JPH0638191A - 動画像信号符号化装置 - Google Patents

動画像信号符号化装置

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JPH0638191A
JPH0638191A JP4191963A JP19196392A JPH0638191A JP H0638191 A JPH0638191 A JP H0638191A JP 4191963 A JP4191963 A JP 4191963A JP 19196392 A JP19196392 A JP 19196392A JP H0638191 A JPH0638191 A JP H0638191A
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JP
Japan
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signal
moving image
quantization step
step width
scene change
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Application number
JP4191963A
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English (en)
Inventor
Yoshio Iizuka
義夫 飯塚
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/85Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression
    • H04N19/87Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression involving scene cut or scene change detection in combination with video compression
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/142Detection of scene cut or scene change
    • HELECTRICITY
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    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/179Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a scene or a shot

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  • Color Television Systems (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】シーンチェンジが起こった際の伝送データの急
増を防止する。 【構成】ステップS11では、カラー識別信号(10)
が輝度信号か、あるいは色差信号かを判定し、それが輝
度信号である場合は、ステップS12で、QS として輝
度信号用のQS (Y)を選択し、また、色差信号である
場合は、ステップS13で、QS として色差信号用のQ
S (C)を選択する。また、処理2では、伝送バッファ
のアンダーフロー対策、及びオーバーフロー対策の処理
を行なう。そして、シーンチェンジ通知信号(9)があ
る場合、量子化ステップ幅(8)がQS 未満のときは、
量子化ステップ幅(8)にQS を代入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一定レート伝送を行なう
動画像信号符号化装置に関し、より詳しくは、動画像に
シーンチェンジが起こった際の伝送データの急激な増加
を防止する動画像信号符号化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、テレビ電話/テレビ会議シス
テム等のAVサービス用動画像信号符号化方式の標準と
して、CCITT勧告H.261が定められている。こ
のCCITT勧告H.261は、フレーム内/フレーム
間適応予測(動き補償を含む)、離散コサイン変換(D
CT)、可変長符号化等の採用により、非常に高圧縮な
符号化を実現するとともに、伝送バッファの利用により
一定レート伝送を図っている。
【0003】上記の一定レート伝送を実現するため、従
来より、伝送バツフア量を制御情報としてフィードバッ
クし、伝送バツフア量の大小に応じて量子化ステツプ幅
を変更する方式が知られている。すなわち、この方式で
は、伝送バツフア量が増大してオーバーフローする可能
性がある場合、量子化ステツプ幅を大きくすることで、
伝送データの発生を制御し、逆に伝送バツフア量が減少
してアンダーフローの可能性がある場合は、量子化ステ
ツプ幅を小さくすることで伝送データの発生を促進して
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フレー
ム間予測技術を用いた上記従来の動画像信号符号化装置
では、一般に、動画像にシーンチェンジが起こり、前フ
レームと現フレームとの間の相関が急激に低下すると、
伝送データ量が急増する。そして、伝送バッファ量の大
小のみに応じて量子化ステツプ幅を変更すると、伝送デ
ータ量が急増する場合にはフィードバック制御が間に合
わないか、あるいは不十分となり、伝送バッファがオー
バーフローする危険が生じる。
【0005】そこで、伝送バッファがオーバーフローし
ないようにフイードバック制御量を大きくすると、今度
は量子化ステップ幅が大きく振動する結果となり制御が
不安定となる。本発明は、上述の課題に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、動画像にシーン
チェンジが起こった際、直ちに伝送データの発生を抑制
して伝送バッファのオーバーフローを防止するととも
に、安定した量子化ステツプ幅の制御を行なう動画像信
