JPH10108197A - Image coder, image coding control method, and medium storing image coding control program - Google Patents

Image coder, image coding control method, and medium storing image coding control program

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JPH10108197A
JPH10108197A JP25973096A JP25973096A JPH10108197A JP H10108197 A JPH10108197 A JP H10108197A JP 25973096 A JP25973096 A JP 25973096A JP 25973096 A JP25973096 A JP 25973096A JP H10108197 A JPH10108197 A JP H10108197A
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JP
Japan
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encoding
difficulty
filter
image
coding
Prior art date
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Application number
JP25973096A
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Japanese (ja)
Inventor
Kanji Mihara
寛司 三原
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To use a pre-filter adaptively depending on a characteristic of an input image while conducting coding in real time. SOLUTION: A coding difficulty calculation section 42 of a coding control section 15 calculates a coding difficulty denoting degree of difficulty of image coding. A pre-filter control section 51 controls a spatial filter 52 and a time filter 53 in a pre-filter section 50 depending on a ratio of the coding difficulty to a bit rate and on a ratio of the coding difficulty of a newest bidirectional coded picture (B picture) to the coding difficulty of a newest intra coded picture (I picture).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データを圧縮
符号化する画像符号化装置、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に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image encoding apparatus for compressing and encoding image data, an image encoding control method, and a medium recording an image encoding control program.

【0002】[0002]

【従来の技術】送信側で画像データを圧縮して送信する
と共に、受信側では圧縮された画像データを伸張する通
信システムや、画像データを圧縮して記録すると共に、
再生時には圧縮された画像データを伸張して出力する圧
縮画像記録再生装置等において、画像データの圧縮の方
法としては、例えばMPEG(Moving Picture Experts
Group)規格で採用されている双方向予測符号化方式が
ある。この双方向予測符号化方式では、双方向予測を用
いることで符号化効率を向上させている。双方向予測符
号化方式では、フレーム内符号化、フレーム間順方向予
測符号化および双方向予測符号化の3つのタイプの符号
化が行われ、各符号化タイプによる画像は、それぞれI
ピクチャ(intra coded picture )、Pピクチャ(pred
ictive coded picture)およびBピクチャ(bidirectio
nally predictive coded picture)と呼ばれる。
2. Description of the Related Art A transmitting side compresses image data and transmits the compressed data, and a receiving side compresses and records the compressed image data.
In a compressed image recording / reproducing apparatus or the like which expands and outputs compressed image data at the time of reproduction, a method of compressing image data is, for example, MPEG (Moving Picture Experts).
Group) standard is a bidirectional predictive coding system. In this bidirectional prediction encoding method, encoding efficiency is improved by using bidirectional prediction. In the bidirectional predictive coding method, three types of coding are performed: intra-frame coding, inter-frame forward predictive coding, and bidirectional predictive coding.
Picture (intra coded picture), P picture (pred
ictive coded picture) and B picture (bidirectio)
nally predictive coded picture).

【0003】ところで、上述のMPEG規格で採用され
ている双方向予測符号化方式等を用いて、画像符号化装
置で画像データを圧縮符号化すると共に、圧縮符号化さ
れた画像データを画像復号化装置で復号化して伸張する
システムでは、符号化し更に復号化した後の画質は、入
力される映像素材の絵柄によって大きく左右される。す
なわち、映像が高周波成分を多く含んでいる場合や、動
きの激しい絵柄の場合には、空間方向および時間方向の
冗長度が少ない、すなわち符号化難易度が大きいので、
ある一定のビットレートで符号化し更に復号化する場合
には、符号化歪みが発生しやすい。
[0003] By the way, image data is compression-encoded by an image encoding device using a bidirectional predictive encoding system adopted in the above-mentioned MPEG standard, and the image data which has been compression-encoded is subjected to image decoding. In a system for decoding and decompressing by a device, the image quality after encoding and further decoding largely depends on the picture of the input video material. In other words, if the video contains many high-frequency components, or in the case of a rapidly moving pattern, the redundancy in the spatial and temporal directions is small, that is, the encoding difficulty is large.
When encoding at a certain bit rate and further decoding, encoding distortion is likely to occur.

【0004】上述のような符号化難易度が大きい映像素
材が画像符号化装置に入力された場合の符号化歪みを軽
減する目的で、画像符号化装置の入力部分において空間
方向もしくは時間方向についてのローパスフィルタを使
用して、入力映像素材の空間的な高周波成分もしくは動
き成分を、予め低減させる手法が一般に知られている。
このような目的のために用いられるローパスフィルタ
は、プリフィルタもしくは前置フィルタと呼ばれてい
る。
[0004] In order to reduce the coding distortion when the video material having a large coding difficulty as described above is input to the image coding device, the input portion of the image coding device may be used in the spatial direction or the time direction. It is generally known to use a low-pass filter to reduce a spatial high-frequency component or a motion component of an input video material in advance.
A low-pass filter used for such a purpose is called a pre-filter or a pre-filter.

【0005】図7は、空間方向についてのプリフィルタ
と時間方向についてのプリフィルタの双方を設けた画像
符号化装置の構成の一例を示したものである。この画像
符号化装置は、空間方向についてのプリフィルタとして
の空間フィルタ252と、時間方向についてのプリフィ
ルタとしての時間フィルタ253とを備え、入力画像信
号S1 は、空間フィルタ252,時間フィルタ253を
順に通過するようになっている。空間フィルタ252は
空間方向のローパスフィルタからなり、具体的には、通
常のディジタルフィルタによって容易に実現される。時
間フィルタ253は、時間方向のローパスフィルタから
なり、具体的には、例えば、空間フィルタ252の出力
信号を1フレーム分格納するフレームメモリ254と、
空間フィルタ252の出力信号とフレームメモリ254
に格納された1フレーム前の信号とを所定の重み付け
K:(1−K)で加算して出力する加算器255とで実
現される。なお、0≦K≦1である。
FIG. 7 shows an example of the configuration of an image coding apparatus provided with both a pre-filter in the spatial direction and a pre-filter in the time direction. This image coding apparatus includes a spatial filter 252 as a prefilter in a spatial direction and a temporal filter 253 as a prefilter in a temporal direction. The input image signal S 1 It passes in order. The spatial filter 252 is formed of a low-pass filter in the spatial direction, and is specifically easily realized by a normal digital filter. The time filter 253 includes a low-pass filter in the time direction, and specifically, for example, a frame memory 254 that stores the output signal of the spatial filter 252 for one frame,
Output signal of spatial filter 252 and frame memory 254
, And an adder 255 that adds the signal of one frame before and stored with a predetermined weight K: (1−K) and outputs the result. Note that 0 ≦ K ≦ 1.

【0006】画像符号化装置は、更に、時間フィルタ2
53の出力信号を入力し、符号化する順番に従ってピク
チャ(Iピクチャ,Pピクチャ,Bピクチャ)の順番を
並べ替える画像並べ替え回路221と、この画像並べ替
え回路221の出力データを入力し、フレーム構造かフ
ィールド構造かを判別し、判別結果に応じた走査変換お
よび16×16画素のマクロブロック化を行う走査変換
・マクロブロック化回路222と、この走査変換・マク
ロブロック化回路222の出力データに基づいて動きベ
クトルを検出する動き検出回路214とを備えている。
[0006] The image encoding apparatus further includes a temporal filter 2
53, an image rearrangement circuit 221 for rearranging the order of pictures (I picture, P picture, B picture) according to the encoding order, and input data of the image rearrangement circuit 221 for A scan conversion / macroblock circuit 222 for performing scan conversion and macroblocking of 16 × 16 pixels according to the result of the determination, and outputs data from the scan conversion / macroblock circuit 222. And a motion detection circuit 214 for detecting a motion vector based on the motion vector.

【0007】画像符号化装置は、更に、走査変換・マク
ロブロック化回路222の出力データと予測画像データ
との差分をとる減算回路231と、この減算回路231
の出力データに対して、DCT(離散コサイン変換)ブ
ロック単位でDCTを行い、DCT係数を出力するDC
T回路232と、このDCT回路232の出力データを
量子化する量子化回路233と、この量子化回路233
の出力データを可変長符号化する可変長符号化回路23
4と、この可変長符号化回路234の出力データを一旦
保持し、一定のビットレートのビットストリームからな
る圧縮画像データS2 として出力するバッファメモリ2
35と、量子化回路33の出力データを逆量子化する逆
量子化回路236と、この逆量子化回路236の出力デ
ータに対して逆DCTを行う逆DCT回路237と、こ
の逆DCT回路237の出力データと予測画像データと
を加算して出力する加算回路238と、この加算回路2
38の出力データを保持し、動き検出回路214から送
られる動きベクトルに応じて動き補償を行って予測画像
データを減算回路231および加算回路238に出力す
る動き補償回路239とを備えている。
The image coding apparatus further includes a subtraction circuit 231 for obtaining a difference between output data of the scan conversion / macroblock conversion circuit 222 and predicted image data, and the subtraction circuit 231
DCT (Discrete Cosine Transform) is performed on the output data of
A T circuit 232, a quantization circuit 233 for quantizing output data of the DCT circuit 232, and a quantization circuit 233
Length encoding circuit 23 for variable length encoding of output data of
4, a buffer memory 2 for outputting the output data of the variable-length coding circuit 234 temporarily holds, as compressed image data S 2 made from a bitstream of constant bit rate
35, an inverse quantization circuit 236 for inversely quantizing the output data of the quantization circuit 33, an inverse DCT circuit 237 for performing an inverse DCT on the output data of the inverse quantization circuit 236, and an inverse DCT circuit 237 for the inverse DCT circuit 237. An adding circuit 238 for adding the output data and the predicted image data and outputting the added data;
And a motion compensation circuit 239 that holds the output data of the P.38, performs motion compensation according to the motion vector sent from the motion detection circuit 214, and outputs the predicted image data to the subtraction circuit 231 and the addition circuit 238.

【0008】図7に示した画像符号化装置では、空間フ
ィルタ252によって入力画像信号S1 の空間的な高周
波成分を除去し、時間フィルタ253によって、空間フ
ィルタ252の出力信号における動き成分(もしくはフ
レーム間の雑音)を除去する。図7に示した画像符号化
装置におけるその他の動作は、一般的な画像符号化装置
と同様であるので説明を省略する。
In the image coding apparatus shown in FIG. 7, a spatial filter 252 removes a spatial high-frequency component of an input image signal S 1 , and a temporal filter 253 removes a motion component (or a frame) in an output signal of the spatial filter 252. Noise between them). Other operations in the image encoding device illustrated in FIG. 7 are the same as those of a general image encoding device, and thus description thereof is omitted.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なプリフィルタを常時使用すると、符号化難易度の大き
い絵柄の情報量削減には有効であっても、符号化難易度
の小さい絵柄、例えば静止画のようなものにおいてもフ
ィルタで高周波成分を落としてしまうため、復号化後の
映像は全体としてぼけた印象を与えてしまうことが多い
という問題点がある。
By the way, if the pre-filter as described above is always used, it is effective in reducing the information amount of a picture having a large coding difficulty, but a picture having a small coding difficulty, for example, Even in the case of still images, since the high-frequency components are dropped by the filter, there is a problem that the decoded image often gives a blurred impression as a whole.

