JP3186324B2 - 量子化レベル算出方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタルＶＴ
Ｒや高能率符号化装置等の量子化装置に適用して好適な
量子化レベル算出方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５はディジタルＶＴＲの記録系の構成
を示し、この図５に示すディジタルＶＴＲの再生系にお
いては、入力端子１に供給される記録すべきディジタル
映像信号はフィールドシャッフリング回路２でシャッフ
リングされ、このフィールドシャッフリングされたディ
ジタル映像信号はＤＣＴ（離散コサイン変換）回路３で
直流成分から高次交流成分の係数データに変換され、こ
の係数データは量子化回路４で量子化、つまり、所定の
量子化係数で割算され、その結果得れらた量子化データ
はエンコーダ５で符号化され、この符号化データは外符
号回路６で外符号が付加され、更に内符号回路７で内符
号が付加され積符号の形式にされ、このデータに同期／
ＩＤ付加回路８で同期信号及びＩＤ（識別）データが付
加された後、増幅回路９を介して記録ヘッド１０に供給
され、この記録ヘッド１０によって磁気テープに傾斜ト
ラックを形成する如く記録される。

【０００３】図６は図５に示したディジタルＶＴＲの記
録系で記録されたデータを再生するための再生系の構成
を示し、この図６に示すディジタルＶＴＲの再生系にお
いては、磁気テープ１１に記録されている記録信号が再
生ヘッド１２で再生され、再生された信号が増幅回路１
３を介してイコライザ１４に供給され、このイコライザ
１４において波形等化された後に８／１０変換回路１５
で変換され、この後同期再生回路１６で同期信号が再生
される。

【０００４】この同期再生回路１６から出力された信号
が内符号エラー訂正回路１７においてエラー訂正され、
この内符号エラー訂正回路１７からデータとエラーフラ
グが出力される。このデータ及びエラーフラグは外符号
エラー訂正回路１８に供給されて更に外符号によるエラ
ー訂正処理が施された後にデコーダ１９に供給され、こ
のデコーダ１９において復号化される。そしてこの後逆
量子化回路２０で逆量子化された後にＩＤＣＴ（逆離散
コサイン変換）回路２１に供給され、このＩＤＣＴ回路
２１によって逆離散コサイン変換される。

【０００５】このＩＤＣＴ２１の出力はフィールドデ・
シャッフリング回路２２に供給され、元のデータの配列
になされ、更に、エラー修整回路２３において、エラー
フラグに基いて修整のできないデータについては前のラ
インのデータで補間され出力端子２４を介して図示しな
いディジタルＶＴＲの他の回路に供給される。

【０００６】ここで、図５に示した記録系の量子化回路
４の内部構成について説明する。ディジタルＶＴＲはデ
ータ量がアナログＶＴＲのデータ量よりはるかに多い。
そこで、従来ではデータを圧縮して記録することが考え
られ、図５の例においては、ＤＣＴ回路４で離散コサイ
ン変換を行うことによってディジタル映像データを直流
成分から高次交流成分までの係数データにし、更にこれ
を量子化回路４において後述する量子化レベルに基いて
量子化し、エンコーダ５で符号化することによってデー
タを圧縮している。

【０００７】図５に示した量子化回路４はバッファリン
グ回路で構成される。このバッファリング回路の構成を
図７に示す。

【０００８】即ち、この図７に示すように、バッファリ
ング回路はサンプリング周波数（２７ＭＨｚ）でサンプ
リングされたコンポーネントビデオ信号（Ｙ：輝度信
号、Ｃ：クロマ信号）を等長化単位で量子化するために
符号量予測から量子化レベルを補正する７つのバイナリ
サーチ回路３８、３９、４０、４１、４２、４３及び４
４と、例えばダビング時の歪に基いて量子化レベルを決
定するバックサーチ回路４６と、量子化を行う量子化回
路４７と、交流の係数と、直流の係数の並べ変えを行う
ＡＣ／ＤＣシャッフリング回路５２とで構成される。

