JPH1075452A

JPH1075452A - 映像データ圧縮装置およびその方法

Info

Publication number: JPH1075452A
Application number: JP22965196A
Authority: JP
Inventors: Kanji Mihara; 寛司三原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】連続する複数の映像データ（シーン）の内のい
ずれのピクチャーも、他のシーンのピクチャーへの参照
なしに圧縮符号化することを可能とする。【解決手段】ホストコンピュータ２０は、映像データの
絵柄の複雑さを示す指標データに基づいて、連続したシ
ーンの境界（シーンチェンジ）部分を検出する。さら
に、ホストコンピュータ２０は、シーンチェンジがない
場合の圧縮後のデータ量に対応する実難度データＤ_jの
値を予測する。ホストコンピュータ２０は、シーンチェ
ンジがある部分のピクチャーの種類を他のシーンのピク
チャーの参照なしに圧縮符号化可能なように変更し、実
難度データＤ_jを補正して目標データ量Ｔ_jを算出し、
シーンチェンジがない場合には、予測した実難度データ
Ｄ_jから目標データ量Ｔ_jを算出する。エンコーダ１８
は、圧縮後のデータ量が、ほぼ目標データ量Ｔ_jとなる
ように圧縮符号化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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）。

【０００４】また、特開平７−１９３８１８号公報は、
例えば、複数の場面（シーン）が編集されて１本にされ
た番組用の映像データ（編集映像データ）のシーンの境
界を検出し、いずれのシーンの境界（シーンチェンジ）
部分のピクチャーも、他のシーンのピクチャーの参照な
しに圧縮符号化されるように、シーンチェンジ部分のピ
クチャーの種類（ピクチャータイプ）を変更して圧縮符
号化し、シーンチェンジ部分の圧縮映像データの品質低
下を防ぐ方法を開示する。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】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。ま
た、本発明は、これらの目的を達成し、さらに、複数の
映像データの境界（シーンチェンジ）部分を正確に検出
して、シーンチェンジ部分のピクチャーの種類を変更
し、いずれのシーンのピクチャーをも他のシーンのピク
チャーへの参照なしに圧縮符号化することができ、圧縮
映像データの品質向上を図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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る映像データ圧縮装置は、連続する複数
の非圧縮映像データを、所定の圧縮方法により、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）を所定の順序で含むピクチャータイプシ
ーケンスの圧縮映像データ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それぞれの先頭のピ
クチャーが圧縮後にＩピクチャーまたはＰピクチャーに
なるように、前記非圧縮映像データのピクチャーを前記
所定の圧縮方法に適合する順番に並び替える並び替え手
段と、並び替えた前記非圧縮映像データの複雑さを、ピ
クチャーごとに指標する指標データを算出する指標デー
タ算出手段と、算出した前記指標データに基づいて、連
続する複数の前記非圧縮映像データの境界を検出する境
界検出手段と、検出した境界ごとに、いずれの前記非圧
縮映像データのピクチャーもが、他の前記非圧縮映像デ
ータのピクチャーを参照せずに圧縮されるように、前記
ピクチャータイプシーケンスを変更する変更手段と、算
出した前記指標データ、および、変更後の前記ピクチャ
ータイプシーケンスに基づいて、前記非圧縮映像データ
の圧縮後のデータ量の目標値を、所定の圧縮単位ごとに
算出する目標値算出手段と、前記非圧縮映像データを、
前記所定の圧縮方法により、圧縮後のデータ量がほぼ算
出した前記目標値となるように、変更後の前記ピクチャ
ータイプシーケンスの圧縮映像データに圧縮する圧縮手
段とを有する。

【０００９】好適には、前記目標値算出手段は、算出し
た前記指標データに所定の係数を乗算する所定の演算処
理を行い、圧縮後のデータ量に対応する難度データを算
出する近似手段と、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算出手段とを有し、前記圧
縮手段は、前記非圧縮映像データに対して所定の圧縮処
理を行う圧縮処理手段と、前記所定の圧縮処理を行った
映像データを、外部から設定される量子化値で量子化
し、前記圧縮映像データを生成する量子化手段と、算出
した前記目標値に基づいて、前記量子化値を順次、調節
し、前記量子化手段に設定する量子化値調節・設定手段
とを有し、前記圧縮手段の前記量子化手段に設定される
前記量子化値の平均値と、生成した前記圧縮映像データ
のデータ量と、算出した前記指標データとに基づいて、
前記所定の係数を更新する前記係数更新手段をさらに有
する。

【００１０】好適には、前記目標値算出手段は、前記ピ
クチャータイプシーケンスの変更以前に、予め、前記所
定の圧縮単位に含まれるピクチャーが前記ピクチャータ
イプシーケンスの順番通りに圧縮されると予測して、圧
縮後のピクチャーの種類に応じた前記目標値を算出する
予測目標量算出手段と、前記ピクチャータイプシーケン
スの変更が実際にあった場合にのみ、圧縮後のピクチャ
ーの種類が変更された前記非圧縮映像データのピクチャ
ーの前記目標値を、変更後のピクチャーの種類に応じて
補正する目標量補正手段とを有する。

【００１１】好適には、前記指標データ算出手段は、圧
縮後にＩピクチャーとなるピクチャーの指標データとし
てフラットネス、イントラＡＣおよびアクティビティ
を、圧縮後にＰピクチャーまたはＢピクチャーとなるピ
クチャーの指標データとしてＭＥ残差を算出し、前記変
更手段は、前記非圧縮映像データの先頭のピクチャーが
Ｐピクチャーに圧縮される場合に、前記非圧縮映像デー
タの先頭のピクチャーがＩピクチャーに圧縮されるよう
に前記ピクチャータイプシーケンスを変更し、前記目標
量補正手段は、圧縮後のピクチャーの種類がＰピクチャ
ーからＩピクチャーに変更されるピクチャーの予め算出
された前記目標値を、圧縮後にＩピクチャーとなる場合
の当該ピクチャーの前記目標量に補正し、圧縮後のピク
チャーの種類がＩピクチャーからＰピクチャーに変更さ
れるピクチャーの予め算出された前記目標値を、圧縮後
にＰピクチャーとなる場合の当該ピクチャーの前記目標
量に補正する。

【００１２】好適には、前記係数更新手段は、前記圧縮
手段の前記量子化手段に設定される前記量子化値の平均
値と、生成した前記圧縮映像データのデータ量とに基づ
いてグローバルコンプレクシティを算出するグローバル
コンプレクシティ算出手段と、算出した前記グローバル
コンプレクシティと前記指標データとに基づいて、前記
所定の係数を算出する係数算出手段とを有する。

【００１３】好適には、前記係数算出手段は、圧縮後に
Ｉピクチャーとなるピクチャーのグローバルコンプレク
シティを、生成した前記フラットネス、イントラＡＣま
たはアクティビティで除算して、Ｉピクチャー用の前記
所定の係数を算出し、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グローバルコンプレクシテ
ィを、生成した前記ＭＥ残差で除算して、Ｐピクチャー
用の前記所定の係数およびＢピクチャー用の前記所定の
係数を算出する。

【００１４】本発明に係る映像データ圧縮装置は、例え
ば、編集処理により生成された複数の映像データが連続
的に接続された番組用の映像データ（編集映像データ）
を、所定の圧縮方法、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）が所定の順序に配列されたピクチャ
ータイプシーケンスの圧縮映像データに圧縮符号化し、
記録媒体の記憶容量あるいは伝送路の伝送容量に適合す
るデータ量の圧縮映像データを生成する。

【００１５】本発明に係る映像データ圧縮装置におい
て、並び替え手段は、非圧縮の編集映像データのピクチ
ャーを、ＭＰＥＧ方式により上記ピクチャータイプシー
ケンスの圧縮映像データを生成するために適した順番に
並び替える。この並び替え処理の結果として、編集映像
データに含まれる各非圧縮映像データ（各シーン）の先
頭のピクチャーは、必ず、ＩピクチャーまたはＰピクチ
ャーに圧縮されることになる。

【００１６】指標データ算出手段は、順番が並び替えら
れた編集映像データのピクチャーそれぞれの絵柄の複雑
（難しさ）さを示す指標データ（統計量）を生成する。
圧縮後にＩピクチャーとなるピクチャーの指標データと
しては、例えば、絵柄の平坦さを示す値として新たに定
義したフラットネス(flatness)、ＤＣＴ処理の処理単位
となる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イントラＡＣ、および、ＭＰＥ
Ｇ方式のエンコード方式として知られるテストモデル５
(TM5; test model5)等において、マクロブロックの量子
化値(MQUANT)の算出のためのアクティビティ(activity)
が用いられ、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指標データとしては、動き予測の予
測誤差量（ＭＥ残差）が用いられる。

【００１７】境界検出手段は、指標データ算出手段が算
出した指標データに基づいて、より具体的には、例え
ば、指標データにより近似した難度データ、あるいは、
ＭＰＥＧ方式のＴＭ５においてグローバルコンプレクシ
ティと呼ばれるデータの時間的な変化を検出する方法に
より、編集映像データに含まれるシーンの境界（シーン
チェンジ）部分を検出する。

【００１８】変更手段は、境界検出手段が検出したシー
ンチェンジ部分それぞれにおいて、シーンの先頭のピク
チャーがＰピクチャーに圧縮符号化される場合に、この
先頭のピクチャーがＩピクチャーに圧縮符号化されるよ
うにピクチャータイプシーケンスを変更する。このピク
チャータイプシーケンスの変更により、いずれのシーン
のピクチャーも、他のシーンのピクチャーへの参照なし
に圧縮符号化されることになる。さらに、変更手段は、
例えば、本来、Ｉピクチャーに圧縮符号化されるピクチ
ャーの内シーンの先頭に最も近いものを、Ｐピクチャー
に圧縮符号化されるようにピクチャータイプシーケンス
を変更してデータ量を減らし、シーンの先頭のピクチャ
ーがＩピクチャーに圧縮符号化されるように変更したこ
とによるデータ量の増加を補償する。

【００１９】目標量算出手段において、近似手段は、算
出した指標データが難度データに強い相関関係を有する
ことを利用して、指標データに所定の係数を乗算して重
み付けして所定の演算処理、例えば、一次関数による近
似を行って、絵柄の複雑さ（難しさ）を示す難度データ
を算出する。この難度データは、従来、例えば、非圧縮
映像データを予備的に圧縮符号化して実際に圧縮映像デ
ータを生成し、この圧縮映像データのデータ量を計数す
ることにより求められていたが、指標データで難度デー
タを近似することにより、難度データ算出のためのエン
コーダが不要になり、しかも、予備的な圧縮符号化に要
する処理時間が不要になる。

【００２０】算出手段は、算出した難度データに基づい
て、絵柄が複雑なピクチャーに多くのデータ量を割り当
て、絵柄が平坦なピクチャーに少ないデータ量を割り当
てるように、ピクチャーそれぞれの圧縮後のデータ量の
目標値を算出する。このように目標値を算出することに
より、圧縮後の映像の品質を高く保ちつつ、圧縮後のデ
ータ量を記録媒体の記録容量等に適合させる。

【００２１】ピクチャータイプシーケンスの変更は、圧
縮符号化処理の直前になされることが多いので、ピクチ
ャータイプシーケンスの変更後には、目標量の全てを算
出する時間がない場合がある。従って、目標量算出手段
において、予測目標量算出手段は、上記近似手段および
上記算出手段と同じ方法により、ピクチャータイプシー
ケンスの変更以前に、予め、所定の圧縮単位に含まれる
ピクチャーが、変更のないピクチャータイプシーケンス
通りの圧縮映像データに圧縮されると予測して目標値を
算出する。従って、予測目標量算出手段が算出する目標
値は、シーンチェンジがなく、通常のピクチャータイプ
シーケンスの圧縮映像データに圧縮されるピクチャーに
対しする目標値と同値となる。なお、上記所定の圧縮単
位は、データ量の制御（レート制御）の単位を意味し、
例えば、上記ピクチャータイプシーケンスそのものでも
よい。但し、この圧縮単位は、上記ピクチャータイプシ
ーケンスと異なり、必ずしもＩピクチャーから始まる必
要はない。

【００２２】目標量補正手段は、ピクチャータイプシー
ケンスの変更が実際にあった場合にのみ、圧縮後のピク
チャーの種類が変更された非圧縮映像データのピクチャ
ーの目標値を、変更後のピクチャーの種類に応じて補正
する。つまり、目標量補正手段は、本来、圧縮符号化す
るシーンの先頭のピクチャーが、Ｐピクチャーではなく
Ｉピクチャーに圧縮符号化されるように変更した場合に
は、この先頭のピクチャーに対する目標量の値を、Ｐピ
クチャーに対する値からＩピクチャーに対する値に補正
する。また逆に、目標量補正手段は、Ｉピクチャーでは
なくＰピクチャーに圧縮符号化されるように変更した場
合には、このピクチャーに対する目標量の値を、Ｉピク
チャーに対する値からＰピクチャーに対する値に補正す
る。

【００２３】圧縮手段は、例えばＭＰＥＧ方式により、
圧縮後に、複数の種類のピクチャー（Ｉピクチャーと、
ＰピクチャーおよびＢピクチャーの組み合わせと）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。圧縮手段において、圧縮処理手段は、非圧縮映像デ
ータに対して所定の圧縮処理、例えば、非圧縮映像デー
タのピクチャーを符号化に適した順番に並び替える処
理、および、離散的余弦変換（ＤＣＴ）処理を行う。

【００２４】量子化手段は、ＤＣＴ等の処理がなされた
映像データを、外部から設定される量子化値で量子化
し、圧縮映像データを生成する。なお、ＭＰＥＧ方式に
おいては、量子化後の映像データは、さらに、可変長符
号化され、圧縮映像データとされる。量子化調節・設定
手段は、算出された目標値に基づいて、量子化値を刻一
刻と調節し、量子化手段に設定する。このように、量子
化値を調節して量子化手段に設定し、設定された量子化
値により量子化手段が量子化処理を行うことにより、圧
縮映像データのデータ量は、目標値にほぼ等しくなる。

【００２５】係数更新手段は、例えば、圧縮手段が、１
つのピクチャーを圧縮するたびに、圧縮手段の量子化調
節・設定手段が量子化手段に設定する量子化値の平均値
と、圧縮映像データのデータ量とを乗算し、ＭＰＥＧ方
式のＴＭ５のグローバルコンプレクシティを算出し、こ
のグローバルコンプレクシティを、指標データ算出手段
が算出した指標データ（フラットネス、イントラＡＣ、
アクティビティおよびＭＥ残差）で除算して、難度デー
タの近似に用いられる重み付け係数を算出し、演算処理
に用いられる重み付け係数を更新する。この重み付け係
数の更新により、常に、映像データの絵柄に最適な重み
付け係数を用いることができ、指標データにより難度デ
ータを高い精度で近似することが可能になる。

【００２６】また、本発明に係る映像データ圧縮方法
は、連続する複数の非圧縮映像データを、所定の圧縮方
法により、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）を所定の順序で含むピ
クチャータイプシーケンスの圧縮映像データに圧縮する
映像データ圧縮方法であって、前記非圧縮映像データそ
れぞれの先頭のピクチャーが圧縮後にＩピクチャーまた
はＰピクチャーになるように、前記非圧縮映像データの
ピクチャーを前記所定の圧縮方法に適合する順番に並び
替え、並び替えた前記非圧縮映像データの複雑さを、ピ
クチャーごとに指標する指標データを算出し、算出した
前記指標データに基づいて、連続する複数の前記非圧縮
映像データの境界を検出し、検出した境界ごとに、いず
れの前記非圧縮映像データのピクチャーもが、他の前記
非圧縮映像データのピクチャーを参照せずに圧縮される
ように、前記ピクチャータイプシーケンスを変更し、算
出した前記指標データ、および、変更後の前記ピクチャ
ータイプシーケンスに基づいて、前記非圧縮映像データ
の圧縮後のデータ量の目標値を、所定の圧縮単位ごとに
算出し、前記非圧縮映像データを、前記所定の圧縮方法
により、圧縮後のデータ量がほぼ算出した前記目標値と
なるように、変更後の前記ピクチャータイプシーケンス
の圧縮映像データに圧縮する。

【００２７】

【発明の実施の形態】第１実施形態以下、本発明の第１の実施形態を説明する。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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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）の値および交流成分（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Ｔ_j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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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Ｔ_j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。

【００３８】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Ｔ_jに近づくように、
順次、量子化回路１６８に設定する量子化値Ｑ_j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Ｓ_j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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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Ｄ_j，Ｄ _j+1，Ｄ_j+2，
…，Ｄ_j+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。

【００４２】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Ｔ_jを算出し、算出した
目標データ量Ｔ_jを量子化制御回路１８０に設定する。

【００４３】

【数１】

【００４４】但し、式１において、Ｄ_j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。

【００４５】

【数２】

【００４６】

【数３】

【００４７】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Ｔ_j
に基づいて調節する量子化値Ｑ_j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Ｔ_j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。

【００４８】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Ｄ_j+1，Ｄ_j+2，Ｄ
_j+3，・・・，Ｄ_j+Lは、ホストコンピュータ２０によ
り既に算出されている。

【００４９】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Ｔ_j+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。

【００５０】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
Ｔ_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Ｔ_j+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Ｑ_k（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。

【００５１】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。

【００５２】第２実施形態第１の実施形態に示した簡易２パスエンコード方式によ
れば、実時間かつ、絵柄の難度に応じた適応的な非圧縮
映像データに対する圧縮符号化処理が可能である。しか
しながら、第１の実施形態に示した簡易２パスエンコー
ド方式を用いた場合、実時間性が厳しく要求される場合
には、ＦＩＦＯメモリ１６０の遅延時間を大きくするこ
とができず、真に適切な目標データ量Ｔ_jの算出が難し
く、圧縮映像データＶＯＵＴを伸長復号して得られる映
像の品質が低下してしまう可能性がある。

