JPH10191343A - 映像データ圧縮装置およびその方法 - Google Patents

映像データ圧縮装置およびその方法

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JPH10191343A
JPH10191343A JP8343666A JP34366696A JPH10191343A JP H10191343 A JPH10191343 A JP H10191343A JP 8343666 A JP8343666 A JP 8343666A JP 34366696 A JP34366696 A JP 34366696A JP H10191343 A JPH10191343 A JP H10191343A
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JP
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video data
quantization
data
amount
compression
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Application number
JP8343666A
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English (en)
Inventor
Takuya Kitamura
卓也 北村
Original Assignee
Sony Corp
ソニー株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮映像データの発生符号量を正確に予測し、
通信回線の伝送容量等を有効利用し、映像の品質を向上
させる。 【解決手段】予測系40の予測器42は、エンコーダ3
2の量子化部210が実際の圧縮符号化に用いた量子化
ステップQの単位期間ごとの平均値を算出し、この平均
値が中心値となるように、量子化ステップQi の範囲を
求める。量子化部306i は、予測器42が求めた範囲
に基づいて量子化ステップQi を算出し、DCT係数を
量子化する。発生符号長計数部308i は、量子化後の
映像データのデータ量を計数し、符号化割当部310
は、発生符号長計数部308i の計数値に基づいて、各
マクロブロックに対する目標データ量を算出する。二分
検索部34は、圧縮後のデータ量を、ほぼ、設定された
目標データ量とする量子化ステップQを求め、量子化部
210に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、MPEG方式等に
より映像データを圧縮符号化し、記録媒体の記録容量あ
るいは伝送路の伝送レート等に適合したデータ量の圧縮
映像データを生成し、しかも圧縮映像データの品質を高
く保つ映像データ圧縮装置およびその方法に関する。

【0002】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、映像データに対して動き補償処理(MC)、離散余
弦変換(DCT)処理、量子化処理および可変長符号化
処理等を行って、映像データを圧縮符号化するMPEG
方式等のMC−DCT方式が用いられている。

【0003】このような圧縮符号化処理においては、圧
縮率を低くし、圧縮映像データのデータ量を増やすと一
般に映像の品質が向上し、圧縮率を高くし、圧縮映像デ
ータのデータ量を減らすと一般に映像の品質が低下する
ので、映像の品質を高く保つためには、圧縮率を低くす
ることが望ましい。一方、圧縮映像データをMOディス
ク等の記録媒体に記録したり、通信回線を介して伝送す
る場合には、圧縮映像データのデータ量(データレー
ト)を、一定値以下に抑える必要がある。

【0004】従って、映像の品質を高く保ちつつ、記録
媒体あるいは通信回線に適合した圧縮映像データを生成
するためには、量子化処理に用いる量子化ステップ(量
子化インデックス)を適切に調節し、圧縮映像データの
データ量(データレート)を、記録媒体の記録容量ある
いは通信回線の伝送レート以下であって、これらとほぼ
同じとなるようにすることが重要である。

【0005】本発明は、以上の述べた観点からなされた
ものであり、映像データを圧縮符号化し、記録媒体の記
録容量あるいは通信回線の伝送容量を有効利用し、しか
も、映像の品質を高く保ちうるデータ量(データ量)の
圧縮映像データを生成することができる映像データ圧縮
装置およびその方法を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、量子化ステップを適切に制御することに
より、記録媒体の記録容量あるいは通信回線の伝送容量
を有効利用し、しかも、映像の品質を高く保ちうる映像
データ圧縮装置およびその方法を提供することを目的と
する。

【0006】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る映像データ圧縮装置は、映像データに
対して、予め設定された範囲内の複数の第1の量子化ス
テップによる量子化処理を少なくとも行い、前記複数の
第1の量子化ステップそれぞれに対応する複数の量子化
データを生成する量子化処理手段と、生成した前記複数
の量子化データのデータ量に基づいて、圧縮後の映像デ
ータのデータ量を予測し、予測した前記圧縮後の映像デ
ータのデータ量に基づいて、圧縮後の映像データのデー
タ量の目標値を算出する目標値算出手段と、圧縮後の映
像データのデータ量を、算出した前記目標値以下であっ
て、前記目標値に近い値にする第2の量子化ステップを
生成する量子化ステップ生成手段と、生成した前記第2
の量子化ステップに基づいて、前記複数の第1の量子化
ステップの範囲を決定し、前記量子化処理手段に設定す
る範囲決定・設定手段と、前記映像データに対して生成
した前記第2の量子化ステップによる量子化処理を少な
くとも行い、前記映像データを圧縮する映像データ圧縮
手段とを有する。

【0007】好適には、前記映像データに所定の時間遅
延を与える時間遅延手段をさらに有し、前記量子化処理
手段は、前記映像データから前記複数の量子化データを
生成し、前記映像データ圧縮手段は、前記所定の時間遅
延を与えた前記映像データを圧縮する。

【0008】好適には、前記量子化処理手段は、前記複
数の第1の量子化ステップそれぞれにより前記映像デー
タを量子化処理し、前記複数の量子化データそれぞれを
生成する複数の単位量子化処理手段を有する。

【0009】好適には、前記映像データ圧縮手段は、前
記映像データを複数の種類のピクチャーに圧縮し、前記
目標値算出手段は、前記ピクチャーの種類それぞれのデ
ータ量を予測し、予測した前記圧縮後の映像データのデ
ータ量に基づいて、前記ピクチャーの種類それぞれの前
記目標値を算出する。

【0010】好適には、前記目標値算出手段は、生成し
た前記複数の量子化データそれぞれに基づいて、前記複
数の量子化データそれぞれから生成される圧縮後の映像
データのデータ量それぞれを予測する複数の単位予測手
段と、予測した前記複数の量子化データそれぞれから生
成される圧縮後の映像データのデータ量に基づいて、前
記所定の期間それぞれに割り当てられるデータ量を、前
記映像データの所定の処理単位それぞれに対して前記目
標値として配分するデータ量配分手段とを有する。

【0011】好適には、前記映像データ圧縮手段は、前
記映像データをマクロブロックごとに処理して圧縮し、
前記データ量配分手段は、前記所定の期間それぞれに割
り当てられるデータ量を、前記映像データのマクロブロ
ックそれぞれに対して前記目標値として配分する。

【0012】本発明に係る映像データ圧縮装置は、映像
データに対して所定の遅延時間を与え、この遅延時間の
間に映像データを予備的に圧縮符号化して圧縮後のデー
タ量(発生符号量)を予測し、予測した発生符号量に基
づいて、遅延した映像データにデータ量を割り当て、圧
縮符号化する。本発明に係る映像データ圧縮装置におい
て、時間遅延手段は、映像データの圧縮後の発生符号量
を予測し、データ量を割り当てる処理に要する時間だ
け、入力される映像データを遅延し、映像データ圧縮手
段に供給する。

【0013】量子化処理手段には、量子化ステップ生成
手段が生成し、映像データ圧縮手段が実際の圧縮符号化
において量子化処理に用いる第2の量子化ステップに基
づいて、範囲決定・設定手段により決定された、複数の
第1の量子化ステップの範囲が予め設定される。量子化
処理手段の複数の単位量子化処理手段それぞれは、設定
された範囲に含まれる複数の第1の量子化ステップそれ
ぞれにより、映像データを動き補償処理および離散的余
弦変換(DCT)処理等して得られるDCT係数を量子
化処理し、複数の第1の量子化ステップに対応する複数
の量子化データをそれぞれ生成する。

【0014】目標値算出手段の複数の単位予測手段それ
ぞれは、量子化処理手段が生成した複数の量子化データ
それぞれを、例えば可変長符号化して、複数の第1の量
子化ステップそれぞれを用いて圧縮符号化して得られる
複数の発生符号量を、所定の単位期間(例えば1GO
P)ごとにそれぞれ予測する。なお、目標値算出手段に
より予測された発生符号量は、入力された映像データの
映像の複雑さ、および、動きの速さ(絵柄の難度)に対
応する。

【0015】目標値算出手段のデータ量配分手段は、例
えば、単位期間ごとに圧縮映像データに許されるデータ
量、具体例を挙げると、圧縮映像データを伝送する伝送
路の伝送レートが6Mbpsであり、単位期間がNTS
C方式の非圧縮映像データ、15ピクチャーを圧縮符号
化する時間である場合に、単位期間(0.5秒)に許さ
れる3Mビットのデータ量を発生符号量の目標値とし
て、複数の単位予測手段の発生符号量の予測値の内、3
Mビットに近い1つ以上の予測値に基づいて、絵柄が難
しいマクロブロックには多く配分し、絵柄が簡単なマク
ロブロックには少なく配分する。

【0016】量子化ステップ生成手段は、例えば、二分
検索(バイナリサーチ)と呼ばれる方法により、発生符
号量の目標値に対応するマクロブロックを実際に圧縮符
号化して得られるデータ量それぞれが、データ量配分手
段により配分された発生符号量それぞれの目標値以下で
あって、ほぼこの目標値に近い値となるように、映像デ
ータ圧縮手段が量子化処理に用いる第2の量子化ステッ
プを生成する。

【0017】範囲決定・設定手段は、例えば、量子化ス
テップ生成手段が生成した第2の量子化ステップが、上
記予備的な圧縮符号化に用いられる複数の第1の量子化
ステップの中心値となるように、複数の第1の量子化ス
テップの範囲を短期期間ごとに決定し、決定した範囲を
量子化処理手段に短期期間ごとに設定する。

【0018】映像データの時間的相関性から、直前の単
位期間の映像データに用いられた第2の量子化ステップ
を中心とする値の第1の量子化ステップを用いることに
より、目標値算出手段は、精度よくその次の単位期間の
映像データの発生符号量を予測することができる。

【0019】しかも、第2の量子化ステップを中心とす
る値の第1の量子化ステップを用いて発生符号量を予測
することにより、目標値算出手段において、発生符号量
の予測に用いることができないほど値がかけ離れた量子
化ステップを用いる量子化処理、あるいは、単位量子化
処理手段を省略することができので、ハードウェア量の
削減あるいはソフトウェア処理に要する時間の短縮が可
能になる。

【0020】映像データ圧縮手段は、予備的な圧縮符号
化と同じ方式、例えば、動き補償処理、DCT処理、量
子化処理、および、可変長符号化等を行うMPEG方式
により、時間遅延手段が遅延した映像データを量子化ス
テップ生成手段が生成した第2の量子化ステップを用い
て圧縮符号化し、圧縮映像データを生成する。

