JPH104546A

JPH104546A - 画像データ圧縮装置およびその方法

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Publication number: JPH104546A
Application number: JP15457596A
Authority: JP
Inventors: Kanji Mihara; 寛司三原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-01-06
Anticipated expiration: 2016-06-14
Also published as: JP3899552B2

Abstract

(57)【要約】【課題】単位時間長ごとに、目標符号量Ｔ_j以下で、目
標符号量Ｔ_jに極く近い符号量の圧縮画像データを得
る。【解決手段】圧縮符号化部２が、前のピクチャーの圧縮
画像データの生成に用いた符号量の残りは２０ビットと
なる。目標符号量制御部６２は、符号量の残りから固定
符号量Ａ（７０ビット）を減算し、０．２を乗算してΔ
ＬＩＭ（−１０ビット）を算出し、元の上限値ＬＩＭ
（４０ビット）に加算して、新たな上限値ＬＩＭ（３０
バイト）を算出し、新たな上限値ＬＩＭおよび繰り越し
符号量Ｓ_jのいずれか少ないほうを配分符号量Ｄ_jに加
算し、マクロブロックそれぞれの目標符号量Ｔ_jを算出
する。圧縮符号化部２は、目標符号量Ｔ_j以下で、目標
符号量Ｔ_jに極く近い符号量の圧縮画像データを生成す
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、単位時間長あたり
の画像データの圧縮後の符号量が等しくなるように画像
データを圧縮し、編集処理に適した圧縮画像データを供
給する画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】ＭＰ
ＥＧ(motion picture coding experts group) 方式等の
画像圧縮技術を、通信および読み出し専用の記録媒体
（光ディスク等）に対する記録に応用する場合には、Ｔ
Ｍ５（Test Model 5）方式等に代表されるように、マク
ロブロックそれぞれから発生される圧縮画像データのデ
ータ量（符号量）は、仮想的バッファの残り容量等に基
づいて、平均して目標符号量Ｔ_j以下になるようにすれ
ば足りる。

【０００３】一方、画像圧縮技術を、高画質が要求され
る放送局用のデジタルビデオテープレコーダ（ＶＴＲ装
置）に応用する場合には、通信等に応用する場合と異な
り、インサート編集および早送り再生等を実現する必要
性から、圧縮画像データの符号量に関する制限が存在す
る。つまり、例えば、単位時間長（等符号長時間ＴＥ）
の画像データから得られる圧縮画像データは、ビデオテ
ープの所定長の範囲に記録され得るように、一定の目標
符号量Ｔ_j以下とされる必要がある。通常、圧縮画像デ
ータの符号量の制限に用いられる等符号長時間ＴＥは、
例えば、フレーム（ピクチャー）単位に定められ、ある
いは、複数のピクチャーから構成され、圧縮符号化の単
位となるＧＯＰ(group of pictures) 単位に定められ
る。

【０００４】このように、放送用ＶＴＲ装置に圧縮画像
データを供給するためには、発生する圧縮画像データの
符号量を厳しく制限する必要があるため、量子化レベル
Ｑを高精度に制御しなければならない。量子化レベルＱ
の制御のための方式としては、例えば、特開平６−３１
９１１２号公報および特開平５−２８４４５８号公報に
開示されているように、発生した圧縮画像データの符号
量（発生符号量Ｇ_j）が、目標符号量Ｔ_jを越えないよ
うな量子化レベルＱを算出する二分木探索方式(binary
search) 、あるいは、固定の量子化レベルＱで画像デー
タを予備的に圧縮符号化し、この圧縮符号化の結果に基
づいて、最適な量子化レベルＱを算出するバックサーチ
(back search) 方式が知られている。

【０００５】これらの方式は、各マクロブロックごと
に、発生する圧縮画像データの符号量の最大値が、目標
符号量Ｔ_jを超えないように量子化レベルＱを制御する
という点で一致し、発生する圧縮画像データの符号量
が、全てのマクロブロックについて目標符号量Ｔ_j以下
となり、等符号長時間ＴＥごとに発生する圧縮画像デー
タを等長化するという目的を達成することができる。し
かしながら、これらの方式においては、等符号長時間Ｔ
Ｅごとの目標符号量Ｔ_jと、実際に発生した圧縮画像デ
ータの符号量の差が無駄になり、無駄にした符号量の分
だけ、圧縮画像データを伸長復号して得られる画像の品
質が劣化してしまうことになる。

【０００６】二分木探索方式およびバックサーチ方式の
問題点を解決する方法として、マクロブロックごとに、
実際に発生した圧縮画像データの符号量と目標符号量Ｔ
_jとの差（余り符号量）を、続くいくつかのマクロブロ
ックに対して分配し、これらのマクロブロックに割り当
てる目標符号量Ｔ_jを増やす方法がある。しかしなが
ら、余り符号量を、１つのマクロブロックに対してのみ
分配すると、配分したマクロブロックの画像の品質が際
立って良くなったり、あるいは逆に、他のブロックの画
像の品質が際立って劣化するといったように、１つの画
面内の画像の品質にムラが生じてしてしまうことがあ
る。

【０００７】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、単位時間長の画像データを圧縮
符号化し、所定の目標符号量Ｔ_j以下の圧縮画像データ
を得ることができ、しかも、目標符号量Ｔ_jと、実際に
発生した圧縮画像データの符号量との差を非常に少なく
することができる画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、目標符号
量Ｔ_jと実際に発生した圧縮画像データの符号量との差
を非常に少なくすることができるにもかかわらず、全て
のマクロブロックに対して均一な符号量を割り当てるこ
とができ、伸長復号後の画面の部分ごとに生じる画像品
質のムラをなくすことができる画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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る画像データ圧縮装置は、画像データに
含まれるピクチャーを所定数に等分割したマクロブロッ
クそれぞれを、マクロブロックそれぞれに外部から設定
される目標符号量以下であって、この目標符号量にほぼ
等しい符号量になるように圧縮し、圧縮画像データを生
成するマクロブロック圧縮手段と、所定の単位時間長の
前記画像データを圧縮して生成する前記圧縮画像データ
の符号量が、所定の単位符号量以下であって、前記単位
符号量にほぼ等しい符号量になるように前記目標符号量
を算出し、前記マクロブロック圧縮手段に設定する目標
符号量算出手段とを有する。

【０００９】好適には、前記目標符号量算出手段は、生
成したマクロブロックごとの圧縮画像データの符号量
と、前記目標符号量との差の累加算値を示す繰り越し符
号量を、前記所定の単位時間長ごとに算出する繰り越し
符号量算出手段と、算出した前記繰り越し符号量と、予
め前記単位符号量からマクロブロックそれぞれに配分さ
れる配分符号量とに基づいて、マクロブロックそれぞれ
の前記目標符号量の上限値を示す上限符号量を算出する
上限符号量算出手段と、算出した前記繰り越し符号量に
基づいて、算出した前記上限符号量を超えないようにマ
クロブロックそれぞれに前記目標符号量を割り当て、前
記マクロブロック圧縮手段に設定する目標データ設定手
段とを有する。

【００１０】好適には、前記配分符号量は、前記単位符
号量を圧縮後のピクチャーの種類に応じてピクチャーご
とに分け、ピクチャーごとに分けた単位符号量を等分し
てマクロブロックそれぞれに分配され、前記上限符号量
算出手段は、分配された前記単位符号量に、前記繰り越
し符号量に所定の係数を乗算した値を加算して、前記上
限符号量を算出する。

【００１１】好適には、前記上限符号量算出手段は、前
記所定の単位時間長それぞれの最初のマクロブロックの
前記上限符号量を、前記配分符号量に所定の予測符号量
を加算した値とし、前記繰り越し符号量算出手段は、前
記繰り越し符号量の初期値を、前記所定の予測符号量に
−１を乗じた値として、前記繰り越し符号量を算出す
る。

【００１２】好適には、前記上限符号量算出手段は、前
記余剰符号量の値が、所定の範囲外である場合にのみ、
上限符号量の算出を行い、前記目標データ設定手段は、
上限符号量の算出が行われた場合に、前記目標符号量Ｔ
_jを前記マクロブロック圧縮手段に設定する。

【００１３】本発明に係る画像データ圧縮装置は、例え
ば、高画質が要求される放送局用ＶＴＲ装置に圧縮画像
データを供給する装置であって、マクロブロック圧縮手
段は、まず、画像データに含まれるピクチャーをそれぞ
れ、例えば、１６×１６画素あるいは８×１６画素を含
む所定数のマクロブロックに等分割する。次に、マクロ
ブロック圧縮手段は、クロブロックそれぞれに対して、
例えば、ＤＣＴ処理を行う。

【００１４】さらに、マクロブロック圧縮手段は、例え
ば、ＤＣＴ処理したマクロブロックそれぞれを、目標符
号量算出手段によりマクロブロックそれぞれに対して設
定される目標符号量Ｔ_jに基づいて、符号量が、目標符
号量算出手段によりマクロブロックそれぞれに設定され
る目標符号量Ｔ_j以下となり、しかも、目標符号量Ｔ _j
との差が極力少なくなるように量子化し、さらに、可変
長符号化して圧縮画像データを生成する。

【００１５】目標符号量算出手段において、繰り越し符
号量算出手段は、マクロブロックそれぞに設定した目標
符号量Ｔ_jと、マクロブロックそれぞれから実際に生成
された圧縮画像データのデータ量との差を順次、累加算
して繰り越し符号量Ｓ_jを算出する。なお、繰り越し符
号量算出手段は、例えば、所定数のピクチャーあるいは
ＧＯＰといった、圧縮画像データを等長化する際の所定
の単位時間長（等符号長時間ＴＥ）ごとに、繰り越し符
号量Ｓ_jを初期化する。