号符号化装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、動画像信号あるいは動画像信号の予測誤
差信号をブロック単位に直交変換する手段と、前記直交
変換による変換係数を可変のステップ幅にて量子化する
手段と、前記量子化による量子化データを可変長符号化
する手段とを備え、動画像にシーンチェンジが起こった
際の前記量子化ステップ幅の設定範囲を、該シーンチェ
ンジが発生していないときの量子化ステップ幅の設定範
囲よりも制限する。
【0007】好ましくは、動画像にシーンチェンジが起
こった際、前記量子化ステップ幅の設定範囲をあらかじ
め決めたしきい値以上の値に制限する。また、好ましく
は、動画像にシーンチェンジが起こった際、前記量子化
ステップ幅をあらかじめ決めた固定値にする。好ましく
は、さらに、動画像信号がカラー信号の場合、該カラー
信号を輝度信号と色差信号に分離した後に符号化処理す
る手段を備え、動画像にシーンチェンジが起こった際の
量子化ステップ幅の設定範囲に対する制限を、該輝度信
号と該色差信号とに基づいて相互に独立に決める。
【0008】
【作用】以上の構成において、シーンチェンジが起こっ
た際の伝送データの急増を防止するように機能する。
【0009】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明に係る好
適な実施例を詳細に説明する。図1は、本発明の実施例
に係る動画像信号符号化装置(以下、装置という)にお
ける処理部及び制御部の構成を示すブロック図である。
図1に示す装置において、動画像信号あるいは動画像信
号の予測誤差信号(1)は直交変換部101に入力され
る。この動画像信号の予測誤差信号は、フレーム間予測
を基礎とした各種手法により求めることができ、動き補
償やフレーム内/フレーム間適応予測などを用いた手法
が一般的である。
【0010】直交変換部101からの変換係数(2)
は、しきい値処理部102に入力され、しきい値以下の
係数は0に置き換えられる。そして、しきい値処理部1
02から出力された変換係数(3)は、量子化部103
に入力される。また、量子化部103では、後述する量
子化ステップ幅(8)により変換係数(3)を量子化
し、量子化データ(4)を出力する。この量子化データ
(4)は、可変長符号化部104に入力され、そこで可
変長符号化により圧縮される。
【0011】可変長符号化部104から出力された可変
長符号(5)は、伝送バッファ部105に入力され、伝
送速度の平滑化が行なわれる。この伝送バッファ部10
5からは、伝送データ(6)が一定の伝送レートで出力
する。また、伝送バッファ部105からは、一定のタイ
ミングで伝送バッファ量(7)が出力され、それが量子
化ステップ幅設定部106に入力される。
【0012】量子化ステップ幅設定部106には、シー
ンチェンジ通知信号(9)も入力され、さらに、必要に
応じてカラー識別信号(10)も入力される。このシー
ンチェンジ通知信号(9)は、動画像にシーンチェンジ
が起こった直後の1フレームあるいは数フレームが符号
化処理中に出力され続け、それ以外の場合では、シーン
チェンジ通知信号(9)は出力されない。量子化ステッ
プ幅設定部106は、これらの入力信号に基づいて量子
化ステップ幅(8)を決定し、それを量子化部103へ
出力する。なお、シーンチェンジ通知信号(9)の生成
方法については、ここでは特定しないが、例えば、画像
情報から抽出する方法や端末から指示を受ける方法など
がある。
【0013】また、カラー識別信号(10)は、符号化
中の信号が輝度信号であるか色差信号であるかを示す信
号で、カラー信号を輝度信号と色差信号に分離した後に
符号化処理する制御方式において必要となる信号であ
る。次に、本実施例に係る装置を構成する量子化ステッ
プ幅設定部106の動作について説明する。
【0014】図2、図3は、本実施例に係る量子化ステ
ップ幅設定部での処理手順を示すフローチャートであ
る。同図において、処理1(ステップS11〜S13)
は、上述のように、カラー信号を輝度信号と色差信号に
分離した後に符号化処理する制御方式において必要とな
る処理であり、処理2(ステップS21〜S26)は、
通常の量子化ステップ幅を設定する方式の一例を示すも
のである。また、処理3(ステップS31〜S33)
は、動画像にシーンチェンジが起こった場合に量子化ス
テップ幅の設定範囲を通常の量子化ステップ幅に比べて
制限する方式をとる処理に対応するものである。
【0015】以下、図2、図3に従つて、本処理手順を
詳細に説明する。なお、本処理において、 TBH :伝送バッファの平常値上限(オーバーフロー対
策用) TBL :伝送バッファの平常値下限(アンダーフロー対
策用) QMAX :量子化ステップ幅の上限 QMIN :量子化ステップ幅の下限 QS :シーンチェンジ発生時の量子化ステップ幅の下限 QS (Y):輝度信号用のQSS (C):色差信号用のQS であり、これらの値が決定されているものとする。ま
た、シーンチェンジの際、輝度信号の量子化ステップ幅
に対する制限以上に色差信号の量子化ステップ幅に対す
る制限を強める制御方式においては、 QS (Y)≦QS (C) …(1) の関係が満たされなければならない。
【0016】図2のステップS11では、カラー識別信
号(10)が輝度信号か、あるいは色差信号かを判定
し、それが輝度信号である場合は、ステップS12で、
S として輝度信号用のQS (Y)を選択し、また、色
差信号である場合は、ステップS13で、QS として色
差信号用のQS (C)を選択する。なお、この処理1の
結果は処理3で用いられるので、処理1は、処理3より
先に行なわれなければならないが、後述する処理2とは
独立した関係にあるので、処理2と並列に、あるいは処
理2の後に実行しても良い。
【0017】処理2では、伝送バッファのアンダーフロ
ー対策としてステップS21〜S23の処理を行ない、
また、オーバーフロー対策としてステップS24〜S2
6の処理を行なう。すなわち、ステップS21で、伝送
バッファ量(7)がTBL より少ないと判定された場
合、ステップS22で量子化ステップ幅(8)とQMIN
との大小を判定する。そして、量子化ステップ幅(8)
がQMIN より大きいとき、ステップS23で量子化ステ
ップ幅(8)を所定量小さくして、伝送データの発生を