【0021】また、本発明に係る映像データ圧縮方法
は、映像データに対して、予め設定された範囲内の複数
の第1の量子化ステップによる量子化処理を少なくとも
行い、前記複数の第1の量子化ステップそれぞれに対応
する複数の量子化データを生成し、生成した前記複数の
量子化データのデータ量に基づいて、圧縮後の映像デー
タのデータ量を予測し、予測した前記圧縮後の映像デー
タのデータ量に基づいて、圧縮後の映像データのデータ
量の目標値を算出し、圧縮後の映像データのデータ量
を、算出した前記目標値以下であって、前記目標値に近
い値にする第2の量子化ステップを生成し、生成した前
記第2の量子化ステップに基づいて、前記複数の第1の
量子化ステップの範囲を決定して設定し、前記映像デー
タに対して生成した前記第2の量子化ステップによる量
子化処理を少なくとも行い、前記映像データを圧縮す
る。

【0022】好適には、前記映像データに所定の時間遅
延を与え、前記所定の時間遅延に対応する期間ごとに、
前記映像データから前記複数の量子化データを生成し、
前記所定の時間遅延を与えた前記映像データを圧縮す
る。

【0023】好適には、前記映像データを複数の種類の
ピクチャーに圧縮し、前記ピクチャーの種類それぞれの
データ量を予測し、予測した前記圧縮後の映像データの
データ量に基づいて、前記ピクチャーの種類それぞれの
前記目標値を算出する。

【0024】好適には、予測した前記複数の量子化デー
タそれぞれから生成される圧縮後の映像データのデータ
量に基づいて、前記所定の期間それぞれに割り当てられ
るデータ量を、前記映像データの所定の処理単位それぞ
れに対して前記目標値として配分する。

【0025】好適には、前記映像データをマクロブロッ
クごとに処理して圧縮し、前記所定の期間それぞれに割
り当てられるデータ量を、前記映像データのマクロブロ
ックそれぞれに対して前記目標値として配分する。

【0026】また、本発明に係る記録媒体は、映像デー
タに対して、予め設定された範囲内の複数の第1の量子
化ステップによる量子化処理を少なくとも行い、前記複
数の第1の量子化ステップそれぞれに対応する複数の量
子化データを生成し、生成した前記複数の量子化データ
のデータ量に基づいて、圧縮後の映像データのデータ量
を予測し、予測した前記圧縮後の映像データのデータ量
に基づいて、圧縮後の映像データのデータ量の目標値を
算出し、圧縮後の映像データのデータ量を、算出した前
記目標値以下であって、前記目標値に近い値にする第2
の量子化ステップを生成し、生成した前記第2の量子化
ステップに基づいて、前記複数の第1の量子化ステップ
の範囲を決定して設定し、前記映像データに対して生成
した前記第2の量子化ステップによる量子化処理を少な
くとも行い、前記映像データを圧縮するプログラムを記
録する。

【0027】

【発明の実施の形態】第1実施形態 以下、本発明の第1の実施形態を説明する。

【0028】映像データ圧縮装置1 図1は、本発明に係る映像データ圧縮装置1の構成を示
す図である。図1に示すように、本発明に係る映像デー
タ圧縮装置1は、ディジタルビデオテープレコーダ(V
TR)等の再生装置10、記録装置12、制御用コンピ
ュータ14およびエンコーダ20から構成される。

【0029】映像データ圧縮装置1は、これらの構成部
分により、いわゆる2パスエンコードを行う。つまり、
映像データ圧縮装置1は、第1回目の圧縮符号化処理
(1パス目)において、固定の量子化ステップ(量子化
値)Qを用いて非圧縮の映像データを圧縮符号化し、所
定の単位期間(例えばGOP)ごとの圧縮映像データの
データ量(発生符号量;GB)を求める。

【0030】さらに、映像データ圧縮装置1は、、第2
回目の圧縮符号化処理(2パス目)において、1パス目
において求めた単位期間ごとの発生符号量GBに基づい
て、単位期間ごとの目標データ量TBを算出し、各単位
期間ごとの発生符号量GBがほぼ、目標データ量TBと
等しくなるように非圧縮の映像データを再度、圧縮符号
化し、最終的な圧縮映像データを生成する。

【0031】制御用コンピュータ14 制御用コンピュータ14は、映像データ圧縮装置1の各
構成部分の動作を制御する。また、制御用コンピュータ
14は、1パス目の圧縮符号化時の単位期間ごとの圧縮
映像データの発生符号量GBに基づいて、2パス目の圧
縮符号化時に、発生符号量GBの総和が、例えば、記録
装置12に用いられる記録媒体(VTRテープ)の記録
容量以下であって、この記録容量とほぼ同じになり、し
かも、圧縮映像データVOUTの品質を全体として高く
保つことができる目標データ量TBを単位期間ごとに算
出し、エンコーダ20に設定する。

【0032】再生装置10 再生装置10は、1パス目および2パス目の圧縮符号化
時に、非圧縮時映像データVINを再生し、エンコーダ
20による圧縮符号化に対して出力する。記録装置12
記録装置12は、2パス目の圧縮符号化により得られた
圧縮映像データVOUTを記録する。

【0033】エンコーダ20 図2は、第1の実施形態におけるエンコーダ20(図
1)の構成および処理内容を示す図であって、(A)は
第1の実施形態におけるエンコーダ20の第1回目(1
パス目)の処理内容を示し、(B)は第1の実施形態に
おけるエンコーダ20の第2回目(2パス目)の処理内
容を示す。

【0034】図2(A),(B)に示すように、図1に
示したエンコーダ20は、ピクチャー並べ替え部20
0、走査変換ブロック化部202、動き検出部204、
減算回路206、DCT部208、量子化部210、可
変長符号化部(VLC)212、逆量子化部214、逆
DCT(IDCT)部216、加算回路218、動き補
償部222,バッファ(buffer)224および符
号量制御部24から構成される。

【0035】エンコーダ20は、これらの構成部分によ
り、制御用コンピュータ14の制御に従って、一般的な
MPEG方式のエンコーダと同様に、動き補償処理、D
CT処理および可変長符号化処理を行って、入力映像デ
ータのピクチャーをIピクチャー、Pピクチャーおよび
Bピクチャーの組み合わせから構成されるGOP(group
of picture)単位に圧縮符号化する。

【0036】なお、図2(A),(B)に示すように、
エンコーダ20の1パス目の動作と2パス目の動作とは
異なっており、第1回目の圧縮符号化においては、図2
(A)に示すように、再生装置10から入力される非圧
縮の映像データVINに対して、制御用コンピュータ1
4から設定される固定の量子化ステップQを用いた圧縮
符号化を行い、圧縮符号化処理の結果として得られた圧
縮映像データの単位期間ごとの発生符号量GBを計数し
て制御用コンピュータ14に対して出力する動作を行
う。

【0037】さらに、エンコーダ20は、第2回目の圧
縮符号化においては、図2(B)に示すように、単位期
間ごとの発生符号量GBが、制御用コンピュータ14か
ら単位期間ごとに設定される目標データ量TBとほぼ同
じになるように映像データを圧縮符号化し、記録装置1
2に対して出力する。

【0038】エンコーダ20の構成部分 エンコーダ20において、ピクチャー並べ替え部200
は、ピクチャータイプ制御部250の制御に従って、圧
縮符号化後にいずれのピクチャータイプとなるかに応じ
て、再生装置10から入力される非圧縮映像データVI
Nのピクチャーを圧縮符号化に適した順番に並び替え
て、走査変換ブロック化部202に対して出力する。

【0039】走査変換ブロック化部202は、ピクチャ
ー並べ替え部200から入力された映像データをフィー
ルド/フレーム変換し、さらにマクロブロック化して動
き検出部204および減算回路206に対して出力す
る。動き検出部204は、走査変換ブロック化部202
から入力される映像データをマクロブロック単位に処理
してその動きを検出し、映像の動きを示す動きベクトル
を生成して動き検出部204に対して出力する。

【0040】減算回路206は、走査変換ブロック化部
202から入力される映像データに含まれるピクチャー
の内、圧縮符号化後にIピクチャーとなるピクチャーの
映像データをそのままDCT部208に対して出力す
る。また、減算回路206は、走査変換ブロック化部2
02から入力される映像データに含まれるピクチャーの
内、圧縮符号化後にPピクチャーまたはBピクチャーと
なるピクチャーの映像データから動き補償部222の出
力映像データを減算し、予測誤差データを生成してDC
T部208に対して出力する。

【0041】DCT部208は、減算回路206から入
力される圧縮符号化後にIピクチャーとなる映像デー
タ、および、圧縮符号化後にPピクチャーまたはBピク
チャーとなる映像データの予測誤差データをDCT処理
し、DCT処理の結果として得られたDCT係数を量子
化部210に対して出力する。

【0042】量子化部210は、1パス目の圧縮符号化
時には、制御用コンピュータ14により設定される固定
の量子化ステップQにより、2パス目の圧縮符号化時に
は、符号量制御部24により単位期間ごとに設定される
量子化ステップQにより、DCT部208から入力され
たDCT係数を量子化し、量子化データとして可変長符
号化部212および逆量子化部214に対して出力す
る。

【0043】可変長符号化部212は、量子化部210
から入力される量子化データを、例えばランレングス符
号化方式により可変長符号化して圧縮映像データを生成
し、バッファ224に対して出力する。逆量子化部21
4は、入力される量子化データに対して、量子化部21
0と逆の処理を行ってDCT係数を再生し、逆DCT部
216に対して出力する。

【0044】逆DCT部216は、入力されるDCT係
数に対してDCT部208と逆の処理を行って映像デー
タを再生し、加算回路218に対して出力する。加算回
路218は、逆DCT部216から入力される映像デー
タと、動き補償部222から入力される映像データとを
加算して映像データを再生し、動き補償部222に対し
て出力する。

【0045】バッファ224は、1パス目の圧縮符号化
時には、可変長符号化部212から入力される圧縮映像
データの発生符号量GBを単位期間ごとに計数して制御
用コンピュータ14に対して出力し、2パス目の圧縮符
号化時には、可変長符号化部212から入力される圧縮
映像データVOUTをバッファリングして記録装置12
に対して出力するとともに、単位期間ごとに発生符号量
GBを順次、計数し、符号量制御部24に対して出力す
る。

