JPH1075443A - Video data compressor and compressing method - Google Patents

Video data compressor and compressing method

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JPH1075443A
JPH1075443A JP22964896A JP22964896A JPH1075443A JP H1075443 A JPH1075443 A JP H1075443A JP 22964896 A JP22964896 A JP 22964896A JP 22964896 A JP22964896 A JP 22964896A JP H1075443 A JPH1075443 A JP H1075443A
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video data
picture
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compression
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the quality of a video image after compression as a while by adjusting a generated bit amount in response to complicatedness of a pattern for each part of video data. SOLUTION: A real difficulty data calculation circuit 282 calculates real difficulty data D1 corresponding to a data amount after compression based on index data denoting complicatedness of a pattern of a video image (ME residue, flatness and intra AC and activity). A parameter calculation circuit 286 adjusts a parameter Rj ' in response to the occupant amount of a VBV(video buffering verifier) buffer. An object data amount calculation circuit 284 multiplies a multiple based on the real difficulty data Dj with the parameter Rj ' adjusted by the parameter calculation circuit 286 to calculate the object data amount Tj denoting the object value of the data amount of the video image after compression. A quantization index QIND is calculated from the object data amount Tj and used for the compression coding to realize rate control.

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、非圧縮映像データ
を圧縮符号化する映像データ圧縮装置およびその方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video data compression apparatus for compressing and encoding non-compressed video data and a method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】非圧
縮のディジタル映像データをMPEG(moving picture
experts group)等の方法により、Iピクチャー(intra c
oded picture) 、Bピクチャー(bi-directionaly predi
ctive coded picture)およびPピクチャー(predictive
coded picture)から構成されるGOP(group of pictur
es) 単位に圧縮符号化して光磁気ディスク(MOディス
ク;magneto-optical disc)等の記録媒体に記録する際
には、圧縮符号化後の圧縮映像データのデータ量(ビッ
ト量)を、伸長復号後の映像の品質を高く保ちつつ記録
媒体の記録容量以下、あるいは、通信回線の伝送容量以
下にする必要がある。
2. Description of the Related Art Uncompressed digital video data is stored in a moving picture (MPEG) format.
I-picture (intra c
oded picture), B picture (bi-directionaly predi
ctive coded picture) and P-picture (predictive coded picture)
GOP (group of pictur) composed of coded pictures
es) When recording on a recording medium such as a magneto-optical disk (MO disk) by compression-encoding in units, the data amount (bit amount) of the compressed video data after compression-encoding is expanded and decoded. It is necessary to keep the quality of the subsequent video high or less while keeping the recording capacity of the recording medium or less or the transmission capacity of the communication line or less.

【0003】このために、まず、非圧縮映像データを予
備的に圧縮符号化して圧縮符号化後のデータ量を見積も
り(1パス目)、次に、見積もったデータ量に基づいて
圧縮率を調節し、圧縮符号化後のデータ量が記録媒体の
記録容量以下になるように圧縮符号化する(2パス目)
方法が採られる(以下、このような圧縮符号化方法を
「2パスエンコード」とも記す)。
For this purpose, first, non-compressed video data is preliminarily compression-encoded and the data amount after compression-encoding is estimated (first pass). Next, the compression rate is adjusted based on the estimated data amount. Then, compression encoding is performed so that the data amount after the compression encoding becomes equal to or less than the recording capacity of the recording medium (second pass).
(Hereinafter, such a compression encoding method is also referred to as “two-pass encoding”).

【0004】しかしながら、2パスエンコードにより圧
縮符号化を行うと、同じ非圧縮映像データに対して同様
な圧縮符号化処理を2回施す必要があり、時間がかかっ
てしまう。また、1回の圧縮符号化処理で最終的な圧縮
映像データを算出することができないために、撮影した
映像データをそのまま実時間的(リアルタイム)に圧縮
符号化し、記録することができない。
However, if compression encoding is performed by two-pass encoding, it is necessary to perform the same compression encoding process twice on the same non-compressed video data, which takes time. Further, since the final compressed video data cannot be calculated by one compression coding process, the captured video data cannot be directly compression-coded and recorded in real time (real time).

【0005】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、2パスエンコードによらずに、
所定のデータ量以下に音声・映像データを圧縮符号化す
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、ほぼ実時間
的に映像データを圧縮符号化することができ、しかも、
伸長復号後に高品質な映像を得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、2パスエンコードによらずに、圧
縮符号化後のデータ量を見積もって圧縮率を調節し、圧
縮符号化処理を行う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。
[0005] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art.
It is an object of the present invention to provide a video data compression device and a video data compression device capable of compressing and encoding audio / video data to a predetermined data amount or less. Further, the present invention can compress and encode video data almost in real time.
It is an object of the present invention to provide a video data compression device and a method thereof capable of obtaining a high quality video after decompression decoding. Further, the present invention provides a video data compression device and a video data compression method capable of performing a compression encoding process by estimating a data amount after compression encoding and adjusting a compression ratio without using two-pass encoding. With the goal.

【0006】[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、動画の非圧縮
映像データを、圧縮後の映像データ(圧縮映像データ)
をバッファリングするVBVバッファに基づいて定まる
条件を満たすデータレートに圧縮する映像データ圧縮装
置であって、前記非圧縮映像データの映像の複雑さを示
す難度データを算出する難度データ算出手段と、前記V
BVバッファにバッファリングされている前記圧縮映像
データのデータ量(占有データ量)、および、算出した
前記難度データに基づいて、所定数の非圧縮映像データ
のピクチャーに圧縮後のデータ量(割当データ量)を割
り当てるデータ量割当手段と、算出した前記難度データ
および前記割当データ量に基づいて、前記非圧縮映像デ
ータの圧縮後のデータ量の目標値をピクチャーごとに算
出する目標値算出手段と、前記非圧縮映像データを所定
の圧縮方法により、圧縮後のデータ量が算出した前記目
標値になるように圧縮する圧縮手段とを有する。
In order to achieve the above object, a video data compression apparatus according to the present invention converts uncompressed video data of a moving image into compressed video data (compressed video data).
A video data compression device for compressing the video data to a data rate that satisfies a condition determined based on a VBV buffer that buffers the video data, wherein difficulty data calculation means for calculating difficulty data indicating the complexity of the video of the uncompressed video data; V
On the basis of the data amount (occupied data amount) of the compressed video data buffered in the BV buffer and the calculated difficulty data, the data amount after compression into a predetermined number of uncompressed video data pictures (assigned data Data amount allocating means for allocating the amount of data, and target value calculating means for calculating a target value of the data amount of the uncompressed video data after compression based on the calculated difficulty data and the allocated data amount, for each picture; Compression means for compressing the uncompressed video data by a predetermined compression method so that the data amount after compression becomes the calculated target value.

【0007】好適には、前記難度データ算出手段は、前
記難度データとして、前記非圧縮映像データの圧縮後の
データ量を算出する。
Preferably, the difficulty data calculation means calculates a data amount of the uncompressed video data after compression as the difficulty data.

【0008】好適には、前記データ量割当手段は、前記
VBVバッファの占有データ量が所定の閾値以上である
場合に、算出した前記難度データに基づいて、前記非圧
縮映像データの映像が複雑であればあるほど前記割当デ
ータ量の値を大さくし、前記目標値算出手段は、前記非
圧縮映像データの映像が複雑であればあるほど前記目標
値の値を大きくし、前記非圧縮映像データの映像が簡単
であればあるほど前記目標値の値を小さくする。
Preferably, when the occupied data amount of the VBV buffer is equal to or more than a predetermined threshold, the data amount allocating means complicates the video of the uncompressed video data based on the calculated difficulty data. The target value calculating means increases the value of the target value as the image of the uncompressed video data becomes more complicated, and increases the value of the target value. The simpler the image, the smaller the target value.

【0009】好適には、前記データ量割当手段は、前記
圧縮映像データに与えられる全てのデータ量を全てのピ
クチャーに均等に配分した基準値を、生成した前記圧縮
映像データのピクチャーのデータ量から減算して差分値
を算出し、前記非圧縮映像データの圧縮が終了した場合
に、算出した差分値の総和が負値の0に近い値になるよ
うに前記割当データ量を算出する。
Preferably, the data amount allocating means calculates a reference value obtained by equally distributing all data amounts given to the compressed video data to all pictures, from a data amount of the generated picture of the compressed video data. A difference value is calculated by subtraction, and when the compression of the uncompressed video data is completed, the allocated data amount is calculated so that the sum of the calculated difference values becomes a value close to a negative value of zero.

【0010】好適には、前記目標量算出手段は、最新の
ピクチャーの難度データを所定数のピクチャーの難度デ
ータの総和を除算した値に、算出した前記割当データ量
を乗算して前記目標値を算出する。
Preferably, the target amount calculating means multiplies a value obtained by dividing the total of the difficulty data of a predetermined number of pictures by the difficulty data of the latest picture by the calculated allocation data amount to calculate the target value. calculate.

【0011】好適には、前記圧縮手段は、前記非圧縮映
像データを、複数の種類のピクチャー(Iピクチャー、
PピクチャーおよびBピクチャーまたはこれらの組み合
わせ)を所定の順番で含むピクチャータイプシーケンス
に圧縮する。
Preferably, the compression means converts the uncompressed video data into a plurality of types of pictures (I picture,
(P picture and B picture or a combination thereof) in a predetermined order.

【0012】好適には、前記難度データ算出手段は、前
記難度データとして、PピクチャーまたはBピクチャー
に圧縮されるピクチャーのME残差、および、Iピクチ
ャーに圧縮されるピクチャーのフラットネス、イントラ
ACデータおよびアクティビティまたはこれらの組み合
わせを算出する。
Preferably, the difficulty data calculating means includes, as the difficulty data, a ME residual of a picture compressed to a P picture or a B picture, a flatness of a picture compressed to an I picture, and intra AC data. And activity or a combination thereof.

【0013】好適には、前記データ量割当手段は、前記
VBVバッファの占有データ量の前記所定の閾値とし
て、最新のIピクチャーのデータ量に、生成した前記圧
縮映像データのデータレートに応じた加算値、または、
固定の加算値を加算した数値を用いる。
Preferably, the data amount allocating means adds, as the predetermined threshold value of the occupied data amount of the VBV buffer, to the latest I-picture data amount according to the data rate of the generated compressed video data. Value, or
A numerical value obtained by adding a fixed addition value is used.

【0014】好適には、前記データ量割当手段は、前記
VBVバッファの占有データ量が所定の閾値以上である
か否かの判断を、前記圧縮手段が、前記非圧縮映像デー
タをPピクチャーに圧縮した直後に行う。
Preferably, the data amount allocating means determines whether or not the occupied data amount of the VBV buffer is equal to or greater than a predetermined threshold, and the compression means compresses the uncompressed video data into a P picture. Immediately after doing.

【0015】本発明に係る映像データ圧縮装置は、動画
の非圧縮映像データを、例えば、MPEG方式により複
数の種類のピクチャー(Iピクチャー、Pピクチャーお
よびBピクチャー)を所定の組み合わせおよび順番で含
むピクチャータイプシーケンスに圧縮符号化し、圧縮符
号化後の映像データ(圧縮映像データ)のデータ量を記
録媒体等の記録容量以下に抑え、MPEGのVBV(vi
deo buffering verifier) バッファの占有量に対する拘
束条件を満たし、しかも、伸長復号後の映像の品質が高
い圧縮映像データを生成する。
A video data compression apparatus according to the present invention is a video data compression apparatus which stores uncompressed video data of a moving picture in a predetermined combination and order of a plurality of types of pictures (I picture, P picture and B picture) by, for example, the MPEG system. It compresses and encodes into a type sequence, suppresses the data amount of the video data (compressed video data) after the compression and encoding to less than the recording capacity of a recording medium or the like, and complies with MPEG VBV (vi).
deo buffering verifier) Generates compressed video data that satisfies the constraint condition on the occupancy of the buffer and has high quality of the video after decompression decoding.

【0016】本発明に係る映像データ圧縮装置におい
て、難度データ算出手段は、非圧縮映像データの映像の
複雑さ(簡単さ)を示す難度データを生成する。難度デ
ータ算出手段が生成する難度データとしては、例えば、
ME残差、非圧縮映像データを予備的に圧縮符号化した
圧縮映像データのデータ量に対応する実難度データ
j、あるいは、映像の平坦さを指標するために新たに
定義したフラットネス(flatness)、イントラAC(intra
-AC)、TM5においてマクロブロックの量子化値(MQUAN
T)を算出するために用いられるアクティビティ(activit
y)、および、グローバルコンプレクシティ(global comp
lexity) が用いられる。
In the video data compression device according to the present invention, the difficulty data calculation means generates difficulty data indicating the complexity (simplicity) of the video of the uncompressed video data. As the difficulty data generated by the difficulty data calculation means, for example,
The ME residual, actual difficulty data D j corresponding to the data amount of the compressed video data obtained by pre-compression-coding the uncompressed video data, or a flatness (flatness) newly defined to indicate the flatness of the video. ), Intra AC (intra
-AC), the quantization value (MQUAN
Activity used to calculate (T)
y) and global complexity (global comp
lexity) is used.

【0017】データ量割当手段は、圧縮映像データをバ
ッファリングするVBVバッファにアンダーフローが生
じないように、VBVバッファに所定の閾値以上、例え
ば、最新のIピクチャーのデータ量に所定のマージンを
見込んだデータ量以上の圧縮映像データがバッファリン
グされている場合にのみ、非圧縮映像データの圧縮後の
ピクチャーに割り当て可能なデータ量を示す割当データ
量の調節を行う。なお、VBVバッファにバッファリン
グされている圧縮映像データのデータ量の判断は、圧縮
手段が、圧縮映像データのピクチャーを生成する度に行
う必要はなく、VBVバッファ内のデータ量が、この判
断にとって最適な値になる圧縮手段がPピクチャーを生
成した直後に行うのが好適である。
The data amount allocating means estimates a predetermined margin or more in the VBV buffer, for example, a data amount of the latest I picture, in the VBV buffer so that underflow does not occur in the VBV buffer for buffering the compressed video data. Only when the compressed video data larger than the data amount is buffered, the allocated data amount indicating the data amount that can be allocated to the compressed picture of the non-compressed video data is adjusted. Note that the determination of the data amount of the compressed video data buffered in the VBV buffer does not need to be performed each time the compression unit generates a picture of the compressed video data, and the data amount in the VBV buffer depends on the determination. It is preferable that the compression be performed immediately after the compression unit that has the optimum value generates the P picture.

【0018】データ量割当手段による割当データ量の調
節は、例えば、圧縮映像データに全体として許される最
大のデータ量(最大データ量;例えば、記録媒体の記録
容量)を、各ピクチャーに均等に割り当てた基準値を中
心として行われ、VBVバッファの占有量が一定以上で
ある場合(アンダーフローが生じないであろう場合)
に、映像が複雑な所定数(L枚)のピクチャーには基準
値よりも多くの割当データを割り当て、映像が簡単なピ
クチャーには基準値よりも少ない割当データを割り当
て、最終的に、圧縮映像データのデータ量が最大データ
量を超えず、しかも、圧縮映像データのデータ量がほぼ
最大データ量となるようにする。
The adjustment of the allocated data amount by the data amount allocating means is performed, for example, by equally allocating the maximum data amount (maximum data amount; for example, the recording capacity of a recording medium) allowed as a whole to the compressed video data. When the occupation amount of the VBV buffer is equal to or more than a predetermined value (when underflow will not occur)
In addition, a predetermined number (L) of pictures having complex images are assigned more data than the reference value, and pictures having simple pictures are assigned less data than the reference value. The data amount of the data does not exceed the maximum data amount, and the data amount of the compressed video data is substantially equal to the maximum data amount.

【0019】なお、データ量割当手段による割当データ
量の調節を行う際に、VBVバッファのアンダーフロー
に対する条件のみを設けるのではなく、当然に、圧縮映
像データのデータレートは、VBVバッファにオーバー
フローを生じさせないという条件を満たす必要がある。
When adjusting the amount of data allocated by the data amount allocating means, not only the condition for the underflow of the VBV buffer is set, but the data rate of the compressed video data naturally exceeds the VBV buffer. It is necessary to satisfy the condition that it does not occur.

【0020】目標量算出手段は、例えば、最新のピクチ
ャーの難度データを、L枚のピクチャーの難度データの
総和値により除算した値に、データ量割当手段が算出し
た割当データを乗算して、非圧縮映像データのピクチャ
ーそれぞれに対する圧縮後のデータ量の目標値を算出す
る。このように、データ量割当手段および目標量算出手
段により、最大データ量を有効に利用可能となり、多く
のデータ量を必要とする複雑な映像のピクチャーから多
いデータ量の圧縮映像データが生成され、少ないデータ
量で済む簡単な映像のピクチャーから少ないデータ量の
圧縮映像データが生成され、圧縮映像データの映像の品
質が全体として向上する。
The target amount calculating means multiplies, for example, a value obtained by dividing the difficulty data of the latest picture by the total value of the difficulty data of the L pictures by the allocation data calculated by the data amount allocating means. A target value of the data amount after compression for each picture of the compressed video data is calculated. As described above, the maximum data amount can be effectively used by the data amount allocating unit and the target amount calculating unit, and a large amount of compressed video data is generated from a complex video picture requiring a large amount of data, The compressed video data of a small data amount is generated from a picture of a simple video requiring a small data amount, and the quality of the video of the compressed video data is improved as a whole.

【0021】圧縮手段は、例えば、MPEG方式によ
り、非圧縮映像データを、所定のピクチャータイプシー
ケンスで、圧縮符号化後のデータ量がほぼ、目標量算出
手段が算出した目標値になるように圧縮符号化する。
The compression means compresses the non-compressed video data according to, for example, the MPEG method in a predetermined picture type sequence so that the data amount after compression encoding becomes substantially the target value calculated by the target amount calculation means. Encode.

【0022】また、本発明に係る映像データ圧縮方法
は、動画の非圧縮映像データを、圧縮後の映像データ
(圧縮映像データ)をバッファリングするVBVバッフ
ァに基づいて定まる条件を満たすデータレートに圧縮す
る映像データ圧縮方法であって、前記VBVバッファが
アンダーフローを生じるまでのデータ量、および、前記
非圧縮映像データのピクチャーの映像の複雑さに基づい
て、所定数の前記非圧縮映像データのピクチャーに圧縮
後のデータ量(割当データ量)を割り当て、前記非圧縮
映像データのピクチャーの映像の複雑さ、および、算出
した前記割当データ量に基づいて、前記非圧縮映像デー
タの圧縮後のデータ量の目標値をピクチャーごとに算出
し、前記非圧縮映像データを所定の圧縮方法により、圧
縮後のデータ量が算出した前記目標値になるように圧縮
する。
The video data compression method according to the present invention compresses uncompressed video data of a moving image to a data rate that satisfies a condition determined based on a VBV buffer that buffers video data after compression (compressed video data). A video data compression method based on the amount of data until the VBV buffer underflows and the complexity of the video of the picture of the uncompressed video data. And the compressed data amount of the uncompressed video data based on the complexity of the picture of the picture of the uncompressed video data and the calculated allocated data amount. Is calculated for each picture, and the data amount of the uncompressed video data after compression is calculated by a predetermined compression method. It was compressed to be the target value.

【0023】[0023]

【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。MPEG方
式といった映像データの圧縮符号化方式により、高い周
波数成分が多い絵柄、あるいは、動きが多い絵柄といっ
た難度(difficulty)が高い映像データを圧縮符号化する
と、一般的に圧縮に伴う歪みが生じやすくなる。このた
め、難度が高い映像データは低い圧縮率で圧縮符号化す
る必要があり、難度が高いデータを圧縮符号化して得ら
れる圧縮映像データに対しては、難度が低い絵柄の映像
データの圧縮映像データに比べて、多くの目標データ量
を配分する必要がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. By compression encoding video data such as the MPEG method, when compression encoding video data with a high degree of difficulty, such as a pattern with many high frequency components or a pattern with a lot of motion, distortion due to compression is likely to occur. Become. For this reason, it is necessary to compress and encode video data having a high degree of difficulty at a low compression ratio. For compressed video data obtained by compressing and encoding data having a high degree of difficulty, a compressed image of video data having a pattern having a low level of difficulty is obtained. It is necessary to allocate a larger amount of target data than data.

【0024】このように、映像データの難度に対して適
応的に目標データ量を配分するためには、従来技術とし
て示した2パスエンコード方式が有効である。しかしな
がら、2パスエンコード方式は、実時間的な圧縮符号化
に不向きである。第1の実施形態として示す簡易2パス
エンコード方式は、かかる2パスエンコード方式の問題
点を解決するためになされたものであり、非圧縮映像デ
ータを予備的に圧縮符号化して得られる圧縮映像データ
の難度データから非圧縮映像データの難度を算出し、予
備的な圧縮符号化により算出した難度に基づいて、FI
FOメモリ等により所定の時間だけ遅延した非圧縮映像
データの圧縮率を適応的に制御することができる。
As described above, in order to adaptively allocate the target data amount to the degree of difficulty of the video data, the two-pass encoding method shown as the prior art is effective. However, the two-pass encoding method is not suitable for real-time compression encoding. The simplified two-pass encoding method shown as the first embodiment has been made to solve the problem of the two-pass encoding method, and the compressed video data obtained by preliminary compression-encoding the non-compressed video data The difficulty level of the uncompressed video data is calculated from the difficulty level data, and the FI level is calculated based on the difficulty level calculated by the preliminary compression encoding.
The compression rate of the uncompressed video data delayed by a predetermined time by the FO memory or the like can be adaptively controlled.

【0025】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、映像デー
タ圧縮装置1は、圧縮符号化部10およびホストコンピ
ュータ20から構成され、圧縮符号化部10は、エンコ
ーダ制御部12、動き検出器(motion estimator)14、
簡易2パス処理部16、第2のエンコーダ(encoder) 1
8から構成され、簡易2パス処理部16は、FIFOメ
モリ160および第1のエンコーダ162から構成され
る。映像データ圧縮装置1は、これらの構成部分によ
り、編集装置およびビデオテープレコーダ装置等の外部
機器(図示せず)から入力される非圧縮映像データVI
Nに対して、上述した簡易2パスエンコードを実現す
る。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a video data compression device 1 according to the present invention. As shown in FIG. 1, the video data compression apparatus 1 includes a compression encoding unit 10 and a host computer 20. The compression encoding unit 10 includes an encoder control unit 12, a motion estimator 14,
Simple 2-pass processing unit 16, second encoder (encoder) 1
8, and the simple two-pass processing unit 16 includes a FIFO memory 160 and a first encoder 162. The video data compression device 1 uses these components to generate uncompressed video data VI input from external devices (not shown) such as an editing device and a video tape recorder device.
For N, the above-described simple two-pass encoding is realized.

【0026】映像データ圧縮装置1において、ホストコ
ンピュータ20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、ホストコンピュータ20は、
簡易2パス処理部16のエンコーダ162が非圧縮映像
データVINを予備的に圧縮符号化して生成した圧縮映
像データのデータ量、DCT処理後の映像データの直流
成分(DC成分)の値および直流成分(AC成分)の電
力値を制御信号C16を介して受け、受けたこれらの値
に基づいて圧縮映像データの絵柄の難度を算出する。さ
らに、ホストコンピュータ20は、算出した難度に基づ
いて、エンコーダ18が生成する圧縮映像データの目標
データ量Tj を制御信号C18を介してピクチャーごと
に割り当て、エンコーダ18の量子化回路166(図
3)に設定し、エンコーダ18の圧縮率をピクチャー単
位に適応的に制御する。
In the video data compression device 1, the host computer 20 controls the operation of each component of the video data compression device 1. Also, the host computer 20
The data amount of the compressed video data generated by the encoder 162 of the simple two-pass processing unit 16 preliminarily compression-encoding the non-compressed video data VIN, the value of the DC component (DC component) of the DCT-processed video data, and the DC component The power value of the (AC component) is received via the control signal C16, and the difficulty of the picture of the compressed video data is calculated based on the received values. Further, the host computer 20 based on the calculated difficulty, assigned to each picture of the target amount of data T j of the compressed video data encoder 18 is generated via a control signal C18, the quantization circuit 166 of the encoder 18 (FIG. 3 ), And the compression rate of the encoder 18 is adaptively controlled on a picture basis.

