JPH10108179A - 映像信号符号化方法及び装置 - Google Patents

映像信号符号化方法及び装置

Info

Publication number
JPH10108179A
JPH10108179A JP25605396A JP25605396A JPH10108179A JP H10108179 A JPH10108179 A JP H10108179A JP 25605396 A JP25605396 A JP 25605396A JP 25605396 A JP25605396 A JP 25605396A JP H10108179 A JPH10108179 A JP H10108179A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
code amount
data
circuit
quantization
generated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP25605396A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3934712B2 (ja
Inventor
Takayuki Sugawara
隆幸 菅原
Motoharu Ueda
基晴 上田
Yasushi Nakagawa
裕史 中川
Katsuyoshi Nishitani
勝義 西谷
Mitsuaki Fujiwara
光章 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP25605396A priority Critical patent/JP3934712B2/ja
Priority to EP19970402217 priority patent/EP0833522A3/en
Priority to US08/937,636 priority patent/US6084636A/en
Priority to KR1019970049132A priority patent/KR19980025048A/ko
Publication of JPH10108179A publication Critical patent/JPH10108179A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3934712B2 publication Critical patent/JP3934712B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/184—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being bits, e.g. of the compressed video stream
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124—Quantisation
    • H04N19/126—Details of normalisation or weighting functions, e.g. normalisation matrices or variable uniform quantisers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/146—Data rate or code amount at the encoder output
    • H04N19/15—Data rate or code amount at the encoder output by monitoring actual compressed data size at the memory before deciding storage at the transmission buffer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/172—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a picture, frame or field
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/146—Data rate or code amount at the encoder output
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/146—Data rate or code amount at the encoder output
    • H04N19/152—Data rate or code amount at the encoder output by measuring the fullness of the transmission buffer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は量子化幅に依存しない発生符号量を含
めた値をそのまま総発生符号量として使用して第２のパ
スの符号量配分を行っているため、局部的に符号量配分
量が不足したりする現象が発生し、結果的に画質を損な
うことがある。 【解決手段】 映像信号を第１のパスと第２のパスに分
けて符号化し、第１のパスにより量子化幅固定の量子化
を用いた符号化により得られた発生符号量により、第２
のパスの量子化幅を可変して目標符号量に制御する符号
化方法及び装置において、第１のパスを構成する符号化
回路では量子化回路１３よりの第１のデータと、量子化
を行わない付加的な情報である動き補償予測回路１１か
らの第２のデータとをそれぞれＶＬＣ回路１８により可
変長符号化する。その発生符号量は、符号量カウンタ２
０が量子化幅の大きさに依存する発生符号量と、量子化
幅の大きさに依存しない発生符号量とに分けて計測して
記憶回路２に記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は映像信号符号化方法
及び装置に係り、特に動画像に関する映像信号を量子化
を使用した符号化を行うに際し、映像信号を第１のパス
と第２のパスに分けて符号化し、第１のパスでは第２の
パスの符号化に必要な情報を出力する映像信号符号化方
法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、映像信号を第１のパスと第２
のパスに分けて、それぞれ入力画像データを量子化後に
可変長符号化し、第１のパスでは第２のパスの符号化に
必要な情報を出力する映像信号符号化方法及び装置とし
て、カラー動画像蓄積用符号化方式のＭＰＥＧなどの符
号化方式を使い、情報は全ビデオシーケンスに対してピ
クチャ単位、若しくはピクチャを所定の大きさ（例えば
１６×１６画素）に分割したブロック単位に発生符号量
を情報として記録する方法及び装置が知られている（特
開平７−２８４０９７号公報）。
【０００３】ここで、ＭＰＥＧに代表されるような符号
化方式では、可変長符号化を採用しているので、第１の
パスで画像データを量子化幅を固定にして量子化した後
可変長符号化すると、符号化画像の複雑さや動き補償残
差成分量に応じて発生符号量が多くなる。この性質を利
用して、発生符号量の分布状態を予め調査し、第２のパ
スではその分布に極力近くなるように符号量の配分を行
うことで画質を均一、かつ、高画質にすることが可能と
なる。このとき、ピクチャ単位の調査結果を用いること
により、時間的に各ピクチャの画質を均一に制御するこ
とが可能となり、ブロック単位の調査結果を用いること
によりピクチャ内のブロック毎の画質を均一に制御する
ことが可能となる。
【０００４】第２のパスでは、その符号量配分比率を保
つと同時に、全体の目標符号量に転送レート制御しなけ
ればならない。従来、発生符号量は、第１のパスで発生
したピクチャ単位、若しくはブロック単位に発生符号量
を調査し、何らかの手段で情報記録を行っていた。第１
のパスでは一般的に量子化幅を小さめにして、第２のパ
スで出力される最終的な符号量より多くの符号量を発生
させるのが普通である。小さくすることで画像の高周波
成分まで細かく情報を検出して、その画像の特性を検出
する必要があるからである。
【０００５】従来はその発生符号量と量子化幅の示すほ
ぼ反比例の関係を用いて、第２のパスで最終的な目標符
号量になるように制御すると同時に、ピクチャやブロッ
クに対し、第１のパスとほぼ同じ符号量配分比率になる
ように制御する。符号量を制御するには、量子化幅を変
更し、所望の符号量にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来は、可変長符号化
による発生符号量と量子化幅の示すほぼ反比例の関係を
用いて、第２のパスで最終的な目標符号量に制御すると
同時に、ピクチャやブロックに対し、第１のパスとほぼ
同じ符号量配分比率になるように制御していた。符号量
を制御するには、量子化幅を変更し、所望の符号量にす
ることになる。しかし、実際には量子化幅を変更しても
変化しない符号量が原理的に存在する。それは、量子化
回路により量子化されないが、可変長符号化により符号
化される付加的な情報、すなわち、量子化幅に依存しな
