JPH09284772A - 映像データ圧縮装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数のシーンの時間方向における境界部分を圧
縮符号化した映像の品質を保持する。 【解決手段】編集映像データにシーンチェンジが発生し
ない場合には、生成した実難度データＤ₁ 〜Ｄ₁₅に基づ
いて、予測難度データＤ’₁₆〜Ｄ’₃₀を算出し、目標デ
ータ量を算出する。シーンチェンジが発生した場合、後
ろのシーンの最初のピクチャーの実難度データＤ₁₅に、
ピクチャータイプごとの実難度データの値の比率に基づ
く係数を乗じ、Ｂピクチャーのデータ量の増加を見込ん
だマージンを示す定数を加算して難度データの総和値を
予測し、目標データ量を算出する。さらに、新たに得ら
れたＢピクチャーの実難度データに基づいて、上記定数
を補正する。最後に、所定数の実難度データが得られた
段階で、シーンチェンジが発生しない場合と同じ方法に
戻って、目標データ量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非圧縮映像データ
を圧縮符号化する映像データ圧縮装置およびその方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】非圧
縮のディジタル映像データをＭＰＥＧ(moving picture
experts group)等の方法により、Ｉピクチャー(intra c
oded picture) 、Ｂピクチャー(bi-directionaly coded
picture) およびＰピクチャー(predictive coded pict
ure)から構成されるＧＯＰ(group of pictures) 単位に
圧縮符号化して光磁気ディスク（ＭＯディスク；magnet
o-oprical disc）等の記録媒体に記録する際には、圧縮
符号化後の圧縮映像データのデータ量（ビット量）を、
伸長復号後の映像の品質を高く保ちつつ記録媒体の記録
容量以下、あるいは、通信回線の伝送容量以下にする必
要がある。

【０００３】このために、まず、非圧縮映像データを予
備的に圧縮符号化して圧縮符号化後のデータ量を見積も
り（１パス目）、次に、見積もったデータ量に基づいて
圧縮率を調節し、圧縮符号化後のデータ量が記録媒体の
記録容量以下になるように圧縮符号化する（２パス目）
方法が採られる（以下、このような圧縮符号化方法を
「２パスエンコード」とも記す）。

【０００４】しかしながら、２パスエンコードにより圧
縮符号化を行うと、同じ非圧縮映像データに対して同様
な圧縮符号化処理を２回施す必要があり、時間がかかっ
てしまう。また、１回の圧縮符号化処理で最終的な圧縮
映像データを生成することができないために、撮影した
映像データをそのまま実時間的（リアルタイム）に圧縮
符号化し、記録することができない。

【０００５】また、編集処理により、時間方向に相関し
ない複数の非圧縮映像データ（以下、シーンとも記す）
を連続的に接続して１つの非圧縮映像データ（編集映像
データ）とし、この編集映像データを、例えば、ピクチ
ャータイプシーケンスＩ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｐ，
Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｐ，Ｂで圧縮符号化すると、圧縮符号化後
の最初のピクチャーがＰピクチャーになることがある。
この最初のＰピクチャーを伸長復号するためには、他の
シーンから生成された圧縮映像データの直前のピクチャ
ーを参照する必要がある。しかしながら、最初のＰピク
チャーの伸長復号に、相関がない他のシーンから生成さ
れたピクチャーを用いると、動き予測誤差が著しく増大
するため膨大なデータ量が必要となり、限られたデータ
量しか使用できない場合には、伸長復号後の映像が劣化
してしまう。

【０００６】かかる不具合を解消するために、例えば、
特開平７−１９３８１８号公報に画像処理方法および画
像処理装置が開示されている。特開平７−１９３８１８
号公報に開示された画像処理方法および画像処理装置
は、例えば２つのシーン（第１のシーンと第２のシー
ン）を含む非圧縮の編集映像データを、例えば、上記ピ
クチャータイプシーケンスＩ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，
Ｐ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｐ，Ｂで圧縮符号化する際に、第２の
シーンを圧縮符号化した第２の圧縮映像データ（下に示
すピクチャータイプシーケンスにおけるＩ₂ ，Ｂ₂ ，Ｐ
₂ ）の先頭のＰピクチャーを、第１のシーンを圧縮符号
化した第１の圧縮映像データ（下に示すピクチャータイ
プシーケンスにおけるＩ₁ ，Ｂ₁ ，Ｐ₁ ）の最後のピク
チャーを参照しないＩピクチャーに変更し、さらに、発
生するデータ量の増大を抑えるために、第１の圧縮映像
データの最後のＩピクチャーをＰピクチャーに変更して
圧縮符号化を行う。

【０００７】つまり具体的には、特開平７−１９３８１
８号公報に開示された画像処理方法および画像処理装置
は、上記ピクチャータイプシーケンスを変更せずに圧縮
符号化して、第１の圧縮映像データおよび第２の圧縮映
像データが、ピクチャータイプシーケンスＢ₁ ，Ｉ₁ ，
Ｂ₁ ，Ｐ₁ ，Ｂ₁ ，Ｐ₁ ，Ｂ₁ ，Ｐ₂ ，Ｂ₂ ，Ｐ₂ ，Ｂ
₂ ，Ｐ₂ ，Ｂ₂ で得られる場合に、第１の圧縮映像デー
タの最後のＩピクチャーをＰピクチャーに変更し、さら
に、第２の圧縮映像データの最初のＰピクチャーをＩピ
クチャーに変更して圧縮符号化し、ピクチャータイプシ
ーケンスＢ₁ ，Ｐ₁ ，Ｂ₁ ，Ｐ₁ ，Ｂ₁ ，Ｐ₁ ，Ｂ₁ ，
Ｉ₂ ，Ｂ₂ ，Ｐ₂ ，Ｂ₂ ，Ｐ₂ ，Ｂ₂ の第１の圧縮映像
データおよび第２の圧縮映像データを得るように構成さ
れている。

【０００８】本発明は上述した従来技術を改良してなさ
れたものであり、２パスエンコードによらずに、複数の
シーンを連続的に含む映像データを所定のデータ量以下
に圧縮符号化して圧縮映像データを生成することがで
き、しかも、連続的な複数のシーンの時間方向における
境界（シーンチェンジ）部分を圧縮符号化した圧縮映像
データを伸長復号して得られる映像の品質を保持するこ
とができる映像データ圧縮装置およびその方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る映像データ圧縮装置は、連続する複数
の非圧縮映像データのピクチャーを、所定の順序に入れ
替えるピクチャー入れ替え手段と、順序を入れ替えた前
記複数の非圧縮映像データを、所定の圧縮方法により複
数の種類のピクチャーから構成される所定のピクチャー
タイプシーケンスで圧縮し、第１の圧縮映像データを生
成する第１の圧縮手段と、前記非圧縮映像データのピク
チャーが所定数、入力される時間だけ、前記非圧縮映像
データを遅延する遅延手段と、前記非圧縮映像データの
ピクチャーが所定数、入力される間に生成した前記第１
の圧縮映像データのデータ量の総和、および、前記複数
の非圧縮映像データの時間方向の境界部分のピクチャー
から生成される前記第１の圧縮映像データのピクチャー
の種類に基づいて、前記複数の非圧縮映像データから生
成する圧縮映像データのピクチャーそれぞれのデータ量
の目標値を示す目標値データを生成する目標値データ生
成手段と、前記第１の圧縮手段の圧縮方法に対応する圧
縮方法により、遅延した前記複数の非圧縮映像データの
データ量が、生成した前記目標値データが示す目標値に
なるように圧縮し、前記複数の非圧縮映像データそれぞ
れに対応する第２の圧縮映像データを生成する第２の圧
縮手段とを有する。

【００１０】好適には、前記目標値データ生成手段は、
前記第１の圧縮映像データのデータ量の変化に基づい
て、前記複数の非圧縮映像データの境界を検出する境界
検出手段と、前記複数の非圧縮映像データの先頭のピク
チャーから生成される前記第１の圧縮映像データのピク
チャーの種類およびデータ量に基づいて、前記第１の圧
縮映像データのデータ量の総和を予測する総和予測手段
と、予測した前記第１の圧縮映像データのデータ量の総
和に基づいて、前記複数の非圧縮映像データの境界以降
の所定数のピクチャーから生成する圧縮映像データのデ
ータ量の目標値を示す目標値データを算出する目標値デ
ータ算出手段とをさらに有する。

【００１１】好適には、前記境界検出手段は、前記所定
のピクチャータイプシーケンスにおいて、前記第１の圧
縮映像データのＰピクチャーのデータ量が、直前のＰピ
クチャーのデータ量よりも所定の割合以上、多くなった
場合に、前記データ量が多くなったＰピクチャーの直前
に、前記複数の非圧縮映像データの境界を検出する。

【００１２】好適には、前記境界検出手段は、前記所定
のピクチャータイプシーケンスにおいて、前記第１の圧
縮映像データのＢピクチャーのデータ量が、直前のＢピ
クチャーのデータ量よりも所定の割合以上、多くなった
場合に、前記データ量が多くなったＢピクチャーの直前
のＩピクチャーの直前に、前記複数の非圧縮映像データ
の境界を検出する。

【００１３】好適には、前記非圧縮映像データから生成
される圧縮映像データのピクチャーそれぞれのデータ量
を予測するデータ量予測手段をさらに有し、対応する前
記第１の圧縮映像データのピクチャーのデータ量と予測
した圧縮映像データのピクチャーのデータ量との比率が
所定の値以上である場合に、前記非圧縮映像データの境
界を検出する。

【００１４】好適には、前記第１の圧縮手段は、Ｉピク
チャー、ＰピクチャーおよびＢピクチャーから構成され
るピクチャータイプシーケンスで前記複数の非圧縮映像
データを圧縮し、前記ピクチャー入れ替え手段は、前記
複数の非圧縮映像データのピクチャーを、前記複数の非
圧縮映像データの先頭のピクチャーからＰピクチャーま
たはＩピクチャーが生成されるように順序に入れ替え、
前記総和予測手段は、前記非圧縮映像データの先頭のピ
クチャーからＰピクチャーが生成される場合に、前記非
圧縮映像データの先頭のピクチャーから生成される第１
の圧縮映像データのＰピクチャーのデータ量に、Ｉピク
チャー、ＰピクチャーおよびＢピクチャーのデータ量の
間の比に基づいた係数を乗算して乗算値を算出し、所定
の定数を加算して前記第１の圧縮映像データのデータ量
の総和を予測する。

【００１５】好適には、前記総和予測手段は、前記非圧
縮映像データの先頭から２番目以降のピクチャーから生
成された第１の圧縮映像データのＢピクチャーのデータ
量に基づいて、前記乗算値に加算する前記所定の定数を
補正して、前記第１の圧縮映像データのデータ量の総和
を予測する。

【００１６】好適には、前記第１の圧縮手段は、所定数
の１組のＢピクチャーが、Ｂピクチャー以外の種類のピ
クチャーに規則的に挟まれるピクチャータイプシーケン
スで前記複数の非圧縮映像データを圧縮し、前記ピクチ
ャー入れ替え手段は、前記複数の非圧縮映像データのピ
クチャーを、前記複数の非圧縮映像データの先頭のピク
チャーからＢピクチャー以外のピクチャーが生成される
ように順序に入れ替え、前記総和予測手段は、前記非圧
縮映像データの先頭のピクチャーからＩピクチャーが生
成される場合に、前記非圧縮映像データの先頭のピクチ
ャーから生成された第１の圧縮映像データのＩピクチャ
ーのデータ量に、ピクチャータイプシーケンスを構成す
る複数の種類のピクチャーのデータ量の間の比に基づい
た係数を乗算して乗算値を算出し、少なくとも前記１組
のＢピクチャーのデータ量に基づいて、前記乗算値に加
算する前記所定の定数を補正して、前記第１の圧縮映像
データのデータ量の総和を予測し、前記目標値データ算
出手段は、予測した前記第１の圧縮映像データのデータ
量の総和に基づいて、前記複数の非圧縮映像データから
生成される最初の１組のＢピクチャーより後の圧縮映像
データのデータ量の目標値を示す目標値データを算出す
る。

