JPH09149420A - 動画像圧縮方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ピクチャタイプの違いによるメモ
リアクセス量を平均化することにより、メモリを効率良
く利用することができる動画像圧縮方法および装置を提
供することを目的としている。 【解決手段】 再生画像記憶ユニット２４とバッファユ
ニット１７とを同一のメモリによって構成し、第２符号
量制御ユニット３１によってマクロブロック当りの最大
発生符号量をピクチャタイプに応じて設定して、ピクチ
ャタイプに応じたマクロブロック当りの発生符号量を制
御することで、参照画像の画像データと符号化データと
のメモリアクセス量のバランスを取って、ピクチャタイ
プの違いによるメモリアクセス量を平均化するように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル動画像を
圧縮する動画像圧縮方法および装置に係り、特に、デジ
タル動画像を構成する各画像を複数種類の予測画像に基
づいて符号化する動画像圧縮方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】文字、図形、音声、映像などの異なる情
報をデジタルデータで表現し、これらのメディアを統合
して一元的に取り扱うマルチメディアが近年注目を浴び
ている。このマルチメディアに対応するオーディオ・ビ
デオ符号化方式として、ＩＳＯ／ＩＥＣのＭＰＥＧ（Mo
ving Picture Experts Group）１およびＭＰＥＧ２がそ
れぞれ国際標準として認められるようになった。

【０００３】これらの符号化方式では、まず、動画像を
構成する各画面（以下、ピクチャともいう）が、例え
ば、１６画素×１６画素の矩形ブロック（以下、マクロ
ブロックという）に分割される。次いで、これらのブロ
ック単位に、参照画像のサーチウィンドウから圧縮され
る現画像のマクロブロックに類似した同サイズのブロッ
クが探索され、探索されたブロックとの空間的な距離お
よび方位を表す動きベクトル並びに探索されたブロック
との差分情報が算出されて動き補償がを行なわれる。次
いで、これらの情報がＤＣＴ変換（Discrete Cosine Tr
ansfom；離散コサイン変換）、量子化および可変長符号
化により圧縮される。このように差分情報を圧縮する
と、原画像そのものを圧縮するよりも、さらに効率良く
圧縮することができる。

【０００４】図３に示すように、ＭＰＥＧでは、Ｉピク
チャ、ＰピクチャおよびＢピクチャの３種類のピクチャ
タイプ（予測画像タイプ）が規定されている。Ｉピクチ
ャ（Intra-Picture ；フレーム内予測符号化画像）は、
ピクチャ内の全てのマクロブロックが他の画像を参照し
ないイントラブロックで構成され、他のピクチャタイプ
を圧縮および再生するため周期的に設けられており、画
面のランダムアクセスにも利用される。Ｐピクチャ（Pr
edictive-Picture；前方向予測符号化画像）は、時間的
に前方向のピクチャのみを参照するものであり、始めの
ＰピクチャはＩピクチャを参照画像として符号化され、
後のＰピクチャは順次時間的に前方向のＰピクチャを参
照画像として符号化される。Ｂピクチャ（Bidirectiona
lly predictive-Picture；双方向予測符号化画像）は、
時間的に前方向および後方向のピクチャをそれぞれ参照
画像とするもので、ＩピクチャおよびＰピクチャを参照
画像として符号化される。ただし、Ｂピクチャは他の参
照画像としては利用されない。ＩピクチャおよびＰピク
チャは時間的に原画像と同じ順序で符号化されるが、Ｂ
ピクチャはＩピクチャおよびＰピクチャが符号化された
後に間に挿入される。

【０００５】例えば、図３（ａ）では、周期Ｍ＝２であ
り、Ｉピクチャーに対して、２枚目置きにＰピクチャー
が生成され、生成されたＰピクチャーまたはＩピクチャ
ーおよびＰピクチャーから１枚のＢピクチャーが生成さ
れている。また、図３（ｂ）では、周期Ｍ＝３であり、
Ｉピクチャに対して、３枚目置きにＰピクチャが生成さ
れ、生成されたＰピクチャーまたはＩピクチャーおよび
Ｐピクチャーから２枚のＢピクチャーが生成されてい
る。

【０００６】次に、図４にＭＰＥＧエンコーダの一例を
示す。同図に示すように、１は図外のフレームメモリ等
を介してデジタル動画像信号を入力する入力端子であ
り、符号化順に並べ変えられた各画面（ピクチャ）の輝
度または色差を表すデータがマクロブロック単位に分割
されて入力される。Ｉピクチャの場合には、イントラ符
号化（Intra ；フレーム内符号化）モードであるため、
入力画像データは、画像信号入力端子１を通して予測誤
差信号生成ユニット１２に入力され、そのまま予測誤差
信号としてＤＣＴ変換ユニット１３により空間周波数領
域に変換され、量子化ユニット１４により目標ビットレ
ートや視覚特性に合せて量子化され、スキャン変換ユニ
ット１５により低周波成分から順に１次元情報に変換さ
れ、可変長符号化ユニット１６により可変長符号に符号
化され、バッファユニット１７によりビットレートを平
均化しながらビットストリームとして出力端子２を通し
て出力される。

【０００７】また、量子化ユニット１４により量子化さ
れたデータは、逆量子化ユニット２１による逆量子化お
よび逆ＤＣＴ変換ユニット２２による逆ＤＣＴ変換、す
なわち、局部復号化が行われ、再生画像生成ユニット２
３を介して再生画像記憶ユニット２４に記憶され、次に
符号化すべきＰピクチャの参照画像となる。Ｐピクチャ
の場合には、まず、動き補償予測ユニット２６により動
きベクトルによる動き補償を行うか否かを入力画像のマ
クロブロック毎に動き補償の有無による発生符号量の差
を推定し、動き補償予測モードかイントラ符号化モード
かが選択される。次に、イントラ符号化モードのときに
は、Ｉピクチャと同様の処理によって符号化が行われ
る。一方、動き補償予測モードのときには、動きベクト
ル探索ユニット２５により入力画像データ（現画像デー
タ）と再生画像記憶ユニット２４に記憶された参照画像
データとから動きベクトルが探索され、探索された動き
ベクトルに基づいて動き補償予測ユニット２６により再
生画像記憶ユニット２４から現画像のマクロブロックに
最も類似した参照画像のマクロブロックが予測画像とし
て抽出され、予測誤差信号生成ユニット１２により入力
画像データとこの予測画像データとの差分情報が予測誤
差信号として得られる。次いで、この予測誤差信号から
Ｉピクチャと同様の処理によって符号化が行われるとと
もに、再生画像生成ユニット２３により逆ＤＣＴ変換さ
れたデータに動き補償予測ユニット２６から抽出された
予測画像データが加算され、参照画像として再生画像記
憶ユニット２４に記憶される。

【０００８】Ｂピクチャの場合には、Ｐピクチャと同様
な処理により符号化が行われるが、Ｂピクチャは参照画
像とはならないので、局部復号化は行われない。これら
の圧縮された情報は、デコーダにより、符号化の逆処
理、すなわち、可変長復号化、逆量子化、逆ＤＣＴ直交
変換および参照画像との加算が行なわれることにより伸
長され、動画像として再生される。

【０００９】ところで、バッファユニット１７は、画像
信号がその複雑さや動きの激しさによって発生符号量が
変動するため、この変動を吸収し略一定のビットレート
で伝送するために設けられており、第１符号量制御ユニ
ット１８によりバッファユニット１７を監視することに
よって発生符号量が把握され、目標ビットレートに合せ
た量子化制御が行われている。

【００１０】従来の発生符号量制御方法は、例えば、テ
レビジョン学会誌１９９５年Ｖｏｌ．４９、Ｎｏ４（以
下、文献という）の第４３頁〜第４８項「３−２−４Ｄ
ＣＴ符号化，量子化，可変長」に記載されるように、発
生符号量は、ピクチャタイプで設定可能な量子化マトリ
ックス（文献の第４５頁（10）式のW[w][v][u]に相当す
る）とマクロブロック単位で設定される量子化係数（文
献１第４５頁（10）式のquantiser scale に相当する）
と、をパラメータとして制御可能であるが、通常は量子
化係数を調整することにより制御される。

【００１１】また、量子化制御を行うものとしては、文
献の第４９頁〜第５２項「３−２−５レート制御とバッ
ファ制御」に記載されるように、各ピクチャを符号化す
る毎に未符号化ピクチャに対して割り当てられるビット
量を推定し、各ピクチャタイプ毎に独立して設定したそ
れぞれ仮想バッファの容量に基づいて量子化係数を求
め、さらに、視覚特性を考慮して量子化制御を行うもの
が提案されている。

【００１２】一般に、ＭＰＥＧにおける圧縮では、Ｂピ
クチャの圧縮率が最も高く、次いで、Ｐピクチャが高
く、Ｉピクチャが最も低くなる、したがって、発生符号
量が、同順で減少する。また、各ピクチャを圧縮する
際、再生画像記憶ユニット２４にアクセスするメモリア
クセス量（バンド幅）は、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂ
ピクチャの順に大きくなる。すなわち、Ｉピクチャの場
合には、現画像の読み出しおよび再生画像の書き込みを
行うのに対し、Ｐピクチャの場合には、現画像の読み出
しに加え、１枚の参照画像の読み出しおよび１枚の再生
画像の書き込みが必要であり、Ｂピクチャの場合には、
２枚の参照画像の読み出しが必要である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
動画像圧縮方法および装置にあっては、ピクチャタイプ
によって各画面の発生符号量が異なる傾向はあるが、各
画面により発生符号量がばらついてしまうため、最大の
発生符号量に合わせてバッファユニットへのアクセス時
間を設定する必要があるので、発生符号量が多いときは
頻繁にメモリアクセスが行われるが、発生符号量が少な
いときにはアクセスの空き時間が多くなってしまい、メ
モリの利用効率が低下してしまうといった問題があっ
た。

【００１４】また、従来の動画像圧縮方法および装置に
あっては、参照画像の読み出しおよび書き込みを行うメ
モリアクセス量は、ピクチャタイプによって大幅に異な
るので、最もアクセス量の多いＢピクチャに合わせてメ
モリアクセス量を設定するため、Ｂピクチャの符号化時
には、頻繁なアクセスが行われるが、Ｐピクチャおよび
Ｉピクチャの符号化時には、頻繁なアクセスが行われ
ず、メモリの利用効率が低下してしまうといった問題が
あった。

【００１５】そこで、本発明は、参照画像を記憶する再
生画像記憶ユニットとレート制御を実行するバッファユ
ニットとを同一メモリによって構成し、動画像全体の画
像品質を落さない程度にピクチャタイプの違いにより最
大発生符号量を制御する、すなわち、発生符号量が大き
いピクチャタイプに対してより大きい最大発生符号量を
割り当てて制御することにより、参照画像のアクセス量
と発生符号データのアクセス量とのバランスを取り、メ
モリアクセス量を平均化することで、メモリを効率的に
利用することができる動画像圧縮方法および装置を提供
することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、動画像を構成する各画面
をマクロブロック単位に符号化する方法であり、前記各
画面毎に、画面内情報に基づいて符号化される画面内予
測画像と、時間的に前方向の画面を参照画像として符号
化される前方向予測画像と、時間的に前方向および後方
向の画面をそれぞれ参照画像として符号化される双方向
予測画像と、をそれぞれ切り換えて生成する動画像圧縮
方法であって、前記画面内予測画像、前方向予測画像お
よび双方向予測画像に対し、それぞれ前記マクロブロッ
ク当りの符号化データの最大発生符号量を設定し、それ
ぞれの予測画像に応じて前記マクロブロック当りの符号
化データの発生符号量を制御する発生符号量制御工程を
含むことを特徴とする。

