JPH11252572A - 符号量配分装置 - Google Patents
符号量配分装置Info
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- JPH11252572A JPH11252572A JP5036898A JP5036898A JPH11252572A JP H11252572 A JPH11252572 A JP H11252572A JP 5036898 A JP5036898 A JP 5036898A JP 5036898 A JP5036898 A JP 5036898A JP H11252572 A JPH11252572 A JP H11252572A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のＴＭ５の符号化手法では、ヘッダ部符
号量と直交変換係数部符号量とを分離して計算していな
いし、両者を分離処理する従来手法でも事前解析が必要
で、装置が複雑なものとなっていた。 【解決手段】 本発明では、フレーム内総発生符号量の
うち量子化スケールに関係する直交変換係数部および量
子化スケールに関係しないヘッダ部のそれぞれの発生符
号量を計測するヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量
計測部５と、そこで順次に計測され得られた複数の符号
化済みフレームのヘッダ部発生符号量から、符号化対象
フレームと同じフレーム符号化タイプで符号化された直
前の符号化済みのフレームのヘッダ部発生符号量を選択
的に導出して出力するヘッダ部配分符号量導出部６とを
具えて構成した。
号量と直交変換係数部符号量とを分離して計算していな
いし、両者を分離処理する従来手法でも事前解析が必要
で、装置が複雑なものとなっていた。 【解決手段】 本発明では、フレーム内総発生符号量の
うち量子化スケールに関係する直交変換係数部および量
子化スケールに関係しないヘッダ部のそれぞれの発生符
号量を計測するヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量
計測部５と、そこで順次に計測され得られた複数の符号
化済みフレームのヘッダ部発生符号量から、符号化対象
フレームと同じフレーム符号化タイプで符号化された直
前の符号化済みのフレームのヘッダ部発生符号量を選択
的に導出して出力するヘッダ部配分符号量導出部６とを
具えて構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、量子化スケールで
フレーム符号化タイプ毎の発生符号量を制御するデジタ
ル画像符号化圧縮装置の符号量配分装置に係り、特に、
配分符号量をヘッダ部と直交変換係数部とに分離して符
号化対象フレームへの配分を最適にするようにした符号
量配分装置に関するものである。
フレーム符号化タイプ毎の発生符号量を制御するデジタ
ル画像符号化圧縮装置の符号量配分装置に係り、特に、
配分符号量をヘッダ部と直交変換係数部とに分離して符
号化対象フレームへの配分を最適にするようにした符号
量配分装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】動画像は少しずつ異なるフレームを連続
して表示することにより得られるが、これらの連続する
フレームは相互に相関が高く、フレーム間の相関をとる
ことにより冗長性を削減できる。さらに動き補償予測を
用いることによって、動き部分についても差分を小さく
できる。
して表示することにより得られるが、これらの連続する
フレームは相互に相関が高く、フレーム間の相関をとる
ことにより冗長性を削減できる。さらに動き補償予測を
用いることによって、動き部分についても差分を小さく
できる。
【０００３】そこで、いわゆるＭＰＥＧ−２映像符号化
規格ではＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャという３
種類のピクチャタイプを定め、１つのＩピクチャと複数
のＰ，Ｂピクチャを図１のようにまとめてＧＯＰ（Ｇｒ
ｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）とし、このＧＯＰを
符号化の単位として、一定の符号量に収まるように、符
号量を制御して動画像の圧縮符号化を行っている。
規格ではＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャという３
種類のピクチャタイプを定め、１つのＩピクチャと複数
のＰ，Ｂピクチャを図１のようにまとめてＧＯＰ（Ｇｒ
ｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）とし、このＧＯＰを
符号化の単位として、一定の符号量に収まるように、符
号量を制御して動画像の圧縮符号化を行っている。
【０００４】このような画像圧縮符号化における符号量
制御手法としては、ＭＰＥＧ−２映像符号化規格に準拠
したビットストリームを生成するＭＰＥＧ−２のＴＭ５
（ＩＳＯ／ＩＥＣ−ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１：
“Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５（Ｄｒａｆｔ）”，ＭＰＥ
Ｇ９３／Ｎ０４００，１９９３）の中に記載されている
手法がよく知られている。ＴＭ５の符号量制御手法は、
以下の３段階から成り立っている。 段階１ 符号化しようとするフレームに要する符号量を
配分する。 段階２ 配分符号量と実際の発生符号量とが等しくなる
ように量子化スケールを計算する。 段階３ マクロブロックの特徴量に応じて量子化スケー
ルを微調整する。
制御手法としては、ＭＰＥＧ−２映像符号化規格に準拠
したビットストリームを生成するＭＰＥＧ−２のＴＭ５
（ＩＳＯ／ＩＥＣ−ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１：
“Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５（Ｄｒａｆｔ）”，ＭＰＥ