い付加的な情報で、ＭＰＥＧを例にとると各種ヘッダ情
報や動きベクトルである。
【０００７】これらはピクチャの大きさにも依存する
が、７２０×４８０画素程度のピクチャで、ＭＰＥＧ２
の方式に則って符号化すると、ピクチャ全体で平均的に
２０〜５０ｋビット程発生する。例えば、第１のパスの
結果を示すと、図７（Ａ）に示すように、全体の発生符
号量に対して斜線部分の量子化幅に依存しない発生符号
量は、実際に配分する符号量にもよるが、平均６Ｍｂｐ
ｓぐらいの転送レートで平均的に２０％程度の占有率と
なる。これを第２のパスでは一般に第１のパスより平均
転送レートを下げて符号化するので、図７（Ｂ）に示す
ように、平均４Ｍｂｐｓの目標符号量に対して、斜線部
分の量子化幅に依存しない目標符号量は、平均的に３０
％程度の占有率となる。
【０００８】また、ブロック単位の符号量配分をすると
きも、図８（Ａ）に示すように、斜線部分の量子化幅に
依存しない付加的な情報の発生符号量の占有率は大きい
ところで５０％を越えることもある。これを第２のパス
では一般に第１のパスより平均レートを下げて符号化す
るので、図８（Ｂ）に示すように、斜線部分の量子化幅
に依存しない目標符号量の占有率は大きいところで７０
％を越えることもある。
【０００９】しかるに、従来は量子化幅に依存しない発
生符号量を含めた値をそのまま総発生符号量として使用
して第２のパスの符号量配分を行っているため、”量子
化幅”と”量子化幅に依存する発生符号量”の示すほぼ
反比例の関係を十分に生かすことができない場合が多
く、局部的に符号量配分量が不足したりする現象が発生
し、結果的に画質を損なう原因になっている。
【００１０】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
局部的な符号量配分量の不足を防止し、画質を向上し得
る映像信号符号化方法及び装置を提供することを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の映像信号符号化方法は、入力画像データに
対し所定の信号処理を施してから固定の量子化幅で量子
化を行って得た第１のデータと、量子化を行わない付加
的な情報である第２のデータとをそれぞれ可変長符号化
し、その可変長符号化による発生符号量を、第１のデー
タに関する量子化幅の大きさに依存する第１の発生符号
量と、第２のデータに関する量子化幅の大きさに依存し
ない第２の発生符号量とに分けて記憶した後、予め定め
られた全体目標符号量と記憶した第１及び第２の発生符
号量とに基づいて所定画像領域単位の目標符号量を決定
し、入力画像データと同じ画像データに対し所定の信号
処理を施してから上記目標符号量に基づいた量子化幅で
量子化を行って得た第３のデータと、量子化を行わない
付加的な情報である第４のデータとをそれぞれ可変長符
号化して符号化データを出力すると共に、上記目標符号
量と第３及び第４のデータの可変長符号化による発生符
号量との誤差に応じて第３のデータの量子化幅を可変制
御して発生符号量を目標符号量に近付ける符号化を行
う。
【００１２】ここで、所定画像領域単位は、フレーム単
位と符号化の最小単位であるブロック単位のいずれか一
方又は両方である。
【００１３】また、上記の目的を達成するため、本発明
の映像信号符号化装置は、第１の符号化回路と記憶手段
と遅延手段と第２の符号化回路とから構成したものであ
る。ここで、第１の符号化回路は、入力画像データに対
し所定の信号処理を施してから第１の量子化回路により
固定の量子化幅で量子化を行って得た第１のデータと、
量子化を行わない付加的な情報である第２のデータとを
それぞれ第１の可変長符号化回路により可変長符号化
し、その可変長符号化による発生符号量を、第１のデー
タに関する量子化幅の大きさに依存する第１の発生符号
量と、第２のデータに関する量子化幅の大きさに依存し
ない第２の発生符号量とに分けて計測する第１の計測手
段を有する。
【００１４】また、記憶手段は、第１の計測手段計測手
段により計測された第１のデータに関する量子化幅の大
きさに依存する第１の発生符号量と、第２のデータに関
する量子化幅の大きさに依存しない第２の発生符号量と
をそれぞれ記憶する。遅延手段は、入力画像データを時
間合わせのために遅延する。
【００１５】また、第２の符号化回路は、予め定められ
た全体目標符号量と記憶手段から読み出した第１及び第
２の発生符号量とに基づいて目標符号量決定回路により
所定画像領域単位の目標符号量を決定し、第１の符号化
回路に入力された画像データと同じ画像データに対し所
定の信号処理を施してから符号量制御回路により目標符
号量に基づいた量子化幅を求め、この量子化幅で第２の
量子化回路により量子化を行って得た第３のデータと、
量子化を行わない付加的な情報である第４のデータとを
それぞれ第２の可変長符号化回路により可変長符号化し
て符号化データを出力すると共に、第３のデータに関す
る量子化幅の大きさに依存する第１の発生符号量と、第
４のデータに関する量子化幅の大きさに依存しない第２
の発生符号量とに分けて第２の計測手段により計測し、
上記目標符号量と第３及び第４のデータの可変長符号化
による発生符号量との誤差を符号量制御回路により求
め、その誤差に応じて第２の量子化回路の量子化幅を可
変制御する。
【００１６】上記の本発明の映像信号符号化方法及び装
置では、第１のパスにおいて入力画像データに対して量
子化幅固定で量子化後、可変長符号化して得られた発生
符号量を、量子化幅の大きさに依存する第１の発生符号
量と、量子化幅の大きさに依存しない第２の発生符号量
とに分けて記憶手段に記憶し、続いて第２のパスで記憶
手段から読み出した第１及び第２の発生符号量を用いて
所定画像領域単位の目標符号量を決定し、決定した目標
符号量と第２のパスの可変長符号化による発生符号量と
の誤差に応じて量子化幅を可変制御して発生符号量を目
標符号量に近付ける符号化を行うようにしたため、量子
化幅の大きさに依存しない第２の発生符号量を考慮した
符号量配分が第２のパスで適切にできる。
【００１７】また、第１の符号化回路と第２の符号化回
路の信号処理回路、量子化回路、可変長符号化回路を共
用とし、更に記憶手段と、予め定められた全体目標符号
量と記憶手段から読み出した第１及び第２の発生符号量
とに基づいて所定画像領域単位の目標符号量を決定する
目標符号量決定回路と、決定した目標符号量から量子化
幅の初期値を求めると共に、決定した目標符号量と可変
長符号化回路の可変長符号化による発生符号量との誤差
を求め、この誤差に応じて量子化回路の量子化幅を可変
制御する符号量制御回路と、量子化回路の量子化幅を固
定値に設定する量子化設定回路とを設け、これらを切り
換え手段により所定期間の入力画像データに対する符号
化時は量子化回路の量子化幅を量子化設定回路の出力信
号により固定値に設定すると共に、計測手段の出力計測
発生符号量を記憶手段に入力し、その後同じ入力画像デ
ータの符号化のために記憶手段の記憶発生符号量を目標
符号量決定回路に入力すると共に、計測手段の出力計測
発生符号量を符号量制御回路に入力し、かつ、符号量制
御回路の出力信号に基づいて量子化回路の量子化幅を可
変制御する構成とすることにより、共用回路部分により
部品点数少なく構成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。
【００１９】図１は本発明装置の第１の実施の形態のブ
ロック図を示す。ここで、この実施の形態及び後述する
実施の形態では符号化は、一例としてＭＰＥＧ符号化を
用いる。このＭＰＥＧ符号化については、国際標準化機
構（ＩＳＯ）のＩＳＯ−ＩＥＣ１１１７２−２、国際電
気通信連合（ＩＴＵ）のＩＴＵ−ＴＨ．２６２／ＩＳＯ
−ＩＥＣ１３８１８−２に詳細な説明がなされているの
で、ここでは概略のみ説明する。ＭＰＥＧでは、動画の
１シーケンスを複数のフレーム（ピクチャ）からなるグ
ループオブピクチャ（ＧＯＰ）に分割して符号化を行
い、ＧＯＰはフレーム内符号化画像であるＩピクチャ、
フレーム間順方向予測符号化画像であるＰピクチャ、双
方向予測符号化画像であるＢピクチャの３つのピクチャ
から構成される。符号化の最小単位は８×８画素のブロ
ックで、位置的に隣接する４つの輝度信号ブロックとそ
れに対応する２種類の色差信号の各１ブロックからなる
計６ブロックが動き補償予測の最小単位であるマクロブ
ロック（ＭＢ）を構成し、複数個のマクロブロックによ
りピクチャ（スライス）が構成される。
【００２０】図１において、映像信号をディジタル信号
に変換して得られた画像データは、第１のパスを構成す
る第１の符号化回路１に供給され、ここで固定の量子化
幅により量子化及び符号化され、量子化幅の大きさに依
存する第１の発生符号量と、量子化幅の大きさに依存し
ない第２の発生符号量が、それぞれ所定の単位で生成さ
れて記憶回路２に記憶される。
【００２１】また、第１の符号化回路１に入力される画
像データは、画像遅延バッファ３に入力されて蓄積さ
れ、ここで第１の符号化回路１により画像データ入力か
ら上記の第１及び第２の発生符号量を記憶回路２に記憶
するまでに要する処理時間相当の遅延を受けて第２のパ
スを構成する第２の符号化回路４に供給される。
【００２２】第２の符号化回路４は画像遅延バッファ３
から入力される画像データを可変量子化幅の量子化と符
号化を行うと共に、その符号化の際に、この第２の符号
化回路４の全体目標符号量と記憶回路２から読み出した
