JPH09214964A - ビデオ信号圧縮システムに関する量子化回路、ビデオ信号圧縮装置および方法 - Google Patents

ビデオ信号圧縮システムに関する量子化回路、ビデオ信号圧縮装置および方法

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JPH09214964A
JPH09214964A JP9012967A JP1296797A JPH09214964A JP H09214964 A JPH09214964 A JP H09214964A JP 9012967 A JP9012967 A JP 9012967A JP 1296797 A JP1296797 A JP 1296797A JP H09214964 A JPH09214964 A JP H09214964A
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video signal
scale factor
scale
compression
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JP9012967A
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Robert Norman Hurst Jr
ノーマン ハースト，ジュニア ロバート
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＰＥＧ若しくはＭＰＥＧ類似の圧縮システ
ムにおける従来の欠点を、回路および／またはソフトウ
ェア・コードを含めることにより、ＭＰＥＧ量子化スケ
ール係数（若しくは非ＭＰＥＧシステムにおけるこれに
同等なもの）の最小値を制限して、圧縮されるビデオ信
号のビット・レートを直接制限することはしないで、克
服する。 【解決手段】 量子化値の行列にしたがう係数の行列を
数量化する量子化器（１４）を含む圧縮システムにおい
て、これが、量子化スケール係数（２６）を提供するた
めにレート・バッファ（２４）占有率に応答して量子化
行列を変更し、装置を組込んで量子化行列に入力される
量子化スケール係数の最小値を制限（２８）することに
より、大きなチャネル容量が、画質を大幅に劣化させる
ことなく、回収できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ信号圧縮プ
ロセス(video signal compression processes)において
使用される量子化制御信号(quantizing control signa
l) を処理するための回路に関する。
【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる米国特許出願第０８／５９１，０７５号（１
９９６年１月２５日出願）の明細書の記載に基づくもの
であって、当該米国特許出願の番号を参照することによ
って当該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の
一部分を構成するものとする。
【０００３】
【従来の技術】ディジタル・データ配送システム(digit
al data delivery systems) であって、ＭＰＥＧ(Movin
g Picture Experts Group)やＭＰＥＧ類似の圧縮システ
ムを使用してコード化された圧縮されたビデオ信号を配
送するシステムは、同じチャネル内において、そのチャ
ネルが圧縮されたビデオ信号によって全部占められてい
ないときはいつでも、より一層多くのデータを搬送する
ために設計されている。このようなシステムは、信号の
統計にしたがって、共通のチャネル上の複数の関係がな
い圧縮された信号の時間多重(time multiplex)をするタ
イプのものであるか、若しくは、単一の信号からの圧縮
された高いおよび低い優先順位のデータに関する時間多
重をする高低優先順位タイプのものである。
【０００４】従来のタイプのシステムのいずれもある種
のそれぞれ圧縮された信号のレート制御(rate control)
に依存しているが、これは、少なくとも、帯域幅が制限
されたチャネル上に含められる圧縮されたコンポーネン
トのすべてに対する信号キャパシティがあることを保証
するためである。しかし、ビデオ圧縮装置に実装された
レート制御システムは、通常は、ビデオをコード化する
ために可能なだけの数のビットを費やすように設計され
ており、余分なビットを利用することによってもたらさ
れる本質的な改善(subjective improvement)がほとんど
