JPH1075444A - 映像データ圧縮装置およびその方法 - Google Patents
映像データ圧縮装置およびその方法Info
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- JPH1075444A JPH1075444A JP22964996A JP22964996A JPH1075444A JP H1075444 A JPH1075444 A JP H1075444A JP 22964996 A JP22964996 A JP 22964996A JP 22964996 A JP22964996 A JP 22964996A JP H1075444 A JPH1075444 A JP H1075444A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】映像データの部分ごとの複雑に応じて発生ビッ
ト量を、一定値以上に保ちつつ調節し、全体として圧縮
後の映像の品質を向上させる。 【解決手段】映像の絵柄の複雑さを示す指標データ（Ｍ
Ｅ残差、フラットネス、イントラＡＣおよびアクティビ
ティ）、あるいは、ＭＰＥＧにおいて量子化値の算出に
用いられるグローバルコンプレクシティから、圧縮後の
データ量に対応する実難度データＤj を算出する。さら
に、ＶＢＶバッファの占有量等に応じてパラメータ
Ｒj ’を調節する。調節の際には、一定の下限値を設
け、圧縮映像データの品質が著しく低下することを防
ぐ。調節したパラメータＲj ’は、実難度データＤj に
基づいて算出される乗数が乗算され、圧縮後の映像のデ
ータ量の目標値を示す目標データ量Ｔj が算出され、圧
縮符号化処理に用いられる。
ト量を、一定値以上に保ちつつ調節し、全体として圧縮
後の映像の品質を向上させる。 【解決手段】映像の絵柄の複雑さを示す指標データ（Ｍ
Ｅ残差、フラットネス、イントラＡＣおよびアクティビ
ティ）、あるいは、ＭＰＥＧにおいて量子化値の算出に
用いられるグローバルコンプレクシティから、圧縮後の
データ量に対応する実難度データＤj を算出する。さら
に、ＶＢＶバッファの占有量等に応じてパラメータ
Ｒj ’を調節する。調節の際には、一定の下限値を設
け、圧縮映像データの品質が著しく低下することを防
ぐ。調節したパラメータＲj ’は、実難度データＤj に
基づいて算出される乗数が乗算され、圧縮後の映像のデ
ータ量の目標値を示す目標データ量Ｔj が算出され、圧
縮符号化処理に用いられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非圧縮映像データ
を圧縮符号化する映像データ圧縮装置およびその方法に
関する。
を圧縮符号化する映像データ圧縮装置およびその方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】非圧
縮のディジタル映像データをＭＰＥＧ(moving picture
experts group)等の方法により、Ｉピクチャー(intra c
oded picture) 、Ｂピクチャー(bi-directionaly predi
ctive coded picture)およびＰピクチャー(predictive
coded picture)から構成されるＧＯＰ(group of pictur
es) 単位に圧縮符号化して光磁気ディスク（ＭＯディス
ク；magneto-optical disc）等の記録媒体に記録する際
には、圧縮符号化後の圧縮映像データのデータ量（ビッ
ト量）を、伸長復号後の映像の品質を高く保ちつつ記録
媒体の記録容量以下、あるいは、通信回線の伝送容量以
下にする必要がある。
縮のディジタル映像データをＭＰＥＧ(moving picture
experts group)等の方法により、Ｉピクチャー(intra c
oded picture) 、Ｂピクチャー(bi-directionaly predi
ctive coded picture)およびＰピクチャー(predictive
coded picture)から構成されるＧＯＰ(group of pictur
es) 単位に圧縮符号化して光磁気ディスク（ＭＯディス
ク；magneto-optical disc）等の記録媒体に記録する際
には、圧縮符号化後の圧縮映像データのデータ量（ビッ
ト量）を、伸長復号後の映像の品質を高く保ちつつ記録
媒体の記録容量以下、あるいは、通信回線の伝送容量以
下にする必要がある。
【０００３】このために、まず、非圧縮映像データを予
備的に圧縮符号化して圧縮符号化後のデータ量を見積も
り（１パス目）、次に、見積もったデータ量に基づいて
圧縮率を調節し、圧縮符号化後のデータ量が記録媒体の
記録容量以下になるように圧縮符号化する（２パス目）
方法が採られる（以下、このような圧縮符号化方法を
「２パスエンコード」とも記す）。
備的に圧縮符号化して圧縮符号化後のデータ量を見積も
り（１パス目）、次に、見積もったデータ量に基づいて
圧縮率を調節し、圧縮符号化後のデータ量が記録媒体の
記録容量以下になるように圧縮符号化する（２パス目）
方法が採られる（以下、このような圧縮符号化方法を
「２パスエンコード」とも記す）。
【０００４】しかしながら、２パスエンコードにより圧
縮符号化を行うと、同じ非圧縮映像データに対して同様
な圧縮符号化処理を２回施す必要があり、時間がかかっ
てしまう。また、１回の圧縮符号化処理で最終的な圧縮
映像データを算出することができないために、撮影した
映像データをそのまま実時間的（リアルタイム）に圧縮
符号化し、記録することができない。
縮符号化を行うと、同じ非圧縮映像データに対して同様
な圧縮符号化処理を２回施す必要があり、時間がかかっ
てしまう。また、１回の圧縮符号化処理で最終的な圧縮
映像データを算出することができないために、撮影した
映像データをそのまま実時間的（リアルタイム）に圧縮
符号化し、記録することができない。
【０００５】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、２パスエンコードによらずに、
所定のデータ量以下に音声・映像データを圧縮符号化す
ることができる映像データ圧縮装置およびその方法を提
供することを目的とする。また、本発明は、ほぼ実時間
的に映像データを圧縮符号化することができ、しかも、
伸長復号後に高品質な映像を得ることができる映像デー
タ圧縮装置およびその方法を提供することを目的とす
る。また、本発明は、２パスエンコードによらずに、圧
縮符号化後のデータ量を見積もって圧縮率を調節し、圧
縮符号化処理を行うことができる映像データ圧縮装置お
よびその方法を提供することを目的とする。
てなされたものであり、２パスエンコードによらずに、
所定のデータ量以下に音声・映像データを圧縮符号化す
ることができる映像データ圧縮装置およびその方法を提
供することを目的とする。また、本発明は、ほぼ実時間
的に映像データを圧縮符号化することができ、しかも、
伸長復号後に高品質な映像を得ることができる映像デー
タ圧縮装置およびその方法を提供することを目的とす
る。また、本発明は、２パスエンコードによらずに、圧
縮符号化後のデータ量を見積もって圧縮率を調節し、圧
縮符号化処理を行うことができる映像データ圧縮装置お
よびその方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る映像データ圧縮装置は、動画の非圧縮
映像データを、圧縮後の映像データ（圧縮映像データ）
をバッファリングするＶＢＶバッファに基づいて定まる
条件を満たすデータレートに圧縮する映像データ圧縮装
置であって、前記非圧縮映像データの映像の複雑さを示
す難度データを算出する難度データ算出手段と、所定数
の非圧縮映像データのピクチャーごとに、圧縮後のデー
タ量（割当データ量）を割り当てるデータ量割当手段
と、割り当てた前記割り当てデータ量が所定の下限値以
下である場合に、前記割り当てデータ量の値を所定の下
限値に制限する下限値制限手段と、算出した前記難度デ
ータ、および、割り当てまたは制限された前記割当デー
タ量に基づいて、前記非圧縮映像データの圧縮後のデー
タ量の目標値をピクチャーごとに算出する目標値算出手
段と、前記非圧縮映像データを所定の圧縮方法により、
圧縮後のデータ量が算出した前記目標値になるように圧
縮する圧縮手段とを有する。
に、本発明に係る映像データ圧縮装置は、動画の非圧縮
映像データを、圧縮後の映像データ（圧縮映像データ）
をバッファリングするＶＢＶバッファに基づいて定まる
条件を満たすデータレートに圧縮する映像データ圧縮装
置であって、前記非圧縮映像データの映像の複雑さを示
す難度データを算出する難度データ算出手段と、所定数
の非圧縮映像データのピクチャーごとに、圧縮後のデー
タ量（割当データ量）を割り当てるデータ量割当手段
と、割り当てた前記割り当てデータ量が所定の下限値以
下である場合に、前記割り当てデータ量の値を所定の下
限値に制限する下限値制限手段と、算出した前記難度デ
ータ、および、割り当てまたは制限された前記割当デー
タ量に基づいて、前記非圧縮映像データの圧縮後のデー
タ量の目標値をピクチャーごとに算出する目標値算出手
段と、前記非圧縮映像データを所定の圧縮方法により、
圧縮後のデータ量が算出した前記目標値になるように圧
縮する圧縮手段とを有する。
【０００７】好適には、前記難度データ算出手段は、前
記非圧縮映像データの複雑さを指標する所定の指標デー
タ（ＭＥ残差、フラットネス、イントラＡＣおよびアク
ティビティ）に基づいて、前記難度データとして前記非
圧縮映像データの圧縮後のデータ量を算出する。
記非圧縮映像データの複雑さを指標する所定の指標デー
タ（ＭＥ残差、フラットネス、イントラＡＣおよびアク
ティビティ）に基づいて、前記難度データとして前記非
圧縮映像データの圧縮後のデータ量を算出する。
【０００８】好適には、前記難度データ算出手段は、前
記非圧縮映像データの複雑さを示すグローバルコンプレ
クシティに基づいて、前記難度データとして前記非圧縮
映像データの圧縮後のデータ量を算出する。
記非圧縮映像データの複雑さを示すグローバルコンプレ
クシティに基づいて、前記難度データとして前記非圧縮
映像データの圧縮後のデータ量を算出する。
【０００９】好適には、前記データ量割当手段は、ＶＢ
Ｖバッファの占有データ量が所定の閾値以上である場合
に、算出した前記難度データに基づいて、前記非圧縮映
像データの映像が複雑であればあるほど前記割当データ
量の値を大きくし、前記目標値算出手段は、前記非圧縮
映像データの映像が複雑であればあるほど前記目標値の
値を大きくし、前記非圧縮映像データの映像が簡単であ
ればあるほど前記目標値の値を小さくする。
Ｖバッファの占有データ量が所定の閾値以上である場合
に、算出した前記難度データに基づいて、前記非圧縮映
像データの映像が複雑であればあるほど前記割当データ
量の値を大きくし、前記目標値算出手段は、前記非圧縮
映像データの映像が複雑であればあるほど前記目標値の
値を大きくし、前記非圧縮映像データの映像が簡単であ
ればあるほど前記目標値の値を小さくする。
【００１０】好適には、前記データ量割当手段は、前記
圧縮映像データに与えられるデータ量を均等に配分した
基準値を、生成した前記圧縮映像データのピクチャーの
データ量から減算して差分値を算出し、前記非圧縮映像
データの圧縮が終了した場合に、算出した差分値の総和
が負値の０に近い値になるように前記割当データ量を算
出する。
圧縮映像データに与えられるデータ量を均等に配分した
基準値を、生成した前記圧縮映像データのピクチャーの
データ量から減算して差分値を算出し、前記非圧縮映像
データの圧縮が終了した場合に、算出した差分値の総和
が負値の０に近い値になるように前記割当データ量を算
出する。
【００１１】本発明に係る映像データ圧縮装置は、動画
の非圧縮映像データを、例えば、ＭＰＥＧ方式により複
数の種類のピクチャー（Ｉピクチャー、Ｐピクチャーお
よびＢピクチャー）を所定の組み合わせおよび順番で含
むピクチャータイプシーケンスに圧縮符号化し、圧縮符
号化後の映像データ（圧縮映像データ）のデータ量を記
録媒体等の記録容量以下に抑え、ＭＰＥＧの固定長レー
ト化におけるＶＢＶ（video buffering verifier) バッ
ファの占有量に対する拘束条件を満たし、しかも、伸長
復号後の映像の品質が高い圧縮映像データを生成する。
の非圧縮映像データを、例えば、ＭＰＥＧ方式により複
数の種類のピクチャー（Ｉピクチャー、Ｐピクチャーお
よびＢピクチャー）を所定の組み合わせおよび順番で含
むピクチャータイプシーケンスに圧縮符号化し、圧縮符
号化後の映像データ（圧縮映像データ）のデータ量を記
録媒体等の記録容量以下に抑え、ＭＰＥＧの固定長レー
ト化におけるＶＢＶ（video buffering verifier) バッ
ファの占有量に対する拘束条件を満たし、しかも、伸長
復号後の映像の品質が高い圧縮映像データを生成する。
【００１２】本発明に係る映像データ圧縮装置におい
て、難度データ算出手段は、非圧縮映像データの映像の
複雑さ（簡単さ）を示す難度データを生成する。難度デ
ータ算出手段が生成する難度データとしては、例えば、
非圧縮映像データを予備的に圧縮符号化した圧縮映像デ
ータのデータ量に対応する実難度データＤj 、あるい
は、映像の平坦さを指標するために新たに定義したフラ
ットネス(flatness)およびイントラＡＣ(intra-AC)、Ｔ
Ｍ５においてマクロブロックの量子化値(MQUANT)を算出
するために用いられるアクティビティ(activity)および
グローバルコンプレクシティ(global complexity) が用
いられる。
て、難度データ算出手段は、非圧縮映像データの映像の
複雑さ（簡単さ）を示す難度データを生成する。難度デ
ータ算出手段が生成する難度データとしては、例えば、
非圧縮映像データを予備的に圧縮符号化した圧縮映像デ
ータのデータ量に対応する実難度データＤj 、あるい
は、映像の平坦さを指標するために新たに定義したフラ
ットネス(flatness)およびイントラＡＣ(intra-AC)、Ｔ
Ｍ５においてマクロブロックの量子化値(MQUANT)を算出
するために用いられるアクティビティ(activity)および
グローバルコンプレクシティ(global complexity) が用
いられる。
【００１３】データ量割当手段は、圧縮映像データをバ
ッファリングするＶＢＶバッファにアンダーフローが生
じないように、ＶＢＶバッファに所定の閾値以上、例え
ば、最新のＩピクチャーのデータ量に所定のマージンを
見込んだデータ量以上の圧縮映像データがバッファリン
グされている場合にのみ、非圧縮映像データの圧縮後の
ピクチャーに割り当て可能なデータ量を示す割当データ
量の調節を行う。
ッファリングするＶＢＶバッファにアンダーフローが生
じないように、ＶＢＶバッファに所定の閾値以上、例え
ば、最新のＩピクチャーのデータ量に所定のマージンを
見込んだデータ量以上の圧縮映像データがバッファリン
グされている場合にのみ、非圧縮映像データの圧縮後の
ピクチャーに割り当て可能なデータ量を示す割当データ
量の調節を行う。
【００１４】なお、割当データ量は、所定の枚数の非圧
縮映像データに均等に残りの全データ量を配分した場合
のデータ量を示す。また、ＶＢＶバッファにバッファリ
ングされている圧縮映像データのデータ量の判断は、圧
縮手段が、圧縮映像データのピクチャーを生成する度に
行う必要はなく、ＶＢＶバッファ内のデータ量が、この
判断にとって最適な値になる圧縮手段がＰピクチャーを
生成した直後に行うのが好適である。
縮映像データに均等に残りの全データ量を配分した場合
のデータ量を示す。また、ＶＢＶバッファにバッファリ
ングされている圧縮映像データのデータ量の判断は、圧
縮手段が、圧縮映像データのピクチャーを生成する度に
行う必要はなく、ＶＢＶバッファ内のデータ量が、この
判断にとって最適な値になる圧縮手段がＰピクチャーを
生成した直後に行うのが好適である。
【００１５】データ量割当手段による割当データ量の調
節は、例えば、圧縮映像データに全体として許される最
大のデータ量（最大データ量；例えば、記録媒体の記録
容量）を、各ピクチャーに均等に割り当てた基準値を中
心として行われ、ＶＢＶバッファの占有量が一定以上で
ある場合（アンダーフローが生じないであろう場合）
に、映像が複雑な所定数（Ｌ枚）のピクチャーには基準
値よりも多くの割当データを割り当て、映像が簡単なピ
クチャーには基準値よりも少ない割当データを割り当
て、最終的に、圧縮映像データのデータ量が最大データ
量を超えず、しかも、圧縮映像データのデータ量がほぼ
最大データ量となるようにする。
節は、例えば、圧縮映像データに全体として許される最
大のデータ量（最大データ量；例えば、記録媒体の記録
容量）を、各ピクチャーに均等に割り当てた基準値を中
心として行われ、ＶＢＶバッファの占有量が一定以上で
ある場合（アンダーフローが生じないであろう場合）
に、映像が複雑な所定数（Ｌ枚）のピクチャーには基準
値よりも多くの割当データを割り当て、映像が簡単なピ
クチャーには基準値よりも少ない割当データを割り当
て、最終的に、圧縮映像データのデータ量が最大データ
量を超えず、しかも、圧縮映像データのデータ量がほぼ
最大データ量となるようにする。
【００１６】下限値制限手段は、ＶＢＶバッファにアン
ダーフローが発生する危険があり、データ量割当手段が
割当データ量の値を極端に低くする場合等に、割当デー
タ量の値を所定の下限値（下限値＞最低値）以下になら
ないように制限する。このように割当データ量に下限値
を設けることにより、これらに該当する部分の圧縮映像
データの品質が極端に低下することがないので、圧縮映
像データの部分的な品質劣化（ムラ）が生じず、映像の
品質が全体として向上することになる。
ダーフローが発生する危険があり、データ量割当手段が
割当データ量の値を極端に低くする場合等に、割当デー
タ量の値を所定の下限値（下限値＞最低値）以下になら
ないように制限する。このように割当データ量に下限値
を設けることにより、これらに該当する部分の圧縮映像
データの品質が極端に低下することがないので、圧縮映
像データの部分的な品質劣化（ムラ）が生じず、映像の
品質が全体として向上することになる。
【００１７】目標量算出手段は、例えば、最新のピクチ
ャーの難度データを、Ｌ枚のピクチャーの難度データの
総和値により除算した値に、データ量割当手段が算出し
た割当データを乗算して、非圧縮映像データのピクチャ
ーそれぞれに対する圧縮後のデータ量の目標値を算出す
る。このように、データ量割当手段および目標量算出手
段により、最大データ量を有効に利用可能となり、多く
のデータ量を必要とする複雑な映像のピクチャーから多
いデータ量の圧縮映像データが生成され、少ないデータ
量で済む簡単な映像のピクチャーから少ないデータ量の
圧縮映像データが生成され、圧縮映像データの映像の品
質が全体として向上する。
ャーの難度データを、Ｌ枚のピクチャーの難度データの
総和値により除算した値に、データ量割当手段が算出し
た割当データを乗算して、非圧縮映像データのピクチャ
ーそれぞれに対する圧縮後のデータ量の目標値を算出す
る。このように、データ量割当手段および目標量算出手
段により、最大データ量を有効に利用可能となり、多く
のデータ量を必要とする複雑な映像のピクチャーから多
いデータ量の圧縮映像データが生成され、少ないデータ
量で済む簡単な映像のピクチャーから少ないデータ量の
圧縮映像データが生成され、圧縮映像データの映像の品
質が全体として向上する。
【００１８】圧縮手段は、例えば、ＭＰＥＧ方式によ
り、非圧縮映像データを、所定のピクチャータイプシー
ケンスで、圧縮符号化後のデータ量がほぼ、目標量算出
手段が算出した目標値になるように圧縮符号化する。
り、非圧縮映像データを、所定のピクチャータイプシー
ケンスで、圧縮符号化後のデータ量がほぼ、目標量算出
手段が算出した目標値になるように圧縮符号化する。
【００１９】また、本発明に係る映像データ圧縮方法
は、動画の非圧縮映像データを、圧縮後の映像データ
（圧縮映像データ）をバッファリングするＶＢＶバッフ
ァに基づいて定まる条件を満たすデータレートに圧縮す
る映像データ圧縮方法であって、前記非圧縮映像データ
の映像の複雑さを示す難度データを算出し、所定数の非
圧縮映像データのピクチャーごとに、圧縮後のデータ量
（割当データ量）を割り当て、割り当てた前記割り当て
データ量が所定の下限値以下である場合に、前記割り当
てデータ量の値を所定の下限値に制限し、算出した前記
難度データ、および、割り当てまたは制限された前記割
当データ量に基づいて、前記非圧縮映像データの圧縮後
のデータ量の目標値をピクチャーごとに算出し、前記非
圧縮映像データを所定の圧縮方法により、圧縮後のデー
タ量が算出した前記目標値になるように圧縮する。
は、動画の非圧縮映像データを、圧縮後の映像データ
（圧縮映像データ）をバッファリングするＶＢＶバッフ
ァに基づいて定まる条件を満たすデータレートに圧縮す
る映像データ圧縮方法であって、前記非圧縮映像データ
の映像の複雑さを示す難度データを算出し、所定数の非
圧縮映像データのピクチャーごとに、圧縮後のデータ量
（割当データ量）を割り当て、割り当てた前記割り当て
データ量が所定の下限値以下である場合に、前記割り当
てデータ量の値を所定の下限値に制限し、算出した前記
難度データ、および、割り当てまたは制限された前記割
当データ量に基づいて、前記非圧縮映像データの圧縮後
のデータ量の目標値をピクチャーごとに算出し、前記非
圧縮映像データを所定の圧縮方法により、圧縮後のデー
タ量が算出した前記目標値になるように圧縮する。
【００２０】
【発明の実施の形態】第１実施形態 以下、本発明の第１の実施形態を説明する。ＭＰＥＧ方
式といった映像データの圧縮符号化方式により、高い周
波数成分が多い絵柄、あるいは、動きが多い絵柄といっ
た難度(difficulty)が高い映像データを圧縮符号化する
と、一般的に圧縮に伴う歪みが生じやすくなる。このた
め、難度が高い映像データは低い圧縮率で圧縮符号化す
る必要があり、難度が高いデータを圧縮符号化して得ら
れる圧縮映像データに対しては、難度が低い絵柄の映像
データの圧縮映像データに比べて、多くの目標データ量
を配分する必要がある。
式といった映像データの圧縮符号化方式により、高い周
波数成分が多い絵柄、あるいは、動きが多い絵柄といっ
た難度(difficulty)が高い映像データを圧縮符号化する
と、一般的に圧縮に伴う歪みが生じやすくなる。このた
め、難度が高い映像データは低い圧縮率で圧縮符号化す
る必要があり、難度が高いデータを圧縮符号化して得ら
れる圧縮映像データに対しては、難度が低い絵柄の映像
データの圧縮映像データに比べて、多くの目標データ量
を配分する必要がある。
【００２１】このように、映像データの難度に対して適
応的に目標データ量を配分するためには、従来技術とし
て示した２パスエンコード方式が有効である。しかしな
がら、２パスエンコード方式は、実時間的な圧縮符号化
に不向きである。第１の実施形態として示す簡易２パス
エンコード方式は、かかる２パスエンコード方式の問題
点を解決するためになされたものであり、非圧縮映像デ
ータを予備的に圧縮符号化して得られる圧縮映像データ
の難度データから非圧縮映像データの難度を算出し、予
備的な圧縮符号化により算出した難度に基づいて、ＦＩ
ＦＯメモリ等により所定の時間だけ遅延した非圧縮映像
データの圧縮率を適応的に制御することができる。
応的に目標データ量を配分するためには、従来技術とし
て示した２パスエンコード方式が有効である。しかしな
がら、２パスエンコード方式は、実時間的な圧縮符号化
に不向きである。第１の実施形態として示す簡易２パス
エンコード方式は、かかる２パスエンコード方式の問題
点を解決するためになされたものであり、非圧縮映像デ
ータを予備的に圧縮符号化して得られる圧縮映像データ
の難度データから非圧縮映像データの難度を算出し、予
備的な圧縮符号化により算出した難度に基づいて、ＦＩ
ＦＯメモリ等により所定の時間だけ遅延した非圧縮映像
データの圧縮率を適応的に制御することができる。
【００２２】図１は、本発明に係る映像データ圧縮装置
１の構成を示す図である。図１に示すように、映像デー
タ圧縮装置１は、圧縮符号化部１０およびホストコンピ
ュータ２０から構成され、圧縮符号化部１０は、エンコ
ーダ制御部１２、動き検出器(motion estimator)１４、
簡易２パス処理部１６、第２のエンコーダ(encoder) １
８から構成され、簡易２パス処理部１６は、ＦＩＦＯメ
モリ１６０および第１のエンコーダ１６２から構成され
る。映像データ圧縮装置１は、これらの構成部分によ
り、編集装置およびビデオテープレコーダ装置等の外部
機器（図示せず）から入力される非圧縮映像データＶＩ
Ｎに対して、上述した簡易２パスエンコードを実現す
る。
１の構成を示す図である。図１に示すように、映像デー
タ圧縮装置１は、圧縮符号化部１０およびホストコンピ
ュータ２０から構成され、圧縮符号化部１０は、エンコ
ーダ制御部１２、動き検出器(motion estimator)１４、
簡易２パス処理部１６、第２のエンコーダ(encoder) １
８から構成され、簡易２パス処理部１６は、ＦＩＦＯメ
モリ１６０および第１のエンコーダ１６２から構成され
る。映像データ圧縮装置１は、これらの構成部分によ
り、編集装置およびビデオテープレコーダ装置等の外部
機器（図示せず）から入力される非圧縮映像データＶＩ
Ｎに対して、上述した簡易２パスエンコードを実現す
る。
【００２３】映像データ圧縮装置１において、ホストコ
ンピュータ２０は、映像データ圧縮装置１の各構成部分
の動作を制御する。また、ホストコンピュータ２０は、
簡易２パス処理部１６のエンコーダ１６２が非圧縮映像
データＶＩＮを予備的に圧縮符号化して生成した圧縮映
像データのデータ量、ＤＣＴ処理後の映像データの直流
成分（ＤＣ成分）の値および直流成分（ＡＣ成分）の電
力値を制御信号Ｃ１６を介して受け、受けたこれらの値
に基づいて圧縮映像データの絵柄の難度を算出する。さ
らに、ホストコンピュータ２０は、算出した難度に基づ