【００１７】本発明に係る映像データ圧縮装置におい
て、例えば、非圧縮映像データをピクチャータイプシー
ケンスＩ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，…，Ｐ，Ｂ，Ｂ（上記
ピクチャータイプシーケンスに圧縮される非圧縮映像デ
ータのピクチャーそれぞれを、ピクチャーＩ₁ ，Ｂ₂ ，
Ｂ₃ ，Ｐ₄ ，Ｂ₅ ，Ｂ₆ ，…，Ｐ₁₃，Ｂ₁₄，Ｂ₁₅と記
す）に圧縮する場合、ピクチャー入れ替え手段は、連続
的に入力される複数のシーン（非圧縮映像データ）のピ
クチャーＩ₁ ，Ｂ₂ ，Ｂ₃ ，Ｐ₄ ，Ｂ₅ ，Ｂ₆ ，Ｐ ₇ ，
…，Ｐ₁₃，Ｂ₁₄，Ｂ₁₅を、圧縮符号化に適した順序、ピ
クチャーＩ₁ ，Ｂ_-2，Ｂ_-1，Ｐ₄ ，Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，…，Ｐ
₁₃，Ｂ₁₁，Ｂ₁₂に入れ替える。つまり、非圧縮映像デー
タは、例えば、ＩピクチャーとＰピクチャーの間に挟ま
れる１組のＢピクチャーを、直後のＩピクチャーまたは
Ｐピクチャーの後ろに移動させる。

【００１８】第１の圧縮手段は、ピクチャー入れ替え手
段がピクチャーの順序を入れ替えた複数のシーンを予備
的に圧縮符号化し、圧縮後のピクチャーそれぞれに割り
当てるデータ量を決めるために必要な難度データを求め
るために必要となる第１の圧縮映像データを生成する。
具体的には、第１の圧縮手段は、例えば、ＭＰＥＧ方式
により、各シーンをピクチャータイプシーケンスＩ，
Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，…，Ｐ，Ｂ，Ｂから構成されるＧ
ＯＰ(group of picture)単位に圧縮符号化し、第１の圧
縮映像データを生成する。なお、シーンのピクチャーの
順序が、上述のように入れ替えられているために、シー
ンチェンジ（複数のシーンの時間方向の境界）の直後の
シーンの先頭のピクチャーは、ＩピクチャーまたはＰピ
クチャーとなる。

【００１９】遅延手段は、例えば、各シーンの所定の枚
数のピクチャーが入力される時間だけ、つまり、各シー
ンを圧縮して得られる圧縮映像データのピクチャーそれ
ぞれに割り当てるデータ量を算出するために充分な量の
難度データの生成に必要な第１の圧縮映像データを得る
ために充分な時間だけ、入力される各シーンを遅延す
る。目標値データ生成手段は、圧縮映像データのピクチ
ャーそれぞれのデータ量の目標値を示す目標値データの
生成に、それまでに生成した第１の圧縮映像データをそ
のまま利用できるシーンチェンジ部分以外では、遅延手
段が各シーンを遅延している間に第１の圧縮映像手段が
生成した第１の圧縮映像データのデータ量の総和に基づ
いて目標値データを生成する。また、目標値データ生成
手段は、圧縮映像データのピクチャーの目標値データの
生成に、それまでに生成した第１の圧縮映像データをそ
のまま利用できないシーンチェンジ部分では、シーンの
先頭のピクチャーの種類に基づいて第１の圧縮映像デー
タのデータ量の総和を予測し、さらに、予測した第１の
圧縮映像データのデータ量の総和に基づいて目標値デー
タを生成する。

【００２０】第２の圧縮手段は、例えば、第１の圧縮手
段と同じＭＰＥＧ方式により、圧縮後のピクチャーそれ
ぞれのデータ量が、対応する目標値データが示すデータ
量になるように、遅延手段が遅延した各シーンを圧縮符
号化し、各シーンそれぞれの第２の圧縮映像データを生
成する。

【００２１】また、本発明に係る映像データ圧縮方法
は、連続する複数の非圧縮映像データのピクチャーを、
所定の順序に入れ替え、順序を入れ替えた前記複数の非
圧縮映像データを、所定の圧縮方法により複数の種類の
ピクチャーから構成される所定のピクチャータイプシー
ケンスで圧縮し、前記非圧縮映像データのピクチャーが
所定数、入力される時間だけ、前記非圧縮映像データを
遅延し、前記非圧縮映像データのピクチャーが所定数、
入力される間に生成した前記第１の圧縮映像データのデ
ータ量の総和、および、前記複数の非圧縮映像データの
時間方向の境界部分のピクチャーから生成される前記第
１の圧縮映像データのピクチャーの種類に基づいて、前
記複数の非圧縮映像データから生成する圧縮映像データ
のピクチャーそれぞれのデータ量の目標値を示す目標値
データを生成し、前記第１の圧縮手段の圧縮方法に対応
する圧縮方法により、遅延した前記複数の非圧縮映像デ
ータのデータ量が、生成した前記目標値データが示す目
標値になるように圧縮し、前記複数の非圧縮映像データ
それぞれに対応する第２の圧縮映像データを生成し、最
終的な圧縮映像データとして出力する。

【００２２】

【発明の実施の形態】第１実施形態 以下、本発明の第１の実施形態を説明する。ＭＰＥＧ方
式といった映像データの圧縮符号化方式により、高い周
波数成分が多い絵柄、あるいは、動きが多い絵柄といっ
た難度(difficulty)が高い映像データを圧縮符号化する
と、一般的に圧縮に伴う歪みが生じやすくなる。このた
め、難度が高い映像データは低い圧縮率で圧縮符号化す
る必要があり、難度が高いデータを圧縮符号化して得ら
れる圧縮映像データに対しては、難度が低い絵柄の映像
データの圧縮映像データに比べて、多くの目標データ量
を配分する必要がある。

【００２３】このように、映像データの難度に対して適
応的に目標データ量を配分するためには、従来技術とし
て示した２パスエンコード方式が有効である。しかしな
がら、２パスエンコード方式は、実時間的な圧縮符号化
に不向きである。第１の実施形態として示す簡易２パス
エンコード方式は、かかる２パスエンコード方式の問題
点を解決するためになされたものであり、非圧縮映像デ
ータを予備的に圧縮符号化して得られる圧縮映像データ
の難度データから非圧縮映像データの難度を算出し、予
備的な圧縮符号化により算出した難度に基づいて、ＦＩ
ＦＯメモリ等により所定の時間だけ遅延した非圧縮映像
データの圧縮率を適応的に制御することができる。

【００２４】図１は、本発明に係る映像データ圧縮装置
１の構成を示す図である。図１に示すように、映像デー
タ圧縮装置１は、圧縮符号化部１０およびホストコンピ
ュータ２０から構成され、圧縮符号化部１０は、エンコ
ーダ制御部１２、動き検出器(motion estimator)１４、
簡易２パス処理部１６、第２のエンコーダ(encoder) １
８から構成され、簡易２パス処理部１６は、ＦＩＦＯメ
モリ１６０および第１のエンコーダ１６２から構成され
る。映像データ圧縮装置１は、これらの構成部分によ
り、編集装置およびビデオテープレコーダ装置等の外部
機器（図示せず）から入力される非圧縮映像データＶＩ
Ｎに対して、上述した簡易２パスエンコードを実現す
る。

【００２５】映像データ圧縮装置１において、ホストコ
ンピュータ２０は、映像データ圧縮装置１の各構成部分
の動作を制御する。また、ホストコンピュータ２０は、
簡易２パス処理部１６のエンコーダ１６２が非圧縮映像
データＶＩＮを予備的に圧縮符号化して生成した圧縮映
像データのデータ量、ＤＣＴ処理後の映像データの直流
成分（ＤＣ成分）の値および直流成分（ＡＣ成分）の電
力値を制御信号Ｃ１６を介して受け、受けたこれらの値
に基づいて圧縮映像データの絵柄の難度を算出する。さ
らに、ホストコンピュータ２０は、算出した難度に基づ
いて、エンコーダ１８が生成する圧縮映像データの目標
データ量Ｔ_j を制御信号Ｃ１８を介してピクチャーごと
に割り当て、エンコーダ１８の量子化回路１６６（図
３）に設定し、エンコーダ１８の圧縮率をピクチャー単
位に適応的に制御する。

【００２６】エンコーダ制御部１２は、非圧縮映像デー
タＶＩＮのピクチャーの有無をホストコンピュータ２０
に通知し、さらに、非圧縮映像データＶＩＮのピクチャ
ーごとに圧縮符号化のための前処理を行う。つまり、エ
ンコーダ制御部１２は、入力された非圧縮映像データを
符号化順に並べ替え、ピクチャー・フィールド変換を行
い、非圧縮映像データＶＩＮが映画の映像データである
場合に３：２プルダウン処理（映画の２４フレーム／秒
の映像データを、３０フレーム／秒の映像データに変換
し、冗長性を圧縮符号化前に取り除く処理）等を行い、
映像データＳ１２として簡易２パス処理部１６のＦＩＦ
Ｏメモリ１６０およびエンコーダ１６２に対して出力す
る。動き検出器１４は、非圧縮映像データの動きベクト
ルの検出を行し、エンコーダ制御部１２およびエンコー
ダ１６２，１８に対して出力する。

【００２７】簡易２パス処理部１６において、ＦＩＦＯ
メモリ１６０は、エンコーダ制御部１２から入力された
映像データＳ１２を、例えば、非圧縮映像データＶＩＮ
が、Ｌ（Ｌは整数）ピクチャー入力される時間だけ遅延
し、遅延映像データＳ１６としてエンコーダ１８に対し
て出力する。図２は、図１に示した簡易２パス処理部１
６のエンコーダ１６２の構成を示す図である。エンコー
ダ１６２は、例えば、図２に示すように、加算回路１６
４、ＤＣＴ回路１６６、量子化回路（Ｑ）１６８、可変
長符号化回路（ＶＬＣ）１７０、逆量子化回路（ＩＱ）
１７２、逆ＤＣＴ（ＩＤＣＴ）回路１７４、加算回路１
７６および動き補償回路１７８から構成される一般的な
映像データ用圧縮符号化器であって、入力される映像デ
ータＳ１２をＭＰＥＧ方式等により圧縮符号化し、圧縮
映像データのピクチャーごとのデータ量等を映像エンコ
ーダ２０に対して出力する。

【００２８】加算回路１６４は、加算回路１７６の出力
データを映像データＳ１２から減算し、ＤＣＴ回路１６
６に対して出力する。ＤＣＴ回路１６６は、加算回路１
６４から入力される映像データを、例えば、１６画素×
１６画素のマクロブロック単位に離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ）処理し、時間領域のデータから周波数領域のデー
タに変換して量子化回路１６８に対して出力する。ま
た、ＤＣＴ回路１６６は、ＤＣＴ後の映像データのＤＣ
成分の値およびＡＣ成分の電力値を映像エンコーダ２０
に対して出力する。量子化回路１６８は、ＤＣＴ回路１
６６から入力された周波数領域のデータを、固定の量子
化値Ｑで量子化し、量子化データとして可変長符号化回
路１７０および逆量子化回路１７２に対して出力する。
可変長符号化回路１７０は、量子化回路１６８から入力
された量子化データを可変長符号化し、可変長符号化の
結果として得られた圧縮映像データのデータ量を、制御
信号Ｃ１６を介してホストコンピュータ２０に対して出
力する。逆量子化回路１７２は、可変長符号化回路１６
８から入力された量子化データを逆量子化し、逆量子化
データとして逆ＤＣＴ回路１７４に対して出力する。

【００２９】逆ＤＣＴ回路１７４は、逆量子化回路１７
２から入力される逆量子化データに対して逆ＤＣＴ処理
を行い、加算回路１７６に対して出力する。加算回路１
７６は、動き補償回路１７８の出力データおよび逆ＤＣ
Ｔ回路１７４の出力データを加算し、加算回路１６４お
よび動き補償回路１７８に対して出力する。動き補償回
路１７８は、加算回路１７６の出力データに対して、動
き検出器１４から入力される動きベクトルに基づいて動
き補償処理を行い、加算回路１７６に対して出力する。

