JPH10108178A

JPH10108178A - 符号量制御方法

Info

Publication number: JPH10108178A
Application number: JP25564296A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Toyooka; 有豊岡; Takayoshi Yamaguchi; 孝好山口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はデジタル映像信号を圧縮伸張する映
像信号処理装置に関し、特に画像データを離散余弦変換
によって高能率符号化する符号量制御の方法に関する。
従来手段における量子化器の決定では、伝送するデータ
量を可能な限りＴＤに近づけても伝送容量の利用効率に
無駄が生じ、また、画像によっては復号時画面に量子化
歪が目立つという問題があった。【解決手段】本発明は直交手段により得られるブロッ
ク化された直交成分に対し、前記ブロックを所定数集め
て２つ以上のグループに分けるグループ化手段と、複数
種類の量子化器を備えた量子化手段と、各々の前記量子
化器で量子化した場合の符号化後の各データ量を見積も
るデータ量算出手段と、前記データ量算出手段のデータ
量を基に前記符号化後の総データ量が目標符号量以下と
なる最適な量子化器を決定する量子化器決定手段を備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタル映像信号を
圧縮伸張する映像信号処理装置に関し、特に画像データ
を離散余弦変換によって高能率符号化する符号量制御の
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像信号をデジタル化して記録再
生するにあたり、高能率符号化技術が重要になってお
り、その有効な手段として、直交変換符号化が代表的で
ある。直交変換とは入力される時系列信号を直交する成
分に変換するもので、フーリエ変換、離散余弦変換（以
下、ＤＣＴ：ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａ
ｎｓｆｏｒｍ）、離散正弦変換、アダマール変換等が知
られている。

【０００３】従来の技術としては、例えばＨＤデジタル
ＶＣＲ協議会で決定したＤＶＣＲ規格書（Ｓｐｅｃｉｆ
ｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＣｏｎｓｕｍｅｒ−Ｕｓｅ
ＤｉｇｉｔａｌＶＣＲｓｕｓｉｎｇ６．３ｍｍ
ｍａｇｎｅｔｉｃｔａｐｅ）及び、特開平４−９１５
８７号公報に示されている符号量制御方法がある。この
構成を図４に示し、以下に上記ＤＶＣＲ規格に基ずく符
号量制御方法を説明する。

【０００４】図４において、３０の離散余弦変換器は入
力される画像信号を水平８画素、垂直８画素の合計６４
画素を単位（以下、ＤＣＴブロック）とする標本値毎に
ＤＣＴによって２次元の直交変換を行う。２次元ＤＣＴ
されたＤＣＴブロックは、水平方向、垂直方向共に低域
を表わす直交成分から順番に３１のクラス分け部にＤＣ
Ｔブロック単位で入力され、３１のクラス分け部では１
ビデオセグメント内の各ＤＣＴブロックに対し、４種類
あるクラスのうち１つのクラスが選ばれる。

【０００５】これは、後述の図１１にあるようにクラス
番号によって量子化器を構成する量子化ステップが異な
り、クラス番号が大きいＤＣＴブロックほど精細度が大
きいことを表わしており、相対的に粗く量子化すること
を目的としている。

【０００６】図４の３１のクラス分け部でクラス分けさ
れたＤＣＴブロックは、３２のデータ量算出部に３０Ｄ
ＣＴブロック単位で入力される。ここで、６ＤＣＴブロ
ックを１マクロブロック、５マクロブロックを１ビデオ
セグメントとする。

【０００７】１ビデオセグメント単位で入力される３２
のデータ量算出部では、予め用意されている１６個の量
子化器に対する１マクロブロック単位での可変長符号化
後のデータ量が計算され、その結果に基づいて３３の量
子化番号決定部で全てのマクロブロックのデータ量の合
計が伝送可能な総データ量を超えないようにマクロブロ
ック毎の量子化器が決定される。同時に３４のバッファ
に入力された直交成分は量子化器が決定されるまで遅延
する。３４のバッファから出力される直交成分は３５の
量子化部において、３３の量子化番号決定部によって決
定される量子化器を用いて量子化される。

【０００８】ところで、１６種類の量子化器からなる３
５の量子化部では図５に示すようにＤＣＴブロックの直
交成分をＤＣ成分（斜線部分）を除いて４つのＡｒｅａ
（図５中の番号は各Ａｒｅａの番号、以下、Ａｒｅａ番
号）に分割し、１６種類の量子化器におけるこのＡｒｅ
ａと量子化とに一定の関係を持たせている。上記、クラ
ス分けとＡｒｅａと量子化の関係を図１１に示す。図１
１において、縦方向は量子化の番号（以下、量子化番
号）、横方向はクラス番号とＡｒｅａ番号である。ま
た、表中の分数は量子化で実行される乗算の乗数を表わ
している。次に３５の量子化部で量子化されたデータ
は、３６の可変長符号化部で可変長符号化され、１ビデ
オセグメント単位の符号として出力される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た符号量制御方法において、マクロブロック毎の量子化
器の決定は以下のように行われる。