いて、エンコーダ１８が生成する圧縮映像データの目標
データ量Ｔj を制御信号Ｃ１８を介してピクチャーごと
に割り当て、エンコーダ１８の量子化回路１６６（図
３）に設定し、エンコーダ１８の圧縮率をピクチャー単
位に適応的に制御する。
ンピュータ２０は、映像データ圧縮装置１の各構成部分
の動作を制御する。また、ホストコンピュータ２０は、
簡易２パス処理部１６のエンコーダ１６２が非圧縮映像
データＶＩＮを予備的に圧縮符号化して生成した圧縮映
像データのデータ量、ＤＣＴ処理後の映像データの直流
成分（ＤＣ成分）の値および直流成分（ＡＣ成分）の電
力値を制御信号Ｃ１６を介して受け、受けたこれらの値
に基づいて圧縮映像データの絵柄の難度を算出する。さ
らに、ホストコンピュータ２０は、算出した難度に基づ
いて、エンコーダ１８が生成する圧縮映像データの目標
データ量Ｔj を制御信号Ｃ１８を介してピクチャーごと
に割り当て、エンコーダ１８の量子化回路１６６（図
３）に設定し、エンコーダ１８の圧縮率をピクチャー単
位に適応的に制御する。
【００２４】エンコーダ制御部１２は、非圧縮映像デー
タＶＩＮのピクチャーの有無をホストコンピュータ２０
に通知し、さらに、非圧縮映像データＶＩＮのピクチャ
ーごとに圧縮符号化のための前処理を行う。つまり、エ
ンコーダ制御部１２は、入力された非圧縮映像データを
符号化順に並べ替え、ピクチャー・フィールド変換を行
い、非圧縮映像データＶＩＮが映画の映像データである
場合に３：２プルダウン処理（映画の２４フレーム／秒
の映像データを、３０フレーム／秒の映像データに変換
し、冗長性を圧縮符号化前に取り除く処理）等を行い、
映像データＳ１２として簡易２パス処理部１６のＦＩＦ
Ｏメモリ１６０およびエンコーダ１６２に対して出力す
る。動き検出器１４は、非圧縮映像データの動きベクト
ルの検出を行し、エンコーダ制御部１２およびエンコー
ダ１６２，１８に対して出力する。
タＶＩＮのピクチャーの有無をホストコンピュータ２０
に通知し、さらに、非圧縮映像データＶＩＮのピクチャ
ーごとに圧縮符号化のための前処理を行う。つまり、エ
ンコーダ制御部１２は、入力された非圧縮映像データを
符号化順に並べ替え、ピクチャー・フィールド変換を行
い、非圧縮映像データＶＩＮが映画の映像データである
場合に３：２プルダウン処理（映画の２４フレーム／秒
の映像データを、３０フレーム／秒の映像データに変換
し、冗長性を圧縮符号化前に取り除く処理）等を行い、
映像データＳ１２として簡易２パス処理部１６のＦＩＦ
Ｏメモリ１６０およびエンコーダ１６２に対して出力す
る。動き検出器１４は、非圧縮映像データの動きベクト
ルの検出を行し、エンコーダ制御部１２およびエンコー
ダ１６２，１８に対して出力する。
【００２５】簡易２パス処理部１６において、ＦＩＦＯ
メモリ１６０は、エンコーダ制御部１２から入力された
映像データＳ１２を、例えば、非圧縮映像データＶＩＮ
が、Ｌ（Ｌは整数）ピクチャー入力される時間だけ遅延
し、遅延映像データＳ１６としてエンコーダ１８に対し
て出力する。
メモリ１６０は、エンコーダ制御部１２から入力された
映像データＳ１２を、例えば、非圧縮映像データＶＩＮ
が、Ｌ（Ｌは整数）ピクチャー入力される時間だけ遅延
し、遅延映像データＳ１６としてエンコーダ１８に対し
て出力する。
【００２６】図２は、図１に示した簡易２パス処理部１
６のエンコーダ１６２の構成を示す図である。エンコー
ダ１６２は、例えば、図２に示すように、加算回路１６
４、ＤＣＴ回路１６６、量子化回路（Ｑ）１６８、可変
長符号化回路（ＶＬＣ）１７０、逆量子化回路（ＩＱ）
１７２、逆ＤＣＴ（ＩＤＣＴ）回路１７４、加算回路１
７６および動き補償回路１７８から構成される一般的な
映像データ用圧縮符号化器であって、入力される映像デ
ータＳ１２をＭＰＥＧ方式等により圧縮符号化し、圧縮
映像データのピクチャーごとのデータ量等をホストコン
ピュータ２０に対して出力する。
６のエンコーダ１６２の構成を示す図である。エンコー
ダ１６２は、例えば、図２に示すように、加算回路１６
４、ＤＣＴ回路１６６、量子化回路（Ｑ）１６８、可変
長符号化回路（ＶＬＣ）１７０、逆量子化回路（ＩＱ）
１７２、逆ＤＣＴ（ＩＤＣＴ）回路１７４、加算回路１
７６および動き補償回路１７８から構成される一般的な
映像データ用圧縮符号化器であって、入力される映像デ
ータＳ１２をＭＰＥＧ方式等により圧縮符号化し、圧縮
映像データのピクチャーごとのデータ量等をホストコン
ピュータ２０に対して出力する。
【００２７】加算回路１６４は、加算回路１７６の出力
データを映像データＳ１２から減算し、ＤＣＴ回路１６
６に対して出力する。ＤＣＴ回路１６６は、加算回路１
６４から入力される映像データを、例えば、１６画素×
１６画素のマクロブロック単位に離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ）処理し、時間領域のデータから周波数領域のデー
タに変換して量子化回路１６８に対して出力する。ま
た、ＤＣＴ回路１６６は、ＤＣＴ後の映像データのＤＣ
成分の値およびＡＣ成分の電力値をホストコンピュータ
２０に対して出力する。
データを映像データＳ１２から減算し、ＤＣＴ回路１６
６に対して出力する。ＤＣＴ回路１６６は、加算回路１
６４から入力される映像データを、例えば、１６画素×
１６画素のマクロブロック単位に離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ）処理し、時間領域のデータから周波数領域のデー
タに変換して量子化回路１６８に対して出力する。ま
た、ＤＣＴ回路１６６は、ＤＣＴ後の映像データのＤＣ
成分の値およびＡＣ成分の電力値をホストコンピュータ
２０に対して出力する。
【００２８】量子化回路１６８は、ＤＣＴ回路１６６か
ら入力された周波数領域のデータを、固定の量子化値Ｑ
で量子化し、量子化データとして可変長符号化回路１７
０および逆量子化回路１７２に対して出力する。可変長
符号化回路１７０は、量子化回路１６８から入力された
量子化データを可変長符号化し、可変長符号化の結果と
して得られた圧縮映像データのデータ量を、制御信号Ｃ
１６を介してホストコンピュータ２０に対して出力す
る。逆量子化回路１７２は、可変長符号化回路１６８か
ら入力された量子化データを逆量子化し、逆量子化デー
タとして逆ＤＣＴ回路１７４に対して出力する。
ら入力された周波数領域のデータを、固定の量子化値Ｑ
で量子化し、量子化データとして可変長符号化回路１７
０および逆量子化回路１７２に対して出力する。可変長
符号化回路１７０は、量子化回路１６８から入力された
量子化データを可変長符号化し、可変長符号化の結果と
して得られた圧縮映像データのデータ量を、制御信号Ｃ
１６を介してホストコンピュータ２０に対して出力す
る。逆量子化回路１７２は、可変長符号化回路１６８か
ら入力された量子化データを逆量子化し、逆量子化デー
タとして逆ＤＣＴ回路１７４に対して出力する。
【００２９】逆ＤＣＴ回路１７４は、逆量子化回路１７
２から入力される逆量子化データに対して逆ＤＣＴ処理
を行い、加算回路１７６に対して出力する。加算回路１
７６は、動き補償回路１７８の出力データおよび逆ＤＣ
Ｔ回路１７４の出力データを加算し、加算回路１６４お
よび動き補償回路１７８に対して出力する。動き補償回
路１７８は、加算回路１７６の出力データに対して、動
き検出器１４から入力される動きベクトルに基づいて動
き補償処理を行い、加算回路１７６に対して出力する。
２から入力される逆量子化データに対して逆ＤＣＴ処理
を行い、加算回路１７６に対して出力する。加算回路１
７６は、動き補償回路１７８の出力データおよび逆ＤＣ
Ｔ回路１７４の出力データを加算し、加算回路１６４お
よび動き補償回路１７８に対して出力する。動き補償回
路１７８は、加算回路１７６の出力データに対して、動
き検出器１４から入力される動きベクトルに基づいて動
き補償処理を行い、加算回路１７６に対して出力する。
【００３０】図３は、図１に示したエンコーダ１８の構
成を示す図である。図３に示すように、エンコーダ１８
は、図２に示したエンコーダ１６２に、量子化制御回路
１８０を加えた構成になっている。エンコーダ１８は、
これらの構成部分により、ホストコンピュータ２０から
設定される目標データ量Ｔj に基づいて、ＦＩＦＯメモ
リ１６０によりＬピクチャー分遅延された遅延映像デー
タＳ１６に対して動き補償処理、ＤＣＴ処理、量子化処
理および可変長符号化処理を施して、ＭＰＥＧ方式等の
圧縮映像データＶＯＵＴを生成し、外部機器（図示せ
ず）に出力する。
成を示す図である。図３に示すように、エンコーダ１８
は、図２に示したエンコーダ１６２に、量子化制御回路
１８０を加えた構成になっている。エンコーダ１８は、
これらの構成部分により、ホストコンピュータ２０から
設定される目標データ量Ｔj に基づいて、ＦＩＦＯメモ
リ１６０によりＬピクチャー分遅延された遅延映像デー
タＳ１６に対して動き補償処理、ＤＣＴ処理、量子化処
理および可変長符号化処理を施して、ＭＰＥＧ方式等の
圧縮映像データＶＯＵＴを生成し、外部機器（図示せ
ず）に出力する。
【００３１】エンコーダ１８において、量子化制御回路
１８０は、可変長量子化回路１７０が出力する圧縮映像
データＶＯＵＴのデータ量を順次、監視し、遅延映像デ
ータＳ１６の第ｊ番目のピクチャーから最終的に生成さ
れる圧縮映像データのデータ量が、ホストコンピュータ
２０から設定された目標データ量Ｔj に近づくように、
順次、量子化回路１６８に設定する量子化値Ｑj を調節
する。また、可変長量子化回路１７０は、圧縮映像デー
タＶＯＵＴを外部に出力する他に、遅延映像データＳ１
６を圧縮符号化して得られた圧縮映像データＶＯＵＴの
実際のデータ量Ｓj を制御信号Ｃ１８を介してホストコ
ンピュータ２０に対して出力する。
１８０は、可変長量子化回路１７０が出力する圧縮映像
データＶＯＵＴのデータ量を順次、監視し、遅延映像デ
ータＳ１６の第ｊ番目のピクチャーから最終的に生成さ
れる圧縮映像データのデータ量が、ホストコンピュータ
２０から設定された目標データ量Ｔj に近づくように、
順次、量子化回路１６８に設定する量子化値Ｑj を調節
する。また、可変長量子化回路１７０は、圧縮映像デー
タＶＯＵＴを外部に出力する他に、遅延映像データＳ１
６を圧縮符号化して得られた圧縮映像データＶＯＵＴの
実際のデータ量Ｓj を制御信号Ｃ１８を介してホストコ
ンピュータ２０に対して出力する。
【００３２】以下、第１の実施形態における映像データ
圧縮装置１の簡易２パスエンコード動作を説明する。図
４（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施形態における映像デー
タ圧縮装置１の簡易２パスエンコードの動作を示す図で
ある。エンコーダ制御部１２は、映像データ圧縮装置１
に入力された非圧縮映像データＶＩＮに対して、エンコ
ーダ制御部１２により符号化順にピクチャーを並べ替え
る等の前処理を行い、図４（Ａ）に示すように映像デー
タＳ１２としてＦＩＦＯメモリ１６０およびエンコーダ
１６２に対して出力する。なお、エンコーダ制御部１２
によるピクチャーの順番並べ替えにより、図４等に示す
ピクチャーの符号化の順番と伸長復号後の表示の順番と
は異なる。
圧縮装置１の簡易２パスエンコード動作を説明する。図
４（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施形態における映像デー
タ圧縮装置１の簡易２パスエンコードの動作を示す図で
ある。エンコーダ制御部１２は、映像データ圧縮装置１
に入力された非圧縮映像データＶＩＮに対して、エンコ
ーダ制御部１２により符号化順にピクチャーを並べ替え
る等の前処理を行い、図４（Ａ）に示すように映像デー
タＳ１２としてＦＩＦＯメモリ１６０およびエンコーダ
１６２に対して出力する。なお、エンコーダ制御部１２
によるピクチャーの順番並べ替えにより、図４等に示す
ピクチャーの符号化の順番と伸長復号後の表示の順番と
は異なる。
【００３３】ＦＩＦＯメモリ１６０は、入力された映像
データＳ１２の各ピクチャーをＬピクチャー分だけ遅延
し、エンコーダ１８に対して出力する。エンコーダ１６
２は、入力された映像データＳ１２のピクチャーを予備
的に順次、圧縮符号化し、第ｊ（ｊは整数）番目のピク
チャーを圧縮符号化して得られた圧縮符号化データのデ
ータ量、ＤＣＴ処理後の映像データのＤＣ成分の値、お
よび、ＡＣ成分の電力値をホストコンピュータ２０に対
して出力する。
データＳ１２の各ピクチャーをＬピクチャー分だけ遅延
し、エンコーダ１８に対して出力する。エンコーダ１６
２は、入力された映像データＳ１２のピクチャーを予備
的に順次、圧縮符号化し、第ｊ（ｊは整数）番目のピク
チャーを圧縮符号化して得られた圧縮符号化データのデ
ータ量、ＤＣＴ処理後の映像データのＤＣ成分の値、お
よび、ＡＣ成分の電力値をホストコンピュータ２０に対
して出力する。
【００３４】例えば、エンコーダ１８に入力される遅延
映像データＳ１６は、ＦＩＦＯメモリ１６０によりＬピ
クチャーだけ遅延されているので、図４（Ｂ）に示すよ
うに、エンコーダ１８が、遅延映像データＳ１６の第ｊ
（ｊは整数）番目のピクチャー（図４（Ｂ）のピクチャ
ーａ）を圧縮符号化している際には、エンコーダ１６２
は、映像データＳ１２の第ｊ番目のピクチャーからＬピ
クチャー分先の第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャー（図４
（Ｂ）のピクチャーｂ）を圧縮符号化していることにな
る。従って、エンコーダ１８が遅延映像データＳ１６の
第ｊ番目のピクチャーの圧縮符号化を開始する際には、
エンコーダ１６２は映像データＳ１２の第ｊ番目〜第
（ｊ＋Ｌ−１）番目のピクチャー（図４（Ｂ）の範囲
ｃ）の圧縮符号化を完了しており、これらのピクチャー
の圧縮符号化後の実難度データＤj ，Ｄ j+1 ，Ｄj+2 ，
…，Ｄj+L-1 は、ホストコンピュータ２０により既に算
出されている。
映像データＳ１６は、ＦＩＦＯメモリ１６０によりＬピ
クチャーだけ遅延されているので、図４（Ｂ）に示すよ
うに、エンコーダ１８が、遅延映像データＳ１６の第ｊ
（ｊは整数）番目のピクチャー（図４（Ｂ）のピクチャ
ーａ）を圧縮符号化している際には、エンコーダ１６２
は、映像データＳ１２の第ｊ番目のピクチャーからＬピ
クチャー分先の第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチャー（図４
（Ｂ）のピクチャーｂ）を圧縮符号化していることにな
る。従って、エンコーダ１８が遅延映像データＳ１６の
第ｊ番目のピクチャーの圧縮符号化を開始する際には、
エンコーダ１６２は映像データＳ１２の第ｊ番目〜第
（ｊ＋Ｌ−１）番目のピクチャー（図４（Ｂ）の範囲
ｃ）の圧縮符号化を完了しており、これらのピクチャー
の圧縮符号化後の実難度データＤj ，Ｄ j+1 ，Ｄj+2 ，
…，Ｄj+L-1 は、ホストコンピュータ２０により既に算
出されている。
【００３５】ホストコンピュータ２０は、下に示す式１
により、エンコーダ１８が遅延映像データＳ１６の第ｊ
番目のピクチャーを圧縮符号化して得られる圧縮映像デ
ータに割り当てる目標データ量Ｔj を算出し、算出した
目標データ量Ｔj を量子化制御回路１８０に設定する。
により、エンコーダ１８が遅延映像データＳ１６の第ｊ
番目のピクチャーを圧縮符号化して得られる圧縮映像デ
ータに割り当てる目標データ量Ｔj を算出し、算出した
目標データ量Ｔj を量子化制御回路１８０に設定する。
【００３６】
【数１】
【００３７】但し、式１において、Ｄj は映像データＳ
１２の第ｊ番目のピクチャーの実難度データであり、
Ｒ’j は、映像データＳ１２，Ｓ１６の第ｊ番目〜第
（ｊ＋Ｌ−１）番目のピクチャーに割り当てることがで
きる目標データ量の平均であり、Ｒ’j の初期値（Ｒ’
1 ）は、圧縮映像データの各ピクチャーに平均して割り
当て可能な目標データ量であり、下に示す式２で表さ
れ、エンコーダ１８が圧縮映像データを１ピクチャー分
生成する度に、式３に示すように更新される。
１２の第ｊ番目のピクチャーの実難度データであり、
Ｒ’j は、映像データＳ１２，Ｓ１６の第ｊ番目〜第
（ｊ＋Ｌ−１）番目のピクチャーに割り当てることがで
きる目標データ量の平均であり、Ｒ’j の初期値（Ｒ’
1 ）は、圧縮映像データの各ピクチャーに平均して割り
当て可能な目標データ量であり、下に示す式２で表さ
れ、エンコーダ１８が圧縮映像データを１ピクチャー分
生成する度に、式３に示すように更新される。
【００３８】
【数２】
【００３９】
【数３】
【００４０】なお、式３中の数値ビットレート(Bit rat
e)は、通信回線の伝送容量や、記録媒体の記録容量に基
づいて決められる１秒当たりのデータ量（ビット量）を
示し、ピクチャーレート(Picture rate)は、映像データ
に含まれる１秒当たりのピクチャーの数（３０枚／秒
（ＮＴＳＣ），２５枚／秒（ＰＡＬ））を示し、数値Ｆ
j+L は、ピクチャータイプに応じて定められるピクチャ
ー当たりの平均データ量を示す。エンコーダ１８のＤＣ
Ｔ回路１６６は、入力される遅延映像データＳ１６の第
ｊ番目のピクチャーをＤＣＴ処理し、量子化回路１６８
に対して出力する。量子化回路１６８は、ＤＣＴ回路１
６６から入力された第ｊ番目のピクチャーの周波数領域
のデータを、量子化制御回路１８０が目標データ量Ｔj
に基づいて調節する量子化値Ｑj により量子化し、量子
化データとして可変長符号化回路１７０に対して出力す
る。可変長符号化回路１７０は、量子化回路１６８から
入力された第ｊ番目のピクチャーの量子化データを可変
長符号化して、ほぼ、目標データ量Ｔj に近いデータ量
の圧縮映像データＶＯＵＴを生成して出力する。
e)は、通信回線の伝送容量や、記録媒体の記録容量に基
づいて決められる１秒当たりのデータ量（ビット量）を
示し、ピクチャーレート(Picture rate)は、映像データ
に含まれる１秒当たりのピクチャーの数（３０枚／秒
（ＮＴＳＣ），２５枚／秒（ＰＡＬ））を示し、数値Ｆ
j+L は、ピクチャータイプに応じて定められるピクチャ
ー当たりの平均データ量を示す。エンコーダ１８のＤＣ
Ｔ回路１６６は、入力される遅延映像データＳ１６の第
ｊ番目のピクチャーをＤＣＴ処理し、量子化回路１６８
に対して出力する。量子化回路１６８は、ＤＣＴ回路１
６６から入力された第ｊ番目のピクチャーの周波数領域
のデータを、量子化制御回路１８０が目標データ量Ｔj
に基づいて調節する量子化値Ｑj により量子化し、量子
化データとして可変長符号化回路１７０に対して出力す
る。可変長符号化回路１７０は、量子化回路１６８から
入力された第ｊ番目のピクチャーの量子化データを可変
長符号化して、ほぼ、目標データ量Ｔj に近いデータ量
の圧縮映像データＶＯＵＴを生成して出力する。
【００４１】同様に、図４（Ｂ）に示すように、エンコ
ーダ１８が、遅延映像データＳ１６の第（ｊ＋１）番目
のピクチャー（図４（Ｃ）のピクチャーａ’）を圧縮符
号化している際には、エンコーダ１６２は、映像データ
Ｓ１２の第（ｊ＋１）番目〜第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチ
ャー（図４（Ｃ）の範囲ｃ’）の圧縮符号化を完了し、
これらのピクチャーの実難度データＤj+1 ，Ｄj+2 ，Ｄ
j+3 ，・・・，Ｄj+Lは、ホストコンピュータ２０によ
り既に算出されている。
ーダ１８が、遅延映像データＳ１６の第（ｊ＋１）番目
のピクチャー（図４（Ｃ）のピクチャーａ’）を圧縮符
号化している際には、エンコーダ１６２は、映像データ
Ｓ１２の第（ｊ＋１）番目〜第（ｊ＋Ｌ）番目のピクチ
ャー（図４（Ｃ）の範囲ｃ’）の圧縮符号化を完了し、
これらのピクチャーの実難度データＤj+1 ，Ｄj+2 ，Ｄ
j+3 ，・・・，Ｄj+Lは、ホストコンピュータ２０によ
り既に算出されている。
【００４２】ホストコンピュータ２０は、式１により、
エンコーダ１８が遅延映像データＳ１６の第（ｊ＋１）
番目のピクチャーを圧縮符号化して得られる圧縮映像デ
ータに割り当てる目標データ量Ｔj+1 を算出し、エンコ
ーダ１８の量子化制御回路１８０に設定する。
エンコーダ１８が遅延映像データＳ１６の第（ｊ＋１）
番目のピクチャーを圧縮符号化して得られる圧縮映像デ
ータに割り当てる目標データ量Ｔj+1 を算出し、エンコ
ーダ１８の量子化制御回路１８０に設定する。
【００４３】エンコーダ１８は、ホストコンピュータ２
０から量子化制御回路１８０に設定された目量データ量
Ｔj に基づいて第（ｊ＋１）番目のピクチャーを圧縮符
号化し、目標データ量Ｔj+1 に近いデータ量の圧縮映像
データＶＯＵＴを生成して出力する。さらに以下、同様
に、映像データ圧縮装置１は、遅延映像データＳ１６の
第ｋ番目のピクチャーを、量子化値Ｑk （ｋ＝ｊ＋２，
ｊ＋３，…）をピクチャーごとに変更して順次、圧縮符
号化し、圧縮映像データＶＯＵＴとして出力する。
０から量子化制御回路１８０に設定された目量データ量
Ｔj に基づいて第（ｊ＋１）番目のピクチャーを圧縮符
号化し、目標データ量Ｔj+1 に近いデータ量の圧縮映像
データＶＯＵＴを生成して出力する。さらに以下、同様
に、映像データ圧縮装置１は、遅延映像データＳ１６の
第ｋ番目のピクチャーを、量子化値Ｑk （ｋ＝ｊ＋２，
ｊ＋３，…）をピクチャーごとに変更して順次、圧縮符
号化し、圧縮映像データＶＯＵＴとして出力する。
【００４４】以上説明したように、第１の実施形態に示
した映像データ圧縮装置１によれば、短時間で非圧縮映
像データＶＩＮの絵柄の難度を算出し、算出した難度に
応じた圧縮率で適応的に非圧縮映像データＶＩＮを圧縮
符号化することができる。つまり、第１の実施形態に示
した映像データ圧縮装置１によれば、２パスエンコード
方式と異なり、ほぼ実時間的に、非圧縮映像データＶＩ
Ｎの絵柄の難度に基づいて適応的に非圧縮映像データＶ
ＩＮを圧縮符号化をすることができ、実況放送といった
実時間性を要求される用途に応用可能である。なお、第
１の実施形態に示した他、本発明に係るデータ多重化装
置１は、エンコーダ１６２が圧縮符号化した圧縮映像デ
ータのデータ量を、そのまま難度データとして用い、ホ
ストコンピュータ２０の処理の簡略化を図る等、種々の
構成を採ることができる。
した映像データ圧縮装置１によれば、短時間で非圧縮映
像データＶＩＮの絵柄の難度を算出し、算出した難度に
応じた圧縮率で適応的に非圧縮映像データＶＩＮを圧縮
符号化することができる。つまり、第１の実施形態に示
した映像データ圧縮装置１によれば、２パスエンコード
方式と異なり、ほぼ実時間的に、非圧縮映像データＶＩ
Ｎの絵柄の難度に基づいて適応的に非圧縮映像データＶ
ＩＮを圧縮符号化をすることができ、実況放送といった
実時間性を要求される用途に応用可能である。なお、第
１の実施形態に示した他、本発明に係るデータ多重化装
置１は、エンコーダ１６２が圧縮符号化した圧縮映像デ
ータのデータ量を、そのまま難度データとして用い、ホ
ストコンピュータ２０の処理の簡略化を図る等、種々の
構成を採ることができる。
【００４５】第２実施形態 以下、本発明の第２の実施形態を説明する。第１の実施
形態に示した簡易２パスエンコード方式は、入力される
非圧縮映像データに、ほぼ１ＧＯＰ分（例えば、０．５
秒）程度の遅延を与えるだけで圧縮符号化し、適切なデ
ータ量の圧縮映像データを生成することができる優れた
方式である。
形態に示した簡易２パスエンコード方式は、入力される
非圧縮映像データに、ほぼ１ＧＯＰ分（例えば、０．５
秒）程度の遅延を与えるだけで圧縮符号化し、適切なデ
ータ量の圧縮映像データを生成することができる優れた
方式である。
【００４６】しかしながら、これらの方式は、エンコー
ダーを２つ必要とする。一般に、映像データを圧縮符号
化するエンコーダーは大規模のハードウェアを必要と
し、集積回路化しても非常に高価であり、しかも、サイ
ズが大きい。従って、これらの方式がエンコーダーを２
つ必要とすることは、これらの方式を実現する装置の低
コスト化、小型化および省電力化を妨げる。また、圧縮
符号化に要する時間遅延は、短ければ短いほど望ましい
が、実難度データＤj および予測難度データＤj’の算
出処理および予備的な圧縮符号化処理そのものが数ピク
チャー分の処理時間を要するので、これらの処理自体
が、時間遅延の短縮化を妨げる原因となる。
ダーを２つ必要とする。一般に、映像データを圧縮符号
化するエンコーダーは大規模のハードウェアを必要と
し、集積回路化しても非常に高価であり、しかも、サイ
ズが大きい。従って、これらの方式がエンコーダーを２
つ必要とすることは、これらの方式を実現する装置の低
コスト化、小型化および省電力化を妨げる。また、圧縮
符号化に要する時間遅延は、短ければ短いほど望ましい
が、実難度データＤj および予測難度データＤj’の算
出処理および予備的な圧縮符号化処理そのものが数ピク
チャー分の処理時間を要するので、これらの処理自体
が、時間遅延の短縮化を妨げる原因となる。
【００４７】第２の実施形態は、かかる問題点を解決す
るためになされたものであって、１つのエンコーダを用
いるのみで、簡易２パスエンコード方式および予測簡易
２パスエンコード方式と同等に適切なデータ量の圧縮映
像データを生成することができ、しかも、処理に要する
時間遅延がより短い映像データ圧縮方式を提供すること
を目的とする。
るためになされたものであって、１つのエンコーダを用
いるのみで、簡易２パスエンコード方式および予測簡易
２パスエンコード方式と同等に適切なデータ量の圧縮映
像データを生成することができ、しかも、処理に要する
時間遅延がより短い映像データ圧縮方式を提供すること
を目的とする。
【００４８】図５は、第２の実施形態における本発明に
係る映像データ圧縮装置２の構成の概要を示す図であ
る。図６は、図５に示した映像データ圧縮装置２の圧縮
符号化部２４の詳細な構成を示す図である。なお、図５
および図６において、映像データ圧縮装置２の構成部分
のうち、第１の実施形態において説明した映像データ圧
縮装置１（図１〜図３）の構成部分と同一のものには同
一の符号を付して示してある。
