JPH089374A - Encoded information quantity controller - Google Patents

Encoded information quantity controller

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JPH089374A
JPH089374A JP16274194A JP16274194A JPH089374A JP H089374 A JPH089374 A JP H089374A JP 16274194 A JP16274194 A JP 16274194A JP 16274194 A JP16274194 A JP 16274194A JP H089374 A JPH089374 A JP H089374A
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JP
Japan
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quantization step
image
lower limit
limit value
intra
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP16274194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kinya Oosa
欣也 大佐
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To provide temporally stable image quality even in still imaged or dynamic imaged close to the still image in a high efficiency dynamic image encoding system. CONSTITUTION:This controller is provided with a lower limit value limiting part 6 for obtaining and storing the average quantization step of intra-frame encoded pictures and defining the stored value as the lower limit value of the quantization step in inter-frame encoded images followed the intra-frame encoded images. Then, in the case of the intra-frame encoded images, the quantization step inputted from a quantization step calculation part 5 is outputted as it is and the quantization step is stored as the lower limit value. In the case of the following inter-frame encoded images, the lower limit value is outputted when the quantization step inputted from the quantization step calculation part 5 is smaller than the lower limit value and the quantization step from the quantization step calculation part 5 is outputted as it is when it is not smaller. Thus, the quantization step calculated in the quantization step calculation part 5 is limited, the reduction of the quantization step is prevented and the timewise image quality fluctuation of the images is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高能率動画像符号化方
式に用いられる符号化情報量制御装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coded information amount control device used in a highly efficient moving image coding system.

【0002】[0002]

【従来の技術】CCITT(国際電信電話諮問委員会) とISO
(国際標準化委員会) の合同グループ ISO-IEC/JTC1/SC2
9/WG11 が「 Document, AVC-323,July 1992」等で提案
している高能率動画像符号化方式の符号化情報量制御に
関連した部分は、図4のような構成をとっている。
[Prior Art] CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee) and ISO
(International Standardization Committee) Joint Group ISO-IEC / JTC1 / SC2
The part related to the coded information amount control of the high-efficiency moving picture coding method proposed by 9 / WG11 in "Document, AVC-323, July 1992" and the like has a configuration as shown in FIG.

【0003】この符号化方式では、入力画像を複数のブ
ロックに分割し、各ブロックのデータそのもの、または
各ブロックの動き補償による予測誤差データを直交変換
部1へ入力して直交変換を行う。そして、量子化部2で
変換係数の量子化を行い、可変長符号化部3で可変長符
号化を行い、こうして得られる符号化信号を出力バッフ
ァ4に蓄えて出力データとして出力する。
In this encoding method, an input image is divided into a plurality of blocks, and the data of each block itself or prediction error data by motion compensation of each block is input to the orthogonal transform unit 1 to perform orthogonal transform. Then, the quantizing unit 2 quantizes the transform coefficient, the variable length coding unit 3 performs variable length coding, and the coded signal thus obtained is stored in the output buffer 4 and output as output data.

【0004】量子化ステップ計算部5は、可変長符号化
部3から符号化後の発生情報量を得て、この発生情報量
の時間平均(ビットレート)が一定で、かつなるべく画
質がよくなるように量子化ステップを計算し、これを量
子化部2に出力する。すなわち、可変長符号化部3での
発生符号量が多い場合には、量子化ステップが大きくな
るように制御して以後の量子化部2での情報量を減ら
す。また、可変長符号化部3での発生符号量が少ない場
合には、量子化ステップが小さくなるように制御して以
後の量子化部2での情報量を増やすように動作する。
The quantization step calculation unit 5 obtains the amount of generated information after encoding from the variable length encoding unit 3 so that the time average (bit rate) of this amount of generated information is constant and the image quality is improved as much as possible. Then, the quantization step is calculated and output to the quantization unit 2. That is, when the generated code amount in the variable length coding unit 3 is large, the quantization step is controlled to be large, and the information amount in the quantization unit 2 thereafter is reduced. When the amount of generated code in the variable length coding unit 3 is small, the quantization step is controlled so as to be small, and the subsequent quantization unit 2 operates to increase the amount of information.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】高能率動画像符号化方
式においては、入力画像内の空間的相関のみを利用して
符号化を行うフレーム内符号化と、複数の入力画像の時
間的相関も利用して符号化を行うフレーム間符号化とを
組み合わせて使用する。通常は、圧縮率の小さなフレー
ム内符号化画像1枚の後に、圧縮率の大きなフレーム間
符号化画像を多数続けることによって高圧縮率を達成し
ている。
In the high-efficiency moving picture coding system, intraframe coding in which only spatial correlation in the input image is used for coding and temporal correlation between a plurality of input images are also included. It is used in combination with interframe coding, which is used for coding. Normally, a high compression rate is achieved by continuing a large number of inter-frame coded images with a large compression rate after one intra-frame coded image with a low compression rate.