Ｇ９３／Ｎ０４００，１９９３）の中に記載されている
手法がよく知られている。ＴＭ５の符号量制御手法は、
以下の３段階から成り立っている。 段階１ 符号化しようとするフレームに要する符号量を
配分する。 段階２ 配分符号量と実際の発生符号量とが等しくなる
ように量子化スケールを計算する。 段階３ マクロブロックの特徴量に応じて量子化スケー
ルを微調整する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以下に、本発明と係わ
りの大きいＴＭ５の符号量制御手法を構成する上記段階
１の問題点を説明する。ＭＰＥＧ−２映像符号化では、
まず、フレーム内の全マクロブロックをイントラモード
符号化するＩピクチャ、順方向動き補償予測符号化とイ
ントラモード符号化の選択がマクロブロック単位で可能
なＰピクチャ、および両方向（内挿、順方向、逆方向）
動き補償予測符号化とイントラモード符号化の選択がマ
クロブロック単位で可能なＢピクチャの３種類のフレー
ム符号化タイプを有している（図１参照）。
りの大きいＴＭ５の符号量制御手法を構成する上記段階
１の問題点を説明する。ＭＰＥＧ−２映像符号化では、
まず、フレーム内の全マクロブロックをイントラモード
符号化するＩピクチャ、順方向動き補償予測符号化とイ
ントラモード符号化の選択がマクロブロック単位で可能
なＰピクチャ、および両方向（内挿、順方向、逆方向）
動き補償予測符号化とイントラモード符号化の選択がマ
クロブロック単位で可能なＢピクチャの３種類のフレー
ム符号化タイプを有している（図１参照）。
【０００６】ここでイントラモード符号化は、フレーム
間差分をとらずフレーム内で完結した符号化であり、シ
ーンチェンジなどフレーム間に相関がない場合や誤り伝
搬を防ぐためのリフレッシュに用いられる符号化であ
る。また、マクロブロックとは、ブロック符号化の符号
化単位である画像ブロック（例えば１６画素×１６画
素）の集合からなる一定の大きさのブロックであって、
同一の量子化スケールを用いるブロックのことをいう。
間差分をとらずフレーム内で完結した符号化であり、シ
ーンチェンジなどフレーム間に相関がない場合や誤り伝
搬を防ぐためのリフレッシュに用いられる符号化であ
る。また、マクロブロックとは、ブロック符号化の符号
化単位である画像ブロック（例えば１６画素×１６画
素）の集合からなる一定の大きさのブロックであって、
同一の量子化スケールを用いるブロックのことをいう。
【０００７】段階１では、符号化対象フレームの含まれ
るＧＯＰ内の未符号化Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャの各フレーム
数ＮI ，ＮP ，ＮB と、ＧＯＰ内の全未符号化フレーム
で消費できる残余の符号量ＲおよびＩ，Ｐ，Ｂピクチャ
に対するｇｌｏｂａｌ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｍｅａ
ｓｕｒｅｍｅｎｔと呼ばれるパラメータＸI ，ＸP ，Ｘ
B とから、それぞれ次の（１）〜（３）式により示され
る符号化対象フレームのフレーム符号化タイプ（それぞ
れ、Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャタイプ）ごとの配分符号量
ＴI ，ＴP ，ＴB が計算される。
るＧＯＰ内の未符号化Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャの各フレーム
数ＮI ，ＮP ，ＮB と、ＧＯＰ内の全未符号化フレーム
で消費できる残余の符号量ＲおよびＩ，Ｐ，Ｂピクチャ
に対するｇｌｏｂａｌ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｍｅａ
ｓｕｒｅｍｅｎｔと呼ばれるパラメータＸI ，ＸP ，Ｘ
B とから、それぞれ次の（１）〜（３）式により示され
る符号化対象フレームのフレーム符号化タイプ（それぞ
れ、Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャタイプ）ごとの配分符号量
ＴI ，ＴP ，ＴB が計算される。
【０００８】Ｉピクチャの場合、
【数１】 Ｐピクチャの場合、
【数２】 Ｂピクチャの場合、
【数３】
【０００９】ここで、ｂｉｔ＿ｒａｔｅとは符号化圧縮
装置において単位時間に生成し符号化伸張装置へ伝送す
る総符号量であり、ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅとは単位
時間に符号化し符号化伸張装置を経て表示されるフレー
ム数である。また、各フレーム符号化タイプのＸI ，Ｘ
P ，ＸB は、フレーム内全発生符号量ＳI ，ＳP ，Ｓ B
と各マクロブロックの量子化スケールをフレーム内で平
均した平均量子化パラメータＱI ，ＱP ，ＱB からそれ
ぞれ次の（４），（５），（６）式より求められ、フレ
ームを符号化するたびに更新される。 ＸI ＝ＳI ・ＱI （４） ＸP ＝ＳP ・ＱP （５） ＸB ＝ＳB ・ＱB （６）
装置において単位時間に生成し符号化伸張装置へ伝送す
る総符号量であり、ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅとは単位
時間に符号化し符号化伸張装置を経て表示されるフレー
ム数である。また、各フレーム符号化タイプのＸI ，Ｘ
P ，ＸB は、フレーム内全発生符号量ＳI ，ＳP ，Ｓ B
と各マクロブロックの量子化スケールをフレーム内で平
均した平均量子化パラメータＱI ，ＱP ，ＱB からそれ
ぞれ次の（４），（５），（６）式より求められ、フレ
ームを符号化するたびに更新される。 ＸI ＝ＳI ・ＱI （４） ＸP ＝ＳP ・ＱP （５） ＸB ＝ＳB ・ＱB （６）
【００１０】フレーム内全発生符号量ＳI ，ＳP ，ＳB
には量子化スケールに関係しない動きベクトル等の符号
量（以下、ヘッダ部符号量という）が含まれており、そ
のため（１）〜（３）式の配分符号量ＴI ，ＴP ，ＴB
もヘッダ部符号量を含むフレーム内の全符号量となって
いる。
には量子化スケールに関係しない動きベクトル等の符号
量（以下、ヘッダ部符号量という）が含まれており、そ
