KR100512389B1 - 영상데이터의 압축장치 및 그 방법 - Google Patents

영상데이터의 압축장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

과제
적절한 데이터량의 압축 영상 데이터를 생성할 수 있고, 또한 처리에 필요한 시간이 짧은 영상 데이터 압축 장치 등을 제공한다.
해결 수단
인코더 제어부(22)는 압축 부호화를 위한 전처리를 실행할 때마다 I 픽처로 압축되는 픽처의 패턴의 복잡성을 나타내는 파라미터로서 플랫니스 및 인트라 AC를 생성한다. 움직임 검출기(14)는 움직임 예측의 예측 오차량(ME 잔차)을 산출한다. FIFO 메모리(160)는 입력된 영상 데이터의 각 픽처를 지연한다. 호스트 컴퓨터(20)는 ME 잔차, 플랫니스 및 인트라 AC에 의해, 각 픽처 패턴의 복잡성을 나타내는 실난도 데이터 Dj를 근사하고, 또한, 근사한 실난도 데이터 Dj로부터 압축 영상 데이터의 목표 데이터량 Tj를 산출한다. 인코더(18)는 압축 영상 데이터의 데이터 량이 대략 목표 데이터량 Tj이 되도록 압축 부호화를 행한다.

Description

영상 데이터 압축 장치 및 그 방법
본 발명은 비압축 영상 데이터를 압축 부호화하는 영상 데이터 압축 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
비압축 디지털 영상 데이터를 MPEG(moving picture experts group) 등의 방법에 의해, I 픽처(intra coded picture), B 픽처(bi-directionally predictive coded picture) 및 P 픽처(predictive coded picture)로 구성되는 GOP(group of pictures) 단위로 압축 부호화하여 광자기디스크(MO 디스크; magneto-optical disc) 등의 기록 매체에 기록 또는 통신 회선을 통해 전송할 때에는, 압축 부호화 후의 압축 영상 데이터의 데이터량(비트량)을, 신장 복호 후의 영상 품질을 높게 유지하면서 기록 매체의 기록 용량 이하, 또는 통신 회선의 전송 용량 이하로 할 필요가 있다.
이를 위해, 먼저, 비압축 영상 데이터를 예비적으로 압축 부호화하여 압축 부호화 후의 데이터량을 추정하고(1패스째), 다음에, 추정한 데이터량에 기초하여 압축율을 조절하고, 압축 부호화 후의 데이터량이 기록 매체의 기록 용량 이하가 되도록 압축 부호화하는(2패스째) 방법이 채택된다(이하, 이와 같은 압축 부호화 방법을 "2패스 인코드"라 함).
그러나, 2패스 인코드에 의해 압축 부호화를 행하면, 같은 비압축 영상 데이터에 대하여 같은 압축 부호화 처리를 2회 실시할 필요가 있어 시간이 걸려 버린다. 또한, 1회의 압축 부호화 처리로 최종적인 압축 영상 데이터를 산출할 수 없기 때문에, 촬영한 영상 데이터를 그대로 실시간적(리얼 타임)으로 압축 부호화하고 기록 또는 전송할 수 없다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 2패스 인코드에 의하지 않고, 소정의 데이터량 이하로 음성 영상 데이터를 압축 부호화 할 수 있는 영상 데이터 압축 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 거의 실시간적으로 영상 데이터를 압축 부호화할 수 있고, 더욱이 신장 복호 후에 고품질의 영상을 얻을 수 있는 영상 데이터 압축 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 2패스 인코드에 의하지 않고, 압축 부호화 후의 데이터량을 추정하여 압축율을 조절하고, 압축 부호화 처리를 행할 수 있는 영상 데이터 압축 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 영상 데이터 압축 장치는, 동화상의 비압축 영상 데이터의 복잡성을 픽처마다 나타내는 지표 데이터(통계량)를 산출하는 지표 데이터 산출 수단과, 산출된 상기 지표 데이터에 기초하여 상기 비압축 영상 데이터의 압축 후 데이터량의 목표값을 픽처마다 산출하는 목표값 산출 수단과, 상기 비압축 영상 데이터를, 소정의 압축 방법에 의해, 압축 후의 데이터량이 상기 산출된 목표값이 되도록 압축하는 압축 수단을 갖는다.
바람직하게는, 상기 압축 수단은 상기 비압축 영상 데이터를 복수 종류의 픽처(I 픽처, P 픽처 및 B 픽처 또는 이들의 조합)를 소정의 순번으로 포함하는 픽처 타입 시퀀스로 압축하고, 상기 지표 데이터 산출 수단은 P 픽처 및 B 픽처로 압축되는 픽처의 상기 지표 데이터로서 ME 잔차(residual)를 산출하고, I 픽처로 압축되는 픽처의 상기 지표 데이터로서 플랫니스(flatness) 및 인트라 AC 데이터 또는 이들 중 어느 것을 산출하고, 상기 목표값 산출 수단은 산출된 상기 지표 데이터에 기초하여 압축 후의 데이터량에 대응하는 난도 데이터를 산출하며, 또 산출된 난도 데이터에 기초하여 상기 목표값을 산출한다.
바람직하게는, 상기 지표 데이터 산출 수단은 상기 비압축 영상 데이터의 I 픽처의 상기 지표 데이터로서 액티비티를 산출한다.
바람직하게는, 상기 비압축 영상 데이터를 소정의 시간 지연하여 출력하는 지연 수단을 더 갖고, 상기 목표값 산출 수단은 상기 지연 수단이 상기 비압축 영상 데이터를 지연하고 있는 동안에 산출된 상기 지표 데이터에 기초하여, 상기 지연 수단이 출력한 픽처에 대한 상기 목표값을 산출하고, 상기 압축 수단은 상기 지연 수단이 출력한 픽처를, 압축 후의 데이터량이 상기 산출된 목표값이 되도록 압축한다.
본 발명에 따른 영상 데이터 압축 장치에 있어서, 지연 수단은 압축 부호화 후의 데이터량을 추정하는 데에 충분한 지표 데이터를 얻기 위해, 예를 들면, 비압축 영상 데이터가 L 픽처 입력되는 시간만큼 비압축 영상 데이터를 지연한다.
지표 데이터 산출 수단은 동화상의 비압축 영상 데이터의 픽처 각각의 패턴 복잡성을 나타내는 지표 데이터를 산출한다.
압축 수단은, 예를 들면, MPEG 방식에 의해, 지연 수단에 의해 지연된 동화상의 비압축 영상 데이터를, 다른 픽처로의 참조없이 압축·신장되는 I 픽처와, 전방의 픽처를 참조하여 압축·신장되는 P 픽처, 및 전후의 픽처를 참조하여 압축·신장되는 B 픽처의 조합을 소정의 순번으로 포함하는 픽처 타입 시퀀스로 압축 부호화한다. 또한, 압축 부호화 처리시, 압축 수단은 압축 후의 영상 데이터의 데이터량이 거의 목표값 산출 수단이 산출한 목표값이 되도록 한다.
지표 데이터 산출 수단은 다른 픽처를 참조하지 않는 I 픽처의 지표 데이터로서 플랫니스(flatness) 및 인트라 AC(intra AC) 또는 이들 중 어느 것인가를, 다른 픽처를 참조하는 P 픽처 및 B픽처의 지표 데이터로서 움직임 예측의 예측 오차량(ME 잔차)을 산출한다.
또한, 플랫니스는 영상의 공간적인 평탄성을 나타내는 지표로서 정의되고, 영상의 복잡성을 나타내며, 영상의 패턴 복잡성(난도(難度)) 및 압축 후의 데이터량과 상관성을 갖는다.
또한, 인트라 AC는 픽처 내의 영상 데이터의 평균값과 MPEG 방식에서의 DCT 처리 단위의 DCT 블록마다의 영상 데이터의 분산값의 총합으로서 정의되고, 플랫니스와 마찬가지로 영상의 복잡성을 나타내고, 영상 패턴의 복잡성(난도) 및 압축 후의 데이터량과 상관성을 갖는다.
또한, ME 잔차는 압축 부호화시의 움직임 벡터에 의한 움직임 보상 처리 후에, 입력 픽처와 참조 픽처의 영상 데이터의 차분값의 절대값 합 또는 자승값 합으로서 정의되고, 영상의 움직임 속도 및 패턴의 복잡성을 나타내고, 플랫니스와 마찬가지로, 영상의 패턴의 복잡성(난도) 및 압축 후의 데이터량과 상관성을 갖는다.
또한, I 픽처의 지표 데이터로서, MPEG 방식의 압축 알고리즘으로서 유명한 TM5[test model 5; ISO/IEC JTC/SC29 (1993)]에 있어서, 매크로블록에 대한 양자화 처리의 양자화값을 결정하기 위해 사용되는 액티비티(activity)를 사용하는 것도 가능하다.
목표값 산출 수단은 압축 수단이, 예를 들면, 영상 데이터의 총 데이터량을 기록 매체의 기록 용량 이하로 억제하고, 또한, 압축 영상 데이터의 품질을 가능한한 높게 유지할 수 있도록, 압축 영상 데이터의 데이터량의 목표값을 산출한다.
목표값은, 예를 들면, 지연된 비압축 영상 데이터의 제j번째의 픽처를 압축 부호화할 때에, 비압축 영상 데이터의 제(j-A)번째 내지 제(j+L-1)번째의 픽처로부터 얻어진 지표 데이터를 패턴의 복잡성(난도)을 나타내는 것으로서 사용하고, 제j번째 픽처가 그 패턴의 복잡성에 따른 데이터량으로 압축 부호화되도록 데이터량을 나누는 것에 의해 산출된다.
또한, 본 발명에 따른 영상 데이터 압축 방법은 동화상의 비압축 영상 데이터의 복잡성을 픽처마다 나타내는 지표 데이터를 산출하고, 산출된 상기 지표 데이터에 기초하여, 상기 비압축 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 픽처마다 산출하고, 상기 비압축 영상 데이터를 소정의 압축 방법에 의해, 압축 후의 데이터량이 상기 산출된 지표값이 되도록 압축한다.
제 1 실시예
이하, 본 발명의 제 1 실시예를 설명한다.
MPEG 방식으로 된 영상 데이터의 압축 부호화 방식에 의해, 높은 주파수 성분이 많은 패턴 또는 움직임이 많은 패턴이라고 하는 부호화 난도(difficulty)가 높은(복잡한) 영상 데이터를 압축 부호화하면, 일반적으로 압축에 따른 왜곡이 쉽게 발생하게 된다. 이 때문에, 난도가 높은 영상 데이터는 낮은 압축율로 압축 부호화할 필요가 있고, 난도가 높은 데이터를 압축 부호화하여 얻어지는 압축 영상 데이터에 대해서는, 난도가 낮은 패턴의 영상 데이터의 압축 영상 데이터에 비해 많은 목표 데이터량을 분배할 필요가 있다.
이와 같이, 영상 데이터의 난도에 대하여 적응적으로 목표 데이터량을 분배하기 위해서는, 종래 기술로서 나타낸 2패스 인코드 방식이 유효하다. 그러나, 2패스 인코드 방식은 실시간적인 압축 부호화에 적합하지 않다.
제 1 실시예로서 나타내는 간이 2패스 인코드 방식은 이러한 2패스 인코드 방식의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 비압축 영상 데이터를 예비적으로 압축 부호화하여 얻어지는 압축 영상 데이터의 난도 데이터로부터 비압축 영상 데이터의 난도를 산출하고, 예비적인 압축 부호화에 의해 산출된 난도에 기초하여, FIFO 메모리 등에 의해 소정의 시간만큼 지연된 비압축 영상 데이터의 압축율을 적응적으로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 데이터 압축 장치(1)의 구성을 도시한 것이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 영상 데이터 압축 장치(1)는 압축 부호화부(10) 및 호스트 컴퓨터(20)로 구성되고, 압축 부호화부(10)는 인코더 제어부(12), 움직임 검출기(motion estimator)(14), 간이 2패스 처리부(16), 제 2 인코더(encoder)(18)로 구성되고, 간이 2패스 처리부(16)는 FIFO 메모리(160) 및 제 1 인코더(162)로 구성된다.
영상 데이터 압축 장치(1)는 이들 구성 부분에 의해 편집 장치 및 비디오 테이프 레코더 장치 등의 외부 기기(도시하지 않음)로부터 입력되는 비압축 영상 데이터 VIN에 대하여, 상술한 간이 2패스 인코드를 실현한다.
