JPH0775095A - レート制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ピクチャタイプ毎の符号量割当てを正確に行っ
て全体画質を向上させる。 【構成】使用符号量計算回路12は、可変長符号化回路11
の出力から各ピクチャタイプ毎に使用符号量を求めて符
号量予測回路101 に出力する。アクティビティ計算回路
100 は入力信号のアクティビティを求めて符号量予測回
路101 に出力する。このアクティビティは画像をフレー
ム内符号化した場合の使用符号量に略比例する。符号量
予測回路101 はアクティビティ及び使用符号量を用い
て、符号量割当てを行うフレームに近いフレームをフレ
ーム内符号化した場合の符号量を予測する。符号割当て
計算回路13はこの予測値を用いて符号割当て計算を行う
ことにより、シーンチェンジが発生した場合でも正確な
割当て符号量を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【産業上の利用分野】本発明は、高能率符号化装置等に
おいて採用されるレート制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像のディジタル圧縮が検討され
ている。特に、ＤＣＴ（離散コサイン変換）を用いた高
能率符号化については、各種標準化案が提案されてい
る。高能率符号化技術は、ディジタル伝送及び記録等の
効率を向上させるために、より小さいビットレートで画
像データを符号化するものである。ＤＣＴは、１フレー
ムを複数のブロック（ｍ画素×ｎ水平走査線）に分割
し、このブロック単位で映像信号を周波数成分に変換す
ることにより、空間軸方向の冗長度を削減している。

【０００３】高能率符号化においては、１フレーム内で
ＤＣＴによる圧縮（フレーム内圧縮）を行うだけでな
く、フレーム間の相関を利用して時間軸方向の冗長度を
削減するフレーム間圧縮も採用する。フレーム間圧縮
は、一般の動画像が前後のフレームでよく似ているとい
う性質を利用して、前後のフレームの差分を求め差分値
をＤＣＴ処理することによって、ビットレートを一層低
減させるものである。

【０００４】フレーム間で高能率符号化を行う装置にお
いては、参考文献１（安田浩著『マルチメディア符号化
の国際標準』丸善）に記載されているように、ＭＰＥＧ
（Moving Picture experts group）等などで検討してい
るハイブリッド方式が主流となっている。この方式で
は、先ず動き補償フレーム間予測を行って予測誤差を求
め、次に求めた予測誤差を８画素×８水平走査線（以
下、８×８という）のブロックサイズでＤＣＴ処理した
後量子化し、更に可変長符号化する。動き補償フレーム
間予測及び直交変換符号化を採用することにより、映像
信号は時間軸方向及び空間軸方向の冗長度が大幅に削減
されて高圧縮の符号化が行われる。

【０００５】なお、ハイブリッド符号化回路において
は、ＤＣＴ処理によって１フレームの画像データを符号
化したフレーム内符号化フレーム（以下、Ｉピクチャと
いう）と、フレーム間符号化フレーム（以下、Ｐピクチ
ャという）又はＩピクチャを用いた予測符号化によって
画像データを符号化したＰピクチャと、フレーム内、前
方、後方及び両方向予測適応切換フレーム（以下Ｂピク
チャという）とによって構成される。Ｉピクチャはフレ
ーム内の情報のみによって符号化されているので、単独
の符号化データのみによって復号可能であり、エラー伝
播防止等のために、十数フレームに１枚挿入するように
なっている。なお、Ｉピクチャはフレーム内の空間軸方
向の冗長度のみを除去するものであるので、Ｐ，Ｂピク
チャに比べて符号化効率は低い。このように、ハイブリ
ッド方式では、符号化効率（使用符号量）が異なるピク
チャタイプの符号化フレームから構成されている。