【0046】動き補償部222は、加算回路218から
入力される映像データに対して、動き検出部204から
入力される動きベクトルを用いた動き補償処理を行い、
減算回路206およびDCT部208に対して出力す
る。

【0047】符号量制御部24 符号量制御部24は、2パス目の圧縮符号化時に、制御
用コンピュータ14から単位期間ごとに設定される目標
データ量TB、および、バッファ224から順次、入力
される発生符号量GBに基づいて、単位期間ごとの圧縮
映像データの発生符号量GBが、目標データ量TBと等
しくなるように量子化ステップQの値を調節し、量子化
部210に設定する。

【0048】映像データ圧縮装置1の動作 以下、第1の実施形態における映像データ圧縮装置1の
動作を説明する。

【0049】1パス目の圧縮符号化制御用コンピュータ
14の制御に従って、再生装置10は、VTRテープ等
か ら非圧縮映像データVINを再生し、エンコーダ20に
対して出力する。エンコーダ20の各構成部分は、制御
用コンピュータ14の制御に従って、図2(A)に示し
た1パス目の圧縮符号化処理を行う。

【0050】つまり、エンコーダ20の量子化部210
には、制御用コンピュータ14により固定の量子化ステ
ップQが設定され、量子化部210は、ピクチャー並べ
替え部200〜DCT部208、および、逆量子化部2
14〜動き補償部222が生成したDCT係数を、固定
の量子化ステップQにより量子化し、量子化データを可
変長符号化部212に対して出力する。

【0051】可変長符号化部212は、量子化部210
から入力される量子化データを可変長符号化し、圧縮映
像データをバッファ224に対して出力する。バッファ
224は、可変長符号化部212から入力される圧縮映
像データの発生符号量GBを計数し、単位期間ごとに制
御用コンピュータ14に対して出力する。

【0052】制御用コンピュータ14は、エンコーダ2
0のバッファ224から入力される単位期間ごとの発生
符号量GBに基づいて、単位期間ごとの目標データ量T
Bを算出する。

【0053】2パス目の圧縮符号化 制御用コンピュータ14の制御に従って、再生装置10
は、VTRテープ等から1パス目の圧縮符号化時と同じ
非圧縮映像データVINを再生し、エンコーダ20に対
して出力する。エンコーダ20の各構成部分は、制御用
コンピュータ14の制御に従って、図2(B)に示した
2パス目の圧縮符号化処理を行う。

【0054】つまり、エンコーダ20の符号量制御部2
4には、制御用コンピュータ14により、上述のように
算出された目標データTBが単位期間ごとに設定され、
符号量制御部24は、設定された目標データ量TBに基
づいて、各単位期間ごとの圧縮映像データの発生符号量
GBを目標データ量TBとほぼ等しくする量子化ステッ
プQを順次、生成し、量子化部210に設定する。

【0055】量子化部210は、ピクチャー並べ替え部
200〜DCT部208、および、逆量子化部214〜
動き補償部222が生成したDCT係数を、符号量制御
部24から単位期間ごとに順次、設定される量子化ステ
ップQにより量子化し、量子化データを可変長符号化部
212に対して出力する。

【0056】可変長符号化部212は、量子化部210
から入力される量子化データを可変長符号化し、圧縮映
像データVOUTを生成し、バッファ224を介して記
録装置12に対して出力する。記録装置12は、バッフ
ァ224を介して入力される圧縮映像データを、VTR
テープ等の記録媒体に記録する。

【0057】図3は、図2(A)に示した映像データ圧
縮装置1による1パス目の圧縮符号化により得られる圧
縮映像データの発生符号量GBを例示する図表である。
図4は、図2(B)に示した映像データ圧縮装置1によ
る2パス目の圧縮符号化により得られる圧縮映像データ
の発生符号量GBを例示する図表である。なお、図3お
よび図4においては、単位期間が、15枚のピクチャー
を圧縮符号化するのに要する時間である場合について例
示してある。

【0058】単位期間が15枚のピクチャーを圧縮符号
化する時間であり、圧縮映像データVOUTのデータレ
ートが6Mbpsである場合には、単位期間ごとに割り
当てられるデータ量は3Mビットである。ここで、図2
(A)に示した1パス目の圧縮符号化により、ある単位
期間の圧縮映像データの発生符号量GBの総和が、図3
に示す通り、1744380ビットである場合には、制
御用コンピュータ14は、図2(B)に示した2パス目
の圧縮符号化において、対応する単位期間の圧縮映像デ
ータVOUTの発生符号量GBが、1パス目の3000
000/1744380倍になるように目標データ量T
Bを算出し、符号量制御部24に設定すればよい。この
ようにして、2パス目の圧縮符号化により得られる圧縮
映像データVOUTの発生符号量GBは、例えば、図4
に示す通りとなる。

【0059】以上説明したように、映像データ圧縮装置
1による2パスエンコードによれば、記録媒体の記録容
量を有効利用し、しかも、映像の品質を高く保って映像
データを圧縮符号化することができる。特に、2パスエ
ンコードの処理には、少なくとも2回、非圧縮映像デー
タを再生する時間が必要となるので、通信回線を介して
圧縮映像データを伝送する場合等、実時間性(リアルタ
イム性)を要求される用途には、必ずしも向いていない
が、記録媒体に記録する圧縮映像データを生成する場合
等、実時間性(リアルタイム性)を要求されない用途に
は好適である。

【0060】第2実施形態 以下、本発明の第2の実施形態を説明する。

【0061】第2の実施形態の背景 まず、第2の実施形態の背景を説明する。図2(A),
(B)に示した2パスエンコードによれば、図3および
図4に例示したように、2パス目の圧縮符号化において
は、記録媒体の記録容量を、1パス目の圧縮符号化にお
いてよりも有効に利用することができる。

【0062】しかしながら、1パス目の圧縮符号化で用
いる量子化ステップQは、映像データVINの絵柄の複
雑さ、あるいは、動きの速さ(難度)にかかわらず一定
であり、固定の量子化ステップQと2パス目の圧縮符号
化時に用いられる量子化ステップQとの間の差が大き
く、1パス目の圧縮符号化により得られた発生符号量G
Bからは、目標データ量TBを近似的にしか算出できな
いことがある。従って、2パス目で用いられる目標デー
タ量TBは、必ずしも最適値ではなく、映像データVI
Nの絵柄の内容によっては、記録媒体の記録容量と実際
の圧縮映像データVOUTの発生符号量GBとの誤差が
非常に大きくなってしまう。

【0063】本発明の第2の実施形態は、このような観
点からなされたものであり、映像データ圧縮装置1(図
1)のエンコーダ20(図1,図2)の動作を変更し、
さらに多くの回数、圧縮符号化を行い、固定の量子化ス
テップQを用いて奇数回目の圧縮符号化を行って偶数回
目の圧縮符号化において用いられる目標データ量TBを
算出し、算出した目標データ量TBを用いて偶数回目の
圧縮符号化を行って、奇数回目の圧縮符号化において用
いられる固定の量子化ステップQを算出するという処理
を繰り返すことにより、目標データ量TBの最適値を算
出し、この最適化した目標データ量TBを用いて、最終
的な圧縮符号化を行うことにより、記録媒体の記録容量
をより有効に利用し、映像の品質をより向上させるよう
に構成されている。

【0064】映像データ圧縮装置1の構成部分 以下、図5および図6をさらに参照して、映像データ圧
縮装置1の構成部分の内、第1の実施形態においてと異
なる動作を行うものを説明する。

【0065】図5は、第2の実施形態におけるエンコー
ダ20(図1)の動作を示す図であって、(A)はエン
コーダ20の奇数回〔2i−1パス(1≦i≦m;2≦
m)〕目の圧縮符号化における動作を示し、(B)はエ
ンコーダ20の偶数回(2iパス)目の圧縮符号化にお
ける動作を示す。図6は、制御用コンピュータ14が、
偶数回目の圧縮符号化において求められた量子化ステッ
プQの平均値を算出する処理を示すフローチャート図で
ある。

【0066】なお、特に記さない限り、映像データ圧縮
装置1(図1)の構成部分の動作は第1の実施形態にお
いてと同様であり、および、図5(A),(B)に示し
たエンコーダ20の構成部分の機能および動作は、図2
に同一符号を付して示したエンコーダ20の構成部分と
同じである。

【0067】制御用コンピュータ14 制御用コンピュータ14は、第1回目の圧縮符号化にお
いては、第1の実施形態においてと同様に、エンコーダ
20の量子化部210に固定の量子化ステップQの初期
値を設定し、その後の奇数(3,5,…)回目の圧縮符
号化においては、図5(A)に示すように、例えば、直
前の偶数(2,4,…)回目の圧縮符号化で用いられた
量子化ステップQの平均値求めて固定の量子化ステップ
Qを最適化し、エンコーダ20に設定する。

【0068】制御用コンピュータ14は、直前の奇数
(1,3,5,…)回目の圧縮符号化において生成され
た単位期間ごとの圧縮映像データの発生符号量GBに基
づいて、図5(B)に示すように、偶数回目の圧縮符号
化に用いる単位期間ごとの目標符号量TBを算出するこ
とにより最適化し、エンコーダ20の符号量制御部24
に設定する。

【0069】図6を参照して、制御用コンピュータ14
が量子化ステップQを算出する処理をさらに説明する。
図6に示すように、ステップ100(S100)におい
て、制御用コンピュータ14は、量子化ステップQの平
均値の算出に用いる変数i,sumを初期化(値を0
に)する。ステップ102(S102)において、制御
用コンピュータ14は、変数iが数値m(第2の実施形
態における偶数回目の圧縮符号化処理の数)と等しいか
否かを判断し、等しい場合にはS108の処理に進み、
変数iが数値m未満である場合にはS104の処理に進
む。

【0070】ステップ104(S104)において、制
御用コンピュータ14は、符号量制御部24から入力さ
れた量子化ステップQを累加算する(sum←sum+
Q)。ステップ106(S106)において、制御用コ
ンピュータ14は、変数iをインクリメント(i←i+
1)する。ステップ108(S108)において、制御
用コンピュータ14は、量子化ステップQの累加算値を
数値mで除算し、量子化ステップQの平均値Qaveを
算出する(Qave←sum/m)。