영상 데이터 압축 장치(1)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 영상 데이터 압축장치(1)의 각 구성 부분의 동작을 제어한다. 또한, 호스트 컴퓨터(20)는 간이 2패스 처리부(16)의 인코더(162)가 비압축 영상 데이터 VIN을 예비적으로 압축 부호화하여 생성한 압축 영상 데이터의 데이터량, DCT 처리 후의 영상 데이터의 직류 성분(DC 성분)의 값 및 교류 성분(AC 성분)의 전력값을 제어 신호 C16을 통해 수신하고, 수신한 이들 값에 기초하여 압축 영상 데이터의 패턴의 난도를 산출한다. 또한, 호스트 컴퓨터(20)는, 산출된 난도에 기초하여, 인코더(18)가 생성하는 압축 영상 데이터의 목표 데이터량 Tj를 제어 신호 C18을 통해 픽처마다 할당하여, 인코더(18)의 양자화 회로(166)(도 3)에 설정하고, 인코더(18)의 압축율을 픽처 단위로 적응적으로 제어한다.
인코더 제어부(12)는 비압축 영상 데이터 VIN의 픽처의 유무를 호스트 컴퓨터(20)에 통지하고, 또한 비압축 영상 데이터 VIN의 픽처마다 압축 부호화를 위한 전처리를 실행한다. 즉, 인코더 제어부(12)는 입력된 비압축 영상 데이터를 부호 화순으로 재배열하고, 픽처·필드 변환을 행하고, 비압축 영상 데이터 VIN의 소스가 영화의 영상 데이터인 경우에 3:2 풀다운 처리(30 프레임/초의 영상 데이터를 24 프레임/초의 영상 데이터로 변환하고, 용장성을 압축 부호화 전에 제거하는 처리) 등을 행하고, 영상 데이터 S12로서 간이 2패스 처리부(16)의 FIFO 메모리(160) 및 인코더(162)에 대하여 출력한다.
움직임 검출부(14)는 비압축 영상 데이터의 움직임 벡터의 검출을 행하고, 인코더 제어부(12) 및 인코더(162, 18)에 대하여 출력한다.
간이 2패스 처리부(16)에 있어서, FIFO 메모리(160)는 인코더 제어부(12)로 부터 입력된 영상 데이터 S12를, 예를 들면, 비압축 영상 데이터 VIN이 L(L은 정수) 픽처 입력되는 시간만큼 지연하고, 지연 영상 데이터 S16으로서 인코더(18)에 대하여 출력한다.
도 2는 도 1에 도시한 간이 2패스 처리부(16)의 인코더(162)의 구성을 도시한 도면이다.
인코더(162)는, 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 가산 회로(164), DCT 회로(166), 양자화 회로(Q)(168), 가변 길이 부호화 회로(VLC)(170), 역양자화 회로(IQ)(172), 역 DCT(IDCT) 회로(174), 가산 회로(176) 및 움직임 보상 회로(178)로 구성되는 영상 데이터용 압축 부호화기로서, 입력되는 영상 데이터 S12를 MPEG 방식 등에 의해 압축 부호화하고, 압축 영상 데이터의 픽처마다의 데이터량 등을 호스트 컴퓨터(20)에 대하여 출력한다.
가산 회로(164)는 가산 회로(176)의 출력 데이터를 영상 데이터 S12로부터 감산하고, DCT 회로(166)에 대하여 출력한다.
DCT 회로(166)는 가산 회로(164)로부터 입력되는 영상 데이터를, 예를 들면, 8 화소× 8화소의 DCT 블록 단위로 이산 코사인 변환(DCT) 처리하고, 시간 영역의 데이터로부터 주파수 영역의 데이터로 변환하여 양자화 회로(168)에 대하여 출력한다. 또한, DCT 회로(166)는 DCT 후의 영상 데이터의 DC 성분의 값 및 AC 성분의 전력값을 호스트 컴퓨터(20)에 대하여 출력한다.
양자화 회로(168)는 DCT 회로(166)로부터 입력된 주파수 영역의 데이터를 고정 양자화값 Q로 양자화하고, 양자화 데이터로서 가변 길이 부호화 회로(170) 및 역양자화 회로(172)에 대하여 출력한다.
가변 길이 부호화 회로(170)는 양자화 회로(168)로부터 입력된 양자화 데이터를 가변 길이 부호화하고, 가변 길이 부호화의 결과로서 얻어진 압축 영상 데이터의 데이터량을 제어 신호 C16을 통해 호스트 컴퓨터(20)에 대하여 출력한다.
역양자화 회로(172)는 가변 길이 부호화 회로(168)로부터 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 역양자화 데이터로서 역DCT 회로(174)에 대하여 출력한다.
역DCT 회로(174)는 역양자화 회로(172)로부터 입력되는 역양자화 데이터에 대하여 역DCT 처리를 행하고, 가산 회로(176)에 대하여 출력한다.
가산 회로(176)는 움직임 보상 회로(178)의 출력 데이터 및 역DCT 회로(174)의 출력 데이터를 가산하고, 가산 회로(164) 및 움직임 보상 회로(178)에 대하여 출력한다.
움직임 보상 회로(178)는 가산 회로(176)의 출력 데이터에 대하여, 움직임 검출기(14)로부터 입력되는 움직임 벡터에 기초하여 움직임 보상 처리를 행하고, 가산 회로(176)에 대하여 출력한다.
도 3은 도 1에 도시한 인코더(18)의 구성을 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 인코더(18)는 도 2에 도시한 인코더(162)에 양자화 제어 회로(180)를 부가한 구성으로 되어 있다. 인코더(18)는 이들 구성 성분에 의해 호스트 컴퓨터(20)로부터 설정되는 목표 데이터량 Tj에 기초하여, FIFO 메모리(160)에 의해 L 픽처분 지연된 지연 영상 데이터 S16에 대하여 움직임 보상 처리, DCT 처리, 양자화 처리 및 가변 길이 부호화 처리를 실시하여, MPEG 방식 등의 압축 영상 데이터 VOUT를 생성하고, 외부 기기(도시하지 않음)에 출력한다.
인코더(18)에 있어서, 양자화 제어 회로(180)는 가변 길이 양자화 회로(170)가 출력하는 압축 영상 데이터 VOUT의 데이터량을 순차 감시하고, 지연 영상 데이터 S16의 제j번째의 픽처로부터 최종적으로 생성되는 압축 영상 데이터의 데이터량이 호스트 컴퓨터(20)로부터 설정된 목표 데이터량 Tj에 가깝도록 순차 양자화 회로(168)에 설정하는 양자화값 Qj를 조절한다.
또한, 가변 길이 양자화 회로(170)는 압축 영상 데이터 VOUT를 외부에 출력하는 외에, 지연 영상 데이터 S16을 압축 부호화하여 얻어진 압축 영상 데이터 VOUT의 실제 데이터량 Sj를 제어 신호 C18을 통해 호스트 컴퓨터(20)에 대하여 출력한다.
이하, 제 1 실시예에서의 영상 데이터 압축 장치(1)의 간이 2패스 인코드 동작을 설명한다.
도 4(A) 내지 도 4(C)는 제 1 실시예에서의 영상 데이터 압축 장치(1)의 간이 2패스 인코드의 동작을 도시하는 도면이다.
인코더 제어부(12)는 영상 데이터 압축 장치(1)에 입력된 비압축 영상 데이터 VIN에 대하여, 인코더 제어부(12)에 의해 부호화순으로 픽처를 재배열하는 등의 전처리를 행하고, 도 4(A)에 도시한 바와 같이 영상 데이터 S12로서 FIFO 메모리(160) 및 인코더(162)에 대하여 출력한다.
또한, 인코더 제어부(12)에 의한 픽처의 순번 재배열에 의해, 도 4 등에 도시한 픽처의 부호화의 순번과 신장 복호 후의 표시 순서와는 다르다.
FIFO 메모리(160)는 입력된 영상 데이터 S12의 각 픽처를 L픽처분만큼 지연하고, 인코더(18)에 대하여 출력한다.
인코더(162)는 입력된 영상 데이터 S12의 픽처를 예비적으로 순차 압축 부호화하고, 제j(j는 정수)번째의 픽처를 압축 부호화하여 얻어진 압축 부호화 데이터의 데이터량, DCT 처리 후의 영상 데이터의 DC 성분의 값, 및 AC 성분의 전력값을 호스트 컴퓨터(20)에 대하여 출력한다.
예를 들면, 인코더(18)에 입력되는 지연 영상 데이터 S16은 FIFO 메모리(160)에 의해 L픽처만큼 지연되어 있으므로, 도 4(B)에 도시한 바와 같이 인코더(18)가 지연 영상 데이터 S16의 제j(j는 정수)번째의 픽처(도 4(B)의 픽처 a)를 압축 부호화하고 있을 때에는, 인코더(162)는 영상 데이터 S12의 제j번째의 픽처로부터 L픽처분 앞의 제(j+L)번째의 픽처(도 4(B)의 픽처 b)를 압축 부호화하고 있는 것으로 된다. 따라서, 인코더(18)가 지연 영상 데이터 S16의 제j번째의 픽처의 압축 부호화를 개시할 때에는, 인코더(162)는 영상 데이터 S12의 제j번째 내지 제(j+L-1)번째의 픽처(도 4(B)의 범위 c)의 압축 부호화를 완료하고 있고, 이들 픽처의 압축 부호화 후의 실난도(實難度) 데이터 Dj, Dj+1, Dj+2, ..., Dj-L-1은 호스트 컴퓨터(20)에 의해 이미 산출되어 있다.
호스트 컴퓨터(20)는 다음의 식 1에 의해 인코더(18)가 지연 영상 데이터 S16의 제j번째의 픽처를 압축 부호화하여 얻어지는 압축 영상 데이터에 할당하는 목표 데이터량 Tj를 산출하고, 산출한 목표 데이터량 Tj를 양자화 제어 회로(180)에 설정한다.
Figure pat00001
단, 식 1에 있어서, Dj는 영상 데이터 S12의 제j번째의 픽처의 실난도 데이터이고, R'j는 영상 데이터 S12, S16의 제j번째 내지 제(j+L-1)번째의 픽처에 할당할 수 있는 목표 데이터량의 평균이고, R'j의 초기값(R'1)은 압축 영상 데이터의 각 픽처에 평균하여 할당하여 가능한 목표 데이터량이고, 다음의 식 2로 표기되며, 인코더(18)가 압축 영상 데이터를 1픽처분 생성할 때마다 식 3에 나타낸 바와 같이 갱신된다.
Figure pat00028
또한, 식 3중의 수치 비트 레이트(Bit rate)는 통신 회선의 전송 용량이나 기록 매체의 기록 용량에 기초하여 결정되는 1초당 데이터량(비트량)을 나타내고, 픽처 레이트(Picture rate)는 영상 데이터에 포함되는 1초당 픽처의 수(30매/초(NTSC), 25매/초(PAL))를 나타내고, 수치 Fj+L은 픽처의 타입에 따라 정해지는 픽처당 평균 데이터량을 나타낸다.
인코더(18)의 DCT 회로(166)는 입력되는 지연 영상 데이터 S16의 제j번째의 픽처를 DCT 처리하고, 양자화 회로(168)에 대하여 출력한다.
양자화 회로(168)는 DCT 회로(166)로부터 입력된 제j번째의 픽처의 주파수 영역의 데이터를, 양자화 제어 회로(180)가 목표 데이터량 Tj에 기초하여 조절하는 양자화값 Qj에 의해 양자화하고, 양자화 데이터로서 가변 길이 부호화 회로(170)에 대하여 출력한다.
가변 길이 부호화 회로(170)는 양자화 회로(168)로부터 입력된 제j번째와 픽처의 양자화 데이터를 가변 길이 부호화하여 거의 목표 데이터량 Tj에 가까운 데이터량의 압축 영상 데이터 VOUT를 생성하여 출력한다.
마찬가지로, 도 4(B)에 도시한 바와 같이, 인코더(18)가 지연 영상 데이터 S16의 제(j+1)번째의 픽처(도 4(C)의 픽처 a')를 압축 부호화하고 있을 때에는, 인코더(162)는 영상 데이터 S12의 제(j+1)번째 내지 제(j+L)번째 픽처(도 4(C)의 범위 c')의 압축 부호화를 완료하고, 이들 픽처의 실난도 데이터 Dj+1, Dj+2, Dj+3, ..., Dj+L은 호스트 컴퓨터(20)에 의해 이미 산출되어 있다.
호스트 컴퓨터(20)는 식 1에 의해 인코더(18)가 지연 영상 데이터 S16의 제(j+1)번째의 픽처를 압축 부호화하여 얻어지는 압축 영상 데이터에 할당하는 목표 데이터량 Tj+1을 산출하고, 인코더(18)의 양자화 제어 회로(180)에 설정한다.
인코더(18)는 호스트 컴퓨터(20)로부터 양자화 제어 회로(180)에 설정된 목표 데이터량 Tj에 기초하여 제(j+1)번째의 픽처를 압축 부호화하고, 목표 데이터량 Tj+1에 가까운 데이터량의 압축 영상 데이터 VOUT를 생성하여 출력한다.
