JP2000333169A - 動画像符号化装置 - Google Patents

動画像符号化装置

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JP2000333169A
JP2000333169A JP14350999A JP14350999A JP2000333169A JP 2000333169 A JP2000333169 A JP 2000333169A JP 14350999 A JP14350999 A JP 14350999A JP 14350999 A JP14350999 A JP 14350999A JP 2000333169 A JP2000333169 A JP 2000333169A
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Mitsuyoshi Suzuki
光義 鈴木
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変ビットレートで記録する蓄積メディアの
規定時間内に適切な画質で動画像データを収めることが
でき、また、蓄積メディアの記録管理を容易にする。 【解決手段】 固定記録容量の蓄積メディアに可変ビッ
トレートで動画像を実時間記録する際、符号化発生情報
制御器２４は、蓄積メディア３１に順次記録される記録
情報の記録容量と記録時間とを取得し、取得した記録容
量と記録時間とから蓄積メディア３１の残り記録容量と
残り記録時間とを求め、該残り記録容量と該残り記録時
間とから現時点以降の目標ビットレートを算出し、可変
ビットレートが前記目標ビットレート以下を維持する量
子化ステップサイズ２５に順次変更する制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、固定記録容量の
蓄積メディアに可変ビットレートで動画像を実時間記録
する動画像符号化装置に関し、特に、蓄積メディアの規
定時間内に画質の程度を維持しつつ動画像のデータを記
録することができる動画像符号化装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年のマルチメディア技術の普及に伴
い、ＭＰＥＧ等の可変の帯域圧縮符号化を行う動画像符
号化装置が頻繁に用いられるようになっている。この符
号化方式は、例えばＭＰＥＧ１については、ＩＳＯ１３
８１８に規定され、ＭＰＥＧ２については、ＩＳＯ１１
１７２に規定されている。
【０００３】図２２は、従来の動画像符号化装置の構成
を示すブロック図である。図２２において、まず入力制
御部２には、符号化して記録すべきＮＴＳＣ方式等によ
る入力原画像１が入力され、入力制御部２は、時間フィ
ルタおよび空間フィルタをかけて、ＭＰＥＧ方式におけ
るＩピクチャ（フレーム内予測画像）、Ｐピクチャ（順
方向フレーム間予測画像）、Ｂピクチャ（双方向フレー
ム間予測画像）の各種類分け、符号化順序の並び替えを
行い、マクロブロック単位に分割した入力画像データ３
を出力する。
【０００４】動き検出器６は、入力画像データ３と、画
像フレームメモリ４から出力されるフレーム間予測画像
データ５とをもとにＰピクチャおよびＢピクチャの動き
検出を行う。ＰピクチャおよびＢピクチャについては、
フレーム間減算器７によって、入力画像データ３から、
動き補償されたフレーム間予測画像データ５を減算し、
フレーム間差分データ８としてＤＣＴ（離散コサイン変
換器）９に出力される。Ｉピクチャについては、フレー
ム間減算器７においてフレーム間予測画像データ５を０
とすることで、入力画像データ３をフレーム間差分デー
タ８としてＤＣＴ９に出力する。
【０００５】ＤＣＴ９は、フレーム間差分データを離散
コサイン変換してＤＣＴ出力１０を量子化器１１に出力
し、量子化器１１は、ＤＣＴ出力１０の量子化を行った
量子化器出力１２を出力する。可変長符号化器１３は、
量子化出力１２を可変長符号化を行った帯域圧縮データ
を送信バッファ入力１４として出力する。一方、差分パ
ルスコード変調（ＤＰＣＭ）方式のフレーム間予測符号
化として次以降の画像フレームのフレーム間予測画像生
成のための局部復号を行うべく、逆量子化器１５は、量
子化器出力１２を逆量子化した逆量子化器出力１６を逆
離散コサイン変換器（逆ＤＣＴ）１７に出力し、逆ＤＣ
Ｔ１７は、逆量子化器出力１６を逆離散コサイン変換し
た逆ＤＣＴ出力１８をフレーム間加算器１９に出力し、
フレーム間加算器１９は、逆ＤＣＴ出力１８とフレーム
間予測画像データ５をフレーム間加算し、フレーム間加
算データ２０として画像フレームメモリ４に格納する。
なお、Ｉピクチャのフレーム間予測画像データは０であ
る。
【０００６】送信バッファ部２１は、送信バッファ入力
１４を一時蓄積し、固定ビットレートクロック２７のク
ロックに同期して、固定ビットレートで送信バッファ出
力２２として規定ビットレートの回線アダプタや蓄積メ
ディア２６に送信される。この時、符号化発生情報量制
御器２４は、送信バッファ部２１からの送信バッファ状
況２３を用いて量子化ステップサイズ２５を制御する。
【０００７】図２４は、各入力画像データ３の特質毎の
量子化ステップサイズ２５に対するビットレートの関係
を示す図である。図２４において、同一の特質の画像に
おいて、量子化ステップサイズ２５を大きくすると、量
子化が粗くなり、符号化画像の画質が落ちるが、量子化
結果に小さい値が発生し、可変長符号化で発生する情報
量が減少し、ビットレートが減少する。逆に、量子化ス
テップサイズ２５を小さくすると、量子化が細かくな
り、符号化画像の画質が上がるが、量子化効果に大きい
値が発生し、可変長符号化で発生する情報量が増加し、
ビットレートが増加する。また、入力画像データ３の特
質には、図２４の３ａで示すように、画像が細かく動き
の激しい最も発生情報量の大きい画像から、図２４の３
ｃで示す画像が単純で動きのない最も発生情報量の小さ
い画像まであり、通常は図２４の３ｂで示す標準的な発
生情報量の入力画像データが大部分存在する。
【０００８】図２３は、送信バッファ部２１と符号化発
生情報量制御器２４の詳細構成を示すブロック図であ
る。図２３において、発生情報量カウンタ１０１は、送
信バッファ入力１４を常時計数して発生情報量（ビット
数）１０２を出力する。送信情報量カウンタ１０３は、
送信バッファ出力２２を常時計数して送信情報量（ビッ
ト数）１０４を出力する。減算器１０５は、発生情報量
１０２から送信情報量１０４を減算し、バッファ蓄積情
報量１０６を出力する。
【０００９】発生情報量１０２、送信情報量１０４、お
よびバッファ蓄積情報量１０６は、送信バッファ状況２
３として符号化発生情報量制御器２４に入力される。符
号化発生情報量制御器２４は、入力された送信バッファ
状況２３をレジスタ１０７でサンプルし、この送信バッ
ファ状況２３をもとに、ＣＰＵ１０８によって量子化ス
テップサイズを決定し、量子化ステップサイズ２５とし
て量子化器１１および逆量子化器１５に出力される。
【００１０】例えば、送信バッファ２１ａのバッファ容
量をＢとし、バッファ容量がＢ／２に最初に到達するま
では、量子化ステップサイズＱ０で符号化を行って蓄積
し、バッファ容量がＢ／２に到達した時から固定送信ビ
ットレートＲ０で送信を開始する。その後、送信バッフ
ァ入力１４の発生ビットレートＲから固定送信ビットレ
ートＲ０を減算した差分が時間積分され、バッファ蓄積
量となって増減することになる。
【００１１】ＣＰＵ１０８は、フレーム毎のバッファ蓄
積情報量１０６を１秒間平均した値をＡとして、 Ｑ（ｎ＋１）＝Ｑ（ｎ）＋（２Ａ／Ｂ−１）・Ｑ０ …（１） を演算し、送信バッファ部２１の蓄積情報量をＢ／２に
近づける制御を行う。なお、Ｑ（ｎ＋１）は、フレーム
（ｎ＋１）の量子化ステップサイズであり、Ｑ（ｎ）
は、フレームｎの量子化ステップサイズであり、Ｑ０
は、定数である。なお、ＣＰＵ１０８は、Ｉピクチャ、
Ｐピクチャ、Ｂピクチャ毎に量子化ステップサイズ２５
の比率等を変える制御等の各種制御を行う。
【００１２】図２５は、従来の動画像符号化装置による
記録時間に対する発生情報量の関係を示す図である。図
２５において、フレーム毎のバッファ蓄積情報量１０６
を平均する時定数によって変化の大きさが異なるが、時
定数を大きくし過ぎると目標ビットレートからはずれて
しまうため、数秒から数十秒の範囲に止める必要があ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の動画像符号化装置では、予め送信ビットレート
