JPH0799810B2 - Encoding output data amount control system and decoding device thereof - Google Patents

Encoding output data amount control system and decoding device thereof

Info

Publication number
JPH0799810B2
JPH0799810B2 JP2062887A JP6288790A JPH0799810B2 JP H0799810 B2 JPH0799810 B2 JP H0799810B2 JP 2062887 A JP2062887 A JP 2062887A JP 6288790 A JP6288790 A JP 6288790A JP H0799810 B2 JPH0799810 B2 JP H0799810B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data amount
quantization step
data
control
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2062887A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03263927A (en
Inventor
賢二 杉山
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.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP2062887A priority Critical patent/JPH0799810B2/en
Publication of JPH03263927A publication Critical patent/JPH03263927A/en
Publication of JPH0799810B2 publication Critical patent/JPH0799810B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) ディジタル信号の処理を行なう記録、伝送、表示装置に
おいて、信号をより少ない符号量で効率的に符号化する
効能率符号化方式に係り、出力されるデータ量を均一に
するための符号化出力データ量制御方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of use) In a recording, transmission, and display device for processing a digital signal, an efficiency coding method for efficiently coding a signal with a smaller code amount is output. The present invention relates to a coded output data amount control method for making the amount of data to be reproduced uniform.

(従来の技術) 予測符号化における予測残差や交換符号化における直交
変換係数は、発生する信号のレベル分布にかなり偏りが
ある。
(Prior Art) Prediction residuals in predictive coding and orthogonal transform coefficients in exchange coding have a considerable bias in the level distribution of generated signals.

そこで、信号レベルの発生頻度に合わせて異なった長さ
の符号を割り当てると、データ量の平均値は固定長の符
号に対して短くできる。
Therefore, by assigning codes of different lengths according to the frequency of occurrence of the signal level, the average value of the data amount can be shortened with respect to the fixed-length code.

可変長の符号はハフマン符号などによって決められ、デ
ータの発生頻度に偏りがあるほど全体のデータ量は下げ
られる。
The variable length code is determined by a Huffman code or the like, and the more the data generation frequency is biased, the lower the total data amount can be.

この様に可変長符号を用いると、再生信号の品質を同等
に保ちながら、固定長符号よりも平均のデータ量を少な
くすることができる。
By using the variable-length code in this way, the average data amount can be made smaller than that of the fixed-length code while maintaining the quality of the reproduced signal equal.

しかし、発生するデータ量が一定でなくなるので、実際
の装置では発生するデータ量を制御して均一になるよう
にする必要がある。
However, since the amount of generated data is not constant, it is necessary to control the amount of generated data to be uniform in an actual device.

最も一般的なデータ量の制御として、データ出力バッフ
ァによるフィードバック制御がある。
Feedback control by a data output buffer is one of the most common control methods for controlling the amount of data.

符号化のデータ量が増加し、バッファに貯められている
データ量が多くなってきたら、量子化のステップを粗く
してデータ量が少なくなるようにする。
When the amount of encoded data increases and the amount of data stored in the buffer increases, the quantization step is roughened to reduce the amount of data.

この様な制御方式はテレビ会議等のシステムで使われて
いる。
Such a control system is used in a system such as a video conference.

一方、記録媒体への符号化の適用を考えた場合、ただ単
純に記録再生を行なうだけでなく特殊再生等の機能が望
まれる。
On the other hand, when considering the application of encoding to a recording medium, not only simple recording and reproduction but also functions such as special reproduction are desired.

又、符号化された画像データの編集では、画像データを
入れ換えるために、データ長が1フレーム程度の単位で
固定である必要がある。
Further, in the editing of encoded image data, the data length needs to be fixed in units of about one frame in order to replace the image data.

この様な場合に前記フィードバック制御では、データ量
の平均値は一定に保たれるものの、データ量を希望する
単位で確実に一定値以内に納めることはできない。
In such a case, although the average value of the data amount is kept constant by the feedback control, the data amount cannot be surely kept within the constant value in a desired unit.

そこで、データ量が一定値以内になるようにしたデータ
量の制御方式として、本願と同一出願人同一発明者によ
る先願、特願平1−14273号「符号化出力データ量の制
御方式」がある。
Therefore, as a data amount control method for keeping the data amount within a fixed value, there is a prior application by the same applicant and the same inventor of the present application, Japanese Patent Application No. 1-14273, "Encoding output data amount control method". is there.

この方式は可変長符号化を用いながら、フィードフォワ
ードとフィードバックの両方の制御を行なうことで、符
号化効率の低下や画質劣化なく、データ量を確実に一定
値以内に納めようとするものである。
This method uses both variable-length coding and controls both feedforward and feedback to ensure that the amount of data is kept within a certain value without deterioration of coding efficiency or deterioration of image quality. .

(発明が解決しようとする課題) 従来のフィードバック制御では、可変長符号化によって
高い符号化効率が得られるが、データ量をフレーム単位
などで確実に一定値以内に納めることができず、蓄積系
メディアに適用し難いという不具合があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In conventional feedback control, high coding efficiency can be obtained by variable-length coding, but the amount of data cannot be reliably stored within a fixed value in units of frames, etc. There was a problem that it was difficult to apply to media.

一方、先願の特願平1−14273号「符号化出力データ量
の制御方式」は、正規化を行なう高能率符号化に対して
制御を行なうもので、ブロック当りのデータ量を正規化
係数で予測し、復号側では伝送されてくる正規化係数を
用いて符号化側と同様な処理により量子化を制御するの
で、正規化処理が行なわれていることが前提となり、正
規化を行なわない符号化の場合には適用できず、汎用性
が無いという不具合があった。
On the other hand, the Japanese Patent Application No. 1-14273, "Control system of encoded output data amount", which controls high efficiency encoding for normalization, controls the data amount per block by a normalization coefficient. , And the decoding side uses the transmitted normalization coefficient to control the quantization by the same processing as the encoding side, so it is assumed that the normalization processing has been performed, and normalization is not performed. There is a problem that it cannot be applied in the case of encoding and has no versatility.