のため（１）〜（３）式の配分符号量ＴI ，ＴP ，ＴB
もヘッダ部符号量を含むフレーム内の全符号量となって
いる。
【００１１】このように、（４），（５），（６）式に
おいては、量子化スケールに関係しないヘッダ部符号量
も含めて量子化スケール（ＱI ，ＱP ，ＱB ）と積をと
っている点に問題があるとし、この問題を解決するため
に、ヘッダ部符号量とＤＣＴ係数部（直交変換係数部）
符号量とを分離して、それぞれの配分符号量を計算する
ようにした報告がある（Ｇ．Ｋｅｅｓｍａｎ，Ｉ．Ｓｈ
ａｈ，Ｒ．Ｋｌｅｉｎ−Ｇｕｎｎｅｗｉｅｋ：“Ｂｉｔ
−ｒａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ＭＰＥＧ ｅｎ
ｃｏｄｅｒｓ”，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Ｉｍａｇｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ６，ｐｐ５
４５−５６０，１９９５）。
おいては、量子化スケールに関係しないヘッダ部符号量
も含めて量子化スケール（ＱI ，ＱP ，ＱB ）と積をと
っている点に問題があるとし、この問題を解決するため
に、ヘッダ部符号量とＤＣＴ係数部（直交変換係数部）
符号量とを分離して、それぞれの配分符号量を計算する
ようにした報告がある（Ｇ．Ｋｅｅｓｍａｎ，Ｉ．Ｓｈ
ａｈ，Ｒ．Ｋｌｅｉｎ−Ｇｕｎｎｅｗｉｅｋ：“Ｂｉｔ
−ｒａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ＭＰＥＧ ｅｎ
ｃｏｄｅｒｓ”，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Ｉｍａｇｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ６，ｐｐ５
４５−５６０，１９９５）。
【００１２】しかし、この解決方法は、符号化器への画
像入力を遅延回路で遅らせる間に固定量子化の符号化回
路による事前解析を行うことにより、ヘッダ部とＤＣＴ
係数部とへの各配分符号量をそれぞれ求めるものである
が、これでは装置が複雑になるという欠点がある。
像入力を遅延回路で遅らせる間に固定量子化の符号化回
路による事前解析を行うことにより、ヘッダ部とＤＣＴ
係数部とへの各配分符号量をそれぞれ求めるものである
が、これでは装置が複雑になるという欠点がある。
【００１３】以上説明したように、従来のＴＭ５に基づ
く単純な符号量制御では、量子化スケールに関係しない
ヘッダ部符号量も含めて符号量配分の計算を行っている
点に問題があり、また、この問題を解決するためになさ
れた上述の方法では、本来の符号化処理に用いる装置に
加え、ヘッダ部と直交変換係数部それぞれの配分符号量
を求めるための固定量子化符号化回路が必要であり、結
果としてデジタル画像圧縮符号化装置が複雑な構成のも
のになる。
く単純な符号量制御では、量子化スケールに関係しない
ヘッダ部符号量も含めて符号量配分の計算を行っている
点に問題があり、また、この問題を解決するためになさ
れた上述の方法では、本来の符号化処理に用いる装置に
加え、ヘッダ部と直交変換係数部それぞれの配分符号量
を求めるための固定量子化符号化回路が必要であり、結
果としてデジタル画像圧縮符号化装置が複雑な構成のも
のになる。
【００１４】本発明の目的は、上記問題を解決するべ
く、ヘッダ部と直交変換係数部とを分離して符号化対象
フレームへの符号量配分を最適にする符号量配分装置
（特に、ＴＭ５に基づく手法のうち上記段階１を行う装
置）を提供し、もって、デジタル画像符号化圧縮装置全
体の構成を簡単化し得るようにすることにある。
く、ヘッダ部と直交変換係数部とを分離して符号化対象
フレームへの符号量配分を最適にする符号量配分装置
（特に、ＴＭ５に基づく手法のうち上記段階１を行う装
置）を提供し、もって、デジタル画像符号化圧縮装置全
体の構成を簡単化し得るようにすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明符号量配分装置は、量子化スケールを制御し
て複数のフレーム符号化タイプで画像を圧縮符号化する
符号化圧縮装置からの発生符号量を調節するための符号
量配分装置であって、フレーム内総発生符号量のうち量
子化スケールに関係する直交変換係数部および量子化ス
ケールに関係しないヘッダ部のそれぞれの発生符号量を
計測するヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量計測部
と、該符号量計測部で順次に計測され得られた複数の符
号化済みフレームのヘッダ部発生符号量から、符号化対
象フレームと同じフレーム符号化タイプで符号化された
直前の符号化済みフレームのヘッダ部発生符号量を選択
的に導出して出力するヘッダ部配分符号量導出部とを具
えていることを特徴とするものである。
に、本発明符号量配分装置は、量子化スケールを制御し
て複数のフレーム符号化タイプで画像を圧縮符号化する
符号化圧縮装置からの発生符号量を調節するための符号
量配分装置であって、フレーム内総発生符号量のうち量
子化スケールに関係する直交変換係数部および量子化ス
ケールに関係しないヘッダ部のそれぞれの発生符号量を
計測するヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量計測部
と、該符号量計測部で順次に計測され得られた複数の符
号化済みフレームのヘッダ部発生符号量から、符号化対
象フレームと同じフレーム符号化タイプで符号化された
直前の符号化済みフレームのヘッダ部発生符号量を選択
的に導出して出力するヘッダ部配分符号量導出部とを具
えていることを特徴とするものである。
【００１６】また、本発明符号量配分装置は、さらに、
第１乃至第ｎの互いに異なるフレーム符号化タイプに対
し、符号化済みフレームの各マクロブロックの量子化ス
ケールから計算される平均量子化パラメータＱi （ｉ＝
１，２，----- ，ｎ）とヘッダ部符号量／直交変換係数
部符号量計測部で計測された直交変換係数部発生符号量
Ｓi ′（ｉ＝１，２，----- ，ｎ）とに基づき各フレー