【００１７】請求項２に記載の発明は、動画像を構成す
る各画面が複数のマクロブロックからなり、前記マクロ
ブロック毎に、マクロブロック内情報に基づいて符号化
されるイントラブロックと、時間的に異なる画面を参照
画像として符号化されるノンイントラブロックと、をそ
れぞれ切り換え、前記各画面が少なくとも１つの前記マ
クロブロックを含む複数のブロックグループからなり、
前記各ブロックグループ毎に、全てのマクロブロックが
イントラブロックからなるイントラブロックグループ
と、少なくとも１つのノンイントラブロックを含むノン
イントラブロックグループと、をそれぞれ切り換え、前
記各画面毎に、画面に含まれる前記マクロブロックがノ
ンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間
的に前方向の画面を参照画像として符号化される前方向
予測画像と、画面に含まれる前記マクロブロックがノン
イントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間的
に前方向および後方向の画面をそれぞれ参照画像として
符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ切り換えて
前記マクロブロックを符号化する方法であり、前記各画
面が、前記前方向予測画像および前記双方向予測画像の
うち、何れの予測画像であるかを判別する予測画像判別
工程と、該予測画像判別工程によって判別された予測画
像に含まれる各ブロックグループが、前記イントラブロ
ックグループおよび前記ノンイントラブロックグループ
のうち、何れのブロックグループであるかを判別するブ
ロックグループ判別工程と、該ブロックグループ判別工
程によって判別されたブロックグループがノンイントラ
ブロックグループの場合、該ブロックグループに含まれ
る各マクロブロックが、イントラブロックおよびノンイ
ントラブロックのうち、何れのブロックであるかを判別
するブロックタイプ判別工程と、を含む動画像圧縮方法
であって、前記予測画像判別工程によって判別された予
測画像、前記ブロックグループ判別工程によって判別さ
れたブロックグループおよび前記ブロックタイプ判定工
程によって判定されたブロックに基づいて、前記マクロ
ブロックの符号化データの最大発生符号量を設定し、そ
れぞれの予測画像、ブロックグループおよびブロックに
応じて前記マクロブロックの発生符号量を制御する発生
符号量制御工程を含むことを特徴とする。

【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、前記発生符号量制御工
程が、前記符号化データの発生符号量を累算し、累算さ
れた発生符号量が前記最大発生符号量を超えたか否かを
判定する判定工程と、該判定工程によって累算符号量が
前記最大発生符号量を超えたと判定された場合、当該マ
クロブロックの符号化を終了する工程と、を含むことを
特徴とする。

【００１９】請求項４に記載の発明は、動画像を構成す
る各画面をマクロブロック単位で符号化する方法であ
り、前記各画面毎に、画面内情報に基づいて符号化され
る画面内予測画像と、時間的に前方向の画面を参照画像
として符号化される前方向予測画像と、時間的に前方向
および後方向の画面をそれぞれ参照画像として符号化さ
れる双方向予測画像と、をそれぞれ切り換えて生成する
予測画像生成工程と、該予測画像生成工程によって生成
された予測画像を前記マクロブロック毎に直交変換する
直交変換工程と、前記直交変換の結果得られた直交変換
係数を量子化する量子化工程と、前記量子化の結果得ら
れた２次元情報を低周波成分からスキャンすることによ
り１次元情報に変換するスキャン変換工程と、該スキャ
ン変換手段によって変換された１次元情報を可変長符号
化する可変長符号化工程と、を含む動画像圧縮方法であ
って、前記参照画像の画像データ、並びに、前記可変長
符号化手段によって符号化された符号化データを記憶し
て読み出し可能な記憶手段を準備する工程と、前記画面
内予測画像、前方向予測画像および双方向予測画像に対
し、それぞれ前記ブロック当りの符号化データの最大発
生符号量を設定し、それぞれの予測画像に応じて前記ブ
ロック当りの符号化データの発生符号量を制御する発生
符号量制御工程と、を含むことを特徴とする。

【００２０】請求項５に記載の発明は、動画像を構成す
る各画面が複数のマクロブロックからなり、前記マクロ
ブロック毎に、マクロブロック内情報に基づいて符号化
されるイントラブロックと、時間的に異なる画面を参照
画像として符号化されるノンイントラブロックと、をそ
れぞれ切り換え、前記各画面が少なくとも１つの前記マ
クロブロックを含む複数のブロックグループからなり、
前記各ブロックグループ毎に、全てのマクロブロックが
イントラブロックからなるイントラブロックグループ
と、少なくとも１つのノンイントラブロックを含むノン
イントラブロックグループと、をそれぞれ切り換え、前
記各画面毎に、画面に含まれる前記マクロブロックがノ
ンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間
的に前方向の画面を参照画像として符号化される前方向
予測画像と、画面に含まれる前記マクロブロックがノン
イントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間的
に前方向および後方向の画面をそれぞれ参照画像として
符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ切り換えて
前記マクロブロックを符号化する方法であり、前記各画
面が、前記前方向予測画像および前記双方向予測画像の
うち、何れの予測画像であるかを判別する予測画像判別
工程と、該予測画像判別工程によって判別された予測画
像に含まれる各ブロックグループが、前記イントラブロ
ックグループおよび前記ノンイントラブロックグループ
のうち、何れのブロックグループであるかを判別するブ
ロックグループ判別工程と、該ブロックグループ判別工
程によって判別されたブロックグループがノンイントラ
ブロックグループの場合、該ブロックグループに含まれ
る各マクロブロックが、イントラブロックおよびノンイ
ントラブロックのうち、何れのブロックであるかを判別
するブロックタイプ判別工程と、前記予測画像判別工程
によって判別された予測画像、前記ブロックグループ判
別工程によって判別されたブロックグループおよび前記
ブロックタイプ判別工程によって判別されたブロックに
基づいて、各マクロブロック毎に、イントラマクロブロ
ック、前方向予測画像のノンイントラブロックおよび双
方向予測画像のノンイントラブロックのうち、何れかの
ブロックを生成するブロック予測画像生成工程と、該ブ
ロック予測画像生成工程によって生成されたブロックを
直交変換する直交変換工程と、前記直交変換の結果得ら
れた直交変換係数を量子化する量子化工程と、前記量子
化の結果得られた２次元情報を低周波成分からスキャン
することにより１次元情報に変換するスキャン変換工程
と、該スキャン変換手段によって変換された１次元情報
を可変長符号化する可変長符号化工程と、を含む動画像
圧縮方法であって、前記参照画像の画像データ、並び
に、前記可変長符号化手段によって符号化された符号化
データを記憶して読み出し可能な記憶手段を準備する工
程と、前記予測画像判別工程によって判別された予測画
像、前記ブロックグループ判別工程によって判別された
ブロックグループおよび前記ブロックタイプ判別工程に
よって判別されたブロックに基づいて、前記マクロブロ
ックの符号化データの最大発生符号量を設定し、それぞ
れの予測画像、ブロックグループおよびブロックに応じ
て前記マクロブロックの発生符号量を制御する発生符号
量制御工程と、を含むことを特徴とする。

【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項４または
請求項５に記載の発明において、前記発生符号量制御工
程が、前記スキャン変換の結果得られた１次元情報を前
記可変長符号化工程によって符号化した場合の符号化デ
ータの発生符号量を特定する特定工程と、該特定工程に
よって特定された符号化データの発生符号量を累算し、
累算された発生符号量が前記最大発生符号量を超えたか
否かを判定する判定工程と、該判定工程によって累算発
生符号量が前記最大発生符号量を超えたと判定された場
合、前記可変長符号化工程に当該マクロブロックの符号
化を終了する情報を出力する工程と、を含むことを特徴
とする。

【００２２】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、前記判定工程によって累算した発生符
号量が前記最大発生符号量を超えたと判定された場合、
前記スキャン変換手段から出力された１次元情報を、当
該符号化データに対応する情報を含む以降の高周波成分
の情報を零に置き換えて出力する高周波成分置換工程
と、該高周波成分置換工程によって出力された１次元情
報を前記スキャン変換手段と逆の処理により２次元情報
に変換する逆スキャン変換工程と、を含むことを特徴と
する。

【００２３】請求項８に記載の発明は、動画像を構成す
る各画面をマクロブロック単位に符号化する装置であ
り、前記各画面毎に、画面内情報に基づいて符号化され
る画面内予測画像と、時間的に前方向の画面を参照画像
として符号化される前方向予測画像と、時間的に前方向
および後方向の画面をそれぞれ参照画像として符号化さ
れる双方向予測画像と、をそれぞれ切り換えて生成する
動画像圧縮装置において、前記画面内予測画像、前方向
予測画像および双方向予測画像に対し、それぞれ前記マ
クロブロック当りの符号化データの最大発生符号量を設
定し、それぞれの予測画像に応じて前記マクロブロック
当りの符号化データの発生符号量を制御する発生符号量
制御手段を有することを特徴とする。

【００２４】請求項９に記載の発明は、動画像を構成す
る各画面が複数のマクロブロックからなり、前記マクロ
ブロック毎に、マクロブロック内情報に基づいて符号化
されるイントラブロックと、時間的に異なる画面を参照
画像として符号化されるノンイントラブロックと、をそ
れぞれ切り換え、前記各画面が少なくとも１つの前記マ
クロブロックを含む複数のブロックグループからなり、
前記各ブロックグループ毎に、全てのマクロブロックが
イントラブロックからなるイントラブロックグループ
と、少なくとも１つのノンイントラブロックを含むノン
イントラブロックグループと、をそれぞれ切り換え、前
記各画面毎に、画面に含まれる前記マクロブロックがノ
ンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間
的に前方向の画面を参照画像として符号化される前方向
予測画像と、画面に含まれる前記マクロブロックがノン
イントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間的
に前方向および後方向の画面をそれぞれ参照画像として
符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ切り換えて
前記マクロブロックを符号化する装置であり、前記各画
面が、前記前方向予測画像および前記双方向予測画像の
うち、何れの予測画像であるかを判別する予測画像判別
手段と、該予測画像判別手段によって判別された予測画
像に含まれる各ブロックグループが、前記イントラブロ
ックグループおよび前記ノンイントラブロックグループ
のうち、何れのブロックグループであるかを判別するブ
ロックグループ判別手段と、該ブロックグループ判別手
段によって判別されたブロックグループがノンイントラ
ブロックグループの場合、該ブロックグループに含まれ
る各マクロブロックが、イントラブロックおよびノンイ
ントラブロックのうち、何れのブロックであるかを判別
するブロックタイプ判別手段と、を有する動画像圧縮装
置において、前記予測画像判別手段によって判別された
予測画像、前記ブロックグループ判別手段によって判別
されたブロックグループおよび前記ブロックタイプ判定
手段によって判別されたブロックに基づいて、前記マク
ロブロックの符号化データの最大発生符号量を設定し、
それぞれの予測画像、ブロックグループおよびブロック
に応じて前記マクロブロックの発生符号量を制御する発
生符号量制御手段を有することを特徴とする。