前記第１及び第２の符号量結果情報とを用いてピクチャ
単位の目標符号量を後述するアルゴリズムで設定し、更
に、このピクチャ単位の目標符号量と前記第１及び第２
の符号量結果情報とを用いて各ピクチャ内のブロック単
位の目標符号量を設定して符号化を行う。
【００２３】ここで、上記のピクチャ単位の目標符号量
の設定は、前記第２の発生符号量情報から得た量子化幅
の大きさに依存しないピクチャ符号量の総和を第２の符
号化回路４の全体目標符号量から差し引き、その差の値
に対し前記第１の発生符号量情報から得た量子化幅の大
きさに依存するピクチャ符号量の比率を基にしてピクチ
ャ単位に仮の目標符号量を計算し、量子化幅の大きさに
依存しないピクチャ毎の符号量を加算することにより行
う。また、上記のブロック単位の目標符号量の設定は、
前記第２の発生符号量情報から得た量子化幅の大きさに
依存しないブロック毎の符号量の総和を上記のピクチャ
単位の目標符号量から差し引き、その差の値に対し前記
第１の発生符号量情報から得た量子化幅の大きさに依存
するブロック毎のピクチャ符号量の比率を基にして、ブ
ロック単位に仮の目標符号量を計算し、量子化幅の大き
さに依存しないブロック毎の符号量を加算することによ
り行う。
【００２４】これにより、第２の符号化回路４で符号量
を配分するときには、量子化幅に依存しない付加的な符
号量の値を考慮した配分ができ、局部的な符号量配分量
の不足を防止できる。
【００２５】次に、図２乃至図５を参照して本実施の形
態について更に詳細に説明する。図２は図１中の第１の
符号化回路１の一例のブロック図、図３は図２中の符号
量カウンタの一例のブロック図、図４は図２の符号化回
路の情報の記憶フォーマット例を示す図、図５は図１中
の第２の符号化回路４の一例のブロック図を示す。
【００２６】図２において、記憶回路２以外の回路部が
第１の符号化回路１である。輝度信号と色差信号で構成
された映像信号は、ディジタル化された後ピクチャタイ
プに合わせて画面の並べ換えが行われる。入力画像デー
タはこの符号化順に減算器１０及び動き補償予測回路１
１に供給され、減算器１０で動き補償予測回路１１の出
力信号と減算された後、離散コサイン変換（ＤＣＴ）回
路１２に供給されてブロック単位にＤＣＴ演算されてＤ
ＣＴ係数が得られる。このＤＣＴ係数には、ＤＣ（直流
で、画素の平均値）とＡＣ（交流で、高周波成分）とが
あり、いずれも符号量が量子化幅の大きさに依存する。
【００２７】このＤＣＴ係数は量子化回路１３に供給さ
れて固定の量子化幅で量子化された後、可変長符号化
（ＶＬＣ）回路１８に供給される一方、ＩピクチャやＰ
ピクチャは後で動き補償予測の参照画面として用いる必
要があるため、逆量子化回路１４に供給されて逆量子化
され、更に逆ＤＣＴ回路１５に供給されて逆ＤＣＴ演算
された後、動き補償予測回路１１からの動き補償信号と
加算器１６で加算されることにより、局部復号化が行わ
れ、復号器と同じ画像データに復元されて画像メモリ１
７に蓄積される。
【００２８】画像メモリ１７により所定フレーム数分だ
け遅延された画像データは、次の動き補償予測の参照画
像データとして動き補償予測回路１１に供給される。動
き補償予測回路１１は入力画像データと画像メモリ１７
からの遅延復号画像データとを入力信号として受け、例
えばマクロブロック単位にフレーム間予測符号化及びフ
レーム内予測符号化を選択的に行って予測信号を得ると
共に、ある複数画素領域内での入力画像データと予測信
号との差分が最も小さくなる位置を示す動きベクトルを
検出し、動きベクトルに応じて動き補償した画像データ
を減算器１０に供給して次の画像データとの差分を生成
させ、また、加算器１６に供給する。更に、動き補償予
測回路１１は検出した動きベクトルと、どの予測符号化
を選択したかを示す予測モード信号をＶＬＣ回路１８に
供給する。これらの動きベクトルや予測モード信号は、
符号量が量子化幅の大きさに依存しない。
【００２９】ＶＬＣ回路１８は、量子化回路１３から順
次に入力される量子化されたＤＣＴ係数と動き補償予測
回路１１からの動きベクトルや予測モード信号を、出現
確率が高いものほど符号長を短くするなどの可変長符号
化を行う。可変長符号化されたＤＣＴ係数などの情報
は、不規則なレートで発生するため、バッファメモリ１
９に一旦蓄積された後、一定レートで符号化データ（Ｍ
ＰＥＧビデオストリーム）として出力される。
【００３０】以上はＭＰＥＧで良く知られている一般的
な符号化であるが、この実施の形態では更に、ＶＬＣ回
路１８で可変長符号化をする際、符号量が量子化幅の大
きさに依存するＡＣやＤＣのＤＣＴ係数等の符号量情報
と、動きベクトルなどのそれ以外の符号量結果情報を符
号量カウンタ２０にブロック単位に送る。
【００３１】符号量カウンタ２０は図３に示すように、
入力信号をスイッチ２１によりＡＣ，ＤＣ符号量加算回
路２２とＡＣ，ＤＣ以外の符号量加算回路２３の一方へ
選択入力する構成とされており、ＶＬＣ回路１８がＡ
Ｃ、ＤＣのＤＣＴ係数等のブロックの情報を可変長符号
化しているときには、その可変長符号化される情報がス
イッチ２１によりＡＣ、ＤＣ符号量加算回路２２に選択
入力されて順次に加算され、他方、それ以外のブロック
の情報を可変長符号化しているときは、その可変長符号
化される情報がＡＣ、ＤＣ以外の符号量加算回路２０３
に選択入力されて加算される。
【００３２】ＡＣ，ＤＣ符号量加算回路２２により得ら
れた加算出力は、量子化幅の大きさに依存する第１の発
生符号量情報として、またＡＣ，ＤＣ以外の符号量加算
回路２３により得られた加算出力は、量子化幅の大きさ
に依存しない第２の発生符号量情報としてそれぞれ記憶
回路２に供給されて記憶される。この記憶回路２はハー
ドディスクや高速のストレージメディアなどで構成され
る。
【００３３】ブロック毎の発生符号量の記憶の方法とし
ては、ブロック毎の発生符号量をそのまま記憶してもよ
いし、精度を落として（例えば２５６で割り算する）記
憶してもよい。また、ピクチャ全体の総和が求まった時
点で、その値を仮に２のＮ乗とした場合の規格化した符
号量を記憶しておくこともできる。２のＮ乗で規格化し
ておくことは、第２の符号化回路（第２のパス）４で与
えられる目標符号量に対しての比例計算を行う場合、分
母がビットシフト演算になるので都合がよい。この実施
の形態では、仮に２11（＝２０４８）とする。
【００３４】ブロック毎の発生符号量は５ビット（０か
ら３１）の値で表現する。ここで必要な情報は後述する
第２の符号化回路４でブロック毎の発生符号量を符号化
順に加算していったときの推移なので、一つのブロック
で３１／２０４８の値を越えるような発生符号量があっ
た場合には、５ビットの最大値３１でリミッティングし
て、表現しきれなかった符号量は次のブロックの発生符
号量と加算して表現することにする。記憶する符号量は
いずれにしても量子化幅の大きさに依存する符号量と、
それ以外の符号量に分けて記憶される。
【００３５】ピクチャ毎の発生符号量の記憶の方法とし
ては、発生符号量をそのまま記憶してもよいし、精度を
落として（例えば２５６＝２8で割り算する）記憶して
もよい。この場合は、例えば符号化されるピクチャの最
大符号量が１Ｍビットなら、それをそのまま記憶するに
は２０ビット必要となるが、８ビット精度を落として１
２ビットで記憶することができる。この場合も量子化幅
の大きさに依存する符号量と、それ以外の符号量に分け
て記憶される。
【００３６】ブロック毎の発生符号量を規格化して記憶
した場合には、ピクチャ毎の発生符号量を記憶しておく
必要がある。規格化していない場合には、ブロック毎の
発生符号量の情報はブロックを全数加算することにより
得られるので、ピクチャ毎の発生符号量を記憶しなくて
もよい。
【００３７】記憶のフォーマットとしては、図４に示す
ように、始めにピクチャの量子化幅の大きさに依存する
符号量（ピクチャＡＣＤＣ）と、依存しない符号量（ピ
クチャＥＴＣ）を各々１２ビットずつ記憶し、その後に
ブロックの量子化幅の大きさに依存する符号量（ブロッ
クＡＣＤＣ）と、依存しない符号量（ブロックＥＴＣ）
をそれぞれ５ビットずつブロックの数だけ（ここでは１
３５０ブロック）記憶する。
【００３８】次に、第２の符号化回路（第２のパス）４
について図５のブロック図と共に説明する。図５におい
て、記憶回路２以外の回路部が第２の符号化回路４であ
る。図５に示す第２の符号化回路４において、減算器３
０、動き補償予測回路３１、ＤＣＴ回路３２、量子化回
路３３、逆量子化回路３４、逆ＤＣＴ回路３５、加算器
３６、画像メモリ３７、ＶＬＣ回路３８及びバッファメ
モリ３９よりなる回路部は、図２に示した第１の符号化
回路１の減算器１０、動き補償予測回路１１、ＤＣＴ回
路１２、量子化回路１３、逆量子化回路１４、逆ＤＣＴ
回路１５、加算器１６、画像メモリ１７、ＶＬＣ回路１
８及びバッファメモリ１９よりなる回路部と同様の符号
化動作を行う。
【００３９】この第２の符号化回路４が第１の符号化回
路１と異なる点は、記憶回路２に記憶されたピクチャＡ
ＣＤＣ、ピクチャＥＴＣ、ブロックＡＣＤＣ、ブロック
ＥＴＣの情報を用いて後述するアルゴリズムによってピ
クチャ毎の目標符号量、あるいはブロック毎の目標符号
量を設定する目標符号量決定回路４０と、符号量カウン
タ４１と、目標符号量決定回路４０で設定された目標符
号量に合うように発生符号量を制御する符号量制御回路