【0027】エンコーダ制御部12は、非圧縮映像デー
タVINのピクチャーの有無をホストコンピュータ20
に通知し、さらに、非圧縮映像データVINのピクチャ
ーごとに圧縮符号化のための前処理を行う。つまり、エ
ンコーダ制御部12は、入力された非圧縮映像データを
符号化順に並べ替え、ピクチャー・フィールド変換を行
い、非圧縮映像データVINが映画の映像データである
場合に3:2プルダウン処理(映画の24フレーム/秒
の映像データを、30フレーム/秒の映像データに変換
し、冗長性を圧縮符号化前に取り除く処理)等を行い、
映像データS12として簡易2パス処理部16のFIF
Oメモリ160およびエンコーダ162に対して出力す
る。動き検出器14は、非圧縮映像データの動きベクト
ルの検出を行し、エンコーダ制御部12およびエンコー
ダ162,18に対して出力する。
The encoder controller 12 determines whether or not there is a picture of the uncompressed video data VIN by the host computer 20.
And performs a pre-process for compression encoding for each picture of the uncompressed video data VIN. That is, the encoder control unit 12 rearranges the input non-compressed video data in the order of encoding, performs picture / field conversion, and performs 3: 2 pull-down processing (movie processing) when the non-compressed video data VIN is video data of a movie. Of the 24 frames / sec video data into 30 frames / sec video data, and removes the redundancy before the compression encoding.
The FIF of the simple 2-pass processing unit 16 is used as the video data S12.
Output to the O memory 160 and the encoder 162. The motion detector 14 detects a motion vector of the uncompressed video data, and outputs the motion vector to the encoder control unit 12 and the encoders 162 and 18.

【0028】簡易2パス処理部16において、FIFO
メモリ160は、エンコーダ制御部12から入力された
映像データS12を、例えば、非圧縮映像データVIN
が、L(Lは整数)ピクチャー入力される時間だけ遅延
し、遅延映像データS16としてエンコーダ18に対し
て出力する。
In the simple 2-pass processing unit 16, the FIFO
The memory 160 converts the video data S12 input from the encoder control unit 12 into, for example, uncompressed video data VIN
Is delayed by the time of L (L is an integer) picture input, and is output to the encoder 18 as delayed video data S16.

【0029】図2は、図1に示した簡易2パス処理部1
6のエンコーダ162の構成を示す図である。エンコー
ダ162は、例えば、図2に示すように、加算回路16
4、DCT回路166、量子化回路(Q)168、可変
長符号化回路(VLC)170、逆量子化回路(IQ)
172、逆DCT(IDCT)回路174、加算回路1
76および動き補償回路178から構成される一般的な
映像データ用圧縮符号化器であって、入力される映像デ
ータS12をMPEG方式等により圧縮符号化し、圧縮
映像データのピクチャーごとのデータ量等をホストコン
ピュータ20に対して出力する。
FIG. 2 is a simplified two-pass processing unit 1 shown in FIG.
6 is a diagram illustrating a configuration of a sixth encoder 162. FIG. The encoder 162 includes, for example, as shown in FIG.
4. DCT circuit 166, quantization circuit (Q) 168, variable length coding circuit (VLC) 170, inverse quantization circuit (IQ)
172, inverse DCT (IDCT) circuit 174, addition circuit 1
Is a general video data compression encoder composed of the video data S12 and the motion compensation circuit 178. The input video data S12 is compression-coded by the MPEG method or the like, and the amount of compressed video data for each picture is determined. Output to the host computer 20.

【0030】加算回路164は、加算回路176の出力
データを映像データS12から減算し、DCT回路16
6に対して出力する。DCT回路166は、加算回路1
64から入力される映像データを、例えば、16画素×
16画素のマクロブロック単位に離散コサイン変換(D
CT)処理し、時間領域のデータから周波数領域のデー
タに変換して量子化回路168に対して出力する。ま
た、DCT回路166は、DCT後の映像データのDC
成分の値およびAC成分の電力値をホストコンピュータ
20に対して出力する。
The addition circuit 164 subtracts the output data of the addition circuit 176 from the video data S12,
6 is output. The DCT circuit 166 includes the addition circuit 1
For example, the video data input from 64 is converted to 16 pixels ×
Discrete cosine transform (D
CT), converts the data in the time domain into the data in the frequency domain, and outputs the data to the quantization circuit 168. Further, the DCT circuit 166 controls the DCT of the video data after the DCT.
The value of the component and the power value of the AC component are output to the host computer 20.

【0031】量子化回路168は、DCT回路166か
ら入力された周波数領域のデータを、固定の量子化値Q
で量子化し、量子化データとして可変長符号化回路17
0および逆量子化回路172に対して出力する。可変長
符号化回路170は、量子化回路168から入力された
量子化データを可変長符号化し、可変長符号化の結果と
して得られた圧縮映像データのデータ量を、制御信号C
16を介してホストコンピュータ20に対して出力す
る。逆量子化回路172は、可変長符号化回路168か
ら入力された量子化データを逆量子化し、逆量子化デー
タとして逆DCT回路174に対して出力する。
The quantization circuit 168 converts the frequency domain data input from the DCT circuit 166 into a fixed quantization value Q
And the variable length coding circuit 17 as quantized data.
0 and output to the inverse quantization circuit 172. The variable-length coding circuit 170 performs variable-length coding on the quantized data input from the quantization circuit 168, and converts the amount of compressed video data obtained as a result of the variable-length coding into a control signal C
16 to the host computer 20. The inverse quantization circuit 172 inversely quantizes the quantized data input from the variable length encoding circuit 168, and outputs the inversely quantized data to the inverse DCT circuit 174.

【0032】逆DCT回路174は、逆量子化回路17
2から入力される逆量子化データに対して逆DCT処理
を行い、加算回路176に対して出力する。加算回路1
76は、動き補償回路178の出力データおよび逆DC
T回路174の出力データを加算し、加算回路164お
よび動き補償回路178に対して出力する。動き補償回
路178は、加算回路176の出力データに対して、動
き検出器14から入力される動きベクトルに基づいて動
き補償処理を行い、加算回路176に対して出力する。
The inverse DCT circuit 174 includes the inverse quantization circuit 17
Inverse DCT processing is performed on the inversely quantized data input from 2 and output to the adding circuit 176. Addition circuit 1
76 is the output data of the motion compensation circuit 178 and the inverse DC
The output data of the T circuit 174 is added and output to the addition circuit 164 and the motion compensation circuit 178. The motion compensation circuit 178 performs a motion compensation process on the output data of the addition circuit 176 based on the motion vector input from the motion detector 14, and outputs the result to the addition circuit 176.

【0033】図3は、図1に示したエンコーダ18の構
成を示す図である。図3に示すように、エンコーダ18
は、図2に示したエンコーダ162に、量子化制御回路
180を加えた構成になっている。エンコーダ18は、
これらの構成部分により、ホストコンピュータ20から
設定される目標データ量Tj に基づいて、FIFOメモ
リ160によりLピクチャー分遅延された遅延映像デー
タS16に対して動き補償処理、DCT処理、量子化処
理および可変長符号化処理を施して、MPEG方式等の
圧縮映像データVOUTを生成し、外部機器(図示せ
ず)に出力する。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the encoder 18 shown in FIG. As shown in FIG.
Has a configuration in which a quantization control circuit 180 is added to the encoder 162 shown in FIG. The encoder 18
With these components, based on the target amount of data T j set from the host computer 20, the motion compensation process to the L picture delayed by the delayed video data S16 by the FIFO memory 160, DCT processing, quantization processing and The variable-length encoding processing is performed to generate compressed video data VOUT in the MPEG format or the like, and output the same to an external device (not shown).

【0034】エンコーダ18において、量子化制御回路
180は、可変長量子化回路170が出力する圧縮映像
データVOUTのデータ量を順次、監視し、遅延映像デ
ータS16の第j番目のピクチャーから最終的に生成さ
れる圧縮映像データのデータ量が、ホストコンピュータ
20から設定された目標データ量Tj に近づくように、
順次、量子化回路168に設定する量子化値Qj を調節
する。また、可変長量子化回路170は、圧縮映像デー
タVOUTを外部に出力する他に、遅延映像データS1
6を圧縮符号化して得られた圧縮映像データVOUTの
実際のデータ量Sj を制御信号C18を介してホストコ
ンピュータ20に対して出力する。
In the encoder 18, the quantization control circuit 180 sequentially monitors the data amount of the compressed video data VOUT output from the variable length quantization circuit 170, and finally starts from the j-th picture of the delayed video data S16. data amount of the compressed video data generated is, so as to approach the target amount of data T j set from the host computer 20,
The quantization value Q j to be set in the quantization circuit 168 is sequentially adjusted. The variable-length quantization circuit 170 outputs the compressed video data VOUT to the outside, and also outputs the delayed video data S1
6 is output to the host computer 20 via the control signal C18, the actual data amount Sj of the compressed video data VOUT obtained by compression-encoding 6.

【0035】以下、第1の実施形態における映像データ
圧縮装置1の簡易2パスエンコード動作を説明する。図
4(A)〜(C)は、第1の実施形態における映像デー
タ圧縮装置1の簡易2パスエンコードの動作を示す図で
ある。エンコーダ制御部12は、映像データ圧縮装置1
に入力された非圧縮映像データVINに対して、エンコ
ーダ制御部12により符号化順にピクチャーを並べ替え
る等の前処理を行い、図4(A)に示すように映像デー
タS12としてFIFOメモリ160およびエンコーダ
162に対して出力する。なお、エンコーダ制御部12
によるピクチャーの順番並べ替えにより、図4等に示す
ピクチャーの符号化の順番と伸長復号後の表示の順番と
は異なる。
Hereinafter, a simplified two-pass encoding operation of the video data compression device 1 according to the first embodiment will be described. FIGS. 4A to 4C are diagrams illustrating the operation of the simple two-pass encoding of the video data compression device 1 according to the first embodiment. The encoder control unit 12 controls the video data compression device 1
4A, the encoder control unit 12 performs preprocessing such as rearranging the pictures in the encoding order, and as shown in FIG. 4A, the FIFO memory 160 and the encoder 162. Note that the encoder control unit 12
, The order of picture encoding shown in FIG. 4 and the like differs from the order of display after decompression decoding.

【0036】FIFOメモリ160は、入力された映像
データS12の各ピクチャーをLピクチャー分だけ遅延
し、エンコーダ18に対して出力する。エンコーダ16
2は、入力された映像データS12のピクチャーを予備
的に順次、圧縮符号化し、第j(jは整数)番目のピク
チャーを圧縮符号化して得られた圧縮符号化データのデ
ータ量、DCT処理後の映像データのDC成分の値、お
よび、AC成分の電力値をホストコンピュータ20に対
して出力する。
The FIFO memory 160 delays each picture of the input video data S12 by L pictures and outputs the delayed picture to the encoder 18. Encoder 16
Reference numeral 2 denotes a data amount of compression-encoded data obtained by compression-encoding a picture of the input video data S12 in a preliminary and sequential manner, and compression-encoding a j-th (j is an integer) picture; And outputs the DC component value and AC component power value of the video data to the host computer 20.

【0037】例えば、エンコーダ18に入力される遅延
映像データS16は、FIFOメモリ160によりLピ
クチャーだけ遅延されているので、図4(B)に示すよ
うに、エンコーダ18が、遅延映像データS16の第j
(jは整数)番目のピクチャー(図4(B)のピクチャ
ーa)を圧縮符号化している際には、エンコーダ162
は、映像データS12の第j番目のピクチャーからLピ
クチャー分先の第(j+L)番目のピクチャー(図4
(B)のピクチャーb)を圧縮符号化していることにな
る。従って、エンコーダ18が遅延映像データS16の
第j番目のピクチャーの圧縮符号化を開始する際には、
エンコーダ162は映像データS12の第j番目〜第
(j+L−1)番目のピクチャー(図4(B)の範囲
c)の圧縮符号化を完了しており、これらのピクチャー
の圧縮符号化後の実難度データDj ,D j+1 ,Dj+2
…,Dj+L-1 は、ホストコンピュータ20により既に算
出されている。
For example, the delay input to the encoder 18
The video data S16 is stored in the L memory by the FIFO memory 160.
As shown in FIG. 4 (B),
As described above, the encoder 18 determines the j-th
(J is an integer) picture (picture of FIG. 4B)
-A), the encoder 162
Are L-pins from the j-th picture of the video data S12.
The (j + L) -th picture ahead of the kuture (FIG. 4
This means that picture b) of (B) is compression-encoded.
You. Therefore, the encoder 18 transmits the delayed video data S16.
When starting the compression encoding of the j-th picture,
The encoder 162 is configured to j-th to
(J + L-1) -th picture (range of FIG. 4B)
c) the compression encoding has been completed and these pictures
Difficulty data D after compression encodingj, D j + 1, Dj + 2,
…, Dj + L-1Is already calculated by the host computer 20.
Has been issued.

【0038】ホストコンピュータ20は、下に示す式1
により、エンコーダ18が遅延映像データS16の第j
番目のピクチャーを圧縮符号化して得られる圧縮映像デ
ータに割り当てる目標データ量Tj を算出し、算出した
目標データ量Tj を量子化制御回路180に設定する。
The host computer 20 calculates the following equation (1).
As a result, the encoder 18 sets the j-th
A target data amount T j to be allocated to the compressed video data obtained by compression-coding the third picture is calculated, and the calculated target data amount T j is set in the quantization control circuit 180.

【0039】[0039]

【数1】 (Equation 1)

【0040】但し、式1において、Dj は映像データS
12の第j番目のピクチャーの実難度データであり、
R’j は、映像データS12,S16の第j番目〜第
(j+L−1)番目のピクチャーに割り当てることがで
きる目標データ量の平均であり、R’j の初期値(R’
1 )は、圧縮映像データの各ピクチャーに平均して割り
当て可能な目標データ量であり、下に示す式2で表さ
れ、エンコーダ18が圧縮映像データを1ピクチャー分
生成する度に、式3に示すように更新される。
Where D j is the video data S
12 is the actual difficulty data of the 12 th picture,
R ′ j is the average of the target data amount that can be allocated to the j-th to (j + L−1) -th pictures of the video data S12 and S16, and the initial value of R ′ j (R ′
1 ) is a target data amount that can be allocated to each picture of the compressed video data on average, and is expressed by the following equation (2). Each time the encoder 18 generates one picture of the compressed video data, Updated as shown.

【0041】[0041]

【数2】 (Equation 2)

【0042】[0042]

【数3】 (Equation 3)

【0043】なお、式3中の数値ビットレート(Bit rat
e)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
示し、ピクチャーレート(Picture rate)は、映像データ
に含まれる1秒当たりのピクチャーの数(30枚/秒
(NTSC),25枚/秒(PAL))を示し、数値F
j+L は、ピクチャータイプに応じて定められるピクチャ
ー当たりの平均データ量を示す。エンコーダ18のDC
T回路166は、入力される遅延映像データS16の第
j番目のピクチャーをDCT処理し、量子化回路168
に対して出力する。量子化回路168は、DCT回路1
66から入力された第j番目のピクチャーの周波数領域
のデータを、量子化制御回路180が目標データ量Tj
に基づいて調節する量子化値Qj により量子化し、量子
化データとして可変長符号化回路170に対して出力す
る。可変長符号化回路170は、量子化回路168から
入力された第j番目のピクチャーの量子化データを可変
長符号化して、ほぼ、目標データ量Tj に近いデータ量
の圧縮映像データVOUTを生成して出力する。
Note that the numerical bit rate (Bit rat
e) is based on the transmission capacity of the communication line and the recording capacity of the recording medium.
Data amount per second (bit amount)
The picture rate (Picture rate) is
Number of pictures per second (30 pictures / sec.
(NTSC), 25 sheets / second (PAL))
j + LIs a picture determined according to the picture type
Shows the average amount of data per group. DC of encoder 18
The T circuit 166 is configured to output the delayed video data S16
DCT processing is performed on the j-th picture, and a quantization circuit 168
Output to The quantization circuit 168 is a DCT circuit 1
Frequency domain of the j-th picture input from
Of the target data amount T by the quantization control circuit 180.j
Quantized value Q adjusted based onjQuantized by
Output to the variable length coding circuit 170 as encoded data.
You. The variable length coding circuit 170
Variable quantized data of the input j-th picture
After long encoding, the target data amount TjData volume close to
And outputs the compressed video data VOUT.

【0044】同様に、図4(B)に示すように、エンコ
ーダ18が、遅延映像データS16の第(j+1)番目
のピクチャー(図4(C)のピクチャーa’)を圧縮符
号化している際には、エンコーダ162は、映像データ
S12の第(j+1)番目〜第(j+L)番目のピクチ
ャー(図4(C)の範囲c’)の圧縮符号化を完了し、
これらのピクチャーの実難度データDj+1 ,Dj+2 ,D
j+3 ,・・・,Dj+Lは、ホストコンピュータ20によ
り既に算出されている。
Similarly, as shown in FIG. 4B, when the encoder 18 compresses and encodes the (j + 1) -th picture (the picture a 'in FIG. 4C) of the delayed video data S16. , The encoder 162 completes the compression encoding of the (j + 1) -th to (j + L) -th pictures (range c ′ in FIG. 4C) of the video data S12,
The actual difficulty data D j + 1 , D j + 2 , D of these pictures
j + 3 ,..., D j + L have already been calculated by the host computer 20.

【0045】ホストコンピュータ20は、式1により、
エンコーダ18が遅延映像データS16の第(j+1)
番目のピクチャーを圧縮符号化して得られる圧縮映像デ
ータに割り当てる目標データ量Tj+1 を算出し、エンコ
ーダ18の量子化制御回路180に設定する。
The host computer 20 uses the following equation (1).
The encoder 18 determines the (j + 1) th of the delayed video data S16.
A target data amount T j + 1 to be allocated to compressed video data obtained by compression-encoding the third picture is calculated and set in the quantization control circuit 180 of the encoder 18.

【0046】エンコーダ18は、ホストコンピュータ2
0から量子化制御回路180に設定された目量データ量
j に基づいて第(j+1)番目のピクチャーを圧縮符
号化し、目標データ量Tj+1 に近いデータ量の圧縮映像
データVOUTを生成して出力する。さらに以下、同様
に、映像データ圧縮装置1は、遅延映像データS16の
第k番目のピクチャーを、量子化値Qk (k=j+2,
j+3,…)をピクチャーごとに変更して順次、圧縮符
号化し、圧縮映像データVOUTとして出力する。
The encoder 18 is connected to the host computer 2
From 0, the (j + 1) -th picture is compression-encoded based on the scale data amount Tj set in the quantization control circuit 180, and compressed video data VOUT having a data size close to the target data size Tj + 1 is generated. And output. In the same manner, the video data compression device 1 similarly converts the k-th picture of the delayed video data S16 into a quantized value Q k (k = j + 2,
j + 3,...) are changed for each picture, and are sequentially compression-encoded and output as compressed video data VOUT.

【0047】以上説明したように、第1の実施形態に示
した映像データ圧縮装置1によれば、短時間で非圧縮映
像データVINの絵柄の難度を算出し、算出した難度に
応じた圧縮率で適応的に非圧縮映像データVINを圧縮
符号化することができる。つまり、第1の実施形態に示
した映像データ圧縮装置1によれば、2パスエンコード
方式と異なり、ほぼ実時間的に、非圧縮映像データVI
Nの絵柄の難度に基づいて適応的に非圧縮映像データV
INを圧縮符号化をすることができ、実況放送といった
実時間性を要求される用途に応用可能である。なお、第
1の実施形態に示した他、本発明に係るデータ多重化装
置1は、エンコーダ162が圧縮符号化した圧縮映像デ
ータのデータ量を、そのまま難度データとして用い、ホ
ストコンピュータ20の処理の簡略化を図る等、種々の
構成を採ることができる。
As described above, according to the video data compression apparatus 1 shown in the first embodiment, the degree of difficulty of the pattern of the non-compressed video data VIN is calculated in a short time, and the compression ratio according to the calculated degree of difficulty is calculated. Thus, the non-compressed video data VIN can be adaptively compression-encoded. That is, according to the video data compression apparatus 1 shown in the first embodiment, unlike the two-pass encoding method, the non-compressed video data VI
N based on the degree of difficulty of the picture
IN can be compression-encoded, and can be applied to applications requiring real-time performance such as live broadcasting. In addition to the data multiplexing apparatus 1 according to the present invention, the data multiplexing apparatus 1 according to the present invention uses the data amount of the compressed video data compressed and encoded by the encoder 162 as difficulty data as it is, Various configurations can be adopted, such as simplification.

【0048】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
形態に示した簡易2パスエンコード方式は、入力される
非圧縮映像データに、ほぼ1GOP分(例えば、0.5
秒)程度の遅延を与えるだけで圧縮符号化し、適切なデ
ータ量の圧縮映像データを生成することができる優れた
方式である。
Second Embodiment Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In the simple two-pass encoding method shown in the first embodiment, the input non-compressed video data contains almost one GOP (for example, 0.5 GOP).
This is an excellent method that can compress and encode only by giving a delay of about (second) to generate compressed video data of an appropriate data amount.

【0049】しかしながら、これらの方式は、エンコー
ダーを2つ必要とする。一般に、映像データを圧縮符号
化するエンコーダーは大規模のハードウェアを必要と
し、集積回路化しても非常に高価であり、しかも、サイ
ズが大きい。従って、これらの方式がエンコーダーを2
つ必要とすることは、これらの方式を実現する装置の低
コスト化、小型化および省電力化を妨げる。また、圧縮
符号化に要する時間遅延は、短ければ短いほど望ましい
が、実難度データDj および予測難度データDj’の算
出処理および予備的な圧縮符号化処理そのものが数ピク
チャー分の処理時間を要するので、これらの処理自体
が、時間遅延の短縮化を妨げる原因となる。
However, these systems require two encoders. In general, an encoder that compresses and encodes video data requires large-scale hardware, is very expensive even if integrated, and is large in size. Therefore, these methods require two encoders.
This necessitates a reduction in cost, size, and power saving of a device that realizes these methods. The shorter the time delay required for the compression encoding is, the better. However, the processing for calculating the actual difficulty data D j and the prediction difficulty data D j ′ and the preliminary compression encoding itself require processing time for several pictures. Since it is necessary, these processes themselves cause a hindrance to shortening of the time delay.

【0050】第2の実施形態は、かかる問題点を解決す
るためになされたものであって、1つのエンコーダを用
いるのみで、簡易2パスエンコード方式および予測簡易
2パスエンコード方式と同等に適切なデータ量の圧縮映
像データを生成することができ、しかも、処理に要する
時間遅延がより短い映像データ圧縮方式を提供すること
を目的とする。
The second embodiment has been made in order to solve such a problem, and uses only one encoder, and is equivalent to the simple two-pass encoding system and the prediction simple two-pass encoding system. It is an object of the present invention to provide a video data compression method that can generate compressed video data of a data amount and has a shorter time delay required for processing.

【0051】図5は、第2の実施形態における本発明に
係る映像データ圧縮装置2の構成の概要を示す図であ
る。図6は、図5に示した映像データ圧縮装置2の圧縮
符号化部24の詳細な構成を示す図である。なお、図5
および図6において、映像データ圧縮装置2の構成部分
のうち、第1の実施形態において説明した映像データ圧
縮装置1(図1〜図3)の構成部分と同一のものには同
一の符号を付して示してある。
FIG. 5 is a diagram showing an outline of the configuration of the video data compression apparatus 2 according to the present invention in the second embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a detailed configuration of the compression encoding unit 24 of the video data compression device 2 shown in FIG. FIG.
In FIG. 6 and FIG. 6, the same components as those of the video data compression device 1 (FIGS. 1 to 3) described in the first embodiment among the components of the video data compression device 2 are denoted by the same reference numerals. Is shown.

【0052】図5に示すように、映像データ圧縮装置2
は、映像データ圧縮装置1(図1〜図3)の圧縮符号化
部10を、圧縮符号化部10からエンコーダ162を除
いた圧縮符号化部24で置換し、エンコーダ制御部12
をエンコーダ制御部22で置換し、バッファメモリ(buf
fer)182を付加した構成を採る。図6に示すように、
圧縮符号化部24は、映像並び替え回路220、走査変
換・マクロブロック化回路222および統計量算出回路
224から構成され、圧縮符号化部24の他の構成部分
は、圧縮符号化部10と同一の構成を採る。
As shown in FIG. 5, the video data compression device 2
Replaces the compression encoding unit 10 of the video data compression device 1 (FIGS. 1 to 3) with a compression encoding unit 24 that is obtained by removing the encoder 162 from the compression encoding unit 10;
Is replaced by the encoder control unit 22, and the buffer memory (buf
fer) 182 is adopted. As shown in FIG.
The compression encoding unit 24 includes a video rearrangement circuit 220, a scan conversion / macroblock conversion circuit 222, and a statistic calculation circuit 224. Other components of the compression encoding unit 24 are the same as those of the compression encoding unit 10. Is adopted.

【0053】エンコーダ制御部22は、エンコーダ制御
部12と同様に、非圧縮映像データVINのピクチャー
の有無をホストコンピュータ20に通知し、さらに、非
圧縮映像データVINのピクチャーごとに圧縮符号化の
ための前処理を行う。エンコーダ制御部22において、
映像並び替え回路220は、入力された非圧縮映像デー
タを符号化順に並べ替える。
Similarly to the encoder control unit 12, the encoder control unit 22 notifies the host computer 20 of the presence / absence of a picture of the non-compressed video data VIN. Is performed. In the encoder control unit 22,
The video rearrangement circuit 220 rearranges the input uncompressed video data in the order of encoding.