本発明は、以上の点に着目してなされたものであり、フ
ィードフォワードとフィードバックの両方によりデータ
量を制御し、フィードバック制御がどの様におこなわれ
たかの制御情報は、直交変換係数の可変長符号化と同様
な手法で符号化し、復号側に伝送するので、データ量を
フレーム単位などで確実に一定値以内に納めることがで
きて蓄積メディアに適用できると共に、特殊な正規化処
理等も必要なく汎用性のある符号化出力データ量制御方
式及びその復号装置を提供することを目的とするもので
ある。
The present invention has been made by paying attention to the above points, and controls the amount of data by both feedforward and feedback, and the control information of how the feedback control is performed is the variable length code of the orthogonal transform coefficient. Since it is encoded in the same way as the encoding and transmitted to the decoding side, the amount of data can be reliably stored within a fixed value in frame units, etc., and can be applied to storage media, and special normalization processing etc. are not required. It is an object of the present invention to provide a versatile encoded output data amount control system and a decoding apparatus therefor.

(課題を解決するための手段) 本発明は、上記課題を解決するために、 (1)予め定められた一定区間毎の符号化出力データ量
が一定値以内になるようにデータ量を制御して高能率符
号化を行なわせるようにした符号化出力データ量制御方
式において、前記一定区間より細かな区間を単位にして
データ量を予測し、前記一定区間での予測データ量の合
計が一定になるような予測データ量と、仮量子化ステッ
プの値を設定するフィードフォワード制御手段と、前記
予測データ量と実際に符号化された実際データ量の差を
蓄積し、この累積データ量で、実際データ量が予測デー
タ量より多い場合には最終的な量子化ステップが粗くな
るように、実際データが予測データ量より少ない場合に
は最終的な量子化ステップが細かくなるように前記仮量
子化ステップの値を補正するフィードバック制御手段
と、前記フィードフォワード及びフィードバック制御手
段で制御された量子化ステップについての制御情報を符
号化し、復号側に伝送する制御情報符号化手段より構成
されることを特徴とする符号化出力データ量制御方式を
提供し、 (2)請求の範囲(1)の符号化出力データ量制御方式
を用いて符号化,伝送された制御情報を復号する制御情
報復号手段と、前記復号された制御情報によって制御さ
れて、符号化データの復号動作をする符号化データ復号
手段より構成されることを特徴とする符号化出力データ
量制御方式の復号装置を提供するものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention (1) controls the data amount so that the encoded output data amount for each predetermined constant section is within a predetermined value. In a coded output data amount control method for performing high-efficiency coding by predicting the data amount in units smaller than the fixed section, the total of the predicted data amount in the fixed section becomes constant. Such a predicted data amount, a feedforward control means for setting the value of the temporary quantization step, and a difference between the predicted data amount and the actually encoded actual data amount are accumulated, and with this accumulated data amount, If the data amount is larger than the predicted data amount, the final quantization step becomes coarse, and if the actual data is smaller than the predicted data amount, the final quantization step becomes finer. A feedback control means for correcting the value of the quantization step, and control information coding means for coding the control information for the quantization step controlled by the feedforward and feedback control means and transmitting it to the decoding side. And a control information decoding means for decoding the control information encoded and transmitted using the coded output data amount control method according to claim (1). The present invention provides a decoding device of an encoded output data amount control system, characterized in that the decoding device is constituted by an encoded data decoding unit that performs an operation of decoding encoded data under the control of the decoded control information. .

(作用) 前記課題を解決するために、フィードフォワードとフィ
ードバックの両方によりデータ量を制御し、フィードバ
ックによる制御情報を可変長符号化し復号側へ伝送す
る。
(Operation) In order to solve the above problem, the data amount is controlled by both feedforward and feedback, and control information by feedback is variable length coded and transmitted to the decoding side.

データ量の制御は、まずブロック毎のアクティビティで
データ量の予測値を求め、フィードフォワード制御によ
り仮量子化ステップを設定する。ここで、アクティビテ
ィは直交変換係数の交流成分の二乗平均値などを用い
る。
To control the amount of data, first, the predicted value of the amount of data is obtained by the activity of each block, and the provisional quantization step is set by feedforward control. Here, as the activity, the root mean square value of the AC components of the orthogonal transformation coefficient or the like is used.

実際の可変長符号化で生じるデータ量の予測値との差
は、ブロック単位のフィードバック制御で量子化ステッ
プをシフトすることより誤差累積が大きくならないよう
にする。
The difference between the data amount and the predicted value that occurs in the actual variable length coding is set so that the error accumulation does not become large by shifting the quantization step in the feedback control in block units.

フィードバック制御がどの様に行われたかの制御情報
は、直交交換係数の可変長符号化と同様な手法で符号化
し、復号側に伝送される。
The control information on how the feedback control is performed is encoded by the same method as the variable length encoding of the orthogonal exchange coefficient and transmitted to the decoding side.

まず、フィードフォワード制御により、データ量は目的
とするデータ量とおおよそ同じとなる。さらに、そのデ
ータ量の誤差は、ブロック単位でのフィードバック処理
により数ブロック分程度に抑えられる。データ量の変動
幅は目的データ量に対する損失となるが、それが極めて
少ないことになる。
First, the feedforward control makes the data amount approximately the same as the target data amount. Further, the error of the data amount can be suppressed to about several blocks by the feedback processing in block units. The fluctuation range of the data amount is a loss for the target data amount, but it is extremely small.

フィードバック制御はデータ量の予測誤差に対して行な
われるので、ブロック単位の制御でも画質が大きく変動
することはない。
Since the feedback control is performed with respect to the prediction error of the data amount, the image quality does not greatly change even in the block unit control.

フィードバック制御の情報を符号化して伝送するので、
その分データ量が増加するが、符号化本来のデータ量と
比較するとわずかである。
Since the feedback control information is encoded and transmitted,
Although the data amount increases by that amount, it is only a little compared with the original data amount of encoding.