【００５３】第２の実施形態においては、第１の実施形
態に示した映像データ圧縮装置１（図１）を用い、ホス
トコンピュータ２０の処理内容を変更して、ＦＩＦＯメ
モリ１６０の遅延時間を長くしなくても適切な目標デー
タ量Ｔ_jの値を得ることができるように、非圧縮映像デ
ータをＬピクチャー分、予備的に圧縮符号化して得られ
た圧縮映像データの第ｊ番目のピクチャー〜第（ｊ＋Ｌ
−１）番目のピクチャーの実難度データＤ_j〜Ｄ_j+L-1
から、圧縮映像データの第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャー
〜第（ｊ＋Ｌ＋Ｂ）番目のピクチャー（Ｂは整数）の難
度データ（予測難度データ）Ｄ_j+L〜Ｄ_j+L+Bを算出
し、実際に得られた難度データＤ_j〜Ｄ_j+ _L-1（実難度
データ）および予測によって得られた難度データＤ’
_j+L〜Ｄ’_j+ _L+Bに基づいて、第１の実施形態に示した
簡易２パスエンコード方式よりも適切な目標データ量Ｔ
_jの値を得ることができる圧縮符号化方式（予測簡易２
パスエンコード方式）を説明する。

【００５４】まず、第２の実施形態で説明する予測簡易
２パスエンコード方式を概念的に説明する。予測簡易２
パスエンコード方式は、徐々に絵柄が難しくなってゆ
く、つまり、徐々に圧縮符号化時のＤＣＴ処理後の高い
周波数成分が多くなり、動きが速くなってゆく非圧縮映
像データの絵柄は、さらに難しくなってゆき、逆に、徐
々に絵柄が難しくなくなって（簡単になって）ゆく非圧
縮映像データの絵柄は、さらに簡単になってゆくであろ
うと予測可能であることを前提する。

【００５５】つまり、予測簡易２パスエンコード方式
は、ホストコンピュータ２０が、この前提に基づいて、
さらに絵柄が難しくなってゆくと予測される場合には、
さらに絵柄が難しいピクチャーに備えて、その時点で圧
縮符号化しているピクチャーに割り当てる目標データ量
を節約し、逆に、さらに絵柄が簡単になってゆくと予測
される場合には、その時点で圧縮符号化しているピクチ
ャーに割り当てる目標データ量を増やすようにエンコー
ダ１８に対する圧縮率の制御を行う。

【００５６】さらに、予測簡易２パスエンコード方式の
概念的な説明を続ける。映像データは、一般的に、時間
方向および空間方向について相関性が高く、映像データ
の圧縮符号化は、これらの相関性に着目し、冗長性を除
くことにより行われる。時間方向について相関性が高い
ということは、現時点の非圧縮映像データのピクチャー
の難度とそれ以降の非圧縮映像データのピクチャーの難
度とが近いということを意味する。また、難度の増減の
傾向も、現時点までの難度の増減の傾向がそれ以降も続
くことが多い。

【００５７】具体例を挙げると、カメラが静止状態から
ゆっくりとカメラを水平方向に回し初め、最後に一定の
回転速度で回転しながら、静止している物体を撮影する
場合の非圧縮映像データの絵柄を考える。最初はカメラ
が停止状態であるため、静止映像が撮影され、絵柄の難
度は低くなる。次に、カメラを回し始めて１〜２秒後に
一定の回転速度になると仮定すると、カメラを回し始め
て１〜２秒間は絵柄の難度は高くなる傾向を示す。この
状態を、映像データ圧縮装置１側から見ると、数ＧＯＰ
分の圧縮映像データを生成する間、入力される非圧縮映
像データの絵柄の難度が高くなる傾向が続くことにな
る。

【００５８】従って、この具体例に示したような場合に
は、非圧縮映像データの絵柄の難度が増大傾向を示した
場合に、それ以降の絵柄の難度が増大傾向を示すと予測
するのは妥当である。以下に説明する予測簡易２パスエ
ンコード方式は、このような難度および難度の増減傾向
の時間的相関性を積極的に利用して、圧縮映像データの
各ピクチャーに対して、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よりも適切な目標データ量
の割り当てを行おうとするものである。

【００５９】以下、第２の実施形態における映像データ
圧縮装置１の予測簡易２パスエンコードの動作を説明す
る。図５（Ａ）〜（Ｃ）は、第２の実施形態における映
像データ圧縮装置１の予測簡易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、第１の実施
形態においてと同様に、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５（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。

【００６０】ＦＩＦＯメモリ１６０は、第１の実施形態
においてと同様に、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１６２は、第１の実施形
態においてと同様に、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Ｄ
Ｃ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。ホストコンピュータ２０は、
エンコーダ１６２から入力されたこれらの値に基づい
て、実難度データＤ_jを順次、算出する。

【００６１】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５（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
番目のピクチャー（図５（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、第１の実
施形態においてと同様に、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５（Ｂ）のピクチャーｂ）を圧縮符号
化していることになる。

【００６２】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
−Ａ）番目〜第（ｊ＋Ｌ−１）番目のピクチャー（図５
（Ｂ）の範囲ｃ、但し、図５はＡ＝０の場合を示す）の
圧縮符号化を完了し、これらのピクチャーの圧縮符号化
後のデータ量、および、ＤＣＴ処理後の映像データのＤ
Ｃ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に対して出力している。ホストコンピュータ２０
は、エンコーダ１６２から入力されたこれらの値に基づ
いて、難度データ（実難度データ、図５（Ｂ）の範囲
ｄ）Ｄ_j-A，Ｄ_j-A+1，…，Ｄ_j，Ｄ_j+1，Ｄ_j+2，
…，Ｄ_j+L-1の算出を既に終了している。なお、Ａは整
数であり、正負を問わない。

【００６３】ホストコンピュータ２０は、実難度データ
Ｄ_j-A，Ｄ_j-a+1，…，Ｄ_j，Ｄ_j+ ₁，Ｄ_j+2，…，Ｄ
_j+L-1に基づいて、映像データＳ１２の第（ｊ＋Ｌ）番
目〜第（ｊ＋Ｌ＋Ｂ）番目のピクチャーの圧縮符号化後
の難度データ（予測難度データ、図５（Ｂ）の範囲ｅ）
Ｄ’_j+L，Ｄ’_j+L+1，Ｄ’_j+L+2，…，Ｄ’_j+L+Bを
予測し、下に示す式４により、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後の目標データ量Ｔ
_jを算出する。従って、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後の目標データ量Ｔ_jを算
出するために、実難度データと予測難度データとを含め
て、図５（Ｂ）の範囲ｃの（Ａ＋Ｌ＋Ｂ＋１）ピクチャ
ー分の難度データを用いることになる。なお、予測難度
データＤ _j’は、例えば、実難度データＤ_jを直線近似
し、近似により得られた直線を外挿する等の方法により
算出されうる。

【００６４】

【数４】

【００６５】なお、式４の各記号は、式１の各記号に同
じである。エンコーダ１８は、第１の実施形態と同様
に、ホストコンピュータ２０により量子化制御回路１８
０に設定された目標データ量Ｔ_jに基づいて、目標デー
タ量Ｔ_j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、ホストコンピュータ２０は、
図５（Ｂ）に示した動作と同様に、遅延映像データＳ１
６の第（ｊ＋１）番目のピクチャー（図５（Ｃ）のピク
チャーａ’）に対しても、映像データＳ１２の第（ｊ＋
Ｌ＋１）番目のピクチャー（図５（Ｃ）のピクチャー
ｂ’）以前の図５（Ｃ）の範囲ｄ’の実難度データＤ
_j-A+1，Ｄ_j-A+2，…，Ｄ_j，Ｄ_j+1，Ｄ_j+2，…，Ｄ
_j+L、および、図５（Ｃ）の範囲ｅ’に示す予測難度デ
ータ、Ｄ’_j+L+1，Ｄ’_j+L+2，Ｄ’_j+L+3，…，Ｄ’
_j+L+B+1、つまり、図５（Ｃ）の範囲ｃ’に示す実難度
データと予測難度データとに基づいて、遅延映像データ
Ｓ１６の第（ｊ＋１）番目のピクチャーの圧縮符号化後
の目標データ量Ｔ_j+1を算出する。エンコーダ１８は、
ホストコンピュータ２０が算出した目量データ量Ｔ_j+1
に基づいて、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、目標データ量Ｔ_j+1に近
いデータ量の圧縮符号化データＶＯＵＴを生成する。な
お、以上の映像データ圧縮装置１の予測簡易２パスエン
コード動作は、遅延映像データＳ１６の第（ｊ＋１）番
目のピクチャーに対しても同様である。

【００６６】以下、図６を参照して、第２の実施形態に
おける映像データ圧縮装置１の動作を整理して説明す
る。図６は、第２の実施形態における映像データ圧縮装
置１（図１）の動作を示すフローチャートである。図６
に示すように、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、
ホストコンピュータ２０は、式１等に用いられる数値
ｊ，Ｒ’₁を、ｊ＝−（Ｌ−１），Ｒ’₁＝(Bit rate
×(L+B))/Picture rate として初期化する。

【００６７】ステップ１０４（Ｓ１０４）において、ホ
ストコンピュータ２０は、数値ｊが０より大きいか否か
を判断する。数値ｊが０より大きい場合にはＳ１０６の
処理に進み、小さい場合にはＳ１１０の処理に進む。ス
テップ１０６（Ｓ１０６）において、エンコーダ１６２
は、映像データＳ１２の第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャー
を圧縮符号化し、実難度データＤ_j+Lを生成する。

【００６８】ステップ１０８（Ｓ１０８）において、ホ
ストコンピュータ２０は数値ｊをインクリメントする
（ｊ＝ｊ＋１）。ステップ１１０（Ｓ１１０）におい
て、ホストコンピュータ２０は、遅延映像データＳ１６
に第ｊ番目のピクチャーが存在するか否かを判断する。
第ｊ番目のピクチャーが存在する場合にはＳ１１２の処
理に進み、存在しない場合には圧縮符号化処理を終了す
る。

【００６９】ステップ１１２（Ｓ１１２）において、ホ
ストコンピュータ２０は、数値ｊが数値Ａよりも大きい
か否かを判断する。数値ｊが数値Ａよりも大きい場合に
はＳ１１４の処理に進み、小さい場合にはＳ１１６の処
理に進む。ステップ１１４（Ｓ１１４）において、ホス
トコンピュータ２０は、実難度データＤ_j-A〜Ｄ_j+L-1
に基づいて、予測難度データＤ’_j+L〜Ｄ’_j+L+Bを算
出する。ステップ１１６（Ｓ１１６）において、ホスト
コンピュータ２０は実難度データＤ₁〜Ｄ_j+L-1から、
予測難度データＤ’_j+L〜Ｄ’_j+L+Bを算出する。

【００７０】ステップ１１８（Ｓ１１８）において、ホ
ストコンピュータ２０は、式４を用いて目標データ量Ｔ
_jを算出し、エンコーダ１８の量子化制御回路１８０に
設定する。さらに、エンコーダ１８は、量子化制御回路
１８０に設定された目標データ量Ｔ_jに基づいて遅延映
像データＳ１６の第ｊ番目のピクチャーを圧縮符号化
し、第ｊ番目のピクチャーから実際に得られた圧縮映像
データのデータ量Ｓ_jをホストコンピュータ２０に対し
て出力する。ステップ１２０（Ｓ１２０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、エンコーダ１８からのデータ
量Ｓ_jを記憶し、さらに、映像データＳ１２の第（ｊ＋
Ｌ）番目のピクチャーの実難度データＤ_j+Lを出力す
る。

【００７１】ステップ１２２（Ｓ１２２）において、エ
ンコーダ１８は、遅延映像データＳ１６の第ｊ番目を圧
縮符号化して得られた圧縮映像データＶＯＵＴを外部に
出力する。ステップ１２４（Ｓ１２４）において、ホス
トコンピュータ２０は、ピクチャータイプに応じて、式
３中に用いられる数値Ｆ_j+Lを算出する。ステップ１２
６（Ｓ１２６）において、ホストコンピュータ２０は、
式３に示した演算（Ｒ’_j+1＝Ｒ’_j−Ｓ_j＋Ｆ_j+L）
を行う。

【００７２】以上説明したように、第２の実施形態に示
した映像データ圧縮装置１による予測簡易２パスエンコ
ードによれば、短時間で非圧縮映像データＶＩＮの絵柄
の難度を算出し、算出した難度に基づいて予測した難度
をさらに用いて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、簡易２パスエンコード方式に比
べて、より適切な目標データ量を圧縮映像データの各ピ
クチャーに割り当てることが可能である。従って、予測
簡易２パスエンコード方式による圧縮映像データを伸長
復号した場合、簡易２パスエンコード方式による圧縮映
像データを伸長復号した場合に比べて、より高品質な映
像を得ることができる。

【００７３】第３実施形態以下、本発明の第３の実施形態として、編集処理によ
り、複数の非圧縮映像データ（以下、非圧縮映像データ
をシーンとも記す）を連続的に接続して１つの非圧縮映
像データ（編集映像データ）とし、この複数のシーンか
らなる編集映像データを、第１の実施形態に示した映像
データ圧縮装置１（図１）を用いた簡易２パスエンコー
ド方式により圧縮符号化する方法を説明する。

【００７４】図７（Ａ）〜（Ｃ）は、第２の実施形態に
おける予測簡易２パスエンコード方式、および、第３の
実施形態における改良予測簡易２パスエンコード方式に
よる、シーンチェンジの前後のピクチャーに対する圧縮
符号化を示す図である。第２の実施形態に示した予測簡
易２パスエンコード方式は、図７（Ａ）に示すように入
力される映像データに含まれるピクチャー間の時間的な
相関性を利用し、圧縮映像データのピクチャーそれぞれ
のデータ量を予測する。しかしながら、図７（Ｂ）に示
すタイミングでシーンチェンジ(scene change)が生じた
場合、シーンチェンジの前後では、ピクチャー間に相関
性がないので、図７（Ｃ）に示すように、シーンチェン
ジの前の難度データに基づいてシーンチェンジの後のピ
クチャーに対する目標データ量Ｔ_jを算出することとな
り、第２の実施形態に示した予測簡易２パスエンコード
方式の効果を得ることができないばかりか、却って、伸
長復号後の映像の品質が悪化してしまう可能性がある。

【００７５】つまり、具体例を挙げると、予測簡易２パ
スエンコード方式において、絵柄が簡単なシーンが入力
されている間にシーンチェンジが生じ、絵柄が難しいシ
ーンに代わった場合、ホストコンピュータ２０は、シー
ンチェンジ後も、入力される編集映像データの難度デー
タの値を小さく予測するにも関わらず、実際には、絵柄
が難しいピクチャーが入力され、後のシーンの各ピクチ
ャーに割り当てるデータ量が不足してしまう。このよう
に、割り当てるデータ量が不足した場合、シーンチェン
ジ部分の圧縮映像データに著しい符号化歪みが生じ、伸
長復号して得られる映像の品質が著しく低下してしま
う。

【００７６】第３の実施形態に示す予測簡易２パスエン
コード方式（改良予測簡易２パスエンコード方式）は、
かかる観点からなされたものであって、シーンチェンジ
の前後等において編集映像データの時間的な相関性が失
われた場合に、編集映像データの時間的な相関性が失わ
れた部分に生じる難度データの予測に基づくデータ量の
割り当てに起因する悪影響を除去し、さらに、シーンチ
ェンジ直後のピクチャーに割り当てる符号量を精度よく
予測し、効率的な圧縮符号化を行うことを目的とする。

【００７７】この目的を達成するために、改良予測簡易
２パスエンコード方式は、第２の実施形態に示した映像
データ圧縮装置１（図１）を用いた予測簡易２パスエン
コード方式を改良し、シーンチェンジを検出し、圧縮映
像データのピクチャーに割り当てるデータ量の算出に用
いることができなくなったシーンチェンジ前の実難度デ
ータではなく、シーンチェンジ後に求めた実難度データ
を用いて、可能な限り正確に、その後の所定数のピクチ
ャーの難度を予測する。

【００７８】まず、図８および図９を参照して、改良予
測簡易２パスエンコード方式を概念的に説明する。図８
（Ａ）〜（Ｃ）は、エンコーダ制御部１２（図１）によ
る編集映像データのピクチャーの順序の入れ替え処理、
および、ホストコンピュータ２０によるピクチャーの種
類（ピクチャータイプ）の変更処理を示す図である。図
９は、編集映像データのシーンチェンジ部分付近の実難
度データの値の経時的な変化を例示する図である。な
お、図９において、Ｉピクチャー、Ｐピクチャーおよび
Ｂピクチャーは、編集映像データを圧縮符号化した後の
ピクチャータイプを示す。

【００７９】編集映像データのシーンチェンジが圧縮符
号化後にＰピクチャーとなるピクチャー（以下、「圧縮
符号化後にＰピクチャーとなるピクチャー」等を、単に
「Ｐピクチャー」等とも記す）で生じると、エンコーダ
制御部１２（図１）が、図８（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に編集映像データのピクチャーの順序を並び替えた映像
データＳ１２からエンコーダ１６２およびホストコンピ
ュータ２０が生成する実難度データＤ_jの値は、例え
ば、図９に示すように変化する。つまり、シーンチェン
ジの直後、編集映像データの先頭のＰピクチャーの実難
度データＤ_jは、このピクチャーから生成される圧縮映
像データのＰピクチャーが、前方のピクチャーを参照す
ることができないため増加し、Ｉピクチャーとほぼ、同
様の処理によって生成されることになる。従って、シー
ンの先頭のＰピクチャーの実難度データＤ_jの値は、例
えば、Ｉピクチャーの難度データＤ_jと同程度の値にな
る。