【００２５】請求項１０に記載の発明は、請求項８また
は請求項９に記載の発明において、前記発生符号量制御
手段が、前記符号化データの発生符号量を累算し、累算
された発生符号量が前記最大発生符号量を超えたか否か
を判定する判定手段を有し、該判定手段によって累算符
号量が前記最大発生符号量を超えたと判定された場合、
当該マクロブロックの符号化を終了することを特徴とす
る。

【００２６】請求項１１に記載の発明は、動画像を構成
する各画面をマクロブロック単位で符号化する装置であ
り、前記各画面に対し、画面内情報に基づいて符号化さ
れる画面内予測画像と、時間的に前方向の画面を参照画
像として符号化される前方向予測画像と、時間的に前方
向および後方向の画面をそれぞれ参照画像として符号化
される双方向予測画像と、をそれぞれ切り換えて生成す
る予測画像生成手段と、該予測画像生成手段によって生
成された予測画像を前記ブロック単位に直交変換する直
交変換手段と、前記直交変換の結果得られた直交変換係
数を量子化する量子化手段と、前記量子化の結果得られ
た２次元情報を低周波成分からスキャンすることにより
１次元情報に変換するスキャン変換手段と、該スキャン
変換手段によって変換された１次元情報を可変長符号化
する可変長符号化手段と、を有する動画像圧縮装置にお
いて、前記参照画像の画像データ、並びに、前記可変長
符号化手段によって符号化された画面内予測画像、前方
向予測画像および双方向予測画像のそれぞれの符号化デ
ータを記憶して読み出し可能な記憶手段と、前記画面内
予測画像、前方向予測画像および双方向予測画像に対
し、それぞれ前記ブロック当りの符号化データの最大発
生符号量を設定し、それぞれの予測画像に応じて前記ブ
ロック当りの符号化データの発生符号量を制御する発生
符号量制御手段と、を有することを特徴とする。

【００２７】請求項１２に記載の発明は、動画像を構成
する各画面が複数のマクロブロックからなり、前記マク
ロブロック毎に、マクロブロック内情報に基づいて符号
化されるイントラブロックと、時間的に異なる画面を参
照画像として符号化されるノンイントラブロックと、を
それぞれ切り換え、前記各画面が少なくとも１つの前記
マクロブロックを含む複数のブロックグループからな
り、前記各ブロックグループ毎に、全てのマクロブロッ
クがイントラブロックからなるイントラブロックグルー
プと、少なくとも１つのノンイントラブロックを含むノ
ンイントラブロックグループと、をそれぞれ切り換え、
前記各画面毎に、画面に含まれる前記マクロブロックが
ノンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時
間的に前方向の画面を参照画像として符号化される前方
向予測画像と、画面に含まれる前記マクロブロックがノ
ンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間
的に前方向および後方向の画面をそれぞれ参照画像とし
て符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ切り換え
て前記マクロブロックを符号化する装置であり、前記各
画面が、前記前方向予測画像および前記双方向予測画像
のうち、何れの予測画像であるかを判別する予測画像判
別手段と、該予測画像判別手段によって判別された予測
画像に含まれる各ブロックグループが、前記イントラブ
ロックグループおよび前記ノンイントラブロックグルー
プのうち、何れのブロックグループであるかを判別する
ブロックグループ判別手段と、該ブロックグループ判別
手段によって判別されたブロックグループがノンイント
ラブロックグループの場合、該ブロックグループに含ま
れる各マクロブロックが、イントラブロックおよびノン
イントラブロックのうち、何れのブロックであるかを判
別するブロックタイプ判別手段と、前記予測画像判別手
段によって判別された予測画像、前記ブロックグループ
判別手段によって判別されたブロックグループおよび前
記ブロックタイプ判定手段によって判定されたブロック
に基づいて、各マクロブロック毎に、イントラマクロブ
ロック、前方向予測画像のノンイントラブロックおよび
双方向予測画像のノンイントラブロックのうち、何れか
のブロックを生成するブロック予測画像生成手段と、該
ブロック予測画像生成手段によって生成されたブロック
を直交変換する直交変換手段と、前記直交変換の結果得
られた直交変換係数を量子化する量子化手段と、前記量
子化の結果得られた２次元情報を低周波成分からスキャ
ンすることにより１次元情報に変換するスキャン変換手
段と、該スキャン変換手段によって変換された１次元情
報を可変長符号化する可変長符号化手段と、を有する動
画像圧縮装置において、前記参照画像の画像データ、並
びに、前記可変長符号化手段によって符号化された前方
向予測画像および双方向予測画像のそれぞれの符号化デ
ータを記憶して読み出し可能な記憶手段と、前記予測画
像判別手段によって判別された予測画像、前記ブロック
グループ判別手段によって判別されたブロックグループ
および前記ブロックタイプ判定手段によって判別された
ブロックに基づいて、前記マクロブロックの符号化デー
タの最大発生符号量を設定し、それぞれ予測画像、ブロ
ックグループおよびブロックに応じて前記マクロブロッ
クの発生符号量を制御する発生符号量制御手段と、有す
ることを特徴とする。

【００２８】請求項１３に記載の発明は、請求項１１ま
たは請求項１２に記載の発明において、前記発生符号量
制御手段が、前記スキャン変換の結果得られた１次元情
報を前記可変長符号化手段によって符号化した場合の符
号化データの発生符号量を特定する特定手段と、該特定
手段によって特定された符号化データの発生符号量を累
算し、累算された発生符号量が前記最大発生符号量を超
えたか否かを判定する判定手段と、該判定手段によって
累算発生符号量が前記最大発生符号量を超えたと判定さ
れた場合、前記可変長符号化手段に当該マクロブロック
の符号化を終了する情報を出力する終了情報出力手段
と、を有することを特徴とする。

【００２９】請求項１４に記載の発明は、請求項１３に
記載の発明において、前記判定手段によって累算された
発生符号量が前記最大発生符号量を超えたと判定された
場合、前記スキャン変換から出力された１次元情報を、
当該符号化データに対応する情報を含む以降の高周波成
分の情報を零に置き換えて出力する高周波成分置換手段
と、該高周波成分置換手段によって出力された１次元情
報を前記スキャン変換手段と逆の処理により２次元情報
に変換する逆スキャン変換手段と、を有することを特徴
とする。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照して説明する。図１および図２は
本発明の実施形態の動画像圧縮装置を示す図である。こ
の動画像圧縮装置は、図１に示すように、符号化モード
制御ユニット１１、予測誤差信号生成ユニット１２、Ｄ
ＣＴ（Discrete Cosine Transfom；離散コサイン変換）
ユニット１３、量子化ユニット１４、スキャン変換ユニ
ット１４、第２符号量制御ユニット３１、可変長符号化
ユニット１６、バッファユニット１７、第１符号量制御
ユニット１８、逆スキャン変換ユニット３２、逆量子化
ユニット２１、逆ＤＣＴユニット２２、再生画像生成ユ
ニット２３、再生画像記憶ユニット２４、動きベクトル
探索ユニット２５および動き補償予測ユニット２６を備
えている。

【００３１】１は、図外のフレームメモリ等からデジタ
ル動画像信号を入力する画像信号入力端子であり、この
画像信号入力端子１を通して前記動画像の各画面を構成
する原画像の輝度情報および色差情報を含むデータが入
力される。この入力画像データは動画像の各画面（ピク
チャ）を例えば１６画素×１６画素の矩形ブロック（以
下、マクロブロックという）に分割するようにブロック
化され、マクロブロック単位で入力される。

【００３２】符号化モード制御ユニット１１は、画像信
号入力端子１を通して入力された各画面に含まれるピク
チャ層ヘッダ情報に基づいて、各画面のピクチャタイプ
（Ｉピクチャ、ＰピクチャまたはＢピクチャ）を判別す
るとともに、判別されたピクチャタイプを、それぞれ予
測誤差信号生成ユニット１２、再生画像記憶ユニット２
４、動きベクトル探索ユニット２５、動き補償予測ユニ
ット２６、第２符号量制御ユニット３１および可変長符
号化ユニット１６に出力する。

【００３３】また、符号化モード制御ユニット１１は、
判別されたピクチャタイプに応じてピクチャ内の各マク
ロブロックのそれぞれのマクロブロック属性を決定し、
マクロブロック属性、動きベクトル情報、量子化情報等
を含むマクロブロック層ヘッダ情報を出力する。マクロ
ブロック属性としては、単に入力画像を符号化するイン
トラ（Intra；フレーム内符号化）ブロック、動き補償
を行わずに差分画像を符号化する単純フレーム間ブロッ
ク、動き補償を行って差分画像を符号化する動き補償フ
レーム間ブロック等がある。

【００３４】動きベクトル探索ユニット２５は、画像信
号入力端子１を通して入力され、符号化しようとする入
力画像（現画像）の画像データと再生画像記憶ユニット
（記憶手段）２４に記憶された参照画像（既に符号化さ
れたＩピクチャまたはＰピクチャ）の画像データとを比
較し、参照画像の探索領域の中から現画像のマクロブロ
ックに最も類似した参照画像のマクロブロックを探索し
て、その結果得られる動きベクトル情報を、符号化モー
ド制御ユニット１１、再生画像記憶ユニット２４、動き
補償予測ユニット２６および可変長符号化ユニット１６
にそれぞれ出力する。

【００３５】動き補償予測ユニット２６は、再生画像生
成ユニット２４に記憶された参照画像および動きベクト
ル探索ユニット２５によって探索された動きベクトル情
報に基づいて、イントラブロック、単純フレーム間ブロ
ック、動き補償フレーム間ブロック等の各マクロブロッ
ク属性における予測画像を生成し、それぞれ予測誤差信
号生成ユニット１２から出力される予測誤差信号とした
場合の発生符号量を推定し、符号化モード制御ユニット
１１に出力する。

【００３６】符号化モード制御ユニット１１は、判別さ
れたピクチャタイプがＩピクチャの場合には、ピクチャ
内の全てのマクロブロックをイントラ（Intra；フレー
ム内符号化）ブロックとする一方、判別されたピクチャ
タイプがＰピクチャおよびＢピクチャの場合には、動き
補償予測ユニット２６から出力されたイントラブロッ
ク、単純フレーム間ブロック、動き補償フレーム間ブロ
ック等の各マクロブロック属性におけるマクロブロック
の画像情報の発生符号量の推定値、並びに、動きベクト
ル探索ユニット２５から出力された動きベクトル情報に
基づいて、そのマクロブロックの発生符号量が最も小さ
くなるマクロブロック属性を決定する。

【００３７】予測誤差信号生成ユニット１２は、符号化
モード制御ユニット１１から出力されたマクロブロック
属性に基づいて、入力画像（イントラブロック）、入力
画像と動き補償が行われない予測画像との差分画像（単
純フレーム間ブロック）、入力画像と動き補償が行われ
た予測画像との差分画像（動き補償フレーム間ブロッ
ク）等のうち、何れかを予測誤差信号としてＤＣＴユニ
ット１３に出力する。