【００３０】図３は、図１に示したエンコーダ１８の構
成を示す図である。図３に示すように、エンコーダ１８
は、図２に示したエンコーダ１６２に、量子化制御回路
１８０を加えた構成になっている。エンコーダ１８は、
これらの構成部分により、映像エンコーダ２０から設定
される目標データ量Ｔ_j に基づいて、ＦＩＦＯメモリ１
６０によりＬピクチャー分遅延された遅延映像データＳ
１６に対して動き補償処理、ＤＣＴ処理、量子化処理お
よび可変長符号化処理を施して、ＭＰＥＧ方式等の圧縮
映像データＶＯＵＴを生成し、外部機器（図示せず）に
出力する。

【００３１】エンコーダ１８において、量子化制御回路
１８０は、可変長量子化回路１７０が出力する圧縮映像
データＶＯＵＴのデータ量を順次、監視し、遅延映像デ
ータＳ１６の第ｊ番目のピクチャーから最終的に生成さ
れる圧縮映像データのデータ量が、映像エンコーダ２０
から設定された目標データ量Ｔ_j に近づくように、順
次、量子化回路１６８に設定する量子化値Ｑ_j を調節す
る。また、可変長量子化回路１７０は、圧縮映像データ
ＶＯＵＴを外部に出力する他に、遅延映像データＳ１６
を圧縮符号化して得られた圧縮映像データＶＯＵＴの実
際のデータ量Ｓ_j を制御信号Ｃ１８を介してホストコン
ピュータ２０に対して出力する。

【００３２】以下、第１の実施形態における映像データ
圧縮装置１の簡易２パスエンコード動作を説明する。図
４（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施形態における映像デー
タ圧縮装置１の簡易２パスエンコードの動作を示す図で
ある。エンコーダ制御部１２は、映像データ圧縮装置１
に入力された非圧縮映像データＶＩＮに対して、エンコ
ーダ制御部１２により符号化順にピクチャーを並べ替え
る等の前処理を行い、図４（Ａ）に示すように映像デー
タＳ１２としてＦＩＦＯメモリ１６０およびエンコーダ
１６２に対して出力する。なお、エンコーダ制御部１２
によるピクチャーの順番並べ替えにより、図４等に示す
ピクチャーの符号化の順番と伸長復号後の表示の順番と
は異なる。

【００３３】ＦＩＦＯメモリ１６０は、入力された映像
データＳ１２の各ピクチャーをＬピクチャー分だけ遅延
し、エンコーダ１８に対して出力する。エンコーダ１６
２は、入力された映像データＳ１２のピクチャーを予備
的に順次、圧縮符号化し、第ｊ（ｊは整数）番目のピク
チャーを圧縮符号化して得られた圧縮符号化データのデ
ータ量、ＤＣＴ処理後の映像データのＤＣ成分の値、お
よび、ＡＣ成分の電力値をホストコンピュータ２０に対
して出力する。

【００３４】例えば、エンコーダ１８に入力される遅延
映像データＳ１６は、ＦＩＦＯメモリ１６０によりＬピ
クチャーだけ遅延されているので、図４（Ｂ）に示すよ
うに、エンコーダ１８が、遅延映像データＳ１６の第ｊ
（ｊは整数）番目のピクチャー（図４（Ｂ）のピクチャ
ーａ）を圧縮符号化している際には、エンコーダ１６２
は、映像データＳ１２の第ｊ番目のピクチャーからＬピ
クチャー分先の第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャー（図４
（Ｂ）のピクチャーｂ）を圧縮符号化していることにな
る。従って、エンコーダ１８が遅延映像データＳ１６の
第ｊ番目のピクチャーの圧縮符号化を開始する際には、
エンコーダ１６２は映像データＳ１２の第ｊ番目〜第
（ｊ＋Ｌ−１）番目のピクチャー（図４（Ｂ）の範囲
ｃ）の圧縮符号化を完了しており、これらのピクチャー
の圧縮符号化後の実難度データＤ_j ，Ｄ _j+1 ，Ｄ_j+2 ，
…，Ｄ_j+L-1 は、ホストコンピュータ２０により既に算
出されている。

【００３５】ホストコンピュータ２０は、下に示す式１
により、エンコーダ１８が遅延映像データＳ１６の第ｊ
番目のピクチャーを圧縮符号化して得られる圧縮映像デ
ータに割り当てる目標データ量Ｔ_j を算出し、算出した
目標データ量Ｔ_j を量子化制御回路１８０に設定する。

【００３６】

【数１】

【００３７】但し、式１において、Ｄ_j は映像データＳ
１２の第ｊ番目のピクチャーの実難度データであり、
Ｒ’_j は、映像データＳ１２，Ｓ１６の第ｊ番目〜第
（ｊ＋Ｌ−１）番目のピクチャーに割り当てることがで
きる目標データ量の平均であり、Ｒ’_j の初期値（Ｒ’
₁ ）は、圧縮映像データの各ピクチャーに平均して割り
当て可能な目標データ量であり、下に示す式２で表さ
れ、エンコーダ１８が圧縮映像データを１ピクチャー分
生成する度に、式３に示すように更新される。

【００３８】

【数２】

【００３９】

【数３】

【００４０】なお、式３中の数値ビットレート(Bit rat
e)は、通信回線の伝送容量や、記録媒体の記録容量に基
づいて決められる１秒当たりのデータ量（ビット量）を
示し、ピクチャーレート(Picture rate)は、映像データ
に含まれる１秒当たりのピクチャーの数（３０枚／秒
（ＮＴＳＣ），２５枚／秒（ＰＡＬ））を示し、数値Ｆ
_j+L は、ピクチャータイプに応じて定められるピクチャ
ー当たりの平均データ量を示す。エンコーダ１８のＤＣ
Ｔ回路１６６は、入力される遅延映像データＳ１６の第
ｊ番目のピクチャーをＤＣＴ処理し、量子化回路１６８
に対して出力する。量子化回路１６８は、ＤＣＴ回路１
６６から入力された第ｊ番目のピクチャーの周波数領域
のデータを、量子化制御回路１８０が目標データ量Ｔ_j
に基づいて調節する量子化値Ｑ_j により量子化し、量子
化データとして可変長符号化回路１７０に対して出力す
る。可変長符号化回路１７０は、量子化回路１６８から
入力された第ｊ番目のピクチャーの量子化データを可変
長符号化して、ほぼ、目標データ量Ｔ_j に近いデータ量
の圧縮映像データＶＯＵＴを生成して出力する。

【００４１】同様に、図４（Ｂ）に示すように、エンコ
ーダ１８が、遅延映像データＳ１６の第（ｊ＋１）番目
のピクチャー（図４（Ｃ）のピクチャーａ’）を圧縮符
号化している際には、エンコーダ１６２は、映像データ
Ｓ１２の第（ｊ＋１）番目〜第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチ
ャー（図４（Ｃ）の範囲ｃ’）の圧縮符号化を完了し、
これらのピクチャーの実難度データＤ_j+1 ，Ｄ_j+2 ，Ｄ
_j+3 ，・・・，Ｄ_j+Lは、ホストコンピュータ２０によ
り既に算出されている。

【００４２】ホストコンピュータ２０は、式１により、
エンコーダ１８が遅延映像データＳ１６の第（ｊ＋１）
番目のピクチャーを圧縮符号化して得られる圧縮映像デ
ータに割り当てる目標データ量Ｔ_j+1 を算出し、エンコ
ーダ１８の量子化制御回路１８０に設定する。

【００４３】エンコーダ１８は、ホストコンピュータ２
０から量子化制御回路１８０に設定された目量データ量
Ｔ_j に基づいて第（ｊ＋１）番目のピクチャーを圧縮符
号化し、目標データ量Ｔ_j+1 に近いデータ量の圧縮映像
データＶＯＵＴを生成して出力する。さらに以下、同様
に、映像データ圧縮装置１は、遅延映像データＳ１６の
第ｋ番目のピクチャーを、量子化値Ｑ_k （ｋ＝ｊ＋２，
ｊ＋３，…）をピクチャーごとに変更して順次、圧縮符
号化し、圧縮映像データＶＯＵＴとして出力する。

【００４４】以上説明したように、第１の実施形態に示
した映像データ圧縮装置１によれば、短時間で非圧縮映
像データＶＩＮの絵柄の難度を算出し、算出した難度に
応じた圧縮率で適応的に非圧縮映像データＶＩＮを圧縮
符号化することができる。つまり、第１の実施形態に示
した映像データ圧縮装置１によれば、２パスエンコード
方式と異なり、ほぼ実時間的に、非圧縮映像データＶＩ
Ｎの絵柄の難度に基づいて適応的に非圧縮映像データＶ
ＩＮを圧縮符号化をすることができ、実況放送といった
実時間性を要求される用途に応用可能である。なお、第
１の実施形態に示した他、本発明に係るデータ多重化装
置１は、エンコーダ１６２が圧縮符号化した圧縮映像デ
ータのデータ量を、そのまま難度データとして用い、ホ
ストコンピュータ２０の処理の簡略化を図る等、種々の
構成を採ることができる。

【００４５】第２実施形態 第１の実施形態に示した簡易２パスエンコード方式によ
れば、実時間かつ、絵柄の難度に応じた適応的な非圧縮
映像データに対する圧縮符号化処理が可能である。しか
しながら、第１の実施形態に示した簡易２パスエンコー
ド方式を用いた場合、実時間性が厳しく要求される場合
には、ＦＩＦＯメモリ１６０の遅延時間を大きくするこ
とができず、真に適切な目標データ量Ｔ_j の算出が難し
く、圧縮映像データＶＯＵＴを伸長復号して得られる映
像の品質が低下してしまう可能性がある。

【００４６】第２の実施形態においては、第１の実施形
態に示した映像データ圧縮装置１（図１）を用い、ホス
トコンピュータ２０の処理内容を変更して、ＦＩＦＯメ
モリ１６０の遅延時間を長くしなくても適切な目標デー
タ量Ｔ_j の値を得ることができるように、非圧縮映像デ
ータをＬピクチャー分、予備的に圧縮符号化して得られ
た圧縮映像データの第ｊ番目のピクチャー〜第（ｊ＋Ｌ
−１）番目のピクチャーの実難度データＤ_j 〜Ｄ_j+L-1
から、圧縮映像データの第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャー
〜第（ｊ＋Ｌ＋Ｂ）番目のピクチャー（Ｂは整数）の難
度データ（予測難度データ）Ｄ_j+L 〜Ｄ_j+L+B を算出
し、実際に得られた難度データＤ_j 〜Ｄ_{j+ L-1} （実難度
データ）および予測によって得られた難度データＤ’
_j+L 〜Ｄ’_{j+ L+B} に基づいて、第１の実施形態に示した
簡易２パスエンコード方式よりも適切な目標データ量Ｔ
_j の値を得ることができる圧縮符号化方式（予測簡易２
パスエンコード方式）を説明する。

【００４７】まず、第２の実施形態で説明する予測簡易
２パスエンコード方式を概念的に説明する。予測簡易２
パスエンコード方式は、徐々に絵柄が難しくなってゆ
く、つまり、徐々に圧縮符号化時のＤＣＴ処理後の高い
周波数成分が多くなり、動きが速くなってゆく非圧縮映
像データの絵柄は、さらに難しくなってゆき、逆に、徐
々に絵柄が難しくなくなって（簡単になって）ゆく非圧
縮映像データの絵柄は、さらに簡単になってゆくであろ
うと予測可能であることを前提する。

【００４８】つまり、予測簡易２パスエンコード方式
は、ホストコンピュータ２０が、この前提に基づいて、
さらに絵柄が難しくなってゆくと予測される場合には、
さらに絵柄が難しいピクチャーに備えて、その時点で圧
縮符号化しているピクチャーに割り当てる目標データ量
を節約し、逆に、さらに絵柄が簡単になってゆくと予測
される場合には、その時点で圧縮符号化しているピクチ
ャーに割り当てる目標データ量を増やすようにエンコー
ダ１８に対する圧縮率の制御を行う。

