KR100273906B1

KR100273906B1 - 동화상가변비트속도부호화장치및방법

Info

Publication number: KR100273906B1
Application number: KR1019970063073A
Authority: KR
Inventors: 콘도사토시
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 2000-12-15
Also published as: KR19980042772A; CN1198640A; US6259739B1; CN1155259C

Abstract

동화상을 실시간으로 가변 속도 부호화할 수 있는 동화상 부호화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 의한 동화상 부호화 장치는 부호량 제어기를 갖는 것으로, 해당 부호량 제어기에, 화면내의 발생 부호량을 계수하는 부호량 계수기와, 화면내의 양자화폭의 평균치를 구하는 평균 양자화폭 연산기와, 상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여 단위 시간당의 발생 부호량 Sl과 평균 양자화폭 Q1을 구하는 단위 시간 정보 계산기와, 함수 f : S = f(Q)를 설정하는 함수 설정기 A와, 점(Sl, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하는 함수 설정기 B와, 상기 함수 f : S = f(Q)와 상기 함수 g : S = g(Q)와의 교점을 구하여, 그 교점의 Q의 값을 양자화폭으로서 출력하는 양자화폭 결정기를 구비하였다.

Description

동화상 가변 비트 속도 부호화 장치 및 방법{MOVING PICTURE VARIABLE BIT RATE CODING APPARATUS, MOVING PICTURE VARIABLE BIT RATE CODING METHOD, AND RECORDING MEDIUM FOR MOVING PICTURE VARIABLE BIT RATE CODING PROGRAM}

본 발명은 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치, 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법, 및 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체에 관한 것으로, 특히 화상 데이터 취입에 따른 실시간 처리에 있어서, 가변 비트 속도로 부호화를 행할 수 있는 동화상 부호화 장치, 방법, 및 프로그램 기록 매체에 관한 것이다.

최근, 동화상(moving picture)의 고능률 부호화 방법으로서 MPEG(Moving Picture Experts Group) 2 방식이 널리 사용되고 있다. MPEG2 방식에 따라 동화상을 부호화하는 경우에는, 우선 l 화면(1 프레임) 상당의 디지탈 화상 데이타를 16×16 화소의 매크로 블럭으로 분할하고, 그 매크로 블록을 8×8 화소의 블럭으로 더 분할하는 블럭화 처리를 행한다. 그리고 각 블록 마다 이산 코사인 변환(DCT)(discrete cosine transform)을 실시하여, 이산 코사인 변환 계수를 구한다. 얻어진 이산 코사인 변환 계수에 대하여, 양자화폭과 각 주파수 성분에 대응한 8×8의 양자화 행렬로 제산하는 양자화(quantize) 처리를 함으로써, 양자화 변환 계수를 생성한다. 그리고, 얻어진 양자화 변환 계수에 대하여, 가변 길이 부호화(variable length coding)를 실시하여 부호열을 얻어, 이것을 부호화 결과인 부호화 데이터로 한다.

이러한, 일련의 처리에 있어서, 양자화 처리에 이용되는 양자화폭의 값은, 부호화 처리에 있어 압축율에 큰 영향을 주며, 그 값을 크게 하면 고압축율로 되어 부호화 데이터의 양이 감소하고, 작게 하면 저압축율로 되어 부호화 데이터의 양이 증대한다. 양자화폭의 값은 처리 대상으로 하는 데이터의 매크로 블록 단위로 설정·변경할 수 있고, 이에 따라 발생 부호량을 제어할 수 있다.

도 11은 데이터 전송 속도인 비트 속도, 양자화폭, 발생 부호량, 프레임당 부호 할당량, 및 재생(playback) 화질의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이 양자화 처리는 기본적으로 제산 처리이기 때문에, 양자화폭이 클수록 발생하는 부호량은 적어지고, 따라서, 전송 속도인 비트 속도가 낮아진다. 그리고, 이 경우에는, 프레임당 할당되는 부호량이 적어지기 때문에, 부호화 데이터의 재생 화질은 열화하게 된다. 한편, 양자화폭이 작으면 부호량은 많아지고, 비트 속도가 높아지게 되어, 할당되는 부호량이 많아지기 때문에, 부호화 데이터의 화질은 양호해지게 된다.

MPEG2 TEST MODEL3에 있어서의, 발생 부호량을 제어하는 방법으로서는, GOP (Group 0f Picture) 단위로 발생 부호량을 일정하게 하도록 제어하는 고정 비트 속도 방법이 제안되어 있다.

상기한 바와 같이, 비트 속도가 높은 경우에는 압축율은 낮지만 화질이 양호하게 되기 때문에, 움직임이 큰 동화상이나 복잡한 동화상, 즉 정보량이 많은 동화상에 대해서는 바람직한 것으로 된다. 한편, 움직임이 작은 동화상이나 단순한 동화상, 즉 정보량이 적은 동화상에 대해서는, 압축율을 높게 하더라도 화질의 저하가 눈에 띄지 않기 때문에, 비트 속도를 낮게 하여 고압축율의 부호화 데이터를 얻음과 동시에, 장치의 처리 부담을 경감하는 것도 가능하게 된다.

고정 비트 속도 방법에 있어서는, 비트 속도를 일정한 값(설정 속도)으로 되도록 하는 것이기 때문에, 동화상의 성질과 장치의 처리 성능에 따라 비트 속도를 설정함으로써, 동화상의 취입에 따른 실시간 처리를 용이하게 실행할 수 있다.

그러나, 동화상의 움직임의 크기나 복잡도는 변화하는 것임에 반해, 고정 비트 속도 부호화에서는 정보량이 적은 부호화 대상이나 정보량이 많은 부호화 대상에 대해서 할당되는 부호량은 동일하게 된다.

그 때문에, 설정 비율이 낮은 경우에는 정보량이 많은 화상에 시각적인 화질 열화가 발생하여 버리게 된다. 한편 설정 비율이 높은 경우는 화질 열화는 해결되지만, 정보량이 적은 화상에 대해서는 할당한 부호량에 낭비가 많아져서, 부호화 효율이 저하된다. 이것은, 예컨대 기록 매체에 부호열을 기록하는 경우에, 기록된 동화상 데이터의 재생 시간, 즉 기록 시간이 줄어들어 버린다고 하는 문제점으로 이어진다. 또한, 이것은, 본래 더 압축하더라도 화질의 열화가 문제로 되지 않는 화상에 대하여, 압축율을 낮게 함으로써 쓸데없는 데이터를 처리 또는 기록하게 되기 때문에, 부호화 처리에 있어서의 부호화 장치의 장치 자원과 기록 매체를 효율적으로 활용할 수 없었다.

이상과 같은 문제점을 해결하기 위해서, 일본 특허 공개 평성 제 6-141298호 공보에서는, 단위 시간마다 설정 비율을 제어하여 동화상의 전체 부호량이 소정치가 되도록 발생 부호량의 제어를 함으로써, 부호화 효율을 저하시키지 않고, 화질의 향상을 도모하는 가변 비트 속도 부호화 장치가 제안되어 있다. 이러한 종래의 기술에 의한 가변 비트 속도 부호화 장치에서는, 동일한 입력 화상에 대하여 2회의 부호화 처리를 행한다. 우선, 입력 화상의 1회째의 부호화인 가부호화에서는, 고정의 양자화폭을 이용하여 처리를 행한다. 가부호화에 의해 생성된 부호열에 대해서는, 단위 시간마다 발생 부호량을 계수하여, 그 결과를 가전송 속도로서 기억한다. 그리고, 가전송 속도에 근거하여, 입력 화상의 전체 부호량이 소정치가 되도록 목표 전송 속도를 설정한다. 다음에, 입력 화상의 2회째의 부호화인 실부호화를, 각 단위 시간 마다의 목표 전송 속도에 맞도록 발생 부호량을 제어하면서 실행한다.

이와 같이 처리함으로써, 부호화 대상으로 되는 동화상의 성질에 따라 전송 속도를 이용할 수 있어, 상기의 고정 비트 속도 방법에서는 할 수 없는 화질 향상과 부호화 효율의 향상이 모두 가능하게 된다.

이상의 설명에서 도시한 바와 같이, 종래의 기술에 의한 동화상의 부호화 처리에 있어서, 고정 비트 속도 방법에 의하면, 동화상 입력에 따라 실시간으로 부호화와 부호화 결과의 기록을 실행하는 것이 가능해진다. 그러나, 고정 비트 속도에서 부호화 처리를 하는 경우에는, 동화상의 성질에 대응한 처리는 할 수 없기 때문에, 동화상의 성질의 변동에 의해서 화질의 열화나 부호화 효율의 저하를 초래하는 경우가 있었다.

가변 비트 속도 방법은 이러한 문제점에 대응한 것으로, 적절한 비트 속도의 설정을 위한 가부호화와, 해당 적절한 비트 속도에 있어서 실행하는 실부호화의 처리를 조합함으로써, 화질의 향상과 부호화 효율의 향상을 도모할 수 있는 것이다.

그러나, 종래의 가변 비트 속도 부호화 장치에서는, 부호열을 얻기 위해서 2회의 부호화 동작을 하지 않으면 안되기 때문에, 처리 시간이 적어도 동화상 전체 시간 길이의 2배의 시간이 필요하게 되고, 또한, 동화상의 전체를 한번 가부호화하고 나서 실부호화를 행하는 처리이기 때문에, 메모리 등의 기억 장치의 고용량이나 제어 장치의 고성능이 요구된다. 또한, 2회 처리를 행하는 것이기 때문에, 동화상 입력에 따라 실시간 처리를 할 수 없다.

민생용 염가 AV 기기에 의해, 또는, 이러한 AV 기기와 일반적인 퍼스널 컴퓨터 등과의 조합에 의해, 가정 등에서 일반 사용자가 현재 보급되고 있는 DVD 등의 대용량의 기록 미디어에 동화상을 포함하는 멀티미디어 데이터를 기록하고 이용하기 위해서는, 일반적인 장치 성능에 있어서, 동화상 등의 캡쳐(capture)에 따른 실시간(real-time) 처리·기록을 실행할 수 있어야 한다. 따라서, 실시간 처리를 행할 수 없고, 높은 메모리 용량이나 처리 성능을 요구하는 종래의 기술에 의한 가변 비트 속도 부호화 방법을 이용하여, 화질의 향상과 부호화 효율의 향상을 모두 도모할 수 없었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 동화상을 입력에 따른 실시간 처리에 의해 부호화해서, 고압축율로 재생 화질이 양호한 부호화 결과를 얻을 수 있는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 민생용 염가 AV 기기 또는 이러한 AV 기기와 퍼스널 컴퓨터 등이 조합된 기기에 의해, 동화상을 실시간 처리로 부호화하여, 고압축율로 재생 화질이 양호한 부호화 결과를 얻을 수 있는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 멀티미디어 타입의 퍼스널 컴퓨터 시스템이나 민생용 염가 AV 기기와 조합된 퍼스널 컴퓨터 시스템에서 실행함으로써, 동화상을 실시간 처리로 부호화하여 고압축율로 재생 화질이 양호한 부호화 결과를 얻을 수 있는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치를 실현하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 l에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치의 구성을 도시하는 블럭도,

도 2는 본 발명의 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치에 입력되는 동화상을 구성하는 프레임, 매크로 블럭, 블럭을 설명하기 위한 도면,

도 3은 실시예 1의 부호량 제어기의 구성을 도시하는 블럭도,

도 4는 실시예 1의 장치가 구비하는 함수 설정기가 설정하는 함수를 설명하기 위한 도면,

도 5는 실시예 1의 부호화 처리에 있어서의 양자화폭과 발생 부호량의 시간적 추이의 예를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명의 실시예 2의 장치가 구비하는 함수 설정기가 설정하는 함수를 설명하기 위한 도면,

도 7은 본 발명의 실시예 3의 장치가 구비하는 함수 설정기가 설정하는 함수를 설명하기 위한 도면,

도 8은 본 발명의 실시예 4의 장치가 구비하는 부호량 제어기의 구성을 도시하는 블럭도,

도 9는 실시예 4의 장치가 구비하는 함수 설정기가 설정하는 함수를 설명하기 위한 도면,

도 10은 본 발명의 실시예 5에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치의 시스템 구성도를 도시하는 블럭도,

도 11은 동화상 부호화에 있어서 비트 속도와 재생 화질과의 관계를 설명하기 위한 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 동화상 부호화 장치 101 : 블록 변환기