４２とが設けられており、量子化回路３３の量子化幅が
符号量制御回路４２により可変制御される点である。符
号量制御回路４２は、後述するアルゴリズムを用いて、
ＶＬＣ回路３８により可変長符号化されたデータの発生
符号量を符号量カウンタ４１にて計算し、その発生符号
量値と目標の符号量値との誤差を量子化回路３３にフィ
ードバックして、符号量制御を行う。
【００４０】次に、目標符号量決定回路４０内のアルゴ
リズム例を説明する。第１の符号化回路１で使用する量
子化幅をＱｆｉｘとする。その結果、発生した符号量は
上記したように、ピクチャＡＣＤＣ、ピクチャＥＴＣ、
ブロックＡＣＤＣ、ブロックＥＴＣの情報として記憶回
路２に記憶される。これは画像の解像度や、動き補償予
測誤差量を精度良く検出するため、一般的に第２の符号
化回路４の符号化で取り得る可能性のある量子化幅よ
り、小さくするのが適当である。
【００４１】第２の符号化回路４で行う符号化の目標符
号量を、「ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ」と記すことに
すると、このＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴを、第１の符
号化回路１の発生符号量結果の比に分配する。ただし、
発生符号量のうち、ピクチャＥＴＣは量子化幅を変化さ
せても変動する値ではない。このことから、第２のパス
の全体目標符号量ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴから予め
ピクチャＥＴＣの総和を引いて計算する必要がある。
【００４２】すなわち、純粋なＡＣＤＣに対する目標符
号量ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴをＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧ
ＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴとすると、これは ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ＝ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ −ΣＰＥＴＣ（ｉ） （１） で表される。ただし、上式中、ＰＥＴＣ（ｉ）はピクチ
ャＥＴＣの値で、ｉは０から（ピクチャ総枚数−１）ま
での値をとる。
【００４３】この式により得られたＡＣＤＣだけに対す
る目標符号量ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ
は、第１の符号化回路（第１のパス）１の結果の量子化
幅の大きさに依存するピクチャＡＣＤＣの比率に分配さ
れる。分配されるピクチャ毎のＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ
＿ＢＵＤＧＥＴをＰＩＣ＿ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿Ｂ
ＵＤＧＥＴ（ｉ）と記すものとすると、これは ＰＩＣ＿ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ） ＝ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ×ＰＡＣＤＣ（ｉ）／ ΣＰＡＣＤＣ（ｉ） （２） で表される。ただし、上式中、ＰＡＣＤＣ（ｉ）はピク
チャＡＣＤＣの値で、ｉは０から（ピクチャ総枚数−
１）までの値をとる。
【００４４】この（２）式に、初めに減算していたＰＥ
ＴＣ（ｉ）を次式のように加算すると、各ピクチャの目
標符号量ＰＩＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）を
得ることができる。
【００４５】 ＰＩＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ） ＝ＰＩＣ＿ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）＋ＰＥＴＣ（ｉ） （３） 同様に、ピクチャ毎のＡＣＤＣだけに対する目標符号量
ＰＩＣ＿ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）
をブロック毎に配分するには、変数ｊを０から（ブロッ
ク数−１）までをとる値とすると、ＡＣＤＣだけに対す
る目標符号量を第１の符号化回路（第１のパス）１の結
果のブロックＡＣＤＣ比率に分配する。ｉ枚目のピクチ
ャの分配されるブロック毎のＡＣＤＣの目標符号量をＢ
ＬＯＣＫ＿ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ
（ｉ）（ｊ）とすると、これは次式で表される。
【００４６】 ＢＬＯＣＫ＿ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）（ｊ） ＝ＰＩＣ＿ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ） ×ＢＡＣＤＣ（ｊ）／２０４８ （４） また、ｉ枚目のピクチャの分配されるブロック毎のＥＴ
Ｃの目標符号量をＢＬＯＣＫ＿ＥＴＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿
ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）（ｊ）とすると、これは次式で表さ
れる。
【００４７】 ＢＬＯＣＫ＿ＥＴＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）（ｊ） ＝ＰＥＴＣ（ｉ）×ＢＥＴＣ（ｊ）／２０４８ （５） ただし、上式中、ＢＥＴＣ（ｊ）はブロックＥＴＣの値
である。
【００４８】これらを加算すると、各ブロックの目標符
号量を得ることができる。
【００４９】 ＢＬＯＣＫ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）（ｊ） ＝ＢＬＯＣＫ＿ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）（ｊ） ＋ＢＬＯＣＫ＿ＥＴＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）（ｊ） （６） 次に、符号量制御回路４２内のアルゴリズム例を説明す
る。ここでは、実際の各ピクチャに割り当てられた目標
符号量ＰＩＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）に制
御するため、マクロブロック（ＭＢ）毎に発生符号量を
符号化したところまで加算しつつ、目標符号量から途中
での予測目標符号量との差を量子化値にＭＢ単位でフィ
ードバックする。すなわち、 ｄ（ｊ）＝ｄ０＋Ｂｉｔｓ（ｊ−１）−ＴＧＴ（ｊ−１） （７） とし、誤差ｄ（ｊ）を量子化値にフィードバックする。
ここで、上式中、ｄ０は各仮想バッファの初期占有量、
Ｂｉｔｓ（ｊ）は各ピクチャの先頭からｊ番目のブロッ
クまでの発生符号量の和、ＴＧＴ（ｊ）は各ピクチャの
先頭からｊ番目のブロックまでの各ブロックの目標符号
量ＢＬＯＣＫ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）
（ｊ）の和である。
【００５０】また、ｊ番目の量子化値Ｑ（ｊ）は、次式
で表される。
【００５１】 Ｑ（ｊ）＝ｄ（ｊ）×３１／ｒ （８） ここで、ｒはフィードバックの応答速度を決定するパラ
メータで、 ｒ＝２×Ｂｉｔ＿ｒａｔｅ／Ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅ （９） と表される。ここでは符号化する映像信号のＢｉｔ＿ｒ
ａｔｅ／Ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅに比例するように設
定している。なお、Ｂｉｔ＿ｒａｔｅは１秒間当りの平
均目標符号量、Ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅは１秒間当り
の入力フレーム数である。
【００５２】第１ブロック目は（７）式中のＢｉｔｓ
（ｊ−１）−ＴＧＴ（ｊ−１）を０とし、各仮想バッフ
ァの初期占有量ｄ０がそのまま反映されるようにする。
第１の符号化回路（第１のパス）１での量子化値はＱｆ
ｉｒｓｔ、ＡＣＤＣの発生符号量を上記のピクチャＡＣ
ＤＣの値ＰＡＣＤＣとし、第２の符号化回路（第２のパ
ス）４で配分された目標符号量を、上記のピクチャ毎の
ＡＣＤＣだけに対する目標符号量ＰＩＣ＿ＡＣＤＣ＿Ｔ
ＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤＧＥＴ（ｉ）とすると、初期値とし
てのＱ０は例えば量子化値と発生符号量の大まかな反比
例関係を利用して Ｑ０＝Ｑｆｉｒｓｔ×ＰＡＣＤＣ／ＰＩＣ＿ＡＣＤＣ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＢＵＤ ＧＥＴ（ｉ） （１０） で求めることができ、その量子化値に対応する各仮想バ
ッファの初期占有量ｄ０は次式により求めることができ
る。