또한, 이하 마찬가지로, 영상 데이터 압축 장치(1)는 지연 영상 데이터 S16의 제k번째의 픽처를 양자화값 Qk(k = j+2, j+3, ...)를 픽처마다 변경하여 순차 압축 부호화하고, 압축 영상 데이터 VOUT로서 출력한다.
이상 설명한 바와 같이, 제 1 실시예에 나타낸 영상 데이터 압축 장치(1)에 의하면, 단기간에 비압축 영상 데이터 VIN의 패턴의 난도를 산출하고, 산출한 난도에 따른 압축율로 적응적으로 비압축 영상 데이터 VIN을 압축 부호화할 수 있다. 즉, 제 1 실시예에 나타낸 영상 데이터 압축 장치(1)에 의하면, 2패스 인코드 방식과 달리, 거의 실시간적으로, 비압축 영상 데이터 VIN의 패턴의 난도에 기초하여 적응적으로 비압축 영상 데이터 VIN을 압축 부호화할 수 있고, 실황 방송이라고 하는 실시간성이 요구되는 용도에 적용할 수 있다.
또한, 제 1 실시예에 나타낸 것 외에, 본 발명에 따른 데이터 다중화 장치(1)는 인코더(162)가 압축 부호화한 압축 영상 데이터의 데이터량을 그대로 난도 데이터로서 사용하고, 호스트 컴퓨터(20)의 처리 간략화를 도모하는 등, 여러 가지 구성을 채용할 수 있다.
제 2 실시예
이하, 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다.
제 1 실시예에 나타낸 간이 2패스 인코드 방식은 입력되는 비압축 영상 데이터에 대략 1GOP분(예를 들면, 0.5초) 정도의 지연을 주는 것만으로 압축 부호화하고, 적절한 데이터량의 압축 영상 데이터를 생성할 수 있는 우수한 방식이다.
그러나, 이들 방식은 인코더를 2개 필요로 한다. 일반적으로, 영상 데이터를 압축 부호화하는 인코더는 대규모의 하드웨어를 필요로 하고, 집적 회로화하여 도 매우 고가이며, 더욱이 사이즈가 크다. 따라서, 이들 방식이 인코더를 2개 필요로 하는 것은 이들 방식을 실현하는 장치의 저비용화와, 소형화 및 저전력화를 방해한다. 또한, 압축 부호화에 필요한 시간 지연은 짧으면 짧을수록 바람직하지만, 실난도 데이터 Dj 및 예측 난도 데이터 Dj'의 산출 처리 및 예비적인 압축 부호화 처리 그것이 수 픽처분의 처리 시간을 필요하기 때문에, 이들 처리 자체가 시간 지연의 단축화를 방해하는 원인이 된다.
제 2 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 하나의 인코더를 사용한 것만으로, 간이 2패스 인코드 방식과 마찬가지로 적절한 데이터량의 압축 영상 데이터를 생성할 수 있고, 더욱이 처리에 필요한 시간 지연이 보다 짧은 영상 데이터 압축 방식을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 5는 제 2 실시예에 있어서의 본 발명에 따른 영상 데이터 압축 장치(2)의 구성 개요를 도시하는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시한 영상 데이터 압축 장치(2)의 압축 부호화부(24)의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.
또한, 도 5 및 도 6에 있어서, 영상 데이터 압축 장치(2)의 구성 부분 중 제1 실시예에 있어서 설명한 영상 데이터 압축 장치(1)(도 1, 도 2)의 구성 부분과 동일한 것에는 동일한 부호를 붙여서 도시하고 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 영상 데이터 압축 장치(2)는 영상 데이터 압축 장치(1)(도 1, 도 2)의 압축 부호화부(10)를 압축 부호화부(10)로부터 인코더(162)를 제거한 압축 부호화부(24)로 치환하고, 인코더 제어부(12)를 인코더 제어부(22)로 치환하고, 버퍼 메모리(buffer)(182)를 부가한 구성을 채용한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 압축 부호화부(24)는 영상 재배열 회로(220), 주사 변환·매크로블럭화 회로(222) 및 통계량(파라미터) 산출 회로(224)로 구성되고, 압축 부호화부(24) 외의 구성 부분은 압축 부호화부(10)와 같은 구성을 채용한다.
인코더 제어부(22)는 인코더 제어부(12)와 마찬가지로, 비압축 영상 데이터 VIN의 픽처 유무를 호스트 컴퓨터(20)에 통지하고, 또한 비압축 영상 데이터 VIN의 픽처마다 압축 부호화를 위한 전처리를 행한다.
인코더 제어부(22)에 있어서, 영상 재배열 회로(220)는 입력된 비압축 영상 데이터를 부호화순으로 재배열한다.
주사 변환·매크로블럭화 회로(222)는 픽처·필드 변환을 행하고, 비압축 영상 데이터 VIN의 소스가 영상 데이터인 경우에 3:2 풀다운 처리 등을 행한다.
통계량 산출 회로(224)는 영상 재배열 회로(220) 및 주사 변환·매크로블럭화 회로(222)에 의해 처리되고, I 픽처로 압축 부호화되는 픽처로부터 플랫니스(flatness) 및 인트라 AC(intra AC) 등의 통계량을 산출한다.
영상 데이터 압축 장치(2)는 이들 구성 부분에 의해 비압축 영상 데이터의 통계량(플랫니스, 인트라 AC) 및 움직임 예측의 예측 오차량(ME 잔차)을 비압축 영상 데이터 VIN의 패턴의 난도 대신에 사용하여, 영상 데이터 압축 장치(1)(도 1, 도 2)와 마찬가지로 적응적으로 목표 데이터량 Tj를 산출하여, 고정도한 필드 포워드 제어를 행하는 것에 의해, 비압축 영상 데이터 VIN을 적절한 데이터량의 압축 영상 데이터로 압축 부호화한다.
또한, 영상 데이터 압축 장치(2)에 있어서는, 움직임 검출기(14) 및 인코더 제어부(22)의 통계량 산출 회로(224)에 의해 미리 검출된 지표 데이터(파라미터)에 기초하여 목표 데이터량 Tj가 정해지는 것으로부터, 이하, 영상 데이터 압축 장치(2)에 있어서의 압축 부호화 방식을 피드 포워드 레이트 제어(FFRC, feed forward rate control) 방식이라고 하는 것으로 한다.
또한, ME 잔차는 압축되는 픽처와 참조 픽처의 영상 데이터의 차분값의 절대값 합 또는 자승값 합으로서 정의되고, 움직임 검출기(14)에 의해 압축 후에 P 픽처 및 B 픽처가 되는 픽처로부터 산출되고, 영상의 움직임 속도 및 패턴의 복잡성을 나타내며, 플랫니스와 마찬가지로 난도 및 압축 후의 데이터량과 상관성을 갖는다.
I 픽처에 대해서는, 다른 픽처의 참조없이 압축 부호화되므로, ME 잔차를 구할 수 없고, ME 잔차를 대신하는 파라미터로서 플랫니스 및 인트라 AC를 사용한다.
또한, 플랫니스는 영상 데이터 압축 장치(2)를 실현하기 위해, 영상의 공간적인 평탄성을 지표로서 새롭게 정의된 파라미터로서, 영상의 복잡성을 나타내고, 영상의 패턴 복잡성(난도) 및 압축 후의 데이터량과 상관성을 갖는다.
또한, 인트라 AC는 영상 데이터 압축 장치(2)를 실현하기 위해, MPEG 방식에 있어서의 DCT 처리 단위의 DCT 블록마다의 영상 데이터와의 분산값의 총합으로서 새롭게 정의된 파라미터로서, 플랫니스와 마찬가지로 영상의 복잡성을 나타내고 영상의 패턴 복잡성 및 압축 후의 데이터량과 상관성을 갖는다.
이하, ME 잔차, 플랫니스 및 인트라 AC에 대하여 설명한다.
제 1 실시예에 있어서 설명한 간이 2패스 인코드 방식에 있어서, 실난도 데이터 Dj는 영상의 패턴 복잡성을 나타내고, 목표 데이터량 Tj는 실난도 데이터 Dj에 기초하여 산출된다.
또한, 인코더(18)가 생성하는 압축 영상 데이터의 데이터량을 목표 데이터량 Tj가 나타내는 값에 가깝도록 양자화 회로(168)(도 2, 도 6)에 있어서 양자화값 Qj의 제어가 행해진다. 따라서, 영상 데이터를 압축 부호화하지 않고 얻어지고, 실난도 데이터 Dj와 마찬가지로 명상 데이터의 패턴 복잡성(복잡)을 적절히 나타내는 파라미터를 인코더(18)의 양자화 회로(168)에 있어서의 양자화 처리 이전에 얻을 수 있으면, 인코더(162)(도 1)를 생략하고, 처리 지연 시간의 단축이라고 하는 목적을 달성할 수 있다. ME 잔차, 플랫니스 및 인트라 AC는 실난도 데이터 Dj와 강한 상관을 가지므로, 이와 같은 목적을 달성하기 위해 적절하다.
ME 잔차와 실난도 데이터 D j 의 상관
다른 픽처를 참조하여 압축 부호화 처리하고, P 픽처 및 B 픽처를 생성할 때에는 움직임 검출기(14)는 압축 대상이 되는 픽처(입력 픽처)의 주목 매크로블럭과 참조되는 픽처(참조 픽처) 사이의 차분값의 절대값 합 또는 자승값 합이 최소가 되는 매크로블럭을 찾고, 움직임 벡터를 구한다. ME 잔차는 이와 같이 움직임 벡터를 구할 때에 최소로 된 각 매크로블록의 차분값의 절대값 합 또는 자승 합을 픽처 전체에 대하여 총합한 값으로서 정의된다.
도 7은 영상 데이터 압축 장치(1, 2)에 의해 P 픽처를 생성할 때의 ME 잔차와 실난도 데이터 Dj의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 영상 데이터 압축 장치(1, 2)에 의해 B 픽처를 생성할 때의 ME 잔차와 실난도 데이터 Dj의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
또한, 도 7 및 도8에 있어서는, 실난도 데이터 Dj로서 인코더(18)가 고정의 양자화값을 사용하여 압축 부호화하여 얻은 압축 영상 데이터의 데이터량을 사용하고 있고(이하, 도 10, 도 11에 있어서 동일함), 도 7 및 도8은 CCIR에 의해 규격화된 표준 화상[cheer (cheer leaders), mobile(mobile and calender), tennis(table tennis), diva(diva with noise)] 및 그 밖의 화상(resort)을 실제로 MPEG2 방식에 의해 압축 부호화한 경우에 얻어지는 ME 잔차와 실난도 데이터 Dj의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 7 및 도8에 있어서 그래프의 세로축(difficulty)이 실난도 데이터 Dj를 나타내고, 가로축(me_resid)이 ME 잔차를 나타낸다.
도 7 및 도8을 참조하여 알 수 있듯이, ME 잔차는 실난도 데이터 Dj와 매우 강한 상관 관계를 갖는다. 따라서, 압축 후에 P 픽처 또는 B 픽처가 되는 픽처의 실난도 데이터 Dj 대신에 ME 잔차는 목표 데이터량 Tj의 생성에 사용될 수 있다.
플랫니스와 실난도 데이터 D j 의 관계
도 9는 플랫니스의 계산 방법을 도시하는 도면이다.
플랫니스는 먼저 도 9에 도시한 바와 같이 MPEG 방식에 있어서 DCT 처리의 단위가 되는 DCT 블록 각각을 2화소× 2화소의 소블럭으로 분할하고, 다음에 이들 소블럭 내의 대각 화소의 데이터(화소값)의 차분값을 산출하고, 차분값을 소정의 임계값과 비교하고, 또 차분값이 임계값보다도 작게 되는 소블럭 총수를 픽처마다 구하는 것에 의해 산출된다.
또한, 플랫니스의 값은 영상의 패턴이 공간적으로 복잡한 만큼 작게 되어, 평탄하면 크게 된다.
도 10은 영상 데이터 압축 장치(1, 2)에 의해, I 픽처를 생성할 때의 플랫니스와 실난도 데이터 Dj의 상관 관계를 도시하는 도면이다.
또한, 도 10은 도 7 및 도8과 마찬가지로, CCIR에 의해 규격화된 표준 화상 및 그 밖의 화상을 실제로 MPEG2 방식에 의해 압축 부호화한 경우에 얻어지는 플랫니스와 실난도 데이터 Dj의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 10에 있어서, 그래프의 세로축(difficulty)이 실난도 데이터 Dj를 나타내고, 횡축(flatness)이 플랫니스를 나타낸다.