【０００９】バイナリサーチ回路３８〜４４には夫々入
力端子Ｄ１〜Ｄ７を介して図示しないＶＴＲのシステム
コントローラからの直流制限値データが供給されると共
に、夫々入力端子Ｔ１〜Ｔ７を介して図示しないＶＴＲ
のシステムコントローラからのテスト用の信号が供給さ
れる。

【００１０】入力端子３６及び３７を介してバイナリサ
ーチ回路３８に図９に示すようなＤＣＴ回路３による１
６ビット（４×４）の入力データ（ビデオデータ）及び
同期信号が夫々供給される。図９に示すように、入力デ
ータはＩＤデータＩＤ１、ＩＤデータＩＤ２、ヘッダデ
ータＨｄ１、ヘッダデータＨｄ２、ビデオデータ（輝度
信号Ｙ１、・・・・色差信号Ｂ−Ｙ５、輝度信号Ｙ１
１、・・・・輝度信号Ｙ２０、色差信号Ｒ−Ｙ６、色差
信号Ｂ−Ｙ６、・・・・色差信号Ｂ−Ｙ）で構成され
る。

【００１１】ＩＤデータＩＤ１及びＩＤ２は同期信号か
ら数えて２クロック、ヘッダデータＨｄ１及びＨｄ２は
次の２クロックに対応し、その後６４０クロックがＤＣ
Ｔ変換されたビデオデータに対応する。そしてＩＤデー
タＩＤ１及びＩＤ２、ヘッダデータＨｄ１及びＨｄ２の
後にＤＣＴブロック単位ごとに４０ブロックが続く。

【００１２】この図９に示す入力データはバイナリサー
チ回路３８〜４４を通じてバックサーチ回路４６に供給
される。バックサーチ回路４６には入力端子Ｔ８及び４
５を介して図示しないＶＴＲのシステムコントローラか
らのテスト信号及びバックサーチオン／オフ信号が供給
される。つまりこのバックサーチ回路４６は最終段のバ
イナリサーチ回路４４からのビデオデータとバックサー
チオン／オフ信号とに基いてダビング時の歪を検出し、
この歪に基いて量子化レベルを補正する。

【００１３】量子化回路４７には入力端子Ｄ９及びＴ９
を夫々介して直流制限値データ及びテスト信号が供給さ
れる。この量子化回路４７はバックサーチ回路４６から
の量子化レベルに基いて、ビデオデータを量子化すると
共に、出力端子４８、４９及び５０を介して最大量子化
レベルデータ、中間量子化レベルデータ、最小量子化レ
ベルデータを図示しないＶＴＲのシステムコントローラ
に供給する。

【００１４】この量子化回路４７の出力は図１０に示す
ようになる。この図１０に示すように、量子化回路４７
の出力は図９に示した入力データとデータ配列は変わら
ないが、量子化後なので、ＤＣＴ変換されたビデオデー
タ１３ビットにＥＯＢ（エンド・オブ・ブロック）が付
加される。

【００１５】そして、この図１０に示す量子化データは
ＡＣ／ＤＣシャッフリング回路５２に供給される。この
ＡＣ／ＤＣシャッフリング回路５２には入力端子５１を
介して映像信号（例えばＮＴＳＣ方式とＰＡＬ方式）の
区別を行うための５２５／６２５セレクト信号が供給さ
れる。そしてこのＡＣ／ＤＣシャッフリング回路５２は
量子化回路４７からの量子化データを交流と直流とで並
べ変える。

【００１６】図１１にこのＡＣ／ＤＣシャッフリング回
路５２の出力データを示す。この図１１に示すように、
出力データは直流と交流がはっきりと分かれた配列とな
り、等長化単位が２シンクとなる。

【００１７】次に、上述したバイナリサーチ回路３８〜
４４の内部構成について図８を参照して説明する。

【００１８】図において、５５及び５９は図７で説明し
たバイナリサーチ回路３８〜４４の各入力端子を示し、
入力端子５５にはビデオデータ、入力端子５９には同期
信号が夫々供給される。

【００１９】入力端子５５を介して供給されるビデオデ
ータはＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・アウ
ト）メモリ５６に供給されて記憶されると共に、乗算回
路６３及びバレルシフタ６４からなる量子化回路６２に
供給される。