その結果、可変長符号化を行いながらデータ量は希望す
る単位で固定化される。
As a result, the amount of data is fixed in a desired unit while performing variable length coding.

(実施例) 第1図は本発明の符号化出力データ量制御方式の符号化
装置の実施例を示すブロック図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a coding device of a coded output data amount control system of the present invention.

画像入力信号は、画像入力端子1より入力され、高能率
符号化処理部2へ供給され、高能率符号化処理されて、
符号化データ出力端子3より画像出力信号が取り出され
る。
The image input signal is input from the image input terminal 1, supplied to the high-efficiency encoding processing unit 2, and subjected to high-efficiency encoding processing,
An image output signal is taken out from the encoded data output terminal 3.

高能率符号化処理部2は、さらに直交変換器4、係数メ
モリ5、量子化器6、可変長符号器7、可変長バッファ
8により構成されている。
The high-efficiency encoding processing unit 2 further includes an orthogonal transformer 4, a coefficient memory 5, a quantizer 6, a variable length encoder 7, and a variable length buffer 8.

この高能率符号化処理部2は、係数メモリ5が追加され
ている以外は、国際電信電話諮問委員会CCITT、SG15で
標準化されたテレビ会議用の方式(p×64kbpsコーデッ
ク)などのフレーム内処理部と同一である。
This high-efficiency encoding processing unit 2 is an intra-frame processing such as CCITT of the International Telegraph and Telephone Consultative Committee, SG15 standardized video conferencing system (p × 64 kbps codec), etc., except that a coefficient memory 5 is added. It is the same as the section.

これは先願の特願平1−14273号の処理部が、係数の正
規化が必須になっているのに対し、それが必要ない点で
一般的で、汎用性があると言える。
It can be said that this is general and versatile in that the processing unit of Japanese Patent Application No. 1-14273 of the prior application requires the coefficient normalization, but does not require it.

以下、高能率符号化処理部2の動作を説明する。The operation of the high efficiency encoding processing unit 2 will be described below.

画像入力信号は、画像入力端子1より入力され、直交変
換器4へ供給され、まず8×8画素などのブロック毎に
係数に変換される。
The image input signal is input from the image input terminal 1 and supplied to the orthogonal transformer 4, and is first converted into a coefficient for each block such as 8 × 8 pixels.

直交変換手法としては、周知の如く離散コサイン変換
(DCT)等が使われ、変換係数の1個はDC係数(平均)
で、他の全ての変換係数はAC係数(交流)である。
As well known, the discrete cosine transform (DCT) is used as the orthogonal transform method, and one of the transform coefficients is the DC coefficient (average).
And all other conversion factors are AC factors (AC).

前記直交変換器4の出力信号である各係数は、係数メモ
リ5へ供給されている。
Each coefficient which is the output signal of the orthogonal transformer 4 is supplied to the coefficient memory 5.

係数メモリ5は、後述のフィードフォワード制御により
遅延を補償するためのものであり、データ量を一定にし
たい区間(ここでは例えば、1フレームとする)のメモ
リである。
The coefficient memory 5 is for compensating for the delay by the feedforward control described later, and is a memory for a section (here, for example, one frame) where the data amount is desired to be constant.

係数の数は変換前の画素数と等しいので、係数メモリ5
はフレームメモリに似ているが、変換後の値の精度が交
換前より高く要求され、例えば8×8DCTなら係数あたり
12ビット程度が必要になる。
Since the number of coefficients is equal to the number of pixels before conversion, the coefficient memory 5
Is similar to the frame memory, but the accuracy of the converted value is required to be higher than that before the replacement. For example, 8 × 8DCT per coefficient
It requires about 12 bits.

係数メモリ5の出力信号である変換成分は、量子化器6
へ供給され、後述する量子化ステップSqの間隔で均等量
子化される。
The transform component that is the output signal of the coefficient memory 5 is the quantizer 6
And is equally quantized at intervals of a quantization step Sq described later.

量子化器6の出力信号は、可変長符号器7へ供給され
る。
The output signal of the quantizer 6 is supplied to the variable length encoder 7.

ここでAC成分は大半が0近辺に集中しているので、予め
設定されたハフマン符号などに変換される。このハフマ
ン符号は、通常0の語長が最も短く、レベルの絶対値が
大きくなるに従って語長が長くなる。
Here, most of the AC components are concentrated in the vicinity of 0, so they are converted to a preset Huffman code or the like. In this Huffman code, the word length of 0 is usually the shortest, and the word length becomes longer as the absolute value of the level becomes larger.

さらに、0については各係数毎に符号化するのではな
く、0がいくつ続いたかを符号化する。
Furthermore, 0 is not coded for each coefficient, but the number of 0s is coded.

このようにして得られた出力データはその量がブロック
毎に異なっている。
The amount of output data thus obtained differs from block to block.

可変長符号器7の出力信号は、可変長バッファ8へ供給
される。
The output signal of the variable length encoder 7 is supplied to the variable length buffer 8.

可変長バッファ8はFIFO(First In First Out)型のメ
モリで、入力速度は可変長符号器7から出力されるデー
タの量に合わせて変わるが、いったん格納され、一定の
データレートに変換されて、符号化データ出力端子3を
介して高能率符号化された画像符号化データが取り出さ
れる。
The variable length buffer 8 is a FIFO (First In First Out) type memory, and although the input speed changes according to the amount of data output from the variable length encoder 7, it is temporarily stored and converted to a constant data rate. The high-efficiency coded image coded data is taken out via the coded data output terminal 3.

次に本発明の特徴部分であるデータ量の制御系のうち、
まずフィードフォワード制御部9について説明する。
Next, of the control system of the data amount which is the characteristic part of the present invention,
First, the feedforward control unit 9 will be described.

フィードフォワード制御部9は、さらにアクティビティ
検出器10、アクティビティメモリ11、量子化ステップ仮
設定器12により構成されている。
The feedforward control unit 9 further includes an activity detector 10, an activity memory 11, and a quantization step temporary setting device 12.