【００１０】図８は量子化器を決定する３２のデータ量
算出部と３３の量子化番号決定部の動作を示すフローチ
ャートであり、このフローチャートにおいてマクロブロ
ック毎の量子化番号が定義され、後述のＳＤ（ｑ）とｑ
の関係を図１２に示す。

【００１１】図１２において、横方向は量子化番号ｑ
（０〜１５）、縦方向はマクロブロック番号ｍ（０〜
４）を表しており、ＡＤ（ｑ，ｍ，ｃｌａｓｓ）は量子
化番号ｑ、マクロブロック番号ｍ、クラス番号ｃｌａｓ
ｓに対するデータ量を示している。ここで、クラス番号
はマクロブロック毎に設定される値であるが、本発明に
直接関係しない変数であるため説明を省略する。

【００１２】次に、ＳＤ（ｑ）は５つのマクロブロック
に対して同一の量子化番号ｑを持つときの１ビデオセグ
メント当たりのデータ量を表している。つまり、ＡＤ
（ｑ，０，ｃｌａｓｓ）＋ＡＤ（ｑ，１，ｃｌａｓｓ）
＋ＡＤ（ｑ，２，ｃｌａｓｓ）＋ＡＤ（ｑ，３，ｃｌａ
ｓｓ）＋ＡＤ（ｑ，４，ｃｌａｓｓ）＝ＳＤ（ｑ）であ
る。

【００１３】図８において、ステップＳ１０１で量子化
番号ｑが最大値である「１５」に初期値として設定さ
れ、ステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２では５
つのマクロブロックに対して同一の量子化番号ｑを持つ
と仮定したときの１ビデオセグメント当たりのデータ量
（以下、ＳＤ（ｑ））と目標符号量となる実際に伝送可
能である最大の１ビデオセグメント当たりのデータ量
（以下、ＴＤ）を比較し、その結果、ＳＤ（ｑ）≦ＴＤ
の場合はステップＳ１０３に、ＳＤ（ｑ）＞ＴＤの場合
はステップＳ１０９へ進む。

【００１４】ステップＳ１０９へ進んだ場合は、ここで
オーバーフローの検出を行う。つまり、量子化番号ｑが
「０」かどうかを判別し、ｑ＝「０」の場合は、どの量
子化器でも１ビデオセグメント当たりの総データ量がオ
ーバーフローするとして、処理を終了し量子化番号を
「０」として出力する。ｑ≠「０」の場合はステップＳ
１１０に進み、ｑの値を１つ下げ、ステップＳ１０２へ
戻り、新たな量子化器による総データ量ＳＤ（ｑ）とＴ
Ｄとの比較が行われる。ＳＤ（ｑ）≦ＴＤでステップＳ
１０３に進むと、ここで量子化番号ｑが「１５」かどう
かを判別し、ｑ＝「１５」の場合は、これ以上の量子化
番号が存在しないため処理を終了する。

【００１５】また、ｑ≠「１５」の場合はステップＳ１
０４へ進み、ここでＤｒｅｆ＝ＳＤ（ｑ）、ｉ＝
「０」、に初期設定し、この時点でのマクロブロック毎
の量子化番号をＱ（ｍ）に代入する。この時のＤｒｅｆ
が、全てのマクロブロックを同一の量子化番号で量子化
した場合に１ビデオセグメント当たりの総データ量がオ
ーバーフローしない最大の総データ量を指し、量子化番
号Ｑ（ｍ）がマクロブロック番号ｍ毎の量子化番号とな
る。また、変数ｉは５つあるマクロブロックの番号を指
し、初期値を「０」に設定することでマクロブロック番
号「０」のマクロブロックより処理することを表わして
いる。ステップＳ１０５ではマクロブロック番号ｉの量
子化番号Ｑ（ｉ）を１つ増やした時の量子化番号を求
め、変数ｑに代入する。