【００１６】上限符号量算出手段は、例えば、等符号長
時間ＴＥごとに割り当てられる符号量を、等符号長時間
ＴＥ内のマクロブロックそれぞれに予め配分した配分符
号量Ｄ_jに、繰り越し符号量Ｓ_jに所定の係数を乗算し
た値を加算して、マクロブロックそれぞれから生成され
る圧縮画像データの符号量の上限値を示す上限符号量Ｔ
を算出する。目標データ設定手段は、マクロブロックそ
れぞれに対して、上限符号量算出手段が算出した繰り越
し符号量Ｓ_jを超えない値の目標符号量Ｔ_jを割り当
て、マクロブロック圧縮手段に設定する。

【００１７】このように、上限符号量算出手段が、繰り
越し符号量Ｓ_jに応じて上限符号量Ｔを変更し、目標デ
ータ設定手段が、繰り越し符号量Ｓ_jを超えない値の目
標符号量Ｔ_jをマクロブロックそれぞれに割り当て、マ
クロブロック圧縮手段が、圧縮画像データの符号量を目
標符号量Ｔ_j以下であって、目標符号量Ｔ_jにほぼ等し
くすることにより、実際に等符号長時間ＴＥごとに生成
される圧縮画像データは、等符号長時間ＴＥごとに割り
当てられる符号量以下で、しかも、極く近い符号量にな
る。

【００１８】また、本発明に係る画像データ圧縮方法
は、画像データに含まれるピクチャーを所定数に等分割
したマクロブロックそれぞれから生成された圧縮画像デ
ータの符号量と、マクロブロックそれぞれに対して設定
された目標符号量との差の累加算値を示す繰り越し符号
量を、所定の単位時間長ごとに算出し、算出した前記繰
り越し符号量と、予め前記単位符号量からマクロブロッ
クそれぞれに配分される配分符号量とに基づいて、マク
ロブロックそれぞれの前記目標符号量の上限値を示す上
限符号量を算出し、算出した前記繰り越し符号量に基づ
いて、算出した前記上限符号量を超えないようにマクロ
ブロックそれぞれに前記目標符号量を割り当て、所定の
単位時間長の前記画像データを圧縮して生成する前記圧
縮画像データの符号量が、所定の単位符号量以下であっ
て、前記単位符号量にほぼ等しい符号量になるように前
記目標符号量を算出し、マクロブロックそれぞれを、目
標符号量以下であって、この目標符号量にほぼ等しい符
号量になるように圧縮して圧縮画像データを生成する。

【００１９】好適には、前記配分符号量は、前記単位符
号量を圧縮後のピクチャーの種類に応じてピクチャーご
とに分け、ピクチャーごとに分けた単位符号量を等分し
てマクロブロックそれぞれに分配され、分配された前記
単位符号量に、前記繰り越し符号量に所定の係数を乗算
した値を加算して、前記上限符号量を算出する。

【００２０】好適には、前記所定の単位時間長それぞれ
の最初のマクロブロックの前記上限符号量を、前記配分
符号量に所定の予測符号量を加算した値とし、前記繰り
越し符号量の初期値を、前記所定の予測符号量に−１を
乗じた値として、前記繰り越し符号量を算出する。

【００２１】好適には、前記余剰符号量の値が、所定の
範囲外である場合にのみ、上限符号量の算出を行い、上
限符号量の算出が行われた場合に、前記目標符号量を設
定する。

【００２２】

【発明の実施の形態】第１実施形態以下、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本
発明に係る画像データ圧縮装置１の構成を示す図であ
る。図１に示すように、画像データ圧縮装置１は、圧縮
符号化部２および予備符号化部４および目標符号量制御
部５から構成される。

【００２３】圧縮符号化部２は、画像並べ替え部１０、
ピクチャタイプ制御部１２、走査変換ブロック化部１
４、動き検出部１６、ＦＩＦＯ１８，３８、減算部１
９、ＤＣＴ(discrete cosine transform) 部２０、量子
化部２２、可変長符号化部２４、逆量子化部３０、ＩＤ
ＣＴ(inverse discrete cosine transform) 部３２、加
算部３４および動き補償部３６から構成され、外部から
入力される画像データを、予備符号化部４により設定さ
れる量子化インデックスＱＩに基づいて圧縮符号化し、
圧縮画像データを生成する。

【００２４】予備符号化部４は、動き補償部２６、減算
部２８，４８、ＤＣＴ部４２、予測部４４、バックサー
チ(back search) 部４６、減算部４８、加算部５０，５
６、上限値制限部(limitter)５２および配分符号量生成
部５４から構成され、目標符号量Ｔに圧縮画像データの
符号量（発生符号量Ｇ）を近付けるための量子化レベル
Ｑの制御に用いられる量子化インデックスＱＩを高い精
度で求める。画像データ圧縮装置１は、これらの構成部
分により、非圧縮画像データを、所定の画像圧縮符号化
方式、例えば、ＭＰＥＧ方式により圧縮符号化し、所定
の単位時間長（等符号長時間ＴＥ）、例えば、ＧＯＰご
とにほぼ等しい発生符号量Ｇの圧縮画像データを生成す
る。

【００２５】以下、画像データ圧縮装置１の各構成部分
を説明する。圧縮符号化部２において、画像並べ替え部
１０は、ピクチャタイプ制御部１２からのピクチャータ
イプ信号に基づいて、画像データ圧縮装置１に接続され
た編集装置あるいはディジタルビデオテープレコーダ
（ＶＴＲ装置）等の画像機器（図示せず）から入力され
る非圧縮画像データに含まれるピクチャーを、ＭＰＥＧ
方式による圧縮符号化に適した順序に並び替えて、走査
変換ブロック化部１４に対して出力する。

【００２６】ピクチャタイプ制御部１２は、非圧縮画像
データのピクチャーそれぞれに対して圧縮後のフレーム
（ピクチャー）の種類、つまり、各ピクチャーが圧縮符
号化後にＩピクチャー(intra picture) 、Ｐピクチャー
(predictive picture)およびＢピクチャー(bidirection
ally predictive picture)のいずれになるかを示すピク
チャータイプ信号を生成し、画像並べ替え部１０に対し
て出力する。

【００２７】図２は、図１に示した走査変換ブロック化
部１４におけるマクロブロック化処理を示す図である。
走査変換ブロック化部１４は、画像並べ替え部１０から
入力された画像データのピクチャーそれぞれに対して、
フィールド／フレーム変換処理およびマクロブロック化
処理を行ない、動き検出部１６および動き補償部２６に
対して出力する。

【００２８】なお、走査変換ブロック化部１４における
マクロブロック化処理は、画像データの輝度信号（輝度
データ；Ｙ）および色差信号（色差データ；Ｃｒ，Ｃ
ｂ）を、それぞれ所定数の画素を含むブロックに分割す
る処理であって、図２に示すように、１ピクチャー分の
輝度データ（Ｙ）を、１つ当たり１６×１６画素を含む
マクロブロックに分割し、１ピクチャー分の色差データ
（Ｃｒ，Ｃｂ）を、それぞれ１つ当たり８×１６画素を
含むマクロブロックに等分割する。

【００２９】つまり、輝度データ（Ｙ）のマクロブロッ
クは、１つあたり８×８画素を含む４個のブロックから
構成され、色差データ（Ｃｒ，Ｃｂ）それぞれのマクロ
ブロックは、輝度データ（Ｙ）に比べて水平方向を１／
２にサブサンプリングし、１つあたり８×８画素を含む
２個のブロックから構成される。

【００３０】動き検出部１６（図１）は、走査変換ブロ
ック化部１４から入力された画像データに対して、マク
ロブロック単位で動き検出を行い、動き検出の結果とし
て得られる動きベクトルを、動き補償部２６、および、
図１中に点線で示すように、ＦＩＦＯ３８に対して出力
し、走査変換ブロック化部１４から入力された画像デー
タを減算部２８の正入力端子およびＦＩＦＯ１８に対し
て出力する。ＦＩＦＯ１８は、動き検出部１６から入力
された画像データを、予備符号化部４のＤＣＴ部４２、
予測部４４およびバックサーチ部４６の処理に要する時
間だけ遅延し、減算部１９の正入力端子に対して出力す
る。ＦＩＦＯ３８は、動き検出部１６から入力された動
きベクトルを、ＦＩＦＯ１８と同様に、予備符号化部４
のＤＣＴ部４２、予測部４４およびバックサーチ部４６
の処理に要する時間だけ遅延し、動き補償部３６に対し
て出力する。

【００３１】減算部１９は、圧縮後にＢピクチャーおよ
びＰピクチャーになるピクチャーの画像データから、動
き補償部３６の動き補償の結果として得られた画像デー
タを減算して予測誤差データを算出し、圧縮後にＩピク
チャーになる画像データそのもの、および、算出した予
測誤差データをＤＣＴ部２０に対して出力する。ＤＣＴ
部２０は、減算部１９から圧縮後にＩピクチャーになる
ピクチャーの画像データが入力される場合は、画像デー
タそのものに対してマクロブロック単位に離散的余弦変
換（ＤＣＴ）処理を行い、圧縮後にＢピクチャーおよび
Ｐピクチャーになるピクチャーの画像データが入力され
る場合には、予測誤差データに対してマクロブロック単
位にＤＣＴ処理を行い、これらのＤＣＴ処理の結果（Ｄ
ＣＴ係数）を量子化部２２に対して出力する。

【００３２】量子化部２２は、バックサーチ部４６から
入力される量子化インデックスＱＩが示す量子化レベル
Ｑを用いて、ＭＢあたりの発生符号量Ｇ_jが目標符号量
Ｔ_j以下であって、目標符号量Ｔ_jに近い値になるよう
に、ＤＣＴ部２０から入力されるＤＣＴ係数を量子化
し、量子化の結果として得られたデータを可変長符号化
部２４および逆量子化部３０に対して出力する。

【００３３】ここで、量子化レベルＱと量子化インデッ
クスＱＩとの関係を説明する。量子化レベルＱとは、量
子化部２２においてＤＣＴ係数に対して除算を行う際
に、あるいは、逆量子化部３０において量子化されたデ
ータに対して乗算を行う際に用いられるデータであっ
て、量子化部２２においては、発生符号量Ｇ_jを目標符
号量Ｔ_jに近づけるために、量子化レベルＱとして、非
線形に変化する複数の値の組み合わせが、画像の複雑さ
等に応じて複数、使い分けられる。