【0071】エンコーダ20 エンコーダ20は、上述のように、さらに多くの回数、
映像データVINを圧縮符号化する。つまり、エンコー
ダ20は、図5(A)に示すように、制御用コンピュー
タ14から設定される固定の量子化ステップQを用いて
奇数回目の圧縮符号化を行い、圧縮符号化の結果として
得られた圧縮映像データの発生符号量GBを制御用コン
ピュータ14に対して出力する。

【0072】また、図5(B)に示すように、エンコー
ダ20は、制御用コンピュータ14から単位期間ごとに
設定される目標データ量TBを用いて偶数回目の圧縮符
号化を行い、偶数回目の圧縮符号化において用いた量子
化ステップQの値を制御用コンピュータ14に対して出
力する。また、エンコーダ20は、最後の偶数回目の圧
縮符号化において、制御用コンピュータ14により最適
化された目標データ量TBを用いて生成した圧縮映像デ
ータVOUTをバッファ224を介して記録装置12に
対して出力する。

【0073】エンコーダ20の構成部分 符号量制御部24 符号量制御部24は、図5(B)に示すように、第1の
実施形態においてと同様に、偶数回目の圧縮符号化にお
いて、制御用コンピュータ14から設定される目標デー
タ量TBに基づいて量子化ステップQを生成し、量子化
部210に設定することにより、圧縮映像データの発生
符号量GBを制御する。また、符号量制御部24は、図
5(B)に示すように、偶数回目の圧縮符号化において
生成した量子化ステップQを制御用コンピュータ14に
対して出力する。

【0074】バッファ224 バッファ224は、図5(A)に示すように、奇数回目
の圧縮符号化において生成された圧縮映像データの単位
期間ごとの発生符号量GBを制御用コンピュータ14に
対して出力する。また、バッファ224は、図5(B)
に示すように、最後の偶数(2m)回目の圧縮符号化に
おいて、制御用コンピュータ14により最適化された目
標データ量TBを用いて生成された圧縮映像データVO
UTを記録装置12に対して出力する。

【0075】映像データ圧縮装置1の動作 以下、図7をさらに参照して、第2の実施形態における
映像データ圧縮装置1の動作を説明する。図7は、第2
の実施形態における映像データ圧縮装置1の動作を示す
フローチャート図である。

【0076】図7に示すように、ステップ200(S2
00)において、制御用コンピュータ14は、変数iを
初期化する(i←1)。ステップ201(S201)に
おいて、制御用コンピュータ14は、エンコーダ20の
量子化部210に、固定の量子化ステップQの初期値を
設定し、再生装置10を制御して非圧縮映像データVI
Nを再生させる。

【0077】ステップ202(S202)において、エ
ンコーダ20は、再生装置10から入力された映像デー
タVINを、制御用コンピュータ14が符号量制御部2
4に設定した固定の量子化ステップQを用いて圧縮符号
化する〔(2i−1)パス符号化〕。制御用コンピュー
タ14は、エンコーダ20のバッファ224が出力する
圧縮映像データの単位期間ごとの発生符号量GBを取り
込む。

【0078】ステップ204(S204)において、制
御用コンピュータ14は、S202の処理において取り
込んだ発生符号量GBに基づいて、例えば、第1の実施
形態においてと同様に、単位期間ごとの目標データ量T
Bを計算し、エンコーダ20の符号量制御部24に設定
する。

【0079】ステップ206(S206)において、制
御用コンピュータ14は、再生装置10を制御して同じ
映像データVINを再生させる。エンコーダ20は、圧
縮符号化後の発生符号量GBが、符号量制御部24に設
定された目標データ量TBが示す値と同じになるよう
に、映像データVINを圧縮符号化する〔2iパス符号
化〕。なお、最後の圧縮符号化においては、制御用コン
ピュータ14は、記録装置12を制御して、エンコーダ
20が生成した圧縮映像データVOUTを記録させる。

【0080】ステップ208(S208)において、制
御用コンピュータ14は、変数iを2倍した値と数値m
とを比較し、i×2=mの場合は処理を終了し、i×2
<mの場合はS210の処理に進む。ステップ210
(S210)において、制御用コンピュータ14は、変
数iをインクリメント(i←i+1)する。

【0081】ステップ212(S212)において、制
御用コンピュータ14は、S206における圧縮符号化
時に符号量制御部24が生成した量子化ステップQを取
り込む。ステップ214(S214)において、制御用
コンピュータ14は、例えば、図6に示した処理を行
い、S206における圧縮符号化時に符号量制御部24
が生成した量子化ステップQの平均値を求めることによ
り、次の圧縮符号化における固定の量子化ステップQを
算出し、符号量制御部24に設定する。

【0082】変形例1 以下、図8を参照して、第2の実施形態の第1の変形例
を説明する。図8は、本発明の第2の実施形態の第1の
変形例の処理を示すフローチャートである。

【0083】MPEG方式は、映像データをIピクチャ
ー、PピクチャーおよびBピクチャーの組み合わせに圧
縮符号化する。これらのピクチャーの性質に応じて、そ
れぞれ異なった量子化ステップQを用いて量子化を行う
と、圧縮映像データの品質をさらに向上させ、しかも、
記録媒体の記録容量をさらに有効利用することができ
る。以下に示す第1の変形例は、かかる観点から、Iピ
クチャー、PピクチャーおよびBピクチャーそれぞれの
量子化ステップQを算出するように、図6および図7の
S214に示した量子化ステップQの算出処理を改良し
たものである。

【0084】図8に示すように、ステップ300(S3
00)において、制御用コンピュータ14は、各変数
(i,Ni ,Np ,Nb ,sumi ,sump ,sum
b )をゼロクリアする。ステップ302(S302)に
おいて、制御用コンピュータ14は、変数iと数値mと
を比較し、i=mの場合はS320の処理に進み、i<
mの場合はS304の処理に進む。

【0085】ステップ304(S304)において、制
御用コンピュータ14は、エンコーダ20の符号量制御
部24から取り込んだ量子化ステップQが、Iピクチャ
ー、PピクチャーおよびBピクチャーのいずれのピクチ
ャータイプの生成に用いられたかを検出し、量子化ステ
ップQが、Bピクチャーの生成に用いられたものである
場合にはS306の処理に進み、量子化ステップQが、
Pピクチャーの生成に用いられたものである場合にはS
310の処理に進み、量子化ステップQが、Iピクチャ
ーの生成に用いられたものである場合にはS314の処
理に進む。

【0086】ステップ306(S306)において、制
御用コンピュータ14は、符号量制御部24から取り込
んだ量子化ステップQの内、Bピクチャーに対して用い
られた量子化ステップQを累加算する(sumb ←su
b +Q)。ステップ308(S308)において、制
御用コンピュータ14は、変数Nbをインクリメントす
る。

【0087】ステップ310(S310)において、制
御用コンピュータ14は、符号量制御部24から取り込
んだ量子化ステップQの内、Pピクチャーに対して用い
られた量子化ステップQを累加算する(sump ←su
p +Q)。ステップ312(S308)において、制
御用コンピュータ14は、変数Npをインクリメントす
る。

【0088】ステップ314(S310)において、制
御用コンピュータ14は、符号量制御部24から取り込
んだ量子化ステップQの内、Iピクチャーに対して用い
られた量子化ステップQを累加算する(sumi ←su
i +Q)。ステップ316(S308)において、制
御用コンピュータ14は、変数Niをインクリメントす
る。ステップ318(S318)において、制御用コン
ピュータ14は、変数iをインクリメントする。

【0089】ステップ320(S320)において、制
御用コンピュータ14は、S306の処理において算出
したBピクチャーに対して用いられた量子化ステップQ
の累加算値を変数Nb で除算し、S310の処理におい
て算出したPピクチャーに対して用いられた量子化ステ
ップQの累加算値を変数Np で除算し、S314の処理
において算出したIピクチャーに対して用いられた量子
化ステップQの累加算値を変数Ni で除算し、Bピクチ
ャー、PピクチャーおよびIピクチャーそれぞれの生成
に用いられた量子化ステップQの平均値Qaveb ,Q
avep ,Qavei を算出する。

【0090】S320の処理において算出された各ピク
チャータイプの生成に用いられた量子化ステップQの平
均値Qaveb ,Qavep ,Qavei は、エンコー
ダ20の符号量制御部24に設定され、符号量制御部2
4は、圧縮符号化後にそれぞれBピクチャー、Pピクチ
ャーおよびIピクチャーになるピクチャーのDCT係数
を、平均値Qaveb ,Qavep ,Qavei それぞ
れで量子化し、量子化データを生成し、逆量子化部21
4および可変長符号化部212に対して出力する。

【0091】変形例2 以下、図9を参照して、第2の実施形態の第2の変形例
を説明する。図9は、第2の実施形態の第2の変形例、
映像データ圧縮装置2の構成を示す図である。なお、図
9に示した映像データ圧縮装置2の構成部分のうち、図
1に示した映像データ圧縮装置1の構成部分と同じもの
には、同一の符号を付して示してある。

【0092】図9に示すように、映像データ圧縮装置2
は、再生装置10、記録装置12、制御用コンピュータ
14および2m個のエンコーダ201 〜202mから構成
されており、奇数番目のエンコーダ202i-1が、図7に
示したS202の圧縮符号化処理〔(2i−1)パス符
号化〕を行い、偶数番目のエンコーダ202iが、図7に
示したS202の圧縮符号化処理〔2iパス符号化〕を
行う。

【0093】制御用コンピュータ14は、奇数番目のエ
ンコーダ202i-1が生成した圧縮映像データの発生符号
量GBに基づいて、奇数番目のエンコーダ202iに設定
する目標データ量TBを生成し、最適化する。エンコー
ダ202mは、最適化された目標データ量TBを用いて、
最終的に映像データVINを圧縮符号化し、圧縮映像デ
ータVOUTを生成して記録装置12に対して出力す
る。

【0094】なお、映像データ圧縮装置1およびエンコ
ーダ20の各構成部分は、同等の機能および性能を実現
可能であるかぎり、ソフトウェアにより構成されるか、
ハードウェアにより構成されるかを問わず、エンコーダ
20の各構成部分がソフトウェア的に構成される場合に
は、フロッピーディスクあるいはMOディスク等の記録
媒体に記録される。また、映像データ圧縮装置1および
エンコーダ20の各構成部分は、同等の機能および性能
を有する他の手段に置換することができる。また、第2
の実施形態およびその2つの変形例として示した圧縮符
号化方法は、互いに矛盾しないかぎり、組み合わせて用
いることができる。