が規定されている場合、規定送信ビットレートに合わせ
て送信バッファ部２１から送信するため、画質制御の範
囲が限定され、ディスク等の自在な可変ビットレートで
記録できる蓄積メディアに柔軟に適合することができ
ず、蓄積メディアの規定容量内に規定時間の動画像を収
めようとしても収めることができない場合が生ずるとい
う問題点があった。
【００１４】また、可変ビットレートで記録する蓄積メ
ディアの記録管理を行う場合、可変ビットレートである
がゆえに、残り記録時間等を把握するのが困難であると
いう問題点があった。
【００１５】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
可変ビットレートで記録する蓄積メディアの規定時間内
に適切な画質で動画像データを収めることができ、ま
た、蓄積メディアの記録管理が容易な動画像符号化装置
を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる動画像符号化装置は、固定記録容
量の蓄積メディアに可変ビットレートで動画像を実時間
記録する動画像符号化装置において、前記蓄積メディア
に順次記録される記録情報の記録容量と記録時間とを取
得する取得手段と、前記取得手段が取得した記録容量と
記録時間とから前記蓄積メディアの残り記録容量と残り
記録時間とを求め、該残り記録容量と該残り記録時間と
から現時点以降の目標ビットレートを算出する算出手段
と、前記可変ビットレートが前記目標ビットレート以下
を維持する量子化ステップサイズに順次変更する制御を
行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】この発明によれば、取得手段が、蓄積メデ
ィアに順次記録される記録情報の記録容量と記録時間と
を取得し、算出手段が、前記取得手段が取得した記録容
量と記録時間とから前記蓄積メディアの残り記録容量と
残り記録時間とを求め、該残り記録容量と該残り記録時
間とから現時点以降の目標ビットレートを算出し、制御
手段は、可変ビットレートが前記目標ビットレート以下
を維持する量子化ステップサイズに順次変更する制御を
行うようにしている。
【００１８】つぎの発明にかかる動画像符号化装置は、
固定記録容量の蓄積メディアに可変ビットレートで動画
像を実時間記録する動画像符号化装置において、前記蓄
積メディアの記録領域を複数の分割記録領域に分割設定
する分割設定手段と、前記分割記録領域単位毎に順次記
録される記録情報の記録容量と記録時間とを取得する取
得手段と、前記取得手段が取得した記録容量と記録時間
とから前記分割記録領域単位毎に残り記録容量と残り記
録時間とを求め、該残り記録容量と該残り記録時間とか
ら現時点以降の目標ビットレートを算出する算出手段
と、前記可変ビットレートが前記目標ビットレート以下
を維持する量子化ステップサイズに順次変更する制御を
行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】この発明によれば、分割設定手段が、蓄積
メディアの記録領域を複数の分割記録領域に分割設定
し、取得手段が、分割記録領域単位毎に順次記録される
記録情報の記録容量と記録時間とを取得し、算出手段
が、前記取得手段が取得した記録容量と記録時間とから
前記分割記録領域単位毎に残り記録容量と残り記録時間
とを求め、該残り記録容量と該残り記録時間とから現時
点以降の目標ビットレートを算出し、制御手段は、前記
可変ビットレートが前記目標ビットレート以下を維持す
る量子化ステップサイズに順次変更する制御を行うよう
にしている。
【００２０】つぎの発明にかかる動画像符号化装置は、
上記の発明において、前記分割設定手段は、前記複数の
分割記録領域を等分割することを特徴とする。
【００２１】この発明によれば、前記分割設定手段は、
前記複数の分割記録領域を等分割し、この等分割された
領域毎に、可変ビットレートが目標ビットレート以下を
維持する量子化ステップサイズに順次変更する制御を行
うようにしている。
【００２２】つぎの発明にかかる動画像符号化装置は、
固定記録容量の蓄積メディアに可変ビットレートで動画
像を実時間記録する動画像符号化装置において、前記蓄
積メディアに順次記録される記録情報の所定の規定記録
時間における目標ビットレートを設定する設定手段と、
前記蓄積メディアに順次記録される記録情報の記録容量
と記録時間とを取得する取得手段と、前記規定記録時間
の開始後に前記取得手段が取得した記録容量と記録時間
とから現時点の平均ビットレートを算出する算出手段
と、前記規定記録時間毎に前記平均ビットレートが前記
目標ビットレート以下を維持する量子化ステップサイズ
に順次変更する制御を行う制御手段と、を備えたことを
特徴とする。
【００２３】この発明によれば、設定手段が、蓄積メデ
ィアに順次記録される記録情報の所定の規定記録時間に
おける目標ビットレートを設定し、取得手段が、蓄積メ
ディアに順次記録される記録情報の記録容量と記録時間
とを取得し、算出手段が、前記規定記録時間の開始後に
前記取得手段が取得した記録容量と記録時間とから現時
点の平均ビットレートを算出し、制御手段が、前記規定
記録時間毎に前記平均ビットレートが前記目標ビットレ
ート以下を維持する量子化ステップサイズに順次変更す
る制御を行うようにしている。
【００２４】つぎの発明にかかる動画像符号化装置は、
上記の発明において、前記設定手段は、前記目標ビット
レートを前記規定記録時間に対する目標ビットレートの
関数として設定することを特徴とする。
【００２５】この発明によれば、前記設定手段は、前記
目標ビットレートを前記規定記録時間に対する目標ビッ
トレートの関数として設定し、任意の記録位置間におけ
る最大発生情報量が前記関数の最大発生情報量以下とな
るように量子化ステップサイズを制御するようにしてい
る。
【００２６】つぎの発明にかかる動画像符号化装置は、
上記の発明において、第１の所定レベル以上の画質を保
証する下限ビットレートを設定する第１の設定手段をさ
らに備え、前記制御手段は、少なくとも前記可変ビット
レートが前記下限ビットレート以上を維持する量子化ス
テップサイズに順次変更する制御を行うことを特徴とす
る。
【００２７】この発明によれば、第１の設定手段が、第
１の所定レベル以上の画質を保証する下限ビットレート
を設定し、前記制御手段が、少なくとも前記可変ビット
レートが前記下限ビットレート以上を維持する量子化ス
テップサイズに順次変更する制御を強制的に行うように
している。
【００２８】つぎの発明にかかる動画像符号化装置は、
上記の発明において、第２の所定レベル以下の画質を維
持させる上限ビットレートを設定する第２の設定手段を
さらに備え、前記制御手段は、少なくとも前記可変ビッ
トレートが前記上限ビットレート以下を維持する量子化
ステップサイズに順次変更する制御を行うことを特徴と
する。
【００２９】この発明によれば、第２の設定手段が、第
２の所定レベル以下の画質を維持させる上限ビットレー
トを設定し、前記制御手段が、少なくとも前記可変ビッ
トレートが前記上限ビットレート以下を維持する量子化
ステップサイズに順次変更する制御を強制的に行うよう
にしている。
【００３０】つぎの発明にかかる動画像符号化装置は、
固定記録容量の蓄積メディアに可変ビットレートで動画
像を実時間記録する動画像符号化装置において、所望の
画質を設定入力する設定入力手段と、前記所望の画質と
該画質に対応する量子化ステップサイズとの関係を記憶
した関係テーブルと、前記関係テーブルから前記設定入
力手段によって設定入力された所望の画質に対応する量
子化ステップサイズを取得し、該取得した量子化ステッ
プサイズを用いて前記動画像の符号化を制御する制御手
段と、を備えたことを特徴とする。
【００３１】この発明によれば、設定入力手段が、所望
の画質を設定入力し、制御手段が、前記所望の画質と該
画質に対応する量子化ステップサイズとの関係を記憶し
た関係テーブルから、前記設定入力手段によって設定入
力された所望の画質に対応する量子化ステップサイズを
取得し、該取得した量子化ステップサイズを用いて前記
動画像の符号化を制御するようにしている。
【００３２】つぎの発明にかかる動画像符号化装置は、
上記の発明において、標準画質のビットレートを基準と
して前記蓄積メディアに記録情報を記録した場合の記録
容量および記録時間を演算する演算手段と、前記演算手