フィードフォワード制御部9は直交変換係数のアクティ
ビティ(活性度)に基ずいて、フレーム毎に決められた
仮量子化ステップPSqを出力するものであり、以下その
動作を説明する。
The feedforward control unit 9 outputs a temporary quantization step PSq determined for each frame based on the activity (activity) of the orthogonal transform coefficient. The operation will be described below.

まず、前記直交変換器4の出力信号である各係数は、ア
クティビティ検出器10へ供給される。
First, each coefficient which is the output signal of the orthogonal transformer 4 is supplied to the activity detector 10.

アクティビティ検出器10は、変換係数からアクティビテ
ィ(活性度)をブロック毎に求めている。このブロック
は直交変換のブロックと同じである必要は必じしもな
く、直交変換のブロックをいくつかまとめてもよい。
The activity detector 10 obtains the activity (activity) for each block from the conversion coefficient. This block does not necessarily have to be the same as the orthogonal transform block, and some orthogonal transform blocks may be combined.

ここで、このブロックを大きくすると、後述するフィー
ドバック制御情報のデータ量は少なくなるが、データ量
の変動も多くなり、その分が損失となるので両者のバラ
ンスが取れる程度の大きさが望ましい。
Here, if this block is made large, the data amount of the feedback control information, which will be described later, becomes small, but the fluctuation of the data amount also becomes large, resulting in a loss. Therefore, it is desirable that the two be balanced.

アクティビティは可変長符号化のデータ量の予測に使わ
れるので、それと相関が高い程良く、AC係数の二乗平均
値などによって与えられる。この値は復号と直接関係し
ないので、後にさらに良いアクティビティ検出方法が開
発されたら、それに代えても互換性の問題は生じない。
Since the activity is used for predicting the data amount of variable length coding, the higher the correlation, the better, and the activity is given by the root mean square value of AC coefficients. This value is not directly related to decoding, so if a better activity detection method were later developed, it would not cause any compatibility issues.

求められたアクティビティは、アクティビティメモリ11
及び、量子化ステップ仮設定器12へ供給される。
The requested activity is the activity memory 11
And is supplied to the quantization step temporary setting device 12.

アクティビティメモリ11は、フィードフォワード制御の
遅延補償ために1フレーム分遅延させる動作をし、アク
ティビティはブロック毎なので係数メモリ5等と比較し
て小容量で済む。
The activity memory 11 performs an operation of delaying by one frame to compensate for the delay of the feedforward control, and since the activity is for each block, the activity memory 11 can have a small capacity as compared with the coefficient memory 5 and the like.

量子化ステップ仮設定器12は、1フレームのデータ量が
一定になるような仮量子化ステップPSqを求める動作を
している。
The quantization step provisional setting device 12 operates to obtain the provisional quantization step PSq such that the data amount of one frame becomes constant.

第2図は第1図における量子化ステップ仮設定器の構成
例を示すブロック図であり、特に並列処理の場合の構成
例を示している。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the quantization step provisional setting device in FIG. 1, and particularly shows a configuration example in the case of parallel processing.

第2図において、データ量予測器、フレーム累積器、比
較器は各量子化ステップ値毎に複数個設けられている
が、データ量予測器が各量子化ステップ毎に異なるだけ
で他は同一処理である。
In FIG. 2, a plurality of data amount predictors, frame accumulators, and comparators are provided for each quantization step value, but the data amount predictor is different for each quantization step, and the other processing is the same. Is.

量子化ステップは予め値を10%程度ずつ変えてn種類
(例えば、nは20程度)設定される。
The quantization step is set in advance by changing the value by about 10% and n kinds (for example, n is about 20).

前記アクティビティ検出器10より、各量子化ステップで
量子化した場合のアクティビティ入力がアクティビティ
入力端子15を介して各データ量予測器16,17,18等へ供給
され、各入力アクティビティに対する予測データ量PDb
1,PDb2,…PDbnを出力する。
From the activity detector 10, the activity input when quantized in each quantization step is supplied to each data amount predictor 16, 17, 18, etc. via the activity input terminal 15, and the predicted data amount PDb for each input activity
1, PDb2, ... PDbn are output.

この予測値は予め統計的に求められた平均値で、量子化
ステップが細かくなると、予測データ量も増える。値は
テーブルROMに書き込まれており、アクティビティが入
力されれば直ちに予測データ量が出力される。
This predicted value is an average value statistically obtained in advance, and the predicted data amount increases as the quantization step becomes finer. The values are written in the table ROM, and the predicted data amount is output as soon as the activity is input.

この様にしてブロック単位で得られた予測データ量PDb
1,PDb2,…PDbnは、フレーム累積器19,20,21で1フレー
ム分累積され、各量子化ステップでの1フレーム分の予
測データ量D1,D2,Dnが求められる。
In this way, the predicted data amount PDb obtained in block units
1, PDb2, ... PDbn are accumulated for one frame by the frame accumulators 19, 20, 21 to obtain the predicted data amount D1, D2, Dn for one frame at each quantization step.

D1,D2,…Dnは、各量子化ステップ毎にフレームが終了し
た時点で、データ量の比較器22,23,24で目的とするデー
タ量と比較され、目的より少ないか多いかが判断され
る。
D1, D2, ... Dn are compared with the target data amount by the data amount comparators 22, 23, 24 at the time when the frame ends at each quantization step, and it is determined whether the data amount is smaller or larger than the target. .

その結果は、適切値判定器25に入力され、目的データ量
より少ない中で最も量子化ステップが細かいものを判定
し、その量子化ステップを仮量子化ステップPSqとし
て、出力端子26を介して出力している。
The result is input to the appropriate value determiner 25, which determines the finest quantization step among the smaller amount of target data, and outputs the quantization step as the temporary quantization step PSq via the output terminal 26. is doing.

適切値判定器25の入力はそれぞれ1ビットの情報なの
で、回路は簡単なロジックで構成できる。
Since each input of the appropriate value determiner 25 is 1-bit information, the circuit can be constructed by simple logic.