【0010】一方、非圧縮画像データを予備的に圧縮符
号化(以下、1パス目の圧縮符号化という。)を行って
圧縮符号化後のデータ量を見積もり、次に、見積もった
データ量に基づいて発生符号量の制御を行いながら圧縮
符号化(以下、2パス目の圧縮符号化という。)を行う
という、リアルタイム性を要求されない符号化方法の場
合では、1パス目の圧縮符号化で得られたデータに基づ
いて、符号化難易度が大きい箇所(時間的な箇所)だけ
に対して、2パス目の圧縮符号化においてプリフィルタ
を使用するような手法も知られている。しかしながら、
この手法では、リアルタイムに符号化しながら、入力画
像の特徴に応じてプリフィルタを適応的に使用すること
はできないという問題点がある。
On the other hand, non-compressed image data is preliminarily subjected to compression encoding (hereinafter, referred to as first-pass compression encoding) to estimate the data amount after compression encoding, and then to the estimated data amount. In the case of an encoding method that does not require real-time performance, that is, compression encoding (hereinafter referred to as second-pass compression encoding) is performed while controlling the amount of generated code based on the first-pass compression encoding. Based on the obtained data, a technique is also known in which a pre-filter is used in the second-pass compression encoding only for a location (temporal location) where the encoding difficulty is large. However,
This method has a problem that it is not possible to adaptively use a pre-filter according to the characteristics of an input image while encoding in real time.

【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、リアルタイムに符号化しながら、入
力画像の特徴に応じてプリフィルタを適応的に使用する
ことができるようにした画像符号化装置、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
体を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide an image coding system capable of adaptively using a pre-filter in accordance with the characteristics of an input image while encoding in real time. It is an object of the present invention to provide a recording apparatus, an image encoding control method, and a medium recording an image encoding control program.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の画像符号
化装置は、入力画像データを圧縮符号化する符号化手段
と、この符号化手段の前段に設けられ、入力画像データ
の情報量を削減するためのプリフィルタと、入力画像デ
ータの符号化の難易度を表す符号化難易度を算出する符
号化難易度算出手段と、この符号化難易度算出手段によ
って算出される符号化難易度に応じて、プリフィルタの
特性を制御するプリフィルタ制御手段とを備えたもので
ある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image encoding apparatus comprising: an encoding unit for compressing and encoding input image data; and an encoding unit provided before the encoding unit to reduce an information amount of the input image data. A pre-filter for reducing, a coding difficulty calculating means for calculating a coding difficulty indicating a coding difficulty of the input image data, and a coding difficulty calculated by the coding difficulty calculating means. And a pre-filter control means for controlling the characteristics of the pre-filter accordingly.

【0013】請求項7記載の画像符号化制御方法は、入
力画像データを圧縮符号化する符号化手段と、この符号
化手段の前段に設けられ、入力画像データの情報量を削
減するためのプリフィルタとを有する画像符号化装置を
制御する画像符号化制御方法であって、入力画像データ
の符号化の難易度を表す符号化難易度を算出する符号化
難易度算出手順と、この符号化難易度算出手順によって
算出される符号化難易度に応じて、プリフィルタの特性
を制御するプリフィルタ制御手順とを備えたものであ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image encoding control method comprising: encoding means for compressing and encoding input image data; and a pre-processing means provided before the encoding means for reducing the information amount of the input image data. An image encoding control method for controlling an image encoding device having a filter, comprising: an encoding difficulty calculation procedure for calculating an encoding difficulty indicating an encoding difficulty of input image data; And a pre-filter control procedure for controlling the characteristics of the pre-filter in accordance with the encoding difficulty calculated by the degree calculation procedure.

【0014】請求項11記載の画像符号化制御用プログ
ラムを記録した媒体は、入力画像データを圧縮符号化す
る符号化手段と、この符号化手段の前段に設けられ、入
力画像データの情報量を削減するためのプリフィルタと
を有する画像符号化装置を、コンピュータによって制御
するための画像符号化制御用プログラムを記録した媒体
であって、入力画像データの符号化の難易度を表す符号
化難易度を算出する符号化難易度算出手順と、この符号
化難易度算出手順によって算出される符号化難易度に応
じて、プリフィルタの特性を制御するプリフィルタ制御
手順とをコンピュータに実行させるための画像符号化制
御用プログラムを記録したものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a medium recording an image encoding control program, comprising: encoding means for compressing and encoding input image data; and a medium provided before the encoding means for reducing an information amount of the input image data. A medium for recording an image encoding control program for controlling the image encoding device having a pre-filter for reducing by a computer, wherein the encoding difficulty represents the encoding difficulty of the input image data. For causing a computer to execute a coding difficulty calculation procedure for calculating the pre-filter characteristic, and a pre-filter control procedure for controlling characteristics of the pre-filter in accordance with the coding difficulty calculated by the coding difficulty calculation procedure It records an encoding control program.

【0015】請求項1記載の画像符号化装置では、符号
化難易度算出手段によって、入力画像データの符号化の
難易度を表す符号化難易度を算出され、この符号化難易
度に応じて、プリフィルタ制御手段によって、プリフィ
ルタの特性が制御される。
In the image coding apparatus according to the present invention, the coding difficulty calculating means calculates the coding difficulty representing the coding difficulty of the input image data, and according to the coding difficulty, The characteristics of the prefilter are controlled by the prefilter control means.

【0016】請求項7記載の画像符号化制御方法では、
符号化難易度算出手順によって、入力画像データの符号
化の難易度を表す符号化難易度が算出され、この符号化
難易度に応じて、プリフィルタ制御手順によって、プリ
フィルタの特性が制御される。
According to a seventh aspect of the present invention, in the image encoding control method,
The encoding difficulty calculation procedure calculates the encoding difficulty indicating the encoding difficulty of the input image data, and the prefilter control procedure controls the characteristics of the prefilter according to the encoding difficulty. .

【0017】請求項11記載の画像符号化制御用プログ
ラムを記録した媒体に記録されたプログラムでは、符号
化難易度算出手順によって、入力画像データの符号化の
難易度を表す符号化難易度が算出され、この符号化難易
度に応じて、プリフィルタ制御手順によって、プリフィ
ルタの特性が制御される。
In a program recorded on a medium recording the image encoding control program according to the eleventh aspect, an encoding difficulty representing a difficulty of encoding input image data is calculated by an encoding difficulty calculating procedure. Then, the characteristics of the pre-filter are controlled by the pre-filter control procedure according to the encoding difficulty.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図2は、本発明の第1の実施の形態に係る
画像符号化装置の概略の構成を示すブロック図である。
この画像符号化装置は、入力画像信号S1 を入力し、そ
の情報量を削減するためのプリフィルタ部50と、この
プリフィルタ部50の出力信号を入力し、圧縮符号化の
ための前処理等を行うエンコーダ制御部11と、このエ
ンコーダ制御部11の出力データを所定時間だけ遅延し
て出力するためのFIFO(先入れ先出し)メモリ12
と、このFIFOメモリ12の出力データを入力し、ピ
クチャ毎にピクチャタイプに応じた符号化方法によって
圧縮符号化して、圧縮画像データS2 を出力する符号化
手段としてのエンコーダ13と、エンコーダ制御部11
の出力データに基づいて動きベクトルを検出し、エンコ
ーダ13に送る動き検出回路14と、エンコーダ制御部
11から出力されるイントラACデータS3 と動き検出
回路14から出力されるME残差データS4 とエンコー
ダ13から出力される発生ビット量データS5 とに基づ
いてエンコーダ13を制御する符号化制御部15と、こ
の符号化制御部15からのデータに基づいて、プリフィ
ルタ制御信号S6 によってプリフィルタ部50の特性を
制御するプリフィルタ制御部51とを備えている。図2
に示した画像符号化装置は、圧縮符号化する前の画像デ
ータの特徴に基づいて発生符号量の制御を行うフィード
フォワード型のレート制御を行うように構成されてい
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the image coding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The image encoding apparatus receives an input image signal S 1 , receives a pre-filter unit 50 for reducing the amount of information, and an output signal of the pre-filter unit 50, and performs pre-processing for compression encoding. And a FIFO (First-In-First-Out) memory 12 for outputting output data of the encoder control unit 11 with a delay of a predetermined time.
When inputs the output data of the FIFO memory 12, and compression coding by the coding method according to picture type for each picture, the encoder 13 as an encoding means for outputting the compressed image data S 2, the encoder control unit 11
Detecting a motion vector on the basis of the output data, a motion detecting circuit 14 sends to the encoder 13, the intra AC data S 3 and ME residual data S 4 that is output from the motion detection circuit 14 which is output from the encoder control unit 11 And an encoding control unit 15 for controlling the encoder 13 based on the generated bit amount data S 5 output from the encoder 13 and a pre-filter control signal S 6 based on the data from the encoding control unit 15. A pre-filter control section 51 for controlling the characteristics of the filter section 50; FIG.
Is configured to perform a feed-forward type rate control for controlling a generated code amount based on characteristics of image data before compression encoding.

【0020】符号化制御部15およびプリフィルタ制御
部51は、図3に示すように、互いにバス19を介して
接続されたCPU(中央処理装置)16,ROM(リー
ド・オンリ・メモリ)17およびRAM(ランダム・ア
クセス・メモリ)18を有するコンピュータによって構
成され、CPU16が、RAM18をワーキングエリア
として、ROM17に格納されたプログラムを実行する
ことによって、後述する符号化制御部15およびプリフ
ィルタ制御部51における各機能を実現するようになっ
ている。ROM17は、本発明に係る画像符号化制御用
プログラムを記憶したものであり、IC(集積回路)で
も良いし、ハードディスク,フロッピィディスク等の磁
気ディスクを記録媒体とする記憶装置でも良いし、CD
(コンパクトディスク)−ROM等の光ディスクを記録
媒体とする記憶装置でも良いし、その他の種類の記録媒
体を用いる記憶装置でも良い。いずれの場合にも、IC
や種々の記録媒体は、本発明に係る画像符号化制御用プ
ログラムを記録した媒体に相当する。
As shown in FIG. 3, the encoding control unit 15 and the pre-filter control unit 51 include a CPU (central processing unit) 16, a ROM (read only memory) 17, and a ROM (read only memory) 17 connected to each other via a bus 19. The CPU 16 is configured by a computer having a RAM (random access memory) 18, and executes a program stored in the ROM 17 using the RAM 18 as a working area. Are realized. The ROM 17 stores the image encoding control program according to the present invention, and may be an IC (integrated circuit), a storage device using a magnetic disk such as a hard disk or a floppy disk as a recording medium, or a CD.
(Compact disk) A storage device using an optical disk such as a ROM as a recording medium or a storage device using another type of recording medium may be used. In any case, IC
And various recording media correspond to media on which the image encoding control program according to the present invention is recorded.