【0054】走査変換・マクロブロック化回路222
は、ピクチャー・フィールド変換を行い、非圧縮映像デ
ータVINが映画の映像データである場合に3:2プル
ダウン処理等を行う。統計量算出回路224は、映像並
び替え回路220および走査変換・マクロブロック化回
路222により処理され、Iピクチャーに圧縮符号化さ
れるピクチャーからフラットネス(flatness)およびイン
トラAC(intra AC)等の統計量を算出する。
Scan conversion / macroblock circuit 222
Performs picture / field conversion, and performs 3: 2 pull-down processing or the like when the uncompressed video data VIN is movie video data. The statistic calculation circuit 224 processes statistics such as flatness and intra AC from a picture which is processed by the video rearrangement circuit 220 and the scan conversion / macroblock conversion circuit 222 and is compression-coded into an I picture. Calculate the amount.

【0055】映像データ圧縮装置2は、これらの構成部
分により、非圧縮映像データの統計量(フラットネス,
イントラAC)および動き予測の予測誤差量(ME残
差)を非圧縮映像データVINの絵柄の難度の代わりに
用いて、映像データ圧縮装置1(図1,図2)と同様に
適応的に目標データ量Tj を算出して、高精度なフィー
ドフォワード制御を行うことにより、非圧縮映像データ
VINを適切なデータ量の圧縮映像データに圧縮符号化
する。なお、映像データ圧縮装置2においては、動き検
出器14およびエンコーダ制御部22の統計量算出回路
224により、予め検出された指標データに基づいて目
標データ量Tj が定めるられることから、以下、映像デ
ータ圧縮装置2における圧縮符号化方式を、フィード・
フォワード・レート・コントロール(FFRC; feed f
oward rate control)方式と呼ぶことにする。
The video data compression apparatus 2 uses these components to calculate the statistics (flatness, flatness, etc.) of the uncompressed video data.
Intra-AC) and the prediction error amount of motion prediction (ME residual) are used instead of the difficulty of the picture of the uncompressed video data VIN, and adaptively set the target similarly to the video data compression device 1 (FIGS. 1 and 2). By calculating the data amount Tj and performing high-precision feedforward control, the non-compressed video data VIN is compression-encoded into compressed video data having an appropriate data amount. In the video data compression device 2, the target data amount Tj is determined by the motion detector 14 and the statistic calculation circuit 224 of the encoder control unit 22 based on the index data detected in advance. The compression coding method in the data compression device 2 is
Forward rate control (FFRC; feed f
oward rate control).

【0056】なお、ME残差は、圧縮されるピクチャー
と、参照ピクチャーの映像データとの差分値の絶対値和
あるいは自乗値和として定義され、動き検出器14によ
り、圧縮後にPピクチャーおよびBピクチャーとなるピ
クチャーから算出され、映像の動きの速さおよび絵柄の
複雑さを表し、フラットネスと同様に、難度および圧縮
後のデータ量と相関性を有する。
The ME residual is defined as the sum of absolute values or the sum of squares of the difference between the picture to be compressed and the video data of the reference picture. It is calculated from the following picture, and expresses the speed of movement of the video and the complexity of the picture, and has a correlation with the degree of difficulty and the data amount after compression, like the flatness.

【0057】Iピクチャーについては、他のピクチャー
の参照なしに圧縮符号化されるため、ME残差を求める
ことができず、ME残差に代わるパラメータとして、フ
ラットネスおよびイントラACを用いる。また、フラッ
トネスは、映像データ圧縮装置2を実現するために、映
像の空間的な平坦さを表す指標として新たに定義された
パラメータであって、映像の複雑さを指標し、映像の絵
柄の難しさ(難度)および圧縮後のデータ量と相関性を
有する。また、イントラACは、映像データ圧縮装置2
を実現するために、MPEG方式におけるDCT処理単
位のDCTブロックごとの映像データとの分散値の総和
として新たに定義したパラメータであって、フラットネ
スと同様に、映像の複雑さを指標し、映像の絵柄の難し
さおよび圧縮後のデータ量と相関性を有する。
Since the I picture is compression-coded without referring to other pictures, the ME residual cannot be obtained, and flatness and intra AC are used as parameters replacing the ME residual. The flatness is a parameter newly defined as an index indicating the spatial flatness of an image to realize the image data compression device 2, and indicates the complexity of the image. It has a correlation with the difficulty (degree of difficulty) and the amount of data after compression. Intra AC is a video data compression device 2
Is a parameter newly defined as the sum of variances with video data for each DCT block in the DCT processing unit in the MPEG system, and indicates the complexity of the video as well as the flatness. Has a correlation with the difficulty of the picture and the amount of data after compression.

【0058】以下、ME残差、フラットネスおよびイン
トラACについて説明する。第1の実施形態において説
明した簡易2パスエンコード方式および予測簡易2パス
エンコード方式において、実難度データDj は映像の絵
柄の難しさを示し、目標データ量Tj は実難度データD
j に基づいて算出される。
Hereinafter, the ME residual, flatness, and intra AC will be described. In the simple two-pass encoding method and the predictive simple two-pass encoding method described in the first embodiment, the actual difficulty data D j indicates the difficulty of the picture pattern, and the target data amount T j is the actual difficulty data D j.
It is calculated based on j .

【0059】また、エンコーダ18が生成する圧縮映像
データのデータ量を、目標データ量Tj が示す値に近づ
けるために、量子化回路168(図2,図6)において
量子化値Qj の制御が行われる。従って、映像データを
圧縮符号化せずに得られ、実難度データDj と同様に映
像データの絵柄の複雑さ(難しさ)を適切に示すパラメ
ータを、エンコーダ18の量子化回路168における量
子化処理以前に得ることができれば、エンコーダ162
(図1,図2)を省略し、処理遅延時間の短縮するとい
う目的を達成することができる。ME残差、フラットネ
スおよびイントラACは、実難度データDj と強い相関
を有するので、このような目的を達成するために適切で
ある。
[0059] In addition, the data quantity of the compressed video data encoder 18 generates, in order to approach the value indicated by the target amount of data T j, control of the quantization value Q j in the quantization circuit 168 (FIG. 2, FIG. 6) Is performed. Thus, obtained without compression encoding video data, the real difficulty data D j similarly to the picture of the video data complexity parameters appropriate indicating the (difficulty), quantization in the quantization circuit 168 of the encoder 18 If it can be obtained before the processing, the encoder 162
(FIGS. 1 and 2) can be omitted, and the object of shortening the processing delay time can be achieved. ME residual, flatness and intra AC is because it has a strong correlation with the real difficulty data D j, it is suitable to achieve this purpose.

【0060】ME残差と実難度データDj との関係 他のピクチャーを参照して圧縮符号化処理し、Pピクチ
ャーおよびBピクチャーを生成する際には、動き検出器
14は、圧縮対象となるピクチャー(入力ピクチャー)
の注目マクロブロックと、参照されるピクチャー(参照
ピクチャー)との間の差分値の絶対値和あるいは自乗値
和が最小となるようなマクロブロックを探し、動きベク
トルを求める。ME残差は、このように、動きベクトル
を求める際に、最小になった各マクロブロックの差分値
の絶対和または自乗和を、ピクチャー全体について総和
した値として定義される。
[0060] treated compression coding with reference to the relationship between another picture of the ME residual and the real difficulty data D j, when generating a P picture and B-picture, the motion detector 14 becomes compressed Picture (input picture)
Is searched for a macroblock in which the sum of absolute values or the sum of squares of the difference value between the macroblock of interest and the referenced picture (reference picture) is minimized, and a motion vector is obtained. As described above, the ME residual is defined as a value obtained by summing the absolute sum or the square sum of the minimum difference value of each macroblock when calculating a motion vector for the entire picture.

【0061】図7は、映像データ圧縮装置1,2によ
り、Pピクチャーを生成する際のME残差と実難度デー
タDj との相関関係を示す図である。図8は、映像デー
タ圧縮装置1,2により、Bピクチャーを生成する際の
ME残差と実難度データDj との相関関係を示す図であ
る。なお、図7および図8においては、実難度データD
j として、エンコーダ18が固定の量子化値を用いて圧
縮符号化して得られた圧縮映像データのデータ量を用い
ており(以下、図10,図11において同じ)、図7お
よび図8は、CCIRにより規格化された標準画像[che
er (cheer leaders), mobile (mobile and calender),
tennis (table tennis), diva(diva with noise)] およ
びその他の画像(resort)を実際にMPEG2方式により
圧縮符号化した場合に得られるME残差と実難度データ
j との関係を示すグラフであり、図7および図8にお
いて、グラフの縦軸(difficulty)が実難度データDj
示し、横軸(me resid)がME残差を示す。図7および図
8を参照して分かるように、ME残差は実難度データD
j と非常に強い相関関係を有する。従って、圧縮後にP
ピクチャーまたはBピクチャーとなるピクチャーの実難
度データDj の代わりに、ME残差は、目標データ量T
jの生成に用いられ得る。
[0061] Figure 7, the video data compression apparatus 1 is a diagram showing the correlation between the ME residual and the real difficulty data D j when generating a P picture. 8, the video data compression apparatus 1 is a diagram showing the correlation between the ME residual and the real difficulty data D j when generating a B picture. 7 and 8, actual difficulty data D
As j , the data amount of the compressed video data obtained by the encoder 18 performing the compression encoding using the fixed quantization value (hereinafter, the same in FIGS. 10 and 11) is used. Standard image standardized by CCIR [che
er (cheer leaders), mobile (mobile and calender),
tennis (table tennis), diva in (diva with noise)] and other images graph showing the relationship between the ME residual and the real difficulty data D j obtained when compressed and encoded by actually MPEG2 scheme (resort) There, 7 and 8, the vertical axis of the graph (dIFFICULTY) indicates the real difficulty data D j, the horizontal axis (me resid) indicates the ME residual. As can be seen with reference to FIGS. 7 and 8, the ME residual is the actual difficulty data D
Has a very strong correlation with j . Therefore, after compression P
Instead of the actual difficulty data D j of a picture or a B picture, the ME residual is represented by a target data amount T
can be used to generate j .

【0062】フラットネスと実難度データDj との関係 図9は、フラットネスの計算方法を示す図である。フラ
ットネスは、まず、図9に示すように、MPEG方式に
おいてDCT処理の単位となるDCTブロックそれぞれ
を、2画素×2画素の小ブロックに分割し、次に、これ
らの小ブロック内の対角の画素のデータ(画素値)の差
分値を算出し、差分値を所定の閾値と比較し、さらに、
差分値が閾値よりも小さくなる小ブロック総数をピクチ
ャーごとに求めることにより算出される。なお、フラッ
トネスの値は、映像の絵柄が空間的に複雑であるほど小
さくなり、平坦であれば大きくなる。
[0062] Flatness and relations 9 between the real difficulty data D j is a diagram showing a calculation method of flatness. As shown in FIG. 9, the flatness first divides each DCT block, which is a unit of DCT processing in the MPEG system, into small blocks of 2 pixels × 2 pixels, and then diagonally separates these small blocks. The difference value of the pixel data (pixel value) is calculated, and the difference value is compared with a predetermined threshold value.
It is calculated by obtaining the total number of small blocks in which the difference value is smaller than the threshold value for each picture. Note that the value of the flatness becomes smaller as the picture pattern of the video is more spatially complicated, and becomes larger when the picture is flat.

【0063】図10は、映像データ圧縮装置1,2によ
り、Iピクチャーを生成する際のフラットネスと実難度
データDj との相関関係を示す図である。なお、図10
は、図7および図8と同様に、CCIRにより規格化さ
れた標準画像およびその他の画像を実際にMPEG2方
式により圧縮符号化した場合に得られるフラットネスと
実難度データDj との関係を示すグラフであり、図10
において、グラフの縦軸(difficulty)が実難度データD
j を示し、横軸(flatness)がフラットネスを示す。図1
0に示すように、フラットネスと実難度データDj
は、強い負の相関関係があり、実難度データDj は、フ
ラットネスを一次関数に代入する等の方法により近似可
能であることがわかる。
[0063] Figure 10 is a video data compression apparatus 1 is a diagram showing the correlation between the flatness and the real difficulty data D j when generating an I picture. Note that FIG.
, Like FIG. 7 and FIG. 8 shows the relationship between the normalized standard image and actually compressed by the MPEG2 system and other image coding and flatness and the real difficulty data D j obtained when by the CCIR FIG. 10 is a graph.
, The vertical axis (difficulty) of the graph is the actual difficulty data D
j , and the horizontal axis (flatness) indicates flatness. FIG.
As shown in FIG. 0, there is a strong negative correlation between the flatness and the actual difficulty data D j , and the actual difficulty data D j can be approximated by a method such as substituting the flatness into a linear function. Recognize.

【0064】イントラACと実難度データDj との関係 イントラACは、DCTブロックごとに、DCTブロッ
ク内の画素それぞれの画素値と、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算出され
る。つまり、イントラACは、下の式4により求めるこ
とができる。
[0064] Relationship intra AC between intra AC and the real difficulty data D j, for each DCT block, and each pixel value pixels in a DCT block, the absolute value of the difference between the average value of pixel values in the DCT block It is calculated as a sum. That is, the intra AC can be obtained by the following Expression 4.

【0065】[0065]

【数4】 (Equation 4)

【0066】図11は、映像データ圧縮装置1,2によ
り、Iピクチャーを生成する際のイントラACと実難度
データDj との相関関係を示す図である。なお、図11
は、図7および図8と同様に、CCIRにより規格化さ
れた標準画像およびその他の画像を実際にMPEG2方
式により圧縮符号化した場合に得られるイントラACと
実難度データDj との関係を示すグラフであり、図11
において、グラフの縦軸(difficulty)が実難度データD
j を示し、横軸(intra AC)がイントラACを示す。図1
1に示すように、イントラACと実難度データDj
は、強い正の相関関係があり、実難度データDj は、イ
ントラACを一次関数に代入する等の方法により近似可
能であることがわかる。
[0066] Figure 11 is a video data compression apparatus 1 is a diagram showing the correlation between the intra AC and the real difficulty data D j when generating an I picture. Note that FIG.
, Like FIG. 7 and FIG. 8 shows the relationship between the normalized standard image and actually compressed by the MPEG2 system and other image coding and intra AC and the real difficulty data D j obtained when by the CCIR FIG. 11 is a graph.
, The vertical axis (difficulty) of the graph is the actual difficulty data D
j , and the horizontal axis (intra AC) indicates intra AC. FIG.
As shown in FIG. 1, there is a strong positive correlation between the intra AC and the actual difficulty data D j , and the actual difficulty data D j can be approximated by a method such as substituting the intra AC into a linear function. Recognize.

【0067】ここまでに説明したように、各指標データ
(統計量)により実難度データDjを一次関数等により
近似可能であることが分かる。従って、各ピクチャータ
イプの実難度データDj は、以下に示すように算出可能
である。
[0067] As described so far, it can be seen the real difficulty data D j can be approximated by a linear function or the like by the indicator data (statistical amount). Therefore, the actual difficulty data D j for each picture type can be calculated as shown below.

【0068】Pピクチャーについては下に示す式5によ
り、Bピクチャーについては下に示す式6により、実難
度データDj はME残差により近似される。また、Iピ
クチャーについては、式5,6と同様の近似式により実
難度データDj は、フラットネスおよびイントラACま
たはこれらのいずかにより近似される。
The actual difficulty data D j is approximated by the ME residual according to the following equation 5 for the P picture and the following equation 6 for the B picture. As for the I-picture, the real difficulty data D j by the same approximate expression to Equation 5 and 6 can be approximated by determining flatness and intra AC or Izu thereof.

【0069】[0069]

【数5】 (Equation 5)

【0070】[0070]

【数6】 (Equation 6)

【0071】さらに、第1の実施形態に示した簡易2パ
スエンコード方式においては、これらの近似により得ら
れた実難度データDj を、式1に代入することにより目
標データ量Tj が算出される。
Further, in the simple two-pass encoding method shown in the first embodiment, the target data amount T j is calculated by substituting the actual difficulty data D j obtained by these approximations into the equation 1. You.

【0072】以下、実難度データDj をME残差、フラ
ットネスおよびイントラACで近似し、簡易2パスエン
コード方式により非圧縮映像データを圧縮符号化する場
合を例に、映像データ圧縮装置2の動作を説明する。エ
ンコーダ制御部22において、映像並び替え回路220
は、非圧縮映像データVINを符号化順にピクチャーを
並べ替え、走査変換・マクロブロック化回路222は、
ピクチャー・フィールド変換等を行い、統計量算出回路
224は、Iピクチャーに圧縮符号化されるピクチャー
に対して、図9および式4に示した演算処理を行い、フ
ラットネスおよびイントラAC等の統計量を算出する。
Hereinafter, the actual difficulty data D j is approximated by the ME residual, flatness and intra AC, and the non-compressed video data is compressed and encoded by the simple two-pass encoding method. The operation will be described. In the encoder control unit 22, the video rearranging circuit 220
Rearranges the pictures in the encoding order of the uncompressed video data VIN, and the scan conversion / macroblocking circuit 222
The statistic calculation circuit 224 performs picture-field conversion and the like, and performs the arithmetic processing shown in FIG. 9 and Expression 4 on the picture compressed and coded into the I-picture to obtain the statistic such as flatness and intra AC. Is calculated.

【0073】動き検出器14は、PピクチャーおよびB
ピクチャーに圧縮符号化されるピクチャーについて動き
ベクトルを生成し、さらに、ME残差を算出する。FI
FOメモリ160は、入力された映像データをLピクチ
ャー分だけ遅延する。
The motion detector 14 calculates the P picture and the B picture
A motion vector is generated for a picture to be compression-encoded into a picture, and an ME residual is calculated. FI
The FO memory 160 delays the input video data by L pictures.

【0074】ホストコンピュータ20は、動き検出器1
4が生成したME残差に対して式5および式6に示した
演算処理を行って実難度データDj を近似し、式5およ
び式6と同様な演算処理を行って、フラットネスおよび
イントラACにより実難度データDj を近似する。さら
に、ホストコンピュータ20は、近似した実難度データ
j を式1に代入し、目標データ量Tj を算出し、算出
した目標データ量Tj をエンコーダ18の量子化制御回
路180に設定する。
The host computer 20 includes the motion detector 1
4 is applied to the ME residual generated to generate the approximation of the actual difficulty data D j , and the same arithmetic processing as Expressions 5 and 6 is performed to obtain the flatness and intra to approximate the real difficulty data D j by the AC. Further, the host computer 20, the real difficulty data D j approximated into equation 1 to calculate the target amount of data T j, set the target amount of data T j calculated for the quantization control circuit 180 of the encoder 18.

【0075】エンコーダ18のDCT回路166は、遅
延した映像データの第j番目のピクチャーをDCT処理
する。量子化回路168は、DCT回路166から入力
された第j番目のピクチャーの周波数領域のデータを、
量子化制御回路180が目標データ量Tj に基づいて調
節する量子化値Qj により量子化する。可変長符号化回
路170は、量子化回路168から入力された第j番目
のピクチャーの量子化データを可変長符号化して、ほ
ぼ、目標データ量Tj に近いデータ量の圧縮映像データ
VOUTを生成して、バッファメモリ182を介して外
部に出力する。
The DCT circuit 166 of the encoder 18 performs DCT processing on the j-th picture of the delayed video data. The quantization circuit 168 converts the frequency domain data of the j-th picture input from the DCT circuit 166 into
Quantized by the quantization value Q j of the quantization control circuit 180 is adjusted based on the target amount of data T j. Variable-length coding circuit 170, and variable length coding the j-th picture of the quantized data inputted from the quantization circuit 168, substantially, it generates the compressed video data VOUT of the data amount close to the target amount of data T j Then, the data is output to the outside via the buffer memory 182.

【0076】なお、TM5方式等においては、マクロブ
ロックの量子化値(MQUANT)を算出するために、下の式7
に示すアクティビティ(activity)という統計量が用いら
れる。アクティビティは、フラットネスおよびイントラ
ACと同様に、実難度データDj と強い相関関係を有す
るので、これらパラメータの代わりにアクティビティを
用いて、実難度データDj を近似し、圧縮符号化を行う
ように映像データ圧縮装置2を構成してもよい。
In the TM5 system or the like, the following equation (7) is used to calculate the quantization value (MQUANT) of a macroblock.
The statistic called activity shown in FIG. Activity, as well as the flatness and intra AC, because it has a strong correlation with the real difficulty data D j, using the activity instead of these parameters, approximating the real difficulty data D j, to perform compression coding The video data compression device 2 may be configured as follows.

【0077】[0077]

【数7】 (Equation 7)

【0078】また、以上、第1の実施形態に示した簡易
2パスエンコードを行う場合を例に、映像データ圧縮装
置2の動作を説明したが、映像データ圧縮装置2は、予
測簡易2パスエンコードを行いうることはいうまでもな
い。また、第2の実施形態に示した映像データ圧縮装置
2に対しても、第1の実施形態示した映像データ圧縮装
置1に対してと同様の変形が可能である。
The operation of the video data compression apparatus 2 has been described above by taking the simple two-pass encoding shown in the first embodiment as an example. It goes without saying that it can be performed. Further, the same modification as the video data compression device 1 shown in the first embodiment can be made to the video data compression device 2 shown in the second embodiment.

【0079】第3実施形態 本発明の第3の実施形態の説明に先立ち、図12を参照
して、第3の実施形態における本発明に係る映像データ
圧縮装置の背景および目的等を説明する。図12は、M
PEGのMP@ML方式によりTM5に示された圧縮ア
ルゴリズムを用いて、映像データ圧縮装置1,2(図1
〜図3,図5,図6)が、圧縮映像データのGOPのデ
ータ量(発生ビット量)をほぼ一定に保って固定長符号
化を行った場合のVBVバッファの占有量Bn の経時的
な変化の評価結果を示す図である。なお、図12におい
ては、縦軸はVBVバッファにバッファリングされてい
る圧縮映像データのデータ量を示し、横軸は時間経過を
示す。
Third Embodiment Prior to the description of the third embodiment of the present invention, the background and purpose of the video data compression apparatus according to the present invention in the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG.
Video data compression apparatuses 1 and 2 (FIG. 1) using the compression algorithm shown in TM5 according to the MP @ ML method of PEG.
FIGS. 3, 5, and 6) show the temporal change of the occupation amount Bn of the VBV buffer when the fixed-length encoding is performed while the data amount (the amount of generated bits) of the GOP of the compressed video data is kept substantially constant. It is a figure showing an evaluation result of a change. In FIG. 12, the vertical axis indicates the amount of compressed video data buffered in the VBV buffer, and the horizontal axis indicates the passage of time.

【0080】TM5に示された圧縮アルゴリズムは、圧
縮映像データのGOP当たりのデータ量を、ほぼ一定に
することができる点で優れている。しかしながら、圧縮
映像データのデータレートを固定値にするMPEGの固
定レート符号化方式においては、必ずしもGOP単位に
データ量を一定にする必要はない。
The compression algorithm shown in TM5 is excellent in that the amount of compressed video data per GOP can be made substantially constant. However, in the MPEG fixed-rate encoding method in which the data rate of the compressed video data is a fixed value, it is not always necessary to make the data amount constant in GOP units.

【0081】この固定レート符号化方式は、圧縮符号化
後の映像データをバッファリングする仮想的なVBVバ
ッファ(video buffering verifier buffer) が要求する
制約条件を満たすこと、つまり、VBVバッファにバッ
ファリングされている圧縮映像データのデータ量(占有
量Bn )が規定値を上回ったり(オーバーフローを生じ
たり)、逆に、規定値以下になったり(アンダーフロー
を生じたり)しないことのみを圧縮映像データに要求す
る。
This fixed-rate encoding system satisfies the constraints required by a virtual VBV buffer (video buffering verifier buffer) for buffering the video data after compression encoding, that is, the buffering in the VBV buffer. The compressed video data is only used when the data amount (occupation amount B n ) of the compressed video data does not exceed a specified value (overflow occurs) or, on the contrary, does not fall below a specified value (underflow occurs). Request to.

【0082】MP@ML方式により、TM5に示される
圧縮アルゴリズムを用いて圧縮符号化を行うと、バッフ
ァリング容量1.8MbitのVBVバッファにおける
圧縮映像データの占有量Bn を評価すると、例えば、図
12に示すように、占有量B n は高い値で推移し、VB
Vバッファを必ずしも有効に利用できないことが分か
る。
According to the MP @ ML scheme, the
When compression encoding is performed using a compression algorithm,
In a 1.8Mbit VBV buffer
Occupancy B of compressed video datanWhen you evaluate
As shown in FIG. nChanges at a high value and VB
Do you know that the V buffer cannot always be used effectively?
You.

