JP2002152757A - 映像信号符号化装置 - Google Patents
映像信号符号化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Nフレーム分の符号量を所望の値以下と制御
する際、フレーム後半で符号量が不足したり、量子化ス
テップが大きく変動するのを防止すること。 【解決手段】 並べ替えメモリ102に信号が蓄えられ
た時点で、ベクトル検出手段112において処理を行う
N−1フレームの全ブロックについてフレーム間符号化
もしくはフレーム内符号化の選択を行う。目標符号量算
出手段114においてフレーム全体で均一にブロック毎
の符号量を割り振ることで、Nフレーム毎の符号量を所
定の値以下とする制御を行う。
する際、フレーム後半で符号量が不足したり、量子化ス
テップが大きく変動するのを防止すること。 【解決手段】 並べ替えメモリ102に信号が蓄えられ
た時点で、ベクトル検出手段112において処理を行う
N−1フレームの全ブロックについてフレーム間符号化
もしくはフレーム内符号化の選択を行う。目標符号量算
出手段114においてフレーム全体で均一にブロック毎
の符号量を割り振ることで、Nフレーム毎の符号量を所
定の値以下とする制御を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号の高能率
符号化等に用いる映像信号符号化装置に関するものであ
る。
符号化等に用いる映像信号符号化装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】映像信号のディジタル化に伴い、映像信
号を高能率符号化して記録あるいは伝送する技術が重要
となってきている。この高能率符号化の中にフレーム間
の相関を利用したものがある。
号を高能率符号化して記録あるいは伝送する技術が重要
となってきている。この高能率符号化の中にフレーム間
の相関を利用したものがある。
【0003】図2にフレーム間の相関を用いる映像信号
符号化装置の構成を示す。図2において、201は入力
端子、202は並べ替えメモリ、203は減算手段、2
04は直交変換手段、205は量子化手段、206は逆
量子化手段、207は逆直交変換手段、208は加算手
段、209は参照メモリ、210は動きベクトルを検出
するベクトル検出手段、211は動きベクトルをもとに
動き補償を行う動き補償手段、212はスイッチ、21
3はバッファ、214はバッファの残量から量子化ステ
ップを制御するレート制御手段、215は符号化データ
の出力端子である。
符号化装置の構成を示す。図2において、201は入力
端子、202は並べ替えメモリ、203は減算手段、2
04は直交変換手段、205は量子化手段、206は逆
量子化手段、207は逆直交変換手段、208は加算手
段、209は参照メモリ、210は動きベクトルを検出
するベクトル検出手段、211は動きベクトルをもとに
動き補償を行う動き補償手段、212はスイッチ、21
3はバッファ、214はバッファの残量から量子化ステ
ップを制御するレート制御手段、215は符号化データ
の出力端子である。
【0004】以上のように構成された従来の映像信号符
号化装置の動作について説明する。入力端子201より
入力された映像信号は並べ替えメモリ202に蓄えら
れ、処理順に読み出しが行われる。まずは、フレーム内
符号化を行うため、スイッチ212がオフの状態で減算
手段203を通過し、フレーム間差分は取られない状態
となる。減算手段203の出力は直交変換手段204で
直交変換され、量子化手段205で所定の量子化ステッ
プで量子化される。量子化手段205の出力はバッファ
213に蓄えられ、レート制御手段214はこのバッフ
ァ213の残量を監視することで量子化手段205の量
子化ステップの制御を行う。又、量子化手段205の出
力は、逆量子化手段206、逆直交変換手段207を通
り、フレーム間差分のための参照データとして参照メモ
リ209に蓄えられる。こうしてフレーム内符号化の処
理が終了し、次にフレーム間符号化の処理が実施され
る。
号化装置の動作について説明する。入力端子201より
入力された映像信号は並べ替えメモリ202に蓄えら
れ、処理順に読み出しが行われる。まずは、フレーム内
符号化を行うため、スイッチ212がオフの状態で減算
手段203を通過し、フレーム間差分は取られない状態
となる。減算手段203の出力は直交変換手段204で
直交変換され、量子化手段205で所定の量子化ステッ
プで量子化される。量子化手段205の出力はバッファ
213に蓄えられ、レート制御手段214はこのバッフ
ァ213の残量を監視することで量子化手段205の量
子化ステップの制御を行う。又、量子化手段205の出
力は、逆量子化手段206、逆直交変換手段207を通
り、フレーム間差分のための参照データとして参照メモ
リ209に蓄えられる。こうしてフレーム内符号化の処
理が終了し、次にフレーム間符号化の処理が実施され
る。
【0005】ベクトル検出手段210は、並べ替えメモ
リ202の出力と参照メモリ209から読み出しを行っ
た参照画像とを入力として、動きベクトルの検出を行
う。動きベクトルは、所定の範囲で処理対象となる並べ
替えメモリ202の出力と参照画像の画素毎の差分絶対
値累和もしくは差分二乗累和等を検索範囲内で算出し、
最も相関の近い画像ブロックを探すことにより検出する
ことができる。更に、所定の値を閾値として処理ブロッ
ク毎に相関の有無を判断し、相関信号を生成する。参照
画像との相関が無いと判断された場合には、そのブロッ
クをフレーム内符号化に切り替えて符号化処理を行う。
検出した動きベクトルに従い動き補償手段211におい
て動き補償を実施し、相関信号が相関あることを示す場
合には、フレーム間符号化を行うためにスイッチ212
をオンとすることで減算手段203においてフレーム間
の差分が取られる。相関信号が相関ないことを示す場合
には、スイッチ212はオフとすることで減算手段20
3ではフレーム間の差分が取られず、フレーム内符号化
が行われる。直交変換と量子化及びこれらの逆処理はフ
レーム内符号化のフレームを処理する場合と同様にして
行われる。フレーム間符号化を行う場合、スイッチ21
2がオンであるため、加算手段208において参照デー
タを加算することでデコード画像を生成して参照メモリ
に209へと送られる。後のフレームに関しては同様の
処理が繰り返される。
リ202の出力と参照メモリ209から読み出しを行っ
た参照画像とを入力として、動きベクトルの検出を行
う。動きベクトルは、所定の範囲で処理対象となる並べ
替えメモリ202の出力と参照画像の画素毎の差分絶対
値累和もしくは差分二乗累和等を検索範囲内で算出し、
最も相関の近い画像ブロックを探すことにより検出する
ことができる。更に、所定の値を閾値として処理ブロッ
ク毎に相関の有無を判断し、相関信号を生成する。参照
画像との相関が無いと判断された場合には、そのブロッ
クをフレーム内符号化に切り替えて符号化処理を行う。
検出した動きベクトルに従い動き補償手段211におい
て動き補償を実施し、相関信号が相関あることを示す場
合には、フレーム間符号化を行うためにスイッチ212
をオンとすることで減算手段203においてフレーム間
の差分が取られる。相関信号が相関ないことを示す場合
には、スイッチ212はオフとすることで減算手段20
3ではフレーム間の差分が取られず、フレーム内符号化
が行われる。直交変換と量子化及びこれらの逆処理はフ
レーム内符号化のフレームを処理する場合と同様にして
行われる。フレーム間符号化を行う場合、スイッチ21
2がオンであるため、加算手段208において参照デー
タを加算することでデコード画像を生成して参照メモリ
に209へと送られる。後のフレームに関しては同様の
処理が繰り返される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、信号を順次処理していき、レート制御
手段214でバッファ213の残量により量子化ステッ
プを制御しているため、符号量そのものを所望の値以下
と制御することができず、入りきらない場合にはカット
するといった処理が必要となっていた。又フィードバッ
ク制御により符号量を目標値に近づけていくため、フレ
ーム後半の処理で符号量が不足し量子化ステップが大き
く変動するといった可能性があった。
従来の構成では、信号を順次処理していき、レート制御
手段214でバッファ213の残量により量子化ステッ
プを制御しているため、符号量そのものを所望の値以下
と制御することができず、入りきらない場合にはカット
するといった処理が必要となっていた。又フィードバッ
ク制御により符号量を目標値に近づけていくため、フレ
ーム後半の処理で符号量が不足し量子化ステップが大き
く変動するといった可能性があった。
【0007】本願の請求項1〜5の発明は上記従来の問
題点を解決するもので、信号が入力された段階でフレー
ム内符号化とフレーム間符号化のいずれの処理を行うか
を処理ブロック毎に決定し、その割合に従い各ブロック
の目標符号量を決定することで、符号量の割り振りを画
面に均一に行い画質の劣化を一部に集中させずに、Nフ
レーム毎の符号量を所定の値以下に制御する映像信号符
号化装置を提供することを目的とする。又本願の請求項