ム符号化タイプ毎のパラメータＸi ′（ｉ＝１，２，--
--- ，ｎ）を算出するパラメータ算出部と、ＧＯＰを構
成する各フレーム符号化タイプ毎のフレーム数から既に
符号化されたそれぞれの符号化フレーム数を減算して、
各フレーム符号化タイプ毎にＧＯＰ内の未符号化フレー
ム数Ｎi （ｉ＝１，２，----- ，ｎ）を計数するＧＯＰ
内の未符号化フレーム計数部と、予め定められたＧＯＰ
内で消費できる符号量から符号化済みフレームの発生符
号量を減じて、ＧＯＰ内の全未符号化フレームで消費で
きる符号量Ａを計算するとともに、ヘッダ部符号量／直
交変換係数部符号量計測部で計測されたフレーム符号化
タイプ毎の最新のヘッダ部発生符号量とＧＯＰ内の未符
号化フレーム計数部で計数した各フレーム符号化タイプ
の未符号化フレーム数とからＧＯＰ内の全未符号化フレ
ームに必要なヘッダ部総符号量Ｂを見積って、符号量Ａ
から符号量Ｂを減ずることで、ＧＯＰ内の全未符号化フ
レームで消費できる直交変換係数部の総符号量Ｒを求め
る直交変換係数部総符号量算出部と、パラメータ算出部
で求められたパラメータＸi ′（ｉ＝１，２，----- ，
ｎ）およびＧＯＰ内の未符号化フレーム計数部で求めら
れた未符号化フレーム数Ｎi （ｉ＝１，２，----- ，
ｎ）ならびに直交変換係数部総符号量算出部で求められ
た総符号量ＲとからＧＯＰ内の各フレーム符号化タイプ
の予測形態に応じて定まる計算式に基づき符号化対象フ
レームに該当するフレーム符号化タイプの配分符号量Ｔ
i （ｉ＝１，２，----- ，ｎ）を計算する直交変換係数
部配分符号量導出部とを具えていることを特徴とするも
のである。
第１乃至第ｎの互いに異なるフレーム符号化タイプに対
し、符号化済みフレームの各マクロブロックの量子化ス
ケールから計算される平均量子化パラメータＱi （ｉ＝
１，２，----- ，ｎ）とヘッダ部符号量／直交変換係数
部符号量計測部で計測された直交変換係数部発生符号量
Ｓi ′（ｉ＝１，２，----- ，ｎ）とに基づき各フレー
ム符号化タイプ毎のパラメータＸi ′（ｉ＝１，２，--
--- ，ｎ）を算出するパラメータ算出部と、ＧＯＰを構
成する各フレーム符号化タイプ毎のフレーム数から既に
符号化されたそれぞれの符号化フレーム数を減算して、
各フレーム符号化タイプ毎にＧＯＰ内の未符号化フレー
ム数Ｎi （ｉ＝１，２，----- ，ｎ）を計数するＧＯＰ
内の未符号化フレーム計数部と、予め定められたＧＯＰ
内で消費できる符号量から符号化済みフレームの発生符
号量を減じて、ＧＯＰ内の全未符号化フレームで消費で
きる符号量Ａを計算するとともに、ヘッダ部符号量／直
交変換係数部符号量計測部で計測されたフレーム符号化
タイプ毎の最新のヘッダ部発生符号量とＧＯＰ内の未符
号化フレーム計数部で計数した各フレーム符号化タイプ
の未符号化フレーム数とからＧＯＰ内の全未符号化フレ
ームに必要なヘッダ部総符号量Ｂを見積って、符号量Ａ
から符号量Ｂを減ずることで、ＧＯＰ内の全未符号化フ
レームで消費できる直交変換係数部の総符号量Ｒを求め
る直交変換係数部総符号量算出部と、パラメータ算出部
で求められたパラメータＸi ′（ｉ＝１，２，----- ，
ｎ）およびＧＯＰ内の未符号化フレーム計数部で求めら
れた未符号化フレーム数Ｎi （ｉ＝１，２，----- ，
ｎ）ならびに直交変換係数部総符号量算出部で求められ
た総符号量ＲとからＧＯＰ内の各フレーム符号化タイプ
の予測形態に応じて定まる計算式に基づき符号化対象フ
レームに該当するフレーム符号化タイプの配分符号量Ｔ
i （ｉ＝１，２，----- ，ｎ）を計算する直交変換係数
部配分符号量導出部とを具えていることを特徴とするも
のである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、発明の
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。まず、
本発明の動作原理につき説明する。本発明は、直交変換
によるデジタル画像圧縮符号化の符号量配分において、
量子化スケールに関係しない符号量が直前のフレームと
強い相関を有することを利用して、量子化スケールに関
係する部分の符号量配分を的確に行い、符号化画質を向
上させるようにしたものである。
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。まず、
本発明の動作原理につき説明する。本発明は、直交変換
によるデジタル画像圧縮符号化の符号量配分において、
量子化スケールに関係しない符号量が直前のフレームと
強い相関を有することを利用して、量子化スケールに関
係する部分の符号量配分を的確に行い、符号化画質を向
上させるようにしたものである。
【００１８】発生符号量は、量子化スケールを制御する
ことで調節される。発生符号量には量子化スケールによ
って変動する符号量と、動きベクトルなど量子化スケー
ルに依存しない符号量とに二分できる。以下では、前者
を直交変換係数部、後者をヘッダ部に対応する符号量と
それぞれ呼ぶ。符号化対象フレームへの符号量の配分
（配分符号量）を変えたときには、異なる値の量子化ス
ケールを用いるため直交変換係数部の符号量だけが大き
く変化する。
ことで調節される。発生符号量には量子化スケールによ
って変動する符号量と、動きベクトルなど量子化スケー
ルに依存しない符号量とに二分できる。以下では、前者
を直交変換係数部、後者をヘッダ部に対応する符号量と
それぞれ呼ぶ。符号化対象フレームへの符号量の配分
（配分符号量）を変えたときには、異なる値の量子化ス
ケールを用いるため直交変換係数部の符号量だけが大き
く変化する。
【００１９】一方、通常の映像の場合、一連の映像では
各フレーム間の動きが非常に似通っていて、フレーム符
号化タイプ毎のヘッダ部に対応する発生符号量はほぼ一
定であるとみなすことができる。そのため、符号化対象
フレームのヘッダ部配分符号量は、符号化対象フレーム
と同じフレーム符号化タイプで符号化された直前の符号
化済みフレームのヘッダ部に対応する発生符号量により
見積もることができる。これにより、簡易に最適なヘッ
ダ部の符号量配分を行うことができる。
各フレーム間の動きが非常に似通っていて、フレーム符
号化タイプ毎のヘッダ部に対応する発生符号量はほぼ一