102 : 차분기 103, 111 : 스위치

104 : 직교 변환기 105 : 양자화기

106 : 부호량 제어기 107 : 가변 길이 부호화기

108 : 버퍼 109 : 역양자화기

110 : 역직교 변환기

112 : 움직임 보상 예측기

113 : 프레임 메모리 114 : 가산기

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 디지탈화한 동화상을 수신하여, 해당 입력에 따른 실시간 처리로 가변 비트 속도 방식에 따른 부호화 처리를 행하여 부호화열을 생성하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치에 있어서, 상기 수신된 동화상이 포함하는 각 화면을 블럭으로 분할하여 블럭화 데이터를 생성하는 블럭화 수단과, 상기 블럭화 데이터에 대해 변환 처리를 행하여 변환 계수를 생성하는 화상 변환 수단과, 상기 변환 계수에 대해 양자화폭을 이용해서 양자화 처리를 행하여 양자화 변환 계수를 생성하는 양자화 수단과, 상기 양자화 변환 계수로부터 부호열을 생성하는 부호열 생성 수단과, 단위 시간당 상기 부호열의 발생량인 발생 부호량과, 단위 시간당 상기 양자화폭의 평균을 나타내는 값으로서 얻어지는 평균 양자화폭을 이용해 제어하기 위한 함수를 설정하고, 해당 설정한 함수를 이용한 연산 처리에 의해, 상기 양자화 처리에 이용할 양자화폭을 취득하여 해당 취득한 양자화폭을 상기 양자화 수단으로 출력하는 부호량 제어 수단을 구비한 것으로서, 디지털화된 동화상 데이터의 입력에 따라, 블럭화, 변환 처리, 양자화 처리 및 부호열 생성을 실행하고, 생성된 부호열의 양에 따라 양자화 처리에 이용될 양자화폭을 설정하여, 부호화 처리와 양자화폭 제어를 병행 처리하는 것으로, 실시간 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 2에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 청구항 1의 장치에 있어서, 상기 부호량 제어 수단은 상기 부호열 생성 수단에 의해 생성된 부호열로부터 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생된 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 수단과, 상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대하여 상기 각 화면 마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 수단과, 상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 Sl과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 수단과, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f (Q)를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 제 1 함수 설정 수단과, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g (Q)를 설정하는 제 2 함수 설정 수단과, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 g를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하고, 그 구한 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 수단으로 출력하는 양자화폭 결정 수단을 구비하여, 부호화 처리의 대상이 되는 프레임 데이터에 대해 상기와 같이 구해진 Q를 양자화폭으로 이용해서 처리를 행하는 것으로, 디지털화된 동화상 데이터의 입력에 따른 부호화 처리를 실행하고, 부호화 처리와 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써, 실시간으로 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 3에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 청구항 l의 장치에 있어서, 상기 부호량 제어 수단은, 상기 부호열 생성 수단에 의해 생성된 부호열로부터, 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생된 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 수단과, 상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대하여 상기 각 화면 마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 수단과, 상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 Sl과, 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 수단과, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 제 l 함수 설정 수단과, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하고, 이어서 해당 함수 g상의 점(S1, Q1)에 있어서의 접선을 나타내는 함수 h를 설정하는 제 2 함수 설정 수단과, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1를 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 h를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하여, 그 구한 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 수단으로 출력하는 양자화폭 결정 수단을 구비하여, 적은 연산량으로 상기한 바와 같이 정한 Q를 양자화폭으로서 이용하여 처리를 행하는 것으로, 디지털화된 동화상 데이터의 입력에 따른 부호화 처리를 실행하되, 부호화 처리와, 처리 부담을 경감시킨 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써 실시간 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 4에서 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 청구항 1의 장치에 있어서, 상기 부호량 제어 수단은 해당 부호화 장치에 있어서의 비트 속도의 목표인 목표 비트 속도를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 목표 비트 속도 설정 수단과, 상기 부호열 생성 수단에 의해 생성된 부호열로부터, 발생하는 부호열에 있어서의 비트 속도인 발생 비트 속도를 취득하는 발생 비트 속도 계산 수단과, 상기 부호열 생성 수단에 의해 생성된 부호열로부터, 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생되는 부호량을 계수하여, 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 수단과, 상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대하여 상기 각 화면 마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 수단과, 상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 Sl과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 수단과, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화의 개시 전에 미리 설정하고, 그 후 상기 목표 비트 속도와 상기 발생 비트 속도와의 차에 따라 상기 설정된 함수 f를 변경하는 제 l 함수 설정 수단과, 상기 단위 시간 정보 계산 수단의 출력인 단위 시간당 발생 부호량 S1과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 점(S1, Q1)를 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하는 제 2 함수 설정 수단과, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 제 1 함수 설정 수단이 설정한 상기 함수 f와, 상기 제 2 함수 설정 수단이 설정한 상기 함수 g를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하여, 그 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 수단으로 출력하는 양자화폭 결정 수단을 구비하여, 상기와 같이 정해진 Q를 양자화폭으로서 이용하여 처리를 행하는 것으로, 디지털화된 동화상 데이터의 입력에 따른 부호화 처리를 실행하고, 또한, 비트 속도를 전체적으로 목표로서 설정된 비트 속도에 접근시키도록 제어하여, 부호화 처리와 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써, 실시간 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 5에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 청구항 1의 장치에 있어서, 상기 부호량 제어 수단은, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, Q1 〈 Q2인 때에 f(Q1) ≤ f(Q2)으로 되는 함수 f를 설정함으로써, 발생 부호량과 양자화폭과의 비례 관계를 반영한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

또한, 청구항 6에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 청구항 1의 장치에 있어서, 상기 부호량 제어 수단은, 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1과, 취득된 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 취득하는 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)로서, Q1 〈 Q2인 때에 g(Q1) ≤ g(Q2)로 되는 함수 g를 설정함으로써, 발생 부호량과 양자화폭의 비례 관계를 반영한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

또, 청구항 7에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 청구항 l의 장치에 있어서, 상기 부호량 제어 수단은, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, 직선을 나타내는 함수인 f(Q) = a × Q + b(a는 양의 실수, b는 실수)를 설정하는 것으로서, 발생 부호량과 양자화폭과의 관계를 반영한 직선을 나타내는 함수를 이용한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

또한, 청구항 8에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 청구항 4의 장치에 있어서, 상기 부호량 제어 수단은, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, 직선을 나타내는 함수인 f(Q) = a × Q + b(a는 양의 실수, b는 실수)를 설정하여, 상기 목표 비트 속도가 상기 발생 비트 속도 보다도 큰 경우에는, 상기 함수 f의 기울기가 크게 되도록 상기 함수 f의 설정을 변경하고, 상기 목표 비트 속도가 상기 발생 비트 속도보다도 작은 경우에는, 상기 함수 f의 기울기가 작아지도록 상기 함수 f의 설정을 변경하는 것으로서, 목표 비트 속도와 발생 비트 속도와의 차분에 대응하여 함수 설정을 제어함으로써, 얻어지는 비트 속도를 목표 비트 속도에 접근시키도록 도모한다.

또한, 청구항 9에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 청구항 1의 장치에 있어서, 상기 부호량 제어 수단은, 단위 시간당 발생 부호량(S)과, 단위 시간당의 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, S1 = f(Q1), S2 = f(Q2)이고, Q1 〈 Q2, S1 〈 S2인 정수 Q1, Q2, S1, S2에 대하여, Q 〈 Q1인 때에는 f(Q) = S1이며, Q1 ≤ Q ≤Q2인 때에는 f(Q) = (S2 - Sl) / (Q2 - Q1) x Q + (S1 × Q2 - S2× Q1) / (Q2 - Q1)로 되는 함수 f를 설정하는 것으로서, 발생 부호량과 양자화폭과의 관계를 반영한 직선을 나타내는 함수를 이용한 연산에 의해, 적절한 수치를 구함과 동시에 정해진 비트 속도의 한계치를 얻을 수 있게 보증한다.

또한, 청구항 10에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 청구항 1의 장치에 있어서, 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1과 취득된 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 취득된 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)로서, 쌍곡선을 나타내는 함수인 g(Q) = Q1 × S1 / Q를 설정하는 것으로서, 발생 부호량과 양자화폭과의 관계를 반영한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

또한, 청구항 11에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 청구항 1의 장치에 있어서, 외부로부터 본 장치로 동화상을 포함하는 신호를 입력하는 신호 입력 수단과, 기억 장치로의 상기 부호열의 저장을 관리하는 출력 관리 수단을 더 구비하여, TV 신호 등에 의해 입력된 동화상을, 실시간 처리하고, 화질이 양호한 가변 비트 속도 부호화를 행하여, 얻어진 부호화 결과의 기억 장치로의 저장을 행한다.

또한, 청구항 12에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법은, 디지탈화된 동화상을 수신하여, 수신에 따른 실시간 처리로 가변 비트 속도 방식에 따라 부호화 처리를 행하여 부호화열을 생성하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법에 있어서, 상기 수신된 동화상이 포함하는 각 화면을 블럭으로 분할하여 블록화 데이터를 생성하는 블럭화 단계와, 상기 블럭화 데이터에 대하여 변환 처리를 행하여 변환 계수를 생성하는 화상 변환 단계와, 상기 변환 계수에 대해 양자화폭을 이용하여 양자화 처리를 행해서 양자화 변환 계수를 생성하는 양자화 단계와, 상기 양자화 변환 계수로부터 부호열을 생성하는 부호열 생성 단계와, 단위 시간당 상기 부호열의 발생량인 발생 부호량과 단위 시간당 상기 양자화폭의 평균을 나타내는 값으로서 얻어지는 평균 양자화폭을 이용하여 제어를 위한 함수를 설정하고, 해당 설정된 함수를 이용한 연산 처리에 의해 상기 양자화 처리에 이용될 양자화폭을 취득하며, 해당 취득한 양자화폭을 상기 양자화 단계로 출력하는 부호량 제어 단계를 포함하며, 디지탈화된 동화상 데이터의 입력에 따라, 블럭화, 변환 처리, 양자화 처리 및 부호열 생성을 실행하여, 생성된 부호열의 양에 따라 양자화 처리에 이용하는 양자화폭을 설정하고, 부호화 처리와 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써 실시간으로 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 13에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법은, 청구항 l2의 방법에 있어서, 상기 부호량 제어 단계는, 상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터, 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생된 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 단계와, 상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대하여 상기 각 화면마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 단계와, 상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당의 발생 부호량 S1과 단위 시간당의 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 단계와, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 제 l 함수 설정 단계와, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하는 제 2 함수 설정 단계와, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 g를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하여, 이 구한 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 단계로 출력하는 양자화폭 결정 단계를 포함하여, 부호화 처리의 대상으로 되는 프레임의 데이터에 대하여, 상기와 같이 정한 Q를 양자화폭으로서 이용해 처리를 하는 것으로, 디지털화된 동화상 데이터의 입력에 따른 부호화 처리를 실행하고, 부호화 처리와 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써, 실시간으로 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 14에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법은, 청구항 12의 방법에 있어서, 상기 부호량 제어 단계는, 상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터, 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생하는 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 단계와, 상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대하여 상기 각 화면마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산단계와, 상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여 단위 시간당 발생 부호량 S1과, 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 단계와, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 제 1 함수 설정 단계와, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여 점(S1, Q1)를 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하고, 이어서 해당 함수 g상의 점(S1, Q1)에서의 접선을 나타내는 함수 h를 설정하는 제 2 함수 설정 단계와, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 h를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하여, 이 구한 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 단계로 출력하는 양자화폭 결정 단계를 포함하여, 적은 연산량으로 상기와 같이 정해진 Q를 양자화폭으로서 이용하여 처리를 행하는 것으로, 디지털화된 동화상 데이터의 입력에 따른 부호화 처리를 실행하고, 부호화 처리와 처리 부담을 경감시킨 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써, 실시간으로 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 15에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법은, 청구항 12의 방법에 있어서, 상기 부호량 제어 단계는, 해당 부호화 방법에 있어서의 비트 속도의 목표인 목표 비트 속도를, 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 목표 비트 속도 설정 단계와, 상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터, 발생될 부호열의 비트 속도인 발생 비트 속도를 취득하는 발생 비트 속도 계산 단계와, 상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터, 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생하는 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 단계와, 상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대해 상기 각 화면 마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 단계와, 상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 Sl과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 단계와, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화의 개시 전에 미리 설정하고, 그 후 상기 목표 비트 속도와 상기 발생 비트 속도와의 차에 따라, 상기 설정된 함수 f를 변경하는 제 1 함수 설정 단계와, 상기 단위 시간 정보 계산 단계로부터 출력된 단위 시간당 발생 부호량 Sl과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하는 제 2 함수 설정 단계와, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 g를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하여, 그 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 단계로 출력하는 양자화폭 결정 단계를 포함하여, 상기와 같이 정해진 Q를 양자화폭으로서 이용하여 처리를 행하는 것으로, 디지탈화된 동화상 데이터의 입력에 따른 부호화 처리를 실행하고, 또한 비트 속도를 전체적으로 목표로서 설정된 비트 속도에 접근시키도록 제어하여, 양자화 처리와 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써, 실시간으로 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 16에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법은, 청구항 12의 방법에 있어서, 상기 부호량 제어 단계는 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, Q1 〈 Q2인 때에 f(Q1) ≤ f(Q2)으로 되는 함수 f를 설정하는 것으로서, 발생 부호량과 양자화폭과의 비례 관계를 반영한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

또한, 청구항 17에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법은, 청구항 12의 방법에 있어서, 상기 부호량 제어 단계는, 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1와 취득된 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 취득하는 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)로서, Q1 〈 Q2인 때에 g(Q1) ≤ g(Q2)로 되는 함수 g를 설정하는 것으로서, 발생 부호량과 양자화폭의 비례 관계를 반영한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

또한, 청구항 l8에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법은, 청구항 12의 방법에 있어서, 상기 부호량 제어 단계는, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서 직선을 나타내는 함수인 f(Q) = a × Q + b(a는 양의 실수, b는 실수)를 설정하는 것으로서, 발생 부호량과 양자화폭과의 관계를 반영한 직선을 나타내는 함수를 이용한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

또한, 청구항 19에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법은, 청구항 15의 방법에 있어서, 상기 부호량 제어 단계는, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)으로서, 직선을 나타내는 함수인 f(Q) = a × Q + b(a는 양의 실수, b는 실수)를 설정하고, 상기 목표 비트 속도가 상기 발생 비트 속도보다도 큰 경우에는, 상기 함수 f의 기울기가 커지도록 상기 함수 f의 설정을 변경하고, 상기 목표 비트 속도가 상기 발생 비트 속도 보다도 작은 경우에는, 상기 함수 f의 기울기가 작아지도록 상기 함수 f의 설정을 변경하는 것으로서, 목표 비트 속도와 발생 비트 속도와의 차분에 대응하여 함수 설정을 제어함으로써, 얻어지는 비트 속도를 목표 비트 속도에 접근시키도록 도모한다.