ないか若しくはまったくない場合でもそうである。典型
的には、レート制御アルゴリズムは、圧縮されたビデオ
信号に対して割り当てられる最大データ・レートを制限
するように設計されている。この技術では、常にある最
小データ空間を第２の信号に対して確保しておく。
【０００５】このアプローチの欠点は、再生(reproduc
e) されるビデオの画質が、複雑なビデオ画像であって
エンコードすることが難しい画像に対しては、劣化して
しまうことである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、ＭＰＥＧ
若しくはＭＰＥＧ類似の圧縮システムにおける従来の欠
点を、回路および／またはソフトウェア・コードを含め
ることにより、ＭＰＥＧ量子化スケール係数(MPEG Quan
tization Scale Factor)（若しくは非ＭＰＥＧシステム
におけるこれに同等なもの）の最小値を制限して、圧縮
されるビデオ信号のビット・レートを直接制限すること
はしないで、克服するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ビデオ信号圧縮装置であって、量子化器（１４）および
前記量子化器から提供されるデータを受信するために結
合されたレート・バッファ（２４）を含み、さらに量子
化スケール係数を生成して前記量子化器を制御するため
の前記レート・バッファの占有レベルに応答する装置
（２６）、および前記量子化器へ入力された量子化スケ
ール係数のそれぞれの値を、あらかじめ定めた値の範囲
であって、前記装置によって提供される量子化スケール
係数値の範囲と異なる値の範囲に、量子化スケール係数
を生成するために、制限する装置（２８）を含むことを
特徴とする。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
ビデオ信号圧縮装置において、圧縮されるビデオ信号の
ソースと、部分的に圧縮された前記ビデオ信号を提供す
るための第１の圧縮回路と、部分的に圧縮されたビデオ
信号の圧縮を完了させるための第２の圧縮回路と、前記
量子化器であって、前記第１の圧縮回路と前記第２の圧
縮回路との間に接続され、前記部分的に圧縮されたビデ
オ信号を量子化するために、前記量子化器は量子化スケ
ール係数を受信するための入力ポートを含む前記量子化
器と、前記第２の圧縮回路によって提供される圧縮され
たデータのレートにしたがう量子化スケール係数を生成
するための前記装置と、前記制限する装置は、前記量子
化器入力ポートに入力される最小値量子化スケール係数
を制限するために前記量子化スケール係数に応答する装
置とを含むことができる。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項２に記載の
装置において、前記第２の圧縮回路はレート・バッファ
を含み、および、量子化スケール係数を生成するための
前記装置は前記レート・バッファの相対的な満量の程度
に応答することができる。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項２に記載の
装置において、量子化スケール係数を生成するための装
置および最小値量子化スケール係数を制限するための回
路が同じ回路に包含されることができる。
【００１１】請求項５記載の発明は、請求項２に記載の
装置において、ビデオ信号圧縮装置は圧縮されたビデオ
信号をＭＰＥＧプロトコルにしたがって提供し、かつ最
小値量子化スケール係数を制限するための前記回路はそ
れぞれの量子化スケール係数を２より大きい値に制限す
ることができる。
【００１２】請求項６記載の発明は、請求項５に記載の
装置において、前記制限値と制限された前記量子化スケ
ール係数との一方に応答して圧縮されたビデオ信号に含
めるための制限された対応するquantiser scale codes
を提供する回路をさらに含むことができる。
【００１３】請求項７記載の発明は、請求項２に記載の
装置において、制限された前記量子化スケール係数に対
応するquantiser scale code値を提供するための回路
を、圧縮された前記ビデオ信号に含めるために、さらに
含むことができる。
【００１４】請求項８記載の発明は、請求項１に記載の
ビデオ信号圧縮装置において、前記制限値に応答して、
圧縮されたビデオ信号に含めるために、制限された対応
するquantiser scale codes を提供する回路をさらに含
むことができる。
【００１５】請求項９記載の発明は、請求項１に記載の
ビデオ信号圧縮装置において、制限された前記量子化ス
ケール係数に応答して、圧縮されたビデオ信号に含める