【００２０】また、入力端子５９を介して供給される同
期信号はタイミング発生及びテーブル回路６０に供給さ
れる。タイミング発生及びテーブル回路６０は同期信号
が供給されると、量子化回路６２の乗算回路６３にテー
ブルから読み出した量子化係数を供給し、バレルシフタ
６４に交流シフトデータを供給し、加算回路６９に直流
の符号長データを供給し、ゲート回路７２にタイミング
信号を供給する。

【００２１】量子化回路６２の乗算回路６３は入力端子
５５を介して供給されるビデオデータとタイミング発生
及びテーブル回路６０からの量子化係数を乗算し、その
乗算出力をバレルシフタ６４に供給する。バレルシフタ
６４は乗算回路６３からの乗算結果をタイミング発生及
びテーブル回路６０からの交流シフトデータに基いてシ
フトし、シフトしたデータを可変長符号化回路６５に供
給する。

【００２２】可変長符号化回路６５はカテゴリ変換を行
うカテゴリ変換回路６６と、符号長を変換する符号長変
換回路６８と、カテゴリ変換回路６６からの出力に基い
て可変長符号を出力するテーブル６７で構成される。

【００２３】ここでカテゴリ変換について図１４を参照
して説明する。図１４において、左側にカテゴリ、右側
に実量子化係数を示す。即ち、この図１４に示すよう
に、カテゴリ変換回路６６は量子化回路はテーブル６７
の内容を示し、カテゴリ変換回路６６は内部に持つテー
ブルによって量子化回路６２からの量子化データをカテ
ゴリデータに変換する。実量子化係数とは量子化回路６
２から供給される量子化データを示し、この図１４に示
すように、実量子化係数の値に基いてカテゴリデータ出
力する。

【００２４】このカテゴリ変換回路６６の出力データ、
即ち、カテゴリデータはテーブル６７及び符号長変換回
路６８に夫々供給される。テーブル６７からはカテゴリ
変換回路６６からのカテゴリデータに応じた可変長符号
データが出力される。符号長変換回路６８においては、
カテゴリ変換回路６８からのカテゴリデータとテーブル
６７からの可変長符号に基いて可変長符号の符号長を求
め、求めた符号長データを加算回路６９に供給する。

【００２５】ここで、図１２及び図１３を参照して可変
長符号の符号長の算出方法について説明する。

【００２６】図１２ＡはＥＯＢを採用しないＤＣＴブロ
ックのビデオデータの符号長の算出方法を示し、実線の
矢印のすぐ下に示す数値は、交流成分から直流成分まで
のデータであり、更に、その下に示す数値は符号長であ
る。

【００２７】夫々ペアにしている数値は現在値と、前の
値であり、この値に基いて可変長符号と符号長を求め
る。可変長符号と符号長は図１４に示すようなテーブル
で求められる。この図１２Ａに示す方法では“０”とい
う値もデータと見なされるので、符号長は長くなる。

【００２８】図１２ＢはＥＯＢを採用したＤＣＴブロッ
クのビデオデータの符号長の算出方法を示し、この図１
２Ｂに示すように、“０”が連続した後に“０”以外の
データがあった場合、これをＥＯＢと見なされるので、
“０”はデータと見なされない。従って、この方法では
符号長が短くなる。何れにしても、図１２Ａに示す方法
と図１２Ｂに示す方法の何れかの方法を用いて符号長を
求める。

【００２９】このようにして符号長変換回路６８で求め
られた等長化単位の符号長データは加算回路６９に供給
され、この加算回路６９においてタイミング発生及びテ
ーブル回路６０からの等長化単位の直流の係数の符号長
データと加算される。この加算出力はコンパレータ７０
に供給され、コンパレータ７０において目標値発生回路
７１からの目標値（ビットレート）と比較される。この
コンパレータ７０は加算回路６９からの加算出力が目標
値より大きければ“１”、小さければ“０”となる比較
結果を出力する。