【００３８】ＤＣＴユニット１３は、予測誤差信号生成
ユニット１２から出力されたマクロブロックの画像信号
を８画素×８画素のブロックに分割し、このブロック毎
に公知の２次元ＤＣＴ演算を行い、画像データを直流成
分（ＤＣ成分）および交流成分（ＡＣ成分）を含む低周
波項から高周波項までの複数のＤＣＴ係数に変換する。
マクロブロックに含まれるブロック数は最大６個であ
り、４個のブロックは輝度情報を表し、２個のブロック
は色差情報を表す。

【００３９】このＤＣＴ演算によって、各ブロックの画
像データは、第１低周波項であるＤＣ成分から高周波項
のＡＣ成分まで、徐々に精細さを表現する段階的な複数
の画像成分に分解される。また、ＤＣＴ演算前には低い
空間的相関を示していた画像信号の画素値（輝度データ
および色差データ）が、ＤＣＴ演算により低周波項に集
中することから、高周波項を除去することで有効な情報
圧縮が可能となる。

【００４０】なお、直交変換方式としては、好ましくは
ＤＣＴであるが、これに限るものではない。例えば、現
在のテレビ信号はコンポーネント信号とコンポジット信
号が混在しているが、コンポーネント信号に対してはＤ
ＣＴが優れた特性を示すが、コンポジット信号に対して
はアダマール変換が優れた特性を示すことが知られてい
る。このように、符号化すべき画像の特性に応じて適し
た方式の直交変換を採用すれば良い。

【００４１】量子化ユニット１４は、ＤＣＴユニット１
３から出力されたＤＣＴ係数を量子化ステップにより割
算し、高周波を除去するよう余りを丸めることにより量
子化を行い、スキャン変換ユニット１５に出力する。Ｄ
ＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数のＤＣ成分とＡＣ成
分とはそれぞれ独立の量子化ステップにより量子化さ
れ、イントラブロックのＤＣ係数については、ピクチャ
単位に量子化ステップが制御され、その他の係数につい
ては、ピクチャタイプに応じた量子化マトリックスにマ
クロブロック毎に定まる量子化スケールを乗ずることに
より量子化ステップが制御される。量子化マトリックス
は量子化特性を視覚特性に合せるためのパラメータであ
る。量子化スケールは発生符号量を制御するためのパラ
メータであり、後述する第１符号量制御ユニット１８に
よって制御される。

【００４２】スキャン変換ユニット１５は、量子化ユニ
ット１４によって量子化された変換係数を低周波成分か
ら順次スキャンすることで、２次元の係数を１次元の係
数列に変換する。スキャン順序としては、いわゆるジグ
ザグスキャン（Zig-zag Scanning）とオルタネートスキ
ャン（Alternate Scanning）とがあり、画像の種類に応
じて切り換えて使用される。オルタネートスキャンは、
インターレス画像の場合に有効である。

【００４３】第２符号量制御ユニット３１は、発生符号
量制御手段に相当し、スキャン変換ユニット１４から入
力された１次元の変換係数に対し、後述する可変長符号
化ユニット１６により可変長符号に符号化した場合の符
号量（ビット量）を特定して、ブロック単位の発生符号
量を制御する。この上限値である最大発生符号量は、符
号化モード制御ユニット１１から出力されたピクチャタ
イプに応じてそれぞれ設定される。第２符号量制御ユニ
ット３１は、図２に示すように、さらに、ラン・レベル
変換ユニット４１、符号量判定ユニット４２、終了情報
出力ユニット４３、遅延ユニット４４および高周波成分
零置換ユニット４５によって構成されている。

【００４４】ラン・レベル変換ユニット４１は、特定手
段に相当し、スキャン変換ユニット１５から出力された
１次元の係数列を入力し、この１次元係数列の連続する
零係数の数を表すランと非零係数の値を表すレベルとに
よって、可変長符号化ユニット１５によって可変長符号
に符号化した場合の符号量を特定して符号量判定ユニッ
ト４２に出力するとともに、特定された符号量に該当す
る１次元係数列を同時に可変長符号化ユニット１６に出
力する。ただし、マクロブロックがイントラブロックで
あるＤＣ係数は変換係数の値に基づいて符号量が特定さ
れる。

【００４５】符号量判定ユニット４２は、判定手段に相
当し、予め各ピクチャタイプのブロック単位の最大発生
符号量を設定しておき、符号化モード制御ユニット１１
から出力されたピクチャタイプに基づいて該当するマク
ロブロックの最大発生符号量を選択する。そして、ブロ
ック毎にラン・レベル変換ユニット４１から出力された
符号量を累算し、この累算符号量が最大発生符号量を超
えたか否かを判定する。ここで、累算符号量が最大発生
符号量を超えた場合には、その旨を表す情報を終了情報
出力ユニット４３に出力する。

【００４６】また、符号量判定ユニット４２は、符号化
モード制御ユニット１１から出力されたマクロブロック
層ヘッダ情報の符号量を特定し、特定された符号量をマ
クロブロックに含まれるブロック数で除算する。終了情
報出力ユニット４３は、終了情報出力手段に相当し、符
号量判定ユニット４２から累算符号量が最大発生符号量
を超えた旨を表す情報を入力した場合、マクロブロック
に含まれる各ブロックの符号化を終了する信号、言換え
れば、そのブロック内の以後係数が零であることを表す
信号ＥＯＢ（End of Block）を可変長符号化ユニット１
５および高周波成分零置換ユニット４５に出力する。

【００４７】遅延ユニット４４は、ラン・レベル変換ユ
ニット４１において符号量を特定するための遅延時間に
合せ、ラン・レベル変換ユニット４１と同じ１次元係数
列を同時にスキャン変換ユニット１５から入力して高周
波成分零置換ユニット４５に出力する。高周波成分零置
換ユニット４５は、遅延ユニット１４から１次元係数列
を入力し、終了情報出力ユニット４３から信号ＥＯＢを
入力した場合、そのブロックにおける以後の係数を零に
置換して逆スキャン変換ユニット３２に出力する。

【００４８】可変長符号化ユニット１６は、ラン・レベ
ル変換ユニット４１から１次元係数列を入力し、ランと
レベルに基づいて可変長符号化を行い、符号化データを
バッファユニット１７に出力する。また、可変長符号化
ユニット１６は、終了情報出力ユニット４３から信号Ｅ
ＯＢを入力した場合、そのブロックの以後の係数を零と
みなし、そのブロックの符号化を終了する。

【００４９】バッファユニット１７は、記憶手段に相当
し、後述する再生画像記憶ユニット２３と同一の揮発性
メモリによって構成され、可変長符号化ユニット１６か
ら符号化データを入力し、ビットレートを平均化しなが
ら出力する。すなわち、バッファユニット１７は画像信
号はその画像の複雑さや動きの激しさによって情報発生
量が変動するため、この変動を吸収して符号化データを
略一定の伝送速度でビットストリームとして伝送するも
のである。

【００５０】バッファユニット１７から出力された符号
化データは、出力端子２を通して出力され、図外の伝送
路を経て外部デコーダに伝送される。第１符号量制御ユ
ニット１８は、バッファユニット１６のデータ占有率に
基づいて量子化ユニット１４における量子化ステップを
制御し、その結果として符号化データの発生符号量を制
御するものである。

【００５１】逆スキャン変換ユニット３２は、高周波成
分零置換ユニット４５から出力された１次元係数列を、
スキャン変換ユニット１４と逆の処理を行うことにより
２次元の係数に変換し、逆量子化ユニット２１に出力す
る。逆量子化ユニット２１は、逆スキャン変換された各
係数に量子化時と同じ量子化ステップを乗ずることによ
り逆量子化を行い、逆ＤＣＴユニット２２に出力する。
逆ＤＣＴユニット２２は、逆量子化された２次元係数を
逆ＤＣＴ演算した後、８画素×８画素の各ブロックから
１６画素×１６画素のマクロブロックを合成すること
で、予測誤差信号の復元画像を生成し、再生画像生成ユ
ニット２３に出力する。

【００５２】再生画像生成ユニット２３は、逆ＤＣＴユ
ニット２２から出力された予測誤差信号の復元画像およ
び動き補償予測ユニット２６から出力された予測画像に
基づいて原画像に対応する再生画像を生成し、再生画像
記憶ユニット２４に記憶する。すなわち、逆スキャン変
換ユニット３２、逆量子化ユニット２１、逆ＤＣＴユニ
ットおよび再生画像生成ユニット２３により局部復号化
が行われることになる。

【００５３】再生画像生成ユニット２３は、Ｉピクチャ
の場合には、入力端子１を通して入力された入力画像が
そのまま予測誤差信号として予測誤差信号生成ユニット
１２により出力されるので、逆ＤＣＴユニット２２によ
り出力された復元画像がそのまま再生画像となり、Ｐピ
クチャの参照画像として再生画像記憶ユニット２４に記
憶される。

【００５４】一方、Ｐピクチャの場合には、マクロブロ
ック属性がインロラブロックのときには、Ｉピクチャ場
合と同様に逆ＤＣＴユニット２２により出力された復元
画像がそのまま再生画像となり、Ｐピクチャの参照画像
として再生画像記憶ユニット２４に記憶されるが、マク
ロブロック属性がイントラブロックでないときには、入
力画像と予測画像との差分画像が予測誤差信号として予
測誤差信号生成ユニット１１によりそのまま出力され符
号化されるので、逆ＤＣＴユニット２２により出力され
た復元画像に動き補償予測ユニット２６から出力された
予測画像を加算することで再生画像が生成され、Ｐピク
チャまたはＢピクチャの参照画像として再生画像記憶ユ
ニット２４に記憶される。

【００５５】再生画像記憶ユニット２４は、記憶手段に
相当し、前述したように、バッファユニットと同一の揮
発性メモリによって構成され、再生画像生成ユニット２
３により生成された再生画像を記憶する。すなわち、メ
モリ（記憶手段）は時間的に前方向および後方向の２枚
の参照画像を記憶する参照画像領域、並びに、符号化デ
ータを略一定の伝送速度で伝送するためのバッファ領域
を有する。

【００５６】次に、本発明の実施の態様を説明する。ま
ず、各ピクチャタイプの違いによるメモリアクセスを説
明する。Ｉピクチャの場合には、再生画像生成ユニット
２３から出力された再生画像を再生画像記憶ユニット２
４に記憶する参照画像書き込み処理、可変長符号化ユニ
ット１６から出力された符号化データをバッファユニッ
ト１７に記憶する符号化データ書き込み処理およびバッ
ファユニット１７に記憶された符号化データを出力端子
２を通して出力する符号化データ読み出し処理が行われ
る。

【００５７】また、Ｐピクチャの場合には、動きベクト
ル探索ユニット２５により１枚の参照画像を読み出す参
照画像読み出し処理、動き補償予測ユニット２６による
参照画像読み出し処理、再生画像生成ユニット２３によ
る参照画像書き込み処理、バッファユニット１７による
符号化データ書き込み処理および符号化データ読み出し
処理が行われる。