ために、制限された対応するquantiser scale codes を
提供する回路をさらに含むことができる。
【００１６】請求項１０記載の発明は、請求項１に記載
のビデオ信号圧縮装置において、前記レート・バッファ
の占有のレベルに応答する量子化スケール係数を生成す
るための前記装置は、quantiser scale codes を生成す
るための前記レート・バッファに接続されたquantiser
scale codeジェネレータと、前記quantiser scale code
ジェネレータに接続され、前記quantiser scale codes
の値を前記quantiserscale codeジェネレータによって
提供される最小値よりも大きい値に制限するためのquan
tiser scale code制限部と、前記quantiser scale code
制限部に接続されたquantiser scale code対量子化スケ
ール係数コンバータとを備えることができる。
【００１７】請求項１１記載の発明は、量子化器、およ
び、前記量子化器を制御するために量子化スケール係数
を生成するための前記量子化器によって提供された圧縮
されたビデオ信号に応答する回路を含むビデオ信号圧縮
装置における、前記ビデオ信号を表現する圧縮されたデ
ータの平均量を減少させるための方法において、前記量
子化器に入力される前記量子化スケール係数の最小値
を、量子化スケール係数を生成するための前記回路によ
って提供される最小値よりも大きい値に制限するステッ
プを備えたことを特徴とする。
【００１８】請求項１２記載の発明は、請求項１１に記
載の方法において、圧縮はＭＰＥＧプロトコルにしたが
って実行され、制限された前記量子化スケール係数に対
応するquantiser scale codes を提供するステップと、
前記quantiser scale codesを前記圧縮されたビデオ信
号に含めるステップとをさらに含むことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明は、ＭＰＥＧ若しくはＭＰ
ＥＧ類似の圧縮システムの環境において説明されるが、
説明する通り、量子化係数(quantizing factor) によっ
てコード化される情報を分割する量子化器(quantizer)
を含むいかなるビデオ圧縮システムに対しても適用され
るだろう。つまり、与えられたコードワード(codeword)
に対する量子化された結果が、量子化係数に反比例(inv
ersely propotional) するようなシステムである。対応
する同様の装置を、与えられたコードワードに対する量
子化された結果が量子化係数に直接比例するシステム、
いいかえれば、量子化係数を制限して制限された値のコ
ードワードを生成するシステム用に組み立てることもで
きる。
【００２０】図１を参照すれば、要素１０から２６は、
点線で囲まれているが、これらは、ＭＰＥＧ類似のフォ
ーマットの圧縮されたビデオ信号を生成するために利用
されるタイプの典型的な動き補償予測符号化器(motion
compensated predictive encoder) を備えている。並列
処理経路(parallel processing path)が３つ示されてい
るが、これらはそれぞれ１つの輝度(luminance) および
２つのクロミナンス(chrominance) のビデオ・コンポー
ネントである。動き補償装置２０は、輝度信号の上で操
作を行い動きベクトル(motion vector) を生成するが、
このベクトルは、３つの処理経路で使用される。共通の
コントローラ(common controller) ２１は、それぞれの
処理回路と通信を行い、および、エンコーダの一般的な
操作の指示を行う。動き補償予測符号化器の操作は周知
であり、ここでは詳細は述べない。要素１２から２０ま
でおよび２６が信号圧縮を実行すると言えば十分であ
り、要素２２は、圧縮された信号要素を所望のプロトコ
ル、例えばＭＰＥＧ類似のものに合わせて配置して、要
素２４はフォーマッタ(formatter) ２２からのデータの
バースト(burst) を定数レートのデータに変換する。要
素２４，２６および１４は、協力してコード化されたデ
ータが多すぎたりも少なすぎたりもしないことを補償
し、これによって、それぞれの受信部(receiver)におけ
るレート・バッファがオーバーフローしたりアンダーフ
ローしたりするのを防ぐ。
【００２１】レート・バッファ(rate buffer) ２４（も
しくは、ＭＰＥＧ標準に記載されているようなビデオ・
バッファリング・ベリファイア(verifier)、ＶＢＶ）