【0083】VBVバッファを有効利用しえないのは、
VBVバッファにおける占有量Bnが高い値で推移する
のは、VBVバッファのバッファリング容量が約1.8
Mbitと大きいにもかかわらず、VBVバッファの入
出力の単位となる圧縮映像データのピクチャーのデータ
量が少ないためである。このように、低いデータレート
の圧縮映像データを生成する際に、非圧縮映像データの
映像の複雑さのいかんにかかわらず、所定の枚数のピク
チャー(GOP)のデータ量をほぼ一定にすると、複雑
な絵柄の部分の非圧縮映像データを圧縮符号化して得ら
れる圧縮映像データを伸長復号して得られる映像の品質
が極端に劣化し、逆に、簡単な絵柄の部分から得られる
圧縮映像データの品質が比較的よくなる。従って、全体
として見た場合には、圧縮映像データに多くのむらが生
じ、しかも、絵柄が不安定になり、品質が悪くなる。
The reason that the VBV buffer cannot be used effectively is
The occupation amount Bn of the VBV buffer changes at a high value because the buffering capacity of the VBV buffer is about 1.8.
This is because the data amount of the picture of the compressed video data, which is a unit of input / output of the VBV buffer, is small despite the large Mbit. As described above, when generating compressed video data of a low data rate, regardless of the complexity of the video of the uncompressed video data, if the data amount of a predetermined number of pictures (GOPs) is made substantially constant, The quality of the video obtained by decompressing the compressed video data obtained by compressing and encoding the non-compressed video data of the non-compressed video part is extremely deteriorated. The quality is relatively better. Accordingly, when viewed as a whole, a large amount of unevenness occurs in the compressed video data, and the picture becomes unstable and the quality deteriorates.

【0084】第3の実施形態に示すフィードバックレー
ト制御方式は、かかる問題点に鑑みてなされたものであ
り、VBVバッファが要求する制約条件の範囲内でVB
Vバッファのバッファリング容量を有効に利用し、非圧
縮映像データの部分ごとに、絵柄に応じたデータ量を割
り当てることにより、圧縮映像データの品質を全体とし
て向上させることを目的とする。
The feedback rate control method shown in the third embodiment has been made in view of such a problem, and the VBV is controlled within the range of the constraints required by the VBV buffer.
An object of the present invention is to improve the quality of compressed video data as a whole by effectively using the buffering capacity of a V-buffer and allocating a data amount according to a picture to each part of non-compressed video data.

【0085】図13は、第3の実施形態における本発明
に係るエンコーダ26の構成を示す図である。なお、図
13においては、エンコーダ26の構成部分の内、図1
〜図3および図5,図6に示したエンコーダ18の構成
部分と同一のものには同一の符号を付してある。
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the encoder 26 according to the present invention in the third embodiment. In FIG. 13, among the components of the encoder 26, FIG.
3 and FIGS. 5 and 6, the same components as those of the encoder 18 are denoted by the same reference numerals.

【0086】エンコーダ26は、映像データ圧縮装置2
(図5,図6)のエンコーダ18の代わりに用いられる
装置であって、図13に示すように、エンコーダ26
は、量子化制御回路180の代わりに、グローバルコン
プレクシティ算出回路(GC算出回路)262、目標デ
ータ量算出(Tj 算出)回路264および量子化インデ
ックス生成回路266を含む量子化制御部260を有
し、ホストコンピュータ20によらずに、VBVバッフ
ァにおける圧縮映像データの占有量Bn 、および、実難
度データDj またはグローバルコンプレクシティXI
p ,XB に基づいて目標データ量Tj および量子化値
j (量子化インデックスQIND)を算出可能に構成
されている。
The encoder 26 is a video data compression device 2
This device is used in place of the encoder 18 shown in FIGS. 5 and 6, and as shown in FIG.
Has a quantization control unit 260 including a global complexity calculation circuit (GC calculation circuit) 262, a target data amount calculation (T j calculation) circuit 264, and a quantization index generation circuit 266 in place of the quantization control circuit 180. Then, irrespective of the host computer 20, the occupation amount B n of the compressed video data in the VBV buffer and the actual difficulty data D j or the global complexity X I ,
X p, is calculated configured to be able to target amount of data T j and the quantization value Q j (quantization index QIND) based on X B.

【0087】エンコーダ26は、これらの構成部分によ
り、1つのエンコーダのみにより圧縮映像データのデー
タ量により量子化回路168の量子化処理に対するフィ
ードバック制御を行い、非圧縮映像データの部分ごとに
絵柄に応じたデータ量を割り当てて圧縮映像データを生
成し、圧縮映像データの品質を向上させる。
The encoder 26 performs feedback control on the quantization process of the quantization circuit 168 based on the data amount of the compressed video data by only one encoder using these constituent parts, and responds to the picture for each non-compressed video data portion. Compressed video data is generated by allocating the compressed data amount to improve the quality of the compressed video data.

【0088】エンコーダ26の各構成部分の動作 以下、エンコーダ26の各構成部分の内、映像データ圧
縮装置1,2(図1〜図3,図5,図6)のエンコーダ
18と異なる部分(量子化制御部260)の動作を説明
する。GC算出回路262の動作 GC算出回路262は、可変長符号化回路170から出
力される圧縮映像データのデータ量SI ,Sp ,S
B と、量子化回路168が量子化に用いた量子化値の平
均値QI ,Qp ,QB とに基づいて、各ピクチャータイ
プのグローバルコンプレクシティXI ,Xp ,XB を算
出し、目標データ量算出回路264、量子化インデック
ス生成回路266、および、必要に応じてホストコンピ
ュータ20に対して出力する。
Operation of each component of encoder 26 Hereinafter, of each component of encoder 26, a portion (quantum) different from encoder 18 of video data compression devices 1 and 2 (FIGS. 1, 3, 5, and 6) will be described. The operation of the activation control unit 260) will be described. Operation of the GC Calculation Circuit 262 The GC calculation circuit 262 determines the data amounts S I , S p , and S of the compressed video data output from the variable length coding circuit 170.
B and the average value Q I of quantized values the quantization circuit 168 is used for quantization, Q p, based on the Q B, the global complexity X I of each picture type, X p, calculates X B , The target data amount calculation circuit 264, the quantization index generation circuit 266, and the host computer 20 as required.

【0089】なお、グローバルコンプレクシティXI
p ,XB は、MPEGのTM5方式の第1段階(ステ
ップ1)においてピクチャータイプごとに算出され、
〔X(I,P,B);XI =SI I ,Xp =S
p p ,XB =SB B と定義され、グローバルコンプ
レクシティXI ,Xp ,XB は、それぞれIピクチャ
ー、PピクチャーおよびBピクチャーの実難度データD
I ,Dp ,DB とほぼ同値(XI,Xp ,XB ≒DI
p ,DB )になる。
The global complexity X I ,
X p and X B are calculated for each picture type in the first step (step 1) of the MPEG TM5 method,
[X (I, P, B) ; X I = S I Q I, X p = S
p Q p, is defined as X B = S B Q B, the global complexity X I, X p, X B is, I-picture, respectively, the real difficulty data D P picture and B-picture
I , D p , D B, and approximately the same value (X I , X p , X B ≒ D I ,
D p , D B ).

【0090】目標データ量算出回路264の動作 動作(処理)の概要 目標データ量算出回路264は、GC算出回路262か
ら入力されたグローバルコンプレクシティXI ,Xp
B 各ピクチャータイプの実難度データDj を近似し、
さらに、VBVバッファの占有量Bn に基づいて各ピク
チャータイプのピクチャーそれぞれの目標データ量Tj
を算出してレート制御を行う。なお、目標データ量算出
回路264が算出した目標データ量Tj は、量子化イン
デックス生成回路266に対して出力される。
[0090] SUMMARY target data amount calculation circuit 264 of the operation the operation of the target data amount calculation circuit 264 (treatment), GC calculation circuit 262 global complexity X I input from, X p,
Approximates the X B real difficulty data D j of each picture type,
Further, the target data amount T j of each picture of each picture type is determined based on the occupation amount B n of the VBV buffer.
Is calculated to perform rate control. Note that the target data amount T j calculated by the target data amount calculation circuit 264 is output to the quantization index generation circuit 266.

【0091】目標データ量Tj の算出方法 まず、目標データ量算出回路264における目標データ
量Tj の基本的な算出方法を説明する。上述のように、
各ピクチャータイプの実難度データDj はそれぞれ、グ
ローバルコンプレクシティXI ,Xp ,XB とほぼ同値
である。従って、目標データ量算出回路264は、グロ
ーバルコンプレクシティXI ,Xp ,XB から各ピクチ
ャータイプの目標データ量Tj を算出することができ
る。なお、上記各関係式において、重み付け係数Kp
B は、ピクチャータイプごとに目標データ量Tj に異
なった重み付けを行うために導入された係数であり、重
み付け係数Kp ,KB の値をそれぞれ大きくすればする
ほど、Iピクチャーの目標データ量Tj と比較して、P
ピクチャおよびBピクチャーの目標データ量Tj が少な
くなる。例えば、MPEG方式のTM5方式において
は、重み付け係数Kp ,KB は固定値であり、それぞれ
1.0,1.4(Kp =1.0,KB =1.4、デフォ
ルト値)である。
[0091] The method of calculating the target amount of data T j First, a basic method for calculating the target amount of data T j in the target data amount calculation circuit 264. As mentioned above,
The actual difficulty data D j of each picture type is substantially the same as the global complexity X I , X p , and X B , respectively. Accordingly, the target data amount calculation circuit 264 can calculate the global complexity X I, X p, from X B of each picture type target amount of data T j. In each of the above relational expressions, the weighting coefficients K p ,
K B are coefficients introduced in order to perform weighted differently for each picture type in the target amount of data T j, the weighting coefficient K p, larger the value of K B, respectively, the target data of the I picture Compared to the quantity T j
Target amount of data T j of the picture and B-picture is reduced. For example, in TM5 of MPEG system, the weighting coefficients K p, K B is a fixed value, respectively 1.0,1.4 (K p = 1.0, K B = 1.4, default value) is there.

【0092】このように、MPEG方式のTM5方式に
おいては、Pピクチャーには、Iピクチャーのグローバ
ルコンプレクシティXI に対するPピクチャーのグロー
バルコンプレクシティXp の比率の通りの目標データ量
j が与えられ、Bピクチャーには、Iピクチャーのグ
ローバルコンプレクシティXI に対するBピクチャーの
グローバルコンプレクシティXB の比率よりも意図的に
小さい目標データ量T j が与えられる。
As described above, the MPEG5 TM5 system
In the P picture, the global of the I picture
Le Complex City XIP-picture glow against
Balcomplex City XpTarget data amount according to the ratio of
TjIs given, and the B picture is
Global Complexity XIB picture for
Global Complexity XBIntentionally than the ratio of
Small target data amount T jIs given.

【0093】レート制御方法 次に、目標データ量算出回路264におけるレート制御
方法を説明する。MPEGのTM5方式のレート制御に
おいて、重要な役割を果たすパラメータとしてパラメー
タRがある。このパラメータRは、MPEG方式におい
て、レート制御の制御単位(例えばGOP)の残りのピ
クチャーに割り当てることができるデータ量を示す。
Next, a rate control method in the target data amount calculation circuit 264 will be described. A parameter R plays an important role in the rate control of the TM5 system of MPEG. This parameter R indicates the amount of data that can be assigned to the remaining pictures of the rate control unit (eg, GOP) in the MPEG system.

【0094】ここで、映像データ圧縮装置1,2(図1
〜図3,図5,図6)においては、例えば、GOPの前
半のピクチャーの映像が複雑である(実難度データDj
およびグローバルコンプレクシティXI ,Xp ,XB
の値が大きい)場合等に、GOPの前半のピクチャーに
多くのデータ量を割り当てると、GOPの後半のピクチ
ャーに対するパラメータRが極端に少ない値になった
り、さらには、負数となったりして、GOPの後半のピ
クチャーに割り当てるべきデータ量が不足してしまうこ
とがある。
Here, the video data compression devices 1 and 2 (FIG. 1)
In FIGS. 3, 5 and 6, for example, the picture of the first half of the GOP is complicated (actual difficulty data D j).
And the global complexity X I , X p , X B, etc. are large), and if a large amount of data is assigned to the first half of the GOP, the parameter R for the second half of the GOP becomes extremely small. Or a negative number, and the amount of data to be allocated to the second half of the GOP may be insufficient.

【0095】このように、映像データ圧縮装置1,2に
おいて、パラメータRの値が極端に小さくなったり負数
になってしまうことがあるのは、ホストコンピュータ2
0(図1,図5)が、レート制御の制御単位であるGO
Pそれぞれのデータ量を一定に保つように、GOPの前
半のピクチャーに対して多く割り当てすぎたデータ量
を、GOPの後半のピクチャーに対してデータ量を少な
く割り当てることにより補償するようにデータ量を割り
当てるからである。ホストコンピュータ20において、
パラメータRは、このように、GOPといった比較的短
い期間におけるデータ量の補償処理に用いられる。
As described above, in the video data compression apparatuses 1 and 2, the value of the parameter R may be extremely small or may be a negative value.
0 (FIGS. 1 and 5) is GO, which is a control unit of rate control.
In order to keep the data amount of each P constant, the data amount that is excessively allocated to the first half of the GOP is compensated by allocating a small amount of data to the second half of the GOP. Because it is assigned. In the host computer 20,
The parameter R is thus used for the process of compensating the data amount in a relatively short period such as a GOP.

【0096】一方、エンコーダ26の目標データ量算出
回路264においては、このような短い制御単位でデー
タ量を一定にするためのパラメータRのみでレート制御
を行うのではなく、VBVバッファの制約条件の範囲内
で、長期間におけるデータ量が一定になるように、残り
のデータ量を均等に割り当てるパラメータRj ’を制御
する。
On the other hand, in the target data amount calculation circuit 264 of the encoder 26, the rate control is not performed only with the parameter R for making the data amount constant in such a short control unit. The parameter R j ′ that evenly allocates the remaining data amount is controlled so that the data amount over a long period is constant within the range.

【0097】つまり、目標データ量算出回路264はパ
ラメータRj ’を制御し、非圧縮映像データのある期間
に含まれるピクチャーに対して過剰に割り当てデータ量
を、データ量を少なく割り当てると圧縮映像データの品
質が劣化しそうな期間では補償せず、絵柄が簡単で、少
ないデータ量を割り当てても圧縮映像データの品質の劣
化が少ない期間で補償するように目標データ量Tj を調
節する。さらに、目標データ量算出回路264は、エン
コーダ26が1枚のピクチャーを圧縮符号化するたび
に、式3と同様の処理を行ってパラメータRj ’の値を
更新する。
That is, the target data amount calculation circuit 264 controls the parameter R j ′ to allocate an excessive amount of data to a picture included in a certain period of the uncompressed video data, The target data amount Tj is adjusted so as not to compensate during the period in which the quality of the compressed video data is likely to be deteriorated, to compensate in a period during which the quality of the compressed video data is small even if a small amount of data is allocated even if a small amount of data is allocated. Further, the target data amount calculation circuit 264 updates the value of the parameter R j ′ by performing the same processing as in Expression 3 every time the encoder 26 compression-encodes one picture.

【0098】VBVバッファに対する考慮 しかしながら、パラメータRj ’を圧縮映像データのデ
ータ量が多く(データレートが高く)なるように調節す
る場合、圧縮映像データのデータ量の増加量を予測する
ことが難しく、VBVバッファにアンダーフローが生じ
る可能性がある。従って、圧縮映像データのデータ量を
多くするようにレート制御を行う場合には、未来のVB
Vバッファの占有量Bn を考慮して、目標データ量算出
回路264は、VBVバッファの占有量Bn (圧縮映像
データの残りデータ量)が多い場合にのみ、パラメータ
j ’の調節を行う。
[0098] Considering for VBV buffer, however, when adjusting so many data quantity of the compressed video data parameter R j '(high data rate), it is difficult to predict the increase in the data amount of the compressed video data , VBV buffer may underflow. Therefore, when rate control is performed to increase the amount of compressed video data, future VB
In consideration of the V buffer occupancy B n , the target data amount calculation circuit 264 adjusts the parameter R j ′ only when the VBV buffer occupancy B n (the remaining data amount of the compressed video data) is large. .

【0099】なお、以上説明したVBVバッファの占有
量Bn を考慮したレート制御を実現するために、目標デ
ータ量算出回路264は、以下に説明する処理をさらに
行う。つまり、目標データ量算出回路264は、映像デ
ータの映像が複雑な部分に多く割り当てるデータ量を、
エンコーダ26が出力する圧縮映像データのデータレー
トではなく、VBVバッファがアンダーフローするまで
のデータ量に基づいて求める。
In order to realize the rate control in consideration of the occupation amount Bn of the VBV buffer described above, the target data amount calculation circuit 264 further performs the processing described below. That is, the target data amount calculation circuit 264 calculates the amount of data to be allocated to a portion where the video of video data is complicated.
It is determined not based on the data rate of the compressed video data output from the encoder 26 but on the data amount until the VBV buffer underflows.

【0100】また、目標データ量算出回路264は、映
像データの映像が複雑な部分に、所定のデータレートよ
りも多く割り当てるデータ量の合計値(借金額)をパラ
メータsum-supplement(初期値0)として記憶し、所定
数のピクチャーの実難度データDj の値の合計が小さく
なった際にパラメータsum-supplementの値を減ずるよう
にレート制御を行い、非圧縮映像データの圧縮符号化が
終了した時点でのパラメータsum-supplementの値が0に
ごく近い負値になるようにレート制御を行う。ただし、
目標データ量算出回路264は、VBVバッファの占有
量Bn が少ない場合には、実難度データDj の値にかか
わらず、映像データの各ピクチャーの目標データ量Tj
の値が小さくなるようにレート制御を行い、アンダーフ
ローの発生を防ぐ。
The target data amount calculation circuit 264 calculates the total value (debt) of the data amount to be allocated to a portion where the video of the video data is complicated at a rate higher than a predetermined data rate as a parameter sum-supplement (initial value 0). stored as performs rate control as reducing the value of the parameter sum-supplement in total is smaller values of the real difficulty data D j of a predetermined number of picture compression encoding uncompressed video data is completed The rate control is performed so that the value of the parameter sum-supplement at the time point becomes a negative value very close to 0. However,
The target data amount calculation circuit 264, when the fullness B n of the VBV buffer is small, the real difficulty regardless of the value of the data D j, of each picture of the video data target amount of data T j
Is controlled so as to reduce the value of, and the occurrence of underflow is prevented.

【0101】目標データ量算出回路264の処理内容の
まとめ 以下、さらに、図14および数式を参照して、目標デー
タ量算出回路264による目標データ量Tj を詳細に説
明する。図14は、図13に示した目標データ量算出回
路264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、ステップ500(S500)において、
目標データ量算出回路264は、VBVバッファの占有
量Bn をチェックし、VBVバッファに十分な量の圧縮
映像データがバッファリングされており、アンダーフロ
ーが生じない余裕があるか否かを判断し、余裕がある場
合にはS502の処理に進み、余裕がない場合にはS5
12の処理に進む。
The processing contents of the target data amount calculation circuit 264
Summary The following, further with reference to FIGS. 14 and Equation, describing the target amount of data T j by the target data amount calculation circuit 264 in detail. FIG. 14 is a flowchart showing the processing of the target data amount calculation circuit 264 shown in FIG. FIG.
As shown in (5), in step 500 (S500),
The target data amount calculation circuit 264 checks the occupation amount Bn of the VBV buffer, and determines whether a sufficient amount of compressed video data is buffered in the VBV buffer and there is room to prevent underflow. If there is room, the process proceeds to S502, and if there is no room, S5
Proceed to step 12.

【0102】なお、VBVバッファの占有量Bn の判断
には、下の式8に示す閾値VBV-R'j-Marginが用いられ
る。
The threshold VBV- R'j- Margin shown in the following equation 8 is used for determining the occupancy Bn of the VBV buffer.

【0103】[0103]

【数8】 (Equation 8)

【0104】なお、式8において、last-I-genbit は、
最新のIピクチャーのデータ量であり、VBV-Marginは、
目標データ量Tj の計算の際のアンダーフロー対策のた
めの定数であり、frame-bit は1ピクチャー当たりのデ
ータ量である。式8に示したように、閾値VBV-R'j-Marg
inの算出に最近のIピクチャーのデータ量last-I-genbi
t を用いることにより、エンコーダ26が次に、データ
量が多いIピクチャーの圧縮映像データを生成する場合
にも、アンダーフローの発生を、ほぼ、完全に防止する
ことができる。目標データ量算出回路264は、VBV
バッファの占有量Bn と閾値VBV-R'j-Marginとを比較す
ることにより、S500の処理においてVBVバッファ
に余裕があるか否かの判断を行う。
Note that in equation 8, last-I-genbit is
VBV-Margin is the latest I-picture data volume.
It is a constant for the underflow measures when calculating the target amount of data T j, frame-bit is the data amount per picture. As shown in Expression 8, the threshold value VBV-R ' j- Marg
Last calculation of in-picture data amount of last-I-genbi
By using t, the occurrence of underflow can be almost completely prevented even when the encoder 26 next generates compressed video data of an I-picture having a large data amount. The target data amount calculation circuit 264 calculates the VBV
By comparing the buffer occupancy Bn with the threshold value VBV- R'j- Margin, it is determined whether or not the VBV buffer has room in the process of S500.

【0105】また、目標データ量算出回路264は、S
500の処理におけるVBVバッファの占有量Bn の判
断を、エンコーダ26がピクチャを圧縮符号化するごと
に行う必要は必ずしもなく、例えば、エンコーダ26が
Pピクチャーを生成した直後にのみ行ってもよい。
Further, the target data amount calculation circuit 264
The determination of the VBV buffer occupancy Bn in the process 500 need not necessarily be performed each time the encoder 26 compresses and encodes a picture, and may be performed, for example, only immediately after the encoder 26 generates a P picture.

【0106】これは、以下の理由による。つまり、エン
コーダ26がIピクチャーを生成した直後はVBVバッ
ファの占有量が低くなるが、次にIピクチャーを生成す
るまでに、通常、占有量が回復するので、エンコーダ2
6がIピクチャーを生成した直後には、目標データ量算
出回路264はS500の処理における判断を行う必要
がなく、逆に、エンコーダ26がデータ量が少ないBピ
クチャーを生成した直後に、目標データ量算出回路26
4がS500の処理における判断を行うと、VBVバッ
ファがアンダーフローを生じるまでに十分な余裕がある
と誤って判断し、却ってVBVバッファにアンダーフロ
ーを生じさせてしまう可能性が生じるからである。
This is for the following reason. That is, the occupancy of the VBV buffer is reduced immediately after the encoder 26 generates the I picture, but the occupancy is usually recovered before the next I picture is generated.
6, the target data amount calculation circuit 264 does not need to make a determination in the process of S500. Conversely, immediately after the encoder 26 generates a B picture with a small data amount, the target data amount Calculation circuit 26
This is because if the S. 4 makes the determination in the processing of S500, it may erroneously determine that the VBV buffer has sufficient margin before the underflow occurs, and may cause the VBV buffer to underflow.

【0107】ステップ502(S502)において、目
標データ量算出回路264は、下の式9−1に示すN枚
のピクチャーのグローバルコンプレクシティXI
p ,X B の総和の値が閾値Th1より大きいか否かを
判断する。総和sum-difficultyの値が閾値Th1より大
きい場合にはS504の処理に進み、閾値Th1以下で
ある場合にはS508の処理に進む。なお、閾値Th1
は、パラメータRj ’の値を大きくして圧縮映像データ
のデータ量を増やすか、あるいは逆に、パラメータ
j ’の値を小さくして圧縮映像データのデータ量を減
らすかを定めるために重要である。
In step 502 (S502), the eye
The target data amount calculation circuit 264 calculates the N data shown in Expression 9-1 below.
Global Complexity of Picture XI,
Xp, X BIs greater than or equal to a threshold Th1
to decide. Sum-difficulty value is greater than threshold Th1
If the threshold is greater than the threshold Th1, the process proceeds to S504.
If there is, the process proceeds to S508. Note that the threshold Th1
Is the parameter Rj’To increase the compressed video data
Increase the amount of data in the
Rj’Value to reduce the amount of compressed video data
It is important to decide what to do.

【0108】ステップ504(S504)において、目
標データ量算出回路264は、下の式9−2に示すよう
に、パラメータRj ’が閾値(G+Th2)よりも多い
か否かを判断する。パラメータRj ’の値が閾値(G+
Th2)よりも大きい場合にはS506の処理に進み、
閾値(G+Th2)よりも小さい場合にはS516の処
理に進む(G= N x bit-rate / picture-rate)。
In step 504 (S504), the target data amount calculation circuit 264 determines whether or not the parameter R j ′ is larger than the threshold value (G + Th2) as shown in the following equation 9-2. When the value of the parameter R j ′ is equal to the threshold (G +
If it is larger than Th2), the process proceeds to S506,
If it is smaller than the threshold value (G + Th2), the process proceeds to S516 (G = Nx bit-rate / picture-rate).