【０００６】図５はこのようなハイブリッド符号化回路
を示すブロック図である。

【０００７】輝度信号及び色差信号は、８×８のブロッ
ク単位で入力端子１に入力する。この入力信号は引算器
２を介してＤＣＴ回路３に与える。ＩピクチャとＰ，Ｂ
ピクチャとの切換え、即ち、フレーム内圧縮とフレーム
間圧縮との切換えはスイッチ16によって行う。後述する
ように、Ｉピクチャを作成する場合には、スイッチ16は
オフであり、入力された信号はそのままＤＣＴ回路３に
与えられる。

【０００８】ＤＣＴ回路３には１ブロックが８×８画素
で構成された信号が入力され、ＤＣＴ回路３は８×８の
２次元ＤＣＴ処理によって入力信号を周波数成分に変換
する。これにより、空間的な相関成分を削減可能とな
る。すなわち、ＤＣＴ回路３の出力（変換係数）は量子
化回路４に与え、量子化回路４は変換係数を所定の量子
化係数で再量子化することによって、１ブロックの信号
の冗長度を低減する。

【０００９】量子化回路４からの量子化データは可変長
符号化回路11に与え、量子化出力の統計的符号量から算
出した結果に基づいて、例えばハフマン符号化する。こ
れにより、出現確率が高いデータは短いビットを割当
て、出現確率が低いデータは長いビットを割当てて、伝
送量を一層削減する。こうして、可変長符号化回路16か
らフレーム内圧縮された符号化出力が得られる。

【００１０】一方、Ｐ，Ｂピクチャを作成する場合には
スイッチ16はオンにする。入力端子１からの現フレーム
の信号は、引算器２において後述する動き補償された予
測フレームのデータから引算されて、ＤＣＴ回路３に与
えられる。すなわち、この場合には、フレーム間の画像
の冗長性を利用して差分データを符号化するフレーム間
符号化が行われる。フレーム間符号化において、単に前
又は後フレームと現フレームとの差分を求めると、画像
に動きがある場合には差分が大きなものとなる。そこ
で、現フレームの所定位置に対応する前又は後フレーム
の位置を求めて動きベクトルを検出し、この動きベクト
ルに応じた画素位置において差分を求めることによって
動き補償を行って差分値を小さくするようにしている。

【００１１】なお、Ｐピクチャは前フレーム方向のフレ
ームの動きを検出して動き補償し、Ｂピクチャは前後両
方向のうち符号化効率の良い方のフレームを用いて動き
補償するものであるので、ＰピクチャとＢピクチャの符
号化効率も異なる。

【００１２】予測フレームは量子化出力を復号すること
により得ている。すなわち、量子化回路４の出力は逆量
子化回路５にも与える。量子化出力は逆量子化回路５に
おいて逆量子化し、更に逆ＤＣＴ回路６において逆ＤＣ
Ｔ処理して元の映像信号に戻す。なお、ＤＣＴ処理、再
量子化、逆量子化及び逆ＤＣＴ処理では、完全に元の情
報を再生することはできず、一部の情報は欠落してしま
う。引算器２の出力が差分情報であるので、逆ＤＣＴ回
路６の出力も差分情報である。逆ＤＣＴ回路６の出力は
加算器７に与える。加算器７の出力は約１フレーム期間
信号を遅延させる可変遅延回路８及び動き補償回路９を
介して帰還されており、加算器７は前フレームのデータ
に差分データを加算して現フレームのデータ（ローカル
デコードデータ）を再生し可変遅延回路８に出力する。

【００１３】可変遅延回路８からの前（予測）フレーム
のデータと入力端子１からの現フレームのデータとは動
き検出回路10に与えて動きベクトルを検出する。動き検
出回路10は求めた動きベクトルを動き補償回路９に出力
する。動き補正回路９は、可変遅延回路８から対応する
ブロックのデータを抽出して動きベクトルに応じて補正
を行い、スイッチ16を介して引算器２に出力すると共
に、時間調整の後スイッチ17を介して加算器７に出力す
る。こうして、動き補償された前フレームのデータが動
き補償回路10からスイッチ16を介して引算器２に供給さ
れることになり、引算器２は予測誤差をＤＣＴ回路３に
与える。このように、スイッチ16のオン時はフレーム間
圧縮モードとなり、スイッチ16オフ時はフレーム内圧縮
モードとなる。なお、スイッチ16のオン，オフは適宜定
めたリフレッシュ周期信号によって制御する。