定であるとみなすことができる。そのため、符号化対象
フレームのヘッダ部配分符号量は、符号化対象フレーム
と同じフレーム符号化タイプで符号化された直前の符号
化済みフレームのヘッダ部に対応する発生符号量により
見積もることができる。これにより、簡易に最適なヘッ
ダ部の符号量配分を行うことができる。
【００２０】また、直交変換係数部の符号量配分手法に
ついては、例えば、ＴＭ５に類似する手法を用いること
ができる。すなわち、前述の（４）〜（６）式における
ＳI，ＳP ，ＳB を直交変換係数部のみの発生符号量と
してＸI ，ＸP ，ＸB を求め、ＲをＧＯＰ内の全未符号
化フレームで消費できる直交変換係数部符号量とし、
（１）〜（３）式に代入することにより、直交変換係数
部だけの配分符号量を計算することができる。
ついては、例えば、ＴＭ５に類似する手法を用いること
ができる。すなわち、前述の（４）〜（６）式における
ＳI，ＳP ，ＳB を直交変換係数部のみの発生符号量と
してＸI ，ＸP ，ＸB を求め、ＲをＧＯＰ内の全未符号
化フレームで消費できる直交変換係数部符号量とし、
（１）〜（３）式に代入することにより、直交変換係数
部だけの配分符号量を計算することができる。
【００２１】図２は、本発明符号量配分装置の一実施形
態をブロック図にて示している。なお、本実施形態にお
いては、ＭＰＥＧ−２符号化におけるＧＯＰ構造の符号
化パラメータを想定しているが、本発明はどのようなＧ
ＯＰ構造の符号化パラメータにも適用できることは言う
までもない。図２において、破線で囲んで示す部分は、
ＭＰＥＧ−２映像符号化規格に基づいて動き補償予測を
行う一般的な符号化圧縮装置を示していて、入力側から
順に、動き誤差信号導出部１、直交変換部２、量子化ス
ケール制御部３および符号化部４によって構成されてい
る。
態をブロック図にて示している。なお、本実施形態にお
いては、ＭＰＥＧ−２符号化におけるＧＯＰ構造の符号
化パラメータを想定しているが、本発明はどのようなＧ
ＯＰ構造の符号化パラメータにも適用できることは言う
までもない。図２において、破線で囲んで示す部分は、
ＭＰＥＧ−２映像符号化規格に基づいて動き補償予測を
行う一般的な符号化圧縮装置を示していて、入力側から
順に、動き誤差信号導出部１、直交変換部２、量子化ス
ケール制御部３および符号化部４によって構成されてい
る。
【００２２】本発明符号量配分装置を構成するために新
たに設けられ、量子化スケールを制御する部分として、
ヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量計測部５、ヘッ
ダ部配分符号量導出部６、パラメータ算出部７、ＧＯＰ
内の未符号化フレーム計数部８、直交変換係数部総符号
量算出部９、および直交変換係数部配分符号量導出部１
０が追加される。
たに設けられ、量子化スケールを制御する部分として、
ヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量計測部５、ヘッ
ダ部配分符号量導出部６、パラメータ算出部７、ＧＯＰ
内の未符号化フレーム計数部８、直交変換係数部総符号
量算出部９、および直交変換係数部配分符号量導出部１
０が追加される。
【００２３】まず、ヘッダ部配分符号量を導出する手順
から説明する。ヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量
計測部５では、フレーム毎に、符号化圧縮装置の符号化
部４より出力される符号化ビットストリームから、直交
変換係数部の符号化データを指し示す部分の符号量を計
測することによって直交変換係数部発生符号量を求め
る。また、フレーム発生総符号量からすでに求めた直交
変換係数部発生符号量を減算することでヘッダ部発生符
号量を求める。そのうちヘッダ部発生符号量はヘッダ部
配分符号量導出部６に送られる。
から説明する。ヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量
計測部５では、フレーム毎に、符号化圧縮装置の符号化
部４より出力される符号化ビットストリームから、直交
変換係数部の符号化データを指し示す部分の符号量を計
測することによって直交変換係数部発生符号量を求め
る。また、フレーム発生総符号量からすでに求めた直交
変換係数部発生符号量を減算することでヘッダ部発生符
号量を求める。そのうちヘッダ部発生符号量はヘッダ部
配分符号量導出部６に送られる。
【００２４】このヘッダ部配分符号量導出部６（図２参
照）の構成を図３に示す。ここでは、各フレーム符号化
タイプ毎の最新ヘッダ部発生符号量を順次メモリＭ1 ，
Ｍ2 ，----- ，Ｍn に保持しておき、符号化対象フレー
ムと同じフレーム符号化タイプの直前のヘッダ部発生符
号量を符号化対象フレームのヘッダ部配分符号量とし
て、符号化圧縮装置の量子化スケール制御部３（図２参
照）に送る。図中、ＳＷ1 ，ＳＷ2 は、メモリＭ1 ，Ｍ
2 ，----- ，Ｍn の書き込み、読み出しのための切り替
えスイッチである（但し、連動しない）。
照）の構成を図３に示す。ここでは、各フレーム符号化
タイプ毎の最新ヘッダ部発生符号量を順次メモリＭ1 ，
Ｍ2 ，----- ，Ｍn に保持しておき、符号化対象フレー
ムと同じフレーム符号化タイプの直前のヘッダ部発生符
号量を符号化対象フレームのヘッダ部配分符号量とし
て、符号化圧縮装置の量子化スケール制御部３（図２参
照）に送る。図中、ＳＷ1 ，ＳＷ2 は、メモリＭ1 ，Ｍ
2 ，----- ，Ｍn の書き込み、読み出しのための切り替
えスイッチである（但し、連動しない）。
【００２５】次に、直交変換係数部配分符号量を導出す
る手順を説明する。本実施形態では、ＴＭ５の段階１で
フレームへの配分符号量を求めるのと同様な手法で直交
変換係数部の配分符号量を計算するものとする。以下
に、パラメータ算出部７、ＧＯＰ内の未符号化フレーム
計数部８、直交変換係数部総符号量算出部９、および直
交変換係数部配分符号量導出部１０の動作を順を追って
説明する。
る手順を説明する。本実施形態では、ＴＭ５の段階１で
フレームへの配分符号量を求めるのと同様な手法で直交
変換係数部の配分符号量を計算するものとする。以下