도 10에 도시한 바와 같이, 플랫니스와 실난도 데이터 Dj에는 강한 음의 상관 관계가 있고, 실난도 데이터 Dj는 플랫니스를 일차 함수에 대입하는 등의 방법에 의해 근사 가능한 것을 알 수 있다.
인트라 AC와 실난도 데이터 D j 의 관계
인트라 AC는 DCT 블록(8× 8화소)마다 DCT 블록내의 화소 각각의 화소값과 DCT 블록내의 화소값(Pk)의 평균값(
Figure pat00029
)의 차분의 절대값의 총합으로서 산출된다. 즉, 인트라 AC는 다음의 식 4에 의해 구할 수 있다
Figure pat00003
도 11은 영상 데이터 압축 장치(1, 2)에 의해 I 픽처를 생성할 때의 인트라 AC와 실난도 데이터 Dj의 상관 관계를 도시한 도면이다.
또한, 도 11은 도 7 및 도8과 마찬가지로, CCIR에 의해 규격화된 표준 화상 및 그 밖의 화상을 실제로 MPEG2 방식에 의해 압축 부호화한 경우에 얻어지는 인트라 AC와 실난도 데이터 Dj의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 11에 있어서, 그래프의 세로축(difficulty)이 실난도 데이터 Dj를 나타내고, 횡축(intra AC)이 플랫니스를 나타낸다.
도 11에 도시한 바와 같이, 인트라 AC와 실난도 데이터 Dj에는 강한 양의 상관 관계가 있고, 실난도 데이터 Dj는 인트라 AC를 일차 함수에 대입하는 등의 방법에 의해 근사 가능한 것을 알 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 각 지표 데이터(통계량)에 의해 실난도 데이터 Dj를 1차 함수 등에 의해 근사 가능한 것을 알 수 있다. 따라서, 각 픽처의 타입의 실난도 데이터 Dj는 다음에 나타내는 바와 같이 산출 가능하다.
P 픽처에 대해서는 다음의 식 5에 의해, B 픽처에 대해서는 다음의 식 6에 의해, 실난도 데이터 Dj는 ME 잔차(MEj)에 의해 근사된다. 또한, I 픽처에 대해서는 식 5, 식 6과 마찬가지 근사식(식 7, 식 8)에 의해 실난도 데이터 Dj는 플랫니스(FRj) 및 인트라 AC(Intra-ACj) 또는 이들 중 어느 것인가에 의해 근사된다.
Figure pat00004
여기서, aP, aB, aI, aI'는 비례 계수이다.
또한, 제 1 실시예에 도시한 간이 2패스 인코드 방식에 있어서는 이들 근사에 의해 얻어진 실난도 데이터 Dj를 식 1에 대입하는 것에 의해 목표 데이터량 Tj이 산출된다.
이하, 실난도 데이터 Dj를 ME 잔차, 플랫니스 및 인트라 AC로 근사하고, 간이 2패스 인코드 방식에 의해 비압축 영상 데이터를 압축 부호화하는 경우를 예로 영상 데이터 압축 장치(2)의 동작을 설명한다.
인코더 제어부(22)에 있어서, 영상 재배열 회로(220)는 비압축 영상 데이터 VIN을 부호화순으로 픽처를 재배열한다. 주사 변환·매크로블럭화 회로(222)는 픽처 필드 변환 등을 행한다. 통계량 산출 회로(224)는 I 픽처로 압축 부호화되는 픽처에 대하여 도 9 및 식 4에 나타낸 연산 처리를 행하고, 플랫니스 및 인트라 AC 등의 통계량을 산출한다.
움직임 검출기(14)는 P 픽처 및 B 픽처로 압축 부호화되는 픽처에 대하여 움직임 벡터를 생성하고, 또한 ME 잔차를 산출한다.
FIFO 메모리(160)는 입력된 영상 데이터를 L 픽처분만큼 지연한다.
호스트 컴퓨터(20)는 움직임 검출기(14)가 생성한 ME 잔차에 대하여 식 6 및 식 7에 나타낸 연산 처리를 행하여 실난도 데이터 Dj를 근사하고, 식 6 및 식 7과 마찬가지 처리를 행하여 플랫니스 및 인트라 AC에 의해 실난도 데이터 Dj를 근사한다.
또한, 호스트 컴퓨터(20)는 근사한 실난도 데이터 Dj를 식 1에 대입하고, 목표 데이터량 Tj를 산출하고, 산출한 목표 데이터량 Tj을 인코더918)의 양자화 제어회로(180)에 설정한다.
인코더(18)의 DCT 회로(166)는 지연한 영상 데이터의 제j번째의 픽처를 DCT 처리한다.
양자화 회로(168)는 DCT 회로(166)로부터 입력된 제j번째의 픽처의 주파수 영역 데이터를, 양자화 제어 회로(180)가 목표 데이터량 Tj에 기초하여 조절하는 양자화값 Qj에 의해 양자화한다.
가변 길이 부호화 회로(170)는 양자화 회로(168)로부터 입력된 제j번째의 픽처의 양자화 데이터를 가변 길이 부호화하여, 거의 목표 데이터량 Tj에 가까운 데이터량의 압축 영상 데이터 VOUT를 생성하여, 버퍼 메모리(182)를 거쳐 외부로 출력한다.
또한, MPEG의 압축 알고리즘으로서 알려진 TM5 방식 등에 있어서는, 매크로 블럭의 양자화값(MQUNAT)을 산출하기 위해, 다음의 식 9에 나타낸 액티비티(activity)라고 하는 통계량이 사용된다. 액티비티는 플랫니스 및 인트라 AC와 마찬가지로, 실난도 데이터 Dj와 강한 상관 관계를 가지므로, 이들 파라미터 대신에 액티비티를 사용하여 실난도 데이터 Dj를 근사하고, 압축 부호화를 행하도록 영상 데이터 압축 장치(2)를 구성하여도 좋다.
Figure pat00005
여기서, actj는 제j번째의 액티비티, sblk는 서브블럭, var는 분산을 나타낸다.
또한, 이상, 제 1 실시예에 나타낸 간이 2패스 인코드를 실행하는 경우를 예로 영상 데이터 압축 장치(2)의 동작을 설명하였지만, 영상 데이터 압축 장치(2)는 예측 간이 2패스 인코드를 실행한다고는 할 수 없다.
또한, 제 2 실시예에 나타낸 영상 데이터 압축 장치(2)에 대해서도 제 1 실시예에 나타낸 영상 데이터 압축 장치(1)에 대해서도 마찬가지 변형이 가능하다.
제 3 실시예
이하, 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다.
제 2 실시예에 나타낸 FFRC 방식에 있어서는 통계적으로 구해진 지표 데이터(통계량), 즉, ME 잔차, 플랫니스, 인트라 AC 및 액티비티를 식 6 및 식 7 등의 1차 함수에 대입하여 실난도 데이터 Dj를 근사한다.
이들 지표 데이터와 실난도 데이터 Dj는 도 7, 도 8, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 강한 상관 관계를 갖지만, 영상 데이터의 패턴에 있어서는 상기 1차 함수로부터 약간의 오차가 생긴다.
제 3 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)의 처리는 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 영상 데이터의 패턴 등에 따라, 식 5 및 식 6 등에 나타낸 비례 계수 aP, aB, aI, aI' 등을 적응적으로 각각 조절하여, 제 2 실시예에 있어서 보다 높은 정도로 실난도 데이터 Dj를 지표 데이터로 근사할 수 있고, 보다 높은 품질의 압축 영상 데이터를 생성할 수 있도록 개량되어 있다.
이하, 제 3 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)의 처리 개요를 설명한다.
영상 데이터 압축 장치(2)(도 6)의 인코더(18)가 1 픽처분의 압축 부호화를 종료할 때마다 호스트 컴퓨터(20)에는, 생성한 압축 영상 데이터의 1 픽처분의 데이터량이 판명되고, 또한, 압축 부호화시의 양자화값 Qj의 평균값 및 이하에 설명하는 글로벌 컴플렉시티(global complexity)를 산출할 수 있다.
글로벌 컴플렉시티는 MPEG의 TM5에 있어서, 압축 영상 데이터의 데이터량과 양자화값 Qj를 승산한 값으로서, 다음의 식 10-1 내지 식 10-3에 나타낸 바와 같이 정의되고, 영상의 패턴 복잡성을 나타낸다.
Figure pat00006
또한, 식 10-1 내지 식 10-3에 있어서, SI, SB, Sp는 각각 부호화된 I 픽처, B 픽처 및 P 픽처의 발생 데이터량을 나타내고, QI, QB, QP는 각각 I 픽처, B 픽처 및 P 픽처를 생성할 때의 양자화값 Qj의 평균값을 나타내고, XI, XB, XP는 각각 I 픽처, B 픽처 및 P 픽처의 글로벌 컴플렉시티를 나타낸다.
식 10-1 내지 식 10-3에 나타낸 글로벌 컴플렉시티는 실난도 데이터 Dj와는 반드시 일치하지 않지만, 양자화값 Qj의 평균값이 극단으로 크게 되거나 작게 되지 않는 한, 실난도 데이터 Dj와 거의 일치한다.
여기서, I 픽처, P 픽처 및 B 픽처의 지표 데이터, 예를 들면, 인트라 AC(다른 파라미터라도 가능함) 및 ME 잔차와 글로벌 컴플렉시티가 비례 관계에 있도록 하면, 이들 지표 데이터와 글로벌 컴플렉시티의 비례 계수 εI, εP, εB는 다음의 식 11-1 내지 식 11-3에 의해 산출할 수 있다.
Figure pat00007
각 픽처의 타입의 실난도 데이터 Dj는 식 11-1 내지 식 11-3에 의해 산출한 비례 계수 εI, εP, εB를 사용하여 다음의 식 12-1 내지 식 12-3에 나타낸 바와 같이 산출된다.
Figure pat00008
호스트 컴퓨터(20)가 식 11-1 내지 식 11-3에 나타낸 바와 같이, 비례 계수 εI, εP, εB를 인코더(18)가 픽처를 1매 압축 부호화할 때마다 산출하여 최적화하고, 식 12-1 내지 식 12-3에 의해 각 픽처의 타입의 실난도 데이터 Dj의 값을 구하는 것에 의해, 영상 데이터의 패턴에 관계없이, 지표 데이터에 의해 실난도 데이터 Dj를 항상 최적으로 근사할 수 있다.
호스트 컴퓨터(20)는 식 11 및 식 12에 나타낸 바와 같이 근사된 실난도 데이터 Dj에 대하여 식 1에 나타낸 연산 처리를 행하여 목표 데이터량 Tj를 산출한다.
또한, MPEG의 TM5에 있어서와 같이, 실난도 데이터 Dj에 기초하여 정하는 값에 대하여, 의도적으로 실제로 산출하는 목표 데이터량 Tj의 값을 일정한 비율로 변경하는 경우에는 다음의 식 13-1 내지 식 13-3에 의해 목표 데이터량 Tj를 산출할 수 있다.
I 픽처의 경우,
Figure pat00009
P 픽처의 경우,
Figure pat00010
B 픽처의 경우,
Figure pat00011
또한, 식 13-1 내지 식 13-3의 모든 분모에 있어서 DI, P, B는 인코더(18)에 입력되는 전의 FIFO 메모리(160)에 버퍼링되어 있는 L 픽처분의 비압축 영상 데이터로부터 생성된 지표 데이터에 의해 근사된 실난도 데이터 Dj를 나타내고, Rj는 제j번째의 픽처 이후의 L매의 픽처에 할당할 수 있는 데이터량의 평균값을 나타낸다.
이하, 도 12를 참조하여, 제 3 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)의 동작을 설명한다.
도 12는 제 3 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)(도 6)의 압축 부호화 동작을 도시한 도면이다.
인코더 제어부(22)는 제 2 실시예에 있어서와 마찬가지로, 비압축 영상 데이터 VIN을 부호화순으로 픽처를 재배열하고, 픽처·필드 변환 등을 행하고, I 픽처로 압축 부호화되는 제j+N번째의 픽처로부터 플랫니스 및 인트라 AC 등의 통계량을 산출한다(도 12의 a).
움직임 검출기(14)는 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 있어서와 마찬가지로, P 픽처 또는 B 픽처로 압축 부호화되는 제j+N번째 픽처에 대하여 움직임 벡터를 생성하고, 또한, ME 잔차를 산출한다(도 12의 a).
FIFO 메모리(160)는 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 있어서와 마찬가지로, 입력된 영상 데이터를 L 픽처분만큼 지연한다.
호스트 컴퓨터(20)는 움직임 검출기(14)가 생성한 ME 잔차에 대하여 식 11-1, 식 11-2에 나타낸 연산 처리를 행하여 실난도 데이터 Dj를 근사하고, 식 11-3에 나타낸 연산 처리를 행하여 인트라 AC 등에 의해 실난도 데이터 Dj를 근사한다(도 12의 b).