は、バッファ占有率(occupancy) の尺度および／または
バッファ占有率の変更のレートの尺度を、量子化スケー
ル係数ジェネレータ(quantizer scale factor generato
r)２６に供給する。量子化スケール係数ジェネレータ２
６は、スケール係数ＱＳであって、量子化行列における
値を変更するために量子化器１４で続いて利用される係
数を生成する。この変更は、圧縮されたコードワードの
生成のレートを絞る(throttle)傾向がある。
【００２２】量子化スケール係数ジェネレータは、ビデ
オ信号圧縮技術の当業者に知られている。これらは、さ
まざまな形式で見られ、さまざまなアルゴリズムに従っ
て操作を行う。代表的な装置およびアルゴリズムは、米
国特許番号第５，４２６，４６３号、第５，１４４，４
２４号、第５，０８９，８８８号、第５，０７２，２９
５号、および第４，８９７，８５５号に見つけることが
できる。
【００２３】量子化器１４に入力されるデータは、例え
ば係数ｃi の８×８の行列Ｃ［ｖ］［ｕ］としてあらわ
れることを前提とし、量子化器は以下の形式で量子化操
作(quantizing operation)を実行すると仮定する。
【００２４】
【数１】
【００２５】ここで、Ｑ（Ｃ）は量子化行列(quantized
matrix)、Ｃ［ｖ］［ｕ］は係数行列(coefficient mat
rix)、［ｖ］［ｕ］は行列の添字、Ｗ［ｗ］はｗ量子化
行列の１つ、ＱＳは要素２８からのスケール係数、およ
び、ｋは係数の符号である。Ｑ（Ｃ）に対する等式か
ら、値Ｑ（Ｃ）の大きさは量子化スケール係数ＱＳの値
に反比例することがわかる。したがって、コード化され
たデータの量を減らしたい場合には、ＱＳの値全部を制
限してある最小値以上となるようにすべきである。制限
する装置(limiting apparatus)２８は、量子化スケール
係数ジェネレータ２６と量子化器１４との間にはさまれ
ており、この機能を実行する。要素２８は、あらかじめ
定めた最小値以上となるようなすべての量子化スケール
係数を送り、そうでない場合は最小値を送る。制限する
要素２８を組み入れることによって、図５および図６に
見られるように、コード化されたデータの量が劇的に変
化する。
【００２６】明敏な設計者ならば量子化スケール係数
は、本来的に、ゼロによる除算を防ぐため、ゼロより大
きい値に制限されなければならないことに気付くだろ
う。本発明の制限部(limiter) は選択的に操作され、ゼ
ロによる除算を防ぐために必要な本来的な制限に加えて
付加的な制限を実行する。例えば、ＭＰＥＧ２標準は、
許される量子化スケール係数の対応する２つの代替的な
セットをともなう２つの操作のモードを用意している。
これらのモードの第１のもの（タイプ１）では、より小
さい量子化スケール係数に１，２，３，４，５，…とい
う値が割り当てられ、量子化スケール係数が大きくなる
と、この列は非線型になる。第２のモード（タイプ０）
では、より小さい量子化スケール係数に２，４，６，
８，１０, １２, …などの値が割り当てられる。本発明
の制限部は、選択的に第１もしくは第２のモードに条件
付けされて、量子化スケール係数を割り当てられた最小
値よりも大きい値、つまり、第１および第２のモードで
はそれぞれ少なくとも１および２よりも大きい値に制限
する。
【００２７】読者は、本発明で提供する制限部は選択可
能な機能を実行することを覚えているだろう。予備的な
データのために余ったチャネル空間を切り取ることを望
む場合には、この制限部が効果をもたらす。そうでない
場合は、単一の機能を実行するように条件付けされる。
【００２８】図５は、典型的なビデオ信号が定数ビット
・レート、ＣＢＲアルゴリズムにしたがって圧縮される
場合に他の情報を伝えるために利用できるチャネル容量
のパーセントを示すグラフである。データは、グランド
・アライアンス・プロトタイプ・エンコーダ(Grand All
iance prototype encoder)から、１９２０×１０８０の
インターレースされた列を毎秒６０フィールドでコード
化して取得された。図５は、３つの異なる定数ビット・
レート１４Ｍｂｐｓ、１７Ｍｂｐｓ、および１８Ｍｂｐ
ｓを生成するように調整された圧縮装置における利用で
きる容量(capacity)を示す。
【００２９】図６のデータは、１８Ｍｂｐｓを生成する
ように調整された圧縮装置における条件と同一のセット
に対して取得されたものである。ただし、この例では、
ＱＳの最小値が１０, ８、および１という値に制限され
ていた。つまり、要素２８と同様の要素が、図５の結果
を生成した装置の中に挿入されている。ＱＳの最小値を
１に制限した場合、本回路の制限部は結果的に単一の機
