JPH0870458A

JPH0870458A - 符号量制御方法

Info

Publication number: JPH0870458A
Application number: JP6203733A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kodama; 秀雄児玉; Ten Urano; 天浦野; Tomoko Kobayashi; 智子小林; Etsuko Sugimoto; 悦子杉本; Yasuhachi Hamamoto; 安八濱本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-08-29
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1996-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】ＩピクチャとＢピクチャを備えるＭＰＥＧ符
号化において、少なくてもＩ・Ｂピクチャの符号量を最
適な値に制御することを目的とする。【構成】本発明では、ＩピクチャのＳＮ比が、Ｂピク
チャのＳＮ比より、大きくなる様に、各フレーム（Ｉピ
クチャ・Ｐピクチャ・Ｂピクチャ）の符号量を配分制御
する。つまり、Ｉピクチャの符号化誤差が、Ｂピクチャ
の符号化誤差より、小さくなる様に、各フレーム（Ｉピ
クチャ・Ｐピクチャ・Ｂピクチャ）の符号量を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フレーム(もしくはフ
ィールド)間予測符号化を使用する画像符号化方式の符
号量制御に関する。例えば、ＭＰＥＧ符号化方式の符号
量制御に関する。特に、特願平５−２７３１４８号で行
われる符号量制御において、最適な目標符号量の設定値
に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、種々の動画像符号化方式が、提案
されている。この符号化方式の符号化圧縮の手法の一つ
に、周知のフレーム間予測符号化がある。尚、ノンイン
タレース画像ではフレーム間予測符号化であるが、イン
タレース画像であればフィールド間予測符号化であって
もよい。

【０００３】符号化された動画像の品質を一定に保つた
めに、画面を構成する各ブロックの復号時のＳＮ比（信
号対ノイズ比）が一定となるように、このブロックの符
号化時の符号量を制御することが、特開平２−２１９３
８８号公報（H04N7/13)、特開平３−１２４１４３号公
報（H04L12/48)で示されている。また、動画像符号化方
式の一つのＭＰＥＧにおいては、画面（フレーム画面、
フィールド画面）毎に、符号化モードを設定している。
尚、ＭＰＥＧについては、後述する。このＭＰＥＧの符
号化モードは、周知の如く、Ｉ・Ｐ・Ｂピクチャの３種
類ある。

【０００４】そして、このＭＰＥＧでのＩ・Ｐ・Ｂピク
チャの復号時のＳＮ比が一定となるように、この各ピク
チャの符号化時の符号量を制御することが、特願平５−
２７３１４８号で提案されている。尚、この処理として
は、現時点で処理されているピクチャの復号時のＳＮ比
を直接求めて、このピクチャの符号化時の符号量を制御
することが、理想である。

【０００５】しかし、実際の装置で、「これから符号化
する画面（ピクチャ）を復号した場合のＳＮ比により、
この画面の符号量を制御する」リアルタイムの処理は、
困難である。このため、前述の特願平５−２７３１４８
号では、前に処理したフレームの復号時のＳＮ比を流用
している。

【０００６】なお、ＳＮ比-SNR-の計算は、下記のよう
に為される。

【０００７】

【数１】

【０００８】ＭＰＥＧについて、簡単に説明する。ＭＰ
ＥＧ方式等の画像符号化方式については、以下の文献に
も示され極めて周知である。又、ＭＰＥＧは、元々、蓄
積用動画符号化方式を検討する委員会の名前であるが、
現在では、一般技術用語として、用いられている。 (A) 日経ＢＰ社、1993年10月1日発行の雑誌、「日経エ
レクトロニクス・ブックス、データ圧縮とディジタル変
調」。

【０００９】(B) 丸善株式会社、平成3年6月30日発
行、安田浩編著「マルチメディア符号化の国際標準」。 (C) 国際標準規格「ISO標準11172」。 (D) ＣＱ出版社、平成3年12月1日発行の雑誌、「イン
ターフェース1991年12月号」の132頁〜231頁「特集：画
像データ圧縮の理解と応用」。

【００１０】(E) ＣＱ出版社、平成4年8月1日発行の雑
誌、「インターフェース1992年8月号（特集：データ圧
縮アルゴリズムとその実現）。特に、124頁〜146頁の
「ＭＰＥＧの概要と標準化動向」。 (F) 国際標準規格「ISO標準13818」。 (G) 日経ＢＰ社発行の雑誌日経エレクトロニクス1994.
3.14(no.603)のの77頁〜116頁「画像圧縮方式ＭＰＥＧ
２次世代インフラの要に」。

【００１１】このＭＰＥＧでは、動き補償フレーム間予
測符号化を使用して、データ圧縮を行っている。周知の
如く、動き補償フレーム間予測符号化とは、ある画面
(フレーム)を再生する場合に、この画面のデータを全て
送るのではなく、例えば、この画面と、前の画面から動
きベクトルを利用して修正した予測画面との間で、差を
取り、この差分情報(差分画面)のデータを送るものであ
る。なお、このような処理は、画面全体ではなく、分割
されたブロック単位で行われる。

【００１２】そして、動き補償フレーム間予測技術で
は、通常、前の画面からの予測を行うが、ＭＰＥＧで
は、前(過去)の画面だけではなく、後(未来)の画面から
も行っている。そして、このように、前の画面からの予
測画面を利用して圧縮処理する画面をＰピクチャ、前後
の画面からの予測画面を利用して圧縮処理する画面をＢ
ピクチャ、予測画面を利用した圧縮処理をしない独立し
た画面をＩピクチャと呼んでいる。

【００１３】尚、Ｂピクチャは、前後の画面からの予測
画面を利用しているが、これは、必ず、Ｂピクチャは、
前と後の両画面を必ず使用して予測画面を作成しなけれ
ばならないものではない。つまり、Ｂピクチャであって
も、前の画面との相関性が全く無ければ、後の画面のみ
から予測画面を作成してもよい。また、Ｂピクチャであ
っても、前の画面とも後の画面とも全く相関性が無けれ
ば、予測画面を使用せずにＩピクチャと同様な処理とし
てもよい。

【００１４】図８にＭＰＥＧの各ピクチャを示した。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】図８から判るように、
Ｉピクチャは、Ｐ・Ｂピクチャを復号する場合に参照に
される。つまり、Ｉピクチャは、それ自身のみで復号可
能な独立フレームであり、Ｐ・Ｂピクチャを復号する場
合には参照される被参照フレームでもある。Ｐピクチャ
は、Ｉピクチャが無いと復号不可能な非独立フレームで
あり、Ｂピクチャを復号する場合に参照にされる被参照
フレームでもある。

【００１６】Ｂピクチャは、Ｉ・Ｐピクチャが無いと復
号不可能な非独立フレームであり、他のピクチャを復号
する場合に参照されることのない非参照フレームでもあ
る。つまり、Ｉピクチャの画質はＰ・Ｂピクチャに影響
を与え、Ｐピクチャの画質はＢピクチャに影響を与え、
Ｂピクチャの画質は他のピクチャに影響を与えない。

【００１７】従って、Ｉピクチャの画質を向上すること
によって、自動的にＰ・Ｂピクチャの画質を向上するこ
とができる。また、Ｐピクチャの画質を向上することに
よって、自動的にＢピクチャの画質を向上することがで
きる。本発明は、このような特性に合わせた符号量配分
制御方法を提供することを、目的とする。

【００１８】また、本発明は、ＳＮ比の異なる画面が再
生されると、周期的なちらつきが、発生して、見にくく
なる恐れがある。本発明は、ＳＮ比を異ならして、且
つ、このちらつきを抑制する符号量配分制御方法を提供
することを、目的とする。また、本発明は、入力される
動画像の「複雑さ」に応じて、符号化時の符号量を設定
することを目的とする。