係る映像データ圧縮装置２の構成の概要を示す図であ
る。図６は、図５に示した映像データ圧縮装置２の圧縮
符号化部２４の詳細な構成を示す図である。なお、図５
および図６において、映像データ圧縮装置２の構成部分
のうち、第１の実施形態において説明した映像データ圧
縮装置１（図１〜図３）の構成部分と同一のものには同
一の符号を付して示してある。
【００４９】図５に示すように、映像データ圧縮装置２
は、映像データ圧縮装置１（図１〜図３）の圧縮符号化
部１０を、圧縮符号化部１０からエンコーダ１６２を除
いた圧縮符号化部２４で置換し、エンコーダ制御部１２
をエンコーダ制御部２２で置換し、バッファメモリ(buf
fer)１８２を付加した構成を採る。図６に示すように、
圧縮符号化部２４は、映像並び替え回路２２０、走査変
換・マクロブロック化回路２２２および統計量算出回路
２２４から構成され、圧縮符号化部２４の他の構成部分
は、圧縮符号化部１０と同一の構成を採る。
は、映像データ圧縮装置１（図１〜図３）の圧縮符号化
部１０を、圧縮符号化部１０からエンコーダ１６２を除
いた圧縮符号化部２４で置換し、エンコーダ制御部１２
をエンコーダ制御部２２で置換し、バッファメモリ(buf
fer)１８２を付加した構成を採る。図６に示すように、
圧縮符号化部２４は、映像並び替え回路２２０、走査変
換・マクロブロック化回路２２２および統計量算出回路
２２４から構成され、圧縮符号化部２４の他の構成部分
は、圧縮符号化部１０と同一の構成を採る。
【００５０】エンコーダ制御部２２は、エンコーダ制御
部１２と同様に、非圧縮映像データＶＩＮのピクチャー
の有無をホストコンピュータ２０に通知し、さらに、非
圧縮映像データＶＩＮのピクチャーごとに圧縮符号化の
ための前処理を行う。エンコーダ制御部２２において、
映像並び替え回路２２０は、入力された非圧縮映像デー
タを符号化順に並べ替える。
部１２と同様に、非圧縮映像データＶＩＮのピクチャー
の有無をホストコンピュータ２０に通知し、さらに、非
圧縮映像データＶＩＮのピクチャーごとに圧縮符号化の
ための前処理を行う。エンコーダ制御部２２において、
映像並び替え回路２２０は、入力された非圧縮映像デー
タを符号化順に並べ替える。
【００５１】走査変換・マクロブロック化回路２２２
は、ピクチャー・フィールド変換を行い、非圧縮映像デ
ータＶＩＮが映画の映像データである場合に３：２プル
ダウン処理等を行う。統計量算出回路２２４は、映像並
び替え回路２２０および走査変換・マクロブロック化回
路２２２により処理され、Ｉピクチャーに圧縮符号化さ
れるピクチャーからフラットネス(flatness)およびイン
トラＡＣ(intra AC)等の統計量を算出する。
は、ピクチャー・フィールド変換を行い、非圧縮映像デ
ータＶＩＮが映画の映像データである場合に３：２プル
ダウン処理等を行う。統計量算出回路２２４は、映像並
び替え回路２２０および走査変換・マクロブロック化回
路２２２により処理され、Ｉピクチャーに圧縮符号化さ
れるピクチャーからフラットネス(flatness)およびイン
トラＡＣ(intra AC)等の統計量を算出する。
【００５２】映像データ圧縮装置２は、これらの構成部
分により、非圧縮映像データの統計量（フラットネス，
イントラＡＣ）および動き予測の予測誤差量（ＭＥ残
差）を非圧縮映像データＶＩＮの絵柄の難度の代わりに
用いて、映像データ圧縮装置１（図１，図２）と同様に
適応的に目標データ量Ｔj を算出して、高精度なフィー
ドフォワード制御を行うことにより、非圧縮映像データ
ＶＩＮを適切なデータ量の圧縮映像データに圧縮符号化
する。なお、映像データ圧縮装置２においては、動き検
出器１４およびエンコーダ制御部２２の統計量算出回路
２２４により、予め検出された指標データに基づいて目
標データ量Ｔj が定めるられることから、以下、映像デ
ータ圧縮装置２における圧縮符号化方式を、フィード・
フォワード・レート・コントロール（ＦＦＲＣ; feed f
oward rate control）方式と呼ぶことにする。
分により、非圧縮映像データの統計量（フラットネス，
イントラＡＣ）および動き予測の予測誤差量（ＭＥ残
差）を非圧縮映像データＶＩＮの絵柄の難度の代わりに
用いて、映像データ圧縮装置１（図１，図２）と同様に
適応的に目標データ量Ｔj を算出して、高精度なフィー
ドフォワード制御を行うことにより、非圧縮映像データ
ＶＩＮを適切なデータ量の圧縮映像データに圧縮符号化
する。なお、映像データ圧縮装置２においては、動き検
出器１４およびエンコーダ制御部２２の統計量算出回路
２２４により、予め検出された指標データに基づいて目
標データ量Ｔj が定めるられることから、以下、映像デ
ータ圧縮装置２における圧縮符号化方式を、フィード・
フォワード・レート・コントロール（ＦＦＲＣ; feed f
oward rate control）方式と呼ぶことにする。
【００５３】なお、ＭＥ残差は、圧縮されるピクチャー
と、参照ピクチャーの映像データとの差分値の絶対値和
あるいは自乗値和として定義され、動き検出器１４によ
り、圧縮後にＰピクチャーおよびＢピクチャーとなるピ
クチャーから算出され、映像の動きの速さおよび絵柄の
複雑さを表し、フラットネスと同様に、難度および圧縮
後のデータ量と相関性を有する。
と、参照ピクチャーの映像データとの差分値の絶対値和
あるいは自乗値和として定義され、動き検出器１４によ
り、圧縮後にＰピクチャーおよびＢピクチャーとなるピ
クチャーから算出され、映像の動きの速さおよび絵柄の
複雑さを表し、フラットネスと同様に、難度および圧縮
後のデータ量と相関性を有する。
【００５４】Ｉピクチャーについては、他のピクチャー
の参照なしに圧縮符号化されるため、ＭＥ残差を求める
ことができず、ＭＥ残差に代わるパラメータとして、フ
ラットネスおよびイントラＡＣを用いる。また、フラッ
トネスは、映像データ圧縮装置２を実現するために、映
像の空間的な平坦さを表す指標として新たに定義された
パラメータであって、映像の複雑さを指標し、映像の絵
柄の難しさ（難度）および圧縮後のデータ量と相関性を
有する。また、イントラＡＣは、映像データ圧縮装置２
を実現するために、ＭＰＥＧ方式におけるＤＣＴ処理単
位のＤＣＴブロックごとの映像データとの分散値の総和
として新たに定義したパラメータであって、フラットネ
スと同様に、映像の複雑さを指標し、映像の絵柄の難し
さおよび圧縮後のデータ量と相関性を有する。
の参照なしに圧縮符号化されるため、ＭＥ残差を求める
ことができず、ＭＥ残差に代わるパラメータとして、フ
ラットネスおよびイントラＡＣを用いる。また、フラッ
トネスは、映像データ圧縮装置２を実現するために、映
像の空間的な平坦さを表す指標として新たに定義された
パラメータであって、映像の複雑さを指標し、映像の絵
柄の難しさ（難度）および圧縮後のデータ量と相関性を
有する。また、イントラＡＣは、映像データ圧縮装置２
を実現するために、ＭＰＥＧ方式におけるＤＣＴ処理単
位のＤＣＴブロックごとの映像データとの分散値の総和
として新たに定義したパラメータであって、フラットネ
スと同様に、映像の複雑さを指標し、映像の絵柄の難し
さおよび圧縮後のデータ量と相関性を有する。
【００５５】以下、ＭＥ残差、フラットネスおよびイン
トラＡＣについて説明する。第１の実施形態において説
明した簡易２パスエンコード方式および予測簡易２パス
エンコード方式において、実難度データＤj は映像の絵
柄の難しさを示し、目標データ量Ｔj は実難度データＤ
j に基づいて算出される。
トラＡＣについて説明する。第１の実施形態において説
明した簡易２パスエンコード方式および予測簡易２パス
エンコード方式において、実難度データＤj は映像の絵
柄の難しさを示し、目標データ量Ｔj は実難度データＤ
j に基づいて算出される。
【００５６】また、エンコーダ１８が生成する圧縮映像
データのデータ量を、目標データ量Ｔj が示す値に近づ
けるために、量子化回路１６８（図２，図６）において
量子化値Ｑj の制御が行われる。従って、映像データを
圧縮符号化せずに得られ、実難度データＤj と同様に映
像データの絵柄の複雑さ（難しさ）を適切に示すパラメ
ータを、エンコーダ１８の量子化回路１６８における量
子化処理以前に得ることができれば、エンコーダ１６２
（図１，図２）を省略し、処理遅延時間の短縮するとい
う目的を達成することができる。ＭＥ残差、フラットネ
スおよびイントラＡＣは、実難度データＤj と強い相関
を有するので、このような目的を達成するために適切で
ある。
データのデータ量を、目標データ量Ｔj が示す値に近づ
けるために、量子化回路１６８（図２，図６）において
量子化値Ｑj の制御が行われる。従って、映像データを
圧縮符号化せずに得られ、実難度データＤj と同様に映
像データの絵柄の複雑さ（難しさ）を適切に示すパラメ
ータを、エンコーダ１８の量子化回路１６８における量
子化処理以前に得ることができれば、エンコーダ１６２
（図１，図２）を省略し、処理遅延時間の短縮するとい
う目的を達成することができる。ＭＥ残差、フラットネ
スおよびイントラＡＣは、実難度データＤj と強い相関
を有するので、このような目的を達成するために適切で
ある。
【００５７】ＭＥ残差と実難度データＤj との関係 他のピクチャーを参照して圧縮符号化処理し、Ｐピクチ
ャーおよびＢピクチャーを生成する際には、動き検出器
１４は、圧縮対象となるピクチャー（入力ピクチャー）
の注目マクロブロックと、参照されるピクチャー（参照
ピクチャー）との間の差分値の絶対値和あるいは自乗値
和が最小となるようなマクロブロックを探し、動きベク
トルを求める。ＭＥ残差は、このように、動きベクトル
を求める際に、最小になった各マクロブロックの差分値
の絶対和または自乗和を、ピクチャー全体について総和
した値として定義される。
ャーおよびＢピクチャーを生成する際には、動き検出器
１４は、圧縮対象となるピクチャー（入力ピクチャー）
の注目マクロブロックと、参照されるピクチャー（参照
ピクチャー）との間の差分値の絶対値和あるいは自乗値
和が最小となるようなマクロブロックを探し、動きベク
トルを求める。ＭＥ残差は、このように、動きベクトル
を求める際に、最小になった各マクロブロックの差分値
の絶対和または自乗和を、ピクチャー全体について総和
した値として定義される。
【００５８】図７は、映像データ圧縮装置１，２によ
り、Ｐピクチャーを生成する際のＭＥ残差と実難度デー
タＤj との相関関係を示す図である。図８は、映像デー
タ圧縮装置１，２により、Ｂピクチャーを生成する際の
ＭＥ残差と実難度データＤj との相関関係を示す図であ
る。なお、図７および図８においては、実難度データＤ
j として、エンコーダ１８が固定の量子化値を用いて圧
縮符号化して得られた圧縮映像データのデータ量を用い
ており（以下、図１０，図１１において同じ）、図７お
よび図８は、ＣＣＩＲにより規格化された標準画像[che
er (cheer leaders), mobile (mobile and calender),
tennis (table tennis), diva(diva with noise)] およ
びその他の画像(resort)を実際にＭＰＥＧ２方式により
圧縮符号化した場合に得られるＭＥ残差と実難度データ
Ｄj との関係を示すグラフであり、図７および図８にお
いて、グラフの縦軸(difficulty)が実難度データＤj を
示し、横軸(me resid)がＭＥ残差を示す。図７および図
８を参照して分かるように、ＭＥ残差は実難度データＤ
j と非常に強い相関関係を有する。従って、圧縮後にＰ
ピクチャーまたはＢピクチャーとなるピクチャーの実難
度データＤj の代わりに、ＭＥ残差は、目標データ量Ｔ
jの生成に用いられ得る。
り、Ｐピクチャーを生成する際のＭＥ残差と実難度デー
タＤj との相関関係を示す図である。図８は、映像デー
タ圧縮装置１，２により、Ｂピクチャーを生成する際の
ＭＥ残差と実難度データＤj との相関関係を示す図であ
る。なお、図７および図８においては、実難度データＤ
j として、エンコーダ１８が固定の量子化値を用いて圧
縮符号化して得られた圧縮映像データのデータ量を用い
ており（以下、図１０，図１１において同じ）、図７お
よび図８は、ＣＣＩＲにより規格化された標準画像[che
er (cheer leaders), mobile (mobile and calender),
tennis (table tennis), diva(diva with noise)] およ
びその他の画像(resort)を実際にＭＰＥＧ２方式により
圧縮符号化した場合に得られるＭＥ残差と実難度データ
Ｄj との関係を示すグラフであり、図７および図８にお
いて、グラフの縦軸(difficulty)が実難度データＤj を
示し、横軸(me resid)がＭＥ残差を示す。図７および図
８を参照して分かるように、ＭＥ残差は実難度データＤ
j と非常に強い相関関係を有する。従って、圧縮後にＰ
ピクチャーまたはＢピクチャーとなるピクチャーの実難
度データＤj の代わりに、ＭＥ残差は、目標データ量Ｔ
jの生成に用いられ得る。
【００５９】フラットネスと実難度データＤj との関係 図９は、フラットネスの計算方法を示す図である。フラ
ットネスは、まず、図９に示すように、ＭＰＥＧ方式に
おいてＤＣＴ処理の単位となるＤＣＴブロックそれぞれ
を、２画素×２画素の小ブロックに分割し、次に、これ
らの小ブロック内の対角の画素のデータ（画素値）の差
分値を算出し、差分値を所定の閾値と比較し、さらに、
差分値が閾値よりも小さくなる小ブロック総数をピクチ
ャーごとに求めることにより算出される。なお、フラッ
トネスの値は、映像の絵柄が空間的に複雑であるほど小
さくなり、平坦であれば大きくなる。
ットネスは、まず、図９に示すように、ＭＰＥＧ方式に
おいてＤＣＴ処理の単位となるＤＣＴブロックそれぞれ
を、２画素×２画素の小ブロックに分割し、次に、これ
らの小ブロック内の対角の画素のデータ（画素値）の差
分値を算出し、差分値を所定の閾値と比較し、さらに、
差分値が閾値よりも小さくなる小ブロック総数をピクチ
ャーごとに求めることにより算出される。なお、フラッ
トネスの値は、映像の絵柄が空間的に複雑であるほど小
さくなり、平坦であれば大きくなる。
【００６０】図１０は、映像データ圧縮装置１，２によ
り、Ｉピクチャーを生成する際のフラットネスと実難度
データＤj との相関関係を示す図である。なお、図１０
は、図７および図８と同様に、ＣＣＩＲにより規格化さ
れた標準画像およびその他の画像を実際にＭＰＥＧ２方
式により圧縮符号化した場合に得られるフラットネスと
実難度データＤj との関係を示すグラフであり、図１０
において、グラフの縦軸(difficulty)が実難度データＤ
j を示し、横軸(flatness)がフラットネスを示す。図１
０に示すように、フラットネスと実難度データＤj に
は、強い負の相関関係があり、実難度データＤj は、フ
ラットネスを一次関数に代入する等の方法により近似可
能であることがわかる。
り、Ｉピクチャーを生成する際のフラットネスと実難度
データＤj との相関関係を示す図である。なお、図１０
は、図７および図８と同様に、ＣＣＩＲにより規格化さ
れた標準画像およびその他の画像を実際にＭＰＥＧ２方
式により圧縮符号化した場合に得られるフラットネスと
実難度データＤj との関係を示すグラフであり、図１０
において、グラフの縦軸(difficulty)が実難度データＤ
j を示し、横軸(flatness)がフラットネスを示す。図１
０に示すように、フラットネスと実難度データＤj に
は、強い負の相関関係があり、実難度データＤj は、フ
ラットネスを一次関数に代入する等の方法により近似可
能であることがわかる。
【００６１】イントラＡＣと実難度データＤj との関係 イントラＡＣは、ＤＣＴブロックごとに、ＤＣＴブロッ
ク内の画素それぞれの画素値と、ＤＣＴブロック内の画
素値の平均値との差分の絶対値の総和として算出され
る。つまり、イントラＡＣは、下の式４により求めるこ
とができる。
ク内の画素それぞれの画素値と、ＤＣＴブロック内の画
素値の平均値との差分の絶対値の総和として算出され
る。つまり、イントラＡＣは、下の式４により求めるこ
とができる。
【００６２】
【数４】
【００６３】図１１は、映像データ圧縮装置１，２によ
り、Ｉピクチャーを生成する際のイントラＡＣと実難度
データＤj との相関関係を示す図である。なお、図１１
は、図７および図８と同様に、ＣＣＩＲにより規格化さ
れた標準画像およびその他の画像を実際にＭＰＥＧ２方
式により圧縮符号化した場合に得られるイントラＡＣと
実難度データＤj との関係を示すグラフであり、図１１
において、グラフの縦軸(difficulty)が実難度データＤ
j を示し、横軸(intra AC)がイントラＡＣを示す。図１
１に示すように、イントラＡＣと実難度データＤj に
は、強い正の相関関係があり、実難度データＤj は、イ
ントラＡＣを一次関数に代入する等の方法により近似可
能であることがわかる。
り、Ｉピクチャーを生成する際のイントラＡＣと実難度
データＤj との相関関係を示す図である。なお、図１１
は、図７および図８と同様に、ＣＣＩＲにより規格化さ
れた標準画像およびその他の画像を実際にＭＰＥＧ２方
式により圧縮符号化した場合に得られるイントラＡＣと
実難度データＤj との関係を示すグラフであり、図１１
において、グラフの縦軸(difficulty)が実難度データＤ
j を示し、横軸(intra AC)がイントラＡＣを示す。図１
１に示すように、イントラＡＣと実難度データＤj に
は、強い正の相関関係があり、実難度データＤj は、イ
ントラＡＣを一次関数に代入する等の方法により近似可
能であることがわかる。
【００６４】ここまでに説明したように、各指標データ
（統計量）により実難度データＤjを一次関数等により
近似可能であることが分かる。従って、各ピクチャータ
イプの実難度データＤj は、以下に示すように算出可能
である。
（統計量）により実難度データＤjを一次関数等により
近似可能であることが分かる。従って、各ピクチャータ
イプの実難度データＤj は、以下に示すように算出可能
である。
【００６５】Ｐピクチャーについては下に示す式５によ
り、Ｂピクチャーについては下に示す式６により、実難
度データＤj はＭＥ残差により近似される。また、Ｉピ
クチャーについては、式５，６と同様の近似式により実
難度データＤj は、フラットネスおよびイントラＡＣま
たはこれらのいずかにより近似される。
り、Ｂピクチャーについては下に示す式６により、実難
度データＤj はＭＥ残差により近似される。また、Ｉピ
クチャーについては、式５，６と同様の近似式により実
難度データＤj は、フラットネスおよびイントラＡＣま
たはこれらのいずかにより近似される。
【００６６】
【数５】
【００６７】
【数６】
【００６８】さらに、第１の実施形態に示した簡易２パ
スエンコード方式においては、これらの近似により得ら
れた実難度データＤj を、式１に代入することにより目
標データ量Ｔj が算出される。
スエンコード方式においては、これらの近似により得ら
れた実難度データＤj を、式１に代入することにより目
標データ量Ｔj が算出される。
【００６９】以下、実難度データＤj をＭＥ残差、フラ
ットネスおよびイントラＡＣで近似し、簡易２パスエン
コード方式により非圧縮映像データを圧縮符号化する場
合を例に、映像データ圧縮装置２の動作を説明する。エ
ンコーダ制御部２２において、映像並び替え回路２２０
は、非圧縮映像データＶＩＮを符号化順にピクチャーを
並べ替え、走査変換・マクロブロック化回路２２２は、
ピクチャー・フィールド変換等を行い、統計量算出回路
２２４は、Ｉピクチャーに圧縮符号化されるピクチャー
に対して、図９および式４に示した演算処理を行い、フ
ラットネスおよびイントラＡＣ等の統計量を算出する。
ットネスおよびイントラＡＣで近似し、簡易２パスエン
コード方式により非圧縮映像データを圧縮符号化する場
合を例に、映像データ圧縮装置２の動作を説明する。エ
ンコーダ制御部２２において、映像並び替え回路２２０
は、非圧縮映像データＶＩＮを符号化順にピクチャーを
並べ替え、走査変換・マクロブロック化回路２２２は、
ピクチャー・フィールド変換等を行い、統計量算出回路
２２４は、Ｉピクチャーに圧縮符号化されるピクチャー
に対して、図９および式４に示した演算処理を行い、フ
ラットネスおよびイントラＡＣ等の統計量を算出する。
【００７０】動き検出器１４は、ＰピクチャーおよびＢ
ピクチャーに圧縮符号化されるピクチャーについて動き
ベクトルを生成し、さらに、ＭＥ残差を算出する。ＦＩ
ＦＯメモリ１６０は、入力された映像データをＬピクチ
ャー分だけ遅延する。
ピクチャーに圧縮符号化されるピクチャーについて動き
ベクトルを生成し、さらに、ＭＥ残差を算出する。ＦＩ
ＦＯメモリ１６０は、入力された映像データをＬピクチ
ャー分だけ遅延する。
【００７１】ホストコンピュータ２０は、動き検出器１
４が生成したＭＥ残差に対して式５および式６に示した
演算処理を行って実難度データＤj を近似し、式５およ
び式６と同様な演算処理を行って、フラットネスおよび
イントラＡＣにより実難度データＤj を近似する。さら
に、ホストコンピュータ２０は、近似した実難度データ
Ｄj を式１に代入し、目標データ量Ｔj を算出し、算出
した目標データ量Ｔj をエンコーダ１８の量子化制御回
路１８０に設定する。
４が生成したＭＥ残差に対して式５および式６に示した
演算処理を行って実難度データＤj を近似し、式５およ
び式６と同様な演算処理を行って、フラットネスおよび
イントラＡＣにより実難度データＤj を近似する。さら
に、ホストコンピュータ２０は、近似した実難度データ
Ｄj を式１に代入し、目標データ量Ｔj を算出し、算出
した目標データ量Ｔj をエンコーダ１８の量子化制御回
路１８０に設定する。
【００７２】エンコーダ１８のＤＣＴ回路１６６は、遅
延した映像データの第ｊ番目のピクチャーをＤＣＴ処理
する。量子化回路１６８は、ＤＣＴ回路１６６から入力
された第ｊ番目のピクチャーの周波数領域のデータを、
量子化制御回路１８０が目標データ量Ｔj に基づいて調
節する量子化値Ｑj により量子化する。可変長符号化回
路１７０は、量子化回路１６８から入力された第ｊ番目
のピクチャーの量子化データを可変長符号化して、ほ
ぼ、目標データ量Ｔj に近いデータ量の圧縮映像データ
ＶＯＵＴを生成して、バッファメモリ１８２を介して外
部に出力する。
延した映像データの第ｊ番目のピクチャーをＤＣＴ処理
する。量子化回路１６８は、ＤＣＴ回路１６６から入力
された第ｊ番目のピクチャーの周波数領域のデータを、
量子化制御回路１８０が目標データ量Ｔj に基づいて調
節する量子化値Ｑj により量子化する。可変長符号化回
路１７０は、量子化回路１６８から入力された第ｊ番目
のピクチャーの量子化データを可変長符号化して、ほ
ぼ、目標データ量Ｔj に近いデータ量の圧縮映像データ
ＶＯＵＴを生成して、バッファメモリ１８２を介して外
部に出力する。
【００７３】なお、ＴＭ５方式等においては、マクロブ
ロックの量子化値(MQUANT)を算出するために、下の式７
に示すアクティビティ(activity)という統計量が用いら
れる。アクティビティは、フラットネスおよびイントラ
ＡＣと同様に、実難度データＤj と強い相関関係を有す
るので、これらパラメータの代わりにアクティビティを
用いて、実難度データＤj を近似し、圧縮符号化を行う
ように映像データ圧縮装置２を構成してもよい。
ロックの量子化値(MQUANT)を算出するために、下の式７
に示すアクティビティ(activity)という統計量が用いら
れる。アクティビティは、フラットネスおよびイントラ
ＡＣと同様に、実難度データＤj と強い相関関係を有す
るので、これらパラメータの代わりにアクティビティを
用いて、実難度データＤj を近似し、圧縮符号化を行う
ように映像データ圧縮装置２を構成してもよい。
【００７４】
【数７】
【００７５】また、以上、第１の実施形態に示した簡易
２パスエンコードを行う場合を例に、映像データ圧縮装
置２の動作を説明したが、映像データ圧縮装置２は、予
測簡易２パスエンコードを行いうることはいうまでもな
い。また、第２の実施形態に示した映像データ圧縮装置
２に対しても、第１の実施形態示した映像データ圧縮装
置１に対してと同様の変形が可能である。
２パスエンコードを行う場合を例に、映像データ圧縮装
置２の動作を説明したが、映像データ圧縮装置２は、予
測簡易２パスエンコードを行いうることはいうまでもな
い。また、第２の実施形態に示した映像データ圧縮装置
２に対しても、第１の実施形態示した映像データ圧縮装
置１に対してと同様の変形が可能である。
【００７６】第３実施形態 本発明の第３の実施形態の説明に先立ち、図１２を参照
して、第３の実施形態における本発明に係る映像データ
圧縮装置の背景および目的等を説明する。図１２は、Ｍ
ＰＥＧのＭＰ＠ＭＬ方式によりＴＭ５に示された圧縮ア
ルゴリズムを用いて、映像データ圧縮装置１，２（図１
〜図３，図５，図６）が、圧縮映像データのＧＯＰのデ
ータ量（発生ビット量）をほぼ一定に保って固定長符号
化を行った場合のＶＢＶバッファの占有量Ｂn の経時的
な変化の評価結果を示す図である。なお、図１２におい
ては、縦軸はＶＢＶバッファにバッファリングされてい
る圧縮映像データのデータ量を示し、横軸は時間経過を
示す。
して、第３の実施形態における本発明に係る映像データ
圧縮装置の背景および目的等を説明する。図１２は、Ｍ
ＰＥＧのＭＰ＠ＭＬ方式によりＴＭ５に示された圧縮ア
ルゴリズムを用いて、映像データ圧縮装置１，２（図１
〜図３，図５，図６）が、圧縮映像データのＧＯＰのデ
ータ量（発生ビット量）をほぼ一定に保って固定長符号
化を行った場合のＶＢＶバッファの占有量Ｂn の経時的
な変化の評価結果を示す図である。なお、図１２におい
ては、縦軸はＶＢＶバッファにバッファリングされてい
る圧縮映像データのデータ量を示し、横軸は時間経過を
示す。
【００７７】ＴＭ５に示された圧縮アルゴリズムは、圧
縮映像データのＧＯＰ当たりのデータ量を、ほぼ一定に
することができる点で優れている。しかしながら、圧縮
