JP3178233B2 - 画像符号化方法及び画像符号化装置及び光ディスク - Google Patents
画像符号化方法及び画像符号化装置及び光ディスクInfo
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- JP3178233B2 JP3178233B2 JP6949594A JP6949594A JP3178233B2 JP 3178233 B2 JP3178233 B2 JP 3178233B2 JP 6949594 A JP6949594 A JP 6949594A JP 6949594 A JP6949594 A JP 6949594A JP 3178233 B2 JP3178233 B2 JP 3178233B2
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- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像符号化に関するも
ので、特に光ディスク等の蓄積形メディアに適した符号
化方式に関するものである。
ので、特に光ディスク等の蓄積形メディアに適した符号
化方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクなどの蓄積メディア用
の規格として動画像符号化方法の標準化作業がＩＳＯ／
ＩＥＣ ＳＣ２９／ＷＧ１１におけるムーヒ゛ンク゛ ヒ゜クチャ エキ
スハ゜ートク゛ルーフ゜(ＭＰＥＧ) によって進められている。一般
に、画像データをそのまま蓄積すると、膨大な量のメモ
リが必要となる。従って、画像を効率的に圧縮してメデ
ィアに蓄積する技術が極めて重要な技術となる。
の規格として動画像符号化方法の標準化作業がＩＳＯ／
ＩＥＣ ＳＣ２９／ＷＧ１１におけるムーヒ゛ンク゛ ヒ゜クチャ エキ
スハ゜ートク゛ルーフ゜(ＭＰＥＧ) によって進められている。一般
に、画像データをそのまま蓄積すると、膨大な量のメモ
リが必要となる。従って、画像を効率的に圧縮してメデ
ィアに蓄積する技術が極めて重要な技術となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、光ディスクは、
ＣＤ、ＬＤに見られるように、通常、一定レ−トの画像
デ−タが再生される。しかし、画像に応じて、情報量を
多く含む画像と、情報量を多く含まない画像があり、画
像のデ−タレ−トが常に一定であることは、特に情報量
を多く含む画像の画質劣化の原因となっていた。
ＣＤ、ＬＤに見られるように、通常、一定レ−トの画像
デ−タが再生される。しかし、画像に応じて、情報量を
多く含む画像と、情報量を多く含まない画像があり、画
像のデ−タレ−トが常に一定であることは、特に情報量
を多く含む画像の画質劣化の原因となっていた。
【０００４】また、光ディスクからの再生方式として、
再生レ−トが一定であることにこだわらず、所定レ−ト
以下であれば、どのようなレートでも対応可能な間欠的
な再生方式が本発明者により提案されている。（特願平
０３−０８６９５８合公報）本発明はこのような光ディ
スクで使用される符号化方式に関するものであり、画像
の有する情報量に応じたデ−タ量を画像に割り当てるこ
とにより、あらゆる画像、特に情報量を多く含む画像の
画質改善を可能とした符号化方式を提供することにあ
る。
再生レ−トが一定であることにこだわらず、所定レ−ト
以下であれば、どのようなレートでも対応可能な間欠的
な再生方式が本発明者により提案されている。（特願平
０３−０８６９５８合公報）本発明はこのような光ディ
スクで使用される符号化方式に関するものであり、画像
の有する情報量に応じたデ−タ量を画像に割り当てるこ
とにより、あらゆる画像、特に情報量を多く含む画像の
画質改善を可能とした符号化方式を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化方法
は、所定時間の映像信号を符号化する符号化方法であっ
て、最初に所定の量子化幅により量子化を行い符号化し
た結果の短区間ごとの発生データ量を検出し、前記発生
データ量が多い短区間には多い目標データ量を設定し、
前記発生データ量が少ない短区間には少ない目標データ
量を設定した後、その目標データ量に基づいて符号化を
行うものであり、これにより上記目標が達成される。
は、所定時間の映像信号を符号化する符号化方法であっ
て、最初に所定の量子化幅により量子化を行い符号化し
た結果の短区間ごとの発生データ量を検出し、前記発生
データ量が多い短区間には多い目標データ量を設定し、
前記発生データ量が少ない短区間には少ない目標データ
量を設定した後、その目標データ量に基づいて符号化を
行うものであり、これにより上記目標が達成される。
【０００６】前記画像符号化方法は、所定時間の映像信
号を、所定の量子化幅Ｑ１により量子化を行う第１の符
号化手段と、その結果発生した前記所定時間よりも短い
短区間ごとのデータ量Ｄ１を記憶する記憶手段と、前記
短区間ごとのデータ量Ｄ１と略比例関係を有する目標デ
ータ量Ｄ２を短区間ごとに設定し、さらに前記短区間の
目標データ量Ｄ２の総和が所定のデータ量ＤＡＬＬであ