【００８０】従って、ホストコンピュータ２０は、エン
コーダ１６２が生成する圧縮映像データのピクチャータ
イプシーケンスに基づいて、実難度データＤ_jの値の経
時的な変化を監視し、例えば、Ｐピクチャーの実難度デ
ータＤ_jの値が、直前のＰピクチャーの実難度データＤ
_jの１．５倍以上になった場合、直前のＩピクチャーの
実難度データＤ_jの０．７倍以上になった場合、あるい
は、第２の実施形態に示した予測簡易２パスエンコード
方式においてと同じ方法でホストコンピュータ２０が予
測した値に比べ、実際の実難度データの値が１．５倍以
上になった場合に、そのＰピクチャーに対応する編集映
像データのピクチャーでシーンチェンジが生じたと判断
することができる。

【００８１】しかしながら、編集映像データのシーンチ
ェンジが圧縮符号化後にＩピクチャーとなるピクチャー
で生じると、ホストコンピュータ２０が生成する実難度
データＤ_jの値はほとんど変化しないことがあり、逆
に、シーンチェンジ後の編集映像データの絵柄が単純な
場合等には、かえって、実難度データＤ_jの値が減少す
る可能性がある。また、シーンチェンジ前の編集映像デ
ータの絵柄が複雑で、シーンチェンジ後の編集映像デー
タの絵柄が平坦である場合、あるいは、シーンチェンジ
前後の編集映像データに非常に動きが大きい場合等に
は、Ｐピクチャーの実難度データＤ_jの値が顕著に増加
しない場合がある。しかしながら、事実上、シーンチェ
ンジの直後は後方のピクチャーのみしか参照できないの
で、シーンチェンジ直後のＢピクチャーの実難度データ
Ｄ_jの値は、Ｐピクチャーの実難度データＤ_jの値と同
程度にまで増大する。

【００８２】従って、ホストコンピュータ２０は、実難
度データＤ_jの値の経時的な変化を監視し、例えば、Ｂ
ピクチャーの実難度データＤ_jの値が、直前のＢピクチ
ャーの実難度データＤ_jの１．５倍以上になった場合、
あるいは、予測した値と比べ実際の実難度データＤ_jの
値が１．５倍以上になった場合に、そのＢピクチャーの
直前のＩピクチャーおよびＰピクチャーに対応する編集
映像データのピクチャーでシーンチェンジが生じたと判
断することができる。なお、Ｐピクチャーの実難度デー
タＤ_jの変化に基づいてシーンチェンジを検出する方
法、および、Ｂピクチャーの実難度データＤ_jの変化に
基づいてシーンチェンジを検出する方法を併用すること
により、ホストコンピュータ２０は、シーンチェンジの
検出を確実に行うことができる。

【００８３】一方、シーンチェンジの発生により、編集
映像データのシーンチェンジ以前のピクチャーとシーン
チェンジ以降のピクチャーの相関性はなくなるので、第
２の実施形態に示した予測簡易２パスエンコード方式に
おけるシーンチェンジ以前の実難度データＤ_jを用い
た、シーンチェンジ以降のピクチャーに対する予測難度
データＤ’_jは意味を有さなくなる。しかしながら、編
集映像データのシーンチェンジ直後の数枚のピクチャー
は、それ以降のピクチャーと充分な相関性を有し、従っ
て、シーンチェンジ直後の数枚のピクチャーの実難度デ
ータＤ_jに基づいて、それ以降の所定枚数のピクチャー
の難度データＤ_jの値を予測することが可能である。

【００８４】さらに、第２の実施形態に示した予測簡易
２パスエンコード方式においては、式４に示したように
目標データ量Ｔ_jを算出する。従って、目標データ量Ｔ
_jを算出するためには、下に示す式５において定義され
る総和値Ｓｕｍ_jを用いればよく、必ずしも個々の予測
難度データＤ’_jを求める必要はない。

【００８５】

【数５】

【００８６】式５において定義した総和値Ｓｕｍ_jを用
いると、式４は、下に示す式６に書き換えることができ
る。

【００８７】

【数６】

【００８８】つまり、ホストコンピュータ２０は、個々
の予測難度データＤ’_jではなく、総和値Ｓｕｍ_jを予
測することができさえすれば、目標データ量Ｔ_jを算出
することができる。

【００８９】第３の実施形態における改良予測簡易２パ
スエンコード方式において、ホストコンピュータ２０
は、シーンチェンジ直後に生成した実難度データＤ_jに
基づいて総和値Ｓｕｍ_jを予測し、予測した総和値Ｓｕ
ｍ_jに基づいて、目標データ量Ｔ_jを精度よく算出す
る。続いて所定数の編集映像データのピクチャーが入力
される間、ホストコンピュータ２０は、その後に生成し
た実難度データＤ_jに基づいて、総和値Ｓｕｍ_jの値を
順次、補正する。さらに、ホストコンピュータ２０は、
シーンチェンジ以降、さらに所定数のピクチャーが入力
され、充分な数の実難度データＤ_jを生成した後には、
第２の実施形態に示した予測簡易２パスエンコード方式
においてと同じ方法により、目標データ量Ｔ_jを生成す
る。

【００９０】次に、第３の実施形態における映像データ
圧縮装置１（図１）の動作を説明する。なお、説明の簡
略化のために、第３の実施形態においても、図７に示し
たように、映像データ圧縮装置１は、第２の実施形態に
おいてと同じピクチャータイプシーケンス（Ｎ＝１５，
Ｍ＝３；Ｎは１ＧＯＰに含まれるピクチャー数、ＭはＰ
ピクチャーの間のＢピクチャー数）に編集映像データを
圧縮符号化し、第２の実施形態においてと同様に、１５
個のピクチャーの実難度データＤ_jから、次の１５個の
ピクチャーの予測難度データＤ’_jを生成する場合を例
に説明する。

【００９１】エンコーダ制御部１２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の処理を行い、例
えば、図８（Ａ）に示したピクチャータイプシーケンス
で入力される非圧縮映像データのピクチャーの順番を、
図８（Ｂ）に示すように、エンコーダ１６２およびエン
コーダ１８における圧縮符号化に適した順番、つまり、
Ｂピクチャーが直後のＩピクチャーまたはＰピクチャー
の後ろになる順番に入れ替えて、映像データＳ１２とし
てエンコーダ１６２およびＦＩＦＯメモリ１６０に対し
て出力する。従って、例えば、図８（Ａ）に示したよう
に、第１のシーンのデータと第２のシーンのデータとの
間のシーンチェンジがＢピクチャーに圧縮符号化される
べきピクチャーであっても、エンコーダ１６２およびエ
ンコーダ１８に入力される後ろのシーンの最初のピクチ
ャータイプは必ずＰピクチャーまたはＩピクチャーにな
る。ＦＩＦＯメモリ１６０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、例えば、入力される編
集映像データを１５ピクチャー分、遅延してエンコーダ
１８に対して出力する。

【００９２】エンコーダ１６２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、シーンチェンジの
有無にかかわらず、映像データＳ１２をピクチャータイ
プシーケンスＩ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，
Ｐ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂで圧縮符号化し、
実難度データＤ_jを生成してホストコンピュータ２０に
対して出力する。エンコーダ１６２が生成する実難度デ
ータＤ_jの値の経時的な変化は、例えば、図９に示した
ようになり、一般的に、シーンチェンジが発生した直後
の後ろのシーンの最初のＰピクチャーの実難度データの
値は、他のＰピクチャーの実難度データの値と比べて大
きくなる。

【００９３】ホストコンピュータ２０は、エンコーダ１
６２から入力される実難度データの値の経時的な変化を
監視し、第３の実施形態において上述したように、実難
度データＤ_jの値が、直前のＰピクチャーの実難度デー
タＤ_j-1の、例えば１．５倍（実用的には１．４倍〜
１．８倍の間の値とすると好適）以上の値を示すＰピク
チャーを検出する等の方法によりＰピクチャーでシーン
チェンジが発生したことを判断する。シーンチェンジを
検出した場合、ホストコンピュータ２０はさらに、図８
（Ｃ）に示したように、後ろのシーンの最初のＰピクチ
ャーを前のシーンの最後のピクチャーを参照しないＩピ
クチャーに変更し、前のシーンの最後のＩピクチャーを
Ｐピクチャーに変更するように、エンコーダ１８を制御
して編集映像データのシーンチェンジの前後の部分を圧
縮符号化する際のピクチャータイプシーケンスを変更さ
せる。

【００９４】なお、シーンチェンジが生じてもＩピクチ
ャー自体のデータ量には大きな変化は生じるとは限らな
い。しかし、ホストコンピュータ２０は、第３の実施形
態において上述したように、Ｂピクチャーの実難度デー
タの値の経時的な変化を監視し、例えば、直前のＢピク
チャーの実難度データの１．５倍の値の実難度データを
有するＢピクチャーを検出する等の方法により、Ｉピク
チャーでシーンチェンジが生じたことを判断することが
できる。

【００９５】図１０は、ホストコンピュータ２０が、編
集映像データにシーンチェンジが発生する場合に、実難
度データＤ₁〜Ｄ₁₅に基づいて予測難度データＤ’₁₆〜
Ｄ’ ₃₀を算出する方法、および、編集映像データにシー
ンチェンジが発生しない場合の予測難度データＤ’₁₆〜
Ｄ’₃₀を算出する方法を示す図である。ホストコンピュ
ータ２０は、編集映像データにシーンチェンジが発生し
ない場合には、エンコーダ１６２から得られたデータか
ら、図１０中に○印で示す実難度データＤ₁〜Ｄ₁₅を生
成し、生成した実難度データＤ₁〜Ｄ₁₅に基づいて、図
１０中に×印で示す予測難度データＤ’₁₆〜Ｄ’₃₀をピ
クチャーの種類（ピクチャータイプ）ごとに算出する。

【００９６】つまり、編集映像データにシーンチェンジ
が発生しない場合には、ホストコンピュータ２０は、Ｂ
ピクチャーの実難度データＤ₂，Ｄ₃，…，Ｄ₁₃，Ｄ₁₄
の値を、図１０中の点線Ａで直線近似して外挿し、Ｂピ
クチャーの予測難度データＤ’₁₆，Ｄ’₁₇，…，
Ｄ’₂₉，Ｄ’₃₀を生成し、Ｉピクチャーの実難度データ
Ｄ₄、および、必要に応じてこれ以前のＩピクチャーの
実難度データＤ_jの値を直線近似して外挿し、Ｉピクチ
ャーの予測難度データＤ’₁₈を生成し、Ｐピクチャーの
実難度データＤ₁，Ｄ₇，…，Ｄ₁₂、および、必要に応
じてこれ以前のＰピクチャーの実難度データＤ_jの値を
直線近似して外挿し、Ｐピクチャーの予測難度データ
Ｄ’₁₅，Ｄ’₂₁，…，Ｄ’₂₇を生成する。さらに、ホス
トコンピュータ２０は、これらの実難度データＤ_jおよ
び予測難度データＤ’_jを用いて、第２の実施形態に示
した予測簡易２パス方式により目標データ量Ｔ_jを算出
する。

【００９７】以下、ホストコンピュータ２０が、Ｐピク
チャーで編集映像データのシーンチェンジを検出した場
合の処理内容を、段階に分けて説明する。第１段階ホストコンピュータ２０が、Ｐピクチャーでシーンチェ
ンジが発生したことを検出した場合、図１０中に●で示
すＰピクチャーの実難度データＤ₁₅のみからでは、ピク
チャー間の動きの量等によって左右されるＢピクチャー
およびＰピクチャーの難度を予測することができない。
そこで、ホストコンピュータ２０は、予め実験等により
求められた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の値の比率（ｉ：ｐ：ｂ）を用い
て、式５に定義した総和値Ｓｕｍ_jを求める。

【００９８】つまり、ホストコンピュータ２０は、第
（ｊ＋１）番目（図１０においてはｊ＝１）のピクチャ
ーに対する目標データ量を算出するために、例えば、下
に示す予め求めた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の値の比率（ｉ：ｐ：ｂ）を
用いた式７に、シーンチェンジが生じたＰピクチャーの
実難度データＤ_j+15を代入して、第（ｊ＋１）番目のピ
クチャーに対する目標データ量Ｔ_j+1の算出に用いる総
和値Ｓｕｍ_j+1を予測し、さらに、予測した総和値Ｓｕ
ｍ_j+1を式４に代入して、第（ｊ＋１）番目のピクチャ
ーに対する目標データ量Ｔ_j+1を算出する。

【００９９】

【数７】

【０１００】式７においては、シーンチェンジが発生し
たＰピクチャーの実難度データＤ_j+ ₁₅の値が、第３の実
施形態において上述したように、直後のＩピクチャーの
実難度データＤ_j+18と等しいことを前提とし、ホストコ
ンピュータ２０が、予め求めた比率（ｉ：ｐ：ｂ）、お
よび、１ＧＯＰに含まれるＩピクチャー、Ｐピクチャー
およびＢピクチャーの枚数を乗じた係数を、シーンチェ
ンジ後に最初に算出したＰピクチャーの実難度データＤ
_j+15に乗算し、さらに、所定の定数αを加算して総和値
Ｓｕｍ_j+1を算出することを意味している。

【０１０１】なお、式７においては、定数αは、実験等
により予め求められる所定の値をとり、図１０中の第
（ｊ＋１５）番目のＰピクチャーの直後、つまり、シー
ンチェンジ直後の第（ｊ＋１６）番目および第（ｊ＋１
７）番目のＢピクチャーが、前方予測または後方予測の
みにより生成されるために、他のＢピクチャーに比べて
データ量が多いことを見越したマージンとしての意味を
有する。

【０１０２】ホストコンピュータ２０が、式７により求
めた総和値Ｓｕｍ_jを用いて、第（ｊ＋１５）番目〜第
（ｊ＋３０）番目の難度データの直線予測を変更したと
仮定すると、予測難度データＤ’_j+15〜Ｄ’_j+30の値
は、シーンチェンジにより増加し、図１０中に点線Ｂで
示した値になる。ただし、目標データ量Ｔ_jの算出のた
めには総和値Ｓｕｍ_jの値のみを予測すればよく、ま
た、後述するように、定数αの値は、第（ｊ＋２）番目
のピクチャーに対する総和値Ｓｕｍ_j+1を算出する際に
補正されるので、ホストコンピュータ２０は、シーンチ
ェンジが発生しない場合と異なり、シーンチェンジが発
生した場合、難度データの予測をピクチャーの種類（ピ
クチャータイプ）別に敢えて行わない。

【０１０３】第２段階ホストコンピュータ２０が、第（ｊ＋２）番目のピクチ
ャーに対する目標データ量Ｔ_j+2を算出する際には、第
（ｊ＋１６）番目のＢピクチャーの実難度データＤ_j+16
が算出されている。図１０に示した例においては、第
（ｊ＋１６）番目のＢピクチャーは、後ろのシーンに属
するが、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、エンコー
ダ制御部１２がピクチャーの順序を入れ替えているた
め、第（ｊ＋１６）番目のＢピクチャーが、前のシーン
に属している可能性があり、また、前方予測または後方
予測のみにより生成されているため、ホストコンピュー
タ２０は、第（ｊ＋１６）番目のＢピクチャーの実難度
データＤ_j+16を、第（ｊ＋２）番目のピクチャーに対す
る目標データ量Ｔ_j+2を算出する際の総和値Ｓｕｍ_j+2
の予測に用いることはできない。

【０１０４】しかしながら、式７において、定数αとし
てマージンを考慮した２枚のＢピクチャーの内の最初の
１枚のＢピクチャーの実難度データＤ_j+16の値を用い
て、式７の定数αを補正することは可能である。そこ
で、ホストコンピュータ２０は、下に式８として示すよ
うに、式７の定数αを、実難度データＤ_j+16に基づいて
補正して定数α’を算出し、さらに精度が高い総和値Ｓ
ｕｍ_j+2を予測することができる。ホストコンピュータ
２０は、予測した総和値Ｓｕｍ_j+2を式４に代入して、
第（ｊ＋２）番目のピクチャーに対する目標データ量Ｔ
_j+2を算出する。

【０１０５】

【数８】

【０１０６】第３段階ホストコンピュータ２０が、第（ｊ＋３）番目のピクチ
ャーに対する目標データ量Ｔ_j+3を算出する際には、第
（ｊ＋１７）番目のＢピクチャーの実難度データＤ_j+17
が算出されている。従って、式７において、定数αとし
てマージンを考慮した２枚のＢピクチャーの両方、つま
り、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示したピクチャータイプシー
ケンスにおいて、ＩピクチャーおよびＰピクチャーに挟
まれる１組のＢピクチャー全ての実難度データＤ_j+16，
Ｄ_j+16の値が判明したので、下に式９として示すよう
に、式７の定数αあるいは式８の定数α’は不要にな
る。

【０１０７】

【数９】

【０１０８】第４段階ホストコンピュータ２０が、第（ｊ＋４）番目のピクチ
ャーに対する目標データ量Ｔ_j+3を算出する際には、第
（ｊ＋１８）番目のＩピクチャーの実難度データＤ_j+18
が算出されている。この段階で、図１０に示した例にお
いては、シーンチェンジ以降の全ての種類（ピクチャー
タイプ）のピクチャーの実難度データＤ _iの値が判明す
る。そこで、式７〜式９において用いられた予め求めら
れた比率（ｉ：ｐ：ｂ）の値を、ホストコンピュータ２
０が実際に算出したＩピクチャーの実難度データ
Ｄ_j+18、Ｐピクチャーの実難度データＤ_j+15およびＰピ
クチャーの実難度データＤ_j+16（Ｄ_j+17）に置き換える
ことが可能になる。