映像データのデータレートを固定値にするＭＰＥＧの固
定レート符号化方式においては、必ずしもＧＯＰ単位に
データ量を一定にする必要はない。
縮映像データのＧＯＰ当たりのデータ量を、ほぼ一定に
することができる点で優れている。しかしながら、圧縮
映像データのデータレートを固定値にするＭＰＥＧの固
定レート符号化方式においては、必ずしもＧＯＰ単位に
データ量を一定にする必要はない。
【００７８】この固定レート符号化方式は、圧縮符号化
後の映像データをバッファリングする仮想的なＶＢＶバ
ッファ(video buffering verifier buffer) が要求する
制約条件を満たすこと、つまり、ＶＢＶバッファにバッ
ファリングされている圧縮映像データのデータ量（占有
量Ｂn ）が規定値を上回ったり（オーバーフローを生じ
たり）、逆に、規定値以下になったり（アンダーフロー
を生じたり）しないことのみを圧縮映像データに要求す
る。
後の映像データをバッファリングする仮想的なＶＢＶバ
ッファ(video buffering verifier buffer) が要求する
制約条件を満たすこと、つまり、ＶＢＶバッファにバッ
ファリングされている圧縮映像データのデータ量（占有
量Ｂn ）が規定値を上回ったり（オーバーフローを生じ
たり）、逆に、規定値以下になったり（アンダーフロー
を生じたり）しないことのみを圧縮映像データに要求す
る。
【００７９】ＭＰ＠ＭＬ方式により、ＴＭ５に示される
圧縮アルゴリズムを用いて圧縮符号化を行うと、バッフ
ァリング容量１．８ＭｂｉｔのＶＢＶバッファにおける
圧縮映像データの占有量Ｂn を評価すると、例えば、図
１２に示すように、占有量Ｂ n は高い値で推移し、ＶＢ
Ｖバッファを必ずしも有効に利用できないことが分か
る。
圧縮アルゴリズムを用いて圧縮符号化を行うと、バッフ
ァリング容量１．８ＭｂｉｔのＶＢＶバッファにおける
圧縮映像データの占有量Ｂn を評価すると、例えば、図
１２に示すように、占有量Ｂ n は高い値で推移し、ＶＢ
Ｖバッファを必ずしも有効に利用できないことが分か
る。
【００８０】ＶＢＶバッファを有効利用しえないのは、
ＶＢＶバッファにおける占有量Ｂnが高い値で推移する
のは、ＶＢＶバッファのバッファリング容量が約１．８
Ｍｂｉｔと大きいにもかかわらず、ＶＢＶバッファの入
出力の単位となる圧縮映像データのピクチャーのデータ
量が少ないためである。このように、低いデータレート
の圧縮映像データを生成する際に、非圧縮映像データの
映像の複雑さのいかんにかかわらず、所定の枚数のピク
チャー（ＧＯＰ）のデータ量をほぼ一定にすると、複雑
な絵柄の部分の非圧縮映像データを圧縮符号化して得ら
れる圧縮映像データを伸長復号して得られる映像の品質
が極端に劣化し、逆に、簡単な絵柄の部分から得られる
圧縮映像データの品質が比較的よくなる。従って、全体
として見た場合には、圧縮映像データに多くのむらが生
じ、しかも、絵柄が不安定になり、品質が悪くなる。
ＶＢＶバッファにおける占有量Ｂnが高い値で推移する
のは、ＶＢＶバッファのバッファリング容量が約１．８
Ｍｂｉｔと大きいにもかかわらず、ＶＢＶバッファの入
出力の単位となる圧縮映像データのピクチャーのデータ
量が少ないためである。このように、低いデータレート
の圧縮映像データを生成する際に、非圧縮映像データの
映像の複雑さのいかんにかかわらず、所定の枚数のピク
チャー（ＧＯＰ）のデータ量をほぼ一定にすると、複雑
な絵柄の部分の非圧縮映像データを圧縮符号化して得ら
れる圧縮映像データを伸長復号して得られる映像の品質
が極端に劣化し、逆に、簡単な絵柄の部分から得られる
圧縮映像データの品質が比較的よくなる。従って、全体
として見た場合には、圧縮映像データに多くのむらが生
じ、しかも、絵柄が不安定になり、品質が悪くなる。
【００８１】第３の実施形態に示すフィードバックレー
ト制御方式は、かかる問題点に鑑みてなされたものであ
り、ＶＢＶバッファが要求する制約条件の範囲内でＶＢ
Ｖバッファのバッファリング容量を有効に利用し、非圧
縮映像データの部分ごとに、絵柄に応じたデータ量を割
り当てることにより、圧縮映像データの品質を全体とし
て向上させることを目的とする。
ト制御方式は、かかる問題点に鑑みてなされたものであ
り、ＶＢＶバッファが要求する制約条件の範囲内でＶＢ
Ｖバッファのバッファリング容量を有効に利用し、非圧
縮映像データの部分ごとに、絵柄に応じたデータ量を割
り当てることにより、圧縮映像データの品質を全体とし
て向上させることを目的とする。
【００８２】図１３は、第３の実施形態における本発明
に係るエンコーダ２６の構成を示す図である。なお、図
１３においては、エンコーダ２６の構成部分の内、図１
〜図３および図５，図６に示したエンコーダ１８の構成
部分と同一のものには同一の符号を付してある。
に係るエンコーダ２６の構成を示す図である。なお、図
１３においては、エンコーダ２６の構成部分の内、図１
〜図３および図５，図６に示したエンコーダ１８の構成
部分と同一のものには同一の符号を付してある。
【００８３】エンコーダ２６は、映像データ圧縮装置２
（図５，図６）のエンコーダ１８の代わりに用いられる
装置であって、図１３に示すように、エンコーダ２６
は、量子化制御回路１８０の代わりに、グローバルコン
プレクシティ算出回路（ＧＣ算出回路）２６２、目標デ
ータ量算出（Ｔj 算出）回路２６４および量子化インデ
ックス生成回路２６６を含む量子化制御部２６０を有
し、ホストコンピュータ２０によらずに、ＶＢＶバッフ
ァにおける圧縮映像データの占有量Ｂn 、および、実難
度データＤj またはグローバルコンプレクシティＸI ，
Ｘp ，ＸB に基づいて目標データ量Ｔj および量子化値
Ｑj （量子化インデックスＱＩＮＤ）を算出可能に構成
されている。
（図５，図６）のエンコーダ１８の代わりに用いられる
装置であって、図１３に示すように、エンコーダ２６
は、量子化制御回路１８０の代わりに、グローバルコン
プレクシティ算出回路（ＧＣ算出回路）２６２、目標デ
ータ量算出（Ｔj 算出）回路２６４および量子化インデ
ックス生成回路２６６を含む量子化制御部２６０を有
し、ホストコンピュータ２０によらずに、ＶＢＶバッフ
ァにおける圧縮映像データの占有量Ｂn 、および、実難
度データＤj またはグローバルコンプレクシティＸI ，
Ｘp ，ＸB に基づいて目標データ量Ｔj および量子化値
Ｑj （量子化インデックスＱＩＮＤ）を算出可能に構成
されている。
【００８４】エンコーダ２６は、これらの構成部分によ
り、１つのエンコーダのみにより圧縮映像データのデー
タ量により量子化回路１６８の量子化処理に対するフィ
ードバック制御を行い、非圧縮映像データの部分ごとに
絵柄に応じたデータ量を割り当てて圧縮映像データを生
成し、圧縮映像データの品質を向上させる。
り、１つのエンコーダのみにより圧縮映像データのデー
タ量により量子化回路１６８の量子化処理に対するフィ
ードバック制御を行い、非圧縮映像データの部分ごとに
絵柄に応じたデータ量を割り当てて圧縮映像データを生
成し、圧縮映像データの品質を向上させる。
【００８５】エンコーダ２６の各構成部分の動作 以下、エンコーダ２６の各構成部分の内、映像データ圧
縮装置１，２（図１〜図３，図５，図６）のエンコーダ
１８と異なる部分（量子化制御部２６０）の動作を説明
する。ＧＣ算出回路２６２の動作 ＧＣ算出回路２６２は、可変長符号化回路１７０から出
力される圧縮映像データのデータ量ＳI ，Ｓp ，Ｓ
B と、量子化回路１６８が量子化に用いた量子化値の平
均値ＱI ，Ｑp ，ＱB とに基づいて、各ピクチャータイ
プのグローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB を算
出し、目標データ量算出回路２６４、量子化インデック
ス生成回路２６６、および、必要に応じてホストコンピ
ュータ２０に対して出力する。
縮装置１，２（図１〜図３，図５，図６）のエンコーダ
１８と異なる部分（量子化制御部２６０）の動作を説明
する。ＧＣ算出回路２６２の動作 ＧＣ算出回路２６２は、可変長符号化回路１７０から出
力される圧縮映像データのデータ量ＳI ，Ｓp ，Ｓ
B と、量子化回路１６８が量子化に用いた量子化値の平
均値ＱI ，Ｑp ，ＱB とに基づいて、各ピクチャータイ
プのグローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB を算
出し、目標データ量算出回路２６４、量子化インデック
ス生成回路２６６、および、必要に応じてホストコンピ
ュータ２０に対して出力する。
【００８６】なお、グローバルコンプレクシティＸI ，
Ｘp ，ＸB は、ＭＰＥＧのＴＭ５方式の第１段階（ステ
ップ１）においてピクチャータイプごとに算出され、
〔Ｘ（Ｉ，Ｐ，Ｂ）；ＸI ＝ＳI ＱI ，Ｘp ＝Ｓ
p Ｑp ，ＸB ＝ＳB ＱB と定義され、グローバルコンプ
レクシティＸI ，Ｘp ，ＸB は、それぞれＩピクチャ
ー、ＰピクチャーおよびＢピクチャーの実難度データＤ
I ，Ｄp ，ＤB とほぼ同値（ＸI，Ｘp ，ＸB ≒ＤI ，
Ｄp ，ＤB ）になる。
Ｘp ，ＸB は、ＭＰＥＧのＴＭ５方式の第１段階（ステ
ップ１）においてピクチャータイプごとに算出され、
〔Ｘ（Ｉ，Ｐ，Ｂ）；ＸI ＝ＳI ＱI ，Ｘp ＝Ｓ
p Ｑp ，ＸB ＝ＳB ＱB と定義され、グローバルコンプ
レクシティＸI ，Ｘp ，ＸB は、それぞれＩピクチャ
ー、ＰピクチャーおよびＢピクチャーの実難度データＤ
I ，Ｄp ，ＤB とほぼ同値（ＸI，Ｘp ，ＸB ≒ＤI ，
Ｄp ，ＤB ）になる。
【００８７】目標データ量算出回路２６４の動作 動作（処理）の概要 目標データ量算出回路２６４は、ＧＣ算出回路２６２か
ら入力されたグローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，
ＸB 各ピクチャータイプの実難度データＤj を近似し、
さらに、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn に基づいて各ピク
チャータイプのピクチャーそれぞれの目標データ量Ｔj
を算出してレート制御を行う。なお、目標データ量算出
回路２６４が算出した目標データ量Ｔj は、量子化イン
デックス生成回路２６６に対して出力される。
ら入力されたグローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，
ＸB 各ピクチャータイプの実難度データＤj を近似し、
さらに、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn に基づいて各ピク
チャータイプのピクチャーそれぞれの目標データ量Ｔj
を算出してレート制御を行う。なお、目標データ量算出
回路２６４が算出した目標データ量Ｔj は、量子化イン
デックス生成回路２６６に対して出力される。
【００８８】目標データ量Ｔj の算出方法 まず、目標データ量算出回路２６４における目標データ
量Ｔj の基本的な算出方法を説明する。上述のように、
各ピクチャータイプの実難度データＤj はそれぞれ、グ
ローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB とほぼ同値
である。従って、目標データ量算出回路２６４は、グロ
ーバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB から各ピクチ
ャータイプの目標データ量Ｔj を算出することができ
る。なお、上記各関係式において、重み付け係数Ｋp ，
ＫB は、ピクチャータイプごとに目標データ量Ｔj に異
なった重み付けを行うために導入された係数であり、重
み付け係数Ｋp ，ＫB の値をそれぞれ大きくすればする
ほど、Ｉピクチャーの目標データ量Ｔj と比較して、Ｐ
ピクチャおよびＢピクチャーの目標データ量Ｔj が少な
くなる。例えば、ＭＰＥＧ方式のＴＭ５方式において
は、重み付け係数Ｋp ，ＫB は固定値であり、それぞれ
１．０，１．４（Ｋp ＝１．０，ＫB ＝１．４、デフォ
ルト値）である。
量Ｔj の基本的な算出方法を説明する。上述のように、
各ピクチャータイプの実難度データＤj はそれぞれ、グ
ローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB とほぼ同値
である。従って、目標データ量算出回路２６４は、グロ
ーバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB から各ピクチ
ャータイプの目標データ量Ｔj を算出することができ
る。なお、上記各関係式において、重み付け係数Ｋp ，
ＫB は、ピクチャータイプごとに目標データ量Ｔj に異
なった重み付けを行うために導入された係数であり、重
み付け係数Ｋp ，ＫB の値をそれぞれ大きくすればする
ほど、Ｉピクチャーの目標データ量Ｔj と比較して、Ｐ
ピクチャおよびＢピクチャーの目標データ量Ｔj が少な
くなる。例えば、ＭＰＥＧ方式のＴＭ５方式において
は、重み付け係数Ｋp ，ＫB は固定値であり、それぞれ
１．０，１．４（Ｋp ＝１．０，ＫB ＝１．４、デフォ
ルト値）である。
【００８９】このように、ＭＰＥＧ方式のＴＭ５方式に
おいては、Ｐピクチャーには、Ｉピクチャーのグローバ
ルコンプレクシティＸI に対するＰピクチャーのグロー
バルコンプレクシティＸp の比率の通りの目標データ量
Ｔj が与えられ、Ｂピクチャーには、Ｉピクチャーのグ
ローバルコンプレクシティＸI に対するＢピクチャーの
グローバルコンプレクシティＸB の比率よりも意図的に
小さい目標データ量Ｔ j が与えられる。
おいては、Ｐピクチャーには、Ｉピクチャーのグローバ
ルコンプレクシティＸI に対するＰピクチャーのグロー
バルコンプレクシティＸp の比率の通りの目標データ量
Ｔj が与えられ、Ｂピクチャーには、Ｉピクチャーのグ
ローバルコンプレクシティＸI に対するＢピクチャーの
グローバルコンプレクシティＸB の比率よりも意図的に
小さい目標データ量Ｔ j が与えられる。
【００９０】レート制御方法 次に、目標データ量算出回路２６４におけるレート制御
方法を説明する。ＭＰＥＧのＴＭ５方式のレート制御に
おいて、重要な役割を果たすパラメータとしてパラメー
タＲがある。このパラメータＲは、ＭＰＥＧ方式におい
て、レート制御の制御単位（例えばＧＯＰ）の残りのピ
クチャーに割り当てることができるデータ量を示す。
方法を説明する。ＭＰＥＧのＴＭ５方式のレート制御に
おいて、重要な役割を果たすパラメータとしてパラメー
タＲがある。このパラメータＲは、ＭＰＥＧ方式におい
て、レート制御の制御単位（例えばＧＯＰ）の残りのピ
クチャーに割り当てることができるデータ量を示す。
【００９１】ここで、映像データ圧縮装置１，２（図１
〜図３，図５，図６）においては、例えば、ＧＯＰの前
半のピクチャーの映像が複雑である（実難度データＤj
およびグローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB 等
の値が大きい）場合等に、ＧＯＰの前半のピクチャーに
多くのデータ量を割り当てると、ＧＯＰの後半のピクチ
ャーに対するパラメータＲが極端に少ない値になった
り、さらには、負数となったりして、ＧＯＰの後半のピ
クチャーに割り当てるべきデータ量が不足してしまうこ
とがある。
〜図３，図５，図６）においては、例えば、ＧＯＰの前
半のピクチャーの映像が複雑である（実難度データＤj
およびグローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB 等
の値が大きい）場合等に、ＧＯＰの前半のピクチャーに
多くのデータ量を割り当てると、ＧＯＰの後半のピクチ
ャーに対するパラメータＲが極端に少ない値になった
り、さらには、負数となったりして、ＧＯＰの後半のピ
クチャーに割り当てるべきデータ量が不足してしまうこ
とがある。
【００９２】このように、映像データ圧縮装置１，２に
おいて、パラメータＲの値が極端に小さくなったり負数
になってしまうことがあるのは、ホストコンピュータ２
０（図１，図５）が、レート制御の制御単位であるＧＯ
Ｐそれぞれのデータ量を一定に保つように、ＧＯＰの前
半のピクチャーに対して多く割り当てすぎたデータ量
を、ＧＯＰの後半のピクチャーに対してデータ量を少な
く割り当てることにより補償するようにデータ量を割り
当てるからである。ホストコンピュータ２０において、
パラメータＲは、このように、ＧＯＰといった比較的短
い期間におけるデータ量の補償処理に用いられる。
おいて、パラメータＲの値が極端に小さくなったり負数
になってしまうことがあるのは、ホストコンピュータ２
０（図１，図５）が、レート制御の制御単位であるＧＯ
Ｐそれぞれのデータ量を一定に保つように、ＧＯＰの前
半のピクチャーに対して多く割り当てすぎたデータ量
を、ＧＯＰの後半のピクチャーに対してデータ量を少な
く割り当てることにより補償するようにデータ量を割り
当てるからである。ホストコンピュータ２０において、
パラメータＲは、このように、ＧＯＰといった比較的短
い期間におけるデータ量の補償処理に用いられる。
【００９３】一方、エンコーダ２６の目標データ量算出
回路２６４においては、このような短い制御単位でデー
タ量を一定にするためのパラメータＲのみでレート制御
を行うのではなく、ＶＢＶバッファの制約条件の範囲内
で、長期間におけるデータ量が一定になるように、残り
のデータ量を均等に割り当てるパラメータＲj ’を制御
する。
回路２６４においては、このような短い制御単位でデー
タ量を一定にするためのパラメータＲのみでレート制御
を行うのではなく、ＶＢＶバッファの制約条件の範囲内
で、長期間におけるデータ量が一定になるように、残り
のデータ量を均等に割り当てるパラメータＲj ’を制御
する。
【００９４】つまり、目標データ量算出回路２６４はパ
ラメータＲj ’を制御し、非圧縮映像データのある期間
に含まれるピクチャーに対して過剰に割り当てデータ量
を、データ量を少なく割り当てると圧縮映像データの品
質が劣化しそうな期間では補償せず、絵柄が簡単で、少
ないデータ量を割り当てても圧縮映像データの品質の劣
化が少ない期間で補償するように目標データ量Ｔj を調
節する。さらに、目標データ量算出回路２６４は、エン
コーダ２６が１枚のピクチャーを圧縮符号化するたび
に、式３と同様の処理を行ってパラメータＲj ’の値を
更新する。
ラメータＲj ’を制御し、非圧縮映像データのある期間
に含まれるピクチャーに対して過剰に割り当てデータ量
を、データ量を少なく割り当てると圧縮映像データの品
質が劣化しそうな期間では補償せず、絵柄が簡単で、少
ないデータ量を割り当てても圧縮映像データの品質の劣
化が少ない期間で補償するように目標データ量Ｔj を調
節する。さらに、目標データ量算出回路２６４は、エン
コーダ２６が１枚のピクチャーを圧縮符号化するたび
に、式３と同様の処理を行ってパラメータＲj ’の値を
更新する。
【００９５】ＶＢＶバッファに対する考慮 しかしながら、パラメータＲj ’を圧縮映像データのデ
ータ量が多く（データレートが高く）なるように調節す
る場合、圧縮映像データのデータ量の増加量を予測する
ことが難しく、ＶＢＶバッファにアンダーフローが生じ
る可能性がある。従って、圧縮映像データのデータ量を
多くするようにレート制御を行う場合には、未来のＶＢ
Ｖバッファの占有量Ｂn を考慮して、目標データ量算出
回路２６４は、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn （圧縮映像
データの残りデータ量）が多い場合にのみ、パラメータ
Ｒj ’の調節を行う。
ータ量が多く（データレートが高く）なるように調節す
る場合、圧縮映像データのデータ量の増加量を予測する
ことが難しく、ＶＢＶバッファにアンダーフローが生じ
る可能性がある。従って、圧縮映像データのデータ量を
多くするようにレート制御を行う場合には、未来のＶＢ
Ｖバッファの占有量Ｂn を考慮して、目標データ量算出
回路２６４は、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn （圧縮映像
データの残りデータ量）が多い場合にのみ、パラメータ
Ｒj ’の調節を行う。
【００９６】なお、以上説明したＶＢＶバッファの占有
量Ｂn を考慮したレート制御を実現するために、目標デ
ータ量算出回路２６４は、以下に説明する処理をさらに
行う。つまり、目標データ量算出回路２６４は、映像デ
ータの映像が複雑な部分に多く割り当てるデータ量を、
エンコーダ２６が出力する圧縮映像データのデータレー
トではなく、ＶＢＶバッファがアンダーフローするまで
のデータ量に基づいて求める。
量Ｂn を考慮したレート制御を実現するために、目標デ
ータ量算出回路２６４は、以下に説明する処理をさらに
行う。つまり、目標データ量算出回路２６４は、映像デ
ータの映像が複雑な部分に多く割り当てるデータ量を、
エンコーダ２６が出力する圧縮映像データのデータレー
トではなく、ＶＢＶバッファがアンダーフローするまで
のデータ量に基づいて求める。
【００９７】また、目標データ量算出回路２６４は、映
像データの映像が複雑な部分に、所定のデータレートよ
りも多く割り当てるデータ量の合計値（借金額）をパラ
メータsum-supplement（初期値０）として記憶し、所定
数のピクチャーの実難度データＤj の値の合計が小さく
なった際にパラメータsum-supplementの値を減ずるよう
にレート制御を行い、非圧縮映像データの圧縮符号化が
終了した時点でのパラメータsum-supplementの値が０に
ごく近い負値になるようにレート制御を行う。ただし、
目標データ量算出回路２６４は、ＶＢＶバッファの占有
量Ｂn が少ない場合には、実難度データＤj の値にかか
わらず、映像データの各ピクチャーの目標データ量Ｔj
の値が小さくなるようにレート制御を行い、アンダーフ
ローの発生を防ぐ。
像データの映像が複雑な部分に、所定のデータレートよ
りも多く割り当てるデータ量の合計値（借金額）をパラ
メータsum-supplement（初期値０）として記憶し、所定
数のピクチャーの実難度データＤj の値の合計が小さく
なった際にパラメータsum-supplementの値を減ずるよう
にレート制御を行い、非圧縮映像データの圧縮符号化が
終了した時点でのパラメータsum-supplementの値が０に
ごく近い負値になるようにレート制御を行う。ただし、
目標データ量算出回路２６４は、ＶＢＶバッファの占有
量Ｂn が少ない場合には、実難度データＤj の値にかか
わらず、映像データの各ピクチャーの目標データ量Ｔj
の値が小さくなるようにレート制御を行い、アンダーフ
ローの発生を防ぐ。
【００９８】目標データ量算出回路２６４の処理内容の
まとめ 以下、さらに、図１４および数式を参照して、目標デー
タ量算出回路２６４による目標データ量Ｔj を詳細に説
明する。図１４は、図１３に示した目標データ量算出回
路２６４の処理を示すフローチャート図である。図１４
に示すように、ステップ５００（Ｓ５００）において、
目標データ量算出回路２６４は、ＶＢＶバッファの占有
量Ｂn をチェックし、ＶＢＶバッファに十分な量の圧縮
映像データがバッファリングされており、アンダーフロ
ーが生じない余裕があるか否かを判断し、余裕がある場
合にはＳ５０２の処理に進み、余裕がない場合にはＳ５
１２の処理に進む。
まとめ 以下、さらに、図１４および数式を参照して、目標デー
タ量算出回路２６４による目標データ量Ｔj を詳細に説
明する。図１４は、図１３に示した目標データ量算出回
路２６４の処理を示すフローチャート図である。図１４
に示すように、ステップ５００（Ｓ５００）において、
目標データ量算出回路２６４は、ＶＢＶバッファの占有
量Ｂn をチェックし、ＶＢＶバッファに十分な量の圧縮
映像データがバッファリングされており、アンダーフロ
ーが生じない余裕があるか否かを判断し、余裕がある場
合にはＳ５０２の処理に進み、余裕がない場合にはＳ５
１２の処理に進む。
【００９９】なお、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn の判断
には、下の式８に示す閾値VBV-R'j-Marginが用いられ
る。
には、下の式８に示す閾値VBV-R'j-Marginが用いられ
る。
【０１００】
【数８】
【０１０１】なお、式８において、last-I-genbit は、
最新のＩピクチャーのデータ量であり、VBV-Marginは、
目標データ量Ｔj の計算の際のアンダーフロー対策のた
めの定数であり、frame-bit は１ピクチャー当たりのデ
ータ量である。式８に示したように、閾値VBV-R'j-Marg
inの算出に最近のＩピクチャーのデータ量last-I-genbi
t を用いることにより、エンコーダ２６が次に、データ
量が多いＩピクチャーの圧縮映像データを生成する場合
にも、アンダーフローの発生を、ほぼ、完全に防止する
ことができる。目標データ量算出回路２６４は、ＶＢＶ
バッファの占有量Ｂn と閾値VBV-R'j-Marginとを比較す
ることにより、Ｓ５００の処理においてＶＢＶバッファ
に余裕があるか否かの判断を行う。
最新のＩピクチャーのデータ量であり、VBV-Marginは、
目標データ量Ｔj の計算の際のアンダーフロー対策のた
めの定数であり、frame-bit は１ピクチャー当たりのデ
ータ量である。式８に示したように、閾値VBV-R'j-Marg
inの算出に最近のＩピクチャーのデータ量last-I-genbi
t を用いることにより、エンコーダ２６が次に、データ
量が多いＩピクチャーの圧縮映像データを生成する場合
にも、アンダーフローの発生を、ほぼ、完全に防止する
ことができる。目標データ量算出回路２６４は、ＶＢＶ
バッファの占有量Ｂn と閾値VBV-R'j-Marginとを比較す
ることにより、Ｓ５００の処理においてＶＢＶバッファ
に余裕があるか否かの判断を行う。
【０１０２】また、目標データ量算出回路２６４は、Ｓ
５００の処理におけるＶＢＶバッファの占有量Ｂn の判