【００５８】さらに、Ｂピクチャの場合には、動きベク
トル探索ユニット２５により２枚の参照画像を読み出す
参照画像読み出し処理、動き補償予測ユニット２６によ
る参照画像読み出し処理、符号化データ書き込み処理お
よび符号化データ読み出し処理が行われる。これらの処
理のうち、参照画像読み出し処理および参照画像書き込
み処理のデータのアクセス量はそれぞれほぼ一定である
ため、各ピクチャの参照画像のアクセス量は、Ｂピクチ
ャの場合が最も多くなり、次いでＰピクチャ、Ｉピクチ
ャの順に少なくなる。また、符号化データの読み出し処
理は、バッファユニット１６により略一定に制御される
ので、アクセス量はピクチャタイプによらずほぼ一定と
なる。すなわち、アクセス量を制御することができるの
が、符号化データの書き込み処理のみである。

【００５９】本動画像圧縮装置は、第２符号量制御ユニ
ット３１により、ピクチャタイプに応じてブロック単位
の符号化データの書き込み量を制御するものである。予
め、ブロック単位の最大発生符号量をＩピクチャが最も
多くなるように割り当て、次いでＰピクチャにＩピクチ
ャより少ない最大発生符号量を割り当て、Ｂピクチャに
最も少ない最大発生符号量を割り当てる。Ｉピクチャお
よびＰピクチャの画質を粗くすると動画像全体の画質劣
化が目立ってしまうが、ＩピクチャおよびＰピクチャの
画質が良ければ、Ｂピクチャの画質を多少粗くしても動
画像全体の画質劣化が目立たないからである。以下、第
２符号量制御ユニット３１によりマクロブロックに含ま
れる各ブロックの発生符号量を制御する動作を説明す
る。

【００６０】ここで、各ピクチャタイプのブロック単位
の最大発生符号量は、予め符号判定ユニット４２に設定
されているものとする。まず、スキャン変換４１から出
力されたブロックの１次元の係数列は低周波項から順
次、ラン・レベル変換ユニット４１および遅延ユニット
４４に入力される。次いで、ラン・レベル変換ユニット
４１では、１次元係数列の連続する零係数の数を表すラ
ンおよび非零係数の値を表すレベルによって、可変長符
号化ユニット１５によって可変長符号化した場合の符号
量が特定されて符号量判定ユニット４２に出力されると
ともに、特定された符号量に対応する１次元情報が可変
長符号化ユニット１５に出力される。

【００６１】次いで、符号量判定ユニット４２では、ラ
ン・レベル変換ユニット４１により特定された符号量を
累算し、累算された累算符号量と最大発生符号量とを比
較する。ここで、累算符号量が最大発生符号量を超えな
い場合には、順次符号量が累算される。一方、累算符号
量が最大発生符号量を超えた場合には、その旨を表す情
報を終了情報出力ユニット４３に出力する。

【００６２】次いで、終了情報出力ユニット４３では、
符号量判定ユニット４２から出力された情報を入力し、
信号ＥＯＢを可変長符号化ユニット１５および高周波成
分零置換ユニット４５に出力する。次いで、可変長符号
化ユニット１５では、入力された信号ＥＯＢに対応する
１次元係数列を含む以後の係数を零とみなし、そのブロ
ックの符号化を終了する。同時に、高周波成分置換ユニ
ット４５では、入力された信号ＥＯＢに対応する１次元
係数列を含む以後の係数を零に置換して逆スキャン変換
ユニット４５に出力する。

【００６３】以上の動作により、ブロック当りの発生符
号量が各ピクチャタイプの最大発生符号量に応じて制御
され、可変長符号化ユニット１５および逆スキャン変換
ユニット３２に出力されることになる。すなわち、第２
符号量制御ユニット３１により、画質劣化の影響を小さ
くするよう、スキャン変換ユニット１４から出力された
ブロックの１次元係数列の高周波項が排除される。

【００６４】なお、そのブロックの発生符号量が最大発
生符号量を超えない場合は、そのブロックの全ての係数
列がそのまま可変長符号化ユニット１５および逆スキャ
ン変換ユニット３２に出力されることはいうまでもな
い。さらに、符号化モード制御ユニット１１から出力さ
れたマクロブロック層ヘッダ情報に基づいてブロック当
りの最大発生符号量を高精度に制御することができる。
以下、第２符号量制御ユニット４１によりマクロブロッ
クに含まれる各ブロックの発生符号量を制御する動作を
図３に示されたフローチャートに基づいて具体的に説明
する。ここで、 Ｎ：累算発生符号量 Ｎｍａｘ：ピクチャタイプに応じて選択されたブロック
当りの最大発生符号量。

【００６５】Ｎｉ：予め設定されたＩピクチャのブロッ
ク当りの最大発生符号量。 Ｎｐ：予め設定されたＰピクチャのブロック当りの最大
発生符号量。 Ｎｂ：予め設定されたＢピクチャのブロック当りの最大
発生符号量。 Ｈ：マクロブロック層ヘッダ情報の符号量。 Ｎｏ：マクロブロック層ヘッダ情報のブロック当りの平
均符号量。

【００６６】Ｂ：ブロック番号（０番〜５番：６個ブロ
ックに対応）。 ｋ：変換係数番号（０〜６３番：ブロック）。 ＲＵＮ：連続した零係数の数を表すラン。 ＮＤＣ：イントラブロックの変換係数（ＤＣ成分）の可
変長符号量。 Ｔｃｏｅｆｆ（ｋ）：ｋ番目の変換係数の値。

【００６７】ＮＡＣ：変換係数の可変長符号量。 まず、符号化モード制御変換ユニット１１から出力され
たピクチャタイプを符号量判定ユニット４２により判断
する（ステップＳ１）。ここで、ピクチャタイプがＩピ
クチャの場合には、符号量判定ユニット４２により、予
め設定されたＩピクチャの最大発生符号量Ｎｉをマクロ
ブロックの最大発生符号量Ｎｍａｘとして選択する（ス
テップＳ２）。また、ピクチャタイプがＰピクチャの場
合には、符号量判定ユニット４２により、予め設定され
たＰピクチャの最大発生符号量Ｎｐをマクロブロックの
最大発生符号量Ｎｍａｘとして選択する（ステップＳ
３）。また、ピクチャタイプがＢピクチャの場合には、
符号量判定ユニット４２により、予め設定されたＢピク
チャの最大発生符号量Ｎｂを該当するマクロブロックの
最大発生符号量Ｎｍａｘとして選択する（ステップＳ
４）。

【００６８】次いで、符号量判定ユニット４２により、
符号化モード制御ユニット１１から出力されたマクロブ
ロック層ヘッダ情報の符号量Ｈをマクロブロックに含ま
れるブロック数、例えば６で除算し、ブロック当りの平
均符号量Ｎｏを算出する。また、ラン・レベル変換ユニ
ット４１によりブロック番号Ｂを０とする。（ステップ
Ｓ５）。次いで、ラン・レベル変換ユニット４１によ
り、変換係数番号ｋを０とするとともに、ＲＵＮを０と
する。また、符号量判定ユニット４２により累算発生符
号量ＮをＮｏとする（ステップＳ６）。

【００６９】次いで、ラン・レベル変換ユニット４１に
より、マクロブロック層ヘッダ情報に基づいて、マクロ
ブロックがイントラブロックであるか否か判断する（ス
テップＳ７）。ここで、マクロブロックがイントラブロ
ックである場合には、ラン・レベル変換ユニット４１に
より変換係数Ｔｃｏｅｆｆ（１）の値の基づいてＤＣ係
数の符号量ＮＤＣが特定され（ステップＳ８）、符号量
判定ユニット４２により累算発生符号量Ｎに加算される
（ステップＳ９）。次いで、ラン・レベル変換ユニット
４１により変換係数番号ｋがカウントアップされ、ステ
ップＳ１１に進む（ステップＳ１０）。

【００７０】一方、ステップＳ７で、マクロブロックが
イントラブロックでない場合には、ラン・レベル変換ユ
ニット４１により、ｋ番目の変換係数Ｔｃｏｅｆｆ
（ｋ）の値が０であるか否か判断する（ステップＳ１
１）。ここで、ｋ番目の変換係数Ｔｃｏｅｆｆ（ｋ）が
０である場合には、ラン・レベル変換ユニット４１によ
りＲＵＮをカウントアップし（ステップＳ１２）、次い
で、変換係数番号ｋをカウントアップする（ステップＳ
１３）。

【００７１】次いで、ラン・レベル変換ユニット４１に
より、変換係数番号ｋが６４であるか否か判断する（ス
テップＳ１４）。ここで、変換係数番号ｋが６４でない
場合には、ステップＳ１１に戻る。一方、変換係数番号
ｋが６４である場合には、終了情報出力ユニット４３に
より信号ＥＯＢを出力し、そのブロックの符号化を終了
する（ステップＳ１５）。

【００７２】次いで、ラン・レベル変換ユニット４１に
より、ブロック番号Ｂをカウントアップし（ステップＳ
１６）、次いで、ブロック番号Ｂが６であるか否か判断
する（ステップＳ１７）。ここで、ブロック番号Ｂが６
でない場合には、ステップＳ６に戻る。一方、ブロック
番号Ｂが６である場合には、そのマクロブロックの符号
化を終了する。

【００７３】一方、ステップＳ１１で、ｋ番目の変換係
数Ｔｃｏｅｆｆ（ｋ）の値が０でない場合には、ラン・
レベル変換ユニット４１によりＲＵＮとＴｃｏｅｆｆ
（ｋ）に基づいて符号量ＮＡＣを特定する（ステップＳ
１８）。次いで、符号量判定ユニット４２により前回ま
での発生符号量Ｎを累算するとともに、ラン・レベル変
換ユニット４１により、ＲＵＮを０に置換える（ステッ
プＳ１９）。

【００７４】次いで、この累算された発生符号量Ｎと最
大発生符号量Ｎｍａｘとを符号量判定ユニット４２によ
り比較する（ステップＳ２０）。ここで、発生符号量Ｎ
が最大発生符号量Ｎｍａｘより小さい場合には、ステッ
プＳ１３に進む。一方、発生符号量Ｎが最大発生符号量
Ｎｍａｘ以上の場合には、ステップＳ１８で特定された
ＮＡＣを含む以降の変換係数Ｔｃｏｅｆｆ（ｋ）を零に
置換え、ステップＳ１５に進む。

【００７５】このように、マクロブロック層ヘッダ情報
の符号量からブロック当りの平均符号量Ｎｏを求め、最
大発生符号量Ｎｍａｘから差し引くことで、マクロブロ
ック毎の発生符号量を高精度に制御することができる。
以上説明したように、本発明の実施の形態では、参照画
像メモリ２４およびバッファユニット１６を同一のメモ
リ（記憶手段）により構成し、第２符号量制御ユニット
３１により、ピクチャタイプに応じてブロック単位の符
号化データの書き込み量を制御しているので、ブロック
単位の最大発生符号量をＩピクチャが最も多くなるよう
に割り当て、次いでＰピクチャにＩピクチャより少ない
最大発生符号量を割り当て、Ｂピクチャに最も少ない最
大発生符号量を割り当てることにより、動画像全体の画
質を落すことなく、符号化データの発生符号量を制御す
ることができる。さらに、マクロブロック層ヘッダ情報
量に基づいてマクロブロック当りの最大発生符号量を高
精度で制御することができる。