次に、第1図におけるフィードバック制御系28の動作に
ついて説明する。
Next, the operation of the feedback control system 28 in FIG. 1 will be described.

アクティビティメモリ11にフィードフォワード制御の間
遅延させられたアクティビティと、量子化ステップ仮設
定器12から出力される仮量子化ステップPSqより、デー
タ量予測器29で各ブロックの予測データ量PDbを得る。
From the activity delayed in the activity memory 11 during the feedforward control and the temporary quantization step PSq output from the quantization step temporary setting device 12, the data amount predictor 29 obtains the predicted data amount PDb of each block.

データ量予測器29は第2図に示す量子化ステップ仮設定
器の内部にあるデータ量予測器16,17,18と同様である
が、ROMの内容はデータ量予測器16,17,18の全てと同じ
だけがひとつにまとめられている。
The data amount predictor 29 is the same as the data amount predictor 16, 17, 18 inside the quantization step temporary setting device shown in FIG. 2, but the contents of the ROM are the same as those of the data amount predictor 16, 17, 18. Only the same as all are put together.

予測データ量PDbは減算器30によって、前記可変長符号
器7から与えられる実際のデータ量Dbから減算され、デ
ータ量累積器31に導かれる。
The predicted data amount PDb is subtracted by the subtractor 30 from the actual data amount Db given from the variable length encoder 7, and is guided to the data amount accumulator 31.

データ量累積器31では各ブロック毎に、(Db−PDb)を
それまでの累積値Kと加算し、新たな累積値Kを保持す
る。累積値Kは1フレーム毎にリセットされる。
The data amount accumulator 31 adds (Db-PDb) to the cumulative value K up to that point and holds a new cumulative value K for each block. The cumulative value K is reset every frame.

データ量累積器31から出力される累積値Kは、量子化ス
テップシフタ32へ供給され、量子化ステップシフト量DS
qに変換させられる。
The accumulated value K output from the data amount accumulator 31 is supplied to the quantization step shifter 32, and the quantization step shift amount DS
converted to q.

第3図は量子化ステップシフト特性を示す図である。横
軸はデータ量誤差の累積値Kであり、縦軸は量子化ステ
ップシフト量DSqである。
FIG. 3 is a diagram showing a quantization step shift characteristic. The horizontal axis is the cumulative value K of the data amount error, and the vertical axis is the quantization step shift amount DSq.

第3図において、累積値Kの最大値をKmax、最小値を−
Kmaxとしているが、このKmaxが最終的にフィードバック
制御に対して持たなければいけないゆとりとなる。
In FIG. 3, the maximum cumulative value K is Kmax and the minimum cumulative value is −
Although Kmax is used, this Kmax is a margin that must be finally set for feedback control.

第3図の特性はフィードバック制御でKがこの値を越え
ないように、端に近づくほどシフト量DSqが大きくなっ
ている。
The characteristic of FIG. 3 is that the shift amount DSq increases toward the end so that K does not exceed this value in feedback control.

シフト量DSqと仮設定されている仮量子化ステップPSqを
加算器33で加算することにより、最終的な量子化ステッ
プSqが得られる。
The final quantization step Sq is obtained by adding the shift amount DSq and the provisionally set temporary quantization step PSq in the adder 33.

予測データ量PDbは統計的な平均値が与えられているの
で、一般的な画像では予測データ量PDbの積分値と、実
際のデータ量Dbの積分値は同等になり、Kは0に近いも
のとなる。
Since a statistical average value is given to the predicted data amount PDb, in a general image, the integrated value of the predicted data amount PDb and the integrated value of the actual data amount Db are equal, and K is close to 0. Becomes

しかし、実際のデータ量Dbが偏って発生した場合には、
Kが正または負の値を持ち、量子化ステップSqが仮量子
化ステップPSqに対してシフトする。
However, if the actual data amount Db occurs unevenly,
K has a positive or negative value, and the quantization step Sq shifts with respect to the temporary quantization step PSq.

この様に、本発明におけるフィードバック制御はデータ
量の予測誤差に対して行なわれ、ブロック単位で細かく
制御される。
As described above, the feedback control in the present invention is performed for the prediction error of the data amount and is finely controlled in block units.

ここで制御が正しく行なわれれば、1フレーム終了時点
での1フレームのデータ量誤差はKmax以内に納まり、フ
ィードフォワード系で設定される仮量子化ステップPSq
での予測データ量は目的データ量に対し、Kmaxのゆとり
を持てばよい。
If the control is properly performed here, the error in the data amount of one frame at the end of one frame is within Kmax, and the temporary quantization step PSq set in the feedforward system is set.
The estimated data amount in suffices to have a margin of Kmax with respect to the target data amount.

Kmaxを10ブロック分のデータ量とした場合、その量は例
えば1フレームの画素数が720×480、ブロックサイズが
8×8なら全体の1/540程度であり、符号化効率の低下
はほとんど無視できる。
When Kmax is the data amount for 10 blocks, the amount is about 1/540 of the total if the number of pixels in one frame is 720 × 480 and the block size is 8 × 8, and the decrease in encoding efficiency is almost ignored. it can.

一方、この様な制御回路は比較的複雑であるが、アクテ
ィビティ検出器10以外の処理は、ブロック毎なので本来
の信号の1/64程度の処理素度でよく、汎用DSP(ディジ
タル・シグナル・プロセッサ)による処理も可能であ
る。
On the other hand, such a control circuit is relatively complicated, but since the processing other than the activity detector 10 is performed in each block, the processing intensity is about 1/64 of the original signal, and a general-purpose DSP (digital signal processor) is required. ) Is also possible.

次に、制御情報符号化手段について説明する。Next, the control information coding means will be described.

復合側に伝送する必要のある制御情報は、フィードバッ
ク制御の結果にあたる量子化ステップのシフト量であ
る。量子化ステップは10%程度毎に設定されているの
で、量子化ステップシフト量DSqの変化はブロック毎に
は起こらず、数ブロックに1度と考えられる。
The control information that needs to be transmitted to the demultiplexing side is the shift amount of the quantization step that is the result of the feedback control. Since the quantization step is set about every 10%, the change of the quantization step shift amount DSq does not occur for each block, and it is considered to be once for every several blocks.