또한, 청구항 20에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법은, 청구항 12의 방법에 있어서, 상기 부호량 제어 단계는, 단위 시간당 발생 부호량(S)과, 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, Sl = f(Q1), S2 = f(Q2)이고, Q1 〈 Q2, Sl 〈 S2인 정수 Q1, Q2, S1 S2에 대하여, Q 〈 Q1인 때에는 f(Q) = S1이며, Q1 ≤ Q ≤ Q2인 때에는 f(Q) = (S2 - Sl) / (Q2 - Q1) × Q + (sl × Q2 - S2 × Q1 / (Q2 - Q1)으로 되는 함수 f를 설정하는 것으로서, 발생 부호량과 양자화폭과의 관계를 반영한 직선을 나타내는 함수를 이용한 연산에 의해 적절한 수치를 구함과 동시에, 정해진 비트 속도의 한계치를 얻을 수 있는 것을 보증한다.

또한, 청구항 21에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법은, 청구항 12의 방법에 있어서, 상기 부호화량 제어 단계는, 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1과 취득된 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 취득하는 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)로서, 쌍곡선을 나타내는 함수인 g(Q) = Q1 × S1 / Q를 설정하는 것으로서, 발생 부호량과 양자화폭과의 관계를 반영한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

또한, 청구항 22에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체는, 디지털화된 동화상을 수신하여, 해당 수신에 따른 실시간 처리로, 가변 비트 속도 방식에 따른 부호화 처리를 행하여 부호화열을 생성하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램을 기록한 기록 매체로서, 상기 수신된 동화상이 포함하는 각 화면을 블럭으로 분할하여 블럭화 데이터를 생성하는 블럭화 단계와, 상기 블럭화 데이터에 대하여 변환 처리를 행하여 변환 계수를 생성하는 화상 변환 단계와, 상기 변환 계수에 대하여 양자화폭을 이용해 양자화 처리를 행하여 양자화 변환 계수를 생성하는 양자화 단계와, 상기 양자화 변환 계수로부터 부호열을 생성하는 부호열 생성 단계와, 단위 시간당 상기 부호열의 발생량인 발생 부호량과, 단위 시간당 상기 양자화폭의 평균을 나타내는 값으로서 얻어진 평균 양자화폭을 이용하여 제어를 위한 함수를 설정하고, 해당 설정된 함수를 이용한 연산 처리에 의해 상기 양자화 처리에 이용할 양자화폭을 취득하여 해당 취득한 양자화폭을 상기 양자화 단계로 출력하는 부호량 제어 단계를 포함하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램을 기록한 것으로서, 해당 부호화 프로그램을 컴퓨터 시스템 등에서 실행하는 것으로, 디지털화된 동화상 데이터의 입력에 따라, 블럭화, 변환 처리, 양자화 처리, 및 부호열 생성을 실행하고, 생성된 부호열의 양에 따라 양자화 처리에 이용할 양자화폭을 설정하며, 부호화 처리와 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써, 실시간으로 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 23에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체는, 청구항 22의 기록 매체에 있어서, 상기 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램의 상기 부호량 제어 단계는, 상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터, 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생하는 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 단계와, 상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대해 상기 각 화면 마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 단계와, 상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 S1과, 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 단계와, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 제 1 함수 설정 단계와, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하고, 점(S1. Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하는 제 2 함수 설정 단계와, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 g를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하고, 이 구한 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 단계로 출력하는 양자화폭 결정 단계를 포함하여, 해당 부호화 프로그램을 컴퓨터 시스템 등에서 실행하는 것으로, 부호화 처리의 대상으로 하는 프레임의 데이터에 대해 상기와 같이 정해진 Q를 양자화폭으로서 이용하여 처리를 행하는 것으로, 디지털화된 동화상 데이터의 입력에 따른 부호화 처리를 실행하고, 부호화 처리와 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써, 실시간으로 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 24에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체는, 청구항 22의 기록 매체에 있어서, 상기 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램의 상기 부호량 제어 단계는, 상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터, 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생하는 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 단계와, 상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대하여, 상기 각 화면 마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 단계와, 상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 S1과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 단계와, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 제 l 함수 설정 단계와, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하고, 이어서 해당 함수 g상의 점(S1, Q1)에 있어서의 접선을 나타내는 함수 h를 설정하는 제 2 함수 설정 단계와, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 h를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하고, 이 구한 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 단계로 출력하는 양자화폭 결정 단계를 포함하여, 해당 부호화 프로그램을 컴퓨터 시스템 등에서 실행하는 것으로, 적은 연산량으로 상기와 같이 구해진 Q를 양자화폭으로서 이용하여 처리를 하는 것으로, 디지탈화한 동화상 데이터의 입력에 따른 부호화 처리를 실행하여, 부호화 처리와, 처리 부담을 경감시킨 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써, 실시간으로 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 25에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체는, 청구항 22의 기록 매체에 있어서, 상기 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램의 상기 부호량 제어 단계는, 해당 부호화 프로그램 기록 매체에서의 비트 속도의 목표인 목표 비트 속도를, 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 목표 비트 속도 설정 단계와, 상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터, 발생되는 부호열의 비트 속도인 발생 비트 속도를 취득하는 발생 비트 속도 계산 단계와, 상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터, 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생되는 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 단계와, 상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대해 상기 각 화면마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 단계와, 상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 S1와 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 단계와, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화의 개시 전에 미리 설정하고, 그 후 상기 목표 비트 속도와 상기 발생 비트 속도와의 차에 따라, 상기 설정한 함수 f를 변경하는 제 1 함수 설정 단계와, 상기 단위 시간 정보 계산 단계의 출력인 단위 시간당 발생 부호량 S1과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하는 제 2 함수 설정 단계와, 상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 g를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하고, 그 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 단계로 출력하는 양자화폭 결정 단계를 포함하여, 해당 부호화 프로그램을 컴퓨터 시스템 등에서 실행하는 것으로, 상기와 같이 구해진 Q를 양자화폭으로서 이용하여 처리를 행함으로써, 디지탈화한 동화상 데이터의 입력에 따른 부호화 처리를 실행하고, 또한, 비트 속도를 전체적으로 목표로서 설정된 비트 속도에 접근시키도록 제어하는 것으로, 부호화 처리와 양자화폭 제어를 병행 처리함으로써, 실시간으로 가변 비트 속도 부호화를 행한다.

또한, 청구항 26에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체는, 청구항 22의 기록 매체에 있어서, 상기 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램의 상기 부호량 제어 단계는, 단위 시간당 발생 부호량(S)과, 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, Q1 〈 Q2인 때에 f(Q1) ≤ f(Q2)으로 되는 함수 f를 설정하는 것으로서, 해당 부호화 프로그램을 컴퓨터 시스템 등에서 실행함으로써, 발생 부호량과 양자화폭과의 비례 관계를 반영한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

또, 청구항 27에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체는, 청구항 22의 기록 매체에 있어서, 상기 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램의 상기 부호량 제어 단계는, 취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl과, 취득된 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 취득하는 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)로서, Q1 〈 Q2인 때에 g(Q1) ≤ g(Q2)로 되는 함수 g를 설정하는 것으로서, 해당 부호화 프로그램을 컴퓨터 시스템 등에서 실행함으로써, 발생 부호량과 양자화폭의 비례 관계를 반영한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

또한, 청구항 28에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체는, 청구항 22의 기록 매체에 있어서, 상기 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램의 상기 부호량 제어 단계는, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, 직선을 나타내는 함수인 f(Q) = a × Q + b(a는 양의 실수, b는 실수)를 설정하는 것으로서, 해당 부호화 프로그램을 컴퓨터 시스템 등에서 실행함으로써, 발생 부호량과 양자화폭과의 관계를 반영한 직선을 나타내는 함수를 이용한 연산에 의해, 적절한 수치를 구한다.

또한, 청구항 29에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체는, 청구항 25의 기록 매체에 있어서, 상기 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램의 상기 부호량 제어 단계는, 단위 시간당 발생 부호량(S)과, 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, 직선을 나타내는 함수인 f(Q) = a × Q + b(a 는 양의 실수 및 b 는 실수)를 설정하여, 상기 목표 비트 속도가 상기 발생 비트 속도 보다도 큰 경우에는, 상기 함수 f의 기울기가 커지도록 상기 함수 f의 설정을 변경하고, 상기 목표 비트 속도가 상기 발생 비트 속도 보다도 작은 경우에는, 상기 함수 f의 기울기가 작아지도록 상기 함수 f의 설정을 변경하는 것으로서, 해당 부호화 프로그램을 컴퓨터 시스템 등에서 실행하는 것으로, 목표 비트 속도와 발생 비트 속도와의 차분에 대응해서 함수 설정을 제어함으로써, 얻어지는 비트 속도를 목표 비트 속도에 접근시키도록 도모한다.

또한, 청구항 30에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체는, 청구항 22의 기록 매체에 있어서, 상기 동화상 가변 비트 비율 부호화 프로그램의 상기 부호량 제어 단계는, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, S1 = f(Q1), S2 = f(Q2)이고, Q1 〈 Q2, Sl 〈 S2인 정수 Q1, Q2, S1, S2에 대하여, Q 〈 Q1인 때에는 f(Q) = S1이며, Q1 ≤ Q ≤ Q2인 때에는 f(Q) = (S2 - Sl) / (Q2 - Q1) × Q + (S1 × Q2 - S2 × Q1) / (Q2 - Q1)로 되는 함수 f를 설정하는 것으로서, 해당 부호화 프로그램을 컴퓨터 시스템 등에서 실행함으로써, 발생 부호량과 양자화폭과의 관계를 반영한 직선을 나타내는 함수를 이용한 연산에 의해 적절한 수치를 구함과 동시에, 정해진 비트 속도의 한계치를 얻을 수 있게 보증한다.

또한, 청구항 31에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램 기록 매체는, 청구항 22의 기록 매체에 있어서, 상기 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램의 상기 부호화량 제어 단계에서는, 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1과, 취득된 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 취득하는 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)로서, 쌍곡선을 나타내는 함수인 g(Q) = Q1 × S1 / Q를 설정하는 것으로서, 해당 부호화 프로그램을 컴퓨터 시스템 등에서 실행함으로써, 발생 부호량과 양자화폭과의 관계를 반영한 연산에 의해 적절한 수치를 구한다.

이하, 도면을 참조하면서, 부호화 방법으로서 MPEG2 방식을 이용한 경우의 본 발명에 따른 동화상 부호화 장치에 대하여 설명한다.

(실시예 1)

본 발명의 실시예 1에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 발생되는 부호량에 따라 복잡도를 구하고, 해당 구한 복잡도에 따라 양자화폭을 설정하여 부호화 처리를 행한다.

도 1은 본 실시예 1에 따른 동화상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블럭도이다. 도시하는 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 동화상 부호화 장치(100)는, 블럭 변환기(101)와, 차분기(102)와, 스위치(103, 111)와, 직교 변환기(104)와, 양자화기(105)와, 부호량 제어기(106)와, 가변 길이 부호화기(107)와, 버퍼(108)와, 역양자화기(109)와, 역직교 변환기(110)와, 움직임 보상 예측기(112)와, 프레임 메모리(113)와, 가산기(114)를 구비하고 있다.