段によって演算された記録容量および記録時間を表示出
力する表示手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００３３】この発明によれば、演算手段が、標準画質
のビットレートを基準として前記蓄積メディアに記録情
報を記録した場合の記録容量および記録時間を演算し、
表示手段が、前記演算手段によって演算された記録容量
および記録時間を表示出力するようにしている。
【００３４】つぎの発明にかかる動画像符号化装置は、
上記の発明において、前記蓄積メディアの現時点におけ
る記録容量を求め、この記録容量に対応する記録時間を
前記標準画質のビットレートを用いて換算する換算手段
と、前記換算手段によって換算された記録時間を表示出
力する時間表示手段と、をさらに備えたことを特徴とす
る。
【００３５】この発明によれば、換算手段が、蓄積メデ
ィアの現時点における記録容量を求め、この記録容量に
対応する記録時間を前記標準画質のビットレートを用い
て換算し、時間表示手段が、前記換算手段によって換算
された記録時間を表示出力するようにしている。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる動画像符号化装置の好適な実施の形態を詳
細に説明する。
【００３７】実施の形態１．まず、この発明の実施の形
態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態
１である動画像符号化装置の全体構成を示すブロック図
である。図１において、まず入力制御部２には、符号化
して記録すべきＮＴＳＣ方式等による入力原画像１が入
力され、入力制御部２は、時間フィルタおよび空間フィ
ルタをかけて、ＭＰＥＧ方式におけるＩピクチャ（フレ
ーム内予測画像）、Ｐピクチャ（順方向フレーム間予測
画像）、Ｂピクチャ（双方向フレーム間予測画像）の各
種類分け、符号化順序の並び替えを行い、マクロブロッ
ク単位に分割した入力画像データ３を出力する。
【００３８】動き検出器６は、入力画像データ３と、画
像フレームメモリ４から出力されるフレーム間予測画像
データ５とをもとにＰピクチャおよびＢピクチャの動き
検出を行う。ＰピクチャおよびＢピクチャについては、
フレーム間減算器７によって、入力画像データ３から、
動き補償されたフレーム間予測画像データ５を減算し、
フレーム間差分データ８としてＤＣＴ（離散コサイン変
換器）９に出力される。Ｉピクチャについては、フレー
ム間減算器７においてフレーム間予測画像データ５を０
とすることで、入力画像データ３をフレーム間差分デー
タ８としてＤＣＴ９に出力する。
【００３９】ＤＣＴ９は、フレーム間差分データ８を離
散コサイン変換してＤＣＴ出力１０を量子化器１１に出
力し、量子化器１１は、ＤＣＴ出力１０の量子化を行っ
た量子化器出力１２を出力する。可変長符号化器１３
は、量子化器出力１２を可変長符号化した帯域圧縮デー
タである送信バッファ入力１４として出力する。一方、
差分パルスコード変調（ＤＰＣＭ）方式のフレーム間予
測符号化として次以降の画像フレームのフレーム間予測
画像生成のための局部復号を行うべく、逆量子化器１５
は、量子化器出力１２を逆量子化し、得られた逆量子化
器出力１６を逆離散コサイン変換器（逆ＤＣＴ）１７に
出力する。逆ＤＣＴ１７は、逆量子化器出力１６を逆離
散コサイン変換し、得られた逆ＤＣＴ出力１８をフレー
ム間加算器１９に出力する。フレーム間加算器１９は、
逆ＤＣＴ出力１８とフレーム間予測画像データ５をフレ
ーム間加算し、フレーム間加算データ２０として画像フ
レームメモリ４に格納する。なお、Ｉピクチャのフレー
ム間予測画像データは０である。
【００４０】送信バッファ部２１は、送信バッファ入力
１４を一時蓄積し、蓄積メディア３１に可変ビットレー
トの送信バッファ出力２２として出力する。蓄積メディ
ア３１は、送信バッファ出力２２を順次記録し、この記
録に関する記録情報３２を符号化発生情報量制御器２４
に出力する。符号化発生情報量制御器２４は、送信バッ
ファ状況２３、および記録情報３２をもとに、量子化器
１１および逆量子化器１５における量子化ステップサイ
ズ２５を制御する。
【００４１】さらに、図２に示す、送信バッファ部２１
と符号化発生情報量制御器２４の詳細構成を示すブロッ
ク図を参照して量子化ステップサイズ２５の制御処理に
ついて説明する。図２において、発生情報量カウンタ１
０１は、送信バッファ入力１４を常時計数して発生情報
量（ビット数）１０２を出力する。送信情報量カウンタ
１０３は、送信バッファ出力２２を常時計数して送信情
報量（ビット数）１０４を出力する。減算器１０５は、
発生情報量１０２から送信情報量１０４を減算し、バッ
ファ蓄積情報量１０６を出力する。
【００４２】発生情報量１０２、送信情報量１０４、お
よびバッファ蓄積情報量１０６は、送信バッファ状況２
３として符号化発生情報量制御器２４に入力される。符
号化発生情報量制御器２４は、メモリ５２を有し、メモ
リ５２には、蓄積メディア３１から出力された記録情報
３２、すなわち記録時間および記録情報量が順次記憶さ
れる。符号化発生情報量制御器２４は、入力された送信
バッファ状況２３をレジスタ１０７でサンプルし、この
送信バッファ状況２３とメモリ５２に記憶された記録情
報３２とをもとに、ＣＰＵ５１によって量子化ステップ
サイズを決定し、量子化ステップサイズ２５として量子
化器１１および逆量子化器１５に出力される。
【００４３】例えば、送信バッファ２１ａのバッファ容
量をＢとし、バッファ容量がＢ／２に最初に到達するま
では、量子化ステップサイズＱ０で符号化を行って蓄積
し、バッファ容量がＢ／２に到達した時から送信ビット
レートＲ０で送信を開始する。その後、送信バッファ入
力１４の発生ビットレートＲから送信ビットレートＲ０
を減算した差分が時間積分され、バッファ蓄積量となっ
て増減することになる。ただし、送信バッファ出力２２
は可変ビットレートであるため、ＣＰＵ５１は、上述し
たように、蓄積メディア３１から出力され、メモリ５２
に記憶される記録情報３２の情報をもとに、量子化ステ
ップサイズ２５を制御する。
【００４４】ＣＰＵ５１は、目標ビットレート算出部５
３を有し、目標ビットレート算出部５３は、メモリ５２
に記憶された記録時間と記録情報量（記録容量）とか
ら、残り記録時間と残り記録容量とを算出し、残り記録
容量を残り記録時間で除算した値を目標ビットレートと
して算出する。
【００４５】ここで、図３を参照して目標ビットレート
の算出処理について説明する。図３は、蓄積メディア３
１の記録時間と発生情報量との関係を示す図であり、実
線は、実際に記録される記録時間と発生情報量との関係
を示す。なお、発生情報量は、最終的には蓄積メディア
３１に記憶される記憶容量と同一である。図３におい
て、記録開始当初は、最終的に蓄積メディア３１に記録
すべき規定時間Ｔによって、蓄積メディア３１の全記録
容量Ｃから所定のマージンを差し引いた記録容量Ｃ３を
除算した値を目標ビットレートＲ０（＝Ｃ３／Ｔ）とし
て算出する。
【００４６】その後、メモり５２に記憶された記録情報
３２をもとに、原時点からの目標ビットレートを変更す
る。例えば、現時点が記録時間Ｔ１経過した状態で、こ
の時の発生情報量がＣ１である場合、現時点以降の目標
ビットレートＲ１は、次式（２）のように算出される。
すなわち、 Ｒ１＝（Ｃ３−Ｃ１）／（Ｔ−Ｔ１） …（２） である。この式（２）における（Ｃ３−Ｃ１）は、残り
記録容量であり、（Ｔ−Ｔ１）は、残り記録時間であ
る。同様にして、次の時点である記録時間Ｔ２のときに
は、残り記録容量が（Ｃ３−Ｃ２）であり、残り記録時
間が（Ｔ−Ｔ２）であるため、記録時間Ｔ２における目
標ビットレートはＲ２（＝（Ｃ３−Ｃ２）／（Ｔ−Ｔ
２））となる。
【００４７】このようにして算出された目標ビットレー
トをもとに、量子化ステップサイズ決定部５４は、量子
化ステップサイズ２５（Ｑ）を上述した式（１）をもと
に決定する。すなわち、 Ｑ（ｎ＋１）＝Ｑ（ｎ）＋（２Ａ／Ｂ−１）・Ｑ０ なる式（１）を用いて量子化ステップサイズＱを決定
し、量子化器１１および逆量子化器１５に出力して、可
変ビットレートが目標ビットレート内に収まるようにす
る。この式（１）において、Ａは、フレーム毎のバッフ
ァ蓄積情報量１０６を数分間平均した値とすることで、
量子化ステップサイズＱの値が急激に変化せず、ゆっく
りと変動するようになり、発生情報量１０２の小さな入