【００１４】ところで、出力データの符号量は入力画像
に依存して大きく変化しようとする。そこで、量子化回
路４に与える量子化係数を制御することにより、出力符
号量を定レート化する方法を採用する。即ち、可変長符
号化回路11の出力を使用符号量計算回路12に与える。使
用符号量計算回路12は可変長符号化回路11と平均量子化
幅計算回路14の出力から各ピクチャタイプ毎に使用符号
量を計算して符号割当て計算回路13に出力する。各ピク
チャタイプは使用符号量が異なることから、各ピクチャ
タイプ毎に異なる割当て符号量を決定しなければならな
い。符号割当計算回路13は各ピクチャクイプの使用符号
量同士の比と設定ビットレートから求まる所定ビット量
とに基づいて、各ピクチャタイプ毎の割当て符号量を決
定する。そして、各ピクチャタイプの符号量が割当て符
号量以内に納まるように、量子化係数を各ピクチャタイ
プ毎に設定して量子化回路４に与えている。

【００１５】図６はこの符号割当て動作を詳細に説明す
るための説明図である。

【００１６】ハイブリッド符号化回路においては、少な
くとも１つのＩピクチャと非Ｉピクチャとによって画像
単位ＧＯＰ（グループオブピクチャ）を構成する。図６
では例えばＩ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂピクチ
ャの９ピクチャによってＧＯＰを構成したことを示して
いる。上述したように、各ピクチャタイプ毎に割当て符
号量は異なる。割当て符号量は、既に符号化された各ピ
クチャタイプの使用符号量を求め、１ＧＯＰ毎に設定さ
れる符号量を使用符号量の比によって分配することによ
り得る。

【００１７】例えば、いま、第１０フレーム目のＩピク
チャの割当て符号量Ｔｉ（ｌ０）を求めるものとする。
既に符号化されたフレームのうち第１０フレームに最も
近いフレームの実際の使用符号量を各ピクチャタイプ毎
に求める。即ち、Ｉピクチャについては第１フレームの
符号量Ｘｉ（１）を求め、Ｐピクチャについては第７フ
レームの符号量Ｘｐ（７）を求め、Ｂピクチャについて
は第９フレームの符号量Ｘｂ（９）を求める。

【００１８】次に、映像信号の相関性から、第１フレー
ムの使用符号量Ｘｉ（１）と、符号化しようとする第１
０フレームの使用符号量とが略等しいものとして、符号
量割当てを行う。即ち、設定ビットレート及び１ＧＯＰ
のフレーム枚数に基づく１ＧＯＰ中の残り符号量をＲ、
１ＧＯＰ中のＰピクチャの残り枚数をＮｐ、１ＧＯＰ中
のＢピクチャの残り枚数をＮｂとすると、割当て符号量
Ｔｉ（１０）は下記式（１）によって決定する。

【００１９】 また、第１１フレームのＢピクチャの割当て符号量Ｔｂ
（１１）は下記式（２）によって決定する。

【００２０】 また、第１３フレームのＰピクチャの割当て符号量Ｔｐ
（１３）は下記式（３）によって決定する。

【００２１】 このように、１ＧＯＰ前の最も近い同一ピクチャタイプ
の符号量を基に符号量の割当てを行っている。ところ
が、１ＧＯＰは通常十数フレームで構成されることか
ら、１ＧＯＰ中にシーンチェンジが含まれることが比較
的多い。例えば、第２乃至９フレームにおいてシーンチ
ェンジが発生した場合には、第１フレームの使用符号量
と第１０フレームの使用符号量とは大きく異なる。従っ
て、上記式（１）のように第１０フレーム目の符号量割
当てにおいて第１フレームの使用符号量を用いると、使
用符号量情報の誤差から適切な符号量割当てが行われな
い。