【0095】以上説明したように、本発明の第2の実施
形態によれば、固定の量子化ステップQを用いて奇数回
目の圧縮符号化を行い、偶数回目の圧縮符号化において
用いられる目標データ量TBを算出し、算出した目標デ
ータ量TBを用いて偶数回目の圧縮符号化を行い、奇数
回目の圧縮符号化において用いられる固定の量子化ステ
ップQを算出するという処理を繰り返すことにより、目
標データ量TBを最適化することができる。従って、こ
の最適化した目標データ量TBを用いて、最終的な圧縮
符号化を行うことにより、記録媒体の記録容量をより有
効に利用でき、映像の品質をより向上させることができ
る。

【0096】第3実施形態 以下、本発明の第3の実施形態を説明する。第1の実施
形態において、図2(A),(B)に示した2パスエン
コード方式により映像データを圧縮符号化する場合に
は、少なくとも、映像データを2回、再生する時間が必
要になる。従って、2パスエンコード方式は、必ずし
も、圧縮映像データを、直ちに通信回線を介して伝送す
るといった、実時間性を要求される用途には向いていな
い。このため、映像データを遅延し、この遅延時間を利
用して、予備的に固定の量子化ステップQを用いて映像
データを圧縮符号化し、発生符号量GBを予測して目標
データ量を求めて、上記遅延時間を除いて実時間的に圧
縮符号化を行うことができる簡易2パスエンコード方式
が考えだされた。

【0097】しかしながら、簡易2パスエンコード方式
においては、1種類の量子化ステップQを用いて映像デ
ータを圧縮符号化し、発生符号量GBを予測するので、
予測に用いる量子化ステップQが、実際の圧縮符号化に
おいて用いるべき量子化ステップQと値が大きく異なる
場合に、発生符号量GBに大きな誤差が生じる可能性が
ある。本発明の第3の実施形態として示す映像データ圧
縮装置は、簡易2パスエンコード方式の実時間性を保ち
つつ、発生符号量GBを正確に予測して、圧縮映像デー
タの映像の品質を高く保ちうるように構成されている。

【0098】映像データ圧縮装置3の構成 図10は、第3の実施形態における本発明に係る映像デ
ータ圧縮装置3の構成を示す図である。なお、図10に
おいては、映像データ圧縮装置3の構成部分のうち、エ
ンコーダ20〔図2(A),(B)等〕の構成部分と同
じ者には、同一符号を付して示してある。

【0099】図10に示すように、映像データ圧縮装置
3は、再生装置10、記録装置12、予測系30、エン
コーダ32から構成される。予測系30は、動き補償部
300、減算回路302、DCT部304、量子化部3
061 〜306n 、発生符号長計数部(DCT計数→符
号長)3081 〜308n 、符号化割当部310から構
成される。

【0100】エンコーダ32は、ピクチャー並べ替え部
200、走査変換ブロック化部202、動き検出部20
4、減算回路206、DCT部208、量子化部21
0、可変長符号化部212、逆量子化部214、逆DC
T部216、加算回路218、動き補償部222、バッ
ファ224、FIFO360,362および二分検索部
34から構成される。

【0101】つまり、映像データ圧縮装置3は、映像デ
ータ圧縮装置1(図1)の制御用コンピュータ14を予
測系30で置換した構成を採り、エンコーダ32は、エ
ンコーダ20〔図2(A),(B)等〕の符号量制御部
24を削除し、FIFO360,362および二分検索
部34を付加した構成を採る。

【0102】エンコーダ32 エンコーダ32は、再生装置10から入力される非圧縮
映像データに時間遅延を与え、この時間遅延に対応する
映像データから予測系30が生成した各マクロブロック
(マクロブロックp)目標データ量TB(p)を用いて
圧縮符号化し、エンコーダ20〔図2(A),(B)〕
等と同様に、圧縮映像データを記録装置12に対して出
力する。

【0103】エンコーダ32の構成部分 エンコーダ20と異なるエンコーダ32の構成部分を説
明する。

【0104】FIFO360 FIFO360は、予測系30が予備的な圧縮符号化を
行い、発生符号量GBを予測し、目標データ量TB
(p)を生成するために要する時間だけ、再生装置10
から入力される映像データをバッファリングし、時間遅
延を与えて減算回路206に対して出力する。

【0105】FIFO362 FIFO362は、FIFO360と同様に、予測系3
0における処理時間に対応する時間だけ、動き検出部2
04が生成した動きベクトルに時間遅延を与え、動き補
償部222に対して出力する。

【0106】二分検索部34 二分検索部34は、DCT部208から入力されるDC
T係数を量子化部210に対して出力するとともに、二
分検索法により、各マクロブロックのDCT係数の圧縮
符号化後のデータ量と、予測系30からマクロブロック
ごとに設定される目標データ量TB(p)とをほぼ等し
く量子化値Qを求め、量子化部210に設定する。

【0107】二分検索部34における二分検索につい
て、さらに説明する。二分検索部34は、入力されるマ
クロブロックの映像データを、例えば、量子化部210
において用いられる量子化ステップQm の中心値で量子
化し、さらに、可変長符号化して得られるデータ量が、
予測系30から設定された目標データ量TB(p)以下
であるか否かを判断し、目標データ量TB(p)以下で
ある場合には、量子化ステップQm 以下の量子化ステッ
プの中心値Qm1を用いた量子化および可変長符号化を行
い、目標データ量TB(p)との比較を行う。

【0108】二分検索部34は、以上の量子化、可変長
符号化および比較を繰り返すことにより、各量子化値を
二分木探索して、圧縮後の映像データのデータ量を、目
標データ量TB(p)以下であって、目標データ量TB
(p)に最も近い値とする最適な量子化ステップQを求
める。このように、各量子化ステップQを二分木探索す
ることにより、二分検索部34の処理時間あるいはハー
ドウェア量を少なくすることができる。

【0109】予測系30 予測系30は、所定の処理が施された映像データに対し
て動き補償処理、DCT処理、n個の固定の量子化ステ
ップQ1 〜Qn を用いた量子化処理、および、可変長符
号化処理を行ってn個の圧縮映像データを生成し、これ
らn個の圧縮映像データの発生符号量GB1 〜GBn
算出し、単位期間に許されるデータ量P(許容データ
量)に最も近い値を示す発生符号量GBに基づいて、単
位期間ごとの発生符号量GBを予測し、マクロブロック
ごと(マクロブロックp)の目標データ量TB(p)を
生成する。つまり、予測系30は、入力映像データに対
して複数の量子化ステップQを用いて予備的な圧縮符号
化処理を行って、複数の量子化ステップQそれぞれに対
応する発生符号量GBを予測し、予測した発生符号量G
Bに基づいて、目標データ量TB(p)を算出する。

【0110】予測系30の構成部分 動き補償部300 動き補償部300は、エンコーダ32のピクチャー並べ
替え部200およびエンコーダ203が処理を施した映
像データに対して、動き検出部204が検出した動きベ
クトルを用いて動き補償処理を行い、動き補償処理した
映像データを減算回路302に対して出力する。

【0111】減算回路302 減算回路302は、エンコーダ20〔図2(A),
(B)等〕の減算回路206と同様に、圧縮符号化後に
Iピクチャーとなる映像データをそのままDCT部30
4に対して供給し、圧縮符号化後にPピクチャーまたは
Bピクチャーになる映像データから、減算回路302が
動き補償した映像データを減算し、予測誤差を算出して
DCT部304に対して出力する。

【0112】DCT部304 DCT部304は、減算回路302から入力される圧縮
符号化後にIピクチャーになる映像データ、および、予
測誤差をDCT処理し、量子化部3061 〜306n
対して出力する。量子化部306 1 〜306 n 量子化部306i (1≦i≦n)は、それぞれ予め設定
された量子化ステップQi を用いて、DCT部304か
ら入力されるDCT係数を量子化し、量子化データを生
成して発生符号長計数部308i に対して出力する。

【0113】発生符号長計数部308 1 〜308 n 発生符号長計数部308i は、単位期間ごとに量子化部
306i から入力された量子化データを可変長符号化
し、発生符号量GBi を計数して符号化割当部310に
対して出力する。

【0114】符号化割当部310 符号化割当部310は、発生符号長計数部308i が計
数した発生符号量GBi の内、単位期間ごとに許される
許容データ量P以下で、最も値が大きい発生符号量GB
k (1≦k≦n−1)、および、単位期間ごとに許され
る許容データ量P以上で、最も値が大きい発生符号量G
k+1 とを検出し、例えば、下式に示すようにこれらの
間で直線近似を行って、マクロブロックpに対する目標
データ量TB(p)を算出する。

【0115】

【数1】 TB(p) = [(GBk -P) ×GB(p,k)+(P-GB k+1)×GB(p,k+1)]/(GBk -GB k+1) …(1) ただし、GB(p,k) は、符号発生量GBk を与える量子化ス
テップQk により得られたマクロブロックpの発生符号
量を示し、GB(p,k+1) は、符号発生量GBk+1 を与える量
子化ステップQk+1 により得られたマクロブロックpの
発生符号量を示す。

【0116】映像データ圧縮装置3の動作 以下、映像データ圧縮装置3の動作を説明する。

【0117】再生装置10は、非圧縮映像データVIN
を再生し、予測系30およびエンコーダ32のピクチャ
ー並べ替え部200に対して出力する。ピクチャー並べ
替え部200および走査変換ブロック化部202は、入
力映像データVINのピクチャーを圧縮符号化に適した
順番に並び替え、さらに、走査変換処理およびマクロブ
ロック化処理を行って予測系30およびエンコーダ32
に対して出力する。

【0118】予測系30の動き補償部300、減算回路
302およびDCT部304は、走査変換ブロック化部
202から入力された映像データからDCT係数を生成
する。量子化部306i は、入力されるDCT係数を量
子化ステップQi により量子化し、量子化データを生成
する。発生符号長計数部308i は、入力される量子化
データを可変長符号化し、単位期間ごとの発生符号量G
i を計数する。

【0119】符号化割当部310は、発生符号量GBi
に基づいて、マクロブロックpの目標データ量TB
(p)を算出して、エンコーダ32の二分検索部34に
設定する。

