is the closest B picture that existed in the past. . (At this time, one of the above three pictures should correspond to the f-1th picture of the gGOP.) Also, Qi (s, x), Qp (t, y), Qb
(u, z) is the average value of the actual quantization step parameters in the above three pictures.

【0032】上記複雑度をもとに、第gGOPの第fピ
クチャのターゲットビット量T(g,f)は以下のように推定
される。
Based on the complexity, the target bit amount T (g, f) of the f-th picture of the g-th GOP is estimated as follows.

【0033】[0033]

【数1】 [Equation 1]

【0034】このとき、 Kp : 定数 Kb : 定数 BIT_RATE : 伝送レート PICTURE_RATE : 1秒間あたりのピクチャ枚
数 である。
At this time, Kp: constant Kb: constant BIT_RATE: transmission rate PICTURE_RATE: number of pictures per second.

【0035】また、R(g,f)は、第gGOPの第fピクチ
ャを符号化する直前の第gGOPに割り当てられた残り
のトータルビット数であり、各ピクチャの符号化後に以
下のように更新される。 R(g,f) = R(g,1) - { S(g,1) + S(g,2) + … + S(g,f-
1) } ここで、S(g,f-1)は第gGOPの第f−1ピクチャにお
ける実際の発生符号量を表わす。
Further, R (g, f) is the total number of remaining bits assigned to the gth GOP immediately before the fth picture of the gth GOP is encoded, and is updated as follows after the encoding of each picture. To be done. R (g, f) = R (g, 1)-{S (g, 1) + S (g, 2) +… + S (g, f-
1)} Here, S (g, f-1) represents the actual amount of generated codes in the (f-1) th picture of the gth GOP.

【0036】また、GOPの先頭ピクチャを符号化する
前に以下の計算を行う。 R(g+1,1) = G + R(g,f+1) G = BIT_RATE × ( F / PICTURE_RATE ) このとき、 F : GOPあたりのピクチャ数 であり、シーケンスの先頭では、R(1,1)=G とする。ま
た、Fp(g,f) およびFb(g,f) は、第gGOPの第fピク
チャを符号化する直前における現GOPにて符号化され
ずに残っているPピクチャとBピクチャのピクチャ数を
示す。
Further, the following calculation is performed before encoding the head picture of the GOP. R (g + 1,1) = G + R (g, f + 1) G = BIT_RATE × (F / PICTURE_RATE) At this time, F is the number of pictures per GOP, and R (1, 1) = G Further, Fp (g, f) and Fb (g, f) are the number of pictures of the P picture and the B picture which remain unencoded in the current GOP immediately before encoding the fth picture of the gth GOP. Show.

【0037】次に、前記第2の手順として、推定された
ターゲットビット量と実際の発生符号量に基づき、マク
ロブロック毎の量子化ステップパラメータの参照値を設
定する。
Next, as the second procedure, the reference value of the quantization step parameter for each macroblock is set based on the estimated target bit amount and the actual generated code amount.

【0038】参照値設定にあたり仮想バッファを想定す
る。仮想バッファは、概略的には、上記ターゲットビッ
ト量と実際の発生符号量の差を蓄積するバッファであ
る。仮想バッファは、各ピクチャに対して想定される。
すなわち、該ピクチャがIピクチャならば、対応するI
ピクチャ用の仮想バッファが、該ピクチャがPピクチャ
ならば、対応するPピクチャ用の仮想バッファが、該ピ
クチャがBピクチャならば、対応するBピクチャ用の仮
想バッファが使用され、該仮想バッファのバッファ占有
率が変更される。
A virtual buffer is assumed in setting the reference value. The virtual buffer is a buffer that roughly stores the difference between the target bit amount and the actual generated code amount. A virtual buffer is assumed for each picture.
That is, if the picture is an I picture, the corresponding I
A virtual buffer for a picture is used if the picture is a P picture, a virtual buffer for the corresponding P picture is used, and if the picture is a B picture, a virtual buffer for the corresponding B picture is used. Occupancy rate is changed.

【0039】たとえば、第gGOPの第fピクチャのピ
クチャタイプがIピクチャならば、Iピクチャ用の仮想
バッファの第gGOPの第fピクチャの第mマクロブロ
ックを符号化する直前の占有率di(g,f,m) は、以下のよ
うに定義される。 di(g,f,m) = di(g,f,1)+ B(g,f,1) + B(g,f,2) + … +
B(g,f,m-1)- { T(g,f) × ( (m-1) / MB_cnt ) } このとき、 MB_cnt : ピクチャあたりのマクロブ
ロック数 であり、また、B(g,f,m-1)は、第gGOPの第fピクチ
ャの第m−1マクロブロックでの実際の発生符号量であ
る。di(g,f,1) は、最も近い過去に存在した同タイプの
ピクチャである第aGOPの第bピクチャにおけるバッ
ファ占有率di(a,b,MB_cnt+1)が採用される。
For example, if the picture type of the f-th picture of the g-th GOP is an I-picture, the occupation ratio di (g, g, immediately before encoding the m-th macro block of the f-th picture of the g-th GOP of the virtual buffer for I-pictures. f, m) is defined as follows. di (g, f, m) = di (g, f, 1) + B (g, f, 1) + B (g, f, 2) +… +
B (g, f, m-1)-{T (g, f) × ((m-1) / MB_cnt)} where MB_cnt is the number of macroblocks per picture, and B (g, f) , m-1) is the actual generated code amount in the m-1th macroblock of the fth picture of the gGOP. As the di (g, f, 1), the buffer occupancy ratio di (a, b, MB_cnt + 1) in the b-th picture of the a-th GOP, which is the picture of the same type that existed in the closest past, is adopted.

【0040】また、Pピクチャ用の仮想バッファの占有
率dp(g,f,m) 、Bピクチャ用の仮想バッファ占有率db
(g,f,m) も同様に、ピクチャタイプに応じ更新される。
Also, the occupancy rate of the virtual buffer for P pictures dp (g, f, m) and the occupancy rate of the virtual buffer for B pictures db
Similarly, (g, f, m) is updated according to the picture type.

【0041】上記仮想バッファ占有率di(g,f,m) ,dp
(g,f,m) ,db(g,f,m) に基づき、第gGOPの第fピク
チャの第mマクロブロックの量子化ステップパラメータ
の参照値Qr(g,f,m) は以下のように算出される。 If (第gGOPの第fピクチャがIピクチャ) Then Qr(g,f,m) = ( di(g,f,m) / VB ) × 31 If (第gGOPの第fピクチャがPピクチャ) Then Qr(g,f,m) = ( dp(g,f,m) / VB ) × 31 If (第gGOPの第fピクチャがBピクチャ) Then Qr(g,f,m) = ( db(g,f,m) / VB ) × 31 このとき VB : 仮想バッファ容量 である。
Virtual buffer occupancy ratio di (g, f, m), dp
Based on (g, f, m) and db (g, f, m), the reference value Qr (g, f, m) of the quantization step parameter of the m-th macroblock of the f-th picture of the g-th GOP is as follows. Is calculated. If (the f-th picture of the g-th GOP is an I-picture) Then Qr (g, f, m) = (di (g, f, m) / VB) × 31 If (the f-th picture of the g-th GOP is a P-picture) Then Qr (g, f, m) = (dp (g, f, m) / VB) × 31 If (the f-th picture of the g-th GOP is a B-picture) Then Qr (g, f, m) = (db (g, f , m) / VB) × 31 At this time, VB: virtual buffer capacity.