【００３４】一方、量子化インデックスＱＩは、複数の
量子化レベルＱの組み合わせに付された番号であり、量
子化インデックスＱＩを参照することにより、量子化レ
ベルＱとして用いられた複数の値の組み合わせを識別す
ることができる。なお、量子化インデックスＱＩは、通
常、量子化レベルＱそのものよりも符号量が少ないの
で、ＶＴＲ装置等においては、量子化レベルＱの代わり
に、画像データとともに記録媒体に記録されることが多
い。

【００３５】可変長符号化部２４は、量子化部２２から
入力されるデータを可変長符号化して圧縮画像データを
生成し、画像データ圧縮装置１に接続された画像機器に
対して出力するとともに、圧縮画像データのＭＢあたり
の発生符号量Ｇ_jを算出して減算部４８に対して出力す
る。逆量子化部３０は、量子化部２２と逆の処理を行
い、量子化部２２が出力するデータに、量子化インデッ
クスＱＩが示す量子化レベルＱを乗算してＤＣＴ係数を
再生し、ＩＤＣＴ部３２に対して出力する。

【００３６】ＩＤＣＴ部３２は、逆量子化部３０から入
力されるＤＣＴ係数に対して逆離散的余弦変換（ＩＤＣ
Ｔ）処理を行い、画像データを再生して加算部３４に対
して出力する。加算部３４は、動き補償部３６から入力
される画像データと、ＩＤＣＴ部３２から入力される画
像データを加算して、動き補償部３６に対して出力す
る。

【００３７】動き補償部３６は、ＦＩＦＯ３８から入力
される動きベクトルに基づいて、加算部３４から入力さ
れる画像データに対して動き補償処理を行い、減算部１
９の負入力端子および加算部３４に対して出力する。予
備符号化部４において、動き補償部２６は、動き検出部
１６における動き検出の結果に基づいて、動き検出部１
６から入力される画像データに対して動き補償を行い、
動き補償の結果として得られた画像データを減算部２８
の負入力端子に対して出力する。

【００３８】減算部２８は、圧縮後にＢピクチャーおよ
びＰピクチャーになるピクチャーの画像データから、動
き補償部２６の動き補償の結果として得られたデータを
減算して予測誤差データを算出し、圧縮後にＩピクチャ
ーになる画像データそのもの、および、算出した予測誤
差データをＤＣＴ部４２に対して出力する。ＤＣＴ部４
２は、減算部２８から圧縮後にＩピクチャーになるピク
チャーの画像データが入力される場合は、画像データそ
のものに対してマクロブロック単位にＤＣＴ処理を行
い、圧縮後にＢピクチャーおよびＰピクチャーになるピ
クチャーの画像データが入力される場合には、予測誤差
データに対してマクロブロック単位にＤＣＴ処理を行
い、ＤＣＴ係数を予測部４４に対して出力する。

【００３９】予測部４４は、ＤＣＴ部４２から入力され
たＤＣＴ処理の結果を、例えば、固定値の量子化レベル
Ｑ(Fix-Q) により量子化し、量子化処理の結果として得
られたデータの符号量、および、加算部５６から入力さ
れる目標符号量Ｔ_jに基づいて、量子化インデックスＱ
Ｉを算出し、ＤＣＴ部４２から入力されたＤＣＴ係数と
ともにバックサーチ部４６に対して出力する。

【００４０】なお、予測部４４において、二分木探索方
式により量子化インデックスＱＩを算出することも可能
である。以下、図３を参照して、予測部４４において、
二分木探索方式により、量子化インデックスＱＩを求め
る場合の処理を説明する。図３は、図１に示した予測部
４４において、二分木探索方式により量子化インデック
スＱＩを求める処理を、量子化インデックスＱＩの数が
１６である場合について例示する図である。等符号長時
間ＴＥにおいて、目標符号量以下であって、目標符号量
に近い値の圧縮映像データを得るためには、通常、等符
号長時間ＴＥ単位で、刻々と生成される圧縮画像データ
の符号量に基づいて、量子化レートＱを動的に（ダイナ
ミックに）制御するフィードバック制御が用いられる。

【００４１】しかしながら、動的なフィードバック制御
により発生符号量を制御する方法を採った場合、長い時
間において、発生符号量を一定以下に収めることができ
るものの、等符号長時間ＴＥごとに発生符号量を一定に
保つことは難しい。二分木探索方式は、量子化インデッ
クスＱＩの値が量子化レートの刻みを粗くする方向に大
きくなる、発生符号量は量子化インデックスＱＩの値に
応じて単調に減少することに着目し、フィードフォワー
ド制御により、等符号長時間ＴＥごとの発生符号量を目
標符号量以下であって、目標符号量に近い値とするため
に考案された方式である。

【００４２】予測部４４は、図３に示すように、第１段
階（1st stage)で、量子化インデックスＱＩの中央値
〔図３の例においては、ＱＩ＝７（０〜１５の中央
値）〕とし、この量子化インデックス７に対応する量子
化レートＱで、ＤＣＴ部４２から入力されたＤＣＴ係数
を量子化し、発生符号量を求める。

【００４３】予測部４４は、第１段階において、発生符
号量が目標符号量を超えた場合には、第２段階(2nd sta
ge) において、量子化インデックスＱＩを１１として、
量子化インデックス１１（７〜１５の中央値）に対応す
る量子化レートＱで、ＤＣＴ部４２から入力されたＤＣ
Ｔ係数を量子化し、発生符号量を求める。反対に、発生
符号量が目標符号量より少ない場合には、予測部４４
は、第二段階において、量子化インデックスＱＩを３
（０〜７の中央値）として、量子化インデックス３に対
応する量子化レートＱで、ＤＣＴ部４２から入力された
ＤＣＴ係数を量子化し、発生符号量を求める。

【００４４】以下、予測部４４は、第３段階および第４
段階において、同様な処理を行い、最適な量子化インデ
ックスの値を求める。二分木探索方式によれば、ｎ個の
量子化インデックスＱＩから最適な量子化インデックス
ＱＩを求めるための演算はｌｏｇ₂ｎ回で済み、全ての
量子化インデックスＱＩを用いてＤＣＴ係数に対する量
子化を行い、最適な値を求める場合に比べて、演算量お
よび演算を実行するハードウェア量を大幅に少なくする
ことができる。

【００４５】バックサーチ部４６は、ダビングにより量
子化インデックスＱＩ（量子化レートＱ）が不明になっ
た画像データから、正しい量子化インデックスＱＩを求
める手段であって、予測部４４から入力されたマクロブ
ロックごとのＤＣＴ係数および量子化インデックスＱＩ
に基づいて、バックサーチにより、目標符号量Ｔ_jと発
生符号量Ｇ_jとの差を、予測部４４が算出した符号化イ
ンデックスＱＩよりもさらに少なくすることができる量
子化インデックスＱＩ’を算出して、図１中に点線で示
すように量子化部２２に対して出力する。

【００４６】以下、図４を参照して、バックサーチ部４
６の構成および動作をさらに説明する。図４は、図１に
示したバックサーチ部４６の構成を示す図である。図４
に示すように、バックサーチ部４６は、絶対値回路４６
０、ｎ＋１個の１６ビット×１６ビットの乗算を行う乗
算器４６２、ｎ＋１個のシフト回路４６４、ｎ＋１個の
絶対値回路４６６、ｎ＋１個の総和回路４６８、最大値
検出・最小値検出セレクタ４７０および除算回路４７２
から構成される。

【００４７】絶対値回路４６０は、予測部４４（ＤＣＴ
部４２）から入力されるＤＣＴ係数の絶対値を算出し、
乗算器４６２に対して出力する。絶対値回路４６０によ
りＤＣＴ係数の絶対値を算出するのは、乗算器４６２〜
最大値検出・最小値検出セレクタ４７０の各構成部分の
処理においては数値の倍数関係のみが問題となり、数値
の正負が問題とならず、また、絶対値とすることによ
り、これらの構成部分における演算が容易になるからで
ある。

【００４８】ｎ＋１個の乗算器４６２およびｎ＋１個の
絶対値回路４６６はそれぞれ、実質的に除算回路を構成
し、絶対値回路４６０から入力されるＤＣＴ係数の絶対
値を、予測部４４から入力された量子化インデックスＱ
Ｉに０，１，２，…，ｎを加えた値で除算し、量子化す
る。具体的には、例えば、乗算器４６２およびシフト回
路４６４が、ＤＣＴ係数を量子化レベル＝３で量子化す
る場合には、乗算器４６２がＤＣＴ係数に０ＡＡＡＢｈ
を乗算し、シフト回路４６４が乗算結果を１８ビットシ
フトする。このような構成するのは、除算器の構成は複
雑であり、乗算器４６２およびシフト回路４６４を用い
て実質的に除算器を構成した方が、ハードウェア量が少
なくて済むからである。

【００４９】ｎ＋１個の絶対値回路４６６は、それぞれ
ｎ＋１個の乗算器４６２およびｎ＋１個のシフト回路４
６４による量子化結果の小数部に対して、下の式１に示
す演算を行い、実質的に絶対値を算出する。

【００５０】

【数１】ｆ（ｘ）＝ｘ（ｘ＜０．５）ｆ（ｘ）＝１−ｘ（ｘ≧０．５） …（１）

【００５１】式１に示した演算により、ｎ＋１個の絶対
値回路４６６はそれぞれ、例えば、乗算器４６２および
シフト回路４６４の量子化結果の絶対値化された小数部
が０．９である場合には、実際には−０．１であったと
みなして、小数部の絶対値の値を０．１とするためであ
る。ｎ＋１個の総和回路４６８はそれぞれ、ｎ＋１個の
絶対値回路４６６により絶対値化された量子化結果の小
数部の絶対値の総和値を算出し、最大値検出・最小値検
出セレクタ４７０に対して出力する。