【0006】ところが、このような構成に従来方式の符
号化情報量制御を適用した場合、静止画または静止画に
近い動きの小さな入力画像に対して、画質が時間的に変
動し、視覚上大きな悪影響を引き起こすという問題が発
生する。
However, when the coded information amount control according to the conventional method is applied to such a configuration, the image quality temporally fluctuates with respect to a still image or an input image having a small motion close to the still image, which is visually large. The problem of causing adverse effects occurs.

【0007】具体的に説明すると、静止画または静止画
に近い入力画像の場合には、画像間の時間的な相関が大
きいため、図5の棒グラフに示すように、1画像あたり
の情報発生量は、フレーム内符号化画像では多く、フレ
ーム間符号化画像では非常に少なくなる。
More specifically, in the case of a still image or an input image close to a still image, the temporal correlation between the images is large. Therefore, as shown by the bar graph in FIG. 5, the information generation amount per image is large. Is large in the intra-frame coded image and very small in the inter-frame coded image.

【0008】従来方式の符号化情報量制御では、発生情
報量が少なければ量子化ステップを小さくして発生情報
量を多くしようとするが、静止画または静止画に近い画
像では量子化器2に入力される情報量自体がもともと少
ないため、量子化ステップを小さくしても発生情報量は
ほとんど増加しない。
In the conventional coded information amount control, if the generated information amount is small, the quantization step is reduced to increase the generated information amount. However, for a still image or an image close to a still image, the quantizer 2 is used. Since the amount of input information itself is originally small, the amount of generated information hardly increases even if the quantization step is reduced.

【0009】そうすると、次の量子化ステップ決定時に
は発生情報量を増やそうとして更に小さな量子化ステッ
プを設定しようとするため、図5の実線グラフに示すよ
うに、量子化ステップは、フレーム間符号化画像を繰り
返すうちにどんどん小さくなっていってしまう。
Then, when the next quantization step is determined, an attempt is made to increase the amount of information to be generated and a smaller quantization step is set. Therefore, as shown by the solid line graph in FIG. It gets smaller and smaller as the images are repeated.

【0010】これを復号画の画質の観点から見ると、量
子化ステップの大きな部分では画質が悪く、量子化ステ
ップの小さな部分では画質が良いため、図5の破線グラ
フに示すように、フレーム内符号化画像では画質が悪
く、フレーム間符号化画像を繰り返すうちにだんだん画
質が良くなるというように時間的な変動を生じる。
From the viewpoint of the image quality of the decoded image, the image quality is poor in the portion having a large quantization step, and the image quality is good in the portion having a small quantization step. Therefore, as shown by the broken line graph in FIG. The coded image has poor image quality, and temporal variations occur such that the image quality gradually improves as the interframe coded image is repeated.