能を実行することになり、図６の底にあるカーブは、図
５の底にあるカーブと同一となっていることがわかる。
圧縮されたデータの２つのセットの間の再生された画像
の質には重大な相違はなかった。ただし、量子化スケー
ル係数制限部を含めると、チャネルの容量のかなりの量
が解放(free up) されることは、きわめて明白である。
【００３０】例示的な量子化プロセスは、図２を用いて
説明される。図２において、ブロック３３は、ＤＣＴ要
素１３（図１）からの係数データ出力のブロック若しく
は行列を表現する。各々の係数Ｃ［ｖ］［ｕ］若しくは
ｃi （例えば離散コサイン変換係数(discrete cosine t
ransform coefficient) ）は、あらかじめ定めた順序に
配置される。３０と名付けられたブロックは、量子化値
(quantization values) ｑi の行列Ｗ［ｖ］［ｕ］を表
現する。これらの量子化値は、ブロック３３における係
数に対してより大きな若しくはより小さな量子化を提供
するように決定されるが、これは、画像の再生(reprodu
ction)に対しては、それぞれその重要性はより小さく若
しくはより大きくなっている。したがって、係数ｃ1 ，
ｃ2 ，…，ｃ8 などが量子化器３１に与えられるとき
は、量子化値ｑ1 ，ｑ2 ，…，ｑ8などが並行にアクセ
スされ、与えられて量子化を実行する。ただし、値ｑi
が可変スケーリング回路(variable scaling circuit)３
２を介して量子化器３１に間接的に与えられる。量子化
値はそれぞれ、要素３４によって提供される量子化スケ
ール係数ＱＳによってスケールされる。
【００３１】係数のブロック３３が量子化器３１に与え
られるときは、要素３４からの量子化スケール係数がス
ケーリング回路３２に与えられ、量子化値ＱＳ（ｑi ）
若しくは（ＱＳ）Ｗ［ｗ］［ｖ］［ｕ］を生成するが、
これは量子化器３１と結合される。量子化器３１は前述
した等式（１）によって、若しくはそのかわりに以下の
関数にしたがって示されるように、それぞれの係数を数
量化(quantify)若しくは量子化する形式のものとするこ
とができる。
【００３２】
【数２】 Q(C)＝(16C[v][u]＋8)//(2*(QS)W[w][v][u])；C[v][u] ＞0 (2) Q(C)＝(16C[v][u]−8)//(2*(QS)W[w][v][u])；C[v][u] ＜0 (3) Q(C)＝0 ；C[v][u] ＝0 (4) ここでＱ（Ｃ）は量子化された係数行列、（ＱＳ）Ｗ
［ｗ］［ｖ］［ｕ］はスケールされた量子化行列、およ
び、//は整数の除算であって最も近い整数に丸め、２分
の１値の場合はゼロから遠い方へ丸められる(half valu
es rounded awayfrom zero)除算である。
【００３３】要素３４はセット制限以上の量子化スケー
ル係数ジェネレータ２６（図１）からの全量子化スケー
ル係数を送り、より小さい量子化スケール係数の値に対
しては量子化スケール係数の制限値(limit value) を提
供する。制限値は有効な量子化スケール係数を表現する
値に制約されている。この機能は、ブロック３４の実線
グラフによって図示されている。点線は、要素３４がプ
ログラマブルであって異なる制限値を使用できるように
なっていることを示すために入れてある。例えば、コン
ピュータによって生成された画像は、大きな平板なフィ
ールド領域(large flat field areas)を持つが、この画
像が圧縮される場合は、制限値は相対的に小さくするこ
とができて、シャープな特徴トランジション(sharp fea
ture transition)の忠実な再生を保証することができ
る。そのかわり、大きな動きをともなう大変に変化の多
い(busy)画像が圧縮されている場合は、制限値は相対的
に大きくしてもよい。また、制限値は、実行される圧縮
のタイプ、例えば、イントラ若しくはＩフレーム圧縮(i
ntra or I-frame compression)、または、Ｐ若しくはＢ
フレーム予測圧縮(predictive compression)などのタイ
プに依存して変更できる。Ｉ、ＰおよびＢフレーム圧縮
それぞれに対する制限値ＬI 、ＬP 、ＬB は、ＬI ＜Ｌ
P ＜ＬB という順序となる傾向がある。６から１２のレ
ンジにおけるＭＰＥＧ量子化スケール係数に対する代表
的な制限値は、すでに発見されており、制限されないス
ケール係数を超える改善されたパフォーマンスを提供し
ている。圧縮されるソース・マテリアルに依存して、ほ
かの制限値がより十分なパフォーマンスを提供すること
ができる。１および２より大きな制限値はいずれも、そ
