JPH07322254A - 符号化装置 - Google Patents

符号化装置

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JPH07322254A
JPH07322254A JP13517694A JP13517694A JPH07322254A JP H07322254 A JPH07322254 A JP H07322254A JP 13517694 A JP13517694 A JP 13517694A JP 13517694 A JP13517694 A JP 13517694A JP H07322254 A JPH07322254 A JP H07322254A
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JP
Japan
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output
block
quantizer
code
video data
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Pending
Application number
JP13517694A
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English (en)
Inventor
Yoko Matsuura
陽子 松浦
Shoji Shiomoto
祥司 塩本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Priority to DE69527577T priority patent/DE69527577T2/de
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Priority to EP95303417A priority patent/EP0685971B1/en
Priority to CN95105526A priority patent/CN1132430C/zh
Publication of JPH07322254A publication Critical patent/JPH07322254A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MPEG等で定ビットレート制御を行う場合
に、時々刻々変化するブロックデータの性質に見合った
量の符号を発生できるようにする。 【構成】 符号化処理に比べて未来におけるブロックの
符号発生量を各ブロック毎に逐次見積もる。各ブロック
の符号発生見積もり量を用いて、次のブロックでの符号
発生量の目標値を与える。この目標値に応じて量子化器
を制御して定ビットレートでの符号化出力を得るように
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、所定の大きさのデー
タ領域から構成されるブロック毎に符号発生量の目標値
を設定し、この目標値に合うように量子化器を制御して
定ビットレート制御をするようにした符号化装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】動き補償予測符号化とDCTにより、画
像を圧縮符号化する高能率符号化方式として、MPEG
(Moving Picture Image Coding Experts Group) やMP
EG2(Moving Picture Image Coding Experts Group P
hase2)が提案されている。MPEGやMPEG2では、
Iピクチャと、Bピクチャ、Pピクチャとが所定の順番
で送られてくる。Iピクチャでは、フレーム/フィール
ド内でビデオデータがDCT(Discrete Cosine Transfo
rm) され、可変長符号化されて伝送される。Bピクチャ
では、現フレーム/フィールドと、動き補償された前及
び後フレーム/フィールドとの差分データがDCTさ
れ、可変長符号化されて伝送される。Pピクチャでは、
現フレーム/フィールドと、動き補償された前フレーム
/フィールドとの差分データがDCTされ、可変長符号
化されて伝送される。
【0003】MPEGやMPEG2でディジタルビデオ
信号を伝送する場合、伝送レートが略一定となるよう
に、定レート制御が行われている。この定レート伝送制
御は、従来、1画面(ピクチャー)をブロックとし、こ
のブロック単位で符号発生量の目標値を決めるビット割
当てを行い、その目標値にあうように量子化器を制御す
ることでなされている。
【0004】つまり、従来では、図3に示すように、符
号化されたビデオデータは、出力バッファ101に供給
される。この出力バッファ101のバッファ容量と、逐
次発生符号量が量子化器制御部102に供給される。ビ
ット割当部103には、ビットレート、符号化モード、
及び実際の符号化処理により得られた種々の過去のデー
タが供給される。ビット割当部103は、これらビット
レート、符号化モード、及び実際の符号化処理により得
られた種々の過去のデータに基づいて、次に符号化を行
うブロックがどのくらいの符号発生量を目標とするかを
決定し、符号割当を行う。このビット割当部103の出
力が量子化器制御部102に供給される。量子化器制御
部102は、バッファ101からのバッファの占有量及
び1ブロック内での逐次発生符号量と、ビット割当部1
03からの1ブロック全体の割当ビット量に基づいて、
量子化器を制御する。これにより、定レート制御が実現
される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来で
は、定レート制御を行う場合に、過去のデータを使って
ビット割当を行っている。ところが、このような方法
は、例えば、シーンチェンジを含んでいたり、動きの激
しいシーケンスを含む画像データを符号化しようとする
場合、或いは、隣接する単位符号化領域間での信号の相
関性が小さい性質をもつ音声信号を符号化する場合に
は、ビット割当ての的確性を欠くことがある。その結
果、時々刻々変化するブロックデータの性質に見合った
量の符号を発生することが困難になり、再生信号品質の
劣化を伴う。
【0006】したがって、この発明の目的は、符号化ブ
ロックより未来のデータを使ってビット割当をすること
で、時々刻々変化するブロックデータの性質に見合った
量の符号を発生できるようにした符号化装置を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、所定の大き
さのデータ領域から構成されるブロック毎に符号発生量
の目標値を設定し、目標値に合うように量子化器を制御
し、定ビットレート制御をするようにした符号化装置に
おいて、符号化処理に比べて未来におけるブロックの符
号発生量を各ブロック毎に逐次見積もる手段と、各ブロ
ックの符号発生見積もり量を用いて、次のブロックでの
符号発生量の目標値を与える手段とを備え、目標値に応
じて量子化器を制御して定ビットレートでの符号化出力
を得るようにしたことを特徴とする符号化装置である。
【0008】
【作用】未来の複数ブロックの符号発生量を見積もるこ
とにより、次のビット割当が行われる。これにより、時
々刻々と変化する未来のブロックデータシーケンスに対
応したビット割当てを行うことができる。
【0009】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図1は、この発明の一実施例を示すも