블럭 변환기(101)는 해당 장치에 입력되는 디지탈화된 동화상 데이터인 입력 화상에 대해 부호화 처리를 할 수 있도록 블럭 분할 처리를 행하여, 블럭화 데이터인 매크로 블럭을 생성하는 블럭 변환 수단으로서 기능한다. 차분기(102)는 블럭화된 입력 화상 데이타인 매크로 블럭과 후술하는 예측 화상과의 차분을 취득한다. 스위치(103)는 부호화 모드에 대응하여, 직교 변환기(104)에 대해 입력되는 처리 대상을 전환시킨다. 직교 변환기(104)는 입력된 데이터에 대해 이산 코사인 변환(DCT) 처리 등의 직교(quadrature) 변환 처리를 행하여 직교 변환 계수를 생성하는 화상 변환 수단으로서 기능한다. 양자화기(105)는 직교 변환 계수에 대해 후술하는 부호량 제어기(106)로부터 출력되는 양자화폭을 이용해서 양자화 처리를 행하여 양자화 직교 변환 계수를 생성하는 양자화 수단으로서 기능한다.

부호량 제어기(106)는 해당 부호화 장치가 생성하는 부호화 결과로부터 각 화면내의 발생 부호량을 계수하는 부호량 계수 수단, 각 화면내의 평균 양자화폭을 구하는 평균 양자화폭 연산 수단 및 계수한 각 프레임의 부호량과 양자화폭을 이용하여 프레임의 복잡도를 구하고, 그 복잡도로부터 새로운 양자화폭을 결정하는 양자화폭 결정 수단으로서 기능하며, 해당 결정된 새로운 양자화폭을 양자화기로 출력한다.

가변 길이 부호화기(107)는 양자화 변환 계수에 대해 가변 길이 부호화 처리를 행하는 것으로서, 해당 부호화 장치(100)의 장치 출력인 부호열을 생성하는 부호 생성 수단으로서 기능한다. 버퍼(108)는 가변 길이 부호화기(107)로부터 출력되는 부호열을 일시 기억한다. 역(inverse)양자화기(109)는 양자화 직교 변환계수에 대해 양자화기(105)의 양자화 처리에 대한 역처리인 역양자화 처리를 하여 복호 직교 변환 계수를 생성한다. 역직교 변환기(110)는 복호 직교 변환 계수에 대해 직교 변환기(104)의 직교 변환 처리에 대한 역처리인 역직교 변환 처리를 하여 국소 복호 화상을 생성한다. 스위치(111)는 부호화 모드에 대응하여 가산기(114)에 대한 예측 화상의 출력 유무를 전환시킨다. 움직임 보상 예측기(motion compensation predictor)(112)는 입력된 데이터에 대하여 움직임 예측을 행하여 움직임 벡터(motion vector)를 취득한다. 프레임 메모리(113)는 참조(reference) 화상으로서 이용되는 화상 데이터를 기억한다. 가산기(114)는 국소 복호 화상과 예측 화상과의 가산 처리를 행한다.

MPEG2 등에 따른 동화상의 부호화에 있어서는, 동화상이 디지탈화된 일련의 정지 화상(프레임 화상)으로 이루어지는 디지탈 영상 데이터에 대하여 압축 부호화 처리를 행하는 것으로, 이 처리에 대해서는, 1 프레임(1 화면 상당)의 정지 화상에 대해 그의 공간적 상관 관계(프레임내의 상관 관계)에 근거하여 리던던시(redundancy)를 제거하고 압축을 행하는 프레임내(intra frame) 부호화와, 시간적으로 근접하는, 예컨대, 연속하는 프레임의 정지 화상에 대해 그의 시간적 상관 관계(프레임간의 상관 관계)에 근거하여 리던던시를 제거하고 압축을 행하는 프레임간(inter frame) 부호화가 있다.

통상, 기본적으로 프레임내 부호화가 행해지지만, 프레임간 부호화도 행함으로써, 고압축률의 부호화 데이터가 얻어진다. 프레임간 부호화를 행하는 경우, 예측 화상과 부호화 대상인 화상과의 차분을 구하고, 이 차분을 부호화함으로써 압축률을 향상시키는 것으로서, 이 예측 화상의 생성에 대해서는, 부호화 처리 대상 데이터의 직전의 데이터에 근거하여 예측을 행하는 순방향 예측(forward), 직후의 데이터에 근거하여 예측을 행하는 역방향(backward) 예측, 또는 순방향 및 역방향 예측을 행하는 쌍방향(bidirectionally) 예측중 어느 하나에 의해 이루어진다. 일반적으로 프레임내 부호화를 「I」, 순방향 예측 부호화를 「P」, 쌍방향 예측 부호화(역방향을 포함함)를 「B」라고 표기한다.

도 2는 본 실시예 1에 있어서의 부호화 모드를 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 동화상 부호화 장치에 입력되는 동화상을, 도 2a에 도시하는 바와 같은 프레임(201∼227···)으로 구성되어 있는 것으로 하고, 도면에서 프레임(201∼227)은 프레임(201)을 선두로 하여 시간 순서대로 늘어서 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 각 프레임(201∼227)에 부기된 I, P, B의 기호는, 각 프레임이 각각 I 픽쳐(프레임내 부호화 화상), P 픽쳐(프레임간 순방향 예측 부호화 화상), B 픽쳐(프레임간 쌍방향 예측 부호화 화상)로 설정된 것임을 나타내고 있다. 이러한 설정에 따라, 본 실시예 1에 따른 부호화 장치에서는, 프레임내 부호화, 프레임간 순방향 예측 부호화, 또는 프레임간 쌍방향 예측 부호화중 어느 부호화 모드로 할 것인지를 결정하여 부호화 처리를 행한다.

이하에, 「A. 프레임내 부호화」, 「B. 프레임간 순방향 예측 부호화」 및 「C. 프레임간 쌍방향 예측 부호화」를 행하는 경우의 본 실시예 1에 따른 부호화 장치의 개략 동작을 설명한다.

A. 프레임내 부호화

우선, 프레임내 부호화를 행하는 경우의 동화상 부호화 장치의 기본 동작에 대하여 설명한다. 본 실시예 1에 있어서, 스위치의 전환에 대한 설명은 생략하였는데, 이 경우 본 실시예 1에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치에서는, 도 1에서, 스위치(103)는 b에 접속되고, 스위치(111)는 접속되지 않는 상태로 된다.

동화상 부호화 장치(100)에 I픽쳐인 입력 화상이 입력된다. 입력된 프레임 화상은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 블럭 변환기(101)에 의해 16×16 화소로 이루어지는 매크로 블럭으로 분할된다. 스위치(103)는 b에 접속되어 있기 때문에, 매크로 블럭은 가산기(102)를 경유하지 않고 직교 변환기(104)에 입력된다. 직교 변환기(104)는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 1개의 매크로 블럭을 8×8화소로 이루어지는 블럭으로 분할하고, 각 블럭마다 직교 변환을 실시하여, 각 블럭을 직교 변환 계수로 변환한다.

다음에, 직교 변환 계수는, 직교 변환기(104)로부터 양자화기(105)로 출력되며, 양자화기(105)에서 양자화 처리를 실시한다. 이 양자화 처리는, 직교 변환 계수에 대해 부호량 제어기(106)에 의해 인가되는 양자화폭과 각 주파수 성분에 대응한 8×8의 양자화 행렬을 이용하여 제산함으로써 실행된다. 양자화 처리에 의해 얻어진 양자화 직교 변환 계수는 가변 길이 부호화기(107)에 입력되고, 가변 길이 부호화기(107)에서 부호열로 변환되어 버퍼(108)에 입력된다. 버퍼(108)에 입력된 부호열은 소정의 비율로, 버스트적 혹은 연속적으로 판독되고, 해당 동화상 부호화 장치(100)의 출력인 부호화 결과로서 축적 미디어 등에 축적되는 데이터로 된다.

한편, 양자화기(105)로부터는, 양자화 직교 변환 계수가 역양자화기(109)로도 출력되며, 역양자화기(109)에서 양자화 처리의 역처리인 역양자화 처리를 실시하여 역직교 변환기(110)로 출력한다. 그리고, 역직교 변환기(110)에 의해, 직교 변환 처리의 역처리인 역직교 변환이 실시되어 국소 복호화 화상으로 된다. 스위치(111)는 접속되어 있지 않기 때문에, 국소 복호화 화상은 그대로 프레임 메모리(113)에 저장되게 된다.

B. 프레임간 순방향 예측 부호화

다음에, 입력 프레임이 P 픽쳐인 경우의, 동화상 부호화 장치의 기본 동작에 대하여 설명한다. 프레임간 부호화를 행하는 경우, 본 실시예 1에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치에서는, 도 1에서 스위치(103)는 a에 접속되며, 스위치(111)는 접속된 상태로 된다.

동화상 부호화 장치에 입력된 프레임 화상은, I 픽쳐인 경우와 마찬가지로, 우선 블럭 변환기(101)에 의해 16×16 화소로 이루어지는 매크로 블럭으로 분할된다. 매크로 블럭은 움직임 보상 예측기(112)에 입력되며, 프레임 메모리(113)에 저장된 국소 복호화 화상을 참조 화상으로서 이용하여 움직임 예측이 행해진다. 순방향 예측 부호화를 행하는 경우, 직전에 부호화 처리되어 저장된 I픽쳐 또는 P픽쳐의 화상을 참조 프레임으로 이용한다. 예컨대, 부호화 대상인 프레임 화상이 도 2a에 도시된 프레임(204)(P픽쳐)인 경우에는, 프레임 메모리(113)에 저장된 프레임(201)(I픽쳐)의 국소 복호화 화상을 참조 프레임으로 이용하고, 마찬가지로 부호화 대상이 프레임(207)(P픽쳐)인 경우에는, 프레임(204)(P픽쳐)을 참조 프레임으로 이용하여 움직임 예측을 행한다. 움직임 예측에 의해 얻어진 부호화 대상인 프레임 화상의 움직임 벡터는, 가변 길이 부호화기(107)에도 출력되어, 가변 길이 부호화기(107)에 의해 가변 길이 부호화되어, 해당 동화상 부호화 장치의 출력에 더해진다. 움직임 보상 예측기(112)는 또한 움직임 예측에 의해 예측 화상을 생성하여, 이것을 차분기(102)와 스위치(111)로 출력한다.

한편, 입력된 프레임 화상의 매크로 블럭은 차분기(102)에 입력되어 보상 참조 화상의 매크로 블럭과의 차분이 취해지고, 차분기(102)는 그 차분값을 차분 매크로 블럭으로서 직교 변환기(104)로 출력한다.

스위치(103)는 a에 접속되어 있기 때문에, 차분기(102)에 의해 차분 블럭이 직교 변환기(104)에 입력되게 된다. 차분 매크로 블럭은, I픽쳐인 경우와 마찬가지로, 직교 변환기(104), 양자화기(105), 가변 길이 부호화기(107)에 의해 부호열로 변환되어, 버퍼(108)에 입력된다. 이 입력된 부호열이 판독되어 해당 동화상 부호화 장치(100)의 출력으로 되는 점에 대해서는 전술한 A의 경우와 마찬가지이다.

또한, 차분 매크로 블럭의 양자화 직교 변환 계수는 역양자화기(109)에도 입력되어 역양자화가 실시되고, 또한 역직교 변환기(110)에 의해 역직교 변환이 실시된 후, 국소 복호화 화상이 가산기(114)로 출력된다. 입력 프레임이 P픽쳐인 경우, 스위치(111)는 접속되어 있고, 움직임 보상 예측기(112)로부터 출력된 예측 화상이 가산기(114)에 입력되기 때문에, 국소 복호화 화상과 예측 화상과의 가산이 가산기(114)에 의해 실행되어, 얻어진 새로운 국소 복호화 화상이 프레임 메모리(113)에 저장된다.

C. 프레임간 쌍방향 예측 부호화

프레임간 부호화를 행하는 경우이기 때문에, B의 경우와 마찬가지로, 도 1의 스위치(103)는 a에 접속되고, 스위치(111)는, 접속된 상태로 된다.

이 경우에는, 움직임 보상 예측기(112)에 의한 움직임 예측시의 동작과, 프레임 메모리(113)에 대한 국소 복호화 화상의 저장시의 동작만이, 「B. 프레임간 순방향 예측 부호화」와 다른 것으로 된다.

입력 프레임이 B픽쳐인 경우, 움직임 보상 예측기(112)는 입력된 부호화 대상인 프레임 화상의 매크로 블럭에 대해 I픽쳐 또는 P픽쳐의 프레임 화상을 참조 프레임으로 해서 전후의 프레임 화상을 참조하여 움직임 예측을 행한다. 예컨대, 도 2a의 프레임(206)(B픽쳐)이 부호화 대상의 프레임인 경우, 움직임 보상 예측기(112)는, 프레임 메모리(113)에 저장된 프레임(204)(P픽쳐)과 프레임(207)(P픽쳐)의 국소 복호화 화상을 참조 프레임으로서 이용하여 움직임 예측을 행한다.

또한, 「B. 프레임간 순방향 예측 부호화」 및 「C. 프레임간 쌍방향 예측 부호화」에서 설명한 바와 같이, 어떠한 경우에 있어서도, I픽쳐 또는 P픽쳐의 프레임 화상만이 참조 프레임으로 될 뿐, B픽쳐의 프레임 화상은 참조 프레임으로는 되지 않기 때문에, 입력 프레임이 B 픽쳐인 경우에는, 국소 복호화 화상을 생성할 필요가 없어, 프레임 메모리(113)의 내용은 변화하지 않는다.