【００４９】さらに、予測簡易２パスエンコード方式の
概念的な説明を続ける。映像データは、一般的に、時間
方向および空間方向について相関性が高く、映像データ
の圧縮符号化は、これらの相関性に着目し、冗長性を除
くことにより行われる。時間方向について相関性が高い
ということは、現時点の非圧縮映像データのピクチャー
の難度とそれ以降の非圧縮映像データのピクチャーの難
度とが近いということを意味する。また、難度の増減の
傾向も、現時点までの難度の増減の傾向がそれ以降も続
くことが多い。

【００５０】具体例を挙げると、カメラが静止状態から
ゆっくりとカメラを水平方向に回し初め、最後に一定の
回転速度で回転しながら、静止している物体を撮影する
場合の非圧縮映像データの絵柄を考える。最初はカメラ
が停止状態であるため、静止映像が撮影され、絵柄の難
度は低くなる。次に、カメラを回し始めて１〜２秒後に
一定の回転速度になると仮定すると、カメラを回し始め
て１〜２秒間は絵柄の難度は高くなる傾向を示す。この
状態を、映像データ圧縮装置１側から見ると、数ＧＯＰ
分の圧縮映像データを生成する間、入力される非圧縮映
像データの絵柄の難度が高くなる傾向が続くことにな
る。

【００５１】従って、この具体例に示したような場合に
は、非圧縮映像データの絵柄の難度が増大傾向を示した
場合に、それ以降の絵柄の難度が増大傾向を示すと予測
するのは妥当である。以下に説明する予測簡易２パスエ
ンコード方式は、このような難度および難度の増減傾向
の時間的相関性を積極的に利用して、圧縮映像データの
各ピクチャーに対して、第１の実施形態に示した簡易２
パスエンコード方式においてよりも適切な目標データ量
の割り当てを行おうとするものである。

【００５２】以下、第２の実施形態における映像データ
圧縮装置１の予測簡易２パスエンコードの動作を説明す
る。図５（Ａ）〜（Ｃ）は、映像データ圧縮装置１の動
作を示す図である。エンコーダ制御部１２は、第１の実
施形態においてと同様に、映像データ圧縮装置１に入力
された非圧縮映像データＶＩＮに対して、エンコーダ制
御部１２により符号化順にピクチャーを並べ替える等の
前処理を行い、図５（Ａ）に示すように映像データＳ１
２としてＦＩＦＯメモリ１６０およびエンコーダ１６２
に対して出力する。

【００５３】ＦＩＦＯメモリ１６０は、第１の実施形態
においてと同様に、入力された映像データＳ１２の各ピ
クチャーをＬピクチャー分だけ遅延し、エンコーダ１８
に対して出力する。エンコーダ１６２は、第１の実施形
態においてと同様に、入力された映像データＳ１２のピ
クチャーを予備的に順次、圧縮符号化し、第ｊ（ｊは整
数）番目のピクチャーを圧縮符号化して得られた圧縮符
号化データのデータ量、ＤＣＴ処理後の映像データのＤ
Ｃ成分の値およびＡＣ成分の電力値をホストコンピュー
タ２０に対して出力する。ホストコンピュータ２０は、
エンコーダ１６２から入力されたこれらの値に基づい
て、実難度データＤ_j を順次、算出する。

【００５４】例えば、エンコーダ１８に入力される遅延
映像データＳ１６は、ＦＩＦＯメモリ１６０によりＬピ
クチャーだけ遅延されているので、図５（Ｂ）に示すよ
うに、エンコーダ１８が、遅延映像データＳ１６の第ｊ
番目のピクチャー（図５（Ｂ）のピクチャーａ）を圧縮
符号化している際には、エンコーダ１６２は、第１の実
施形態においてと同様に、映像データＳ１２の第ｊ番目
のピクチャーからＬピクチャー分先の第（ｊ＋Ｌ）番目
のピクチャー（図５（Ｂ）のピクチャーｂ）を圧縮符号
化していることになる。

【００５５】従って、エンコーダ１８が遅延映像データ
Ｓ１６の第ｊ番目のピクチャーの圧縮符号化を開始する
際には、エンコーダ１６２は映像データＳ１２の第（ｊ
−Ａ）番目〜第（ｊ＋Ｌ−１）番目のピクチャー（図５
（Ｂ）の範囲ｃ、但し、図５はＡ＝０の場合を示す）の
圧縮符号化を完了し、これらのピクチャーの圧縮符号化
後のデータ量、および、ＤＣＴ処理後の映像データのＤ
Ｃ成分の値およびＡＣ成分の電力値をホストコンピュー
タ２０に対して出力している。ホストコンピュータ２０
は、エンコーダ１６２から入力されたこれらの値に基づ
いて、難度データ（実難度データ、図５（Ｂ）の範囲
ｄ）Ｄ_j-A ，Ｄ_j-A+1 ，…，Ｄ_j ，Ｄ_j+1，Ｄ_j+2 ，
…，Ｄ_j+L-1 の算出を既に終了している。なお、Ａは整
数であり、正負を問わない。

【００５６】ホストコンピュータ２０は、実難度データ
Ｄ_j-A ，Ｄ_j-a+1 ，…，Ｄ_j ，Ｄ_{j+ 1} ，Ｄ_j+2 ，…，Ｄ
_j+L-1 に基づいて、映像データＳ１２の第（ｊ＋Ｌ）番
目〜第（ｊ＋Ｌ＋Ｂ）番目のピクチャーの圧縮符号化後
の難度データ（予測難度データ、図５（Ｂ）の範囲ｅ）
Ｄ’_j+L ，Ｄ’_j+L+1 ，Ｄ’_j+L+2 ，…，Ｄ’_j+L+Bを
予測し、下に示す式４により、遅延映像データＳ１６の
第ｊ番目のピクチャーの圧縮符号化後の目標データ量Ｔ
_j を算出する。従って、遅延映像データＳ１６の第ｊ番
目のピクチャーの圧縮符号化後の目標データ量Ｔ_j を算
出するために、実難度データと予測難度データとを含め
て、図５（Ｂ）の範囲ｃの（Ａ＋Ｌ＋Ｂ＋１）ピクチャ
ー分の難度データを用いることになる。

【００５７】

【数４】

【００５８】なお、式４の各記号は、式１の各記号に同
じである。エンコーダ１８は、第１の実施形態と同様
に、ホストコンピュータ２０により量子化制御回路１８
０に設定された目標データ量Ｔ_j に基づいて、目標デー
タ量Ｔ_j に近いデータ量の圧縮映像データＶＯＵＴを生
成して出力する。さらに、ホストコンピュータ２０は、
図５（Ｂ）に示した動作と同様に、遅延映像データＳ１
６の第（ｊ＋１）番目のピクチャー（図５（Ｃ）のピク
チャーａ’）に対しても、映像データＳ１２の第（ｊ＋
Ｌ＋１）番目のピクチャー（図５（Ｃ）のピクチャー
ｂ’）以前の図５（Ｃ）の範囲ｄ’の実難度データＤ
_j-A+1，Ｄ_j-A+2 ，…，Ｄ_j ，Ｄ_j+1 ，Ｄ_j+2 ，…，Ｄ
_j+L 、および、図５（Ｃ）の範囲ｅ’に示す予測難度デ
ータ、Ｄ’_j+L+1 ，Ｄ’_j+L+2 ，Ｄ’_j+L+3 ，…，Ｄ’
_j+L+B+1 、つまり、図５（Ｃ）の範囲ｃ’に示す実難度
データと予測難度データとに基づいて、遅延映像データ
Ｓ１６の第（ｊ＋１）番目のピクチャーの圧縮符号化後
の目標データ量Ｔ_j+1 を算出する。エンコーダ１８は、
ホストコンピュータ２０が算出した目量データ量Ｔ_j+1
に基づいて、遅延映像データＳ１６の第（ｊ＋１）番目
のピクチャーを圧縮符号化し、目標データ量Ｔ_j+1 に近
いデータ量の圧縮符号化データＶＯＵＴを生成する。な
お、以上の映像データ圧縮装置１の予測簡易２パスエン
コード動作は、遅延映像データＳ１６の第（ｊ＋１）番
目のピクチャーに対しても同様である。

【００５９】以下、図６を参照して、第２の実施形態に
おける映像データ圧縮装置１の動作を整理して説明す
る。図６は、第２の実施形態における映像データ圧縮装
置１（図１）の動作を示すフローチャートである。図６
に示すように、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、
ホストコンピュータ２０は、式１等に用いられる数値
ｊ，Ｒ’₁ を、ｊ＝−（Ｌ−１），Ｒ’₁ ＝(Bit rate
×(L+B))/Picture rate として初期化する。

【００６０】ステップ１０４（Ｓ１０４）において、ホ
ストコンピュータ２０は、数値ｊが０より大きいか否か
を判断する。数値ｊが０より大きい場合にはＳ１０６の
処理に進み、小さい場合にはＳ１１０の処理に進む。ス
テップ１０６（Ｓ１０６）において、エンコーダ１６２
は、映像データＳ１２の第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャー
を圧縮符号化し、実難度データＤ_j+L を生成する。

【００６１】ステップ１０８（Ｓ１０８）において、ホ
ストコンピュータ２０は数値ｊをインクリメントする
（ｊ＝ｊ＋１）。ステップ１１０（Ｓ１１０）におい
て、ホストコンピュータ２０は、遅延映像データＳ１６
に第ｊ番目のピクチャーが存在するか否かを判断する。
第ｊ番目のピクチャーが存在する場合にはＳ１１２の処
理に進み、存在しない場合には圧縮符号化処理を終了す
る。

【００６２】ステップ１１２（Ｓ１１２）において、ホ
ストコンピュータ２０は、数値ｊが数値Ａよりも大きい
か否かを判断する。数値ｊが数値Ａよりも大きい場合に
はＳ１１４の処理に進み、小さい場合にはＳ１１６の処
理に進む。ステップ１１４（Ｓ１１４）において、ホス
トコンピュータ２０は、実難度データＤ_j-A 〜Ｄ_j+L-1
に基づいて、予測難度データＤ’_j+L 〜Ｄ’_j+L+B を算
出する。ステップ１１６（Ｓ１１６）において、ホスト
コンピュータ２０は実難度データＤ₁ 〜Ｄ_j+L-1 から、
予測難度データＤ’_j+L 〜Ｄ’_j+L+B を算出する。

【００６３】ステップ１１８（Ｓ１１８）において、ホ
ストコンピュータ２０は、式４を用いて目標データ量Ｔ
_j を算出し、エンコーダ１８の量子化制御回路１８０に
設定する。さらに、エンコーダ１８は、量子化制御回路
１８０に設定された目標データ量Ｔ_j に基づいて遅延映
像データＳ１６の第ｊ番目のピクチャーを圧縮符号化
し、第ｊ番目のピクチャーから実際に得られた圧縮映像
データのデータ量Ｓ_j をホストコンピュータ２０に対し
て出力する。ステップ１２０（Ｓ１２０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、エンコーダ１８からのデータ
量Ｓ_j を記憶し、さらに、映像データＳ１２の第（ｊ＋
Ｌ）番目のピクチャーの実難度データＤ_j+L を出力す
る。

【００６４】ステップ１２２（Ｓ１２２）において、エ
ンコーダ１８は、遅延映像データＳ１６の第ｊ番目を圧
縮符号化して得られた圧縮映像データＶＯＵＴを外部に
出力する。ステップ１２４（Ｓ１２４）において、ホス
トコンピュータ２０は、ピクチャータイプに応じて、式
３中に用いられる数値Ｆ_j+L を算出する。ステップ１２
６（Ｓ１２６）において、ホストコンピュータ２０は、
式３に示した演算（Ｒ’_j+1 ＝Ｒ’_j −Ｓ_j ＋Ｆ_j+L ）
を行う。

【００６５】以上説明したように、第２の実施形態に示
した映像データ圧縮装置１による予測簡易２パスエンコ
ードによれば、短時間で非圧縮映像データＶＩＮの絵柄
の難度を算出し、算出した難度に基づいて予測した難度
をさらに用いて適応的に非圧縮映像データＶＩＮを圧縮
符号化することができ、簡易２パスエンコード方式に比
べて、より適切な目標データ量を圧縮映像データの各ピ
クチャーに割り当てることが可能である。従って、予測
簡易２パスエンコード方式による圧縮映像データを伸長
復号した場合、簡易２パスエンコード方式による圧縮映
像データを伸長復号した場合に比べて、より高品質な映
像を得ることができる。