従って、変化がない部分ばランレングス符号化すること
で、大幅にデータ量を減らせる。
Therefore, the data amount can be significantly reduced by performing run-length coding on the part where there is no change.

第4図は量子化ステップシフト量の変化例を示す図であ
る。横軸は変化の間隔(即ち、時間の単位)であり、縦
軸は量子化ステップシフト量DSqである。
FIG. 4 is a diagram showing a variation example of the quantization step shift amount. The horizontal axis represents the change interval (that is, the unit of time), and the vertical axis represents the quantization step shift amount DSq.

例えば第4図に示したような制御が行なわれたとする
と、伝送する必要のある情報は変化の間隔と、変化の程
度である。
For example, if the control shown in FIG. 4 is performed, the information that needs to be transmitted is the change interval and the change degree.

なお1度に越こる変化はほとんど±1ステップである。
(第4図では、1ステップを2%としているので、±2
%変化している。) 例えば、第4図において、{6、+2}は、変化の間隔
が6で、変化の程度が+2%であることを表している。
The change over one degree is almost ± 1 step.
(In FIG. 4, since 1 step is 2%, ± 2
% Is changing. ) For example, in FIG. 4, {6, +2} indicates that the change interval is 6 and the change degree is + 2%.

従って、変化間隔をランレングスとして、変化の程度と
共にハフマン符号などで符号化する。この手法は直交変
換の符号化と似ている。処理は可変長符号器34で行なわ
れ、符号化した制御情報は制御データ出力端子35を介し
て出力され、復号側(復号装置)へ伝送される。
Therefore, the change interval is used as the run length, and the Huffman code or the like is used together with the degree of change. This technique is similar to the encoding of orthogonal transform. The processing is performed by the variable length encoder 34, and the encoded control information is output through the control data output terminal 35 and transmitted to the decoding side (decoding device).

ブロックサイズを8×8画素とし、量子化ステップの変
化が平均10ブロックに1回とすると、1回の変化のデー
タが6ビット程度になり、データ量は1画素当り0.01ビ
ット程度である。
Assuming that the block size is 8 × 8 pixels and the change in the quantization step is once every 10 blocks on average, the data of one change is about 6 bits, and the data amount is about 0.01 bit per pixel.

変換符号化など通常のデータ量は1画素当り1〜2ビッ
トなので、この制御情報のデータ量は十分小さいといえ
る。
Since the normal data amount such as conversion coding is 1 to 2 bits per pixel, it can be said that the data amount of this control information is sufficiently small.

なお、フィードフォワード処理の結果である仮量子化ス
テップPSqの情報も送る必要があるが、PSqの種類は20程
度であり、フレーム当り数ビットなので無視できるデー
タ量である。
Although it is necessary to send the information of the temporary quantization step PSq which is the result of the feedforward process, the number of PSq is about 20, and the data amount is negligible because it is several bits per frame.

第5図は本発明の符号化出力データ量制御方式の復号装
置の実施例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the decoding device of the encoded output data amount control system of the present invention.

第5図において、符号化装置より伝送される符号化デー
タの復号手段の基本動作は、一般的なものである。
In FIG. 5, the basic operation of the decoding means for the encoded data transmitted from the encoding device is general.

まず、符号化データ入力端子37より入力された画素信号
(符号化データ入力信号)は、ブロック毎にデータ量が
異なるので、可変長バッファ38に入りブロック毎に取り
出される。
First, since the pixel signal (encoded data input signal) input from the encoded data input terminal 37 has a different data amount for each block, it enters the variable length buffer 38 and is extracted for each block.

次に、そのデータは可変長復号器39で、可変長が固定長
に変換され、係数毎のデータになる。
Next, the variable length decoder 39 converts the data into a fixed length, which becomes data for each coefficient.

各係数データは量子化再生器40で各量子化の代表値に置
き換えられ、逆直交変換器41へ供給される。
Each coefficient data is replaced by a representative value of each quantization in the quantization regenerator 40 and supplied to the inverse orthogonal transformer 41.

逆直交変換器41では、第1図における直交変換器4の逆
の処理が行われ、再生画像が得られる。
The inverse orthogonal transformer 41 performs the reverse processing of the orthogonal transformer 4 in FIG. 1 to obtain a reproduced image.

得られた再生画像は、再生画像出力端子42を介して出力
される。
The obtained reproduced image is output via the reproduced image output terminal 42.

次に、本発明の特徴である制御情報復合手段について説
明する。
Next, the control information restoring means, which is a feature of the present invention, will be described.

本発明では、ブロック毎の量子化制御情報が伝送される
ので、それにより量子化再生処理(逆量子化)が制御さ
れる点に特徴がある。
The present invention is characterized in that the quantization reproduction information (inverse quantization) is controlled by the transmission of the quantization control information for each block.

制御データ入力端子43より入力された制御情報(制御デ
ータ)は可変長復号器44により復号され、各ブロック毎
の量子化ステップシフト量DSqが得られる。
The control information (control data) input from the control data input terminal 43 is decoded by the variable length decoder 44, and the quantization step shift amount DSq for each block is obtained.

DSqは、予めフレームの最初に伝送されている仮量子化
ステップPSqと、加算器45で加算され、実際の量子化ス
テップSqとなる。
DSq is added by the adder 45 to the provisional quantization step PSq transmitted in advance at the beginning of the frame, and becomes the actual quantization step Sq.

量子化ステップSpは、前記量子化再生器40へ供給され、
それにより量子化再生の動作を制御して、再生値が得ら
れる。
The quantization step Sp is supplied to the quantization regenerator 40,
Thereby, the operation of quantization reproduction is controlled, and the reproduction value is obtained.

この様な動作により、ブロック毎に量子化を制御しても
正しい再生値が得られる。
By such an operation, a correct reproduction value can be obtained even if the quantization is controlled for each block.