【0011】本来静止して安定しているはずの静止画
が、このように時間的な画質変動を生じるのは視覚的に
非常に不快である。なお、このような問題は、復号器の
バッファ容量や符号化装置の処理能力の制限でフレーム
内符号化画像の情報発生量が制限される場合に特に顕著
に観察される。そこで本発明は、この時間的画質変動を
抑制することによって、時間的に安定した視覚的に好ま
しい画質を得ることができるようにすることを目的とす
る。
It is visually very uncomfortable for a still image, which is supposed to be still and stable, to cause such a temporal image quality change. It should be noted that such a problem is particularly noticeable when the information generation amount of the intra-frame coded image is limited by the buffer capacity of the decoder and the processing capacity of the encoding device. Therefore, an object of the present invention is to make it possible to obtain a temporally stable and visually preferable image quality by suppressing the temporal image quality variation.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる符号化情
報量制御装置は、入力画像をフレーム内符号化している
時の発生情報量に応じて決定した平均量子化ステップに
下限を適用する下限値制限手段を具備する。
A coded information amount control apparatus according to the present invention applies a lower limit to an average quantization step determined according to the amount of information generated when an input image is intra-coded. A value limiting means is provided.

【0013】また、本発明の他の特徴とするところは、
上記下限値制限手段を、シーンチェンジ画像が検出され
た時の平均量子化ステップにも下限を適用するように構
成している。
Another feature of the present invention is that
The lower limit value limiting means is configured to apply the lower limit to the average quantization step when a scene change image is detected.

【0014】[0014]

【作用】本発明の符号化情報量制御装置によれば、フレ
ーム内符号化画像の符号化の際に記憶された最も最近の
平均量子化ステップが、フレーム間符号化画像の符号化
の際の量子化ステップの下限とされることとなるので、
量子化ステップ計算手段で計算された量子化ステップに
制限が加えられて量子化ステップの縮小が防止され、静
止画または静止画に近い画像の時間的な画質変動を防ぐ
ことが可能となる。
According to the coded information amount control apparatus of the present invention, the most recent average quantization step stored at the time of coding the intra-frame coded image is the one when the inter-frame coded image is coded. Since it will be the lower limit of the quantization step,
The quantization step calculated by the quantization step calculation means is limited to prevent the quantization step from being reduced, and it is possible to prevent temporal image quality fluctuation of a still image or an image close to a still image.

【0015】また、本発明の他の特徴によれば、シーン
チェンジが起こった画像の符号化の際にも平均量子化ス
テップが計算されて記憶され、この記憶された平均量子
化ステップが、引き続くフレーム間符号化画像の符号化
の際の量子化ステップの下限とされることとなり、静止
画または静止画に近い画像の時間的な画質変動を更に抑
制することが可能となる。
According to another feature of the present invention, an average quantization step is calculated and stored even when an image in which a scene change has occurred is coded, and the stored average quantization step continues. Since it becomes the lower limit of the quantization step at the time of encoding the inter-frame coded image, it becomes possible to further suppress temporal image quality fluctuation of the still image or an image close to the still image.

【0016】[0016]

【実施例】以下に、本発明の一実施例について説明す
る。図1に示すように、本実施例による情報発生量制御
装置においては、従来方式の量子化ステップ計算部5の
次段に、下限値制限部6が設けられている。
EXAMPLES An example of the present invention will be described below. As shown in FIG. 1, in the information generation amount control device according to the present embodiment, a lower limit value limiting unit 6 is provided at the next stage of the conventional quantization step calculating unit 5.

【0017】下限値制限部6は、入力画像に対してフレ
ーム内符号化が行われている場合は、量子化ステップ計
算部5から入力される量子化ステップをそのまま量子化
部2に出力するとともに、その画像の平均量子化ステッ
プを下限値として記憶しておく。
When the intra-frame coding is performed on the input image, the lower limit value limiting unit 6 outputs the quantization step input from the quantization step calculation unit 5 to the quantization unit 2 as it is. , The average quantization step of the image is stored as a lower limit value.