【００２２】Ｉピクチャの割当て符号量に誤差が生じる
と、Ｐ，Ｂピクチャに比べて使用符号量が大きいことか
ら全体画質に悪影響を及ぼす。例えば必要以上にＩピク
チャの割当て符号量が多くなると、Ｉピクチャの画質は
良くなるが以後のＰ，Ｂピクチャに対する割当符号量が
減少する。Ｉピクチャよりも数が多いＰ，Ｂピクチャが
劣化してしまうので、全体の画質が劣化してしまう。ま
た、Ｉピクチャに対する割当て符号量が必要な符号量よ
りも小さくなると、Ｉピクチャによる再生画像は劣化し
てしまう。ＩピクチャはＰ，Ｂピクチャを復号する場合
にも用いられ、画質に対する影響が大きいことから、全
体の画質が劣化してしまう。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来、各
ピクチャの割当て符号量は、既に符号化された各ピクチ
ャの使用符号量を求め、使用可能な符号量を、求めた各
ピクチャの使用符号量の比に応じて分配することにより
決定していることから、使用符号量を求めたフレームの
後にシーンチェンジが生じた場合等においては符号量割
当てが適切に行われず、画質が劣化してしまうという問
題点があった。

【００２４】本発明は、シーンチェンジが生じた場合で
も適切な符号量割当てを可能にすることができるレート
制御回路を提供することを目的とする。

【００２５】［発明の構成］

【課題を解決するための手段】本発明に係るレート制御
回路は、入力画像に対する符号化方法として画面内符号
化及び複数種類の画面間符号化を切換えて用いる符号化
手段の出力から前記符号化方法毎に使用符号量を求める
使用符号量計算手段と、前記入力画像のアクティビティ
を求めるアクティビティ計算手段と、前記アクティビテ
ィと前記使用符号量とを用いて、既に符号化された画像
に対して実際とは異なる種類の符号化方法で符号化され
た場合の符号量を予測して予測使用符号量を出力する符
号量予測手段と、前記使用符号量及び前記予測使用符号
量を用いて前記符号化方法毎の符号量の割当てを行う符
号量割当て手段とを具備したものであり、更に、前記入
力画像と動き補償予測画像との予測誤差のアクティビテ
ィを求めることにより前記複数種類の画面間符号化によ
る使用符号量に比例した出力を得る画面間符号用アクテ
ィビティ計算手段と、この画面間符号用アクティビティ
計算手段の出力と前記使用符号量計算手段が求めた使用
符号量とを用いて、既に符号化された画像に対して実際
とは異なる種類の画面間符号化方法で符号化された場合
の符号量を予測して画面間符号予測使用符号量を出力す
る画面間符号符号量予測手段と、を備えて、前記画面間
符号予測使用符号量をも用いて符号量の割当てを行うも
のである。

【００２６】

【作用】本発明において、アクティビティ計算手段が求
めた入力信号のアクティビティは画面内符号化した場合
の使用符号量に比例する。使用符号量計算手段は各符号
化方法毎に使用符号量を求める。符号量予測手段は、既
に画面間符号化された画像の使用符号量と前記アクティ
ビティとを用いることにより、所定の画面を画面内圧縮
した場合の使用符号量を予測する。符号量割当て手段は
使用符号量及び予測使用符号量を用いて各符号化方法毎
に符号量割当てを行う。使用符号量を予測する画面とし
て符号量割当てを行う画面に比較的近い画面を選択する
ことにより、シーンチェンジが発生した場合でも正確に
符号量割当てを行うことができる。また、画面間符号用
アクティビティ計算手段によって画面間符号化による使
用符号量に比例したアクティビティを求め、このアクテ
ィビティを用いて画面間符号予測使用符号量を求めて符
号量割当てを行うことにより、一層正確な符号量割当て
が可能となる。