又、本手法では量子化ステップの制御情報が伝送される
ので、制御情報復号手段は必要になるが、先願の様に復
号系(復号装置)でフィードバック制御部を持つ必要は
ない。
Further, in this method, since the control information of the quantization step is transmitted, the control information decoding means is required, but it is not necessary to have the feedback control unit in the decoding system (decoding device) as in the prior application.

以上説明した如く、本発明では、フィードフォワードと
フィードバックの両方でデータ量を制御し、制御情報を
可変長符号化して伝送することにより、可変長符号化を
用いる一般的な高能率符号化において、画質劣化や符号
化効率の低下なく、目的とする区間で極めて高い精度で
データ量を一定にできる。
As described above, in the present invention, by controlling the data amount by both feedforward and feedback, and transmitting the control information by variable length coding, in general high efficiency coding using variable length coding, The data amount can be made constant with extremely high accuracy in a target section without deterioration of image quality and deterioration of coding efficiency.

フィードフォワード制御でおおまかな制御がなされるの
で、ブロック単位のフィードバック制御によって画質が
大きく変動することもなく、データ出力の可変長バッフ
ァの容量も少なくてよい。
Since the rough control is performed by the feedforward control, the image quality does not largely change by the feedback control in block units, and the capacity of the variable length buffer for data output may be small.

データ量の予測方法はブロックのアクティビティにより
行なえるので、より正確なフィードフォワード制御が可
能になる。後でアクティビティの計算方法を変更しても
互換性の問題が生じることもない。
Since the method of predicting the data amount can be performed by the activity of the block, more accurate feedforward control can be performed. Even if the activity calculation method is changed later, the compatibility problem does not occur.

主な処理はブロック単位で行なわれるので、処理速度は
かなり遅くてよく、汎用DSPなどでも実現可能である。
Since the main processing is performed in block units, the processing speed may be quite slow, and it can also be realized by a general-purpose DSP or the like.

この様な特性から、可変長符号化を用いた効率の高い符
号化処理が、特殊再生やデータのフレーム単位での入れ
替えが必要となる蓄積系メディアにも適用可能になる。
Due to such characteristics, highly efficient encoding processing using variable-length encoding can be applied to storage media that require special reproduction or replacement of data in frame units.

(発明の効果) 本発明の符号化出力データ量制御方式及びその復号装置
は、フィードフォワードとフィードバックの両方により
データ量を制御し、フィードバック制御がどの様におこ
なわれたかの制御情報は、直交変換係数の可変長符号化
と同様な手法で符号化し、復号側に伝送するので、デー
タ量をフレーム単位などで確実に一定値以内に納めるこ
とができて、蓄積メディアに適用できると共に、特殊な
正規化処理等も必要なく汎用性がある等、実用上極めて
優れた効果がある。
(Effects of the Invention) The encoded output data amount control method and the decoding device thereof according to the present invention control the data amount by both feedforward and feedback, and the control information indicating how the feedback control is performed is the orthogonal transform coefficient. Since it is encoded and transmitted to the decoding side in the same way as the variable length encoding of, the amount of data can be reliably stored within a fixed value in frame units, etc., and it can be applied to storage media and special normalization There is no need for treatment, etc., and it is extremely versatile and practically excellent.