るように設定する、目標データ量設定手段と、短区間ご
との符号化の結果が、短区間の前記目標データ量Ｄ２に
なることを目標として、各短区間ごとの符号化を行う第
２の符号化手段と、前記第２の符号化を行った結果、そ
れまでの各短区間に発生したデータ量Ｄ３の総和ΣＤ３
と、目標データ量Ｄ２のそれまでの総和ΣＤ２を比較す
る比較手段と、前記比較の結果、ΣＤ２＞ΣＤ３なら
ば、その後の短区間の目標データ量をやや多めに修正
し、ΣＤ２＜ΣＤ３ならば、その後の短区間の目標デー
タ量をやや少なめに修正する、目標データ量修正手段と
を有するように構成され、符号化を行うものである。
号を、所定の量子化幅Ｑ１により量子化を行う第１の符
号化手段と、その結果発生した前記所定時間よりも短い
短区間ごとのデータ量Ｄ１を記憶する記憶手段と、前記
短区間ごとのデータ量Ｄ１と略比例関係を有する目標デ
ータ量Ｄ２を短区間ごとに設定し、さらに前記短区間の
目標データ量Ｄ２の総和が所定のデータ量ＤＡＬＬであ
るように設定する、目標データ量設定手段と、短区間ご
との符号化の結果が、短区間の前記目標データ量Ｄ２に
なることを目標として、各短区間ごとの符号化を行う第
２の符号化手段と、前記第２の符号化を行った結果、そ
れまでの各短区間に発生したデータ量Ｄ３の総和ΣＤ３
と、目標データ量Ｄ２のそれまでの総和ΣＤ２を比較す
る比較手段と、前記比較の結果、ΣＤ２＞ΣＤ３なら
ば、その後の短区間の目標データ量をやや多めに修正
し、ΣＤ２＜ΣＤ３ならば、その後の短区間の目標デー
タ量をやや少なめに修正する、目標データ量修正手段と
を有するように構成され、符号化を行うものである。
【０００７】ここで 第２の符号化手段は、映像信号デ
−タを、量子化幅決定手段の情報により量子化幅Ｑ２に
て量子化を行う量子化手段と、前記量子化手段の出力を
可変長符号化する可変長符号化手段と、前記可変長符号
化手段の出力を一旦蓄え、所定のレ−トにて出力するバ
ッファ手段と、前記バッファ手段に残っている残量デー
タ量と、目標データ量設定手段からの情報により、前記
量子化手段の量子化幅Ｑ２を設定する量子化幅決定手段
とより、構成されてもよい。
−タを、量子化幅決定手段の情報により量子化幅Ｑ２に
て量子化を行う量子化手段と、前記量子化手段の出力を
可変長符号化する可変長符号化手段と、前記可変長符号
化手段の出力を一旦蓄え、所定のレ−トにて出力するバ
ッファ手段と、前記バッファ手段に残っている残量デー
タ量と、目標データ量設定手段からの情報により、前記
量子化手段の量子化幅Ｑ２を設定する量子化幅決定手段
とより、構成されてもよい。
【０００８】また、目標データ量設定手段は、目標デー
タ量を計算する目標データ量計算手段と、短区間の目標
データ量が最大ＤＭＡＸ以下、あるいは最小ＤＭＩＮ以
上であるように制限する、目標データ量制限手段より、
構成されてもよい。
タ量を計算する目標データ量計算手段と、短区間の目標
データ量が最大ＤＭＡＸ以下、あるいは最小ＤＭＩＮ以
上であるように制限する、目標データ量制限手段より、
構成されてもよい。
【０００９】また、目標データ量設定手段は、短区間ご
とのデータ量Ｄ１の大小により、画像符号化の難易度を
短区間ごとに数段階に判別する判別手段を有し、前記判
別手段で判別されたそれぞれの段階において、１種類の
目標データ量Ｄ２を設定するように構成されてもよい。
とのデータ量Ｄ１の大小により、画像符号化の難易度を
短区間ごとに数段階に判別する判別手段を有し、前記判
別手段で判別されたそれぞれの段階において、１種類の
目標データ量Ｄ２を設定するように構成されてもよい。
【００１０】
【作用】これにより、画像の複雑さに応じた目標データ
量の設定及び符号化が可能となり、限られた情報量の中
で、最も画質の劣化の少ない効率的な符号化が２パス目
で可能となるものである。また、目標データ量と、実際
に発生したデータ量の総和を逐次比較しフィードバック
するため、長時間画像の符号化時でも誤差が蓄積されな
いという大きな効果がある。
量の設定及び符号化が可能となり、限られた情報量の中
で、最も画質の劣化の少ない効率的な符号化が２パス目
で可能となるものである。また、目標データ量と、実際
に発生したデータ量の総和を逐次比較しフィードバック
するため、長時間画像の符号化時でも誤差が蓄積されな
いという大きな効果がある。
【００１１】また、短区間の目標データ量または発生デ
−タ量の最大値、あるいは最小値を制限することによ
り、符号化時に符号化装置の処理能力を越えないように
制御し、また復号化時にも復号化装置の処理能力を越え
ないないように制御することが可能となるものである。
−タ量の最大値、あるいは最小値を制限することによ
り、符号化時に符号化装置の処理能力を越えないように
制御し、また復号化時にも復号化装置の処理能力を越え
ないないように制御することが可能となるものである。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を説明する前に、ＭＰＥＧで
提案されている画像符号化回路について、図５を用いて
説明する。
提案されている画像符号化回路について、図５を用いて
説明する。