그 외의 동작에 대해서는, 「B. 프레임간 순방향 예측 부호화」와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

이상과 같은 동작에 있어서, 입력된 동화상이 처리되어, 부호화 결과인 부호열이 출력되게 된다. 한편, 부호량 제어기(106)는 버퍼(108)에 입력된 부호량을 계수하고, 계수한 각 프레임의 부호량과 양자화폭을 이용하여 프레임의 복잡도를 구하며, 그 복잡도로부터 새로운 양자화폭을 결정하여, 그것을 양자화기(105)로 보낸다. 이러한 부호량 제어기(106)의 내부 구성 및 동작에 대하여 이하에 설명한다.

도 3은 부호량 제어기(106)의 내부 구성을 도시하는 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 부호량 제어기(106)는 부호량 계수기(301)와, 평균 양자화폭 연산기(302)와, 단위 시간 정보 계산기(303)와, 제 1 함수 설정기인 함수 설정기 A(304)와, 제 2 함수 설정기인 함수 설정기 B(305)와, 양자화폭 결정기(306)를 구비하고 있다.

부호량 계수기(301)는 가변 길이 부호화기(107)로부터 출력되어 버퍼(108)에 일시 축적된 부호열에 근거하여, 각 화면내의 발생 부호량을 계수한다. 평균 양자화폭 연산기(302)는, 각 화면내의 평균 양자화폭을 구한다. 단위 시간 정보 계산기(303)는 각 화면내의 발생 부호량과 평균 양자화폭을 이용하여, GOP당 환산된 발생 부호량, 복잡도 및 양자화폭을 취득한다. 함수 설정기 A(304) 및 함수 설정기 B(305)는 제어를 위해 연산 처리에 이용되는 함수를 설정한다. 양자화폭 결정기(306)는 설정된 함수를 이용하여, 양자화기(105)가 이용해야 할 양자화폭을 취득한다.

다음에, 도 2a에 도시된 동화상을 부호화하는 경우의 부호량 제어기(106)의 상세한 동작에 대해 이하에 설명한다.

도 2a에 도시된 동화상을 구성하는 프레임 화상에 대한 부호화 처리의 순서는, I, P, B 각 타입에 관하여, 선두의 프레임은 최초에 부호화할 것 및 쌍방향 예측을 수반하는 프레임에 대해서는 전후의 프레임이 부호화 처리되어야 할 것을 고려하여, 이하와 같이 설정된다. 즉, 프레임(201)(I픽쳐), (204)(P픽쳐), (202)(B픽쳐), (203)(B픽쳐), (207)(P픽쳐), (205)(B픽쳐), (206)(B픽쳐)의 순이고, 이 순서에 따라서 각 프레임이 동화상 부호화 장치에 입력된다. I, P, B 픽쳐의 각각 선두로 되는 프레임에 대해서는 고정 설정된 양자화폭을 이용하여 부호화를 행하기 때문에, 양자화폭 결정기(306)는 프레임(201)(I픽쳐), (204)(P픽쳐), (202)(B픽쳐)에 대해 해당 설정된 양자화폭을 양자화기(105)로 출력한다. 또, 여기서는 부호화 대상으로 되는 프레임내의 모든 매크로 블럭에 대하여, 이 양자화폭을 이용하여 양자화하는 것으로 한다.

본 실시예 1에 따른 동화상 부호화 장치에서는, 상기한 바와 같은 동작에 의해 프레임(201, 204, 202)을 부호화하여, 그 결과 얻어지는 부호열을 버퍼(108)에 축적한다. 이 동안, 부호량 계수기(301)는 버퍼(108)로부터 발생 부호량을 취득하여, 각 프레임의 발생 부호량을 계수한다. 한편, 평균 양자화폭 연산기(302)는, 각 프레임마다 출력되는 양자화폭을 이용하여, 각 프레임의 평균 양자화폭을 구한다. 이 때의 I, P, B 픽쳐의 각 발생 부호량을 각각 Si, Sp, Sb로 나타내며, 각 평균 양자화폭을 각각 Qi, Qp, Qb로 나타내는 것으로 한다. 따라서, 프레임(201, 204, 202)의 부호화가 종료되는 시점에 있어서의 발생 부호량은 각각 Si, Sp, Sb로 되며, 각 평균 양자화폭은 Qi, Qp, Qb로 된다.

프레임(201, 204, 202)의 다음은 프레임(203)의 부호화를 행하지만, 이 부호화 처리에 앞서, 양자화폭 결정기(306)에 의해 프레임(206)에 대한 양자화폭이 출력되어 있을 필요가 있다. 도 4는, 본 실시예 1에 있어서의 함수 설정을 설명하기 위한 도면이다. 이하에, 본 실시예 1의 부호량 제어기(106)에 의한 양자화폭 설정시의 동작을 도 4를 이용하여 설명한다.

우선, 단위 시간 정보 계산기(303)가 부호량 계수기(301)의 출력 Si, Sp, Sb와 평균 양자화폭 연산기(302)의 출력 Qi, Qp, Qb를 이용하여, 수학식 1∼수학식 3에 의해 1GOP 환산의 발생 부호량 Sg, 복잡도 Xg, 양자화폭 Qg를 구한다.

수학식 1의 Np, Nb는 각각 1GOP에 포함되는 P, B 픽쳐 수이다. MPEG2에 있어서는, 적어도 1개의 I 픽쳐를 포함하도록 그룹이 만들어지는 것으로서, 예컨대, 도 2a의 동화상의 경우에는, I픽쳐인 (201)을 포함하는 (201∼212)를 1GOP로 하기 때문에, Np는 3, Nb는 8로 된다. 이하, Sg, Xg, Qg의 값이 각각 S1, X1, Q1으로 된 것으로 가정하여 설명을 계속한다.

함수 설정기 B(305)는 단위 시간 정보 계산기(303)의 출력인 1GOP 환산의 양자화폭 Q1과 발생 부호량 S1과의 값을 이용하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 횡축을 Qg, 종축을 Sg로 한 좌표상에서, 점 a(Q1, S1)를 지나는 쌍곡선 A를 함수 g로서 설정한다. 함수 설정기 A(304)에 있어서는, 부호화에 앞서 미리 함수 설정이 되어 있는 것이며, 함수 f로서 직선 B가 설정되어 있던 것으로 한다. 이 직선 B의 기울기 α는, 목표 비트 속도의 고저에 따라 결정되는 양의 정수로서, 목표 비트 속도가 높은 경우는 기울기 α를 크게 설정하고, 목표 비트 속도가 낮은 경우는 기울기 α를 작게 설정하는 것이다.

다음에, 양자화폭 결정기(306)는 쌍곡선 A와 직선 B의 교점 b(Q2, S2)를 구한다. Q2는 수학식 4에 의해 구할 수 있다.

양자화폭 결정기(306)는 이 Q2를 프레임(203)에 대한 처리시에 이용해야 하는 양자화폭으로 하여, 양자화기(105)에 대하여 출력한다.

프레임(203)을 부호화하고 있는 동안, 부호량 계수기(301)는 프레임(203)의 발생 부호량을 계수하고, 평균 양자화폭 연산기(302)는 평균 양자화폭을 구한다. 이 프레임(203)은 B 픽쳐이고, 프레임(203)의 부호화가 종료된 시점의 발생 부호량은 Sb, 평균 양자화폭은 Qb로 된다.

프레임(203)의 다음에 프레임(206)의 부호화를 행하지만, 이 부호화 처리에 앞서, 양자화폭 결정기(306)에 의해 프레임(203)에 대한 양자화폭이 출력되고 있을 필요가 있다. 우선, 단위 시간 정보 계산기(303)가 부호량 계수기(301)의 출력 Si, Sp, Sb와 평균 양자화폭 연산기(302)의 출력 Qi, Qp, Qb를 이용하여, 다시 수학식 1∼수학식 3에 의해 1GOP 환산의 발생 부호량 Sg, 복잡도 Xg, 양자화폭 Qg를 구한다. 여기서 Sg, Xg, Qg의 값이, 각각 S3, X3, Q3로 된 것으로 가정한다.

함수 설정기 B(305)는 단위 시간 정보 계산기(303)의 출력인 1GOP 환산의 양자화폭 Q3과 발생 부호량 S3의 값을 이용하여, 도 4에 도시된 바와 같이 점 c(Q3, S3)를 지나는 쌍곡선 C를 함수 g로서 설정한다. 그리고 양자화폭 결정기(306)는 이 쌍곡선 C와 함수 설정기 A(304)에 의해 설정된 직선 B와의 교점 d(Q4, S4)를 구한다. Q4는 수학식 5에 의해 구할 수 있다.

양자화폭 결정기(306)는 이 Q4를 프레임(206)을 부호화시의 양자화폭으로 하여 양자화기(105)로 출력한다.

프레임(206)을 부호화하고 있는 동안, 부호량 계수기(301)는 프레임(206)의 발생 부호량을 계수하고, 평균 양자화폭 연산기(302)는 평균 양자화폭을 구한다. 이 프레임(206)은 B 픽쳐이고, 프레임(206)의 부호화가 종료된 시점의 발생 부호량은 Sb, 평균 양자화폭은 Qb로 된다.

이상과 같은 동작을 반복함으로써, 발생되는 부호량에 대응하여 양자화폭이 결정되며, 해당 결정된 양자화폭을 이용하여 부호화 처리가 속행된다. 즉, 임의의 프레임 M을 부호화하는 경우, 프레임 M 직전의 I, P, B 픽쳐의 프레임내 발생 부호량을 각각 부호량 계수기(301)에 의해 계수하여 그들의 값을 Si, Sp, Sb로 하고, 프레임내 양자화폭의 평균값을 각각 평균 양자화폭 연산기(302)에 의해 연산하여 그들의 값을 Qi, Qp, Qb로 하고, 단위 시간 정보 계산기(303)에 의해 이들 Si, Sp, Sb 및 Qi, Qp, Qb의 값으로부터 수학식 1∼수학식 3을 이용하여 Sg, Xg, Qg를 구한다. 그리고, 양자화폭 결정기(306)에 의해, 함수 설정기 A(304)가 설정한 소정의 직선 B와, 함수 설정기 B(305)가 설정한 (Qg, Sg)를 지나는 쌍곡선 A, C와의 교점을 구하여, 그 교점의 Qg의 값을 프레임 M의 양자화폭으로 하여 양자화기(105)로 출력한다.

도 5는 입력 화상을 부호화한 경우의, 1GOP 환산의 양자화폭 Qg과, 발생 부호량 Sg과의 시간적 추이의 예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 동화상 부호화 장치에서는, 양자화폭 Qg과 발생 부호량 Sg가 거의 비례 관계가 되도록 부호화가 행해진다.

이와 같이, 본 실시예 1에 따른 동화상 부호화 장치에 의하면, 부호량 계수기(301), 평균 양자화폭 연산기(302), 단위 시간 정보 계산기(303), 제 1 함수 설정기인 함수 설정기 A(304), 제 2 함수 설정기인 함수 설정기 B(305), 및 양자화폭 결정기(306)를 내포하는 부호량 제어기(106)를 구비함으로써, 도 4에 도시된 바와 같은 함수 f:S = f(Q)를 이용해 부호량에 따라 양자화폭을 설정하는 제어를 행하여, 1GOP 환산의 평균 양자화폭 Qg와 발생 부호량 Sg의 관계가 항상 함수 f를 만족시키도록 되어 있기 때문에, 이와 같이 설정된 양자화폭을 이용함으로써, 정보량이 많은 프레임에는 많은 부호량을 할당하고, 정보량이 적은 프레임은 적은 부호량으로 부호화하는 것이 가능하게 되어, 종래의 기술에서 화상의 성질에 관계없이 할당되는 부호량이 일정하게 되는 고정 비트 속도 부호화에 비해, 부호화 효율을 저하시키는 일없이, 부호화 데이터의 화질의 향상을 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 또한 종래의 기술에 따른 가변 비트 속도 부호화에서는 행할 수 없었던, 동화상의 입력에 따른 실시간 처리를 행할 수 있는 것으로서, 염가이며 보급형의 AV 기기나 일반적인 컴퓨터 시스템 등을 이용한 경우에도, 동화상 취입에 따른 실시간 처리를 행하여, 단시간으로 간편하게 고화질의 부호화 데이터를 얻는 것이 가능해진다.

또, 본 실시예 1에 있어서는, 도 2에 도시된 화상 포맷을 갖는 동화상을 부호화 처리의 대상으로 하는 것으로서 설명하였지만, 이것은 일예이고, 다른 화상 포맷을 갖는 동화상에 대해서도 마찬가지로, 실시간 처리에 있어서의 가변 비트 속도 부호화를 행하는 것이 가능해진다.