【００５３】 ｄ０＝Ｑ０×ｒ／３１ （１１） このようにして、ピクチャ内の符号量制御を行うことが
できる。
【００５４】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図６は本発明になる映像信号符号化装置の第
２の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図５と同
一構成部分には同一符号を付してある。図６に示す実施
の形態は、第１の符号化回路１と第２の符号化回路４の
要部をそれぞれ共用するように構成したものである。
【００５５】すなわち、減算器５０、動き補償予測回路
５１、ＤＣＴ回路５２、量子化回路５３、逆量子化回路
５４、逆ＤＣＴ回路５５、加算器５６、画像メモリ５
７、ＶＬＣ回路５８及びバッファメモリ５９よりなる回
路部は、図２に示した第１の符号化回路１の減算器１
０、動き補償予測回路１１、ＤＣＴ回路１２、量子化回
路１３、逆量子化回路１４、逆ＤＣＴ回路１５、加算器
１６、画像メモリ１７、ＶＬＣ回路１８及びバッファメ
モリ１９よりなる回路部と、第２の符号化回路４の減算
器３０、動き補償予測回路３１、ＤＣＴ回路３２、量子
化回路３３、逆量子化回路３４、逆ＤＣＴ回路３５、加
算器３６、画像メモリ３７、ＶＬＣ回路３８及びバッフ
ァメモリ３９よりなる回路部とを共用した回路部で、前
記した第１及び第２の符号化回路１及び４と基本的に同
様の符号化動作を行う。
【００５６】また、符号量カウンタ６３は符号量カウン
タ２０及び４１を共用した符号量カウンタである。更
に、１パス／２パス制御回路６０はその出力制御信号に
より、スイッチ６３、６４及び６５を連動して切り換え
制御し、これらのスイッチ６３、６４及び６５を端子ａ
側に接続することにより、前記第１の符号化回路（第１
のパス）１と同等の回路構成とし、また端子ｂ側に切り
換え接続することにより、前記第２の符号化回路（第２
のパス）４と同等の回路構成に切り換える。
【００５７】なお、量子化幅設定回路６１は予め定めら
れた固定の量子化幅を量子化回路５３に対して設定す
る。また、データストレージ６６は、記憶回路２よりも
大容量のハードディスクあるいはメモリ等の記憶装置
で、記憶回路２の記憶情報をまとめて記憶し、読み出
す。
【００５８】次に、この実施の形態の動作について説明
する。まず、１パス／２パス制御回路６０の出力制御信
号により、スイッチ６３、６４及び６５がそれぞれ端子
ａ側に接続制御される。これにより、符号量カウンタ６
２の出力端子はスイッチ６３を介して記憶回路２に接続
され、また、量子化幅設定回路６１の出力信号がスイッ
チ６５を介して量子化回路５３に供給されることによ
り、量子化回路５３は量子化幅設定回路６１で設定され
た固定の量子化幅で動作する。
【００５９】このとき入力される画像データは、前記第
１の符号化回路（第１のパス）１と同様にして、ＭＰＥ
Ｇで良く知られている一般的な符号化を行われると共
に、ＶＬＣ回路５８で可変長符号化をする際、符号量が
量子化幅の大きさに依存するＡＣやＤＣのＤＣＴ係数等
の発生符号量情報と、動きベクトルなどのＡＣ，ＤＣ以
外の発生符号量情報とが符号量カウンタ６２にブロック
単位に供給されてそれぞれ個別に加算され、ＡＣ，ＤＣ
符号量の加算出力は、量子化幅の大きさに依存する第１
の発生符号量情報として、またＡＣ，ＤＣ以外の符号量
の加算出力は、量子化幅の大きさに依存しない第２の発
生符号量情報としてそれぞれ記憶回路２に供給されて記
憶される。この記憶回路２に記憶された第１及び第２の
発生符号量情報はデータストレージ６６に更に蓄積され
る。
【００６０】次に、１パス／２パス制御回路６０の出力
制御信号により、スイッチ６３、６４及び６５がそれぞ
れ端子ｂ側に切り換え接続制御される。これにより、符
号量カウンタ６２の出力端子はスイッチ６３を介して符
号量制御回路４２に接続され、また、記憶回路２がスイ
ッチ６４を介して目標符号量決定回路４０に接続され、
更に符号量制御回路４２の出力信号がスイッチ６５を介
して量子化回路５３に供給されることにより、量子化回
路５３は符号量制御回路４２の出力制御信号に応じた可
変の量子化幅で動作する。
【００６１】このとき入力される画像データは、スイッ
チ６３〜６５がそれぞれ端子ａ側に接続されている時に
入力された画像データと同一の画像データで、図示しな
い信号源から再び入力される。例えば、画像データを磁
気テープに記録しておき、これを前回ＶＴＲで再生して
入力した場合、今回もその磁気テープを巻き戻した後Ｖ
ＴＲでその磁気テープから再生されて入力される。この
入力画像データは、前記第２の符号化回路（第２のパ
ス）４と同様にして、ＭＰＥＧで良く知られている一般
的な符号化を行われる。
【００６２】また、このときＶＬＣ回路５８により可変
長符号化されたデータの発生符号量が符号量カウンタ６
２にて計算され、また、データストレージ６６から記憶
回路２を介して読み出された前記第１及び第２の発生符
号量情報に基づいて、目標符号量決定回路４０により前
述したアルゴリズムによってピクチャ毎の目標符号量、
あるいはブロック毎の目標符号量が決定され、更に、符
号量制御回路４２が前述したアルゴリズムを用いて、上
記符号量カウンタ６２からの発生符号量値と目標符号量
決定回路４０からの目標符号量値との誤差をスイッチ６
５を介して量子化回路５３にフィードバックして、符号
量制御を行う。
【００６３】これにより、この実施の形態も第１の実施
の形態と同様に、第２のパスで符号量を配分するとき
に、量子化幅に依存しない付加的な符号量の値を考慮し
た適切な符号量配分ができるため、局部的に符号量配分
量が不足したり、画面内において局部的に画質を損なう
ことを防止でき、しかもこの実施の形態では部品点数少
なく安価な回路構成ができる。
【００６４】なお、本発明は以上の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば図１に示した実施の形態では
画像遅延バッファ３を設けているが、要は第２の符号化
回路４の目標符号量決定回路４０に記憶回路２の記憶情
報が入力されるのに合わせて同じ画像データが入力され
ればよく、よって画像遅延バッファ３を設けずに、同じ
映像信号源から同じ画像データを入力することもでき
る。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１のパスで固定の量子化幅で量子化後可変長符号化し
た際に得られる発生符号量を、量子化幅に依存する符号
量と共に、量子化幅に依存しない付加的な符号量の値も
分けて記憶手段に記憶し、第２のパスで符号量を配分す
るときには、量子化幅に依存しない付加的な符号量の分
を考慮して量子化幅の可変制御により符号量を制御する
ことで、フレーム毎に適切な符号量配分を行うことがで
きるため、局部的に符号配分量が不足したり、画面内に
おいて局部的に画質を損なうことを防止でき、結果的に
高画質を達成することができる。
【００６６】また、本発明によれば、ブロック単位の符
号量配分をするときも、量子化幅に依存しない付加的な
符号量の値を記憶しているので、第２のパスで符号量を
配分するときには、その分を考慮した配分が可能とな
り、画質を大きく向上することができる。
【００６７】更に、本発明によれば、第１のパスを構成
する第１の符号化回路と、第２のパスを構成する第２の
符号化回路の大部分を共用することができるため、部品
点数少なく、安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の第１の実施の形態のブロック図で
ある。
【図２】図１中の第１の符号化回路の一例のブロック図
である。
【図３】図２中の符号量カウンタの一例のブロック図で
ある。
【図４】図２の符号化回路の情報の記憶フォーマット例
を示す図である。
【図５】図１中の第２の符号化回路４の一例のブロック
図
【図６】本発明装置の第２の実施の形態のブロック図で
ある。
【図７】量子化幅を固定して量子化後可変長符号して得
られた発生符号量及び目標符号量とピクチャの関係の一
例を示す図である。
【図８】量子化幅を固定して量子化後可変長符号して得
られた発生符号量及び目標符号量とブロックの関係の一
例を示す図である。
【符号の説明】
１ 第１の符号化回路（第１のパス） ２ 記憶回路（記憶手段） ３ 画像遅延バッファ（遅延手段） ４ 第２の符号化回路（第２のパス） １０、３０ 減算器 １１、３１ 動き補償予測回路 １２、３２ 離散コサイン変換（ＤＣＴ）回路 １３、３３ 量子化回路（第１、第２の量子化回路） １４、３４ 逆量子化回路 １５、３５ 逆ＤＣＴ回路 １６、３６ 加算器 １７、３７ 画像メモリ １８、３８ 可変長符号化（ＶＬＣ）回路（第１、第２
の可変長符号化回路） １９、３９ バッファメモリ ２０、４１ 符号量カウンタ（第１、第２の計測手段） ４０ 目標符号量決定回路 ４２ 符号量制御回路 ５０ 減算器（信号処理部） ５１ 動き補償予測回路（信号処理部） ５２ 離散コサイン変換（ＤＣＴ）回路（信号処理部） ５３ 量子化回路 ５４ 逆量子化回路（信号処理部） ５５ 逆ＤＣＴ回路（信号処理部） ５６ 加算器（信号処理部） ５７ 画像メモリ（信号処理部） ５８ 可変長符号化（ＶＬＣ）回路 ５９ バッファメモリ ６０ １パス／２パス制御回路（切り換え手段） ６１ 量子化幅設定回路 ６２ 符号量カウンタ（計測手段） ６３、６４、６５ スイッチ（切り換え手段） ６６ データストレージ（記憶手段）