【００１３】図５の符号化回路２は、動き補償ＤＣＴ方
式を用いてデータを圧縮する。動き補償ＤＣＴ方式と
は、入力画像データの内、周期的に選択された１フレー
ムをそのフレーム内のデータのみを用いて圧縮し、残り
のフレームに関しては、前のフレームとの差分を圧縮し
て伝送する方式の一つである。フレーム内圧縮及びフレ
ーム間圧縮には、典型的には、直交基底変換の１種であ
る離散コサイン変換が使用される。また、フレーム間の
差分を計算する際に、前フレームとの間で画像の動きベ
クトルを検出し、動きを合わせてから差分を取ることに
より圧縮率を大幅に向上させている。
式を用いてデータを圧縮する。動き補償ＤＣＴ方式と
は、入力画像データの内、周期的に選択された１フレー
ムをそのフレーム内のデータのみを用いて圧縮し、残り
のフレームに関しては、前のフレームとの差分を圧縮し
て伝送する方式の一つである。フレーム内圧縮及びフレ
ーム間圧縮には、典型的には、直交基底変換の１種であ
る離散コサイン変換が使用される。また、フレーム間の
差分を計算する際に、前フレームとの間で画像の動きベ
クトルを検出し、動きを合わせてから差分を取ることに
より圧縮率を大幅に向上させている。
【００１４】以下、図５の符号化回路２の動作をさらに
説明する。図５において実線はデータの流れを表し、破
線は制御の流れを表す。
説明する。図５において実線はデータの流れを表し、破
線は制御の流れを表す。
【００１５】入力端子３０から画像データが入力され
る。減算器１０は、前フレームとの差分を計算するのに
使われる。符号化制御回路２２は、処理されるべきピク
チャのタイプに応じて、リフレッシュスイッチ２３及び
２４のオンオフを制御する。すなわち、符号化制御回路
２２は、処理されるべきピクチャがＩピクチャ（イント
ラピクチャ）である場合には、リフレッシュスイッチ２
３及び２４をオフにする（フレーム内圧縮）。その結
果、減算器１０は動作しない。
る。減算器１０は、前フレームとの差分を計算するのに
使われる。符号化制御回路２２は、処理されるべきピク
チャのタイプに応じて、リフレッシュスイッチ２３及び
２４のオンオフを制御する。すなわち、符号化制御回路
２２は、処理されるべきピクチャがＩピクチャ（イント
ラピクチャ）である場合には、リフレッシュスイッチ２
３及び２４をオフにする（フレーム内圧縮）。その結
果、減算器１０は動作しない。
【００１６】入力された画像データは、離散コサイン変
換回路（ＤＣＴ）１１により離散コサイン変換される。
離散コサイン変換は、通常、２次元で行われる。８ｘ８
のブロックごとに離散コサイン変換を行うとすると、そ
の変換の結果として８ｘ８の係数が得られる。ＤＣＴが
施されたデータは、本来、連続量であるが、ディジタル
回路を用いて演算している為に、６４個の各係数は、所
定のビット幅のディジタル値として得られる。このデー
タは、次に、量子化回路１２により、各周波数成分毎に
最適なビット配分がなされる。通常、低域成分は、画像
を構成する重要成分であるのでビット配分を多くし、高
域成分は、画像を構成するのにさほど重要では無いため
に、ビット配分を少なくする。可変長符号化回路（ＶＬ
Ｃ）１３は、量子化回路１２の出力に対し可変長符号化
を行う。可変長符号化とは、統計的に出現確率がより高
いデータにより短い符号長を割り当てる手法で、この手
法により、データの持つ統計的な冗長成分が除去され
る。この手法においては、ハフマン符号がよく用いられ
る。
換回路（ＤＣＴ）１１により離散コサイン変換される。
離散コサイン変換は、通常、２次元で行われる。８ｘ８
のブロックごとに離散コサイン変換を行うとすると、そ
の変換の結果として８ｘ８の係数が得られる。ＤＣＴが
施されたデータは、本来、連続量であるが、ディジタル
回路を用いて演算している為に、６４個の各係数は、所
定のビット幅のディジタル値として得られる。このデー
タは、次に、量子化回路１２により、各周波数成分毎に
最適なビット配分がなされる。通常、低域成分は、画像
を構成する重要成分であるのでビット配分を多くし、高
域成分は、画像を構成するのにさほど重要では無いため
に、ビット配分を少なくする。可変長符号化回路（ＶＬ
Ｃ）１３は、量子化回路１２の出力に対し可変長符号化
を行う。可変長符号化とは、統計的に出現確率がより高
いデータにより短い符号長を割り当てる手法で、この手
法により、データの持つ統計的な冗長成分が除去され
る。この手法においては、ハフマン符号がよく用いられ
る。
【００１７】量子化回路１２の出力は、逆量子化回路１
５により量子化が元に戻される。逆量子化回路１５は、
量子化時とは逆に、各周波数成分の振幅をもとの振幅に
戻す。逆量子化により元の振幅に戻された各係数は、逆
ＤＣＴ回路１６により元の画像データに復元される。復
元された画像データがフレーム内画像データの場合に
は、加算器１７は動作しない。その後、復元された画像
データは、フレームメモリ１８により所定の数のフレー
ム分だけ遅延される。遅延された画像データは、動きベ
クトル検出回路２０に入力される。動きベクトル検出回
路２０は、入力画像データからの動き量を計算する。動
き補償回路１９は、その動き量に応じて、画像データの
位置を移動させる。このようにして、動き補償された画