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

第1図は本発明の符号化出力データ量制御方式の符号化
装置の実施例を示すブロック図、第2図は第1図におけ
る量子化ステップ仮設定器の構成例を示すブロック図、
第3図は量子化ステップシフト特性を示す図、第4図は
量子化ステップシフト量の変化例を示す図、第5図は本
発明の符号化出力データ量制御方式の復号装置の実施例
を示すブロック図である。 1……画素入力端子、2……高能率符号化処理部、3…
…符号化データ出力端子、4……直交変換器、5……係
数メモリ、6……量子化器、7,34……可変長符号器、8,
38……可変長バッファ、9……フィードフォワード制御
部、10……アクティビティ検出器、11……アクティビテ
ィメモリ、21……量子化ステップ仮設定器、15……アク
ティビティ入力端子、16,17,18,29……データ量予測
器、19,20,21……フレーム累積器、22,23,24……比較
器、25……適切値判定器、26……出力端子、28……フィ
ードバック制御部、30……減算器、31……データ量累積
器、32……量子化ステップシフタ、33……加算器、35,4
5……制御データ出力端子、37……符号化データ入力端
子、39,44……可変長復号器、40……量子化再生器、41
……逆直交変換器、42……再生画像出力端子、43……制
御データ入力端子、D1〜Dn……1フレーム分の予測デー
タ長、Db……実際のデータ量、DSq……量子化ステップ
シフト量、K……累積値、Kmax……累積値Kの最大値、
PDb,PDb1〜PDbn……予測データ量、PSq……仮量子化ス
テップ。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a coding device of a coded output data amount control system of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a quantization step provisional setting device in FIG. 1,
FIG. 3 is a diagram showing a quantization step shift characteristic, FIG. 4 is a diagram showing a variation example of the quantization step shift amount, and FIG. 5 is an embodiment of a decoding device of the encoded output data amount control system of the present invention. It is a block diagram shown. 1 ... Pixel input terminal, 2 ... High efficiency coding processing unit, 3 ...
... coded data output terminal, 4 ... orthogonal converter, 5 ... coefficient memory, 6 ... quantizer, 7,34 ... variable length encoder, 8,
38: Variable length buffer, 9: Feedforward controller, 10: Activity detector, 11: Activity memory, 21: Quantization step temporary setting device, 15: Activity input terminal, 16, 17, 18 , 29 …… Data amount predictor, 19,20,21 …… Frame accumulator, 22,23,24 …… Comparator, 25 …… Appropriate value judger, 26 …… Output terminal, 28 …… Feedback controller , 30 …… Subtractor, 31 …… Data amount accumulator, 32 …… Quantization step shifter, 33 …… Adder, 35, 4
5 ... Control data output terminal, 37 ... Encoded data input terminal, 39,44 ... Variable length decoder, 40 ... Quantization regenerator, 41
...... Inverse orthogonal transformer, 42 ...... Playback image output terminal, 43 …… Control data input terminal, D1 to Dn …… Predicted data length for 1 frame, Db …… Actual data amount, DSq …… Quantization step Shift amount, K ... cumulative value, Kmax ... maximum value of cumulative value K,
PDb, PDb1 to PDbn ... predicted data amount, PSq ... temporary quantization step.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】予め定められた一定区間毎の符号化出力デ
ータ量が一定値以内になるようにデータ量を制御して高
能率符号化を行なわせるようにした符号化出力データ量
制御方式において、 前記一定区間より細かな区間を単位にしてデータ量を予
測し、前記一定区間での予測データ量の合計が一定にな
るような予測データ量と、仮量子化ステップの値を設定
するフィードフォワード制御手段と、 前記予測データ量と実際に符号化された実際データ量の
差を累積し、この累積データ量で、実際データ量が予測
データ量より多い場合には最終的な量子化ステップが粗
くなるように、実際データ量が予測データ量より少ない
場合には最終的な量子化ステップが細かくなるように前
記仮量子化ステップの値を補正するフィードバック制御
手段と、 前記フィードフォワード及びフィードバック制御手段で
制御された量子化ステップについての制御情報を符号化
し、復号側に伝送する制御情報符号化手段より構成され
ることを特徴とする符号化出力データ量制御方式。
1. A coded output data amount control system for performing high-efficiency coding by controlling the data amount so that the coded output data amount for each predetermined constant section is within a constant value. A feedforward that predicts a data amount in units smaller than the fixed interval and sets a predicted data amount and a value of a temporary quantization step such that the total of the predicted data amounts in the fixed interval becomes constant. The control means accumulates the difference between the predicted data amount and the actually encoded actual data amount, and if the actual data amount is larger than the predicted data amount with this accumulated data amount, the final quantization step is rough. So that when the actual data amount is smaller than the predicted data amount, feedback control means for correcting the value of the temporary quantization step so that the final quantization step becomes finer, Over-forward and encodes control information about the controlled quantization step by the feedback control means, the encoded output data amount control method characterized in that it is composed of a control information encoding means for transmitting to the decoding side.
【請求項2】請求の範囲(1)の符号化出力データ量制
御方式を用いて符号化,伝送された制御情報を復号する
制御情報復号手段と、 前記復号された制御情報によって制御されて、符号化デ
ータの復号動作をする符号化データ復号手段より構成さ
れることを特徴とする符号化出力データ量制御方式の復
号装置。
2. Control information decoding means for decoding control information coded and transmitted using the coded output data amount control system according to claim 1, and controlled by the decoded control information, A decoding device of a coded output data amount control system, characterized by comprising coded data decoding means for performing a decoding operation of coded data.
JP2062887A 1990-03-14 1990-03-14 Encoding output data amount control system and decoding device thereof Expired - Lifetime JPH0799810B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2062887A JPH0799810B2 (en) 1990-03-14 1990-03-14 Encoding output data amount control system and decoding device thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2062887A JPH0799810B2 (en) 1990-03-14 1990-03-14 Encoding output data amount control system and decoding device thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03263927A JPH03263927A (en) 1991-11-25
JPH0799810B2 true JPH0799810B2 (en) 1995-10-25

Family

ID=13213214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2062887A Expired - Lifetime JPH0799810B2 (en) 1990-03-14 1990-03-14 Encoding output data amount control system and decoding device thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0799810B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2514111B2 (en) * 1990-12-28 1996-07-10 日本ビクター株式会社 Interframe coded output data amount control method and image coded output data amount control method
DE69330043T2 (en) * 1992-10-28 2001-07-19 Victor Company Of Japan Coding device and method with variable transmission rates
JP2979900B2 (en) * 1993-05-26 1999-11-15 日本ビクター株式会社 recoding media
JP3356004B2 (en) 1997-05-30 2002-12-09 日本ビクター株式会社 Variable rate coding apparatus and method
US9661323B2 (en) 2012-01-11 2017-05-23 Hitachi Maxell, Ltd. Method of encoding picture and picture encoding device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03263927A (en) 1991-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0535960B1 (en) Coding signal processor
JP3856262B2 (en) Motion compensation encoding apparatus, motion compensation encoding method, and motion compensation code recording medium
JP2963416B2 (en) Video encoding method and apparatus for controlling bit generation amount using quantization activity
JPH02194734A (en) Control system for quantity of encoded output data
WO2006098226A1 (en) Encoding device and dynamic image recording system having the encoding device
JP2006054902A (en) Image coding method
US6028637A (en) Apparatus and method of inter-block predictive coding/decoding and storage medium storing coded signal
JPH0522715A (en) Picture encoder
JP2950065B2 (en) Variable transfer rate coding device
JPH0799810B2 (en) Encoding output data amount control system and decoding device thereof
JP3089941B2 (en) Inter prediction coding device
JP2017175429A (en) Encoding device having video switching device and encoding method including video switching detection method
JP3152148B2 (en) Image coding device
JP4407249B2 (en) Data processing apparatus, method and encoding apparatus, method and program
US7333542B1 (en) Moving picture decoding apparatus and moving picture decoding method
KR100219133B1 (en) Method and apparatus for selecting transform coefficient of transform encoding system
JP3178233B2 (en) Image encoding method, image encoding device, and optical disk
JPH04105425A (en) Coded output data quantity control system
JPH03255792A (en) Picture quality controller
JP2003244706A (en) Image encoded data conversion apparatus and conversion method, and conversion program
KR0148146B1 (en) Apparatus for loss-prevention of important image data
KR20060132761A (en) Data processing device, method thereof, and encoding device
JPH07131789A (en) Picture coding system
JP3144099B2 (en) Adaptive dynamic range encoding or decoding apparatus
JPH0783480B2 (en) Interframe coding device

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101025

Year of fee payment: 15