【0042】次に前記第3の手順として、上記Qr(g,f,
m) に基づき、最終的なマクロブロック毎の量子化ステ
ップパラメータを決定する。本従来例ではマクロブロッ
ク毎のアクティビティに基づき適応量子化係数K(g,f,m)
を以下のようにして求める。
Next, as the third procedure, the above Qr (g, f,
Based on m), the final quantization step parameter for each macroblock is determined. In this conventional example, the adaptive quantization coefficient K (g, f, m) is calculated based on the activity of each macroblock.
Is calculated as follows.

【0043】[0043]

【数2】 [Equation 2]

【0044】このとき actj : マクロブロックのアクティビティ Pk : 原画8×8のブロックの画素値 avg_act: 符号化された最新の画像のactjの平均値 である。At this time, actj: activity of macroblock Pk: pixel value of original image 8 × 8 block avg_act: average value of actj of the latest encoded image.

【0045】次に以下のように上記K(g,f,m)をもとに最
終的なマクロブロック毎の量子化ステップパラメータQ
(g,f,m)を算出する。 Q(g,f,m) = Qr(g,f,m) × K(g,f,m)
Next, based on the above K (g, f, m), the final quantization step parameter Q for each macroblock is obtained as follows.
Calculate (g, f, m). Q (g, f, m) = Qr (g, f, m) × K (g, f, m)

【0046】[0046]

【発明が解決しようとする課題】従来の映像信号符号化
方式における量子化制御方式は、マクロブロック毎のア
クティビティにのみ基づき適応量子化係数を求めてお
り、動き補償予測の結果を考慮していない。また、シー
ンチェンジについても考慮されていない。
In the conventional quantization control method in the video signal coding method, the adaptive quantization coefficient is obtained based only on the activity of each macroblock, and the result of motion compensation prediction is not taken into consideration. . Also, scene change is not considered.

【0047】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、アクティビティと画像間信号パ
ワーとシーンチェンジ情報を用いて適応量子化を行う量
子化制御方式を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a quantization control system for performing adaptive quantization using activity, inter-picture signal power and scene change information. To do.

【0048】[0048]

【課題を解決するための手段】また、この発明に係る映
像信号符号化方式は、画像内符号化と動き補償による画
像間符号化を構成要素とする映像信号符号化方式であっ
て、適応量子化の指標としてアクティビティと画像間信
号パワーを用いるよう構成したものである。
A video signal coding system according to the present invention is a video signal coding system having intra-picture coding and inter-picture coding by motion compensation as constituent elements. It is configured to use the activity and the inter-image signal power as an index of conversion.

【0049】また、この発明に係る映像信号符号化方式
は、画像内符号化と動き補償による画像間符号化を構成
要素とする映像信号符号化方式であって、適応量子化の
指標として、アクティビティと画像間信号パワーとシー
ンチェンジ情報を用いるよう構成したものである。
Further, the video signal coding system according to the present invention is a video signal coding system having intra-picture coding and inter-picture coding by motion compensation as its constituent elements, and the activity is used as an index of adaptive quantization. And the inter-picture signal power and scene change information are used.

【0050】また、この発明に係る映像信号符号化方式
は、画像内符号化と動き補償による画像間符号化を構成
要素とする映像信号符号化方式であって、シーンチェン
ジの指標として、変化率とアクティビティを用いて判定
するよう構成したものである。
Further, the video signal coding system according to the present invention is a video signal coding system having intra-picture coding and inter-picture coding by motion compensation as its constituent elements, and the rate of change is used as an index of a scene change. And the activity is used for the determination.

【0051】[0051]

【作用】この発明における映像信号符号化方式は、画像
内符号化と動き補償による画像間符号化を構成要素と
し、分割された領域毎に符号化画像の複雑度あるいは発
生符号量を推定することにより、画面を分割した周期的
リフレッシュを行う場合においても良好な画質の維持と
レートの安定性を実現し、適応量子化の指標として、ア
クティビティと画像間信号パワーとを用いることによ
り、動き報償の誤動作に対応でき、画像の局所的な変化
に対応でき、発生符号量も安定する量子化制御方式を実
現する。
The video signal coding method according to the present invention has intra-picture coding and inter-picture coding by motion compensation as constituent elements, and estimates the complexity or generated code amount of a coded picture for each divided area. Therefore, even when performing periodic refresh with divided screens, good image quality is maintained and rate stability is achieved.By using activity and inter-picture signal power as indicators of adaptive quantization, motion compensation can be achieved. A quantization control method that can cope with a malfunction and a local change of an image and that also stabilizes the generated code amount is realized.

【0052】また、この発明における映像信号符号化方
式は、画像内符号化と動き補償による画像間符号化を構
成要素とし、分割された領域毎に符号化画像の複雑度あ
るいは発生符号量を推定することにより、画面を分割し
た周期的リフレッシュを行う場合においても良好な画質
の維持とレートの安定性を実現し、適応量子化の指標と
して、アクティビティと画像間信号パワーとシーンチェ
ンジ情報とを用いることにより、動き報償の誤動作に対
応でき、画像の局所的な変化に対応でき、発生符号量も
安定する量子化制御方式を実現する。
Further, the video signal coding method according to the present invention has intra-picture coding and inter-picture coding by motion compensation as constituent elements, and estimates the complexity or generated code amount of the coded picture for each divided area. By doing so, good image quality is maintained and rate stability is achieved even when periodic refreshing is performed with the screen divided, and activity, inter-picture signal power, and scene change information are used as indicators of adaptive quantization. As a result, it is possible to realize a quantization control method capable of coping with a malfunction of motion compensation, coping with a local change of an image, and stabilizing a generated code amount.

【0053】また、この発明における映像信号符号化方
式は、画像内符号化と動き補償による画像間符号化を構
成要素とし、分割された領域毎に符号化画像の複雑度あ
るいは発生符号量を推定することにより、画面を分割し
た周期的リフレッシュを行う場合においても良好な画質
の維持とレートの安定性を実現し、シーンチェンジ判定
の指標として、変化率とアクティビティを用いることに
より、発生符号量が安定する量子化制御方式を実現す
る。
Further, the video signal coding method according to the present invention has intra-picture coding and inter-picture coding by motion compensation as constituent elements, and estimates the complexity or generated code amount of the coded picture for each divided area. By doing so, good image quality can be maintained and rate stability can be achieved even when periodical refreshing with divided screens is performed.By using the change rate and activity as indicators for scene change determination, the generated code amount can be Realize a stable quantization control method.

【0054】[0054]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の第1の実施例について説明
する。
Example 1. The first embodiment of the present invention will be described below.