【０１０９】このように、ホストコンピュータ２０は、
予め求めた比率（ｉ：ｐ：ｂ）を、実際の比率
〔Ｄ_j+18：Ｄ_j+15：Ｄ_j+16（Ｄ_j+17）〕に置換した式９
を用いて、さらに精度よく総和値Ｓｕｍ_j+18を予測し、
式４に代入して第（ｊ＋４）番目のピクチャーに対する
目標データ量Ｔ_j+4を算出する。

【０１１０】第５段階第４段階と同様に、第（ｊ＋５）番目以降の数枚（例え
ば６〜９枚）のピクチャーに対する目標データ量Ｔ_j+3
を算出し、予測難度データＤ’_iの算出に充分な数量の
実難度データＤ_iが得られた後は、ホストコンピュータ
２０は、シーンチェンジが発生しない場合と同様に、直
線近似により予測難度データＤ’_iを算出し、算出した
予測難度データＤ’_iを式４に代入して、目標データ量
Ｔ_iを算出する。

【０１１１】ホストコンピュータ２０が、第３の実施形
態において上述したように、Ｉピクチャーの実難度デー
タＤ_iの変化に基づいて、Ｉピクチャーでシーンチェン
ジが発生したと判断した場合、Ｐピクチャーでシーンチ
ェンジが発生したと判断した場合と同じ処理、つまり、
上述した第１段階〜第５段階の処理を行うことにより、
各ピクチャーに対する目標データ量Ｔ_iを算出すること
ができる。

【０１１２】一方、ホストコンピュータ２０が、第３の
実施形態において上述したように、Ｂチャネルの実難度
データＤ_iの値の変化に基づいて、Ｉピクチャーでシー
ンチェンジが発生したと判断した場合、ホストコンピュ
ータ２０は、Ｐピクチャーでシーンチェンジが発生した
と判断した場合における第１段階または第２段階の処理
を行うことができない。従って、Ｂチャネルの実難度デ
ータＤ_iの値の変化に基づいてＩピクチャーでシーンチ
ェンジが発生したと判断した場合、ホストコンピュータ
２０は、Ｐピクチャーでシーンチェンジが発生したと判
断した場合における第２段階または第３段階の処理を行
い、各ピクチャーに対する目標データ量Ｔ_iを算出す
る。

【０１１３】以上説明した総和値Ｓｕｍ_iの予測および
目標データ量Ｔ_iの算出に係る処理の内容を、フローチ
ャートを参照して、さらに説明する。図１１および図１
２は、第３の実施形態における改良予測簡易２パスエン
コード方式における総和値Ｓｕｍ_iの予測および目標デ
ータ量Ｔ_iの算出に係る処理内容を示すフローチャート
図である。

【０１１４】なお、図１１および図１２において、デー
タＳＣ＿Ｆｌａｇは、過去１５ピクチャー以内にシーン
チェンジが生じている場合にはシーンチェンジの位置を
示し、これ以外の場合には０に設定される。また、デー
タＩ＿Ｆｌａｇの値は、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示したピ
クチャータイプシーケンスにおいて、Ｉピクチャーの直
後、３ピクチャーに対する処理が終了するまでは１とな
り、それ以外の場合には０になる。また、係数Ｉｔｈ
１，Ｉｔｈ２，Ｐｔｈ，Ｂｔｈは、シーンチェンジの検
出の際に、それぞれＩピクチャー、Ｐピクチャーおよび
Ｂピクチャーの値を判断するために用いる係数を示す。

【０１１５】図１１に示すように、ステップ１００（Ｓ
１００）において、ホストコンピュータ２０は、エンコ
ーダ１６２から所定のデータを得て、実難度データＤ_i
を生成する。ステップ１０２（Ｓ１０２）において、ホ
ストコンピュータ２０は、データＳＣ＿Ｆｌａｇの値が
０であるか否かを判断する。データＳＣ＿Ｆｌａｇの値
が０である場合にはＳ２００（図１２）の処理に進み、
０でない場合にはＳ１０４の処理に進む。

【０１１６】ステップ１０４（Ｓ１０４）において、ホ
ストコンピュータ２０は、第ｉ番目のピクチャーの種類
（ピクチャータイプ）を判断し、第ｉ番目のピクチャー
がＢピクチャー、Ｐピクチャー、Ｉピクチャーである場
合には、それぞれＳ１０６，Ｓ１２０，Ｓ１２８の処理
に進む。ステップ１０６（Ｓ１０６）において、ホスト
コンピュータ２０は、データＩ＿Ｆｌａｇの値が０であ
るか否かを判断する。データＩ＿Ｆｌａｇの値が０であ
る場合にはＳ１１０の処理に進み、０でない場合にはＳ
１０８の処理に進む。ステップ１０８（Ｓ１０８）にお
いて、ホストコンピュータ２０は、Ｂピクチャーの実難
度データＤ_iが予測難度データＤ’_i×Ｂｔｈより大き
いか否かを判断し、大きい場合にはＳ１１２の処理に進
み、小さい場合にはＳ１１０の処理に進む。

【０１１７】ステップ１１０（Ｓ１１０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、シーンチェンジが発生しない
場合と同じ処理を行って、予測難度データＤ’_iを算出
する。ステップ１１２（Ｓ１１２）において、ホストコ
ンピュータ２０は、データＳＣ＿Ｆｌａｇの値を１にす
る。ステップ１１４（Ｓ１１４）において、ホストコン
ピュータ２０は、第ｉ番目のピクチャーが、シーンチェ
ンジ後の１枚目のＢピクチャーである場合には、式８に
より総和値Ｓｕｍ_iを算出し、シーンチェンジ後の２枚
目のＢピクチャーである場合には、式９により総和値Ｓ
ｕｍ_iを算出する。

【０１１８】ステップ１１６（Ｓ１１６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、予測した総和値Ｓｕｍ_iまた
は予測難度データＤ’_iを式４に代入して、第ｉ番目の
ピクチャーに対する目標データ量Ｔ_i（target bit) を
算出する。ステップ１１８（Ｓ１１８）において、ホス
トコンピュータ２０は、データｉをインクリメントす
る。

【０１１９】ステップ１２０（Ｓ１２０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、Ｐピクチャーの実難度データ
Ｄ_iが予測難度データＤ’_i×Ｐｔｈより大きいか否か
を判断し、大きい場合にはＳ１２２の処理に進み、小さ
い場合にはＳ１１０の処理に進む。ステップ１２２（Ｓ
１２２）において、ホストコンピュータ２０は、データ
ＳＣ＿Ｆｌａｇにデータｉを代入する。ステップ１２４
（Ｓ１２４）において、ホストコンピュータ２０は、デ
ータＩ＿Ｆｌａｇの値を０にする。ステップ１２６（Ｓ
１２６）において、ホストコンピュータ２０は、式７を
用いて、総和値Ｓｕｍ_iを予測する。

【０１２０】ステップ１２８（Ｓ２２０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、Ｉピクチャーの実難度データ
Ｄ_iが予測難度データＤ’_i×Ｉｔｈ１〜予測難度デー
タＤ’_i×Ｉｔｈ２の範囲外か否かを判断し、範囲外の
場合にはＳ１３０の処理に進み、範囲内の場合にはＳ１
１０の処理に進む。ステップ１３０（Ｓ１３０）におい
て、ホストコンピュータ２０は、データＳＣ＿Ｆｌａｇ
にデータｉを代入する。ステップ１３２（Ｓ１３２）に
おいて、ホストコンピュータ２０は、データＩ＿Ｆｌａ
ｇの値を１にして、Ｓ１２６の処理に進む。

【０１２１】図１２に示すように、ステップ２００（Ｓ
２００）において、ホストコンピュータ２０は、データ
ｉからデータＳＣ＿Ｆｌａｇを減算した値が１，２，３
〜９，９以上である場合にそれぞれ、Ｓ２０２，Ｓ２０
４，Ｓ２０６，Ｓ２１０の処理に進む。ステップ２０２
（Ｓ２０２）において、ホストコンピュータ２０は、式
８により総和値Ｓｕｍ_iを予測し、Ｓ１１６（図１１）
の処理に進む。ステップ２０４（Ｓ２０４）において、
ホストコンピュータ２０は、式９により総和値Ｓｕｍ_i
を予測し、Ｓ１１６（図１１）の処理に進む。

【０１２２】ステップ２０６（Ｓ２０６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、式９の於ける予め求めた比率
（ｉ：ｐ：ｂ）を、算出した実難度データに置換する。
ステップ２０８（Ｓ２０８）において、ホストコンピュ
ータ２０は、比率（ｉ：ｐ：ｂ）を、算出した実難度デ
ータに置換した式９を用いて、総和値Ｓｕｍ_iを予測す
る。

【０１２３】ステップ２１０（Ｓ２１０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、ピクチャー（ｉ−ＳＣ＿Ｆｌ
ａｇ）枚分の実難度データを用いて、直線近似を行い、
総和値Ｓｕｍ_i（予測難度データＤ’_i）を算出する。
ステップ２１２（Ｓ２１２）において、ホストコンピュ
ータ２０は、（ｉ−ＳＣ＿Ｆｌａｇ）＝１５であるか否
かを判断する。（ｉ−ＳＣ＿Ｆｌａｇ）＝１５である場
合にはＳ２１４の処理に進み、（ｉ−ＳＣ＿Ｆｌａｇ）
＝１５でない場合にはＳ１１０（図１１）の処理に進
む。

【０１２４】ホストコンピュータ２０は、以上説明した
処理により生成した目標データ量Ｔ _jを、エンコーダ１
８の量子化制御回路１８０に設定する。エンコーダ１８
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、ホストコンピュータ２０から設定された目標デー
タ量Ｔ_jに基づいて、図８（Ｃ）に示すように、後ろの
シーンの最初のＰピクチャーが、前のシーンの最後のピ
クチャーを参照しないように、Ｉピクチャーに変更し、
前のシーンの最後のＩピクチャーをＰピクチャーに変更
して圧縮符号化し、圧縮映像データＶＯＵＴとして出力
する。

【０１２５】以上、第３の実施形態に示した改良予測簡
易２パスエンコード方式によれば、シーンチェンジやカ
メラフラッシュ等を含む映像データにより多くのデータ
量を割り当てて圧縮符号化可能である上に、シーンチェ
ンジやカメラフラッシュの前後に発生する符号化歪みを
顕著に低減することができる。従って、第３の実施形態
に示した改良予測簡易２パスエンコード方式によって生
成した圧縮映像データを伸長復号して得られる映像の品
質を向上させることができる。

【０１２６】なお、第３の実施形態においては、Ｎ＝１
５，Ｍ＝３のピクチャーシーケンスに対する処理に適合
する式７〜式９を例示したが、式７〜式９を適切に変更
する（式７〜式９中の係数４，１０をピクチャーシーケ
ンスに合わせて変更する）ことにより、他のピクチャー
シーケンスに対しても、改良予測簡易２パスエンコード
を適用することができる。

【０１２７】第４実施形態以下、本発明の第４の実施形態として、第３の実施形態
に示した改良予測簡易２パスエンコード方式のシーンチ
ェンジ検出方法の変形例を説明する。まず、本発明の第
４の実施形態におけるシーンチェンジ検出方法の原理を
説明する。

【０１２８】映像データ圧縮装置１（図１）が、シーン
チェンジ付近の編集映像データから、第２の実施形態お
よび第３の実施形態にそれぞれ示した予測簡易２パスエ
ンコード方式および改良予測簡易２パスエンコード方式
において、映像データのピクチャー間の時間的相関性を
用いて生成される予測難度データＤ_j’は、実難度デー
タＤ_j-1以前の映像データの難度の変化の傾向をよく反
映しており、その実難度データＤ_jとの誤差は、シーン
チェンジがないかぎり非常に少なくなる。例えば、図１
０に示した場合においては、予測難度データＤ₁₆’は、
１５個の実難度データＤ₁〜Ｄ₁₅に基づいて、これらの
１つ先のピクチャーの難度を予測した値であり、シーン
チェンジがない場合には、精度が非常に高いと期待でき
る。

【０１２９】図１３は、シーンチェンジがＰピクチャー
で生じた場合に、その前後における実難度データＤ
_j（○印）と予測難度データＤ’_j（×印）との関係
を、圧縮符号化の順に例示する図である。一方、図１３
に示すように、シーンチェンジがＰピクチャーで生じた
場合、シーンチェンジ直後のＰピクチャーの実難度デー
タＤ_jは、多くの場合、前方のピクチャーを参照した圧
縮符号化ができなくなるために、予測難度データＤ_j’
よりも大幅に大きな値となる。

【０１３０】逆に、シーンチェンジ部分のＰピクチャー
の実難度データＤ_jは、例えば、シーンチェンジ前の絵
柄に比べて、シーンチェンジ後の絵柄が平坦である場合
等には、予測難度データＤ_j’よりも大幅に小さな値と
なる場合もある。また、シーンチェンジ直後のＢピクチ
ャーの実難度データＤ_jの値は、後方のピクチャーのみ
を参照して圧縮符号化されるために、予測難度データＤ
_j’に比べて大幅に、例えばＰピクチャー並みに大きく
なる。

【０１３１】図１４は、シーンチェンジがＩピクチャー
で生じた場合に、その前後における実難度データＤ
_j（○印）と予測難度データＤ’_j（×印）との関係
を、圧縮符号化の順に例示する図である。また、図１４
に示すように、シーンチェンジが、第ｊ（１６）番目の
Ｉピクチャーで生じた場合、シーンチェンジ前後のＩピ
クチャーには時間的相関関係がないので、シーンチェン
ジ直後のＩピクチャーの予測難度データＤ_j’と実難度
データＤ_jとの間に誤差が生じる。

【０１３２】しかしながら、Ｉピクチャーは、元々、他
のピクチャーを参照せずに圧縮符号化されるので、Ｐピ
クチャーでシーンチェンジが生じた場合に比べて、予測
難度データＤ_j’と実難度データＤ_jとの差は少ない。
一方、シーンチェンジ直後のＢピクチャーの実難度デー
タＤ_jの値は、Ｐフレームでシーンチェンジが生じた場
合と同様に、予測難度データＤ_j’に比べて大幅に大き
くなる。

【０１３３】このように、ＰピクチャーおよびＩピクチ
ャーの予測難度データＤ_j’と難度データＤ_jの値に大
きな誤差が生じない場合であっても、Ｂピクチャー自体
の予測難度データＤ_j’と難度データＤ_jの値に大きな
誤差が生じた場合には、その直前のＩピクチャーまたは
Ｐピクチャーでシーンチェンジが生じたと判断すること
ができる。

【０１３４】第４の実施形態に示すシーンチェンジ検出
方法は、以上説明した実難度データＤ_jと予測難度デー
タＤ_j’との関係を利用しており、第３の実施形態にそ
れぞれ示した改良簡易２パスエンコード方式において、
より正確にシーンチェンジの検出を可能とする。つま
り、第４の実施形態に示すシーンチェンジ検出方法は、
第３の実施形態に示した映像データ圧縮装置１を用いた
改良予測簡易２パスエンコード方式において、予測難度
データＤ_j’と実難度データＤ_jとの値を比較してシー
ンチェンジを正確に検出するようになっている。

【０１３５】具体的には、第４の実施形態におけるシー
ンチェンジの検出は、Ｉピクチャーの実難度データＤ_jI
に対する予測難度データＤ_jI’の比の値（Ｄ_jI／
Ｄ_jI’）、および、Ｐピクチャーの実難度データＤ_jpに
対する予測難度データＤ_jp’の比の値（Ｄ_jp／Ｄ_jp’）
が、所定の閾値の範囲外にある場合〔Ｔｈ_I1＜（Ｄ_j／
Ｄ_j’）または（Ｄ_jP／Ｄ_jP’）＜Ｔｈ_I2，Ｔｈ_p1＜
（Ｄ_jP／Ｄ_jP’）または（Ｄ_j／Ｄ_j’）＜Ｔｈ_p2。た
だし、Ｔｈ_I1＞１＞Ｔｈ_I2＞０，Ｔｈ_p1＞１＞Ｔｈ_p2＞
０〕には、シーンチェンジの発生をそのピクチャーで検
出する。但し、通常、ＰピクチャーのＰピクチャーの実
難度データＤ_jpに対する予測難度データＤ_jp’の比の値
（Ｄ_jp／Ｄ_jp’）が、加減値Ｔｈ_P2以下になることは殆
どない。

【０１３６】また、第４の実施形態におけるシーンチェ
ンジ検出方法は、ＩピクチャーおよびＰピクチャーの実
難度データＤ_jI，Ｄ_jPに対する予測難度データＤ_jI’，
Ｄ_jP’の比の値が、上記所定の閾値の範囲内である場合
であっても、Ｂピクチャーの実難度データＤ_jBに対する
予測難度データＤ_jB’の比の値（Ｄ_jB／Ｄ_jB’）が、所
定の範囲外にある場合に〔Ｔｈ_B＜（Ｄ_jB／Ｄ_jB’）。
但し、Ｔｈ_B＞１〕、シーンチェンジの発生を、そのＢ
ピクチャーの直前のＩピクチャーまたはＰピクチャーで
シーンチェンジが生じたと検出する。

【０１３７】次に、第４の実施形態における映像データ
圧縮装置１（図１）の動作を説明する。エンコーダ制御
部１２は、第１の実施形態〜第３の実施形態においてと
同様に、非圧縮映像データのピクチャーを、例えば、図
８（Ａ）に示した順番から図８（Ｂ）に示した順番に入
れ替える。ＦＩＦＯメモリ１６０は、第１の実施形態〜
第３の実施形態においてと同様に、例えば、入力される
編集映像データを１５ピクチャー分、遅延する。エンコ
ーダ１６２は、第１の実施形態〜第３の実施形態におい
てと同様に、シーンチェンジの有無にかかわらず、映像
データＳ１２を圧縮符号化し、実難度データＤ_jを生成
する。