【００７６】このため、極端に大きい発生符号量に合せ
てバッファユニット１６の容量を設定する必要がなく、
メモリ容量が過大となることを防止することができる。
また、参照画像メモリ２４とバッファユニットを同一の
メモリによって構成しているので、回路を簡素化するこ
とができるとともに、ピクチャタイプに応じてメモリへ
のアクセス時間を確実に割り当てることができるので、
参照画像の画素データのアクセス量と符号化データのア
クセス量とのバランスを取り、メモリへのアクセス量を
平均化することができる。従って、メモリを効率的に利
用することができる。

【００７７】なお、本発明の実施の形態では、ピクチャ
タイプに応じてマクロブロックの最大発生符号量を設定
したが、例えば、スライス層がイントラスライスに設定
されている場合等、予め符号化タイプが決定されている
場合には、符号化モード制御ユニット１１によって、ピ
クチャ層ヘッダ情報に基づいてピクチャタイプを判別す
るとともに、スライス層ヘッダ情報に基づいてイントラ
スライスであるか否か判別し、マクロブロック層ヘッダ
情報に基づいてマクロブロック属性がイントラブロック
であるか否かを判別し、判別されたピクチャタイプ情
報、スライス情報およびマクロブロック情報に基づい
て、符号量判定ユニット４２によってマクロブロック当
りの最大発生符号量を設定しておくことで、マクロブロ
ック当りの発生符号量をさらに精度良く制御することが
できる。

【００７８】また、本発明の実施の形態では、ＭＰＥＧ
を例としたが、複数種類のピクチャタイプにより符号化
を行う他の動画像圧縮方法であっても適用されることは
いうまでもない。

【００７９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、前記画
面内予測画像、前方向予測画像および双方向予測画像に
対し、それぞれマクロブロック当りの符号化データの最
大発生符号量を設定し、それぞれの予測画像に応じて符
号化データの発生符号量を制御するようにしているの
で、動画像全体としての画質を落さない程度に、発生符
号量が大きい傾向にある順に、例えば、画面内予測画
像、前方向予測画像および双方向予測画像の順にそれぞ
れ最大発生符号量を割り当てて、それぞれの予測画像の
発生符号量のばらつきを制御することができる。このた
め、極端に大きい発生符号量に合せてメモリの容量を設
定する必要がなく、メモリ容量が過大となることを防止
することができる。また、メモリのアクセス時間を確実
に割り当てることができるので、他の処理とメモリを共
通にして使用する場合、それぞれのアクセス時間の割り
当てを容易に行うことができる。従って、メモリを効率
的に利用することができる。

【００８０】請求項２に記載の発明によれば、前記予測
画像判別工程によって判別された予測画像、前記ブロッ
クグループ判別工程によって判別されたブロックグルー
プおよび前記ブロックタイプ判別工程によって判別され
たブロックに基づいて、前記マクロブロック当りの符号
化データの最大発生符号量を設定し、前方向予測画像お
よび双方向予測画像、イントラブロックグループおよび
ノンイントラブロックブロック、並びに、イントラブロ
ックおよびノンイントラブロックの違いに応じて前記マ
クロブロックの符号化データの発生符号量を制御するよ
うにしているので、動画像全体としての画質を落さない
程度に、前記マクロブロックの発生符号量が大きい傾向
にあるものに大きい最大発生符号量を割り当てるととも
に、それぞれの発生符号量のばらつきを制御することが
できる。このため、極端に大きい発生符号量に合せてメ
モリの容量を設定する必要がなく、メモリ容量が過大と
なることを防止することができる。また、メモリのアク
セス時間を確実に割り当てることができるので、他の処
理とメモリを共通にして使用する場合、それぞれのアク
セス時間の割り当てを容易に行うことができる。従っ
て、メモリを効率的に利用することができる。

【００８１】請求項３に記載の発明によれば、累算され
た発生符号量が前記最大発生符号量を超えたと判定され
た場合、当該マクロブロックの符号化を終了するように
しているので、復号化に不要な高周波成分を除いた必要
な情報のみを符号化することができる。このため、効率
的な符号化処理を行うことができる。請求項４に記載の
発明によれば、前記参照画像の画像データおよび前記可
変長符号化工程により符号化された符号化データを記憶
する記憶手段を有し、前記画面内予測画像、前方向予測
画像および双方向予測画像に対し、それぞれ前記符号化
データの最大発生符号量を設定し、それぞれの予測画像
に応じて前記ブロック当りの符号化データの発生符号量
を制御するようにしているので、参照画像を記憶するメ
モリと符号化データを記憶するバッファユニットを共通
にして、回路を簡略化することができるとともに、動画
像全体としての画質を落さない程度に、発生符号量が大
きい傾向にある順に、例えば、画面内予測画像、前方向
予測画像および双方向予測画像の順にそれぞれ最大発生
符号量を割り当てて、それぞれの予測画像の発生符号量
のばらつきを制御することができる。このため、極端に
大きい発生符号量に合せてメモリのアクセス時間を設定
する必要がなく、メモリのアクセス時間を確実に割り当
てることができるので、参照画像の画像データのアクセ
ス量と符号化データのアクセス量とのバランスをとり、
メモリへのアクセス量を平均化することができる。従っ
て、メモリを効率的に利用することができる。

【００８２】請求項５に記載の発明によれば、前記参照
画像の画像データおよび前記可変長符号化工程により符
号化された符号化データを記憶する記憶手段を有し、前
記予測画像判別工程によって判別された予測画像、前記
ブロックグループ判別工程によって判別されたブロック
グループおよび前記ブロックタイプ判別工程によって判
別されたブロックに基づいて、前記マクロブロック当り
の符号化データの最大発生符号量を設定し、前方向予測
画像および双方向予測画像、イントラブロックグループ
およびノンイントラブロックブロック、並びに、イント
ラブロックおよびノンイントラブロックの違いに応じて
前記マクロブロックの符号化データの発生符号量を制御
するようにしているので、参照画像を記憶するメモリと
符号化データを記憶するバッファユニットを共通にし
て、回路を簡略化することができるとともに、動画像全
体としての画質を落さない程度に、発生符号量が大きい
傾向にあるものに大きい最大発生符号量を割り当てて、
それぞれの発生符号量のばらつきを制御することができ
る。このため、極端に大きい発生符号量に合せてメモリ
のアクセス時間を設定する必要がなく、メモリのアクセ
ス時間を確実に割り当てることができるので、参照画像
の画像データのアクセス量と符号化データのアクセス量
とのバランスをとり、メモリへのアクセス量を平均化す
ることができる。従って、メモリを効率的に利用するこ
とができる。

【００８３】請求項６に記載の発明によれば、累算され
た発生符号量が前記最大発生符号量を超えたと判定され
た場合、符号化を終了する情報を可変長符号化工程に出
力し、符号化を終了するようにしているので、復号化に
不要な高周波成分を除いた必要な情報のみを符号化する
ことができる。このため、効率的な符号化処理を行うこ
とができる。

【００８４】請求項７に記載の発明によれば、累算され
た発生符号量が前記最大発生符号量を超えたと判定され
た場合、前記スキャン変換工程から出力された１次元情
報を、当該符号化データに対応する情報を含む以降の高
周波成分の情報を零に置き換えて出力し、出力された１
次元情報を前記スキャン変換工程と逆の処理により２次
元情報に変換するようにしているので、従来の逆量子化
工程、逆ＤＣＴ変換工程および再生画像生成工程を利用
して容易に参照画像を生成することができる。

【００８５】請求項８に記載の発明によれば、前記発生
符号量制御手段によって、前記画面内予測画像、前方向
予測画像および双方向予測画像に対し、それぞれマクロ
ブロック当りの符号化データの最大発生符号量を設定
し、それぞれの予測画像に応じて符号化データの発生符
号量を制御するようにしているので、動画像全体として
の画質を落さない程度に、発生符号量が大きい傾向にあ
る順に、例えば、画面内予測画像、前方向予測画像およ
び双方向予測画像の順にそれぞれ最大発生符号量を割り
当てて、それぞれの予測画像の発生符号量のばらつきを
制御することができる。このため、極端に大きい発生符
号量に合せてメモリの容量を設定する必要がなく、メモ
リ容量が過大となることを防止することができる。ま
た、メモリのアクセス時間を確実に割り当てることがで
きるので、他の処理とメモリを共通にして使用する場
合、それぞれのアクセス時間の割り当てを容易に行うこ
とができる。従って、メモリを効率的に利用することが
できる。

【００８６】請求項９に記載の発明によれば、前記発生
符号量制御手段によって、前記予測画像判別手段によっ
て判別された予測画像、前記ブロックグループ判別手段
によって判別されたブロックグループおよび前記ブロッ
クタイプ判別手段によって判別されたブロックに基づい
て、前記マクロブロック当りの符号化データの最大発生
符号量を設定し、前方向予測画像および双方向予測画
像、イントラブロックグループおよびノンイントラブロ
ックブロック、並びに、イントラブロックおよびノンイ
ントラブロックの違いに応じて前記マクロブロックの符
号化データの発生符号量を制御するようにしているの
で、動画像全体としての画質を落さない程度に、前記マ
クロブロックの発生符号量が大きい傾向にあるものに大
きい最大発生符号量を割り当てるとともに、それぞれの
発生符号量のばらつきを制御することができる。このた
め、極端に大きい発生符号量に合せてメモリの容量を設
定する必要がなく、メモリ容量が過大となることを防止
することができる。また、メモリのアクセス時間を確実
に割り当てることができるので、他の処理とメモリを共
通にして使用する場合、それぞれのアクセス時間の割り
当てを容易に行うことができる。従って、メモリを効率
的に利用することができる。

【００８７】請求項１０に記載の発明によれば、判定手
段によって累算された発生符号量が前記最大発生符号量
を超えたと判定された場合、当該マクロブロックの符号
化を終了するようにしているので、復号化に不要な高周
波成分を除いた必要な情報のみを符号化することができ
る。このため、効率的な符号化処理を行うことができ
る。

【００８８】請求項１１に記載の発明によれば、前記参
照画像の画像データおよび前記可変長符号化手段により
符号化された符号化データを記憶する記憶手段を有し、
前記発生符号量制御手段によって、前記画面内予測画
像、前方向予測画像および双方向予測画像に対し、それ
ぞれ前記符号化データの最大発生符号量を設定し、それ
ぞれの予測画像に応じて前記ブロック当りの符号化デー
タの発生符号量を制御するようにしているので、参照画
像を記憶するメモリと符号化データを記憶するバッファ
ユニットを共通にして、回路を簡略化することができる
とともに、動画像全体としての画質を落さない程度に、
発生符号量が大きい傾向にある順に、例えば、画面内予
測画像、前方向予測画像および双方向予測画像の順にそ
れぞれ最大発生符号量を割り当てて、それぞれの予測画
像の発生符号量のばらつきを制御することができる。こ
のため、極端に大きい発生符号量に合せてメモリのアク
セス時間を設定する必要がなく、メモリのアクセス時間
を確実に割り当てることができるので、参照画像の画像
データのアクセス量と符号化データのアクセス量とのバ
ランスをとり、メモリへのアクセス量を平均化すること
ができる。従って、メモリを効率的に利用することがで
きる。