【００５２】最大値検出・最小値検出セレクタ４７０
は、ｎ＋１個の総和回路４６８が算出した総和値の内、
最大の値を求めて、除算回路４７２に対して出力する。
除算回路４７２は、シフト回路から構成され、最大値検
出・最小値検出セレクタ４７０が求めた総和値を１ビッ
トシフトすることにより、２で除算し、最大値検出・最
小値検出セレクタ４７０に対して出力する。ｎ＋１個の
総和回路４６８それぞれから入力される総和値の最小値
が、最大値の１／２以下である場合には、明らかに小さ
いと見なして倍数関係があると判断することができ、１
／２より大きい場合には特定の倍数関係がないと判断す
ることができる。

【００５３】したがって、最大値検出・最小値検出セレ
クタ４７０は、ｎ＋１個の総和回路４６８それぞれから
入力される総和値の最小値が、最大値の１／２以下であ
る場合には、この最小値を与える量子化インデックスＱ
Ｉを最終的な量子化インデックスＱＩ’として量子化部
２２に対して出力し、最大値の１／２より大きい場合に
は、最大値の１／２の値を与える量子化インデックスＱ
Ｉを最終的な量子化インデックスＱＩ’として量子化部
２２に対して出力する。以上説明したバックサーチ部４
６の処理により、ダビングされ、元の量子化レートＱが
不明になった画像データに対しても、最適な量子化イン
デックスＱＩ’が求められる。このようにして、最適な
量子化インデックスＱＩ’を求めることができる理由
は、一度、記録・再生された画像データをＤＣＴ処理し
て得られるＤＣＴ係数は、元の量子化レベルの倍数にな
っているためである。

【００５４】目標符号量制御部５において、減算部４８
は、配分符号量生成部５４からマクロブロックごとに入
力される目標符号量Ｔ_jから、可変長符号化部２４から
マクロブロックごとに入力される発生符号量Ｇ_jを減算
して剰余符号量Ｒ_jを算出し、加算部５０に対して出力
する。加算部５０は、上限値制限部５２からマクロブロ
ックごとに入力される繰り越し符号量Ｓ_j（ａ）と、減
算部４８からマクロブロックごとに入力される剰余符号
量Ｒ_jとを加算し、新たな繰り越し符号量Ｓ_j+1を算出
して上限値制限部５２に対して出力する。

【００５５】上限値制限部５２は、予め設定される上限
値ＬＩＭおよび加算部５０から入力される繰り越し符号
量Ｓ_jの内、いずれか小さい方の値を上限値として加算
部５６に対して出力する。配分符号量生成部５４は、マ
クロブロックそれぞれに予め配分されている配分符号量
Ｄ_jを加算部５６に対して出力する。

【００５６】ここで、配分符号量Ｄ_jは、等符号長時間
ＴＥごとに圧縮画像データに割り当てられる符号量を、
等符号長時間ＴＥに含まれる画像データのピクチャーの
マクロブロックそれぞれに、ピクチャーの種類（ピクチ
ャータイプ）等に応じて配分した符号量である。また、
上限値ＬＩＭは、マクロブロックそれぞれの配分符号量
Ｄ_jに、繰り越し符号量Ｓ_jの値に応じて加算する符号
量の上限値である。加算部５６は、配分符号量生成部５
４から入力された配分符号量と、上限値制限部５２から
入力された上限値とを加算し、目標符号量Ｔ_jとして予
測部４４に対して出力する。

【００５７】以下、画像データ圧縮装置１の動作を説明
する。まず、図５を参照して、減算部４８、加算部５
０、上限値制限部５２および加算部５６による目標符号
量Ｔ_jの制御を行わない場合の画像データ圧縮装置１
（図１）における発生符号量の制御を説明する。図５
は、第１の実施形態における画像データ圧縮装置１の目
標符号量Ｔ_jの制御を行わない場合の発生符号量制御を
示す図である。なお、実際には、例えば、５２５／６０
形式の画像データの１ピクチャーは１４４０個のマクロ
ブロックから構成されるが、図５においては、図示の簡
略化のために、１ピクチャーが３×４個（１〜１２）の
マクロブロックから構成されている場合を示してある
（以下、図６，図８等において同様）。

【００５８】図５において、配分符号量生成部５４が、
等符号長時間ＴＥに割り当てられた目標符号量Ｓ_jを、
各マクロブロックに均等に配分した配分符号量Ｄ_jが、
例えば、１，０００ビットである場合、予測部４４およ
びバックサーチ部４６が生成した量子化インデックスに
基づいて、圧縮符号化部２に入力された各マクロブロッ
クの画像データから、１，０００ビット以下であって、
１，０００ビットに近い値の発生符号量の圧縮画像デー
タが、最終的に可変長符号化部２４から出力される。

【００５９】しかしながら、例えば、第１のマクロブロ
ック〜第１２のマクロブロックから、実際に生成された
圧縮画像データの発生符号量Ｇ₁〜Ｇ₁₂がそれぞれ、例
えば、図５に示すように、９５０ビット、９８０ビッ
ト、１，０００ビット…である場合、目標符号量と発生
符号量の差〔剰余符号量Ｒ_j（＝Ｓ_j−Ｇ_j）〕は、５
０ビット、２０ビット、０ビット…となり、このピクチ
ャー全体で、３５０ビットの繰り越し符号量Ｓ（＝ΣＲ
_j）が生じ、無駄になる。

【００６０】次に、図６を参照して、減算部４８、加算
部５０、上限値制限部５２、配分符号量生成部５４およ
び加算部５６による目標符号量Ｔ_jの制御を行い、繰り
越し符号量Ｓ_jを減少させた画像データ圧縮装置１（図
１）における発生符号量の制御を説明する。図６は、第
１の実施形態における画像データ圧縮装置１の目標符号
量Ｔ_jの制御を行なう場合の発生符号量制御を示す図で
ある。

【００６１】図６に示すように、目標符号量Ｔ_jの制御
は、減算部４８〜加算部５６により、第ｊ番目のマクロ
ブロックで生じた剰余符号量Ｒ_jを、それ以降のマクロ
ブロックに再配分することにより行われる。図６におい
て、配分符号量生成部５４が、等符号長時間ＴＥに割り
当てられた目標符号量Ｓ_jを、各マクロブロックに均等
に配分した配分符号量Ｄ_jが、図５と同様に、例えば、
１，０００ビットである場合、予測部４４およびバック
サーチ部４６が生成した量子化インデックスに基づい
て、圧縮符号化部２に入力された各マクロブロックの画
像データから、１，０００ビット以下であって、１，０
００ビットに近い値の発生符号量の圧縮画像データが、
最終的に可変長符号化部２４から出力される。

【００６２】例えば、第１のマクロブロックから、実際
に生成された圧縮画像データの発生符号量Ｇ₁が９５０
ビットである場合、減算部４８が、配分符号量生成部５
４から入力される配分符号量Ｄ₁から発生符号量Ｇ₁を
減算して得る剰余符号量Ｒ₁は５０ビット、加算部５０
が算出した繰り越し符号量Ｓ₁〔Ｓ_j＝Ｓ_j-1−ｍｉｎ
（ＬＩＭ，Ｓ_j-1）＋Ｒ_j、但し、Ｓ₀，Ｒ₀＝０〕は
５０ビットになる。なお、繰り越し符号量Ｓ₁は、ピク
チャー（等符号長時間ＴＥ）ごとに初期化され、初期値
Ｓ₀は０ビットとなる。

【００６３】上限値制限部５２は、繰り越し符号量Ｓ₁
および上限値ＬＩＭ（図６においては４０ビット）のい
ずれか値が小さいほうを選択することにより、第２のマ
クロブロックに再配分する目標符号量の値〔再配分値
｛＝ｍｉｎ（Ｓ_j-1，ＬＩＭ）｝〕を制限し、加算部５
６に対して出力する。加算部５６は、配分符号量生成部
５４が生成する配分符号量Ｄ_jと、上限値制限部５２か
ら入力される再配分値を加算し、第２のマクロブロック
に対する目標符号量Ｔ₂（１，０４０ビット）を生成
し、予測部４４に対して出力する。

【００６４】予測部４４は、ＤＣＴ部４２から入力され
るＤＣＴ係数、および、加算部５６から入力される目標
符号量Ｔ₂に基づいて量子化インデックスＱＩを生成
し、バックサーチ部４６が、最適化して、最終的な量子
化インデックスＱＩ’を生成し、量子化部２２に対して
出力する。予備符号化部４は、入力される第２のマクロ
ブロックを、量子化インデックスＱＩ’に基づいて量子
化し、可変長符号化部２４は、最終的に発生符号量Ｒ₂
が１，０２０ビットの圧縮画像データを生成し、出力す
る。

【００６５】画像データ圧縮装置１は、以下同様に、第
３のマクロブロック〜第１２のマクロブロックの目標符
号量Ｔ₃〜Ｔ₁₂をそれぞれ、１，０３０ビット、１０１
０ビット、…、１，０４０ビットとして圧縮符号化を行
い、それぞれ発生符号量Ｇ_jが１，０２０ビット、９７
０ビット、…、１０３０ビットの圧縮画像データを生成
し、出力する。図６に示した画像データ圧縮装置１の動
作によれば、図５に示した画像データ圧縮装置１の動作
によって生じていた３５０ビットの繰り越し符号量Ｓ₁₂
を、２０ビットに減らすことができ、しかも、各マクロ
ブロックから生成される圧縮画像データの符号量を増や
すことができるので、伸長復号後の画像の品質が向上す
る。

【００６６】なお、上限値制限部５２において、各マク
ロブロックに対する再配分値を制限する理由は、再配分
する符号量に制限を設けないと、特定のマクロブロック
だけに多くの符号量を再配分したり、逆に、他の特定の
マクロブロックには全く符号量を再配分できなくなった
りして、伸長復号後の画像にむらが生じ、品質が劣化す
るからである。