断を、エンコーダ２６がピクチャを圧縮符号化するごと
に行う必要は必ずしもなく、例えば、エンコーダ２６が
Ｐピクチャーを生成した直後にのみ行ってもよい。
５００の処理におけるＶＢＶバッファの占有量Ｂn の判
断を、エンコーダ２６がピクチャを圧縮符号化するごと
に行う必要は必ずしもなく、例えば、エンコーダ２６が
Ｐピクチャーを生成した直後にのみ行ってもよい。
【０１０３】これは、以下の理由による。つまり、エン
コーダ２６がＩピクチャーを生成した直後はＶＢＶバッ
ファの占有量が低くなるが、次にＩピクチャーを生成す
るまでに、通常、占有量が回復するので、エンコーダ２
６がＩピクチャーを生成した直後には、目標データ量算
出回路２６４はＳ５００の処理における判断を行う必要
がなく、逆に、エンコーダ２６がデータ量が少ないＢピ
クチャーを生成した直後に、目標データ量算出回路２６
４がＳ５００の処理における判断を行うと、ＶＢＶバッ
ファがアンダーフローを生じるまでに十分な余裕がある
と誤って判断し、却ってＶＢＶバッファにアンダーフロ
ーを生じさせてしまう可能性が生じるからである。
コーダ２６がＩピクチャーを生成した直後はＶＢＶバッ
ファの占有量が低くなるが、次にＩピクチャーを生成す
るまでに、通常、占有量が回復するので、エンコーダ２
６がＩピクチャーを生成した直後には、目標データ量算
出回路２６４はＳ５００の処理における判断を行う必要
がなく、逆に、エンコーダ２６がデータ量が少ないＢピ
クチャーを生成した直後に、目標データ量算出回路２６
４がＳ５００の処理における判断を行うと、ＶＢＶバッ
ファがアンダーフローを生じるまでに十分な余裕がある
と誤って判断し、却ってＶＢＶバッファにアンダーフロ
ーを生じさせてしまう可能性が生じるからである。
【０１０４】ステップ５０２（Ｓ５０２）において、目
標データ量算出回路２６４は、下の式９−１に示すＮ枚
のピクチャーのグローバルコンプレクシティＸI ，
Ｘp ，Ｘ B の総和の値が閾値Ｔｈ１より大きいか否かを
判断する。総和sum-difficultyの値が閾値Ｔｈ１より大
きい場合にはＳ５０４の処理に進み、閾値Ｔｈ１以下で
ある場合にはＳ５０８の処理に進む。なお、閾値Ｔｈ１
は、パラメータＲj ’の値を大きくして圧縮映像データ
のデータ量を増やすか、あるいは逆に、パラメータ
Ｒj ’の値を小さくして圧縮映像データのデータ量を減
らすかを定めるために重要である。
標データ量算出回路２６４は、下の式９−１に示すＮ枚
のピクチャーのグローバルコンプレクシティＸI ，
Ｘp ，Ｘ B の総和の値が閾値Ｔｈ１より大きいか否かを
判断する。総和sum-difficultyの値が閾値Ｔｈ１より大
きい場合にはＳ５０４の処理に進み、閾値Ｔｈ１以下で
ある場合にはＳ５０８の処理に進む。なお、閾値Ｔｈ１
は、パラメータＲj ’の値を大きくして圧縮映像データ
のデータ量を増やすか、あるいは逆に、パラメータ
Ｒj ’の値を小さくして圧縮映像データのデータ量を減
らすかを定めるために重要である。
【０１０５】ステップ５０４（Ｓ５０４）において、目
標データ量算出回路２６４は、下の式９−２に示すよう
に、パラメータＲj ’が閾値（Ｇ＋Ｔｈ２）よりも多い
か否かを判断する。パラメータＲj ’の値が閾値（Ｇ＋
Ｔｈ２）よりも大きい場合にはＳ５０６の処理に進み、
閾値（Ｇ＋Ｔｈ２）よりも小さい場合にはＳ５１６の処
理に進む（Ｇ＝ N x bit-rate / picture-rate）。
標データ量算出回路２６４は、下の式９−２に示すよう
に、パラメータＲj ’が閾値（Ｇ＋Ｔｈ２）よりも多い
か否かを判断する。パラメータＲj ’の値が閾値（Ｇ＋
Ｔｈ２）よりも大きい場合にはＳ５０６の処理に進み、
閾値（Ｇ＋Ｔｈ２）よりも小さい場合にはＳ５１６の処
理に進む（Ｇ＝ N x bit-rate / picture-rate）。
【０１０６】
【数９】
【０１０７】ステップ５０６（Ｓ５０６）において、目
標データ量算出回路２６４は、例えば、下の式１０−１
により、パラメータＲj ’に加算（補給）するデータ量
（補給データ量）supplementを算出する。なお、式１０
−１中のパラメータβ（０＜β＜１）は、式１０−２に
示すように定義され、ＶＢＶバッファがアンダーフロー
を生じるまでのデータ量を判断するためのパラメータで
あり、パラメータβの値が大きく、ＶＢＶバッファのア
ンダーフローに対する余裕が大きければ大きいほどほ
ど、補給データ量supplementの値は大きくなる。
標データ量算出回路２６４は、例えば、下の式１０−１
により、パラメータＲj ’に加算（補給）するデータ量
（補給データ量）supplementを算出する。なお、式１０
−１中のパラメータβ（０＜β＜１）は、式１０−２に
示すように定義され、ＶＢＶバッファがアンダーフロー
を生じるまでのデータ量を判断するためのパラメータで
あり、パラメータβの値が大きく、ＶＢＶバッファのア
ンダーフローに対する余裕が大きければ大きいほどほ
ど、補給データ量supplementの値は大きくなる。
【０１０８】
【数１０】
【０１０９】また、式１０−１中の閾値Ｔｈ３は、補給
データ量supplementの値を決定するための定数であり、
MAX-supplementは、補給データ量supplementを制限する
ための制限値である。
データ量supplementの値を決定するための定数であり、
MAX-supplementは、補給データ量supplementを制限する
ための制限値である。
【０１１０】総和sum-difficultyの値が（Ｔｈ１＋Ｔｈ
３）よりも大きくなると、式１０−１の右辺の分数項の
値が１より大きくなってしまうので、下の式１１に示す
ように、補給データ量supplementの値を補正する。
３）よりも大きくなると、式１０−１の右辺の分数項の
値が１より大きくなってしまうので、下の式１１に示す
ように、補給データ量supplementの値を補正する。
【０１１１】
【数１１】
【０１１２】ステップ５０８（Ｓ５０８）において、目
標データ量算出回路２６４は、パラメータsum-suppleme
ntが正値であり、映像データの絵柄が複雑な部分に補給
した補給データ量supplementが、完全には補償されてい
ない（借金がある）状態にあるか否かを判断する。借金
がある場合にはＳ５１０の処理に進み、借金がない場合
にはＳ５１２の処理に進む。
標データ量算出回路２６４は、パラメータsum-suppleme
ntが正値であり、映像データの絵柄が複雑な部分に補給
した補給データ量supplementが、完全には補償されてい
ない（借金がある）状態にあるか否かを判断する。借金
がある場合にはＳ５１０の処理に進み、借金がない場合
にはＳ５１２の処理に進む。
【０１１３】ステップ５１０（Ｓ５１０）において、目
標データ量算出回路２６４は、映像データの絵柄が複雑
な部分に補給した補給データ量supplementを補償するた
めに、式１０−１のパラメータβの値を１とし、下の式
１２に示す負値の補給データ量supplementを算出する。
負値の補給データ量supplementをパラメータＲj ’に加
算する（Ｓ５１４）ことにより、圧縮映像データのデー
タ量が減少してパラメータsum-supplementを０に近づけ
ること（借金の返済）ができる。
標データ量算出回路２６４は、映像データの絵柄が複雑
な部分に補給した補給データ量supplementを補償するた
めに、式１０−１のパラメータβの値を１とし、下の式
１２に示す負値の補給データ量supplementを算出する。
負値の補給データ量supplementをパラメータＲj ’に加
算する（Ｓ５１４）ことにより、圧縮映像データのデー
タ量が減少してパラメータsum-supplementを０に近づけ
ること（借金の返済）ができる。
【０１１４】
【数１２】
【０１１５】ステップ５１２（Ｓ５１２）において、目
標データ量算出回路２６４は、ＶＢＶバッファにアンダ
ーフローが生じる可能性があると判断し、下の式１３に
より負値の補給データ量supplementを算出する。負値の
補給データ量supplementをパラメータＲj ’に加算する
（Ｓ５１４）ことにより、圧縮映像データのデータ量が
減少し、ＶＢＶバッファのアンダーフローが防止され
る。
標データ量算出回路２６４は、ＶＢＶバッファにアンダ
ーフローが生じる可能性があると判断し、下の式１３に
より負値の補給データ量supplementを算出する。負値の
補給データ量supplementをパラメータＲj ’に加算する
（Ｓ５１４）ことにより、圧縮映像データのデータ量が
減少し、ＶＢＶバッファのアンダーフローが防止され
る。
【０１１６】
【数１３】
【０１１７】ステップ５１４（Ｓ５１４）において、目
標データ量算出回路２６４は、下の式１４，式１５によ
りパラメータＲj ’，sum-supplementを更新する。
標データ量算出回路２６４は、下の式１４，式１５によ
りパラメータＲj ’，sum-supplementを更新する。
【０１１８】
【数１４】
【０１１９】
【数１５】
【０１２０】ステップ５１６（Ｓ５１６）において、目
標データ量算出回路２６４は、下式１６に示すように目
標データ量Ｔj を算出し、量子化インデックス生成回路
２６６に対して出力する。
標データ量算出回路２６４は、下式１６に示すように目
標データ量Ｔj を算出し、量子化インデックス生成回路
２６６に対して出力する。
【０１２１】
【数１６】
【０１２２】ただし、式１６において、ＮI ，Ｎp ，Ｎ
B はそれぞれ、１ＧＯＰ中に現れるＩピクチャー、Ｐピ
クチャーおよびＢピクチャーの数を示し、１ＧＯＰの構
成がＮ＝１，Ｍ＝３である場合には、ＮI ＝１，Ｎp ＝
４，ＮB ＝１０である。
B はそれぞれ、１ＧＯＰ中に現れるＩピクチャー、Ｐピ
クチャーおよびＢピクチャーの数を示し、１ＧＯＰの構
成がＮ＝１，Ｍ＝３である場合には、ＮI ＝１，Ｎp ＝
４，ＮB ＝１０である。
【０１２３】ステップ５１８（Ｓ５１８）において、量
子化インデックス生成回路２６６は、目標データ量算出
回路２６４が生成した目標データ量Ｔj に基づいて量子
化インデックスＱＩＮＤを生成し、量子化回路１６８に
対して出力する。
子化インデックス生成回路２６６は、目標データ量算出
回路２６４が生成した目標データ量Ｔj に基づいて量子
化インデックスＱＩＮＤを生成し、量子化回路１６８に
対して出力する。
【０１２４】ステップ５２０（Ｓ５２０）において、エ
ンコーダ２６の量子化制御部２６０以外の構成部分は、
量子化インデックス生成回路２６６が生成した量子化イ
ンデックスＱＩＮＤに基づいて非圧縮映像データを圧縮
符号化する。ステップ５２２（Ｓ５２２）において、目
標データ量算出回路２６４は、変数ｊをインクリメント
する。
ンコーダ２６の量子化制御部２６０以外の構成部分は、
量子化インデックス生成回路２６６が生成した量子化イ
ンデックスＱＩＮＤに基づいて非圧縮映像データを圧縮
符号化する。ステップ５２２（Ｓ５２２）において、目
標データ量算出回路２６４は、変数ｊをインクリメント
する。
【０１２５】量子化インデックス生成回路２６６の動作 以下、再び図１３を参照して、量子化インデックス生成
回路２６６の動作（処理）を説明する。量子化インデッ
クス生成回路２６６は、例えば、ＭＰＥＧ方式のＴＭ５
の第２段階および第３段階（ステップ２，ステップ３）
と同様に、目標データ量算出回路２６４から入力された
目標データ量Ｔj 、および、ＧＣ算出回路２６２から入
力されたグローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB
から量子化インデックスＱＩＮＤを生成し、量子化回路
１６８に対して出力する。
回路２６６の動作（処理）を説明する。量子化インデッ
クス生成回路２６６は、例えば、ＭＰＥＧ方式のＴＭ５
の第２段階および第３段階（ステップ２，ステップ３）
と同様に、目標データ量算出回路２６４から入力された
目標データ量Ｔj 、および、ＧＣ算出回路２６２から入
力されたグローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB
から量子化インデックスＱＩＮＤを生成し、量子化回路
１６８に対して出力する。
【０１２６】なお、量子化インデックスは、量子化回路
１６８において、量子化処理の単位となるマクロブロッ
クごとに変化する量子化値Ｑj の組み合わせを示すイン
デックスとして用いられるデータであって、量子化値Ｑ
j と等価である。つまり、量子化インデックス生成回路
２６６から量子化インデックスを受けた量子化回路１６
８は、受けた量子化インデックスが示す量子化値Ｑj の
組み合わせに変換し、ＤＣＴ回路１６６から入力される
映像データを量子化する。
１６８において、量子化処理の単位となるマクロブロッ
クごとに変化する量子化値Ｑj の組み合わせを示すイン
デックスとして用いられるデータであって、量子化値Ｑ
j と等価である。つまり、量子化インデックス生成回路
２６６から量子化インデックスを受けた量子化回路１６
８は、受けた量子化インデックスが示す量子化値Ｑj の
組み合わせに変換し、ＤＣＴ回路１６６から入力される
映像データを量子化する。
【０１２７】以下、エンコーダ２６（図１３）の動作を
説明する。動き検出器１４は、第１の実施形態において
と同様に、動きベクトルの生成等の処理を行う。エンコ
ーダ制御部２２は、第１の実施形態と同様に、ピクチャ
ーの並び替え処理等を行う。
説明する。動き検出器１４は、第１の実施形態において
と同様に、動きベクトルの生成等の処理を行う。エンコ
ーダ制御部２２は、第１の実施形態と同様に、ピクチャ
ーの並び替え処理等を行う。
【０１２８】エンコーダ２６（図１３）が、１ピクチャ
ー分の圧縮符号化を終了するたびに、量子化制御部２６
０のＧＣ算出回路２６２は、量子化インデックス生成回
路２６６の量子化インデックスから量子化値Ｑj の平均
値を算出し、量子化値Ｑj の平均値および圧縮映像デー
タのデータ量Ｓj からグローバルコンプレクシティ
Ｘ I ，Ｘp ，ＸB を算出する。目標データ量算出回路２
６４は、圧縮映像データの目標データ量算出回路２６４
は、図１４を参照して説明したように、最も新しく生成
された各ピクチャータイプの目標データ量Ｔj を算出す
る。
ー分の圧縮符号化を終了するたびに、量子化制御部２６
０のＧＣ算出回路２６２は、量子化インデックス生成回
路２６６の量子化インデックスから量子化値Ｑj の平均
値を算出し、量子化値Ｑj の平均値および圧縮映像デー
タのデータ量Ｓj からグローバルコンプレクシティ
Ｘ I ，Ｘp ，ＸB を算出する。目標データ量算出回路２
６４は、圧縮映像データの目標データ量算出回路２６４
は、図１４を参照して説明したように、最も新しく生成
された各ピクチャータイプの目標データ量Ｔj を算出す
る。
【０１２９】量子化インデックス生成回路２６６は、算
出された目標データ量Ｔj およびグローバルコンプレク
シティＸI ，Ｘp ，ＸB に基づいて、量子化インデック
スを算出し、エンコーダ２６の量子化回路１６８に設定
する。ＤＣＴ回路１６６は、第１の実施形態および第２
の実施形態においてと同様に、次のピクチャーに対して
ＤＣＴ処理を行う。
出された目標データ量Ｔj およびグローバルコンプレク
シティＸI ，Ｘp ，ＸB に基づいて、量子化インデック
スを算出し、エンコーダ２６の量子化回路１６８に設定
する。ＤＣＴ回路１６６は、第１の実施形態および第２
の実施形態においてと同様に、次のピクチャーに対して
ＤＣＴ処理を行う。
【０１３０】量子化回路１６８は、ＤＣＴ処理された映
像データを、設定された量子化インデックスを量子化値
Ｑj に変換し、得られた量子化値Ｑj により量子化処理
を行う。可変長符号化回路１７０は、第１の実施形態お
よび第２の実施形態においてと同様に、変長符号化を行
い、ほぼ、目標データ量Ｔj に近いデータ量の圧縮映像
データを生成し、バッファメモリ１８２を介して出力す
る。
像データを、設定された量子化インデックスを量子化値
Ｑj に変換し、得られた量子化値Ｑj により量子化処理
を行う。可変長符号化回路１７０は、第１の実施形態お
よび第２の実施形態においてと同様に、変長符号化を行
い、ほぼ、目標データ量Ｔj に近いデータ量の圧縮映像
データを生成し、バッファメモリ１８２を介して出力す
る。
【０１３１】なお、第３の実施形態として示したエンコ
ーダ２６の処理の内容は、第１の実施形態および第２の
実施形態に示した映像データ圧縮装置１，２（図１〜図
３，図５，図６）にも応用可能である。また、エンコー
ダ２６の目標データ量算出回路２６４は、実難度データ
Ｄj を用いて目標データ量Ｔj を算出するように構成し
ても、グローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB を
用いて目標データ量Ｔj を算出してもよい。
ーダ２６の処理の内容は、第１の実施形態および第２の
実施形態に示した映像データ圧縮装置１，２（図１〜図
３，図５，図６）にも応用可能である。また、エンコー
ダ２６の目標データ量算出回路２６４は、実難度データ
Ｄj を用いて目標データ量Ｔj を算出するように構成し
ても、グローバルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB を
用いて目標データ量Ｔj を算出してもよい。
【０１３２】また、エンコーダ２６において量子化制御
部２６０が行った処理を、映像データ圧縮装置１，２
（図１〜図３，図５，図６）においてホストコンピュー
タ２０が行うことも可能である。また、第３の実施形態
に示した各パラメータを定義する式は例示であり、エン
コーダ２６の構成・用途に合わせて、各式を変更するこ
とができる。また、第３の実施形態に示したエンコーダ
２６に対しては、第１の実施形態および第２の実施形態
に示した変形が可能である。
部２６０が行った処理を、映像データ圧縮装置１，２
（図１〜図３，図５，図６）においてホストコンピュー
タ２０が行うことも可能である。また、第３の実施形態
に示した各パラメータを定義する式は例示であり、エン
コーダ２６の構成・用途に合わせて、各式を変更するこ
とができる。また、第３の実施形態に示したエンコーダ
２６に対しては、第１の実施形態および第２の実施形態
に示した変形が可能である。
【０１３３】図１５は、ＭＰＥＧのＭＰ＠ＭＬ方式によ
り、エンコーダ２６（図１３）が、圧縮映像データのＧ
ＯＰのデータ量をほぼ一定に保って固定長符号化を行っ
た場合のＶＢＶバッファの占有量Ｂn の経時的な変化の
評価結果を示す図である。なお、図１５においては、縦
軸はＶＢＶバッファにバッファリングされている圧縮映
像データのデータ量を示し、横軸は時間経過を示す。
り、エンコーダ２６（図１３）が、圧縮映像データのＧ
ＯＰのデータ量をほぼ一定に保って固定長符号化を行っ
た場合のＶＢＶバッファの占有量Ｂn の経時的な変化の
評価結果を示す図である。なお、図１５においては、縦
軸はＶＢＶバッファにバッファリングされている圧縮映
像データのデータ量を示し、横軸は時間経過を示す。
【０１３４】以上説明したエンコーダ２６により圧縮映
像データのＧＯＰのデータ量をほぼ一定に保って固定長
符号化を行うと、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn の占有量
Ｂnは、図１５に示すように大きな範囲で変化し、図１
２に示した映像データ圧縮装置１，２（図１〜図３，図
５，図６）を圧縮映像データを生成した場合に比べて、
ＶＢＶバッファが要求する制約条件の範囲内でＶＢＶバ
ッファを有効に利用していることが分かる。また、エン
コーダ２６によれば、非圧縮映像データの部分ごとに、
絵柄に応じたデータ量を割り当てることにより、圧縮映
像データの品質を全体として向上させることができる。
像データのＧＯＰのデータ量をほぼ一定に保って固定長
符号化を行うと、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn の占有量
Ｂnは、図１５に示すように大きな範囲で変化し、図１
２に示した映像データ圧縮装置１，２（図１〜図３，図
５，図６）を圧縮映像データを生成した場合に比べて、
ＶＢＶバッファが要求する制約条件の範囲内でＶＢＶバ
ッファを有効に利用していることが分かる。また、エン
コーダ２６によれば、非圧縮映像データの部分ごとに、
絵柄に応じたデータ量を割り当てることにより、圧縮映
像データの品質を全体として向上させることができる。
【０１３５】第４実施形態 以下、本発明の第４の実施形態として、フィードフォワ
ードレート制御方式を説明する。フィードフォワードレ
ート制御方式は、ＶＢＶバッファが要求する制約条件の
範囲内でＶＢＶバッファのバッファリング容量を有効に
利用し、非圧縮映像データの部分ごとに、絵柄に応じた
データ量を割り当てることにより、圧縮映像データの品
質を全体として向上させることを目的とする。
ードレート制御方式を説明する。フィードフォワードレ
ート制御方式は、ＶＢＶバッファが要求する制約条件の
範囲内でＶＢＶバッファのバッファリング容量を有効に
利用し、非圧縮映像データの部分ごとに、絵柄に応じた
データ量を割り当てることにより、圧縮映像データの品
質を全体として向上させることを目的とする。
【０１３６】図１６は、第４の実施形態における本発明
に係る映像データ圧縮装置４の構成を示す図である。図
１７は、図１６に示したエンコーダ２８の構成を示す図
である。図１８は、図１７に示した量子化制御部２８０
の構成を示す図である。なお、図１６〜図１８において
は、映像データ圧縮装置４の構成部分の内、図１〜図
３，図５，図６，図１３に示した映像データ圧縮装置１
〜２およびエンコーダ２６の構成部分と同一のものには
同一の符号を付してある。
に係る映像データ圧縮装置４の構成を示す図である。図
１７は、図１６に示したエンコーダ２８の構成を示す図
である。図１８は、図１７に示した量子化制御部２８０
の構成を示す図である。なお、図１６〜図１８において
は、映像データ圧縮装置４の構成部分の内、図１〜図
３，図５，図６，図１３に示した映像データ圧縮装置１
〜２およびエンコーダ２６の構成部分と同一のものには
同一の符号を付してある。
【０１３７】図１６に示すように、映像データ圧縮装置
４は、映像データ圧縮装置２，３（図５，図６，図１
３）のエンコーダ１８を、エンコーダ２８で置換した構
成を採る。また、図１７に示すように、エンコーダ２８
は、量子化制御回路１８０を量子化制御部２８０で置換
した構成を採り、図１８に示すように、量子化制御部２
８０は、実難度データ（Ｄj ）算出回路２８２、目標デ
ータ量（Ｔj ）算出回路２８４、パラメータ（Ｒj ’）
算出回路２８６および量子化インデックス生成回路２８
８から構成される。
４は、映像データ圧縮装置２，３（図５，図６，図１
３）のエンコーダ１８を、エンコーダ２８で置換した構
成を採る。また、図１７に示すように、エンコーダ２８
は、量子化制御回路１８０を量子化制御部２８０で置換
した構成を採り、図１８に示すように、量子化制御部２
８０は、実難度データ（Ｄj ）算出回路２８２、目標デ
ータ量（Ｔj ）算出回路２８４、パラメータ（Ｒj ’）
算出回路２８６および量子化インデックス生成回路２８
８から構成される。
【０１３８】量子化制御部２８０は、エンコーダ２６
（図１３）においてと同様に、ホストコンピュータ２０
によらずに、指標データ〔統計量；第２の実施形態にお
いて説明したフラットネス（図９，図１０）、イントラ
ＡＣ（図１１）、アクティビティ（式７）およびＭＥ残
差（図７，図８）〕、および、ＶＢＶバッファにおける
圧縮映像データの占有量Ｂn に基づいて目標データ量Ｔ
j および量子化値Ｑj （量子化インデックスＱＩＮＤ）
を算出可能に構成されている。
（図１３）においてと同様に、ホストコンピュータ２０
によらずに、指標データ〔統計量；第２の実施形態にお
いて説明したフラットネス（図９，図１０）、イントラ
ＡＣ（図１１）、アクティビティ（式７）およびＭＥ残
差（図７，図８）〕、および、ＶＢＶバッファにおける
圧縮映像データの占有量Ｂn に基づいて目標データ量Ｔ
j および量子化値Ｑj （量子化インデックスＱＩＮＤ）
を算出可能に構成されている。
【０１３９】映像データ圧縮装置４は、これらの構成部
分により、１つのエンコーダのみにより圧縮映像データ
のデータ量により量子化回路１６８の量子化処理に対す
るフィードフォワード制御を行い、非圧縮映像データの
部分ごとに絵柄に応じたデータ量を割り当てて圧縮映像
データを生成し、圧縮映像データの品質を向上させる。
分により、１つのエンコーダのみにより圧縮映像データ
のデータ量により量子化回路１６８の量子化処理に対す
るフィードフォワード制御を行い、非圧縮映像データの
部分ごとに絵柄に応じたデータ量を割り当てて圧縮映像
データを生成し、圧縮映像データの品質を向上させる。
【０１４０】映像データ圧縮装置４の各構成部分の動作 以下、映像データ圧縮装置４の各構成部分の内、映像デ
ータ圧縮装置１，２，３（図１〜図３，図５，図６，図
１３）と異なる部分（量子化制御部２８０）の動作を説
明する。実難度データ算出回路２８２算出回路 実難度データ算出回路２８２は、動き検出器１４から入
力される指標データ（ＭＥ残差による近似により、式
５，式６に示したように、ＰピクチャーおよびＢピクチ
ャーの実難度データＤj を算出し、また、エンコーダ制
御部２２の統計量算出回路２２４から入力される指標デ
ータ（フラットネス、イントラＡＣおよびアクティビテ
ィ）による近似により、式５，式６と同様にＩピクチャ
ーの実難度データＤj を算出し、パラメータ算出回路２
８６およびパラメータ算出回路２８６に対して出力す
る。
ータ圧縮装置１，２，３（図１〜図３，図５，図６，図
１３）と異なる部分（量子化制御部２８０）の動作を説
明する。実難度データ算出回路２８２算出回路 実難度データ算出回路２８２は、動き検出器１４から入
力される指標データ（ＭＥ残差による近似により、式
５，式６に示したように、ＰピクチャーおよびＢピクチ
ャーの実難度データＤj を算出し、また、エンコーダ制
御部２２の統計量算出回路２２４から入力される指標デ