【0021】図1は、図2に示した画像符号化装置の詳
細な構成を示すブロック図である。この図に示したよう
に、プリフィルタ部50は、空間方向についてのプリフ
ィルタとしての空間フィルタ52と、時間方向について
のプリフィルタとしての時間フィルタ53とを備え、入
力画像信号S1 は、空間フィルタ52,時間フィルタ5
3を順に通過するようになっている。空間フィルタ52
は空間方向のローパスフィルタからなり、具体的には、
例えばディジタルフィルタによって実現される。時間フ
ィルタ53は、時間方向のローパスフィルタからなり、
具体的には、例えば、空間フィルタ52の出力信号を1
フレーム分格納するフレームメモリ54と、空間フィル
タ52の出力信号とフレームメモリ54に格納された1
フレーム前の信号とを所定の重み付けK:(1−K)で
加算して出力する加算器55とで実現される。なお、K
は重み付け係数であり、0≦K≦1である。空間フィル
タ52は、フィルタ係数を変えることによって、通過帯
域幅等のフィルタの特性を変えることができるようにな
っている。同様に、時間フィルタ53は、重み付け係数
Kの値を変えることによって、通過帯域幅等のフィルタ
の特性を変えることができるようになっている。
FIG. 1 is a block diagram showing a detailed configuration of the image coding apparatus shown in FIG. As shown in this figure, the pre-filter unit 50 is provided with a spatial filter 52 as a pre-filter in the spatial direction, and a temporal filter 53 as a pre-filter for the time direction, the input image signals S 1, the space Filter 52, time filter 5
3 in order. Spatial filter 52
Consists of a low-pass filter in the spatial direction. Specifically,
For example, it is realized by a digital filter. The time filter 53 is composed of a low-pass filter in the time direction,
Specifically, for example, the output signal of the spatial filter 52 is set to 1
A frame memory 54 for storing the frames, an output signal of the spatial filter 52 and the one stored in the frame memory 54
This is realized by an adder 55 that adds the signal before the frame and adds a predetermined weight K: (1−K) and outputs the result. Note that K
Is a weighting coefficient, and 0 ≦ K ≦ 1. The spatial filter 52 can change the filter characteristics such as the pass bandwidth by changing the filter coefficient. Similarly, the time filter 53 can change the filter characteristics such as the pass bandwidth by changing the value of the weighting coefficient K.

【0022】エンコーダ制御部11は、プリフィルタ部
50の出力信号を入力し、符号化する順番に従ってピク
チャ(Iピクチャ,Pピクチャ,Bピクチャ)の順番を
並べ替える画像並べ替え回路21と、この画像並べ替え
回路21の出力データを入力し、フレーム構造かフィー
ルド構造かを判別し、判別結果に応じた走査変換および
16×16画素のマクロブロック化を行う走査変換・マ
クロブロック化回路22と、この走査変換・マクロブロ
ック化回路22の出力データを入力し、Iピクチャにお
けるイントラACを算出し、イントラACデータS3
符号化制御部15に送ると共に、走査変換・マクロブロ
ック化回路22の出力データをFIFOメモリ12およ
び動き検出回路14に送るイントラAC演算回路23と
を備えている。イントラACとは、Iピクチャにおい
て、8×8画素のDCTブロック内の各画素の画素値と
DCTブロック内の画素値の平均値との差分の絶対値の
総和として定義され、絵柄の複雑さを表すものと言え
る。
The encoder control section 11 receives the output signal of the pre-filter section 50, and rearranges the order of pictures (I picture, P picture, B picture) in accordance with the coding order. A scan conversion / macroblock conversion circuit 22 which receives output data of the rearrangement circuit 21, determines whether the frame structure or the field structure, and performs scan conversion and macroblock formation of 16 × 16 pixels according to the determination result. The output data of the scan conversion / macroblocking circuit 22 is input, the intra AC in the I picture is calculated, the intra AC data S 3 is sent to the encoding control unit 15, and the output data of the scan conversion / macroblocking circuit 22 is output. And an intra AC operation circuit 23 that sends the data to the FIFO memory 12 and the motion detection circuit 14. The intra AC is defined as the sum of the absolute values of the differences between the pixel value of each pixel in the DCT block of 8 × 8 pixels and the average value of the pixel values in the DCT block in the I-picture. It can be said to represent.

【0023】エンコーダ13は、FIFOメモリ12の
出力データと予測画像データとの差分をとる減算回路3
1と、この減算回路31の出力データに対して、DCT
ブロック単位でDCTを行い、DCT係数を出力するD
CT回路32と、このDCT回路32の出力データを量
子化する量子化回路33と、この量子化回路33の出力
データを可変長符号化する可変長符号化回路34と、こ
の可変長符号化回路34の出力データを一旦保持し、一
定のビットレートのビットストリームからなる圧縮画像
データS2 として出力するバッファメモリ35と、量子
化回路33の出力データを逆量子化する逆量子化回路3
6と、この逆量子化回路36の出力データに対して逆D
CTを行う逆DCT回路37と、この逆DCT回路37
の出力データと予測画像データとを加算して出力する加
算回路38と、この加算回路38の出力データを保持
し、動き検出回路14から送られる動きベクトルに応じ
て動き補償を行って予測画像データを減算回路31およ
び加算回路38に出力する動き補償回路39とを備えて
いる。バッファメモリ35は、可変長符号化回路34よ
り発生されるビット量を表す発生ビット量データS5
符号化制御部15に送るようになっている。
The encoder 13 includes a subtraction circuit 3 for calculating a difference between output data of the FIFO memory 12 and predicted image data.
1 and the output data of the subtraction circuit 31
DCT that performs DCT in block units and outputs DCT coefficients
A CT circuit 32, a quantization circuit 33 for quantizing output data of the DCT circuit 32, a variable length encoding circuit 34 for variable length encoding of the output data of the quantization circuit 33, and a variable length encoding circuit temporarily holding the 34 output data, the buffer memory 35 to output as compressed image data S 2 made from a bitstream of constant bit rate, the inverse quantization circuit 3 for inversely quantizing the output data of the quantization circuit 33
6, and the inverse D with respect to the output data of the inverse quantization circuit 36.
An inverse DCT circuit 37 for performing CT,
An addition circuit 38 for adding and outputting the output data of the prediction image data and the prediction image data, and holding the output data of the addition circuit 38 and performing motion compensation in accordance with the motion vector sent from the motion detection circuit 14 to obtain the prediction image data. , And a motion compensation circuit 39 that outputs the result to a subtraction circuit 31 and an addition circuit 38. The buffer memory 35 sends generated bit amount data S 5 representing the bit amount generated by the variable length coding circuit 34 to the coding control unit 15.

【0024】動き検出回路14は、エンコーダ制御部1
1の出力データに基づいて、圧縮符号化の対象となるピ
クチャの注目マクロブロックと、参照されるピクチャに
おいて注目マクロブロックとの間の画素値の差分の絶対
値和あるいは自乗和が最小となるマクロブロックを探し
て、動きベクトルを検出して動き補償回路39に送るよ
うになっている。また、動き検出回路14は、動きベク
トルを求める際に、最小となったマクロブロック間にお
ける画素値の差分の絶対値和あるいは自乗和を、ME残
差データS4 として符号化制御部15に送るようになっ
ている。
The motion detection circuit 14 includes the encoder control unit 1
1 is a macro that minimizes the sum of absolute values or the sum of squares of pixel value differences between the macroblock of interest of the picture to be compression-encoded and the macroblock of interest in the referenced picture based on the output data of A block is searched, a motion vector is detected, and sent to the motion compensation circuit 39. The motion detecting circuit 14 sends when obtaining the motion vector, the absolute value sum or square sum of differences of pixel values between the minimum and since macroblock, the encoding control unit 15 as the ME residual data S 4 It has become.

【0025】符号化制御部15は、動き検出回路14か
らのME残差データS4 をピクチャ全体について足し合
わせた値であるME残差を算出するME残差計算部41
と、このME残差計算部41によって算出されたME残
差とイントラAC演算回路23からのイントラACデー
タS3 とに基づいて、ピクチャの符号化の難易度を表す
符号化難易度を算出する符号化難易度計算部42と、バ
ッファメモリ35からの発生ビット量データS5 に基づ
いて、本実施の形態に係る画像符号化装置によって圧縮
符号化された画像データを伸張する画像復号化装置にお
ける入力バッファに対応する仮想的なバッファであるV
BV(Video Buffering Verifier)バッファのデータ占
有量(以下、単に占有量と言う。)を算出するVBVバ
ッファ占有量計算部43とを備えている。なお、ME残
差は、映像の動きの速さおよび絵柄の複雑さを表すもの
と言える。
The encoding control unit 15 calculates an ME residual value which is a value obtained by adding the ME residual data S 4 from the motion detection circuit 14 for the entire picture.
Based on the ME residual calculated by the ME residual calculating unit 41 and the intra AC data S 3 from the intra AC operation circuit 23, an encoding difficulty indicating the encoding difficulty of the picture is calculated. a coding difficulty calculating unit 42, based on the generated bit amount data S 5 from the buffer memory 35, the image decoding apparatus for expanding image data compressed and encoded by the image encoding apparatus according to this embodiment V which is a virtual buffer corresponding to the input buffer
A VBV buffer occupancy calculator 43 for calculating the data occupancy (hereinafter simply referred to as occupancy) of a BV (Video Buffering Verifier) buffer is provided. The ME residual can be said to represent the speed of movement of the video and the complexity of the picture.

【0026】符号化制御部15は、更に、符号化難易度
計算部42によって算出された符号化難易度とVBVバ
ッファ占有量計算部43によって算出されたVBVバッ
ファの占有量とに基づいて、目標符号量を決定する目標
符号量決定部44と、エンコーダ13における発生符号
量が目標符号量決定部44によって決定された目標符号
量となるように量子化回路33における量子化特性値に
対応する量子化インデックスを決定し、量子化回路33
に送る量子化インデックス決定部45とを備えている。
The encoding control section 15 further calculates a target based on the encoding difficulty calculated by the encoding difficulty calculating section 42 and the occupancy of the VBV buffer calculated by the VBV buffer occupancy calculating section 43. A target code amount determining unit 44 for determining the code amount, and a quantum corresponding to the quantization characteristic value in the quantization circuit 33 such that the generated code amount in the encoder 13 becomes the target code amount determined by the target code amount determining unit 44. The quantization index is determined, and the quantization
And a quantization index determination unit 45 for sending to the.