【００６６】第３実施形態 以下、本発明の第３の実施形態として、編集処理によ
り、複数の非圧縮映像データ（以下、非圧縮映像データ
をシーンとも記す）を連続的に接続して１つの非圧縮映
像データ（編集映像データ）とし、この複数のシーンか
らなる編集映像データを、第１の実施形態に示した映像
データ圧縮装置１（図１）を用いた簡易２パスエンコー
ド方式により圧縮符号化する方法を説明する。

【００６７】図７（Ａ）〜（Ｃ）は、第２の実施形態に
おける予測簡易２パスエンコード方式、および、第３の
実施形態における改良予測簡易２パスエンコード方式に
よる、シーンチェンジの前後のピクチャーに対する圧縮
符号化を示す図である。第２の実施形態に示した予測簡
易２パスエンコード方式は、図７（Ａ）に示すように入
力される映像データに含まれるピクチャー間の時間的な
相関性を利用し、圧縮映像データのピクチャーそれぞれ
のデータ量を予測する。しかしながら、図７（Ｂ）に示
すタイミングでシーンチェンジ(secene change) が生じ
た場合、シーンチェンジの前後では、ピクチャー間に相
関性がないので、図７（Ｃ）に示すように、シーンチェ
ンジの前の難度データに基づいてシーンチェンジの後の
ピクチャーに対する目標データ量Ｔ_j を算出することと
なり、第２の実施形態に示した予測簡易２パスエンコー
ド方式の効果を得ることができないばかりか、却って、
伸長復号後の映像の品質が悪化してしまう可能性があ
る。

【００６８】つまり、具体例を挙げると、予測簡易２パ
スエンコード方式において、絵柄が簡単なシーンが入力
されている間にシーンチェンジが生じ、絵柄が難しいシ
ーンに代わった場合、ホストコンピュータ２０は、シー
ンチェンジ後も、入力される編集映像データの難度デー
タの値を小さく予測するにも関わらず、実際には、絵柄
が難しいピクチャーが入力され、後のシーンの各ピクチ
ャーに割り当てるデータ量が不足してしまう。このよう
に、割り当てるデータ量が不足した場合、シーンチェン
ジ部分の圧縮映像データに著しい符号化歪みが生じ、伸
長復号して得られる映像の品質が著しく低下してしま
う。

【００６９】第３の実施形態に示す予測簡易２パスエン
コード方式（改良予測簡易２パスエンコード方式）は、
かかる観点からなされたものであって、シーンチェンジ
の前後等において編集映像データの時間的な相関性が失
われた場合に、編集映像データの時間的な相関性が失わ
れた部分に生じる難度データの予測に基づくデータ量の
割り当てに起因する悪影響を除去し、さらに、シーンチ
ェンジ直後のピクチャーに割り当てる符号量を精度よく
予測し、効率的な圧縮符号化を行うことを目的とする。

【００７０】この目的を達成するために、改良予測簡易
２パスエンコード方式は、第２の実施形態に示した映像
データ圧縮装置１（図１）を用いた予測簡易２パスエン
コード方式を改良し、シーンチェンジを検出し、圧縮映
像データのピクチャーに割り当てるデータ量の算出に用
いることができなくなったシーンチェンジ前の実難度デ
ータではなく、シーンチェンジ後に求めた実難度データ
を用いて、可能な限り正確に、その後の所定数のピクチ
ャーの難度を予測する。

【００７１】まず、図８および図９を参照して、改良予
測簡易２パスエンコード方式を概念的に説明する。図８
（Ａ）〜（Ｃ）は、エンコーダ制御部１２（図１）によ
る編集映像データのピクチャーの順序の入れ替え処理、
および、ホストコンピュータ２０によるピクチャーの種
類（ピクチャータイプ）の変更処理を示す図である。図
９は、編集映像データのシーンチェンジ部分付近の実難
度データの値の経時的な変化を例示する図である。な
お、図９において、Ｉピクチャー、Ｐピクチャーおよび
Ｂピクチャーは、編集映像データを圧縮符号化した後の
ピクチャータイプを示す。編集映像データのシーンチェ
ンジが圧縮符号化後にＰピクチャーとなるピクチャー
（以下、「圧縮符号化後にＰピクチャーとなるピクチャ
ー」等を、単に「Ｐピクチャー」等とも記す）で生じる
と、エンコーダ制御部１２（図１）が、図８（Ａ），
（Ｂ）に示すように編集映像データのピクチャーの順序
を並び替えた映像データＳ１２からエンコーダ１６２お
よびホストコンピュータ２０が生成する実難度データＤ
_j の値は、例えば、図９に示すように変化する。つま
り、シーンチェンジの直後、編集映像データの先頭のＰ
ピクチャーの実難度データＤ_j は、このピクチャーから
生成される圧縮映像データのＰピクチャーが、前方のピ
クチャーを参照することができないため増加し、Ｉピク
チャーとほぼ、同様の処理によって生成されることにな
る。従って、シーンの先頭のＰピクチャーの実難度デー
タＤ_j の値は、例えば、Ｉピクチャーの難度データＤ_j
と同程度の値になる。

【００７２】従って、ホストコンピュータ２０は、エン
コーダ１６２が生成する圧縮映像データのピクチャータ
イプシーケンスに基づいて、実難度データＤ_j の値の経
時的な変化を監視し、例えば、Ｐピクチャーの実難度デ
ータＤ_j の値が、直前のＰピクチャーの実難度データＤ
_j の１．５倍以上になった場合、直前のＩピクチャーの
実難度データＤ_j の０．７倍以上になった場合、あるい
は、第２の実施形態に示した予測簡易２パスエンコード
方式においてと同じ方法でホストコンピュータ２０が予
測した値に比べ、実際の実難度データの値が１．５倍以
上になった場合に、そのＰピクチャーに対応する編集映
像データのピクチャーでシーンチェンジが生じたと判断
することができる。

【００７３】しかしながら、編集映像データのシーンチ
ェンジが圧縮符号化後にＩピクチャーとなるピクチャー
で生じると、ホストコンピュータ２０が生成する実難度
データＤ_j の値はほとんど変化しないことがある。しか
しながら、シーンチェンジ直後のＢピクチャーの実難度
データＤ_j の値は、Ｐピクチャーの実難度データＤ_jの
値と同程度にまで増大する。

【００７４】従って、ホストコンピュータ２０は、実難
度データＤ_j の値の経時的な変化を監視し、例えば、Ｂ
ピクチャーの実難度データＤ_j の値が、直前のＢピクチ
ャーの実難度データＤ_j の１．５倍以上になった場合、
あるいは、予測した値と比べ実際の実難度データＤ_j の
値が１．５倍以上になった場合に、そのＢピクチャーの
直前のＩピクチャーに対応する編集映像データのピクチ
ャーでシーンチェンジが生じたと判断することができ
る。さらに、他の方法として、ホストコンピュータ２０
が、Ｉピクチャーの実難度データＤ_j の値が、第２の実
施形態に示した予測簡易２パスエンコード方式において
と同じ方法で予測した値に比べて著しい増加および現象
を示した場合に、そのＩピクチャーでシーンチェンジが
生じたと判断する方法を挙げることができる。

【００７５】一方、シーンチェンジの発生により、編集
映像データのシーンチェンジ以前のピクチャーとシーン
チェンジ以降のピクチャーの相関性はなくなるので、第
２の実施形態に示した予測簡易２パスエンコード方式に
おけるシーンチェンジ以前の実難度データＤ_j を用い
た、シーンチェンジ以降のピクチャーに対する予測難度
データＤ’_j は意味を有さなくなる。しかしながら、編
集映像データのシーンチェンジ直後の数枚のピクチャー
は、それ以降のピクチャーと充分な相関性有し、従っ
て、シーンチェンジ直後の数枚のピクチャーの実難度デ
ータＤ_j に基づいて、それ以降の所定枚数のピクチャー
の難度データＤ_j の値を予測することが可能である。

【００７６】さらに、第２の実施形態に示した予測簡易
２パスエンコード方式においては、式４に示したように
目標データ量Ｔ_j を算出する。従って、目標データ量Ｔ
_j を算出するためには、下に示す式５において定義され
る総和値Ｓｕｍ_j を用いればよく、必ずしも個々の予測
難度データＤ’_j を求める必要はない。

【００７７】

【数５】

【００７８】式５において定義した総和値Ｓｕｍ_j を用
いると、式４は、下に示す式６に書き換えることができ
る。

【００７９】

【数６】

【００８０】つまり、ホストコンピュータ２０は、個々
の予測難度データＤ’_j ではなく、総和値Ｓｕｍ_j を予
測することができさえすれば、目標データ量Ｔ_j を算出
することができる。

【００８１】第３の実施形態における改良予測簡易２パ
スエンコード方式において、ホストコンピュータ２０
は、シーンチェンジ直後に生成した実難度データＤ_j に
基づいて総和値Ｓｕｍ_j を予測し、予測した総和値Ｓｕ
ｍ_j に基づいて、目標データ量Ｔ_j を精度よく算出す
る。続いて所定数の編集映像データのピクチャーが入力
される間、ホストコンピュータ２０は、その後に生成し
た実難度データＤ_j に基づいて、総和値Ｓｕｍ_j の値を
順次、補正する。さらに、ホストコンピュータ２０は、
シーンチェンジ以降、さらに所定数のピクチャーが入力
され、充分な数の実難度データＤ_j を生成した後には、
第２の実施形態に示した予測簡易２パスエンコード方式
においてと同じ方法により、目標データ量Ｔ_j を生成す
る。

【００８２】次に、第３の実施形態における映像データ
圧縮装置１（図１）の動作を説明する。なお、説明の簡
略化のために、第３の実施形態においても、図７に示し
たように、映像データ圧縮装置１は、第２の実施形態に
おいてと同じピクチャータイプシーケンス（Ｎ＝１５，
Ｍ＝３；Ｎは１ＧＯＰに含まれるピクチャー数、ＭはＰ
ピクチャーの間のＢピクチャー数）に編集映像データを
圧縮符号化し、第２の実施形態においてと同様に、１５
個のピクチャーの実難度データＤ_j から、次の１５個の
ピクチャーの予測難度データＤ’_j を生成する場合を例
に説明する。

【００８３】エンコーダ制御部１２は、第１の実施形態
および第２の実施形態においてと同様の処理を行い、例
えば、図８（Ａ）に示したピクチャータイプシーケンス
で入力される非圧縮映像データのピクチャーの順番を、
図８（Ｂ）に示すように、エンコーダ１６２およびエン
コーダ１８における圧縮符号化に適した順番、つまり、
Ｂピクチャーが直後のＩピクチャーまたはＰピクチャー
の後ろになる順番に入れ替えて、映像データＳ１２とし
てエンコーダ１６２およびＦＩＦＯメモリ１６０に対し
て出力する。従って、例えば、図８（Ａ）に示したよう
に、第１のシーンのデータと第２のシーンのデータとの
間のシーンチェンジがＢピクチャーに圧縮符号化される
べきピクチャーであっても、エンコーダ１６２およびエ
ンコーダ１８に入力される後ろのシーンの最初のピクチ
ャータイプは必ずＰピクチャーまたはＩピクチャーにな
る。ＦＩＦＯメモリ１６０は、第１の実施形態および第
２の実施形態においてと同様に、例えば、入力される編
集映像データを１５ピクチャー分、遅延してエンコーダ
１８に対して出力する。

【００８４】エンコーダ１６２は、第１の実施形態およ
び第２の実施形態においてと同様に、シーンチェンジの
有無にかかわらず、映像データＳ１２をピクチャータイ
プシーケンスＩ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，
Ｐ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂで圧縮符号化し、
実難度データＤ_j を生成してホストコンピュータ２０に
対して出力する。エンコーダ１６２が生成する実難度デ
ータＤ_j の値の経時的な変化は、例えば、図９に示した
ようになり、一般的に、シーンチェンジが発生した直後
の後ろのシーンの最初のＰピクチャーの実難度データの
値は、他のＰピクチャーの実難度データの値と比べて大
きくなる。