ータ（フラットネス、イントラＡＣおよびアクティビテ
ィ）による近似により、式５，式６と同様にＩピクチャ
ーの実難度データＤj を算出し、パラメータ算出回路２
８６およびパラメータ算出回路２８６に対して出力す
る。
【０１４１】目標データ量算出回路２８４の動作 目標データ量算出回路２８４は、エンコーダ２６（図１
３）の目標データ量算出回路２６４と同様に、第１の実
施形態において式１に示した処理を行い、実難度データ
算出回路２８２から入力された実難度データＤj 、およ
び、パラメータ算出回路２８６から入力されるパラメー
タＲj ’に基づいて、各ピクチャータイプのピクチャー
それぞれの目標データ量Ｔj を算出してレート制御を行
う。
３）の目標データ量算出回路２６４と同様に、第１の実
施形態において式１に示した処理を行い、実難度データ
算出回路２８２から入力された実難度データＤj 、およ
び、パラメータ算出回路２８６から入力されるパラメー
タＲj ’に基づいて、各ピクチャータイプのピクチャー
それぞれの目標データ量Ｔj を算出してレート制御を行
う。
【０１４２】パラメータ算出回路２８６の動作 パラメータ算出回路２８６は、エンコーダ２６の目標デ
ータ量算出回路２６４（図１３）と同様に、式８〜式１
５および図１４に示した処理を行ってパラメータＲj ’
を調節し、更新する。ただし、パラメータ算出回路２８
６は、図１４に示したＳ５１６の処理において、式１６
の代わりに式１により、目標データ量Ｔ j を算出し、量
子化インデックス生成回路２８８に対して出力する。
ータ量算出回路２６４（図１３）と同様に、式８〜式１
５および図１４に示した処理を行ってパラメータＲj ’
を調節し、更新する。ただし、パラメータ算出回路２８
６は、図１４に示したＳ５１６の処理において、式１６
の代わりに式１により、目標データ量Ｔ j を算出し、量
子化インデックス生成回路２８８に対して出力する。
【０１４３】量子化インデックス生成回路２８８の動作 量子化インデックス生成回路２８８は、エンコーダ２６
の量子化インデックス生成回路２６６（図１３）と同様
に、目標データ量算出回路２８４から入力された目標デ
ータ量Ｔj に基づいて量子化インデックスＱＩＮＤを生
成し、量子化回路１６８に対して出力する。
の量子化インデックス生成回路２６６（図１３）と同様
に、目標データ量算出回路２８４から入力された目標デ
ータ量Ｔj に基づいて量子化インデックスＱＩＮＤを生
成し、量子化回路１６８に対して出力する。
【０１４４】以下、映像データ圧縮装置４の動作を説明
する。量子化制御部２８０の実難度データ算出回路２８
２は、動き検出器１４およびエンコーダ制御部２２から
入力される指標データ（ＭＥ残差、フラットネス、イン
トラＡＣおよびアクティビティ）から、式５，式６に示
したように、実難度データＤj を算出する。
する。量子化制御部２８０の実難度データ算出回路２８
２は、動き検出器１４およびエンコーダ制御部２２から
入力される指標データ（ＭＥ残差、フラットネス、イン
トラＡＣおよびアクティビティ）から、式５，式６に示
したように、実難度データＤj を算出する。
【０１４５】パラメータ算出回路２８６は、式８〜式１
５に示したように、ＶＢＶバッファの占有量および映像
データの絵柄の複雑さに応じてパラメータＲj ’を調節
し、レート制御を行う。目標データ量算出回路２８４
は、パラメータ算出回路２８６が調節したパラメータＲ
j ’を、式１に代入し、目標データ量Ｔj を算出する。
５に示したように、ＶＢＶバッファの占有量および映像
データの絵柄の複雑さに応じてパラメータＲj ’を調節
し、レート制御を行う。目標データ量算出回路２８４
は、パラメータ算出回路２８６が調節したパラメータＲ
j ’を、式１に代入し、目標データ量Ｔj を算出する。
【０１４６】量子化インデックス生成回路２８８は、算
出された目標データ量Ｔj から量子化インデックスＱＩ
ＮＤを算出する。エンコーダ２８の量子化制御部２８０
以外の部分は、パラメータ算出回路２８６が算出した量
子化インデックスＱＩＮＤを用いて非圧縮映像データを
圧縮符号化する。
出された目標データ量Ｔj から量子化インデックスＱＩ
ＮＤを算出する。エンコーダ２８の量子化制御部２８０
以外の部分は、パラメータ算出回路２８６が算出した量
子化インデックスＱＩＮＤを用いて非圧縮映像データを
圧縮符号化する。
【０１４７】なお、第４の実施形態として示した映像デ
ータ圧縮装置４の処理の内容は、第１の実施形態〜第３
の実施形態に示した映像データ圧縮装置１，２（図１〜
図３，図５，図６）にも応用可能である。また、映像デ
ータ圧縮装置４において量子化制御部２８０が行った処
理を、映像データ圧縮装置１，２（図１〜図３，図５，
図６）においてホストコンピュータ２０が行うことも可
能である。また、第４の実施形態に示した映像データ圧
縮装置４に対しても、第１の実施形態〜第３の実施形態
に示した変形が可能である。
ータ圧縮装置４の処理の内容は、第１の実施形態〜第３
の実施形態に示した映像データ圧縮装置１，２（図１〜
図３，図５，図６）にも応用可能である。また、映像デ
ータ圧縮装置４において量子化制御部２８０が行った処
理を、映像データ圧縮装置１，２（図１〜図３，図５，
図６）においてホストコンピュータ２０が行うことも可
能である。また、第４の実施形態に示した映像データ圧
縮装置４に対しても、第１の実施形態〜第３の実施形態
に示した変形が可能である。
【０１４８】第５実施形態 以下、本発明の第５の実施形態として、第３の実施形態
に示したエンコーダ２６の動作の変形例を説明する。こ
こまで、第１の実施形態において簡易２パスエンコード
方式、第２の実施形態においてＦＦＲＣ方式を説明し、
さらに、第３の実施形態および第４の実施形態におい
て、ＶＢＶバッファの占有量に応じて圧縮映像データの
データ量を調節するフィードバックレート制御方式およ
びフィードフォワードレート制御方式を説明した。
に示したエンコーダ２６の動作の変形例を説明する。こ
こまで、第１の実施形態において簡易２パスエンコード
方式、第２の実施形態においてＦＦＲＣ方式を説明し、
さらに、第３の実施形態および第４の実施形態におい
て、ＶＢＶバッファの占有量に応じて圧縮映像データの
データ量を調節するフィードバックレート制御方式およ
びフィードフォワードレート制御方式を説明した。
【０１４９】ＭＰＥＧ方式のＴＭ５はパラメータＲを、
第１の実施形態〜第４の実施形態に示した各方式はパラ
メータＲj ’（式１等）を用いて目標データ量Ｔj を算
出する。これらの各方式により、非圧縮映像データの非
常に映像の絵柄が難しい（符号化難度が高い）部分を、
低いデータレートの圧縮映像データに圧縮符号化しよう
とする場合、いかに量子化値Ｑj （量子化インデックス
ＱＩＮＤ）の値を大きくして圧縮率を上げ、データ量を
少なくしようとしても、実際に生成した圧縮映像データ
のデータ量が目標データ量Ｔj を上回り、パラメータ
Ｒ，Ｒj ’の値が急速に減少し、レート制御の単位（例
えばＧＯＰ）の最後の方のピクチャーでは、パラメータ
Ｒ，Ｒj ’の値が０以下になってしまうことがある。
第１の実施形態〜第４の実施形態に示した各方式はパラ
メータＲj ’（式１等）を用いて目標データ量Ｔj を算
出する。これらの各方式により、非圧縮映像データの非
常に映像の絵柄が難しい（符号化難度が高い）部分を、
低いデータレートの圧縮映像データに圧縮符号化しよう
とする場合、いかに量子化値Ｑj （量子化インデックス
ＱＩＮＤ）の値を大きくして圧縮率を上げ、データ量を
少なくしようとしても、実際に生成した圧縮映像データ
のデータ量が目標データ量Ｔj を上回り、パラメータ
Ｒ，Ｒj ’の値が急速に減少し、レート制御の単位（例
えばＧＯＰ）の最後の方のピクチャーでは、パラメータ
Ｒ，Ｒj ’の値が０以下になってしまうことがある。
【０１５０】例えば、ＭＰＥＧのＴＭ５においては、パ
ラメータＲの値が０以下になると、各ピクチャーには最
低のデータ量（frame-bit/8 ；但し、frame-bit は圧縮
映像データの所望の１ピクチャー当たりのデータレー
ト）が割り当てられることになる。このように、最低の
データ量が割り当てられたピクチャーを、所望のデータ
レートの１／８という低いデータレートの圧縮映像デー
タに圧縮符号化すると、かかる部分から得られる圧縮映
像データの品質は顕著に低下してしまう。
ラメータＲの値が０以下になると、各ピクチャーには最
低のデータ量（frame-bit/8 ；但し、frame-bit は圧縮
映像データの所望の１ピクチャー当たりのデータレー
ト）が割り当てられることになる。このように、最低の
データ量が割り当てられたピクチャーを、所望のデータ
レートの１／８という低いデータレートの圧縮映像デー
タに圧縮符号化すると、かかる部分から得られる圧縮映
像データの品質は顕著に低下してしまう。
【０１５１】また、例えば、映像の絵柄が難しい非圧縮
映像データの圧縮符号化処理を長い間、続けると、パラ
メータＲ，Ｒj ’の値が非常に小さくなり、非圧縮映像
データの映像の絵柄が簡単になった後も、しばらくの
間、パラメータＲ，Ｒj ’の値がある程度大きな正値に
回復せず、パラメータＲ，Ｒj ’の値が回復するまでの
間ずっと、最低データ量が各ＧＯＰに割り当てられてし
まい、圧縮映像データの歪みが多くなってしまう。一
方、パラメータＲj ’は、本来、ＦＩＦＯメモリ１６０
の遅延時間に対応するＬ枚のピクチャーに割り当てるデ
ータ量の平均値であるため、その値は、（frame-bit ×
Ｌ）から大きく外れることはない。
映像データの圧縮符号化処理を長い間、続けると、パラ
メータＲ，Ｒj ’の値が非常に小さくなり、非圧縮映像
データの映像の絵柄が簡単になった後も、しばらくの
間、パラメータＲ，Ｒj ’の値がある程度大きな正値に
回復せず、パラメータＲ，Ｒj ’の値が回復するまでの
間ずっと、最低データ量が各ＧＯＰに割り当てられてし
まい、圧縮映像データの歪みが多くなってしまう。一
方、パラメータＲj ’は、本来、ＦＩＦＯメモリ１６０
の遅延時間に対応するＬ枚のピクチャーに割り当てるデ
ータ量の平均値であるため、その値は、（frame-bit ×
Ｌ）から大きく外れることはない。
【０１５２】本発明の第５の実施形態は、上述した問題
点に鑑みてなされたものであり、非圧縮映像データの映
像の絵柄が複雑で（実難度データＤj の値が大きく）、
目標データ量Ｔj に対して、実際に生成される圧縮映像
データのデータ量Ｓj の値が多い場合であっても、圧縮
映像データの品質を高く保つことができ、しかも、映像
が複雑な絵柄から簡単な絵柄に変化した場合のパラメー
タＲj ’の値が速やかに回復可能であることを目的と
し、第３の実施形態に示したエンコーダ２６の量子化制
御部２６０の目標データ量算出回路２６４（図１３）の
処理内容を変更したものである。
点に鑑みてなされたものであり、非圧縮映像データの映
像の絵柄が複雑で（実難度データＤj の値が大きく）、
目標データ量Ｔj に対して、実際に生成される圧縮映像
データのデータ量Ｓj の値が多い場合であっても、圧縮
映像データの品質を高く保つことができ、しかも、映像
が複雑な絵柄から簡単な絵柄に変化した場合のパラメー
タＲj ’の値が速やかに回復可能であることを目的と
し、第３の実施形態に示したエンコーダ２６の量子化制
御部２６０の目標データ量算出回路２６４（図１３）の
処理内容を変更したものである。
【０１５３】第５の実施形態において、エンコーダ２６
は、第３の実施形態においてと同様に、ＶＢＶバッファ
の占有量Ｂn およびグローバルコンプレクシティＸI ，
Ｘp，ＸB に基づいて目標データ量Ｔj をフィードバッ
ク制御し、さらに、パラメータＲj ’が所定の下限値以
下になることを制限することにより、第３の実施形態に
おけるレート制御と同様な効果を得るとともに、圧縮映
像データの品質の著しい低下を防ぐ。
は、第３の実施形態においてと同様に、ＶＢＶバッファ
の占有量Ｂn およびグローバルコンプレクシティＸI ，
Ｘp，ＸB に基づいて目標データ量Ｔj をフィードバッ
ク制御し、さらに、パラメータＲj ’が所定の下限値以
下になることを制限することにより、第３の実施形態に
おけるレート制御と同様な効果を得るとともに、圧縮映
像データの品質の著しい低下を防ぐ。
【０１５４】目標データ量算出回路２６４の動作 以下、エンコーダ２６の各構成部分の内、映像データ圧
縮装置１，２およびエンコーダ２６（図１〜図３，図
５，図６，図１３）と処理内容が異なる目標データ量算
出回路２６４の動作（処理内容）を説明する。目標デー
タ量算出回路２６４は、第３の実施形態においてと同様
に、ＧＣ算出回路２６２から入力されたグローバルコン
プレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB 各ピクチャータイプの実
難度データＤj を近似し、さらに、ＶＢＶバッファの占
有量Ｂ n に基づいて各ピクチャータイプのピクチャーそ
れぞれの目標データ量Ｔj を算出してレート制御を行
う。
縮装置１，２およびエンコーダ２６（図１〜図３，図
５，図６，図１３）と処理内容が異なる目標データ量算
出回路２６４の動作（処理内容）を説明する。目標デー
タ量算出回路２６４は、第３の実施形態においてと同様
に、ＧＣ算出回路２６２から入力されたグローバルコン
プレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB 各ピクチャータイプの実
難度データＤj を近似し、さらに、ＶＢＶバッファの占
有量Ｂ n に基づいて各ピクチャータイプのピクチャーそ
れぞれの目標データ量Ｔj を算出してレート制御を行
う。
【０１５５】レート制御方法 目標データ量算出回路２６４は、第３の実施形態におい
てと同様に、ＶＢＶバッファの占有量を考慮してパラメ
ータＲj ’を調節し、パラメータＲj ’に、グローバル
コンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB 等から算出される乗
数を乗算して目標データ量Ｔj を調節する。但し、第３
の実施形態においてと異なり、第５の実施形態において
は、目標データ量算出回路２６４は、パラメータＲj ’
に対して下限値Ｒmin を設定し、第３の実施形態におい
てと同様に算出したパラメータＲj ’が、下限値Ｒmin
以下〔Ｒj ’＜Ｒmin 〕になった場合に〔Ｒj ’＝Ｒ
min 〕とし、パラメータＲj ’が下限値Ｒmin 以下にな
らないように制限する。下限値Ｒmin としては、例え
ば、〔Ｒmin ＝frame-bit ×Ｌ×３／４〕あるいは〔Ｒ
min ＝frame-bit ×Ｌ×１／４〕といった値が用いられ
る。
てと同様に、ＶＢＶバッファの占有量を考慮してパラメ
ータＲj ’を調節し、パラメータＲj ’に、グローバル
コンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB 等から算出される乗
数を乗算して目標データ量Ｔj を調節する。但し、第３
の実施形態においてと異なり、第５の実施形態において
は、目標データ量算出回路２６４は、パラメータＲj ’
に対して下限値Ｒmin を設定し、第３の実施形態におい
てと同様に算出したパラメータＲj ’が、下限値Ｒmin
以下〔Ｒj ’＜Ｒmin 〕になった場合に〔Ｒj ’＝Ｒ
min 〕とし、パラメータＲj ’が下限値Ｒmin 以下にな
らないように制限する。下限値Ｒmin としては、例え
ば、〔Ｒmin ＝frame-bit ×Ｌ×３／４〕あるいは〔Ｒ
min ＝frame-bit ×Ｌ×１／４〕といった値が用いられ
る。
【０１５６】第１の実施形態において式３に示したよう
に、第ｊ番目のピクチャーのデータ量がＳj であり、第
ｊ＋Ｌ番目のピクチャーのデータ量がＳj+L であり、ピ
クチャータイプに応じてパラメータＲj ’に加算される
データ量がＦj+L である場合には、次のパラメータＲ
j+1 ’の値は、（Ｒj ’−Ｓj ＋Ｆj+L ）〔Ｒj+1 ’＝
Ｒj ’−Ｓj ＋Ｆj+L 〕となる。しかしながら、次のパ
ラメータＲj+1 ’（＝Ｒ j ’−Ｓj ＋Ｆj+L ）もまた下
限値Ｒmin 以下〔Ｒj+1 ’＜Ｒmin 〕となる可能性があ
る。この場合には、次のパラメータＲj+1 ’を、下式１
７に示すように下限値Ｒmin に制限する。
に、第ｊ番目のピクチャーのデータ量がＳj であり、第
ｊ＋Ｌ番目のピクチャーのデータ量がＳj+L であり、ピ
クチャータイプに応じてパラメータＲj ’に加算される
データ量がＦj+L である場合には、次のパラメータＲ
j+1 ’の値は、（Ｒj ’−Ｓj ＋Ｆj+L ）〔Ｒj+1 ’＝
Ｒj ’−Ｓj ＋Ｆj+L 〕となる。しかしながら、次のパ
ラメータＲj+1 ’（＝Ｒ j ’−Ｓj ＋Ｆj+L ）もまた下
限値Ｒmin 以下〔Ｒj+1 ’＜Ｒmin 〕となる可能性があ
る。この場合には、次のパラメータＲj+1 ’を、下式１
７に示すように下限値Ｒmin に制限する。
【０１５７】
【数１７】
【０１５８】また、目標データ量算出回路２６４は、第
３の実施形態においてと同様に、映像データの映像が複
雑な部分に多く割り当てるデータ量の合計値（借金額）
をパラメータsum-supplementとして記憶する。従って、
パラメータＲj ’の値を上述のように下限値Ｒmin に制
限しない場合には、式１５に示したようにパラメータsu
m-supplementの更新を行い、パラメータＲj ’の値を下
限値Ｒmin に制限した場合には、下式１８に示すように
補給データ量supplementを累加算してパラメータsum-su
pplementの更新を行う。
３の実施形態においてと同様に、映像データの映像が複
雑な部分に多く割り当てるデータ量の合計値（借金額）
をパラメータsum-supplementとして記憶する。従って、
パラメータＲj ’の値を上述のように下限値Ｒmin に制
限しない場合には、式１５に示したようにパラメータsu
m-supplementの更新を行い、パラメータＲj ’の値を下
限値Ｒmin に制限した場合には、下式１８に示すように
補給データ量supplementを累加算してパラメータsum-su
pplementの更新を行う。
【０１５９】
【数１８】
【０１６０】目標データ量算出回路２６４の処理内容の
まとめ 以下、さらに、図１９を参照して、第５の実施形態にお
ける目標データ量算出回路２６４によるレート制御処理
を詳細に説明する。図１９は、第５の実施形態における
目標データ量算出回路２６４の処理を示すフローチャー
ト図である。図１９に示すように、目標データ量算出回
路２６４は、第３の実施形態において図１４に示した各
処理と同様の処理を行う。
まとめ 以下、さらに、図１９を参照して、第５の実施形態にお
ける目標データ量算出回路２６４によるレート制御処理
を詳細に説明する。図１９は、第５の実施形態における
目標データ量算出回路２６４の処理を示すフローチャー
ト図である。図１９に示すように、目標データ量算出回
路２６４は、第３の実施形態において図１４に示した各
処理と同様の処理を行う。
【０１６１】ステップ６００（Ｓ６００）において、目
標データ量算出回路２６４は、ＶＢＶバッファの占有量
Ｂn に応じてＳ６０２またはＳ６１２の処理に進む。な
お、目標データ量算出回路２６４は、Ｓ６００の処理に
おけるＶＢＶバッファの占有量Ｂn の判断を、エンコー
ダ２６がＰピクチャーを生成した直後にのみ行ってもよ
い。
標データ量算出回路２６４は、ＶＢＶバッファの占有量
Ｂn に応じてＳ６０２またはＳ６１２の処理に進む。な
お、目標データ量算出回路２６４は、Ｓ６００の処理に
おけるＶＢＶバッファの占有量Ｂn の判断を、エンコー
ダ２６がＰピクチャーを生成した直後にのみ行ってもよ
い。
【０１６２】ステップ６０２（Ｓ６０２）において、目
標データ量算出回路２６４は、式９−１によりＮ枚のピ
クチャーの実難度データＤj の総和sum-difficultyの値
が閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判断し、判断結果に応
じてＳ６０４またはＳ６０８の処理に進む。ステップ６
０４（Ｓ６０４）において、目標データ量算出回路２６
４は、式９−２によりパラメータＲj ’が閾値（Ｇ＋Ｔ
ｈ２）よりも多いか否かを判断し、判断結果に応じてＳ
６０６またはＳ６１６の処理に進む。
標データ量算出回路２６４は、式９−１によりＮ枚のピ
クチャーの実難度データＤj の総和sum-difficultyの値
が閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判断し、判断結果に応
じてＳ６０４またはＳ６０８の処理に進む。ステップ６
０４（Ｓ６０４）において、目標データ量算出回路２６
４は、式９−２によりパラメータＲj ’が閾値（Ｇ＋Ｔ
ｈ２）よりも多いか否かを判断し、判断結果に応じてＳ
６０６またはＳ６１６の処理に進む。
【０１６３】ステップ６０６（Ｓ６０６）において、目
標データ量算出回路２６４は、例えば式１０−１、式１
０−２および式１１により補給データ量supplementを算
出する。ステップ６０８（Ｓ６０８）において、目標デ
ータ量算出回路２６４は、補給データ量supplementが補
償されているか否かを判断し、判断結果に応じてＳ６１
０またはＳ６１２の処理に進む。ステップ６１０（Ｓ６
１０）において、目標データ量算出回路２６４は、補給
データ量supplementの補償のために、式１２により負値
の補給データ量supplementを算出する。
標データ量算出回路２６４は、例えば式１０−１、式１
０−２および式１１により補給データ量supplementを算
出する。ステップ６０８（Ｓ６０８）において、目標デ
ータ量算出回路２６４は、補給データ量supplementが補
償されているか否かを判断し、判断結果に応じてＳ６１
０またはＳ６１２の処理に進む。ステップ６１０（Ｓ６
１０）において、目標データ量算出回路２６４は、補給
データ量supplementの補償のために、式１２により負値
の補給データ量supplementを算出する。
【０１６４】ステップ６１２（Ｓ６１２）において、目
標データ量算出回路２６４は、式１３により負値の補給
データ量supplementを算出し、ＶＢＶバッファのアンダ
ーフローを防止する。ステップ６１４（Ｓ６１４）にお
いて、目標データ量算出回路２６４は、式１４，式１５
によりパラメータＲj ’，sum-supplementを算出し、パ
ラメータＲj’が下限値Ｒmin 以下になる場合には、パ
ラメータＲj ’を下限値Ｒmin に制限する。
標データ量算出回路２６４は、式１３により負値の補給
データ量supplementを算出し、ＶＢＶバッファのアンダ
ーフローを防止する。ステップ６１４（Ｓ６１４）にお
いて、目標データ量算出回路２６４は、式１４，式１５
によりパラメータＲj ’，sum-supplementを算出し、パ
ラメータＲj’が下限値Ｒmin 以下になる場合には、パ
ラメータＲj ’を下限値Ｒmin に制限する。
【０１６５】ステップ６１６（Ｓ６１６）において、目
標データ量算出回路２６４は、式１６に示したように目
標データ量Ｔj を算出する。ステップ６１８（Ｓ６１
８）において、エンコーダ２６は、量子化インデックス
ＱＩＮＤを用いて圧縮符号化処理を行う。ステップ６２
０（Ｓ６２０）において、目標データ量算出回路２６４
は、式３により、次のパラメータＲj+1 ’を算出し、更
新する。
標データ量算出回路２６４は、式１６に示したように目
標データ量Ｔj を算出する。ステップ６１８（Ｓ６１
８）において、エンコーダ２６は、量子化インデックス
ＱＩＮＤを用いて圧縮符号化処理を行う。ステップ６２
０（Ｓ６２０）において、目標データ量算出回路２６４
は、式３により、次のパラメータＲj+1 ’を算出し、更
新する。
【０１６６】ステップ６２２（Ｓ６２２）において、目
標データ量算出回路２６４は、次のパラメータＲj+1 ’
が下限値Ｒmin より大きいか否かを判断する。次のパラ
メータＲj+1 ’が下限値Ｒmin より大きい場合にはＳ６
２８の処理に進み、大きくない場合にはＳ６２４の処理
に進む。ステップ６２４（Ｓ６２４）において、目標デ
ータ量算出回路２６４は、次のパラメータＲj+1 ’を下
限値Ｒmin に制限する。
標データ量算出回路２６４は、次のパラメータＲj+1 ’
が下限値Ｒmin より大きいか否かを判断する。次のパラ
メータＲj+1 ’が下限値Ｒmin より大きい場合にはＳ６
２８の処理に進み、大きくない場合にはＳ６２４の処理
に進む。ステップ６２４（Ｓ６２４）において、目標デ
ータ量算出回路２６４は、次のパラメータＲj+1 ’を下
限値Ｒmin に制限する。
【０１６７】ステップ６２６（Ｓ６２６）において、目
標データ量算出回路２６４は、式１８によりパラメータ
sum-supplementを更新する。ステップ６２８（Ｓ６２
８）において、目標データ量算出回路２６４は、変数ｊ
をインクリメントする。
標データ量算出回路２６４は、式１８によりパラメータ
sum-supplementを更新する。ステップ６２８（Ｓ６２
８）において、目標データ量算出回路２６４は、変数ｊ
をインクリメントする。
【０１６８】以下、第５の実施形態におけるエンコーダ
２６（図１３）の動作を説明する。動き検出器１４は、
第１の実施形態および第３の実施形態においてと同様
に、動きベクトルの生成等の処理を行う。エンコーダ制
御部２２は、第１の実施形態等においてと同様に、ピク
チャーの並び替え処理等を行う。ＦＩＦＯメモリ１６０
は、第１の実施形態等においてと同様に、入力された映
像データをＬピクチャー分だけ遅延する。
２６（図１３）の動作を説明する。動き検出器１４は、
第１の実施形態および第３の実施形態においてと同様
に、動きベクトルの生成等の処理を行う。エンコーダ制
御部２２は、第１の実施形態等においてと同様に、ピク
チャーの並び替え処理等を行う。ＦＩＦＯメモリ１６０
は、第１の実施形態等においてと同様に、入力された映
像データをＬピクチャー分だけ遅延する。
【０１６９】エンコーダ２６（図１３）が、１ピクチャ
ー分の圧縮符号化を終了するたびに、量子化制御部２６