【００３０】この比較結果はゲート回路７２に供給され
る。ゲート回路７２にはタイミング発生及びテーブル回
路６０からのタイミング信号が供給される。ゲート回路
７２はタイミング発生及びテーブル回路６０からのタイ
ミング信号及びコンパレータ７０からの比較結果に基い
て量子化係数を出力する。この量子化係数はセレクタ５
７に供給される。セレクタ５７においては、ＦＩＦＯ５
６から読み出されたビデオデータを出力端子５８を介し
て図５に示したエンコーダ５に供給する。

【００３１】ここで、図７に示した量子化回路４の量子
化レベル算出系、即ち、バイナリサーチ回路３８〜４４
による量子化レベルの算出方法について説明する。

【００３２】この量子化レベルの算出方法は一般にバイ
ナリサーチ法等と呼ばれている方法である。例えば量子
化レベルが７ビットで、最上位ビットを決める場合は、
量子化レベルを最大“１２７”〜最小“０”の中間“６
３”のレベルとし、このレベル“６３”で仮の量子化を
行い、このときの等長化単位（６４０クロック分）の符
号長の総和が目標のビットレートより大きければ最上位
ビットは“１”、小さければ“０”とする。

【００３３】次の６ビット目は最上位ビットが“１”な
ら量子化レベル“１２７”〜“６３”の中間“９５”の
レベルで仮の量子化を行い、“０”なら量子化レベル
“６３”〜“０”の中間“３１”のレベルで量子化を行
う。そして等長化単位（６４０クロック分）の符号長の
総和が目標のビットレートより大きければ６ビット目は
“１”、小さければ“０”とする。以下同様にして最下
位ビットまでを確定する。

【００３４】このようにして例えば量子化レベルが７ビ
ットの場合には図７に示したように、バイナリサーチ回
路３８〜４４を合計７個設け、順次、ビデオデータを入
力するようにすれば全量子化レベルを確定することがで
きる。

【００３５】このバイナリサーチ回路３８〜４４で確定
した量子化レベルは上述したようにバックサーチ回路４
６において例えばダビング時の歪等に基いて補正された
後に量子化回路４７に供給され、実際にＤＣＴ係数の量
子化レベルとして使用される。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、図８に示したような構成のバイナリサーチ回路を
図７に示したように量子化レベルのビット数と同じだけ
設けると回路構成が非常に大きくなり、特に、図８に示
した量子化回路６２の乗算回路６３を量子化レベルのビ
ット数と同じだけ設けることは、純粋なロジック回路で
は乗算回路は非常に大きな実装面積を占めるという不都
合があった。

【００３７】また、図８に示した可変長符号回路６５の
符号長変換回路６８においては、ＥＯＢを用いる方法と
用いない方法の何れかの方法で符号長を得るようにして
いるだけなので、効率的な符号化変換のための符号量予
測を行うことができないという不都合があった。

【００３８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、回路構成を簡略化し、回路規模をできるだけ小さく
することができると共に、効率的な符号化変換のための
符号量予測を行うことのできる量子化レベル算出方法及
び装置を提案しようとするものである。

【００３９】

【課題を解決するための手段】本発明量子化レベルの算
出方法は、ｎビットの量子化レベルの値に夫々対応して
量子化係数を設定すると共に、設定する際に量子化係数
に量子化レベルに対応して周期性を持たせ、等長化単位
のディジタルデータをｎビットの量子化レベルが示す最
も最適な量子化係数で量子化するために、ディジタルデ
ータに対して所定の量子化レベルで仮の量子化を行い、
その量子化データのビットレートに応じてｎビットの量
子化レベルのｎビット目を決定し、ｎビットの量子化レ
ベルの（ｎ−ｍ）ビットの値を決定するときに、その
（ｎ−ｍ）ビットよりも上位の｛ｎ−（ｍ−１）｝〜ｎ
ビットの値に基いた所定の量子化レベルで量子化を行
い、得られた量子化データのビットレートを目標とする
ビットレートと比較し、その比較結果に基いて（ｎ−
ｍ）ビットの値を決定し、最終的にｎビットの量子化レ
ベルを得るようにしたものである。