【0109】[0109]

【数9】 (Equation 9)

【0110】ステップ506(S506)において、目
標データ量算出回路264は、例えば、下の式10−1
により、パラメータRj ’に加算(補給)するデータ量
(補給データ量)supplementを算出する。なお、式10
−1中のパラメータβ(0<β<1)は、式10−2に
示すように定義され、VBVバッファがアンダーフロー
を生じるまでのデータ量を判断するためのパラメータで
あり、パラメータβの値が大きく、VBVバッファのア
ンダーフローに対する余裕が大きければ大きいほどほ
ど、補給データ量supplementの値は大きくなる。
In step 506 (S 506), the target data amount calculation circuit 264 calculates, for example, the following equation 10-1
Thus, the data amount (supply data amount) supplement to be added (supplied) to the parameter R j ′ is calculated. Equation 10
The parameter β (0 <β <1) in -1 is defined as shown in Expression 10-2, and is a parameter for determining the amount of data until the VBV buffer underflows. The value of the parameter β And the greater the margin of the VBV buffer against underflow, the greater the value of the supplementary data amount supplement.

【0111】[0111]

【数10】 (Equation 10)

【0112】また、式10−1中の閾値Th3は、補給
データ量supplementの値を決定するための定数であり、
MAX-supplementは、補給データ量supplementを制限する
ための制限値である。
The threshold value Th3 in the expression 10-1 is a constant for determining the value of the supplementary data amount supplement.
MAX-supplement is a limit value for limiting the supply data amount supplement.

【0113】総和sum-difficultyの値が(Th1+Th
3)よりも大きくなると、式10−1の右辺の分数項の
値が1より大きくなってしまうので、下の式11に示す
ように、補給データ量supplementの値を補正する。
The sum-difficulty value is (Th1 + Th
If the value is larger than 3), the value of the fractional term on the right side of Expression 10-1 becomes larger than 1. Therefore, the value of the supply data amount supplement is corrected as shown in Expression 11 below.

【0114】[0114]

【数11】 [Equation 11]

【0115】ステップ508(S508)において、目
標データ量算出回路264は、パラメータsum-suppleme
ntが正値であり、映像データの絵柄が複雑な部分に補給
した補給データ量supplementが、完全には補償されてい
ない(借金がある)状態にあるか否かを判断する。借金
がある場合にはS510の処理に進み、借金がない場合
にはS512の処理に進む。
In step 508 (S508), the target data amount calculation circuit 264 sets the parameter sum-suppleme
It is determined whether or not nt is a positive value, and whether or not the supplementary data amount supplement that has been supplied to the portion where the picture of the video data is complicated is not completely compensated (debt is present). If there is a debt, the process proceeds to S510, and if there is no debt, the process proceeds to S512.

【0116】ステップ510(S510)において、目
標データ量算出回路264は、映像データの絵柄が複雑
な部分に補給した補給データ量supplementを補償するた
めに、式10−1のパラメータβの値を1とし、下の式
12に示す負値の補給データ量supplementを算出する。
負値の補給データ量supplementをパラメータRj ’に加
算する(S514)ことにより、圧縮映像データのデー
タ量が減少してパラメータsum-supplementを0に近づけ
ること(借金の返済)ができる。
In step 510 (S510), the target data amount calculation circuit 264 sets the value of the parameter β in the expression 10-1 to 1 in order to compensate for the supply data amount supplement supplied to a portion having a complicated picture of the video data. Then, a negative supply data amount supplement shown in the following Expression 12 is calculated.
By adding the negative supply data amount supplement to the parameter R j ′ (S514), the data amount of the compressed video data is reduced, and the parameter sum-supplement can be made closer to 0 (repayment of debt).

【0117】[0117]

【数12】 (Equation 12)

【0118】ステップ512(S512)において、目
標データ量算出回路264は、VBVバッファにアンダ
ーフローが生じる可能性があると判断し、下の式13に
より負値の補給データ量supplementを算出する。負値の
補給データ量supplementをパラメータRj ’に加算する
(S514)ことにより、圧縮映像データのデータ量が
減少し、VBVバッファのアンダーフローが防止され
る。
In step 512 (S512), the target data amount calculation circuit 264 determines that there is a possibility that an underflow may occur in the VBV buffer, and calculates a negative supply data amount supplement by Expression 13 below. By adding the negative supply data amount supplement to the parameter R j ′ (S514), the data amount of the compressed video data is reduced, and the underflow of the VBV buffer is prevented.

【0119】[0119]

【数13】 (Equation 13)

【0120】ステップ514(S514)において、目
標データ量算出回路264は、下の式14,式15によ
りパラメータRj ’,sum-supplementを更新する。
In step 514 (S514), the target data amount calculation circuit 264 updates the parameter R j ′ and the sum-supplement by the following equations (14) and (15).

【0121】[0121]

【数14】 [Equation 14]

【0122】[0122]

【数15】 (Equation 15)

【0123】ステップ516(S516)において、目
標データ量算出回路264は、下式16に示すように目
標データ量Tj を算出し、量子化インデックス生成回路
266に対して出力する。
[0123] In step 516 (S516), the target data amount calculation circuit 264 calculates the target amount of data T j as shown in the following equation 16, and outputs the same to the quantization index generation circuit 266.

【0124】[0124]

【数16】 (Equation 16)

【0125】ただし、式16において、NI ,Np ,N
B はそれぞれ、1GOP中に現れるIピクチャー、Pピ
クチャーおよびBピクチャーの数を示し、1GOPの構
成がN=1,M=3である場合には、NI =1,Np
4,NB =10である。
However, in equation 16, N I , N p , N
B indicates the number of I pictures, P pictures, and B pictures appearing in one GOP, and when the structure of one GOP is N = 1 and M = 3, N I = 1 and N p =
4, a N B = 10.

【0126】ステップ518(S518)において、量
子化インデックス生成回路266は、目標データ量算出
回路264が生成した目標データ量Tj に基づいて量子
化インデックスQINDを生成し、量子化回路168に
対して出力する。
[0126] In step 518 (S518), the quantization index generation circuit 266 generates the quantization index QIND based on the target amount of data T j to the target data amount calculation circuit 264 has generated, with respect to the quantization circuit 168 Output.

【0127】ステップ520(S520)において、エ
ンコーダ26の量子化制御部260以外の構成部分は、
量子化インデックス生成回路266が生成した量子化イ
ンデックスQINDに基づいて非圧縮映像データを圧縮
符号化する。ステップ522(S522)において、目
標データ量算出回路264は、変数jをインクリメント
する。
In step 520 (S520), the components of the encoder 26 other than the quantization control unit 260
The non-compressed video data is compression-coded based on the quantization index QIND generated by the quantization index generation circuit 266. In step 522 (S522), the target data amount calculation circuit 264 increments the variable j.

【0128】量子化インデックス生成回路266の動作 以下、再び図13を参照して、量子化インデックス生成
回路266の動作(処理)を説明する。量子化インデッ
クス生成回路266は、例えば、MPEG方式のTM5
の第2段階および第3段階(ステップ2,ステップ3)
と同様に、目標データ量算出回路264から入力された
目標データ量Tj 、および、GC算出回路262から入
力されたグローバルコンプレクシティXI ,Xp ,XB
から量子化インデックスQINDを生成し、量子化回路
168に対して出力する。
Operation of Quantization Index Generation Circuit 266 Hereinafter, the operation (processing) of the quantization index generation circuit 266 will be described with reference to FIG. The quantization index generation circuit 266 is, for example, a MPEG5 TM5
2nd and 3rd stages (Step 2 and Step 3)
Similarly to the above, the target data amount T j inputted from the target data amount calculation circuit 264 and the global complexity X I , X p , X B inputted from the GC calculation circuit 262.
, And outputs the quantization index QIND to the quantization circuit 168.

【0129】なお、量子化インデックスは、量子化回路
168において、量子化処理の単位となるマクロブロッ
クごとに変化する量子化値Qj の組み合わせを示すイン
デックスとして用いられるデータであって、量子化値Q
j と等価である。つまり、量子化インデックス生成回路
266から量子化インデックスを受けた量子化回路16
8は、受けた量子化インデックスが示す量子化値Qj
組み合わせに変換し、DCT回路166から入力される
映像データを量子化する。
[0129] Incidentally, the quantization index in the quantization circuit 168, a data to be used as an index indicating the combination of quantization values Q j that changes for each macro block as a unit of quantization, the quantized value Q
It is equivalent to j . That is, the quantization circuit 16 receiving the quantization index from the quantization index generation circuit 266
Numeral 8 converts the data into a combination of quantization values Q j indicated by the received quantization index, and quantizes the video data input from the DCT circuit 166.

【0130】以下、エンコーダ26(図13)の動作を
説明する。動き検出器14は、第1の実施形態において
と同様に、動きベクトルの生成等の処理を行う。エンコ
ーダ制御部22は、第1の実施形態と同様に、ピクチャ
ーの並び替え処理等を行う。
The operation of encoder 26 (FIG. 13) will be described below. The motion detector 14 performs processing such as generation of a motion vector as in the first embodiment. The encoder control unit 22 performs a picture rearrangement process and the like as in the first embodiment.

【0131】エンコーダ26(図13)が、1ピクチャ
ー分の圧縮符号化を終了するたびに、量子化制御部26
0のGC算出回路262は、量子化インデックス生成回
路266の量子化インデックスから量子化値Qj の平均
値を算出し、量子化値Qj の平均値および圧縮映像デー
タのデータ量Sj からグローバルコンプレクシティ
I ,Xp ,XB を算出する。目標データ量算出回路2
64は、圧縮映像データの目標データ量算出回路264
は、図14を参照して説明したように、最も新しく生成
された各ピクチャータイプの目標データ量Tj を算出す
る。
When the encoder 26 (FIG. 13)
Every time the compression encoding for the
0 GC calculation circuit 262
From the quantization index of the path 266, the quantization value QjThe average of
Calculate the value and quantize QjAverage and compressed video data
Data amount SjFrom Global Complexity
X I, Xp, XBIs calculated. Target data amount calculation circuit 2
Reference numeral 64 denotes a target data amount calculation circuit 264 for the compressed video data.
Is the most recently generated as described with reference to FIG.
Target data amount T of each picture typejCalculate
You.

【0132】量子化インデックス生成回路266は、算
出された目標データ量Tj およびグローバルコンプレク
シティXI ,Xp ,XB に基づいて、量子化インデック
スを算出し、エンコーダ26の量子化回路168に設定
する。DCT回路166は、第1の実施形態および第2
の実施形態においてと同様に、次のピクチャーに対して
DCT処理を行う。
The quantization index generation circuit 266 calculates a quantization index based on the calculated target data amount T j and the global complexity X I , X p , X B , and sends it to the quantization circuit 168 of the encoder 26. Set. The DCT circuit 166 includes the first embodiment and the second embodiment.
As in the embodiment, the DCT process is performed on the next picture.

【0133】量子化回路168は、DCT処理された映
像データを、設定された量子化インデックスを量子化値
j に変換し、得られた量子化値Qj により量子化処理
を行う。可変長符号化回路170は、第1の実施形態お
よび第2の実施形態においてと同様に、変長符号化を行
い、ほぼ、目標データ量Tj に近いデータ量の圧縮映像
データを生成し、バッファメモリ182を介して出力す
る。
The quantization circuit 168 converts the DCT-processed video data into a set quantization index into a quantization value Q j and performs a quantization process using the obtained quantization value Q j . Variable-length coding circuit 170, as well as in the first embodiment and the second embodiment performs-length coding, substantially, to generate compressed video data of the data amount close to the target amount of data T j, The data is output via the buffer memory 182.

【0134】なお、第3の実施形態として示したエンコ
ーダ26の処理の内容は、第1の実施形態および第2の
実施形態に示した映像データ圧縮装置1,2(図1〜図
3,図5,図6)にも応用可能である。また、エンコー
ダ26の目標データ量算出回路264は、実難度データ
j を用いて目標データ量Tj を算出するように構成し
ても、グローバルコンプレクシティXI ,Xp ,XB
用いて目標データ量Tj を算出してもよい。
The contents of the processing of the encoder 26 shown as the third embodiment are the same as those of the video data compression devices 1 and 2 (FIGS. 1 to 3 and FIG. 3) shown in the first and second embodiments. 5, FIG. 6). The target data amount calculation circuit 264 of the encoder 26, be configured to calculate the target amount of data T j by using the real difficulty data D j, using the global complexity X I, X p, X B The target data amount Tj may be calculated.

【0135】また、エンコーダ26において量子化制御
部260が行った処理を、映像データ圧縮装置1,2
(図1〜図3,図5,図6)においてホストコンピュー
タ20が行うことも可能である。また、第3の実施形態
に示した各パラメータを定義する式は例示であり、エン
コーダ26の構成・用途に合わせて、各式を変更するこ
とができる。また、第3の実施形態に示したエンコーダ
26に対しては、第1の実施形態および第2の実施形態
に示した変形が可能である。
The processing performed by the quantization control unit 260 in the encoder 26 is performed by the video data compression devices 1 and 2.
In FIGS. 1 to 3, 5, and 6, the processing can be performed by the host computer 20. Further, the expressions defining each parameter shown in the third embodiment are examples, and each expression can be changed according to the configuration and use of the encoder 26. Further, the encoder 26 shown in the third embodiment can be modified as shown in the first embodiment and the second embodiment.

【0136】図15は、MPEGのMP@ML方式によ
り、エンコーダ26(図13)が、圧縮映像データのG
OPのデータ量をほぼ一定に保って固定長符号化を行っ
た場合のVBVバッファの占有量Bn の経時的な変化の
評価結果を示す図である。なお、図15においては、縦
軸はVBVバッファにバッファリングされている圧縮映
像データのデータ量を示し、横軸は時間経過を示す。
FIG. 15 shows that the encoder 26 (FIG. 13) uses the MP @ ML system of MPEG to compress the G of compressed video data.
FIG. 13 is a diagram illustrating an evaluation result of a change over time of the occupancy Bn of the VBV buffer when the fixed-length encoding is performed while keeping the data amount of the OP substantially constant. In FIG. 15, the vertical axis indicates the amount of compressed video data buffered in the VBV buffer, and the horizontal axis indicates time.

【0137】以上説明したエンコーダ26により圧縮映
像データのGOPのデータ量をほぼ一定に保って固定長
符号化を行うと、VBVバッファの占有量Bn の占有量
nは、図15に示すように大きな範囲で変化し、図1
2に示した映像データ圧縮装置1,2(図1〜図3,図
5,図6)を圧縮映像データを生成した場合に比べて、
VBVバッファが要求する制約条件の範囲内でVBVバ
ッファを有効に利用していることが分かる。また、エン
コーダ26によれば、非圧縮映像データの部分ごとに、
絵柄に応じたデータ量を割り当てることにより、圧縮映
像データの品質を全体として向上させることができる。
When the fixed length encoding is performed while the GOP data amount of the compressed video data is kept substantially constant by the encoder 26 described above, the occupation amount Bn of the VBV buffer occupancy Bn becomes as shown in FIG. Fig. 1
2 compared to the case where the video data compression devices 1 and 2 (FIGS. 1 to 3, FIG. 5, and FIG. 6) shown in FIG.
It can be seen that the VBV buffer is effectively used within the range of the constraints required by the VBV buffer. Further, according to the encoder 26, for each part of the uncompressed video data,
By allocating the data amount according to the picture, the quality of the compressed video data can be improved as a whole.

【0138】第4実施形態 以下、本発明の第4の実施形態として、フィードフォワ
ードレート制御方式を説明する。フィードフォワードレ
ート制御方式は、VBVバッファが要求する制約条件の
範囲内でVBVバッファのバッファリング容量を有効に
利用し、非圧縮映像データの部分ごとに、絵柄に応じた
データ量を割り当てることにより、圧縮映像データの品
質を全体として向上させることを目的とする。
Fourth Embodiment Hereinafter, a feedforward rate control method will be described as a fourth embodiment of the present invention. The feed-forward rate control method effectively utilizes the buffering capacity of the VBV buffer within the range of the constraints required by the VBV buffer, and allocates a data amount corresponding to a picture to each uncompressed video data portion. An object is to improve the quality of compressed video data as a whole.

【0139】図16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。図
17は、図16に示したエンコーダ28の構成を示す図
である。図18は、図17に示した量子化制御部280
の構成を示す図である。なお、図16〜図18において
は、映像データ圧縮装置4の構成部分の内、図1〜図
3,図5,図6,図13に示した映像データ圧縮装置1
〜2およびエンコーダ26の構成部分と同一のものには
同一の符号を付してある。
FIG. 16 is a diagram showing the configuration of the video data compression device 4 according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 17 is a diagram showing a configuration of the encoder 28 shown in FIG. FIG. 18 illustrates the quantization control unit 280 illustrated in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of FIG. In FIGS. 16 to 18, the video data compression device 1 shown in FIGS. 1 to 3, 5, 6, and 13 among the components of the video data compression device 4 is shown.
2 and the same components as those of the encoder 26 are denoted by the same reference numerals.

【0140】図16に示すように、映像データ圧縮装置
4は、映像データ圧縮装置2,3(図5,図6,図1
3)のエンコーダ18を、エンコーダ28で置換した構
成を採る。また、図17に示すように、エンコーダ28
は、量子化制御回路180を量子化制御部280で置換
した構成を採り、図18に示すように、量子化制御部2
80は、実難度データ(Dj )算出回路282、目標デ
ータ量(Tj )算出回路284、パラメータ(Rj ’)
算出回路286および量子化インデックス生成回路28
8から構成される。
As shown in FIG. 16, the video data compression device 4 includes video data compression devices 2 and 3 (FIGS. 5, 6, and 1).
A configuration in which the encoder 18 of 3) is replaced with an encoder 28 is adopted. Also, as shown in FIG.
Adopts a configuration in which the quantization control circuit 180 is replaced by a quantization control unit 280, and as shown in FIG.
Reference numeral 80 denotes an actual difficulty data (D j ) calculation circuit 282, a target data amount (T j ) calculation circuit 284, and a parameter (R j ′).
Calculation circuit 286 and quantization index generation circuit 28
8.

【0141】量子化制御部280は、エンコーダ26
(図13)においてと同様に、ホストコンピュータ20
によらずに、指標データ〔統計量;第2の実施形態にお
いて説明したフラットネス(図9,図10)、イントラ
AC(図11)、アクティビティ(式7)およびME残
差(図7,図8)〕、および、VBVバッファにおける
圧縮映像データの占有量Bn に基づいて目標データ量T
j および量子化値Qj (量子化インデックスQIND)
を算出可能に構成されている。
The quantization control unit 280 controls the encoder 26
As in FIG. 13, the host computer 20
Independent of the index data [statistics; flatness (FIGS. 9 and 10), intra AC (FIG. 11), activity (Equation 7) and ME residual (FIGS. 7 and 10 described in the second embodiment) 8)] and a target data amount T based on the occupation amount B n of the compressed video data in the VBV buffer.
j and quantization value Q j (quantization index QIND)
Can be calculated.

【0142】映像データ圧縮装置4は、これらの構成部
分により、1つのエンコーダのみにより圧縮映像データ
のデータ量により量子化回路168の量子化処理に対す
るフィードフォワード制御を行い、非圧縮映像データの
部分ごとに絵柄に応じたデータ量を割り当てて圧縮映像
データを生成し、圧縮映像データの品質を向上させる。
The video data compression device 4 performs feedforward control on the quantization processing of the quantization circuit 168 by using only one encoder based on the data amount of the compressed video data by using these constituent parts. Compressed video data is generated by allocating a data amount corresponding to the picture to improve the quality of the compressed video data.

【0143】映像データ圧縮装置4の各構成部分の動作 以下、映像データ圧縮装置4の各構成部分の内、映像デ
ータ圧縮装置1,2,3(図1〜図3,図5,図6,図
13)と異なる部分(量子化制御部280)の動作を説
明する。実難度データ算出回路282算出回路 実難度データ算出回路282は、動き検出器14から入
力される指標データ(ME残差による近似により、式
5,式6に示したように、PピクチャーおよびBピクチ
ャーの実難度データDj を算出し、また、エンコーダ制
御部22の統計量算出回路224から入力される指標デ
ータ(フラットネス、イントラACおよびアクティビテ
ィ)による近似により、式5,式6と同様にIピクチャ
ーの実難度データDj を算出し、パラメータ算出回路2
86およびパラメータ算出回路286に対して出力す
る。
Operation of Each Component of Video Data Compressor 4 Hereinafter, video data compressors 1, 2, and 3 (FIGS. 1 to 3, FIG. 5, FIG. 6, The operation of the part (quantization control unit 280) different from that of FIG. 13) will be described. Actual Difficulty Data Calculation Circuit 282 Calculation Circuit The actual difficulty data calculation circuit 282 calculates the index data (P picture and B picture as shown in Expressions 5 and 6 by approximation using the ME residual) input from the motion detector 14. The actual difficulty data D j of the encoder control unit 22 is calculated, and the approximation by the index data (flatness, intra AC and activity) input from the statistic calculation circuit 224 of the encoder control unit 22 is performed. The actual difficulty data D j of the picture is calculated, and the parameter calculation circuit 2
86 and the parameter calculation circuit 286.

【0144】目標データ量算出回路284の動作 目標データ量算出回路284は、エンコーダ26(図1
3)の目標データ量算出回路264と同様に、第1の実
施形態において式1に示した処理を行い、実難度データ
算出回路282から入力された実難度データDj 、およ
び、パラメータ算出回路286から入力されるパラメー
タRj ’に基づいて、各ピクチャータイプのピクチャー
それぞれの目標データ量Tj を算出してレート制御を行
う。
Operation of Target Data Amount Calculation Circuit 284 The target data amount calculation circuit 284
Similarly to the target data amount calculation circuit 264 of 3), the processing shown in Expression 1 is performed in the first embodiment, the actual difficulty data D j input from the actual difficulty data calculation circuit 282, and the parameter calculation circuit 286. , The target data amount T j of each picture of each picture type is calculated based on the parameter R j ′, and rate control is performed.

【0145】パラメータ算出回路286の動作 パラメータ算出回路286は、エンコーダ26の目標デ
ータ量算出回路264(図13)と同様に、式8〜式1
5および図14に示した処理を行ってパラメータRj
を調節し、更新する。ただし、パラメータ算出回路28
6は、図14に示したS516の処理において、式16
の代わりに式1により、目標データ量T j を算出し、量
子化インデックス生成回路288に対して出力する。
[0145]Operation of the parameter calculation circuit 286 The parameter calculation circuit 286 calculates the target data of the encoder 26.
Similarly to the data amount calculation circuit 264 (FIG. 13), Equations 8 to 1 are used.
5 and the processing shown in FIG.j
Adjust and update. However, the parameter calculation circuit 28
6 is the expression 16 in the processing of S516 shown in FIG.
, The target data amount T jCalculate the amount
Output to the child index generation circuit 288.

【0146】量子化インデックス生成回路288の動作 量子化インデックス生成回路288は、エンコーダ26
の量子化インデックス生成回路266(図13)と同様
に、目標データ量算出回路284から入力された目標デ
ータ量Tj に基づいて量子化インデックスQINDを生
成し、量子化回路168に対して出力する。
Operation of Quantization Index Generation Circuit 288
Similarly to the quantization index generation circuit 266 (FIG. 13), generates a quantization index QIND based on the target amount of data T j input from the target data amount calculation circuit 284, and outputs the same to the quantization circuit 168 .

【0147】以下、映像データ圧縮装置4の動作を説明
する。量子化制御部280の実難度データ算出回路28
2は、動き検出器14およびエンコーダ制御部22から
入力される指標データ(ME残差、フラットネス、イン
トラACおよびアクティビティ)から、式5,式6に示
したように、実難度データDj を算出する。
Hereinafter, the operation of the video data compression device 4 will be described. Actual difficulty data calculation circuit 28 of quantization control section 280
2, from the index data (ME residual, flatness, intra AC and activity) input from the motion detector 14 and the encoder control unit 22, the actual difficulty data D j is calculated as shown in Expressions 5 and 6. calculate.

【0148】パラメータ算出回路286は、式8〜式1
5に示したように、VBVバッファの占有量および映像
データの絵柄の複雑さに応じてパラメータRj ’を調節
し、レート制御を行う。目標データ量算出回路284
は、パラメータ算出回路286が調節したパラメータR
j ’を、式1に代入し、目標データ量Tj を算出する。
The parameter calculation circuit 286 is obtained by the following equations (8) to (1).
As shown in FIG. 5, the rate control is performed by adjusting the parameter R j ′ according to the occupancy of the VBV buffer and the complexity of the picture of the video data. Target data amount calculation circuit 284
Is the parameter R adjusted by the parameter calculation circuit 286.
j ′ is substituted into Equation 1 to calculate a target data amount T j .