또한, 호스트 컴퓨터(20)는 근사한 실난도 데이터 Dj를 식 1 또는 식 13-1 내지 식 13-3에 대입하여, 목표 데이터량 Tj을 산출하여 인코더(18)의 양자화 제어회로(180)에 설정한다(도 12의 c).
인코더(18)의 DCT 회로(166)는 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 있어서와 마찬가지와 지연한 영상 데이터의 제1번째의 픽처를 DCT 처리한다.
양자화 회로(168)는 DCT 회로(166)로부터 입력된 제j번째의 픽처의 주파수 영역 데이터를 양자화 제어 회로(180)가 목표 데이터량 Tj에 기초하여 조절하는 양자화값 Qj에 의해 양자화하는 동시에, 제j번째의 픽처의 압축 부호화에 사용한 양자화값 Qj의 평균값을 산출하고, 호스트 컴퓨터(20)에 대하여 출력한다.
가변 길이 부호화 회로(170)는 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 있어서와 마찬가지로, 양자화 회로(168)로부터 입력된 제j번째의 픽처의 양자화 데이터를 가변길이 부호화하여 거의 목표 데이터량 Tj에 가까운 데이터량의 압축 영상 데이터 VOUT를 생성하고, 버퍼 메모리(182)를 거쳐 출력한다.
인코더(18)가 제j번째의 픽처의 압축 부호화를 종료하면, 호스트 컴퓨터(20)는 양자화 제어 회로(180)로부터 입력되는 제j번째의 픽처에 대한 양자화값 Qj의 평균값과 압축 부호화된 제j번째의 픽처의 데이터량에 기초하여, 식 10-1 내지 식 10-3에 나타낸 바와 같이 글로벌 컴플렉시티를 산출한다(도 12의 d).
또한, 호스트 컴퓨터(20)는 산출한 글로벌 컴플렉시티에 의해 식 11-1 내지 식 11-3에 나타낸 바와 같이 비례 계수 εI, εP, εB를 갱신한다(도 12의 e). 갱신된 비례 계수 εI, εP, εB는 다음 픽처의 압축 부호화시의 변환식(식 12-1 내지 식 12-3)에 반영된다.
도 13을 참조하여, 제 3 실시예에 있어서의 호스트 컴퓨터(20)의 처리 내용을 더 설명한다.
도 13은 제 3 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)의 호스트 컴퓨터(20)(도 6)의 처리 내용을 도시한 도면이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 단계 300(S300)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 제j+L번째 ME 잔차 또는 인트라 AC 등의 지표 데이터(통계량)를 인코더 제어부(22) 또는 움직임 검출기(14)로부터 페치한다.
단계 302(S302)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 제j+1번째 픽처가 어느 픽처의 타입으로 압축 부호화되는가를 판단한다. 제j+1번째 픽처가 I 픽처로 압축 부호화되는 경우에는 S304의 처리로 진행하고, P 픽처로 압축 부호화되는 경우에는 S306의 처리로 진행하며, B 픽처로 압축 부호화되는 경우에는 S308의 처리로 진행한다.
단계 304(S304), 단계 306(S306) 및 단계 308(S308) 각각에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 식 12-1 내지 식 12-3에 의해 실난도 데이터 Dj를 근사한다.
단계 310(S310)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 근사한 실난도 데이터 Dj를 사용하여, 식 1 또는 식 13-1 내지 식 13-3에 의해 목표 데이터량 Tj를 산출한다.
단계 312(S312)에 있어서, 인코더(18)는 제j번째의 픽처를 압축 부호화한다.
단계 314(S314)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 인코더(18)가 압축한 제j번째의 픽처의 데이터량 및 양자화 제어 회로(180)가 양자화 회로(168)에 설정하는 양자화값 Qj의 평균값으로부터 글로벌 컴플렉시티 Xi, Xb, Xp[X(I, B, P)]를 산출한다.
단계 316(S316)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 제j+1번째 픽처가 어느 픽처의 타입으로 압축 부호화되는가를 판단한다. 제j+1번째 픽처가 I 픽처로 압축 부호화되는 경우에는 S318의 처리로 진행하고, P 픽처로 압축 부호화되는 경우에는 S320의 처리로 진행하며, B 픽처로 압축 부호화되는 경우에는 S320의 처리로 진행한다.
단계 318(S318), 단계 320(S320) 및 단계 322(S322) 각각에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 식 11-1 내지 식 11-3에 의해 비례 계수 εI, εP, εB를 갱신한다.
단계 324(S324)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 수치 j를 증가시킨다.
또한, 제 2 실시예에 설명한 바와 같이, 실난도 데이터 Dj와 비례 계수 εI, εP, εB와 지표 데이터의 승산값 사이에 오프셋(δP)이 존재하는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 글로벌 컴플렉시티 Xi, Xb, Xp로부터 오프셋 값 δI, δP, δB를 감산한 값을 지표 데이터로 제산하는 것에 의해, 비례 계수 εI, εP, εB를 산출할 수 있다.
또한, 제 3 실시예에 나타낸 영상 데이터 압축 장치(2)의 동작에 대해서도 제 2 실시예 등에 나타낸 것과 마찬가지 변형이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 제 3 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)의 동작에 의하면, 제 2 실시예에 나타낸 영상 데이터 압축 장치(2)의 동작과 같은 효과를 얻는 외에, 제 2 실시예에 있어서 보다도 더 정확한 목표 데이터량 Tj를 산출할 수 있고, 그 결과, 압축 영상 데이터의 품질을 향상시킬 수 있다.
제 4 실시예
이하, 제 4 실시예를 설명한다.
지금까지, 제 2 실시예 및 제 3 실시예로서, 지표 데이터(통계량), 즉, 플랫니스, 인트라 AC, 액티비티 및 ME 잔차를 사용하고, 압축 영상 데이터의 품질 향상과 압축 부호화 처리의 실시간성을 양립시키는 피드 포워드 레이트 제어(FFRC) 방식을 설명하였다.
제 4 실시예에 있어서는 영상 데이터 압축 장치(2)(도 16, 도 17)를 사용하고, 실난도 데이터 Dj를 얻기 위한 인코더가 필요없고, 더욱이 편집 영상 데이터에 포함되는 영상 데이터(장면)의 경계(장면 전환) 부분의 압축 영상 데이터의 품질이 저하하는 일이 없는 영상 데이터 압축 방식(개량 FFRC 방식)을 설명한다.
실난도 데이터 Dj가 시간적으로 크게 변화하는 부분을 장면 전환 부분으로서 검출하고, 픽처 타입 시퀀스를 변경하여 압축 부호화를 행하는 것을 고려할 수 있다. 이와 같은 장면 전환 검출은 FFRC 방식에 있어서도 실난도 데이터 Dj 대신에 지표 데이터에 의해 근사한 실난도 데이터 Dj의 경시적인 변화를 감시하는 것에 의해 가능하다.
그러나, 장면 전환 유무를 판단하기 위해서는 장면 전환 부분의 전후, 1 GOP 정도 범위의 지표 데이터의 시간적 변화를 감시할 필요가 있고, 영상 데이터 압축 장치(2)에 있어서 움직임 검출기(14)가 지표 데이터를 산출한 후, 약간의 시간이 경과한 후에 장면 전환 부분의 검출이 가능하게 되고, 실제로는 인코더(18)에 있어서의 압축 부호화 처리의 직전에 있어서, 처음에, 장면 전환 부분의 검출이 가능하게 되는 가능성도 있다.
따라서, 호스트 컴퓨터(20)는 처리 시간을 확보하기 위해, 지표 데이터에 의해 실난도 데이터 Dj의 근사 처리(제 2 실시예에 있어서 나타낸 식 5 내지 식 8 및 제 3 실시예에 있어서 나타낸 식 12-1 내지 식 12-3)를 장면 전환의 검출 전에 거의 종료하고 있을 필요가 있다.
제 4 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)는 장면 전환의 검출 결과가 확정되어 있지 않은 상태에서, 지표 데이터 또는 글로벌 컴플렉시티에 의해 실난도 데이터 Dj의 근사 처리를 임시로 실행하고, 임시로 산출한 실난도 데이터 Dj중 장면 전환에 따르는 변경을 요하는 부분만을 장면 전환의 유무 및 픽처 타입 시퀀스의 변경 유무가 확정된 후에 보정하고, 목표 데이터량 Tj을 산출하는 처리를 행한다.
이하, N매[설명의 간략화를 위해, 이하, 예를 들면, N=L(L은 FIFO 메모리(160)의 지연 시간에 대응하는 픽처수)로 함]의 픽처의 ME 잔차의 산출을 행할 때마다, 이 N매의 픽처에 대한 픽처 타입 시퀀스를 최종적으로 결정하는 경우를 예로하여, 제 4 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)의 압축 부호화 처리의 내용을 설명한다. 또한, 픽처 타입 시퀀스의 결정에 사용되는 N매의 픽처는 픽처 타입 시퀀스가 결정하는 처리의 처리 단위이고, 반드시 인코더(18)에 있어서의 픽처 타입 시퀀스와 일치하지 않아도 좋고, 또한, 통상의 GOP와 달리, 선두가 I 픽처가 아니어도 좋다 또한, 이하, 이와 같은 N매의 픽처 1조를 레이트 제어 GOP(RCGOP, rate control GOP)라고도 한다.
도 14는 제 4 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)(도 5)의 압축 부호화 동작을 부호화순으로 도시한 도면이다.
움직임 검출기(14)는 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 있어서와 마찬가지로, P 픽처 및 B 픽처로 압축 부호화되는 제(j+N)번째의 픽처에 대하여 움직임 벡터를 생성하고, 또한, ME 잔차를 산출한다.
인코더 제어부(22)는 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 있어서와 마찬가지로, 픽처의 재배열 등의 전처리를 행하고, 또한 플랫니스, 인트라 AC 및 액티비티 등의 지표 데이터를 산출한다.
FIFO 메모리(160)는 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 있어서와 마찬가지로, 입력된 영상 데이터를 L 픽처분만큼 지연한다.
영상 데이터 압축 장치(2)(도 5)의 1 픽처분의 압축 부호화를 종료할 때마다 호스트 컴퓨터(20)는 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 있어서와 마찬가지로, 인코더 제어부(22)가 산출한 플랫니스, 인트라 AC 및 액티비티, 및 움직임 검출기(14)가 산출한 ME 잔차(통계량)가 입력된다. 호스트 컴퓨터(20)는 이들 지표 데이터를 기억한다(도 14의 a). 또한, 호스트 컴퓨터(20)는 장면 전환이 발생하고 있지 않아, 픽처 시퀀스에 변경이 생기지 않는다고 가정하여, 제 3 실시예에 있어서와 마찬가지로, 최적화된 비례 계수 εI, εP, εB (제 3 실시예에 나타낸 식 11-1 내지 식 11-3)를 사용하여, 식 12-1 내지 식 12-3에 의해 장면 전환이 없다고 가정한 경우의 실난도 데이터 Dj의 값을 근사하고 예측한다(도 14의 b).
구체적으로는, 호스트 컴퓨터(20)는 제 1 RCGOP의 1 픽처로부터 N매째의 픽처는 I 픽처로 압축 부호화되고, M의 정수배(n× M)번째의 픽처는 P 픽처로 압축 부호화되고, 이들 이외의 픽처는 B 픽처로 압축 부호화된다고 가정하고, 각각 I 픽처, P 픽처, 및 B 픽처로 압축 부호화되는 픽처로부터 생성된 지표 데이터 및 비례계수 εI, εP, εB를 식 12-1 내지 식 12-3에 대입하여 실난도 데이터 Dj를 근사하고 산출한다. 단, M은 인코더(18)에 있어서의 장면 전환이 없는 경우의 P 픽처의 간격을 나타낸다.
즉, 예를 들면, 호스트 컴퓨터(20)는 전의 RCGOP(제 1 RCGOP ; RCGOP＃1)의 I 픽처를 기준으로 하여 픽처의 매수를 계산하고, 인코더(18)가 제 2 RCGOP(RCGOP＃2)의 각 픽처를 어느 것인가의 픽처의 타입으로 압축 부호화하는가를 가정하고, 가정한 픽처의 타입에 따라, 식 12-1 내지 식 12-3에 나타낸 바와 같이, 지표 데이터에 의해 실난도 데이터 Dj의 값을 근사하고 예측한다.
또한, RCGOP 내에 장면 전환 부분이 존재할 확률은 비교적 작다고 고려되므로, 호스트 컴퓨터(20)는 예측한 실난도 데이터 Dj에 기초하여 대략 RCGOP에 대한 목표 데이터량 Tj를 산출하게 된다(도 14의 f).