のである。図1において、入力端子1からのビデオデー
タは、メモリ2に供給されると共に、符号量見積もり部
3に供給される。メモリ2は、これから符号化を行うこ
とになるnブロック(1ブロックは1ピクチャ分に相当
する)分の未来のビデオデータを蓄えるものである。符
号量見積もり部3は、このnブロック分の未来のビデオ
データを符号化した場合の符号量を求めるものである。
【0010】メモリ2の出力は、符号化部4に供給され
る。符号化部4は、動き補償予測符号化と、DCTによ
り、ビデオデータを圧縮符号化するものである。符号化
モードとしては、Iピクチャのモードと、Bピクチャの
モードと、Pピクチャのモードとがある。Iピクチャで
は、フレーム/フィールド内でビデオデータがDCTさ
れる。Bピクチャでは、現フレーム/フィールドと、動
き補償された前及び後フレーム/フィールドとの差分デ
ータがDCTされる。Pピクチャでは、現フレーム/フ
ィールドと、動き補償された前フレーム/フィールドと
の差分データがDCTされる。
【0011】符号化部4の出力は、量子化器5に供給さ
れる。量子化器5の量子化幅は、後に説明するように、
量子化器制御部6により制御される。量子化器5の出力
は、出力バッファ7に供給される。出力バッファ7で出
力データが定レート制御される。出力バッファ7の出力
が出力端子8から出力される。
【0012】符号量見積もり部3で、nブロック分の未
来のビデオデータの符号量が見積もられる。すなわち、
入力端子1からのビデオデータは、nブロックのメモリ
2を介して符号化部4に与えられるので、この符号量見
積もり部3で見積もられるのは、現在の符号化対象ブロ
ックにとっては、未来のnブロック分の符号発生量であ
る。この符号量見積もり部3の出力は、ブロック分割部
10に供給される。ブロック分割部10で、符号量が各
ブロック毎に分割される。この各ブロック毎の符号量の
見積もり値がビット割当部11に供給される。
【0013】ビット割当部11には、ビットレートと、
符号化モードが供給される。また、ビット割当部11に
は、出力バッファ7から、逐次符号発生量が供給され
る。また、ビット割当部11には、未来のnブロック分
の符号発生量が与えられる。ビット割当部11は、与え
られたビットレート、符号化モードと、未来のnブロッ
ク分の符号見積もり量とから、次の符号化対象ブロック
のビット割当てを行う。
【0014】ビット割当部11の出力は、量子化器制御
部6に供給される。量子化器制御部6は、ビット割当部
11からのビット割当てに基づき、量子化器105の量
子化幅を設定することで、定レート制御を行う。
【0015】図2は、ビット割当部11の具体的構成で
ある。図2において、21はnブロック分のビット割当
部である。このnブロック分のビット割当部21は、ビ
ットレート、符号化モード、及びブロック毎の過去の符
号発生量を基にして、nブロック分で許容すべき符号発
生量を求める。次の符号化ブロックの割当部22は、n
ブロック分の符号発生見積もり量及び次のブロックの符
号化モードを基にして、nブロック分のビット割当部2
1で求めたnブロック分のビットを次のブロックでどの
ように分配するかを決定し、ビット割当を行う。
【0016】つまり、与えられたビットレートをBit Ra
te、単位時間当たりのピクチャー数をPRATE とすると、
nピクチャー分伝送する際の初期値のビット数R[0]
は、次式で与えられる。 R[0]=Bit Rate×n/PRATE (1)
【0017】例えば、20Mbpsの伝送レートで、1
秒間に30枚のピクチャーを送るとすると、15ピクチ
ャー分伝送する際の初期値のビット数R[0]は、 R[0]=20000000 ×15/30=10000000 bits となる。
【0018】n個のピクチャーのうち、符号化モードが
Iの数を1、Pの数をpとすると、符号化モードがBの
数bは、 b=n−1−p である。各ピクチャー(I、P、B)毎に補充する割当
ビット量の割合を、符号化モードによって、 g[I]:g[P]:g[B] と仮定すると、ある時点tでのn個のピクチャー分の割
当ビット数R〔t〕は、直前の符号化による1ビクチャ
ー分の符号発生量をSとすると、ピクチャー毎に、時式
により更新される。 R[t]=R[t-1] −S −g[type]/(g[I] +g[P]×P +g[b]×(n-p-1)) (2) 但し、typeは、I、P又はB
【0019】例えば、 g[I]:g[P]:g[B]=4:2:1 とすると、時点tでの15ピクチャー分の割当ビット数
R〔t〕の更新式は、次のようになる。 R[t]= R[t-1]-S+4/21 ×R[0] = R[t-1]-S+1904762[bits]( type=I) R[t]= R[t-1]-S+2/21 ×R[0] = R[t-1]-S+ 952380[bits]( type=P) R[t]= R[t-1]-S+1/21 ×R[0] = R[t-1]-S+ 476190[bits]( type=B) nブロック分のビット割当部21は、上述の(1)式及
び(2)式に基づく演算処理を行う。
【0020】次に、n個のピクチャー分の見積もり量EB
it[1], EBit[2],.... ,EBit[n]及びR[t]を用いて、次の
ピクチャーのビット割当が行われる。例えば、次の符号
化を行うピクチャーの見積もり符号量はEBit[1] である
から、nピクチャー分全体におけるEBit[1] の占める割
合を求め、これを式(2)で求めたR〔t〕に掛け合わ
せることにより、次の1ピクチャー分のビット割当が求
められる。但し、見積もり符号量EBit[1], EBit
[2],.... ,EBit[n]については、予測モード毎に決まっ
た重み係数を掛けることにより修正される。つまり、次
の1ピクチャー分での割当ビット量ABitは、次式で求め
られる。 ABit[t]=R[t]×(k1 × EBit[1])/(k1 ×EBit[1] +....+kn×EBit[n])(3) 但し、k1...knは、予測モード毎に決まった係数
である。nブロック分のビット割当部21は、(3)式
に基づく演算処理を行う。
【0021】このように、ビット割当部11は、符号化
対象ブロックに対して未来のブロックを用いて符号割当
を行う。これに基づいて、量子化器5の量子化幅が決定
される。
【0022】
【発明の効果】この発明によれば、未来の複数ブロック
の符号発生量を見積もることにより、次のビット割当が
行われる。これにより、時々刻々と変化する未来のブロ
ックデータシーケンスに対応したビット割当てを行うこ
とができる。例えば、比較的情報量の小さい入力シーケ
ンスから、それに比べて情報量の多い画像シーケンスに
切り替わるようなシーンチェンジを含む場合、従来の過
去のデータのみを用いたビット割当では、シーンチェン
ジ直後のビット割当てが小さ過ぎるため、瞬時的に画質
劣化を招くことになる。これに対して、この発明によれ
ば、見積もりブロックデータ数全体の中でのそのシーン
にふさわしいビット割当を行うので、シーンチェンジ直
後における瞬時的な画質劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のブロック図である。
【図2】この発明の一実施例におけるビット割当部の構
成を示すブロック図である。
【図3】従来の符号化装置の一例のブロック図である。
【符号の説明】
3 符号量見積もり部 5 量子化器 6 量子化器制御部 7 出力バッファ 11 ビット割当部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 14/04 Z H04N 1/41 B