【0120】具体例を挙げる。図11は、図10に示し
た映像データ圧縮装置3の発生符号長計数部308i
係数する発生符号量GBi を例示する図表である。な
お、図11は、単位時間が、15ピクチャー分のNTS
C方式の映像データを圧縮符号化する時間であり、量子
化部306i および発生符号長計数部308i の個数が
8であり、映像データ圧縮装置3が出力する圧縮映像デ
ータVOUTに許されるデータレートが6Mbps、許
容データ量が3Mビット(=6M×15/30)である
場合を例示する。

【0121】例えば、発生符号長計数部308i が量子
化部306i から入力される量子化データの発生符号量
GBi を計数した結果が図11に示す通りである場合、
この単位期間におけるGBk (式1)はGB4 (425
6392)となり、GBk+1はGB5 (221508
6)となる。従って、符号化割当部310は、これらの
数値を式1に代入することにより、下式に示すように、
この単位期間に含まれる各マクロブロックpの目標デー
タ量TB(p)を算出する。

【0122】

【数2】 TB(p) = [GB(p,4)×(3000000-2215086)+ GB(p,5)×(4256392-30000)]/ (4256392-2215086) …(2)

【0123】エンコーダ32のFIFO360は、予測
系30が目標データ量TB(p)を算出するために要す
る時間だけ、走査変換ブロック化部202から入力され
る映像データに時間遅延を与える。エンコーダ32の動
き検出部204は、走査変換ブロック化部202から入
力される映像データから動きベクトルを検出し、FIF
O362は、動き検出部204が検出した動きベクトル
に予測系30が目標データ量TB(p)を算出するため
に要する時間だけ、時間遅延を与える。

【0124】減算回路206は、圧縮符号化後にIピク
チャーとなる映像データ、および、予測誤差をDCT部
208に対して出力する。DCT部208は、減算回路
206から入力されるデータをDCT処理してDCT係
数を生成し、二分検索部34および量子化部210に対
して出力する。二分検索部34は、上述した二分検索に
より、予測系30から設定される目標データ量TB
(p)に基づいて、各マクロブロックpに対する最適な
量子化ステップQを求め、量子化部210に設定する。

【0125】量子化部210は、二分検索部34から設
定された量子化ステップQを用いて、DCT係数を量子
化し、量子化データを生成する。可変長符号化部212
は、量子化データを可変長符号化して圧縮映像データV
OUTを生成し、逆量子化部214を介して記録装置1
2に対して出力する。逆量子化部214、逆DCT部2
16、加算回路218および動き補償部222は、量子
化部210から入力される映像データを伸長し、減算回
路206に対して出力する。

【0126】第4実施形態 以下、本発明の第4の実施形態を説明する。第3の実施
形態として示した映像データ圧縮装置3において、エン
コーダ32が生成する圧縮映像データVOUTの発生符
号量GBを、許容データ量Pにより近づけるためには、
発生符号量GBi の精度を高める必要がある。

【0127】発生符号量GBi の精度を高めるために
は、量子化部306i および発生符号長計数部308i
の個数を増やし、発生符号量GBi の予測に用いる量子
化ステップQi の間隔を狭めればよい。しかしながら、
量子化部306i および発生符号長計数部308i の個
数を増やすと、ハードウェア量が増加し、あるいは、処
理量が増して目標データ量TB(p)の算出に時間がか
かるという問題が生じる。

【0128】また、発生符号量GBi の精度を高めるた
めには、量子化部306i の個数をそのままにして、用
いる量子化ステップQi の間隔のみを狭める方法をとる
ことも可能である。しかしながら、この方法を採ると、
量子化部306i が用いる量子化ステップQi の範囲が
狭くなり、映像データVINの絵柄によっては、式1に
示した、最も許容データ量Pに近い発生符号量GBk
GBk+1 を与える量子化ステップQk ,Qk+1 が、この
範囲外となり、発生符号量GBi の予測精度が却って悪
化する可能性がある。

【0129】本発明の第4の実施形態として示す映像デ
ータ圧縮装置は、かかる観点からなされたものであり、
映像データの時間方向の相関性に着目し、エンコーダに
おいて実際に用いられる量子化ステップQを、次の単位
期間において量子化部306i が用いる量子化ステップ
i の中心値とすることにより、発生符号量GBi を精
度よく予測するように構成されている。

【0130】映像データ圧縮装置4 図12は、第4の実施形態における本発明に係る映像デ
ータ圧縮装置4の構成を示す図である。なお、図12に
おいては、映像データ圧縮装置4の構成部分のうち、映
像データ圧縮装置1,3〔図2(A),(B),図10
等〕の構成部分と同じものには同一の符号を付してあ
り、再生装置10および記録装置12を省略してある。
図13は、図12に示した予測器42の構成を示す図で
ある。

【0131】図12に示すように、映像データ圧縮装置
4は、予測系40およびエンコーダ32から構成され、
予測系40は、予測系30(図10)に予測器42を付
加した構成を採る。また、図13に示すように、予測器
42は、例えば、CPU420、ROM422およびR
AM424から構成される。

【0132】映像データ圧縮装置4は、これらの構成部
分により、第3の実施形態に示した映像データ圧縮装置
3(図10)と同様に、複数の量子化ステップQを用い
て発生符号量GBを予測して、目標データ量TB(p)
を生成し、さらに、ある単位期間において二分検索部3
4が生成した量子化ステップQが、次の単位期間におい
て量子化部306i が用いる量子化ステップQi の中心
値となるように、量子化ステップQi の範囲を調節す
る。

【0133】映像データ圧縮装置4の構成部分 以下、映像データ圧縮装置3(図10)と動作が異なる
映像データ圧縮装置4の構成部分を説明する。

【0134】予測器42 以下、図14を参照して、図12および図13に示した
予測器42をさらに説明する。予測器42は、図13に
示した構成により、コンピュータとして動作し、エンコ
ーダ32の二分検索部34から順次、入力される各マク
ロブロックに対する量子化ステップQの平均値を算出
し、この平均値を中心値とする範囲を量子化部306i
に設定する。

【0135】図14は、図12および図13に示した予
測器42の処理を示すフローチャート図である。図14
に示すように、予測器42は、ステップ400(S40
0)において、新たな単位期間が始まると、変数i,s
umをゼロクリアする(i←0,sum←0)。ステッ
プ402(S402)において、予測器42は、変数i
と各単位期間に含まれるマクロブロック数Nとを比較
し、i=Nの場合にはS408の処理に進み、i<Nの
場合にはS404の処理に進む。

【0136】ステップ406(S406)において、予
測器42は、二分検索部34が求めた量子化値Qを累加
算する(sum←sum+Q)。ステップ406(S4
06)において、予測器42は、変数iをインクリメン
トする。

【0137】ステップ408(S408)において、予
測器42は、変数sumを数値Nで除算し、量子化ステ
ップQの平均値を算出し、この平均値を中心値とし、間
隔が予測系40において精度よく発生符号量GBを予測
可能な値となるように量子化部306i において用いら
れる量子化ステップQi の範囲(量子化ステップQi
値)を求め、量子化部306i に設定する。

【0138】なお、予測器42による算出する量子化ス
テップQi の範囲(量子化ステップQi )に基づいて算
出される目標データ量T(p)は、量子化部210にお
ける量子化処理に対して1単位期間分の時間遅延を有す
るが、映像データは時間方向に強い相関性を有するの
で、絵柄の難しさの変化は、1単位期間分の時間をおい
ても非常に少なく、この時間遅延は殆ど問題にならな
い。

【0139】量子化部306 i 量子化部306i は、予測器42が設定する量子化ステ
ップQi の範囲に基づいて量子化ステップQi を算出
し、算出した量子化ステップQi を、次の単位期間にお
ける量子化処理において用いる。

【0140】映像データ圧縮装置4の動作 以下、映像データ圧縮装置4の動作を説明する。再生装
置10は、映像データ圧縮装置3(図10)においてと
同様に、非圧縮映像データVINを再生し、予測系30
およびエンコーダ32のピクチャー並べ替え部200に
対して出力する。ピクチャー並べ替え部200および走
査変換ブロック化部202は、映像データ圧縮装置3に
おいてと同様に、入力映像データVINのピクチャーを
圧縮符号化に適した順番に並び替え、さらに、走査変換
処理およびマクロブロック化処理を行って予測系30お
よびエンコーダ32に対して出力する。

【0141】予測系30の動き補償部300、減算回路
302およびDCT部304は、映像データ圧縮装置3
においてと同様に、走査変換ブロック化部202から入
力された映像データからDCT係数を生成する。量子化
部306i は、予測器42から設定される量子化ステッ
プQi の範囲に基づいて、量子化ステップQi を算出
し、算出した量子化ステップQi を用いて入力されるD
CT係数を量子化し、量子化データを生成する。発生符
号長計数部308i は、映像データ圧縮装置3において
と同様に、入力される量子化データを可変長符号化し、
単位期間ごとの発生符号量GBi を計数する。

【0142】符号化割当部310は、映像データ圧縮装
置3においてと同様に、発生符号量GBi に基づいて、
マクロブロックpの目標データ量TB(p)を算出し
て、エンコーダ32の二分検索部34に設定する。

【0143】エンコーダ32のFIFO360は、映像
データ圧縮装置3においてと同様に、予測系30が目標
データ量TB(p)を算出するために要する時間だけ、
走査変換ブロック化部202から入力される映像データ
に時間遅延を与える。エンコーダ32の動き検出部20
4は、映像データ圧縮装置3においてと同様に、走査変
換ブロック化部202から入力される映像データから動
きベクトルを検出し、FIFO362は、動き検出部2
04が検出した動きベクトルに予測系30が目標データ
量TB(p)を算出するために要する時間だけ、時間遅
延を与える。

【0144】減算回路206は、映像データ圧縮装置3
においてと同様に、圧縮符号化後にIピクチャーとなる
映像データ、および、予測誤差をDCT部208に対し
て出力する。DCT部208は、映像データ圧縮装置3
においてと同様に、減算回路206から入力されるデー
タをDCT処理してDCT係数を生成し、二分検索部3
4および量子化部210に対して出力する。

【0145】二分検索部34は、上述した二分検索によ
り、予測系30から設定される目標データ量TB(p)
に基づいて、各マクロブロックpに対する最適な量子化
ステップQを求め、量子化部210に設定するととも
に、予測系40の予測器42に対して出力する。