6の発明は、各ブロックに割り当てた目標符号量と実際
に使用した符号量の差を余剰符号量として算出し、この
余剰符号量を次の処理ブロックの目標符号量に加算して
目標符号量の再設定を行うことで、Nフレームに割り当
てられた全符号量を上限として有効に符号量を使用した
制御を行う映像信号符号化装置を提供することを目的と
する。
題点を解決するもので、信号が入力された段階でフレー
ム内符号化とフレーム間符号化のいずれの処理を行うか
を処理ブロック毎に決定し、その割合に従い各ブロック
の目標符号量を決定することで、符号量の割り振りを画
面に均一に行い画質の劣化を一部に集中させずに、Nフ
レーム毎の符号量を所定の値以下に制御する映像信号符
号化装置を提供することを目的とする。又本願の請求項
6の発明は、各ブロックに割り当てた目標符号量と実際
に使用した符号量の差を余剰符号量として算出し、この
余剰符号量を次の処理ブロックの目標符号量に加算して
目標符号量の再設定を行うことで、Nフレームに割り当
てられた全符号量を上限として有効に符号量を使用した
制御を行う映像信号符号化装置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】この課題を解決するため
に本願の請求項1の発明は、入力映像信号のNフレーム
(Nは2以上の整数)毎にNフレーム中の1フレームを
フレーム内符号化し、残りのN−1フレームをブロック
単位でフレーム内符号化又はフレーム間符号化する映像
信号符号化装置において、入力映像信号を符号化の処理
順序に並べ替えて出力する並べ替えメモリと、フレーム
間又はフレーム内符号化を行うN−1フレームに対し
て、所定の大きさのブロック毎に処理対象信号と参照信
号を前記並べ替えメモリから読み出し、信号間の相関の
有無を示す相関信号と動きベクトルとを生成するベクト
ル検出手段と、前記相関信号と前記動きベクトルを記憶
するベクトルメモリと、前記各ブロックに対し目標符号
量を割り当てる目標符号量算出手段と、前記並べ替えメ
モリの出力信号に対しフレーム間差分を取る減算手段
と、前記減算手段の出力を直交変換する直交変換手段
と、前記直交変換手段の出力を前記目標符号量以下とな
るように量子化する量子化手段と、前記量子化手段の出
力に対し逆量子化を行う逆量子化手段と、前記逆量子化
手段の出力を逆直交変換する逆直交変換手段と、前記逆
直交変換手段の出力に対しフレーム間加算を行う加算手
段と、前記加算手段の出力を記憶する参照メモリと、前
記動きベクトルに従い前記参照メモリの出力位置を変化
させて動き補償を行う動き補償手段と、前記動き補償手
段の出力が与えられ、前記相関信号が相関ありを示す場
合にオンとし相関なしを示す場合にオフとしてその出力
を前記減算手段及び加算手段に出力するスイッチとを備
え、前記目標符号量算出手段は、フレーム内符号化を行
うブロック数とフレーム間符号化を行うブロック数とを
用いてNフレーム全体の符号量を各ブロックに分配し、
各ブロックの目標符号量を算出することを特徴とするも
のである。
に本願の請求項1の発明は、入力映像信号のNフレーム
(Nは2以上の整数)毎にNフレーム中の1フレームを
フレーム内符号化し、残りのN−1フレームをブロック
単位でフレーム内符号化又はフレーム間符号化する映像
信号符号化装置において、入力映像信号を符号化の処理
順序に並べ替えて出力する並べ替えメモリと、フレーム
間又はフレーム内符号化を行うN−1フレームに対し
て、所定の大きさのブロック毎に処理対象信号と参照信
号を前記並べ替えメモリから読み出し、信号間の相関の
有無を示す相関信号と動きベクトルとを生成するベクト
ル検出手段と、前記相関信号と前記動きベクトルを記憶
するベクトルメモリと、前記各ブロックに対し目標符号
量を割り当てる目標符号量算出手段と、前記並べ替えメ
モリの出力信号に対しフレーム間差分を取る減算手段
と、前記減算手段の出力を直交変換する直交変換手段
と、前記直交変換手段の出力を前記目標符号量以下とな
るように量子化する量子化手段と、前記量子化手段の出
力に対し逆量子化を行う逆量子化手段と、前記逆量子化
手段の出力を逆直交変換する逆直交変換手段と、前記逆
直交変換手段の出力に対しフレーム間加算を行う加算手
段と、前記加算手段の出力を記憶する参照メモリと、前
記動きベクトルに従い前記参照メモリの出力位置を変化
させて動き補償を行う動き補償手段と、前記動き補償手
段の出力が与えられ、前記相関信号が相関ありを示す場
合にオンとし相関なしを示す場合にオフとしてその出力
を前記減算手段及び加算手段に出力するスイッチとを備
え、前記目標符号量算出手段は、フレーム内符号化を行
うブロック数とフレーム間符号化を行うブロック数とを
用いてNフレーム全体の符号量を各ブロックに分配し、
各ブロックの目標符号量を算出することを特徴とするも
のである。
【0009】これにより並べ替えメモリに信号が蓄えら
れた時点で、処理を行うNフレームについて1つのフレ
ームはフレーム内符号化を行い、他のフレームは全ブロ
ックについてフレーム間符号化とフレーム内符号化の選
択をベクトル検出手段において行う。そして目標符号量
算出手段においてフレーム全体で均一にブロック毎の符
号量を割り振ることにより、Nフレーム毎の符号量を所
定の値以下とする制御を行うことができる。
れた時点で、処理を行うNフレームについて1つのフレ
ームはフレーム内符号化を行い、他のフレームは全ブロ
ックについてフレーム間符号化とフレーム内符号化の選
択をベクトル検出手段において行う。そして目標符号量
算出手段においてフレーム全体で均一にブロック毎の符
号量を割り振ることにより、Nフレーム毎の符号量を所
定の値以下とする制御を行うことができる。
【0010】本願請求項2の発明は、入力映像信号のN
フレーム(Nは2以上の整数)毎にNフレーム中の1フ
レームをフレーム内符号化し、残りのN−1フレームを
ブロック単位でフレーム内符号化又はフレーム間符号化
する映像信号符号化装置において、入力映像信号を符号
化の処理順序に並べ替えて出力する並べ替えメモリと、
前記並べ替えメモリの出力信号に対しフレーム間差分を
取る減算手段と、前記減算手段の出力を直交変換する直
交変換手段と、各フレームに割り当てる符号量を決定す
るフレーム符号量算出手段と、量子化を行う際の目標符
号量を算出して各ブロックに割当てる目標符号量算出手
段と、前記直交変換手段の出力を前記目標符号量以下と
なるように量子化する量子化手段と、前記量子化手段の
出力に対し逆量子化を行う逆量子化手段と、前記逆量子
化手段の出力に対し逆直交変換を行う逆直交変換手段
と、前記逆直交変換手段の出力に対しフレーム間加算を
行う加算手段と、前記加算手段の出力を記憶する参照メ
モリと、前記並べ替えメモリから読み出した所定の大き
さのブロック毎に参照信号に対する相関を示す相関信号
と動きベクトルとを生成するベクトル検出手段と、前記
相関信号と前記動きベクトルを記憶するベクトルメモリ
と、前記動きベクトルに従い前記参照メモリの出力位置
を変化させて動き補償を行う動き補償手段と、前記動き
補償手段の出力が与えられ、前記相関信号が相関ありを
示す場合にオンとし相関なしを示す場合にオフとしてそ
の出力を前記減算手段及び加算手段に出力するスイッチ
とを備え、前記目標符号量算出手段は、各処理フレーム
内に割り当てられたフレーム符号量を前記ベクトル検出
手段で検出した対象フレームのフレーム内符号化を行う
ブロック数とフレーム間符号化を行うブロック数とを用
いて各ブロックに分配し、目標符号量を算出することを
特徴とするものである。
フレーム(Nは2以上の整数)毎にNフレーム中の1フ
レームをフレーム内符号化し、残りのN−1フレームを
ブロック単位でフレーム内符号化又はフレーム間符号化
する映像信号符号化装置において、入力映像信号を符号
化の処理順序に並べ替えて出力する並べ替えメモリと、
前記並べ替えメモリの出力信号に対しフレーム間差分を
取る減算手段と、前記減算手段の出力を直交変換する直
交変換手段と、各フレームに割り当てる符号量を決定す
るフレーム符号量算出手段と、量子化を行う際の目標符
号量を算出して各ブロックに割当てる目標符号量算出手
段と、前記直交変換手段の出力を前記目標符号量以下と
なるように量子化する量子化手段と、前記量子化手段の
出力に対し逆量子化を行う逆量子化手段と、前記逆量子
化手段の出力に対し逆直交変換を行う逆直交変換手段
と、前記逆直交変換手段の出力に対しフレーム間加算を
行う加算手段と、前記加算手段の出力を記憶する参照メ
モリと、前記並べ替えメモリから読み出した所定の大き
さのブロック毎に参照信号に対する相関を示す相関信号
と動きベクトルとを生成するベクトル検出手段と、前記
相関信号と前記動きベクトルを記憶するベクトルメモリ
と、前記動きベクトルに従い前記参照メモリの出力位置
を変化させて動き補償を行う動き補償手段と、前記動き
補償手段の出力が与えられ、前記相関信号が相関ありを
示す場合にオンとし相関なしを示す場合にオフとしてそ
の出力を前記減算手段及び加算手段に出力するスイッチ
とを備え、前記目標符号量算出手段は、各処理フレーム
内に割り当てられたフレーム符号量を前記ベクトル検出
手段で検出した対象フレームのフレーム内符号化を行う
ブロック数とフレーム間符号化を行うブロック数とを用
いて各ブロックに分配し、目標符号量を算出することを