【0149】量子化インデックス生成回路288は、算
出された目標データ量Tj から量子化インデックスQI
NDを算出する。エンコーダ28の量子化制御部280
以外の部分は、パラメータ算出回路286が算出した量
子化インデックスQINDを用いて非圧縮映像データを
圧縮符号化する。
[0149] quantization index generation circuit 288, quantization index QI from the calculated target amount of data T j
ND is calculated. Quantization control unit 280 of encoder 28
The other parts compress and encode the non-compressed video data using the quantization index QIND calculated by the parameter calculation circuit 286.

【0150】なお、第4の実施形態として示した映像デ
ータ圧縮装置4の処理の内容は、第1の実施形態〜第3
の実施形態に示した映像データ圧縮装置1,2(図1〜
図3,図5,図6)にも応用可能である。また、映像デ
ータ圧縮装置4において量子化制御部280が行った処
理を、映像データ圧縮装置1,2(図1〜図3,図5,
図6)においてホストコンピュータ20が行うことも可
能である。また、第4の実施形態に示した映像データ圧
縮装置4に対しても、第1の実施形態〜第3の実施形態
に示した変形が可能である。
The processing contents of the video data compression device 4 shown as the fourth embodiment are the same as those of the first to third embodiments.
Video data compression devices 1 and 2 (FIGS.
3, 5 and 6). In addition, the processing performed by the quantization control unit 280 in the video data compression device 4 is compared with the video data compression devices 1 and 2 (FIGS.
In FIG. 6), the processing can be performed by the host computer 20. In addition, the modifications shown in the first to third embodiments can be applied to the video data compression device 4 shown in the fourth embodiment.

【0151】第5実施形態 以下、本発明の第5の実施形態として、第3の実施形態
に示したエンコーダ26の動作の変形例を説明する。こ
こまで、第1の実施形態において簡易2パスエンコード
方式、第2の実施形態においてFFRC方式を説明し、
さらに、第3の実施形態および第4の実施形態におい
て、VBVバッファの占有量に応じて圧縮映像データの
データ量を調節するフィードバックレート制御方式およ
びフィードフォワードレート制御方式を説明した。
Fifth Embodiment Hereinafter, as a fifth embodiment of the present invention, a modified example of the operation of the encoder 26 shown in the third embodiment will be described. Up to here, the simple two-pass encoding method has been described in the first embodiment, and the FFRC method has been described in the second embodiment.
Further, in the third and fourth embodiments, the feedback rate control method and the feedforward rate control method for adjusting the amount of compressed video data according to the occupancy of the VBV buffer have been described.

【0152】MPEG方式のTM5はパラメータRを、
第1の実施形態〜第4の実施形態に示した各方式はパラ
メータRj ’(式1等)を用いて目標データ量Tj を算
出する。これらの各方式により、非圧縮映像データの非
常に映像の絵柄が難しい(符号化難度が高い)部分を、
低いデータレートの圧縮映像データに圧縮符号化しよう
とする場合、いかに量子化値Qj (量子化インデックス
QIND)の値を大きくして圧縮率を上げ、データ量を
少なくしようとしても、実際に生成した圧縮映像データ
のデータ量が目標データ量Tj を上回り、パラメータ
R,Rj ’の値が急速に減少し、レート制御の単位(例
えばGOP)の最後の方のピクチャーでは、パラメータ
R,Rj ’の値が0以下になってしまうことがある。
In the TM5 of the MPEG system, the parameter R is
In each method shown in the first to fourth embodiments, the target data amount Tj is calculated using the parameter Rj '(Equation 1 and the like). By each of these methods, the part of the uncompressed video data where the picture is very difficult (encoding difficulty is high)
When compression encoding is to be performed on compressed video data having a low data rate, no matter how large the quantization value Q j (quantization index QIND) is increased to increase the compression ratio and reduce the data amount, the data is actually generated. The data amount of the compressed video data exceeds the target data amount T j , the values of the parameters R, R j ′ decrease rapidly, and the parameters R, R j in the last picture of the rate control unit (for example, GOP) The value of j 'may become 0 or less.

【0153】例えば、MPEGのTM5においては、パ
ラメータRの値が0以下になると、各ピクチャーには最
低のデータ量(frame-bit/8 ;但し、frame-bit は圧縮
映像データの所望の1ピクチャー当たりのデータレー
ト)が割り当てられることになる。このように、最低の
データ量が割り当てられたピクチャーを、所望のデータ
レートの1/8という低いデータレートの圧縮映像デー
タに圧縮符号化すると、かかる部分から得られる圧縮映
像データの品質は顕著に低下してしまう。
For example, in the case of TM5 of MPEG, when the value of the parameter R becomes 0 or less, each picture has the minimum data amount (frame-bit / 8; where frame-bit is a desired picture of the compressed video data). Per data rate). As described above, when a picture to which the minimum amount of data is allocated is compression-encoded into compressed video data having a data rate as low as 1/8 of the desired data rate, the quality of the compressed video data obtained from such a portion becomes remarkable. Will drop.

【0154】また、例えば、映像の絵柄が難しい非圧縮
映像データの圧縮符号化処理を長い間、続けると、パラ
メータR,Rj ’の値が非常に小さくなり、非圧縮映像
データの映像の絵柄が簡単になった後も、しばらくの
間、パラメータR,Rj ’の値がある程度大きな正値に
回復せず、パラメータR,Rj ’の値が回復するまでの
間ずっと、最低データ量が各GOPに割り当てられてし
まい、圧縮映像データの歪みが多くなってしまう。一
方、パラメータRj ’は、本来、FIFOメモリ160
の遅延時間に対応するL枚のピクチャーに割り当てるデ
ータ量の平均値であるため、その値は、(frame-bit ×
L)から大きく外れることはない。
Further, for example, if the compression encoding process of the non-compressed video data for which the picture of the video is difficult is continued for a long time, the values of the parameters R and R j 'become very small, and the picture of the video of the non-compressed video data becomes very small. even after becomes easy, for a while, the parameter R, 'did not recover the value of a certain amount to the large positive value, the parameter R, R j' R j all the way until the value of is restored, the minimum amount of data Allocated to each GOP, the distortion of the compressed video data increases. On the other hand, the parameter R j ′ is originally
Is the average value of the amount of data allocated to the L pictures corresponding to the delay time of
L) does not deviate significantly.

【0155】本発明の第5の実施形態は、上述した問題
点に鑑みてなされたものであり、非圧縮映像データの映
像の絵柄が複雑で(実難度データDj の値が大きく)、
目標データ量Tj に対して、実際に生成される圧縮映像
データのデータ量Sj の値が多い場合であっても、圧縮
映像データの品質を高く保つことができ、しかも、映像
が複雑な絵柄から簡単な絵柄に変化した場合のパラメー
タRj ’の値が速やかに回復可能であることを目的と
し、第3の実施形態に示したエンコーダ26の量子化制
御部260の目標データ量算出回路264(図13)の
処理内容を変更したものである。
[0155] The fifth embodiment of the present invention has been made in view of the problems described above, a complicated pattern of the image of the non-compressed video data (the value of the real difficulty data D j is large),
Even when the value of the data amount Sj of the compressed video data actually generated is larger than the target data amount Tj , the quality of the compressed video data can be kept high and the video is complicated. The object of the present invention is to recover the value of the parameter R j ′ when the picture is changed from a simple picture to a simple picture, and to calculate the target data amount calculation circuit of the quantization control unit 260 of the encoder 26 shown in the third embodiment. 264 (FIG. 13).

【0156】第5の実施形態において、エンコーダ26
は、第3の実施形態においてと同様に、VBVバッファ
の占有量Bn およびグローバルコンプレクシティXI
p,XB に基づいて目標データ量Tj をフィードバッ
ク制御し、さらに、パラメータRj ’が所定の下限値以
下になることを制限することにより、第3の実施形態に
おけるレート制御と同様な効果を得るとともに、圧縮映
像データの品質の著しい低下を防ぐ。
In the fifth embodiment, the encoder 26
Are the VBV buffer occupancy B n and the global complexity X I , as in the third embodiment.
X p, and feedback control of the target amount of data T j based on the X B, further, by limiting that the parameter R j 'is equal to or less than a predetermined lower limit value, similar to the rate control in the third embodiment The effect is obtained, and a remarkable decrease in the quality of the compressed video data is prevented.

【0157】目標データ量算出回路264の動作 以下、エンコーダ26の各構成部分の内、映像データ圧
縮装置1,2およびエンコーダ26(図1〜図3,図
5,図6,図13)と処理内容が異なる目標データ量算
出回路264の動作(処理内容)を説明する。目標デー
タ量算出回路264は、第3の実施形態においてと同様
に、GC算出回路262から入力されたグローバルコン
プレクシティXI ,Xp ,XB 各ピクチャータイプの実
難度データDj を近似し、さらに、VBVバッファの占
有量B n に基づいて各ピクチャータイプのピクチャーそ
れぞれの目標データ量Tj を算出してレート制御を行
う。
[0157]Operation of target data amount calculation circuit 264 Hereinafter, the video data pressure among the components of the encoder 26 will be described.
Compression devices 1 and 2 and an encoder 26 (FIGS.
5, Fig. 6, Fig. 13) Target data amount calculation with different processing contents
The operation (processing content) of the output circuit 264 will be described. Goal Day
The data amount calculation circuit 264 is the same as in the third embodiment.
Is the global controller input from the GC calculation circuit 262.
Plexity XI, Xp, XBFruit of each picture type
Difficulty data DjAnd further occupy the VBV buffer.
Weight B nOf the picture type based on the
Each target data amount TjIs calculated and rate control is performed.
U.

【0158】レート制御方法 目標データ量算出回路264は、第3の実施形態におい
てと同様に、VBVバッファの占有量を考慮してパラメ
ータRj ’を調節し、パラメータRj ’に、グローバル
コンプレクシティXI ,Xp ,XB 等から算出される乗
数を乗算して目標データ量Tj を調節する。但し、第3
の実施形態においてと異なり、第5の実施形態において
は、目標データ量算出回路264は、パラメータRj
に対して下限値Rmin を設定し、第3の実施形態におい
てと同様に算出したパラメータRj ’が、下限値Rmin
以下〔Rj ’<Rmin 〕になった場合に〔Rj ’=R
min 〕とし、パラメータRj ’が下限値Rmin 以下にな
らないように制限する。下限値Rmin としては、例え
ば、〔Rmin =frame-bit ×L×3/4〕あるいは〔R
min =frame-bit ×L×1/4〕といった値が用いられ
る。
[0158] Rate control method target data amount calculation circuit 264, as well as in the third embodiment, 'to adjust the parameter R j' parameter R j in consideration of the occupancy of the VBV buffer, the global complexity X I, X p, by multiplying the multiplier calculated from X B or the like to adjust the target amount of data T j. However, the third
Unlike the fifth embodiment, in the fifth embodiment, the target data amount calculation circuit 264 uses the parameter R j
To set the lower limit R min respect, the parameter R j 'calculated in the same way as in the third embodiment, the lower limit value R min
When [R j ′ <R min ], [R j ′ = R
min ] so that the parameter R j ′ is limited so as not to be lower than the lower limit value R min . As the lower limit value R min , for example, [R min = frame-bit × L × 3/4] or [R
min = frame-bit × L × 1 /].

【0159】第1の実施形態において式3に示したよう
に、第j番目のピクチャーのデータ量がSj であり、第
j+L番目のピクチャーのデータ量がSj+L であり、ピ
クチャータイプに応じてパラメータRj ’に加算される
データ量がFj+L である場合には、次のパラメータR
j+1 ’の値は、(Rj ’−Sj +Fj+L )〔Rj+1 ’=
j ’−Sj +Fj+L 〕となる。しかしながら、次のパ
ラメータRj+1 ’(=R j ’−Sj +Fj+L )もまた下
限値Rmin 以下〔Rj+1 ’<Rmin 〕となる可能性があ
る。この場合には、次のパラメータRj+1 ’を、下式1
7に示すように下限値Rmin に制限する。
As shown in equation 3 in the first embodiment,
And the data amount of the j-th picture is SjAnd the
The data amount of the (j + L) th picture is Sj + LAnd
Parameter R according to the culture typej
Data amount is Fj + LThen the next parameter R
j + 1’Is (Rj'-Sj+ Fj + L) [Rj + 1’=
Rj'-Sj+ Fj + L]. However, the next
Parameter Rj + 1’(= R j'-Sj+ Fj + L) Is also below
Limit value RminThe following [Rj + 1’<Rmin]
You. In this case, the next parameter Rj + 1’Is given by
As shown in FIG.minRestrict to

【0160】[0160]

【数17】 [Equation 17]

【0161】また、目標データ量算出回路264は、第
3の実施形態においてと同様に、映像データの映像が複
雑な部分に多く割り当てるデータ量の合計値(借金額)
をパラメータsum-supplementとして記憶する。従って、
パラメータRj ’の値を上述のように下限値Rmin に制
限しない場合には、式15に示したようにパラメータsu
m-supplementの更新を行い、パラメータRj ’の値を下
限値Rmin に制限した場合には、下式18に示すように
補給データ量supplementを累加算してパラメータsum-su
pplementの更新を行う。
As in the third embodiment, the target data amount calculation circuit 264 calculates the total value (debt amount) of the data amount to be allocated to a complicated portion of the video data.
Is stored as a parameter sum-supplement. Therefore,
If the value of the parameter R j ′ is not limited to the lower limit value R min as described above, the parameter su
When the m-supplement is updated and the value of the parameter R j ′ is limited to the lower limit value R min , the supplementary data amount supplement is cumulatively added and the parameter sum-su
Update pplement.

【0162】[0162]

【数18】 (Equation 18)

【0163】目標データ量算出回路264の処理内容の
まとめ 以下、さらに、図19を参照して、第5の実施形態にお
ける目標データ量算出回路264によるレート制御処理
を詳細に説明する。図19は、第5の実施形態における
目標データ量算出回路264の処理を示すフローチャー
ト図である。図19に示すように、目標データ量算出回
路264は、第3の実施形態において図14に示した各
処理と同様の処理を行う。
The processing contents of the target data amount calculation circuit 264
Conclusion Hereinafter, the rate control processing by the target data amount calculation circuit 264 in the fifth embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 19 is a flowchart illustrating the processing of the target data amount calculation circuit 264 according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 19, the target data amount calculation circuit 264 performs the same processing as the processing shown in FIG. 14 in the third embodiment.

【0164】ステップ600(S600)において、目
標データ量算出回路264は、VBVバッファの占有量
n に応じてS602またはS612の処理に進む。な
お、目標データ量算出回路264は、S600の処理に
おけるVBVバッファの占有量Bn の判断を、エンコー
ダ26がPピクチャーを生成した直後にのみ行ってもよ
い。
In step 600 (S600), the target data amount calculation circuit 264 proceeds to S602 or S612 according to the occupation amount Bn of the VBV buffer. Note that the target data amount calculation circuit 264 may determine the occupancy Bn of the VBV buffer in the process of S600 only immediately after the encoder 26 generates a P picture.

【0165】ステップ602(S602)において、目
標データ量算出回路264は、式9−1によりN枚のピ
クチャーの実難度データDj の総和sum-difficultyの値
が閾値Th1より大きいか否かを判断し、判断結果に応
じてS604またはS608の処理に進む。ステップ6
04(S604)において、目標データ量算出回路26
4は、式9−2によりパラメータRj ’が閾値(G+T
h2)よりも多いか否かを判断し、判断結果に応じてS
606またはS616の処理に進む。
[0165] In step 602 (S602), the target data amount calculation circuit 264 determines whether N pieces of the real difficulty data D j sum value of the sum-DIFFICULTY Do larger than the threshold Th1 whether the picture by Formula 9-1 Then, the process proceeds to S604 or S608 according to the determination result. Step 6
04 (S604), the target data amount calculation circuit 26
4 is that the parameter R j ′ is equal to the threshold (G + T
h2) to determine whether the number is larger than
It proceeds to the processing of 606 or S616.

【0166】ステップ606(S606)において、目
標データ量算出回路264は、例えば式10−1、式1
0−2および式11により補給データ量supplementを算
出する。ステップ608(S608)において、目標デ
ータ量算出回路264は、補給データ量supplementが補
償されているか否かを判断し、判断結果に応じてS61
0またはS612の処理に進む。ステップ610(S6
10)において、目標データ量算出回路264は、補給
データ量supplementの補償のために、式12により負値
の補給データ量supplementを算出する。
In step 606 (S606), the target data amount calculation circuit 264 calculates, for example, the formulas 10-1 and 1
The supplementary data amount supplement is calculated from 0-2 and Expression 11. In step 608 (S608), the target data amount calculation circuit 264 determines whether or not the supply data amount supplement has been compensated, and according to the determination result, S61.
0 or the process proceeds to S612. Step 610 (S6
In 10), the target data amount calculation circuit 264 calculates a negative value of the supplementary data amount supplement by Expression 12 in order to compensate the supplementary data amount supplementation.

【0167】ステップ612(S612)において、目
標データ量算出回路264は、式13により負値の補給
データ量supplementを算出し、VBVバッファのアンダ
ーフローを防止する。ステップ614(S614)にお
いて、目標データ量算出回路264は、式14,式15
によりパラメータRj ’,sum-supplementを算出し、パ
ラメータRj’が下限値Rmin 以下になる場合には、パ
ラメータRj ’を下限値Rmin に制限する。
In step 612 (S612), the target data amount calculation circuit 264 calculates the negative value of the supplementary data amount supplement by the equation (13) to prevent the VBV buffer from underflowing. In step 614 (S614), the target data amount calculation circuit 264 calculates
Parameter R j by ', calculates the sum-supplement, the parameter R j' if falls below the lower limit value R min limits the parameter R j 'to the lower limit value R min.

【0168】ステップ616(S616)において、目
標データ量算出回路264は、式16に示したように目
標データ量Tj を算出する。ステップ618(S61
8)において、エンコーダ26は、量子化インデックス
QINDを用いて圧縮符号化処理を行う。ステップ62
0(S620)において、目標データ量算出回路264
は、式3により、次のパラメータRj+1 ’を算出し、更
新する。
[0168] In step 616 (S616), the target data amount calculation circuit 264 calculates the target amount of data T j as shown in Equation 16. Step 618 (S61
In 8), the encoder 26 performs a compression encoding process using the quantization index QIND. Step 62
0 (S620), the target data amount calculation circuit 264
Calculates and updates the next parameter R j + 1 ′ according to Equation 3.

【0169】ステップ622(S622)において、目
標データ量算出回路264は、次のパラメータRj+1
が下限値Rmin より大きいか否かを判断する。次のパラ
メータRj+1 ’が下限値Rmin より大きい場合にはS6
28の処理に進み、大きくない場合にはS624の処理
に進む。ステップ624(S624)において、目標デ
ータ量算出回路264は、次のパラメータRj+1 ’を下
限値Rmin に制限する。
In step 622 (S622), the target data amount calculation circuit 264 calculates the next parameter R j + 1 '.
Is larger than the lower limit value Rmin . If the next parameter R j + 1 ′ is larger than the lower limit value R min , S6
The process proceeds to the process of S28, and if not large, proceeds to the process of S624. In step 624 (S624), the target data amount calculation circuit 264 limits the next parameter R j + 1 ′ to the lower limit value R min .

【0170】ステップ626(S626)において、目
標データ量算出回路264は、式18によりパラメータ
sum-supplementを更新する。ステップ628(S62
8)において、目標データ量算出回路264は、変数j
をインクリメントする。
In step 626 (S626), the target data amount calculation circuit 264 calculates the parameter
Update sum-supplement. Step 628 (S62
In 8), the target data amount calculation circuit 264 calculates the variable j
Is incremented.

【0171】以下、第5の実施形態におけるエンコーダ
26(図13)の動作を説明する。動き検出器14は、
第1の実施形態および第3の実施形態においてと同様
に、動きベクトルの生成等の処理を行う。エンコーダ制
御部22は、第1の実施形態等においてと同様に、ピク
チャーの並び替え処理等を行う。FIFOメモリ160
は、第1の実施形態等においてと同様に、入力された映
像データをLピクチャー分だけ遅延する。
Hereinafter, the operation of the encoder 26 (FIG. 13) in the fifth embodiment will be described. The motion detector 14
Processing such as generation of a motion vector is performed in the same manner as in the first embodiment and the third embodiment. The encoder control unit 22 performs a picture rearrangement process and the like as in the first embodiment and the like. FIFO memory 160
Delays the input video data by L pictures, as in the first embodiment.

【0172】エンコーダ26(図13)が、1ピクチャ
ー分の圧縮符号化を終了するたびに、量子化制御部26
0のGC算出回路262は、量子化インデックス生成回
路266の量子化インデックスから量子化値Qj の平均
値を算出し、量子化値Qj の平均値および圧縮映像デー
タのデータ量Sj からグローバルコンプレクシティ
I ,Xp ,XB を算出する。目標データ量算出回路2
64は、圧縮映像データの目標データ量算出回路264
は、最も新しく生成された各ピクチャータイプのグロー
バルコンプレクシティXI ,Xp ,XB に基づいて、図
19を参照して説明したように、次のピクチャーの目標
データ量Tj を算出する。
The encoder 26 (FIG. 13) has one picture
Every time the compression encoding for the
0 GC calculation circuit 262
From the quantization index of the path 266, the quantization value QjThe average of
Calculate the value and quantize QjAverage and compressed video data
Data amount SjFrom Global Complexity
X I, Xp, XBIs calculated. Target data amount calculation circuit 2
Reference numeral 64 denotes a target data amount calculation circuit 264 for the compressed video data.
Is the glow for each of the most recently generated picture types.
Balcomplex City XI, Xp, XBBased on the figure
As explained with reference to 19, the target of the next picture
Data amount TjIs calculated.

【0173】量子化インデックス生成回路266は、算
出された目標データ量Tj およびグローバルコンプレク
シティXI ,Xp ,XB に基づいて、量子化インデック
スを算出し、エンコーダ26の量子化回路168に設定
する。DCT回路166は、第1の実施形態等において
と同様に、次のピクチャーに対してDCT処理を行う。
The quantization index generation circuit 266 calculates a quantization index based on the calculated target data amount T j and the global complexity X I , X p , X B , and sends it to the quantization circuit 168 of the encoder 26. Set. The DCT circuit 166 performs DCT processing on the next picture, as in the first embodiment.

【0174】量子化回路168は、DCT処理された映
像データを、設定された量子化インデックスを量子化値
j に変換し、得られた量子化値Qj により量子化処理
を行う。可変長符号化回路170は、第1の実施形態等
においてと同様に、変長符号化を行い、ほぼ、目標デー
タ量Tj に近いデータ量の圧縮映像データを生成し、バ
ッファメモリ182を介して出力する。
The quantization circuit 168 converts the DCT-processed video data into a set quantization index into a quantization value Q j , and performs a quantization process using the obtained quantization value Q j . Variable-length coding circuit 170, as well as in such the first embodiment, performs-length coding, substantially, to generate compressed video data of the data amount close to the target amount of data T j, via the buffer memory 182 Output.

【0175】変形例 以下、第5の実施形態の変形例を説明する。第5の実施
形態において示した改良フィードバックレート制御方式
は、第1の実施形態、第2の実施形態および第4の実施
形態に示した映像データ圧縮装置1,2,4(図1〜図
3,図5,図6,図16〜図18)にも応用可能であ
る。また、第5の実施形態においては、目標データ量算
出回路264が、VBVバッファを考慮して目標データ
量Tj を算出する場合について説明したが、VBVバッ
ファを考慮せずに目標データ量Tj を生成するように目
標データ量算出回路264の動作を変更してもよい。
Modification Example A modification example of the fifth embodiment will be described below. The improved feedback rate control method shown in the fifth embodiment is different from the video data compression devices 1, 2, 4 (FIGS. 1 to 3) shown in the first, second, and fourth embodiments. , FIG. 5, FIG. 6, FIG. 16 to FIG. 18). In the fifth embodiment, the target data amount calculation circuit 264, has been described for calculating the target amount of data T j in view of the VBV buffer, the target data amount T j without considering the VBV buffer The operation of the target data amount calculation circuit 264 may be changed so as to generate

【0176】以下、図20を参照して、映像データ圧縮
装置1(図1〜図3)の動作を変更し、第5の実施形態
に示した改良フィードバックレート制御を応用する変形
例を説明する。図20は、映像データ圧縮装置1(図1
〜図3)の動作を変更し、第5の実施形態に示した改良
フィードバックレート制御を行う場合の処理を示すフロ
ーチャート図である。図20に示すように、映像データ
圧縮装置1のホストコンピュータ20は、VBVバッフ
ァを考慮したレート制御を行わないので、図19に示し
たS600〜S614に対応する処理を行わず、S61
6〜628に対応する処理のみを行う。
Referring to FIG. 20, a modified example in which the operation of video data compression apparatus 1 (FIGS. 1 to 3) is changed and the improved feedback rate control shown in the fifth embodiment is applied will be described. . FIG. 20 shows a video data compression device 1 (FIG. 1).
FIG. 11 is a flowchart illustrating processing when the operations of FIGS. 3 to 3 are changed and the improved feedback rate control shown in the fifth embodiment is performed. As shown in FIG. 20, the host computer 20 of the video data compression apparatus 1 does not perform the rate control in consideration of the VBV buffer, and therefore does not perform the processing corresponding to S600 to S614 shown in FIG.
Only processes corresponding to 6 to 628 are performed.