【００６７】なお、図６においては、説明の簡略化のた
めに、可変長符号化部２４が出力した第ｊ番目のマクロ
ブロックの圧縮画像データの発生符号量Ｇ_jが、次の第
ｊ＋１番目のマクロブロックの目標符号量Ｔ_j+1に反映
される場合を示したが、実際には、目標符号量の算出を
行うためのハードウェア的な遅延、あるいは、ソフトウ
ェア的な遅延が存在し、あるマクロブロックから生成さ
れる発生符号量は、数個後のマクロブロックの目標符号
量に反映されることになる。

【００６８】第２実施形態以下、本発明の第２の実施形態を説明する。第１の実施
形態に示した目標符号量Ｔ_jの制御（図６）によれば、
無駄な最終的な繰り越し符号量Ｓ_jの値を少なくするこ
とができ、圧縮画像データの発生符号量Ｔ_jを増加させ
ることができるので、伸長復号後の画像の品質を向上さ
せることができる。しかしながら、図６に示した目標符
号量Ｔ_jの制御によると、各マクロブロックに対する目
標符号量Ｔ_jの値にばらつきが生じてしまい、伸長復号
後の画像にむらが残ってしまうことになる。

【００６９】また、バックサーチにより量子化インデッ
クスＱＩを最適化するシステムにおいて、第１の実施形
態に示した目標符号量Ｔ_jの制御（図６）を行うと、１
回目の圧縮符号化において多くの目標符号量Ｔ_jを割り
当てたマクロブロックに、２回目の圧縮符号化に少ない
目標符号量Ｔ_jが割り当てられた場合、バックサーチに
より求めるる量子化インデックスＱＩ’が、本来の１回
目の量子化インデックスＱＩ’ではなく、それよりも大
きい値となることが生じ、さらに画質が劣化してしま
う。

【００７０】目標符号量Ｔ_jと発生符号量Ｇ_jとの誤差
が一定であれば、画像を劣化させることがない最適な上
限値ＬＩＭを求めることができる。しかしながら、実際
には、画像データ圧縮装置に入力される動画像の絵柄よ
り、目標符号量Ｔ_jと発生符号量Ｇ_jの関係は動的に変
化するので、このような最適な上限値ＬＩＭを求めるこ
とはできない。

【００７１】第２の実施形態に示す目標符号量Ｔ_jの制
御方法は、等符号長時間ＴＥにおける最終的な繰り越し
符号量Ｓ_j一定の目標範囲に収めるように、各マクロブ
ロックに対する目標符号量Ｔ_jを制御すれば、各マクロ
ブロックに対する目標符号量の再配分をほぼ一定にでき
るという性質と、画像データの時間方向の相関性に着目
してなされたものであって、各マクロブロックに対して
均等な目標符号量Ｔ_jを割り当て、複数の画像データ圧
縮・伸長装置を直列に接続して画像の圧縮・伸長を繰り
返しても、常に正しい量子化レートで画像データを圧縮
することができ、画像にむらを生させることがないよう
に目標符号量Ｔ_jを制御する。

【００７２】図７は、第２の実施形態における本発明に
係る画像データ圧縮装置６の構成を示す図である。な
お、図７においては、画像データ圧縮装置６の各構成部
分のうち、第１の実施形態に示した画像データ圧縮装置
１（図１等）と同じものには、同一の符号を付してあ
る。図７に示すように、画像データ圧縮装置６は、圧縮
符号化部２および目標符号量制御部６２から構成され
る。つまり、画像データ圧縮装置６は、画像データ圧縮
装置１（図１）の予備符号化部４を、目標符号量制御部
６２で置換した構成をとる。目標符号量制御部６２は、
減算部６２０，６２６、目標符号量生成部６２４、目標
剰余符号量生成部６２８および上限値算出部６３０から
構成される。

【００７３】まず、画像データ圧縮装置６における目標
符号量の制御の原理を説明する。図７に示すように、予
備符号化部４および目標符号量制御部５を、目標符号量
Ｔと、再配分値の上限値ＬＩＭ、あるいは、固定の再配
分値そのものに基づいて、圧縮符号化を行い、ある発生
符号量の圧縮画像データを出力するブラックボックスと
して考えると、画像データ圧縮装置６全体を、繰り越し
符号量Ｓを制御する制御系としてとらえることができ
る。画像データ圧縮装置６は、等符号長時間ＴＥ（例え
ば、１以上のピクチャーあるいはＧＯＰ）の画像データ
に対する圧縮符号化が終了したときに、その目標符号量
Ｔと発生符号量Ｇとの差の総和〔最終的な繰り越し符号
量Ｓ｛＝Σ（Ｔ_j−Ｇ_j）｝〕と、所定の固定目標値Ａ
との差分（Ｓ−Ａ）に対して所定の伝達関数Ｆによる演
算あるいは変換を行って、上限値ＬＩＭを決定し、次の
等符号長時間ＴＥにおける圧縮符号化に用いるというフ
ィードバックループ制御を行うように構成されている。

【００７４】さらに詳しく説明する。画像データ圧縮装
置６において、圧縮符号化部２（図実際の構成は図１に
示した通り）には、各マクロブロックに対する配分符号
量Ｄ _jと再配分値の上限値ＬＩＭが与えられ、画像デー
タを等符号長時間ＴＥごとに符号量が等しくなるように
圧縮符号化する。画像データ圧縮装置６は、等符号長時
間ＴＥごとに、最終的な繰り越し符号量Ｓを算出するこ
とできる。

【００７５】画像データ圧縮装置において、等符号長時
間ＴＥそれぞれにおける最終的な繰り越し符号量Ｓの値
が大きいということは、等符号長時間ＴＥそれぞれにお
いて多くの符号量を無駄にして捨てており、結果として
伸長復号後の画質を劣化させていることを意味する。

【００７６】逆に、等符号長時間ＴＥそれぞれにおける
最終的な繰り越し符号量Ｓの値が小さく、０に近いとい
うことは、等符号長時間ＴＥそれぞれにおいて無駄にし
ている符号量が少なく、伸長復号後の画質の劣化が少な
いことを意味するが、一方、例えば、第１の実施形態に
おいて図６に示した目標符号量の制御を行う場合には、
各マクロブロックに対する目標符号量Ｔ_jの値にばらつ
きが生じており、伸長復号後の画像にむらが生じている
ことをも意味する。

【００７７】そこで、画像データ圧縮装置６は、最終的
な繰り越し符号量Ｓに対して適切な値を固定符号量Ａを
設定し、等符号長時間ＴＥそれぞれにおいて、最終的な
繰り越し符号量Ｓが固定符号量Ａより多い場合には、上
限値ＬＩＭを大きく変更して符号量を無駄にしないよう
にし、逆に、最終的な繰り越し符号量Ｓが固定符号量Ａ
より少ない場合には、上限値ＬＩＭを小さく変更して、
各マクロブロックに対する再配分値を確保できるように
制御を行する。

【００７８】なお、画像データ圧縮装置６において、上
限値ＬＩＭは、等符号長時間ＴＥごとに変更され、ある
等符号長時間ＴＥにおいて設定さえた上限値ＬＩＭは、
他の等符号長時間ＴＥにおいては有効でないことに留意
する必要がある。しかしながら、画像データは時間方向
に強い相関性を有し、特に、通常、数ピクチャーの等符
号長時間ＴＥにおいては相関性が強いので、ある等符号
長時間ＴＥにおける最終的な繰り越し符号量Ｓに基づい
て算出した目標符号量Ｔ_jを、次の等符号長時間ＴＥに
おいて用いても、実際上、不都合は生じない。

【００７９】以下、画像データ圧縮装置６（図７）の各
構成部分を説明する。減算部６２０は、目標符号量生成
部６２４から入力される目標符号量Ｔ_jから予備符号化
部４の可変長符号化部２４（図１、図７において図示せ
ず）から入力される発生符号量Ｇ_jを減算して、剰余符
号量Ｒ_j（＝Ｔ_j−Ｇ_j）を算出し、減算部６２６に対
して出力する。またＴＥあたりの目標Ｔ_jから発生した
Ｇ_jを引きＴＥあたりの剰余符号量Ｒ_j＝Ｔ_j−Ｇ_jを
求める。目標符号量生成部６２４は、画像データ圧縮装
置１の予備符号化部４（図１）における動き補償部２
６、減算部２８、ＤＣＴ部４２、バックサーチ部４６、
減算部４８、加算部５０、上限値制限部５２、配分符号
量生成部５４および加算部５６を含み（いずれも図７に
おいて図示せず）、上限値制限部５２に上限値算出部６
３０から各マクロブロックに設定される上限値ＬＩＭに
基づいて、圧縮符号化部２の走査変換ブロック化部１４
（図１、図７において図示せず）から入力される画像デ
ータを処理し、マクロブロックそれぞれに対する目標符
号量Ｔ_jを生成し、圧縮符号化部２および減算部６２
０，６２６に対して出力する。

【００８０】目標剰余符号量生成部６２８は、固定符号
量Ａを生成して減算部６２６に対して出力する。減算部
６２６は、減算部６２０から入力されるＴＥあたりの剰
余符号量Ｒから、目標剰余符号量生成部６２８から入力
固定符号量Ａを減算し、（Ｒ−Ａ）を出力する。上限値
算出部６３０は、減算部６２６から入力される減算結果
（Ｒ−Ａ）に所定の関数Ｆによる演算を行ってΔＬＩＭ
〔Ｆ（Ｒ−Ａ）〕を算出し、元の上限値ＬＩＭからΔＬ
ＩＭを加算して、新たな上限値ＬＩＭを算出し、目標符
号量生成部６２４の上限値制限部５２（図１、図７にお
いて図示せず）に対して出力する。