特徴とするものである。
【0011】本願請求項3の発明は、請求項2の映像信
号符号化装置において、前記フレーム符号量算出手段
は、前回のNフレームを処理した際のフレーム内符号化
を行うブロック数から、各フレームに割り当てるフレー
ム符号量を算出することを特徴とするものである。
号符号化装置において、前記フレーム符号量算出手段
は、前回のNフレームを処理した際のフレーム内符号化
を行うブロック数から、各フレームに割り当てるフレー
ム符号量を算出することを特徴とするものである。
【0012】本願請求項4の発明は、請求項2の映像信
号符号化装置において、前記ベクトル検出手段は、前記
参照メモリのデータ又は前記並べ替えメモリのデータを
参照信号として動きベクトルを検出することを特徴とす
るものである。
号符号化装置において、前記ベクトル検出手段は、前記
参照メモリのデータ又は前記並べ替えメモリのデータを
参照信号として動きベクトルを検出することを特徴とす
るものである。
【0013】これによりNフレームのフレーム毎に割り
当てるフレーム符号量を設定するフレーム符号量算出手
段を設け、予めフレーム間符号化とフレーム内符号化と
を選択する期間を1フレーム期間として、各フレーム毎
に処理ブロックへの目標符号量の割り振ることで、符号
量を制御することができる。
当てるフレーム符号量を設定するフレーム符号量算出手
段を設け、予めフレーム間符号化とフレーム内符号化と
を選択する期間を1フレーム期間として、各フレーム毎
に処理ブロックへの目標符号量の割り振ることで、符号
量を制御することができる。
【0014】本願請求項5の発明は、入力映像信号のN
フレーム(Nは2以上の整数)毎にNフレーム中の1フ
レームをフレーム内符号化し、残りのN−1フレームを
ブロック単位でフレーム内符号化又はフレーム間符号化
する映像信号符号化装置において、入力映像信号を符号
化の処理順序に並べ替えて出力する並べ替えメモリと、
前記並べ替えメモリの出力信号に対しフレーム間差分を
取る減算手段と、前記減算手段の出力を直交変換する直
交変換手段と、前記直交変換手段の出力を目標符号量以
下となるように量子化する量子化手段と、前記量子化手
段の出力に対し逆量子化を行う逆量子化手段と、前記逆
量子化手段の出力に対し逆直交変換を行う逆直交変換手
段と、前記逆直交変換手段の出力に対しフレーム間加算
を行う加算手段と、前記加算手段の出力を記憶する参照
メモリと、前記並べ替えメモリから読み出した所定の大
きさのブロック毎に参照信号に対する相関を示す相関信
号と動きベクトルとを生成するベクトル検出手段と、前
記相関信号と前記動きベクトルを記憶するベクトルメモ
リと、前記動きベクトルに従い前記参照メモリの出力位
置を変化させて動き補償を行う動き補償手段と、前記動
き補償手段の出力が与えられ、前記相関信号が相関あり
を示す場合にオンとし相関なしを示す場合にオフとして
その出力を前記減算手段及び加算手段に出力するスイッ
チと、Nフレームに割り当てられる全符号量から前記量
子化手段で量子化を行った後の符号量を減算し残符号量
を算出する残量算出手段と、Nフレーム中に発生する前
記相関信号が相関なしを示す数を計数しその総数を次の
Nフレームの処理中に出力するカウンタと、前記残量算
出手段より得られる残符号量と前記カウンタの出力とを
用いてブロック単位で前記目標符号量を算出する目標符
号量算出手段と、を備えることを特徴とするものであ
る。
フレーム(Nは2以上の整数)毎にNフレーム中の1フ
レームをフレーム内符号化し、残りのN−1フレームを
ブロック単位でフレーム内符号化又はフレーム間符号化
する映像信号符号化装置において、入力映像信号を符号
化の処理順序に並べ替えて出力する並べ替えメモリと、
前記並べ替えメモリの出力信号に対しフレーム間差分を
取る減算手段と、前記減算手段の出力を直交変換する直
交変換手段と、前記直交変換手段の出力を目標符号量以
下となるように量子化する量子化手段と、前記量子化手
段の出力に対し逆量子化を行う逆量子化手段と、前記逆
量子化手段の出力に対し逆直交変換を行う逆直交変換手
段と、前記逆直交変換手段の出力に対しフレーム間加算
を行う加算手段と、前記加算手段の出力を記憶する参照
メモリと、前記並べ替えメモリから読み出した所定の大
きさのブロック毎に参照信号に対する相関を示す相関信
号と動きベクトルとを生成するベクトル検出手段と、前
記相関信号と前記動きベクトルを記憶するベクトルメモ
リと、前記動きベクトルに従い前記参照メモリの出力位
置を変化させて動き補償を行う動き補償手段と、前記動
き補償手段の出力が与えられ、前記相関信号が相関あり
を示す場合にオンとし相関なしを示す場合にオフとして
その出力を前記減算手段及び加算手段に出力するスイッ
チと、Nフレームに割り当てられる全符号量から前記量
子化手段で量子化を行った後の符号量を減算し残符号量
を算出する残量算出手段と、Nフレーム中に発生する前
記相関信号が相関なしを示す数を計数しその総数を次の
Nフレームの処理中に出力するカウンタと、前記残量算
出手段より得られる残符号量と前記カウンタの出力とを
用いてブロック単位で前記目標符号量を算出する目標符
号量算出手段と、を備えることを特徴とするものであ
る。
【0015】これにより前回のNフレームのフレーム内
符号化されたブロック数と現在のNフレームにおける残
符号量から各ブロックに割り振る目標符号量の算出する
ことで、符号量を制御する。
符号化されたブロック数と現在のNフレームにおける残
符号量から各ブロックに割り振る目標符号量の算出する
ことで、符号量を制御する。
【0016】本願請求項6の発明は、映像入力信号の各
フレームを所定の大きさのブロック単位に分割する分割
手段と、前記分割手段で分割されたブロック毎に目標符
号量を設定する目標符号量設定手段と、前記分割手段の
出力を直交変換する直交変換手段と、前記直交変換手段
の出力を前記目標符号量設定手段で設定された目標符号
量以下となるように量子化する量子化手段と、前記目標
符号量から前記量子化手段により量子化された実際の符
号量を減算し余剰符号量を計算する減算手段とを備え、
前記目標符号量設定手段は、前記余剰符号量を次のブロ
ックの目標符号量に加算する処理を入力映像信号のNフ
レーム(Nは自然数)内で行い、Nフレームの符号量を
所望の値以下となるように制御することを特徴とするも
のである。
フレームを所定の大きさのブロック単位に分割する分割
手段と、前記分割手段で分割されたブロック毎に目標符
号量を設定する目標符号量設定手段と、前記分割手段の
出力を直交変換する直交変換手段と、前記直交変換手段
の出力を前記目標符号量設定手段で設定された目標符号
量以下となるように量子化する量子化手段と、前記目標
符号量から前記量子化手段により量子化された実際の符
号量を減算し余剰符号量を計算する減算手段とを備え、
前記目標符号量設定手段は、前記余剰符号量を次のブロ
ックの目標符号量に加算する処理を入力映像信号のNフ
レーム(Nは自然数)内で行い、Nフレームの符号量を
所望の値以下となるように制御することを特徴とするも
のである。
【0017】これにより目標符号量と符号化後の実符号
量との差分を次の処理ブロックの目標符号量に加算して
いくことにより、Nフレームの符号量を有効に使用する
ようにしている。
量との差分を次の処理ブロックの目標符号量に加算して
いくことにより、Nフレームの符号量を有効に使用する
ようにしている。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1における
映像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。図
1において、101は入力端子、102は並べ替えメモ
リ、103は減算手段、104は直交変換手段、105
は量子化手段、106は逆量子化手段、107は逆直交
変換手段、108は加算手段、109は参照メモリ、1
10は動き補償を行う動き補償手段、111はスイッ
チ、112はベクトル検出手段、113はベクトルメモ
リ、114は目標符号量算出手段、115は符号化デー
タの出力端子である。この映像信号符号化装置は、Nフ
レーム毎にNフレーム中の1フレームをフレーム内符号
化し、残りのN−1フレームをブロック単位でフレーム
内符号化又はフレーム間符号化する装置である。
て、図面を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1における
映像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。図
1において、101は入力端子、102は並べ替えメモ
リ、103は減算手段、104は直交変換手段、105
は量子化手段、106は逆量子化手段、107は逆直交
変換手段、108は加算手段、109は参照メモリ、1
10は動き補償を行う動き補償手段、111はスイッ
チ、112はベクトル検出手段、113はベクトルメモ
リ、114は目標符号量算出手段、115は符号化デー
タの出力端子である。この映像信号符号化装置は、Nフ
レーム毎にNフレーム中の1フレームをフレーム内符号
化し、残りのN−1フレームをブロック単位でフレーム
内符号化又はフレーム間符号化する装置である。
【0019】以上のように構成された映像信号符号化装