【0027】プリフィルタ制御部51は、符号化制御部
15における符号化難易度計算部42によって算出され
た符号化難易度に基づいてプリフィルタ部50を制御す
るようになっている。
The pre-filter control section 51 controls the pre-filter section 50 based on the coding difficulty calculated by the coding difficulty calculation section 42 in the coding control section 15.

【0028】ここで、符号化難易度について説明する。
符号化難易度は、ピクチャの符号化の難易度を表すもの
であるが、これは、同じ画質を保つために必要なデータ
量の比率と言い換えることができる。符号化難易度を数
値化する方法は種々考えられるが、本実施の形態では、
IピクチャについてはイントラACを用いて符号化難易
度を求め、PピクチャおよびBピクチャについてはME
残差を用いて符号化難易度を求めることとしている。前
述のように、イントラACは絵柄の複雑さを表し、ME
残差は映像の動きの速さおよび絵柄の複雑さを表し、こ
れらは符号化の難易度と強い相関があることから、イン
トラACやME残差を変数とする一次関数等により、イ
ントラACやME残差から符号化難易度を算出すること
が可能である。
Here, the encoding difficulty will be described.
The encoding difficulty represents the difficulty of encoding a picture, which can be rephrased as a ratio of the amount of data required to maintain the same image quality. There are various methods for digitizing the encoding difficulty, but in the present embodiment,
For I-pictures, the coding difficulty is obtained using intra AC, and for P-pictures and B-pictures, ME
The encoding difficulty is determined using the residual. As described above, the intra AC represents the complexity of the picture, and the ME
The residual indicates the speed of movement of the video and the complexity of the picture, and since these have a strong correlation with the difficulty of encoding, the intra AC and the linear function using the ME residual as a variable, etc. It is possible to calculate the encoding difficulty from the ME residual.

【0029】次に、符号化難易度に基づいてプリフィル
タ部50を制御する方法について概念的に説明する。本
実施の形態では、ビットレートに対する符号化難易度の
比率に基づいてプリフィルタ部50の特性を制御する第
1段階と、動き成分に基づいてプリフィルタ部50の特
性を制御する第2段階との2段階の制御を行う。
Next, a method of controlling the pre-filter unit 50 based on the encoding difficulty will be conceptually described. In the present embodiment, a first step of controlling the characteristics of the pre-filter unit 50 based on the ratio of the encoding difficulty to the bit rate, and a second step of controlling the characteristics of the pre-filter unit 50 based on the motion component Is performed in two stages.

【0030】まず、第1段階について説明する。プリフ
ィルタ部50によって情報量を削減したいのは、絵柄が
複雑で空間的な高周波成分を多く含んでいたり、動き量
が多かったりランダムな動きをしたりする場合、すなわ
ち符号化難易度が大きい場合である。それ以外の絵柄に
対してプリフィルタを使用すると、空間フィルタによる
ぼけが生じたり、時間フィルタによるジャーキネス(動
きがぎこちないこと)等の副作用だけが目立ち、いいこ
とはない。
First, the first stage will be described. The reason why the amount of information is desired to be reduced by the pre-filter unit 50 is when the pattern is complicated and contains many spatial high-frequency components, or when the motion amount is large or the motion is random, that is, when the encoding difficulty is large. It is. If a pre-filter is used for other pictures, only side effects such as blurring due to a spatial filter and jerkiness (movement is awkward) due to a temporal filter are conspicuous, which is not good.

【0031】一方、上述のような符号化難易度が大きい
映像であっても、画像符号化装置におけるビットレート
が充分に高い場合、すなわち圧縮率が低い場合には、画
質の劣化は少ないので、プリフィルタを使用する必要は
なくなる。このように、プリフィルタを使用した方が良
いか否かは、符号化難易度だけでなく、ビットレートに
よっても変化する。
On the other hand, even in the case of an image having a large encoding difficulty as described above, when the bit rate in the image encoding device is sufficiently high, that is, when the compression ratio is low, the image quality is hardly degraded. There is no need to use a pre-filter. As described above, whether it is better to use the pre-filter depends on not only the degree of difficulty of encoding but also the bit rate.

【0032】そこで、本実施の形態では、入力画像信号
の符号化難易度がビットレートに対してどれくらい大き
いかという情報に基づいて、プリフィルタ部50のオ
ン,オフ、通過帯域幅等のフィルタの特性の制御を行う
ようにしている。また、更に、符号化難易度に基づいて
プリフィルタ部50を制御するには、複数枚のピクチャ
における、ビットレートに対する符号化難易度の比率を
見ることが好ましい。これは、符号化難易度は、ピクチ
ャタイプによって変動するからである。そこで、本実施
の形態では、符号化難易度に基づいてプリフィルタ部5
0を制御するためのパラメータとして、次式によって定
義されるパラメータxを用いる。
Therefore, in the present embodiment, on / off of the pre-filter unit 50 and a filter of a filter such as a pass band width are determined based on information indicating how large the encoding difficulty of the input image signal is relative to the bit rate. The characteristics are controlled. Further, in order to control the pre-filter unit 50 based on the encoding difficulty, it is preferable to look at the ratio of the encoding difficulty to the bit rate in a plurality of pictures. This is because the encoding difficulty varies depending on the picture type. Therefore, in the present embodiment, the pre-filter unit 5
As a parameter for controlling 0, a parameter x defined by the following equation is used.

【0033】x=ΣDk /GX = ΣD k / G

【0034】なお、上式において、Dk はピクチャkの
符号化難易度を表し、kはピクチャの符号化順を表し、
Σはk=1からN(Nは1GOP(グループ・オブ・ピ
クチャ)分のピクチャの枚数)までの総和を意味する。
また、Gは次式によって定義される。
In the above equation, D k represents the encoding difficulty of picture k, k represents the encoding order of the pictures,
Σ means the sum total from k = 1 to N (N is the number of pictures for one GOP (group of pictures)).
G is defined by the following equation.

【0035】 G=(〔ビットレート〕×N)/〔ピクチャレート〕G = ([bit rate] × N) / [picture rate]

【0036】なお、上式において、〔ビットレート〕
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)を表
し、〔ピクチャレート〕は、1秒当たりのピクチャの枚
数(例えばNTSC圏では30、PAL圏では25)で
ある。従って、Gは、N枚分のピクチャに対応する時間
に割り当てられるデータ量(ビット量)を表し、xは、
N枚分のピクチャに対応する時間に割り当てられるデー
タ量(ビット量)に対するN枚分のピクチャの符号化難
易度Dk の和の比率を表す。なお、必ずしもN枚分のピ
クチャを用いてxを求める必要はなく、Nより大きい数
や小さい数の枚数分のピクチャを用いてxを求めるよう
にしても良い。ただし、Nよりもあまり大きい数をとる
と、パラメータxの精度が落ち、Nよりもあまり小さい
数をとるとパラメータxの変動が大きくなることに留意
する必要がある。
In the above equation, [bit rate]
Represents the amount of data (bit amount) per second determined based on the transmission capacity of the communication line and the recording capacity of the recording medium, and [picture rate] represents the number of pictures per second (for example, 30 in the NTSC area). , 25) in the PAL area. Therefore, G represents the data amount (bit amount) allocated to the time corresponding to N pictures, and x is
It represents the ratio of the sum of the encoding difficulty Dk of the N pictures to the data quantity (bit quantity) allocated to the time corresponding to the N pictures. Note that it is not always necessary to obtain x using N pictures, and x may be obtained using pictures larger or smaller than N. However, it should be noted that if the number is much larger than N, the precision of the parameter x decreases, and if the number is too small, the variation of the parameter x becomes large.

【0037】本実施の形態では、第1段階として、例え
ば上記のように定義されたパラメータxの大きさに応じ
て、プリフィルタ部50の特性を制御する。具体的に
は、例えば、パラメータxの大きさに応じて、空間フィ
ルタ52を実現するディジタルフィルタにおけるタップ
係数(フィルタ係数)を変えることによって、空間フィ
ルタ52の通過帯域幅等を変え、また、パラメータxの
大きさに応じて、時間フィルタ53における重み付け係
数Kの値を変えることによって、時間フィルタ53の通
過帯域幅等を変えることになる。
In the present embodiment, as a first step, the characteristics of the pre-filter unit 50 are controlled according to, for example, the magnitude of the parameter x defined as described above. Specifically, for example, by changing the tap coefficient (filter coefficient) in the digital filter that realizes the spatial filter 52 according to the magnitude of the parameter x, the pass bandwidth of the spatial filter 52 is changed, and By changing the value of the weighting coefficient K in the time filter 53 according to the magnitude of x, the pass band width of the time filter 53 is changed.

【0038】図4は、パラメータxの大きさと空間フィ
ルタ52の通過帯域幅との関係の一例を示したものであ
る。この図において、横軸はxの値、縦軸は空間フィル
タ52の通過帯域幅を表している。この例では、空間フ
ィルタ52の通過帯域幅を、スルー(そのまま通過;フ
ィルタのオフ),5.0MHz,4.5MHz,4.0
MHz,3.5MHzの5種類用意し、図4において符
号61(実線)で示したように、0≦x<δ1 のときは
スルー、δ1 ≦x<δ2 のときは5.0MHz、δ2
x<δ3 のときは4.5MHz、δ3 ≦x<δ4 のとき
は4.0MHz、δ4 ≦xのときは3.5MHzを選択
するようにしている。なお、δ1 <δ2<δ3 <δ4
ある。
FIG. 4 shows an example of the relationship between the magnitude of the parameter x and the pass bandwidth of the spatial filter 52. In this figure, the horizontal axis represents the value of x, and the vertical axis represents the pass bandwidth of the spatial filter 52. In this example, the pass band width of the spatial filter 52 is set to through (pass as it is; filter is off), 5.0 MHz, 4.5 MHz, and 4.0.
5 and 3.5 MHz are prepared. As shown by reference numeral 61 (solid line) in FIG. 4, through is performed when 0 ≦ x <δ 1 , 5.0 MHz when δ 1 ≦ x <δ 2 , δ 2
When x <δ 3 , 4.5 MHz is selected, when δ 3 ≦ x <δ 4 , 4.0 MHz, and when δ 4 ≦ x, 3.5 MHz is selected. Note that δ 1234 .