【００１６】次にステップＳ１０６ではマクロブロック
番号ｉの量子化番号の値を１つ増やした時の増分をΔＡ
Ｄ（ｑ，ｉ，ｃｌａｓｓ）とし、その増分と上記Ｄｒｅ
ｆとを加算したＤｒｅｆ＋ΔＡＤ（ｑ，ｉ，ｃｌａｓ
ｓ）を計算し、ＴＤと比較する。Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ
（ｑ，ｉ，ｃｌａｓｓ）＞ＴＤの場合は、これ以上量子
化番号の値を増加させる事が不可能であると判断し、ス
テップＳ１１１で増加させたマクロブロック番号ｉの量
子化番号Ｑ（ｉ）を１つ戻し、処理を終了する。

【００１７】Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ（ｑ，ｉ，ｃｌａｓｓ）
≦ＴＤの場合はステップＳ１０７に進み、マクロブロッ
ク番号ｉが最大値の「４」かどうかを判別し、ｉ＝
「４」の場合はｉを「０」に戻すことなく処理を終了す
る。ｉ≠「４」の場合はステップＳ１０８へ進み、新た
にＤｒｅｆ＝Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ（ｑ，ｉ，ｃｌａｓ
ｓ）、さらにマクロブロック番号ｉを１つ更新しステッ
プＳ１０５に戻り、上記動作を繰り返す。

【００１８】上記したフローチャートは１ビデオセグメ
ント当たりの伝送可能な総データ量の範囲内で出来る限
り多くのデータを伝送させるため、マクロブロック毎に
ある量子化番号で量子化した１ビデオセグメント当たり
総データ量がＴＤを超えない場合、１ビデオセグメント
当たりの総データ量がよりＴＤに近づくようにマクロブ
ロック番号の小さいほうから順に量子化番号を１つ上の
値にして総データ量を計算していき、ＴＤを超える直前
の量子化番号を求めるためのものである。

【００１９】この結果、図９に示すように、１ビデオセ
グメントの画像信号を量子化器で量子化を行う場合、マ
クロブロック番号「０」からこのマクロブロック番号
（図９ではマクロブロック番号は「２」）までのマクロ
ブロックは量子化番号ｑの量子化器がそれ以降のマクロ
ブロックについては量子化番号ｑ−１の量子化器が選択
されることになる。

【００２０】ところで、１ビデオセグメントを構成する
５つのマクロブロックは図１０に示すように画面の中心
部から画面の周辺部に向かって順に並べられている。即
ち、マクロブロック番号「０」のマクロブロックが画面
中央に位置し、マクロブロック番号「３」，「４」のマ
クロブロックは画面周辺部に位置する。

【００２１】然るに、上記のような従来手段における量
子化器の決定では、量子化番号をマクロブロック毎に更
新していくとき、マクロブロック番号の小さい順から更
新していくため画面中央部のマクロブロックの量子化番
号は１つ上の値に更新されても、画面周辺部のマクロブ
ロックの量子化番号は符号量的にまだ余裕があるにもか
かわらず、更新されないことが多いため、上記の様に伝
送するデータ量を可能な限りＴＤに近づけても伝送容量
の利用効率に無駄が生じ、また、画像によっては復号時
画面に量子化歪が目立つという問題があった。

【００２２】本発明はかかる点に鑑み、量子化歪の目立
ちにくい高画質な画像を得るため、１ビデオセグメント
毎に目標符号量となるよう、より最適な量子化番号を選
択する符号量制御の方法を提供する。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は直交手段により得られるブロック化された
直交成分に対し、前記ブロックを所定数集めて２つ以上
のグループに分けるグループ化手段と、複数種類の量子
化器を備えた量子化手段と、各々の前記量子化器で量子
化した場合の符号化後の各データ量を見積もるデータ量
算出手段と、前記データ量算出手段のデータ量を基に前
記符号化後の総データ量が目標符号量以下となる最適な
量子化器を決定する量子化器決定手段を備えた符号量制
御装置であって、前記量子化器決定手段において、前記
グループ毎の量子化番号が可能な限り最大となる符号量
制御方法。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図面を参照しながら説明する。

【００２５】図１は本発明の実施例における符号量制御
方法を説明するフローチャート、図２は該符号量制御方
法を導入した符号量制御装置のブロック図である。これ
は、前記従来例における３２のデータ量算出部及び３３
の量子化器決定部の動作を示すものである。

【００２６】図１において、ステップＳ１で量子化番号
ｑが最大値である「１５」に初期値として設定され、ス
テップＳ２へ進む。ステップＳ２では５つのマクロブロ
ックに対して同一の量子化番号ｑを持つと仮定したとき
の１ビデオセグメント当たりのデータ量ＳＤ（ｑ）と目
標符号量となる、実際に転送可能である最大の１ビデオ
セグメント当たりのデータ量ＴＤを比較し、その結果、
ＳＤ（ｑ）≦ＴＤの場合はステップＳ３に、ＳＤ（ｑ）
＞ＴＤの場合はステップＳ１１へ進む。