【００２７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明に係るレート制御回路の一実
施例を示すブロック図である。図１において図５と同一
の構成要素には同一符号を付してある。

【００２８】入力端子１には８×８のブロック単位で輝
度信号及び色差信号を入力する。この入力信号は引算器
２に与える。引算器２はスイッチ16を介して前フレーム
を用いた予測フレームのデータが入力されて、フレーム
間圧縮処理時には入力信号を予測フレームのデータから
引き算してＤＣＴ回路３に出力し、フレーム内圧縮処理
時には入力信号をそのままＤＣＴ回路３に出力するよう
になっている。

【００２９】ＤＣＴ回路３は引算器２の出力を８×８の
２次元ＤＣＴ処理して量子化回路４に出力する。量子化
回路４は、符号割当て計算回路13によって量子化係数が
制御され、ＤＣＴ回路３出力を量子化係数を用いて量子
化してビットレートを低減し可変長符号化回路11に出力
する。可変長符号化回路11は、入力されたデータを可変
長符号に変換してビットレートを更に低減させて出力す
る。

【００３０】量子化回路４の出力は逆量子化回路５にも
与える。逆量子化回路５は量子化出力を逆量子化して逆
ＤＣＴ回路６に出力する。逆ＤＣＴ回路６は逆量子化回
路５の出力を逆ＤＣＴ処理してＤＣＴ処理以前の元のデ
ータに戻して加算器７に出力する。加算器７の出力は、
１フレーム期間遅延させる可変遅延回路８、動き補償回
路９及びスイッチ17を介して帰還されており、加算器７
は現フレームの差分データと前フレームのデータとを加
算することにより、引算器２による差分処理以前の元の
データに戻して可変遅延回路８に出力する。可変遅延回
路８の出力は動き検出回路10にも与えている。

【００３１】動き検出回路10は入力信号も入力されて、
例えば全探索型動きベクトル検出によるマッチング計算
によって動きベクトルを求めて動き補償回路９に出力す
る。動き補償回路９は、動きベクトルに基づいて、可変
遅延回路８の出力を動き補正し、動き補正した予測フレ
ームデータをスイッチ16を介して引算器２に出力する。
スイッチ16，17は端子15を介して入力されるリフレッシ
ュ周期信号によってオンオフ制御するようになってい
る。

【００３２】可変長符号化回路11の出力は使用符号量計
算回路12にも与える。使用符号量計算回路12は可変長符
号化回路11と平均量子化幅計算回路14の出力から各ピク
チャタイプ毎に使用符号量を計算する。本実施例におい
ては、求めた使用符号量は符号量予測回路101 に与える
ようになっている。符号量予測回路101 にはアクティビ
ティ計算回路100 からのアクティビティも入力する。ア
クティビティ計算回路100 は、例えば８×８の１ブロッ
ク内の直流成分に対する分散によってブロック毎の情報
量（アクティビティ）を求め、更に累積することにより
フレーム毎のアクティビティを求める。このアクティビ
ティはＩピクチャの符号量に略比例する。

【００３３】符号量予測回路101 は、既に符号化が行わ
れた１画像単位前の最後のフレームをフレーム内圧縮し
たときの符号量を予測する。即ち、符号量予測回路101
は、既に符号化が行われた１画像単位前のＩピクチャの
使用符号量に、１画像単位前の最後のフレームのアクテ
ィビティと１画像単位前のＩピクチャの符号化前のアク
ティビティとの比を乗算して符号量を予測する。符号量
予測回路101 は、Ｉピクチャについては、この予測した
符号量を使用符号量として符号割当て計算回路13に出力
するようになっている。