置の動作について説明する。入力端子101より映像信
号を入力し、まずNフレーム分の画像データを並べ替え
メモリ102に蓄える。ベクトル検出手段112は、並
べ替えメモリ102からフレーム間符号化を行うN−1
フレームを所定の大きさのブロック単位で、その画像の
参照画像と合わせて読み出しを行い、動きベクトルの検
出を行う。動きベクトルは、従来の映像信号符号化装置
と同様に、所定の範囲で処理画像と参照画像の画素毎の
差分絶対値累和もしくは差分二乗累和等を検索範囲内で
算出し、最も相関の近い画像ブロックを探すことにより
検出する。更に、所定の値を閾値として処理ブロック毎
に相関の有無を判断し、相関信号を生成する。こうし
て、ベクトル検出手段112はN−1フレームの全ブロ
ックについての検出処理を行い、動きベクトルと相関信
号を一旦、ベクトルメモリ113に蓄える。検出処理が
終了した時点で、フレーム内符号化を行うブロック数を
用いて目標符号量算出手段114が各ブロックに割り当
てる目標符号量の算出を行う。
置の動作について説明する。入力端子101より映像信
号を入力し、まずNフレーム分の画像データを並べ替え
メモリ102に蓄える。ベクトル検出手段112は、並
べ替えメモリ102からフレーム間符号化を行うN−1
フレームを所定の大きさのブロック単位で、その画像の
参照画像と合わせて読み出しを行い、動きベクトルの検
出を行う。動きベクトルは、従来の映像信号符号化装置
と同様に、所定の範囲で処理画像と参照画像の画素毎の
差分絶対値累和もしくは差分二乗累和等を検索範囲内で
算出し、最も相関の近い画像ブロックを探すことにより
検出する。更に、所定の値を閾値として処理ブロック毎
に相関の有無を判断し、相関信号を生成する。こうし
て、ベクトル検出手段112はN−1フレームの全ブロ
ックについての検出処理を行い、動きベクトルと相関信
号を一旦、ベクトルメモリ113に蓄える。検出処理が
終了した時点で、フレーム内符号化を行うブロック数を
用いて目標符号量算出手段114が各ブロックに割り当
てる目標符号量の算出を行う。
【0020】例えば、1フレームに含まれるブロック数
をAn、フレーム内又はフレーム間符号化を行うN−1
フレームでフレーム内符号化に変更されたブロック数を
Bn、Nフレームに割り当てられる全符号量をCnとし
たとき、フレーム内符号化ブロックの目標符号量Zi、
及びフレーム間符号化ブロックの目標符号量Zpを次式
により算出する。
をAn、フレーム内又はフレーム間符号化を行うN−1
フレームでフレーム内符号化に変更されたブロック数を
Bn、Nフレームに割り当てられる全符号量をCnとし
たとき、フレーム内符号化ブロックの目標符号量Zi、
及びフレーム間符号化ブロックの目標符号量Zpを次式
により算出する。
【数1】 但しWiとWpはWi>Wp>0を満足する重み係数と
する。
する。
【0021】又、フレーム間符号化したフレームを後の
処理において参照画像として使用するか使用しないかに
より符号量に重み付けを行う場合も想定できる。この場
合、1フレームに含まれるブロック数をAn、フレーム
間符号化を行うフレームの中で、更に他のフレームの参
照画像として使用するMフレーム(MはN>Mを満足す
る自然数)内でフレーム内符号化に変更されたブロック
数をBn、もう参照画像としては使用しない(N−1−
M)フレームでフレーム間符号化に変更されたブロック
数をDn、Nフレームに割り当てられる全符号量をCn
としたとき、フレーム内符号化ブロックの目標符号量Z
i、更に他のフレームの参照画像として使用するフレー
ムのフレーム間符号化ブロックの目標符号量Zp、及び
もう他のフレームの参照画像としては使用しないフレー
ムのフレーム間符号化ブロックの目標符号量Zbを次式
のように算出することもできる。
処理において参照画像として使用するか使用しないかに
より符号量に重み付けを行う場合も想定できる。この場
合、1フレームに含まれるブロック数をAn、フレーム
間符号化を行うフレームの中で、更に他のフレームの参
照画像として使用するMフレーム(MはN>Mを満足す
る自然数)内でフレーム内符号化に変更されたブロック
数をBn、もう参照画像としては使用しない(N−1−
M)フレームでフレーム間符号化に変更されたブロック
数をDn、Nフレームに割り当てられる全符号量をCn
としたとき、フレーム内符号化ブロックの目標符号量Z
i、更に他のフレームの参照画像として使用するフレー
ムのフレーム間符号化ブロックの目標符号量Zp、及び
もう他のフレームの参照画像としては使用しないフレー
ムのフレーム間符号化ブロックの目標符号量Zbを次式
のように算出することもできる。
【数2】 但しWi、Wp、WbはWi>Wp>Wb>0を満足す
る重み係数とする。
る重み係数とする。
【0022】このようにして各ブロックの目標符号量の
算出が終了すると、まずフレーム内符号化を行う。並べ
替えメモリ102の出力はスイッチ111がオフの状態
で減算手段103に入力される。減算データが無いため
フレーム間差分は取られないまま減算手段103を通過
し、直交変換手段104で直交変換される。直交変換手
段104の出力は目標符号量算出手段114で算出した
目標符号量以下となるように量子化手段105で量子化
される。量子化手段105の出力は、逆量子化手段10
6、逆直交変換手段107を通り、スイッチ111がオ
フの状態で加算手段108をそのまま通過し、フレーム
間差分のための参照データとして参照メモリ109に蓄
えられる。こうしてフレーム内符号化を行う第1フレー
ムの処理が終了し、次のN−1フレームの符号化処理が
実施される。
算出が終了すると、まずフレーム内符号化を行う。並べ
替えメモリ102の出力はスイッチ111がオフの状態
で減算手段103に入力される。減算データが無いため
フレーム間差分は取られないまま減算手段103を通過
し、直交変換手段104で直交変換される。直交変換手
段104の出力は目標符号量算出手段114で算出した
目標符号量以下となるように量子化手段105で量子化
される。量子化手段105の出力は、逆量子化手段10
6、逆直交変換手段107を通り、スイッチ111がオ
フの状態で加算手段108をそのまま通過し、フレーム
間差分のための参照データとして参照メモリ109に蓄
えられる。こうしてフレーム内符号化を行う第1フレー
ムの処理が終了し、次のN−1フレームの符号化処理が
実施される。
【0023】動きベクトルに従い動き補償手段110に
よって動き補償された参照データは、相関信号に従いス
イッチ111で切替えられる。並べ替えメモリ102の
出力は、このスイッチ111の出力と減算手段103に
おいて減算処理される。この時、スイッチ111がオン
になっていれば減算が実施されフレーム間符号化とな
り、スイッチ111がオフになっていれば減算が実施さ
れずフレーム内符号化となる。減算手段103の出力は
直交変換手段104で直交変換され、目標符号量算出手
段114で算出された目標符号量になるように量子化手
段105で量子化される。量子化手段105の出力は、
逆量子化手段106、逆直交変換手段107を通り、ス
イッチ111の状態に応じて加算手段108で加算処理
がなされ、更に後のフレーム間差分を実施するための参
照データとして参照メモリ109に蓄えられる。後のフ
レームに関しては同様の処理が繰り返される。
よって動き補償された参照データは、相関信号に従いス
イッチ111で切替えられる。並べ替えメモリ102の
出力は、このスイッチ111の出力と減算手段103に
おいて減算処理される。この時、スイッチ111がオン
になっていれば減算が実施されフレーム間符号化とな
り、スイッチ111がオフになっていれば減算が実施さ
れずフレーム内符号化となる。減算手段103の出力は
直交変換手段104で直交変換され、目標符号量算出手
段114で算出された目標符号量になるように量子化手
段105で量子化される。量子化手段105の出力は、
逆量子化手段106、逆直交変換手段107を通り、ス
イッチ111の状態に応じて加算手段108で加算処理
がなされ、更に後のフレーム間差分を実施するための参
照データとして参照メモリ109に蓄えられる。後のフ
レームに関しては同様の処理が繰り返される。
【0024】以上のように本実施の形態によれば、符号
化処理に先立って処理を行うNフレームのうち、N−1
フレームの全ブロックについてフレーム間符号化とフレ
ーム内符号化の選択を行うベクトル検出手段112と、
Nフレーム全体に均一にブロック毎の符号量の割り当て
を行う目標符号量算出手段114を設けることにより、
Nフレーム毎の符号量を所定の値以下に保ち、符号量を
画面に均一に割り振り、画質を安定化する制御を行うこ
とができる。
化処理に先立って処理を行うNフレームのうち、N−1
フレームの全ブロックについてフレーム間符号化とフレ
ーム内符号化の選択を行うベクトル検出手段112と、
Nフレーム全体に均一にブロック毎の符号量の割り当て
を行う目標符号量算出手段114を設けることにより、
Nフレーム毎の符号量を所定の値以下に保ち、符号量を
画面に均一に割り振り、画質を安定化する制御を行うこ
とができる。
【0025】尚、ここでは動きベクトルを検出するブロ
ック単位に目標符号量を設定する構成としたが、このブ
ロックを複数集めた大ブロックを量子化の際に符号量制