【0055】図1はこの発明の第1の実施例における映
像信号の主要階層構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a main hierarchical structure of a video signal in the first embodiment of the present invention.

【0056】図2は、この発明の第1の実施例における
量子化制御方式の一例を示す概略ブロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing an example of the quantization control system in the first embodiment of the present invention.

【0057】図2において、入力端子1aから入力され
た平均画像間信号パワー201は、ターゲット複雑度算
出回路3aの第1の入力に、入力端子1bから入力され
た平均画像内信号パワー202は、ターゲット複雑度算
出回路3aの第2の入力に、入力端子1cから入力され
た参照量子化ステップパラメータ203は、ターゲット
複雑度算出回路3aの第3の入力に、入力端子1dから
入力されたタイプ識別信号204は、ターゲット複雑度
算出回路3aの第4の入力に、入力端子1eから入力さ
れた量子化に依存しない発生符号量205は、ターゲッ
ト複雑度算出回路3aの第5の入力に与えられる。
In FIG. 2, the average inter-image signal power 201 input from the input terminal 1a is the first input of the target complexity calculation circuit 3a, and the average intra-image signal power 202 input from the input terminal 1b is The reference quantization step parameter 203 input from the input terminal 1c to the second input of the target complexity calculation circuit 3a is the type identification input from the input terminal 1d to the third input of the target complexity calculation circuit 3a. The signal 204 is supplied to the fourth input of the target complexity calculation circuit 3a, and the generated code amount 205 independent of quantization input from the input terminal 1e is supplied to the fifth input of the target complexity calculation circuit 3a.

【0058】ターゲット複雑度算出回路3aの出力20
6は、ターゲットビット量算出回路4aの第1の入力
に、入力端子1fから入力されたバッファ残量207
は、ターゲットビット量算出回路4aの第2の入力に与
えられる。ターゲットビット量算出回路4aの出力であ
るターゲットビット量208は、仮想バッファ残量算出
回路5aの第1の入力に、入力端子1gから入力された
発生符号量209は、仮想バッファ残量算出回路5aの
第2の入力に与えられる。仮想バッファ残量算出回路5
aの出力210は、量子化ステップパラメータ算出回路
6aの入力に与えられる。
Output 20 of target complexity calculation circuit 3a
Reference numeral 6 denotes the first bit of the target bit amount calculation circuit 4a, and the remaining buffer amount 207 input from the input terminal 1f.
Is given to the second input of the target bit amount calculation circuit 4a. The target bit amount 208 output from the target bit amount calculation circuit 4a is the first input of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5a, and the generated code amount 209 input from the input terminal 1g is the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5a. Given to the second input of. Virtual buffer remaining amount calculation circuit 5
The output 210 of a is provided to the input of the quantization step parameter calculation circuit 6a.

【0059】量子化ステップパラメータ算出回路6aの
出力である参照量子化ステップパラメータ211は、適
応量子化回路7aの第1の入力に与えられる。適応量子
化回路7aの第2の入力には、入力端子1hより、アク
ティビティ212が与えられる。入力端子1iから入力
された最新の平均画像間信号パワー213は、適応量子
化回路7aの第3の入力に与えられる。適応量子化回路
7aの出力であるマクロブロック単位の量子化ステップ
パラメータ214は、出力端子2aより出力される。
The reference quantization step parameter 211, which is the output of the quantization step parameter calculation circuit 6a, is given to the first input of the adaptive quantization circuit 7a. The activity 212 is applied to the second input of the adaptive quantization circuit 7a from the input terminal 1h. The latest average inter-picture signal power 213 input from the input terminal 1i is supplied to the third input of the adaptive quantization circuit 7a. The quantization step parameter 214 for each macroblock, which is the output of the adaptive quantization circuit 7a, is output from the output terminal 2a.

【0060】図3は、この発明の第1の実施例における
量子化制御方式で参照される複雑度と発生符号量の概略
関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic relationship between the complexity referred to in the quantization control method and the generated code amount in the first embodiment of the present invention.

【0061】以下、動作について説明する。近年、映像
信号の高能率符号化装置の開発は、HDTV信号を始め
とする高解像度なシステムの開発に移行しつつある。こ
のとき、高解像度システムは、必然的に高速な処理を要
求することになる。一般には、並列処理を採用すること
により、高速性を補うことになる。
The operation will be described below. In recent years, the development of high-efficiency coding apparatus for video signals has been shifting to the development of high-resolution systems including HDTV signals. At this time, the high-resolution system inevitably requires high-speed processing. Generally, by adopting parallel processing, high speed performance is supplemented.

【0062】図1は、第1の実施例における映像信号の
主要階層構造を示す図である。図1(b)は、図1
(a)におけるピクチャを縦にS個に分割している図で
ある。このとき、分割されたS個の領域を各々サブピク
チャと呼び、各サブピクチャが並列処理を行う単位とな
る。尚、サブピクチャの分割領域はこの例のみに従うも
のではない。図1(c)は、各サブピクチャを更に各々
L個に分割している図である。このとき、各サブピクチ
ャ内において、分割されたL個の領域を各々GOBと呼
ぶ。尚、GOBの分割領域はこの例にのみ従うものでは
ない。また、図1(d)のように、各サブピクチャの同
じ位置に存在するGOBを総括してスライスと呼ぶ。
尚、GOBの下位の階層として、従来例と同様に、マク
ロブロックおよびブロックが存在する。
FIG. 1 is a diagram showing a main hierarchical structure of a video signal in the first embodiment. FIG. 1B is the same as FIG.
It is a figure in which the picture in (a) is vertically divided into S pieces. At this time, each of the S divided areas is called a sub-picture, and each sub-picture becomes a unit for performing parallel processing. It should be noted that the divided area of the sub-picture is not limited to this example. FIG. 1C is a diagram in which each sub-picture is further divided into L pieces. At this time, each of the L divided areas in each sub-picture is called a GOB. It should be noted that the GOB division area does not follow only this example. Further, as shown in FIG. 1D, GOBs existing at the same position in each sub-picture are collectively called a slice.
As in the conventional example, there are macroblocks and blocks as lower layers of GOB.

【0063】並列処理の場合においても、画面内の位置
に依存する画質劣化を生じさせないために、量子化制御
は、各サブピクチャを一括して、すなわちピクチャとし
て扱う必要がある。このとき、基本的に、各サブピクチ
ャの同じ位置に存在するGOBが、同時刻に処理される
場合には、量子化制御は、スライス単位で処理されるこ
とになる。尚、スライスは、同時刻に処理される領域を
一括することが目的であり、分割領域はこの例にのみ従
うものではない。
Even in the case of parallel processing, in order to prevent the image quality from deteriorating depending on the position on the screen, the quantization control needs to handle all sub-pictures collectively, that is, as a picture. At this time, basically, when GOBs existing at the same position in each sub-picture are processed at the same time, the quantization control is processed in slice units. It should be noted that the slice is for the purpose of collectively processing the regions processed at the same time, and the divided regions do not follow only this example.