【００２７】ステップＳ１１へ進んだ場合は、ここでオ
ーバーフローの検出を行う。つまり、量子化番号ｑが
「０」かどうかを判別し、ｑ＝「０」の場合は、どの量
子化器でも１ビデオセグメント当たりの総データ量がオ
ーバーフローするとして、処理を終了し量子化番号を
「０」として出力する。ｑ≠「０」の場合はステップＳ
１２に進み、ｑの値を１つ下げ、ステップＳ２へ戻り、
新たな量子化器による総データ量ＳＤ（ｑ）とＴＤとの
比較が行われる。

【００２８】ＳＤ（ｑ）≦ＴＤでステップＳ３に進む
と、ここで量子化番号ｑが「１５」かどうかを判別し、
ｑ＝「１５」の場合は、これ以上の量子化番号が存在し
ないため処理を終了する。また、ｑ≠「１５」の場合は
ステップＳ４へ進み、ここでＤｒｅｆ＝ＳＤ（ｑ）に初
期設定し、この時点でのマクロブロック毎の量子化番号
をＱ（ｍ）に代入し（以下、ｍはマクロブロック番
号）、また、マクロブロック毎に決定され、マクロブロ
ック番号ｍのマクロブロックの量子化番号を更新するか
どうかを判別する変数Ｋ（ｍ）を「０」に初期設定す
る。これは全てのマクロブロックに最初、量子化番号の
更新を許可していることを表わしている。

【００２９】この時のＤｒｅｆが、全てのマクロブロッ
クを同一の量子化番号で量子化した場合に１ビデオセグ
メント当たりの総データ量がオーバーフローしない状態
での最大の総データ量を指し、量子化番号Ｑ（ｍ）がマ
クロブロック番号ｍ毎の量子化番号となり、Ｋ（ｍ）＝
「０」がマクロブロック番号ｍのマクロブロックはまだ
ロックされておらず、量子化番号の値が更新される可能
性のあることを示している。ステップＳ５では変数ｉを
「０」に設定している。ここで、変数ｉは５つあるマク
ロブロックの番号を指し、初期値を「０」に設定するこ
とでマクロブロック番号「０」より処理することを表わ
している。

【００３０】ステップＳ６ではマクロブロック番号ｉの
量子化番号Ｑ（ｉ）を１つ増やした時の量子化番号を求
め、変数ｑに代入する。次にステップＳ７ではＫ（ｉ）
の値を判別し、Ｋ（ｉ）＝「１」であればマクロブロッ
ク番号ｉのマクロブロックは量子化番号をこれ以上更新
することが不可能であるので次段のステップＳ８をバイ
パスし、ステップＳ９へ処理が進み、Ｋ（ｉ）＝「０」
であればステップＳ８へ進む。

【００３１】ステップＳ８ではマクロブロック番号ｉの
量子化番号の値を１つ増やした時のマクロブロック毎の
符号量の増分をΔＡＤ（ｑ，ｉ，ｃｌａｓｓ）とし、そ
の増分と上記Ｄｒｅｆとを加算したＤｒｅｆ＋ΔＡＤ
（ｑ，ｉ，ｃｌａｓｓ）を計算し、ＴＤと比較する。

【００３２】Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ（ｑ，ｉ，ｃｌａｓｓ）
＞ＴＤの場合は、これ以上マクロブロック番号ｉの量子
化番号の値を増加させる事が不可能であると判断し、ス
テップＳ１３において、ステップＳ６で増加させたマク
ロブロック番号ｉの量子化番号Ｑ（ｉ）を１つ戻し、マ
クロブロック番号ｉの量子化番号をロックするため、Ｋ
（ｉ）＝「１」としステップＳ１４へ進む。

【００３３】ステップＳ１４では全てのマクロブロック
番号ｍに対するＫ（ｍ）が「１」であるかどうか、つま
り、全てのマクロブロックの量子化番号の更新が不可能
であるかどうかを判断するため、Ｋ（０），Ｋ（１），
Ｋ（２），Ｋ（３），Ｋ（４）の論理積を求め、上記論
理積の結果が「０」であればステップＳ９へ進み、
「１」であれば処理を終了する。

【００３４】また、Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ（ｑ，ｉ，ｃｌａ
ｓｓ）≦ＴＤの場合はステップＳ９に進み、マクロブロ
ック番号ｉが最大値の「４」かどうかを判別し、ｉ＝
「４」の場合はステップＳ５に戻り、ｉを「０」に再設
定し、上記ｉ＝０〜４の５回の動作を繰り返す。ｉ≠
「４」の場合はステップＳ１０へ進み、新たにＤｒｅｆ
＝Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ（ｑ，ｉ，ｃｌａｓｓ）とし、さら
にマクロブロック番号ｉを１つ更新しステップＳ６に戻
り、上記動作を繰り返す。