【0039】次に、第2段階について説明する。上記第
1段階のように、パラメータxの値だけからプリフィル
タ部50の特性を決定した場合、人間の視覚特性によっ
て次のような不具合が生じる。すなわち、例えば細かい
模様の物体がゆっくりと動くような絵柄では、空間的な
高周波成分が大きいので、符号化難易度は大きくなり、
xの値も大きくなる。しかし、ここで、プリフィルタを
きつめにかけてしまう(通過帯域幅を狭してしまう)
と、細かい模様が失われる。ゆっくりとした動きに対し
ては人間の目は良く追従するので、このようなぼけはす
ぐに感知されてしまい、かえって復号化後の視覚的な画
質の印象を悪くする。
Next, the second stage will be described. When the characteristics of the pre-filter unit 50 are determined only from the value of the parameter x as in the first stage, the following problems occur due to human visual characteristics. That is, for example, in a pattern in which a finely patterned object moves slowly, since the spatial high-frequency component is large, the encoding difficulty becomes large,
The value of x also increases. However, here, the pre-filter is tightened (pass band width is narrowed).
Then, fine patterns are lost. Since the human eye follows the slow motion well, such a blur is immediately perceived, and the visual image quality after decoding is rather deteriorated.

【0040】一方、動きが非常に速い映像については、
人間の視覚特性では、ぼけに対して気付きにくくなって
いる。従って、動きが速い映像であることが分かれば、
プリフィルタはきつめにかけた方が良い。これは、動き
が速い映像において高周波成分を表現しようとすると、
ブロック歪み等の顕著な画質劣化を引き起こすからであ
る。
On the other hand, for an image that moves very quickly,
Human visual characteristics make it hard to notice blur. Therefore, if you know that the video is fast moving,
The prefilter should be tight. This is because when trying to express high-frequency components in fast-moving video,
This is because remarkable image quality deterioration such as block distortion is caused.

【0041】このような考え方に基づき、本実施の形態
では、映像の動きの大きさを表す動き成分が大きい場合
にはプリフィルタをきつめにかけ、動き成分が小さい場
合にはプリフィルタを緩めにかけるという処理をリアル
タイムに実現することを考える。映像の動き成分を判断
するパラメータとしては、例えば、ME残差等に基づい
て算出した最新のBピクチャの符号化難易度DB と、イ
ントラAC等に基づいて算出した最新のIピクチャの符
号化難易度DI との比率y=DI /DB を用いる。動き
が大きい絵柄では、動き予測誤差が増えるし、動きベク
トル自体の符号量も増えるから、Bピクチャの符号量は
増え、その結果、y=DI /DB が小さくなる。そこ
で、本実施の形態では、第2段階として、yの値が小さ
いほど動き成分が大きいと判断して、プリフィルタをき
つめにかけるように、プリフィルタ部50を制御する。
このような制御は、例えば、第1段階で決定されたフィ
ルタ特性をyの値に応じて変更することで実現すること
ができる。
Based on such a concept, in the present embodiment, the pre-filter is tightened when the motion component representing the magnitude of the video motion is large, and the pre-filter is loosened when the motion component is small. Consider realizing the process of applying in real time. The parameters that determine the motion component of the image, for example, the latest encoding difficulty D B of the B picture which is calculated on the basis of the ME residual and the like, the coding of the most recent I-picture which is calculated on the basis of the intra AC, etc. using the ratio y = D I / D B with difficulty D I. The motion is large the picture, to the motion prediction error increases, because also increases the amount of codes of the motion vectors themselves, coding of B-pictures is increased, as a result, has y = D I / D B decreases. Therefore, in the present embodiment, as the second stage, it is determined that the motion component is larger as the value of y is smaller, and the pre-filter unit 50 is controlled so that the pre-filter is tighter.
Such control can be realized, for example, by changing the filter characteristic determined in the first stage according to the value of y.

【0042】図4には、第1段階で決定された空間フィ
ルタ52の通過帯域幅を、yの値に応じて3段階に変更
する例を示している。この例では、y≧4の場合には第
1段階で決定された空間フィルタ52の通過帯域幅を変
更せず、3≦y<4のときは、符号62で示したよう
に、第1段階で決定された空間フィルタ52の通過帯域
幅を0.5MHzだけ狭くし、2≦y<3のときは、符
号63で示したように、第1段階で決定された空間フィ
ルタ52の通過帯域幅を1.0MHzだけ狭くし、y<
2のときは、符号64で示したように、第1段階で決定
された空間フィルタ52の通過帯域幅を1.5MHzだ
け狭くするようにしている。
FIG. 4 shows an example in which the pass band width of the spatial filter 52 determined in the first stage is changed to three stages according to the value of y. In this example, when y ≧ 4, the pass bandwidth of the spatial filter 52 determined in the first step is not changed, and when 3 ≦ y <4, the first step Is narrowed by 0.5 MHz, and when 2 ≦ y <3, the pass bandwidth of the spatial filter 52 determined in the first stage is determined as indicated by reference numeral 63. Is narrowed by 1.0 MHz, and y <
In the case of 2, as indicated by reference numeral 64, the pass band width of the spatial filter 52 determined in the first stage is narrowed by 1.5 MHz.

【0043】次に、本実施の形態に係る画像符号化装置
の動作について説明する。入力画像信号S1 は、プリフ
ィルタ部50の空間フィルタ52,時間フィルタ53を
順に通過した後、エンコーダ制御部11に入力される。
エンコーダ制御部11では、まず、画像並べ替え回路2
1によって、符号化する順番に従ってピクチャ(Iピク
チャ,Pピクチャ,Bピクチャ)の順番を並べ替え、次
に、走査変換・マクロブロック化回路22によって、フ
レーム構造かフィールド構造かを判別し、判別結果に応
じた走査変換およびマクロブロック化を行い、次に、I
ピクチャの場合には、イントラAC演算回路23によっ
てイントラACを算出してイントラACデータS3 を符
号化制御部15に送る。また、走査変換・マクロブロッ
ク化回路22の出力データは、イントラAC演算回路2
3を経て、FIFOメモリ12および動き検出回路14
に送られる。
Next, the operation of the image coding apparatus according to this embodiment will be described. The input image signal S 1 is input to the encoder control unit 11 after passing through the spatial filter 52 and the time filter 53 of the pre-filter unit 50 in order.
In the encoder control unit 11, first, the image rearranging circuit 2
1, the order of the pictures (I picture, P picture, B picture) is rearranged in accordance with the coding order, and then the scan conversion / macroblocking circuit 22 determines whether the frame structure or the field structure, Is performed according to the scan conversion and the macroblock conversion.
In the case of a picture, an intra AC is calculated by the intra AC operation circuit 23 and the intra AC data S 3 is sent to the encoding control unit 15. The output data of the scan conversion / macroblock conversion circuit 22 is output from the intra AC operation circuit 2.
3, the FIFO memory 12 and the motion detection circuit 14
Sent to

【0044】FIFOメモリ12は、符号化難易度計算
部42において、符号化が終了したピクチャに引き続く
N枚分のピクチャの符号化難易度を算出するのに必要な
時間だけ、入力した画像データを遅延して、エンコーダ
13に出力する。動き検出回路14は、動きベクトルを
検出して動き補償回路39に送ると共に、ME残差デー
タS4 をME残差計算部41に送る。
The FIFO memory 12 stores the input image data for the time necessary for the encoding difficulty calculator 42 to calculate the encoding difficulty of N pictures subsequent to the picture for which encoding has been completed. The signal is output to the encoder 13 with a delay. Motion detection circuit 14, and sends to detect the motion vector to the motion compensation circuit 39, sends the ME residue data S 4 to the ME residual calculating portion 41.

【0045】Iピクチャの場合には、エンコーダ13で
は、減算回路31において予測画像データとの差分をと
ることなく、FIFOメモリ12の出力データをそのま
まDCT回路32に入力してDCTを行い、量子化回路
33によってDCT係数を量子化し、可変長符号化回路
34によって量子化回路33の出力データを可変長符号
化し、バッファメモリ35によって可変長符号化回路3
4の出力データを一旦保持し、一定のビットレートのビ
ットストリームからなる圧縮画像データS2 として出力
する。また、逆量子化回路36によって量子化回路33
の出力データを逆量子化し、逆DCT回路37によって
逆量子化回路36の出力データに対して逆DCTを行
い、逆DCT回路37の出力画像データを加算回路38
を介して動き補償回路39に入力して保持させる。
In the case of an I picture, the encoder 13 inputs the output data of the FIFO memory 12 as it is to the DCT circuit 32 without performing a difference from the predicted image data in the subtraction circuit 31, performs DCT, and performs quantization. The DCT coefficient is quantized by the circuit 33, the output data of the quantization circuit 33 is variable-length encoded by the variable-length encoding circuit 34, and the variable-length encoding circuit 3 is encoded by the buffer memory 35.
Temporarily holding the fourth output data, and outputs it as compressed image data S 2 made from a bitstream of constant bit rate. Also, the quantization circuit 33 is generated by the inverse quantization circuit 36.
Is inversely quantized by the inverse DCT circuit 37, inverse DCT is performed on the output data of the inverse quantization circuit 36, and the output image data of the inverse DCT circuit 37 is added to the addition circuit 38.
Is input to the motion compensation circuit 39 via the.

【0046】Pピクチャの場合には、エンコーダ13で
は、動き補償回路39によって、保持している過去のI
ピクチャまたはPピクチャに対応する画像データと動き
検出回路14からの動きベクトルとに基づいて予測画像
データを生成し、予測画像データを減算回路31および
加算回路38に出力する。また、減算回路31によっ
て、FIFOメモリ12の出力データと動き補償回路3
9からの予測画像データとの差分をとり、DCT回路3
2によってDCTを行い、量子化回路33によってDC
T係数を量子化し、可変長符号化回路34によって量子
化回路33の出力データを可変長符号化し、バッファメ
モリ35によって可変長符号化回路34の出力データを
一旦保持し圧縮画像データS2 として出力する。また、
逆量子化回路36によって量子化回路33の出力データ
を逆量子化し、逆DCT回路37によって逆量子化回路
36の出力データに対して逆DCTを行い、加算回路3
8によって逆DCT回路37の出力データと予測画像デ
ータとを加算し、動き補償回路39に入力して保持させ
る。
In the case of a P picture, the encoder 13 in the encoder 13 stores the past I
It generates predicted image data based on the image data corresponding to the picture or the P picture and the motion vector from the motion detection circuit, and outputs the predicted image data to the subtraction circuit 31 and the addition circuit. The output data of the FIFO memory 12 and the motion compensation circuit 3 are output by the subtraction circuit 31.
9 and the difference between the predicted image data and the DCT circuit 3
2 performs DCT, and the quantization circuit 33 performs DCT.
The T coefficients quantizes the output data of the quantization circuit 33 by the variable-length coding circuit 34 variable-length coding, as to temporarily holds the output data of the variable length coding circuit 34 by the buffer memory 35 the compressed image data S 2 I do. Also,
The output data of the quantization circuit 33 is inversely quantized by the inverse quantization circuit 36, the inverse DCT circuit 37 performs inverse DCT on the output data of the inverse quantization circuit 36, and the addition circuit 3
8, the output data of the inverse DCT circuit 37 and the predicted image data are added and input to the motion compensation circuit 39 to be held.