【0064】図2は、この発明の第1の実施例における
量子化制御方式の一例を示している。本実施例は、基本
的には基準固定レート期間として1ピクチャ期間を、基
準制御期間として1スライス期間を採用しており、量子
化制御は上記主要階層構造に基づき、以下の手順にて行
われる。 (1)次のピクチャの各スライスの符号化で使用可能な
ビット量(ターゲットビット量)を推定する。 (2)上記推定されたターゲットビット量と実際に発生
した符号量をもとにマクロブロック毎の量子化ステップ
パラメータの参照値を設定する。 (3)マクロブロック毎の画像の特徴に応じて、上記量
子化ステップパラメータの参照値を変化させ、最終的な
マクロブロック毎の量子化ステップパラメータを決定す
る。
FIG. 2 shows an example of the quantization control method in the first embodiment of the present invention. This embodiment basically adopts one picture period as the reference fixed rate period and one slice period as the reference control period, and the quantization control is performed by the following procedure based on the main hierarchical structure. . (1) Estimate the bit amount (target bit amount) that can be used for encoding each slice of the next picture. (2) The reference value of the quantization step parameter for each macroblock is set based on the estimated target bit amount and the actually generated code amount. (3) The reference value of the quantization step parameter is changed according to the image feature of each macroblock, and the final quantization step parameter of each macroblock is determined.

【0065】本実施例では、並列処理を行う場合、ある
いは画面を分割して周期的リフレッシュを行う場合をも
考慮する。そのため、本実施例においては、GOBを基
本単位として説明する。
In the present embodiment, the case where parallel processing is performed, or the case where a screen is divided and periodic refresh is performed is also considered. Therefore, in this embodiment, GOB will be described as a basic unit.

【0066】以下、詳細に述べる。前記第1の手順とし
て、次のピクチャの各スライスの符号化で使用可能なビ
ット量を推定する。この作業にあたり、本実施例では、
各GOBに対し、絵柄ターゲット複雑度と動きターゲッ
ト複雑度の二者を定義する。絵柄ターゲット複雑度は、
画像内信号パワーに基づき定義されるターゲット複雑度
であり、動きターゲット複雑度は、画像間信号パワーに
基づき定義される複雑度である。
The details will be described below. As the first procedure, the amount of bits that can be used for encoding each slice of the next picture is estimated. For this work, in this embodiment,
For each GOB, a pattern target complexity and a motion target complexity are defined. The pattern target complexity is
The target complexity is defined based on the intra-image signal power, and the motion target complexity is the complexity defined based on the inter-image signal power.

【0067】画像内信号パワーEintは、たとえば、マク
ロブロック単位に以下のように定義される。該マクロブ
ロックサイズをP×Qとし、該マクロブロックの(p,
q)成分の信号値をV(p,q)としたとき
The image signal power Eint is defined as follows, for example, in macroblock units. The macroblock size is P × Q, and (p,
When the signal value of the q) component is V (p, q)

【0068】[0068]

【数3】 [Equation 3]

【0069】とする。あるいは、It is assumed that Alternatively,

【0070】[0070]

【数4】 [Equation 4]

【0071】とする。尚、画像内信号パワーEintは、入
力画像の絵柄の複雑度を表わす指標であれば、特に上記
定義に従わなくてもよい。たとえば、入力信号を変換符
号化し、変換係数毎に特定の量子化を施した後の直流成
分を除く変換係数の絶対値和あるいは絶対値二乗和等で
もよい。
It is assumed that The in-image signal power Eint does not have to comply with the above definition as long as it is an index indicating the complexity of the pattern of the input image. For example, the absolute value sum or the absolute value sum of squares of the conversion coefficients excluding the DC component after the input signal is subjected to the conversion coding and the specific quantization is performed for each conversion coefficient may be used.

【0072】画像間信号パワーEmc は、たとえば、マク
ロブロック単位に以下のように定義される。該マクロブ
ロックサイズをP×Qとし、該マクロブロックの(p,
q)成分の信号値をV(p,q)とし、該マクロブロッ
クの動き補償予測ブロックの(p,q)成分の信号値を
R(p,q)としたとき、
The inter-image signal power Emc is defined as follows, for example, in macroblock units. The macroblock size is P × Q, and (p,
When the signal value of the q) component is V (p, q) and the signal value of the (p, q) component of the motion compensation prediction block of the macroblock is R (p, q),

【0073】[0073]

【数5】 [Equation 5]

【0074】とする。あるいは、It is assumed that Alternatively,

【0075】[0075]

【数6】 [Equation 6]

【0076】とする。尚、画像間信号パワーEmc は、入
力画像の動きの複雑度を表わす指標であれば、特に上記
定義に従わなくてもよい。たとえば、動き補償予測後の
信号を変換符号化し、変換係数毎に特定の量子化を施し
た後の絶対値和あるいは絶対値二乗和等でもよい。
It is assumed that The inter-image signal power Emc does not have to comply with the above definition as long as it is an index representing the complexity of the movement of the input image. For example, the sum of absolute values or the sum of absolute values squared after transform-encoding the signal after motion compensation prediction and performing specific quantization for each transform coefficient may be used.

【0077】第fピクチャの第hスライスの第sサブピ
クチャの絵柄ターゲット複雑度Yint(f,h,s) および動き
ターゲット複雑度Ymc(f,h,s)は、関数fintおよび関数fm
c を用いて、以下のように定義される。 Yint(f,h,s) = fint( GOBaverage_Eint(f-1,h,s), Q
(f,h,s) ) Ymc (f,h,s) = fmc ( GOBaverage_Emc (f-1,h,s), Q
(f,h,s), Sv(fー1,h,s) ) このとき、GOBaverage_Eint(f-1,h,s) およびGOBavera
ge_Emc(f-1,h,s)は、第f−1ピクチャの第hスライス
の第sサブピクチャの平均Eintおよび平均Emcであり、Q
(f,h,s)は、第fピクチャの第hスライスの第sサブピ
クチャで実際に使用された量子化ステップパラメータの
平均値であり、Sv(fー1,h,s) は、第fー1ピクチャの第
hスライスの第sサブピクチャで実際に発生した符号量
のうち量子化に依存しない符号量である。Sv(f,h,s)
は、たとえば、マクロブロックのアドレスや量子化ステ
ップパラメータや動き補償における動きベクトルの情報
など、量子化を行わない情報の符号量を示す。なお、Sv
(f,h,s) の概算値として、動き補償における動きベクト
ルの符号量のみを用いてもよい。
The picture target complexity Yint (f, h, s) and motion target complexity Ymc (f, h, s) of the sth subpicture of the hth slice of the fth picture are the function fint and the function fm.
It is defined as follows using c. Yint (f, h, s) = fint (GOBaverage_Eint (f-1, h, s), Q
(f, h, s)) Ymc (f, h, s) = fmc (GOBaverage_Emc (f-1, h, s), Q
(f, h, s), Sv (f-1, h, s)) At this time, GOBaverage_Eint (f-1, h, s) and GOBavera
ge_Emc (f-1, h, s) is the average Eint and the average Emc of the s-th sub-picture of the h-th slice of the (f-1) -th picture, and Q
(f, h, s) is the average value of the quantization step parameters actually used in the s-th sub-picture of the h-th slice of the f-th picture, and Sv (f-1, h, s) is the This is a code amount that does not depend on quantization among the code amounts actually generated in the s-th sub-picture of the h-th slice of the f-1 picture. Sv (f, h, s)
Indicates the code amount of information that is not quantized, such as the address of a macroblock, the quantization step parameter, and the information of a motion vector in motion compensation. In addition, Sv
As the approximate value of (f, h, s), only the code amount of the motion vector in motion compensation may be used.