【００３４】符号割当て計算回路13は１画像単位に設定
された符号量を入力された各ピクチャ毎の使用符号量に
基づいて分配することにより、各ピクチャタイプ毎の割
当て符号量を求める。符号量割当て計算回路13は求めた
割当て符号量に基づいて各ピクチャタイプ毎に量子化係
数を決定して平均量子化幅計算回路14及び量子化回路４
に出力する。この量子化係数を用いて量子化を行うこと
により使用符号量が割当て符号量以内に納まるようにし
ている。

【００３５】次に、このように構成された実施例の動作
について図２を参照して説明する。図２は符号量の割当
てを説明するための説明図である。

【００３６】Ｉピクチャ作成時に、入力信号をＤＣＴ回
路３によってＤＣＴ処理、量子化回路４によって量子化
し、可変長符号化回路11によって可変長符号化すること
は従来と同様である。また、逆量子化回路５及び逆ＤＣ
Ｔ回路６によって元のデータに戻し、可変遅延回路８、
動き補償回路９及び加算器７によって動き補償した予測
フレームを作成して、引算器２によって予測誤差を求め
ることより、Ｐ，Ｂピクチャを作成することも従来と同
様である。本実施例は符号量の割当て動作に特徴を有す
る。

【００３７】いま、図２に示すように、画像単位ＧＯＰ
は、Ｉ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂピクチャの第
１乃至第９フレーム，第１０乃至第１８フレーム，…の
符号化データで構成するものとする。アクティビティ計
算回路100 は入力信号の各ブロック毎の分散を求めるこ
とによりブロックのアクティビティを求め、更に、第１
フレーム，第２フレーム，…のアクティビティＡＩ1 ，
ＡＩ2 ，…を求める。このアクティビティは符号量予測
回路101 に与える。

【００３８】可変長符号化回路11の出力は使用符号量計
算回路12に与えており、使用符号量計算回路12は各ピク
チャタイプ毎の使用符号量Ｘｉ（１），Ｘｂ（２），Ｘ
ｂ（３），Ｘｐ（４），…を求めて符号量予測回路101
に出力する。符号量予測回路101 は、符号化しようとす
る第（ｎ＋１）ＧＯＰに最も近いフレームである第ｎＧ
ＯＰの最後のフレームをフレーム内符号化したときの符
号量を予測する。即ち、この予測は、第１フレームと第
９フレームのアクティビティＡＩ1 ，ＡＩ9 の比と使用
符号量Ｘｉ（１）とを用いた下記式（４）に示す演算に
よって行う。

【００３９】 上記式（４）の予測符号量Ｘｉ（９）′は、第１フレー
ムと第９フレームのアクティビティ比を用いているの
で、例えば第２フレームから第９フレームにシーンチェ
ンジが発生した場合においても、第９フレームをフレー
ム内符号化処理したときの使用符号量に近似した値とな
る。

【００４０】符号量予測回路101 は、Ｉピクチャについ
ては、使用符号量Ｘｉ（１）に代えて、上記式（４）の
演算によって求めた符号量Ｘｉ（９）′を符号割当て計
算回路13に与える。符号割当て計算回路13は第１０フレ
ームのＩピクチャの割当て符号量Ｔｉ（１０）を求める
場合には、実際の使用符号量Ｘｉ（１）ではなく予測し
た符号量Ｘｉ（９）′を用い、また、比較的近いフレー
ムである第７，９フレームの符号量Ｘｐ（７），Ｘｂ
（９）を用いて、下記式（５）に示す演算を行う。