像データは、減算器１０により次の画像データとの差分
を計算するのに使われる。
５により量子化が元に戻される。逆量子化回路１５は、
量子化時とは逆に、各周波数成分の振幅をもとの振幅に
戻す。逆量子化により元の振幅に戻された各係数は、逆
ＤＣＴ回路１６により元の画像データに復元される。復
元された画像データがフレーム内画像データの場合に
は、加算器１７は動作しない。その後、復元された画像
データは、フレームメモリ１８により所定の数のフレー
ム分だけ遅延される。遅延された画像データは、動きベ
クトル検出回路２０に入力される。動きベクトル検出回
路２０は、入力画像データからの動き量を計算する。動
き補償回路１９は、その動き量に応じて、画像データの
位置を移動させる。このようにして、動き補償された画
像データは、減算器１０により次の画像データとの差分
を計算するのに使われる。
【００１８】Ｉピクチャに続く何フレームかの画像デー
タは、前フレームの画像データとの差分を圧縮するため
に使用される。符号化制御回路２２は、処理されるべき
ピクチャがＰピクチャ又はＢピクチャである場合には、
リフレッシュスイッチ２３及び２４をオンにする（フレ
ーム間圧縮）。リフレッシュスイッチ２３は、フレーム
間の差分を計算する時にオンとなり、減算器１０を動作
させるのに使われる。リフレッシュスイッチ２４は、リ
フレッシュスイッチ２３と同一の周期でオン、オフを繰
り返している。オンの時は、加算器１７を動作させ、フ
レーム間差分データと前フレームデータを加算し、フレ
ームを復元するのに使われる。可変長符号化回路１３
は、フレーム間圧縮データに対しても可変長符号化を行
う。
タは、前フレームの画像データとの差分を圧縮するため
に使用される。符号化制御回路２２は、処理されるべき
ピクチャがＰピクチャ又はＢピクチャである場合には、
リフレッシュスイッチ２３及び２４をオンにする（フレ
ーム間圧縮）。リフレッシュスイッチ２３は、フレーム
間の差分を計算する時にオンとなり、減算器１０を動作
させるのに使われる。リフレッシュスイッチ２４は、リ
フレッシュスイッチ２３と同一の周期でオン、オフを繰
り返している。オンの時は、加算器１７を動作させ、フ
レーム間差分データと前フレームデータを加算し、フレ
ームを復元するのに使われる。可変長符号化回路１３
は、フレーム間圧縮データに対しても可変長符号化を行
う。
【００１９】ここで、Ｉピクチャ−から次のＩピクチャ
−までを、１ＧＯＰ（グループオブピクチャ−）と呼
び、通常１５フレーム（約０．５秒）前後の映像信号に
より構成される。
−までを、１ＧＯＰ（グループオブピクチャ−）と呼
び、通常１５フレーム（約０．５秒）前後の映像信号に
より構成される。
【００２０】可変長符号化回路（ＶＬＣ）１３の出力は
バッファ回路１４を介して出力端子３１に出力される。
量子化幅決定回路２１はバッファ回路１４の状態をみ
て、量子化回路１２に量子化幅を指定するものである。
つまり、バッファ回路１４からは、所定の一定レートで
出力されているとした場合、バッファ回路１４内に残っ
ているデータが少ない時、よりデータを発生させる必要
があるため、量子化幅Ｑをそれまでよりやや小さくし発
生ビット数を増やすように制御する。逆にバッファ回路
１４内に残っているデータが多すぎる時、データを発生
させにくくする必要があるため、量子化幅Ｑをそれまで
よりやや大きくし、発生ビット数を減らすように制御す
るものである。
バッファ回路１４を介して出力端子３１に出力される。
量子化幅決定回路２１はバッファ回路１４の状態をみ
て、量子化回路１２に量子化幅を指定するものである。
つまり、バッファ回路１４からは、所定の一定レートで
出力されているとした場合、バッファ回路１４内に残っ
ているデータが少ない時、よりデータを発生させる必要
があるため、量子化幅Ｑをそれまでよりやや小さくし発
生ビット数を増やすように制御する。逆にバッファ回路
１４内に残っているデータが多すぎる時、データを発生
させにくくする必要があるため、量子化幅Ｑをそれまで
よりやや大きくし、発生ビット数を減らすように制御す
るものである。
【００２１】つまり、バッファ残量より、次の区間に発
生させる目標とする目標データ量を算出し、その目標デ
ータ量より量子化幅を算出することになる。
生させる目標とする目標データ量を算出し、その目標デ
ータ量より量子化幅を算出することになる。
【００２２】目標データ量が多ければ、量子化幅Ｑは小
さくする必要があり、逆に目標データ量が小さければ、
量子化幅Ｑは大きくする必要がある。言わば反比例の関
係にある。
さくする必要があり、逆に目標データ量が小さければ、
量子化幅Ｑは大きくする必要がある。言わば反比例の関
係にある。
【００２３】この量子化幅決定回路２１に、映像信号の
各区間の目標データ量をあらかじめ求めておき、符号化
と同時に短区間ごとに強制的に次々と目標データ量を変
更していくことにより、本発明が実現される。
各区間の目標データ量をあらかじめ求めておき、符号化
と同時に短区間ごとに強制的に次々と目標データ量を変
更していくことにより、本発明が実現される。
【００２４】図１にて、本発明の１実施例を説明する。