【0078】上記定義において、関数fintおよびfmc
は、以下のように定められる。図3(a)は、第fピク
チャの第hスライスの第sサブピクチャのGOBaverage_
Eint(f,h,s) と上記GOBを画像内符号化した場合の発
生符号量Sint(f,h,s) の概略関係を示す図である。図よ
り明らかなように、GOBaverage_Eint(f,h,s) とQ(f,h,
s)からSint(f,h,s) を推定することが可能である。この
推定発生符号量が絵柄ターゲット複雑度Yintである。
In the above definition, the functions fint and fmc
Is defined as follows. FIG. 3A illustrates GOBaverage_of the sth subpicture of the hth slice of the fth picture.
It is a figure which shows the schematic relationship of Eint (f, h, s) and the generated code amount Sint (f, h, s) when the said GOB is intra-coded. As is clear from the figure, GOBaverage_Eint (f, h, s) and Q (f, h, s
It is possible to estimate Sint (f, h, s) from (s). This estimated generated code amount is the pattern target complexity Yint.

【0079】また、図3(b)と図3(c)は、第fピ
クチャの第hスライスの第sサブピクチャのGOBaverage
_Emc(f,h,s)と上記GOBを画像間符号化した場合の発
生符号量Smc(f,h,s)の概略関係を示す図である。図3
(b)は、発生符号量Smc(f,h,s)のうち、動き補償にお
ける動きベクトルの符号量など量子化ステップパラメー
タQ(f,h,s)に依存しない符号量Sv(f,h,s) の占める割合
が少ない場合を示し、図3(c)は、発生符号量Smc(f,
h,s)のうち、量子化に依存しない符号量Sv(f,h,s) の占
める割合が多い場合を示している。従って、Smc(f,h,s)
はGOBaverage_Emc(f,h,s)とQ(f,h,s)とSv(f,h,s) から
推定可能であり、この推定発生符号量が動きターゲット
複雑度Ymc である。関数fintおよびfmc は、上記定量的
性質に基づき定められる。
3B and 3C show the GOB average of the s-th sub-picture of the h-th slice of the f-th picture.
FIG. 9 is a diagram showing a schematic relationship between _Emc (f, h, s) and the generated code amount Smc (f, h, s) when the GOB is inter-coded. Figure 3
(B) shows a code amount Sv (f, h, s) of the generated code amount Smc (f, h, s) that does not depend on the quantization step parameter Q (f, h, s) such as the code amount of the motion vector in motion compensation. , s) is small, and FIG. 3C shows the generated code amount Smc (f,
It shows a case where the code amount Sv (f, h, s) that does not depend on the quantization occupies a large proportion of the h, s). Therefore, Smc (f, h, s)
Can be estimated from GOBaverage_Emc (f, h, s), Q (f, h, s) and Sv (f, h, s), and the estimated generated code amount is the motion target complexity Ymc. The functions fint and fmc are defined based on the above quantitative property.

【0080】ところで、本実施例では、周期的リフレシ
ュとして、画面一括リフレシュと画面分割リフレシュの
両者を想定している。また、画面分割リフレシュ領域
は、スライス単位であると仮定する。すなわち、スライ
ス単位で、画像内符号化される場合が存在すると考えて
よい。以上を踏まえ、最終的な第fピクチャの第hスラ
イスの第s相のターゲット複雑度Y(f,h,s)は、該GOB
の属するスライスが画像内符号化スライスであるか否か
により、以下のように定義される。 If (該GOBの属するスライスタイプが画面内符号化
スライスである) Then Y(f,h,s) = Yint(f,h,s) Else Y(f,h,s) = Ymc (f,h,s)
By the way, in the present embodiment, both the screen batch refresh and the screen division refresh are assumed as the periodic refresh. Further, it is assumed that the screen division refresh area is a slice unit. That is, it may be considered that there are cases where intra-picture coding is performed in slice units. Based on the above, the target complexity Y (f, h, s) of the s-th phase of the h-th slice of the f-th picture is the GOB
Is defined as follows depending on whether or not the slice to which is belongs to is an intra-coded slice. If (The slice type to which the GOB belongs is an intra-frame coding slice) Then Y (f, h, s) = Yint (f, h, s) Else Y (f, h, s) = Ymc (f, h , s)

【0081】上記各GOBのターゲット複雑度に基づ
き、各スライスのターゲット複雑度が定義される。第f
フレームの第hスライスのターゲット複雑度Y(f,h)は、
以下のように定義される。 Y(f,h) = Y(f,h,1)+Y(f,h,2)+…+Y(f,h,S) (S;サ
ブピクチャ数)
The target complexity of each slice is defined based on the target complexity of each GOB. The f
The target complexity Y (f, h) of the h-th slice of the frame is
It is defined as follows. Y (f, h) = Y (f, h, 1) + Y (f, h, 2) + ... + Y (f, h, S) (S; number of subpictures)

【0082】次に、上記各スライスのターゲット複雑度
およびバッファ残量に基づき、次のピクチャの各スライ
スで使用可能なビット量(ターゲットビット量)を推定
する。第fピクチャの各スライスのターゲットビット量
T(f,h)(1≦h≦L)は、第f−1ピクチャの符号化完
了後、以下のように想定される。 T(f,h) = [ Y(f,h) / { Y(f,1)+Y(f,2)+…+Y(f,L) }
]× [ BIT_RATE/PICTURE_RATE -{ BE(f,1) - BIT_
RATE×TE} ] ただし、Y(f,h,s)を求める過程において、Q(f,h,s)を用
いず、Q(f-1,L,s)を用いることとする。これは、第fピ
クチャの各スライスのターゲットビット量を求める時
点、すなわち、第fピクチャを符号化する直前において
は、まだQ(f,h,s)の値が定まっていないからである。
Next, the bit amount (target bit amount) usable in each slice of the next picture is estimated based on the target complexity of each slice and the remaining buffer capacity. Target bit amount of each slice of f-th picture
T (f, h) (1 ≦ h ≦ L) is assumed as follows after the encoding of the f−1th picture is completed. T (f, h) = [Y (f, h) / {Y (f, 1) + Y (f, 2) +… + Y (f, L)}
] × [BIT_RATE / PICTURE_RATE-{BE (f, 1)-BIT_
RATE × TE}] However, in the process of obtaining Y (f, h, s), Q (f-1, L, s) is used instead of Q (f, h, s). This is because the value of Q (f, h, s) is not yet determined at the time when the target bit amount of each slice of the f-th picture is obtained, that is, immediately before the f-th picture is encoded.