【００８９】請求項１２に記載の発明によれば、前記参
照画像の画像データおよび前記可変長符号化手段により
符号化された符号化データを記憶する記憶手段を有し、
前記発生符号量制御手段によって、前記予測画像判別手
段によって判別された予測画像、前記ブロックグループ
判別手段によって判別されたブロックグループおよび前
記ブロックタイプ判別手段によって判別されたブロック
に基づいて、前記マクロブロック当りの符号化データの
最大発生符号量を設定し、前方向予測画像および双方向
予測画像、イントラブロックグループおよびノンイント
ラブロックブロック、並びに、イントラブロックおよび
ノンイントラブロックの違いに応じて前記マクロブロッ
クの符号化データの発生符号量を制御するようにしてい
るので、参照画像を記憶するメモリと符号化データを記
憶するバッファユニットを共通にして、回路を簡略化す
ることができるとともに、動画像全体としての画質を落
さない程度に、発生符号量が大きい傾向にあるものに大
きい最大発生符号量を割り当てて、それぞれの発生符号
量のばらつきを制御することができる。このため、極端
に大きい発生符号量に合せてメモリのアクセス時間を設
定する必要がなく、メモリのアクセス時間を確実に割り
当てることができるので、参照画像の画像データのアク
セス量と符号化データのアクセス量とのバランスをと
り、メモリへのアクセス量を平均化することができる。
従って、メモリを効率的に利用することができる。

【００９０】請求項１３に記載の発明によれば、前記判
定手段によって、累算された発生符号量が前記最大発生
符号量を超えたと判定された場合、符号化を終了する情
報を可変長符号化手段に出力し、当該マクロブロックの
符号化を終了するようにしているので、復号化に不要な
高周波成分を除いた必要な情報のみを符号化することが
できる。このため、効率的な符号化処理を行うことがで
きる。

【００９１】請求項１４に記載の発明によれば、前記判
定手段によって、累算された発生符号量が前記最大発生
符号量を超えたと判定された場合、前記スキャン変換手
段から出力された１次元情報を、当該符号化データに対
応する情報を含む以降の高周波成分の情報を零に置き換
えて出力し、出力された１次元情報を前記スキャン変換
手段と逆の処理により２次元情報に変換するようにして
いるので、従来の逆量子化手段、逆ＤＣＴ変換手段およ
び再生画像生成手段を利用して容易に参照画像を生成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態の動画像圧縮装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】第２符号量制御ユニット３１の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】第２符号量制御ユニット３１の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図４】ＭＰＥＧにおけるピクチャ構成を示す図であ
る。

【図５】

【符号の説明】

１ 画像信号入力端子 ２ ビットストリーム出力端子 １１ 符号化モード制御ユニット １２ 予測誤差信号生成ユニット １３ ＤＣＴユニット １４ 量子化ユニット １５ スキャン変換ユニット １６ 可変長符号化ユニット １７ バッファユニット １８ 第１符号量制御ユニット ２１ 逆量子化ユニット ２２ 逆ＤＣＴユニット ２３ 再生画像生成ユニット ２４ 再生画像記憶ユニット ２５ 動きベクトル探索ユニット ２６ 動き補償予測ユニット ３１ 第２符号量制御ユニット ３２ 逆スキャン変換ユニット ４１ ラン・レベル変換ユニット ４２ 符号量判定ユニット ４３ 終了情報出力ユニット ４４ 遅延ユニット ４５ 高周波成分零置換ユニット