御を行う単位とし、大ブロックに対して目標符号量を設
定してもよい。
ック単位に目標符号量を設定する構成としたが、このブ
ロックを複数集めた大ブロックを量子化の際に符号量制
御を行う単位とし、大ブロックに対して目標符号量を設
定してもよい。
【0026】(実施の形態2)図3は本発明の実施の形
態2における映像信号符号化装置の構成を示すブロック
図である。図3において、301は入力端子、302は
並べ替えメモリ、303は減算手段、304は直交変換
手段、305は量子化手段、306は逆量子化手段、3
07は逆直交変換手段、308は加算手段、309は参
照メモリ、310は動き補償を行う動き補償手段、31
1はスイッチ、312はベクトル検出手段、313はベ
クトルメモリ、314はフレーム符号量算出手段、31
5は目標符号量算出手段、316は符号化データの出力
端子である。この映像信号符号化装置は、Nフレーム毎
にNフレーム中の1フレームをフレーム内符号化し、残
りのN−1フレームをブロック単位でフレーム内符号化
又はフレーム間符号化する装置である。
態2における映像信号符号化装置の構成を示すブロック
図である。図3において、301は入力端子、302は
並べ替えメモリ、303は減算手段、304は直交変換
手段、305は量子化手段、306は逆量子化手段、3
07は逆直交変換手段、308は加算手段、309は参
照メモリ、310は動き補償を行う動き補償手段、31
1はスイッチ、312はベクトル検出手段、313はベ
クトルメモリ、314はフレーム符号量算出手段、31
5は目標符号量算出手段、316は符号化データの出力
端子である。この映像信号符号化装置は、Nフレーム毎
にNフレーム中の1フレームをフレーム内符号化し、残
りのN−1フレームをブロック単位でフレーム内符号化
又はフレーム間符号化する装置である。
【0027】以上のように構成された映像信号符号化装
置の動作について説明する。入力端子301よりNフレ
ームの映像信号を入力し、並べ替えのために画像データ
を並べ替えメモリ302に蓄える。まずフレーム内符号
化を行うために、並べ替えメモリ302の出力はスイッ
チ311がオフの状態で減算手段303に入力される。
減算データが無いためフレーム間差分は取られないまま
減算手段303を通過し、直交変換手段304で直交変
換される。直交変換手段304の出力は目標符号量算出
手段315で算出した目標符号量以下となるように量子
化手段305で量子化される。量子化手段305の出力
は、逆量子化手段306、逆直交変換手段307を通
り、スイッチ311がオフの状態で加算手段308をそ
のまま通過し、フレーム間差分のための参照データとし
て参照メモリ309に蓄えられる。こうしてフレーム内
符号化を行う第1フレームの処理が終了し、次のN−1
フレームの符号化処理が実施される。
置の動作について説明する。入力端子301よりNフレ
ームの映像信号を入力し、並べ替えのために画像データ
を並べ替えメモリ302に蓄える。まずフレーム内符号
化を行うために、並べ替えメモリ302の出力はスイッ
チ311がオフの状態で減算手段303に入力される。
減算データが無いためフレーム間差分は取られないまま
減算手段303を通過し、直交変換手段304で直交変
換される。直交変換手段304の出力は目標符号量算出
手段315で算出した目標符号量以下となるように量子
化手段305で量子化される。量子化手段305の出力
は、逆量子化手段306、逆直交変換手段307を通
り、スイッチ311がオフの状態で加算手段308をそ
のまま通過し、フレーム間差分のための参照データとし
て参照メモリ309に蓄えられる。こうしてフレーム内
符号化を行う第1フレームの処理が終了し、次のN−1
フレームの符号化処理が実施される。
【0028】ベクトル検出手段312は、並べ替えメモ
リ302からの読み出し信号と参照メモリ309から読
み出しを行った参照画像とを入力として、処理フレーム
の全ブロックの動きベクトルの検出を行う。動きベクト
ルの検出は、従来の映像信号符号化装置と同様に最も相
関の近い画像ブロックを探すことで行う。更に、所定の
値を閾値として処理ブロック毎に相関の有無を判断し、
相関信号を生成する。この相関の有無によってフレーム
間符号化又はフレーム内符号化が決定される。こうし
て、ベクトル検出手段312は処理フレームの全ブロッ
クについての検出処理を行い、動きベクトルと相関信号
を一旦、ベクトルメモリ313に蓄える。検出処理が終
了した時点で、フレーム内符号化を行うブロック数をも
とに目標符号量算出手段315が各ブロックに割り当て
る目標符号量の算出を行う。
リ302からの読み出し信号と参照メモリ309から読
み出しを行った参照画像とを入力として、処理フレーム
の全ブロックの動きベクトルの検出を行う。動きベクト
ルの検出は、従来の映像信号符号化装置と同様に最も相
関の近い画像ブロックを探すことで行う。更に、所定の
値を閾値として処理ブロック毎に相関の有無を判断し、
相関信号を生成する。この相関の有無によってフレーム
間符号化又はフレーム内符号化が決定される。こうし
て、ベクトル検出手段312は処理フレームの全ブロッ
クについての検出処理を行い、動きベクトルと相関信号
を一旦、ベクトルメモリ313に蓄える。検出処理が終
了した時点で、フレーム内符号化を行うブロック数をも
とに目標符号量算出手段315が各ブロックに割り当て
る目標符号量の算出を行う。
【0029】例えば、処理フレーム内のブロック数をA
n、あるフレーム中でフレーム内符号化に変更されたブ
ロック数をEn、処理フレームに割り当てられる全符号
量をFnとした時、フレーム内符号化ブロックの目標符
号量Ziとフレーム間符号化ブロックの目標符号量Zp
を次式により算出することができる。
n、あるフレーム中でフレーム内符号化に変更されたブ
ロック数をEn、処理フレームに割り当てられる全符号
量をFnとした時、フレーム内符号化ブロックの目標符
号量Ziとフレーム間符号化ブロックの目標符号量Zp
を次式により算出することができる。
【数3】 但しWiとWpはWi>Wp>0を満足する重み係数と
する。
する。
【0030】このようにして各ブロックの目標符号量の
算出を行った後に、符号化処理を行う。動きベクトルに
従い動き補償手段310によって動き補償された参照デ
ータは、相関信号に従いスイッチ311で切替えられ
る。並べ替えメモリ302の出力は、このスイッチ31
1の出力と減算手段303において減算処理される。減
算手段303の出力は直交変換手段304で直交変換さ
れ、量子化手段305で算出された目標符号量に従い量
子化される。量子化手段305の出力は、逆量子化手段
306、逆直交変換手段307を通り、スイッチ311
の状態に応じて加算手段308で加算処理がなされ、更
に後のフレーム間差分を実施するための参照データとし
て参照メモリ309に蓄えられる。後のフレームに関し
ては同様の処理が繰り返される。
算出を行った後に、符号化処理を行う。動きベクトルに
従い動き補償手段310によって動き補償された参照デ
ータは、相関信号に従いスイッチ311で切替えられ
る。並べ替えメモリ302の出力は、このスイッチ31
1の出力と減算手段303において減算処理される。減
算手段303の出力は直交変換手段304で直交変換さ
れ、量子化手段305で算出された目標符号量に従い量
子化される。量子化手段305の出力は、逆量子化手段
306、逆直交変換手段307を通り、スイッチ311
の状態に応じて加算手段308で加算処理がなされ、更
に後のフレーム間差分を実施するための参照データとし
て参照メモリ309に蓄えられる。後のフレームに関し
ては同様の処理が繰り返される。
【0031】ここで、フレーム符号量算出手段314で
は、例えば前回のNフレームの処理において、1フレー
ムに含まれるブロック数をAn、各ブロックに対してフ
レーム間符号化あるいはフレーム内符号化を選択的に行
うN−1フレーム内でフレーム内符号化が選択されたブ
ロックの総数をBBn、Nフレームに割当てられる全符
号量をCnとしたとき、フレーム内符号化ブロックの目
標符号量ZBiとフレーム間符号化ブロックの目標符号
量ZBpとを、次式
は、例えば前回のNフレームの処理において、1フレー
ムに含まれるブロック数をAn、各ブロックに対してフ
レーム間符号化あるいはフレーム内符号化を選択的に行
うN−1フレーム内でフレーム内符号化が選択されたブ
ロックの総数をBBn、Nフレームに割当てられる全符
号量をCnとしたとき、フレーム内符号化ブロックの目
標符号量ZBiとフレーム間符号化ブロックの目標符号
量ZBpとを、次式
【数4】 として算出し、処理を行うNフレーム内のフレーム内符
号化を行うフレームの符号化符号量を ZBi×An とし、各ブロックに対してフレーム間符号化あるいはフ
レーム内符号化を選択的に行うフレームのフレーム符号
量を
号化を行うフレームの符号化符号量を ZBi×An とし、各ブロックに対してフレーム間符号化あるいはフ
レーム内符号化を選択的に行うフレームのフレーム符号
量を
【数5】 として算出する。
【0032】以上のように本実施の形態によれば、各フ
レームの符号化処理に先立って処理を行う1フレームの
全ブロックについてフレーム間符号化とフレーム内符号
化の選択を行うベクトル検出手段312と、フレーム全
体に均一にブロック毎の符号量の割り当てを行う目標符