【０１３８】ホストコンピュータ２０は、エンコーダ１
６２から入力される実難度データＤ _jと予測難度データ
Ｄ_j’とを比較し、第４の実施形態において上述したよ
うに、ＰピクチャーおよびＩピクチャーの予測難度デー
タＤ_j’の実難度データＤ_jに対する比の値、および、
Ｂピクチャーの予測難度データＤ_j’の実難度データＤ
_jに対する比の値が、上記所定の範囲外となる位置でシ
ーンチェンジが発生したことを検出する。

【０１３９】シーンチェンジを検出した場合、ホストコ
ンピュータ２０はさらに、第３の実施形態においてと同
様に、後ろのシーンの最初のＰピクチャーを前のシーン
の最後のピクチャーを参照しないＩピクチャーに変更し
（図８（Ｃ））、前のシーンの最後のＩピクチャーをＰ
ピクチャーに変更するように、ピクチャータイプシーケ
ンスを変更させる。

【０１４０】ホストコンピュータ２０は、第３の実施形
態においてと同様に、編集映像データにシーンチェンジ
が発生しない場合には、エンコーダ１６２から得られた
データから実難度データＤ_jを生成し、予測難度データ
Ｄ’₁₆〜Ｄ’₃₀をピクチャータイプごとに算出する。ま
た、ホストコンピュータ２０は、シーンチェンジが発生
した場合には、シーンチェンジ前後でピクチャーの相関
性がなくなるので、第３の実施形態においと同様に、シ
ーンチェンジ直後の所定数枚のピクチャーの実難度デー
タＤ_jから、式６により、総和値Ｓｕｍ_j（式５）を算
出し、算出した総和値Ｓｕｍ_jに基づいて、目標データ
量Ｔ_jを算出する。エンコーダ１２は、圧縮符号化後の
データ量が、ホストコンピュータ２０が生成した目標デ
ータ量Ｔ_jが示す値に近くなるように遅延された非圧縮
映像データＳ１６を圧縮符号化し、圧縮映像データＶＯ
ＵＴとして出力する。

【０１４１】以下、フローチャートを参照して、第４の
実施形態に示した映像データ圧縮装置１のホストコンピ
ュータ２０によるシーンチェンジ検出処理の内容をさら
に説明する。図１５は、第４の実施形態における映像デ
ータ圧縮装置１（図１）のホストコンピュータ２０によ
るシーンチェンジ検出処理の内容を示すフローチャート
図である。

【０１４２】図１５に示すように、ステップ３００（Ｓ
３００）において、ホストコンピュータ２０は、第ｊ番
目の実難度データＤ_jを算出する。ステップ３０２（Ｓ
３０２）において、ホストコンピュータ２０は、第ｊ番
目のピクチャーがあるか否かを判断する。第ｊ番目のピ
クチャーがある場合には、Ｓ３０４の処理に進み、ない
場合には処理を終了する。ステップ３０４（Ｓ３０４）
において、ホストコンピュータ２０は、第ｊ番目のピク
チャーのピクチャータイプを判断する。第ｊ番目のピク
チャーのピクチャータイプがＢピクチャー、Ｉピクチャ
ーまたはＰピクチャーである場合、それぞれ、Ｓ３０
６，Ｓ３１６，Ｓ３２０の処理に進む。

【０１４３】ステップ３０６（Ｓ３０６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、数値Ｂ＿ｃｏｕｎｔをインク
リメントする。ステップ３０８（Ｓ３０８）において、
ホストコンピュータ２０は、数値Ｂ＿ｃｏｕｎｔの値が
１であるか否かを判断する。数値Ｂ＿ｃｏｕｎｔの値が
１である場合には、Ｓ３１２の処理に進み、数値Ｂ＿ｃ
ｏｕｎｔの値が１でない場合には、Ｓ３１０の処理に進
む。

【０１４４】ステップ３１０（Ｓ３１０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、シーンチェンジが発生しなか
ったと判断する。ステップ３１２（Ｓ３１２）におい
て、ホストコンピュータ２０は、Ｂピクチャーから生成
した予測難度データＤ_j’と実難度データＤ_jとの比の
値を算出し、Ｄ_j＞Ｔｈ_B×Ｄ_j’（Ｄ_jB／Ｄ_jB’＞Ｔ
ｈ_B）であるか否かを判断する。Ｄ _j＞Ｔｈ_B×Ｄ_j’
である場合、Ｓ３１０の処理に進み、Ｄ_j＞Ｔｈ_B×Ｄ
_j’でない場合、Ｓ３１４の処理に進む。ステップ３１
４（Ｓ３１４）において、ホストコンピュータ２０は、
直前のＩピクチャーまたはＰピクチャー〔第（ｊ−１）
番目のピクチャー〕でシーンチェンジが発生したと判定
する。

【０１４５】ステップ３１６（Ｓ３１６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、数値Ｂ＿ｃｏｕｎｔの値をゼ
ロクリアする。ステップ３１８（Ｓ３１８）において、
ホストコンピュータ２０は、Ｐピクチャーから生成した
予測難度データＤ_j’と実難度データＤ_jとの比の値を
算出し、Ｄ_j＞Ｔｈ_P1×Ｄ_j’またはＤ_j＜Ｔｈ_P2×Ｄ
_j’であるか否かを判断する。Ｄ_j＞Ｔｈ_P1×Ｄ_j’ま
たはＤ_j＜Ｔｈ_P2×Ｄ_j’である場合、Ｓ３２４の処理
に進み、Ｄ_j＞Ｔｈ_P1×Ｄ_j’またはＤ_j＜Ｔｈ_P2×Ｄ
_j’でない場合、Ｓ３１０の処理に進む。

【０１４６】ステップ３２０（Ｓ３２０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、ホストコンピュータ２０は、
数値Ｂ＿ｃｏｕｎｔの値をゼロクリアする。ステップ３
２２（Ｓ３２２）において、ホストコンピュータ２０
は、Ｉピクチャーから生成した予測難度データＤ_j’と
実難度データＤ_jとの比の値を算出し、Ｄ_j＞Ｔｈ_I1×
Ｄ_j’またはＤ_j＜Ｔｈ_I2×Ｄ_j’であるか否かを判断
する。Ｄ_j＞Ｔｈ_I1×Ｄ_j’またはＤ_j＜Ｔｈ_I2×
Ｄ_j’である場合、Ｓ３２４の処理に進み、Ｄ_j＞Ｔｈ
_I1×Ｄ_j’またはＤ_j＜Ｔｈ_I2×Ｄ_j’でない場合、Ｓ
３１０の処理に進む。

【０１４７】ステップ３２４（Ｓ３２４）において、ホ
ストコンピュータ２０は、第ｊ番目のピクチャーでシー
ンチェンジが発生したとを判断する。ステップ３２６
（Ｓ３２６）において、ホストコンピュータ２０は、実
難度データＤ_jまでを用いて、次の予測難度データＤ
_j+1を算出する。ステップ３２８（Ｓ３２８）におい
て、ホストコンピュータ２０は、数値ｊをインクリメン
トする。

【０１４８】なお、第４の実施形態においては、予測難
度データＤ_j’の予測方法として、第３の実施形態に示
した直線近似を用いたが、予測難度データＤ_j’の予測
方法は、これに限らず、例えば、実難度データＤ_jの差
分値に基づいて、実難度データＤ_jの変化を予測するこ
とにより予測難度データＤ_j’を算出する方法を採って
もよい。また、第４の実施形態においては、シーンチェ
ンジを検出する際に、Ｂピクチャーの前のピクチャーが
ＩピクチャーであろうとＰピクチャーであろうと、同じ
Ｂピクチャーの予測難度データＤ_j’と実難度データＤ
_jとの比較の際に、同じ閾値Ｔｈ_Bを用いたが、前のピ
クチャーのピクチャータイプに応じて、閾値を変更して
もよい。

【０１４９】以上第４の実施形態において説明したシー
ンチェンジの検出方法によれば、第３の実施形態に示し
た実難度データＤ_jの経時的な変化の監視によっては、
検出しにくかったＩピクチャーでのシーンチェンジ、あ
るいは、シーンチェンジの前の絵柄が難しく、シーンチ
ェンジ後の絵柄が優しい場合のＰピクチャーでのシーン
チェンジを、確実に検出することができる。従って、第
３の実施形態に示したシーンチェンジの検出方法を採用
する場合に比べて、圧縮符号化後の映像データの品質を
向上させることができる。

【０１５０】第５実施形態以下、本発明の第５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、および、第２
の実施形態に示した予測簡易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。

【０１５１】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Ｄ_jおよび予測難度データＤ_j’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。

【０１５２】第５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。

【０１５３】図１６は、第５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１７は、図１６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１６および図１７において、映像データ圧縮装置２の
構成部分のうち、第１の実施形態および第２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２）
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。

【０１５４】図１６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２）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１
２をエンコーダ制御部２２で置換し、バッファメモリ(b
uffer)１８２を付加した構成を採る。図１７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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】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Ｔ_j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Ｔ_j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。

【０１５８】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。

【０１５９】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。

【０１６０】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の実施形態および第２
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Ｄ_jは映像の絵柄の難しさを示し、目標データ量
Ｔ_jは実難度データＤ_jに基づいて算出される。

【０１６１】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Ｔ_jが示す値に近づ
けるために、量子化回路１６８（図２，図１７）におい
て量子化値Ｑ_j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Ｄ_j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１６
２（図１）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Ｄ_j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。

【０１６２】ＭＥ残差と実難度データＤ_j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）
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に動
きベクトルを求める。ＭＥ残差は、動きベクトルを求め
る際の２つのピクチャー間の誤差成分の電力パワーとし
て定義される。

【０１６３】図１８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Ｄ_jとの相関関係を示す図である。図１９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Ｄ_jとの相関関係を示す図で
ある。なお、図１８および図１９は、ＣＣＩＲにより規
格化された標準画像[cheer (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Ｄ_jとの関係を示すグラフで
あり、図１８および図１９において、グラフの縦軸(dif
ficulty)が実難度データＤ_jを示し、横軸(me resid)が
ＭＥ残差を示す。図１８および図１９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Ｄ_j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。

【０１６４】フラットネスと実難度データＤ_jとの関係図２０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２０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。

【０１６５】図２１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Ｄ_jとの相関関係を示す図である。なお、図２１
は、図１８および図１９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ＭＰＥＧ
２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Ｄ_jとの関係を示すグラフであり、図
２１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２１に示すように、フラットネスと実難度データＤ_j
には、強い負の相関関係があり、実難度データＤ_j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。

【０１６６】イントラＡＣと実難度データＤ_j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１０により求める
ことができる。

【０１６７】

【数１０】

【０１６８】図２２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Ｄ_jとの相関関係を示す図である。なお、図２２
は、図１８および図１９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ＭＰＥＧ
２方式により圧縮符号化した場合に得られるイントラＡ
Ｃと実難度データＤ_jとの関係を示すグラフであり、図
２２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(intraAC)がイントラＡＣを示す。
図２２に示すように、イントラＡＣと実難度データＤ_j
との間には強い正の相関関係があり、実難度データＤ_j
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。

【０１６９】Ｐピクチャーについては下に示す式１１に
より、Ｂピクチャーについては下に示す式１２により、
実難度データＤ_j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１１および式１２と同様の
近似式により実難度データＤ _j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。

【０１７０】

【数１１】

【０１７１】

【数１２】

【０１７２】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Ｄ_jを、式１または式４に代入するこ
とにより目標データ量Ｔ_jが算出される。あるいは、第
２の実施形態に示した予測簡易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Ｄ
_jから予測難度データＤ_j’が算出され、実難度データ
Ｄ_jおよび予測難度データＤ_j’を式４に代入すること
により目標データ量Ｔ_jが算出される。

【０１７３】以下、実難度データＤ_j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２０および式１０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。

【０１７４】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。

【０１７５】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１１および式１２に示
した演算処理を行って実難度データＤ_jを近似し、式１
１および式１２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Ｄ_j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Ｄ_jを式１または式４に代入し、目標データ量
Ｔ_jを算出し、算出した目標データ量Ｔ_jをエンコーダ
１８の量子化制御回路１８０に設定する。

【０１７６】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Ｔ_jに基づいて調
節する量子化値Ｑ_j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Ｔ_j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。

【０１７７】なお、ＭＰＥＧの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１３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Ｄ_j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Ｄ_j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。

【０１７８】

【数１３】

【０１７９】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５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の実施形態および第２の実施形態に
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。

【０１８０】第６実施形態以下、本発明の第６の実施形態を説明する。第５の実施
形態に示したＦＦＲＣ方式においては、統計的に求めら
れた指標データ（統計量）、つまり、ＭＥ残差、フラッ
トネス、イントラＡＣおよびアクティビティを、式１１
および式１２等の一次関数に代入して実難度データＤ_j
を近似する。これらの指標データと難度データＤ_jと
は、図１８、図１９、図２１および図２２に示したよう
に、強い相関関係を有するが、映像データの絵柄によっ
ては、上記一次関数から若干の誤差が生じる。

【０１８１】第６の実施形態における映像データ圧縮装
置２の処理は、かかる問題点を解決するためになされた
ものであり、映像データの絵柄等に応じて、式１１およ
び式１２等に示した重み付け係数ａ_p，ａ_B等を、適応
的に刻一刻と調節して、第５の実施形態においてより高
い精度で実難度データＤ_jを指標データで近似すること
ができ、より高い品質の圧縮映像データを生成すること
ができるように改良されている。

【０１８２】以下、第６の実施形態における映像データ
圧縮装置２の処理の概要を説明する。映像データ圧縮装
置２（図１６）のエンコーダ１８が、１ピクチャー分の
圧縮符号化を終了するたびに、ホストコンピュータ２０
には、生成した圧縮映像データの１ピクチャー分のデー
タ量が判明し、さらに、圧縮符号化時の量子化値Ｑ_jの
平均値、および、以下に説明するグローバルコンプレク
シティ(GC; global complexity) を算出することができ
る。グローバルコンプレクシティは、ＭＰＥＧのＴＭ５
において、圧縮映像データのデータ量と量子化値Ｑ_jと
を乗算した値として、下の式１４−１〜式１４−３に示
すように定義され、映像の絵柄の複雑さを示す。

【０１８３】

【数１４】

【０１８４】なお、式１４−１〜式１４−３において、
Ｓ_I，Ｓ_B，Ｓ_pは、それぞれＩピクチャー、Ｂピクチ
ャーおよびＰピクチャーのデータ量を示し、Ｑ_I，
Ｑ_B，Ｑ _pは、それぞれＩピクチャー、Ｂピクチャーお
よびＰピクチャーを生成する際の量子化値Ｑ_jの平均値
を示し、Ｘ_I，Ｘ_B，Ｘ_pは、それぞれＩピクチャー、
ＢピクチャーおよびＰピクチャーのグローバルコンプレ
クシティを示す。式１４−１〜式１４−３に示したグロ
ーバルコンプレクシティは、実難度データＤ_jとは必ず
しも一致しないが、量子化値Ｑ_jの平均値が極端に大き
かったり小さかったりしない限り、実難度データＤ_jと
ほぼ一致する。

【０１８５】ここで、Ｉピクチャー、Ｐピクチャーおよ
びＢピクチャーの指標データ、例えばイントラＡＣ（他
のパラメータでも可）およびＭＥ残差と、グローバルコ
ンプレクシティとが比例関係にあるとすると、これらの
指標データとグローバルコンプレクシティとの比例係数
ε^I，ε^P，ε^Bは、下の式１５−１〜式１５−３によ
り算出できる。

【０１８６】

【数１５】

【０１８７】各ピクチャータイプの実難度データＤ
_jは、式１５−１〜式１５−３により算出した比例係数
ε^I，ε^P，ε^Bを用いて、下の式１６−１〜式１６−
３に示すように近似され、算出される。

【０１８８】

【数１６】

【０１８９】ホストコンピュータ２０が、式１５−１〜
式１５−３に示したように、比例係数ε^I，ε^P，ε^B
を、エンコーダ１８がピクチャーを１枚圧縮符号化する
たびに算出して最適化し、式１６−１〜式１６−３によ
り各ピクチャータイプの実難度データＤ_jの値を求める
ことにより、映像データの絵柄に関わらず、指標データ
により実難度データＤ_jを、常に最適に近似することが
できる。

【０１９０】ホストコンピュータ２０は、式１５−１〜
式１５−３および式１６−１〜式１６−３に示したよう
に近似された実難度データＤ_jに対して、式１または式
４に示した演算処理を行って目標データ量Ｔ_jを算出す
る。なお、ＭＰＥＧのＴＭ５におけるように、実難度デ
ータＤ_jに基づいて定める値に対して、意図的に、実際
に算出する目標データ量Ｔ_jの値を一定の比率で変更す
る場合には、下の式１７−１〜式１７−３により、目標
データ量Ｔ_jを算出することができる。

【０１９１】

【数１７】

【０１９２】なお、式１７−１〜式１７−３全ての分母
において、Ｄ_I,P,Bは、エンコーダ１８に入力される前
のＦＩＦＯメモリ１６０にバッファリングされているＬ
ピクチャー分の非圧縮映像データから生成された指標デ
ータにより近似された実難度データＤ_jを示し、Ｒ
_jは、第ｊ番目のピクチャー以降のＬ枚のピクチャーに
割り当てることができるデータ量の平均値を示す。