フロントページの続き (72)発明者 中川 裕史 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 西谷 勝義 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 藤原 光章 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力画像データに対し所定の信号処理を
    施してから固定の量子化幅で量子化を行って得た第１の
    データと、量子化を行わない付加的な情報である第２の
    データとをそれぞれ可変長符号化し、その可変長符号化
    による発生符号量を、前記第１のデータに関する量子化
    幅の大きさに依存する第１の発生符号量と、前記第２の
    データに関する量子化幅の大きさに依存しない第２の発
    生符号量とに分けて記憶した後、予め定められた全体目
    標符号量と前記記憶した第１及び第２の発生符号量とに
    基づいて所定画像領域単位の目標符号量を決定し、前記
    入力画像データと同じ画像データに対し所定の信号処理
    を施してから前記目標符号量に基づいた量子化幅で量子
    化を行って得た第３のデータと、量子化を行わない付加
    的な情報である第４のデータとをそれぞれ可変長符号化
    して符号化データを出力すると共に、前記目標符号量と
    前記第３及び第４のデータの可変長符号化による発生符
    号量との誤差に応じて前記第３のデータの量子化幅を可
    変制御して前記発生符号量を前記目標符号量に近付ける
    符号化を行うことを特徴とする映像信号符号化方法。
  2. 【請求項２】 前記所定画像領域単位は、フレーム単位
    と符号化の最小単位であるブロック単位のいずれか一方
    又は両方であることを特徴とする請求項１記載の映像信
    号符号化方法。
  3. 【請求項３】 前記全体目標符号量から前記記憶した第
    ２の発生符号量の総和を差し引いた値に対し、前記記憶
    した第１の発生符号量の総和に対する各フレームの第１
    の信号発生量の比率を乗じた値を計算し、この値に各フ
    レームの前記記憶した第２の発生符号量を加算した値
    を、各フレーム単位の前記目標符号量とすることを特徴
    とする請求項１又は２記載の映像信号符号化方法。
  4. 【請求項４】 前記全体目標符号量から前記記憶した第
    ２の発生符号量の総和を差し引いた値に対し、前記記憶
    した第１の発生符号量の総和に対する各フレームの第１
    の信号発生量の比率を乗じた値を計算し、この値に各フ
    レームの前記記憶した第２の発生符号量を加算した値を
    各フレーム単位の前記目標符号量とし、更にこの各フレ
    ーム単位の目標符号量から前記記憶した第２の発生符号
    量のうちブロック毎の符号量の総和を差し引いた値に対
    し、前記記憶した第１の発生符号量のうちブロック毎の
    フレームの発生符号量の比率を基にして、各ブロック単
    位に仮の目標符号量を計算し、この計算値に前記記憶し
    た第２の発生符号量のうちブロック毎の符号量を加算し
    て各フレーム内のブロック単位の目標符号量を設定する
    ことを特徴とする請求項１又は２記載の映像信号符号化
    方法。
  5. 【請求項５】 前記記憶した第２の発生符号量のうちブ
    ロック毎の符号量の総和を量子化幅の大きさに依存しな
    いフレームの発生符号量とし、前記記憶した第１の発生
    符号量のうちブロック毎の符号量の総和を量子化幅の大
    きさに依存するフレームの発生符号量として計算するこ
    とを特徴とする請求項４記載の映像信号符号化方法。
  6. 【請求項６】 入力画像データに対し所定の信号処理を
    施してから第１の量子化回路により固定の量子化幅で量
    子化を行って得た第１のデータと、量子化を行わない付
    加的な情報である第２のデータとをそれぞれ第１の可変
    長符号化回路により可変長符号化し、その可変長符号化
    による発生符号量を、前記第１のデータに関する量子化
    幅の大きさに依存する第１の発生符号量と、前記第２の
    データに関する量子化幅の大きさに依存しない第２の発
    生符号量とに分けて計測する第１の計測手段を有する第
    １の符号化回路と、 前記第１の計測手段により計測された前記第１のデータ
    に関する量子化幅の大きさに依存する第１の発生符号量
    と、前記第２のデータに関する量子化幅の大きさに依存
    しない第２の発生符号量とをそれぞれ記憶する記憶手段
    と、 予め定められた全体目標符号量と前記記憶手段から読み
    出した第１及び第２の発生符号量とに基づいて目標符号
    量決定回路により所定画像領域単位の目標符号量を決定
    し、前記第１の符号化回路に入力された前記画像データ
    と同じ画像データに対し所定の信号処理を施してから符
    号量制御回路により前記目標符号量に基づいた量子化幅
    を求め、この量子化幅で第２の量子化回路により量子化
    を行って得た第３のデータと、量子化を行わない付加的
    な情報である第４のデータとをそれぞれ第２の可変長符
    号化回路により可変長符号化して符号化データを出力す
    ると共に、前記第３のデータに関する量子化幅の大きさ
    に依存する第１の発生符号量と、前記第４のデータに関
    する量子化幅の大きさに依存しない第２の発生符号量と
    に分けて第２の計測手段により計測し、前記目標符号量
    と前記第３及び第４のデータの可変長符号化による発生
    符号量との誤差を前記符号量制御回路により求め、その
    誤差に応じて前記第２の量子化回路の量子化幅を可変制
    御する第２の符号化回路とを有することを特徴とする映
    像信号符号化装置。
  7. 【請求項７】 前記所定画像領域単位は、フレーム単位
    と符号化の最小単位であるブロック単位のいずれか一方
    又は両方であることを特徴とする請求項６記載の映像信
    号符号化装置。
  8. 【請求項８】 前記記憶手段は、フレームにおける前記
    第１のデータに関する量子化幅の大きさに依存する第１
    の発生符号量と、フレームにおける前記第２のデータに
    関する量子化幅の大きさに依存しない第２の発生符号量
    とを記憶した後、ブロックの数だけブロックにおける前
    記第１のデータに関する量子化幅の大きさに依存する第
    １の発生符号量と、ブロックにおける前記第２のデータ
    に関する量子化幅の大きさに依存しない第２の発生符号
    量とをブロック単位で記憶することを特徴とする請求項
    ６記載の映像信号符号化装置。
  9. 【請求項９】 前記第１の符号化回路の入力画像データ
    を、前記記憶手段から前記第２の符号化回路へ入力され
    る前記第１及び第２の発生符号量との時間合わせのため
    に遅延して前記第２の符号化回路に入力する遅延手段を
    有することを特徴とする請求項６乃至８のうちいずれか
    一項記載の映像信号符号化装置。
  10. 【請求項１０】 入力画像データに対し所定の信号処理
    を施す信号処理部と、 前記信号処理部の出力データに対して量子化を行って第
    １のデータを出力する量子化回路と、 前記第１のデータと前記信号処理部より得た付加的な情
    報である第２のデータとをそれぞれ可変長符号化する可
    変長符号化回路と、 前記可変長符号化による発生符号量を、前記第１のデー
    タに関する量子化幅の大きさに依存する第１の発生符号
    量と、前記第２のデータに関する量子化幅の大きさに依
    存しない第２の発生符号量とに分けて計測する計測手段
    と、 前記計測手段により計測された前記第１のデータに関す
    る量子化幅の大きさに依存する第１の発生符号量と、前
    記第２のデータに関する量子化幅の大きさに依存しない
    第２の発生符号量とをそれぞれ記憶する記憶手段と、 予め定められた全体目標符号量と前記記憶手段から読み
    出した第１及び第２の発生符号量とに基づいて所定画像
    領域単位の目標符号量を決定する目標符号量決定回路
    と、 決定した目標符号量から量子化幅の初期値を求めると共
    に、決定した前記目標符号量と前記可変長符号化回路の
    可変長符号化による発生符号量との誤差を求め、その誤
    差に応じて前記量子化回路の量子化幅を可変制御する符
    号量制御回路と、 前記量子化回路の量子化幅を固定値に設定する量子化設
    定回路と、 所定期間の入力画像データに対する符号化時は前記量子
    化回路の量子化幅を前記量子化設定回路の出力信号によ
    り固定値に設定すると共に、前記計測手段の出力計測発
    生符号量を前記記憶手段に入力し、その後同じ入力画像
    データの符号化のために前記記憶手段の記憶発生符号量
    を前記目標符号量決定回路に入力すると共に、前記計測
    手段の出力計測発生符号量を前記符号量制御回路に入力
    し、かつ、前記符号量制御回路の出力信号に基づいて前
    記量子化回路の量子化幅を可変制御する切り換え手段と