【００１９】更に、この「複雑さ」を画像の周波数成分
状態判定値、分散値、もしくは標準偏差値から求める場
合に、画面全体から求めるのでは、処理負担が大きい。
そこで、本発明は、この負担を軽減することを目的とす
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＭＰＥＧ方式
の符号化時の符号量制御方法において、各ピクチャの復
号時の符号化誤差を表す情報に基づいて、Ｉピクチャの
復号時の画質が、Ｂピクチャの復号時の画質より、良く
なるように、このＢピクチャとＩピクチャの符号化時の
符号量を制御することを特徴とする。

【００２１】更に、本発明は、ＭＰＥＧの符号量制御方
法において、Ｂピクチャの符号化誤差が、所定値より小
さい場合に、前記の符号量制御を行うことを特徴とす
る。更に、本発明は、ＭＰＥＧの符号量制御方法におい
て、ＭＰＥＧの伝送レートが所定値より大きい場合に、
前記の符号量制御を行うことを特徴とする。

【００２２】また、本発明は、動画像符号化時の符号量
制御方法において、画像パターンに応じて、目標符号量
を制御することを特徴とする。更に、本発明は、前記画
像パターンは、画像の分散値、標準偏差、又は、周波数
成分状況から求めることを特徴とする。また、本発明
は、ＭＰＥＧの符号量制御方法において、前述の画像パ
ターンに応じた符号量制御をＩピクチャに行い、Ｐ，Ｂ
ピクチャには行わないことを特徴とする。

【００２３】また、本発明は、ＭＰＥＧの符号量制御方
法において、前述の画像パターンに応じた符号量制御を
Ｂピクチャに比べてＩピクチャに強く行うことを特徴と
する。また、本発明は、前方向だけでなく後方向予測も
使用する双方向予測符号化方式を使用する動画像符号化
における符号量制御方法において、復号時の符号化誤差
を表す情報に基づいて、双方向予測符号化方式を使用す
るフレームもしくはフィールドの符号化誤差が、フレー
ム内符号化方式および前方向予測のみによるフレームも
しくはフィールド間予測符号化方式を使用するフレーム
もしくはフィールドの符号化誤差より、大きくなるよう
に、前記フレームもしくはフィールドの符号化時の符号
量を制御することを特徴とする。

【００２４】また、本発明は、フレームもしくはフィー
ルド内符号化方式と前方向のみのフレームもしくはフィ
ールド間予測符号化方式を使用する動画像符号化におけ
る符号量制御方法において、復号時の符号化誤差を表す
情報に基づいて、前方向のみのフレームもしくはフィー
ルド間予測符号化方式を使用するフレームもしくはフィ
ールドの符号化誤差が、フレームもしくはフィールド内
符号化方式を使用するフレームもしくはフィールドの符
号化誤差より、大きくなるように、前記フレームもしく
はフィールドの符号化時の符号量を制御することを特徴
とする。

【００２５】また、本発明は、フレームもしくはフィー
ルド間の予測符号化を利用する動画像符号化における符
号量制御方法において、復号時の符号化誤差を表す情報
に基づいて、他のフレームもしくはフィールドの復号時
に参照されない非参照フレームもしくは非参照フィール
ドの符号化誤差が、他のフレームもしくはフィールドの
復号時に参照される被参照フレームもしくは被参照フィ
ールドの符号化誤差より、大きくなるように、前記フレ
ームもしくはフィールドの符号化時の符号量を制御する
ことを特徴とする。

【００２６】また、本発明は、フレームもしくはフィー
ルド間の予測符号化を利用する動画像符号化における符
号量制御方法において、復号時の符号化誤差を表す情報
に基づいて、他の領域の復号時に参照されない非参照領
域の符号化誤差が、他の領域の復号時に参照される被参
照領域の符号化誤差より、大きくなるように、前記領域
の符号化時の符号量を制御することを特徴とする。

【００２７】更に、本発明は、前記領域は、マルチブロ
ック、ブロック、フィールド、フレームのいずれかの単
位であることを特徴とする。また、本発明は、独立フレ
ームもしくはフィールドと、非独立フレームもしくはフ
ィールドを備える画像符号化における符号量制御方法に
おいて、復号時の符号化誤差を表す情報に基づいて、独
立フレームもしくはフィールドの符号化誤差が、非独立
フレームもしくはフィールドの符号化誤差より、小さく
なるように、前記フレームもしくはフィールドの符号化
時の符号量を制御することを特徴とする。

【００２８】更に、本発明は、前記復号時の符号化誤差
を表す情報は、ＳＮ比であることを特徴とする。更に、
本発明は、前記復号時の符号化誤差を表す情報は、原画
像との平均誤差であることを特徴とする。更に、本発明
は、前記復号時の符号化誤差を表す情報は、既に符号化
したフレームもしくはフィールドの符号化誤差を表す情
報であることを特徴とする。

【００２９】更に、本発明は、前記復号時の符号化誤差
を表す情報は、既に符号化したフレームもしくはフィー
ルドの量子化ステップから求めた値であることを特徴と
する。更に、本発明は、以前に符号化したフレームもし
くはフィールドの内、同じ符号化を行った領域の符号化
誤差を表す情報を、今回の前記符号化誤差を表す情報と
することを特徴とする。

【００３０】更に、本発明は、前記非参照領域の符号化
誤差と、前記参照領域の符号化誤差との差を、画像パタ
ーンに応じて変更して、前記領域の符号化時の符号量を
制御することを特徴とする。更に、本発明は、前記非参
照領域の符号化誤差と、前記参照領域の符号化誤差との
差を、前記参照領域のフレームもしくはフィールド間の
予測誤差の値に応じて、変更して、前記領域の符号化時
の符号量を制御することを特徴とする。

【００３１】また、本発明は、双方向予測符号化方式
(またはフレーム(もしくはフィールド)内符号化方式と
前方向予測のみのフレーム(もしくはフィールド)間予測
符号化方式のみ)を使用する動画像符号化装置において
フレーム(もしくはフィールド)内符号化方式および前方
向予測のみのフレーム(もしくはフィールド)間予測符号
化方式(またはフレーム(もしくはフィールド)内符号化
方式)を使用するフレーム(もしくはフィールド)におけ
るＳＮ比(もしくは原画像との平均誤差)と双方向予測符
号化方式(または前方向予測のみによるフレーム(もしく
はフィールド)間予測符号化方式)を使用するフレーム
(もしくはフィールド)におけるＳＮ比(もしくは平均誤
差)との差を動画像によって最適になるように設定する
ために、ＳＮ比(もしくは原画像との平均誤差)の制御と
符号量の制御を同時に行なうような符号量配分および符
号量制御を行なう。

【００３２】また、本発明は、フレーム(もしくはフィ
ールド)間に関する予測符号化方式を使用する動画像符
号化装置において被参照フレーム(もしくはフィールド)
におけるＳＮ比(もしくは原画像との平均誤差)と参照さ
れるだけの非参照フレーム(もしくはフィールド)におけ
るＳＮ比(もしくは平均誤差)との差を動画像によって最
適になるように設定するために、ＳＮ比(もしくは原画
像との平均誤差)の制御と符号量の制御を同時に行なう
ような符号量配分および符号量制御を行なう。

【００３３】また、本発明は、独立フレーム(もしくは
フィールド)と非独立フレーム(もしくはフィールド)を
含む動画像符号化装置において独立フレーム(もしくは
フィールド)におけるＳＮ比(もしくは原画像との平均誤
差)と非独立フレーム(もしくはフィールド)におけるＳ
Ｎ比(もしくは平均誤差)との差を動画像によって最適に
なるように設定するために、ＳＮ比(もしくは原画像と
の平均誤差)の制御と符号量の制御を同時に行なうよう
な符号量配分および符号量制御を行なう。