フロントページの続き (72)発明者 中富 俊治 東京都渋谷区代々木４丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動画像を構成する各画面をマクロブロック
   単位に符号化する方法であり、前記各画面毎に、画面内
   情報に基づいて符号化される画面内予測画像と、時間的
   に前方向の画面を参照画像として符号化される前方向予
   測画像と、時間的に前方向および後方向の画面をそれぞ
   れ参照画像として符号化される双方向予測画像と、をそ
   れぞれ切り換えて生成する動画像圧縮方法であって、 前記画面内予測画像、前方向予測画像および双方向予測
   画像に対し、それぞれ前記マクロブロック当りの符号化
   データの最大発生符号量を設定し、それぞれの予測画像
   に応じて前記マクロブロック当りの符号化データの発生
   符号量を制御する発生符号量制御工程を含むことを特徴
   とする動画像圧縮方法。
2. 【請求項２】動画像を構成する各画面が複数のマクロブ
   ロックからなり、前記マクロブロック毎に、マクロブロ
   ック内情報に基づいて符号化されるイントラブロック
   と、時間的に異なる画面を参照画像として符号化される
   ノンイントラブロックと、をそれぞれ切り換え、 前記各画面が少なくとも１つの前記マクロブロックを含
   む複数のブロックグループからなり、前記各ブロックグ
   ループ毎に、全てのマクロブロックがイントラブロック
   からなるイントラブロックグループと、少なくとも１つ
   のノンイントラブロックを含むノンイントラブロックグ
   ループと、をそれぞれ切り換え、 前記各画面毎に、画面に含まれる前記マクロブロックが
   ノンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時
   間的に前方向の画面を参照画像として符号化される前方
   向予測画像と、画面に含まれる前記マクロブロックがノ
   ンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間
   的に前方向および後方向の画面をそれぞれ参照画像とし
   て符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ切り換え
   て前記マクロブロックを符号化する方法であり、 前記各画面が、前記前方向予測画像および前記双方向予
   測画像のうち、何れの予測画像であるかを判別する予測
   画像判別工程と、 該予測画像判別工程によって判別された予測画像に含ま
   れる各ブロックグループが、前記イントラブロックグル
   ープおよび前記ノンイントラブロックグループのうち、
   何れのブロックグループであるかを判別するブロックグ
   ループ判別工程と、 該ブロックグループ判別工程によって判別されたブロッ
   クグループがノンイントラブロックグループの場合、該
   ブロックグループに含まれる各マクロブロックが、イン
   トラブロックおよびノンイントラブロックのうち、何れ
   のブロックであるかを判別するブロックタイプ判別工程
   と、を含む動画像圧縮方法であって、 前記予測画像判別工程によって判別された予測画像、前
   記ブロックグループ判別工程によって判別されたブロッ
   クグループおよび前記ブロックタイプ判定工程によって
   判定されたブロックに基づいて、前記マクロブロックの
   符号化データの最大発生符号量を設定し、それぞれの予
   測画像、ブロックグループおよびブロックに応じて前記
   マクロブロックの発生符号量を制御する発生符号量制御
   工程を含むことを特徴とする動画像圧縮方法。
3. 【請求項３】前記発生符号量制御工程が、 前記符号化データの発生符号量を累算し、累算された発
   生符号量が前記最大発生符号量を超えたか否かを判定す
   る判定工程と、 該判定工程によって累算符号量が前記最大発生符号量を
   超えたと判定された場合、当該マクロブロックの符号化
   を終了する工程と、 を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の動画像圧縮方法。
4. 【請求項４】動画像を構成する各画面をマクロブロック
   単位で符号化する方法であり、前記各画面毎に、画面内
   情報に基づいて符号化される画面内予測画像と、時間的
   に前方向の画面を参照画像として符号化される前方向予
   測画像と、時間的に前方向および後方向の画面をそれぞ
   れ参照画像として符号化される双方向予測画像と、をそ
   れぞれ切り換えて生成する予測画像生成工程と、 該予測画像生成工程によって生成された予測画像を前記
   マクロブロック毎に直交変換する直交変換工程と、 前記直交変換の結果得られた直交変換係数を量子化する
   量子化工程と、 前記量子化の結果得られた２次元情報を低周波成分から
   スキャンすることにより１次元情報に変換するスキャン
   変換工程と、 該スキャン変換手段によって変換された１次元情報を可
   変長符号化する可変長符号化工程と、を含む動画像圧縮
   方法であって、 前記参照画像の画像データ、並びに、前記可変長符号化
   手段によって符号化された符号化データを記憶して読み
   出し可能な記憶手段を準備する工程と、 前記画面内予測画像、前方向予測画像および双方向予測
   画像に対し、それぞれ前記ブロック当りの符号化データ
   の最大発生符号量を設定し、それぞれの予測画像に応じ
   て前記ブロック当りの符号化データの発生符号量を制御
   する発生符号量制御工程と、を含むことを特徴とする動
   画像圧縮方法。
5. 【請求項５】動画像を構成する各画面が複数のマクロブ
   ロックからなり、前記マクロブロック毎に、マクロブロ
   ック内情報に基づいて符号化されるイントラブロック
   と、時間的に異なる画面を参照画像として符号化される
   ノンイントラブロックと、をそれぞれ切り換え、 前記各画面が少なくとも１つの前記マクロブロックを含
   む複数のブロックグループからなり、前記各ブロックグ
   ループ毎に、全てのマクロブロックがイントラブロック
   からなるイントラブロックグループと、少なくとも１つ
   のノンイントラブロックを含むノンイントラブロックグ
   ループと、をそれぞれ切り換え、 前記各画面毎に、画面に含まれる前記マクロブロックが
   ノンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時
   間的に前方向の画面を参照画像として符号化される前方
   向予測画像と、画面に含まれる前記マクロブロックがノ
   ンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間
   的に前方向および後方向の画面をそれぞれ参照画像とし
   て符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ切り換え
   て前記マクロブロックを符号化する方法であり、 前記各画面が、前記前方向予測画像および前記双方向予
   測画像のうち、何れの予測画像であるかを判別する予測
   画像判別工程と、 該予測画像判別工程によって判別された予測画像に含ま
   れる各ブロックグループが、前記イントラブロックグル
   ープおよび前記ノンイントラブロックグループのうち、
   何れのブロックグループであるかを判別するブロックグ
   ループ判別工程と、 該ブロックグループ判別工程によって判別されたブロッ
   クグループがノンイントラブロックグループの場合、該
   ブロックグループに含まれる各マクロブロックが、イン
   トラブロックおよびノンイントラブロックのうち、何れ
   のブロックであるかを判別するブロックタイプ判別工程
   と、 前記予測画像判別工程によって判別された予測画像、前
   記ブロックグループ判別工程によって判別されたブロッ
   クグループおよび前記ブロックタイプ判別工程によって
   判別されたブロックに基づいて、各マクロブロック毎
   に、イントラマクロブロック、前方向予測画像のノンイ
   ントラブロックおよび双方向予測画像のノンイントラブ
   ロックのうち、何れかのブロックを生成するブロック予
   測画像生成工程と、 該ブロック予測画像生成工程によって生成されたブロッ
   クを直交変換する直交変換工程と、 前記直交変換の結果得られた直交変換係数を量子化する
   量子化工程と、 前記量子化の結果得られた２次元情報を低周波成分から
   スキャンすることにより１次元情報に変換するスキャン
   変換工程と、 該スキャン変換手段によって変換された１次元情報を可
   変長符号化する可変長符号化工程と、を含む動画像圧縮
   方法であって、 前記参照画像の画像データ、並びに、前記可変長符号化
   手段によって符号化された符号化データを記憶して読み
   出し可能な記憶手段を準備する工程と、 前記予測画像判別工程によって判別された予測画像、前
   記ブロックグループ判別工程によって判別されたブロッ
   クグループおよび前記ブロックタイプ判別工程によって
   判別されたブロックに基づいて、前記マクロブロックの
   符号化データの最大発生符号量を設定し、それぞれの予
   測画像、ブロックグループおよびブロックに応じて前記
   マクロブロックの発生符号量を制御する発生符号量制御
   工程と、を含むことを特徴とする動画像圧縮方法。
6. 【請求項６】前記発生符号量制御工程が、 前記スキャン変換の結果得られた１次元情報を前記可変
   長符号化工程によって符号化した場合の符号化データの
   発生符号量を特定する特定工程と、 該特定工程によって特定された符号化データの発生符号
   量を累算し、累算された発生符号量が前記最大発生符号
   量を超えたか否かを判定する判定工程と、 該判定工程によって累算発生符号量が前記最大発生符号
   量を超えたと判定された場合、前記可変長符号化工程に
   当該マクロブロックの符号化を終了する情報を出力する
   工程と、を含むことを特徴とする請求項４または請求項
   ５に記載の動画像圧縮方法。
7. 【請求項７】前記判定工程によって累算した発生符号量
   が前記最大発生符号量を超えたと判定された場合、前記
   スキャン変換手段から出力された１次元情報を、当該符
   号化データに対応する情報を含む以降の高周波成分の情
   報を零に置き換えて出力する高周波成分置換工程と、 該高周波成分置換工程によって出力された１次元情報を
   前記スキャン変換手段と逆の処理により２次元情報に変
   換する逆スキャン変換工程と、を含むことを特徴とする
   請求項６に記載の動画像圧縮方法。
8. 【請求項８】動画像を構成する各画面をマクロブロック
   単位に符号化する装置であり、前記各画面毎に、画面内
   情報に基づいて符号化される画面内予測画像と、時間的
   に前方向の画面を参照画像として符号化される前方向予
   測画像と、時間的に前方向および後方向の画面をそれぞ
   れ参照画像として符号化される双方向予測画像と、をそ
   れぞれ切り換えて生成する動画像圧縮装置において、 前記画面内予測画像、前方向予測画像および双方向予測
   画像に対し、それぞれ前記マクロブロック当りの符号化
   データの最大発生符号量を設定し、それぞれの予測画像
   に応じて前記マクロブロック当りの符号化データの発生
   符号量を制御する発生符号量制御手段を有することを特
   徴とする動画像圧縮装置。
9. 【請求項９】動画像を構成する各画面が複数のマクロブ
   ロックからなり、前記マクロブロック毎に、マクロブロ
   ック内情報に基づいて符号化されるイントラブロック
   と、時間的に異なる画面を参照画像として符号化される
   ノンイントラブロックと、をそれぞれ切り換え、 前記各画面が少なくとも１つの前記マクロブロックを含
   む複数のブロックグループからなり、前記各ブロックグ
   ループ毎に、全てのマクロブロックがイントラブロック
   からなるイントラブロックグループと、少なくとも１つ
   のノンイントラブロックを含むノンイントラブロックグ
   ループと、をそれぞれ切り換え、 前記各画面毎に、画面に含まれる前記マクロブロックが
   ノンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時
   間的に前方向の画面を参照画像として符号化される前方
   向予測画像と、画面に含まれる前記マクロブロックがノ
   ンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間
   的に前方向および後方向の画面をそれぞれ参照画像とし
   て符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ切り換え
   て前記マクロブロックを符号化する装置であり、 前記各画面が、前記前方向予測画像および前記双方向予
   測画像のうち、何れの予測画像であるかを判別する予測
   画像判別手段と、 該予測画像判別手段によって判別された予測画像に含ま
   れる各ブロックグループが、前記イントラブロックグル
   ープおよび前記ノンイントラブロックグループのうち、
   何れのブロックグループであるかを判別するブロックグ
   ループ判別手段と、 該ブロックグループ判別手段によって判別されたブロッ
   クグループがノンイントラブロックグループの場合、該
   ブロックグループに含まれる各マクロブロックが、イン
   トラブロックおよびノンイントラブロックのうち、何れ
   のブロックであるかを判別するブロックタイプ判別手段
   と、を有する動画像圧縮装置において、 前記予測画像判別手段によって判別された予測画像、前
   記ブロックグループ判別手段によって判別されたブロッ
   クグループおよび前記ブロックタイプ判定手段によって
   判別されたブロックに基づいて、前記マクロブロックの
   符号化データの最大発生符号量を設定し、それぞれの予
   測画像、ブロックグループおよびブロックに応じて前記
   マクロブロックの発生符号量を制御する発生符号量制御
   手段を有することを特徴とする動画像圧縮装置。
10. 【請求項１０】前記発生符号量制御手段が、 前記符号化データの発生符号量を累算し、累算された発
    生符号量が前記最大発生符号量を超えたか否かを判定す
    る判定手段を有し、 該判定手段によって累算符号量が前記最大発生符号量を
    超えたと判定された場合、当該マクロブロックの符号化
    を終了することを特徴とする請求項８または９に記載の
    動画像圧縮装置。
11. 【請求項１１】動画像を構成する各画面をマクロブロッ
    ク単位で符号化する装置であり、前記各画面に対し、画
    面内情報に基づいて符号化される画面内予測画像と、時
    間的に前方向の画面を参照画像として符号化される前方
    向予測画像と、時間的に前方向および後方向の画面をそ
    れぞれ参照画像として符号化される双方向予測画像と、
    をそれぞれ切り換えて生成する予測画像生成手段と、 該予測画像生成手段によって生成された予測画像を前記
    ブロック単位に直交変換する直交変換手段と、 前記直交変換の結果得られた直交変換係数を量子化する
    量子化手段と、 前記量子化の結果得られた２次元情報を低周波成分から
    スキャンすることにより１次元情報に変換するスキャン
    変換手段と、 該スキャン変換手段によって変換された１次元情報を可
    変長符号化する可変長符号化手段と、を有する動画像圧
    縮装置において、 前記参照画像の画像データ、並びに、前記可変長符号化
    手段によって符号化された画面内予測画像、前方向予測
    画像および双方向予測画像のそれぞれの符号化データを
    記憶して読み出し可能な記憶手段と、 前記画面内予測画像、前方向予測画像および双方向予測
    画像に対し、それぞれ前記ブロック当りの符号化データ
    の最大発生符号量を設定し、それぞれの予測画像に応じ
    て前記ブロック当りの符号化データの発生符号量を制御
    する発生符号量制御手段と、を有することを特徴とする
    動画像圧縮装置。
12. 【請求項１２】動画像を構成する各画面が複数のマクロ
    ブロックからなり、前記マクロブロック毎に、マクロブ
    ロック内情報に基づいて符号化されるイントラブロック
    と、時間的に異なる画面を参照画像として符号化される
    ノンイントラブロックと、をそれぞれ切り換え、 前記各画面が少なくとも１つの前記マクロブロックを含
    む複数のブロックグループからなり、前記各ブロックグ
    ループ毎に、全てのマクロブロックがイントラブロック
    からなるイントラブロックグループと、少なくとも１つ
    のノンイントラブロックを含むノンイントラブロックグ
    ループと、をそれぞれ切り換え、 前記各画面毎に、画面に含まれる前記マクロブロックが
    ノンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時
    間的に前方向の画面を参照画像として符号化される前方
    向予測画像と、画面に含まれる前記マクロブロックがノ
    ンイントラブロックの場合、前記マクロブロックが時間
    的に前方向および後方向の画面をそれぞれ参照画像とし
    て符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ切り換え
    て前記マクロブロックを符号化する装置であり、 前記各画面が、前記前方向予測画像および前記双方向予
    測画像のうち、何れの予測画像であるかを判別する予測
    画像判別手段と、 該予測画像判別手段によって判別された予測画像に含ま
    れる各ブロックグループが、前記イントラブロックグル
    ープおよび前記ノンイントラブロックグループのうち、
    何れのブロックグループであるかを判別するブロックグ
    ループ判別手段と、 該ブロックグループ判別手段によって判別されたブロッ
    クグループがノンイントラブロックグループの場合、該
    ブロックグループに含まれる各マクロブロックが、イン
    トラブロックおよびノンイントラブロックのうち、何れ
    のブロックであるかを判別するブロックタイプ判別手段
    と、 前記予測画像判別手段によって判別された予測画像、前
    記ブロックグループ判別手段によって判別されたブロッ
    クグループおよび前記ブロックタイプ判定手段によって
    判定されたブロックに基づいて、各マクロブロック毎
    に、イントラマクロブロック、前方向予測画像のノンイ
    ントラブロックおよび双方向予測画像のノンイントラブ
    ロックのうち、何れかのブロックを生成するブロック予
    測画像生成手段と、 該ブロック予測画像生成手段によって生成されたブロッ
    クを直交変換する直交変換手段と、 前記直交変換の結果得られた直交変換係数を量子化する
    量子化手段と、 前記量子化の結果得られた２次元情報を低周波成分から
    スキャンすることにより１次元情報に変換するスキャン
    変換手段と、 該スキャン変換手段によって変換された１次元情報を可
    変長符号化する可変長符号化手段と、を有する動画像圧
    縮装置において、 前記参照画像の画像データ、並びに、前記可変長符号化
    手段によって符号化された前方向予測画像および双方向
    予測画像のそれぞれの符号化データを記憶して読み出し
    可能な記憶手段と、 前記予測画像判別手段によって判別された予測画像、前
    記ブロックグループ判別手段によって判別されたブロッ
    クグループおよび前記ブロックタイプ判定手段によって
    判別されたブロックに基づいて、前記マクロブロックの
    符号化データの最大発生符号量を設定し、それぞれ予測
    画像、ブロックグループおよびブロックに応じて前記マ
    クロブロックの発生符号量を制御する発生符号量制御手
    段と、有することを特徴とする動画像圧縮装置。
13. 【請求項１３】前記発生符号量制御手段が、 前記スキャン変換の結果得られた１次元情報を前記可変
    長符号化手段によって符号化した場合の符号化データの
    発生符号量を特定する特定手段と、 該特定手段によって特定された符号化データの発生符号
    量を累算し、累算された発生符号量が前記最大発生符号
    量を超えたか否かを判定する判定手段と、 該判定手段によって累算発生符号量が前記最大発生符号
    量を超えたと判定された場合、前記可変長符号化手段に
    当該マクロブロックの符号化を終了する情報を出力する
    終了情報出力手段と、を有することを特徴とする請求項
    １１または請求項１２に記載の動画像圧縮装置。
14. 【請求項１４】前記判定手段によって累算された発生符
    号量が前記最大発生符号量を超えたと判定された場合、
    前記スキャン変換から出力された１次元情報を、当該符
    号化データに対応する情報を含む以降の高周波成分の情
    報を零に置き換えて出力する高周波成分置換手段と、 該高周波成分置換手段によって出力された１次元情報を
    前記スキャン変換手段と逆の処理により２次元情報に変
    換する逆スキャン変換手段と、を有することを特徴とす
    る請求項１３に記載の動画像圧縮装置。