【0177】ステップ700(S700)において、映
像データ圧縮装置1のホストコンピュータ20は、式1
により目標データ量Tj を算出する。ステップ702
(S702)において、エンコーダ18は、量子化イン
デックスQINDを用いて圧縮符号化処理を行う。ステ
ップ704(S704)において、ホストコンピュータ
20は、式3により、次のパラメータRj+1 ’を算出
し、更新する。
In step 700 (S700), the host computer 20 of the video data compression device 1
To calculate the target data amount Tj . Step 702
In (S702), the encoder 18 performs a compression encoding process using the quantization index QIND. In step 704 (S704), the host computer 20 calculates and updates the next parameter R j + 1 ′ according to Expression 3.

【0178】ステップ706(S706)において、ホ
ストコンピュータ20は、次のパラメータRj+1 ’が下
限値Rmin より大きいか否かを判断し、判断結果に応じ
てS712またはS608の処理に進む。ステップ70
8(S708)において、ホストコンピュータ20は、
次のパラメータRj+1 ’を下限値Rmin に制限する。
In step 706 (S706), the host computer 20 determines whether or not the next parameter R j + 1 ′ is larger than the lower limit R min, and proceeds to the processing of S712 or S608 according to the determination result. Step 70
8 (S708), the host computer 20
The next parameter R j + 1 ′ is limited to a lower limit R min .

【0179】ステップ710(S710)において、ホ
ストコンピュータ20は、式18によりパラメータsum-
supplementを更新する。ステップ712(S712)に
おいて、ホストコンピュータ20は、変数jをインクリ
メントする。なお、映像データ圧縮装置4(図16〜図
18)において、第4の実施形態に示したフィードフォ
ーワードレート制御を改良し、第5の実施形態に示した
改良フィードフォーワードレート制御と同等の効果を得
るためには、映像データ圧縮装置4のパラメータ算出回
路286の動作を変更し、図14に示した各処理を実行
すればよい。但し、この場合、S616の処理におい
て、式16の代わりに式1により目標データ量Tj を算
出する必要がある。
In step 710 (S710), the host computer 20 calculates the parameter sum-
Update supplement. In step 712 (S712), the host computer 20 increments the variable j. Note that in the video data compression device 4 (FIGS. 16 to 18), the feedforward rate control shown in the fourth embodiment is improved, and is equivalent to the improved feedforward rate control shown in the fifth embodiment. In order to obtain the effect, the operation of the parameter calculation circuit 286 of the video data compression device 4 may be changed and each processing shown in FIG. 14 may be executed. However, in this case, in the process of S616, it is necessary to calculate the target data amount Tj by Expression 1 instead of Expression 16.

【0180】また、図20に示した処理において、パラ
メータRj ’を、MPEGのTM5におけるパラメータ
Rに置換することにより、改良フィードバックレート制
御方式を、MPEGのTM5自体に応用することも可能
である。しかしながら、MPEGのTM5におけるパラ
メータRは、GOPの最初の部分のピクチャーに対して
は大きな値をとるが、GOPの終わりの部分に対しては
殆ど0に近い値になる。このような性質を有するパラメ
ータRに、負値の固定の下限値Rmin 〔例えば、Rmin
=−2×frame-bit 〕を設定することも可能であるが、
効果が薄い。
Also, in the processing shown in FIG. 20, by replacing the parameter R j ′ with the parameter R in the MPEG TM5, the improved feedback rate control method can be applied to the MPEG TM5 itself. . However, the parameter R in the TM5 of the MPEG takes a large value for the picture at the beginning of the GOP, but is almost zero for the end of the GOP. As a parameter R having such a property, a fixed lower limit R min [eg, R min
= −2 × frame-bit] can be set,
The effect is thin.

【0181】そこで、改良フィードバックレート制御方
式を、MPEGのTM5自体に応用する場合には、図2
1に示すように、下限値Rmin を定める関数を導入する
ことにより、第5の実施例においてと同様の効果を得る
ことができる。
Therefore, when the improved feedback rate control method is applied to the MPEG TM5 itself, FIG.
As shown in FIG. 1, by introducing a function that determines the lower limit value Rmin , the same effect as in the fifth embodiment can be obtained.

【0182】つまり、MPEGのTM5においては、G
OPの最初の部分のピクチャーに対してパラメータRが
大きくなるように、終わりの部分のピクチャーに対して
パラメータRの値が0に近づくので、図21において点
線で例示するように、GOPの最初で下限値Rmin の値
が(N/2×frame-bit)となり、GOPの最後で下限値R
min の値が(-N/2 ×frame-bit)となるような直線を引
き、パラメータRがこの直線を下回る場合に、第5の実
施形態に示した改良フィードバックレート制御方式と同
様に、パラメータRを直線上の下限値Rmin に制限し、
差分値を別パラメータとして記憶しておけばよい。
That is, in TM5 of MPEG, G
The parameter R for the picture of the first part of the OP is
So that it is bigger for the last picture
Since the value of the parameter R approaches 0, the point in FIG.
As illustrated by the line, the lower limit R at the beginning of the GOPminThe value of the
Becomes (N / 2 × frame-bit), and the lower limit R
minDraw a straight line such that the value of (-N / 2 × frame-bit)
When the parameter R falls below this straight line, the fifth actual
Same as the improved feedback rate control method shown in the embodiment.
Thus, the parameter R is set to the lower limit R on the straight line.minLimited to
The difference value may be stored as another parameter.

【0183】また、第5の実施形態においてエンコーダ
26の量子化制御部260が行った処理を、ホストコン
ピュータ20が行うことも可能である。また、第5の実
施形態に示した各パラメータを定義する式は例示であ
り、エンコーダ26の構成・用途に合わせて、各式を変
更することができる。
The processing performed by the quantization control unit 260 of the encoder 26 in the fifth embodiment can be performed by the host computer 20. Further, the expressions defining each parameter shown in the fifth embodiment are examples, and each expression can be changed according to the configuration and use of the encoder 26.

【0184】以上説明したように、第5の実施形態に示
した改良フィードバックレート制御方式によれば、入力
映像データの映像の絵柄が、圧縮後のデータレートに対
して難しく、データ量が大きくなりすぎる場合において
も、ピクチャタイプに応じたデータ量の配分を保ったレ
ート制御が可能であり、圧縮映像データの品質を向上さ
せることができる。また、下限値を設けたため、難しい
入力映像データの映像の絵柄が簡単になった場合にも、
短い時間の内に圧縮映像データに多くのデータ量を配分
するようにパラメータR,Rj ’を回復することがで
き、圧縮映像データの品質のムラの発生を防ぐことがで
きる。
As described above, according to the improved feedback rate control method shown in the fifth embodiment, the picture pattern of the input video data is difficult with respect to the data rate after compression, and the data amount becomes large. Even in the case where it is too long, the rate control can be performed while maintaining the distribution of the data amount according to the picture type, and the quality of the compressed video data can be improved. Also, because the lower limit is set, even if the picture of the video of difficult input video data becomes simple,
The parameters R and R j ′ can be recovered so that a large amount of data is allocated to the compressed video data within a short time, and the occurrence of unevenness in the quality of the compressed video data can be prevented.

【0185】第6実施形態 以下、本発明の第6の実施形態として、第4の実施形態
に示した映像データ圧縮装置4(図16)の動作の変形
例(改良フィードフォワードレート制御方式)を説明す
る。改良フィードフォワードレート制御方式は、第4の
実施形態に示したフィードフォワードレート制御方式
を、目標データ量Tj に対して実際に生成される圧縮映
像データのデータ量Sj の値が多い場合であっても、圧
縮映像データの品質を高く保つことができ、しかも、映
像が複雑な絵柄から簡単な絵柄に変化した場合のパラメ
ータRj ’の値が速やかに回復するように改良したもの
である。
Sixth Embodiment Hereinafter, as a sixth embodiment of the present invention, a modified example (improved feedforward rate control method) of the operation of the video data compression device 4 (FIG. 16) shown in the fourth embodiment will be described. explain. The improved feedforward rate control method is different from the feedforward rate control method shown in the fourth embodiment in that the value of the data amount Sj of the compressed video data actually generated is larger than the target data amount Tj . Even if there is, the quality of the compressed video data can be kept high, and the value of the parameter R j ′ when the video changes from a complicated picture to a simple picture is improved so as to be quickly recovered. .

【0186】第6の実施形態において、映像データ圧縮
装置4は、VBVバッファの占有量Bn および指標デー
タ(ME残差、フラットネス、イントラACおよびアク
ティビティ)に基づいて目標データ量Tj をフィードフ
ォワード制御し、さらに、パラメータRj ’が所定の下
限値以下になることを制限することにより、第4の実施
形態におけるレート制御と同様な効果を得るとともに、
圧縮映像データの品質の著しい低下を防ぐ。
[0186] In the sixth embodiment, the video data compression apparatus 4, fullness B n and the index data of the VBV buffer feeds the target data amount T j based on the (ME residual, flatness, intra AC and activity) By performing forward control and further restricting the parameter R j ′ from being equal to or less than a predetermined lower limit, the same effect as the rate control in the fourth embodiment can be obtained.
Prevents a significant decrease in the quality of compressed video data.

【0187】各構成部分の動作 以下、映像データ圧縮装置4の各構成部分の内、映像デ
ータ圧縮装置4においてと処理内容が異なる量子化制御
部280(図17)の目標データ量算出回路284およ
びパラメータ算出回路286(図18)の動作(処理内
容)を説明する。目標データ量算出回路284の動作 目標データ量算出回路284は、実難度データ算出回路
282が指標データから算出した実難度データDj (D
I ,Dp ,DB )と、パラメータ算出回路286がVB
Vバッファの占有量Bn および実難度データDj から算
出したパラメータRj ’とに基づいて各ピクチャータイ
プの目標データ量Tj を算出する。
Operation of Each Component The following describes the target data amount calculation circuit 284 of the quantization control unit 280 (FIG. 17), which is different from the video data compression device 4 in processing among the components of the video data compression device 4. The operation (processing content) of the parameter calculation circuit 286 (FIG. 18) will be described. Operation of the Target Data Amount Calculation Circuit 284 The target data amount calculation circuit 284 uses the actual difficulty data D j (D
I , D p , D B ) and the parameter calculation circuit 286
The target data amount T j of each picture type is calculated based on the occupation amount B n of the V buffer and the parameter R j ′ calculated from the actual difficulty data D j .

【0188】パラメータ算出回路286の動作 レート制御方法 パラメータ算出回路286は、第4の実施形態において
と同様に、VBVバッファの占有量を考慮してパラメー
タRj ’の値を調節することによりレート制御を行う。
但し、パラメータ算出回路286は、パラメータRj
に対して下限値Rminを設定し、パラメータRj ’が下
限値Rmin 以下〔Rj ’<Rmin 〕になった場合に〔R
j ’=Rmin 〕とし、パラメータRj ’が下限値Rmin
以下にならないように制限する。下限値Rmin として
は、例えば、〔Rmin =frame-bit ×L×3/4〕ある
いは〔Rmin =frame-bit ×L×1/4〕といった値が
用いられる。
Operation Rate Control Method of Parameter Calculation Circuit 286 As in the fourth embodiment, the parameter calculation circuit 286 controls the rate control by adjusting the value of the parameter R j ′ in consideration of the occupancy of the VBV buffer. I do.
However, the parameter calculation circuit 286 calculates the parameter R j
Is set to the lower limit Rmin , and when the parameter R j ′ becomes equal to or less than the lower limit R min [R j ′ <R min ], [R j
j ′ = R min ], and the parameter R j ′ is the lower limit value R min
Restrict the following. As the lower limit value R min , for example, a value such as [R min = frame-bit × L × 3/4] or [R min = frame-bit × L × 1/4] is used.

【0189】式3に示したように、第j番目のピクチャ
ーのデータ量がSj であり、第j+L番目のピクチャー
のデータ量がSj+L であり、ピクチャータイプに応じて
パラメータRj ’に加算されるデータ量がFj+L である
場合には、次のパラメータR j+1 ’の値は、〔Rj+1
=Rj ’−Sj +Fj+L 〕となる。しかしながら、次の
パラメータRj+1 ’(=Rj ’−Sj +Fj+L )もまた
下限値Rmin 以下〔R j+1 ’<Rmin 〕となる可能性が
ある。この場合には、次のパラメータRj+1 ’を、式1
7に示したように下限値Rmin に制限する。
As shown in Equation 3, the j-th picture
Data volume is SjAnd the j + L-th picture
Is Sj + LAnd depending on the picture type
Parameter Rj’Is Fj + LIs
In the case, the next parameter R j + 1’Is [Rj + 1
= Rj'-Sj+ Fj + L]. However, the following
Parameter Rj + 1’(= Rj'-Sj+ Fj + L) Also
Lower limit RminThe following [R j + 1’<Rmin]
is there. In this case, the next parameter Rj + 1’In equation 1
As shown in FIG.minRestrict to

【0190】また、パラメータ算出回路286は、借金
額をパラメータsum-supplementとして記憶する。従っ
て、パラメータRj ’の値を上述のように下限値Rmin
に制限しない場合には、式15に示したようにパラメー
タsum-supplementの更新を行い、パラメータRj ’の値
を下限値Rmin に制限した場合には、式18に示したよ
うに補給データ量supplementを累加算してパラメータsu
m-supplementの更新を行う。
Further, the parameter calculation circuit 286 stores the debt amount as a parameter sum-supplement. Therefore, the value of the parameter R j ′ is changed to the lower limit value R min as described above.
If not limited to, the updates the parameter sum-supplement as shown in Equation 15, the parameters in the case where the value of R j 'is limited to the lower limit value R min is replenished data as shown in Equation 18 Add the quantity supplementment and add the parameter su
Update m-supplement.

【0191】パラメータ算出回路286の処理内容のま
とめ 以下、再び図19を参照して、第6の実施形態における
パラメータ算出回路286によるレート制御処理および
関連部分の処理の内容を詳細に説明する。ステップ60
0(S600)において、パラメータ算出回路286
は、VBVバッファの占有量Bn に応じてS602また
はS612の処理に進む。なお、パラメータ算出回路2
86は、S600の処理におけるVBVバッファの占有
量B n の判断を、エンコーダ28がPピクチャーを生成
した直後にのみ行ってもよい。
[0191]The processing contents of the parameter calculation circuit 286 remain unchanged.
Stop Hereinafter, referring to FIG. 19 again, the sixth embodiment will be described.
Rate control processing by the parameter calculation circuit 286 and
The details of the processing of the related part will be described in detail. Step 60
0 (S600), the parameter calculation circuit 286
Is the occupancy B of the VBV buffer.nAccording to S602 or
Proceeds to the process of S612. Note that the parameter calculation circuit 2
Reference numeral 86 denotes the occupation of the VBV buffer in the processing of S600.
Quantity B nEncoder 28 generates a P-picture
It may be performed only immediately after doing.

【0192】ステップ602(S602)において、パ
ラメータ算出回路286は、式9−1によりN枚のピク
チャーの実難度データDj の総和sum-difficultyの値が
閾値Th1より大きいか否かを判断し、判断結果に応じ
てS604またはS608の処理に進む。ステップ60
4(S604)において、パラメータ算出回路286
は、式9−2によりパラメータRj ’が閾値(G+Th
2)よりも多いか否かを判断し、判断結果に応じてS6
06またはS616の処理に進む。
[0192] In step 602 (S602), the parameter calculation circuit 286, the value of the sum sum-DIFFICULTY the real difficulty data D j of the N pieces of picture is determined whether the threshold is greater than Th1 by Equation 9-1, The process proceeds to S604 or S608 according to the determination result. Step 60
4 (S604), the parameter calculation circuit 286
Is that the parameter R j ′ is equal to the threshold (G + Th
It is determined whether there is more than 2), and S6 is performed according to the determination result.
It proceeds to the processing of 06 or S616.

【0193】ステップ606(S606)において、パ
ラメータ算出回路286は、例えば式10−1、式10
−2および式11により補給データ量supplementを算出
する。ステップ608(S608)において、パラメー
タ算出回路286は、補給データ量supplementが補償さ
れているか否かを判断し、判断結果に応じてS610ま
たはS612の処理に進む。ステップ610(S61
0)において、パラメータ算出回路286は、補給デー
タ量supplementの補償のために、式12により負値の補
給データ量supplementを算出する。
In step 606 (S606), the parameter calculation circuit 286 calculates, for example,
−2 and Expression 11 are used to calculate the supplementary data amount supplement. In step 608 (S608), the parameter calculation circuit 286 determines whether or not the supplementary data amount supplement has been compensated, and proceeds to S610 or S612 according to the determination result. Step 610 (S61
In 0), the parameter calculation circuit 286 calculates a negative value of the supplementary data amount supplement by Expression 12 in order to compensate the supplementary data amount supplementation.

【0194】ステップ612(S612)において、パ
ラメータ算出回路286は、式13により負値の補給デ
ータ量supplementを算出し、VBVバッファのアンダー
フローを防止する。ステップ614(S614)におい
て、パラメータ算出回路286は、式14,式15によ
りパラメータRj ’,sum-supplementを算出し、パラメ
ータRj ’が下限値Rmin 以下になる場合には、パラメ
ータRj ’を下限値Rmin に制限する。
At step 612 (S612), the parameter calculation circuit 286 calculates the negative value of the supplementary data amount supplement according to the equation (13) to prevent the VBV buffer from underflowing. In step 614 (S614), the parameter calculation circuit 286 calculates the parameters R j ′ and the sum-supplement according to Expressions 14 and 15, and if the parameter R j ′ is equal to or less than the lower limit R min , the parameter R j 'To the lower limit R min .

【0195】ステップ616(S616)において、目
標データ量算出回路284は、第5の実施形態に示した
エンコーダ26の目標データ量算出回路264とは異な
り、式16の代わりに式1を用いて目標データ量Tj
算出する。ステップ618(S618)において、エン
コーダ28は、量子化インデックスQINDを用いて圧
縮符号化処理を行う。ステップ620(S620)にお
いて、パラメータ算出回路286は、式3により次のパ
ラメータRj+1 ’を算出し、更新する。
In step 616 (S616), the target data amount calculation circuit 284 is different from the target data amount calculation circuit 264 of the encoder 26 shown in the fifth embodiment in that the target data amount calculation circuit The data amount Tj is calculated. In step 618 (S618), the encoder 28 performs a compression encoding process using the quantization index QIND. In step 620 (S620), the parameter calculation circuit 286 calculates the next parameter R j + 1 ′ according to Equation 3 and updates it.

【0196】ステップ622(S622)において、パ
ラメータ算出回路286は、次のパラメータRj+1 ’が
下限値Rmin より大きいか否かを判断する。次のパラメ
ータRj+1 ’が下限値Rmin より大きい場合にはS62
8の処理に進み、大きくない場合にはS624の処理に
進む。ステップ624(S624)において、パラメー
タ算出回路286は、次のパラメータRj+1 ’を下限値
min に制限する。
In step 622 (S622), the parameter calculation circuit 286 determines whether or not the next parameter R j + 1 ′ is larger than the lower limit R min . If the next parameter R j + 1 ′ is larger than the lower limit value R min , S62
The process proceeds to the process of S8, and if not large, proceeds to the process of S624. In step 624 (S624), the parameter calculation circuit 286 limits the next parameter R j + 1 ′ to the lower limit R min .

【0197】ステップ626(S626)において、パ
ラメータ算出回路286は、式18によりパラメータsu
m-supplementを更新する。ステップ628(S628)
において、パラメータ算出回路286は、変数jをイン
クリメントする。
In step 626 (S626), the parameter calculation circuit 286 calculates the parameter su
Update m-supplement. Step 628 (S628)
In, the parameter calculation circuit 286 increments the variable j.

【0198】以下、第6の実施形態における映像データ
圧縮装置4(図16)の動作を説明する。動き検出器1
4は、動きベクトルおよびME残差の生成等の処理を行
う。エンコーダ制御部22は、ピクチャーの並び替え処
理および指標データ(フラットネス、イントラACおよ
びアクティビティ)の生成等の処理を行う。FIFOメ
モリ160は、入力された映像データをLピクチャー分
だけ遅延する。
The operation of the video data compression device 4 (FIG. 16) in the sixth embodiment will be described below. Motion detector 1
4 performs processing such as generation of a motion vector and an ME residual. The encoder control unit 22 performs processing such as picture rearrangement processing and generation of index data (flatness, intra AC and activity). The FIFO memory 160 delays the input video data by L pictures.

【0199】エンコーダ28(図16)が、1ピクチャ
ー分の圧縮符号化を終了するたびに、量子化制御部28
0の実難度データ算出回路282は、実難度データDj
を算出する。パラメータ算出回路286は、図19に示
したようにパラメータRj ’の算出を行い、目標データ
量算出回路284は、最も新しく生成された各ピクチャ
ータイプのピクチャーの実難度データDj (DI
p ,DB )に基づいて、式1により目標データ量Tj
を算出する。
Each time the encoder 28 (FIG. 16) completes the compression encoding of one picture, the quantization controller 28
The actual difficulty data calculation circuit 282 of the actual difficulty data D j
Is calculated. The parameter calculation circuit 286 calculates the parameter R j ′ as shown in FIG. 19, and the target data amount calculation circuit 284 calculates the actual difficulty data D j (D I ,
D p , D B ) and the target data amount T j by equation (1).
Is calculated.

【0200】量子化インデックス生成回路288は、算
出された目標データ量Tj に基づいて、量子化インデッ
クスを算出し、エンコーダ28の量子化回路168に設
定する。DCT回路166は、第1の実施形態等におい
てと同様に、次のピクチャーに対してDCT処理を行
う。
[0200] quantization index generation circuit 288, based on the calculated target amount of data T j, and calculates the quantization index, set to the quantization circuit 168 of the encoder 28. The DCT circuit 166 performs DCT processing on the next picture, as in the first embodiment.

【0201】量子化回路168は、DCT処理された映
像データを、設定された量子化インデックスを量子化値
j に変換し、得られた量子化値Qj により量子化処理
を行う。可変長符号化回路170は、第1の実施形態等
においてと同様に、変長符号化を行い、ほぼ、目標デー
タ量Tj に近いデータ量の圧縮映像データを生成し、バ
ッファメモリ182を介して出力する。
The quantization circuit 168 converts the DCT-processed video data into a set quantization index into a quantization value Q j and performs a quantization process using the obtained quantization value Q j . Variable-length coding circuit 170, as well as in such the first embodiment, performs-length coding, substantially, to generate compressed video data of the data amount close to the target amount of data T j, via the buffer memory 182 Output.

【0202】変形例 以下、再び図20を参照して、映像データ圧縮装置1
(図1〜図3)の動作を変更し、第6の実施形態に示し
た改良フィードフォワードレート制御を応用する変形例
を説明する。映像データ圧縮装置1のホストコンピュー
タ20は、VBVバッファを考慮したレート制御を行わ
ないので、図19に示したS600〜S614に対応す
る処理を行わず、S616〜628に対応する処理のみ
を行う。
Modification Referring to FIG. 20 again, video data compression apparatus 1
A modified example in which the operation of FIGS. 1 to 3 is changed and the improved feedforward rate control shown in the sixth embodiment is applied will be described. Since the host computer 20 of the video data compression apparatus 1 does not perform the rate control in consideration of the VBV buffer, it does not perform the processing corresponding to S600 to S614 shown in FIG. 19, but performs only the processing corresponding to S616 to 628.

【0203】ステップ700(S700)において、映
像データ圧縮装置1のホストコンピュータ20は、式1
により目標データ量Tj を算出する。ステップ702
(S702)において、エンコーダ18は、量子化イン
デックスQINDを用いて圧縮符号化処理を行う。ステ
ップ704(S704)において、ホストコンピュータ
20は、式3により、次のパラメータRj+1 ’を算出
し、更新する。
In step 700 (S700), the host computer 20 of the video data compression device 1
To calculate the target data amount Tj . Step 702
In (S702), the encoder 18 performs a compression encoding process using the quantization index QIND. In step 704 (S704), the host computer 20 calculates and updates the next parameter R j + 1 ′ according to Expression 3.