【００３４】また、本発明は、双方向予測符号化方式
(またはフレーム(もしくはフィールド)内符号化方式と
前方向予測のみのフレーム(もしくはフィールド)間予測
符号化方式のみ)を使用する動画像符号化装置において
は、フレーム(もしくはフィールド)内符号化方式および
前方向予測のみのフレーム(もしくはフィールド)間予測
符号化方式(またはフレーム(もしくはフィールド)内符
号化方式)を使用するフレーム(もしくはフィールド)に
おけるＳＮ比と双方向予測符号化方式(または前方向予
測のみによるフレーム(フィールド)間予測符号化方式)
を使用するフレーム(もしくはフィールド)におけるＳＮ
比との差の最適値、またはフレーム(もしくはフィール
ド)間に関する予測符号化を使用する動画像符号化装置
においては、被参照フレーム(もしくはフィールド)にお
けるＳＮ比(もしくは原画像との平均誤差)と参照するだ
けのフレーム(もしくはフィールド)におけるＳＮ比(も
しくは平均誤差)との差の最適値、そしてまたは独立フ
レーム(もしくはフィールド)と非独立フレーム(もしく
はフィールド)を含む動画像符号化装置においては、独
立フレーム(もしくはフィールド)におけるＳＮ比(もし
くは原画像との平均誤差)と非独立フレーム(もしくはフ
ィールド)におけるＳＮ比(もしくは平均誤差)との差の
最適値は動画像の種類によって異なり、符号化レートに
応じて、その差をあらかじめ符号化前に原画像データか
ら周波数成分状態判定値、分散値(もしくは標準偏差値)
などからその最適値を設定する。

【００３５】また、本発明は、符号化する画像の周波数
成分状態判定装値、または分散値(標準偏差値)などか
ら、その符号量の最適値を設定する。また、本発明は、
符号化する画像に最適な符号量配分値の初期値を提供す
ることで動画像ごとに早急的な最適な符号量制御が可能
になる。更に、本発明は、動画像の分散値(もしくは標
準偏差値)を計算する場合は、実際のデータの一部のデ
ータからその値を計算する。

【００３６】更に、本発明は、この一部のデータを選定
する場合は乱数表など使用してランダムに選定する。更
に、本発明は、ＳＮ比を計算する場合には式(1)のよう
に平均2乗誤差を使用するかわりに計算を簡略化するた
めに下記の式(2)のように絶対値誤差を使用したＳＮ比
を用いる。

【００３７】

【数２】

【００３８】更に、本発明は、計算を簡略化するために
はＳＮ比の代わりに原画像との平均誤差を使用する。ま
た、この平均誤差としては2乗ノルムとされる平均2乗誤
差または絶対値誤差などの使用も考えられる。更に、良
く知られている様に、符号化時の量子化の値は、復号時
のＳＮ比と関連する。

【００３９】例えば、量子化ステップ幅の平均値qは、
下記の様にＳＮ比に反比例する。

【００４０】

【数３】

【００４１】つまり、ＳＮ比の代わりに量子化ステップ
幅の平均値qを使用する。

【００４２】

【作用】まず、本発明の作用を実施例レベルで、簡単に
説明する。本発明では、ＭＰＥＧの符号化時において、
ＳＮ比を参考に符号量を制御する符号量制御方法におい
て、Ｂピクチャの復号時のＳＮ比が、Ｉピクチャの復号
時のＳＮ比より、低くなるように制御する。

【００４３】そして、この制御は、ある程度復号画面の
画質が良いときに行う。この画質の良い時の判定は、Ｓ
Ｎ比または伝送レートにより判定する。尚、Ｉピクチャ
のＳＮ比≧ＰピクチャのＳＮ比≧ＢピクチャのＳＮ比、
で且つ、ＩピクチャのＳＮ比＞ＢピクチャのＳＮ比、と
なれば良い。尚、ＳＮ比は、ＳＮ比と対応関係のあるデ
ータで置換してもよい。

【００４４】また、Ｉ・Ｐ・Ｂピクチャを、他の表現と
してもよい。つまり、Ｉピクチャは、独立フレーム、被
参照フレーム、フレーム内予測符号化されるフレームで
ある。Ｐピクチャは、非独立フレーム、被参照フレー
ム、前方向のフレーム間予測符号化されるフレームであ
る。

【００４５】Ｂピクチャは、非独立フレーム、非参照フ
レーム、前後方向のフレーム間予測符号化されるフレー
ムである。また、処理単位をフレーム単位でなく、他の
単位として動作させてもよい。本発明により、双方向予
測符号化方式(またはフレーム(もしくはフィールド)内
符号化方式と前方向予測のみのフレーム(もしくはフィ
ールド)間予測符号化方式のみ)を使用する動画像符号化
装置においては、フレーム(もしくはフィールド)内符号
化方式および前方向予測のみのフレーム(もしくはフィ
ールド)間予測符号化方式(またはフレーム(もしくはフ
ィールド)内符号化方式)を使用するフレーム(もしくは
フィールド)におけるＳＮ比(もしくは原画像との平均誤
差)と双方向予測符号化方式(または前方向予測のみによ
るフレーム(もしくはフィールド)間予測符号化方式)を
使用するフレーム(もしくはフィールド)におけるＳＮ比
(もしくは原画像との平均誤差)との差を最適値になるよ
うに符号量配分の調節を行ない、符号量制御を行なう。

【００４６】また、本発明により、フレーム(もしくは
フィールド)間に関する予測符号化方式を使用する動画
像符号化装置においては、被参照フレーム(もしくはフ
ィールド)におけるＳＮ比(もしくは原画像との平均誤
差)と参照されないフレーム(もしくはフィールド)にお
けるＳＮ比(もしくは平均誤差)との差を動画像によって
最適になるように符号量配分の調節を行ない、符号量制
御を行なう。

【００４７】また、本発明により、独立フレーム(もし
くはフィールド)と非独立フレーム(もしくはフィール
ド)を含む動画像符号化装置においては、独立フレーム
(もしくはフィールド)におけるＳＮ比(もしくは原画像
との平均誤差)と非独立フレーム(もしくはフィールド)
におけるＳＮ比(もしくは平均誤差)との差を動画像によ
って最適になるように符号量配分の調節を行ない、符号
量制御を行なう。

【００４８】また、本発明により、画像の周波数成分状
態判定値、または分散値(もしくは標準偏差値)などから
符号化レートに応じて、双方向予測符号化方式(または
フレーム(もしくはフィールド)内符号化方式と前方向予
測のみのフレーム(もしくはフィールド)間予測符号化方
式のみ)を使用する動画像符号化装置においては、フレ
ーム(もしくはフィールド)内符号化方式および前方向予
測のみのフレーム(もしくはフィールド)間予測符号化方
式(またはフレーム(もしくはフィールド)内符号化方式)
を使用するフレーム(もしくはフィールド)におけるＳＮ
比(もしくは原画像との平均誤差)と双方向予測符号化方
式(または前方向予測のみフレーム(もしくはフィール
ド)間予測符号化方式)を使用するフレーム(もしくはフ
ィールド)におけるＳＮ比(もしくは原画像との平均誤
差)との最適な差、またフレーム(もしくはフィールド)
間に関する予測符号化方式を使用する動画像符号化装置
においては、被参照フレーム(もしくはフィールド)にお
けるＳＮ比(もしくは原画像との平均誤差)と参照されな
い非参照フレーム(もしくはフィールド)におけるＳＮ比
(もしくは平均誤差)との最適な差、さらにまた独立フレ
ーム(もしくはフィールド)と非独立フレーム(もしくは
フィールド)を含む動画像符号化装置においては、独立
フレーム(もしくはフィールド)におけるＳＮ比(もしく
は原画像との平均誤差)と非独立フレーム(もしくはフィ
ールド)におけるＳＮ比(もしくは平均誤差)との最適な
差、そして、それらの最適値と同時に符号化する画像に
最適な符号量配分値の初期値、そして、最適な符号量制
御方式などの情報をデコーダ1に送る。

【００４９】また、本発明により、分散値(もしくは標
準偏差値)を計算する場合は実際のデータの数％の一部
のデータから計算する。その際、乱数などによってラン
ダムに選択することもできる。また、本発明により、Ｓ
Ｎ比を計算する場合は、前記式(2)の平均2乗誤差の代わ
りに、絶対値誤差を使用したＳＮ比を使用でき、計算を
簡略化する。

【００５０】そして、また、ＳＮ比の代わりに、ノイズ
量を表す原画像との平均誤差を使用でき、計算を簡略化
する。また、本発明により、ＳＮ比の代わりに量子化ス
テップ幅の平均値qを使用でき、計算を簡略化する。