力画像に対しては情報を少なく割り当てることで画質が
均一になるように制御される。
【００４８】但し、最初に発生情報量１０２の大きな入
力画像が集中した場合には、後半にどのような発生情報
量をもった入力画像が入力されても制御できる限界であ
るビットレートＲminを保証するため、目標ビットレー
トＲ０〜Ｒ２がビットレートＲmin以下になるときに
は、量子化ステップサイズＱを急激に上げることで、ビ
ットレートＲmin以上に維持する制御を行う。なお、上
述した所定のマージン（＝Ｃ−Ｃ３）は、量子化ステッ
プサイズＱを急激に上げた場合に発生する発生情報量を
抑えきれないために設けたマージンである。
【００４９】上述したように、この実施の形態１によれ
ば、蓄積メディア３１に記録する記録時間Ｔを規定し、
随時目標ビットレートＲ０〜Ｒ２を更新することで、時
間Ｔをもつ動画像を蓄積メディア３１の記録容量内に収
めることができる。
【００５０】なお、任意の記録位置において、従来の動
画像符号化装置では、一度停止した後に記録を再開する
と、停止した時点のビットレートからのずれが蓄積する
が、この実施の形態１では、記録途中に記録を停止して
も制御を継続することができる。
【００５１】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２について説明する。実施の形態１では、１つの蓄積
メディア３１に対して目標ビットレートＲ０〜Ｒ２を随
時、残り記録時間と残り記録容量とから算出して、量子
化ステップサイズＱを更新するようにしているが、この
実施の形態２では、蓄積メディア３１を複数の記録時間
または複数の記録容量に分割し、各分割した領域におい
て記録時に目標ビットレートを領域内の残り記録時間と
残り記録容量とから算出して、量子化ステップサイズＱ
を更新するようにしている。
【００５２】図４は、この発明の実施の形態２である動
画像符号化装置内の送信バッファ部２１および符号化発
生情報量制御器２４の詳細構成を示す図である。図４に
おいて、分割設定部４１は、蓄積メディア３１の記録時
間または記録容量を分割設定し、その分割設定内容をＣ
ＰＵ５１に入力する。その他の構成は、図１および図２
に示した構成と同じであり、同一構成部分には同一符号
を付している。
【００５３】ＣＰＵ５１内の目標ビットレート算出部５
３は、分割設定部４１によって設定された領域毎に、実
施の形態１と同様な処理を行う。すなわち、目標ビット
レート算出部５３は、メモリ５２に記憶された記録時間
と記録情報量（記録容量）とから、現分割領域における
残り記録時間と残り記録容量とを算出し、残り記録容量
を残り記録時間で除算した値を現分割領域における目標
ビットレートとして算出する。
【００５４】ここで、図５を参照して目標ビットレート
の算出処理について説明する。図５は、１つの分割領域
内における記録時間と発生情報量との関係を示す図であ
り、実線は、実際に分割領域において記録される記録時
間と発生情報量との関係を示す。なお、発生情報量は、
最終的には記憶容量と同一である。図５において、分割
領域内における記録開始当初は、分割規定時間Ｔ１によ
って、分割記録容量Ｃ１を除算した値を目標ビットレー
トＲ１０（＝Ｃ１／Ｔ１）として算出する。
【００５５】その後、メモり５２に記憶された記録情報
３２をもとに、原時点からの目標ビットレートを変更す
る。例えば、現時点が記録時間Ｔ１１経過した状態で、
この時の発生情報量がＣ１１である場合、現時点以降の
目標ビットレートＲ１１は、次式（３）のように算出さ
れる。すなわち、 Ｒ１＝（Ｃ１−Ｃ１１）／（Ｔ１−Ｔ１１） …（３） である。この式（３）における（Ｃ１−Ｃ１１）は、分
割領域における残り記録容量であり、（Ｔ１−Ｔ１１）
は、分割領域における残り記録時間である。同様にし
て、次の時点である記録時間Ｔ１２のときには、残り記
録容量が（Ｃ１−Ｃ１２）であり、残り記録時間が（Ｔ
１−Ｔ１２）であるため、記録時間Ｔ１２における目標
ビットレートはＲ１２（＝（Ｃ１−Ｃ１２）／（Ｔ１−
Ｔ１２））となる。
【００５６】このようにして算出された目標ビットレー
トをもとに、量子化ステップサイズ決定部５４は、量子
化ステップサイズＱを上述した式（１）をもとに決定す
る。決定された量子化ステップサイズＱは、量子化器１
１および逆量子化器１５に出力して、可変ビットレート
が目標ビットレート内に収まるようにする。
【００５７】このようにして設定された分割領域によっ
て１つの蓄積メディアの記録領域が形成され、例えば、
図６に示すような記録時間と発生情報量との関係とな
る。図６において、目標ビットレートＲ１は、図５に示
した目標ビットレートＲ１０に対応し、分割記録時間Ｔ
１または分割記録容量Ｃ１の分割領域における目標ビッ
トレートである。同様に、目標ビットレートＲ２は、分
割記録時間（Ｔ２−Ｔ１）または分割記録容量（Ｃ２−
Ｃ１）の分割領域における目標ビットレートであり、目
標ビットレートＲ３は、分割記録時間（Ｔ−Ｔ２）また
は分割記録容量（Ｃ３−Ｃ２）の分割領域における目標
ビットレートである。ここで、記録容量（Ｃ−Ｃ３）
は、実施の形態１と同様なマージンである。
【００５８】この実施の形態２によれば、各分割領域、
ここでは３つの分割領域毎に、３つの画像シーケンスを
記録し、３つの画像シーケンス全てを全記録容量内に収
めることができる。また、各分割領域を適切に設定して
おくことによって、他の蓄積メディアに各分割領域に記
録された各画像シーケンスを複製する場合、記録容量を
制限することができる。
【００５９】実施の形態３．次に、この発明の実施の形
態３について説明する。実施の形態２では、１つの蓄積
メディア３１を任意の記録時間または記録容量によって
領域分割するようにしているが、この実施の形態３で
は、領域分割を等分割によって行い、発生情報量が極端
に偏らないようにしている。
【００６０】図７は、この発明の実施の形態３である動
画像符号化装置内の送信バッファ部２１および符号化発
生情報量制御器２４の詳細構成を示す図である。図７に
おいて、分割設定部４２は、蓄積メディア３１の記録時
間または記録容量を等分割設定し、その分割設定内容を
ＣＰＵ５１に入力する。その他の構成は、図１および図
２に示した構成と同じであり、同一構成部分には同一符
号を付している。
【００６１】ＣＰＵ５１内の目標ビットレート算出部５
３は、分割設定部４２によって設定された領域毎に、実
施の形態２と同様な処理を行う。すなわち、目標ビット
レート算出部５３は、メモリ５２に記憶された記録時間
と記録情報量（記録容量）とから、現分割領域における
残り記録時間と残り記録容量とを算出し、残り記録容量
を残り記録時間で除算した値を現分割領域における目標
ビットレートとして算出する。
【００６２】ここで、図８を参照して目標ビットレート
の算出処理について説明する。図８は、１つの分割領域
内における記録時間と発生情報量との関係を示す図であ
り、実線は、実際に分割領域において記録される記録時
間と発生情報量との関係を示す。なお、発生情報量は、
最終的には記憶容量と同一である。
【００６３】図８において、１つの蓄積メディア３１の
全記録時間Ｔは、分割設定部４２によって８等分され、
等分割記録時間Ｔ１を有する各分割記録時間には、それ
ぞれ分割記録容量Ｃ１が割り当てられる。この分割記録
容量Ｃ１は、全記録容量Ｃから所定のマージンを差し引
いた記録容量を８等分した値である。各分割領域が有す
る分割記録時間Ｔ１と分割記録容量Ｃ１とは全て同じで
あるため、各目標ビットレートも全て同じに算出され
る。
【００６４】従って、実施の形態２と同じ目標ビットレ
ートが設定されることになるが、分割領域毎に細かに量
子化ステップサイズが制御されるため、発生情報量、言
い換えれば記憶情報量が目標ビットレートから大きく偏
らなくなる。
【００６５】このため、例えば、２つの蓄積メディアに
それぞれ記憶された２つの画像シーケンスの記録時間の
合計が１つの蓄積メディアの記録時間Ｔであって、他の
１つの蓄積メディアから１つの蓄積メディアに画像シー
ケンスを複製する場合、画像シーケンスが分割点で切れ
るときは、マージンを０として収納することが保証でき
る。また、画像シーケンスが分割点で切れない場合で
も、最初に記録する画像シーケンスのマージン１つと次
の画像シーケンスの前後マージン２つとを持たせる、す
なわちマージン用の３つの分割記録容量Ｃ１を持たせて
おくことによって、２つの画像シーケンスを記録時間Ｔ
内に収納することを保証することができる。