【００３５】また、図２において、１は図５における３
１のクラス分け部でクラス分けされたＤＣＴブロックを
入力とする第１の演算部、２は１の第１の演算部の算出
結果を入力とする第２の演算部、３は同期信号を入力と
し、１の第１の演算部、２の第２の演算部、４の差分メ
モリ、５の第３の演算部及び、８の後処理部を制御する
制御部である。

【００３６】４は２の第２の演算部より算出されたマク
ロブロック毎に量子化番号を１つ更新した時の符号量の
増分を記録する差分メモリ、６は１の第１の演算部の出
力に４の差分メモリの出力を加算する加算器、７は６の
加算器の出力とＴＤとの大小を比較し、その結果を８の
後処理部へ出力する比較器、８は３の制御部より制御さ
れ、量子化番号を決定する後処理部である。

【００３７】以上のように構成された各々のブロックを
図１のフローチャートに照らし合わせて説明する。

【００３８】１の第１の演算部においては、３１のクラ
ス分け部でクラス分けされたＤＣＴブロックが入力さ
れ、３の制御部からの制御信号によって、ステップＳ
１，Ｓ２，Ｓ１１，Ｓ１２を実行し、５つのマクロブロ
ックに対して同一の量子化番号ｑを持つと仮定したとき
の１ビデオセグメント当たりのデータ量であるＳＤ
（ｑ）がＴＤを超えない最大の量子化番号を決定し、ス
テップＳ３，Ｓ４を経てＤｒｅｆを算出する。２の第２
の演算部においては、１の第１の演算部による算出結果
が入力され、３の制御部からの制御信号によって、ステ
ップＳ８で使用するΔＡＤ（ｑ，ｉ，ｃｌａｓｓ）を４
の差分メモリに出力する。

【００３９】３の制御部においては、全てのステップ及
び、４の差分メモリを制御する。４の差分メモリにおい
ては、３の制御部からの制御信号によって、２の第２の
演算部からの出力であるΔＡＤ（ｑ，ｉ，ｃｌａｓｓ）
を記憶する。５の第３の演算部においては、３の制御部
からの制御信号及び、７の比較器からの比較結果によっ
て、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１０を実行
し、更新されたＤｒｅｆを算出する。６の加算器におい
ては、５の第３の演算部からの出力であるＤｒｅｆと４
の差分メモリからの出力であるΔＡＤ（ｑ，ｉ，ｃｌａ
ｓｓ）を加算する。

【００４０】７の比較器においては、６の加算器の加算
結果とＴＤとの大小を比較し、比較結果を５の第３の演
算部及び、８の後処理部に出力する。上記６，７での処
理がステップＳ８に対応している。８の後処理部におい
ては、７の比較器からの比較結果及び、３の制御部から
の制御信号によって、ステップＳ１３，Ｓ１４を実行
し、量子化番号を図４の３５の量子化部へ出力する。

【００４１】次に、図３は以上の動作で求められた１ビ
デオセグメントあたりのマクロブロックと量子化番号と
の関係が決定されるまでの流れを示すもので、ここでは
マクロブロック番号「０」，「４」のマクロブロックの
量子化番号がｑ、マクロブロック番号「１」，「２」の
マクロブロックの量子化番号がｑ−１、マクロブロック
番号「３」のマクロブロックの量子化番号がｑ＋１とい
う量子化器の決定がなされた場合を表わしている。

【００４２】以下に本実施例によるビデオセグメントＥ
の場合の量子化器決定までの流れを図１のフローチャー
トと照らし合わせて説明する。ステップＳ２で全てのマ
クロブロックがビデオセグメントＡに示すように量子化
番号ｑ−１に設定され、処理ＡによりステップＳ３へ処
理が移る。ステップＳ３に処理が移ったビデオセグメン
トＡはステップＳ４からステップＳ７を経てステップＳ
８においてマクロブロック番号「０」のマクロブロック
の量子化番号をｑとしたときの１ビデオセグメントの符
号量を計算しＴＤと比較する。

【００４３】次にマクロブロック番号「０」のマクロブ
ロックの量子化番号をｑとしたときの１ビデオセグメン
トの符号量がＴＤを超えないので、マクロブロック番号
「０」のマクロブロックの量子化番号をｑに設定し、ス
テップＳ９，Ｓ１０を経てステップＳ６に進みマクロブ
ロック番号「１」のマクロブロックの量子化番号をｑと
し、ステップＳ８においてそのときの１ビデオセグメン
トの符号量を計算しＴＤと比較する。