１パス目、所定の映像信号、例えば２時間の映像信号を
端子１から入力し、符号化回路２にて第１の符号化を行
う。符号化回路２は、図５と同様のものであるが、バッ
ファ回路１４から量子化回路１２へのフィードバックル
ープは省かれる。つまり、発生データ量の大小に関わら
ず、量子化幅決定回路で決定される量子化幅Ｑ１は一定
値の固定で行われる。ただし、ピクチャ−ごとに独立に
設定されていてもよい。
１パス目、所定の映像信号、例えば２時間の映像信号を
端子１から入力し、符号化回路２にて第１の符号化を行
う。符号化回路２は、図５と同様のものであるが、バッ
ファ回路１４から量子化回路１２へのフィードバックル
ープは省かれる。つまり、発生データ量の大小に関わら
ず、量子化幅決定回路で決定される量子化幅Ｑ１は一定
値の固定で行われる。ただし、ピクチャ−ごとに独立に
設定されていてもよい。
【００２５】その結果発生したデータ量Ｄ１を、短区間
ごと、例えば２ＧＯＰ単位ごとに記憶回路３にて記憶す
る。そのときの発生データ量Ｄ１と、目標データ量Ｄ２
の例として、簡単なモデルを図３（Ａ）、（Ｂ）に示
す。
ごと、例えば２ＧＯＰ単位ごとに記憶回路３にて記憶す
る。そのときの発生データ量Ｄ１と、目標データ量Ｄ２
の例として、簡単なモデルを図３（Ａ）、（Ｂ）に示
す。
【００２６】横軸に時間（ＧＯＰ）、縦軸に発生データ
量を示したもので、区間Ａは標準な画像、区間Ｂは動き
の少ない符号化に簡単な画像、区間Ｃは動きの多い符号
化に難しい画像を示している。それぞれ全時間の１／３
づつの時間であったとすると、それぞれの区間で発生し
た発生データ量Ｄ１の総和の比は、Ａ：Ｂ：Ｃ＝２：
１：３となる。ここで、縦軸の数値そのものは量子化幅
Ｑ１に依存するが、本発明では、縦軸の数値そのものよ
りも、各区間の相対的な比率がより重要となる。
量を示したもので、区間Ａは標準な画像、区間Ｂは動き
の少ない符号化に簡単な画像、区間Ｃは動きの多い符号
化に難しい画像を示している。それぞれ全時間の１／３
づつの時間であったとすると、それぞれの区間で発生し
た発生データ量Ｄ１の総和の比は、Ａ：Ｂ：Ｃ＝２：
１：３となる。ここで、縦軸の数値そのものは量子化幅
Ｑ１に依存するが、本発明では、縦軸の数値そのものよ
りも、各区間の相対的な比率がより重要となる。
【００２７】光ディスクの総容量ＤＡＬＬを、３ギガバ
イトとした場合、区間Ａへの割り当て量は、３ギガ／６
×２＝１ギガ と計算される。同様に、区間Ｂは０．５
ギガ、区間Ｃは１．５ギガ と計算される。
イトとした場合、区間Ａへの割り当て量は、３ギガ／６
×２＝１ギガ と計算される。同様に、区間Ｂは０．５
ギガ、区間Ｃは１．５ギガ と計算される。
【００２８】一般に、１パス目で発生した短区間の発生
データ量をＤ１、データ量Ｄ１の総和をΣＤ１、目標デ
ータ量をＤ２、総容量をＤＡＬＬ、とした場合、各短区
間の目標データ量Ｄ２は、 Ｄ２＝Ｄ１×ＤＡＬＬ／ΣＤ１ で求められる。
データ量をＤ１、データ量Ｄ１の総和をΣＤ１、目標デ
ータ量をＤ２、総容量をＤＡＬＬ、とした場合、各短区
間の目標データ量Ｄ２は、 Ｄ２＝Ｄ１×ＤＡＬＬ／ΣＤ１ で求められる。
【００２９】このようにして、例えば２時間の映像信号
を、２ＧＯＰ（１秒）ごとの短区間で分割し、それぞれ
の目標データ量Ｄ２が、前記記憶回路３にて記憶した発
生データ量Ｄ１と略比例し、かつ、それぞれの目標デー
タ量Ｄ２の総和が、光ディスクの総容量ＤＡＬＬとなる
ように割り当てることは、計算により容易に可能であ
る。
を、２ＧＯＰ（１秒）ごとの短区間で分割し、それぞれ
の目標データ量Ｄ２が、前記記憶回路３にて記憶した発
生データ量Ｄ１と略比例し、かつ、それぞれの目標デー
タ量Ｄ２の総和が、光ディスクの総容量ＤＡＬＬとなる
ように割り当てることは、計算により容易に可能であ
る。
【００３０】図１での目標データ量設定回路４は、記憶
回路３の情報をもとに、このように目標データ量を求め
るものである。
回路３の情報をもとに、このように目標データ量を求め
るものである。
【００３１】次に２パス目、先ほどと同じ映像信号を図
１端子１から入力し符号化を行う。この時、図１で、目
標データ量設定回路４は、符号化回路２へ、逐次、予め
計算された目標データ量を送る。符号化回路２は、図５
とほぼ同様であるが、量子化幅決定回路２１が目標デー
タ量設定回路４からの指令を受けることができる構成に
なっていることが大きく異なる。
１端子１から入力し符号化を行う。この時、図１で、目
標データ量設定回路４は、符号化回路２へ、逐次、予め
計算された目標データ量を送る。符号化回路２は、図５
とほぼ同様であるが、量子化幅決定回路２１が目標デー
タ量設定回路４からの指令を受けることができる構成に
なっていることが大きく異なる。
【００３２】このように、２パス目で符号化を行った結
果のデータ量をＤ３とすると、符号化の結果発生した総
データ量ΣＤ３は総データ量検出回路（ΣＤ３）５にて
検出される。また、最初に計算された目標データ量Ｄ２
のそれまでの総和であるΣＤ２は、総データ量検出回路
（ΣＤ２）６にて検出される。そして、総データ量検出
回路５と総データ量検出回路６の出力が比較回路７にて
比較される。