号量算出手段315を設けることにより、各フレームに
割り当てられたフレームの符号量を上限として符号量を
画面に均一に割り振る制御を行うことができる。
レームの符号化処理に先立って処理を行う1フレームの
全ブロックについてフレーム間符号化とフレーム内符号
化の選択を行うベクトル検出手段312と、フレーム全
体に均一にブロック毎の符号量の割り当てを行う目標符
号量算出手段315を設けることにより、各フレームに
割り当てられたフレームの符号量を上限として符号量を
画面に均一に割り振る制御を行うことができる。
【0033】尚、上記の説明ではベクトル検出手段31
2が動きベクトルと相関信号を生成する際の参照画像
を、符号化して参照メモリ309に蓄えられたデータと
したが、符号化前の並べ替えメモリ302から読み出す
構成としてもよい。
2が動きベクトルと相関信号を生成する際の参照画像
を、符号化して参照メモリ309に蓄えられたデータと
したが、符号化前の並べ替えメモリ302から読み出す
構成としてもよい。
【0034】又、上記の説明ではフレーム符号量算出手
段314が前回のNフレームの情報を用いてフレーム符
号量の算出を行う構成としたが、フレーム毎のフレーム
符号量の割り振りを固定してしまうことも可能である。
段314が前回のNフレームの情報を用いてフレーム符
号量の算出を行う構成としたが、フレーム毎のフレーム
符号量の割り振りを固定してしまうことも可能である。
【0035】(実施の形態3)図4は本発明の実施の形
態3における映像信号符号化装置の構成を示すブロック
図である。図4において、401は入力端子、402は
並べ替えメモリ、403は減算手段、404は直交変換
手段、405は量子化手段、406は逆量子化手段、4
07は逆直交変換手段、408は加算手段、409は参
照メモリ、410は動き補償を行う動き補償手段、41
1はスイッチ、412はベクトル検出手段、413はカ
ウンタ、414は目標符号量算出手段、415は残量算
出手段、416は符号化データの出力端子である。この
映像信号符号化装置は、Nフレーム毎にNフレーム中の
1フレームをフレーム内符号化し、残りのN−1フレー
ムをブロック単位でフレーム内符号化又はフレーム間符
号化する装置である。
態3における映像信号符号化装置の構成を示すブロック
図である。図4において、401は入力端子、402は
並べ替えメモリ、403は減算手段、404は直交変換
手段、405は量子化手段、406は逆量子化手段、4
07は逆直交変換手段、408は加算手段、409は参
照メモリ、410は動き補償を行う動き補償手段、41
1はスイッチ、412はベクトル検出手段、413はカ
ウンタ、414は目標符号量算出手段、415は残量算
出手段、416は符号化データの出力端子である。この
映像信号符号化装置は、Nフレーム毎にNフレーム中の
1フレームをフレーム内符号化し、残りのN−1フレー
ムをブロック単位でフレーム内符号化又はフレーム間符
号化する装置である。
【0036】以上のように構成された映像信号符号化装
置の動作について説明する。入力端子401より映像信
号を入力し、並べ替えのために画像データを並べ替えメ
モリ402に蓄える。まずフレーム内符号化を行うため
に、並べ替えメモリ402の出力はスイッチ411がオ
フの状態で減算手段403に入力される。減算データが
無いためフレーム間差分は取られないまま減算手段40
3を通過し、直交変換手段404で直交変換される。直
交変換手段404の出力は目標符号量算出手段414で
算出した目標符号量以下となるように量子化手段405
で量子化される。量子化手段405の出力は、逆量子化
手段406、逆直交変換手段407を通り、スイッチ4
11がオフの状態で加算手段408をそのまま通過し、
フレーム間差分のための参照データとして参照メモリ4
09に蓄えられる。こうしてフレーム内符号化を行うフ
レームの処理が終了し、次にフレーム間符号化の処理が
実施される。
置の動作について説明する。入力端子401より映像信
号を入力し、並べ替えのために画像データを並べ替えメ
モリ402に蓄える。まずフレーム内符号化を行うため
に、並べ替えメモリ402の出力はスイッチ411がオ
フの状態で減算手段403に入力される。減算データが
無いためフレーム間差分は取られないまま減算手段40
3を通過し、直交変換手段404で直交変換される。直
交変換手段404の出力は目標符号量算出手段414で
算出した目標符号量以下となるように量子化手段405
で量子化される。量子化手段405の出力は、逆量子化
手段406、逆直交変換手段407を通り、スイッチ4
11がオフの状態で加算手段408をそのまま通過し、
フレーム間差分のための参照データとして参照メモリ4
09に蓄えられる。こうしてフレーム内符号化を行うフ
レームの処理が終了し、次にフレーム間符号化の処理が
実施される。
【0037】ベクトル検出手段412は、並べ替えメモ
リ402からの読み出し信号と参照メモリ409から読
み出しを行った参照画像とを入力として、従来の映像信
号符号化装置と同様の方法により動きベクトルと相関信
号を生成する。この動きベクトルに従い動き補償手段4
10によって動き補償された参照データは、相関信号に
従いスイッチ411で切替えられる。減算手段403は
並べ替えメモリ402の出力よりこのスイッチ411の
出力を減算処理する。減算手段403の出力は直交変換
手段404で直交変換され、量子化手段405で目標符
号量に従い量子化される。量子化手段405の出力は、
逆量子化手段406、逆直交変換手段407を通り、ス
イッチ411の状態に応じて加算手段408で加算処理
がなされ、参照メモリ409に蓄えられる。後のフレー
ムに関しては同様の処理が繰り返される。
リ402からの読み出し信号と参照メモリ409から読
み出しを行った参照画像とを入力として、従来の映像信
号符号化装置と同様の方法により動きベクトルと相関信
号を生成する。この動きベクトルに従い動き補償手段4
10によって動き補償された参照データは、相関信号に
従いスイッチ411で切替えられる。減算手段403は
並べ替えメモリ402の出力よりこのスイッチ411の
出力を減算処理する。減算手段403の出力は直交変換
手段404で直交変換され、量子化手段405で目標符
号量に従い量子化される。量子化手段405の出力は、
逆量子化手段406、逆直交変換手段407を通り、ス
イッチ411の状態に応じて加算手段408で加算処理
がなされ、参照メモリ409に蓄えられる。後のフレー
ムに関しては同様の処理が繰り返される。
【0038】残量算出手段415は、量子化手段405
での量子化処理が終了する毎に、Nフレームに割り当て
られる全符号量から量子化後の符号量を減算し、残符号
量を計算する。又カウンタ413は、Nフレーム毎に発
生する相関信号が相関なしを示すブロック数を計数して
おき、そのカウント値を次のNフレームの処理中に出力
する。目標符号量算出手段414は、1フレームに含ま
れるブロック数をAn、残符号量をCNn、前回のNフ
レーム中に発生した相関信号が相関なしを示すブロック
数のカウント値をSn、未処理ブロックのブロック数を
Mnとしたとき、フレーム内符号化ブロックの目標符号
量を
での量子化処理が終了する毎に、Nフレームに割り当て
られる全符号量から量子化後の符号量を減算し、残符号
量を計算する。又カウンタ413は、Nフレーム毎に発
生する相関信号が相関なしを示すブロック数を計数して
おき、そのカウント値を次のNフレームの処理中に出力
する。目標符号量算出手段414は、1フレームに含ま
れるブロック数をAn、残符号量をCNn、前回のNフ
レーム中に発生した相関信号が相関なしを示すブロック
数のカウント値をSn、未処理ブロックのブロック数を
Mnとしたとき、フレーム内符号化ブロックの目標符号
量を
【数6】 として算出し、フレーム間符号化ブロックの目標符号量
を
を
【数7】 として算出することで、まだ処理を行っていないブロッ
クに対して符号量の割り振りを行う。
クに対して符号量の割り振りを行う。
【0039】以上のように本実施の形態によれば、前回
のNフレームのフレーム内符号化されたブロックの割合
と現在の残りの符号量から、それ以降のブロックに割り
振る目標符号量を算出することで、符号量の制御を行う
ことができる。
のNフレームのフレーム内符号化されたブロックの割合
と現在の残りの符号量から、それ以降のブロックに割り
振る目標符号量を算出することで、符号量の制御を行う
ことができる。
【0040】(実施の形態4)図5は本発明の実施の形
態4における映像信号符号化装置の構成を示すブロック
図である。図5において、501は入力端子、502は
分割手段、503は直交変換手段、504は量子化手
段、505は目標符号量設定手段、506は減算手段、
507は符号化データの出力端子である。
態4における映像信号符号化装置の構成を示すブロック
図である。図5において、501は入力端子、502は
分割手段、503は直交変換手段、504は量子化手
段、505は目標符号量設定手段、506は減算手段、
507は符号化データの出力端子である。
【0041】以上のように構成された映像信号符号化装
置の動作について説明する。入力端子501より映像信
号を入力し、分割手段502において所定の大きさのブ