０のＧＣ算出回路２６２は、量子化インデックス生成回
路２６６の量子化インデックスから量子化値Ｑj の平均
値を算出し、量子化値Ｑj の平均値および圧縮映像デー
タのデータ量Ｓj からグローバルコンプレクシティ
Ｘ I ，Ｘp ，ＸB を算出する。目標データ量算出回路２
６４は、圧縮映像データの目標データ量算出回路２６４
は、最も新しく生成された各ピクチャータイプのグロー
バルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB に基づいて、図
１９を参照して説明したように、次のピクチャーの目標
データ量Ｔj を算出する。
ー分の圧縮符号化を終了するたびに、量子化制御部２６
０のＧＣ算出回路２６２は、量子化インデックス生成回
路２６６の量子化インデックスから量子化値Ｑj の平均
値を算出し、量子化値Ｑj の平均値および圧縮映像デー
タのデータ量Ｓj からグローバルコンプレクシティ
Ｘ I ，Ｘp ，ＸB を算出する。目標データ量算出回路２
６４は、圧縮映像データの目標データ量算出回路２６４
は、最も新しく生成された各ピクチャータイプのグロー
バルコンプレクシティＸI ，Ｘp ，ＸB に基づいて、図
１９を参照して説明したように、次のピクチャーの目標
データ量Ｔj を算出する。
【０１７０】量子化インデックス生成回路２６６は、算
出された目標データ量Ｔj およびグローバルコンプレク
シティＸI ，Ｘp ，ＸB に基づいて、量子化インデック
スを算出し、エンコーダ２６の量子化回路１６８に設定
する。ＤＣＴ回路１６６は、第１の実施形態等において
と同様に、次のピクチャーに対してＤＣＴ処理を行う。
出された目標データ量Ｔj およびグローバルコンプレク
シティＸI ，Ｘp ，ＸB に基づいて、量子化インデック
スを算出し、エンコーダ２６の量子化回路１６８に設定
する。ＤＣＴ回路１６６は、第１の実施形態等において
と同様に、次のピクチャーに対してＤＣＴ処理を行う。
【０１７１】量子化回路１６８は、ＤＣＴ処理された映
像データを、設定された量子化インデックスを量子化値
Ｑj に変換し、得られた量子化値Ｑj により量子化処理
を行う。可変長符号化回路１７０は、第１の実施形態等
においてと同様に、変長符号化を行い、ほぼ、目標デー
タ量Ｔj に近いデータ量の圧縮映像データを生成し、バ
ッファメモリ１８２を介して出力する。
像データを、設定された量子化インデックスを量子化値
Ｑj に変換し、得られた量子化値Ｑj により量子化処理
を行う。可変長符号化回路１７０は、第１の実施形態等
においてと同様に、変長符号化を行い、ほぼ、目標デー
タ量Ｔj に近いデータ量の圧縮映像データを生成し、バ
ッファメモリ１８２を介して出力する。
【０１７２】変形例 以下、第５の実施形態の変形例を説明する。第５の実施
形態において示した改良フィードバックレート制御方式
は、第１の実施形態、第２の実施形態および第４の実施
形態に示した映像データ圧縮装置１，２，４（図１〜図
３，図５，図６，図１６〜図１８）にも応用可能であ
る。また、第５の実施形態においては、目標データ量算
出回路２６４が、ＶＢＶバッファを考慮して目標データ
量Ｔj を算出する場合について説明したが、ＶＢＶバッ
ファを考慮せずに目標データ量Ｔj を生成するように目
標データ量算出回路２６４の動作を変更してもよい。
形態において示した改良フィードバックレート制御方式
は、第１の実施形態、第２の実施形態および第４の実施
形態に示した映像データ圧縮装置１，２，４（図１〜図
３，図５，図６，図１６〜図１８）にも応用可能であ
る。また、第５の実施形態においては、目標データ量算
出回路２６４が、ＶＢＶバッファを考慮して目標データ
量Ｔj を算出する場合について説明したが、ＶＢＶバッ
ファを考慮せずに目標データ量Ｔj を生成するように目
標データ量算出回路２６４の動作を変更してもよい。
【０１７３】以下、図２０を参照して、映像データ圧縮
装置１（図１〜図３）の動作を変更し、第５の実施形態
に示した改良フィードバックレート制御を応用する変形
例を説明する。図２０は、映像データ圧縮装置１（図１
〜図３）の動作を変更し、第５の実施形態に示した改良
フィードバックレート制御を行う場合の処理を示すフロ
ーチャート図である。図２０に示すように、映像データ
圧縮装置１のホストコンピュータ２０は、ＶＢＶバッフ
ァを考慮したレート制御を行わないので、図１９に示し
たＳ６００〜Ｓ６１４に対応する処理を行わず、Ｓ６１
６〜６２８に対応する処理のみを行う。
装置１（図１〜図３）の動作を変更し、第５の実施形態
に示した改良フィードバックレート制御を応用する変形
例を説明する。図２０は、映像データ圧縮装置１（図１
〜図３）の動作を変更し、第５の実施形態に示した改良
フィードバックレート制御を行う場合の処理を示すフロ
ーチャート図である。図２０に示すように、映像データ
圧縮装置１のホストコンピュータ２０は、ＶＢＶバッフ
ァを考慮したレート制御を行わないので、図１９に示し
たＳ６００〜Ｓ６１４に対応する処理を行わず、Ｓ６１
６〜６２８に対応する処理のみを行う。
【０１７４】ステップ７００（Ｓ７００）において、映
像データ圧縮装置１のホストコンピュータ２０は、式１
により目標データ量Ｔj を算出する。ステップ７０２
（Ｓ７０２）において、エンコーダ１８は、量子化イン
デックスＱＩＮＤを用いて圧縮符号化処理を行う。ステ
ップ７０４（Ｓ７０４）において、ホストコンピュータ
２０は、式３により、次のパラメータＲj+1 ’を算出
し、更新する。
像データ圧縮装置１のホストコンピュータ２０は、式１
により目標データ量Ｔj を算出する。ステップ７０２
（Ｓ７０２）において、エンコーダ１８は、量子化イン
デックスＱＩＮＤを用いて圧縮符号化処理を行う。ステ
ップ７０４（Ｓ７０４）において、ホストコンピュータ
２０は、式３により、次のパラメータＲj+1 ’を算出
し、更新する。
【０１７５】ステップ７０６（Ｓ７０６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、次のパラメータＲj+1 ’が下
限値Ｒmin より大きいか否かを判断し、判断結果に応じ
てＳ７１２またはＳ６０８の処理に進む。ステップ７０
８（Ｓ７０８）において、ホストコンピュータ２０は、
次のパラメータＲj+1 ’を下限値Ｒmin に制限する。
ストコンピュータ２０は、次のパラメータＲj+1 ’が下
限値Ｒmin より大きいか否かを判断し、判断結果に応じ
てＳ７１２またはＳ６０８の処理に進む。ステップ７０
８（Ｓ７０８）において、ホストコンピュータ２０は、
次のパラメータＲj+1 ’を下限値Ｒmin に制限する。
【０１７６】ステップ７１０（Ｓ７１０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、式１８によりパラメータsum-
supplementを更新する。ステップ７１２（Ｓ７１２）に
おいて、ホストコンピュータ２０は、変数ｊをインクリ
メントする。なお、映像データ圧縮装置４（図１６〜図
１８）において、第４の実施形態に示したフィードフォ
ーワードレート制御を改良し、第５の実施形態に示した
改良フィードフォーワードレート制御と同等の効果を得
るためには、映像データ圧縮装置４のパラメータ算出回
路２８６の動作を変更し、図１４に示した各処理を実行
すればよい。但し、この場合、Ｓ６１６の処理におい
て、式１６の代わりに式１により目標データ量Ｔj を算
出する必要がある。
ストコンピュータ２０は、式１８によりパラメータsum-
supplementを更新する。ステップ７１２（Ｓ７１２）に
おいて、ホストコンピュータ２０は、変数ｊをインクリ
メントする。なお、映像データ圧縮装置４（図１６〜図
１８）において、第４の実施形態に示したフィードフォ
ーワードレート制御を改良し、第５の実施形態に示した
改良フィードフォーワードレート制御と同等の効果を得
るためには、映像データ圧縮装置４のパラメータ算出回
路２８６の動作を変更し、図１４に示した各処理を実行
すればよい。但し、この場合、Ｓ６１６の処理におい
て、式１６の代わりに式１により目標データ量Ｔj を算
出する必要がある。
【０１７７】また、図２０に示した処理において、パラ
メータＲj ’を、ＭＰＥＧのＴＭ５におけるパラメータ
Ｒに置換することにより、改良フィードバックレート制
御方式を、ＭＰＥＧのＴＭ５自体に応用することも可能
である。しかしながら、ＭＰＥＧのＴＭ５におけるパラ
メータＲは、ＧＯＰの最初の部分のピクチャーに対して
は大きな値をとるが、ＧＯＰの終わりの部分に対しては
殆ど０に近い値になる。このような性質を有するパラメ
ータＲに、負値の固定の下限値Ｒmin 〔例えば、Ｒmin
＝−２×frame-bit 〕を設定することも可能であるが、
効果が薄い。
メータＲj ’を、ＭＰＥＧのＴＭ５におけるパラメータ
Ｒに置換することにより、改良フィードバックレート制
御方式を、ＭＰＥＧのＴＭ５自体に応用することも可能
である。しかしながら、ＭＰＥＧのＴＭ５におけるパラ
メータＲは、ＧＯＰの最初の部分のピクチャーに対して
は大きな値をとるが、ＧＯＰの終わりの部分に対しては
殆ど０に近い値になる。このような性質を有するパラメ
ータＲに、負値の固定の下限値Ｒmin 〔例えば、Ｒmin
＝−２×frame-bit 〕を設定することも可能であるが、
効果が薄い。
【０１７８】そこで、改良フィードバックレート制御方
式を、ＭＰＥＧのＴＭ５自体に応用する場合には、図２
１に示すように、下限値Ｒmin を定める関数を導入する
ことにより、第５の実施例においてと同様の効果を得る
ことができる。
式を、ＭＰＥＧのＴＭ５自体に応用する場合には、図２
１に示すように、下限値Ｒmin を定める関数を導入する
ことにより、第５の実施例においてと同様の効果を得る
ことができる。
【０１７９】つまり、ＭＰＥＧのＴＭ５においては、Ｇ
ＯＰの最初の部分のピクチャーに対してパラメータＲが
大きくなるように、終わりの部分のピクチャーに対して
パラメータＲの値が０に近づくので、図２１において点
線で例示するように、ＧＯＰの最初で下限値Ｒmin の値
が(N/2×frame-bit)となり、ＧＯＰの最後で下限値Ｒ
min の値が(-N/2 ×frame-bit)となるような直線を引
き、パラメータＲがこの直線を下回る場合に、第５の実
施形態に示した改良フィードバックレート制御方式と同
様に、パラメータＲを直線上の下限値Ｒmin に制限し、
差分値を別パラメータとして記憶しておけばよい。
ＯＰの最初の部分のピクチャーに対してパラメータＲが
大きくなるように、終わりの部分のピクチャーに対して
パラメータＲの値が０に近づくので、図２１において点
線で例示するように、ＧＯＰの最初で下限値Ｒmin の値
が(N/2×frame-bit)となり、ＧＯＰの最後で下限値Ｒ
min の値が(-N/2 ×frame-bit)となるような直線を引
き、パラメータＲがこの直線を下回る場合に、第５の実
施形態に示した改良フィードバックレート制御方式と同
様に、パラメータＲを直線上の下限値Ｒmin に制限し、
差分値を別パラメータとして記憶しておけばよい。
【０１８０】また、第５の実施形態においてエンコーダ
２６の量子化制御部２６０が行った処理を、ホストコン
ピュータ２０が行うことも可能である。また、第５の実
施形態に示した各パラメータを定義する式は例示であ
り、エンコーダ２６の構成・用途に合わせて、各式を変
更することができる。
２６の量子化制御部２６０が行った処理を、ホストコン
ピュータ２０が行うことも可能である。また、第５の実
施形態に示した各パラメータを定義する式は例示であ
り、エンコーダ２６の構成・用途に合わせて、各式を変
更することができる。
【０１８１】以上説明したように、第５の実施形態に示
した改良フィードバックレート制御方式によれば、入力
映像データの映像の絵柄が、圧縮後のデータレートに対
して難しく、データ量が大きくなりすぎる場合において
も、ピクチャタイプに応じたデータ量の配分を保ったレ
ート制御が可能であり、圧縮映像データの品質を向上さ
せることができる。また、下限値を設けたため、難しい
入力映像データの映像の絵柄が簡単になった場合にも、
短い時間の内に圧縮映像データに多くのデータ量を配分
するようにパラメータＲ，Ｒj ’を回復することがで
き、圧縮映像データの品質のムラの発生を防ぐことがで
きる。
した改良フィードバックレート制御方式によれば、入力
映像データの映像の絵柄が、圧縮後のデータレートに対
して難しく、データ量が大きくなりすぎる場合において
も、ピクチャタイプに応じたデータ量の配分を保ったレ
ート制御が可能であり、圧縮映像データの品質を向上さ
せることができる。また、下限値を設けたため、難しい
入力映像データの映像の絵柄が簡単になった場合にも、
短い時間の内に圧縮映像データに多くのデータ量を配分
するようにパラメータＲ，Ｒj ’を回復することがで
き、圧縮映像データの品質のムラの発生を防ぐことがで
きる。
【０１８２】第６実施形態 以下、本発明の第６の実施形態として、第４の実施形態
に示した映像データ圧縮装置４（図１６）の動作の変形
例（改良フィードフォワードレート制御方式）を説明す
る。改良フィードフォワードレート制御方式は、第４の
実施形態に示したフィードフォワードレート制御方式
を、目標データ量Ｔj に対して実際に生成される圧縮映
像データのデータ量Ｓj の値が多い場合であっても、圧
縮映像データの品質を高く保つことができ、しかも、映
像が複雑な絵柄から簡単な絵柄に変化した場合のパラメ
ータＲj ’の値が速やかに回復するように改良したもの
である。
に示した映像データ圧縮装置４（図１６）の動作の変形
例（改良フィードフォワードレート制御方式）を説明す
る。改良フィードフォワードレート制御方式は、第４の
実施形態に示したフィードフォワードレート制御方式
を、目標データ量Ｔj に対して実際に生成される圧縮映
像データのデータ量Ｓj の値が多い場合であっても、圧
縮映像データの品質を高く保つことができ、しかも、映
像が複雑な絵柄から簡単な絵柄に変化した場合のパラメ
ータＲj ’の値が速やかに回復するように改良したもの
である。
【０１８３】第６の実施形態において、映像データ圧縮
装置４は、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn および指標デー
タ（ＭＥ残差、フラットネス、イントラＡＣおよびアク
ティビティ）に基づいて目標データ量Ｔj をフィードフ
ォワード制御し、さらに、パラメータＲj ’が所定の下
限値以下になることを制限することにより、第４の実施
形態におけるレート制御と同様な効果を得るとともに、
圧縮映像データの品質の著しい低下を防ぐ。
装置４は、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn および指標デー
タ（ＭＥ残差、フラットネス、イントラＡＣおよびアク
ティビティ）に基づいて目標データ量Ｔj をフィードフ
ォワード制御し、さらに、パラメータＲj ’が所定の下
限値以下になることを制限することにより、第４の実施
形態におけるレート制御と同様な効果を得るとともに、
圧縮映像データの品質の著しい低下を防ぐ。
【０１８４】各構成部分の動作 以下、映像データ圧縮装置４の各構成部分の内、映像デ
ータ圧縮装置４においてと処理内容が異なる量子化制御
部２８０（図１７）の目標データ量算出回路２８４およ
びパラメータ算出回路２８６（図１８）の動作（処理内
容）を説明する。目標データ量算出回路２８４の動作 目標データ量算出回路２８４は、実難度データ算出回路
２８２が指標データから算出した実難度データＤj （Ｄ
I ，Ｄp ，ＤB ）と、パラメータ算出回路２８６がＶＢ
Ｖバッファの占有量Ｂn および実難度データＤj から算
出したパラメータＲj ’とに基づいて各ピクチャータイ
プの目標データ量Ｔj を算出する。
ータ圧縮装置４においてと処理内容が異なる量子化制御
部２８０（図１７）の目標データ量算出回路２８４およ
びパラメータ算出回路２８６（図１８）の動作（処理内
容）を説明する。目標データ量算出回路２８４の動作 目標データ量算出回路２８４は、実難度データ算出回路
２８２が指標データから算出した実難度データＤj （Ｄ
I ，Ｄp ，ＤB ）と、パラメータ算出回路２８６がＶＢ
Ｖバッファの占有量Ｂn および実難度データＤj から算
出したパラメータＲj ’とに基づいて各ピクチャータイ
プの目標データ量Ｔj を算出する。
【０１８５】パラメータ算出回路２８６の動作 レート制御方法 パラメータ算出回路２８６は、第４の実施形態において
と同様に、ＶＢＶバッファの占有量を考慮してパラメー
タＲj ’の値を調節することによりレート制御を行う。
但し、パラメータ算出回路２８６は、パラメータＲj ’
に対して下限値Ｒminを設定し、パラメータＲj ’が下
限値Ｒmin 以下〔Ｒj ’＜Ｒmin 〕になった場合に〔Ｒ
j ’＝Ｒmin 〕とし、パラメータＲj ’が下限値Ｒmin
以下にならないように制限する。下限値Ｒmin として
は、例えば、〔Ｒmin ＝frame-bit ×Ｌ×３／４〕ある
いは〔Ｒmin ＝frame-bit ×Ｌ×１／４〕といった値が
用いられる。
と同様に、ＶＢＶバッファの占有量を考慮してパラメー
タＲj ’の値を調節することによりレート制御を行う。
但し、パラメータ算出回路２８６は、パラメータＲj ’
に対して下限値Ｒminを設定し、パラメータＲj ’が下
限値Ｒmin 以下〔Ｒj ’＜Ｒmin 〕になった場合に〔Ｒ
j ’＝Ｒmin 〕とし、パラメータＲj ’が下限値Ｒmin
以下にならないように制限する。下限値Ｒmin として
は、例えば、〔Ｒmin ＝frame-bit ×Ｌ×３／４〕ある
いは〔Ｒmin ＝frame-bit ×Ｌ×１／４〕といった値が
用いられる。
【０１８６】式３に示したように、第ｊ番目のピクチャ
ーのデータ量がＳj であり、第ｊ＋Ｌ番目のピクチャー
のデータ量がＳj+L であり、ピクチャータイプに応じて
パラメータＲj ’に加算されるデータ量がＦj+L である
場合には、次のパラメータＲ j+1 ’の値は、〔Ｒj+1 ’
＝Ｒj ’−Ｓj ＋Ｆj+L 〕となる。しかしながら、次の
パラメータＲj+1 ’（＝Ｒj ’−Ｓj ＋Ｆj+L ）もまた
下限値Ｒmin 以下〔Ｒ j+1 ’＜Ｒmin 〕となる可能性が
ある。この場合には、次のパラメータＲj+1 ’を、式１
７に示したように下限値Ｒmin に制限する。
ーのデータ量がＳj であり、第ｊ＋Ｌ番目のピクチャー
のデータ量がＳj+L であり、ピクチャータイプに応じて
パラメータＲj ’に加算されるデータ量がＦj+L である
場合には、次のパラメータＲ j+1 ’の値は、〔Ｒj+1 ’
＝Ｒj ’−Ｓj ＋Ｆj+L 〕となる。しかしながら、次の
パラメータＲj+1 ’（＝Ｒj ’−Ｓj ＋Ｆj+L ）もまた
下限値Ｒmin 以下〔Ｒ j+1 ’＜Ｒmin 〕となる可能性が
ある。この場合には、次のパラメータＲj+1 ’を、式１
７に示したように下限値Ｒmin に制限する。
【０１８７】また、パラメータ算出回路２８６は、借金
額をパラメータsum-supplementとして記憶する。従っ
て、パラメータＲj ’の値を上述のように下限値Ｒmin
に制限しない場合には、式１５に示したようにパラメー
タsum-supplementの更新を行い、パラメータＲj ’の値
を下限値Ｒmin に制限した場合には、式１８に示したよ
うに補給データ量supplementを累加算してパラメータsu
m-supplementの更新を行う。
額をパラメータsum-supplementとして記憶する。従っ
て、パラメータＲj ’の値を上述のように下限値Ｒmin
に制限しない場合には、式１５に示したようにパラメー
タsum-supplementの更新を行い、パラメータＲj ’の値
を下限値Ｒmin に制限した場合には、式１８に示したよ
うに補給データ量supplementを累加算してパラメータsu
m-supplementの更新を行う。
【０１８８】パラメータ算出回路２８６の処理内容のま
とめ 以下、再び図１９を参照して、第６の実施形態における
パラメータ算出回路２８６によるレート制御処理および
関連部分の処理の内容を詳細に説明する。ステップ６０
０（Ｓ６００）において、パラメータ算出回路２８６
は、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn に応じてＳ６０２また
はＳ６１２の処理に進む。なお、パラメータ算出回路２
８６は、Ｓ６００の処理におけるＶＢＶバッファの占有
量Ｂ n の判断を、エンコーダ２８がＰピクチャーを生成
した直後にのみ行ってもよい。
とめ 以下、再び図１９を参照して、第６の実施形態における
パラメータ算出回路２８６によるレート制御処理および
関連部分の処理の内容を詳細に説明する。ステップ６０
０（Ｓ６００）において、パラメータ算出回路２８６
は、ＶＢＶバッファの占有量Ｂn に応じてＳ６０２また
はＳ６１２の処理に進む。なお、パラメータ算出回路２
８６は、Ｓ６００の処理におけるＶＢＶバッファの占有
量Ｂ n の判断を、エンコーダ２８がＰピクチャーを生成
した直後にのみ行ってもよい。
【０１８９】ステップ６０２（Ｓ６０２）において、パ
ラメータ算出回路２８６は、式９−１によりＮ枚のピク
チャーの実難度データＤj の総和sum-difficultyの値が
閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判断し、判断結果に応じ
てＳ６０４またはＳ６０８の処理に進む。ステップ６０
４（Ｓ６０４）において、パラメータ算出回路２８６
は、式９−２によりパラメータＲj ’が閾値（Ｇ＋Ｔｈ
２）よりも多いか否かを判断し、判断結果に応じてＳ６
０６またはＳ６１６の処理に進む。
ラメータ算出回路２８６は、式９−１によりＮ枚のピク
チャーの実難度データＤj の総和sum-difficultyの値が
閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判断し、判断結果に応じ
てＳ６０４またはＳ６０８の処理に進む。ステップ６０
４（Ｓ６０４）において、パラメータ算出回路２８６
は、式９−２によりパラメータＲj ’が閾値（Ｇ＋Ｔｈ
２）よりも多いか否かを判断し、判断結果に応じてＳ６
０６またはＳ６１６の処理に進む。
【０１９０】ステップ６０６（Ｓ６０６）において、パ
ラメータ算出回路２８６は、例えば式１０−１、式１０
−２および式１１により補給データ量supplementを算出
する。ステップ６０８（Ｓ６０８）において、パラメー
タ算出回路２８６は、補給データ量supplementが補償さ
れているか否かを判断し、判断結果に応じてＳ６１０ま
たはＳ６１２の処理に進む。ステップ６１０（Ｓ６１
０）において、パラメータ算出回路２８６は、補給デー
タ量supplementの補償のために、式１２により負値の補
給データ量supplementを算出する。
ラメータ算出回路２８６は、例えば式１０−１、式１０
−２および式１１により補給データ量supplementを算出
する。ステップ６０８（Ｓ６０８）において、パラメー
タ算出回路２８６は、補給データ量supplementが補償さ
れているか否かを判断し、判断結果に応じてＳ６１０ま
たはＳ６１２の処理に進む。ステップ６１０（Ｓ６１
０）において、パラメータ算出回路２８６は、補給デー
タ量supplementの補償のために、式１２により負値の補
給データ量supplementを算出する。
【０１９１】ステップ６１２（Ｓ６１２）において、パ
ラメータ算出回路２８６は、式１３により負値の補給デ
ータ量supplementを算出し、ＶＢＶバッファのアンダー
フローを防止する。ステップ６１４（Ｓ６１４）におい
て、パラメータ算出回路２８６は、式１４，式１５によ
りパラメータＲj ’，sum-supplementを算出し、パラメ
ータＲj ’が下限値Ｒmin 以下になる場合には、パラメ
ータＲj ’を下限値Ｒmin に制限する。
ラメータ算出回路２８６は、式１３により負値の補給デ
ータ量supplementを算出し、ＶＢＶバッファのアンダー
フローを防止する。ステップ６１４（Ｓ６１４）におい
て、パラメータ算出回路２８６は、式１４，式１５によ
りパラメータＲj ’，sum-supplementを算出し、パラメ
ータＲj ’が下限値Ｒmin 以下になる場合には、パラメ
ータＲj ’を下限値Ｒmin に制限する。
【０１９２】ステップ６１６（Ｓ６１６）において、目
標データ量算出回路２８４は、第５の実施形態に示した
エンコーダ２６の目標データ量算出回路２６４とは異な
り、式１６の代わりに式１を用いて目標データ量Ｔj を
算出する。ステップ６１８（Ｓ６１８）において、エン
コーダ２８は、量子化インデックスＱＩＮＤを用いて圧
縮符号化処理を行う。ステップ６２０（Ｓ６２０）にお
いて、パラメータ算出回路２８６は、式３により次のパ
ラメータＲj+1 ’を算出し、更新する。
標データ量算出回路２８４は、第５の実施形態に示した
エンコーダ２６の目標データ量算出回路２６４とは異な
り、式１６の代わりに式１を用いて目標データ量Ｔj を
算出する。ステップ６１８（Ｓ６１８）において、エン
コーダ２８は、量子化インデックスＱＩＮＤを用いて圧
縮符号化処理を行う。ステップ６２０（Ｓ６２０）にお
いて、パラメータ算出回路２８６は、式３により次のパ
ラメータＲj+1 ’を算出し、更新する。
【０１９３】ステップ６２２（Ｓ６２２）において、パ
ラメータ算出回路２８６は、次のパラメータＲj+1 ’が
下限値Ｒmin より大きいか否かを判断する。次のパラメ
ータＲj+1 ’が下限値Ｒmin より大きい場合にはＳ６２
８の処理に進み、大きくない場合にはＳ６２４の処理に
進む。ステップ６２４（Ｓ６２４）において、パラメー
タ算出回路２８６は、次のパラメータＲj+1 ’を下限値
Ｒmin に制限する。
ラメータ算出回路２８６は、次のパラメータＲj+1 ’が
下限値Ｒmin より大きいか否かを判断する。次のパラメ
ータＲj+1 ’が下限値Ｒmin より大きい場合にはＳ６２