또한, 실난도 데이터 Dj는 식 1(제 1 실시예), 또는 식 13-1 내지 식 13-3(제 3 실시예)의 분모의 계산에 사용될 뿐이고, 또한 후술하는 바와 같이 호스트 컴퓨터(20)는 픽처 타입 시퀀스의 변경 유무가 확정된 단계에서 보정을 행하므로, 항상 목표 데이터량 Tj의 값을 정확히 산출할 수 있다.
제 2 RCGOP(RCGOP＃2)의 각 픽처의 실난도 데이터 Dj의 산출이 종료하면, 산출한 실난도 데이터 Dj 또는 지표 데이터를 사용하여 호스트 컴퓨터(20)는 제 2 RCGOP에 있어서의 장면 전환을 검출할 수 있다. 예를 들면, 호스트 컴퓨터(20)는 실난도 데이터 Dj의 값의 경시적인 변화를 감시하고, 실난도 데이터 Dj의 값이 직전의 P 픽처의 실난도 데이터 Dj-1의, 예를 들면, 1.5배(실용적으로는 1.4배 내지 1.8배 사이의 값으로 하면 좋음) 이상의 값을 나타내는 P 픽처를 검출하는 등의 방법에 의해 P 픽처로 장면 전환이 발생한 것을 판단한다. 장면 전환을 검출한 경우, 호스트 컴퓨터(20)는 또 도 15(B), 도 15(C)에 나타낸 바와 같이, 후의 장면의 최초 P 픽처를 전의 장면의 최후의 픽처를 참조하지 않고 I 픽처로 변경하고, 전의 장면의 최후의 I 픽처를 P 픽처로 변경하도록 인코더(18)를 제어하여 편집 영상 데이터의 장면 전환 전후의 부분을 압축 부호화할 때의 픽처 타입 시퀀스를 변경시킨다.
이와 같은 호스트 컴퓨터(20)의 처리에 의해 픽처 타입 시퀀스의 변경 유무를 알 수 있고, 각 픽처를 어느 픽처의 타입으로 압축 부호화하는가가 확정된다(도 14의 c).
호스트 컴퓨터(20)는 픽처 타입 시퀀스에 변경이 있는 경우에는, 기억한 지표 데이터 및 변경 후의 픽처의 타입에 기초하여, 제 2 RCGOP에 대하여 실난도 데이터 Dj의 값을 보정하여, 정확한 실난도 데이터 Dj를 산출하고(도 14의 d), 또한 식 1, 식 13-1 내지 식 13-3을 사용하여, 각 픽처의 타입에 따른 제(N+1)번째의 픽처의 목표 데이터량 TN+1(target bit)을 산출하고(도 14의 e), 인코더(18)의 양자화 제어 회로(180)에 설정한다.
구체적으로는 도 15(C)에 도시된 바와 같이, 호스트 컴퓨터(20)는 압축 후에 P 픽처가 아니라 I 픽처가 되도록 변경된 픽처의 지표 데이터를 식 12-1 대신에 식 12-2에 대입하고, 반대로, 압축 후에 I 픽처가 아니라 P 픽처가 되도록 변경된 픽처의 지표 데이터를 식 12-2 대신에 식 12-1에 대입하여 실난도 데이터 Dj의 값을 보정한다.
인코더(18)의 DCT 회로(166)는 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 있어서와 마찬가지로, DCT 처리를 행한다.
양자화 회로(168)는 DCT 처리된 영상 데이터를 양자화 제어 회로(180)가 목표 데이터량 Tj에 기초하여 조절하는 양자화값 Qj에 의해 양자화하고, 양자화값 Qj의 평균값을 산출한다.
가변 길이 부호화 회로(170)는 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 있어서와 마찬가지로, 가변 길이 부호화를 행하고, 대략 목표 데이터량 Tj에 가까운 데이터량의 압축 영상 데이터 VOUT를 생성하고, 버퍼 메모리(182)를 거쳐 출력한다.
인코더가 제j번째 픽처의 압축 부호화를 종료하면, 호스트 컴퓨터(20)는 양자화값 Qj의 평균값과 압축 부호화된 제j번째의 픽처의 데이터량에 기초하여, 식 10-1 내지 식 10-3에 나타낸 바와 같이 글로벌 컴플렉시티를 산출한다.
또한, 호스트 컴퓨터(20)는 산출한 글로벌 컴플렉시티에 의해 식 11-1 내지 식 11-3에 나타낸 바와 같이 비례 계수 εI, εP, εB를 갱신하고 최적화한다. 제 3 실시예에 있어서와 마찬가지로, 갱신된 비례 계수 εI, εP, εB는 다음 픽처의 압축 부호화시의 변환식(식 12-1 내지 식 12-3)에 반영된다.
도 16을 참조하여, 제 4 실시예에 있어서의 호스트 컴퓨터(20)의 처리 내용을 더 설명한다.
도 16은 제 4 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)의 호스트 컴퓨터(20)의 처리 내용을 도시한 흐름도이다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 제 4 실시예에 있어서의 호스트 컴퓨터(20)의 처리는 제 1 단계(S400) 및 제 2 단계(S420)로 나누어져 있고, 제 1 단계에 있어서는 장면 전환이 없고, 픽처 타입 시퀀스에 변경이 없다고 가정하여 실난도 데이터 Dj를 예측하는 처리가 행해지고, 제 2 단계에 있어서는 장면 전환이 발생하고, 픽처 타입 시퀀스가 변경된 경우에 실난도 데이터 Dj의 값을 보정하는 처리가 행해진다.
제 1 단계(S400; S402 내지 S412)는 장면 전환이 없는 경우의 실난도 데이터 Dj를 예측하는 처리이고, 제 1 단계의 단계 402(S402)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 제(j+L)번째의 픽처의 ME 잔차 또는 인트라 AC 등의 지표 데이터(통계량)를 인코더 제어부(22) 또는 움직임 검출기(14)로부터 페치하여 기억한다.
단계 404(S404)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 제[j+L(j+N)]번째의 픽처가 B 픽처로 압축 부호화되는가의 여부를 판단한다. 제(j+L)번째의 픽처가 B 픽처로 압축 부호화되는 경우에는 S406의 처리로 진행하고, B 픽처로 압축 부호화되지 않는 경우에는 S408의 처리로 진행한다.
단계 406(S406)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 제(j+L)번째의 픽처가 B 픽처로 압축 부호화된다고 예측하고, 식 12-3에 의해 실난도 데이터 Dj를 근사하여 산출한다.
단계 408(S408)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 전의 RCGOP에 있어서 I 픽처로 압축 부호화되는 픽처로부터, 현재의 RCGOP의 제(j+L)번째의 픽처까지의 사이의 픽처의 매수(간격)가 N매인지의 여부를 판단한다. 간격이 N매인 경우에는 S412의 처리로 진행하고, N매가 아닌 경우에는 S410의 처리로 진행한다.
단계 410(S410)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 제(j+L)번째의 픽처가 P 픽처로 압축 부호화된다고 예측하고, 식 12-2에 의해 실난도 데이터 Dj를 근사하고 산출한다.
단계 412(S412)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 제(j+L)번째의 픽처가 I 픽처로 압축 부호화된다고 예측하고, 식 12-1에 의해 실난도 데이터 Dj를 근사하고 산출한다.
제 2 단계(S420; S422 내지 S434)는 제 1 단계에서 예측한 실난도 데이터 Dj를 보정하는 처리로서, 제 2 단계의 단계 422(S422)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 새로운 RCGOP가 시작하였는지의 여부를 판단하고, 시작하지 않은 경우에는 S430의 처리로 진행하고, 시작한 경우에는 S424의 처리로 진행한다.
단계 424(S424)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 I 픽처의 위치가 변하도록 픽처 타입 시퀀스가 변경되었는지의 여부를 판단하고, I 픽처의 위치가 변하도록 픽처 타입 시퀀스가 변경된 경우에는 S426의 처리로 진행하고, 변경되지 않은 경우에는 S430의 처리로 진행한다.
단계 426(S426)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 새로운 I픽처로 압축 부호화 되는 픽처에 대하여, 식 12-1에 의해 실난도 데이터 Dj를 근사하고 산출한다.
단계 428(S428)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 새로운 P 픽처로 압축 부호화되는 픽처에 대하여, 식 12-2에 의해 실난도 데이터 Dj를 근사하여 산출한다.
단계 430(S430)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 식 1 또는 식 13-1 내지 식 13-3에 의해 제j번째의 픽처에 대한 목표 데이터량 Tj을 산출하고, 인코더(18)(도 5)의 양자화 제어 회로(180)에 설정한다.
단계 432(S432)에 있어서, 인코더(18)는 양자화 제어 회로(180)에 설정된 목표 데이터량 Tj에 기초하여 제j번째의 픽처를 압축 부호화한다.
단계 434(S434)에 있어서, 호스트 컴퓨터(20)는 수치 j를 증가시킨다.
또한, 제 4 실시예에 있어서는, 영상 데이터 압축 장치(2)의 호스트 컴퓨터(20)는 장면 전환이 있은 경우에 압축 후의 픽처가 변경된 픽처의 실난도 데이터 Dj만을 보정하는 처리를 행하지만, 처리 시간에 여유가 있으면, 픽처 타입 시퀀스가 확정된 후에 모든 픽처의 실난도 데이터 Dj를 산출하도록 변형할 수 있다.
또한, 제 4 실시예에 나타낸 영상 데이터 압축 장치(2)의 동작에 대해서도 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 나타낸 것과 마찬가지의 변형이 가능하다.
또한, 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 있어서 각각 설명한 영상 데이터 압축 장치(1, 2)의 처리 내용은 서로 모순이 생기지 않는 한, 조합시키는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 제 4 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)의 동작에 의하면, 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 나타낸 영상 데이터 압축 장치(2)의 동작과 같은 효과를 얻는 외에, 이들 실시예에 있어서 보다 더 정확한 목표 데이터량 Tj를 산출할 수 있고, 더욱이 장면 전환 부분의 압축 영상 데이터의 품질이 저하하지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 데이터 압축 장치 및 그 방법에 의하면, 2패스 인코드에 의하지 않고, 소정의 데이터량 이하로 음성·영상 데이터를 압축 부호화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 영상 데이터 압축 장치 및 그 방법에 의하면, 거의 실시간적으로 영상 데이터를 압축 부호화할 수 있고, 또한 시장 복호 후에 고품질의 영상을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 영상 데이터 압축 장치 및 그 방법에 의하면, 2패스 인코드에 의하지 않고, 압축 부호화 후의 데이터량을 추정하여 압축율을 조절하고, 압축 부호화 처리를 행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 데이터 압축 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시한 간이 2패스 처리부의 인코더 구성을 도시하는 도면.
도 3은 도 1에 도시한 인코더의 구성을 도시하는 도면.
도 4(A) 내지 도 4(C)는 제 1 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치의 간이 2패스 인코드의 동작을 도시하는 도면.
도 5는 제 2 실시예에 있어서의 본 발명에 따른 영상 데이터 압축 장치의 구성 개요를 도시하는 도면.
도 6은 도 5에 도시한 영상 데이터 압축 장치의 압축 부호화부의 상세한 구성을 도시하는 도면.
도 7은 도 1 및 도 5에 도시한 영상 데이터 압축 장치에 의해, P 픽처를 생성할 때의 ME 잔차와 실난도 데이터 Dj의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 8은 도 1 및 도 5에 도시한 영상 데이터 압축 장치에 의해, B 픽처를 생성할 때의 ME 잔차와 실난도 데이터 Dj의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 9는 플랫니스의 계산 방법을 도시하는 도면.
도 10은 도 1 및 도 5에 도시한 영상 데이터 압축 장치에 의해, I 픽처를 생성할 때의 플랫니스와 실난도 데이터 Dj의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 11은 도 1 및 도 5에 도시한 영상 데이터 압축 장치에 의해, I 픽처를 생성할 때의 플랫니스와 실난도 데이터 Dj의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 12는 제 3 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(도 6)의 압축 부호화 동작을 도시하는 도면.
도 13은 제 3 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치(2)의 호스트 컴퓨터(도 6)의 처리 내용을 도시하는 도면.
도 14는 제 4 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치의 압축 부호화 동작을 부호화순으로 도시하는 도면.
도 15(A) 내지 도 15(C)는 인코더 제어부(도 1)에 의한 편집 영상 데이터의 픽처 순서 교대 처리 및 호스트 컴퓨터에 의한 픽처 타입의 변경 처리를 도시하는 도면.