促進する。
【0018】他方、ステップS24で、伝送バッファ量
(7)がTBH より多いと判定された場合は、ステップ
S25で伝送バッファ量(7)とQMAX との大小判定を
行ない、そこで、伝送バッファ量(7)<QMAX の関係
が成立すると判断されると、ステップS26で、量子化
ステップ幅を所定量大きくして、伝送データの発生を抑
制する。なお、これらステップS21〜S23,S24
〜S26の各処理は、相互に独立に実行されるので、並
列処理、あるいはそれらの順次処理のいずれでも実行可
能である。
【0019】図3に示す処理3では、シーンチェンジ通
知信号(9)の有無を判定し、シーンチェンジ通知信号
(9)がない場合は、本処理を終了する。つまり、ステ
ップS31でシーンチェンジ通知信号(9)があると判
定された場合、続くステップS32で、量子化ステップ
幅(8)とQS の大小関係を比較し、量子化ステップ幅
(8)がQS 以上であれば、処理を終了する。しかし、
量子化ステップ幅(8)がQS 未満である場合は、ステ
ップS33で量子化ステップ幅(8)にQS を代入し、
本処理を終了する。なお、動画像にシーンチェンジが起
こったときに、量子化ステップ幅をあらかじめ決めた固
定値にする制御方式をとる場合は、QSについて、 QS :シーンチェンジ発生時の量子化ステップ幅の固定
値 として定義される。従って、この場合は、図3のステッ
プS32の処理が不要となる。
【0020】以上説明したように、本実施例によれば、
動画像にシーンチェンジが起こった際、量子化ステップ
幅の設定範囲を通常時よりもその下限を引き上げること
により、安定した制御によって伝送データ量の増加を抑
制できるという効果がある。また、動画像信号が輝度信
号と色差信号に分離されたカラー信号である場合、人間
の視覚特性上、輝度信号よりも色差信号の劣化は目立ち
にくいことを利用して、色差信号の量子化ステップ幅の
設定範囲の制限を強めることにより、伝送データ量の減
少に伴なう画質劣化を改善できるという効果がある。
【0021】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明は、システム、あるいは装置
にプログラムを供給することによって達成される場合に
も適用できることは言うまでもない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動画像にシーンチェンジが起こった際の量子化ステップ
幅の設定範囲を制限することで、伝送データ量の急増を
抑制する効果がある。また、動画像信号が輝度信号と色
差信号に分離されたカラー信号である場合、色差信号の
量子化ステップ幅の設定範囲の制限を強めることで、伝
送データ量の減少に伴なう画質劣化を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る動画像信号符号化装置に
おける処理部及び制御部の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】実施例に係る量子化ステップ幅設定部での処理
手順を示すフローチャートである。
【図3】実施例に係る量子化ステップ幅設定部での処理
手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
101 直行変換部 102 しきい値処理部 103 量子化部 104 可変長符号化部 105 伝送バッファ部 106 量子化ステップ幅設定部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動画像信号あるいは動画像信号の予測誤
    差信号をブロック単位に直交変換する手段と、 前記直交変換による変換係数を可変のステップ幅にて量
    子化する手段と、 前記量子化による量子化データを可変長符号化する手段
    とを備え、 動画像にシーンチェンジが起こった際の前記量子化ステ
    ップ幅の設定範囲を、該シーンチェンジが発生していな
    いときの量子化ステップ幅の設定範囲よりも制限するこ
    とを特徴とする動画像信号符号化装置。
  2. 【請求項2】 動画像にシーンチェンジが起こった際、
    前記量子化ステップ幅の設定範囲をあらかじめ決めたし
    きい値以上の値に制限することを特徴とする請求項1に
    記載の動画像信号符号化装置。
  3. 【請求項3】 動画像にシーンチェンジが起こった際、
    前記量子化ステップ幅をあらかじめ決めた固定値にする
    ことを特徴とする請求項1に記載の動画像信号符号化装
    置。
  4. 【請求項4】 さらに、動画像信号がカラー信号の場
    合、該カラー信号を輝度信号と色差信号に分離した後に
    符号化処理する手段を備え、動画像にシーンチェンジが
    起こった際の量子化ステップ幅の設定範囲に対する制限
    を、該輝度信号と該色差信号とに基づいて相互に独立に
    決めることを特徴とする請求項1に記載の動画像信号符
    号化装置。
  5. 【請求項5】 動画像にシーンチェンジが起こった際、
    前記輝度信号の量子化ステップ幅に対する制限以上に、
    前記色差信号の量子化ステップ幅に対する制限を強める
    ことを特徴とする請求項4に記載の動画像信号符号化装
    置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09512400A (ja) * 1994-04-22 1997-12-09 トムソン コンシユーマ エレクトロニクス インコーポレイテツド 不足する資源を動的に割り当てるシステム
JP2004072144A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Sony Corp 符号化装置および符号化方法、プログラム、並びに記録媒体
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WO2022079792A1 (ja) * 2020-10-13 2022-04-21 富士通株式会社 ビットレート制御システム、ビットレート制御方法及びビットレート制御プログラム

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010521