果のデータ量をＤ３とすると、符号化の結果発生した総
データ量ΣＤ３は総データ量検出回路（ΣＤ３）５にて
検出される。また、最初に計算された目標データ量Ｄ２
のそれまでの総和であるΣＤ２は、総データ量検出回路
（ΣＤ２）６にて検出される。そして、総データ量検出
回路５と総データ量検出回路６の出力が比較回路７にて
比較される。
【００３３】この結果、目標データ量修正回路８では、
ΣＤ２＞ΣＤ３ならば、その後の短区間（２ＧＯＰ）の
目標データ量をやや多く設定し直すことにより、発生デ
ータ量を増やし、逆にΣＤ２＜ΣＤ３ならば、その後の
短区間の目標データ量をやや少なく設定し直すことによ
り、発生データ量を減らすように修正を行うことにな
る。この修正の指示を、目標データ量修正回路８が目標
データ量設定回路４に与えることになる。
ΣＤ２＞ΣＤ３ならば、その後の短区間（２ＧＯＰ）の
目標データ量をやや多く設定し直すことにより、発生デ
ータ量を増やし、逆にΣＤ２＜ΣＤ３ならば、その後の
短区間の目標データ量をやや少なく設定し直すことによ
り、発生データ量を減らすように修正を行うことにな
る。この修正の指示を、目標データ量修正回路８が目標
データ量設定回路４に与えることになる。
【００３４】次に、より詳細な例として、図４（Ａ）
（Ｂ）に、１パス目での発生データ量Ｄ１、目標データ
量Ｄ２を示している。
（Ｂ）に、１パス目での発生データ量Ｄ１、目標データ
量Ｄ２を示している。
【００３５】１パス目での発生データ量Ｄ１と略比例
（相似形）の関係で、目標データ量Ｄ２が計算されてい
る。しかし、極端に発生データ量Ｄ１が大きい区間
（Ａ）と極端に発生データ量Ｄ１が小さい区間（Ｂ）に
関しては、目標データ量Ｄ２が極端になりすぎないよう
に制限されている。これは、符号化、復号化の際の処理
速度を考慮した場合、なんらかの制限を設けることは非
常に重要であり、特に光ディスクにおいては、ある最大
転送レート以上の再生は不可能となるため、短区間（２
ＧＯＰ）の目標データ量は、ある最大値（ＤＭＡＸ）以
下であるように制限する目標データ量制限手段が必要に
なる。
（相似形）の関係で、目標データ量Ｄ２が計算されてい
る。しかし、極端に発生データ量Ｄ１が大きい区間
（Ａ）と極端に発生データ量Ｄ１が小さい区間（Ｂ）に
関しては、目標データ量Ｄ２が極端になりすぎないよう
に制限されている。これは、符号化、復号化の際の処理
速度を考慮した場合、なんらかの制限を設けることは非
常に重要であり、特に光ディスクにおいては、ある最大
転送レート以上の再生は不可能となるため、短区間（２
ＧＯＰ）の目標データ量は、ある最大値（ＤＭＡＸ）以
下であるように制限する目標データ量制限手段が必要に
なる。
【００３６】これを実現するためのブロック図を図２に
示す。目標データ量設定回路４が目標データ量計算回路
４１と目標データ量制限回路４２より構成されており、
上記動作は目標データ量制限回路４２により行われる。
示す。目標データ量設定回路４が目標データ量計算回路
４１と目標データ量制限回路４２より構成されており、
上記動作は目標データ量制限回路４２により行われる。
【００３７】２パス目での発生データ量Ｄ３は、目標デ
ータ量Ｄ２と近い値になるように、制御される。図１の
量子化幅設定手段２１で、言わば瞬時瞬時フィードバッ
クループが形成され、また、総データ量検出回路５、総
データ量検出回路６、比較回路７、目標データ量修正回
路８、目標データ量設定回路４にて、総和におけるフィ
ードバックループが形成される。その結果、それまでの
データ量の総和ΣＤ２、ΣＤ３がほとんど等しくなるよ
うに制御される。
ータ量Ｄ２と近い値になるように、制御される。図１の
量子化幅設定手段２１で、言わば瞬時瞬時フィードバッ
クループが形成され、また、総データ量検出回路５、総
データ量検出回路６、比較回路７、目標データ量修正回
路８、目標データ量設定回路４にて、総和におけるフィ
ードバックループが形成される。その結果、それまでの
データ量の総和ΣＤ２、ΣＤ３がほとんど等しくなるよ
うに制御される。
【００３８】図４（Ｃ）（Ｄ）に、１パス目での発生デ
ータ量Ｄ１、目標データ量Ｄ２の第２の例を示してい
る。
ータ量Ｄ１、目標データ量Ｄ２の第２の例を示してい
る。
【００３９】１パス目での発生データ量Ｄ１の大小によ
り、３段階に判別し、それぞれの段階に応じて１種類の
目標データ量Ｄ２が設定されているのがわかる。こうす
ることにより、各区間ごとにむやみに目標データ量がを
微小変動することがなく、フィードバックループが安定
になるという効果が生じる。ここで、何段階に判別する
かは、３段階に限るものではない。
り、３段階に判別し、それぞれの段階に応じて１種類の
目標データ量Ｄ２が設定されているのがわかる。こうす
ることにより、各区間ごとにむやみに目標データ量がを
微小変動することがなく、フィードバックループが安定
になるという効果が生じる。ここで、何段階に判別する
かは、３段階に限るものではない。
【００４０】また、短区間は実施例で述べた２ＧＯＰに
かぎるものではなく、１ＧＯＰでも、１０ＧＯＰでも、
１ピクチャ−単位でもよい。
かぎるものではなく、１ＧＯＰでも、１０ＧＯＰでも、
１ピクチャ−単位でもよい。