【0018】また、上記フレーム内符号化に引き続いて
フレーム間符号化が行われている場合は、量子化ステッ
プ計算部5から入力される量子化ステップと、上記記憶
しておいた下限値(フレーム内符号化画像の平均量子化
ステップ)とを比較する。そして、量子化ステップ計算
部5から入力される量子化ステップが上記下限値より小
さければ下限値を量子化部2に出力し、そうでなければ
量子化ステップ計算部5の量子化ステップをそのまま量
子化部2に出力する。
When interframe coding is performed subsequent to the intraframe coding, the quantization step input from the quantization step calculator 5 and the stored lower limit value (frame The average quantization step of the inner coded image) is compared. Then, if the quantization step input from the quantization step calculation unit 5 is smaller than the lower limit value, the lower limit value is output to the quantization unit 2, and if not, the quantization step of the quantization step calculation unit 5 is used as it is. Output to the conversion unit 2.

【0019】このように、量子化ステップ計算部5と量
子化部2との間に下限値制御部6を入れることによっ
て、図2に示すように、静止画または静止画に近い画像
が入力されている場合においてフレーム間符号化画像の
発生情報量が少ないときでも、量子化ステップの平均値
をフレーム内符号化画像のときと同程度に保つようにす
ることができ、時間的に安定した画質を得ることができ
る。
In this way, by inserting the lower limit value control unit 6 between the quantization step calculation unit 5 and the quantization unit 2, as shown in FIG. 2, a still image or an image close to a still image is input. In this case, even if the amount of information generated in the inter-frame coded image is small, the average value of the quantization steps can be kept to the same level as in the case of the intra-frame coded image, and the temporally stable image quality Can be obtained.

【0020】次に、上記下限値制限部6の一構成例を図
3に示す。図3において、フレーム内/フレーム間符号
化画像選択部7は、現在処理中の画像がフレーム内符号
化されるのかフレーム間符号化されるのかを選択指示す
る部分である。
Next, FIG. 3 shows a structural example of the lower limit value limiting section 6. In FIG. 3, the intra-frame / inter-frame coded image selection unit 7 is a part for instructing selection of whether the image currently being processed is intra-frame coded or inter-frame coded.

【0021】また、シーンチェンジ検出部8は、必ずし
も必要な部分ではないが、シーンチェンジ画像を検出し
て指示するものである。シーンチェンジ画像は、フレー
ム間符号化画像の場合であっても、フレーム内符号化画
像と同様に多量の情報が発生するため、シーンチェンジ
画像を検出して、これをフレーム内符号化画像とみなし
て処理することにより、より一層良好な画質を得ること
ができる。
The scene change detecting section 8 detects a scene change image and gives an instruction, though not necessarily required. Even if the scene change image is an inter-frame coded image, a large amount of information is generated as in the intra-frame coded image. Therefore, the scene change image is detected and regarded as an intra-frame coded image. By performing the above processing, it is possible to obtain an even better image quality.

【0022】これらフレーム内/フレーム間符号化画像
選択部7およびシーンチェンジ検出部8の判定の結果に
応じてスイッチ12、13、14が制御される。そし
て、フレーム内符号化画像またはシーンチェンジ画像の
場合には、スイッチ12、13がオン、スイッチ14が
端子a側となる。これにより、入力された量子化ステッ
プは、平均値計算部9へ入力されて平均値が計算され、
計算された平均値は下限値メモリ10に記憶される。ま
た、量子化ステップ出力には、入力された量子化ステッ
プが端子aを介してそのまま出力される。
The switches 12, 13 and 14 are controlled according to the results of the determinations by the intra-frame / inter-frame encoded image selection unit 7 and the scene change detection unit 8. Then, in the case of an intra-frame coded image or a scene change image, the switches 12 and 13 are turned on and the switch 14 is on the terminal a side. As a result, the input quantization step is input to the average value calculation unit 9 and the average value is calculated,
The calculated average value is stored in the lower limit memory 10. Further, the input quantization step is directly output to the quantization step output via the terminal a.

【0023】一方、フレーム間符号化画像の場合には、
スイッチ12、13がオフ、スイッチ14が端子b側と
なる。これにより、入力された量子化ステップは、比較
制限部11で下限値メモリ10に記憶されている下限値
と比較され、両者のうち大きい方が端子bを介して量子
化ステップ出力として出力される。
On the other hand, in the case of an inter-frame coded image,
The switches 12 and 13 are off, and the switch 14 is on the terminal b side. As a result, the input quantization step is compared with the lower limit value stored in the lower limit value memory 10 by the comparison limiter 11, and the larger of the two is output as the quantization step output via the terminal b. .