도 16은 제 4 실시예에 있어서의 영상 데이터 압축 장치의 호스트 컴퓨터의 처리 내용을 도시한 흐름도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
1 : 영상 데이터 압축 장치 10 : 압축 부호화부
12 : 인코더 제어부 14 : 움직임 검출기
16 : 간이 2패스 처리부 18 : 제 2 인코더
20 : 호스트 컴퓨터 160 : FIFO 메모리
162 : 제 1 인코더

Claims (34)

  1. 영상 데이터 압축 장치에 있어서:
    영상 데이터의 복잡도를 나타내는 지표 데이터를 비압축 영상 데이터로부터 산출하는 지표 데이터 산출 수단;
    상기 산출된 지표 데이터에 기초하여 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는 목표값 산출 수단; 및
    상기 비압축 영상 데이터를, 압축 후의 데이터량이 상기 산출된 목표값이 되도록 압축하는 압축 수단을 포함하고,
    상기 압축 수단은 상기 비압축 영상 데이터를 복수 종류의 픽처들(I 픽처, P 픽처 및 B 픽처, 또는 이들의 조합)을 소정의 순서로 포함하는 픽처 타입 시퀀스로 압축하고,
    상기 지표 데이터 산출 수단은 P 픽처 및 B 픽처로 압축될 픽처들의 상기 지표 데이터로서 ME 잔차 데이터(residual data)를 산출하고, I 픽처로 압축될 픽처의 상기 지표 데이터로서 플랫니스 데이터(flatness data) 및 인트라 AC 데이터 또는 이들 중 어느 하나를 산출하고,
    상기 목표값 산출 수단은 상기 산출된 지표 데이터에 기초하여 압축 후의 데이터량에 대응하는 난도 데이터(difficulty data)를 산출하고, 또한, 상기 산출된 난도 데이터에 기초하여 상기 목표값을 산출하는, 영상 데이터 압축 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지표 데이터 산출 수단은 상기 영상 데이터를 I 픽처로 압축하기 위한 상기 지표 데이터로서 액티비티(activity)를 산출하는, 영상 데이터 압축 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 데이터를 소정 시간 동안 지연하여 출력하는 지연 수단을 더 포함하고,
    상기 목표값 산출 수단은 상기 지연 수단이 상기 영상 데이터를 지연시키는 기간 동안 산출된 상기 지표 데이터에 기초하여, 상기 지연 수단에 의해 출력된 출력 픽처에 대한 상기 목표값을 산출하고,
    상기 압축 수단은 상기 지연 수단에 의해 출력된 출력 픽처롤, 압축 후의 데이터량이 상기 산출된 목표값이 되도록 압축하는, 영상 데이터 압축 장치.
  4. 영상 데이터 압축 방법에 있어서:
    영상 데이터의 복잡도를 나타내는 지표 데이터를 비압축 영상 데이터로부터 산출하는 단계;
    상기 산출된 지표 데이터에 기초하여 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는 단계; 및
    상기 비압축 영상 데이터를, 소정의 압축 방법에 의해, 압축 후의 데이터량이 상기 산출된 목표값이 되도록 압축하는 단계를 포함하고,
    상기 압축 단계는, 상기 비압축 영상 데이터를 복수 종류의 픽처들(I 픽처, P 픽처 및 B 픽처 또는 이들의 조합)을 소정의 순서로 포함하는 픽처 타입 시퀀스로 압축하고,
    상기 지표 데이터 산출 단계는, P 픽처 및 B 픽처로 압축될 픽처들의 상기 지표 데이터로서 ME 잔차를 산출하고, I 픽처로 압축될 픽처의 상기 지표 데이터로서 플랫니스 데이터 및 인트라 AC 데이터 또는 이들 중 어느 하나를 산출하고,
    상기 데이터량 목표값 산출 단계는, 상기 산출된 지표 데이터에 기초하여 압축 후의 데이터량에 대응하는 난도 데이터를 산출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 목표값은 상기 산출된 난도 데이터에 기초하여 산출되는, 영상 데이터 압축 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지표 데이터 산출 단계는, 상기 영상 데이터를 I 픽처로 압축하기 위한 상기 지표 데이터로서 액티비티를 산출하는, 영상 데이터 압축 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 영상 데이터를 소정 시간만큼 지연하여 출력하는 단계를 더 포함하고,
    상기 데이터량 목표값 산출 단계는, 상기 영상 데이터가 지연되는 기간 동안 산출된 상기 지표 데이터에 기초하여 지연되어 출력된 출력 픽처에 대해 상기 목표값을 산출하고,
    상기 압축 단계는, 상기 출력 픽처를, 압축 후의 데이터량이 상기 산출된 목표값이 되도록 압축하는, 영상 데이터 압축 방법.
  7. 영상 데이터 압축 장치에 있어서:
    영상 데이터의 복잡도를 나타내는 지표 데이터를 비압축 영상 데이터로부터 산출하는 지표 데이터 산출 수단;
    상기 산출된 지표 데이터에 계수를 승산하는 소정의 연산 처리를 행하여, 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량에 대응하는 난도 데이터를 산출하는 난도 데이터 산출 수단;
    상기 산출된 난도 데이터에 기초하여 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는 목표값 산출 수단;
    상기 비압축 영상 데이터의 픽처들 각각을, 소정의 압축 방법에 의해, 압축 후의 데이터량이 상기 산출된 목표값이 되도록 압축하여 압축 영상 데이터를 생성하는 압축 수단; 및
    상기 생성된 압축 영상 데이터의 데이터량에 기초하여 상기 계수를 갱신하는 계수 갱신 수단을 포함하고,
    상기 압축 수단은, 상기 비압축 영상 데이터를, 복수 종류의 픽처들(I 픽처, P 픽처 및 B 픽처 또는 이들의 조합)을 소정의 순서로 포함하는 픽처 타입 시퀀스로 압축하고,
    상기 지표 데이터 산출 수단은, P 픽처 및 B 픽처로 압축될 픽처들의 상기 지표 데이터로서 ME 잔차를 산출하고, I 픽처로 압축될 픽처의 상기 지표 데이터로서 플랫니스 데이터, 인트라 AC 데이터 및 액티비티 또는 이들의 조합을 산출하는, 영상 데이터 압축 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 압축 수단은,
    상기 영상 데이터를 외부 유닛으로부터 설정되는 양자화값으로 양자화하여, 상기 압축 영상 데이터를 생성하는 양자화 수단, 및
    상기 산출된 목표값에 기초하여 상기 양자화값을 순차 조절하고, 상기 양자화 수단에 설정하는 양자화값 조절 및 설정 수단을 포함하고,
    상기 계수 갱신 수단은, 상기 압축 수단의 상기 양자화 수단에 설정되는 상기 양자화값들의 평균값과, 상기 생성된 압축 영상 데이터의 데이터량과, 상기 산출된 지표 데이터에 기초하여 상기 계수를 갱신하는, 영상 데이터 압축 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 계수 갱신 수단은,
    상기 압축 수단의 상기 양자화 수단에 설정되는 상기 양자화값들의 평균값과, 상기 생성된 압축 영상 데이터의 데이터량에 기초하여 글로벌 컴플렉시티(global complexity)를 산출하는 글로벌 컴플렉시티 산출 수단, 및
    상기 산출된 글로벌 컴플렉시티 및 상기 지표 데이터에 기초하여 상기 계수를 산출하는 계수 산출 수단을 포함하는, 영상 데이터 압축 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 계수 산출 수단은, 압축 후에 I 픽처가 되는 픽처의 글로벌 컴플렉시티를, 상기 생성된 플랫니스, 인트라 AC 또는 액티비티로 제산하여 I 픽처용의 상기 계수를 산출하고, 압축 후에 P 픽처 또는 B 픽처가 되는 픽처의 글로벌 컴플렉시티를, 상기 생성된 ME 잔차로 제산하여 P 픽처용의 상기 계수 및 B 픽처용의 상기 계수를 산출하는, 영상 데이터 압축 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 계수 산출 수단은, 상기 글로벌 컴플렉시티에 대하여 소정의 오프셋 값을 가산 또는 감산하고, 그 결과를 상기 생성된 플랫니스, 인트라 AC 또는 액티비티로 제산하여 I 픽처용의 상기 계수를 산출하고, 압축 후에 P 픽처 또는 B 픽처가 되는 픽처의 글로벌 컴플렉시티를, 상기 생성된 ME 잔차로 제산하여 P 픽처용의 상기 계수 및 B 픽처용의 상기 계수를 산출하는, 영상 데이터 압축 장치.
  12. 영상 데이터 압축 방법에 있어서:
    영상 데이터의 복잡도를 나타내는 지표 데이터를 비압축 영상 데이터로부터 산출하는 단계;
    상기 산출된 지표 데이터에 계수를 승산하는 소정의 연산 처리를 행하여, 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량에 대응하는 난도 데이터를 산출하는 단계;
    상기 산출된 난도 데이터에 기초하여, 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는 단계;
    상기 비압축 영상 데이터의 픽처들 각각을, 소정의 압축 방법에 의해, 압축 후의 데이터량이 상기 산출된 목표값이 되도록 압축하여 압축 영상 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 압축 영상 데이터의 데이터량에 기초하여 상기 계수를 갱신하는 단계를 포함하고,
    상기 압축 단계는, 상기 비압축 영상 데이터를 복수 종류의 픽처들(I 픽처, P 픽처 및 B 픽처, 또는 이들의 조합)을 소정의 순서로 포함하는 픽처 타입 시퀀스로 압축하고,
    상기 지표 데이터 산출 단계는, P 픽처 및 B 픽처로 압축될 픽처들의 상기 지표 데이터로서 ME 잔차를 산출하고, I 픽처로 압축될 픽처의 상기 지표 데이터로서 플랫니스 데이터, 인트라 AC 데이터 및 액티비티 또는 이들의 조합을 산출하는, 영상 데이터 압축 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 압축 단계는,
    상기 소정의 압축 처리가 행해진 영상 데이터를, 외부 유닛으로부터 설정되는 양자화값으로 양자화하여, 상기 압축 영상 데이터를 생성하는 단계, 및
    상기 산출된 목표값에 기초하여 상기 양자화값을 순차 조절 및 설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 갱신 단계는, 상기 조절 및 설정된 양자화값들의 평균값과, 상기 생성된 압축 영상 데이터의 데이터량과, 상기 산출된 지표 데이터에 기초하여 상기 계수를 갱신하는, 영상 데이터 압축 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 갱신 단계는,
    상기 조절 및 설정된 양자화값들의 평균값과, 상기 생성된 압축 영상 데이터의 데이터량에 기초하여 글로벌 컴플렉시티를 산출하고,
    상기 산출된 글로벌 컴플렉시티 및 상기 지표 데이터에 기초하여 상기 계수를 산출하는, 영상 데이터 압축 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 갱신 단계는, 압축 후에 I 픽처가 되는 픽처의 글로벌 컴플렉시티를, 상기 생성된 플랫니스, 인트라 AC 또는 액티비티로 제산하여 I 픽처용의 계수를 산출하고, 압축 후에 P 픽처 또는 B 픽처가 되는 픽처의 글로벌 컴플렉시티를, 상기 생성된 ME 잔차로 제산하여 P 픽처용의 상기 계수 및 B 픽처용의 상기 계수를 산출하는, 영상 데이터 압축 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 갱신 단계는, 상기 글로벌 컴플렉시티에 대해 소정의 오프셋 값을 가산 또는 감산하고, 그 결과를 상기 생성된 플랫니스, 인트라 AC 또는 액티비티로 제산하여 I 픽처용의 상기 계수를 산출하고, 압축 후에 P 픽처 또는 B 픽처가 되는 픽처의 글로벌 컴플렉시티를, 상기 생성된 ME 잔차로 제산하여 P 픽처용의 상기 계수 및 B 픽처용의 상기 계수를 산출하는, 영상 데이터 압축 방법.