【0083】また、上式において、 BIT_RATE : 伝送レート PICTURE_RATE : 1秒あたりのピクチャ数 TE : 基準蓄積時間定数 であり、BE(f,h)は、第fピクチャの第hスライスを符
号化する直前の送信バッファ残量を示す。
In the above equation, BIT_RATE: transmission rate PICTURE_RATE: number of pictures per second TE: reference accumulation time constant, BE (f, h) is immediately before encoding the h-th slice of the f-th picture Indicates the remaining amount of the transmission buffer.

【0084】また、符号化開始直後の初期状態におい
て、すべてのY(f,h)が定義できない場合には、T(f,h)は
以下のように定義される。 T(f,h) = [ 1/L ]× [ BIT_RATE/PICTURE_RATE -{ B
E(f,1) - BIT_RATE×TE} ]
If all Y (f, h) cannot be defined in the initial state immediately after the start of encoding, T (f, h) is defined as follows. T (f, h) = [1 / L] × [BIT_RATE / PICTURE_RATE-{B
E (f, 1)-BIT_RATE x TE}]

【0085】また、初期状態におけるBE(f,1) は、たと
えば、以下のように定義する。 BE(f,h) = BIT_RATE/PICTURE_RATE
BE (f, 1) in the initial state is defined as follows, for example. BE (f, h) = BIT_RATE / PICTURE_RATE

【0086】また、ハードウェア構成による遅延によ
り、BE(f,1) が使用できない場合には、たとえば、使用
可能な最新のバッファ残量を使用する。
When BE (f, 1) cannot be used due to the delay due to the hardware configuration, for example, the latest available buffer remaining amount is used.

【0087】次に、前記第2の手順として、上記推定さ
れたターゲットビット量と実際に発生した符号量をもと
にマクロブロック毎の量子化ステップパラメータの参照
値を設定する。参照値設定にあたり、仮想バッファを想
定する。仮想バッファは、概略的には、上記ターゲット
ビット量と実際の発生符号量の差を蓄積するバッファで
ある。
Next, as the second procedure, the reference value of the quantization step parameter for each macroblock is set based on the estimated target bit amount and the actually generated code amount. A virtual buffer is assumed when setting the reference value. The virtual buffer is a buffer that roughly stores the difference between the target bit amount and the actual generated code amount.

【0088】本実施例では、1つの仮想バッファが想定
される。第fフレームの第hスライスを符号化する直前
の仮想バッファの占有率d(f,h)は、以下のように定義さ
れる。 このとき、S(f-1,h)は、第fピクチャの第hスライスに
おける実際の発生符号量である。
In this embodiment, one virtual buffer is assumed. The occupancy rate d (f, h) of the virtual buffer immediately before encoding the h-th slice of the f-th frame is defined as follows. At this time, S (f-1, h) is the actual generated code amount in the h-th slice of the f-th picture.

【0089】上記仮想バッファの占有率を量子化ステッ
プパラメータに対応させることにより量子化ステップパ
ラメータの変更を行う。たとえば、スライス単位に設定
されたターゲットビット量と実際の発生量の差がなけれ
ば、仮想バッファ占有率は変動せず、量子化ステップパ
ラメータは変動しない。仮に、上記二者に差があれば、
仮想バッファ占有率の変動を生じさせ、その変動に応じ
量子化ステップパラメータの修正が施される。たとえ
ば、発生符号量がターゲットビット量を上回った場合、
その差分が仮想バッファ占有率の増加量となる。仮想バ
ッファ占有率は量子化ステップパラメータに対応してお
り、仮想バッファ占有率の増加は、量子化ステップパラ
メータの増加につながる。量子化ステップパラメータの
増加は、以降の発生符号量を減少させることになる。
The quantization step parameter is changed by associating the occupation rate of the virtual buffer with the quantization step parameter. For example, if there is no difference between the target bit amount set for each slice and the actual generation amount, the virtual buffer occupancy does not change and the quantization step parameter does not change. If there is a difference between the above two,
The virtual buffer occupancy changes, and the quantization step parameter is modified according to the change. For example, when the generated code amount exceeds the target bit amount,
The difference is the increase amount of the virtual buffer occupation rate. The virtual buffer occupancy corresponds to the quantization step parameter, and an increase in the virtual buffer occupancy leads to an increase in the quantization step parameter. Increasing the quantization step parameter will reduce the subsequent generated code amount.

【0090】上記仮想バッファ占有率d(f,h)に基づき、
第fピクチャの第hスライスの量子化ステップパラメー
タの参照値Qr(f,h) は、関数fqを用いて以下のように算
出される。 Qr(f,h) = fq( d(f,h) ) 関数fqは、たとえば、 Qr(f,h) = 31×{ d(f,h)/r } ただし r = BIT_R
ATE/PICTURE_RATE あるいは、 Qr(f,h) = 31d(f,h)/r ただし r = BIT_R
ATE/PICTURE_RATE が考えられる。あるいは、発生符号量と量子化ステップ
パラメータの定量的性質に基づき定められる。
Based on the virtual buffer occupancy ratio d (f, h),
The reference value Qr (f, h) of the quantization step parameter of the h-th slice of the f-th picture is calculated as follows using the function fq. Qr (f, h) = fq (d (f, h)) Function fq is, for example, Qr (f, h) = 31 × {d (f, h) / r} where r = BIT_R
ATE / PICTURE_RATE or Qr (f, h) = 31 d (f, h) / r where r = BIT_R
ATE / PICTURE_RATE is possible. Alternatively, it is determined based on the generated code amount and the quantitative property of the quantization step parameter.

【0091】次に前記第3の手順として、Qr(f,h) に基
づき、最終的なマクロブロック毎の量子化ステップパラ
メータを決定する。そのため第fピクチャの第hスライ
スの第mマクロブロックの適応量子化係数K(f,h,m)を算
出する。 K(f,h,m) = fk(GOBaverage_Emc(f-1,h,s),MBaverage_
act(f,h,m)) このとき、GOBaverage_Emc(f-1,h,s)は第fー1ピクチ
ャの第hスライスの第sサブピクチャの平均Emc であ
り、MBaverage_act(f,h,m)は第fピクチャの第hスラ
イスの第mマクロブロック平均アクティビティである。
関数fk上記定量的性質に基づき定められる。
Next, as the third procedure, the final quantization step parameter for each macroblock is determined based on Qr (f, h). Therefore, the adaptive quantization coefficient K (f, h, m) of the m-th macroblock of the h-th slice of the f-th picture is calculated. K (f, h, m) = fk (GOBaverage_Emc (f-1, h, s), MBaverage_
act (f, h, m)) At this time, GOBaverage_Emc (f-1, h, s) is the average Emc of the s-th sub-picture of the h-th slice of the f-1st picture, and MBaverage_act (f, h, m) ) Is the m-th macroblock average activity of the h-th slice of the f-th picture.
Function fk Determined based on the above quantitative properties.

【0092】K(f,h,m)のパラメータとしてGOBaverage_
Emc(f-1,h,s)を使用することで、動き補償が正常に動作
せずに大きな値をとっている場合に、量子化器を細かく
する方向に持っていくことが可能となる。
GOBaverage_ as a parameter of K (f, h, m)
By using Emc (f-1, h, s), it is possible to take the quantizer finer when the motion compensation does not work properly and takes a large value. .