【0024】なお、図1には示さなかったが、入力画像
の統計情報を用いて適応量子化を行うような場合には、
下限値制限部6の後で適応量子化制御を行うことによっ
て、同様の画質安定効果を得ることができる。
Although not shown in FIG. 1, in the case of performing adaptive quantization using the statistical information of the input image,
By performing the adaptive quantization control after the lower limit value limiting unit 6, the same image quality stabilizing effect can be obtained.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明の符号化情報
量制御装置によれば、静止画あるいは静止画に近い動画
像においても時間的に安定した視覚的に良好な画質を得
ることが可能となる。
As described above, according to the coded information amount control apparatus of the present invention, it is possible to obtain a temporally stable and visually good image quality even in a still image or a moving image close to a still image. Becomes

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例による符号化情報量制御装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a coded information amount control device according to an embodiment.

【図2】本実施例による符号化情報量制御の動作を説明
するためのグラフである。
FIG. 2 is a graph for explaining the operation of the coded information amount control according to the present embodiment.

【図3】下限値制限部の一構成例を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a lower limit value limiting unit.

【図4】従来方式による符号化情報量制御装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a coded information amount control device according to a conventional method.

【図5】従来方式による符号化情報量制御の動作を説明
するためのグラフである。
FIG. 5 is a graph for explaining the operation of the coded information amount control according to the conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直行変換部 2 量子化部 3 可変長符号化部 4 出力バッファ 5 量子化ステップ計算部 6 下限値制限部 7 フレーム内/フレーム間符号化画像選択部 8 シーンチェンジ検出部 9 平均値計算部 10 下限値メモリ 11 比較制限部 12 スイッチ 13 スイッチ 14 3接点スイッチ 1 Orthogonal Transform Section 2 Quantization Section 3 Variable Length Coding Section 4 Output Buffer 5 Quantization Step Calculation Section 6 Lower Limit Value Limiting Section 7 In-frame / Inter-frame Coded Image Selection Section 8 Scene Change Detection Section 9 Average Value Calculation Section 10 Lower limit memory 11 Comparison limiter 12 Switch 13 Switch 14 3 contact switch

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フレーム内符号化およびフレーム間符号
化によって発生する符号化情報量の時間平均値が一定に
なるように、上記符号化情報の発生量に応じて量子化ス
テップを制御する符号化情報量制御装置において、 上記フレーム内符号化による画像の量子化ステップの平
均値を求めて記憶するとともに、上記フレーム内符号化
に引き続いて行われるフレーム間符号化による画像にお
いて上記記憶された値を量子化ステップの下限値とする
下限値制限手段を設けたことを特徴とする符号化情報量
制御装置。
1. Encoding for controlling a quantization step in accordance with the amount of coded information generated so that the time average value of the amount of coded information generated by intra-frame coding and inter-frame coding becomes constant. In the information amount control device, the average value of the quantization step of the image by the intra-frame coding is obtained and stored, and the stored value in the image by the inter-frame coding performed subsequent to the intra-frame coding is stored. A coded information amount control device comprising a lower limit value limiting means for setting a lower limit value of a quantization step.
【請求項2】 シーンチェンジ画像を検出するシーンチ
ェンジ検出手段を設けるとともに、 上記シーンチェンジ検出手段によりシーンチェンジ画像
が検出されたときにも量子化ステップの平均値を求めて
記憶し、この記憶された値を量子化ステップの下限値と
するように上記下限値制限手段を構成したことを特徴と
する請求項1記載の符号化情報量制御装置。
2. A scene change detecting means for detecting a scene change image is provided, and when the scene change image is detected by the scene change detecting means, an average value of the quantization steps is calculated and stored, and this is stored. 2. The coded information amount control device according to claim 1, wherein the lower limit value limiting means is configured such that the determined value is set as the lower limit value of the quantization step.
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Cited By (3)

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