【００８５】ホストコンピュータ２０は、エンコーダ１
６２から入力される実難度データの値の経時的な変化を
監視し、第３の実施形態において上述したように、実難
度データＤ_j の値が、直前のＰピクチャーの実難度デー
タＤ_j-1 の、例えば１．５倍（実用的には１．４倍〜
１．８倍の間の値とすると好適）以上の値を示すＰピク
チャーを検出する等の方法によりＰピクチャーでシーン
チェンジが発生したことを判断する。シーンチェンジを
検出した場合、ホストコンピュータ２０はさらに、図８
（Ｃ）に示したように、後ろのシーンの最初のＰピクチ
ャーを前のシーンの最後のピクチャーを参照しないＩピ
クチャーに変更し、前のシーンの最後のＩピクチャーを
Ｐピクチャーに変更するように、エンコーダ１８を制御
して編集映像データのシーンチェンジの前後の部分を圧
縮符号化する際のピクチャータイプシーケンスを変更さ
せる。

【００８６】なお、シーンチェンジが生じてもＩピクチ
ャー自体のデータ量には大きな変化は生じるとは限らな
い。しかし、ホストコンピュータ２０は、第３の実施形
態において上述したように、Ｂピクチャーの実難度デー
タの値の経時的な変化を監視し、例えば、直前のＢピク
チャーの実難度データの１．５倍の値の実難度データを
有するＢピクチャーを検出する等の方法により、Ｉピク
チャーでシーンチェンジが生じたことを判断することが
できる。

【００８７】図１０は、ホストコンピュータ２０が、編
集映像データにシーンチェンジが発生する場合に、実難
度データＤ₁ 〜Ｄ₁₅に基づいて予測難度データＤ’₁₆〜
Ｄ’ ₃₀を算出する方法、および、編集映像データにシー
ンチェンジが発生しない場合の予測難度データＤ’₁₆〜
Ｄ’₃₀を算出する方法を示す図である。ホストコンピュ
ータ２０は、編集映像データにシーンチェンジが発生し
ない場合には、エンコーダ１６２から得られたデータか
ら、図１０中に○印で示す実難度データＤ₁ 〜Ｄ₁₅を生
成し、生成した実難度データＤ₁ 〜Ｄ₁₅に基づいて、図
１０中に×印で示す予測難度データＤ’₁₆〜Ｄ’₃₀をピ
クチャーの種類（ピクチャータイプ）ごとに算出する。

【００８８】つまり、編集映像データにシーンチェンジ
が発生しない場合には、ホストコンピュータ２０は、Ｂ
ピクチャーの実難度データＤ₂ ，Ｄ₃ ，…，Ｄ₁₃，Ｄ₁₄
の値を、図１０中の点線Ａで直線近似して外挿し、Ｂピ
クチャーの予測難度データＤ’₁₆，Ｄ’₁₇，…，
Ｄ’₂₉，Ｄ’₃₀を生成し、Ｉピクチャーの実難度データ
Ｄ₄、および、必要に応じてこれ以前のＩピクチャーの
実難度データＤ_j の値を直線近似して外挿し、Ｉピクチ
ャーの予測難度データＤ’₁₈を生成し、Ｐピクチャーの
実難度データＤ₁ ，Ｄ₇ ，…，Ｄ₁₂、および、必要に応
じてこれ以前のＰピクチャーの実難度データＤ_j の値を
直線近似して外挿し、Ｐピクチャーの予測難度データ
Ｄ’₁₅，Ｄ’₂₁，…，Ｄ’₂₇を生成する。さらに、ホス
トコンピュータ２０は、これらの実難度データＤ_j およ
び予測難度データＤ’_j を用いて、第２の実施形態に示
した予測簡易２パス方式により目標データ量Ｔ_j を算出
する。

【００８９】以下、ホストコンピュータ２０が、Ｐピク
チャーで編集映像データのシーンチェンジを検出した場
合の処理内容を、段階に分けて説明する。

【００９０】第１段階 ホストコンピュータ２０が、Ｐピクチャーでシーンチェ
ンジが発生したことを検出した場合、図１０中に●で示
すＰピクチャーの実難度データＤ₁₅のみからでは、ピク
チャー間の動きの量等によって左右されるＢピクチャー
およびＰピクチャーの難度を予測することができない。
そこで、ホストコンピュータ２０は、予め実験等により
求められたＩピクチャー、ＰピクチャーおよびＢピクチ
ャーの実難度データの値の比率（ｉ：ｐ：ｂ）を用い
て、式５に定義した総和値Ｓｕｍ_jを求める。

【００９１】つまり、ホストコンピュータ２０は、第ｊ
＋１番目（図１０においてはｊ＝１）のピクチャーに対
する目標データ量を算出するために、例えば、下に示す
予め求めたＩピクチャー、ＰピクチャーおよびＢピクチ
ャーの実難度データの値の比率（ｉ：ｐ：ｂ）を用いた
式７に、シーンチェンジが生じたＰピクチャーの実難度
データＤ_j+15を代入して、第（ｊ＋１）番目のピクチャ
ーに対する目標データ量Ｔ_j+1 の算出に用いる総和値Ｓ
ｕｍ_j+1 を予測し、さらに、予測した総和値Ｓｕｍ_j+1
を式４に代入して、第（ｊ＋１）番目のピクチャーに対
する目標データ量Ｔ_j+1 を算出する。

【００９２】

【数７】

【００９３】式７においては、シーンチェンジが発生し
たＰピクチャーの実難度データＤ_{j+ 15}の値が、第３の実
施形態において上述したように、直後のＩピクチャーの
実難度データＤ_j+18と等しいことを前提とし、ホストコ
ンピュータ２０が、予め求めた比率（ｉ：ｐ：ｂ）、お
よび、１ＧＯＰに含まれるＩピクチャー、Ｐピクチャー
およびＢピクチャーの枚数を乗じた係数を、シーンチェ
ンジ後に最初に算出したＰピクチャーの実難度データＤ
_j+15に乗算し、さらに、所定の定数αを加算して総和値
Ｓｕｍ_j+1 を算出することを意味している。

【００９４】なお、式７においては、定数αは、実験等
により予め求められる所定の値をとり、図１０中の第
（ｊ＋１５）番目のＰピクチャーの直後、つまり、シー
ンチェンジ直後の第（ｊ＋１６）番目および第（ｊ＋１
７）番目のＢピクチャーが、前方予測または後方予測の
みにより生成されるために、他のＢピクチャーに比べて
データ量が多いことを見越したマージンとしての意味を
有する。

【００９５】ホストコンピュータ２０が、式７により求
めた総和値Ｓｕｍ_j を用いて、第（ｊ＋１５）番目〜第
（ｊ＋３０）番目の難度データの直線予測を変更したと
仮定すると、予測難度データＤ’_j+15〜Ｄ’_j+30の値
は、シーンチェンジにより増加し、図１０中に点線Ｂで
示した値になる。ただし、目標データ量Ｔ_j の算出のた
めには総和値Ｓｕｍ_j の値のみを予測すればよく、ま
た、後述するように、定数αの値は、第（ｊ＋２）番目
のピクチャーに対する総和値Ｓｕｍ_j+1 を算出する際に
補正されるので、ホストコンピュータ２０は、シーンチ
ェンジが発生しない場合と異なり、シーンチェンジが発
生した場合、難度データの予測をピクチャーの種類（ピ
クチャータイプ）別に敢えて行わない。

【００９６】第２段階 ホストコンピュータ２０が、第（ｊ＋２）番目のピクチ
ャーに対する目標データ量Ｔ_j+2 を算出する際には、第
（ｊ＋１６）番目のＢピクチャーの実難度データＤ_j+16
が算出されている。図１０に示した例においては、第
（ｊ＋１６）番目のＢピクチャーは、後ろのシーンに属
するが、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、エンコー
ダ制御部１２がピクチャーの順序を入れ替えているた
め、第（ｊ＋１６）番目のＢピクチャーが、前のシーン
に属している可能性があり、また、前方予測または後方
予測のみにより生成されているため、ホストコンピュー
タ２０は、第（ｊ＋１６）番目のＢピクチャーの実難度
データＤ_j+16を、第（ｊ＋２）番目のピクチャーに対す
る目標データ量Ｔ_j+2 を算出する際の総和値Ｓｕｍ_j+2
の予測に用いることはできない。

【００９７】しかしながら、式７において、定数αとし
てマージンを考慮した２枚のＢピクチャーの内の最初の
１枚のＢピクチャーの実難度データＤ_j+16の値を用い
て、式７の定数αを補正することは可能である。そこ
で、ホストコンピュータ２０は、下に式８として示すよ
うに、式７の定数αを、実難度データＤ_j+16に基づいて
補正して定数α’を算出し、さらに精度が高い総和値Ｓ
ｕｍ_j+2 を予測することができる。ホストコンピュータ
２０は、予測した総和値Ｓｕｍ_j+2 を式４に代入して、
第（ｊ＋２）番目のピクチャーに対する目標データ量Ｔ
_j+2 を算出する。

【００９８】

【数８】

【００９９】第３段階 ホストコンピュータ２０が、第（ｊ＋３）番目のピクチ
ャーに対する目標データ量Ｔ_j+3 を算出する際には、第
（ｊ＋１７）番目のＢピクチャーの実難度データＤ_j+17
が算出されている。従って、式７において、定数αとし
てマージンを考慮した２枚のＢピクチャーの両方、つま
り、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示したピクチャータイプシー
ケンスにおいて、ＩピクチャーおよびＰピクチャーに挟
まれる１組のＢピクチャー全ての実難度データＤ_j+16，
Ｄ_j+16の値が判明したので、下に式９として示すよう
に、式７の定数αあるいは式８の定数α’は不要にな
る。

【０１００】

【数９】

【０１０１】第４段階 ホストコンピュータ２０が、第（ｊ＋４）番目のピクチ
ャーに対する目標データ量Ｔ_j+3 を算出する際には、第
（ｊ＋１８）番目のＩピクチャーの実難度データＤ_j+18
が算出されている。この段階で、図１０に示した例にお
いては、シーンチェンジ以降の全ての種類（ピクチャー
タイプ）のピクチャーの実難度データＤ _i の値が判明す
る。そこで、式７〜式９において用いられた予め求めら
れた比率（ｉ：ｐ：ｂ）の値を、ホストコンピュータ２
０が実際に算出したＩピクチャーの実難度データ
Ｄ_j+18、Ｐピクチャーの実難度データＤ_j+15およびＰピ
クチャーの実難度データＤ_j+16（Ｄ_j+17）に置き換える
ことが可能になる。

【０１０２】このように、ホストコンピュータ２０は、
予め求めた比率（ｉ：ｐ：ｂ）を、実際の比率
〔Ｄ_j+18：Ｄ_j+15：Ｄ_j+16（Ｄ_j+17）〕に置換した式９
を用いて、さらに精度よく総和値Ｓｕｍ_j+18を予測し、
式４に代入して第（ｊ＋４）番目のピクチャーに対する
目標データ量Ｔ_j+4 を算出する。

【０１０３】第５段階 第４段階と同様に、第（ｊ＋５）番目以降の数枚（例え
ば６〜９枚）のピクチャーに対する目標データ量Ｔ_j+3
を算出し、予測難度データＤ’_i の算出に充分な数量の
実難度データＤ_i が得られた後は、ホストコンピュータ
２０は、シーンチェンジが発生しない場合と同様に、直
線近似により予測難度データＤ’_i を算出し、算出した
予測難度データＤ’_i を式４に代入して、目標データ量
Ｔ_i を算出する。

【０１０４】ホストコンピュータ２０が、第３の実施形
態において上述したように、Ｉピクチャーの実難度デー
タＤ_i の変化に基づいて、Ｉピクチャーでシーンチェン
ジが発生したと判断した場合、Ｐピクチャーでシーンチ
ェンジが発生したと判断した場合と同じ処理、つまり、
上述した第１段階〜第５段階の処理を行うことにより、
各ピクチャーに対する目標データ量Ｔ_i を算出すること
ができる。