【００６６】この実施の形態３によれば、１つの蓄積メ
ディアに対する領域分割を等分割しているので、分割領
域毎の発生情報量が極端に偏らないように記憶制御する
ことができるため、複製時における設定処理も容易とな
る。
【００６７】実施の形態４．次に、この発明の実施の形
態４について説明する。実施の形態２では、１つの蓄積
メディア３１を任意の記録時間または記録容量によって
領域分割するようにしているが、この実施の形態４で
は、１つの蓄積メディア３１内の任意の部分記録時間と
この部分記録時間における目標ビットレートを設定し、
この部分記録時間における記録時の平均ビットレートを
目標ビットレート以下に制御しようとするものである。
【００６８】図９は、この発明の実施の形態４である動
画像符号化装置内の送信バッファ部２１および符号化発
生情報量制御器２４の詳細構成を示す図である。図９に
おいて、部分設定部４３は、蓄積メディア３１の記録時
間内の一部である部分記録時間を設定するとともに、こ
の設定した部分記録時間における目標ビットレートを設
定し、これら設定した部分記録時間と目標ビットレート
をＣＰＵ５１に入力する。その他の構成は、図１および
図２に示した構成と同じであり、同一構成部分には同一
符号を付している。但し、目標ビットレートは部分設定
部４３によって設定されるので、目標ビットレート算出
部５３は構成しない。
【００６９】ここで、図１０を参照してＣＰＵ５１の制
御処理について説明する。図１０は、１つの蓄積メディ
ア３１内における記録時間と発生情報量との関係を示す
図であり、実線は、実際に記録される記録時間と発生情
報量との関係を示す。なお、発生情報量は、最終的には
記憶容量と同一である。
【００７０】図１０において、部分記録時間Ｔ０および
この部分記録時間Ｔ０間における目標ビットレートＲ０
（＝Ｃ０／Ｔ０）は、部分設定部４３によって設定され
る。なお、Ｃ０は、部分記録時間Ｔ０における部分記録
容量である。ここで、部分記録時間Ｔ０間における平均
ビットレートＲは、 Ｒ＝Ｃ１／Ｔ０ となる。ここで、Ｃ１は、部分記録時間Ｔ０間における
発生情報量である。ＣＰＵ５１の量子化ステップサイズ
決定部５４は、この平均ビットレートＲが目標ビットレ
ートＲ０を越えないように量子化ステップサイズＱを決
定し、この決定した量子化ステップサイズＱを量子化器
１１および逆量子化器１５に出力することによって、平
均ビットレートＲを制御する。
【００７１】この実施の形態４を用いると、例えば、任
意の記録時間ＴＴの動画像データを切り取り、部分記録
時間Ｔ０を連続設定することによって、動画像データの
記録容量ＣＣは、 ＣＣ＜ｎ・Ｔ０・Ｒ０ となるように制御される。ここで、ｎは、ＴＴ／Ｔ０の
値の小数点以下を切り上げた整数である。このような記
録を行うことによって、例えば２つの蓄積メディアか
ら、それぞれの動画像データの合計時間が１つの蓄積メ
ディアの全記録時間Ｔとなるような２つの画像シーケン
スをそれぞれ記憶している場合で、この２つの画像シー
ケンスを１つの蓄積メディアに記録できる。
【００７２】このため、例えば、２つの蓄積メディアに
それぞれ記憶された２つの画像シーケンスの記録時間の
合計が１つの蓄積メディアの記録時間Ｔであって、他の
１つの蓄積メディアから１つの蓄積メディアに画像シー
ケンスを複製する場合、マージンを２・Ｔ０・Ｒ０に設
定すれば、収納が保証されることになる。
【００７３】この実施の形態４によれば、１つの蓄積メ
ディア３１内の任意の部分記録時間とこの部分記録時間
における目標ビットレートを設定し、この部分記録時間
における記録時の平均ビットレートを目標ビットレート
以下に制御することができるので、柔軟な記憶制御を行
うことができる。
【００７４】実施の形態５．次に、この発明の実施の形
態５について説明する。実施の形態４では、１つの蓄積
メディア３１内の任意の部分記録時間とこの部分記録時
間における目標ビットレートを設定し、この部分記録時
間における記録時の平均ビットレートを目標ビットレー
ト以下に制御しているが、この実施の形態５では、この
平均ビットレートを時間に関する関数として設定するよ
うにしている。
【００７５】この実施の形態５における構成は、図９に
示した構成における部分設定部４３が、蓄積メディア３
１の記録時間内の一部である部分記録時間を設定すると
ともに、この設定した部分記録時間における目標ビット
レートを関数として設定し、その他の構成は、図９に示
した構成と同じである。
【００７６】図１１は、部分設定部４３によって設定さ
れる関数の一例を示す図である。図１１に示すように設
定される関数Ｆ（ｔ）は、時間に対する発生情報量を示
す任意の関数であり、この関数Ｆ（ｔ）を設定すること
によって、さらに細かいビットレートの制御が可能とな
る。
【００７７】図１２は、関数を用いた場合の記録時間に
対する発生情報量の関係を示す図である。図１２におい
て、現在時刻ｔ１までに記録容量Ｃ１を記録し、その後
の微小時間、例えば数秒から数十秒後の時刻ｔ２に記憶
容量Ｃ２まで記録することが可能である場合を示し、こ
の場合、点Ｐを原点とした関数ｄ ｄ＝Ｃ２−Ｆ（ｔ２−ｔ） と、記録時の発生情報量の曲線とが点Ｑで接するように
記録容量Ｃ２を定める。時刻ｔ１〜ｔ２の間は、ビット
レートＲmax以上にならないように制御する。
【００７８】このように記録された複数の蓄積メディア
からそれぞれ、合計時間Ｔとなるようなｎ個の画像シー
ケンスを、１つの蓄積メディアに複製する場合、それぞ
れの記録時間をＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎ（Ｔ１＋Ｔ２＋…
＋Ｔｎ＝Ｔ）とすると、 Ｆ（Ｔ１）＋Ｆ（Ｔ２）＋…＋Ｆ（Ｔｎ）＜Ｃ が成立する関数Ｆ（ｔ）を定義することで、ｎ個の画像
シーケンスを１つの蓄積メディアに収納することを保証
することができる。この実施の形態５によれば、発生情
報量を時間の関数によって定義し、これを用いて記録制
御するようにしているので、さらに柔軟な記録制御を行
うことができる。
【００７９】実施の形態６．次に、この発明の実施の形
態６について説明する。上述した実施の形態では、求め
られた平均ビットレートが目標ビットレート以内に収ま
るような制御を行っていたが、この実施の形態６では、
最低限の画質を保証する下限ビットレートを設定し、あ
るいは非効率的な画質向上を防止するため上限ビットレ
ートを設定するようにしている。
【００８０】図１３は、この発明の実施の形態６である
動画像符号化装置内の送信バッファ部２１および符号化
発生情報量制御器２４の詳細構成を示す図である。図１
３において、ビットレート設定部４４は、最低限の画質
を保証するための下限ビットレートと非効率的な画質向
上を防止するための上限ビットレートを設定する。ＣＰ
Ｕ５１の量子化ステップサイズ決定部５４は、下限ビッ
トレートが設定された場合には、常にこの下限ビットレ
ート以下とならない量子化ステップサイズの決定を行
い、上限ビットレートが設定された場合には、常にこの
上限ビットレート以上とならない量子化ステップサイズ
の決定を行う。なお、この構成は、上述した実施の形態
に重複適用可能である。
【００８１】ここで、図１４を参照して、下限ビットレ
ートの設定内容について説明する。図１４は、量子化ス
テップサイズとビットレートとの関係を示す図である。
図１４において、曲線３ａは、最も大きい発生情報量を
もつ入力画像データのときの関係を示し、曲線３ｂは、
標準的な発生情報量をもつ入力画像データのときの関係
を示し、曲線３ｃは、最も小さな発生情報をもつ入力画
像データのときの関係を示している。
【００８２】規定時間内に規定容量を記録時に収納する
ことを保証するためには、最も大きい発生情報量をもつ
入力画像データに対応できるようにする必要があり、量
子化ステップサイズＱを規格の最大値Ｑmaxにしても、
ビットレートＲmin以上のビットレートが必要である。
従って、平均のビットレートＲをＲmin以下にならない
ように制御する必要がある。
【００８３】しかし、このビットレートＲmin以下にな
らないようにする制御では、画質が劣化する場合が生
じ、最低限の画質を保証するため、量子化ステップサイ
ズの最大値をＱ１に制限し、これに対応して、平均のビ
ットレートＲをＲmin１以下にならないように制御す
る。これにより、最低限の画質を常に保証することがで
きる。
【００８４】一方、図１５は、上限ビットレートを説明
するための量子化ステップサイズとビットレートとの関