(실시예 2)

본 발명의 실시예 2에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 실시예 1과 마찬가지로, 발생하는 부호량에 따라 양자화폭을 설정하는 것이나, 이러한 제어에 있어서 이용되는 함수가 실시예 1과 상이하다.

본 실시예 2에 따른 동화상 부호화 장치는, 부호량 제어기(106)(도 1)가 갖는 함수 설정기 A(304)와 양자화폭 결정기(306)의 기능이 실시예 1과 다르지만, 전체 구성 및 부호량 제어기(106)의 내부 구성은 실시예 1과 동일하며, 설명에는 도 1 및 도 3을 이용한다. 또한, 본 실시예 2에 따른 동화상 부호화 장치에 있어서 부호화 처리시의 개략적인 동작도 실시예 1에서 설명한 A.∼C.와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 도 6은, 본 실시예 2에 있어서의 함수 설정을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시예 2에 따른 동화상 부호화 장치에 의한 동화상 부호화 처리시의 부호량 제어기(106)의 동작에 대해 도 6을 참조하면서 설명한다.

실시예 1에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 함수 설정기 A(304)가 함수 f로서 직선 B를 설정했었지만, 본 실시예 2에서는 도 6에 도시하는 바와 같이 함수 D를 함수 f로서 이용하고 있다. 실시예 1에서 이용된 직선 B는 도 6에 있어서 점선으로 표시되는 직선이다. 함수 D상의 발생 부호량 S7, S8의 값은 각각 목표 최저 비트 속도와 목표 최고 비트 속도에 대응하는 것으로 된다. 즉, 본 실시예 2에서의 함수 D에 있어서는, 부호량 Sg가 S7과 S8 사이의 값을 취하는 경우에는 부호화량 Sg와 양자화폭 Qg와의 관계가 실시예 1과 마찬가지로 직선 관계를 나타내고, 이 범위 밖에서는 Sg가 일정값 S7 또는 S8을 취한다.

이로부터 부호화하고자 하는 프레임 M의 양자화폭을 결정할 때에, 단위 시간 정보 계산기(303)가 구한 1GOP 환산의 발생 부호량 Sg, 복잡도 Xg, 양자화폭 Qg가, 각각 S5, X5, Q5인 것으로 한다. 함수 설정기 B(305)는 단위 시간 정보 계산기(303)의 출력인 1GOP 환산의 양자화폭 Q5와 발생 부호량 S5의 값을 이용하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 횡축을 Qg, 종축을 Sg로 한 좌표상에서, 점 c(Q5, S5)를 지나는 쌍곡선 E를 함수 g로서 설정한다. 함수 설정기 A(304)에 있어서는, 부호화에 앞서 미리 함수 설정이 되어 있는 것이며, 함수 f로서 전술한 함수 D가 설정되어 있는 것이다. 양자화폭 결정기(306)는 이 쌍곡선 E와 함수 D와의 교점을 구한다. 실시예 1의 설정에 의하면, 쌍곡선 E와 직선과의 교점 d(Q6, S6)를 구하는 것이었지만, 본 실시예 2에서는 교점 e(Q7, S7)를 구하는 것으로 된다. 양자화폭 결정기(306)는 이 Q7를 프레임 M을 부호화할 때의 양자화폭으로서 양자화기(105)로 출력한다.

즉, 임의의 프레임 M을 부호화하고자 하는 경우, 프레임 M 직전의 I, P, B 픽쳐의 프레임내 발생 부호량을 각각 부호량 계수기(301)에 의해 계수하여 그들 값을 Si, Sp, Sb로 하고, 프레임내 양자화폭의 평균값을 각각 평균 양자화폭 연산기(302)에 의해 연산하여 그들 값을 Qi, Qp, Qb로 하며, 단위 시간 정보 계산기(303)에 의해 이들 Si, Sp, Sb 및 Qi, Qp, Qb의 값으로부터 수학식 1∼수학식 3을 이용하여 Sg, Xg, Qg를 구한다. 그리고, 양자화폭 결정기(306)에 의해, 함수 설정기 A(304)가 설정한 소정의 함수 D와, 함수 설정기 B(305)가 설정한 (Qg, Sg)를 지나는 쌍곡선 E와의 교점을 구하여, 그 교점의 Qg의 값을 프레임 M의 양자화폭으로 하여 양자화기(105)로 출력한다.

이와 같이, 본 실시예 2에 따른 동화상 부호화 장치에 의하면, 부호량 계수기(301), 평균 양자화폭 연산기(302), 단위 시간 정보 계산기(303), 제 1 함수 설정기인 함수 설정기 A(304), 제 2 함수 설정기인 함수 설정기 B(305) 및 양자화폭 결정기(306)를 내포하는 부호량 제어기(106)를 구비함으로써, 도 6에 도시된 바와 같은 함수 f:S = f(Q)를 이용해 부호량에 따라 양자화폭을 설정하는 제어를 행하여, 1GOP 환산의 평균 양자화폭 Qg와 발생 부호량 Sg의 관계가 항상 함수 f를 만족시키도록 되어 있기 때문에, 실시예 1과 마찬가지로, 실시간 처리에 있어서 입력 화상 프레임의 정보량에 대응해서 부호량을 할당하는 것이 가능해지고, 또한, 도 6에 도시된 함수 D를 이용함으로써, 최저 비트 속도와 최고 비트 속도를 보증할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 3)

본 발명의 실시예 3에 의한 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 실시예 1과 마찬가지로, 발생되는 부호량에 따라 양자화폭을 설정하는 것이며, 이러한 제어에 이용되는 함수가 실시예 1과 상이하다.

본 실시예 3에 따른 동화상 부호화 장치는 부호량 제어기(106)(도 1)가 갖는 함수 설정기 B(305)와 양자화폭 결정기(306)의 기능이 실시예 1과 다르지만, 전체적 구성 및 부호량 제어기(106)의 내부 구성은 실시예 1과 동일하며, 설명에는 도 1 및 도 3을 이용한다. 또한, 본 실시예 3에 따른 동화상 부호화 장치에 있어서의 부호화 처리시의 개략 동작도 실시예 1에서 설명한 A∼C 와 마찬가지로 되기 때문에 설명을 생략한다. 도 7은 본 실시예 3에 있어서의 함수 설정을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시예 3에 따른 동화상 부호화 장치에 의한 동화상 부호화 처리시의 부호화 제어기(106)의 동작에 대해 도 7을 참조하여 설명한다.

실시예 1에서, 함수 설정기 B(305)는 함수 g로서 도 4에 도시된 쌍곡선 A, C를 설정했었지만, 본 실시예 3에서는, 도 7에 도시된 쌍곡선 F의 접선 G를 함수 g로서 이용하고 있다.

이제부터 부호화하고자 하는 프레임 M의 양자화폭을 결정할 때에, 단위 시간 정보 계산기(303)가 구한 1GOP 환산의 발생 부호량 Sg, 복잡도 Xg, 양자화폭 Qg가 각각 S9, X9, Q9인 것으로 한다. 함수 설정기 B(305)는 단위 시간 정보 계산기(303)의 출력인 1GOP 환산의 양자화폭 Q9과 발생 부호량 S9의 값을 이용하여, 도 7에 도시된 바와 같이 횡축을 Qg, 종축을 Sg로 한 좌표상에서 점 f(Q9, S9)를 지나는 쌍곡선 F를 함수 g로서 설정하고, 또한 쌍곡선 F상의 점 f(Q9, S9)에 있어서의 접선 G를 설정한다. 함수 설정기 A(304)에 있어서는 부호화에 앞서서 미리 함수 설정이 되어 있는 것으로, 함수 f로서 직선 B가 설정된다.

양자화폭 결정기(306)는 이 접선 G과 직선 B와의 교점을 구한다. 실시예 1의 설정에 의하면, 쌍곡선 F와 직선 B와의 교점 g(Q10, S10)가 구해지지만, 본 실시예 3에서는 교점 h(Q11, S11)를 구하는 것으로 된다. 이 교점 h의 값 Q11은 수학식 6에 의해 구할 수 있다.

양자화폭 결정기(306)는 이 Q11을 프레임 M을 부호화할 때의 양자화폭으로서 양자화기(105)로 출력한다.

즉, 임의의 프레임 M을 부호화하고자 하는 경우, 프레임 M 직전의 I, P, B 픽쳐의 프레임내 발생 부호량을 각각 부호량 계수기(301)에 의해 계수하여 그들의 값을 Si, Sp, Sb로 하고, 프레임내 양자화폭의 평균값을 각각 평균 양자화폭 연산기(302)에 의해 연산해서 그들의 값을 Qi, Qp, Qb로 하며, 단위 시간 정보 계산기(303)에 의해 이들 Si, Sp, Sb 및 Qi, Qp, Qb의 값으로부터 수학식 1∼수학식 3을 이용하여 Sg, Xg, Qg를 구한다. 그리고, 양자화폭 결정기(306)에 의해, 함수 설정기 A(304)가 설정한 소정의 직선 B와 함수 설정기 B(305)가 설정한 (Qg, Sg)를 지나는 쌍곡선 F상의 점(Qg, Sg)에 있어서의 접선 G와의 교점을 구하여, 그 교점의 Qg의 값을 프레임 M의 양자화폭으로 하여 양자화기(105)로 출력한다.

이와 같이, 본 실시예 3에 따른 동화상 부호화 장치에 의하면, 부호량 계수기(301), 평균 양자화폭 연산기(302), 단위 시간 정보 계산기(303), 제 1 함수 설정기인 함수 설정기 A(304), 제 2 함수 설정기인 함수 설정기 B(305) 및 양자화폭 결정기(306)를 내포하는 부호량 제어기(106)를 구비함으로써, 도 6에 도시된 바와 같은 함수 f:S = f(Q)를 이용하여 부호량에 따라 양자화폭을 설정하는 제어를 행하고, 적은 연산량으로 1GOP 환산의 평균 양자화폭 Qg와 발생 부호량 Sg의 관계가 항상 함수 f를 만족시킬 수 있기 때문에, 실시예 1과 마찬가지로 실시간 처리에 있어서의 입력 화상의 프레임의 정보량에 대응한 부호량의 할당을 보다 적은 처리 부담으로 실현할 수 있다.

(실시예 4)

본 발명의 실시예 4에 따른 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치는, 실시예 l과 마찬가지로, 발생되는 부호량에 따라 양자화폭을 설정하는 것이지만, 비트 속도의 제어법이 실시예 1과 상이하다.

본 실시예 4의 동화상 부호화 장치의 전체 구성은 부호량 제어기(106)의 내부 구성이 상이한 점을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지이며, 설명에는 도 1을 이용한다. 또한, 본 실시예 4에 따른 동화상 부호화 장치에 있어서의 부호화 처리시의 개략적인 동작도 실시예 1에서 설명한 A∼C와 마찬가지로 되기 때문에 설명을 생략한다.

도 8은 본 실시예 4에 따른 동화상 부호화 장치가 구비하는 부호량 제어기(106)의 내부 구성을 도시한 도면이고, 도 9는 본 실시예 4에 있어서의 함수 설정을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, 부호량 제어기(l06)의 내부 구성 및 동작에 대해 도 8 및 도 9를 이용하여 설명한다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 실시예 4의 부호량 제어기(106)는 부호화 계수기(301), 평균 양자화폭 연산기(302), 단위 시간 정보 계산기(303), 제 l 함수 설정기인 함수 설정기 A(304), 제 2 함수 설정기인 함수 설정기 B(305) 및 양자화폭 결정기(306)를 구비하고, 또한 목표 비트 속도 설정기(80l)와 발생 비트 속도 계산기(802)를 구비하고 있다. 실시예 l∼3의 동화상 부호화 장치가 구비하는 부호량 제어기에 목표 비트 속도 설정기(801)와, 발생 비트 속도 계산기(802)를 추가한 구성으로 되어 있다.

목표 비트 속도 설정기(80l)는 입력 프레임의 부호화 개시 전에 미리 목표 비트 속도를 설정해 놓는 것이며, 발생 비트 속도 계산기(802)는 부호량 계수기(301)에 의해 계수된 각 프레임내 발생 부호량으로부터 실제의 비트 속도를 계산하는 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이 본 실시예 4에 있어서도, 실시예 l에서 직선 B를 함수로서 이용한 것과 마찬가지로, 직선 B를 함수로서 이용하는 것이지만, 실시예 1에 있어서의 직선 B의 기울기 α는 목표 비트 속도의 고저에 따라 결정되는 양의 정수인데 반하여, 본 실시예 4에 있어서의 직선 B의 기울기 α는 소정의 시간마다 목표 비트 속도와 실제의 발생 비트 속도와의 차를 구하여, 그 차의 값에 따라 변경된다.

이하에, 본 실시예 4에 따른 동화상 부호화 장치에 의해 도 2a에 도시된 입력 화상을 부호화 처리하는 경우에 있어서 프레임(225)을 부호화하기 직전의 동작에 대하여 설명한다.