    を有することを特徴とする映像信号符号化装置。
  11. 【請求項１１】 前記所定画像領域単位は、フレーム単
    位と符号化の最小単位であるブロック単位のいずれか一
    方又は両方であることを特徴とする請求項１０記載の映
    像信号符号化装置。
JP25605396A 1996-09-27 1996-09-27 映像信号符号化方法及び装置 Expired - Lifetime JP3934712B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25605396A JP3934712B2 (ja) 1996-09-27 1996-09-27 映像信号符号化方法及び装置
EP19970402217 EP0833522A3 (en) 1996-09-27 1997-09-24 Video signal encoding method and apparatus employing an adaptive quantization technique
US08/937,636 US6084636A (en) 1996-09-27 1997-09-25 Video signal encoding method and apparatus employing an adaptive quantization technique
KR1019970049132A KR19980025048A (ko) 1996-09-27 1997-09-26 영상 신호 부호화 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25605396A JP3934712B2 (ja) 1996-09-27 1996-09-27 映像信号符号化方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10108179A true JPH10108179A (ja) 1998-04-24
JP3934712B2 JP3934712B2 (ja) 2007-06-20

Family

ID=17287255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25605396A Expired - Lifetime JP3934712B2 (ja) 1996-09-27 1996-09-27 映像信号符号化方法及び装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6084636A (ja)
EP (1) EP0833522A3 (ja)
JP (1) JP3934712B2 (ja)
KR (1) KR19980025048A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7720297B2 (en) 2006-03-30 2010-05-18 Mitsubishi Electric Corporation Image coding apparatus
JP2010141479A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Sony Corp 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4261630B2 (ja) * 1998-02-04 2009-04-30 キヤノン株式会社 画像符号化装置及び方法、画像符号化プログラムが記録されたコンピュータ可読記録媒体
US7024678B2 (en) * 1998-11-30 2006-04-04 Sedna Patent Services, Llc Method and apparatus for producing demand real-time television
GB2351407B (en) * 1999-06-21 2003-06-11 Sony Uk Ltd Video data compression
US20020042817A1 (en) * 2000-01-28 2002-04-11 Lahr Nils B. System and method for mirroring and caching compressed data in a content distribution system
KR100341063B1 (ko) * 2000-06-28 2002-06-20 송문섭 실시간 영상 통신을 위한 율제어 장치 및 그 방법
US7003167B2 (en) * 2001-11-01 2006-02-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Single-pass guaranteed-fit data compression using rate feedback
US7180943B1 (en) 2002-03-26 2007-02-20 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Compression of a data stream by selection among a set of compression tools
US10554985B2 (en) 2003-07-18 2020-02-04 Microsoft Technology Licensing, Llc DC coefficient signaling at small quantization step sizes
US7602851B2 (en) 2003-07-18 2009-10-13 Microsoft Corporation Intelligent differential quantization of video coding
US7580584B2 (en) * 2003-07-18 2009-08-25 Microsoft Corporation Adaptive multiple quantization
US7738554B2 (en) 2003-07-18 2010-06-15 Microsoft Corporation DC coefficient signaling at small quantization step sizes
US8218624B2 (en) * 2003-07-18 2012-07-10 Microsoft Corporation Fractional quantization step sizes for high bit rates
US7801383B2 (en) * 2004-05-15 2010-09-21 Microsoft Corporation Embedded scalar quantizers with arbitrary dead-zone ratios
US20060227870A1 (en) * 2005-03-10 2006-10-12 Tao Tian Context-adaptive bandwidth adjustment in video rate control
US8422546B2 (en) 2005-05-25 2013-04-16 Microsoft Corporation Adaptive video encoding using a perceptual model
US8102923B2 (en) 2005-12-05 2012-01-24 Qualcomm Incorporated Hierarchical coding for multicast messages
US8363738B2 (en) 2005-12-05 2013-01-29 Qualcomm Incorporated Hierarchical coding for multicast messages
US8130828B2 (en) 2006-04-07 2012-03-06 Microsoft Corporation Adjusting quantization to preserve non-zero AC coefficients
US8503536B2 (en) 2006-04-07 2013-08-06 Microsoft Corporation Quantization adjustments for DC shift artifacts
US7974340B2 (en) 2006-04-07 2011-07-05 Microsoft Corporation Adaptive B-picture quantization control
US8059721B2 (en) 2006-04-07 2011-11-15 Microsoft Corporation Estimating sample-domain distortion in the transform domain with rounding compensation
US7995649B2 (en) 2006-04-07 2011-08-09 Microsoft Corporation Quantization adjustment based on texture level
US8711925B2 (en) 2006-05-05 2014-04-29 Microsoft Corporation Flexible quantization