【0047】Bピクチャの場合には、エンコーダ13で
は、動き補償回路39によって、保持している過去およ
び未来のIピクチャまたはPピクチャに対応する2つの
画像データと動き検出回路14からの2つの動きベクト
ルとに基づいて予測画像データを生成し、予測画像デー
タを減算回路31および加算回路38に出力する。ま
た、減算回路31によって、FIFOメモリ12の出力
データと動き補償回路39からの予測画像データとの差
分をとり、DCT回路32によってDCTを行い、量子
化回路33によってDCT係数を量子化し、可変長符号
化回路34によって量子化回路33の出力データを可変
長符号化し、バッファメモリ35によって可変長符号化
回路34の出力データを一旦保持し圧縮画像データS2
として出力する。なお、Bピクチャは動き補償回路39
に保持させない。
In the case of a B picture, the encoder 13 in the encoder 13 uses the motion compensation circuit 39 to hold two pieces of image data corresponding to the past and future I or P pictures and the two motions from the motion detection circuit 14. It generates predicted image data based on the vector and outputs the predicted image data to the subtraction circuit 31 and the addition circuit. Further, the difference between the output data of the FIFO memory 12 and the predicted image data from the motion compensation circuit 39 is calculated by the subtraction circuit 31, the DCT is performed by the DCT circuit 32, the DCT coefficient is quantized by the quantization circuit 33, and the variable length The output data of the quantization circuit 33 is subjected to variable-length encoding by the encoding circuit 34, and the output data of the variable-length encoding circuit 34 is temporarily held by the buffer memory 35, and the compressed image data S 2
Output as Note that the B picture is stored in the motion compensation circuit 39.
Not to be held.

【0048】なお、バッファメモリ35は、可変長符号
化回路34より発生されるビット量を表す発生ビット量
データS5 を符号化制御部15に送る。
The buffer memory 35 sends the generated bit amount data S 5 representing the bit amount generated by the variable length coding circuit 34 to the coding control unit 15.

【0049】符号化制御部15では、符号化難易度計算
部42によって、イントラAC演算回路23からのイン
トラACデータS3 とME残差計算部41で算出したM
E残差より、符号化難易度を計算し、パラメータxを求
め、VBVバッファ占有量計算部43によってVBVバ
ッファの占有量を計算する。そして、目標符号量決定部
44によって、パラメータxとVBVバッファ占有量計
算部43によって算出されているVBVバッファの占有
量とに基づいて目標符号量を計算し、量子化インデック
ス決定部45に送り、量子化インデックス決定部45に
よって、エンコーダ13における発生符号量が目標符号
量決定部44によって決定された目標符号量となるよう
に量子化回路33における量子化特性値に対応する量子
化インデックスを決定し、量子化回路33に送る。
In the coding control unit 15, the coding difficulty calculating unit 42 calculates the intra AC data S 3 from the intra AC calculating circuit 23 and the M calculated by the ME residual calculating unit 41.
The encoding difficulty is calculated from the E residual, the parameter x is obtained, and the VBV buffer occupancy calculator 43 calculates the occupancy of the VBV buffer. Then, the target code amount determining unit 44 calculates a target code amount based on the parameter x and the VBV buffer occupancy calculated by the VBV buffer occupancy calculating unit 43, and sends the target code amount to the quantization index determining unit 45. The quantization index determination unit 45 determines a quantization index corresponding to the quantization characteristic value in the quantization circuit 33 so that the generated code amount in the encoder 13 becomes the target code amount determined by the target code amount determination unit 44. , To the quantization circuit 33.

【0050】次に、図5の流れ図を参照して、プリフィ
ルタ部50の制御に関する動作について説明する。な
お、図5では、簡単のために、空間フィルタ52の制御
についてのみ示している。この動作では、まず、符号化
難易度計算部42によって、符号化難易度を計算し、パ
ラメータxを求める(ステップS101)。次に、プリ
フィルタ制御部51は、パラメータxの値に応じて、例
えば図4に示した関係に基づいて、第1段階として、プ
リフィルタ(ここでは空間フィルタ52)の通過帯域幅
を決める(ステップS102)。次に、プリフィルタ制
御部51は、IピクチャとBピクチャの符号化難易度の
比率yを計算し(ステップS103)、yの大きさを判
定し(ステップS104)、yの大きさに応じて以下の
処理を行う。すなわち、図4に示した例では、y≧4の
場合には第1段階で決定された通過帯域幅を変更せず、
3≦y<4のときは、第1段階で決定された通過帯域幅
を0.5MHzだけ狭くし(ステップS105)、2≦
y<3のときは、第1段階で決定された通過帯域幅を
1.0MHzだけ狭くし(ステップS106)、y<2
のときは、第1段階で決定された空間フィルタ52の通
過帯域幅を1.5MHzだけ狭くする(ステップS10
7)。次に、プリフィルタ制御部51は、以上のように
して決定された通過帯域幅になるように、プリフィルタ
(ここでは空間フィルタ52)の係数を設定し(ステッ
プS108)、メインルーチンにリターンする。以上の
動作は、各ピクチャ毎に行われる。
Next, the operation related to the control of the pre-filter unit 50 will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that FIG. 5 shows only control of the spatial filter 52 for simplicity. In this operation, first, the encoding difficulty calculator 42 calculates the encoding difficulty and obtains the parameter x (step S101). Next, the pre-filter control unit 51 determines the pass bandwidth of the pre-filter (in this case, the spatial filter 52) as the first step based on the value of the parameter x, for example, based on the relationship shown in FIG. Step S102). Next, the pre-filter control unit 51 calculates the ratio y of the encoding difficulty of the I picture and the B picture (Step S103), determines the magnitude of y (Step S104), and determines the magnitude of y according to the magnitude of y. The following processing is performed. That is, in the example shown in FIG. 4, if y ≧ 4, the pass bandwidth determined in the first stage is not changed,
When 3 ≦ y <4, the pass bandwidth determined in the first stage is narrowed by 0.5 MHz (step S105), and 2 ≦
If y <3, the pass bandwidth determined in the first stage is narrowed by 1.0 MHz (step S106), and y <2
, The pass bandwidth of the spatial filter 52 determined in the first stage is narrowed by 1.5 MHz (step S10).
7). Next, the pre-filter control unit 51 sets the coefficients of the pre-filter (here, the spatial filter 52) so as to have the pass bandwidth determined as described above (step S108), and returns to the main routine. . The above operation is performed for each picture.

【0051】ここまでは、空間フィルタ52の制御につ
いて説明してきたが、時間フィルタ53の制御は、タッ
プ係数の代わりに重み付け係数Kによって行う他は、空
間フィルタ52の制御と同様である。なお、時間フィル
タの特性を表す場合、図4における通過帯域幅の代わり
に、縦軸には例えば重み付け係数Kをとる。Kの値が小
さいほどフィルタはきつめになる。
The control of the spatial filter 52 has been described so far. The control of the temporal filter 53 is the same as the control of the spatial filter 52 except that the control of the temporal filter 53 is performed using the weighting coefficient K instead of the tap coefficient. When representing the characteristics of the time filter, a weighting coefficient K is taken on the vertical axis instead of the pass bandwidth in FIG. The smaller the value of K, the tighter the filter.

【0052】以上説明したように本実施の形態に係る画
像符号化装置によれば、入力画像信号をリアルタイムに
符号化しながら、入力画像の符号化難易度に応じてプリ
フィルタ部50の特性を適応的に制御することができる
ので、入力画像の符号化難易度が大きいときには情報量
を削減することによってブロック歪み等の目に付く歪み
を軽減することができ、入力画像の符号化難易度が小さ
いときには情報量の削減による画質の劣化を防止するこ
とができる。更に、本実施の形態に係る画像符号化装置
によれば、動き成分が大きいときにはプリフィルタをき
つめにかけ、動き成分が小さいときにはプリフィルタを
緩めにかけることができ、プリフィルタによるぼけに気
付かれにくくしながら、復号化後の視覚的な画質の印象
を向上させることができる。
As described above, according to the image encoding apparatus of the present embodiment, the characteristics of the pre-filter unit 50 are adapted according to the degree of difficulty of encoding the input image while encoding the input image signal in real time. When the coding difficulty of the input image is large, the amount of information can be reduced to reduce noticeable distortion such as block distortion, and the coding difficulty of the input image is small. At times, it is possible to prevent the image quality from deteriorating due to the reduction in the amount of information. Furthermore, according to the image coding apparatus according to the present embodiment, when the motion component is large, the pre-filter can be applied tightly, and when the motion component is small, the pre-filter can be applied loosely. It is possible to improve the visual impression of the image quality after decoding while making it difficult.

【0053】図6は、本発明の第2の実施の形態に係る
画像符号化装置の構成を示すブロック図である。本実施
の形態に係る画像符号化装置は、MPEG方式の圧縮ア
ルゴリズムとして有名なTM5(test model 5;ISO/IEC
JTC/SC29(1993) )等で代表されるような、過去に圧縮
符号化して得られた発生符号量に基づいて発生符号量の
制御を行うフィードバック型のレート制御を行う構成の
例である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus according to the second embodiment of the present invention. The image encoding apparatus according to the present embodiment uses a well-known TM5 (test model 5; ISO / IEC
JTC / SC29 (1993)) is an example of a configuration for performing feedback type rate control for controlling the generated code amount based on the generated code amount obtained by compression encoding in the past.

【0054】この画像符号化装置は、入力画像信号S1
を入力し、その情報量を削減するためのプリフィルタ部
50と、このプリフィルタ部50の出力信号を入力し、
圧縮符号化のための前処理等を行うエンコーダ制御部1
1と、このエンコーダ制御部11の出力データを入力
し、ピクチャ毎にピクチャタイプに応じた符号化方法に
よって圧縮符号化して、圧縮画像データS2 を出力する
符号化手段としてのエンコーダ13と、エンコーダ制御
部11の出力データに基づいて動きベクトルを検出し、
エンコーダ13に送る動き検出回路14と、エンコーダ
13から出力される発生ビット量データS7 に基づいて
エンコーダ13を制御する符号化制御部75と、この符
号化制御部75からのデータに基づいて、プリフィルタ
制御信号S6 によってプリフィルタ部50の特性を制御
するプリフィルタ制御部51とを備えている。この画像
符号化装置において、符号化制御部75以外の構成は、
第1の実施の形態と同様である。
This image coding apparatus uses an input image signal S 1
And a pre-filter unit 50 for reducing the amount of information, and an output signal of the pre-filter unit 50,
Encoder control unit 1 that performs pre-processing and the like for compression encoding
1 and inputs the output data of the encoder control unit 11, and compression coding by the coding method according to picture type for each picture, the encoder 13 as an encoding means for outputting the compressed image data S 2, encoder Detecting a motion vector based on output data of the control unit 11;
A motion detecting circuit 14 sends to the encoder 13, the coding control unit 75 for controlling the encoder 13 based on the generated bit amount data S 7 output from the encoder 13, based on data from the encoding control unit 75, A pre-filter control section 51 for controlling the characteristics of the pre-filter section 50 by the pre-filter control signal S 6 . In this image encoding device, the configuration other than the encoding control unit 75 is as follows.
This is the same as in the first embodiment.