【0093】前記K(f,h,m)を用いて以下のように最終的
なマクロブロック毎の量子化ステップパラメータQ(f,h,
m)を算出する。 Q(f,h,m) = Qr(f,h,m) × K(f,h,m)
Using K (f, h, m), the final quantization step parameter Q (f, h, m) for each macroblock is as follows.
m) is calculated. Q (f, h, m) = Qr (f, h, m) × K (f, h, m)

【0094】実施例2.以下、この発明の第2の実施例
について説明する。図4はこの発明の第3の実施例にお
ける量子化制御方式の一例を示す概略ブロック図であ
る。
Example 2. The second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 4 is a schematic block diagram showing an example of a quantization control system in the third embodiment of the present invention.

【0095】第2の実施例は、適応量子化係数の算出過
程が第1の実施例と異なる。図4において、入力端子1
jから入力された平均画像間信号パワー301は、ター
ゲット複雑度算出回路3bの第1の入力に、入力端子1
kから入力された平均画像内信号パワー302は、ター
ゲット複雑度算出回路3bの第2の入力に、入力端子1
lから入力された参照量子化ステップパラメータ303
は、ターゲット複雑度算出回路3bの第3の入力に、入
力端子1mから入力されたタイプ識別信号304は、タ
ーゲット複雑度算出回路3bの第4の入力に、入力端子
1nから入力された量子化に依存しない発生符号量30
5は、ターゲット複雑度算出回路3bの第5の入力に与
えられる。
The second embodiment differs from the first embodiment in the process of calculating the adaptive quantization coefficient. In FIG. 4, the input terminal 1
The average inter-image signal power 301 input from j is input to the first input of the target complexity calculation circuit 3b at the input terminal 1
The average intra-image signal power 302 input from k is input to the second input of the target complexity calculation circuit 3b at the input terminal 1
Reference quantization step parameter 303 input from l
Is the type identification signal 304 input from the input terminal 1m to the third input of the target complexity calculation circuit 3b, and the quantization input from the input terminal 1n to the fourth input of the target complexity calculation circuit 3b. Generated code amount 30 independent of
5 is given to the fifth input of the target complexity calculation circuit 3b.

【0096】ターゲット複雑度算出回路3bの出力30
6は、ターゲットビット量算出回路4bの第1の入力
に、入力端子1oから入力されたバッファ残量307
は、ターゲットビット量算出回路4bの第2の入力に与
えられる。ターゲットビット量算出回路4bの出力であ
るターゲットビット量308は、仮想バッファ残量算出
回路5bの第1の入力に、入力端子1pから入力された
発生符号量309は、仮想バッファ残量算出回路5bの
第2の入力に与えられる。仮想バッファ残量算出回路5
bの出力310は、量子化ステップパラメータ算出回路
6bの入力に与えられる。
Output 30 of target complexity calculation circuit 3b
Reference numeral 6 indicates the remaining buffer capacity 307 input from the input terminal 1o to the first input of the target bit amount calculation circuit 4b.
Is supplied to the second input of the target bit amount calculation circuit 4b. The target bit amount 308 which is the output of the target bit amount calculation circuit 4b is the first input of the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5b, and the generated code amount 309 input from the input terminal 1p is the virtual buffer remaining amount calculation circuit 5b. Given to the second input of. Virtual buffer remaining amount calculation circuit 5
The output 310 of b is given to the input of the quantization step parameter calculation circuit 6b.

【0097】量子化ステップパラメータ算出回路6bの
出力である参照量子化ステップパラメータ311は、適
応量子化回路7bの第1の入力に与えられる。適応量子
化回路7bの第2の入力には、入力端子1qより、アク
ティビティ312が与えられる。入力端子1rから入力
された最新の平均画像間信号パワー313は、適応量子
化回路7bの第3の入力に与えられる。入力端子1sか
ら入力された画像の平均アクティビティ314は、シー
ンチェンジ判定回路8aの第1の入力に、入力端子1t
から入力された画像の変化率315は、シーンチェンジ
判定回路8aの第2の入力に与えられる。シーンチェン
ジ判定回路8aの出力であるシーンチェンジ判定316
は、適応量子化回路7bの第4の入力に与えられる。適
応量子化回路7bの出力であるマクロブロック単位の量
子化ステップパラメータ317は、出力端子2bより出
力される。
The reference quantization step parameter 311 which is the output of the quantization step parameter calculation circuit 6b is given to the first input of the adaptive quantization circuit 7b. The activity 312 is applied to the second input of the adaptive quantization circuit 7b from the input terminal 1q. The latest average inter-image signal power 313 input from the input terminal 1r is supplied to the third input of the adaptive quantization circuit 7b. The average activity 314 of the image input from the input terminal 1s is input to the first input of the scene change determination circuit 8a at the input terminal 1t.
The change rate 315 of the image input from is supplied to the second input of the scene change determination circuit 8a. Scene change determination circuit 316 outputs the scene change determination circuit 316
Is given to the fourth input of the adaptive quantization circuit 7b. The quantization step parameter 317 for each macroblock, which is the output of the adaptive quantization circuit 7b, is output from the output terminal 2b.

【0098】以下、動作について説明する。第2の実施
例は、適応量子化係数の算出過程が第1の実施例と異な
る。第1の実施例では、アクティビティと画像間信号パ
ワーを用いて適応量子化係数を算出していた。この場
合、シーンが変わるような画像に対して、必ずしも適当
な係数を設定できないことがある。これを踏まえ、シー
ンチェンジ判定を加え、適応量子化係数の設定に使用す
る。
The operation will be described below. The second embodiment differs from the first embodiment in the process of calculating the adaptive quantized coefficient. In the first embodiment, the adaptive quantization coefficient is calculated using the activity and the inter-image signal power. In this case, an appropriate coefficient may not always be set for an image in which the scene changes. Based on this, scene change determination is added and used to set the adaptive quantization coefficient.

【0099】第fピクチャのシーンチェンジ判定Sce
neChange(f)は以下のように定義する。 if(fsc(change_rate(f),PICTaverage_act(f)) > Ksc) SceneChange(f) = 1 (シーンチェンジあり) else SceneChange(f) = 0 (シーンチェンジなし) このとき、change_rate(f) は第fピクチャの変化率
(フレーム間差分の絶対値和)であり、PICTaverage_a
ct(f)は第fピクチャの平均アクティビティであり、Ksc
はシーンチェンジ判定を行うためのしきい値である。
関数fsc は上記定量的性質に基づき定められる。
Scene change determination Sce of f-th picture
neChange (f) is defined as follows. if (fsc (change_rate (f), PICTaverage_act (f))> Ksc) SceneChange (f) = 1 (with scene change) else SceneChange (f) = 0 (without scene change) At this time, change_rate (f) is the fth Picture change rate (sum of absolute differences between frames), PICTaverage_a
ct (f) is the average activity of the f-th picture, and Ksc
Is a threshold for making a scene change determination.
The function fsc is determined based on the above quantitative property.