【００８１】以下、図８を参照し、再配分値の上限値Ｌ
ＩＭが４０ビットであり、図８に示すピクチャー（等符
号長時間ＴＥ）全体に対する目標符号量が１２，０００
ビット（各マクロブロックに配分される配分符号量Ｄ_j
＝１，０００ビット）であり、目標剰余符号量生成部６
２８が生成する固定符号量Ａが７０ビットであり、上限
値算出部６３０が用いる関数Ｆ〔＝０．２（Ｒ−Ａ）〕
である場合を例に、画像データ圧縮装置６の動作を説明
する。

【００８２】例えば、この条件下、圧縮符号化部２が、
図５に示した通りの発生符号量Ｇ_jの圧縮画像データを
生成すると、図５に示した例における最終的な繰り越し
符号量Ｓは２０ビットとなる。目標符号量制御部６２
は、減算部６２６から入力される減算結果（Ｒ−Ａ）に
基づいて、繰り越し符号量Ｓ（２０ビット）から固定符
号量Ａ（７０ビット）を減算し、減算結果に０．２を乗
算してΔＬＩＭ〔−１０ビット｛＝０．２（２０−７
０）｝〕を算出し、元の上限値ＬＩＭ（４０ビット）に
ΔＬＩＭを加算して、新たな上限値ＬＩＭ（３０ビッ
ト）を算出し、圧縮符号化部２に対して出力する。圧縮
符号化部２は、目標符号量制御部６２から入力される上
限値ＬＩＭを用いて、第１の実施形態においてと同様
に、図８に示した次のピクチャー（等符号長時間ＴＥ）
の画像データを圧縮符号化する。

【００８３】以上説明したように、図５に示したピクチ
ャー（等符号長時間ＴＥ）の次のピクチャー（図８）に
おける上限値ＬＩＭは、目標符号量制御部６２により、
３０ビットに変更される。この上限値ＬＩＭの変更によ
り、図８に示したピクチャーの各マクロブロックに対す
る目標符号量Ｔ_jは、１，０３０ビット一定になる。し
かも、最終的な繰り越し符号量Ｓは５０ビットになり、
図５に示した前のピクチャーの最終的な繰り越し符号量
（４０ビット）よりも、固定符号量Ａ（７０ビット）に
近づいていることが分かる。

【００８４】さらに、目標符号量制御部６２は、図８に
示したピクチャーに対する圧縮符号化の結果に基づい
て、次のピクチャーの圧縮符号化に用いる新たな上限値
ＬＩＭを算出する。つまり、目標符号量制御部６２は、
元の上限値ＬＩＭ（３０ビット）にΔＬＩＭ〔＝０．２
（５０−７０）＝１４〕を加えて、図８に示したピクチ
ャーの次のピクチャーの圧縮符号化に用いる新たな上限
値ＬＩＭ（２６ビット）を算出する。

【００８５】以下同様に、目標符号量制御部６２は、圧
縮符号化結果に基づいて、各ピクチャーに対する上限値
ＬＩＭを算出し、圧縮符号化部２は、目標符号量制御部
６２が算出した上限値を用いて各ピクチャーを圧縮符号
化する。

【００８６】このように、目標符号量制御部６２が、マ
クロブロックを圧縮符号化するたびに、上限値ＬＩＭ
を、最終的な繰り越し符号量Ｓに応じて変更することに
より、圧縮符号化部２は、常に、最終的な繰り越し符号
量Ｓの値を一定の範囲内に収めて画像データを圧縮符号
化することができ、伸長復号化後の画像の品質を一定以
上に保つことができる。

【００８７】以上説明したように、第２の実施形態に示
した画像データ圧縮装置６によれば、等符号長時間ＴＥ
単位で圧縮符号化を行う画像データ圧縮装置において、
無駄になる符号量を減らし、伸長復号後の画像の品質を
向上させることができる。また、等符号長時間ＴＥ内の
ほとんど全てのマクロブロックに対して等しい目標符号
量Ｔ_jを割り当てることができ、同一ピクチャー内のマ
クロブロックに対して割り当てられる目標符号量Ｔ_jの
不均一性に起因して生じる画面のむらを防ぐことができ
る。また、第２の実施系形態に示した目標符号量の制御
とバックサーチ方式とを組み合わせることにより、量子
化インデックスＱＩを正しく求めることが可能になり、
ダビングを重ねた場合に生じる伸長復号後の画像の品質
低下を防ぐことができる。また、画像データ圧縮装置６
における目標符号量Ｔ_jの制御方法は、圧縮符号化部２
から動き補償を行う部分を除いた圧縮符号化部にも適用
可能である。

【００８８】以下、画像データ圧縮装置６の変形例を説
明する。第１の変形例図９は、画像データ圧縮装置６（図７）の第１の変形例
（画像データ圧縮装置６４）の構成を示す図である。図
９に示すように、画像データ圧縮装置６４は、圧縮符号
化部２、および、マイクロプロセッサ、メモリおよびこ
れらの周辺回路を有する目標符号量制御部６４０から構
成される。つまり、画像データ圧縮装置６４は、画像デ
ータ圧縮装置６の目標符号量制御部６２を、目標符号量
制御部６４０で置換した構成になっている。

【００８９】画像データ圧縮装置６（図７）において、
減算部６２０，６２６、目標符号量生成部６２４、目標
剰余符号量生成部６２８および上限値算出部６３０が行
った目標符号量Ｔ_jの算出処理を、画像データ圧縮装置
６４においては、画像データ圧縮装置６４０がソフトウ
ェア的な処理により行う。このように、目標符号量制御
部６２を目標符号量制御部６４０に置換することによ
り、目標符号量Ｔ_jを生成するための演算方法の変更が
容易になる。

【００９０】第２の変形例画像データ圧縮装置６において、固定符号量Ａの値は、
必ずしも一定である必要はなく、一定の幅が許される。
従って、各等符号長時間ＴＥにおける最終的な繰り越し
符号量Ｓの値がＡ₁〜Ａ₂（Ａ₁＞Ａ₂）の範囲内であ
る場合には、上限値算出部６３０が上限値ＬＩＭの変更
を行わず、Ａ₁〜Ａ₂の範囲外である場合にのみ、上限
値算出部６３０が上限値ＬＩＭの変更を行うように画像
データ圧縮装置６の動作を変形してもよい。

【００９１】第３の変形例第２の実施形態に示した画像データ圧縮装置６における
目標データ量Ｔ_jの制御（図８）においては、再配分値
の上限値ＬＩＭを変更して、各マクロブロックに対して
目標符号量Ｔ_jを再配分する場合を示したが、均一に目
標符号量Ｔ_jの再配分が可能である限り、ピクチャー全
体に共通な目標符号量Ｔ_jの再配分を行うことが可能で
ある。

【００９２】従って、第２の実施形態において説明した
ように、繰り越し符号量Ｓ_jおよび上限値ＬＩＭのいず
れか小さい方を再配分値として各マクロブロックに与え
るのではなく、予め、予測再配分値Ｌを、ピクチャーに
含まれるマクロブロックの目標符号量に加えた上で目標
符号量制御部６２が上限値ＬＩＭを生成し、圧縮符号化
部２がこの上限値ＬＩＭを用いて圧縮符号化を行うこと
も可能である。

【００９３】図１０は、画像データ圧縮装置６（図８）
の第３の変形例による動作を例示する図である。この変
形例においては、目標符号量制御部６２は、ピクチャー
に含まれるマクロブロック全てについて、予め、予測再
配分値Ｌ（３０ビット）を設定し、第１のマクロブロッ
クに対する配分符号量Ｄ₁に加え、第１のマクロブロッ
クに対する目標符号量Ｔ₁の値を１，０３０ビットにす
る。このように、予測再配分値Ｌを設定することによ
り、図８に示した例においては、他のマクロブロックと
異なる目標符号量Ｔ_j（１，０００ビット）が割り当て
られる第１のマクロブロックに対しても、図８に示した
例においては、他と同じ目標符号量Ｔ₁（１，０３０ビ
ット）が割り当てることが可能になる。

【００９４】しかしながら、予測再配分値Ｌを大きく設
定しすぎると、ピクチャー（等符号長時間ＴＥ）におい
て符号量が不足する可能性があり、図８に示した例にお
いては、第１のマクロブロック〜第３のマクロブロック
までは、繰り越し符号量が不足し、さらに、最終的な繰
り越し符号量Ｓ₁₂の値が０になっている。従って、第３
の変形例に示した予測再配分値Ｌの値は、実際には、も
う少し小さい値とする方が望ましい。

【００９５】第３実施形態以下、第３の実施形態を説明する。第１の実施形態およ
び第２実施形態（図５，図６，図８，図１０）において
説明したように、繰り越し符号量Ｓ_jを続くマクロブロ
ックに再配分し、各等符号長時間ＴＥにおける最終的な
繰り越し符号量Ｓを少なくするように、マクロブロック
それぞれに対する目標符号量Ｔ_jを制御することによ
り、無駄になる符号量を少なくすることができる。この
目標符号量Ｔ_jの制御方法を、例えば、画像データ圧縮
装置１（図１）において、２枚のピクチャー（Ｉピクチ
ャーおよびＢピクチャー）から構成されるＧＯＰを等符
号長時間ＴＥとし、このＧＯＰ単位で画像データを圧縮
符号化する場合の目標符号量Ｔ_jと発生符号量Ｇ_jとの
関係を図１１に例示する。なお、説明の簡略化のため
に、図１１においては、図５等と同様に、１つのピクチ
ャーが３×４個のマクロブロックから構成されている場
合を示す。

【００９６】図１１に示すように、画像データ圧縮装置
１の予備符号化部４（図１）において、配分符号量生成
部５４は、発生符号量に応じて、ＩピクチャーおよびＢ
ピクチャーそれぞれに、１，０００ビットおよび５００
ビットの配分符号量Ｄ_jを与える。予備符号化部４は、
まず、Ｉピクチャーの第ｊのマクロブロックまでの目標
符号量Ｔ_jと発生符号量Ｇ_jとの差〔余剰符号量Ｒ
_j（＝Ｔ_j−Ｇ_j）〕の総和〔繰り越し符号量Ｓ_j｛＝
Σ（Ｔ_j−Ｇ_j）｝〕を、続く第ｊ＋１のマクロブロッ
クに再配分し、圧縮符号化部２の量子化部２２（図１）
に設定する。