【００５１】

【実施例】図１，図２を参照しつつ、本発明の第１実施
例を説明する。この第１実施例は、前述の特願平５−２
７３１４８号と同様に動作する。その違いは、前述の特
願平５−２７３１４８号では、フレ−ムの符号化モード
（Ｉ・Ｐ・Ｂピクチャ）に関係なく復号時のＳＮ比が一
定になるように符号化時の符号量を制御したが、この実
施例では、フレ−ムの符号化モード（Ｉ・Ｐ・Ｂピクチ
ャ）に応じて、復号時のＳＮ比に差を設定し、このＳＮ
比の差が発生するように、符号化時の符号量を制御する
こと、にある。

【００５２】尚、このＳＮ比の検出は、前述の特願平５
−２７３１４８号と同様に、前に処理したフレームの復
号時のＳＮ比を利用している。この実施例では、図1の
ように画像がブロック単位(もしくはフィールドやフレ
ーム単位)で入力されるとエンコーダ1で帯域変換符号化
および帯域分割符号化、DPCM符号化などの符号化が行な
われ、その符号化結果は受信側に送られると同時にデコ
ーダおよびＳＮ比(もしくは原画像との平均誤差)計算装
置2にも送られ、受信側で得られる画像と同じ画像が再
生される。

【００５３】この装置2ではフレーム(もしくはフィール
ド)ごとにＳＮ比(もしくは原画像との平均誤差)を計算
し、符号量配分および符号量制御装置3に送られる。そ
の装置3の内部が図2であり、図2では符号化モード切替
え装置4でフレーム(もしくはフィールド)ごとに送られ
てきた符号化モードに対応した各種符号量計算装置5〜7
に適応的に接続切替えされる。

【００５４】符号量計算装置は、フレーム内符号化方式
と前方向予測のみのフレーム(もしくはフィールド)間予
測符号化方式の2種類の符号化方式を使用する場合はフ
レーム(もしくはフィールド)内符号化符号量計算装置5
と前方向予測フレーム間符号化符号量計算装置6を使用
し、さらに双方向予測符号化方式も使用する場合は装置
5、6の他に双方向予測符号化符号量計算装置7も使用す
る。

【００５５】また各符号量計算装置では下記の式(4)、
(7)、(10)で与えられる関数により、符号量配分値が決
定される。尚、各式の構成要素の定義については、後述
する。そして、その符号量配分値は、エンコーダ1に符
号化モードに適した値が送られる。

【００５６】その値に基づいて、量子化され、符号化さ
れる。この符号化結果は、また、各符号量計算装置にフ
ィードバックされる。 1.次のフレーム(もしくはフィールド)内符号化符号量計
算装置5における符号量配分値の決定方法。

【００５７】

【数４】

【００５８】で与えられる関数で、この一例としては
以下の式(5)、(6)が考えられる。 (イ) 双方向予測符号化方式を使用する場合

【００５９】

【数５】

【００６０】(ロ) フレーム(もしくはフィールド)内符
号化方式と前方向予測のみのフレーム(もしくはフィー
ルド)間予測符号方式のみを使用する場合

【００６１】

【数６】

【００６２】2.次の前方向予測のみによるフレーム(も
しくはフィールド)間予測符号化符号量計算装置6におけ
る符号量配分値の決定方法。

【００６３】

【数７】

【００６４】で与えられる関数で、この一例としては
以下の式(8)、(9)が考えられる。 (イ) 双方向予測符号方式を使用する場合

【００６５】

【数８】

【００６６】(ロ) フレーム(もしくはフィールド)内符
号化方式と前方向予測のみのフレーム(もしくはフィー
ルド)間予測符号方式のみを使用する場合

【００６７】

【数９】

【００６８】3.次の双方向予測符号化符号量計算装置7
における符号量配分値の決定方法。

【００６９】

【数１０】

【００７０】で与えられる関数で、この一例としては
以下の式(11)が考えられる。双方向予測符号方式を使用する場合

【００７１】

【数１１】

【００７２】ここで、上記式の構成要素の定義について
説明する。 (1)ＢＩ_NEXT 次のフレーム(もしくはフィールド)内符号化方式を使用
するフレーム(もしくはフィールド)での符号量配分値。 (2)ＢＰ_NEXT 次の前方向予測のみのフレーム(もしくはフィールド)内
符号化方式を使用するフレーム(もしくはフィールド)で
の符号量配分値。 (3)ＢＢ_NEXT 次の双方向予測符号化方式を使用するフレーム(もしく
はフィールド)での符号量配分値。 (4)ＢＩ_pre 過去の双方向予測符号化方式を使用したフレーム(もし
くはフィールド)および前方向予測のみによるフレーム
(もしくはフィールド)間予測符号化方式(または前方向
予測のみによるフレーム(もしくはフィールド)間予測符
号化方式)を使用したフレーム(もしくはフィールド)に
おける実際の数フレーム(もしくはフィールド)分のそれ
ぞれの平均発生符号量などを使用して予測したフレーム
(もしくはフィールド)内符号化方式の符号量配分値予測
値。 (5)ＢＰ_pre 過去の双方向予測符号化方式およびフレーム(もしくは
フィールド)内符号化方式(またはフレーム(もしくはフ
ィールド)内符号化方式のみ)を使用したフレーム(もし
くはフィールド)における実際の数フレーム(もしくはフ
ィールド)分のそれぞれの平均発生符号量などを使用し
て予測した前方向予測のみによるフレーム(もしくはフ
ィールド)間予測符号化方式の符号量配分予測値。 (6)ＢＢ_pre 過去の前方向予測のみによるフレーム(もしくはフィー
ルド)間予測符号化方式およびフレーム(もしくはフィー
ルド)内符号化方式を使用したフレーム(もしくはフィー
ルド)における実際の数フレーム(もしくはフィールド)
分のそれぞれの平均発生符号量などを使用して予測した
双方向符号化方式の符号量配分値予測値。 (7)Ｅ_MI 過去数フレーム(もしくはフィールド)分のフレーム(も
しくはフィールド)内符号化方式を使用するフレーム(も
しくはフィールド)における原画像に対する平均誤差。 (8)Ｅ_MP 過去数フレーム(もしくはフィールド)分の前方向予測の
みを使用するフレーム(またはフィールド)間予測符号化
方式を使用するフレーム(もしくはフィールド)における
原画像に対する平均誤差。 (9)Ｅ_MB 過去数フレーム(もしくはフィールド)分の双方向予測符
号化方式を使用するフレーム(またはフィールド)間予測
符号化方式を使用するフレーム(もしくはフィールド)に
おける原画像に対する平均誤差。 (10)ＳＮＲ_MI 過去数フレーム(もしくはフィールド)分のフレーム(も
しくはフィールド)内符号化方式を使用するフレーム(も
しくはフィールド)における平均ＳＮ比-SNR-。 (11)ＳＮＲ_MP 過去数フレーム(もしくはフィールド)分の前方向予測の
みを使用するフレーム(またはフィールド)間予測符号化
方式を使用するフレーム(もしくはフィールド)における
平均ＳＮ比-SNR-。 (12)ＳＮＲ_MB 過去数フレーム(もしくはフィールド)分の双方向予測符
号化方式を使用するフレーム(またはフィールド)間予測
符号化方式を使用するフレーム(もしくはフィールド)に
おける平均ＳＮ比-SNR-。 (13)A1,A2,A3,A4,A5 係数値 (14) Rate 符号化レート (15)ＧＯＰＲ_ate 特定区間の符号化レートに基づいたあらかじめに設定し
た総符号量。 (16)ＲＧＯＰＲ_ate 特定区間の符号化レートに基づいたあらかじめに設定し
た総符号量の残存量。 (17)ＭＢ_I 過去数フレーム(もしくはフィールド)分におけるフレー
ム(もしくはフィールド)内符号化を使用するフレーム
(もしくはフィールド)での平均発生符号量。 (18)ＭＢ_P 過去数フレーム(もしくはフィールド)分における前方向
予測のみを使用するフレーム(もしくはフィールド)間予
測符号化方式を使用するフレーム(もしくはフィールド)
での平均発生符号量。 (19)ＭＢ_P 過去数フレーム(もしくはフィールド)分における双方向
予測符号化方式を使用するフレーム(もしくはフィール
ド)での平均発生符号量。 (20)Ｍ_NI 特定区間におけるフレーム(もしくはフィールド)内符号
化方式を使用するフレーム(もしくはフィールド)の枚
数。 (21)ＲＭ_NI 特定区間におけるフレーム(もしくはフィールド)内符号
化方式を使用するフレーム(もしくはフィールド)の残存
枚数。 (22)Ｍ_NP 特定区間における前方向予測のみによるフレーム(もし
くはフィールド)間予測符号化方式を使用するフレーム
(もしくはフィールド)の枚数。 (23)ＲＭ_NP 特定区間における前方向予測のみによるフレーム(もし
くはフィールド)間予測符号化方式を使用するフレーム
(もしくはフィールド)の残存枚数。 (24)Ｍ_NB 特定区間における双方向予測符号化方式を使用するフレ
ーム(もしくはフィールド)の枚数。 (25)ＲＭ_NB 特定区間における双方向予測符号化方式を使用するフレ
ーム(もしくはフィールド)の残存枚数。 (26)ＳＮＲ_IDIF 双方向予測符号化方式を使用するフレーム(もしくはフ
ィールド)におけるＳＮ比およびを引いた前方向予測の
みのフレーム(もしくはフィールド)間予測符号化方式
(または前方向予測のみのフレーム(もしくはフィール
ド)間予測符号化方式)を使用するフレーム(もしくはフ
ィールド)におけるＳＮ比-SNR-に対するフレーム(もし
くはフィールド)内符号化方式を使用するフレーム(もし
くはフィールド)のＳＮ比-SNR-の上げ幅の最適値。 (27)ＳＮＲ_PDIF 双方向予測符号化方式を使用するフレーム(もしくはフ
ィールド)におけるＳＮ比-SNR-に対する前方向予測のみ
を使用するフレーム(もしくはフィールド)間予測符号化
方式を使用するフレーム(もしくはフィールド)のＳＮ比
-SNR-の上げ幅の最適値。 (28)Ｅ_IDIF 双方向予測符号化方式を使用するフレームにおける原画
像に対する平均誤差およびを加算した前方向予測のみの
フレーム(もしくはフィールド)間予測符号化方式(また
は前方向予測のみのフレーム(もしくはフィールド)間予
測符号化方式)を使用するフレーム(もしくはフィール
ド)における原画像に対する平均誤差とフレーム(もしく
はフィールド)内符号化方式を使用するフレーム(もしく
はフィールド)の原画像に対する平均誤差との最適な
差。 (29)Ｅ_PDIF 双方向予測符号化方式を使用するフレーム(もしくはフ
ィールド)における原画像に対する平均誤差と前方向予
測のみを使用するフレーム(もしくはフィールド)間予測
符号化方式を使用するフレーム(もしくはフィールド)の
原画像に対する平均誤差との最適な差。