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の大きさのデータ領域から構成され
    るブロック毎に符号発生量の目標値を設定し、上記目標
    値に合うように量子化器を制御し、定ビットレート制御
    をするようにした符号化装置において、 符号化処理に比べて未来におけるブロックの符号発生量
    を各ブロック毎に逐次見積もる手段と、 上記各ブロックの符号発生見積もり量を用いて、次のブ
    ロックでの符号発生量の目標値を与える手段とを備え、 上記目標値に応じて上記量子化器を制御して定ビットレ
    ートでの符号化出力を得るようにしたことを特徴とする
    符号化装置。
JP13517694A 1994-05-25 1994-05-25 符号化装置 Pending JPH07322254A (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13517694A JPH07322254A (ja) 1994-05-25 1994-05-25 符号化装置
TW084105042A TW374283B (en) 1994-05-25 1995-05-20 A multiple coding device
KR1019950012811A KR100382136B1 (ko) 1994-05-25 1995-05-23 디지탈신호다중부호화장치
DE69527577T DE69527577T2 (de) 1994-05-25 1995-05-23 Bildkodierungsgerät mit mehreren Kodierern
MYPI95001342A MY116350A (en) 1994-05-25 1995-05-23 Multi-coding apparatus
EP95303417A EP0685971B1 (en) 1994-05-25 1995-05-23 Video coding apparatus comprising a plurality of encoders
CN95105526A CN1132430C (zh) 1994-05-25 1995-05-25 多重编码装置
US08/967,077 US5956426A (en) 1994-05-25 1997-11-10 Multi-coding apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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JP13517694A JPH07322254A (ja) 1994-05-25 1994-05-25 符号化装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07322254A true JPH07322254A (ja) 1995-12-08

Family

ID=15145617

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JP13517694A Pending JPH07322254A (ja) 1994-05-25 1994-05-25 符号化装置

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JP (1) JPH07322254A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998026599A1 (en) * 1996-12-12 1998-06-18 Sony Corporation Device and method for encoding image data, and image data transmission method
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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20031216