れぞれ前述のＭＰＥＧタイプ１およびタイプ２のスケー
ル係数値に対する量子化スケール係数の制限を提供す
る。
【００３４】ＭＰＥＧシステムでは、量子化スケール係
数に対応するデータは圧縮されたデータのマクロブロッ
ク(macroblock)とともに伝送される。量子化スケール係
数は直接送られるわけではなく、むしろ、それについて
quantiser scale codeと表示されたコード化されたバー
ジョンで送られる。要素３４は、ＭＰＥＧシステムに対
して、装置を組込んで制限された量子化スケール係数を
quantiser scale code値にトランスコード(transcode)
するように配置される。このような装置は、制限された
量子化スケール係数によってアドレスされ、それぞれの
アドレス・ロケーションに適切なquantiser scale code
値がプログラムされている読出専用メモリ(read only m
emory)以上の何ものでもない。
【００３５】図３は、量子化スケール係数の制限のため
の例示的装置を図示する。これには、マルチプレクサ(m
ultiplexer) ４４であって比較部(comparator)４２によ
って条件付けられ、制限値若しくは要素２６からの量子
化スケール係数を、比較部４２が第１若しくは第２の出
力状態のいずれをそれぞれ表示するかに依存して送ると
いうマルチプレクサが含まれる。制限値は、ソース４０
からのオペレータによって提供されるが、これは、比較
部の一方の入力ターミナル、および、マルチプレクサ４
４の一方の入力に結合される。要素２６からの量子化ス
ケール係数は、マルチプレクサ４４の第２の入力ターミ
ナル、および、比較部４２の第２の入力ターミナルに結
合される。比較部は、第１および第２の出力状態を、そ
れぞれ、制限値より小さいおよび大きい量子化スケール
係数に対して、表示するように構成される。
【００３６】図４は、量子化スケール係数を制限するた
めの代替となる装置を図示する。この実施の形態では、
制限装置は、メモリ内の複数のテーブルからなる。要素
２６からの量子化スケール係数は、メモリのアドレス入
力ポートに結合される。さらに、例えばオペレータによ
って提供されるテーブル選択値(table select values)
が、アドレス入力ポートに結合される。メモリ出力ポー
トは制限された量子化スケール係数を提供する。
【００３７】異なるテーブルは、異なる制限値に対応す
る。各テーブルは、それぞれのアドレス・ロケーション
にそれぞれのアドレス値がプログラムされているが、制
限値以下のアドレス値を持つアドレス・ロケーションは
除く。これらのアドレス・ロケーションはそれぞれ、制
限値でプログラムされている。また、各メモリ・ロケー
ションは、適切な対応するquantiser scale codeでプロ
グラムすることができ、これには、量子化スケール係数
が並行に提供されており、これは、圧縮されたデータの
それぞれのマクロブロック内に含めるためである。代替
となる構成においては、メモリ内において複数のテーブ
ルを組込むのではなく、装置が圧縮列の先頭における適
切なアドレス値がプログラムされている単一の読み／書
きメモリ・テーブルを含むようにすることができるが、
例えば、システム・コントローラ２１によって行う。
【００３８】最後に、システム・コントローラが十分な
計算する容量を有する場合は、制限する関数は、コント
ローラ内でソフトウェアで実行でき、この際に、単純な
ルーチンを使用して制限値若しくは量子化スケール係数
の一方を比較して出力する。
【００３９】図７は、代替となる量子化スケール係数制
限装置を図示する。図７においては、図２の要素と同じ
番号で書かれている要素は同様のものであり、同じ機能
を実行する。この実施の形態では、quantiser scale co
deジェネレータ３８はレート・バッファ２４に接続さ
れ、例えばＭＰＥＧ−２の、quantiser scale code値を
通常の操作の行程(course of operation) において生成
する。これらの値は制限部３７に与えられるが、これは
quantiser scale code値を、有効なquantiser scale co
de値に制限されるある最小値に、制限するよう条件付け
られている。制限されたquantiser scale codeコードワ
ードは、圧縮されたビデオ信号に含めるために、フォー
マッタ２２に接続され、また、これらは、コード・コン
バータ３６に入力される。コード・コンバータ３６は、
読出専用メモリとすることができるが、quantiser scal
e code値を、その対応する量子化スケール係数値ＱＳに