  17. 연속하는 복수의 영상 데이터를, 복수 종류의 픽처들(I 픽처, P 픽처 및 B 픽처)을 소정의 순서로 포함하는 픽처 타입 시퀀스의 압축 영상 데이터로 압축하는 영상 데이터 압축 장치에 있어서:
    상기 영상 데이터 각각의 선두 픽처가 I 픽처 또는 P 픽처가 되도록, 상기 영상 데이터의 픽처들을 압축 방법에 적합한 순서로 재배열하는 재배열 수단;
    상기 재배열된 영상 데이터의 복잡도를 나타내는 지표 데이터를 산출하는 지표 데이터 산출 수단;
    연속하는 복수의 상기 영상 데이터의 장면 전환을 검출하는 경계 검출 수단;
    검출된 장면 전환의 경계마다, 상기 영상 데이터의 어느 픽처라도 다른 영상 데이터의 픽처를 참조하지 않고 압축되도록 상기 픽처 타입 시퀀스를 변경하는 변경 수단;
    상기 산출된 지표 데이터 및 변경 후의 상기 픽처 타입 시퀀스에 기초하여, 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는 목표값 산출 수단; 및
    상기 영상 데이터를, 압축 후의 데이터량이 대략 상기 산출된 목표값이 되도록, 변경 후의 상기 픽처 타입 시퀀스의 압축 영상 데이터로 압축하는 압축 수단을 포함하고,
    상기 목표값 산출 수단은,
    상기 산출된 지표 데이터에 계수를 승산하는 소정의 연산 처리를 행하여, 압축 후의 데이터량에 대응하는 난도 데이터를 산출하는 근사 수단;
    상기 산출된 난도 데이터에 기초하여 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는 산출 수단을 갖고,
    상기 압축 수단은,
    상기 영상 데이터를 외부 유닛으로부터 설정되는 양자화값으로 양자화하여, 상기 압축 영상 데이터를 생성하는 양자화 수단, 및
    상기 산출된 목표값에 기초하여 상기 양자화값을 순차 조절하여, 상기 양자화 수단에 설정하는 양자화값 조절 및 설정 수단을 갖고,
    상기 영상 데이터 압축 장치는, 상기 압축 수단의 상기 양자화 수단에 설정되는 상기 양자화값들의 평균값과, 상기 생성된 압축 영상 데이터의 데이터량과, 상기 산출된 지표 데이터에 기초하여 상기 계수를 갱신하는 계수 갱신 수단을 더 포함하는, 영상 데이터 압축 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 목표값 산출 수단은,
    상기 픽처 타입 시퀀스의 갱신 이전에, 미리 소정의 압축 단위에 포함되는 픽처들이 상기 픽처 타입 시퀀스의 순서와 같이 압축된다고 예측하여, 압축 후의 픽처의 타입에 따라 상기 목표값을 산출하는 예측 목표량 산출 수단, 및
    상기 픽처 타입 시퀀스의 변경이 실제로 있었던 경우에만, 압축 후의 픽처의 타입이 변경된 상기 영상 데이터의 픽처의 상기 목표값을, 변경후의 픽처의 타입에 따라 보정하는 목표량 보정 수단을 갖는, 영상 데이터 압축 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 지표 데이터 산출 수단은, 압축 후에 I 픽처가 되는 픽처의 지표 데이터로서 플랫니스, 인트라 AC 및 액티비티를 산출하고, 압축 후에 P 픽처 또는 B 픽처가 되는 픽처의 지표 데이터로서 ME 잔차를 산출하고,
    상기 변경 수단은, 상기 영상 데이터의 선두 픽처가 P 픽처로 압축되는 경우에 상기 영상 데이터의 선두 픽처가 I 픽처로 압축되도록 상기 픽처 타입 시퀀스를 변경하고,
    상기 목표량 보정 수단은, 압축 후의 픽처의 타입이 P 픽처로부터 I 픽처로 변경되는 픽처의 미리 산출된 상기 목표값을, 압축 후에 I 픽처가 되는 경우의 픽처의 상기 목표량으로 보정하고, 압축 후의 픽처의 타입이 I 픽처로부터 P 픽처로 변경되는 픽처의 미리 산출된 상기 목표값을, 압축 후에 P 픽처가 되는 경우의 픽처의 상기 목표량으로 보정하는, 영상 데이터 압축 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 계수 갱신 수단은,
    상기 압축 수단의 상기 양자화 수단에 설정되는 상기 양자화값들의 평균값과, 상기 생성된 압축 영상 데이터의 데이터량에 기초하여 글로벌 컴플렉시티를 산출하는 글로벌 컴플렉시티 산출 수단, 및
    상기 산출된 글로벌 컴플렉시티 및 상기 지표 데이터에 기초하여 계수를 산출하는 계수 산출 수단을 갖는, 영상 데이터 압축 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 계수 산출 수단은, 압축 후에 I 픽처가 되는 픽처의 글로벌 컴플렉시티를, 상기 생성된 플랫니스, 인트라 AC 또는 액티비티로 제산하여 I 픽처용의 계수를 산출하고, 압축 후에 P 픽처 또는 B 픽처가 되는 픽처의 글로벌 컴플렉시티를, 상기 생성된 ME 잔차로 제산하여 P 픽처용의 계수 및 B픽처용의 계수를 산출하는, 영상 데이터 압축 장치.
  22. 연속하는 복수의 영상 데이터를, 복수 종류의 픽처들(I 픽처, P 픽처 및 B 픽처)을 소정의 순서로 포함하는 픽처 타입 시퀀스의 압축 영상 데이터로 압축하는 영상 데이터 압축 방법에 있어서:
    상기 영상 데이터 각각의 선두 픽처가 I 픽처 또는 P 픽처가 되도록 상기 영상 데이터의 픽처들을 압축 방법에 적합한 순서로 재배열하는 단계;
    상기 재배열된 영상 데이터의 복잡도를 나타내는 지표 데이터를 산출하는 단계;
    연속하는 복수의 상기 영상 데이터의 장면 전환을 검출하는 단계;
    검출된 장면 전환의 경계마다 상기 영상 데이터의 어느 픽처라도 다른 영상 데이터의 픽처를 참조하지 않고 압축되도록 상기 픽처 타입 시퀀스를 변경하는 단계;
    상기 산출된 지표 데이터 및 변경 후의 상기 픽처 타입 시퀀스에 기초하여 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는 단계; 및
    상기 영상 데이터를, 압축 후의 데이터량이 대략 상기 산출된 목표값이 되도록, 변경후의 상기 픽처 타입 시퀀스의 압축 영상 데이터로 압축하는 단계를 포함하고,
    상기 목표값 산출 단계는,
    상기 산출된 지표 데이터에 계수를 승산하는 소정의 연산 처리를 행하여, 압축 후의 데이터량에 대응하는 난도 데이터를 산출하고,
    상기 산출된 난도 데이터에 기초하여 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하고,
    상기 압축 단계는,
    상기 소정의 압축 처리가 행해진 영상 데이터를 외부 유닛으로부터 설정되는 양자화값으로 양자화하여 상기 압축 영상 데이터를 생성하고,
    상기 산출된 목표값에 기초하여 상기 양자화값을 순차 조절하여 설정하고,
    상기 소정의 계수는 상기 설정된 양자화값들의 평균값과, 상기 생성된 압축 영상 데이터의 데이터량과, 상기 산출된 지표 데이터에 기초하여 갱신되는, 영상 데이터 압축 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 목표값 산출 단계는,
    상기 픽처 타입 시퀀스의 변경 이전에, 미리 소정의 압축 단위에 포함되는 픽처들이 상기 픽처 타입 시퀀스의 순서대로 압축된다고 예측하여, 압축 후의 픽처의 타입에 따라 상기 목표값을 산출하고,
    상기 픽처 타입 시퀀스의 변경이 실제로 있었던 경우에만, 압축 후의 픽처의 타입이 변경된 상기 영상 데이터의 픽처의 상기 목표값을, 변경 후의 픽처의 타입에 따라 보정하는, 영상 데이터 압축 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 목표 데이터 산출 단계는,
    압축 후에 I 픽처가 되는 픽처의 지표 데이터로서 플랫니스, 인트라 AC 및 액티비티를 산출하고, 압축 후에 P 픽처 또는 B 픽처가 되는 픽처의 지표 데이터로서 ME 잔차를 산출하고,
    상기 영상 데이터의 선두 픽처가 P 픽처로 압축되는 경우에 상기 영상 데이터의 선두 픽처가 I 픽처로 압축되도록 상기 픽처 타입 시퀀스를 변경하고,
    압축 후의 픽처의 타입이 P 픽처에서 I 픽처로 변경되는 픽처의 미리 산출된 상기 목표값을, 압축 후에 I 픽처가 되는 경우의 픽처의 상기 목표량으로 보정하고, 압축 후의 픽처의 타입이 I 픽처에서 P 픽처로 변경되는 픽처의 미리 산출된 상기 목표값을, 압축 후에 P 픽처가 되는 경우의 픽처의 상기 목표량으로 보정하는, 영상 데이터 압축 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 계수 갱신 단계는,
    설정될 상기 양자화값들의 평균값 및 상기 생성된 압축 영상 데이터의 데이터량에 기초하여 글로벌 컴플렉시티를 산출하고,
    상기 산출된 글로벌 컴플렉시티 및 상기 지표 데이터에 기초하여 상기 계수를 산출하는, 영상 데이터 압축 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 계수 산출 단계는,
    압축 후에 I 픽처가 되는 픽처의 글로벌 컴플렉시티를, 상기 생성된 플랫니스, 인트라 AC 또는 액티비티로 제산하여 I 픽처용의 상기 계수를 산출하고, 압축 후에 P 픽처 또는 B 픽처가 되는 픽처의 글로벌 컴플렉시티를, 상기 생성된 ME 잔차로 제산하여 P 픽처용의 상기 계수 또는 B 픽처용의 상기 계수를 산출하는, 영상 데이터 압축 방법.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 지표 데이터 산출 수단은 픽처마다 상기 영상 데이터의 복잡도를 나타내는 상기 지표 데이터를 상기 비압축 영상 데이터로부터 산출하고,
    상기 목표값 산출 수단은 상기 산출된 지표 데이터에 기초하여 픽처마다 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는, 영상 데이터 압축 장치.
  28. 제 4 항에 있어서,
    상기 지표 데이터 산출 단계는 픽처마다 상기 영상 데이터의 복잡도를 나타내는 상기 지표 데이터를 상기 비압축 영상 데이터로부터 산출하고,
    상기 목표값 산출 단계는 상기 산출된 지표 데이터에 기초하여 픽처마다 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는, 영상 데이터 압축 방법.
  29. 제 7 항에 있어서,
    상기 지표 데이터 산출 수단은 픽처마다 상기 영상 데이터의 복잡도를 나타내는 상기 지표 데이터를 상기 비압축 영상 데이터로부터 산출하고,
    상기 난도 데이터 산출 수단은 상기 산출된 지표 데이터에 상기 계수를 승산하는 상기 소정의 연산 처리를 행하여, 픽처마다 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량에 대응하는 상기 난도 데이터를 산출하고,
    상기 목표값 산출 수단은 상기 산출된 난도 데이터에 기초하여 픽처마다 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는, 영상 데이터 압축 장치.
  30. 제 12 항에 있어서,
    상기 지표 데이터 산출 단계는 픽처마다 상기 영상 데이터의 복잡도를 나타내는 상기 지표 데이터를 상기 비압축 영상 데이터로부터 산출하고,
    상기 난도 데이터 산출 단계는 상기 산출된 지표 데이터에 상기 계수를 승산하는 상기 소정의 연산 처리를 행하여, 픽처마다 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량에 대응하는 상기 난도 데이터를 산출하고,
    상기 목표값 산출 단계는 상기 산출된 난도 데이터에 기초하여 픽처마다 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는, 영상 데이터 압축 방법.
  31. 제 17 항에 있어서,
    상기 지표 데이터 산출 수단은 픽처마다 상기 재배열된 영상 데이터의 복잡도를 나타내는 상기 지표 데이터를 산출하고,
    상기 압축 후의 데이터량의 목표값 산출 수단은 상기 산출된 난도 데이터에 기초하여 픽처마다 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는, 영상 데이터 압축 장치.
  32. 제 22 항에 있어서,
    상기 지표 데이터 산출 단계는 픽처마다 상기 재배열된 영상 데이터의 복잡도를 나타내는 상기 지표 데이터를 산출하고,
    상기 압축 후의 데이터량의 목표값 산출 단계는 상기 산출된 난도 데이터에 기초하여 픽처마다 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표값을 산출하는, 영상 데이터 압축 방법.
  33. 부호화 제어 장치에 있어서:
    영상 데이터의 패턴의 난도 및 압축 후의 데이터량의 상관성을 갖는 통계량을 영상 데이터로부터 산출하는 통계량 산출 수단,
    상기 산출 수단에 의해 산출된 통계량에 기초하여, 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표 데이터량을 산출하는 목표 데이터량 수단, 및
    상기 영상 데이터를 부호화함으로써 생성되는 부호화 스트림의 데이터량이 상기 목표 데이터량 수단에 의해 산출된 목표 데이터량이 되도록, 피드 포워드 레이트 제어를 하는 제어 수단을 갖는, 부호화 제어 장치.
  34. 부호화 제어 방법에 있어서:
    영상 데이터의 패턴의 난도 및 압축 후의 데이터량의 상관성을 갖는 통계량을 영상 데이터로부터 산출하는 통계량 산출 단계,
    상기 산출 단계에서 산출된 통계량에 기초하여, 상기 영상 데이터의 압축 후의 데이터량의 목표 데이터량을 산출하는 목표 데이터량 단계, 및
    상기 영상 데이터를 부호화함으로써 생성되는 부호화 스트림의 데이터량이 상기 목표 데이터량 단계에 의해 산출된 목표 데이터량이 되도록, 피드 포워드 제어를 하는 제어 단계 갖는, 부호화 제어 방법.
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