【００４１】 このように、本実施例においては、各フレームのアクテ
ィビティを求め、実際にはフレーム間符号化されている
フレームをフレーム内符号化したときの符号量を、その
フレームのアクティビティと既にフレーム内符号化され
たフレームのアクティビティとの比にＩピクチャの使用
符号量を乗算することにより予測する。この予測結果
は、既にフレーム内符号化されたフレームと符号化しよ
うとするフレームとの間にシーンチェンジが発生した場
合でも、大きな誤差を有することはない。この予測結果
をＩピクチャの符号量の割当てに用いるので、また、予
測する第９フレームは符号化しようとする第１０フレー
ムに近いフレームであるので、Ｉピクチャの符号量割当
て演算は正確なものとなる。Ｉピクチャに対する符号量
割当てを適切に行うことができ、従ってＰ，Ｂピクチャ
に対する符号割当ても適切となるので、全体画質を向上
させることができる。

【００４２】図３は本発明の他の実施例を示すブロック
図である。図３において図１と同一の構成要素には同一
符号を付して説明を省略する。

【００４３】図１の実施例においてはＩピクチャの使用
符号量を予測したが、本実施例では、Ｐピクチャの使用
符号量も予測することにより、一層正確な符号割当てを
可能にしている。動き検出回路210 を設け、動き補償回
路209 、引算器202 、アクティビティ計算回路200 及び
符号量予測回路201 を付加した点が図１の実施例と異な
る。

【００４４】動き検出回路210 はＰピクチャを処理する
ために前方向に対する動き検出を行うと共に、Ｂピクチ
ャを処理するために前後両方向に対する動き検出を行っ
ている。動き検出回路210 はＰピクチャを作成する場合
には前方に対する動きベクトルを動き補償回路９に出力
し、Ｂピクチャを作成する場合には、前方に対する動き
ベクトルと後方に対する動きベクトルのうち符号化効率
が高い方の動きベクトルを選択して動き補償回路９に出
力する。更に、本実施例においては、動き検出回路210
は常に前方に対する動きベクトルを動き補償回路209 に
出力するようになっている。

【００４５】動き補償回路209 は可変遅延回路８からの
予測フレームを前方に対する動きベクトルによって動き
補償して引算器202 に出力する。引算器202 は入力信号
と動き補償された予測フレームとの減算から予測誤差を
求めてアクティビティ計算回路200 に出力する。この場
合には、動き補償回路209 から前方フレームの動き補償
予測フレームが出力されているので、引算器202 からは
フレーム間冗長が削除されたＰピクチャ用の予測誤差が
得られる。

【００４６】アクティビティ計算回路200 は引算器202
の出力のアクティビティを求めて符号量予測回路201 に
出力する。このアクティビティはＰピクチャの使用符号
量に略比例する。符号量予測回路201 は既に符号化が行
われた１画像単位前の最後のフレームを前方フレーム間
圧縮したときの符号量を予測する。即ち、符号量予測回
路201 は、既に符号化が行われた１画像単位前のＰピク
チャの使用符号量に、１画像単位前の最後のフレームの
アクティビティと１画像単位前の最も近いＰピクチャの
符号化前のアクティビティとの比を乗算して符号量を予
測する。符号量予測回路201 は、Ｐピクチャについて
は、この予測した符号量を使用符号量として符号割当て
計算回路13に出力するようになっている。

【００４７】次に、このように構成された実施例の動作
について図４を参照して説明する。図４は符号量の割当
てを説明するための説明図である。

【００４８】可変遅延回路８からの予測フレームは動き
補償回路209 に与えて前方動き補償した後引算器202 に
与える。引算器202 は入力信号と動き補償された予測フ
レームとの減算によって予測誤差を求めてアクティビテ
ィ計算回路200 に与える。アクティビティ計算回路200
は予測誤差のアクティビティを求める。この場合には、
予測誤差が前方動き補償されたものであるので、アクテ
ィビティはＰピクチャの符号量に略比例する。アクティ
ビティ計算回路200 からの第１フレーム，第２フレー
ム，…のアクティビティＡＰ1 ，ＡＰ2 ，…は符号量予
測回路201 に出力する。