【００９７】なお、予備符号化部４は、第１の実施形態
（図５）においてと同様に、第ｊのマクロブロックまで
の繰り越し符号号量Ｓ_jの全てを、第ｊ＋１のマクロブ
ロック１つだけに再配分すると、目標符号量Ｓ_j+1の値
が非常に大きくなったり、反対に、他のマクロブロック
に対する再配分値が非常に小さくなったりして、マクロ
ブロックごとの再配分値の差が顕著になりやすい。した
がって、予備符号化部４は、再配分値に上限値ＬＩＭ
（４０ビット）を設け、繰り越し符号量Ｓ_jおよび上限
値ＬＩＭのいずれか少ない方〔ｍｉｎ（Ｓ_j，ＬＩ
Ｍ）〕を、続く第ｊ＋１のマクロブロックに分配する。
以上説明したように、予備符号化部４は、Ｉピクチャー
のマクロブロックそれぞれに対する目標符号量Ｔ_jを生
成し、圧縮符号化部２に設定する。

【００９８】Ｉピクチャーのマクロブロックそれぞれに
対する目標符号量Ｔ_jの生成が終了すると、次に、予備
符号化部４は、Ｂピクチャーのマクロブロックそれぞれ
に対する目標符号量Ｔ_jの生成を行う。図１１に示すよ
うに、Ｉピクチャーの第１２のマクロブロックの圧縮符
号化が終了するまでに、２０ビットの繰り越し符号量Ｓ
_jが生じている。

【００９９】予備符号化部４は、Ｉピクチャーからの繰
り越し符号量Ｓ_jを、Ｂピクチャーの第１のマクロブロ
ックに対する配分符号量Ｄ_j（５００ビット）に配分
し、Ｂピクチャーの第１のマクロブロックの目標符号量
Ｔ₁を５２０ビットとして圧縮符号化部２の量子化部２
２（図２）に設定する。

【０１００】図１１に示すように、例えば、Ｂピクチャ
ーの第１のマクロブロックの圧縮画像データの発生符号
量Ｇ₁が４５０ビットであり、７０ビットの余剰符号量
Ｒ₁が生じた場合、予備符号化部４は、余剰符号量Ｒ₁
（＝繰り越し符号量Ｓ₁）が上限値ＬＩＭ（４０ビッ
ト）より多いため、上限値ＬＩＭ（４０ビット）を第２
のマクロブロックに再配分し、第２のマクロブロックの
目標符号量Ｔ₂を１，０４０ビットとして圧縮符号化部
２に設定する。以下、同様に、予備符号化部４は、Ｂピ
クチャーのマクロブロックそれぞれに対する目標符号量
Ｔ_jを生成し、圧縮符号化部２に設定する。

【０１０１】第３の実施形態に示したように、第１の実
施形態（図５）に示した目標符号量Ｔ_jの制御方法は、
複数の種類のピクチャーを含むＧＯＰを等符号長時間Ｔ
Ｅとして画像データを圧縮符号化する場合にも適用可能
である。なお、第３の実施形態に示した目標符号量Ｔ_j
の制御方法は、他のピクチャータイプシーケンスのＧＯ
Ｐ（等符号長時間ＴＥ）の画像データの圧縮符号化にも
適用可能である。また、同様に、第１の実施形態および
第２の実施形態（図６，図８，図１０）に示した他の目
標符号量Ｔ_jの制御方法を、複数の種類のピクチャーを
含むＧＯＰを等符号長時間ＴＥとして画像データを圧縮
符号化する場合にも適用可能であことはいうまでもな
い。

【０１０２】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
形態に示した目標符号量Ｔ_jの制御方法（図１１）によ
れば、第１の実施形態および第２の実施形態（図６，図
８，図１０）に示した目標符号量Ｔ _jの制御方法を、複
数の種類のピクチャーを含む画像データの圧縮符号化に
応用することができる。しかしながら、第３の実施形態
に示した目標符号量Ｔ_jの制御方法（図１１）によれ
ば、図１１においてＩピクチャーの部分に示すように、
Ｉピクチャーのマクロブロックそれぞれの目標符号量Ｔ
_jが一定にならず、伸長復号後の画像がマクロブロック
単位でばらつき、画像にむらが生じる。

【０１０３】また、図１１において、Ｂピクチャーの部
分に示すように、目標符号量Ｔ_jに対して発生符号量Ｇ
_jが比較的小さくなる場合、等符号長時間ＴＥにおける
最終的な繰り越し符号量Ｓが大きくなり、多くの符号量
が無駄になる（図１１においては２１０ビット）。つま
り、第３の実施形態に示した目標符号量Ｔ_jの制御方法
においては、等符号長時間ＴＥごとに多くの符号量を無
駄にし、Ｉピクチャーの伸長復号後の画像が、マクロブ
ロックごとにばらつき、無駄が生じてしまう。

【０１０４】さらに、第２の実施形態（図６）おいて、
等符号長時間ＴＥごとに、最終的な繰り越し符号量Ｓの
値が目標符号値Ａに近づくようにする目標符号量Ｔ_jの
制御方法（第１の変形例）を、等符号長時間ＴＥ（ＧＯ
Ｐ）が複数の種類のピクチャーを含む画像データに対す
る圧縮符号化処理に適応しようとすると、図１１に示す
ように、等符号長時間ＴＥ（ＧＯＰ）ごとに、繰り越し
符号量Ｓの値が目標値符号量Ａに近づいていても、Ｉピ
クチャーの各マクロブロックに再配分する繰り越し符号
量Ｓ_jが不足してしまう。

【０１０５】第４の実施形態において説明する目標符号
量Ｔ_jの制御方法は、かかる問題点を解決するためにな
されたものであり、等符号長時間ＴＥ（ＧＯＰ）の最初
の方のピクチャーでは、マクロブロックに再配分する符
号量を少なめにして繰り越し符号量を貯蓄し、後ろの方
のピクチャーでは、マクロブロックに再配分する符号量
を多めにすることにより、ＧＯＰ内の各ピクチャーのマ
クロブロックそれぞれに再分配する符号量を一定にする
とともに、等符号長時間ＴＥそれぞれにおける最終的な
繰り越し符号量Ｓも少なくすることができる。

【０１０６】図１２は、第４の実施形態における目標符
号量Ｔ_jの制御方法により、２枚のピクチャー（Ｉピク
チャーおよびＢピクチャー）から構成されるＧＯＰ単位
で画像データを圧縮符号化する場合の目標符号量Ｔ_jと
発生符号量Ｇ_jとの関係を例示する図である。なお、説
明の簡略化のために、図１２においては、図１１等と同
様に、１つのピクチャーが３×４個のマクロブロックか
ら構成されている場合を示す。第４の実施形態における
目標符号量Ｔ_jの制御方法は、画像データ圧縮装置１の
予備符号化部４（図１）が、最初のＩピクチャーの各マ
クロブロックに再配分する符号量の上限値ＬＩＭ_Iを、
次のＢピクチャーの各マクロブロックに再配分する符号
量の上限値ＬＩＭ_Bよりも小さく設定することを特徴と
している。

【０１０７】例えば、図１２に示すように、最初のＩピ
クチャーの各マクロブロックに再配分する符号量の上限
値ＬＩＭ_Iを３０ビット、次のＢピクチャーの各マクロ
ブロックに再配分する符号量の上限値ＬＩＭ_Bを５０ビ
ットとすると、Ｉピクチャーの各マクロブロックに再配
分される符号量が減少するとともに、均等になる。

【０１０８】また、Ｉピクチャーの最後のマクロブロッ
ク（第１２のマクロブロック）までの繰り越し符号量Ｓ
_jが１６０ビットと、比較的大きい量になり、上限値Ｌ
ＩＭ _Bの値が５０ビットと大きいＢピクチャーの各マク
ロブロックに対して、充分な符号量を供給することがで
きる。さらに、Ｂピクチャーの第１２のマクロブロック
までの繰り越し符号量Ｓ₁₂（最終的な繰り越し符号量
Ｓ）の値は、１００ビットになり、第３の実施形態（図
１１）に示した目標符号量Ｔ_jの制御方法を用いた場合
（２１０ビット）よりも、無駄になる符号量が少なくな
る。

【０１０９】以下、図１３を参照して、第４の実施形態
に示した目標符号量Ｔ_j（図１２）の制御方法を実行す
る画像データ圧縮装置７を説明する。図１３は、第４の
実施形態に示した目標符号量Ｔ_jの制御方法（図１２）
を実現する画像データ圧縮装置７の構成を示す図であ
る。なお、図１２に示した画像データ圧縮装置７の各構
成部分の内、画像データ圧縮装置１，６（図１，７）等
と同じものには、同一の符号を付してある。

【０１１０】図１３に示すように、画像データ圧縮装置
７は、第２の実施形態に示した画像データ圧縮装置６
（図７）に、上限値変更部７０，７２および切り換え部
７４を加え、目標符号量生成部６２４を目標符号量生成
部７６で置換した構成になっている。画像データ圧縮装
置７において、上限値変更部７０，７２は、それぞれ補
正値Ｃ，−Ｃを発生し、切り換え部７４に対して出力す
る。

【０１１１】切り換え部７４は、圧縮符号化部２から入
力されるピクチャータイプを示す信号が、例えば、図１
２に示した場合において、圧縮符号化部２がＩピクチャ
ーを圧縮符号化していることを示す場合は、上限値変更
部７２から入力される補正値−Ｃ（図１２においてはＣ
＝１０ビット）を目標符号量生成部７６に対して出力
し、Ｉピクチャーを圧縮符号化していることを示す場合
は、上限値変更部７０から入力される補正値Ｃを目標符
号量生成部７６に対して出力する。目標符号量生成部７
６は、画像データ圧縮装置６の目標符号量生成部６２４
と同様に、上限値算出部６３０から入力された上限値Ｌ
ＩＭに、切り換え部７４から入力された補正値Ｃ，−Ｃ
を加算し、この加算結果に基づいて目標符号量Ｔ_jを算
出し、圧縮符号化部２の量子化部２２（図１）に設定す
る。