【0146】予測系40の予測器42は、図14に示し
た処理を行って、その単位期間において二分検索部34
が求めた量子化ステップQの平均値を算出し、次の単位
期間の量子化ステップQi の範囲を求めて、求めた量子
化ステップQi の範囲を、次の単位期間の開始時に発生
符号長計数部308i に設定する。

【0147】量子化部210は、映像データ圧縮装置3
においてと同様に、二分検索部34から設定された量子
化ステップQを用いて、DCT係数を量子化し、量子化
データを生成する。可変長符号化部212は、映像デー
タ圧縮装置3においてと同様に、量子化データを可変長
符号化して圧縮映像データVOUTを生成し、逆量子化
部214を介して記録装置12に対して出力する。逆量
子化部214、映像データ圧縮装置3においてと同様
に、逆DCT部216、加算回路218および動き補償
部222は、量子化部210から入力される映像データ
を伸長し、減算回路206に対して出力する。

【0148】変形例 以下、図15を参照して、第2の実施形態の第1の変形
例を説明する。図15は、本発明の第4の実施形態の変
形例の処理を示すフローチャートである。

【0149】第2の実施形態においても述べたように、
MPEG方式は、映像データをIピクチャー、Pピクチ
ャーおよびBピクチャーの組み合わせに圧縮符号化す
る。これらのピクチャーの性質に応じて、それぞれ異な
った量子化ステップQを用いて量子化を行うと、圧縮映
像データの品質をさらに向上させ、しかも、記録媒体の
記録容量をさらに有効利用することができる。以下に示
す変形例は、かかる観点から、Iピクチャー、Pピクチ
ャーおよびBピクチャーそれぞれの量子化ステップQi
の範囲を算出するように予測器42の処理を改良したも
のである。

【0150】図15に示すように、ステップ500(S
500)において、予測器42は、単位期間の開始時
に、各変数(i,Ni ,Np ,Nb ,sumi ,sum
p ,sumb )をゼロクリアする。ステップ502(S
502)において、予測器42は、変数iと1単位期間
に含まれるマクロブロック数を示す数値Nとを比較し、
i=mの場合はS520の処理に進み、i<mの場合は
S504の処理に進む。

【0151】ステップ504(S504)において、予
測器42は、エンコーダ32の二分検索部34から取り
込んだ量子化ステップQが、Iピクチャー、Pピクチャ
ーおよびBピクチャーのいずれのピクチャータイプの生
成に用いられたかを検出し、量子化ステップQが、Bピ
クチャーの生成に用いられたものである場合にはS50
6の処理に進み、量子化ステップQが、Pピクチャーの
生成に用いられたものである場合にはS510の処理に
進み、量子化ステップQが、Iピクチャーの生成に用い
られたものである場合にはS514の処理に進む。

【0152】ステップ506(S506)において、予
測器42は、二分検索部34から取り込んだ量子化ステ
ップQの内、Bピクチャーに対して用いられた量子化ス
テップQを累加算する(sumb ←sumb +Q)。ス
テップ508(S508)において、予測器42は、変
数Nb をインクリメントする。

【0153】ステップ510(S510)において、予
測器42は、二分検索部34から取り込んだ量子化ステ
ップQの内、Pピクチャーに対して用いられた量子化ス
テップQを累加算する(sump ←sump +Q)。ス
テップ512(S508)において、予測器42は、変
数Np をインクリメントする。

【0154】ステップ514(S510)において、予
測器42は、二分検索部34から取り込んだ量子化ステ
ップQの内、Iピクチャーに対して用いられた量子化ス
テップQを累加算する(sumi ←sumi +Q)。ス
テップ516(S508)において、予測器42は、変
数Ni をインクリメントする。ステップ518(S51
8)において、予測器42は、変数iをインクリメント
する。

【0155】ステップ520(S520)において、予
測器42は、S506の処理において算出したBピクチ
ャーに対して用いられた量子化ステップQの累加算値を
変数Nb で除算し、S510の処理において算出したP
ピクチャーに対して用いられた量子化ステップQの累加
算値を変数Np で除算し、S514の処理において算出
したIピクチャーに対して用いられた量子化ステップQ
の累加算値を変数Niで除算し、Bピクチャー、Pピク
チャーおよびIピクチャーそれぞれの生成に用いられた
量子化ステップQの平均値Qaveb ,Qavep ,Q
avei を算出する。さらに、予測器42は、量子化部
306i が、Bピクチャー、PピクチャーおよびIピク
チャーそれぞれの量子化に用いる量子化ステップの範囲
を算出する。

【0156】S520の処理において算出された量子化
ステップの範囲は、予測系40の量子化部306i に設
定され、量子化部306i は、圧縮符号化後にそれぞれ
Bピクチャー、PピクチャーおよびIピクチャーになる
ピクチャーのDCT係数を、Bピクチャー、Pピクチャ
ーおよびIピクチャーそれぞれの量子化に用いる量子化
ステップの範囲に基づいて算出した量子化ステップそれ
ぞれで量子化し、量子化データを生成し、逆量子化部2
14および可変長符号化部212に対して出力する。

【0157】なお、第4の実施形態においては、予測器
42が量子化ステップの範囲を求める場合を示したが、
予測器42の動作を、量子化部306i に設定する量子
化ステップそのものの値を算出し、量子化部306i
設定するように変形し、量子化部306i が設定された
値を用いて量子化を行うように構成してもよい。また、
映像データ圧縮装置4は、エンコーダ32が使用した量
子化ステップを予測系40にフィードバックするように
構成されているが、VBV残量を予測系40にフィード
バックし、VBV残量に応じて量子化部306i の量子
化ステップの範囲を調節するように変形することが可能
である。

【0158】また、エンコーダ32が使用した量子化ス
テップの代わりに、動き検出処理において算出されるM
E残差に基づいて、量子化部306i の量子化ステップ
の範囲を調節するように映像データ圧縮装置4を変形す
ることも可能である。また、映像データ圧縮装置4に対
しても、上記各実施形態に示した変形が可能である。

【0159】以上説明したように、本発明の第4の実施
形態として示した映像データ圧縮装置4においては、映
像データ圧縮装置は、映像データの時間方向の相関性に
着目し、エンコーダにおいて実際に用いられる量子化ス
テップQを、次の単位期間において発生符号量の予測に
フィードバックすることにより、発生符号量が精度よく
予測され、目標データ量が正確に算出される。従って、
映像データ圧縮装置4を用いて映像データを圧縮符号化
すると、映像データ圧縮装置3に比べて通信回線の伝送
容量等をより効率的に利用することができ、しかも、映
像の品質が向上する。

【0160】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る映像デ
ータ圧縮装置およびその方法によれば、映像データを圧
縮符号化し、記録媒体の記録容量あるいは通信回線の伝
送容量を有効利用し、しかも、映像の品質を高く保ちう
るデータ量(データ量)の圧縮映像データを生成するこ
とができる。また、本発明に係る映像データ圧縮装置お
よびその方法によれば、量子化ステップを適切に制御す
ることにより、記録媒体の記録容量あるいは通信回線の
伝送容量を有効利用し、しかも、映像の品質を高く保ち
うる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明に係る映像データ圧縮装置の構成を示す
図である。

【図2】第1の実施形態におけるエンコーダ(図1)の
構成および処理内容を示す図であって、(A)は第1の
実施形態におけるエンコーダの第1回目(1パス目)の
処理内容を示し、(B)は第1の実施形態におけるエン
コーダの第2回目(2パス目)の処理内容を示す。

【図3】図2(A)に示した映像データ圧縮装置による
1パス目の圧縮符号化により得られる圧縮映像データの
発生符号量GBを例示する図表である。

【図4】図2(B)に示した映像データ圧縮装置による
2パス目の圧縮符号化により得られる圧縮映像データの
発生符号量GBを例示する図表である。

【図5】図5は、第2の実施形態におけるエンコーダ
(図1)の動作を示す図であって、(A)はエンコーダ
の奇数回〔2i−1パス(1≦i≦m;2≦m)〕目の
圧縮符号化における動作を示し、(B)はエンコーダの
偶数回(2iパス)目の圧縮符号化における動作を示
す。

【図6】図6は、制御用コンピュータが、偶数回目の圧
縮符号化において求められた量子化ステップQの平均値
を算出する処理を示すフローチャート図である。

【図7】第2の実施形態における映像データ圧縮装置の
動作を示すフローチャート図である。

【図8】本発明の第2の実施形態の第1の変形例の処理
を示すフローチャートである。

【図9】第2の実施形態の第2の変形例を示す図であ
る。

【図10】第3の実施形態における本発明に係る映像デ
ータ圧縮装置の構成を示す図である。

【図11】図10に示した映像データ圧縮装置の発生符
号長計数部が係数する発生符号量GBi を例示する図表
である。

【図12】第4の実施形態における本発明に係る映像デ
ータ圧縮装置の構成を示す図である。

【図13】図12に示した予測器の構成を示す図であ
る。

【図14】図12および図13に示した予測器の処理を
示すフローチャート図である。

【図15】本発明の第4の実施形態の変形例の処理を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

1,2,3,4…映像データ圧縮装置、10…再生装
置、12…記録装置、14…制御用コンピュータ、2
0,201 〜202m,32…エンコーダ、200…ピク
チャー並べ替え部、202…走査変換ブロック化部、2
04…動き検出部、206…減算回路、208…DCT
部、210…量子化部、212…可変長符号化部、21
4…逆量子化部、216…逆DCT部216、218…
加算器、222…動き補償部、224…バッファ、24
…符号量制御部、34…二分検索部、360,362…
FIFO、30,40…予測系、300…動き補償部、
302…減算回路、304…DCT部、3061 〜30
n ,306i …量子化部、3081 〜308n ,30
i …発生符号長計数部、310…符号化割当部、42
…予測器、420…CPU、422…ROM、424…
RAM。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成9年9月4日