【０１９３】以下、図２３を参照して、第６の実施形態
における映像データ圧縮装置２の処理内容を説明する。
図２３は、第６の実施形態における映像データ圧縮装置
２（図１６，図１７）の圧縮符号化処理の内容を、ピク
チャーの符号化順に示す図である。エンコーダ制御部２
２は、第５の実施形態においてと同様に、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、ピクチ
ャー・フィールド変換等を行い、Ｉピクチャーに圧縮符
号化される第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャーからフラット
ネスおよびイントラＡＣ等の統計量を算出する（図２３
ａ）。

【０１９４】動き検出器１４は、第１の実施形態〜第５
の実施形態においてと同様に、ＰピクチャーおよびＢピ
クチャーに圧縮符号化される第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチ
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（図２３ａ）。ＦＩＦＯメモリ１６０は、第
１の実施形態〜第５の実施形態においてと同様に、入力
された映像データをＬピクチャー分だけ遅延する。ホス
トコンピュータ２０は、動き検出器１４が生成したＭＥ
残差に対して式１６−１および式１６−２に示した演算
処理を行って実難度データＤ_jを近似し、式１６−３に
示した演算処理を行って、イントラＡＣ等により実難度
データＤ_jを近似する（図２３ｂ）。さらに、ホストコ
ンピュータ２０は、近似した実難度データＤ_jを式１あ
るいは式１７−１〜式１７−３に代入し、目標データ量
Ｔ_jを算出して、エンコーダ１８の量子化制御回路１８
０に設定する（図２３ｃ）。

【０１９５】エンコーダ１８のＤＣＴ回路１６６は、第
１の実施形態〜第５の実施形態においてと同様に、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Ｔ_jに基づいて調節
する量子化値Ｑ_jにより量子化するとともに、第ｊ番目
のピクチャーの圧縮符号化に用いた量子化値Ｑ_jの平均
値を算出し、ホストコンピュータ２０に対して出力す
る。可変長符号化回路１７０は、第１の実施形態〜第５
の実施形態においてと同様に、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Ｔ_jに近いデータ量の
圧縮映像データＶＯＵＴを生成し、バッファメモリ１８
２を介して出力する。

【０１９６】エンコーダ１８が、第ｊ番目のピクチャー
の圧縮符号化を終了すると、ホストコンピュータ２０
は、量子化制御回路１８０から入力される第ｊ番目のピ
クチャーに対する量子化値Ｑ_jの平均値と、圧縮符号化
された第ｊ番目のピクチャーのデータ量とに基づいて、
式１４−１〜式１４−３に示したようにグローバルコン
プレクシティを算出する（図２３ｄ）。さらに、ホスト
コンピュータ２０は、算出したグローバルコンプレクシ
ティにより、式１５−１〜式１５−３に示したように比
例係数ε^I，ε^P，ε^Bを更新する（図２３ｅ）。更新
された比例係数ε^I，ε^P，ε^Bは、次のピクチャーの
圧縮符号化の際の変換式（式１６−１〜式１６−３）に
反映される。

【０１９７】図２４を参照して、第６の実施形態におけ
るホストコンピュータ２０の処理内容をさらに説明す
る。図２４は、第６の実施形態における映像データ圧縮
装置２のホストコンピュータ２０（図１８）の処理内容
を示すフローチャート図である。図２４に示すように、
ステップ３００（Ｓ３００）において、ホストコンピュ
ータ２０は、第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャーのＭＥ残差
あるいはイントラＡＣ等の指標データ（統計量）をエン
コーダ制御部２２または動き検出器１４から取り込む。

【０１９８】ステップ３０２（Ｓ３０２）において、ホ
ストコンピュータ２０は、第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャ
ーがいずれのピクチャータイプに圧縮符号化されるかを
判断する。第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャーがＩピクチャ
ーに圧縮符号化される場合にはＳ３０４の処理に進み、
Ｐピクチャーに圧縮符号化される場合にはＳ３０６の処
理に進み、Ｂピクチャーに圧縮符号化される場合にはＳ
３０８の処理に進む。

【０１９９】ステップ３０４（Ｓ３０４）、ステップ３
０６（Ｓ３０６）およびステップ３０８（Ｓ３０８）そ
れぞれにおいて、ホストコンピュータ２０は、式１６−
１〜式１６−３により実難度データＤ_jを近似する。ス
テップ３１０（Ｓ３１０）において、ホストコンピュー
タ２０は、近似した実難度データＤ_jを用いて、式１あ
るいは式１７−１〜式１７−３により、目標データ量Ｔ
_jを算出する。ステップ３１２（Ｓ３１２）において、
エンコーダ１８は、第ｊ番目のピクチャーを圧縮符号化
する。

【０２００】ステップ３１４（Ｓ３１４）において、ホ
ストコンピュータ２０は、エンコーダ１８が圧縮した第
ｊ番目のピクチャーのデータ量、および、量子化制御回
路１８０が量子化回路１６８に設定する量子化値Ｑ_jの
平均値から、グローバルコンプレクシティＸ_I，Ｘ_B，
Ｘ_p〔Ｘ（Ｉ，Ｂ，Ｐ）〕を算出する。

【０２０１】ステップ３１６（Ｓ３１６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、第ｊ番目のピクチャーがいず
れのピクチャータイプに圧縮符号化されたかを判断す
る。第ｊ番目のピクチャーがＩピクチャーに圧縮符号化
された場合にはＳ３１８の処理に進み、Ｐピクチャーに
圧縮符号化された場合にはＳ３２０の処理に進み、Ｂピ
クチャーに圧縮符号化された場合にはＳ３２０の処理に
進む。ステップ３１８（Ｓ３１８）、ステップ３２０
（Ｓ３２０）およびステップ３２２（Ｓ３２２）それぞ
れにおいて、ホストコンピュータ２０は、式１５−１〜
式１５−３により比例係数ε^I，ε^P，ε^Bを更新す
る。ステップ３２４（Ｓ３２４）において、ホストコン
ピュータ２０は、数値ｊをインクリメントする。

【０２０２】なお、第５の実施形態においてと同様に、
例えば、下の式１８に示すように、実難度データＤ
_jと、比例係数ε^I，ε^P，ε^Bと指標データとの乗算
値との間にオフセット（δ^P）が存在する場合がある。
このような場合には、下の式１９に示すように、グロー
バルコンプレクシティＸ_I，Ｘ_B，Ｘ_pからオフセット
値δ^I，δ^B，δ^Pを減算した値を指標データで除算す
ることにより、比例係数ε ^I，ε^P，ε^Bを算出するこ
とができる。

【０２０３】

【数１８】

【０２０４】

【数１９】

【０２０５】また、第６の実施形態に示した映像データ
圧縮装置２の動作についても、第５の実施形態等に示し
たものと同様な変形が可能である。以上述べたように、
第６の実施形態における映像データ圧縮装置２の動作に
よれば、第５の実施形態に示した映像データ圧縮装置２
の動作と同じ効果を得られる他、第５の実施形態におけ
るよりもさらに正確な目標データ量Ｔ_jが算出でき、こ
の結果、圧縮映像データの品質を向上させることができ
る。

【０２０６】第７実施形態以下、本発明の第７の実施形態を説明する。ＭＰＥＧ方
式等のＴＭ５(test model 5)の処理の第１段階（ステッ
プ１）においては、式１４−１〜式１４−３（第６の実
施形態）に示したグローバルコンプレクシティＸ_I，Ｘ
_p，Ｘ_B〔Ｘ（Ｉ，Ｐ，Ｂ）〕を用いて、圧縮後のピク
チャーそれぞれに割り当てる目標データ量Ｔ_jが算出さ
れる。

【０２０７】グローバルコンプレクシティＸ_I，Ｘ_p，
Ｘ_Bから目標データ量Ｔ_jを求める際には、式１７−１
〜式１７−３が用いられる。式１７−１〜式１７−３に
は、ピクチャーの種類（ピクチャータイプ）ごとに目標
データ量Ｔ_jに異なった重み付けを行うために、Ｋ_p，
Ｋ_Bという係数が導入されている。式１７−１〜式１７
−３を参照してわかるように、重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_B
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Ｔ_j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Ｔ_jが少なくなる。

【０２０８】例えば、ＭＰＥＧ方式のＴＭ５において
は、重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bは固定値であり、それぞれ
１．０，１．４（Ｋ_p＝１．０，Ｋ_B＝１．４、デフォ
ルト値）である。つまり、ＭＰＥＧ方式のＴＭ５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Ｘ_Iに対するＰピクチャーのグローバル
コンプレクシティＸ_pの比率の通りの目標データ量Ｔ_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Ｘ_Iに対するＢピクチャーのグロ
ーバルコンプレクシティＸ_B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。

【０２０９】多くの場合、固定の重み付け係数Ｋ_p，Ｋ
_Bを用いることにより、各ピクチャータイプに対して適
切な値の目標データ量Ｔ_jが算出される。しかしなが
ら、固定値の重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bは、圧縮語のデー
タレートの値、および、非圧縮映像データの絵柄によっ
ては、最適な値でなくなる可能性がある。

【０２１０】一方、「ＭＰＥＧ圧縮効率の理論解析とそ
の符号量制御への応用」（甲藤，太田、信学技報 IE95-
10, DSP95-10 (1995-04) p71〜p78 ；文献１）におい
て、非圧縮映像データの動きの大きさ、絵柄の複雑さに
応じて、重み付け係数Ｋ_p，Ｋ _B（式１７−１〜式１７
−３；第６の実施形態）を最適化することにより、圧縮
映像データの品質を改善することができる旨が報告され
ている。しかしながら、文献１には、圧縮映像データの
データレートおよび非圧縮映像データの動きに応じて重
み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bを変更する方法は開示されいな
い。

【０２１１】また、実際には、圧縮映像データのデータ
レートを充分高い値にすることができる場合は、重み付
け係数Ｋ_p，Ｋ_Bの値にデフォルト値を用いて目標デー
タ量Ｔ_jを求める場合に、圧縮映像データの品質が最良
になる。一方、圧縮映像データのデータレートを充分高
い値にすることができない場合は、重み付け係数Ｋ_p，
Ｋ_Bの値を非圧縮映像データの動きの大きさ、絵柄の複
雑さに応じて、重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bを最適化して目
標データ量Ｔ_jを求める方が、圧縮映像データの品質が
向上する。

【０２１２】具体的には、例えば、動きが大きくても絵
柄が簡単な映像データを圧縮符号化する際には、重み付
け係数Ｋ_p，Ｋ_Bを変更するよりもデフォルト値とした
方が圧縮映像データの品質が結果として向上する。ま
た、動きが小さい映像データを圧縮符号化する場合は、
Ｉピクチャーに多くのデータ量を割り当てるような重み
付け係数Ｋ_p，Ｋ_B、つまり、値が大きい重み付け係数
Ｋ_p，Ｋ_Bを用いると圧縮映像データの品質が向上す
る。逆に、動きが大きい映像データを圧縮符号化する場
合は、ＰピクチャーおよびＢピクチャーに多くのデータ
量を割り当てるような重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_B、つま
り、値が小さい重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bを用いると圧縮
映像データの品質が向上する。

【０２１３】第７の実施形態においては、映像データ圧
縮装置１，２（図１〜図３，図１６，図１７）を改良
し、これらと同様にＦＦＲＣ方式により映像データを圧
縮する装置であって、ピクチャータイプごとの目標デー
タ量Ｔ_jを算出する際に用いられる重み付け係数Ｋ_p，
Ｋ_Bを、非圧縮映像データの動き・絵柄に応じて適応的
に変更・調節し、圧縮映像データの品質を改善した映像
データ圧縮装置３を説明する。

【０２１４】図２５は、第７の実施形態における本発明
に係る映像データ圧縮装置３の構成を示す図である。図
２６は、図２５に示したエンコーダ２６の構成を示す図
である。図２５に示すように、映像データ圧縮装置３
は、映像データ圧縮装置２（図１６，図１７）のエンコ
ーダ１８を、エンコーダ２６で置換した構成を採る。な
お、図２５および図２６においては、映像データ圧縮装
置３の構成部分の内、図１〜図３に示した映像データ圧
縮装置１および図１６，図１７に示した映像データ圧縮
装置２の構成部分と同一のものには同一の符号を付して
ある。

【０２１５】また、図２６に示すように、エンコーダ２
６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（Ｔ_j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、実難度データ
Ｄ_jまたはグローバルコンプレクシティＸ_I，Ｘ_p，Ｘ
_Bに基づいて目標データ量Ｔ_jを算出可能に構成されて
いる。映像データ圧縮装置３は、これらの構成部分によ
り、第５の実施形態および第６の実施形態において説明
したＦＦＲＣ方式により非圧縮映像データを圧縮符号化
し、出力する。

【０２１６】以下、量子化制御部２６０の各構成部分の
動作を説明する。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Ｓ
_I，Ｓ_p，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Ｑ_I，Ｑ_p，Ｑ_Bとに基づいて、式１
４−１〜式１４−３（第６実施形態）に示したように、
各ピクチャータイプのグローバルコンプレクシティ
Ｘ_I，Ｘ_p，Ｘ_Bを算出し、目標データ量算出回路２６
４、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。

【０２１７】目標データ量算出回路２６４は、例えば、
ＭＰＥＧ方式のＴＭ５の第１段階（ステップ１）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Ｘ_I，Ｘ_p，Ｘ_Bにより各ピクチャータイ
プの実難度データＤ_jを近似し、式１７−１〜式１７−
３（第６実施形態）に示したように、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Ｔ_j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。

【０２１８】具体例を挙げて上述したように、例えば、
動きが大きくても絵柄が簡単な映像データを圧縮符号化
する際には、重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bを変更するよりも
デフォルト値とし、符号化難度が高い（実難度データＤ
_jの値が大きい）絵柄の映像データの内、動きが小さい
部分を圧縮符号化する際には重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bの
値を大きくし、逆に、動きが大きい映像データを圧縮符
号化する際には、重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bの値を比較
的、小さくすることが望ましい。

【０２１９】式２０、式２１−１および式２１−２を参
照して、目標データ量算出回路２６４における重み付け
係数Ｋ_p，Ｋ_Bの更新処理の内容をさらに説明する。重
み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bを、どの程度変更すべきかを判断
するために、下に示す圧縮映像データＶＯＵＴのデータ
レートに対する実難度データＤ_jの比率ｘというパラメ
ータを導入する。

【０２２０】

【数２０】

【０２２１】ただし、式２０において、bitrate は、１
秒間当たりの発生データ量（データレート）であり、Ｎ
は１ＧＯＰ当たりのピクチャーの枚数であり、picture
rateは１秒間あたりのピクチャーの枚数である。

【０２２２】また、非圧縮映像データの動きの大小は、
Ｉピクチャーの実難度データＤ_Iに対するＰピクチャー
の実難度データＤ_Pの比率（Ｄ_I／Ｄ_p）、および、Ｉ
ピクチャーの実難度データＤ_Iに対するＢピクチャーの
実難度データＤ_Bの比率（Ｄ _I／Ｄ_B）により判断する
ことができる。従って、目標データ量算出回路２６４
は、例えば、最新のＩピクチャーの実難度データＤ_Iと
Ｐピクチャーの実難度データＤ_pとの比率（Ｄ_I／
Ｄ_p）に比例するようにＰピクチャーの重み付け係数Ｋ
_pを算出し、最新のＩピクチャーの実難度データＤ_Iと
Ｂピクチャーの実難度データＤ_Bとの比率（Ｄ_I／
Ｄ_B）に比例するようにＢピクチャーの重み付け係数Ｋ
_Bを算出する。

【０２２３】図２７は、目標データ量算出回路２６４
（図２６）が算出するＰピクチャーおよびＢピクチャー
の重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bを示す図である。しかしなが
ら、非圧縮映像データの絵柄の複雑さおよび動きの大き
さによっては、単純に重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bと比率
（Ｄ_I／Ｄ_p，Ｄ_I／Ｄ_B）とを比例させた場合、重み
付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bの値が極端に大きくなりすぎる場合
および小さくなりすぎる場合がある。従って、比率ｘ
（式２０）に所定の閾値δ₁，δ ₂，δ₃（δ₁＜
δ₂，δ₃）を設ける。

【０２２４】比率ｘが閾値δ₁よりも小さい場合には、
圧縮映像データＶＯＵＴのデータレートが充分に大き
い、あるいは、非圧縮映像データの絵柄が単純または動
きが小さいと判断できるので、重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_B
の値が小さくなりすぎないように（但し、割り当てられ
るデータ量は多くなりすぎる）、デフォルト値を用い
る。一方、非圧縮映像データの絵柄が複雑であるにもか
かわらず、動きがごく少ない場合には、Ｉピクチャーの
実難度データＤ_Iの値は、ＰピクチャーおよびＢピクチ
ャーの実難度データＤ_P，Ｄ_Bに比べて非常に大きくな
る。

【０２２５】これらの場合に対応するために、重み付け
係数Ｋ_p，Ｋ_Bが必要以上に大きくなりすぎる（但し、
割り当てられるデータ量は少なくなりすぎる）ので、Ｐ
ピクチャーについて比率ｘに閾値δ₃、Ｂピクチャーに
ついて比率ｘに閾値δ₂を設け、比率ｘがこれらの閾値
δ₃，δ₂を超える部分について、重み付け係数Ｋ_p，
Ｋ_Bを上限値Ｌ_p，Ｌ_Bとして制限する。なお、重み付
け係数Ｋ_p，Ｋ_Bと比率ｘとの関係は、それぞれ閾値δ
₁〜閾値δ₃および閾値δ₁〜閾値δ₂の範囲内で、下
の式２１−１および式２１−２に示す通りとなる。