ロック単位に分割する。映像信号は直交変換手段503
で直交変換した後、量子化手段504で量子化し、出力
端子507から出力する。目標符号量設定手段505に
はあらかじめNフレーム単位の符号量が決められてお
り、それに基づいて各ブロック単位の目標符号量も決め
られている。従って量子化手段504では、算出された
目標符号量以下となるように量子化される。このとき減
算手段506は目標符号量から量子化手段504により
量子化された実際の符号量を減算し、余剰符号量Pnを
計算する。この余剰符号量は目標符号量設定手段505
へと入力され、次のブロックに予定していた目標符号量
Qnに余剰符号量Pnを加算したQn+Pnを実際の目
標符号量とする。ここでNフレーム(Nは自然数)の全
符号量を所望の値以下となるようにするため、この余剰
符号量の繰越し処理は各Nフレーム内でのみ行う。
置の動作について説明する。入力端子501より映像信
号を入力し、分割手段502において所定の大きさのブ
ロック単位に分割する。映像信号は直交変換手段503
で直交変換した後、量子化手段504で量子化し、出力
端子507から出力する。目標符号量設定手段505に
はあらかじめNフレーム単位の符号量が決められてお
り、それに基づいて各ブロック単位の目標符号量も決め
られている。従って量子化手段504では、算出された
目標符号量以下となるように量子化される。このとき減
算手段506は目標符号量から量子化手段504により
量子化された実際の符号量を減算し、余剰符号量Pnを
計算する。この余剰符号量は目標符号量設定手段505
へと入力され、次のブロックに予定していた目標符号量
Qnに余剰符号量Pnを加算したQn+Pnを実際の目
標符号量とする。ここでNフレーム(Nは自然数)の全
符号量を所望の値以下となるようにするため、この余剰
符号量の繰越し処理は各Nフレーム内でのみ行う。
【0042】以上のように本実施の形態によれば、余剰
符号量の算出を行う減算手段506と、その余剰符号量
をNフレーム内で次の処理ブロックの目標符号量に加算
する目標符号量設定手段505を設けることにより、N
フレームに割り当てられた全符号量を上限として有効に
符号量を使用した制御を行うことができる。
符号量の算出を行う減算手段506と、その余剰符号量
をNフレーム内で次の処理ブロックの目標符号量に加算
する目標符号量設定手段505を設けることにより、N
フレームに割り当てられた全符号量を上限として有効に
符号量を使用した制御を行うことができる。
【0043】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
Nフレーム毎に固定符号量でありながら符号量を画面に
均一に割り振る制御を行うことができる。請求項2〜請
求項4の発明によれば、前回のNフレームの符号化結果
を用いて、あらかじめ処理対象となるNフレームの各フ
レームのフレーム符号量を確定するため、各ブロックに
対してフレーム間符号化あるいはフレーム内符号化を選
択的に行うN−1フレーム全体に関して、各ブロックの
符号化方法を決定するまで、メモリを用いて処理を遅延
させる必要がなく、1フレーム毎に各ブロックの符号化
方法を決定していくことで、符号量を画面に均一に割り
振る制御を行うことができる。請求項5の発明によれ
ば、前回のNフレームのフレーム内符号化されたブロッ
クの割合と現在の残りの符号量から簡単に各ブロックに
割り振る目標符号量の制御を行うことができる。又、請
求項6の発明によれば、所定の符号量を有効に使用した
制御を行うことができるという効果が得られる。
Nフレーム毎に固定符号量でありながら符号量を画面に
均一に割り振る制御を行うことができる。請求項2〜請
求項4の発明によれば、前回のNフレームの符号化結果
を用いて、あらかじめ処理対象となるNフレームの各フ
レームのフレーム符号量を確定するため、各ブロックに
対してフレーム間符号化あるいはフレーム内符号化を選
択的に行うN−1フレーム全体に関して、各ブロックの
符号化方法を決定するまで、メモリを用いて処理を遅延
させる必要がなく、1フレーム毎に各ブロックの符号化
方法を決定していくことで、符号量を画面に均一に割り
振る制御を行うことができる。請求項5の発明によれ
ば、前回のNフレームのフレーム内符号化されたブロッ
クの割合と現在の残りの符号量から簡単に各ブロックに
割り振る目標符号量の制御を行うことができる。又、請
求項6の発明によれば、所定の符号量を有効に使用した
制御を行うことができるという効果が得られる。
【図1】本発明の実施の形態1における映像信号符号化
装置のブロック図である。
装置のブロック図である。
【図2】従来例における映像信号記録装置のブロック図
である。
である。
【図3】本発明の実施の形態2における映像信号符号化
装置のブロック図である。
装置のブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態3における映像信号符号化
装置のブロック図である。
装置のブロック図である。
【図5】本発明の実施の形態4における映像信号符号化
装置のブロック図である。
装置のブロック図である。
101,201,301,401,501 入力端子 102,202,302,402 並べ替えメモリ 103,203,303,403,506 減算手段 104,204,304,404,503 直交変換手
段 105,205,305,405,504 量子化手段 106,206,306,406 逆量子化手段 107,207,307,407 逆直交変換手段 108,208,308,408 加算手段 109,209,309,409 参照メモリ 110,210,310,410 動き補償手段 111,211,311,411 スイッチ 112,212,312,412 ベクトル検出手段 113,213,313,413 ベクトルメモリ 114,315,414,505 目標符号量算出手段 115,215,316,416,507 出力端子 314 フレーム符号量算出手段 413 カウンタ 415 残量算出手段 502 分割手段
段 105,205,305,405,504 量子化手段 106,206,306,406 逆量子化手段 107,207,307,407 逆直交変換手段 108,208,308,408 加算手段 109,209,309,409 参照メモリ 110,210,310,410 動き補償手段 111,211,311,411 スイッチ 112,212,312,412 ベクトル検出手段 113,213,313,413 ベクトルメモリ 114,315,414,505 目標符号量算出手段 115,215,316,416,507 出力端子 314 フレーム符号量算出手段 413 カウンタ 415 残量算出手段 502 分割手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 勝彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 水野 慎二郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 吉野 正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5C059 KK22 KK33 MA04 MA05 MA23 MC18 MC38 ME01 NN03 NN23 TA57 TA60 TB04 TC13 TC20 TD13 UA02 UA05 UA38 5J064 AA01 BA13 BB03 BC01 BC08 BC16 BD03
Claims (6)
- 【請求項1】 入力映像信号のNフレーム(Nは2以上
の整数)毎にNフレーム中の1フレームをフレーム内符
号化し、残りのN−1フレームをブロック単位でフレー
ム内符号化又はフレーム間符号化する映像信号符号化装
置において、 入力映像信号を符号化の処理順序に並べ替えて出力する
並べ替えメモリと、 フレーム間又はフレーム内符号化を行うN−1フレーム
に対して、所定の大きさのブロック毎に処理対象信号と
参照信号を前記並べ替えメモリから読み出し、信号間の
相関の有無を示す相関信号と動きベクトルとを生成する
ベクトル検出手段と、 前記相関信号と前記動きベクトルを記憶するベクトルメ
モリと、 前記各ブロックに対し目標符号量を割り当てる目標符号
量算出手段と、 前記並べ替えメモリの出力信号に対しフレーム間差分を
取る減算手段と、 前記減算手段の出力を直交変換する直交変換手段と、 前記直交変換手段の出力を前記目標符号量以下となるよ
うに量子化する量子化手段と、 前記量子化手段の出力に対し逆量子化を行う逆量子化手
段と、 前記逆量子化手段の出力を逆直交変換する逆直交変換手
段と、 前記逆直交変換手段の出力に対しフレーム間加算を行う
加算手段と、 前記加算手段の出力を記憶する参照メモリと、 前記動きベクトルに従い前記参照メモリの出力位置を変
化させて動き補償を行う動き補償手段と、 前記動き補償手段の出力が与えられ、前記相関信号が相
関ありを示す場合にオンとし相関なしを示す場合にオフ
としてその出力を前記減算手段及び加算手段に出力する
スイッチとを備え、 前記目標符号量算出手段は、フレーム内符号化を行うブ
ロック数とフレーム間符号化を行うブロック数とを用い
てNフレーム全体の符号量を各ブロックに分配し、各ブ