８の処理に進み、大きくない場合にはＳ６２４の処理に
進む。ステップ６２４（Ｓ６２４）において、パラメー
タ算出回路２８６は、次のパラメータＲj+1 ’を下限値
Ｒmin に制限する。
【０１９４】ステップ６２６（Ｓ６２６）において、パ
ラメータ算出回路２８６は、式１８によりパラメータsu
m-supplementを更新する。ステップ６２８（Ｓ６２８）
において、パラメータ算出回路２８６は、変数ｊをイン
クリメントする。
ラメータ算出回路２８６は、式１８によりパラメータsu
m-supplementを更新する。ステップ６２８（Ｓ６２８）
において、パラメータ算出回路２８６は、変数ｊをイン
クリメントする。
【０１９５】以下、第６の実施形態における映像データ
圧縮装置４（図１６）の動作を説明する。動き検出器１
４は、動きベクトルおよびＭＥ残差の生成等の処理を行
う。エンコーダ制御部２２は、ピクチャーの並び替え処
理および指標データ（フラットネス、イントラＡＣおよ
びアクティビティ）の生成等の処理を行う。ＦＩＦＯメ
モリ１６０は、入力された映像データをＬピクチャー分
だけ遅延する。
圧縮装置４（図１６）の動作を説明する。動き検出器１
４は、動きベクトルおよびＭＥ残差の生成等の処理を行
う。エンコーダ制御部２２は、ピクチャーの並び替え処
理および指標データ（フラットネス、イントラＡＣおよ
びアクティビティ）の生成等の処理を行う。ＦＩＦＯメ
モリ１６０は、入力された映像データをＬピクチャー分
だけ遅延する。
【０１９６】エンコーダ２８（図１６）が、１ピクチャ
ー分の圧縮符号化を終了するたびに、量子化制御部２８
０の実難度データ算出回路２８２は、実難度データＤj
を算出する。パラメータ算出回路２８６は、図１９に示
したようにパラメータＲj ’の算出を行い、目標データ
量算出回路２８４は、最も新しく生成された各ピクチャ
ータイプのピクチャーの実難度データＤj （ＤI ，
Ｄp ，ＤB ）に基づいて、式１により目標データ量Ｔj
を算出する。
ー分の圧縮符号化を終了するたびに、量子化制御部２８
０の実難度データ算出回路２８２は、実難度データＤj
を算出する。パラメータ算出回路２８６は、図１９に示
したようにパラメータＲj ’の算出を行い、目標データ
量算出回路２８４は、最も新しく生成された各ピクチャ
ータイプのピクチャーの実難度データＤj （ＤI ，
Ｄp ，ＤB ）に基づいて、式１により目標データ量Ｔj
を算出する。
【０１９７】量子化インデックス生成回路２８８は、算
出された目標データ量Ｔj に基づいて、量子化インデッ
クスを算出し、エンコーダ２８の量子化回路１６８に設
定する。ＤＣＴ回路１６６は、第１の実施形態等におい
てと同様に、次のピクチャーに対してＤＣＴ処理を行
う。
出された目標データ量Ｔj に基づいて、量子化インデッ
クスを算出し、エンコーダ２８の量子化回路１６８に設
定する。ＤＣＴ回路１６６は、第１の実施形態等におい
てと同様に、次のピクチャーに対してＤＣＴ処理を行
う。
【０１９８】量子化回路１６８は、ＤＣＴ処理された映
像データを、設定された量子化インデックスを量子化値
Ｑj に変換し、得られた量子化値Ｑj により量子化処理
を行う。可変長符号化回路１７０は、第１の実施形態等
においてと同様に、変長符号化を行い、ほぼ、目標デー
タ量Ｔj に近いデータ量の圧縮映像データを生成し、バ
ッファメモリ１８２を介して出力する。
像データを、設定された量子化インデックスを量子化値
Ｑj に変換し、得られた量子化値Ｑj により量子化処理
を行う。可変長符号化回路１７０は、第１の実施形態等
においてと同様に、変長符号化を行い、ほぼ、目標デー
タ量Ｔj に近いデータ量の圧縮映像データを生成し、バ
ッファメモリ１８２を介して出力する。
【０１９９】変形例 以下、再び図２０を参照して、映像データ圧縮装置１
（図１〜図３）の動作を変更し、第６の実施形態に示し
た改良フィードフォワードレート制御を応用する変形例
を説明する。映像データ圧縮装置１のホストコンピュー
タ２０は、ＶＢＶバッファを考慮したレート制御を行わ
ないので、図１９に示したＳ６００〜Ｓ６１４に対応す
る処理を行わず、Ｓ６１６〜６２８に対応する処理のみ
を行う。
（図１〜図３）の動作を変更し、第６の実施形態に示し
た改良フィードフォワードレート制御を応用する変形例
を説明する。映像データ圧縮装置１のホストコンピュー
タ２０は、ＶＢＶバッファを考慮したレート制御を行わ
ないので、図１９に示したＳ６００〜Ｓ６１４に対応す
る処理を行わず、Ｓ６１６〜６２８に対応する処理のみ
を行う。
【０２００】ステップ７００（Ｓ７００）において、映
像データ圧縮装置１のホストコンピュータ２０は、式１
により目標データ量Ｔj を算出する。ステップ７０２
（Ｓ７０２）において、エンコーダ１８は、量子化イン
デックスＱＩＮＤを用いて圧縮符号化処理を行う。ステ
ップ７０４（Ｓ７０４）において、ホストコンピュータ
２０は、式３により、次のパラメータＲj+1 ’を算出
し、更新する。
像データ圧縮装置１のホストコンピュータ２０は、式１
により目標データ量Ｔj を算出する。ステップ７０２
（Ｓ７０２）において、エンコーダ１８は、量子化イン
デックスＱＩＮＤを用いて圧縮符号化処理を行う。ステ
ップ７０４（Ｓ７０４）において、ホストコンピュータ
２０は、式３により、次のパラメータＲj+1 ’を算出
し、更新する。
【０２０１】ステップ７０６（Ｓ７０６）において、ホ
ストコンピュータ２０は、次のパラメータＲj+1 ’が下
限値Ｒmin より大きいか否かを判断し、判断結果に応じ
てＳ７１２またはＳ６０８の処理に進む。ステップ７０
８（Ｓ７０８）において、ホストコンピュータ２０は、
次のパラメータＲj+1 ’を下限値Ｒmin に制限する。
ストコンピュータ２０は、次のパラメータＲj+1 ’が下
限値Ｒmin より大きいか否かを判断し、判断結果に応じ
てＳ７１２またはＳ６０８の処理に進む。ステップ７０
８（Ｓ７０８）において、ホストコンピュータ２０は、
次のパラメータＲj+1 ’を下限値Ｒmin に制限する。
【０２０２】ステップ７１０（Ｓ７１０）において、ホ
ストコンピュータ２０は、式１８によりパラメータsum-
supplementを更新する。ステップ７１２（Ｓ７１２）に
おいて、ホストコンピュータ２０は、変数ｊをインクリ
メントする。
ストコンピュータ２０は、式１８によりパラメータsum-
supplementを更新する。ステップ７１２（Ｓ７１２）に
おいて、ホストコンピュータ２０は、変数ｊをインクリ
メントする。
【０２０３】また、図２０に示した処理において、パラ
メータＲj ’を、ＭＰＥＧのＴＭ５におけるパラメータ
Ｒに置換することにより、改良フィードフォワードレー
ト制御方式を、ＭＰＥＧのＴＭ５自体に応用することも
可能である。しかしながら、ＭＰＥＧのＴＭ５における
パラメータＲは、ＧＯＰの最初の部分のピクチャーに対
しては大きな値をとるが、ＧＯＰの終わりの部分に対し
ては殆ど０に近い値になる。このような性質を有するパ
ラメータＲに、負値の固定の下限値Ｒmin 〔例えば、Ｒ
min ＝−２×frame-bit 〕を設定することも可能である
が、効果が薄い。
メータＲj ’を、ＭＰＥＧのＴＭ５におけるパラメータ
Ｒに置換することにより、改良フィードフォワードレー
ト制御方式を、ＭＰＥＧのＴＭ５自体に応用することも
可能である。しかしながら、ＭＰＥＧのＴＭ５における
パラメータＲは、ＧＯＰの最初の部分のピクチャーに対
しては大きな値をとるが、ＧＯＰの終わりの部分に対し
ては殆ど０に近い値になる。このような性質を有するパ
ラメータＲに、負値の固定の下限値Ｒmin 〔例えば、Ｒ
min ＝−２×frame-bit 〕を設定することも可能である
が、効果が薄い。
【０２０４】そこで、改良フィードフォワードレート制
御方式を、ＭＰＥＧのＴＭ５自体に応用する場合には、
図２１に示したように、下限値Ｒmin を定める関数を導
入することにより、第６の実施例においてと同様の効果
を得ることができる。
御方式を、ＭＰＥＧのＴＭ５自体に応用する場合には、
図２１に示したように、下限値Ｒmin を定める関数を導
入することにより、第６の実施例においてと同様の効果
を得ることができる。
【０２０５】つまり、ＭＰＥＧのＴＭ５においては、Ｇ
ＯＰの最初の部分のピクチャーに対してパラメータＲが
大きくなるように、終わりの部分のピクチャーに対して
パラメータＲの値が０に近づくので、図２１に例示した
ように、ＧＯＰの最初で下限値Ｒmin の値が(N/2×fram
e-bit)となり、ＧＯＰの最後で下限値Ｒmin の値が(-N/
2 ×frame-bit)となるような直線を引き、パラメータＲ
がこの直線を下回る場合に、第６の実施形態に示した改
良フィードフォワードレート制御方式と同様に、パラメ
ータＲを直線上の下限値Ｒmin に制限し、差分値を別パ
ラメータとして記憶しておけばよい。また、第６の実施
形態に示した各パラメータを定義する式は例示であり、
映像データ圧縮装置４の構成・用途に合わせて、各式を
変更することができる。
ＯＰの最初の部分のピクチャーに対してパラメータＲが
大きくなるように、終わりの部分のピクチャーに対して
パラメータＲの値が０に近づくので、図２１に例示した
ように、ＧＯＰの最初で下限値Ｒmin の値が(N/2×fram
e-bit)となり、ＧＯＰの最後で下限値Ｒmin の値が(-N/
2 ×frame-bit)となるような直線を引き、パラメータＲ
がこの直線を下回る場合に、第６の実施形態に示した改
良フィードフォワードレート制御方式と同様に、パラメ
ータＲを直線上の下限値Ｒmin に制限し、差分値を別パ
ラメータとして記憶しておけばよい。また、第６の実施
形態に示した各パラメータを定義する式は例示であり、
映像データ圧縮装置４の構成・用途に合わせて、各式を
変更することができる。
【０２０６】以上説明したように、第６の実施形態に示
した改良フィードフォワードレート制御方式によれば、
入力映像データの映像の絵柄が、圧縮後のデータレート
に対して難しく、データ量が大きくなりすぎる場合にお
いても、ピクチャタイプに応じたデータ量の配分を保っ
たレート制御が可能であり、圧縮映像データの品質を向
上させることができる。また、下限値を設けたため、難
しい入力映像データの映像の絵柄が簡単になった場合に
も、短い時間の内に圧縮映像データに多くのデータ量を
配分するようにパラメータＲ，Ｒj ’を回復することが
でき、圧縮映像データの品質のムラの発生を防ぐことが
できる。
した改良フィードフォワードレート制御方式によれば、
入力映像データの映像の絵柄が、圧縮後のデータレート
に対して難しく、データ量が大きくなりすぎる場合にお
いても、ピクチャタイプに応じたデータ量の配分を保っ
たレート制御が可能であり、圧縮映像データの品質を向
上させることができる。また、下限値を設けたため、難
しい入力映像データの映像の絵柄が簡単になった場合に
も、短い時間の内に圧縮映像データに多くのデータ量を
配分するようにパラメータＲ，Ｒj ’を回復することが
でき、圧縮映像データの品質のムラの発生を防ぐことが
できる。
【０２０７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る映像
データ圧縮装置およびその方法によれば、２パスエンコ
ードによらずに、所定のデータ量以下に音声・映像デー
タを圧縮符号化することができる。また、本発明に係る
映像データ圧縮装置およびその方法によれば、ほぼ実時
間的に映像データを圧縮符号化することができ、しか
も、伸長復号後に高品質な映像を得ることができる。ま
た、本発明に係る映像データ圧縮装置およびその方法に
よれば、２パスエンコードによらずに、圧縮符号化後の
データ量を見積もって圧縮率を調節し、圧縮符号化処理
を行うことができる。
データ圧縮装置およびその方法によれば、２パスエンコ
ードによらずに、所定のデータ量以下に音声・映像デー
タを圧縮符号化することができる。また、本発明に係る
映像データ圧縮装置およびその方法によれば、ほぼ実時
間的に映像データを圧縮符号化することができ、しか
も、伸長復号後に高品質な映像を得ることができる。ま
た、本発明に係る映像データ圧縮装置およびその方法に
よれば、２パスエンコードによらずに、圧縮符号化後の
データ量を見積もって圧縮率を調節し、圧縮符号化処理
を行うことができる。
【図１】本発明に係る映像データ圧縮装置の構成を示す
図である。
図である。
【図２】図１に示した簡易２パス処理部のエンコーダの
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図３】図１に示したエンコーダの構成を示す図であ
る。
る。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施形態における映
像データ圧縮装置の簡易２パスエンコードの動作を示す
図である。
像データ圧縮装置の簡易２パスエンコードの動作を示す
図である。
【図５】第２の実施形態における本発明に係る映像デー
タ圧縮装置の構成の概要を示す図である。
タ圧縮装置の構成の概要を示す図である。
【図６】図５に示した映像データ圧縮装置２の圧縮符号
化部の詳細な構成を示す図である。
化部の詳細な構成を示す図である。
【図７】映像データ圧縮装置（図１〜図３，図５，図
６）により、Ｐピクチャーを生成する際のＭＥ残差と実
難度データＤj との相関関係を示す図である。
６）により、Ｐピクチャーを生成する際のＭＥ残差と実
難度データＤj との相関関係を示す図である。
【図８】映像データ圧縮装置（図１〜図３，図５，図
６）により、Ｂピクチャーを生成する際のＭＥ残差と実
難度データＤj との相関関係を示す図である。
６）により、Ｂピクチャーを生成する際のＭＥ残差と実
難度データＤj との相関関係を示す図である。
【図９】フラットネスの計算方法を示す図である。
【図１０】映像データ圧縮装置（図１〜図３，図５，図
６）により、Ｉピクチャーを生成する際のフラットネス
と実難度データＤj との相関関係を示す図である。
６）により、Ｉピクチャーを生成する際のフラットネス
と実難度データＤj との相関関係を示す図である。
【図１１】映像データ圧縮装置（図１〜図３，図５，図
６）により、Ｉピクチャーを生成する際のイントラＡＣ
と実難度データＤj との相関関係を示す図である。
６）により、Ｉピクチャーを生成する際のイントラＡＣ
と実難度データＤj との相関関係を示す図である。
【図１２】ＭＰＥＧのＭＰ＠ＭＬ方式により、映像デー
タ圧縮装置（図１〜図３，図５，図６）が、圧縮映像デ
ータのＧＯＰの発生ビット量をほぼ一定に保って固定長
符号化を行った場合のＶＢＶバッファの占有量Ｂn の経
時的な変化の評価結果を示す図である。
タ圧縮装置（図１〜図３，図５，図６）が、圧縮映像デ
ータのＧＯＰの発生ビット量をほぼ一定に保って固定長
符号化を行った場合のＶＢＶバッファの占有量Ｂn の経
時的な変化の評価結果を示す図である。
【図１３】図１３に示したエンコーダの構成を示す図で
ある。
ある。
【図１４】図１３に示した目標データ量算出回路の処理
を示すフローチャート図である。
を示すフローチャート図である。
【図１５】ＭＰＥＧのＭＰ＠ＭＬ方式により、エンコー
ダ（図１３）が、圧縮映像データのＧＯＰのデータ量を
ほぼ一定に保って固定長符号化を行った場合のＶＢＶバ
ッファの占有量Ｂn の経時的な変化の評価結果を示す図
である。
ダ（図１３）が、圧縮映像データのＧＯＰのデータ量を
ほぼ一定に保って固定長符号化を行った場合のＶＢＶバ
ッファの占有量Ｂn の経時的な変化の評価結果を示す図
である。
【図１６】第４の実施形態における本発明に係る映像デ
ータ圧縮装置の構成を示す図である。
ータ圧縮装置の構成を示す図である。
【図１７】図１６に示したエンコーダの構成を示す図で
ある。
ある。
【図１８】図１７に示した量子化制御部の構成を示す図
である。
である。
【図１９】第５の実施形態における目標データ量算出回
路の処理を示すフローチャート図である。
路の処理を示すフローチャート図である。
【図２０】映像データ圧縮装置（図１〜図３）の動作を
変更し、第５の実施形態に示した改良フィードバックレ
ート制御を行う場合の処理を示すフローチャート図であ
る。
変更し、第５の実施形態に示した改良フィードバックレ
ート制御を行う場合の処理を示すフローチャート図であ
る。
【図２１】第５の実施形態に示した改良フィードバック
レート制御方式を、ＭＰＥＧのＴＭ５自体に応用する場
合に用いる下限値Ｒmin を定める関数を示す図である。
レート制御方式を、ＭＰＥＧのＴＭ５自体に応用する場
合に用いる下限値Ｒmin を定める関数を示す図である。
１，２，４…映像データ圧縮装置、１０，２４…圧縮符
号化部、１２，２２…エンコーダ制御部、１４…動き検
出器、１６…簡易２パス処理部、１６０…ＦＩＦＯメモ
リ、１６２，１８，２６，２８…エンコーダ、２６０，
２８０…量子化制御部、２６２…ＧＣ算出回路、２８２
…実難度データ算出回路、２８４，２６４…目標データ
量算出回路、２８６…パラメータ算出回路、２６６，２
８８…量子化インデックス生成回路、１６４…加算回
路、１６６…ＤＣＴ回路、１６８…量子化回路、１７０
…可変長符号化回路、１７２…逆量子化回路、１７４…
逆ＤＣＴ回路、１７６…加算回路、１７８…動き補償回
路、１８０…量子化制御回路、１８２…バッファメモ
リ、２０…ホストコンピュータ。
号化部、１２，２２…エンコーダ制御部、１４…動き検
出器、１６…簡易２パス処理部、１６０…ＦＩＦＯメモ
リ、１６２，１８，２６，２８…エンコーダ、２６０，
２８０…量子化制御部、２６２…ＧＣ算出回路、２８２
…実難度データ算出回路、２８４，２６４…目標データ
量算出回路、２８６…パラメータ算出回路、２６６，２
８８…量子化インデックス生成回路、１６４…加算回
路、１６６…ＤＣＴ回路、１６８…量子化回路、１７０
…可変長符号化回路、１７２…逆量子化回路、１７４…
逆ＤＣＴ回路、１７６…加算回路、１７８…動き補償回
路、１８０…量子化制御回路、１８２…バッファメモ
リ、２０…ホストコンピュータ。
Claims (10)
- 【請求項１】動画の非圧縮映像データを、圧縮後の映像
データ（圧縮映像データ）をバッファリングするＶＢＶ
バッファに基づいて定まる条件を満たすデータレートに
圧縮する映像データ圧縮装置であって、 前記非圧縮映像データの映像の複雑さを示す難度データ
を算出する難度データ算出手段と、 所定数の非圧縮映像データのピクチャーごとに、圧縮後
のデータ量（割当データ量）を割り当てるデータ量割当
手段と、 割り当てた前記割り当てデータ量が所定の下限値以下で
ある場合に、前記割り当てデータ量の値を所定の下限値
に制限する下限値制限手段と、 算出した前記難度データ、および、割り当てまたは制限
された前記割当データ量に基づいて、前記非圧縮映像デ
ータの圧縮後のデータ量の目標値をピクチャーごとに算
出する目標値算出手段と、 前記非圧縮映像データを所定の圧縮方法により、圧縮後
のデータ量が算出した前記目標値になるように圧縮する
圧縮手段とを有する映像データ圧縮装置。 - 【請求項２】前記難度データ算出手段は、前記非圧縮映
像データの複雑さを指標する所定の指標データ（ＭＥ残
差、フラットネス、イントラＡＣおよびアクティビテ
ィ）に基づいて、前記難度データとして前記非圧縮映像
データの圧縮後のデータ量を算出する請求項１に記載の
映像データ圧縮装置。 - 【請求項３】前記難度データ算出手段は、前記非圧縮映
像データの複雑さを示すグローバルコンプレクシティに
基づいて、前記難度データとして前記非圧縮映像データ
の圧縮後のデータ量を算出する請求項１に記載の映像デ
ータ圧縮装置。 - 【請求項４】前記データ量割当手段は、ＶＢＶバッファ
の占有データ量が所定の閾値以上である場合に、算出し
た前記難度データに基づいて、前記非圧縮映像データの
映像が複雑であればあるほど前記割当データ量の値を大
きくし、 前記目標値算出手段は、前記非圧縮映像データの映像が
複雑であればあるほど前記目標値の値を大きくし、前記
非圧縮映像データの映像が簡単であればあるほど前記目
標値の値を小さくする請求項１に記載の映像データ圧縮
装置。 - 【請求項５】前記データ量割当手段は、前記圧縮映像デ
ータに与えられるデータ量を均等に配分した基準値を、
生成した前記圧縮映像データのピクチャーのデータ量か
ら減算して差分値を算出し、前記非圧縮映像データの圧
縮が終了した場合に、算出した差分値の総和が負値の０
に近い値になるように前記割当データ量を算出する請求
項４に記載の映像データ圧縮装置。 - 【請求項６】動画の非圧縮映像データを、圧縮後の映像
データ（圧縮映像データ）をバッファリングするＶＢＶ
バッファに基づいて定まる条件を満たすデータレートに
圧縮する映像データ圧縮方法であって、 前記非圧縮映像データの映像の複雑さを示す難度データ
を算出し、 所定数の非圧縮映像データのピクチャーごとに、圧縮後
のデータ量（割当データ量）を割り当て、 割り当てた前記割り当てデータ量が所定の下限値以下で
ある場合に、前記割り当てデータ量の値を所定の下限値
に制限し、 算出した前記難度データ、および、割り当てまたは制限
された前記割当データ量に基づいて、前記非圧縮映像デ
ータの圧縮後のデータ量の目標値をピクチャーごとに算
出し、 前記非圧縮映像データを所定の圧縮方法により、圧縮後
のデータ量が算出した前記目標値になるように圧縮する
映像データ圧縮方法。 - 【請求項７】前記非圧縮映像データの複雑さを指標する
所定の指標データ（ＭＥ残差、フラットネス、イントラ
ＡＣおよびアクティビティ）に基づいて、前記難度デー
タとして前記非圧縮映像データの圧縮後のデータ量を算
出する請求項６に記載の映像データ圧縮方法。 - 【請求項８】前記非圧縮映像データの複雑さを示すグロ
ーバルコンプレクシティに基づいて、前記難度データと
して前記非圧縮映像データの圧縮後のデータ量を算出す
る請求項６に記載の映像データ圧縮方法。 - 【請求項９】ＶＢＶバッファの占有データ量が所定の閾
値以上である場合に、算出した前記難度データに基づい
て、前記非圧縮映像データの映像が複雑であればあるほ
ど前記割当データ量の値を大きくし、 前記非圧縮映像データの映像が複雑であればあるほど前
記目標値の値を大きくし、前記非圧縮映像データの映像
が簡単であればあるほど前記目標値の値を小さくする請
求項６に記載の映像データ圧縮方法。 - 【請求項１０】前記圧縮映像データに与えられるデータ
量を均等に配分した基準値を、生成した前記圧縮映像デ
ータのピクチャーのデータ量から減算して差分値を算出
し、前記非圧縮映像データの圧縮が終了した場合に、算
出した差分値の総和が負値の０に近い値になるように前
記割当データ量を算出する請求項９に記載の映像データ
圧縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22964996A JPH1075444A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 映像データ圧縮装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22964996A JPH1075444A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 映像データ圧縮装置およびその方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075444A true JPH1075444A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=16895514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22964996A Pending JPH1075444A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 映像データ圧縮装置およびその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1075444A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002232882A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Nec Corp | 事前解析を用いた動画像符号化装置、動画像符号化方法、及びそのプログラム。 |
| KR100393245B1 (ko) * | 2001-06-21 | 2003-07-31 | (주)심비언씨스템 | 동영상 코딩을 위한 전송 비트율 제어방법 |
| US7809198B2 (en) | 2003-03-06 | 2010-10-05 | Sony Corporation | Coding apparatus having rate control to prevent buffer breakdown |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP22964996A patent/JPH1075444A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002232882A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Nec Corp | 事前解析を用いた動画像符号化装置、動画像符号化方法、及びそのプログラム。 |
| KR100393245B1 (ko) * | 2001-06-21 | 2003-07-31 | (주)심비언씨스템 | 동영상 코딩을 위한 전송 비트율 제어방법 |
| US7809198B2 (en) | 2003-03-06 | 2010-10-05 | Sony Corporation | Coding apparatus having rate control to prevent buffer breakdown |
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