【0100】次に第fピクチャの第hスライスの第mマ
クロブロックの適応量子化係数K(f,h,m)の算出式を以下
のように定義する。 K(f,h,m) =fk(GOBaverage_Emc(f-1,h,s),MBaverage_a
ct(f,h,m),SceneChange(f)) このとき、GOBaverage_Emc(f-1,h,s)は第fー1ピクチ
ャの第hスライスの第sサブピクチャの平均Emc であ
り、MBaverage_act(f,h,m)は第fピクチャの第hスラ
イスの第mマクロブロックの平均アクティビティであ
り、SceneChange(f)は第fピクチャのシーンチェンジ情
報である。関数fkは上記定量的性質に基づき定められ
る。
Next, the formula for calculating the adaptive quantized coefficient K (f, h, m) of the mth macroblock of the hth slice of the fth picture is defined as follows. K (f, h, m) = fk (GOBaverage_Emc (f-1, h, s), MBaverage_a
ct (f, h, m), SceneChange (f)) At this time, GOBaverage_Emc (f-1, h, s) is the average Emc of the sth sub-picture of the h-th slice of the f-1 picture, and MBaverage_act ( f, h, m) is the average activity of the mth macroblock in the hth slice of the fth picture, and SceneChange (f) is the scene change information of the fth picture. The function fk is determined based on the above quantitative property.

【0101】K(f,h,m)のパラメータとしてSceneChange
(f)を使用することにより、GOBaverage_Emc(f-1,h,s)
が大きな値をとっている場合でも、シーンチェンジが発
生しているピクチャであればは動き補償の誤動作と判断
しないようにすることが可能となる。
SceneChange as a parameter of K (f, h, m)
By using (f), GOBaverage_Emc (f-1, h, s)
Even if takes a large value, it is possible to prevent a motion compensation malfunction from occurring in a picture in which a scene change has occurred.

【0102】[0102]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、画像内
信号パワーと画像間信号パワーを用いて適応量子化係数
を算出することにより、動き報償の誤動作に対応でき、
画像の局所的な変化に対応でき、発生符号量も安定する
量子化制御方式を得る効果がある。
As described above, according to the present invention, by calculating the adaptive quantization coefficient using the intra-picture signal power and the inter-picture signal power, it is possible to cope with the malfunction of the motion compensation.
There is an effect of obtaining a quantization control method capable of coping with local changes in the image and stabilizing the generated code amount.

【0103】また、この発明によれば、画像内信号パワ
ーと画像間信号パワーとシーンチェンジ情報を用いて適
応量子化係数を算出することにより、動き報償の誤動作
に対応でき、画像の局所的な変化に対応でき、発生符号
量も安定する量子化制御方式を得る効果がある。
Further, according to the present invention, by calculating the adaptive quantization coefficient using the intra-image signal power, the inter-image signal power, and the scene change information, it is possible to deal with the malfunction of the motion compensation, and the local of the image There is an effect of obtaining a quantization control method that can cope with changes and stabilize the generated code amount.

【0104】また、この発明によれば、変化率とアクテ
ィビティを用いてシーンチェンジを判定することによ
り、様々な画像に対応でき、発生符号量も安定する量子
化制御方式を得る効果がある。
Further, according to the present invention, by judging the scene change by using the change rate and the activity, it is possible to deal with various images and obtain the quantization control method in which the generated code amount is stable.

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

【図1】 この発明の第1の実施例における映像信号の
主要階層構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a main hierarchical structure of a video signal in a first embodiment of the present invention.

【図2】 第1の実施例における量子化制御方式の一例
を示す概略ブロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing an example of a quantization control method in the first embodiment.

【図3】 第1の実施例における量子化制御方式で参照
される複雑度と発生符号量の概略関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic relationship between complexity and a generated code amount, which is referred to in the quantization control method in the first embodiment.

【図4】 この発明の第2の実施例における量子化制御
方式の一例を示す概略ブロック図である。
FIG. 4 is a schematic block diagram showing an example of a quantization control system according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 従来の映像信号符号化方式を示す概略ブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a conventional video signal encoding system.

【図6】 従来の映像信号符号化方式における量子化制
御方式の一例を示す概略ブロック図である。
FIG. 6 is a schematic block diagram showing an example of a quantization control method in a conventional video signal encoding method.

【図7】 リフレッシュ方式の概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of a refresh method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 ターゲット複雑度算出回路、4 ターゲットビット
量算出回路、5 仮想バッファ残量算出回路、6 量子
化ステップパラメータ算出回路、7 適応量子化回路、
8 シーンチェンジ判定回路。
3 target complexity calculation circuit, 4 target bit amount calculation circuit, 5 virtual buffer remaining amount calculation circuit, 6 quantization step parameter calculation circuit, 7 adaptive quantization circuit,
8 Scene change judgment circuit.

フロントページの続き (72)発明者 篠原 隆 長岡京市馬場図所1番地 三菱電機株式会 社映像システム開発研究所内 (72)発明者 中井 隆洋 長岡京市馬場図所1番地 三菱電機株式会 社映像システム開発研究所内Front page continuation (72) Inventor Takashi Shinohara No. 1 Baba Institute, Nagaokakyo City Video System Development Laboratory (72) Inventor Takahiro Nakai No. 1 Baba Institute, Nagaokakyo City Video System Development, Mitsubishi Electric Corporation In the laboratory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 映像信号を符号化する映像信号符号化方
式であり、画像内符号化と画像間符号化を構成要素とす
る映像信号符号化方式であって、分割された領域毎にア
クティビティ、画像間信号パワーをパラメータとして適
応量子化することを特徴とする映像信号符号化方式。
1. A video signal coding system for coding a video signal, the video signal coding system having intra-picture coding and inter-picture coding as constituent elements, wherein an activity is provided for each divided area. A video signal coding method characterized in that adaptive quantization is performed using inter-picture signal power as a parameter.
【請求項2】 映像信号を符号化する映像信号符号化方
式であり、画像内符号化と画像間符号化を構成要素とす
る映像信号符号化方式であって、シーンチェンジを判定
する手段を備え、分割された領域毎にアクティビティ、
画像間信号パワー、シーンチェンジ判定をパラメータと
して適応量子化することを特徴とする映像信号符号化方
式。
2. A video signal coding system for coding a video signal, the video signal coding system comprising intra-picture coding and inter-picture coding as constituent elements, comprising means for judging a scene change. , Activity for each divided area,
A video signal coding method characterized in that adaptive quantization is performed using inter-image signal power and scene change determination as parameters.
【請求項3】 映像信号を符号化する映像信号符号化方
式であり、画像内符号化と画像間符号化を構成要素とす
る映像信号符号化方式であって、変化率とアクティビテ
ィをパラメータとしてシーンチェンジを判定することを
特徴とする映像信号符号化方式。
3. A video signal coding system for coding a video signal, the video signal coding system having intra-picture coding and inter-picture coding as constituent elements, wherein a scene is defined with a change rate and activity as parameters. A video signal encoding method characterized by determining a change.
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