【００４９】符号量予測回路201 は、符号化しようとす
る第（ｎ＋１）ＧＯＰに最も近いフレームである第ｎＧ
ＯＰの最後のフレームを前方フレーム間符号化したとき
の符号量を予測する。即ち、この予測は、第（ｎ＋１）
ＧＯＰに最も近い前方フレーム間符号化フレームである
第７フレームと第９フレームのアクティビティＡＰ7，
ＡＰ9 の比と使用符号量Ｘｐ（７）とを用いた下記式
（６）に示す演算によって行う。

【００５０】 符号量予測回路201 の出力は符号割当て計算回路13に与
える。また、符号割当て計算回路13には、符号量予測回
路101 から第ｎＧＯＰの第９フレームをフレーム内圧縮
した場合の予測符号量Ｘｉ（９）′も入力されており、
符号割当て計算回路13は下記式（７）に示す演算によっ
て第（ｎ＋１）ＧＯＰの第１０フレームのＩピクチャの
割当て符号量を求める。

【００５１】 上記式（７）に示す割当て符号量は第１実施例で得られ
る式（５）の割当て符号量よりも一層正確なものとな
る。

【００５２】なお、上記各実施例においては、フレーム
のアクティビティに基づいて符号量を予測して割当て符
号量を求める例を説明したが、１フレームを小ブロック
に分割し、各ブロック毎に求めたアクティビティを用い
て割当て符号量を求める方法に適応可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ーンチェンジが生じた場合でも適切な符号量割当てを可
能にすることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレート制御回路の一実施例を示す
ブロック図。

【図２】実施例の動作を説明するための説明図。

【図３】本発明の他の実施例を示すブロック図。

【図４】図３の実施例の動作を説明するための説明図。

【図５】ハイブリッド符号化回路を示すブロック図。

【図６】従来例を説明するための説明図。

【符号の説明】

12…使用符号量計算回路、13…符号割当て計算回路、10
0 …アクティビティ計算回路、101 …符号量予測回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像に対する符号化方法として画面
   内符号化及び複数種類の画面間符号化を切換えて用いる
   符号化手段の出力から前記符号化方法毎に使用符号量を
   求める使用符号量計算手段と、 前記入力画像のアクティビティを求めるアクティビティ
   計算手段と、 前記アクティビティと前記使用符号量とを用いて、既に
   符号化された画像に対して実際とは異なる種類の符号化
   方法で符号化された場合の符号量を予測して予測使用符
   号量を出力する符号量予測手段と、 前記使用符号量及び前記予測使用符号量を用いて前記符
   号化方法毎の符号量の割当てを行う符号量割当て手段と
   を具備したことを特徴とするレート制御回路。
2. 【請求項２】 入力画像に対する符号化方法として画面
   内符号化及び複数種類の画面間符号化を切換えて用いる
   符号化手段の出力から前記符号化方法毎に使用符号量を
   求める使用符号量計算手段と、 前記入力画像のアクティビティを求めるアクティビティ
   計算手段と、 前記アクティビティと前記使用符号量とを用いて、既に
   符号化された画像に対して実際とは異なる種類の符号化
   方法で符号化された場合の符号量を予測して予測使用符
   号量を出力する符号量予測手段と、 前記入力画像と動き補償予測画像との予測誤差のアクテ
   ィビティを求めることにより前記複数種類の画面間符号
   化による使用符号量に比例した出力を得る画面間符号用
   アクティビティ計算手段と、 この画面間符号用アクティビティ計算手段の出力と前記
   使用符号量計算手段が求めた使用符号量とを用いて、既
   に符号化された画像に対して実際とは異なる種類の画面
   間符号化方法で符号化された場合の符号量を予測して画
   面間符号予測使用符号量を出力する画面間符号符号量予
   測手段と、 前記使用符号量、予測使用符号量及び画面間符号予測使
   用符号量を用いて前記符号化方法毎の符号量の割当てを
   行う符号量割当て手段とを具備したことを特徴とするレ
   ート制御回路。