【０１０５】一方、ホストコンピュータ２０が、第３の
実施形態において上述したように、Ｂチャネルの実難度
データＤ_i の値の変化に基づいて、Ｉピクチャーでシー
ンチェンジが発生したと判断した場合、ホストコンピュ
ータ２０は、Ｐピクチャーでシーンチェンジが発生した
と判断した場合における第１段階または第２段階の処理
を行うことができない。従って、Ｂチャネルの実難度デ
ータＤ_i の値の変化に基づいてＩピクチャーでシーンチ
ェンジが発生したと判断した場合、ホストコンピュータ
２０は、Ｐピクチャーでシーンチェンジが発生したと判
断した場合における第２段階または第３段階の処理を行
い、各ピクチャーに対する目標データ量Ｔ_i を算出す
る。

【０１０６】以上説明した総和値Ｓｕｍ_i の予測および
目標データ量Ｔ_i の算出に係る処理の内容を、フローチ
ャートを参照して、さらに説明する。図１１および図１
２は、第３の実施形態における改良予測簡易２パスエン
コード方式における総和値Ｓｕｍ_i の予測および目標デ
ータ量Ｔ_i の算出に係る処理内容を示す図である。

【０１０７】なお、図１１および図１２において、デー
タＳＣ＿Ｆｌａｇは、過去１５ピクチャー以内にシーン
チェンジが生じている場合にはシーンチェンジの位置を
示し、これ以外の場合には０に設定される。また、デー
タＩ＿Ｆｌａｇの値は、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示したピ
クチャータイプシーケンスにおいて、Ｉピクチャーの直
後、３ピクチャーに対する処理が終了するまでは１とな
り、それ以外の場合には０になる。また、係数Ｉｔｈ
１，Ｉｔｈ２，Ｐｔｈ，Ｂｔｈは、シーンチェンジの検
出の際に、それぞれＩピクチャー、Ｐピクチャーおよび
Ｂピクチャーの値を判断するために用いる係数を示す。

【０１０８】図１１に示すように、ステップ１００（Ｓ
１００）において、ホストコンピュータ２０は、エンコ
ーダ１６２から所定のデータを得て、実難度データＤ_i
を生成する。ステップ１０２（Ｓ１０２）において、ホ
ストコンピュータ２０は、データＳＣ＿Ｆｌａｇの値が
０であるか否かを判断する。データＳＣ＿Ｆｌａｇの値
が０である場合にはＳ２００（図１２）の処理に進み、
０でない場合にはＳ１０４の処理に進む。

【０１０９】ステップ１０４（Ｓ１０４）において、ホ
ストコンピュータ２０は、第ｉ番目のピクチャーの種類
（ピクチャータイプ）を判断し、第ｉ番目のピクチャー
がＢピクチャー、Ｐピクチャー、Ｉピクチャーである場
合には、それぞれＳ１０６，Ｓ１２０，Ｓ１２８の処理
に進む。ステップ１０６（Ｓ１０６）において、ホスト
コンピュータ２０は、データＩ＿Ｆｌａｇの値が０であ
るか否かを判断する。データＩ＿Ｆｌａｇの値が０であ
る場合にはＳ１１０の処理に進み、０でない場合にはＳ
１０８の処理に進む。ステップ１０８（Ｓ１０８）にお
いて、ホストコンピュータ２０は、Ｂピクチャーの実難
度データＤ_i が予測難度データＤ’_i ×Ｂｔｈより大き
いか否かを判断し、大きい場合にはＳ１１２の処理に進
み、小さい場合にはＳ１１０の処理に進む。

【０１１０】ステップ１１０（Ｓ１１０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、シーンチェンジが発生しない
場合と同じ処理を行って、予測難度データＤ’_i を算出
する。ステップ１１２（Ｓ１１２）において、ホストコ
ンピュータ２０は、データＳＣ＿Ｆｌａｇの値を１にす
る。ステップ１１４（Ｓ１１４）において、ホストコン
ピュータ２０は、第ｉ番目のピクチャーが、シーンチェ
ンジ後の１枚目のＢピクチャーである場合には、式８に
より総和値Ｓｕｍ_i を算出し、シーンチェンジ後の２枚
目のＢピクチャーである場合には、式９により総和値Ｓ
ｕｍ_i を算出する。

【０１１１】ステップ１１６（Ｓ１１６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、予測した総和値Ｓｕｍ_i また
は予測難度データＤ’_i を式４に代入して、第ｉ番目の
ピクチャーに対する目標データ量Ｔ_i （target bit) を
算出する。ステップ１１８（Ｓ１１８）において、ホス
トコンピュータ２０は、データｉをインクリメントす
る。

【０１１２】ステップ１２０（Ｓ２２０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、Ｐピクチャーの実難度データ
Ｄ_i が予測難度データＤ’_i ×Ｐｔｈより大きいか否か
を判断し、大きい場合にはＳ１２２の処理に進み、小さ
い場合にはＳ１１０の処理に進む。ステップ１２２（Ｓ
１２２）において、ホストコンピュータ２０は、データ
ＳＣ＿Ｆｌａｇにデータｉを代入する。ステップ１２４
（Ｓ１２４）において、ホストコンピュータ２０は、デ
ータＩ＿Ｆｌａｇの値を０にする。ステップ１２６（Ｓ
１２６）において、ホストコンピュータ２０は、式７を
用いて、総和値Ｓｕｍ_i を予測する。

【０１１３】ステップ１２８（Ｓ２２０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、Ｉピクチャーの実難度データ
Ｄ_i が予測難度データＤ’_i ×Ｉｔｈ１〜予測難度デー
タＤ’_i ×Ｉｔｈ２の範囲外か否かを判断し、範囲外の
場合にはＳ１３０の処理に進み、範囲内の場合にはＳ１
１０の処理に進む。ステップ１３０（Ｓ１３０）におい
て、ホストコンピュータ２０は、データＳＣ＿Ｆｌａｇ
にデータｉを代入する。ステップ１３２（Ｓ１３２）に
おいて、ホストコンピュータ２０は、データＩ＿Ｆｌａ
ｇの値を１にして、Ｓ１２６の処理に進む。

【０１１４】図１２に示すように、ステップ２００（Ｓ
２００）において、ホストコンピュータ２０は、データ
ｉからデータＳＣ＿Ｆｌａｇを減算した値が１，２，３
〜９，９以上である場合にそれぞれ、Ｓ２０２，Ｓ２０
４，Ｓ２０６，Ｓ２１０の処理に進む。ステップ２０２
（Ｓ２０２）において、ホストコンピュータ２０は、式
８により総和値Ｓｕｍ_i を予測し、Ｓ１１６（図１１）
の処理に進む。ステップ２０４（Ｓ２０４）において、
ホストコンピュータ２０は、式９により総和値Ｓｕｍ_i
を予測し、Ｓ１１６（図１１）の処理に進む。

【０１１５】ステップ２０６（Ｓ２０６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、式９の於ける予め求めた比率
（ｉ：ｐ：ｂ）を、算出した実難度データに置換する。
ステップ２０８（Ｓ２０８）において、ホストコンピュ
ータ２０は、比率（ｉ：ｐ：ｂ）を、算出した実難度デ
ータに置換した式９を用いて、総和値Ｓｕｍ_iを予測す
る。

【０１１６】ステップ２１０（Ｓ２１０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、ピクチャー（ｉ−ＳＣ＿Ｆｌ
ａｇ）枚分の実難度データを用いて、直線近似を行い、
総和値Ｓｕｍ_i （予測難度データＤ’_i ）を算出する。
ステップ２１２（Ｓ２１２）において、ホストコンピュ
ータ２０は、（ｉ−ＳＣ＿Ｆｌａｇ）＝１５であるか否
かを判断する。（ｉ−ＳＣ＿Ｆｌａｇ）＝１５である場
合にはＳ２１４の処理に進み、（ｉ−ＳＣ＿Ｆｌａｇ）
＝１５でない場合にはＳ１１０（図１１）の処理に進
む。

【０１１７】ホストコンピュータ２０は、以上説明した
処理により生成した目標データ量Ｔ _j を、エンコーダ１
８の量子化制御回路１８０に設定する。エンコーダ１８
は、第１の実施形態および第２の実施形態においてと同
様に、ホストコンピュータ２０から設定された目標デー
タ量Ｔ_j に基づいて、図８（Ｃ）に示すように、後ろの
シーンの最初のＰピクチャーが、前のシーンの最後のピ
クチャーを参照しないように、Ｉピクチャーに変更し、
前のシーンの最後のＩピクチャーをＰピクチャーに変更
して圧縮符号化し、圧縮映像データＶＯＵＴとして出力
する。

【０１１８】以上、第３の実施形態に示した改良予測簡
易２パスエンコード方式によれば、シーンチェンジやカ
メラフラッシュ等を含む映像データにより多くのデータ
量を割り当てて圧縮符号化可能である上に、シーンチェ
ンジやカメラフラッシュの前後に発生する符号化歪みを
顕著に低減することができる。従って、第３の実施形態
に示した改良予測簡易２パスエンコード方式によって生
成した圧縮映像データを伸長復号して得られる映像の品
質を向上させることができる。

【０１１９】なお、第３の実施形態においては、Ｎ＝１
５，Ｍ＝３のピクチャーシーケンスに対する処理に適合
する式７〜式９を例示したが、式７〜式９を適切に変更
する（式７〜式９中の係数４，１０をピクチャーシーケ
ンスに合わせて変更する）ことにより、他のピクチャー
シーケンスに対しても、改良予測簡易２パスエンコード
を適用することができる。

【０１２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係る映像デー
タ圧縮装置およびその方法によれば、２パスエンコード
によらずに、複数のシーンを連続的に含む映像データを
所定のデータ量以下に圧縮符号化して圧縮映像データを
生成することができ、しかも、連続的な複数のシーンの
時間方向における境界（シーンチェンジ）部分を圧縮符
号化した圧縮映像データを伸長復号して得られる映像の
品質を保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る映像データ圧縮装置の構成を示す
図である。

【図２】図１に示した簡易２パス処理部のエンコーダの
構成を示す図である。

【図３】図１に示したエンコーダの構成を示す図であ
る。

【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施形態における映
像データ圧縮装置の簡易２パスエンコードの動作を示す
図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、映像データ圧縮装置の動作
を示す図である。

【図６】第２の実施形態における映像データ圧縮装置
（図１）の動作を示すフローチャートである。

【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、第２の実施形態における予
測簡易２パスエンコード方式、および、第３の実施形態
における改良予測簡易２パスエンコード方式による、シ
ーンチェンジの前後のピクチャーに対する圧縮符号化を
示す図である。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、エンコーダ制御部（図１）
による編集映像データのピクチャーの順序の入れ替え処
理、および、ホストコンピュータによるピクチャータイ
プの変更処理を示す図である。

【図９】編集映像データのシーンチェンジ部分付近の実
難度データの値の経時的な変化を例示する図である。

【図１０】ホストコンピュータ（図１）が、編集映像デ
ータにシーンチェンジが発生する場合に、実難度データ
Ｄ₁ 〜Ｄ₁₅に基づいて予測難度データＤ’₁₆〜Ｄ’₃₀を
算出する方法、および、編集映像データにシーンチェン
ジが発生しない場合の予測難度データＤ’₁₆〜Ｄ’₃₀を
算出する方法を示す図である。

【図１１】第３の実施形態における改良予測簡易２パス
エンコード方式における総和値Ｓｕｍ_i の予測および目
標データ量Ｔ_i の算出に係る処理内容を示す第１の図で
ある。

【図１２】第３の実施形態における改良予測簡易２パス
エンコード方式における総和値Ｓｕｍ_i の予測および目
標データ量Ｔ_i の算出に係る処理内容を示す第２の図で
ある。