に、パラメータ算出部７、ＧＯＰ内の未符号化フレーム
計数部８、直交変換係数部総符号量算出部９、および直
交変換係数部配分符号量導出部１０の動作を順を追って
説明する。
【００２６】パラメータ算出部７では、符号化済みのフ
レームに対し、各マクロブロックの量子化スケールから
計算される平均量子化パラメータＱI ，ＱP ，ＱB とヘ
ッダ部符号量／直交変換係数部符号量計測部５で計測さ
れ送られた直交変換係数部発生符号量ＳI ′，ＳP ′，
ＳB ′とを入力し、前述の（４）〜（６）式により各フ
レーム符号化タイプに対するパラメータＸI ′，
ＸP ′，ＸB ′を算出する。これら得られたパラメータ
は直交変換係数部配分符号量導出部１０に送られる。
レームに対し、各マクロブロックの量子化スケールから
計算される平均量子化パラメータＱI ，ＱP ，ＱB とヘ
ッダ部符号量／直交変換係数部符号量計測部５で計測さ
れ送られた直交変換係数部発生符号量ＳI ′，ＳP ′，
ＳB ′とを入力し、前述の（４）〜（６）式により各フ
レーム符号化タイプに対するパラメータＸI ′，
ＸP ′，ＸB ′を算出する。これら得られたパラメータ
は直交変換係数部配分符号量導出部１０に送られる。
【００２７】ＧＯＰ内の未符号化フレーム計数部８で
は、ＧＯＰを構成する各符号化フレーム数から既に符号
化されたそれぞれの符号化フレーム数を減算することに
より、ＧＯＰ内の未符号化フレーム数を各フレーム符号
化タイプ毎に計数し、その計数出力ＮI ，ＮP ，Ｎ
B は、直交変換係数部総符号量算出部９と直交変換係数
部配分符号量導出部１０とに送られる。
は、ＧＯＰを構成する各符号化フレーム数から既に符号
化されたそれぞれの符号化フレーム数を減算することに
より、ＧＯＰ内の未符号化フレーム数を各フレーム符号
化タイプ毎に計数し、その計数出力ＮI ，ＮP ，Ｎ
B は、直交変換係数部総符号量算出部９と直交変換係数
部配分符号量導出部１０とに送られる。
【００２８】直交変換係数部総符号量算出部９では、Ｇ
ＯＰ内の全未符号化フレームで消費できる直交変換係数
部符号量を次のように求める。ビットレートから逆算し
たＧＯＰ内の全フレームで消費できる符号量を初期値と
し、順次符号化済みフレームの発生符号量を減じること
で、ＧＯＰ内の全未符号化フレームで消費できる符号量
を計算し、この値をＡとする。
ＯＰ内の全未符号化フレームで消費できる直交変換係数
部符号量を次のように求める。ビットレートから逆算し
たＧＯＰ内の全フレームで消費できる符号量を初期値と
し、順次符号化済みフレームの発生符号量を減じること
で、ＧＯＰ内の全未符号化フレームで消費できる符号量
を計算し、この値をＡとする。
【００２９】一方、Ｉ，Ｐ，Ｂの各フレーム符号化タイ
プ毎にヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量計測部５
で計測された最新のヘッダ部発生符号量と、ＧＯＰ内の
未符号化フレーム計数部８で計数された各フレーム符号
化タイプの未符号化フレーム数とから、ＧＯＰ内の全未
符号化フレームに必要なヘッダ部総符号量を見積もり、
この値をＢとする。上記Ａから上記Ｂを差し引くこと
で、ＧＯＰ内の全未符号化フレームで消費できる残余の
符号量としての直交変換係数部の総符号量Ｒが求まる。
この求められた総符号量Ｒは直交変換係数部配分符号量
導出部１０に送られる。
プ毎にヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量計測部５
で計測された最新のヘッダ部発生符号量と、ＧＯＰ内の
未符号化フレーム計数部８で計数された各フレーム符号
化タイプの未符号化フレーム数とから、ＧＯＰ内の全未
符号化フレームに必要なヘッダ部総符号量を見積もり、
この値をＢとする。上記Ａから上記Ｂを差し引くこと
で、ＧＯＰ内の全未符号化フレームで消費できる残余の
符号量としての直交変換係数部の総符号量Ｒが求まる。
この求められた総符号量Ｒは直交変換係数部配分符号量
導出部１０に送られる。
【００３０】直交変換係数部配分符号量導出部１０で
は、パラメータ算出部７で求められたパラメータ
ＸI ′，ＸP ′，ＸB ′、ＧＯＰ内の未符号化フレーム
計数部８で求められた未符号化フレーム数ＮI ，ＮP ，
ＮB 、および直交変換係数部総符号量算出部９で求めら
れた総符号量Ｒをそれぞれ（１）〜（３）式に代入し、
次なる符号化対象フレームに該当するフレーム符号化タ
イプの配分符号量を計算して符号化圧縮装置の量子化ス
ケール制御部３に送る。このようにしてヘッダ部配分符
号量導出部６で求められたヘッダ部配分符号量と直交変
換係数部配分符号量導出部１０で求められた直交変換係
数部配分符号量とから、符号化対象フレームの全配分符
号量が求められる。これら求められた符号化対象フレー
ムの全配分符号量は、画像符号化圧縮における符号量制
御に使用される。すなわち、量子化スケール制御部３に
おいて配分符号量を目標値として実際の発生符号量を制
御する。
は、パラメータ算出部７で求められたパラメータ
ＸI ′，ＸP ′，ＸB ′、ＧＯＰ内の未符号化フレーム
計数部８で求められた未符号化フレーム数ＮI ，ＮP ，
ＮB 、および直交変換係数部総符号量算出部９で求めら
れた総符号量Ｒをそれぞれ（１）〜（３）式に代入し、
次なる符号化対象フレームに該当するフレーム符号化タ
イプの配分符号量を計算して符号化圧縮装置の量子化ス
ケール制御部３に送る。このようにしてヘッダ部配分符
号量導出部６で求められたヘッダ部配分符号量と直交変
換係数部配分符号量導出部１０で求められた直交変換係
数部配分符号量とから、符号化対象フレームの全配分符
号量が求められる。これら求められた符号化対象フレー
ムの全配分符号量は、画像符号化圧縮における符号量制
御に使用される。すなわち、量子化スケール制御部３に
おいて配分符号量を目標値として実際の発生符号量を制
御する。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、簡易な構成により各フ
レーム符号化タイプのヘッダ部符号量を的確に配分する
ことができる。また、これに伴い、ＴＭ５に基づく単純
な符号量制御に比べより的確な符号量配分を行うことが
でき、従って、符号化画質を向上させることができる。