係を示す図である。図１５において、曲線３ａ〜３ｃは
図１４と同じであり、曲線３ａは、最も大きい発生情報
量をもつ入力画像データのときの関係を示し、曲線３ｂ
は、標準的な発生情報量をもつ入力画像データのときの
関係を示し、曲線３ｃは、最も小さな発生情報をもつ入
力画像データのときの関係を示している。
【００８５】図１５において、量子化ステップサイズＱ
を小さくすると、極端に発生情報量が増加し、画質の向
上に伴わない発生情報量の増大となって効率が低下す
る。そこで、量子化ステップサイズＱ２が量子化ステッ
プサイズＱの最小値となるように、平均のビットレート
ＲをビットレートＲ２max以下となるように設定し、強
制的に制御する。
【００８６】なお、上述した下限のビットレートＲmin
１あるいは上限のビットレートＲ２maxを設定するよう
にしているが、これらに対応する量子化ステップサイズ
Ｑ１，Ｑ２をそれぞれ設定するようにしてもよい。
【００８７】図１６は、この実施の形態６を適用した場
合における記録時間に対する発生情報量との関係を示す
図であり、図５に示した実施の形態２に対応する関係を
もつ。図１６において、時間０〜Ａ１と、時間Ａ２〜Ｔ
１とにおける発生情報量は、実施の形態２を適用すると
破線で示すようになるが、この実施の形態６における上
限ビットレートを設定することによって、上限ビットレ
ートＲ２max以下のビットレートに抑えられ、効率的な
記録制御が行われる。特に最終的な発生情報量が抑えら
れている。
【００８８】この実施の形態６によれば、下限ビットレ
ートあるいは上限ビットレートを設定し、強制的に制御
するようにしているので、最低限の画質を保証し、また
は非効率的な画質向上を防止することができる。
【００８９】実施の形態７．次に、この発明の実施の形
態７について説明する。この実施の形態７では、画質の
設定入力を行い、この設定入力された画質に対応する量
子化ステップサイズを決定して画質が一定となるように
制御している。
【００９０】図１７は、この発明の実施の形態７である
動画像符号化装置内の送信バッファ部２１および符号化
発生情報量制御器２４の詳細構成を示す図である。図１
７において、画質設定部４５は、ユーザが所望する画質
を設定入力し、設定入力された画質の情報は、ＣＰＵ５
１に出力される。ＣＰＵ５１内の量子化ステップサイズ
決定部５４は、図示しない関係テーブル内に保持された
画質と量子化ステップサイズとの対応関係から、設定入
力された画質に対応する量子化ステップサイズを決定す
る。ＣＰＵ５１は、決定された量子化ステップサイズに
よって画像データの画質を一定にする制御を行う。その
他の構成は、図４に示した実施の形態２と同じである
が、メモリ５２の構成は必要なく、記録情報３２も入力
されない。
【００９１】図１８は、この発明の実施の形態７が適用
された場合の記録時間に対する発生情報量の関係を示す
図である。画質設定部４５による画質の設定入力、例え
ば高画質、標準画質、低画質等の入力があると、各画質
に対応した量子化ステップサイズが決定されるが、図１
８では、時間０，Ｔ１，Ｔ２の時点で画質が設定され
る。図１８に示したビットレートＲ１，Ｒ２，Ｒ３は、
それぞれ時間０，Ｔ１，Ｔ２で設定された画質に応じた
量子化ステップサイズに対応した値である。この実施の
形態７では、画質を設定することができるので、一定の
画質をもつ動画像データとして記録制御することができ
る。
【００９２】実施の形態８．次に、この発明の実施の形
態８について説明する。この実施の形態８では、可変ビ
ットレートで記録する種々の蓄積メディアに対して標準
画質のビットレートを基準として蓄積メディアの記録時
間および記録容量を表すようにしている。
【００９３】図１９は、この発明の実施の形態８による
動画像符号化装置内の送信バッファ部２１および符号化
発生情報量制御器２４の詳細構成を示す図である。図１
９において、標準時間／容量演算部５５は、蓄積メディ
ア３１に標準画質のビットレートで記録した場合の記録
時間と記録容量とを演算し、その結果を表示部４６に表
示出力する。
【００９４】このようにして蓄積メディア３１の記録時
間と記録容量とを表示するようにしたのは、実際の蓄積
メディアには種々の種類があって、記録容量も様々であ
り、しかも可変ビットレートで記録されるので、記録容
量がわかっても実際の記録時間が変化する場合がある。
【００９５】しかし、標準画質のビットレートを用いる
と、蓄積メディア３１の記録時間および記録容量は、一
意に決定することができる。例えば、標準画質のビット
レートが４Ｍｂ／ｓとして規定し、低画質のビットレー
トを２Ｍｂ／ｓ、高画質のビットレートを８Ｍｂ／ｓと
して規定することで、１時間分の標準容量Ｃは、 Ｃ＝４（Ｍｂ／ｓ・６０min・６０sec） ＝１４４００（Ｍｂ／ｓ） ＝１．８（Ｇbyte） となる。なお、実際は、音声、その他のデータや誤り耐
性用冗長の部分の補正が必要である。また、低画質のビ
ットレートで記録する低画質モードでは、標準画質のビ
ットレートで記録する標準モードの２倍の時間が記録可
能であり、高画質のビットレートで記録する高画質モー
ドでは、標準モードの１／２の時間が記録可能である。
【００９６】この実施の形態８によれば、標準画質のビ
ットレートを基準として記録時間および記録容量を演算
し、表示出力するようにしているので、長時間記録する
低画質モードや高画質モード等が混在する場合でも各モ
ード毎の記録時間の合計で定められた時間が記録できる
ことを容易に知ることができる。
【００９７】実施の形態９．次に、この発明の実施の形
態９について説明する。この実施の形態９では、蓄積メ
ディアの実記録容量を標準画質のビットレートの記憶容
量を介した記録時間に換算して表示出力するようにして
いる。
【００９８】図２０は、この発明の実施の形態９による
動画像符号化装置内の送信バッファ部２１および符号化
発生情報量制御器２４の詳細構成を示す図である。図２
０において、換算部５６は、蓄積メディア３１の現時点
における記録容量を求め、この求めた記録容量に対応す
る記録時間を標準画質のビットレートを用いて換算し、
その結果を表示部４７に表示出力する。このようにして
標準画質のビットレートを用いて、記録容量に対応する
記録時間を換算するのは、ユーザにとって、記録容量と
記録時間との対応をとるのが容易でないからである。
【００９９】ここで、図２１を参照して、換算部５６に
よる換算処理について説明する。図２１において、規定
容量Ｃに対して標準画質のビットレートで記録すると時
間Ｔだけ記録できる場合であっても、途中に高画質モー
ドや低画質モードが混在すると、実際の記録時間は時間
Ｔに対して増減することになる。記録時間を管理して、
蓄積メディアが、残り記録時間はどの程度なのかを考え
る場合、実際の記録時間に対応する適切な管理を行うこ
とができない。
【０１００】図２１では、２通りの記録結果を曲線Ａ，
Ｂで示している。曲線Ａでは、時間ＴＡ１記録したとき
までの発生情報量はＣ１であり、この場合、 Ｔ１＝Ｃ１／Ｒ０ ＝Ｃ１・Ｔ／Ｃ のように換算し、この換算した記録時間Ｔ１によって管
理することになる。なお、Ｒ０は標準画質のビットレー
トであり、Ｃは蓄積メディア１つの記録容量であり、Ｔ
は、標準画質のビットレートで記録時の規定記録時間で
ある。この実施の形態９によれば、標準ビットレートの
記録時間に換算した記録時間によって管理することがで
きるので、ユーザにとって記録容量と記録時間との対応
がとりやすくなる。
【０１０１】なお、上述した実施の形態１〜９は適宜重
複適用が可能であり、適宜組み合わせた構成としてもよ
い。また、上述した実施の形態１〜９では、蓄積メディ
ア３１に送信バッファ出力２２を出力するようにしてい
るが、回線を用いてリモートの蓄積メディアに出力する
場合にも適用できるのは明らかである。
【０１０２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、取得手段が、蓄積メディアに順次記録される記録情
報の記録容量と記録時間とを取得し、算出手段が、前記
取得手段が取得した記録容量と記録時間とから前記蓄積
メディアの残り記録容量と残り記録時間とを求め、該残
り記録容量と該残り記録時間とから現時点以降の目標ビ
ットレートを算出し、制御手段は、可変ビットレートが
前記目標ビットレート以下を維持する量子化ステップサ
イズに順次変更する制御を行うようにしているので、蓄
積メディアが有する記録時間内に該記録時間をもつ可変