ロックの目標符号量を算出するものであることを特徴と
する映像信号符号化装置。 - 【請求項2】 入力映像信号のNフレーム(Nは2以上
の整数)毎にNフレーム中の1フレームをフレーム内符
号化し、残りのN−1フレームをブロック単位でフレー
ム内符号化又はフレーム間符号化する映像信号符号化装
置において、 入力映像信号を符号化の処理順序に並べ替えて出力する
並べ替えメモリと、 前記並べ替えメモリの出力信号に対しフレーム間差分を
取る減算手段と、 前記減算手段の出力を直交変換する直交変換手段と、 各フレームに割り当てる符号量を決定するフレーム符号
量算出手段と、 量子化を行う際の目標符号量を算出して各ブロックに割
当てる目標符号量算出手段と、 前記直交変換手段の出力を前記目標符号量以下となるよ
うに量子化する量子化手段と、 前記量子化手段の出力に対し逆量子化を行う逆量子化手
段と、 前記逆量子化手段の出力に対し逆直交変換を行う逆直交
変換手段と、 前記逆直交変換手段の出力に対しフレーム間加算を行う
加算手段と、 前記加算手段の出力を記憶する参照メモリと、 前記並べ替えメモリから読み出した所定の大きさのブロ
ック毎に参照信号に対する相関を示す相関信号と動きベ
クトルとを生成するベクトル検出手段と、 前記相関信号と前記動きベクトルを記憶するベクトルメ
モリと、 前記動きベクトルに従い前記参照メモリの出力位置を変
化させて動き補償を行う動き補償手段と、 前記動き補償手段の出力が与えられ、前記相関信号が相
関ありを示す場合にオンとし相関なしを示す場合にオフ
としてその出力を前記減算手段及び加算手段に出力する
スイッチとを備え、 前記目標符号量算出手段は、各処理フレーム内に割り当
てられたフレーム符号量を前記ベクトル検出手段で検出
した対象フレームのフレーム内符号化を行うブロック数
とフレーム間符号化を行うブロック数とを用いて各ブロ
ックに分配し、目標符号量を算出するものであることを
特徴とする映像信号符号化装置。 - 【請求項3】 前記フレーム符号量算出手段は、前回の
Nフレームを処理した際のフレーム内符号化を行うブロ
ック数から、各フレームに割り当てるフレーム符号量を
算出するものであることを特徴とする請求項2記載の映
像信号符号化装置。 - 【請求項4】 前記ベクトル検出手段は、前記参照メモ
リのデータ又は前記並べ替えメモリのデータを参照信号
として動きベクトルを検出するものであることを特徴と
する請求項2記載の映像信号符号化装置。 - 【請求項5】 入力映像信号のNフレーム(Nは2以上
の整数)毎にNフレーム中の1フレームをフレーム内符
号化し、残りのN−1フレームをブロック単位でフレー
ム内符号化又はフレーム間符号化する映像信号符号化装
置において、 入力映像信号を符号化の処理順序に並べ替えて出力する
並べ替えメモリと、 前記並べ替えメモリの出力信号に対しフレーム間差分を
取る減算手段と、 前記減算手段の出力を直交変換する直交変換手段と、 前記直交変換手段の出力を目標符号量以下となるように
量子化する量子化手段と、 前記量子化手段の出力に対し逆量子化を行う逆量子化手
段と、 前記逆量子化手段の出力に対し逆直交変換を行う逆直交
変換手段と、 前記逆直交変換手段の出力に対しフレーム間加算を行う
加算手段と、 前記加算手段の出力を記憶する参照メモリと、 前記並べ替えメモリから読み出した所定の大きさのブロ
ック毎に参照信号に対する相関を示す相関信号と動きベ
クトルとを生成するベクトル検出手段と、 前記相関信号と前記動きベクトルを記憶するベクトルメ
モリと、 前記動きベクトルに従い前記参照メモリの出力位置を変
化させて動き補償を行う動き補償手段と、 前記動き補償手段の出力が与えられ、前記相関信号が相
関ありを示す場合にオンとし相関なしを示す場合にオフ
としてその出力を前記減算手段及び加算手段に出力する
スイッチと、 Nフレームに割り当てられる全符号量から前記量子化手
段で量子化を行った後の符号量を減算し残符号量を算出
する残量算出手段と、 Nフレーム中に発生する前記相関信号が相関なしを示す
数を計数しその総数を次のNフレームの処理中に出力す
るカウンタと、 前記残量算出手段より得られる残符号量と前記カウンタ
の出力とを用いてブロック単位で前記目標符号量を算出
する目標符号量算出手段と、を備えることを特徴とする
映像信号符号化装置。 - 【請求項6】 入力映像信号の各フレームを所定の大き
さのブロック単位に分割する分割手段と、 前記分割手段で分割されたブロック毎に目標符号量を設
定する目標符号量設定手段と、 前記分割手段の出力を直交変換する直交変換手段と、 前記直交変換手段の出力を前記目標符号量設定手段で設
定された目標符号量以下となるように量子化する量子化
手段と、 前記目標符号量から前記量子化手段により量子化された
実際の符号量を減算し余剰符号量を計算する減算手段と
を備え、 前記目標符号量設定手段は、前記余剰符号量を次のブロ
ックの目標符号量に加算する処理を入力映像信号のNフ
レーム(Nは自然数)内で行い、Nフレームの符号量を
所望の値以下となるように制御することを特徴とする映
像信号符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000342234A JP2002152757A (ja) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | 映像信号符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000342234A JP2002152757A (ja) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | 映像信号符号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002152757A true JP2002152757A (ja) | 2002-05-24 |
Family
ID=18816827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000342234A Pending JP2002152757A (ja) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | 映像信号符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002152757A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009094644A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Canon Inc | 動画像符号化装置及びその制御方法 |
WO2010035433A1 (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | パナソニック株式会社 | 画像符号化装置、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、撮像素子、プリンタおよび画像符号化方法 |
JP2010166275A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Canon Inc | 画像符号化装置 |
-
2000
- 2000-11-09 JP JP2000342234A patent/JP2002152757A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009094644A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Canon Inc | 動画像符号化装置及びその制御方法 |
WO2010035433A1 (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | パナソニック株式会社 | 画像符号化装置、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、撮像素子、プリンタおよび画像符号化方法 |
US8090209B2 (en) | 2008-09-25 | 2012-01-03 | Panasonic Corporation | Image coding device, digital still camera, digital camcorder, imaging device, and image coding method |
JP5208218B2 (ja) * | 2008-09-25 | 2013-06-12 | パナソニック株式会社 | 画像符号化装置、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、撮像素子、および画像符号化方法 |
JP2010166275A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Canon Inc | 画像符号化装置 |
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