【0055】符号化制御部75は、エンコーダ13の可
変長符号化回路34から出力される発生ビット量データ
7 に基づいて符号化難易度を算出する符号化難易度計
算部46と、この符号化難易度計算部46によって算出
された符号化難易度に基づいて、目標符号量を決定する
目標符号量決定部44と、エンコーダ13における発生
符号量が目標符号量決定部44によって決定された目標
符号量となるように量子化回路33における量子化特性
値に対応する量子化インデックスを決定し、量子化回路
33に送る量子化インデックス決定部45とを備えてい
る。
The encoding control unit 75 includes an encoding difficulty calculating unit 46 for calculating the encoding difficulty based on the generated bit amount data S 7 output from the variable length encoding circuit 34 of the encoder 13, A target code amount determining unit 44 for determining a target code amount based on the encoding difficulty calculated by the encoding difficulty calculating unit 46, and a target code amount generated in the encoder 13 by the target code amount determining unit 44. A quantization index determining unit 45 that determines a quantization index corresponding to a quantization characteristic value in the quantization circuit 33 so as to obtain a code amount and sends the quantization index to the quantization circuit 33 is provided.

【0056】なお、プリフィルタ制御部51は、符号化
制御部15における符号化難易度計算部46によって算
出された符号化難易度に基づいてプリフィルタ部50を
制御するようになっている。
The pre-filter control section 51 controls the pre-filter section 50 based on the coding difficulty calculated by the coding difficulty calculation section 46 in the coding control section 15.

【0057】本実施の形態では、符号化難易度計算部4
6で算出する符号化難易度として、符号化が終了したピ
クチャのグローバル・コンプレキシティ(Global Compl
exity )を用いている。なお、グローバル・コンプレキ
シティとは、画面の複雑さを示すパラメータであり、具
体的にはピクチャの圧縮符号化時の発生符号量とピクチ
ャの圧縮符号化時の平均量子化スケールコード(量子化
特性値)との積として求められる(例えば、オーム社発
行の「テレビジョン学会マルチメディア選書MPEG」
の第111ページ参照。)。
In the present embodiment, the encoding difficulty calculating section 4
As the encoding difficulty calculated in step 6, the global complexity (Global Compl.
exity). The global complexity is a parameter indicating the complexity of a screen. Specifically, the amount of generated code at the time of compression encoding of a picture and the average quantization scale code (quantization at the time of compression encoding of a picture) (E.g., "Television Society Multimedia Selection MPEG" issued by Ohmsha)
See page 111. ).

【0058】本実施の形態におけるその他の動作および
効果は、第1の実施の形態と同様である。
Other operations and effects of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.

【0059】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されず、例えば、符号化難易度に基づいてプリフィルタ
部50を制御する際に、実施の形態で用いたパラメータ
xや比率y、あるいはグローバル・コンプレキシティの
他に、符号化難易度が増加傾向にあるのか減少傾向にあ
るのかという変化傾向の情報も加えて判定することで、
今後の入力画像の絵柄の難しさの予測精度を更に向上さ
せて、プリフィルタ部50の制御をより適切に行うこと
が可能となる。なお、符号化難易度の変化傾向の情報
は、例えば、時系列的に求まった符号化難易度を最小自
乗法等により直線近似し、その傾きから求めることがで
きる。この場合、符号化難易度の変化傾向の情報は、例
えば、符号化難易度計算部42,46において求める。
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, when controlling the pre-filter unit 50 based on the degree of difficulty of encoding, the parameters x and ratio y, Alternatively, in addition to the global complexity, information of the changing tendency of whether the encoding difficulty is increasing or decreasing is also determined,
It is possible to further improve the accuracy of predicting the difficulty of the pattern of the input image in the future, and more appropriately control the pre-filter unit 50. The information on the tendency of the change of the encoding difficulty can be obtained by, for example, linearly approximating the encoding difficulty obtained in time series by the least square method or the like, and obtaining the inclination. In this case, information on the change tendency of the encoding difficulty is obtained by the encoding difficulty calculators 42 and 46, for example.

【0060】また、第1の実施の形態では、図2に示し
たように、エンコーダ13の他に別のエンコーダを設け
ることなく、圧縮符号化する前の画像データの特徴に基
づいて発生符号量の制御を行うフィードフォワード型の
レート制御を行う構成としたが、本発明は、圧縮符号化
後のデータ量を見積もるためにエンコーダ13とは別の
1パス目のエンコーダを設けて、この1パス目のエンコ
ーダによって圧縮符号化することによって見積もられた
データ量に基づいて2パス目のエンコーダ13における
発生符号量の制御を行うフィードフォワード型のレート
制御を行う構成にも適用することができる。この場合に
は、1パス目のエンコーダによって圧縮符号化すること
によって得られた発生符号量に基づいて符号化難易度を
求めることが可能である。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the amount of generated code is based on the characteristics of image data before compression encoding without providing another encoder in addition to the encoder 13. However, the present invention provides a first-pass encoder separate from the encoder 13 in order to estimate the amount of data after compression encoding. The present invention can also be applied to a configuration in which a feedforward rate control for controlling the amount of generated codes in the second-pass encoder 13 based on the amount of data estimated by compression-encoding by the second encoder. In this case, it is possible to determine the encoding difficulty based on the generated code amount obtained by performing the compression encoding by the encoder of the first pass.

【0061】また、第2の実施の形態のようなフィード
バック型のレート制御を行う構成において、既に圧縮符
号化したピクチャの符号化難易度に基づいて、直線近似
等によって今後の数枚分のピクチャの符号化難易度を予
測し、この予測した符号化難易度に基づいてプリフィル
タ部50を制御するようにしても良い。
Further, in a configuration in which the feedback type rate control is performed as in the second embodiment, several future pictures may be obtained by linear approximation or the like based on the coding difficulty of the pictures already compressed and coded. May be predicted, and the pre-filter unit 50 may be controlled based on the predicted coding difficulty.

【0062】更に、フィードフォワード型のレート制御
を行う構成において直線近似等によって符号化難易度の
変化傾向を求める場合や、フィードバック型のレート制
御を行う構成において直線近似等によって今後の数枚分
のピクチャの符号化難易度を予測する場合において、シ
ーンチェンジ時には符号化難易度の連続性がなくなるの
で、シーンチェンジ時には、符号化難易度の変化傾向を
求める処理や符号化難易度を予測する処理をシーンチェ
ンジ前までで完結させ、シーンチェンジ後に新たに処理
を行うようにすれば、より精度が向上する。
Further, in a configuration in which feed-forward type rate control is performed, a tendency of a change in encoding difficulty is obtained by linear approximation or the like. When predicting the encoding difficulty of a picture, since the continuity of the encoding difficulty is lost at the time of a scene change, a process of calculating a change tendency of the encoding difficulty or a process of predicting the encoding difficulty at the time of a scene change is performed. If the processing is completed before the scene change and a new process is performed after the scene change, the accuracy is further improved.

【0063】また、言うまでもなく、図4はプリフィル
タの特性の一例を表したものでありプリフィルタの特性
は適宜に設定することができる。
Further, needless to say, FIG. 4 shows an example of the characteristics of the pre-filter, and the characteristics of the pre-filter can be appropriately set.

【0064】また、符号化難易度は、実施の形態で挙げ
たイントラAC,ME残差,グローバル・コンプレキシ
ティ等を用いたものに限らず、ピクチャの符号化の難易
度を表すものであれば、他のパラメータでも良い。ま
た、動き成分を表すパラメータも、実施の形態で挙げた
比率y=DI /DB に限らず、入力画像データにおける
動きの大きさを表すものであれば、他のパラメータでも
良い。例えば、最新のPピクチャの符号化難易度DP
最新のIピクチャの符号化難易度DI との比率DI /D
P を用いても良い。
The encoding difficulty is not limited to the one using the intra AC, the ME residual, the global complexity, etc. described in the embodiment, but may be any one representing the encoding difficulty of the picture. Other parameters may be used. The parameter representing the motion component is not limited to the ratio y = D I / D B mentioned in the embodiments, as long as it represents the magnitude of the motion in the input image data, or other parameters. For example, the ratio D I / D of the coding difficulty D I of the latest encoding difficulty D P, the latest I-picture of P picture
P may be used.

【0065】また、実施の形態ではプリフィルタ部50
が空間フィルタ52と時間フィルタ53の双方を有する
例を挙げたが、本発明は、プリフィルタとして空間フィ
ルタと時間フィルタのいずれか一方をのみを有する画像
符号化装置にも適用することができる。
In the embodiment, the pre-filter unit 50
Has been described as having both the spatial filter 52 and the temporal filter 53, but the present invention can also be applied to an image coding apparatus having only one of a spatial filter and a temporal filter as a pre-filter.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし6
のいずれかに記載の画像符号化装置、請求項7ないし1
0のいずれかに記載の画像符号化制御方法または請求項
11ないし14のいずれかに記載の画像符号化制御用プ
ログラムを記録した媒体によれば、入力画像データの符
号化の難易度を表す符号化難易度を算出し、この符号化
難易度に応じて、プリフィルタの特性を制御するように
したので、リアルタイムに符号化しながら、入力画像の
特徴に応じてプリフィルタを適応的に使用することがで
き、入力画像の符号化難易度が大きいときには情報量を
削減することによって符号化歪みによる画質の劣化を軽
減することができ、入力画像の符号化難易度が小さいと
きには情報量の削減による画質の劣化を防止することが
できるという効果を奏する。
As described above, claims 1 to 6
An image encoding device according to any one of claims 1 to 7,
According to the image encoding control method described in any one of claims 0 to 15 or the medium storing the image encoding control program according to any one of claims 11 to 14, a code representing the difficulty of encoding the input image data. The encoding difficulty is calculated, and the characteristics of the pre-filter are controlled according to the encoding difficulty, so that the pre-filter is adaptively used according to the characteristics of the input image while encoding in real time. When the encoding difficulty of the input image is large, it is possible to reduce the information amount by reducing the amount of information, and to reduce the deterioration of the image quality due to the encoding distortion. When the encoding difficulty of the input image is small, the image quality is reduced by the information amount. This has the effect of preventing the deterioration of the device.