変換して、重み付け回路３２に与える。コンバータ３６
に入力されるquantiser scale code値は制限されている
ので、コンバータ３６からのＱＳ値出力もまた制限され
ることになる。
【００４０】制限部３７は、図３および図４に図示する
形式、若しくはソフトウェアで実行される関数のいずれ
を採用することもできる。制限値はユーザが選択可能で
あるようにすることもできるし、処理されるビデオ・デ
ータの量の関数として系統的に更新されるようにするこ
ともできることを認識すべきである。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ＭＰＥ
Ｇ若しくはＭＰＥＧ類似の圧縮システムにおける従来の
欠点を、回路および／またはソフトウェア・コードを含
めることにより、ＭＰＥＧ量子化スケール係数（若しく
は非ＭＰＥＧシステムにおけるこれに同等なもの）の最
小値を制限して、圧縮されるビデオ信号のビット・レー
トを直接制限することはしないで、克服することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する量子化制御(quantizing cont
rol)を含むビデオ信号圧縮システムのブロック・ダイア
グラムである。
【図２】図１のシステムにおける量子化器(quantizer)
のために実装できる例示的量子化装置のブロック・ダイ
アグラムである。
【図３】本発明を実施する代替となる量子化スケール係
数制限装置のブロック・ダイアグラムである。
【図４】本発明を実施する代替となる量子化スケール係
数制限装置のブロック・ダイアグラムである。
【図５】図１において例証されたタイプの圧縮装置に対
するレート・バッファ占有率の計測された結果であっ
て、量子化スケール係数制限回路を含まない場合の結果
をを示すグラフである。
【図６】図１において例証されたタイプの圧縮装置に対
するレート・バッファ占有率の計測された結果であっ
て、量子化スケール係数制限回路を含む場合の結果を示
すグラフである。
【図７】代替となり例証となる量子化装置であって図１
のシステムにおける量子化器のために実装できる装置の
ブロック・ダイアグラムである。
【符号の説明】
１４，３１ 量子化器 ２０ 動き補償装置 ２１ システム・コントローラ ２２ フォーマッタ ２４ レート・バッファ ２６ 量子化スケール係数ジェネレータ ２８，３７ 制限部 ３２ スケーリング回路 ３６ コード・コンバータ ３８ quantiser scale codeジェネレータ ４０ ソース ４２ 比較部 ４４ マルチプレクサ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビデオ信号圧縮装置であって、量子化器
    および前記量子化器から提供されるデータを受信するた
    めに結合されたレート・バッファを含み、さらに量子化
    スケール係数を生成して前記量子化器を制御するための
    前記レート・バッファの占有レベルに応答する装置、お
    よび前記量子化器へ入力された量子化スケール係数のそ
    れぞれの値を、あらかじめ定めた値の範囲であって、前
    記装置によって提供される量子化スケール係数値の範囲
    と異なる値の範囲に、量子化スケール係数を生成するた
    めに、制限する装置を含むことを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置に
    おいて、 圧縮されるビデオ信号のソースと、 部分的に圧縮された前記ビデオ信号を提供するための第
    １の圧縮回路と、 部分的に圧縮されたビデオ信号の圧縮を完了させるため
    の第２の圧縮回路と、 前記量子化器であって、前記第１の圧縮回路と前記第２
    の圧縮回路との間に接続され、前記部分的に圧縮された
    ビデオ信号を量子化するために、前記量子化器は量子化
    スケール係数を受信するための入力ポートを含む前記量
    子化器と、 前記第２の圧縮回路によって提供される圧縮されたデー
    タのレートにしたがう量子化スケール係数を生成するた
    めの前記装置と、 前記制限する装置は、前記量子化器入力ポートに入力さ
    れる最小値量子化スケール係数を制限するために前記量
    子化スケール係数に応答する装置とを含むことを特徴と
    する装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の装置において、前記第
    ２の圧縮回路はレート・バッファを含み、および、量子
    化スケール係数を生成するための前記装置は前記レート
    ・バッファの相対的な満量の程度に応答することを特徴
    とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載の装置において、量子化
    スケール係数を生成するための装置および最小値量子化
    スケール係数を制限するための回路が同じ回路に包含さ
    れていることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項２に記載の装置において、ビデオ
    信号圧縮装置は圧縮されたビデオ信号をＭＰＥＧプロト
    コルにしたがって提供し、かつ最小値量子化スケール係
    数を制限するための前記回路はそれぞれの量子化スケー
    ル係数を２より大きい値に制限することを特徴とする装
    置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の装置において、前記制
    限値と制限された前記量子化スケール係数との一方に応
    答して圧縮されたビデオ信号に含めるための制限された
    対応するquantiser scale codes を提供する回路をさら
    に含むことを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 請求項２に記載の装置において、制限さ
    れた前記量子化スケール係数に対応するquantiser scal
    e code値を提供するための回路を、圧縮された前記ビデ
    オ信号に含めるために、さらに含むことを特徴とする装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置に
    おいて、前記制限値に応答して、圧縮されたビデオ信号
    に含めるために、制限された対応するquantiser scale
    codes を提供する回路をさらに含むことを特徴とする装
    置。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置に
    おいて、制限された前記量子化スケール係数に応答し
    て、圧縮されたビデオ信号に含めるために、制限された
    対応するquantiser scale codes を提供する回路をさら
    に含むことを特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置
    において、前記レート・バッファの占有のレベルに応答
    する量子化スケール係数を生成するための前記装置は、 quantiser scale codes を生成するための前記レート・
    バッファに接続されたquantiser scale codeジェネレー
    タと、 前記quantiser scale codeジェネレータに接続され、前
    記quantiser scale codes の値を前記quantiser scale
    codeジェネレータによって提供される最小値よりも大き
    い値に制限するためのquantiser scale code制限部と、 前記quantiser scale code制限部に接続されたquantise
    r scale code対量子化スケール係数コンバータとを備え
    たことを特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】 量子化器、および、前記量子化器を制
    御するために量子化スケール係数を生成するための前記
    量子化器によって提供された圧縮されたビデオ信号に応
    答する回路を含むビデオ信号圧縮装置における、前記ビ
    デオ信号を表現する圧縮されたデータの平均量を減少さ
    せるための方法において、前記量子化器に入力される前
    記量子化スケール係数の最小値を、量子化スケール係数
    を生成するための前記回路によって提供される最小値よ
    りも大きい値に制限するステップを備えたことを特徴と
    する方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の方法において、圧
    縮はＭＰＥＧプロトコルにしたがって実行され、 制限された前記量子化スケール係数に対応するquantise
    r scale codes を提供するステップと、 前記quantiser scale codes を前記圧縮されたビデオ信
    号に含めるステップとをさらに含むことを特徴とする方
    法。
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