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項1

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項7

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項12

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】0006

【補正方法】変更

【補正内容】

【0006】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る映像データ圧縮装置は、映像データに
対して、予め設定された範囲内の複数の第1の量子化ス
テップによる量子化処理を少なくとも行い、前記複数の
第1の量子化ステップそれぞれに対応する複数の量子化
データを生成する量子化処理手段と、生成した前記複数
の量子化データのデータ量に基づいて、圧縮後の映像デ
ータのデータ量を予測し、予測した前記圧縮後の映像デ
ータのデータ量に基づいて、圧縮後の映像データのデー
タ量の目標値を算出する目標値算出手段と、圧縮後の映
像データのデータ量を、前記目標値に近い値にする第2
の量子化ステップを生成する量子化ステップ生成手段
と、生成した前記第2の量子化ステップに基づいて、前
記複数の第1の量子化ステップの範囲を決定し、前記量
子化処理手段に設定する範囲決定・設定手段と、前記映
像データに対して生成した前記第2の量子化ステップに
よる量子化処理を少なくとも行い、前記映像データを圧
縮する映像データ圧縮手段とを有する。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】0016

【補正方法】変更

【補正内容】

【0016】量子化ステップ生成手段は、例えば、二分
検索(バイナリサーチ)と呼ばれる方法により、発生符
号量の目標値に対応するマクロブロックを実際に圧縮符
号化して得られるデータ量それぞれが、ほぼこの目標値
に近い値となるように、映像データ圧縮手段が量子化処
理に用いる第2の量子化ステップを生成する。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】0021

【補正方法】変更

【補正内容】

【0021】また、本発明に係る映像データ圧縮方法
は、映像データに対して、予め設定された範囲内の複数
の第1の量子化ステップによる量子化処理を少なくとも
行い、前記複数の第1の量子化ステップそれぞれに対応
する複数の量子化データを生成し、生成した前記複数の
量子化データのデータ量に基づいて、圧縮後の映像デー
タのデータ量を予測し、予測した前記圧縮後の映像デー
タのデータ量に基づいて、圧縮後の映像データのデータ
量の目標値を算出し、圧縮後の映像データのデータ量
、前記目標値に近い値にする第2の量子化ステップを
生成し、生成した前記第2の量子化ステップに基づい
て、前記複数の第1の量子化ステップの範囲を決定して
設定し、前記映像データに対して生成した前記第2の量
子化ステップによる量子化処理を少なくとも行い、前記
映像データを圧縮する。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】0026

【補正方法】変更

【補正内容】

【0026】また、本発明に係る記録媒体は、映像デー
タに対して、予め設定された範囲内の複数の第1の量子
化ステップによる量子化処理を少なくとも行い、前記複
数の第1の量子化ステップそれぞれに対応する複数の量
子化データを生成し、生成した前記複数の量子化データ
のデータ量に基づいて、圧縮後の映像データのデータ量
を予測し、予測した前記圧縮後の映像データのデータ量
に基づいて、圧縮後の映像データのデータ量の目標値を
算出し、圧縮後の映像データのデータ量を、前記目標値
に近い値にする第2の量子化ステップを生成し、生成し
た前記第2の量子化ステップに基づいて、前記複数の第
1の量子化ステップの範囲を決定して設定し、前記映像
データに対して生成した前記第2の量子化ステップによ
る量子化処理を少なくとも行い、前記映像データを圧縮
するプログラムを記録する。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】0114

【補正方法】変更

【補正内容】

【0114】符号化割当部310 符号化割当部310は、発生符号長計数部308i が計
数した発生符号量GBi の内、単位期間ごとに許される
許容データ量P以下で、最も値が大きい発生符号量GB
k (1≦k≦n−1)、および、単位期間ごとに許され
る許容データ量P以上で、最も値が小さい発生符号量G
k+1 とを検出し、例えば、下式に示すようにこれらの
間で直線近似を行って、マクロブロックpに対する目標
データ量TB(p)を算出する。

【手続補正9】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】0115

【補正方法】変更

【補正内容】

【0115】

【数1】 TB(p) = [(GBk -P) ×GB(p,k+1)+(P-GB k+1GB(p,k)]/(GBk -GB k+1) …(1) ただし、GB(p,k) は、符号発生量GBk を与える量子化ス
テップQk により得られたマクロブロックpの発生符号
量を示し、GB(p,k+1) は、符号発生量GBk+1 を与える量
子化ステップQk+1 により得られたマクロブロックpの
発生符号量を示す。

【手続補正10】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図2

【補正方法】変更

【補正内容】

【図2】

【手続補正11】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図9

【補正方法】変更

【補正内容】

【図9】

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】映像データに対して、予め設定された範囲
    内の複数の第1の量子化ステップによる量子化処理を少
    なくとも行い、前記複数の第1の量子化ステップそれぞ
    れに対応する複数の量子化データを生成する量子化処理
    手段と、 生成した前記複数の量子化データのデータ量に基づい
    て、圧縮後の映像データのデータ量を予測し、予測した
    前記圧縮後の映像データのデータ量に基づいて、圧縮後
    の映像データのデータ量の目標値を算出する目標値算出
    手段と、 圧縮後の映像データのデータ量を、算出した前記目標値
    以下であって、前記目標値に近い値にする第2の量子化
    ステップを生成する量子化ステップ生成手段と、 生成した前記第2の量子化ステップに基づいて、前記複
    数の第1の量子化ステップの範囲を決定し、前記量子化
    処理手段に設定する範囲決定・設定手段と、 前記映像データに対して生成した前記第2の量子化ステ
    ップによる量子化処理を少なくとも行い、前記映像デー
    タを圧縮する映像データ圧縮手段とを有する映像データ
    圧縮装置。
  2. 【請求項2】前記映像データに所定の時間遅延を与える
    時間遅延手段をさらに有し、 前記量子化処理手段は、前記映像データから前記複数の
    量子化データを生成し、 前記映像データ圧縮手段は、前記所定の時間遅延を与え
    た前記映像データを圧縮する請求項1に記載の映像デー
    タ圧縮装置。
  3. 【請求項3】前記量子化処理手段は、 前記複数の第1の量子化ステップそれぞれにより前記映
    像データを量子化処理し、前記複数の量子化データそれ
    ぞれを生成する複数の単位量子化処理手段を有する請求
    項1に記載の映像データ圧縮装置。
  4. 【請求項4】前記映像データ圧縮手段は、前記映像デー
    タを複数の種類のピクチャーに圧縮し、 前記目標値算出手段は、前記ピクチャーの種類それぞれ
    のデータ量を予測し、予測した前記圧縮後の映像データ
    のデータ量に基づいて、前記ピクチャーの種類それぞれ
    の前記目標値を算出する請求項1に記載の映像データ圧
    縮装置。
  5. 【請求項5】前記目標値算出手段は、 生成した前記複数の量子化データそれぞれに基づいて、
    前記複数の量子化データそれぞれから生成される圧縮後
    の映像データのデータ量それぞれを予測する複数の単位
    予測手段と、 予測した前記複数の量子化データそれぞれから生成され
    る圧縮後の映像データのデータ量に基づいて、前記所定
    の期間それぞれに割り当てられるデータ量を、前記映像
    データの所定の処理単位それぞれに対して前記目標値と
    して配分するデータ量配分手段とを有する請求項1に記
    載の映像データ圧縮装置。
  6. 【請求項6】前記映像データ圧縮手段は、前記映像デー
    タをマクロブロックごとに処理して圧縮し、 前記データ量配分手段は、前記所定の期間それぞれに割
    り当てられるデータ量を、前記映像データのマクロブロ
    ックそれぞれに対して前記目標値として配分する請求項
    5に記載の映像データ圧縮装置。
  7. 【請求項7】映像データに対して、予め設定された範囲
    内の複数の第1の量子化ステップによる量子化処理を少
    なくとも行い、前記複数の第1の量子化ステップそれぞ
    れに対応する複数の量子化データを生成し、 生成した前記複数の量子化データのデータ量に基づい
    て、圧縮後の映像データのデータ量を予測し、予測した
    前記圧縮後の映像データのデータ量に基づいて、圧縮後
    の映像データのデータ量の目標値を算出し、 圧縮後の映像データのデータ量を、算出した前記目標値
    以下であって、前記目標値に近い値にする第2の量子化
    ステップを生成し、 生成した前記第2の量子化ステップに基づいて、前記複
    数の第1の量子化ステップの範囲を決定して設定し、 前記映像データに対して生成した前記第2の量子化ステ
    ップによる量子化処理を少なくとも行い、前記映像デー
    タを圧縮する映像データ圧縮方法。
  8. 【請求項8】前記映像データに所定の時間遅延を与え、 前記映像データから前記複数の量子化データを生成し、 前記所定の時間遅延を与えた前記映像データを圧縮する
    請求項7に記載の映像データ圧縮方法。
  9. 【請求項9】前記映像データを複数の種類のピクチャー
    に圧縮し、 前記ピクチャーの種類それぞれのデータ量を予測し、予
    測した前記圧縮後の映像データのデータ量に基づいて、
    前記ピクチャーの種類それぞれの前記目標値を算出する
    請求項7に記載の映像データ圧縮方法。
  10. 【請求項10】予測した前記複数の量子化データそれぞ
    れから生成される圧縮後の映像データのデータ量に基づ
    いて、前記所定の期間それぞれに割り当てられるデータ
    量を、前記映像データの所定の処理単位それぞれに対し
    て前記目標値として配分する請求項7に記載の映像デー
    タ圧縮方法。
  11. 【請求項11】前記映像データをマクロブロックごとに
    処理して圧縮し、 前記所定の期間それぞれに割り当てられるデータ量を、
    前記映像データのマクロブロックそれぞれに対して前記
    目標値として配分する請求項10に記載の映像データ圧
    縮方法。
  12. 【請求項12】映像データに対して、予め設定された範
    囲内の複数の第1の量子化ステップによる量子化処理を
    少なくとも行い、前記複数の第1の量子化ステップそれ
    ぞれに対応する複数の量子化データを生成し、 生成した前記複数の量子化データのデータ量に基づい
    て、圧縮後の映像データのデータ量を予測し、予測した
    前記圧縮後の映像データのデータ量に基づいて、圧縮後
    の映像データのデータ量の目標値を算出し、 圧縮後の映像データのデータ量を、算出した前記目標値
    以下であって、前記目標値に近い値にする第2の量子化
    ステップを生成し、 生成した前記第2の量子化ステップに基づいて、前記複
    数の第1の量子化ステップの範囲を決定して設定し、 前記映像データに対して生成した前記第2の量子化ステ
    ップによる量子化処理を少なくとも行い、前記映像デー
    タを圧縮するプログラムを記録した記録媒体。
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