【００４４】ここで、１ビデオセグメントの符号量がＴ
Ｄを超えるのでマクロブロック番号「１」のマクロブロ
ックの量子化番号は更新されず、ｑ−１に設定される。
従来の量子化器決定方法ではここで処理が終了し、ビデ
オセグメントＢの量子化番号が量子化器に出力される
が、本実施例では更にステップＳ１３によってマクロブ
ロック番号「１」のマクロブロックに対しＫ（１）＝１
とすることによって、該マクロブロックの量子化番号が
ｑ−１にロックされステップＳ９，Ｓ１０を経てステッ
プＳ６に進む。

【００４５】次のマクロブロック番号「２」のマクロブ
ロックに関しては上記マクロブロック番号「１」のマク
ロブロックと同様にステップＳ８において、１ビデオセ
グメントの符号量がＴＤを超えるため、量子化番号が更
新されずＫ（２）＝１に設定され、マクロブロック番号
「２」のマクロブロックの量子化番号はｑ−１にロック
される。

【００４６】以上のステップＳ６からステップｓ１０、
もしくはステップｓ１３，Ｓ１４によりマクロブロック
番号「３」，「４」の量子化番号が各々ｑに決定され、
その結果、ビデオセグメントＣ，Ｄという結果を得る。

【００４７】ここで、マクロブロック番号が最大値の４
に達したのでステップＳ９によりステップＳ５に進み、
再度マクロブロック番号を「０」に戻し、ステップＳ６
からの処理を実行する。つまり、マクロブロック番号
「０」のマクロブロックはステップＳ８により量子化番
号をｑ＋１とし、１ビデオセグメントの符号量とＴＤを
比較し、本事例ではＴＤを超えるのでマクロブロック番
号「０」のマクロブロックの量子化番号はｑにロックさ
れ、同時にｋ（０）＝１に設定され、ステップＳ９，Ｓ
１０を経てステップＳ６に戻る。

【００４８】ここで、ステップＳ７によりＫ（１）＝１
であるのでステップＳ８はバイパスされ、ステップＳ
９，Ｓ１０を経てマクロブロック番号「２」のマクロブ
ロックに対する処理に進むのだが、同様にステップＳ７
によりＫ（２）＝１であるため、ステップＳ８はバイパ
スされ、ステップＳ９，Ｓ１０を経てマクロブロック番
号「３」のマクロブロックに対する処理に進む。

【００４９】次のステップＳ８では１ビデオセグメント
の符号量がＴＤを超えないため、マクロブロック番号
「３」のマクロブロックの量子化番号はｑ＋１に更新さ
れ、ステップＳ９，Ｓ１０を経てマクロブロック番号
「４」のマクロブロックに対する処理に進み、ステップ
Ｓ８において１ビデオセグメントの符号量がＴＤを超え
るためマクロブロック番号「４」のマクロブロックの量
子化番号はｑにロックされ、同時にｋ（４）＝１に設定
される。

【００５０】次にステップＳ９よりステップＳ５に進
み、再度マクロブロック番号「０」のマクロブロックに
対する処理を実行するのだが、Ｋ（ｉ）＝０であるのは
ｉ＝３のときのみであるため、ステップＳ８へはマクロ
ブロック番号「３」のマクロブロックに対する処理だけ
が進み、この結果、１ビデオセグメントの符号量がＴＤ
を超えるためマクロブロック番号「３」のマクロブロッ
クの量子化番号はｑ＋１にロックされ、同時にｋ（３）
＝１になる。

【００５１】ここで、全てのＫ（ｉ）［ｉ＝０〜４］が
「１」に設定されたのでステップＳ１４により全ての処
理が終了し、ビデオセグメントＥという結果を得る。

【００５２】さらに、具体的なもう一つの事例を図６，
図７に示し、図２のブロック図を参照しながら本実施例
を説明する。図６は１の第１の演算部において求められ
る各々の量子化番号に対するマクロブロック毎のデータ
量と５つのマクロブロックに対して同一の量子化番号を
持つと仮定したときの１ビデオセグメント当たりの符号
量ＳＤを表わしており、図７は２の第２の演算部におい
て求められる各々のマクロブロックに対する量子化番号
を１つ更新した場合の符号量の増分を表わしている。