【０１１２】なお、第４の実施形態に示した目標符号量
Ｔ_jの制御方法（図１１）は、図１３に示した画像デー
タ圧縮装置７の他に、例えば、画像データ圧縮装置１，
６（図１，図７）に対して適切に変形を加えることによ
り、あるいは、図１４に示すように、画像データ圧縮装
置６４（図９）のソフトウェアを変更することにより実
現可能である。また、第４の実施形態に示した目標符号
量Ｔ_jの制御方法は、３個以上のピクチャーから構成さ
れるＧＯＰを等符号長時間ＴＥとして画像データを圧縮
符号化する場合にも、適用可能であることはいうまでも
ない。また、第１〜第４の実施形態に示した各目標符号
量Ｔ_jの制御方法は、相互に矛盾を生じない限り、組み
合わせて用いることが可能である。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
データ圧縮装置およびその方法によれば、単位時間長の
画像データを圧縮符号化し、所定の目標符号量Ｔ_j以下
の圧縮画像データを得ることができ、しかも、目標符号
量Ｔ_jと、実際に発生した圧縮画像データの符号量との
差を非常に少なくすることができる。また、本発明に係
る画像データ圧縮装置およびその方法によれば、目標符
号量Ｔ_jと実際に発生した圧縮画像データの符号量との
差を非常に少なくすることができるにもかかわらず、全
てのマクロブロックに対して均一な符号量を割り当てる
ことができ、伸長復号後の画面の部分ごとに生じる画像
品質のムラをなくすことができる。しかも、本発明に係
る画像データ圧縮装置およびその方法によれば、ダビン
グ後の、元の量子化値が不明になった画像データを正し
い量子化インデックスを用いて圧縮符号化することがで
き、伸長復号後の画像の品質を大きく劣化させることが
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像データ圧縮装置の構成を示す
図である。

【図２】図１に示した走査変換ブロック化部におけるマ
クロブロック化処理を示す図である。

【図３】図１に示した予測部において、二分木探索方式
により量子化インデックスＱＩを求める処理を、量子化
インデックスＱＩの数が１６である場合について例示す
る図である。

【図４】図１に示したバックサーチ部の構成を示す図で
ある。

【図５】第１の実施形態における画像データ圧縮装置の
目標符号量Ｔ_jの制御を行わない場合の発生符号量制御
を示す図である。

【図６】第１の実施形態における画像データ圧縮装置１
の目標符号量Ｔ_jの制御を行なう場合の発生符号量制御
を示す図である。

【図７】第２の実施形態における本発明に係る画像デー
タ圧縮装置の構成を示す図である。

【図８】図７に示した画像データ圧縮装置における目標
符号量Ｔ_jの制御動作を示す図である。

【図９】画像データ圧縮装置（図７）の第１の変形例
（画像データ圧縮装置）の構成を示す図である。

【図１０】画像データ圧縮装置（図８）の第３の変形例
による動作を例示する図である。

【図１１】画像データ圧縮装置（図１）において、２枚
のピクチャー（ＩピクチャーおよびＢピクチャー）から
構成されるＧＯＰを等符号長時間ＴＥとし、このＧＯＰ
単位で画像データを圧縮符号化する場合の目標符号量Ｔ
_jと発生符号量Ｇ_jとの関係を例示する図である。

【図１２】第４の実施形態における目標符号量Ｔ_jの制
御方法により、２枚のピクチャー（Ｉピクチャーおよび
Ｂピクチャー）から構成されるＧＯＰ単位で画像データ
を圧縮符号化する場合の目標符号量Ｔ_jと発生符号量Ｇ
_jとの関係を例示する図である。

【図１３】図１３を参照して、第４の実施形態に示した
目標符号量Ｔ_j（図１２）の制御方法を実行する画像デ
ータ圧縮装置を説明する。

【図１４】第４の実施形態に示した目標符号量Ｔ_jの制
御方法（図１１）を、画像データ圧縮装置（図９）によ
り実現する場合を示す図である。

【符号の説明】

１…画像データ圧縮装置、２…圧縮符号化部、１０…画
像並べ替え部、１２…ピクチャタイプ制御部、１４…走
査変換ブロック化部、１６…動き検出部、１８…ＦＩＦ
Ｏ、２０…制御信号Ｉ／Ｆ、２２…量子化部、２４…可
変長符号化部、２６…動き補償部、２８…減算部、３０
…逆量子化部、３２…ＩＤＣＴ部、３４…加算部、３６
…動き補償部、３８…ＦＩＦＯ、４…予備符号化部、４
２…ＤＣＴ部、４４…予測部、４６…バックサーチ部、
４８…減算部、５０…加算部、５２…上限値制限部、５
４…配分符号量生成部５４、５６…加算部、６…画像デ
ータ圧縮装置、６２０…目標符号量制御部、６２４…目
標符号量生成部、６２６…減算部、６２８…目標剰余符
号量生成部、６３０…上限値算出部、６４…画像データ
圧縮装置、６４０…目標符号量制御部、７…画像データ
圧縮装置、７０，７２…上限値変更部、７４…切り換え
部７４、７６…目標符号量生成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データに含まれるピクチャーを所定数
に等分割したマクロブロックそれぞれを、マクロブロッ
クそれぞれに外部から設定される目標符号量以下であっ
て、この目標符号量にほぼ等しい符号量になるように圧
縮し、圧縮画像データを生成するマクロブロック圧縮手
段と、所定の単位時間長の前記画像データを圧縮して生成する
前記圧縮画像データの符号量が、所定の単位符号量以下
であって、前記単位符号量にほぼ等しい符号量になるよ
うに前記目標符号量を算出し、前記マクロブロック圧縮
手段に設定する目標符号量算出手段とを有する画像デー
タ圧縮装置。
【請求項２】前記目標符号量算出手段は、生成したマクロブロックごとの圧縮画像データの符号量
と、前記目標符号量との差の累加算値を示す繰り越し符
号量を、前記所定の単位時間長ごとに算出する繰り越し
符号量算出手段と、算出した前記繰り越し符号量と、予め前記単位符号量か
らマクロブロックそれぞれに配分される配分符号量とに
基づいて、マクロブロックそれぞれの前記目標符号量の
上限値を示す上限符号量を算出する上限符号量算出手段
と、算出した前記繰り越し符号量に基づいて、算出した前記
上限符号量を超えないようにマクロブロックそれぞれに
前記目標符号量を割り当て、前記マクロブロック圧縮手
段に設定する目標データ設定手段とを有する請求項１に
記載の画像データ圧縮装置。
【請求項３】前記配分符号量は、前記単位符号量を圧縮
後のピクチャーの種類に応じてピクチャーごとに分け、
ピクチャーごとに分けた単位符号量を等分してマクロブ
ロックそれぞれに分配され、前記上限符号量算出手段は、分配された前記単位符号量
に、前記繰り越し符号量に所定の係数を乗算した値を加
算して、前記上限符号量を算出する請求項２に記載の画
像データ圧縮装置。
【請求項４】前記上限符号量算出手段は、前記所定の単
位時間長それぞれの最初のマクロブロックの前記上限符
号量を、前記配分符号量に所定の予測符号量を加算した
値とし、前記繰り越し符号量算出手段は、前記繰り越し符号量の
初期値を、前記所定の予測符号量に−１を乗じた値とし
て、前記繰り越し符号量を算出する請求項２に記載の画
像データ圧縮装置。
【請求項５】前記上限符号量算出手段は、前記余剰符号
量の値が、所定の範囲外である場合にのみ、上限符号量
の算出を行い、前記目標データ設定手段は、上限符号量の算出が行われ
た場合に、前記目標符号量を前記マクロブロック圧縮手
段に設定する請求項２に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項６】画像データに含まれるピクチャーを所定数
に等分割したマクロブロックそれぞれから生成された圧
縮画像データの符号量と、マクロブロックそれぞれに対
して設定された目標符号量との差の累加算値を示す繰り
越し符号量を、所定の単位時間長ごとに算出し、算出した前記繰り越し符号量と、予め前記単位符号量か
らマクロブロックそれぞれに配分される配分符号量とに
基づいて、マクロブロックそれぞれの前記目標符号量の
上限値を示す上限符号量を算出し、算出した前記繰り越し符号量に基づいて、算出した前記
上限符号量を超えないようにマクロブロックそれぞれに
前記目標符号量を割り当て、所定の単位時間長の前記画像データを圧縮して生成する
前記圧縮画像データの符号量が、所定の単位符号量以下
であって、前記単位符号量にほぼ等しい符号量になるよ
うに前記目標符号量を算出し、マクロブロックそれぞれを、目標符号量以下であって、
この目標符号量にほぼ等しい符号量になるように圧縮し
て圧縮画像データを生成する画像データ圧縮方法。
【請求項７】前記配分符号量は、前記単位符号量を圧縮
後のピクチャーの種類に応じてピクチャーごとに分け、
ピクチャーごとに分けた単位符号量を等分してマクロブ
ロックそれぞれに分配され、分配された前記単位符号量に、前記繰り越し符号量に所
定の係数を乗算した値を加算して、前記上限符号量を算
出する請求項６に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項８】前記所定の単位時間長それぞれの最初のマ
クロブロックの前記上限符号量を、前記配分符号量に所
定の予測符号量を加算した値とし、前記繰り越し符号量の初期値を、前記所定の予測符号量
に−１を乗じた値として、前記繰り越し符号量を算出す
る請求項６に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項９】前記余剰符号量の値が、所定の範囲外であ
る場合にのみ、上限符号量の算出を行い、上限符号量の算出が行われた場合に、前記目標符号量を
設定する請求項６に記載の画像データ圧縮方法。