【００４１】また、１パス目での発生データ量Ｄ１と目
標データ量Ｄ２の関係は略比例を例に上げたが、非線形
的な関係（図４）でも良く、ある相関があれば、本発明
の域をでるものではない。
標データ量Ｄ２の関係は略比例を例に上げたが、非線形
的な関係（図４）でも良く、ある相関があれば、本発明
の域をでるものではない。
【００４２】また、符号化として、ＤＣＴを用いない符
号化方式（ＤＰＣＭ等）や、フレーム間符号化を用いな
い符号化方式（ＪＰＥＧ）であっても、本発明の域をで
るものではない。
号化方式（ＤＰＣＭ等）や、フレーム間符号化を用いな
い符号化方式（ＪＰＥＧ）であっても、本発明の域をで
るものではない。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像の複雑さに応じた目標データ量の設定及び符号化が
可能となり、限られた情報量の中で、最も画質の劣化の
少ない効率的な符号化が２パス目で可能となるものであ
る。
画像の複雑さに応じた目標データ量の設定及び符号化が
可能となり、限られた情報量の中で、最も画質の劣化の
少ない効率的な符号化が２パス目で可能となるものであ
る。
【００４４】また、目標データ量と、実際に発生したデ
ータ量の総和を逐次比較しフィードバックするため、長
時間画像の符号化時でも誤差が蓄積されないという大き
な効果がある。
ータ量の総和を逐次比較しフィードバックするため、長
時間画像の符号化時でも誤差が蓄積されないという大き
な効果がある。
【００４５】また、短区間の目標データ量または発生デ
−タ量の最大値を制限することにより、符号化時の符号
化装置、または復号化時の復号化装置の処理能力を越え
ないように制御することが可能となるものである。
−タ量の最大値を制限することにより、符号化時の符号
化装置、または復号化時の復号化装置の処理能力を越え
ないように制御することが可能となるものである。
【図１】本発明の画像符号化方法を実現するためのブロ
ック図
ック図
【図２】本発明の目標データ量設定回路を説明するため
のブロック図
のブロック図
【図３】本発明の画像符号化方法の発生データ量と目標
データ量の関係を説明するための模式図
データ量の関係を説明するための模式図
【図４】本発明の画像符号化方法の発生データ量と目標
データ量の関係を説明するためのより詳細な模式図
データ量の関係を説明するためのより詳細な模式図
【図５】従来の符号化方式のブロック図
２ 符号化回路 ３ 記憶回路 ４ 目標データ量設定回路 ５ 総データ量検出回路（ΣＤ３） ６ 総データ量検出回路（ΣＤ２） ７ 比較回路 ８ 目標データ量修正回路 ２１ 量子化幅決定回路 ４１ 目標データ量計算回路 ４２ 目標データ量制限回路
Claims (9)
- 【請求項１】 所定時間の映像信号を、所定の量子化幅
Ｑ１により量子化を行う第１の符号化ステップ、前記第
１の符号化ステップにより発生した前記所定時間よりも
短い１フレーム期間以上の短区間ごとのデータ量Ｄ１を
逐次記憶する記憶ステップ、前記短区間ごとのデータ量
Ｄ１と相関を有する目標データ量Ｄ２を短区間ごとに設
定し、さらに前記短区間の目標データ量Ｄ２の総和が所
定のデータ量ＤＡＬＬであるように設定する目標データ
量設定ステップ、短区間ごとの符号化の結果が、短区間
の前記目標データ量Ｄ２になることを目標として、各短
区間ごとの符号化を行う第２の符号化ステップ、前記第
１と第２の符号化ステップにより、それまでの各短区間
に発生したデータ量Ｄ３の総和ΣＤ３と、目標データ量
のそれまでの総和ΣＤ２を比較する比較ステップ、前記
比較の結果、ΣＤ２＞ΣＤ３ならば、その後の短区間の
目標データ量を多く、ΣＤ２＜ΣＤ３ならば、その後の
短区間の目標データ量を少なく、目標データ量設定ステ
ップを修正する目標データ量修正ステップ、を有するこ
とを特徴とする 画像符号化方法。 - 【請求項２】 第２の符号化ステップは、映像信号デー
タを、量子化幅決定ステップの情報により量子化幅Ｑ２
にて量子化を行う量子化ステップ、前記量子化ステップ
の出力を可変長符号化する可変長符号化ステップ、前記
可変長符号化ステップの出力を一旦蓄え、所定のレート
にて出力するバッファステップ、前記バッファステップ
に残っている残量データ量と、目標データ量設定ステッ
プからの情報により、前記量子化ステップの量子化幅Ｑ
２を設定する量子化幅決定ステップ、を有することを特
徴とする請求項１記載の 画像符号化方法。 - 【請求項３】 目標データ量設定ステップは、目標デー
タ量を計算する目標データ量計算ステップと、短区間の
目標データ量が最大ＤＭＡＸ以下、あるいは最小ＤＭＩ
Ｎ以上であるように制限する、目標データ量制限ステッ
プ、を有することを特徴とする請求項１記載の 画像符号
化方法。 - 【請求項４】 短区間は、ｎ個（ｎは自然数）のＧＯＰ
（グループオブピクチャー）で構成されることを特徴と
する請求項１記載の 画像符号化方法。 - 【請求項５】 短区間ごとのデータ量Ｄ１と目標データ
量Ｄ２の間の相関は、略比例であることを特徴とする請
求項１記載の 画像符号化方法。 - 【請求項６】 目標データ量設定ステップは、短区間ご
とのデータ量Ｄ１の大小により、画像符号化の難易度を