US7751633B1 (en) 2006-08-31 2010-07-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method for compressing an image
US8238424B2 (en) 2007-02-09 2012-08-07 Microsoft Corporation Complexity-based adaptive preprocessing for multiple-pass video compression
US8498335B2 (en) 2007-03-26 2013-07-30 Microsoft Corporation Adaptive deadzone size adjustment in quantization
US8243797B2 (en) 2007-03-30 2012-08-14 Microsoft Corporation Regions of interest for quality adjustments
US8442337B2 (en) 2007-04-18 2013-05-14 Microsoft Corporation Encoding adjustments for animation content
US8331438B2 (en) 2007-06-05 2012-12-11 Microsoft Corporation Adaptive selection of picture-level quantization parameters for predicted video pictures
US8189933B2 (en) 2008-03-31 2012-05-29 Microsoft Corporation Classifying and controlling encoding quality for textured, dark smooth and smooth video content
US8897359B2 (en) 2008-06-03 2014-11-25 Microsoft Corporation Adaptive quantization for enhancement layer video coding

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0493130B1 (en) * 1990-12-28 1997-06-11 Canon Kabushiki Kaisha Image encoding apparatus optimizing the amount of generated code
EP0553361B1 (en) * 1991-08-21 1997-11-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Image data compression apparatus
JPH05236427A (ja) * 1992-02-25 1993-09-10 Sony Corp 画像信号の符号化装置及び符号化方法
KR970005831B1 (ko) * 1992-09-09 1997-04-21 대우전자 주식회사 적응적 프레임/필드 변환 부호화를 이용한 영상 부호화기
EP0645930B1 (en) * 1993-04-09 2000-06-14 Sony Corporation Method and apparatus for coding image
BE1007808A3 (nl) * 1993-11-30 1995-10-24 Philips Electronics Nv Inrichting voor het coderen van een videosignaal.
JP3178233B2 (ja) * 1994-04-07 2001-06-18 松下電器産業株式会社 画像符号化方法及び画像符号化装置及び光ディスク
JP3265818B2 (ja) * 1994-04-14 2002-03-18 松下電器産業株式会社 動画符号化方法
JP3050047B2 (ja) * 1994-06-24 2000-06-05 日本ビクター株式会社 動画像符号化装置及び動画像符号化方法
JP3911035B2 (ja) * 1994-08-31 2007-05-09 ソニー株式会社 動画像符号化方法及び動画像符号化装置
JPH0898160A (ja) * 1994-09-28 1996-04-12 Victor Co Of Japan Ltd データ多重化装置
JP3115199B2 (ja) * 1994-12-16 2000-12-04 松下電器産業株式会社 画像圧縮符号化装置
US5686963A (en) * 1995-12-26 1997-11-11 C-Cube Microsystems Method for performing rate control in a video encoder which provides a bit budget for each frame while employing virtual buffers and virtual buffer verifiers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7720297B2 (en) 2006-03-30 2010-05-18 Mitsubishi Electric Corporation Image coding apparatus
JP2010141479A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Sony Corp 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US6084636A (en) 2000-07-04
EP0833522A2 (en) 1998-04-01
KR19980025048A (ko) 1998-07-06
EP0833522A3 (en) 2001-03-21
JP3934712B2 (ja) 2007-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10108179A (ja) 映像信号符号化方法及び装置
JP3265818B2 (ja) 動画符号化方法
JP3952509B2 (ja) 画像符号化装置、画像符号化方法及び画像符号化プログラムを記録した媒体
KR100756596B1 (ko) 비디오 데이터 부호화 장치 및 비디오 데이터 부호화 방법
US6415055B1 (en) Moving image encoding method and apparatus, and moving image decoding method and apparatus
US20070199011A1 (en) System and method for high quality AVC encoding
JP2963416B2 (ja) 量子化活動度を用いてビット発生量を制御する映像符号化方法及び装置
JP3187097B2 (ja) 動画像符号化における符号量配分方法とこれを用いた動画像符号化方法及び装置
JP2000197049A (ja) 動画像可変ビットレート符号化装置および方法
JP3508916B2 (ja) 動画像可変ビットレート符号化方法および装置
JP4345024B2 (ja) 画像符号化装置、画像符号化方法及び画像符号化プログラムを記録した記録媒体
JP3511893B2 (ja) 映像信号符号化方法及び装置
JPH10304381A (ja) 動画像符号化装置及び方法
JP4081727B2 (ja) 画像符号化装置および画像符号化方法、並びに記録装置および記録方法
JP2001025015A (ja) 動画像符号化装置及びその方法
JPH10108197A (ja) 画像符号化装置、画像符号化制御方法および画像符号化制御用プログラムを記録した媒体
JP4399794B2 (ja) 画像符号化装置及び画像符号化方法
JP3937248B2 (ja) 映像信号符号化方法及び映像信号符号化装置
JPH114445A (ja) 画像符号化装置および方法
JP2001008207A (ja) 動画像符号化装置及びその方法
JP3852209B2 (ja) ビデオ信号の符号化装置
JP2000050254A (ja) 改良された適応性のあるビデオ符号化方法
JPH06334983A (ja) 画像信号の符号化方法、符号化装置、復号化方法及び復号化装置
JP4127006B2 (ja) 画像信号の符号化装置および符号化方法
JPH09238353A (ja) 画像符号化方法及び装置、画像伝送方法、並びに画像記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070316

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330

Year of fee payment: 5

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140330

Year of fee payment: 7

EXPY Cancellation because of completion of term