ビットレートの動画像データを該蓄積メディアの記録容
量内に収納することを保証することができるという効果
を奏する。
【０１０３】つぎの発明によれば、分割設定手段が、蓄
積メディアの記録領域を複数の分割記録領域に分割設定
し、取得手段が、分割記録領域単位毎に順次記録される
記録情報の記録容量と記録時間とを取得し、算出手段
が、前記取得手段が取得した記録容量と記録時間とから
前記分割記録領域単位毎に残り記録容量と残り記録時間
とを求め、該残り記録容量と該残り記録時間とから現時
点以降の目標ビットレートを算出し、制御手段は、前記
可変ビットレートが前記目標ビットレート以下を維持す
る量子化ステップサイズに順次変更する制御を行うよう
にしているので、蓄積メディアが有する記録時間内に該
記録時間をもつ可変ビットレートの動画像データを該蓄
積メディアの記録容量内に収納することを保証すること
ができるとともに、画像シーケンス単位で複製を行うと
き、予め各画像シーケンス毎の記録容量を割り当てて符
号化を行うことによって各画像シーケンス毎の記録時間
の合計での記録を保証することができるという効果を奏
する。
【０１０４】つぎの発明によれば、前記分割設定手段
は、前記複数の分割記録領域を等分割し、この等分割さ
れた領域毎に、可変ビットレートが目標ビットレート以
下を維持する量子化ステップサイズに順次変更する制御
を行うようにしているので、蓄積メディアが有する記録
時間内に該記録時間をもつ可変ビットレートの動画像デ
ータを該蓄積メディアの記録容量内に収納することを保
証することができるとともに、画像シーケンス単位で複
製を行うとき、予め各画像シーケンス毎の記録容量を割
り当てて符号化を行うことによって各画像シーケンス毎
の記録時間の合計での記録を保証することを容易に行う
ことができ、しかも、分割領域毎の発生情報量が極端に
偏らない記憶を行うことができるという効果を奏する。
【０１０５】つぎの発明によれば、設定手段が、蓄積メ
ディアに順次記録される記録情報の所定の規定記録時間
における目標ビットレートを設定し、取得手段が、蓄積
メディアに順次記録される記録情報の記録容量と記録時
間とを取得し、算出手段が、前記規定記録時間の開始後
に前記取得手段が取得した記録容量と記録時間とから現
時点の平均ビットレートを算出し、制御手段が、前記規
定記録時間毎に前記平均ビットレートが前記目標ビット
レート以下を維持する量子化ステップサイズに順次変更
する制御を行うようにしているので、蓄積メディアが有
する部分記録時間内に該部分記録時間をもつ可変ビット
レートの動画像データを該蓄積メディアの部分記録容量
内に収納することを保証することができるという効果を
奏する。
【０１０６】つぎの発明によれば、前記設定手段は、前
記目標ビットレートを前記規定記録時間に対する目標ビ
ットレートの関数として設定し、任意の記録位置間にお
ける最大発生情報量が前記関数の最大発生情報量以下と
なるように量子化ステップサイズを制御するようにして
いるので、蓄積メディアが有する部分記録時間内に該部
分記録時間をもつ可変ビットレートの動画像データを該
蓄積メディアの部分記録容量内に収納することの保証を
きめ細かくかつ柔軟に行うことができるという効果を奏
する。
【０１０７】つぎの発明によれば、第１の設定手段が、
第１の所定レベル以上の画質を保証する下限ビットレー
トを設定し、前記制御手段が、少なくとも前記可変ビッ
トレートが前記下限ビットレート以上を維持する量子化
ステップサイズに順次変更する制御を強制的に行うよう
にしているので、規定記録容量に規定記録時間の動画像
データを強制的に収める場合でも最低の画質を保証する
ことができるという効果を奏する。
【０１０８】つぎの発明によれば、第２の設定手段が、
第２の所定レベル以下の画質を維持させる上限ビットレ
ートを設定し、前記制御手段が、少なくとも前記可変ビ
ットレートが前記上限ビットレート以下を維持する量子
化ステップサイズに順次変更する制御を強制的に行うよ
うにしているので、規定記録容量に規定容量時間の動画
像データを収めるのに、目標に対して記録容量が余りそ
うな場合でも、無理に画質を上げて記録領域を無駄に使
うという非効率な画質向上を防ぐことができるという効
果を奏する。
【０１０９】つぎの発明によれば、設定入力手段が、所
望の画質を設定入力し、制御手段が、前記所望の画質と
該画質に対応する量子化ステップサイズとの関係を記憶
した関係テーブルから、前記設定入力手段によって設定
入力された所望の画質に対応する量子化ステップサイズ
を取得し、該取得した量子化ステップサイズを用いて前
記動画像の符号化を制御するようにしているので、画質
が均質となるような可変ビットレート制御方法を得るこ
とができ、規定時間分を記録するときの発生情報量の概
略値を合わせることができるとともに、ユーザの感覚に
よって適時、容易に、記憶すべき発生情報量あるいは記
録時間の概略値を合わせることができるという効果を奏
する。
【０１１０】つぎの発明によれば、演算手段が、標準画
質のビットレートを基準として前記蓄積メディアに記録
情報を記録した場合の記録容量および記録時間を演算
し、表示手段が、前記演算手段によって演算された記録
容量および記録時間を表示出力するようにしているの
で、長時間記録モードや高画質モード等が混在した場合
であっても、各モード毎の総合の記録時間の合計で定め
られた時間での記録を保証することができるという効果
を奏する。
【０１１１】つぎの発明によれば、換算手段が、蓄積メ
ディアの現時点における記録容量を求め、この記録容量
に対応する記録時間を前記標準画質のビットレートを用
いて換算し、時間表示手段が、前記換算手段によって換
算された記録時間を表示出力するようにしているので、
ユーザにとって記録容量と記録時間との対応関係が把握
しやすくなり、記録管理が容易となるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１である動画像符号化
装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示した送信バッファ部と符号化発生情
報量制御器の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における蓄積メディ
アの記録時間と発生情報量との関係を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態２である動画像符号化
装置内の送信バッファ部および符号化発生情報量制御器
の詳細構成を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における記録時間と
発生情報量との関係を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態２における蓄積メディ
アの記録時間と発生情報量との関係を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態３である動画像符号化
装置内の送信バッファ部および符号化発生情報量制御器
の詳細構成を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態３における蓄積メディ
アの記録時間と発生情報量との関係を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態４である動画像符号化
装置内の送信バッファ部および符号化発生情報量制御器
の詳細構成を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４における蓄積メデ
ィアの記録時間と発生情報量との関係を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５における蓄積メデ
ィアの記録時間と発生情報量との関係を示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５における蓄積メデ
ィアの記録時間と発生情報量との関係を示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６である動画像符号
化装置内の送信バッファ部および符号化発生情報量制御
器の詳細構成を示す図である。
【図１４】 量子化ステップサイズとビットレートとの
関係を示す図である。
【図１５】 量子化ステップサイズとビットレートとの
関係を示す図である。