【００５３】以下に、本事例における量子化器決定まで
の処理を説明する。１ビデオセグメントの画像データが
１の第１の演算部に入力され、図６に示す符号量が算出
されたとし、ＴＤ＝２３００であったとする。１の第１
の演算部において量子化番号「１５」からＳＤを算出し
ていくと、ＴＤ＝２３００であるので、各々のマクロブ
ロックにおける量子化番号Ｑ（ｉ）［ｉ＝０〜４］は
「８」に設定され、２の第２の演算部では１の第１の演
算部より得られた算出結果より図７に示されるマクロブ
ロック毎の符号量の増分を計算し、４の差分メモリに記
憶する。

【００５４】ここで、図６中の矢印はＳＤとＴＤとの比
較を行った時の処理の境目を示し、また、図６，４中に
おいて量子化番号「７」以下の符号量も計算されている
が、実際の１の第１の演算部においてはＳＤ≦ＴＤにな
った時点で処理を終了する。次に、４の差分メモリ，５
の第３の演算部，６の加算器及び、７の比較器において
１の第１の演算部より得られた量子化番号「８」とＤｒ
ｅｆ＝ＳＤ（８）を初期値とし、量子化番号を決定す
る。つまり、５の第３の演算部においてＤｒｅｆ＝２２
０５となり、４の差分メモリよりマクロブロック番号
「０」，量子化番号「８」のときの符号量の増分ΔＡＤ
（８，０）が「３０」であるため６の加算器においてＤ
ｒｅｆ＋ΔＡＤ（８，０）＝２２３５を得る。

【００５５】さらに、７の比較器においてＤｒｅｆ＋Δ
ＡＤ（８，０）とＴＤを比較し、Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ
（８，０）＜ＴＤであるので、マクロブロック番号を
「１」に、Ｄｒｅｆ＝Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ（８，０）＝２
２３５に更新し、マクロブロック番号「１」のマクロブ
ロックの量子化番号Ｑ（０）は「９」に設定される。次
に、ΔＡＤ（８，１）＝３５であるので、６の加算器に
おいてＤｒｅｆ＋ΔＡＤ（８，１）＝２２７０を得、７
の比較器においてＤｒｅｆ＋ΔＡＤ（８，１）＜ＴＤを
得る。したがって、新たにマクロブロック番号を「２」
に、Ｄｒｅｆ＝Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ（８，１）＝２２７０
に更新し、Ｑ（１）は「９」に設定される。

【００５６】ここで、次のΔＡＤ（８，２）は「３５」
であるので、６の加算器、７の比較器において、Ｄｒｅ
ｆ＋ΔＡＤ（８，２）＞ＴＤという結果となり、Ｑ
（２）は更新されず、８の後処理部においてＱ（２）は
「８」にロックされる。

【００５７】さらにマクロブロック番号「３」において
ΔＡＤ（８，３）＝１５であるから、６の加算器、７の
比較器において、Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ（８，３）＜ＴＤを
得、Ｄｒｅｆ＝Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ（８，３）＝２２８５
に、Ｑ（３）は「９」に更新され、次のマクロブロック
番号「４」においてはΔＡＤ（８，４）＝２０であるた
め、Ｄｒｅｆ＋ΔＡＤ（８，４）＞ＴＤという結果とな
りＤｒｅｆ及びＱ（４）は更新されず、８の後処理部に
おいてＱ（４）は「８」にロックされる。以上の処理に
おいて、Ｄｒｅｆ＝２２８５であり、マクロブロック毎
のＱ（ｉ）［ｉ＝０〜４］はＱ（０）＝Ｑ（１）＝Ｑ
（３）＝９、Ｑ（２）＝Ｑ（４）＝８に設定されてい
る。

【００５８】次にマクロブロック番号を「０」に戻し、
上記の処理を繰り返すのだが、量子化番号がまだロック
されていないマクロブロック番号「０」「１」「３」の
マクロブロックにおいて、ＴＤ−Ｄｒｅｆ＝１５の符号
量の増分を許すマクロブロックは図７よりマクロブロッ
ク番号「０」「３」である。したがって、Ｄｒｅｆ＝２
３００＝ＴＤとなり、全てのＱ（ｉ）［ｉ＝０〜４］が
ロックされ、Ｑ（０）＝Ｑ（３）＝１０、Ｑ（１）＝
９、Ｑ（２）＝Ｑ（４）＝８という結果を得る。

【００５９】図６中の網かけ部が、本事例において最終
的に求められたマクロブロック毎の量子化番号であり、
その合計は２３００でＴＤ以下の値となっている。

【００６０】以上説明したように、本実施例によれば、
図３に示すように各マクロブロックに対する量子化番号
の更新がマクロブロック番号の大小に依存することなく
実行されるため、画面中央部のマクロブロックに量子化
番号の更新が集中することがなく、復号時画面の量子化
歪を軽減でき、より高画質な画像を得ることが可能で、
その実用的効果は大きい。