レーム符号化タイプのヘッダ部符号量を的確に配分する
ことができる。また、これに伴い、ＴＭ５に基づく単純
な符号量制御に比べより的確な符号量配分を行うことが
でき、従って、符号化画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＰＥＧ−２符号化の表示順序におけるＧＯＰ
構造を示している。
構造を示している。
【図２】本発明符号量配分装置の一実施形態の構成をブ
ロック図にて示している。
ロック図にて示している。
【図３】図２中のヘッダ部配分符号量導出部の構成を示
している。
している。
１ 動き誤差信号導出部 ２ 直交変換部 ３ 量子化スケール制御部 ４ 符号化部 ５ ヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量計測部 ６ ヘッダ部配分符号量導出部 ７ パラメータ算出部 ８ ＧＯＰ内の未符号化フレーム計数部 ９ 直交変換係数部総符号量算出部 １０ 直交変換係数部配分符号量導出部 Ｍ1 ，Ｍ2 ，----- ，Ｍn メモリ ＳＷ1 ，ＳＷ2 切り替えスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 吉道 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 量子化スケールを制御して複数のフレー
ム符号化タイプで画像を圧縮符号化する符号化圧縮装置
からの発生符号量を調節するための符号量配分装置であ
って、 フレーム内総発生符号量のうち量子化スケールに関係す
る直交変換係数部および量子化スケールに関係しないヘ
ッダ部のそれぞれの発生符号量を計測するヘッダ部符号
量／直交変換係数部符号量計測部と、 該符号量計測部で順次に計測され得られた複数の符号化
済みフレームのヘッダ部発生符号量から、符号化対象フ
レームと同じフレーム符号化タイプで符号化された直前
の符号化済みフレームのヘッダ部発生符号量を選択的に
導出して出力するヘッダ部配分符号量導出部とを具えて
いることを特徴とする符号量配分装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の符号量配分装置におい
て、該装置はさらに、第１乃至第ｎの互いに異なるフレ
ーム符号化タイプに対し、 符号化済みフレームの各マクロブロックの量子化スケー
ルから計算される平均量子化パラメータＱi （ｉ＝１，
２，----- ，ｎ）とヘッダ部符号量／直交変換係数部符
号量計測部で計測された直交変換係数部発生符号量
Ｓi ′（ｉ＝１，２，----- ，ｎ）とに基づき各フレー
ム符号化タイプ毎のパラメータＸi ′（ｉ＝１，２，--
--- ，ｎ）を算出するパラメータ算出部と、 ＧＯＰを構成する各フレーム符号化タイプ毎のフレーム
数から既に符号化されたそれぞれの符号化フレーム数を
減算して、各フレーム符号化タイプ毎にＧＯＰ内の未符
号化フレーム数Ｎi （ｉ＝１，２，----- ，ｎ）を計数
するＧＯＰ内の未符号化フレーム計数部と、 予め定められたＧＯＰ内で消費できる符号量から符号化
済みフレームの発生符号量を減じて、ＧＯＰ内の全未符
号化フレームで消費できる符号量Ａを計算するととも
に、ヘッダ部符号量／直交変換係数部符号量計測部で計
測されたフレーム符号化タイプ毎の最新のヘッダ部発生
符号量とＧＯＰ内の未符号化フレーム計数部で計数した
各フレーム符号化タイプの未符号化フレーム数とからＧ
ＯＰ内の全未符号化フレームに必要なヘッダ部総符号量
Ｂを見積って、符号量Ａから符号量Ｂを減ずることで、
ＧＯＰ内の全未符号化フレームで消費できる直交変換係
数部の総符号量Ｒを求める直交変換係数部総符号量算出
部と、 パラメータ算出部で求められたパラメータＸi ′（ｉ＝
１，２，----- ，ｎ）およびＧＯＰ内の未符号化フレー
ム計数部で求められた未符号化フレーム数Ｎi（ｉ＝
１，２，----- ，ｎ）ならびに直交変換係数部総符号量
算出部で求められた総符号量ＲとからＧＯＰ内の各フレ
ーム符号化タイプの予測形態に応じて定まる計算式に基
づき符号化対象フレームに該当するフレーム符号化タイ
プの配分符号量Ｔi （ｉ＝１，２，----- ，ｎ）を計算
する直交変換係数部配分符号量導出部とを具えているこ
とを特徴とする符号量配分装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5036898A JPH11252572A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 符号量配分装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5036898A JPH11252572A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 符号量配分装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11252572A true JPH11252572A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=12856956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5036898A Pending JPH11252572A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 符号量配分装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11252572A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008111458A1 (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 符号化ビットレート制御方法及び装置、そのプログラム並びにプログラムを記録した記録媒体 |
| JP2010087770A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Nec Electronics Corp | 画像符号化装置及び方法 |