短区間ごとに複数の段階に判別する判別ステップを有
し、前記判別ステップで判別されたそれぞれの段階にお
いて、１種類の目標データ量Ｄ２を設定することを特徴
とする請求項１記載の 画像符号化方法。 - 【請求項７】 所定時間の映像信号を、所定の量子化幅
Ｑ１により量子化を行う第１の符号化手段、前記第１の
符号化手段により発生した前記所定時間よりも短い１フ
レーム期間以上の短区間ごとのデータ量Ｄ１を逐次記憶
する記憶手段、前記短区間ごとのデータ量Ｄ１と相関を
有する目標データ量Ｄ２を短区間ごとに設定し、さらに
前記短区間の目標データ量Ｄ２の総和が所定のデータ量
ＤＡＬＬであるように設定する目標データ量設定手段、
短区間ごとの符号化の結果が、短区間の前記目標データ
量Ｄ２になることを目標として、各短区間ごとの符号化
を行う第２の符号化手段、前記第１と第２の符号化手段
により、それまでの各短区間に発生したデータ量Ｄ３の
総和ΣＤ３と、目標データ量のそれまでの総和ΣＤ２を
比較する比較手段、前記比較の結果、ΣＤ２＞ΣＤ３な
らば、その後の短区間の目標データ量を多く、ΣＤ２＜
ΣＤ３ならば、その後の短区間の目標データ量を少な
く、目標データ量設定手段を修正する目標データ量修正
手段、を有することを特徴とする 画像符号化装置。 - 【請求項８】 第２の符号化手段は、映像信号データ
を、量子化幅決定手段の情報により量子化幅Ｑ２にて量
子化を行う量子化手段、前記量子化手段の出力を可変長
符号化する可変長符号化手段、前記可変長符号化手段の
出力を一旦蓄え、所定のレートにて出力するバッファ手
段、前記バッファ手段に残っている残量データ量と、目
標データ量設定手段からの情報により、前記量子化手段
の量子化幅Ｑ２を設定する量子化幅決定手段、を有する
ことを特徴とする請求項７記載の 画像符号化装置。 - 【請求項９】 目標データ量設定手段は、目標データ量
を計算する目標データ量計算手段と、短区間の目標デー
タ量が最大ＤＭＡＸ以下、あるいは最小ＤＭＩＮ以上で
あるように制限する、目標データ量制限手段、を有する
ことを特徴とする請求項７記載の 画像符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6949594A JP3178233B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 画像符号化方法及び画像符号化装置及び光ディスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6949594A JP3178233B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 画像符号化方法及び画像符号化装置及び光ディスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07284097A JPH07284097A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3178233B2 true JP3178233B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=13404362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6949594A Expired - Lifetime JP3178233B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 画像符号化方法及び画像符号化装置及び光ディスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3178233B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4636159B2 (ja) * | 1995-05-02 | 2011-02-23 | ソニー株式会社 | 符号化装置及び方法 |
| JP3934712B2 (ja) * | 1996-09-27 | 2007-06-20 | 日本ビクター株式会社 | 映像信号符号化方法及び装置 |
| JP3511893B2 (ja) | 1998-01-23 | 2004-03-29 | 日本ビクター株式会社 | 映像信号符号化方法及び装置 |
| US6567554B1 (en) | 1999-03-12 | 2003-05-20 | Victor Company Of Japan, Limited | Data coding method and apparatus therefor |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP6949594A patent/JP3178233B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07284097A (ja) | 1995-10-27 |
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