【００７３】以上の式(4)、(7)、(10)ではＳＮ比-SNR-
や原画像との平均誤差を使用できる。尚、原画像との平
均誤差には平均2乗誤差と絶対値誤差などが考えられ
る。また、ＳＮ比にも平均2乗誤差の代わりに絶対値誤
差を使用した前述の式(2)のＳＮ比が考えられる。

【００７４】この第１実施例の符号化方式として、前述
のＭＰＥＧを採用した場合について説明する。図１にお
いて、画像がフレーム単位で入力されるとエンコーダ1
で符号化が行なわれる。その符号化結果は、送信される
とともに、同時に計算装置2にも送られ、この計算装置2
で復号画面と同じ画像が再生される。

【００７５】この装置2では、この再生されたフレーム
ごとのＳＮ比を計算し、装置3に送られる。この装置3の
内部が図2であり、図2では符号化モード切替え装置4で
フレームごとに送られてきた符号化モードに対応した符
号量計算装置5〜7に適応的に接続切替えされる。

【００７６】符号量計算装置５は、フレーム内符号化さ
れたＩピクチャの符号量配分値を計算する。符号量計算
装置６は、前方向予測のみのフレーム間予測符号化され
たＰピクチャの符号量配分値を計算する。符号量計算装
置７は、前後方向予測のフレーム間予測符号化されたＢ
ピクチャの符号量配分値を計算する。

【００７７】このときに、Ｉ・Ｐ・ＢピクチャのＳＮ比
が、少なくても以下のようになるように、計算機５〜７
は、設定されている。ＩピクチャのＳＮ比≧ＰピクチャのＳＮ比≧Ｂピクチャ
のＳＮ比で且つ、ＩピクチャのＳＮ比＞ＢピクチャのＳＮ比となる。

【００７８】図３を参照しつつ、本発明の第２実施例を
説明する。フレーム(もしくはフィールド)間に関する予
測符号化方式を使用する動画像符号化装置では第１実施
例と同様に図1のような装置を持ち、その符号量配分お
よび符号量制御装置3の内部が図3である。図3では、符
号化モード切替え装置4-2でフレーム(もしくはフィール
ド)ごとに送られてきた符号化モードに対応した各種符
号量計算装置5-21〜5-2mおよび6-21〜6-2n(m、nは自然
数)に適応的に接続切替えされる。

【００７９】被参照フレーム(もしくはフィールド)を符
号化する場合は、被参照フレームの符号量計算装置5-21
〜5-2mのどれかで符号量配分値が計算される。また、参
照されるないフレーム(もしくはフィールド)を符号化す
る場合は、符号量計算装置6-21〜6-2nのどれかで符号量
配分値が計算される。各符号量計算装置では、下記の式
(12)、(13)で与えられる関数により、符号量配分値が決
定される。

【００８０】尚、各式の構成要素の定義については、後
述する。そして、その符号量配分値は、エンコーダ1に
符号化モードに適した値が送られる。その値に基づいて
量子化され、符号化されてその結果はまた、各符号量計
算装置にフィードバックされる。

【００８１】1.被参照フレームの符号量計算装置5-21〜
5-2mにおける符号量配分値の決定方法。

【００８２】

【数１２】

【００８３】2.参照されない非参照フレームの符号量計
算装置6-21〜6-2nにおける符号量配分値の決定方法。

【００８４】

【数１３】

【００８５】ここで、式の構成要素の定義について説明
する。 (1)Ｂai_Next i=1,・・・,m 次の被参照フレーム(もしくはフィールド)における符号
量配分値。 (2)Ｂbj_Next j=1,・・・,n 次の非参照フレーム(もしくはフィールド)における符号
量配分値。 (3)Ｅ_Mai i=1,・・・,m 過去数フレーム(もしくはフィールド)分における各被参
照フレーム(もしくはフィールド)の原画像に対する平均
誤差。 (4)Ｅ_Mbj j=1,・・・,n 過去数フレーム(もしくはフィールド)分における各非参
照フレーム(もしくはフィールド)の原画像に対する平均
誤差。 (5) Rate 符号化レート (6) ＭＢ_ai i=1,・・・,m 過去数フレーム(もしくはフィールド)分における各被参
照フレーム(もしくはフィールド)の平均発生符号量。 (7)ＭＢ_bj j=1,・・・,n 過去数フレーム(もしくはフィールド)分における各非参
照フレーム(もしくはフィールド)の平均発生符号量。 (8)Ｍ_Nai i=1,・・・,m 特定区間における各被参照フレームフレーム(もしくは
フィールド)の枚数。 (9)ＲＭ_Nai i=1,・・・,m 特定区間における各被参照フレームフレーム(もしくは
フィールド)の残存枚数。 (10)Ｍ_Nbj j=1,・・・,n 特定区間における各非参照フレーム(もしくはフィール
ド)の枚数。 (11)ＲＭ_Nbj j=1,・・・,n 特定区間における各非参照フレーム(もしくはフィール
ド)の残存枚数。 (12)Ｅ_aiDIF i=1,・・・,m 各被参照フレーム(もしくはフィールド)の非参照フレー
ム(もしくはフィールド)に対する最適な平均誤差の差。