【０２２６】

【数２１】

【０２２７】目標データ量算出回路２６４は、Ｐピクチ
ャーおよびＢピクチャーの重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bを、
以上述べたように、それぞれ閾値δ₁〜閾値δ₃および
閾値δ₁〜閾値δ₂の範囲内で式２１−１および式２１
−２を用いて算出し、これらの範囲外ではデフォルト値
または上限値Ｌ_p，Ｌ_B（＝Ｄ_I／Ｄ_p，Ｄ_I／Ｄ_B）
に制限する。

【０２２８】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Ｔ_j、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Ｘ_I，Ｘ_p，Ｘ_Bから量子化インデックス
を生成し、量子化回路１６８に対して出力する。

【０２２９】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Ｑ_j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１対１に対応する。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１６８は、受けた量子化インデックスが示す量子化値
Ｑ_jの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。

【０２３０】以下、映像データ圧縮装置３（図２５，図
２６）の動作を説明する。動き検出器１４は、第１の実
施形態〜第６の実施形態においてと同様に、動きベクト
ルの生成等を行う。エンコーダ制御部２２は、第５の実
施形態および第６の実施形態においてと同様に、ピクチ
ャーの並び替え等の前処理を行う。ＦＩＦＯメモリ１６
０は、第１の実施形態〜第７の実施形態においてと同様
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。

【０２３１】エンコーダ２６（図２６）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Ｑ_jの平均
値を算出し、量子化値Ｑ_jの平均値および圧縮映像デー
タのデータ量を、式１４−１〜式１４−３（第６実施形
態）に代入し、グローバルコンプレクシティＸ_I，
Ｘ_p，Ｘ_Bを算出する。

【０２３２】目標データ量算出回路２６４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ピクチャーの実難度デー
タＤ _j（Ｄ_I，Ｄ_P，Ｄ_B）に基づいて、式２０、式２
１−２および式２１−２に示した処理を行い、各ピクチ
ャータイプの重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bを更新し、式１７
−１〜式１７−３（第６実施形態）に示したように、次
のピクチャーの目標データ量Ｔ_jを算出する。

【０２３３】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Ｔ_jおよびグローバルコンプレク
シティＸ_I，Ｘ_p，Ｘ_B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〜第６の実
施形態においてと同様に、次のピクチャーに対してＤＣ
Ｔ処理を行う。

【０２３４】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
Ｑ_jに変換し、変化により得られた量子化値Ｑ_j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〜第６の実施形態においてと同様に、可変長符
号化を行い、ほぼ、目標データ量Ｔ_jに近いデータ量の
圧縮映像データＶＯＵＴを生成し、バッファメモリ１８
２を介して出力する。

【０２３５】なお、映像データ圧縮装置３の目標データ
量算出回路２６４を、実難度データＤ_jの代わりに、Ｇ
Ｃ算出回路２６２から入力されるグローバルコンプレク
シティＸ_I，Ｘ_p，Ｘ_Bを用いて重み付け係数Ｋ_p，Ｋ
_Bの更新を行うように変形することができる。また、こ
のような場合、式２１−１および式２１−２において用
いられる比率（Ｄ_I／Ｄ_p，Ｄ_I／Ｄ_B）を、グローバ
ルコンプレクシティＸ_I，Ｘ_p，Ｘ_Bを用いた（Ｘ_I／
Ｘ_p，Ｘ_I／Ｘ_B）に置き換えることも可能である。

【０２３６】また、第７の実施形態においては、図２７
に示したように、重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bと比率ｘとの
所定の範囲内の関係を、一次関数（式２１−１，式２１
−２）で表したが、この範囲の重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_B
と比率ｘの関係を表すためにより適切な関数があれば、
目標データ量算出回路２６４が、その関数を用いて重み
付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bを更新するように変形してもよい。
また、第７の実施形態として示した映像データ圧縮装置
３の処理の内容は、第１の実施形態〜第６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１
６，図１７）にも応用可能である。

【０２３７】また、第７の実施形態に示した比率ｘの定
義式（式２０）、および、重み付け係数Ｋ_p，Ｋ_Bの算
出式（式２１−１，式２１−２）は例示であって、同様
な意味を有する他のパラメータを、他の数式により算出
するように目標データ量算出回路２６４の動作を変形す
ることも可能である。また、比率ｘと重み付け係数
Ｋ_p，Ｋ_Bとの関係を、予め実験等により求めておき、
これらの数値の関係を示すテーブルを作成し、比率ｘに
基づいてテーブルを参照することにより、重み付け係数
Ｋ_p，Ｋ_Bを得るように目標データ量算出回路２６４の
処理内容を変形してもよい。

【０２３８】また、映像データ圧縮装置３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７の実施形態に示した映像データ圧
縮装置３に対しては、第１の実施形態〜第６の実施形態
に示した変形が可能である。

【０２３９】第８実施形態以下、本発明の第８の実施形態を説明する。ここまで
に、第５の実施形態および第６の実施形態として、指標
データ（統計量）、つまり、フラットネス、イントラＡ
Ｃ、アクティビティおよびＭＥ残差を用い、圧縮映像デ
ータの品質の向上と、圧縮符号化処理の実時間性とを両
立させるフィード・フォワード・レート・コントロール
（ＦＦＲＣ）方式を説明した。また、第３の実施形態お
よび第４の実施形態として、簡易２パスエンコード方式
または予測簡易２パスエンコード方式を改良して、編集
映像データを圧縮符号化するために好適な改良予測簡易
２パスエンコード方式を説明した。

【０２４０】第８の実施形態においては、これらの実施
形態に示したＦＦＲＣ方式および改良予測簡易２パスエ
ンコード方式を組み合わせ、映像データ圧縮装置２（図
１６，図１７）を用い、これらの方式両方の特徴を兼ね
備え、実難度データＤ_jを得るためのエンコーダが不要
で、しかも、編集映像データに含まれる映像データ（シ
ーン）の境界（シーンチェンジ）部分の圧縮映像データ
の品質が低下することがない映像データ圧縮方式（改良
ＦＦＲＣ方式）を説明する。

【０２４１】改良予測簡易２パスエンコード方式におい
ては、実難度データＤ_jが時間的に大きく変化する部分
をシーンチェンジ部分として検出し、ピクチャータイプ
シーケンスを変更して圧縮符号化を行う。このようなシ
ーンチェンジの検出は、ＦＦＲＣ方式においても、実難
度データＤ_jの代わりに指標データにより近似した実難
度データＤ_jの経時的な変化を監視することにより可能
である。

【０２４２】しかしながら、シーンチェンジの有無を判
断するためには、シーンチェンジ部分の前後、１ＧＯＰ
程度の範囲の指標データの時間的変化を監視する必要が
あり、映像データ圧縮装置２において、動き検出器１４
が指標データを算出した後、かなりの時間が経過した後
にシーンチェンジ部分の検出が可能となり、実際には、
エンコーダ１８における圧縮符号化処理の直前になっ
て、初めて、シーンチェンジ部分の検出が可能となる可
能性もある。従って、ホストコンピュータ２０は、処理
時間を確保するために、指標データによる実難度データ
Ｄ_jの近似する処理（第５の実施形態において示した式
１１，式１２等、および、第６の実施形態において示し
た式１６−１〜式１６−３）を、シーンチェンジの検出
の前にほぼ終了している必要がある。

【０２４３】第８の実施形態における映像データ圧縮装
置２は、シーンチェンジの検出結果が確定していない状
態で、指標データあるいはグローバルコンプレクシティ
による実難度データＤ_jの近似処理を仮に行い、仮に算
出した実難度データＤ_jの内、シーンチェンジに伴う変
更を要する部分だけを、シーンチェンジの有無およびピ
クチャータイプシーケンスの変更の有無が確定した後に
補正し、目標データ量Ｔ_jを算出する処理を行う。

【０２４４】以下、Ｎ枚〔説明の簡略化のために、以
下、例えばＮ＝Ｌ（ＬはＦＩＦＯメモリ１６０の遅延時
間に対応するピクチャー数）とする〕のピクチャーのＭ
Ｅ残差の算出を行う度に、このＮ枚のピクチャーに対す
るピクチャータイプシーケンスを最終的に決定する場合
を例として、第８の実施形態における映像データ圧縮装
置２の圧縮符号化処理の内容を説明する。なお、ピクチ
ャータイプシーケンスの決定に用いられるＮ枚のピクチ
ャーは、ピクチャータイプシーケンスの決定する処理の
処理単位であり、必ずしもエンコーダ１８におけるピク
チャータイプシーケンスと一致していなくてもよく、ま
た、通常のＧＯＰと異なり、先頭がＩピクチャーでなく
ともよい。また、以下、このようなＮ枚のピクチャ一１
組を、レート・コントロールＧＯＰ（ＲＧＣＯＰ;rate
control GOP ）とも記す。

【０２４５】図２８は、第８の実施形態における映像デ
ータ圧縮装置２（図１６，図１７）の圧縮符号化動作を
符号化順に示す図である。動き検出器１４は、第１の実
施形態〜第７の実施形態においてと同様に、Ｐピクチャ
ーおよびＢピクチャーに圧縮符号化される第（ｊ＋Ｎ）
番目の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（図２３ａ）。エンコーダ制御
部２２は、第５の実施形態〜第７の実施形態においてと
同様に、ピクチャーの並び替え等の前処理を行い、さら
に、フラットネス、イントラＡＣおよびアクティビティ
等の指標データを算出する。ＦＩＦＯメモリ１６０は、
第１の実施形態〜第７の実施形態においてと同様に、入
力された映像データをＬピクチャー分だけ遅延する。

【０２４６】映像データ圧縮装置２（図１６，図１７）
の１ピクチャー分の圧縮符号化が終了するたびに、ホス
トコンピュータ２０には、第５の実施形態〜第７の実施
形態においてと同様に、エンコーダ制御部２２が算出し
たフラットネス、イントラＡＣおよびアクティビティ、
および、動き検出器１４が算出したＭＥ残差（統計量）
が入力される。ホストコンピュータ２０は、これらの指
標データを記憶する（図２８ａ）。さらに、ホストコン
ピュータ２０は、シーンチェンジが発生しておらず、ピ
クチャーシーケンスに変更が生じないと仮定して、第６
の実施形態においてと同様に、最適化された比例係数ε
^I，ε^P，ε^B（第６の実施形態に示した式１４−１〜
式１４−３）を用いて、式１６−１〜式１６−３によ
り、シーンチェンジがないと仮定した場合の実難度デー
タＤ_jの値を近似し、予測する（図２８ｂ）。

【０２４７】具体的には、ホストコンピュータ２０は、
第１のＲＧＣＯＰのＩピクチャーからＮ枚目のピクチャ
ーはＩピクチャーに圧縮符号化され、Ｍの整数倍（ｎ×
Ｍ）番目のピクチャーはＰピクチャーに圧縮符号化さ
れ、これら以外のピクチャーはＢピクチャーに圧縮符号
化されると仮定し、それぞれＩピクチャー、Ｐピクチャ
ーおよびＢピクチャーに圧縮符号化されるピクチャーか
ら生成された指標データ、および、比例係数ε^I，
ε^P，ε^Bを、式１６−１〜式１６−３に代入して実難
度データＤ_jを近似し、算出する。但し、Ｍは、エンコ
ーダ１８におけるシーンチェンジがない場合のＰピクチ
ャーの間隔を示す。

【０２４８】つまり、例えば、ホストコンピュータ２０
は、前のＲＧＣＯＰ（第１のＲＧＣＯＰ；ＲＧＣＯＰ＃
１）のＩピクチャーを基準としてピクチャーの枚数を計
数し、エンコーダ１８が、第２のＲＧＣＯＰ（ＲＧＣＯ
Ｐ＃２）の各ピクチャーをいずれのピクチャータイプに
圧縮符号化するかを仮定し、仮定したピクチャータイプ
に応じて、式１６−１〜式１６−３に示したように、指
標データにより実難度データＤ_jの値を近似し、予測す
る。

【０２４９】なお、ＲＧＣＯＰ内にシーンチェンジ部分
が存在する確率は、比較的、少ないと考えられるので、
ホストコンピュータ２０は、予測した実難度データＤ_j
に基づいて、ほとんどのＲＧＣＯＰに対する目標データ
量Ｔ_jを算出することになる（図２８ｆ）。また、実難
度データＤ_jは、式１（第１の実施形態）、式４（第２
の実施形態）または式１７−１〜式１７−３（第６の実
施形態）の分母の計算に用いられるのみであり、また、
後述するように、ホストコンピュータ２０は、ピクチャ
ータイプシーケンスの変更の有無が確定した段階で補正
を行うので、常に、目標データ量Ｔ_jの値を正確に算出
することができる。

【０２５０】第２のＲＧＣＯＰ（ＲＧＣＯＰ＃２）の各
ピクチャーの実難度データＤ_jの算出が終了すると、算
出した実難度データＤ_jまたは指標データに対して、第
３の実施形態および第４の実施形態に示した方法を適用
することにより、ホストコンピュータ２０は、第２のＲ
ＧＣＯＰにおけるシーンチェンジを検出することができ
る。第２のＲＧＣＯＰにおけるシーンチェンジの有無に
応じて、ホストコンピュータ２０は、シーンチェンジの
有無に応じて、エンコーダ１８を制御してピクチャータ
イプシーケンスの変更〔図８（Ｃ）〕を行う。このよう
なホストコンピュータ２０の処理により、ピクチャータ
イプシーケンスの変更の有無が分かり、各ピクチャーを
いずれのピクチャータイプに圧縮符号化するかが確定す
る（図２８ｃ）。

【０２５１】ホストコンピュータ２０は、ピクチャータ
イプシーケンスに変更がある場合には、記憶した指標デ
ータおよび変更後のピクチャータイプに基づいて、第２
のＲＧＣＯＰについて実難度データＤ_jの値を補正し
て、正しい実難度データＤ_jを算出し（図２８ｄ）、さ
らに、式１、式４または式１７−１〜式１７−３を用い
て、各ピクチャータイプに応じた第（Ｎ＋１）番目のピ
クチャーの目標データ量Ｔ_N+1(target bit)を算出し
（図２８ｅ）、エンコーダ１８の量子化制御回路１８０
に設定する。

【０２５２】具体的には、図８（Ｃ）に示したように、
ホストコンピュータ２０は、圧縮後にＰピクチャーでは
なく、Ｉピクチャーになるように変更されたピクチャー
の指標データを、式１６−１の代わりに式１６−２に代
入し、逆に、圧縮後にＩピクチャーではなく、Ｐピクチ
ャーになるように変更されたピクチャーの指標データ
を、式１６−２の代わりに式１６−１に代入して実難度
データＤ_jの値を補正する。

【０２５３】エンコーダ１８のＤＣＴ回路１６６は、第
１の実施形態〜第７の実施形態においてと同様に、ＤＣ
Ｔ処理を行う。量子化回路１６８は、ＤＣＴ処理された
映像データを、量子化制御回路１８０が目標データ量Ｔ
_jに基づいて調節する量子化値Ｑ_jにより量子化し、量
子化値Ｑ_jの平均値を算出する。可変長符号化回路１７
０は、第１の実施形態〜第７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Ｔ_jに近い
データ量の圧縮映像データＶＯＵＴを生成し、バッファ
メモリ１８２を介して出力する。

【０２５４】エンコーダ１８が、第ｊ番目のピクチャー
の圧縮符号化を終了すると、ホストコンピュータ２０
は、量子化値Ｑ_jの平均値と、圧縮符号化された第ｊ番
目のピクチャーのデータ量とに基づいて、式１４−１〜
式１４−３に示したようにグローバルコンプレクシティ
を算出する。さらに、ホストコンピュータ２０は、算出
したグローバルコンプレクシティにより、式１５−１〜
式１５−３に示したように比例係数ε^I，ε^P，ε^Bを
更新し、最適化する。第６の実施形態においてと同様
に、更新された比例係数ε^I，ε^P，ε^Bは、次のピク
チャーの圧縮符号化の際の変換式（式１６−１〜式１６
−３）に反映される。

【０２５５】図２９を参照して、第８の実施形態におけ
るホストコンピュータ２０の処理内容をさらに説明す
る。図２９は、第８の実施形態における映像データ圧縮
装置２のホストコンピュータ２０（図１６）の処理内容
を示すフローチャート図である。なお、図７において
は、第６の実施形態に示したグローバルコンプレクシテ
ィの算出処理等は省略されている。

【０２５６】図２９に示すように、第８の実施形態にお
けるホストコンピュータ２０の処理は、第１段階（Ｓ４
００）および第２段階（Ｓ４２０）に分かれており、第
１段階においては、シーンチェンジがなく、ピクチャー
タイプシーケンスに変更がない仮定して実難度データＤ
_jを予測する処理が行われ、第２段階においては、シー
ンチェンジが生じ、ピクチャータイプシーケンスが変更
された場合に、実難度データＤ_jの値を補正する処理が
行われる。

【０２５７】第１段階（Ｓ４００；Ｓ４０２〜Ｓ４１
２）は、シーンチェンジがない場合の実難度データＤ_j
を予測する処理であって、第１段階のステップ４０２
（Ｓ４０２）において、ホストコンピュータ２０は、第
（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャーのＭＥ残差あるいはイント
ラＡＣ等の指標データ（統計量）をエンコーダ制御部２
２または動き検出器１４から取り込み、記憶する。ステ
ップ４０４（Ｓ４０４）において、ホストコンピュータ
２０は、第〔ｊ＋Ｌ（ｊ＋Ｎ）〕番目のピクチャーがＢ
ピクチャーに圧縮符号化されるか否かを判断する。第
（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャーがＢピクチャーに圧縮符号
化される場合にはＳ４０６の処理に進み、Ｂピクチャー
に圧縮符号化されない場合にはＳ４０８の処理に進む。