함수 설정기 A(304)에 있어서는 함수 f로서 기울기 α를 갖는 직선 B를 설정한다. 실시예 1과 마찬가지로 하여 실행되는 부호화 처리에 있어서, 본 실시예 4에서는 직선 B가 갖는 기울기 α의 변경을 I 픽쳐의 부호화 직전에, 즉, lGOP 단위로 실행한다.

여기서, 도 2a에 도시된 프레임(221)에 대한 부호화가 종료된 시점에서, 부호량 계수기(301)가 계수한 직전의 I, P, B 픽쳐의 발생 부호량을 Si, Sp, Sb, 평균 양자화폭 연산기(302)가 연산한 직전의 I, P, B 픽처의 평균 양자화폭을 Qi, Qp, Qb라고 한다. 단위 시간 정보 계산기(303)가 이들 값을 이용하여 (수학식 1)∼(수학식 3)에 의해 구한 1GOP 환산의 발생 부호량 Sg, 복잡도 Xg, 양자화폭 Qg은 S12, Xl2, Q12로 한다. 그리고, 프레임(221)에 관한 처리에 있어서의 양자화폭의 결정은 도 9에 도시된 직선 B를 이용하여 행한다.

한편, 목표 비트 속도 설정기(801)에서는 동화상의 부호화 개시 전에 미리 목표 비트 속도가 설정된다. 또한, 발생 비트 속도 계산기(802)는 부호량 계수기(301)에 의해 계수된 프레임 마다의 발생 부호량으로부터 실제 비트 속도를 계산한다. 목표 비트 속도 설정기(801)에 설정된 목표 비트 속도와, 발생 비트 속도 계산기(802)가 취득한 실제의 비트 속도는 모두 함수 설정기 A(304)로 입력된다.

여기서는, 목표 비트 속도 보다도 실제 비트 속도쪽이 큰 것으로 한다. 이 경우, 함수 설정기 A(304)는, 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이 직선 B의 기울기 α의 값이 작아지도록 함수 설정을 변경하며, 예컨대, α를 0.9배로 작게 하여 직선 B를 직선 B'로 변경한다. 이와 같이 기울기 α를 작게 하여 직선 B를 직선 B'로 변경함으로써, 프레임(225)의 목표 발생 부호량이 (S13)로부터 (S14)로 감소하여, 프레임(225) 이후의 발생 부호량 Sg은 직선 B를 이용한 때 보다도 전체적으로 감소하게 되어 실제 비트 속도가 목표 비트 속도에 접근한다.

또한, 도시되지 않았으나, 목표 비트 속도 보다도 실제 비트 속도쪽이 작은 경우에는, 직선 B의 기울기 α를 크게 하는 변경을 한다. 직선 B의 기울기를 변경하는 함수 설정 방법에 대해서는, 목표 비트 속도 보다도 실제 비트 속도가 큰 경우에는 직선 B의 기울기 α를 작게 하고, 반대의 경우에는 기울기 α를 크게 할 수 있는 방법이라면 어떠한 방법이어도 좋다. 따라서, 상기한 바와 같은 설정으로서, 목표 비트 속도 보다도 실제의 비트 속도쪽이 큰 경우에는, 직선 B의 기울기 α를, 예컨대, 0.9배 하고, 반대인 경우에는 직선 B의 기울기 α를, 예컨대, 1.1배 하는 방법을 이용하는 것이 가능해진다. 또한, 목표 비트 속도를 Tt, 실제 비트 속도를 Tg로 하면, (수학식 7)에 의해, 이들 목표 비트 속도 Tt와 실제 비트 속도 Tg의 비를 이용하여 기울기 α의 변경을 할 수 있다.

(수학식 7)에 있어서의 α는 변경 전 직선 B의 기울기, α'는 변경 후 직선 B의 기울기를 나타낸다. 이 (수학식 7)에서는 목표 비트 속도 Tt와 실제 비트 속도 Tg의 비를 그대로 직선 B의 기울기 α의 변경에 반영하고 있지만, 이것은 (수학식 8) 또는 (수학식 9)에 의해 목표 비트 속도 Tt와 실제 비트 속도 Tg의 비의 정도를 변경시켜, 그 값을 직선 B의 기울기 α의 변경에 반영시키는 것으로 하여도 좋다.

함수 설정기 B(305)는, 단위 시간 정보 계산기(303)의 출력인 lGOP 환산의 양자화폭 S12과 발생 부호량 Q12의 값을 이용하여, 도 9에 도시된 바와 같이 횡축을 Qg, 종축을 Sg로 한 좌표상에서 점(S12, Q12)을 지나는 쌍곡선 G을 함수 g로서 설정한다. 그리고 양자화폭 결정기(306)는 직선 B'과 쌍곡선 G과의 교점 j(Q13, S13)를 구한다. 양자화폭 결정기(306)는 이 Q13를 프레임(225)을 부호화할 때의 양자화폭으로서 양자화기(105)로 출력한다. I 픽쳐인 프레임(225) 이후 1GOP 동안에는 직선 B'을 이용하여 실시예 1과 마찬가지의 동작을 반복한다. 즉, 소정의 프레임 M을 부호화하도록 하는 경우, 프레임 M 직전의 I, P, B 픽처의 프레임내 발생 신호량을 각각 부호량 계수기(30l)에 의해 계수하여 그들의 값을 Si, Sp, Sb로 하고, 프레임내 양자화폭의 평균치를 각각 평균 양자화폭 연산기(302)에 의해 연산하여 그들의 값을 Qi, Qp, Qb로 하며, 단위 시간 정보 계산기(303)에 의해 이들 Si, Sp, Sb 및 Qi, Qp, Qb의 값으로부터 (수학식 1)∼(수학식 3)를 이용하여 Sg, Xg, Qg를 구한다. 그리고, 양자화폭 결정기(306)에 의해, 함수 설정기 A(304)가 설정한 소정의 직선 B'과 함수 설정기 B(305)가 설정한 (Qg, Sg)을 지나는 쌍곡선 G과의 교점을 구하여, 그 교점의 Qg의 값을 프레임 M의 양자화폭으로서 양자화기(105)로 출력한다. 그리고, 다음 GOP의 부호화시에, 즉, I 픽쳐의 부호화 직전에, 목표 비트 속도와 실제 비트 속도와의 비교를 행하여 직선 B의 기울기 α를 필요에 따라 변경한다.

이와 같이, 본 실시예 4에 따른 동화상 부호화 장치에 의하면, 부호량 계수기(301), 평균 양자화폭 연산기(302), 단위 시간 정보 계산기(303), 제 1 함수 설정기인 함수 설정기 A(304), 제 2 함수 설정기인 함수 설정기B(305), 양자화폭 결정기(306), 목표 비트 속도 설정기(801) 및 발생 비트 속도 계산기(802)를 내포하는 부호량 제어기(106)를 구비함으로써, 도 9에 도시된 바와 같은 함수를 설정하는 제어를 행하여, 1GOP 환산의 평균 양자화폭 Qg과 발생 부호량 Sg의 관계가 항상 직선 B 또는 B'을 만족시킬 수 있기 때문에, 실시예 1과 마찬가지로, 실시간 처리에 있어서, 입력 화상 프레임의 정보량에 대응한 부호량을 할당하는 것을 가능하게 하면서, 또한 최종적인 전체의 비트 속도를 목표 비트 속도에 일치시키는 바와 같은 제어가 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 실시예 4에서는, 1GOP 단위로 함수 설정기 A에서 설정하는 함수의 기울기를 변경하는 경우에 대하여 설명하였지만, 이것은 1GOP을 단위로 하는 제어에 한정되지 않으며, 다른 임의의 시간 길이를 단위로 하여 제어하는 것이어도 좋다.

또한, 본 실시예 4에서는, 목표 비트 속도와 실제의 비트 속도와의 차에 근거하여 직선 B의 기울기 α를 변경하는 방법에 대하여 설명하였지만, 기울기 α의 변경에 대해서는 목표 비트 속도와 실제 비트 속도와의 차의 절대치를 미리 설정된 값과 비교하여, 해당 소정치 이상인 경우에만 직선 B의 기울기 α를 변경하는 것으로 하여도 좋다.

또한, 본 실시예 4에서는, 실제의 비트 속도를 부호화 개시부터의 값으로 하였지만, 이에 한정되지 않고, 함수 설정기 A(304)에 있어서 함수의 기울기를 변경하기 전 소정 시간의 비트 속도를 이용하는 것으로 해도 좋다.

또, 실시예 l∼4에서는, 함수 설정기 A(304)가 설정한 함수 f가 직선 B, 또는 직선 B에 대해 발생 부호량의 하한과 상한을 마련한 함수 D 또는 직선 B'인 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 그 밖의 임의의 함수를 이용하는 것으로 해도, 마찬가지의 제어를 행하는 것이 가능하다.

또한, 실시예 1∼4에서는 이제부터 부호화하고자 하는 프레임 M에 대한 제어에 있어서, 해당 부호화 대상인 프레임 M 직전의 I, P, B 프레임에 있어서의 각 발생 부호량과 각 평균 양자화폭으로부터, (수학식 l)∼(수학식 3)를 이용하여 1GOP 당의 발생 부호량 Sg 및 평균 양자화폭 Qg을 환산에 의해 근사적으로 구하는 것으로서 설명하였지만, 실제로, 직전의 1GOP 분의 프레임에 대한 발생 비트량과 평균 양자화폭을 구하고, 이들에 근거하여 제어를 행하여도 좋다.

또한, 실시예 l∼4에서는, 1GOP 당의 발생 부호량 Sg 및 평균 양자화폭 Qg로부터 새로운 양자화폭을 구하는 방법에 대하여 설명하였지만, 1GOP 당의 발생 부호량 Sg 및 평균 양자화폭 Qg를 이용하지 않고, 임의 시간 길이당 발생 부호량 및 평균 양자화폭을 이용하는 것으로 해도, 마찬가지의 제어를 행할 수 있다.

(실시예 5)

본 발명의 실시예 5에 따른 동화상 부호화 장치는, TV 신호를 수신해서 실시간 처리로 가변 비트 속도 부호화 처리를 행하여, 얻어진 부호화 결과를 기록 매체에 기록하는 것이다.

도 10은 본 발명의 실시예 5에 따른 동화상 부호화 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예 5에 따른 동화상 부호화 시스템은 동화상 입력 수단(1001), 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치(100) 및 출력 관리 수단(1002)을 구비하며, 출력 관리 수단(1002)은 기록 매체인 하드 디스크(1003) 및 DVD(l004)나, 전송 매체인 전송로(1005)와 접속되어, 이들과의 데이터 전송을 관리한다.

도면에서, 동화상 입력 수단(100l)은 안테나, 튜너 및 A/D 변환 회로를 구비하며, 동화상을 포함하는 TV 신호(S1011)를 수신하여 디지털 입력 화상(SlO12)을 출력한다. 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치(lOO)는 실시예 l에 도시한 동화상 부호화 장치(100)와 동일한 것으로, 민생용 AV 기기 혹은 이러한 AV 기기와 범용 퍼스널 컴퓨터의 조합으로 실현되고, 입력 화상에 대하여 그 입력에 따른 실시간 처리에 있어서 가변 비트 속도 부호화 처리를 행하여 얻어진 부호열을 부호화 데이터(S1013)로서 출력한다. 출력 관리 수단(l002)은 부호화 데이터(S1013)를 기록 매체인 하드 디스크(1003)나 DVD(l004)에 저장하거나 전송로(l005)를 거쳐서 네트워크 시스템으로 전송한다.

이와 같이 구성된 본 실시예 5에 따른 동화상 부호화 시스템에 대해, 이하에서 TV 신호를 수신해서 부호화 처리를 실행하여 부호화 데이터를 기록·전송할 때의 동작을 설명한다.

동화상을 포함하는 TV 신호(S101l)가 동화상 입력 수단(10l1)의 안테나로부터 수신되어, 튜너에 의해 원하는 신호가 선택되고, A/D 변환 회로에 의해 변환됨으로써, 도 2a에 도시된 바와 같은 정지 화상(프레임 화상)의 연속인 입력 화상(S10l2)이 생성되어, 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치(100)로 출력된다.

전술한 바와 같이 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치(100)는 실시예 l에 도시한 동화상 부호화 장치로서, 실시예 1과 마찬가지의 동작에 의해서 입력 화상(S10l2)의 입력에 따른 실시간으로 가변 비트 속도 부호화 처리를 행하여, 얻어진 부호열을 부호화 데이터(Sl013)로서 출력 관리 수단(l002)으로 출력한다. 따라서, 실시예 l에 도시된 바와 같이, 고압축율로 또한 화질이 양호한 부호화 데이터(S1013)가 출력 관리 수단(l002)으로 출력된다.

출력 관리 수단(1002)은 취득한 부호화 데이터(Sl0l3)를 설정 또는 지시에 따라 기록 매체인 하드 디스크(1003)나 DVD(l004)에 저장하거나 전송로(1005)를 거쳐서 네트워크 시스템으로 전송한다. 부호화 데이터(S1013)가 전송된 경우, 해당 네트워크 시스템에서는 해당 동화상 부호화 시스템과 접속된 컴퓨터 시스템에 의해 부호화 데이터를 기록 매체 등에 저장하거나 복호 재생한다.