【００６１】また、復号時画面の量子化歪の出現をある
程度容認するかわりに全処理の遅延を削減させるという
他の実施例は、例えば、ステップＳ９におけるマクロブ
ロック番号とその最大値である「４」との比較におい
て、マクロブロック番号＝「４」であった場合は全ての
処理を終了する等、繰り返し処理の回数を制限すること
で可能であり、この場合は図２のビデオセグメントＤと
いう結果を得る。

【００６２】尚、本実施例では１ビデオセグメントの符
号量がＴＤを超えたとき、初期値Ｋ（ｉ）［ｉ＝０〜
４］＝０からＫ（ｉ）［ｉ＝０〜４］＝１に設定した
が、この逆でも当然可能である。その場合はステップＳ
１４はＫ（ｉ）［ｉ＝０〜４］の論理和が「０」かどう
かの判定となる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明は、直交手段により
得られるブロック化された直交成分に対し、データ量算
出手段のデータ量を基に符号化後の総データ量が目標符
号量以下となる最適な量子化器を決定する量子化器決定
手段を備える符号量制御方法であるため、各マクロブロ
ックに対する量子化番号の更新がマクロブロック番号の
大小に依存することなく実行され、画面中央部のマクロ
ブロックに量子化番号の更新が集中することがなく、復
号時画面の量子化歪を軽減でき、より高画質な画像を得
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における符号量制御方法のフ
ローチャートである。

【図２】本発明の一実施例における符号量制御方法を採
用した符号量制御装置のブロック図である。

【図３】本発明の一実施例における符号量制御方法での
１ビデオセグメントあたりのマクロブロックと量子化番
号との関係が決定されるまでの動作を示す流れ図であ
る。

【図４】本発明及び従来例における符号量制御装置全体
を説明するブロック図である。

【図５】ＤＣＴブロックの量子化とＡｒｅａ番号の関係
を示す図である。

【図６】本発明の一実施例における符号量制御方法での
マクロブロックと量子化番号に対する符号量を表わす図
である。

【図７】本発明の一実施例における符号量制御方法での
マクロブロックと量子化番号に対する符号量の差を表わ
す図である。

【図８】従来の符号量制御の方法を説明するフローチャ
ートである。

【図９】従来の符号量制御方法において決定された各マ
クロブロックと量子化番号の関係をしめす図である。

【図１０】画像信号の１フレームにおける５つのマクロ
ブロックの配置を示す図である。

【図１１】クラス番号とＡｒｅａ番号に対し量子化番号
の関係を示す図である。

【図１２】マクロブロックと量子化番号の関係を表わす
図である。

【符号の説明】

１第１の演算部２第２の演算部３制御部４差分メモリ５第３の演算部６加算器７比較器８後処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直交手段により得られるブロック化され
た直交成分を量子化及び可変長符号化し、所定数のブロ
ック毎（以下、符号量制御ブロック）の総データ量が目
標データ量以下となるように制御する符号量制御装置に
おいて、前記符号量制御ブロックを２つ以上のグループに分ける
グループ化手段と、複数種類の量子化器を備えた量子化
手段と、各々の前記量子化器で量子化した場合の可変長
符号化後の各データ量を算出するデータ量算出手段と、
前記データ量算出手段のデータ量を基に前記符号量制御
ブロックの総データ量が目標データ量以下となるように
量子化器を決定する量子化器決定手段とを備え、前記量子化器決定手段は、全ての前記グループに対して
同一の量子化器を選択した場合の前記総データ量と目標
データ量との大小を比較する第１の比較処理にて前記総
データ量が目標データ量以下で、かつ、目標データ量に
最も近くなる量子化器Ａを求め、前記グループの優先順
位の高い順に、前記量子化器Ａより１つ精度の高い量子
化器Ｂを選択した場合の前記総データ量と目標データ量
との大小を比較する第２の比較処理にて、前記総データ
量が目標データ量を超える場合には、前記量子化器Ａを
選択し、目標データ量以下の場合には、前記量子化器Ｂ
を選択し、その結果を反映しながら、全ての前記グルー
プに対して量子化器Ａまたは量子化器Ｂを選択すること
を特徴とする符号量制御方法。
【請求項２】請求項１に記載の第２の比較処理にて、
量子化器Ａが選択されたグループについては、１つ精度
の高い量子化器を選択することは不可能であることを示
すフラグを付加する機能を有し、前記フラグの付加され
ていないグループに対して、さらに１つ精度の高い量子
化器を選択した場合の比較処理を繰り返し行い、全ての
グループに前記フラグが付加された時点で量子化器決定
処理を終了することを特徴とする符号量制御方法。