【0067】また、請求項5または6記載の画像符号化
装置、請求項9または10記載の画像符号化制御方法ま
たは請求項13または14記載の画像符号化制御用プロ
グラムを記録した媒体によれば、入力画像データにおけ
る動きの大きさを表す動き成分を算出し、符号化難易度
と動き成分とに応じてプリフィルタの特性を制御するよ
うにしたので、上記効果に加え、視覚的な画質の印象を
向上させることが可能となるという効果を奏する。
Further, according to the image encoding apparatus of the fifth or sixth aspect, the image encoding control method of the ninth or tenth aspect, or the medium recording the image encoding control program of the thirteenth or fourteenth aspect. Since the motion component representing the magnitude of the motion in the input image data is calculated and the characteristics of the pre-filter are controlled according to the encoding difficulty and the motion component, in addition to the above effects, This has the effect of improving the impression.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る画像符号化装
置の詳細な構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an image encoding device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係る画像符号化装
置の概略の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an image encoding device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図1における符号化制御部およびプリフィルタ
制御部を実現するコンピュータの構成を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a computer that implements an encoding control unit and a prefilter control unit in FIG. 1;

【図4】図1におけるプリフィルタ制御部の機能を説明
するための特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram for explaining a function of a pre-filter control unit in FIG. 1;

【図5】本発明の第1の実施の形態に係る画像符号化装
置におけるプリフィルタ部の制御に関する動作を示す流
れ図である。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation related to control of a pre-filter unit in the image encoding device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態に係る画像符号化装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】プリフィルタを有する画像符号化装置の構成の
一例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an image encoding device having a prefilter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…エンコーダ制御部、12…FIFOメモリ、13
…エンコーダ、14…動き検出回路、15…符号化制御
部、16…CPU、17…ROM、18…RAM、23
…イントラAC演算回路、31…減算回路、32…DC
T回路、33…量子化回路、34…可変長符号化回路、
35…バッファメモリ、36…逆量子化回路、37…逆
DCT回路、39…動き補償回路、41…ME残差計算
部、42…符号化難易度計算部、43…VBVバッファ
占有量計算部、44…目標符号量決定部、45…量子化
インデックス決定部、50…プリフィルタ、51…プリ
フィルタ制御部、52…空間フィルタ、53…時間フィ
ルタ
11: Encoder control unit, 12: FIFO memory, 13
... Encoder, 14: Motion detection circuit, 15: Encoding control unit, 16: CPU, 17: ROM, 18: RAM, 23
... Intra AC operation circuit, 31 ... Subtraction circuit, 32 ... DC
T circuit, 33: quantization circuit, 34: variable length coding circuit,
35, a buffer memory, 36, an inverse quantization circuit, 37, an inverse DCT circuit, 39, a motion compensation circuit, 41, an ME residual calculation unit, 42, an encoding difficulty calculation unit, 43, a VBV buffer occupancy calculation unit, 44: target code amount determining unit, 45: quantization index determining unit, 50: prefilter, 51: prefilter control unit, 52: spatial filter, 53: temporal filter

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像データを圧縮符号化する符号化
手段と、 この符号化手段の前段に設けられ、入力画像データの情
報量を削減するためのプリフィルタと、 入力画像データの符号化の難易度を表す符号化難易度を
算出する符号化難易度算出手段と、 この符号化難易度算出手段によって算出される符号化難
易度に応じて、前記プリフィルタの特性を制御するプリ
フィルタ制御手段とを備えたことを特徴とする画像符号
化装置。
An encoding unit for compressing and encoding the input image data; a pre-filter provided before the encoding unit for reducing an information amount of the input image data; Encoding difficulty calculating means for calculating the encoding difficulty representing the difficulty; and prefilter control means for controlling the characteristics of the prefilter in accordance with the encoding difficulty calculated by the encoding difficulty calculating means. An image encoding device comprising:
【請求項2】 前記プリフィルタは、空間的なローパス
フィルタを含むことを特徴とする請求項1記載の画像符
号化装置。
2. The image coding apparatus according to claim 1, wherein said pre-filter includes a spatial low-pass filter.
【請求項3】 前記プリフィルタは、時間的なローパス
フィルタを含むことを特徴とする請求項1記載の画像符
号化装置。
3. The image encoding apparatus according to claim 1, wherein the pre-filter includes a temporal low-pass filter.
【請求項4】 前記プリフィルタ制御手段は、前記符号
化手段の出力データに対して割り当てられる単位時間当
たりのデータ量に対する符号化難易度の割合に基づい
て、前記プリフィルタの特性を制御することを特徴とす
る請求項1記載の画像符号化装置。
4. The pre-filter control means controls characteristics of the pre-filter based on a ratio of a degree of difficulty of encoding to an amount of data per unit time allocated to output data of the encoding means. The image encoding device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 入力画像データにおける動きの大きさを
表す動き成分を算出する動き成分算出手段を更に備え、
前記プリフィルタ制御手段は、前記符号化難易度と前記
動き成分算出手段によって算出される動き成分とに応じ
て、前記プリフィルタの特性を制御することを特徴とす
る請求項1記載の画像符号化装置。
5. A motion component calculating means for calculating a motion component representing a magnitude of a motion in the input image data,
2. The image coding apparatus according to claim 1, wherein said pre-filter control means controls characteristics of said pre-filter in accordance with said encoding difficulty and a motion component calculated by said motion component calculation means. apparatus.
【請求項6】 前記動き成分算出手段は、動き成分とし
て、最新の予測符号化画像の符号化難易度と最新のフレ
ーム内符号化画像の符号化難易度との比率を算出するこ
とを特徴とする請求項5記載の画像符号化装置。
6. The motion component calculating means calculates, as a motion component, a ratio between the coding difficulty of the latest predicted coded image and the coding difficulty of the latest intra-frame coded image. The image coding apparatus according to claim 5, wherein
【請求項7】 入力画像データを圧縮符号化する符号化
手段と、この符号化手段の前段に設けられ、入力画像デ
ータの情報量を削減するためのプリフィルタとを有する
画像符号化装置を制御する画像符号化制御方法であっ
て、 入力画像データの符号化の難易度を表す符号化難易度を
算出する符号化難易度算出手順と、 この符号化難易度算出手順によって算出される符号化難
易度に応じて、前記プリフィルタの特性を制御するプリ
フィルタ制御手順とを備えたことを特徴とする画像符号
化制御方法。
7. An image encoding apparatus comprising: an encoding unit for compressing and encoding input image data; and a prefilter provided before the encoding unit and configured to reduce an information amount of the input image data. A coding difficulty calculating step for calculating a coding difficulty indicating a coding difficulty of input image data; and a coding difficulty calculated by the coding difficulty calculating procedure. A pre-filter control procedure for controlling characteristics of the pre-filter according to the degree.
【請求項8】 前記プリフィルタ制御手順は、前記符号
化手段の出力データに対して割り当てられる単位時間当
たりのデータ量に対する符号化難易度の割合に基づい
て、前記プリフィルタの特性を制御することを特徴とす
る請求項7記載の画像符号化制御方法。
8. The pre-filter control step includes controlling characteristics of the pre-filter based on a ratio of encoding difficulty to a data amount per unit time allocated to output data of the encoding unit. The image encoding control method according to claim 7, wherein:
【請求項9】 入力画像データにおける動きの大きさを
表す動き成分を算出する動き成分算出手順を更に備え、
前記プリフィルタ制御手順は、前記符号化難易度と前記
動き成分算出手順によって算出される動き成分とに応じ
て、前記プリフィルタの特性を制御することを特徴とす
る請求項7記載の画像符号化制御方法。
9. A motion component calculation procedure for calculating a motion component representing a magnitude of a motion in the input image data,
8. The image encoding apparatus according to claim 7, wherein the prefilter control step controls the characteristics of the prefilter in accordance with the encoding difficulty and a motion component calculated by the motion component calculation step. Control method.
【請求項10】 前記動き成分算出手順は、動き成分と
して、最新の予測符号化画像の符号化難易度と最新のフ
レーム内符号化画像の符号化難易度との比率を算出する
ことを特徴とする請求項9記載の画像符号化制御方法。
10. The motion component calculating step includes calculating, as a motion component, a ratio between the coding difficulty of the latest predictive coded image and the coding difficulty of the latest intra-frame coded image. The image encoding control method according to claim 9.
【請求項11】 入力画像データを圧縮符号化する符号
化手段と、この符号化手段の前段に設けられ、入力画像
データの情報量を削減するためのプリフィルタとを有す
る画像符号化装置を、コンピュータによって制御するた
めの画像符号化制御用プログラムを記録した媒体であっ
て、 入力画像データの符号化の難易度を表す符号化難易度を
算出する符号化難易度算出手順と、 この符号化難易度算出手順によって算出される符号化難
易度に応じて、前記プリフィルタの特性を制御するプリ
フィルタ制御手順とをコンピュータに実行させるための
画像符号化制御用プログラムを記録した媒体。
11. An image encoding apparatus comprising: an encoding unit for compressing and encoding input image data; and a pre-filter provided before the encoding unit and configured to reduce the information amount of the input image data. A medium storing an image encoding control program to be controlled by a computer, comprising: an encoding difficulty calculating step for calculating an encoding difficulty indicating an encoding difficulty of input image data; A medium for recording an image encoding control program for causing a computer to execute a prefilter control procedure for controlling characteristics of the prefilter in accordance with the encoding difficulty calculated by the degree calculation procedure.
【請求項12】 前記プリフィルタ制御手順は、前記符
号化手段の出力データに対して割り当てられる単位時間
当たりのデータ量に対する符号化難易度の割合に基づい
て、前記プリフィルタの特性を制御することを特徴とす
る請求項11記載の画像符号化制御用プログラムを記録
した媒体。
12. The pre-filter control step includes controlling a characteristic of the pre-filter based on a ratio of encoding difficulty to a data amount per unit time allocated to output data of the encoding unit. 12. A medium recording the image encoding control program according to claim 11, wherein:
【請求項13】 前記画像符号化制御用プログラムは、
更に、入力画像データにおける動きの大きさを表す動き
成分を算出する動き成分算出手順をコンピュータに実行
させ、前記プリフィルタ制御手順は、前記符号化難易度
と前記動き成分算出手順によって算出される動き成分と
に応じて、前記プリフィルタの特性を制御することを特
徴とする請求項11記載の画像符号化制御用プログラム
を記録した媒体。
13. The image encoding control program according to claim 1,
Further, the computer is caused to execute a motion component calculation procedure for calculating a motion component representing the magnitude of the motion in the input image data, and the pre-filter control procedure includes the coding difficulty and the motion calculated by the motion component calculation procedure. 12. The medium according to claim 11, wherein a characteristic of the pre-filter is controlled according to a component.
【請求項14】 前記動き成分算出手順は、動き成分と
して、最新の予測符号化画像の符号化難易度と最新のフ
レーム内符号化画像の符号化難易度との比率を算出する
ことを特徴とする請求項13記載の画像符号化制御用プ
ログラムを記録した媒体。
14. The motion component calculating step includes calculating, as a motion component, a ratio between the coding difficulty of the latest predicted coded image and the coding difficulty of the latest intra-frame coded image. 14. A medium recording the image encoding control program according to claim 13.
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