【００８６】図４を参照しつつ、本発明の第３実施例を
説明する。独立フレーム(もしくはフィールド)と非独立
フレーム(もしくはフィールド)を含む動画像符号化装置
では、第１実施例と同様に図1のような装置を持ち、そ
の符号量配分および符号量制御装置3の内部が図4であ
る。図4では、符号化モード切替え装置4-3でフレーム
(もしくはフィールド)ごとに送られてきた符号化モード
に対応した各種符号量計算装置5-31〜5-3pおよび6-31〜
6-3q(p、qは自然数)に適応的に接続切替えされる。

【００８７】独立フレーム(もしくはフィールド)を符号
化する場合は、独立フレーム(もしくはフィールド)の符
号量計算装置5-31〜5-3pのどれかで符号量配分値が計算
される。また、非独立フレーム(もしくはフィールド)を
符号化する場合は、非独立フレーム(もしくはフィール
ド)の符号量計算装置6-31〜6-3qのどれかで符号量配分
値が計算される。

【００８８】また、各符号量計算装置では、下記の式(1
4)、(15)で与えられる関数により、符号量配分値が決定
される。尚、式の構成要素の定義については、後述す
る。そして、符号化モードに適した符号量配分値が、エ
ンコーダ1に送られる。エンコーダ1では、この値に基づ
いて量子化されて符号化され、その結果はまた、各符号
量計算装置にフィードバックされる。

【００８９】(1)独立フレーム(もしくはフィールド)の
符号量計算装置5-31〜5-3pにおける符号量配分値の決定
方法。

【００９０】

【数１４】

【００９１】(2)非独立フレーム(もしくはフィールド)
の符号量計算装置6-31〜6-3qにおける符号量配分値の決
定方法。

【００９２】

【数１５】

【００９３】ここで、上記式の構成要素の定義について
説明する。 (1)Ｂci_Next i=1,・・・,p 次の独立フレーム(もしくはフィールド)における符号量
配分値。 (2)Ｂdj_Next j=1,・・・,q 次の非独立フレーム(もしくはフィールド)における符号
量配分値。 (3)Ｅ_Mci i=1,・・・,p 過去数フレーム(もしくはフィールド)分における各独立
フレーム(もしくはフィールド)の原画像に対する平均誤
差。 (4)Ｅ_Mdj j=1,・・・,q 過去数フレーム(もしくはフィールド)分における各非独
立フレーム(もしくはフィールド)の原画像に対する平均
誤差。 (5) Rate 符号化レート (6) ＭＢ_ci i=1,・・・,p 過去数フレーム(もしくはフィールド)分における各独立
フレーム(もしくはフィールド)の平均発生符号量。 (7)ＭＢ_dj j=1,・・・,q 過去数フレーム(もしくはフィールド)分における各非独
立フレーム(もしくはフィールド)の平均発生符号量。 (8)Ｍ_Nci i=1,・・・,p 特定区間における各独立フレーム(もしくはフィールド)
の枚数。 (9)ＲＭ_Nci i=1,・・・,p 特定区間における各独立フレーム(もしくはフィールド)
の残存枚数。 (10)Ｍ_Ndj j=1,・・・,q 特定区間における各非独立フレーム(もしくはフィール
ド)の枚数。 (11)ＲＭ_Ndj j=1,・・・,q 特定区間における各非独立フレーム(もしくはフィール
ド)の残存枚数。 (12)Ｅ_aiDIF i=1,・・・,p 各独立フレーム(もしくはフィールド)の非独立フレーム
(もしくはフィールド)に対する最適な平均誤差の差。

【００９４】図５を参照しつつ、本発明の第４実施例を
説明する。前述の予測符号化の単位は、フレームまたは
フィールド単位である。つまり、Ｉ・Ｐ・Ｂピクチャ、
参照される画面、参照されない画面、独立フレーム、非
独立フレームは、画面単位である。しかし、このような
制御を画面全体ではなく、「Ｈ．２６１」の如く、画面
の一部を単位に行っている動画像符号化方式もある。つ
まり、「Ｈ．２６１」では、画面単位でなく、マクロブ
ロック単位でフレーム内予測と、フレーム間予測を切り
替えている。

【００９５】図５の１’，２’，３’と、図１と１’，
２’，３’との差は、この符号化モードの設定を、画面
単位で行うか，マクロブロック単位で行うかの差であ
る。従って、図示省略したが、符号量配分値の算出及び
符号量制御も、マクロブロック単位で行われる。図６を
参照しつつ、本発明の第５実施例を説明する。

【００９６】前述の如く、上記実施例では、ＳＮ比とし
ては、前述の特願平５−２７３１４８号と同様に、前に
処理したフレームの復号時のＳＮ比を利用している。こ
のために、符号化時の初期においては、前に処理したフ
レームが無いために、参考とするＳＮ比がない。このた
め、符号化時の初期においては、あらかじめ設定された
符号量で符号化処理をすることも、考えられる。

【００９７】この第５実施例では、入力画像の「複雑
さ」を求めて、この「複雑さ」に応じて、符号化時の符
号量を設定するものである。そして、この「複雑さ」
は、画像の周波数成分状態判定値、分散値、もしくは標
準偏差値を、算出することにより、検出している。尚、
分散値から画像の「複雑さ」等の画像パターンを算出す
ることは、特開昭６１−２８５８６９号公報（H04N1/41
5)、特開平４−５１６８９号公報（H04N7/137)で示され
ている。

【００９８】図6の画像の周波数成分状態判定値、また
は分散値(もしくは標準偏差値)計算装置9で周波数成分
状態判定値、分散値をあらかじめにフレーム(もしくは
フィールド)ごとに計算する。この計算情報をもとに、
画像情報提供装置10は、各フレームの符号量の初期値を
エンコーダ1に提供する。

【００９９】この第５実施例によれば、動画像の内容に
応じた最適な符号量配分値の初期値を提供できることに
より、動作初期時においても最適な符号量制御を可能と
する。尚、この第５実施例をＭＰＥＧに適用してもよ
い。つまり、画面の「複雑さ」に応じて、Ｉ・Ｐ・Ｂピ
クチャの符号化時の目標符号量を設定してもよい。ま
た、この目標符号量の設定は、Ｉピクチャのみ行い、Ｐ
・Ｂピクチャは予かじめ設定されてる設定値を目標符号
量としてもよい。

【０１００】また、この第５実施例では、この処理は、
動作初期時のみ動作したが、常時動作するようにしても
よい。つまり、動作初期は、画面の「複雑さ」に応じて
符号量配分し、定常時は、画面の「複雑さ」とＳＮ比に
応じて符号量配分してもよい。この画面の「複雑さ」と
ＳＮ比との両方に応じた符号量配分について、ＭＰＥＧ
を例に説明する。

【０１０１】例えば、定常時には、画面が「複雑」であ
れば、Ｉピクチャの品質を上げるようにする。つまり、
検出した分散値が高いほど、前述のＳＮＲ_IDIF，ＳＮＲ
_PDIF、Ｅ_IDIF，Ｅ_PDIFの値を大きくする様に制御する。
また、この分散値によるＳＮＲ_IDIF，ＳＮＲ_PDIF、Ｅ
_IDIF，Ｅ_PDIFの値の制御に加え、フレーム間予測による
差分画面の値（予測誤差値）を検出し、この予測誤差値
が小さい程、ＳＮＲ_IDIF，ＳＮＲ_PDIF、Ｅ_IDIF，Ｅ_PDIF
の値を大きくする様に制御してもよい。

【０１０２】また、あるフレームの分散値が、前フレー
ムの分散値に比べて所定値を越えて変化した場合は、シ
ーンチェンジが発生したものとして、この時のピクチャ
の種別（Ｉ・Ｐ・Ｂピクチャ）に応じて、目標符号量を
設定するようにしてもよい。つまり、シーンチェンジを
分散値の変化により検出し、このシーンチェンジ検出時
に各ピクチャの符号量を、予かじめ設定されている符号
量、または、分散値に応じた符号量とするようにしても
よい。