【符号の説明】

１…映像データ圧縮装置、１０…圧縮符号化部、１４…
モーションエスティメータ、１６…簡易２パス処理部、
１６０…ＦＩＦＯメモリ、１６２，１８…エンコーダ、
２０…ホストコンピュータ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続する複数の非圧縮映像データのピクチ
   ャーを、所定の順序に入れ替えるピクチャー入れ替え手
   段と、 順序を入れ替えた前記複数の非圧縮映像データを、所定
   の圧縮方法により複数の種類のピクチャーから構成され
   る所定のピクチャータイプシーケンスで圧縮し、第１の
   圧縮映像データを生成する第１の圧縮手段と、 前記非圧縮映像データのピクチャーが所定数、入力され
   る時間だけ、前記非圧縮映像データを遅延する遅延手段
   と、 前記非圧縮映像データのピクチャーが所定数、入力され
   る間に生成した前記第１の圧縮映像データのデータ量の
   総和、および、前記複数の非圧縮映像データの時間方向
   の境界部分のピクチャーから生成される前記第１の圧縮
   映像データのピクチャーの種類に基づいて、前記複数の
   非圧縮映像データから生成する圧縮映像データのピクチ
   ャーそれぞれのデータ量の目標値を示す目標値データを
   生成する目標値データ生成手段と、 前記第１の圧縮手段の圧縮方法に対応する圧縮方法によ
   り、遅延した前記複数の非圧縮映像データのデータ量
   が、生成した前記目標値データが示す目標値になるよう
   に圧縮し、前記複数の非圧縮映像データそれぞれに対応
   する第２の圧縮映像データを生成する第２の圧縮手段と
   を有する映像データ圧縮装置。
2. 【請求項２】前記目標値データ生成手段は、 前記第１の圧縮映像データのデータ量の変化に基づい
   て、前記複数の非圧縮映像データの境界を検出する境界
   検出手段と、 前記複数の非圧縮映像データの先頭のピクチャーから生
   成される前記第１の圧縮映像データのピクチャーの種類
   およびデータ量に基づいて、前記第１の圧縮映像データ
   のデータ量の総和を予測する総和予測手段と、 予測した前記第１の圧縮映像データのデータ量の総和に
   基づいて、前記複数の非圧縮映像データの境界以降の所
   定数のピクチャーから生成する圧縮映像データのデータ
   量の目標値を示す目標値データを算出する目標値データ
   算出手段とをさらに有する請求項１に記載の映像データ
   圧縮装置。
3. 【請求項３】前記境界検出手段は、前記所定のピクチャ
   ータイプシーケンスにおいて、前記第１の圧縮映像デー
   タのＰピクチャーのデータ量が、直前のＰピクチャーの
   データ量よりも所定の割合以上、多くなった場合に、前
   記データ量が多くなったＰピクチャーの直前に、前記複
   数の非圧縮映像データの境界を検出する請求項２に記載
   の映像データ圧縮装置。
4. 【請求項４】前記境界検出手段は、前記所定のピクチャ
   ータイプシーケンスにおいて、前記第１の圧縮映像デー
   タのＢピクチャーのデータ量が、直前のＢピクチャーの
   データ量よりも所定の割合以上、多くなった場合に、前
   記データ量が多くなったＢピクチャーの直前のＩピクチ
   ャーの直前に、前記複数の非圧縮映像データの境界を検
   出する請求項２に記載の映像データ圧縮装置。
5. 【請求項５】前記非圧縮映像データから生成される圧縮
   映像データのピクチャーそれぞれのデータ量を予測する
   データ量予測手段をさらに有し、 対応する前記第１の圧縮映像データのピクチャーのデー
   タ量と予測した圧縮映像データのピクチャーのデータ量
   との比率が所定の値以上である場合に、前記非圧縮映像
   データの境界を検出する請求項２に記載の映像データ圧
   縮装置。
6. 【請求項６】前記第１の圧縮手段は、Ｉピクチャー、Ｐ
   ピクチャーおよびＢピクチャーから構成されるピクチャ
   ータイプシーケンスで前記複数の非圧縮映像データを圧
   縮し、 前記ピクチャー入れ替え手段は、前記複数の非圧縮映像
   データのピクチャーを、前記複数の非圧縮映像データの
   先頭のピクチャーからＰピクチャーまたはＩピクチャー
   が生成されるように順序に入れ替え、 前記総和予測手段は、前記非圧縮映像データの先頭のピ
   クチャーからＰピクチャーが生成される場合に、前記非
   圧縮映像データの先頭のピクチャーから生成される第１
   の圧縮映像データのＰピクチャーのデータ量に、Ｉピク
   チャー、ＰピクチャーおよびＢピクチャーのデータ量の
   間の比に基づいた係数を乗算して乗算値を算出し、所定
   の定数を加算して前記第１の圧縮映像データのデータ量
   の総和を予測する請求項２に記載の映像データ圧縮装
   置。
7. 【請求項７】前記総和予測手段は、前記非圧縮映像デー
   タの先頭から２番目以降のピクチャーから生成された第
   １の圧縮映像データのＢピクチャーのデータ量に基づい
   て、前記乗算値に加算する前記所定の定数を補正して、
   前記第１の圧縮映像データのデータ量の総和を予測する
   請求項６に記載の映像データ圧縮装置。
8. 【請求項８】前記第１の圧縮手段は、所定数の１組のＢ
   ピクチャーが、Ｂピクチャー以外の種類のピクチャーに
   規則的に挟まれるピクチャータイプシーケンスで前記複
   数の非圧縮映像データを圧縮し、 前記ピクチャー入れ替え手段は、前記複数の非圧縮映像
   データのピクチャーを、前記複数の非圧縮映像データの
   先頭のピクチャーからＢピクチャー以外のピクチャーが
   生成されるように順序に入れ替え、 前記総和予測手段は、前記非圧縮映像データの先頭のピ
   クチャーからＩピクチャーが生成される場合に、 前記非圧縮映像データの先頭のピクチャーから生成され
   た第１の圧縮映像データのＩピクチャーのデータ量に、
   ピクチャータイプシーケンスを構成する複数の種類のピ
   クチャーのデータ量の間の比に基づいた係数を乗算して
   乗算値を算出し、 少なくとも前記１組のＢピクチャーのデータ量に基づい
   て、前記乗算値に加算する前記所定の定数を補正して、
   前記第１の圧縮映像データのデータ量の総和を予測し、 前記目標値データ算出手段は、予測した前記第１の圧縮
   映像データのデータ量の総和に基づいて、前記複数の非
   圧縮映像データから生成される最初の１組のＢピクチャ
   ーより後の圧縮映像データのデータ量の目標値を示す目
   標値データを算出する請求項２に記載の映像データ圧縮
   装置。
9. 【請求項９】連続する複数の非圧縮映像データのピクチ
   ャーを、所定の順序に入れ替え、 順序を入れ替えた前記複数の非圧縮映像データを、所定
   の圧縮方法により複数の種類のピクチャーから構成され
   る所定のピクチャータイプシーケンスで圧縮し、 前記非圧縮映像データのピクチャーが所定数、入力され
   る時間だけ、前記非圧縮映像データを遅延し、 前記非圧縮映像データのピクチャーが所定数、入力され
   る間に生成した前記第１の圧縮映像データのデータ量の
   総和、および、前記複数の非圧縮映像データの時間方向
   の境界部分のピクチャーから生成される前記第１の圧縮
   映像データのピクチャーの種類に基づいて、前記複数の
   非圧縮映像データから生成する圧縮映像データのピクチ
   ャーそれぞれのデータ量の目標値を示す目標値データを
   生成し、前記第１の圧縮手段の圧縮方法に対応する圧縮
   方法により、遅延した前記複数の非圧縮映像データのデ
   ータ量が、生成した前記目標値データが示す目標値にな
   るように圧縮し、前記複数の非圧縮映像データそれぞれ
   に対応する第２の圧縮映像データを生成する映像データ
   圧縮方法。
10. 【請求項１０】前記第１の圧縮映像データのデータ量の
    変化に基づいて、前記複数の非圧縮映像データの境界を
    検出し、 前記複数の非圧縮映像データの先頭のピクチャーから生
    成される前記第１の圧縮映像データのピクチャーの種類
    およびデータ量に基づいて、前記第１の圧縮映像データ
    のデータ量の総和を予測し、 予測した前記第１の圧縮映像データのデータ量の総和に
    基づいて、前記複数の非圧縮映像データの境界以降の所
    定数のピクチャーから生成する圧縮映像データのデータ
    量の目標値を示す目標値データを算出する請求項９に記
    載の映像データ圧縮方法。
11. 【請求項１１】前記所定のピクチャータイプシーケンス
    において、前記第１の圧縮映像データのＰピクチャーの
    データ量が、直前のＰピクチャーのデータ量よりも所定
    の割合以上、多くなった場合に、前記データ量が多くな
    ったＰピクチャーの直前に、前記複数の非圧縮映像デー
    タの境界を検出する請求項９に記載の映像データ圧縮方
    法。
12. 【請求項１２】前記所定のピクチャータイプシーケンス
    において、前記第１の圧縮映像データのＢピクチャーの
    データ量が、直前のＢピクチャーのデータ量よりも所定
    の割合以上、多くなった場合に、前記データ量が多くな
    ったＢピクチャーの直前のＩピクチャーの直前に、前記
    複数の非圧縮映像データの境界を検出する請求項９に記
    載の映像データ圧縮方法。
13. 【請求項１３】前記非圧縮映像データから生成される圧
    縮映像データのピクチャーそれぞれのデータ量を予測
    し、 対応する前記第１の圧縮映像データのピクチャーのデー
    タ量と予測した圧縮映像データのピクチャーのデータ量
    との比率が所定の値以上である場合に、前記非圧縮映像
    データの境界を検出する請求項９に記載の映像データ圧
    縮方法。
14. 【請求項１４】Ｉピクチャー、ＰピクチャーおよびＢピ
    クチャーから構成されるピクチャータイプシーケンスで
    前記複数の非圧縮映像データを圧縮し、 前記複数の非圧縮映像データのピクチャーを、前記複数
    の非圧縮映像データの先頭のピクチャーからＰピクチャ
    ーまたはＩピクチャーが生成されるように順序に入れ替
    え、 前記非圧縮映像データの先頭のピクチャーからＰピクチ
    ャーが生成される場合に、前記非圧縮映像データの先頭
    のピクチャーから生成される第１の圧縮映像データのＰ
    ピクチャーのデータ量に、Ｉピクチャー、Ｐピクチャー
    およびＢピクチャーのデータ量の間の比に基づいた係数
    を乗算して乗算値を算出し、所定の定数を加算して前記
    第１の圧縮映像データのデータ量の総和を予測する請求
    項９に記載の映像データ圧縮方法。
15. 【請求項１５】前記非圧縮映像データの先頭から２番目
    以降のピクチャーから生成された第１の圧縮映像データ
    のＢピクチャーのデータ量に基づいて、前記乗算値に加
    算する前記所定の定数を補正して、前記第１の圧縮映像
    データのデータ量の総和を予測する請求項１４に記載の
    映像データ圧縮方法。
16. 【請求項１６】所定数の１組のＢピクチャーが、Ｂピク
    チャー以外の種類のピクチャーに規則的に挟まれるピク
    チャータイプシーケンスで前記複数の非圧縮映像データ
    を圧縮し、 前記複数の非圧縮映像データのピクチャーを、前記複数
    の非圧縮映像データの先頭のピクチャーからＢピクチャ
    ー以外のピクチャーが生成されるように順序に入れ替
    え、 前記非圧縮映像データの先頭のピクチャーからＩピクチ
    ャーが生成される場合に、前記非圧縮映像データの先頭
    のピクチャーから生成された第１の圧縮映像データのＩ
    ピクチャーのデータ量に、ピクチャータイプシーケンス
    を構成する複数の種類のピクチャーのデータ量の間の比
    に基づいた係数を乗算して乗算値を算出し、 少なくとも前記１組のＢピクチャーのデータ量に基づい
    て、前記乗算値に加算する前記所定の定数を補正して、
    前記第１の圧縮映像データのデータ量の総和を予測し、 予測した前記第１の圧縮映像データのデータ量の総和に
    基づいて、前記複数の非圧縮映像データから生成される
    最初の１組のＢピクチャーより後の圧縮映像データのデ
    ータ量の目標値を示す目標値データを算出する請求項９
    に記載の映像データ圧縮方法。