【０２５８】ステップ４０６（Ｓ４０６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャ
ーがＢピクチャーに圧縮符号化されると予測し、式１６
−３により実難度データＤ_jを近似し、算出する。ステ
ップ４０８（Ｓ４０８）において、ホストコンピュータ
２０は、前のＲＧＣＯＰにおいてＩピクチャーに圧縮符
号化されるピクチャーから、現在のＲＧＣＯＰの第（ｊ
＋Ｌ）番目のピクチャーまでの間のピクチャーの枚数
（間隔）が、Ｎ枚であるか否かを判断する。間隔がＮ枚
である場合には、Ｓ４１２の処理に進み、Ｎ枚でない場
合にはＳ４１０の処理に進む。

【０２５９】ステップ４１０（Ｓ４１０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャ
ーがＰピクチャーに圧縮符号化されると予測し、式１６
−２により実難度データＤ_jを近似し、算出する。ステ
ップ４１２（Ｓ４１２）において、ホストコンピュータ
２０は、第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャーがＩピクチャー
に圧縮符号化されると予測し、式１６−１により実難度
データＤ_jを近似し、算出する。

【０２６０】第２段階（Ｓ４２０；Ｓ４２２〜Ｓ４３
４）は、第１段階で予測した実難度データＤ_jを補正す
る処理であって、第２段階のステップ４２２（Ｓ４２
２）において、ホストコンピュータ２０は、新たなＲＧ
ＣＯＰが始まったか否かを判断し、始まらない場合には
Ｓ４３０の処理に進み、始まった場合にはＳ４２４の処
理に進む。ステップ４２４（Ｓ４２４）において、ホス
トコンピュータ２０は、Ｉピクチャーの位置が変わるよ
うにピクチャータイプシーケンスが変更されたか否かを
判断し、Ｉピクチャーの位置が変わるようにピクチャー
タイプシーケンスが変更された場合にはＳ４２６の処理
に進み、変更されない場合にはＳ４３０の処理に進む。

【０２６１】ステップ４２６（Ｓ４２６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、新たにＩピクチャーに圧縮符
号化されるピクチャーについて、式１６−１により実難
度データＤ_jを近似し、算出する。ステップ４２８（Ｓ
４２８）において、ホストコンピュータ２０は、新たに
Ｐピクチャーに圧縮符号化されるピクチャーについて、
式１６−２により実難度データＤ_jを近似し、算出す
る。

【０２６２】ステップ４３０（Ｓ４３０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、式１、式４または式１７−１
〜式１７−３により、第ｊ番目のピクチャーに対する目
標データ量Ｔ_jを算出し、エンコーダ１８（図１６，図
１７）の量子化制御回路１８０に設定する。ステップ４
３２（Ｓ４３２）において、エンコーダ１８は、量子化
制御回路１８０に設定された目標データ量Ｔ_jに基づい
て第ｊ番目のピクチャーを圧縮符号化する。ステップ４
３４（Ｓ４３４）において、ホストコンピュータ２０
は、数値ｊをインクリメントする。

【０２６３】なお、第８の実施形態においては、映像デ
ータ圧縮装置２のホストコンピュータ２０は、シーンチ
ェンジがあった場合に、圧縮後のピクチャーが変更され
たピクチャーの実難度データＤ_jのみを補正する処理を
行うが、処理時間に余裕があれば、ピクチャータイプシ
ーケンスが確定した後に、全てのピクチャーの実難度デ
ータＤ_jを算出するように変形することができる。ま
た、第８の実施形態に示した映像データ圧縮装置２の動
作についても、第３の実施形態〜第７の実施形態に示し
たものと同様な変形が可能である。また、第１の実施形
態〜第７の実施形態においてそれぞれ説明した映像デー
タ圧縮装置１，２，３（図１〜図３，図１６，図１７，
図２５，図２６）の処理内容は、互いに矛盾を生じない
限り、組み合わせることが可能である。

【０２６４】以上述べたように、第８の実施形態におけ
る映像データ圧縮装置２の動作によれば、第５の実施形
態〜第７の実施形態に示した映像データ圧縮装置２の動
作と同じ効果を得られる他、これらの実施形態における
よりもさらに正確な目標データ量Ｔ_jが算出でき、しか
も、シーンチェンジ部分の圧縮映像データの品質が低下
しない。

【０２６５】

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る映像データ圧縮装置の構成を示す
図である。

【図２】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。

【図３】図１に示したエンコーダの構成を示す図であ
る。

【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施形態における映
像データ圧縮装置の簡易２パスエンコードの動作を示す
図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、第２の実施形態における映
像データ圧縮装置の予測簡易２パスエンコードの動作を
示す図である。

【図６】第２の実施形態における映像データ圧縮装置
（図１）の動作を示すフローチャートである。

【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、第２の実施形態における予
測簡易２パスエンコード方式、および、第３の実施形態
における改良予測簡易２パスエンコード方式による、シ
ーンチェンジの前後のピクチャーに対する圧縮符号化を
示す図である。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、エンコーダ制御部（図１）
による編集映像データのピクチャーの順序の入れ替え処
理、および、ホストコンピュータによるピクチャータイ
プの変更処理を示す図である。

【図９】編集映像データのシーンチェンジ部分付近の実
難度データの値の経時的な変化を例示する図である。

【図１０】ホストコンピュータ（図１）が、編集映像デ
ータにシーンチェンジが発生する場合に、実難度データ
Ｄ₁〜Ｄ₁₅に基づいて予測難度データＤ’₁₆〜Ｄ’₃₀を
算出する方法、および、編集映像データにシーンチェン
ジが発生しない場合の予測難度データＤ’₁₆〜Ｄ’₃₀を
算出する方法を示す図である。

【図１１】第３の実施形態における改良予測簡易２パス
エンコード方式における総和値Ｓｕｍ_iの予測および目
標データ量Ｔ_iの算出に係る処理内容を示す第１のフロ
ーチャート図である。

【図１２】第３の実施形態における改良予測簡易２パス
エンコード方式における総和値Ｓｕｍ_iの予測および目
標データ量Ｔ_iの算出に係る処理内容を示す第２のフロ
ーチャート図である。

【図１３】シーンチェンジがＰピクチャーで生じた場合
に、その前後における実難度データＤ_j（○印）と予測
難度データＤ’_j（×印）との関係を、圧縮符号化の順
に例示する図である。

【図１４】シーンチェンジがＩピクチャーで生じた場合
に、その前後における実難度データＤ_j（○印）と予測
難度データＤ’_j（×印）との関係を、圧縮符号化の順
に例示する図である。

【図１５】第４の実施形態における映像データ圧縮装置
（図１）のホストコンピュータによるシーンチェンジ検
出処理の内容を示すフローチャート図である。

【図１６】第５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。

【図１７】図１６に示した映像データ圧縮装置の圧縮符
号化部の詳細な構成を示す図である。

【図１８】図１および図１６に示した映像データ圧縮装
置により、Ｐピクチャーを生成する際のＭＥ残差と実難
度データＤ_jとの相関関係を示す図である。

【図１９】図１および図１６に示した映像データ圧縮装
置により、Ｂピクチャーを生成する際のＭＥ残差と実難
度データＤ_jとの相関関係を示す図である。

【図２０】フラットネスの計算方法を示す図である。

【図２１】図１および図１６に示した映像データ圧縮装
置により、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Ｄ_jとの相関関係を示す図である。

【図２２】図１および図１６に映像データ圧縮装置によ
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Ｄ_jとの相関関係を示す図である。

【図２３】第６の実施形態における映像データ圧縮装置
（図１７）の圧縮符号化処理の内容を、ピクチャーの符
号化順に示す図である。

【図２４】第６の実施形態における映像データ圧縮装置
のホストコンピュータ（図１７）の処理内容を示すフロ
ーチャート図である。

【図２５】第７の実施形態における本発明に係る映像デ
ータ圧縮装置の構成を示す図である。

【図２６】図２５に示したエンコーダの構成を示す図で
ある。

【図２７】目標データ量算出回路（図２６）が算出する
ＰピクチャーおよびＢピクチャーの重み付け係数Ｋ_p，
Ｋ_Bを示す図である。

【図２８】第８の実施形態における映像データ圧縮装置
（図１７）の圧縮符号化動作を符号化順に示す図であ
る。

【図２９】第８の実施形態における映像データ圧縮装置
のホストコンピュータ（図１７）の処理内容を示すフロ
ーチャート図である。

【符号の説明】

１，２…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…エンコーダ、２６０…量子化
制御部、２６２…ＧＣ算出回路、２６４…目標データ量
算出回路、２６６…量子化インデックス生成回路、１６
４…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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続する複数の非圧縮映像データを、所定
の圧縮方法により、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）を所定の順序
で含むピクチャータイプシーケンスの圧縮映像データに
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それぞれの先頭のピクチャーが圧
縮後にＩピクチャーまたはＰピクチャーになるように、
前記非圧縮映像データのピクチャーを前記所定の圧縮方
法に適合する順番に並び替える並び替え手段と、並び替えた前記非圧縮映像データの複雑さを、ピクチャ
ーごとに指標する指標データを算出する指標データ算出
手段と、算出した前記指標データに基づいて、連続する複数の前
記非圧縮映像データの境界を検出する境界検出手段と、検出した境界ごとに、いずれの前記非圧縮映像データの
ピクチャーもが、他の前記非圧縮映像データのピクチャ
ーを参照せずに圧縮されるように、前記ピクチャータイ
プシーケンスを変更する変更手段と、算出した前記指標データ、および、変更後の前記ピクチ
ャータイプシーケンスに基づいて、前記非圧縮映像デー
タの圧縮後のデータ量の目標値を、所定の圧縮単位ごと
に算出する目標値算出手段と、前記非圧縮映像データを、前記所定の圧縮方法により、
圧縮後のデータ量がほぼ算出した前記目標値となるよう
に、変更後の前記ピクチャータイプシーケンスの圧縮映
像データに圧縮する圧縮手段とを有する映像データ圧縮
装置。
【請求項２】前記目標値算出手段は、算出した前記指標データに所定の係数を乗算する所定の
演算処理を行い、圧縮後のデータ量に対応する難度デー
タを算出する近似手段と、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
出する算出手段とを有し、前記圧縮手段は、前記非圧縮映像データに対して所定の圧縮処理を行う圧
縮処理手段と、前記所定の圧縮処理を行った映像データを、外部から設
定される量子化値で量子化し、前記圧縮映像データを生
成する量子化手段と、算出した前記目標値に基づいて、前記量子化値を順次、
調節し、前記量子化手段に設定する量子化値調節・設定
手段とを有し、前記圧縮手段の前記量子化手段に設定される前記量子化
値の平均値と、生成した前記圧縮映像データのデータ量
と、算出した前記指標データとに基づいて、前記所定の
係数を更新する前記係数更新手段をさらに有する請求項
１に記載の映像データ圧縮装置。
【請求項３】前記目標値算出手段は、前記ピクチャータイプシーケンスの変更以前に、予め、
前記所定の圧縮単位に含まれるピクチャーが前記ピクチ
ャータイプシーケンスの順番通りに圧縮されると予測し
て、圧縮後のピクチャーの種類に応じた前記目標値を算
出する予測目標量算出手段と、前記ピクチャータイプシーケンスの変更が実際にあった
場合にのみ、圧縮後のピクチャーの種類が変更された前
記非圧縮映像データのピクチャーの前記目標値を、変更
後のピクチャーの種類に応じて補正する目標量補正手段
とを有する請求項１に記載の映像データ圧縮装置。
【請求項４】前記指標データ算出手段は、圧縮後にＩピ
クチャーとなるピクチャーの指標データとしてフラット
ネス、イントラＡＣおよびアクティビティを、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指
標データとしてＭＥ残差を算出し、前記変更手段は、前記非圧縮映像データの先頭のピクチ
ャーがＰピクチャーに圧縮される場合に、前記非圧縮映
像データの先頭のピクチャーがＩピクチャーに圧縮され
るように前記ピクチャータイプシーケンスを変更し、前記目標量補正手段は、圧縮後のピクチャーの種類がＰ
ピクチャーからＩピクチャーに変更されるピクチャーの
予め算出された前記目標値を、圧縮後にＩピクチャーと
なる場合の当該ピクチャーの前記目標量に補正し、圧縮
後のピクチャーの種類がＩピクチャーからＰピクチャー
に変更されるピクチャーの予め算出された前記目標値
を、圧縮後にＰピクチャーとなる場合の当該ピクチャー
の前記目標量に補正する請求項３に記載の映像データ圧
縮装置。
【請求項５】前記係数更新手段は、前記圧縮手段の前記量子化手段に設定される前記量子化
値の平均値と、生成した前記圧縮映像データのデータ量
とに基づいてグローバルコンプレクシティを算出するグ
ローバルコンプレクシティ算出手段と、算出した前記グローバルコンプレクシティと前記指標デ
ータとに基づいて、前記所定の係数を算出する係数算出
手段とを有する請求項４に記載の映像データ圧縮装置。
【請求項６】前記係数算出手段は、圧縮後にＩピクチャ
ーとなるピクチャーのグローバルコンプレクシティを、
生成した前記フラットネス、イントラＡＣまたはアクテ
ィビティで除算して、Ｉピクチャー用の前記所定の係数
を算出し、圧縮後にＰピクチャーまたはＢピクチャーと
なるピクチャーのグローバルコンプレクシティを、生成
した前記ＭＥ残差で除算して、Ｐピクチャー用の前記所
定の係数およびＢピクチャー用の前記所定の係数を算出
する請求項５に記載の映像データ圧縮装置。
【請求項７】連続する複数の非圧縮映像データを、所定
の圧縮方法により、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）を所定の順序
で含むピクチャータイプシーケンスの圧縮映像データに
圧縮する映像データ圧縮方法であって、前記非圧縮映像データそれぞれの先頭のピクチャーが圧
縮後にＩピクチャーまたはＰピクチャーになるように、
前記非圧縮映像データのピクチャーを前記所定の圧縮方
法に適合する順番に並び替え、並び替えた前記非圧縮映像データの複雑さを、ピクチャ
ーごとに指標する指標データを算出し、算出した前記指標データに基づいて、連続する複数の前
記非圧縮映像データの境界を検出し、検出した境界ごとに、いずれの前記非圧縮映像データの
ピクチャーもが、他の前記非圧縮映像データのピクチャ
ーを参照せずに圧縮されるように、前記ピクチャータイ
プシーケンスを変更し、算出した前記指標データ、および、変更後の前記ピクチ
ャータイプシーケンスに基づいて、前記非圧縮映像デー
タの圧縮後のデータ量の目標値を、所定の圧縮単位ごと
に算出し、前記非圧縮映像データを、前記所定の圧縮方法により、
圧縮後のデータ量がほぼ算出した前記目標値となるよう
に、変更後の前記ピクチャータイプシーケンスの圧縮映
像データに圧縮する映像データ圧縮方法。
【請求項８】算出した前記指標データに所定の係数を乗
算する所定の演算処理を行い、圧縮後のデータ量に対応
する難度データを算出し、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に対して所定の圧縮処理を行い、前記所定の圧縮処理を行った映像データを、外部から設
定される量子化値で量子化し、前記圧縮映像データを生
成し、算出した前記目標値に基づいて、前記量子化値を順次、
調節して設定し、設定した前記量子化値の平均値と、生成した前記圧縮映
像データのデータ量と、算出した前記指標データとに基
づいて、前記所定の係数を更新する請求項７に記載の映
像データ圧縮方法。
【請求項９】前記ピクチャータイプシーケンスの変更以
前に、予め、前記所定の圧縮単位に含まれるピクチャー
が前記ピクチャータイプシーケンスの順番通りに圧縮さ
れると予測して、圧縮後のピクチャーの種類に応じた前
記目標値を算出し、前記ピクチャータイプシーケンスの変更が実際にあった
場合にのみ、圧縮後のピクチャーの種類が変更された前
記非圧縮映像データのピクチャーの前記目標値を、変更
後のピクチャーの種類に応じて補正する請求項７に記載
の映像データ圧縮方法。
【請求項１０】圧縮後にＩピクチャーとなるピクチャー
の指標データとしてフラットネス、イントラＡＣおよび
アクティビティを、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指標データとしてＭＥ残差を
算出し、前記非圧縮映像データの先頭のピクチャーがＰピクチャ
ーに圧縮される場合に、前記非圧縮映像データの先頭の
ピクチャーがＩピクチャーに圧縮されるように前記ピク
チャータイプシーケンスを変更し、圧縮後のピクチャーの種類がＰピクチャーからＩピクチ
ャーに変更されるピクチャーの予め算出された前記目標
値を、圧縮後にＩピクチャーとなる場合の当該ピクチャ
ーの前記目標量に補正し、圧縮後のピクチャーの種類が
ＩピクチャーからＰピクチャーに変更されるピクチャー
の予め算出された前記目標値を、圧縮後にＰピクチャー
となる場合の当該ピクチャーの前記目標量に補正する請
求項９に記載の映像データ圧縮方法。
【請求項１１】設定する前記量子化値の平均値と、生成
した前記圧縮映像データのデータ量とに基づいてグロー
バルコンプレクシティを算出し、算出した前記グローバルコンプレクシティと前記指標デ
ータとに基づいて、前記所定の係数を算出する請求項１
０に記載の映像データ圧縮方法。
【請求項１２】圧縮後にＩピクチャーとなるピクチャー
のグローバルコンプレクシティを、生成した前記フラッ
トネス、イントラＡＣまたはアクティビティで除算し
て、Ｉピクチャー用の前記所定の係数を算出し、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
グローバルコンプレクシティを、生成した前記ＭＥ残差
で除算して、Ｐピクチャー用の前記所定の係数およびＢ
ピクチャー用の前記所定の係数を算出する請求項１１に
記載の映像データ圧縮方法。