【０１０３】図７に本発明の第６実施例を示す。この第
６実施例では、予かじめ画像データ選択装置11で、画像
データを数％に選択する。つまり、データの間引きを行
う。この場合、その選択に乱数表を使用することができ
る。そして、データ量を減らしてから、装置12で分散値
(もしくは標準偏差値)を計算する。

【０１０４】そして、画像情報提供装置10により、この
計算結果を基に、エンコーダ１での符号量配分値を決定
する。尚、上記実施例では、ＳＮ比を計算する場合は、
式(1)を用いた。しかし、式(1)中の平均2乗誤差の代わ
りに式(2)のように絶対値誤差を使用して、計算を簡略
化してもよい。

【０１０５】又、上記実施例では、ＳＮ比（信号とノイ
ズとの比）を用いたが、ノイズ量のみでもよい。つま
り、ＳＮ比の代わりに原画像に対する平均誤差を使用し
て、計算を簡略化してもよい。このノイズ量を表す平均
誤差には、平均2乗誤差および絶対値誤差などが使用で
きる。又、上記実施例では、前に処理したフレームのＳ
Ｎ比を用いたが、このＳＮ比の代わりに、前に処理した
フレームの量子化ステップ幅の平均値qを使用して、計
算を簡略化してもよい。

【０１０６】又、上記実施例では、常に、Ｉピクチャ
（独立フレーム，独立画面領域）のＳＮ比が、Ｂピクチ
ャ（非独立フレーム，非独立画面領域）のＳＮ比に比べ
て、高くなるように符号量を制御した。しかし、この制
御は、符号化レートが、所定値以上の場合に、行うよう
にしてもよい。つまり、符号化レートが低く画質が悪い
場合に、画質に差があると、人間の目には、ちらつきが
発生する。しかし、符号化レートが高く画質が良い場合
には、人間の目には、ちらつきが発生しないからであ
る。

【０１０７】例えば、通常のＮＴＳＣのＴＶ放送画面
を、ＭＰＥＧ２で符号化した場合は、4Mbps以上の符号
化レートになると、周期的なちらつきはほとんど人間の
目では見分けることが不可能になる。よって、この符号
化レートの所定値としては、通常のＮＴＳＣのＴＶ放送
画面を、ＭＰＥＧ２で符号化する場合は、4Mbpsが適当
であろう。

【０１０８】また、符号化レートが所定値より高い場合
に、上記の処理を行ったが、これは、ＳＮ比が所定値よ
り高い場合に、行うようにしてもよい。又、本発明は、
ＳＮ比による符号量制御、画像の「複雑さ」の応じた符
号量制御、及び、これとは異なる他の符号量制御とを、
組み合わせた、符号量制御を行うようにしてもよい。

【０１０９】又、上記説明では、フレーム(もしくはフ
ィールド)間予測符号化として、動き補償フレーム間予
測符号化技術説明したが、本願は動き補償を行わないフ
レーム(もしくはフィールド)間予測符号化に適用可能で
ある。また、周知の如く、前述のフレーム(もしくはフ
ィールド)間予測符号化のフレーム(もしくはフィール
ド)間は、１フレーム(もしくは１フィールド)間に限定
されるものではない。

【０１１０】上記の如く、本願によれば、双方向予測符
号化方式(またはフレーム(もしくはフィールド)内符号
化方式と前方向予測のみのフレーム(もしくはフィール
ド)間予測符号化方式のみ)を使用する動画像符号化装置
においては、フレーム(もしくはフィールド)内符号化方
式および前方向予測のみのフレーム(もしくはフィール
ド)間予測符号化方式(またはフレーム(もしくはフィー
ルド)内符号化方式)を使用するフレーム(もしくはフィ
ールド)におけるＳＮ比-SNR-(もしくは原画像との平均
誤差)と双方向予測符号化方式(または前方向予測のみに
よるフレーム(もしくはフィールド)間予測符号化方式)
を使用するフレーム(もしくはフィールド)におけるＳＮ
比-SNR-(もしくは原画像との平均誤差)との差を最適な
値に制御できる。

【０１１１】また、上述の如く、本願によれば、フレー
ム(もしくはフィールド)間に関する予測符号化方式を使
用する動画像符号化装置においては、被参照フレーム
(もしくはフィールド)におけるＳＮ比-SNR-(もしくは原
画像との平均誤差)と参照するだけのフレーム(もしくは
フィールド)におけるＳＮ比-SNR-(もしくは平均誤差)と
の差を最適な値に制御できる。

【０１１２】上述の如く、本願によれば、独立フレーム
(もしくはフィールド)と非独立フレーム(もしくはフィ
ールド)を含む動画像符号化装置においては、独立フレ
ーム(もしくはフィールド)におけるＳＮ比-SNR-(もしく
は原画像との平均誤差)と非独立フレーム(もしくはフィ
ールド)におけるＳＮ比-SNR-(もしくは平均誤差)との差
を最適な値に制御できる。

【０１１３】上述の如く、本願によれば、周波数成分状
態判定値、分散値をあらかじめにフレーム(もしくはフ
ィールド)ごとに計算し、その情報をもとにして、双方
向予測符号化方式(またはフレーム(もしくはフィール
ド)内符号化方式と前方向予測のみのフレーム(もしくは
フィールド)間予測符号化方式のみ)を使用する動画像符
号化装置においては、フレーム(もしくはフィールド)内
符号化方式および前方向予測のみのフレーム(もしくは
フィールド)間予測符号化方式(またはフレーム(もしく
はフィールド)内符号化方式)を使用するフレーム(もし
くはフィールド)におけるＳＮ比-SNR-と双方向予測符号
化方式(または前方向予測のみによるフレーム(フィール
ド)間予測符号化方式)を使用するフレーム(もしくはフ
ィールド)におけるＳＮ比-SNR-との差の最適値、または
フレーム(もしくはフィールド)間に関する予測符号化を
使用する動画像符号化装置においては、被参照フレーム
(もしくはフィールド)におけるＳＮ比(もしくは原画像
との平均誤差)と参照されない非参照フレーム(もしくは
フィールド)におけるＳＮ比(もしくは平均誤差)との差
の最適値、そしてまたは独立フレーム(もしくはフィー
ルド)を非独立フレーム(もしくはフィールド)を含む動
画像符号化装置においては、独立フレーム(もしくはフ
ィールド)におけるＳＮ比-SNR-(もしくは原画像との平
均誤差)と非独立フレーム(もしくはフィールド)におけ
るＳＮ比-SNR-(もしくは平均誤差)との差の最適値、そ
してその他、それらの最適値と同時に最適な符号量配分
値の初期値、最適な符号量制御方式などの情報などがエ
ンコーダ1に提供でき、より最適な符号量制御が可能に
なる。

【０１１４】上述の如く、本願によれば、分散値(もし
くは標準偏差値)を計算することによって最適な符号化
を行なうために必要な情報を得る場合は分散値(もしく
は標準偏差値)計算装置12ではその分散値(もしくは標準
偏差値)の計算にはあらかじめにフレーム(またはフィー
ルド)ごとに送られてくるデータを間引きすることによ
って数％のデータでも分散値を計算できる。

【０１１５】上述の如く、本願によれば、ＳＮ比を計算
する場合は式(1)の平均2乗誤差の代わりに式(2)のよう
に絶対値誤差を使用することによって計算を簡略化でき
る。上述の如く、本願によれば、ＳＮ比のかわりに平均
2乗誤差や絶対値誤差などの原画像に対する平均誤差を
使用することによって計算を簡略化できる。上述の如
く、本願によれば、ＳＮ比の代わりに量子化平均値を使
用することによって計算を簡略化できる。