이와 같이, 본 실시예 5에 의한 동화상 부호화 시스템에 의하면, 동화상 입력 수단(l001)과, 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치(100)와, 출력 관리 수단(1002)을 구비함으로써, 동화상을 포함하는 TV 신호를 수신해서 해당 입력에 따라 실시간으로 가변 비트 속도 부호화 처리를 행하여, 얻어진 부호화 데이터를 기록·전송하는 것이 가능해진다. 따라서, 일반적인 AV 장치 또는 이러한 AV 장치와 퍼스널 컴퓨터 등이 조합된 장치에 있어서, TV 수신에 따른 부호화 처리 및 부호화 데이터의 기록을 실행하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 따르면, 동화상을 입력에 따른 실시간 처리로 부호화하여, 고압축율로 재생 화질이 양호한 부호화 결과를 얻을 수 있는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치를 제공한다.

또한, 본 발명에 따르면, 범용 염가 AV 기기 또는 이러한 AV 기기와 퍼스널 컴퓨터가 조합된 기기에 의해, 동화상을 실시간 처리로 부호화하여, 고압축율로 재생 화질이 양호한 부호화 결과를 얻을 수 있는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에 따르면, 멀티미디어 타입의 퍼스널 컴퓨터 시스템이나 범용의 염가 AV 기기와 조합된 퍼스널 컴퓨터 시스템에서 실행함으로써, 동화상을 실시간 처리에 의해서 부호화하여, 고압축율로 재생 화질이 양호한 부호화 결과를 얻을 수 있는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치를 실현하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공한다.

Claims

디지털화된 동화상을 수신해서, 수신에 따른 실시간 처리로 가변 비트 속도 방식에 따라 부호화 처리를 행하여 부호화열을 생성하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치에 있어서,

상기 입력되는 동화상이 포함하는 각 화면을 블럭으로 분할하여, 블럭화 데이터를 생성하는 블럭화 수단과,

상기 블럭화 데이터에 대해 변환 처리를 행하여 변환 계수를 생성하는 화상 변환 수단과,

상기 변환 계수에 대해 양자화폭을 이용해 양자화 처리를 행하여 양자화 변환 계수를 생성하는 양자화 수단과,

상기 양자화 변환 계수로부터 부호열을 생성하는 부호열 생성 수단과,

단위 시간당 상기 부호열의 발생량인 발생 부호량과 단위 시간당 상기 양자화폭의 평균을 나타내는 값으로서 얻어지는 평균 양자화폭을 이용하여, 제어를 위한 함수를 설정하고, 이 설정된 함수를 이용한 연산 처리에 의해 상기 양자화 처리에 이용될 양자화폭을 취득하며, 취득된 한 양자화폭을 상기 양자화 수단으로 출력하는 부호량 제어 수단

을 포함한 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 부호량 제어 수단은,

상기 부호열 생성 수단에 의해 생성된 부호열로부터 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생하는 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 수단과,

상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대해 상기 각 화면 마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 수단과,

상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 Sl과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 수단과,

단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 제 1 함수 설정 수단과,

상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하는 제 2 함수 설정 수단과,

상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 g를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하고, 이 구한 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 수단으로 출력하는 양자화폭 결정 수단

을 포함한 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 부호량 제어 수단은,

상기 부호열 생성 수단에 의해 생성된 부호열로부터 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생하는 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 수단과,

상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대해 상기 각 화면마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 수단과,

상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 S1와 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 수단과,

단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 제 1 함수 설정 수단과,

상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당의 평균 양자화폭 Q1을 이용하여 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하고, 이어서 상기 함수 g상의 점(S1, Q1)에서 접선을 나타내는 함수 h를 설정하는 제 2 함수 설정 수단과,

상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 h를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하고, 이 구한 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 수단으로 출력하는 양자화폭 결정 수단

을 포함한 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 부호량 제어 수단은,

상기 부호화 장치에 있어서의 비트 속도의 목표인 목표 비트 속도를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 목표 비트 속도 설정 수단과,

상기 부호열 생성 수단에 의해 생성된 부호열로부터 발생되는 부호열의 비트 속도인 발생 비트 속도를 취득하는 발생 비트 속도 계산 수단과,

상기 부호열 생성 수단에 의해 생성된 부호열로부터 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생하는 부호량을 계수하여, 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 수단과,

상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대해 상기 각 화면마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 수단과,

상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 Sl과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 수단과,

단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화의 개시 전에 미리 설정하고, 그 후 상기 목표 비트 속도와 상기 발생 비트 속도와의 차에 따라서 상기 설정한 함수 f를 변경하는 제 1 함수 설정 수단과,

상기 단위 시간 정보 계산 수단의 출력인 단위 시간당 발생 부호량 S1과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하는 제 2 함수 설정 수단과,

상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 제 1 함수 설정 수단이 설정한 상기 함수 f와 상기 제 2 함수 설정 수단이 설정한 상기 함수 g를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하고, 그 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 수단으로 출력하는 양자화폭 결정 수단

을 포함한 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 부호량 제어 수단은, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f (Q)로서, Q1 〈 Q2인 때에는 f(Q1) ≤ f(Q2)으로 되는 함수 f를 설정하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 부호량 제어 수단은, 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1과 취득된 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 취득되는 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)로서, Q1 〈 Q2인 때에는 g(Q1) ≤ g(Q2)으로 되는 함수 g를 설정하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 부호량 제어 수단은, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, 직선을 나타내는 함수인 f(Q) = a × Q + b(a는 양의 실수, b는 실수)를 설정하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 부호량 제어 수단은,

단위 시간 발생 부호량(S)과 단위 시간 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, 직선을 나타내는 함수인 f (Q) = a × Q + b(a는 양의 실수, b는 실수)를 설정하고,

상기 목표 비트 속도가 상기 발생 비트 속도 보다도 큰 경우에는 상기 함수 f의 기울기가 커지도록 상기 함수 f의 설정을 변경하고, 상기 목표 비트 속도가 상기 발생 비트 속도 보다도 작은 경우에는 상기 함수 f의 기울기가 작아지도록 상기 함수 f의 설정을 변경하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 부호량 제어 수단은,

단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서,

S1 = f(Q1), S2 = f(Q2)이고, Q1 〈 Q2, S1 〈 S2인 정수 Q1, Q2, S1, S2에 대하여, Q 〈 Q1인 때에는 f(Q) = S1이며, Q1 ≤ Q ≤ Q2인 때에는 f(Q) = (S2 - S1) / (Q2 - Q1) × Q + (S1 × Q2 - S2 × Q1) / (Q2 - Q1)으로 되는 함수 f를 설정하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
제 1 항에 있어서,

취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl과 취득된 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1로부터 취득되는 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)로서, 쌍곡선을 나타내는 함수인 g(Q) = Q1 x Sl / Q를 설정하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
제 1 항에 있어서,

외부로부터 상기 장치로 동화상을 포함하는 신호를 입력하는 신호 입력 수단과,

상기 부호열을 기억 장치에 저장하는 것을 관리하는 출력 관리 수단

을 더 포함한 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 장치.
디지탈화된 동화상을 수신해서 이 수신에 따른 실시간 처리로 가변 비트 속도 방식에 따라 부호화 처리를 행하여 부호화열을 생성하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법에 있어서,

상기 수신되는 동화상이 포함하는 각 화면을 블럭으로 분할하여 블럭화 데이터를 생성하는 블럭화 단계와,

상기 블럭화 데이터에 대해 변환 처리를 행하여 변환 계수를 생성하는 화상 변환 단계와,

상기 변환 계수에 대해 양자화폭을 이용해 양자화 처리를 행하여 양자화 변환 계수를 생성하는 양자화 단계와,

상기 양자화 변환 계수로부터 부호열을 생성하는 부호열 생성 단계와,

단위 시간당 상기 부호열의 발생량인 발생 부호량과 단위 시간당 상기 양자화폭의 평균을 나타내는 값으로서 얻어지는 평균 양자화폭을 이용하여, 제어를 위한 함수를 설정하고, 이 설정된 함수를 이용한 연산 처리에 의해 상기 양자화 처리에 이용될 양자화폭을 취득하며, 이 취득된 양자화폭을 상기 양자화 단계로 출력하는 부호량 제어 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 부호량 제어 단계는,

상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터, 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생되는 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 단계와,

상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대해 상기 각 화면마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 단계와,

상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 S1과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 단계와,

단위 시간당의 발생 부호량(S)과, 단위 시간당의 평균 양자화폭 (Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를, 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 제 1 함수 설정 단계와,

상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하는 제 2 함수 설정 단계와,

상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 g를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하고, 이 구한 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 단계로 출력하는 양자화폭 결정 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 부호량 제어 단계는,

상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터, 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생하는 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 단계와,

상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대해 상기 각 화면마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 단계와,

상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 S1과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 단계와,

단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S= f(Q)를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 제 1 함수 설정 단계와,

상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하고, 이어서 상기 함수 g상의 점(S1, Q1)에서 접선을 나타내는 함수 h를 설정하는 제 2 함수 설정 단계와,

상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 Sl 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 h를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하고, 이 구한 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 단계로 출력하는 양자화폭 결정 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 부호량 제어 단계는,

상기 부호화 방법에 있어서의 비트 속도의 목표인 목표 비트 속도를 부호화 처리의 개시 전에 미리 설정해 놓는 목표 비트 속도 설정 단계와,

상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터 발생되는 부호열의 비트 속도인 발생 비트 속도를 취득하는 발생 비트 속도 계산 단계와,

상기 부호열 생성 단계에 의해 생성된 부호열로부터 상기 동화상이 갖는 각 화면내에서 발생하는 부호량을 계수하여 발생 부호량을 취득하는 부호량 계수 단계와,

상기 양자화시에 이용된 양자화폭에 대해 상기 각 화면마다의 평균 양자화폭을 취득하는 평균 양자화폭 연산 단계와,

상기 발생 부호량과 상기 평균 양자화폭을 이용하여, 단위 시간당 발생 부호량 S1와 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 취득하는 단위 시간 정보 계산 단계와,

단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)를 부호화의 개시 전에 미리 설정하고, 그 후 상기 목표 비트 속도와 상기 발생 비트 속도와의 차에 따라 상기 설정한 함수 f를 변경하는 제 l 함수 설정 단계와,

상기 단위 시간 정보 계산 단계의 출력인 단위 시간당 발생 부호량 S1과 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1로부터 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)를 설정하는 제 2 함수 설정 단계와,

상기 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1 및 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1을 이용하여, 상기 함수 f와 상기 함수 g를 동시에 만족시키는 Q의 값을 구하고, 그 Q의 값을 양자화폭으로서 상기 양자화 단계로 출력하는 양자화폭 결정 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 부호량 제어 단계는, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, Q1 〈 Q2인 때에 f(Q1) ≤ f(Q2)으로 되는 함수 f를 설정하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 부호량 제어 단계는, 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1과 취득된 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 취득하는 점(S1, Q1)를 지나는 함수 g : S = g(Q)로서, Q1 〈 Q2인 때에 g(Q1) ≤ g(Q2)으로 되는 함수 g를 설정하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법.
제 12 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 부호량 제어 단계는, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, 직선을 나타내는 함수인 f(Q) = a × Q + b(a는 양의 실수, b는 실수)를 설정하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 부호량 제어 단계는,

단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, 직선을 나타내는 함수인 f(Q) = a × Q + b(a는 양의 실수, b는 실수)를 설정하고,

상기 목표 비트 속도가 상기 발생 비트 속도 보다도 큰 경우에는, 상기 함수 f의 기울기가 커지도록 상기 함수 f의 설정을 변경하고, 상기 목표 비트 속도가 상기 발생 비트 속도 보다도 작은 경우에는, 상기 함수 f의 기울기가 작아지도록 상기 함수 f의 설정을 변경하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 부호량 제어 단계는, 단위 시간당 발생 부호량(S)과 단위 시간당 평균 양자화폭(Q)과의 관계를 나타내는 함수 f : S = f(Q)로서, S1 = f(Q1), S2 = f(Q2)이며, Q1 〈 Q2, S1 〈 S2인 정수 Q1, Q2, S1, S2에 대하여, Q 〈 Q1인 때에는 f(Q) = S1이고, Q1 ≤ Q ≤ Q2인 때에는 f(Q) = (S2 - S1) / (Q2 - Q1) × Q + (S1 × Q2 - S2 × Q1) / (Q2 - Q1)으로 되는 함수 f를 설정하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 부호화량 제어 단계는, 취득된 단위 시간당 발생 부호량 S1와 취득된 단위 시간당 평균 양자화폭 Q1으로부터 취득하는 점(S1, Q1)을 지나는 함수 g : S = g(Q)로서, 쌍곡선을 나타내는 함수인 g(Q) = Q1 × S1 / Q를 설정하는 것을 특징으로 하는 동화상 가변 비트 속도 부호화 방법.