| US8396130B2 (en) | 2007-03-14 | 2013-03-12 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Motion vector search method and apparatus, program therefor, and storage medium which stores the program |
| US8548042B2 (en) | 2008-06-05 | 2013-10-01 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Video bitrate control method, video bitrate control apparatus, video bitrate control program, and computer-readable recording medium having the program recorded thereon |
| US9161042B2 (en) | 2007-03-14 | 2015-10-13 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Quantization control method and apparatus, program therefor, and storage medium which stores the program |
| US9455739B2 (en) | 2007-03-14 | 2016-09-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Code amount estimating method and apparatus, and program and storage medium therefor |
-
1998
- 1998-03-03 JP JP5036898A patent/JPH11252572A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008111458A1 (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 符号化ビットレート制御方法及び装置、そのプログラム並びにプログラムを記録した記録媒体 |
| JPWO2008111458A1 (ja) * | 2007-03-14 | 2010-06-24 | 日本電信電話株式会社 | 符号化ビットレート制御方法及び装置、そのプログラム並びにプログラムを記録した記録媒体 |
| KR101083383B1 (ko) | 2007-03-14 | 2011-11-14 | 니폰덴신뎅와 가부시키가이샤 | 부호화 비트 레이트 제어 방법 및 장치, 그 프로그램 및 프로그램을 기록한 기록매체 |
| JP5008718B2 (ja) * | 2007-03-14 | 2012-08-22 | 日本電信電話株式会社 | 符号化ビットレート制御方法及び装置、そのプログラム並びにプログラムを記録した記録媒体 |
| US8265142B2 (en) | 2007-03-14 | 2012-09-11 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Encoding bit-rate control method and apparatus, program therefor, and storage medium which stores the program |
| US8396130B2 (en) | 2007-03-14 | 2013-03-12 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Motion vector search method and apparatus, program therefor, and storage medium which stores the program |
| US9161042B2 (en) | 2007-03-14 | 2015-10-13 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Quantization control method and apparatus, program therefor, and storage medium which stores the program |
| US9455739B2 (en) | 2007-03-14 | 2016-09-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Code amount estimating method and apparatus, and program and storage medium therefor |
| US8548042B2 (en) | 2008-06-05 | 2013-10-01 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Video bitrate control method, video bitrate control apparatus, video bitrate control program, and computer-readable recording medium having the program recorded thereon |
| JP2010087770A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Nec Electronics Corp | 画像符号化装置及び方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060228 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060711 |