【図１６】 この発明の実施の形態６における蓄積メデ
ィアの記録時間と発生情報量との関係を示す図である。
【図１７】 この発明の実施の形態７である動画像符号
化装置内の送信バッファ部および符号化発生情報量制御
器の詳細構成を示す図である。
【図１８】 この発明の実施の形態７における蓄積メデ
ィアの記録時間と発生情報量との関係を示す図である。
【図１９】 この発明の実施の形態８である動画像符号
化装置内の送信バッファ部および符号化発生情報量制御
器の詳細構成を示す図である。
【図２０】 この発明の実施の形態９である動画像符号
化装置内の送信バッファ部および符号化発生情報量制御
器の詳細構成を示す図である。
【図２１】 この発明の実施の形態９における蓄積メデ
ィアの記録時間と発生情報量との関係を示す図である。
【図２２】 従来の動画像符号化装置の全体構成を示す
ブロック図である。
【図２３】 従来の動画像符号化装置内の送信バッファ
部および符号化発生情報量制御器の詳細構成を示す図で
ある。
【図２４】 量子化ステップサイズとビットレートとの
関係を示す図である。
【図２５】 従来の動画像符号化装置における蓄積メデ
ィアの記録時間と発生情報量との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 入力原画像、２ 入力制御部、３ 入力画像デー
タ、４ 画像フレームメモリ、５ フレーム間予測画像
データ、６ 動き検出器、７ フレーム間減算器、８
フレーム間差分データ、９ ＤＣＴ、１０ ＤＣＴ出
力、１１ 量子化器、１２ 量子化器出力、１３ 可変
長符号化器、１４ 送信バッファ入力、１５逆量子化
器、１６ 逆量子化器出力、１７ 逆ＤＣＴ、１８ 逆
ＤＣＴ出力、１９ フレーム間加算器、２０ フレーム
間加算データ、２１ 送信バッファ部、２１ａ 送信バ
ッファ、２２ 送信バッファ出力、２３ 送信バッファ
状況、２４ 符号化発生情報量制御器、２５ 量子化ス
テップサイズ、３１ 蓄積メディア、３２ 記録情報、
３３ ユーザコマンド、４１，４２ 分割設定部、４３
部分設定部、４４ ビットレート設定部、４５ 画質設
定部、４６，４７ 表示部、５２ メモリ、５３ 目標
ビットレート算出部、５４ 量子化ステップサイズ決定
部、５５ 標準時間／容量演算部、５６ 換算部、１０
１ 発生情報量カウンタ、１０２ 発生情報量、１０３
送信情報量カウンタ、１０４ 送信情報量、１０５
減算器、１０６ バッファ蓄積情報量、１０７ レジス
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C053 GA11 GB17 GB26 GB29 GB33 GB38 JA30 KA04 KA05 KA22 KA24 KA26 5C059 KK00 MA01 MA23 MA27 MD02 PP04 RC12 SS11 TA36 TA53 TB10 TC15 TC19 TD14 UA01 UA38 5J064 AA01 BA09 BA16 BB05 BB10 BC01 BC08 BC16 BD03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固定記録容量の蓄積メディアに可変ビッ
    トレートで動画像を実時間記録する動画像符号化装置に
    おいて、 前記蓄積メディアに順次記録される記録情報の記録容量
    と記録時間とを取得する取得手段と、 前記取得手段が取得した記録容量と記録時間とから前記
    蓄積メディアの残り記録容量と残り記録時間とを求め、
    該残り記録容量と該残り記録時間とから現時点以降の目
    標ビットレートを算出する算出手段と、 前記可変ビットレートが前記目標ビットレート以下を維
    持する量子化ステップサイズに順次変更する制御を行う
    制御手段と、 を備えたことを特徴とする動画像符号化装置。
  2. 【請求項２】 固定記録容量の蓄積メディアに可変ビッ
    トレートで動画像を実時間記録する動画像符号化装置に
    おいて、 前記蓄積メディアの記録領域を複数の分割記録領域に分
    割設定する分割設定手段と、 前記分割記録領域単位毎に順次記録される記録情報の記
    録容量と記録時間とを取得する取得手段と、 前記取得手段が取得した記録容量と記録時間とから前記
    分割記録領域単位毎に残り記録容量と残り記録時間とを
    求め、該残り記録容量と該残り記録時間とから現時点以
    降の目標ビットレートを算出する算出手段と、 前記可変ビットレートが前記目標ビットレート以下を維
    持する量子化ステップサイズに順次変更する制御を行う
    制御手段と、 を備えたことを特徴とする動画像符号化装置。
  3. 【請求項３】 前記分割設定手段は、前記複数の分割記
    録領域を等分割することを特徴とする請求項２に記載の
    動画像符号化装置。
  4. 【請求項４】 固定記録容量の蓄積メディアに可変ビッ
    トレートで動画像を実時間記録する動画像符号化装置に
    おいて、 前記蓄積メディアに順次記録される記録情報の所定の規
    定記録時間における目標ビットレートを設定する設定手
    段と、 前記蓄積メディアに順次記録される記録情報の記録容量
    と記録時間とを取得する取得手段と、 前記規定記録時間の開始後に前記取得手段が取得した記
    録容量と記録時間とから現時点の平均ビットレートを算
    出する算出手段と、 前記規定記録時間毎に前記平均ビットレートが前記目標
    ビットレート以下を維持する量子化ステップサイズに順
    次変更する制御を行う制御手段と、 を備えたことを特徴とする動画像符号化装置。
  5. 【請求項５】 前記設定手段は、前記目標ビットレート
    を前記規定記録時間に対する目標ビットレートの関数と
    して設定することを特徴とする請求項４に記載の動画像
    符号化装置。
  6. 【請求項６】 第１の所定レベル以上の画質を保証する
    下限ビットレートを設定する第１の設定手段をさらに備
    え、 前記制御手段は、少なくとも前記可変ビットレートが前
    記下限ビットレート以上を維持する量子化ステップサイ
    ズに順次変更する制御を行うことを特徴とする請求項１
    〜５のいずれか一つに記載された動画像符号化装置。
  7. 【請求項７】 第２の所定レベル以下の画質を維持させ
    る上限ビットレートを設定する第２の設定手段をさらに
    備え、 前記制御手段は、少なくとも前記可変ビットレートが前
    記上限ビットレート以下を維持する量子化ステップサイ
    ズに順次変更する制御を行うことを特徴とする請求項１
    〜６のいずれか一つに記載された動画像符号化装置。
  8. 【請求項８】 固定記録容量の蓄積メディアに可変ビッ
    トレートで動画像を実時間記録する動画像符号化装置に
    おいて、 所望の画質を設定入力する設定入力手段と、 前記所望の画質と該画質に対応する量子化ステップサイ
    ズとの関係を記憶した関係テーブルと、 前記関係テーブルから前記設定入力手段によって設定入
    力された所望の画質に対応する量子化ステップサイズを
    取得し、該取得した量子化ステップサイズを用いて前記
    動画像の符号化を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする動画像符号化装置。
  9. 【請求項９】 標準画質のビットレートを基準として前
    記蓄積メディアに記録情報を記録した場合の記録容量お
    よび記録時間を演算する演算手段と、 前記演算手段によって演算された記録容量および記録時
    間を表示出力する表示手段と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれ
    か一つに記載の動画像符号化装置。
  10. 【請求項１０】 前記蓄積メディアの現時点における記
    録容量を求め、この記録容量に対応する記録時間を前記
    標準画質のビットレートを用いて換算する換算手段と、 前記換算手段によって換算された記録時間を表示出力す
    る時間表示手段と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれ
    か一つに記載された動画像符号化装置。
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