【0204】ステップ706(S706)において、ホ
ストコンピュータ20は、次のパラメータRj+1 ’が下
限値Rmin より大きいか否かを判断し、判断結果に応じ
てS712またはS608の処理に進む。ステップ70
8(S708)において、ホストコンピュータ20は、
次のパラメータRj+1 ’を下限値Rmin に制限する。
At step 706 (S706), the host computer 20 determines whether or not the next parameter R j + 1 ′ is larger than the lower limit R min, and proceeds to the processing of S712 or S608 according to the determination result. Step 70
8 (S708), the host computer 20
The next parameter R j + 1 ′ is limited to a lower limit R min .

【0205】ステップ710(S710)において、ホ
ストコンピュータ20は、式18によりパラメータsum-
supplementを更新する。ステップ712(S712)に
おいて、ホストコンピュータ20は、変数jをインクリ
メントする。
In step 710 (S710), the host computer 20 calculates the parameter sum-
Update supplement. In step 712 (S712), the host computer 20 increments the variable j.

【0206】また、図20に示した処理において、パラ
メータRj ’を、MPEGのTM5におけるパラメータ
Rに置換することにより、改良フィードフォワードレー
ト制御方式を、MPEGのTM5自体に応用することも
可能である。しかしながら、MPEGのTM5における
パラメータRは、GOPの最初の部分のピクチャーに対
しては大きな値をとるが、GOPの終わりの部分に対し
ては殆ど0に近い値になる。このような性質を有するパ
ラメータRに、負値の固定の下限値Rmin 〔例えば、R
min =−2×frame-bit 〕を設定することも可能である
が、効果が薄い。
In the processing shown in FIG. 20, by replacing the parameter R j ′ with the parameter R in the MPEG TM5, the improved feedforward rate control method can be applied to the MPEG TM5 itself. is there. However, the parameter R in the TM5 of the MPEG takes a large value for the picture at the beginning of the GOP, but is almost zero for the end of the GOP. As a parameter R having such a property, a fixed lower limit value R min [eg, R
min = −2 × frame-bit] can be set, but the effect is small.

【0207】そこで、改良フィードフォワードレート制
御方式を、MPEGのTM5自体に応用する場合には、
図21に示したように、下限値Rmin を定める関数を導
入することにより、第6の実施例においてと同様の効果
を得ることができる。
Therefore, when applying the improved feedforward rate control method to the TM5 of MPEG,
As shown in FIG. 21, the same effect as that of the sixth embodiment can be obtained by introducing a function that determines the lower limit value Rmin .

【0208】つまり、MPEGのTM5においては、G
OPの最初の部分のピクチャーに対してパラメータRが
大きくなるように、終わりの部分のピクチャーに対して
パラメータRの値が0に近づくので、図21に例示した
ように、GOPの最初で下限値Rmin の値が(N/2×fram
e-bit)となり、GOPの最後で下限値Rmin の値が(-N/
2 ×frame-bit)となるような直線を引き、パラメータR
がこの直線を下回る場合に、第6の実施形態に示した改
良フィードフォワードレート制御方式と同様に、パラメ
ータRを直線上の下限値Rmin に制限し、差分値を別パ
ラメータとして記憶しておけばよい。また、第6の実施
形態に示した各パラメータを定義する式は例示であり、
映像データ圧縮装置4の構成・用途に合わせて、各式を
変更することができる。
That is, in TM5 of MPEG, G
Since the value of the parameter R approaches 0 for the picture at the end so that the parameter R becomes large for the picture at the beginning of the OP, as shown in FIG. If the value of R min is (N / 2 × fram
e-bit), and the value of the lower limit R min at the end of the GOP is (-N /
2 x frame-bit) and draw a straight line
Is smaller than this straight line, the parameter R is limited to the lower limit value R min on the straight line, and the difference value is stored as another parameter, similarly to the improved feedforward rate control method shown in the sixth embodiment. I just need. Also, the expressions defining each parameter shown in the sixth embodiment are examples,
Each equation can be changed according to the configuration and use of the video data compression device 4.

【0209】以上説明したように、第6の実施形態に示
した改良フィードフォワードレート制御方式によれば、
入力映像データの映像の絵柄が、圧縮後のデータレート
に対して難しく、データ量が大きくなりすぎる場合にお
いても、ピクチャタイプに応じたデータ量の配分を保っ
たレート制御が可能であり、圧縮映像データの品質を向
上させることができる。また、下限値を設けたため、難
しい入力映像データの映像の絵柄が簡単になった場合に
も、短い時間の内に圧縮映像データに多くのデータ量を
配分するようにパラメータR,Rj ’を回復することが
でき、圧縮映像データの品質のムラの発生を防ぐことが
できる。
As described above, according to the improved feedforward rate control system shown in the sixth embodiment,
Even when the picture pattern of the input video data is difficult with respect to the data rate after compression and the data volume is too large, it is possible to control the rate while maintaining the distribution of the data volume according to the picture type. Data quality can be improved. In addition, since the lower limit is set, even when the picture of the video of the difficult input video data is simplified, the parameters R and R j ′ are set so that a large amount of data is allocated to the compressed video data in a short time. Thus, the quality of the compressed video data can be prevented from being uneven.

【0210】[0210]

【発明の効果】以上説明したように、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、2パスエンコ
ードによらずに、所定のデータ量以下に音声・映像デー
タを圧縮符号化することができる。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、ほぼ実時
間的に映像データを圧縮符号化することができ、しか
も、伸長復号後に高品質な映像を得ることができる。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、2パスエンコードによらずに、圧縮符号化後の
データ量を見積もって圧縮率を調節し、圧縮符号化処理
を行うことができる。
As described above, according to the video data compression apparatus and method according to the present invention, audio / video data is compression-coded to a predetermined data amount or less without using two-pass encoding. Can be. Further, according to the video data compression apparatus and method thereof according to the present invention, video data can be compression-encoded substantially in real time, and high-quality video can be obtained after decompression decoding. Further, according to the video data compression apparatus and the method thereof according to the present invention, the compression rate can be adjusted by estimating the data amount after compression and encoding, and the compression and encoding processing can be performed without using two-pass encoding. .

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

【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。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a video data compression device according to the present invention.

【図2】図1に示した簡易2パス処理部のエンコーダの
構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an encoder of a simple two-pass processing unit illustrated in FIG. 1;

【図3】図1に示したエンコーダの構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an encoder illustrated in FIG. 1;

【図4】(A)〜(C)は、第1の実施形態における映
像データ圧縮装置の簡易2パスエンコードの動作を示す
図である。
FIGS. 4A to 4C are diagrams illustrating an operation of a simple two-pass encoding of the video data compression device according to the first embodiment.

【図5】第2の実施形態における本発明に係る映像デー
タ圧縮装置の構成の概要を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an outline of a configuration of a video data compression device according to the present invention in a second embodiment.

【図6】図5に示した映像データ圧縮装置2の圧縮符号
化部の詳細な構成を示す図である。
6 is a diagram showing a detailed configuration of a compression encoding unit of the video data compression device 2 shown in FIG.

【図7】映像データ圧縮装置(図1〜図3,図5,図
6)により、Pピクチャーを生成する際のME残差と実
難度データDj との相関関係を示す図である。
[7] The video data compression apparatus (Fig. 1-3, 5, 6) is a diagram showing the correlation between the ME residual and the real difficulty data D j when generating a P picture.

【図8】映像データ圧縮装置(図1〜図3,図5,図
6)により、Bピクチャーを生成する際のME残差と実
難度データDj との相関関係を示す図である。
[8] video data compression apparatus (Fig. 1-3, 5, 6) is a diagram showing the correlation between the ME residual and the real difficulty data D j when generating a B picture.

【図9】フラットネスの計算方法を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a method of calculating flatness.

【図10】映像データ圧縮装置(図1〜図3,図5,図
6)により、Iピクチャーを生成する際のフラットネス
と実難度データDj との相関関係を示す図である。
[10] The video data compression apparatus (FIGS. 1 to 3, 5, 6) by a diagram showing the correlation between the flatness and the real difficulty data D j when generating an I picture.

【図11】映像データ圧縮装置(図1〜図3,図5,図
6)により、Iピクチャーを生成する際のイントラAC
と実難度データDj との相関関係を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an intra AC used when an I picture is generated by a video data compression apparatus (FIGS. 1, 3, 5, and 6).
And is a graph showing the correlation between the real difficulty data D j.

【図12】MPEGのMP@ML方式により、映像デー
タ圧縮装置(図1〜図3,図5,図6)が、圧縮映像デ
ータのGOPの発生ビット量をほぼ一定に保って固定長
符号化を行った場合のVBVバッファの占有量Bn の経
時的な変化の評価結果を示す図である。
FIG. 12 shows a video data compression apparatus (FIG. 1, FIG. 3, FIG. 5, and FIG. 6) that performs fixed length encoding while maintaining the GOP generation bit amount of compressed video data almost constant by MPEG MP @ ML system. FIG. 10 is a diagram showing an evaluation result of a change over time in the occupancy amount Bn of the VBV buffer when the above operation is performed.

【図13】図13に示したエンコーダの構成を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of the encoder shown in FIG.

【図14】図13に示した目標データ量算出回路の処理
を示すフローチャート図である。
FIG. 14 is a flowchart illustrating a process of a target data amount calculation circuit illustrated in FIG. 13;

【図15】MPEGのMP@ML方式により、エンコー
ダ(図13)が、圧縮映像データのGOPのデータ量を
ほぼ一定に保って固定長符号化を行った場合のVBVバ
ッファの占有量Bn の経時的な変化の評価結果を示す図
である。
FIG. 15 shows the occupancy Bn of the VBV buffer when the encoder (FIG. 13) performs fixed-length encoding while maintaining the GOP data amount of the compressed video data substantially constant by the MPEG @ ML method of MPEG. It is a figure showing the evaluation result of a change with time.

【図16】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。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a video data compression device according to the present invention in a fourth embodiment.

【図17】図16に示したエンコーダの構成を示す図で
ある。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of the encoder illustrated in FIG. 16;

【図18】図17に示した量子化制御部の構成を示す図
である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a quantization control unit illustrated in FIG. 17;

【図19】第5の実施形態における目標データ量算出回
路の処理を示すフローチャート図である。
FIG. 19 is a flowchart illustrating a process of a target data amount calculation circuit according to the fifth embodiment.

【図20】映像データ圧縮装置(図1〜図3)の動作を
変更し、第5の実施形態に示した改良フィードバックレ
ート制御を行う場合の処理を示すフローチャート図であ
る。
FIG. 20 is a flowchart showing a process when the operation of the video data compression device (FIGS. 1 to 3) is changed and the improved feedback rate control shown in the fifth embodiment is performed.

【図21】第5の実施形態に示した改良フィードバック
レート制御方式を、MPEGのTM5自体に応用する場
合に用いる下限値Rmin を定める関数を示す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a function that determines a lower limit value R min used when the improved feedback rate control method described in the fifth embodiment is applied to the TM5 of MPEG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,4…映像データ圧縮装置、10,24…圧縮符
号化部、12,22…エンコーダ制御部、14…動き検
出器、16…簡易2パス処理部、160…FIFOメモ
リ、162,18,26,28…エンコーダ、260,
280…量子化制御部、262…GC算出回路、282
…実難度データ算出回路、284,264…目標データ
量算出回路、286…パラメータ算出回路、266,2
88…量子化インデックス生成回路、164…加算回
路、166…DCT回路、168…量子化回路、170
…可変長符号化回路、172…逆量子化回路、174…
逆DCT回路、176…加算回路、178…動き補償回
路、180…量子化制御回路、182…バッファメモ
リ、20…ホストコンピュータ。
1, 2, 4 video data compression device, 10, 24 compression encoding unit, 12, 22 encoder control unit, 14 motion detector, 16 simple 2-pass processing unit, 160 FIFO memory, 162, 18 , 26, 28 ... encoder, 260,
280: quantization control unit, 262: GC calculation circuit, 282
… Actual difficulty data calculation circuit, 284, 264… target data amount calculation circuit, 286… parameter calculation circuit, 266, 2
88 quantization index generation circuit, 164 addition circuit, 166 DCT circuit, 168 quantization circuit, 170
... Variable length coding circuit, 172 ... Inverse quantization circuit, 174 ...
Inverse DCT circuit, 176 addition circuit, 178 motion compensation circuit, 180 quantization control circuit, 182 buffer memory, 20 host computer.

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】動画の非圧縮映像データを、圧縮後の映像
データ(圧縮映像データ)をバッファリングするVBV
バッファに基づいて定まる条件を満たすデータレートに
圧縮する映像データ圧縮装置であって、 前記非圧縮映像データの映像の複雑さを示す難度データ
を算出する難度データ算出手段と、 前記VBVバッファにバッファリングされている前記圧
縮映像データのデータ量(占有データ量)、および、算
出した前記難度データに基づいて、所定数の非圧縮映像
データのピクチャーに圧縮後のデータ量(割当データ
量)を割り当てるデータ量割当手段と、 算出した前記難度データおよび前記割当データ量に基づ
いて、前記非圧縮映像データの圧縮後のデータ量の目標
値をピクチャーごとに算出する目標値算出手段と、 前記非圧縮映像データを所定の圧縮方法により、圧縮後
のデータ量が算出した前記目標値になるように圧縮する
圧縮手段とを有する映像データ圧縮装置。
1. A VBV for buffering uncompressed video data of a moving image and compressed video data (compressed video data)
What is claimed is: 1. A video data compression device for compressing data to a data rate that satisfies a condition determined based on a buffer, a difficulty data calculation unit that calculates difficulty data indicating complexity of video of the uncompressed video data, and buffering in the VBV buffer. Data for allocating a compressed data amount (allocated data amount) to a predetermined number of uncompressed video data pictures based on the data amount (occupied data amount) of the compressed video data and the calculated difficulty data Amount allocation means; target value calculation means for calculating a target value of the data amount of the uncompressed video data after compression based on the calculated difficulty data and the allocated data amount; and the non-compressed video data. Compression means for compressing the data by a predetermined compression method so that the data amount after compression becomes the calculated target value. Video data compression device.
【請求項2】前記難度データ算出手段は、前記難度デー
タとして、前記非圧縮映像データの圧縮後のデータ量を
算出する請求項1に記載の映像データ圧縮装置。
2. The video data compression device according to claim 1, wherein said difficulty data calculation means calculates a data amount of said uncompressed video data after compression as said difficulty data.
【請求項3】前記データ量割当手段は、前記VBVバッ
ファの占有データ量が所定の閾値以上である場合に、算
出した前記難度データに基づいて、前記非圧縮映像デー
タの映像が複雑であればあるほど前記割当データ量の値
を大さくし、 前記目標値算出手段は、前記非圧縮映像データの映像が
複雑であればあるほど前記目標値の値を大きくし、前記
非圧縮映像データの映像が簡単であればあるほど前記目
標値の値を小さくする請求項1に記載の映像データ圧縮
装置。
3. The data amount allocating means, when the occupied data amount of the VBV buffer is equal to or more than a predetermined threshold, if the video of the uncompressed video data is complex based on the calculated difficulty data. The target value calculating means increases the value of the target value as the video of the uncompressed video data becomes more complex, and the video of the uncompressed video data becomes larger. 2. The video data compression apparatus according to claim 1, wherein the simpler the value, the smaller the target value.
【請求項4】前記データ量割当手段は、前記圧縮映像デ
ータに与えられる全てのデータ量を全てのピクチャーに
均等に配分した基準値を、生成した前記圧縮映像データ
のピクチャーのデータ量から減算して差分値を算出し、
前記非圧縮映像データの圧縮が終了した場合に、算出し
た差分値の総和が負値の0に近い値になるように前記割
当データ量を算出する請求項3に記載の映像データ圧縮
装置。
4. The data amount allocating means subtracts a reference value obtained by equally allocating all data amounts given to the compressed video data to all pictures from a data amount of a picture of the generated compressed video data. To calculate the difference value,
4. The video data compression device according to claim 3, wherein when the compression of the uncompressed video data is completed, the allocated data amount is calculated such that the total sum of the calculated difference values is close to a negative value of 0. 5.
【請求項5】前記目標量算出手段は、最新のピクチャー
の難度データを所定数のピクチャーの難度データの総和
を除算した値に、算出した前記割当データ量を乗算して
前記目標値を算出する請求項3に記載の映像データ圧縮
装置。
5. The target amount calculating means calculates the target value by multiplying a value obtained by dividing a total of difficulty data of a predetermined number of pictures by difficulty data of the latest picture by the calculated allocation data amount. The video data compression device according to claim 3.
【請求項6】前記圧縮手段は、前記非圧縮映像データ
を、複数の種類のピクチャー(Iピクチャー、Pピクチ
ャーおよびBピクチャーまたはこれらの組み合わせ)を
所定の順番で含むピクチャータイプシーケンスに圧縮す
る請求項3に記載の映像データ圧縮装置。
6. The compression means for compressing the uncompressed video data into a picture type sequence including a plurality of types of pictures (I picture, P picture, B picture or a combination thereof) in a predetermined order. 4. The video data compression device according to 3.
【請求項7】前記難度データ算出手段は、前記難度デー
タとして、PピクチャーまたはBピクチャーに圧縮され
るピクチャーのME残差、および、Iピクチャーに圧縮
されるピクチャーのフラットネス、イントラACデー
タ、アクティビティおよびグローバルコンプレクシティ
またはこれらの組み合わせを算出する請求項6に記載の
映像データ圧縮装置。
7. The difficulty data calculating means includes: as the difficulty data, an ME residual of a picture compressed into a P picture or a B picture, a flatness of a picture compressed into an I picture, intra AC data, and an activity. The video data compression apparatus according to claim 6, wherein the video data compression apparatus calculates the global complexity or a combination thereof.
【請求項8】前記データ量割当手段は、前記VBVバッ
ファの占有データ量の前記所定の閾値として、最新のI
ピクチャーのデータ量に、生成した前記圧縮映像データ
のデータレートに応じた加算値、または、固定の加算値
を加算した数値を用いる請求項6に記載の映像データ圧
縮装置。
8. The data amount allocating means according to claim 1, wherein said predetermined threshold value of the occupied data amount of said VBV buffer is a latest I-value.
7. The video data compression device according to claim 6, wherein a numerical value obtained by adding an added value according to a data rate of the generated compressed video data or a fixed added value to a picture data amount is used.
【請求項9】前記データ量割当手段は、前記VBVバッ
ファの占有データ量が所定の閾値以上であるか否かの判
断を、前記圧縮手段が、前記非圧縮映像データをPピク
チャーに圧縮した直後に行う請求項8に記載の映像デー
タ圧縮装置。
9. The data amount allocating means determines whether or not the occupied data amount of the VBV buffer is equal to or greater than a predetermined threshold value, immediately after the compression means compresses the uncompressed video data into a P picture. The video data compression device according to claim 8, wherein
【請求項10】動画の非圧縮映像データを、圧縮後の映
像データ(圧縮映像データ)をバッファリングするVB
Vバッファに基づいて定まる条件を満たすデータレート
に圧縮する映像データ圧縮方法であって、 前記VBVバッファがアンダーフローを生じるまでのデ
ータ量、および、前記非圧縮映像データのピクチャーの
映像の複雑さに基づいて、所定数の前記非圧縮映像デー
タのピクチャーに圧縮後のデータ量(割当データ量)を
割り当て、 前記非圧縮映像データのピクチャーの映像の複雑さ、お
よび、算出した前記割当データ量に基づいて、前記非圧
縮映像データの圧縮後のデータ量の目標値をピクチャー
ごとに算出し、 前記非圧縮映像データを所定の圧縮方法により、圧縮後
のデータ量が算出した前記目標値になるように圧縮する
映像データ圧縮方法。
10. VB for buffering uncompressed video data of a moving image, and compressed video data (compressed video data)
A video data compression method for compressing to a data rate that satisfies a condition determined based on a V-buffer, wherein the amount of data until the VBV buffer underflows and the complexity of a picture of a picture of the uncompressed video data are reduced. And assigning a data amount after compression (allocated data amount) to a predetermined number of the pictures of the uncompressed video data based on the complexity of the video of the picture of the uncompressed video data and the calculated allocated data amount. Calculating, for each picture, a target value of the data amount of the uncompressed video data after compression so that the data amount after compression of the non-compressed video data becomes the calculated target value by a predetermined compression method. Video data compression method to compress.
【請求項11】前記非圧縮映像データのピクチャーの映
像の複雑さを示すデータとして、前記非圧縮映像データ
の圧縮後のデータ量を用いる請求項10に記載の映像デ
ータ圧縮方法。
11. The video data compression method according to claim 10, wherein a data amount after compression of said non-compressed video data is used as data indicating a video complexity of a picture of said non-compressed video data.
【請求項12】前記VBVバッファの占有データ量が所
定の閾値以上である場合に、算出した前記難度データに
基づいて、前記非圧縮映像データの映像が複雑であれば
あるほど前記割当データ量の値を大さくし、 前記非圧縮映像データの映像が複雑であればあるほど前
記目標値の値を大きくし、前記非圧縮映像データの映像
が簡単であればあるほど前記目標値の値を小さくする請
求項10に記載の映像データ圧縮方法。
12. When the occupied data amount of the VBV buffer is equal to or larger than a predetermined threshold, based on the calculated difficulty data, the more complicated the image of the uncompressed image data, the more the allocated data amount becomes. The value is increased, and the more complex the image of the uncompressed video data, the greater the value of the target value, and the simpler the image of the uncompressed video data, the smaller the value of the target value. The video data compression method according to claim 10.
【請求項13】前記圧縮映像データに与えられる全ての
データ量を全てのピクチャーに均等に配分した基準値
を、生成した前記圧縮映像データのピクチャーのデータ
量から減算して差分値を算出し、前記非圧縮映像データ
の圧縮が終了した場合に、算出した差分値の総和が負値
の0に近い値になるように前記割当データ量を算出する
請求項12に記載の映像データ圧縮方法。
13. A difference value is calculated by subtracting a reference value obtained by equally distributing all data amounts given to the compressed video data to all pictures from the data amount of the generated compressed video data pictures, 13. The video data compression method according to claim 12, wherein when the compression of the non-compressed video data is completed, the allocated data amount is calculated such that the total sum of the calculated difference values is close to a negative value of zero.
【請求項14】前記非圧縮映像データを、複数の種類の
ピクチャー(Iピクチャー、PピクチャーおよびBピク
チャーまたはこれらの組み合わせ)を所定の順番で含む
ピクチャータイプシーケンスに圧縮する請求項12に記
載の映像データ圧縮方法。
14. The video according to claim 12, wherein said uncompressed video data is compressed into a picture type sequence including a plurality of types of pictures (I picture, P picture, B picture or a combination thereof) in a predetermined order. Data compression method.
【請求項15】最新のピクチャーの難度データを所定数
のピクチャーの難度データの総和を除算した値に、算出
した前記割当データ量を乗算して前記目標値を算出する
請求項13に記載の映像データ圧縮方法。
15. The video according to claim 13, wherein the target value is calculated by multiplying a value obtained by dividing the sum of difficulty data of a predetermined number of pictures by the difficulty data of the latest picture and the calculated allocated data amount. Data compression method.
【請求項16】前記難度データとして、Pピクチャーま
たはBピクチャーに圧縮されるピクチャーのME残差、
および、Iピクチャーに圧縮されるピクチャーのフラッ
トネス、イントラACデータ、アクティビティおよびグ
ローバルコンプレクシティまたはこれらの組み合わせを
算出する請求項13に記載の映像データ圧縮方法。
16. The ME residual of a picture compressed into a P picture or a B picture as the difficulty data,
14. The video data compression method according to claim 13, wherein flatness, intra AC data, activity, global complexity, or a combination thereof, of a picture compressed into an I picture is calculated.
【請求項17】前記VBVバッファの占有データ量の前
記所定の閾値として、最新のIピクチャーのデータ量
に、生成した前記圧縮映像データのデータレートに応じ
た加算値、または、固定の加算値を加算した数値を用い
る請求項13に記載の映像データ圧縮方法。
17. An addition value or a fixed addition value according to the data rate of the generated compressed video data, as the predetermined threshold value of the occupied data amount of the VBV buffer, as the predetermined threshold value. 14. The video data compression method according to claim 13, wherein the added numerical value is used.
【請求項18】前記VBVバッファの占有データ量が所
定の閾値以上であるか否かの判断は、前記非圧縮映像デ
ータをPピクチャーに圧縮した直後に行う請求項17に
記載の映像データ圧縮方法。
18. The video data compression method according to claim 17, wherein the determination as to whether or not the occupied data amount of the VBV buffer is equal to or larger than a predetermined threshold is made immediately after the uncompressed video data is compressed into a P picture. .
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