【０１１６】

【発明の効果】本発明の請求項１〜２０によれば、画像
復号化時の品質が向上するように、符号化時の符号量を
制御することができる。本発明の請求項１〜３、８〜２
０によれば、符号化誤差を表す情報により、画像復号化
時の品質が向上するように、符号化時の符号量を制御す
ることができる。

【０１１７】本発明の請求項１〜３によれば、符号化誤
差を表す情報により、ＭＰＥＧ符号化時の符号量を制御
することができる。本発明の請求項４〜７，１９，２０
によれば、画像パターンに応じて、画像復号化時の品質
が向上するように、符号化時の符号量を制御することが
できる。本発明の請求項８〜１３によれば、符号化誤差
を表す情報により、画像復号化時の品質が向上するよう
に、符号化時の符号量を制御することができる。

【０１１８】本発明の請求項２，３によれば、復号され
たＩ・Ｐピクチャの品質に差が生じても、ちらつきが、
発生することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の符号量制御装置の図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例の符号量制御装置の図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例の符号量制御装置の図であ
る。

【図４】本発明の第３実施例の符号量制御装置の図であ
る。

【図５】本発明の第４実施例の符号量制御装置の図であ
る。

【図６】本発明の第５実施例の符号量制御装置の図であ
る。

【図７】本発明の第６実施例の符号量制御装置の図であ
る。

【図８】ＭＰＥＧ符号化方式おける一般的なフレームご
との符号化モードを表した一例の図である。

【符号の説明】

1 エンコーダ、 2 送信側のデコーダおよびＳＮ比計算装置、 3 符号量配分および符号量制御装置、 4 符号化モード切替え装置、 4-2 符号化モード切替え装置、 4-3 符号化モード切替え装置、 5 フレーム内符号化符号量計算装置、 5-21,・・・,5-2m 被参照フレームの符号量計算装置、 5-31,・・・,5-3p 独立フレームの符号量計算装置、 6 前方向予測フレーム間符号化符号量計算装
置、 6-21,・・・,6-2n 参照されるだけのフレームの符号量計
算装置、 6-31,・・・,6-3q 非独立フレームの符号量計算装置 7 双方向予測符号化符号量計算装置、 1’ エンコーダ、 2’ 送信側のデコーダおよびＳＮ比計算装置、 3’ 符号量配分および符号量制御装置、 9 周波数成分状態判定値、分散値、もしくは標
準偏差値計算装置、 10 画像情報提供装置、 11 画像データ選択装置、 12 分散値、もしくは標準偏差値計算装置。

フロントページの続き (72)発明者杉本悦子大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者濱本安八大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＭＰＥＧ方式の符号化時の符号量制御方
法において、各ピクチャの復号時の符号化誤差を表す情報に基づい
て、Ｉピクチャの復号時の画質が、Ｂピクチャの復号時
の画質より、良くなるように、このＩピクチャとＢピク
チャの符号化時の符号量を制御することを特徴とする符
号量制御方法。
【請求項２】ＭＰＥＧの符号量制御方法において、Ｂピクチャの符号化誤差が、所定値より小さい場合に、
前記の符号量制御を行う請求項１の符号量制御方法。
【請求項３】ＭＰＥＧの符号量制御方法において、ＭＰＥＧの伝送レートが所定値より大きい場合に、前記
の符号量制御を行う請求項１の符号量制御方法。
【請求項４】動画像符号化時の符号量制御方法におい
て、画像パターンに応じて、目標符号量を制御する符号量制
御方法。
【請求項５】前記画像パターンは、画像の分散値、標
準偏差、又は、周波数成分状況から求めることを特徴と
する請求項４の符号量制御方法。
【請求項６】ＭＰＥＧの符号量制御方法において、請
求項４の符号量制御をＩピクチャに行い、Ｐ，Ｂピクチ
ャには行わない請求項４の符号量制御方法。
【請求項７】ＭＰＥＧの符号量制御方法において、請
求項４の符号量制御をＢピクチャに比べてＩピクチャに
強く行う請求項４の符号量制御方法。
【請求項８】前方向だけでなく後方向予測も使用する
双方向予測符号化方式を使用する動画像符号化における
符号量制御方法において、復号時の符号化誤差を表す情報に基づいて、双方向予測符号化方式を使用するフレームもしくはフィ
ールドの符号化誤差が、フレーム内符号化方式および前方向予測のみによるフレ
ームもしくはフィールド間予測符号化方式を使用するフ
レームもしくはフィールドの符号化誤差より、大きくなるように、前記フレームもしくはフィールドの
符号化時の符号量を制御する符号量制御方法。
【請求項９】フレームもしくはフィールド内符号化方
式と前方向のみのフレームもしくはフィールド間予測符
号化方式を使用する動画像符号化における符号量制御方
法において、復号時の符号化誤差を表す情報に基づいて、前方向のみのフレームもしくはフィールド間予測符号化
方式を使用するフレームもしくはフィールドの符号化誤
差が、フレームもしくはフィールド内符号化方式を使用するフ
レームもしくはフィールドの符号化誤差より、大きくなるように、前記フレームもしくはフィールドの
符号化時の符号量を制御する符号量制御方法。
【請求項１０】フレームもしくはフィールド間の予測
符号化を利用する動画像符号化における符号量制御方法
において、復号時の符号化誤差を表す情報に基づいて、他のフレームもしくはフィールドの復号時に参照されな
い非参照フレームもしくは非参照フィールドの符号化誤
差が、他のフレームもしくはフィールドの復号時に参照される
被参照フレームもしくは被参照フィールドの符号化誤差
より、大きくなるように、前記フレームもしくはフィールドの
符号化時の符号量を制御する符号量制御方法。
【請求項１１】フレームもしくはフィールド間の予測
符号化を利用する動画像符号化における符号量制御方法
において、復号時の符号化誤差を表す情報に基づいて、他の領域の復号時に参照されない非参照領域の符号化誤
差が、他の領域の復号時に参照される被参照領域の符号化誤差
より、大きくなるように、前記領域の符号化時の符号量を制御
する符号量制御方法。
【請求項１２】前記領域は、マルチブロック、ブロッ
ク、フィールド、フレームのいずれかの単位である請求
項１１の符号量制御方法。
【請求項１３】独立フレームもしくはフィールドと、
非独立フレームもしくはフィールドを備える画像符号化
における符号量制御方法において、復号時の符号化誤差を表す情報に基づいて、独立フレームもしくはフィールドの符号化誤差が、非独立フレームもしくはフィールドの符号化誤差より、小さくなるように、前記フレームもしくはフィールドの
符号化時の符号量を制御する符号量制御方法。
【請求項１４】前記復号時の符号化誤差を表す情報
は、ＳＮ比であることを特徴とする請求項１〜３，８〜
１３のいずれか１項に記載の符号量制御方法。
【請求項１５】前記復号時の符号化誤差を表す情報
は、原画像との平均誤差であることを特徴とする請求項
１〜３，８〜１３のいずれか１項に記載の符号量制御方
法。
【請求項１６】前記復号時の符号化誤差を表す情報
は、既に符号化したフレームもしくはフィールドの符号
化誤差を表す情報である請求項１〜３，８〜１５のいず
れか１項に記載の符号量制御方法。
【請求項１７】前記復号時の符号化誤差を表す情報
は、既に符号化したフレームもしくはフィールドの量子
化ステップ幅から求めた値である請求項１〜３，８〜１
３のいずれか１項に記載の符号量制御方法。
【請求項１８】以前に符号化したフレームもしくはフ
ィールドの内、同じ符号化を行った領域の符号化誤差を
表す情報を、今回の前記符号化誤差を表す情報とする請
求項１６に記載の符号量制御方法。
【請求項１９】前記非参照領域の符号化誤差と、前記
参照領域の符号化誤差との差を、画像パターンに応じて
変更して、前記領域の符号化時の符号量を制御する請求
項１１の符号量制御方法。
【請求項２０】前記非参照領域の符号化誤差と、前記
参照領域の符号化誤差との差を、前記参照領域のフレー
ムもしくはフィールド間の予測誤差の値に応じて、変更
して、前記領域の符号化時の符号量を制御する請求項１
１又は１９の符号量制御方法。