【００４０】更に上述において本発明量子化レベル算出
方法は、（ｎ−ｍ）ビットよりも上位の｛ｎ−（ｍ−
１）｝ビット〜ｎビットの値に基いて使用される所定の
複数の量子化レベルによって選択される量子化係数を同
一となるようにしたものである。

【００４１】更に上述において本発明量子化レベル算出
方法は、（ｎ−ｍ）ビットの値を決定するときには、等
長化単位のディジタルデータをシフトし、このシフトし
て得られた値と、等長化単位のディジタルデータを加算
して量子化データを得るようにしたものである。

【００４２】更に上述において本発明量子化レベル算出
方法は、（ｎ−ｍ）ビットの値を決定するときには、等
長化単位のディジタルデータをシフトして量子化データ
を得るようにしたものである。

【００４３】また本発明量子化レベル算出装置は、等長
化単位の入力ディジタルデータと量子化係数を乗算し、
シフトして等長化単位の入力ディジタルデータを量子化
する量子化手段６２と、この量子化手段６２からの量子
化データの符号長を変換する符号長変換手段６５と、こ
の符号長変換手段６５の出力データと目標値とを比較す
る比較手段６９、７０、７１と、この比較手段６９、７
０、７１の比較結果に基いて量子化レベルのビットを決
定する制御手段５７、９０、７２とからなる量子化レベ
ル算出手段を量子化レベルのビット数に対応して複数設
け、複数の量子化レベル算出手段を用いて量子化レベル
の全ビットを算出して量子化レベルを得るようにした量
子化レベル算出装置において、複数の量子化レベル算出
手段の内任意の数の量子化レベル算出装置の量子化手段
６２においては、等長化単位の入力ディジタルデータに
所定の量子化係数を乗算しシフトして量子化データを得
るようにし、残りの量子化レベル算出装置の量子化手段
８０或いは８２においては等長化単位の入力ディジタル
データをシフトしたものと、この入力ディジタルデータ
を加算して量子化データを得るか、或いは入力ディジタ
ルデータに対してシフトのみ行って量子化データを得る
ようにしたものである。

【００４４】また本発明量子化レベル算出装置は、等長
化単位の入力ディジタルデータを量子化する量子化手段
６２、８０または８２と、この量子化手段６２、８０ま
たは８２からの量子化データの符号長を変換する符号長
変換手段６５と、この符号長変換手段６５からの出力と
目標値とを比較する比較手段６９、７０、７１と、この
比較手段６９、７０、７１の比較結果に基いて量子化レ
ベルのビットを決定する制御手段５７、９０、７２とを
有する量子化レベル算出装置において、符号長変換手段
６５に等長過単位でブロック毎にブロックの終わりを示
す符号を検出し、この符号を付加するか否かを判断する
機能を持たせたものである。

【００４５】更に上述において本発明量子化レベル算出
装置は、符号長変換手段６５を、量子化手段６２、８０
または８２からの量子化データのカテゴリを変換するカ
テゴリ変換手段６６と、このカテゴリ変換手段６６の出
力に基いて可変長符号を出力する可変長符号出力手段６
７と、カテゴリ変換手段６６からの出力のブロックの終
わりを示すブロック終了符号を検出するブロック終了符
号検出手段９２と、このブロック終了符号検出手段９２
からの検出出力に基いてブロック終了符号を出力するブ
ロック終了符号出力手段９３と、このブロック終了符号
出力手段９３からのブロック終了符号の値を変換するブ
ロック終了符号値変換手段９４と、カテゴリ変換手段６
６からの出力及び可変長符号出力手段６７からの可変長
符号を加算する第１の加算手段９６と、この第１の加算
手段９６の出力と比較手段９５の出力を加算する第２の
加算手段９８と、ブロック終了符号値変換手段９４から
の出力及び第２の加算手段９８からの出力を比較する比
較手段９５とで構成したものである。

【００４６】

【作用】上述せる本発明の方法によれば、ｎビットの量
子化レベルの値に夫々対応して量子化係数を設定すると
共に、設定する際に量子化係数に量子化レベルに対応し
て周期性を持たせ、等長化単位のディジタルデータをｎ
ビットの量子化レベルが示す最も最適な量子化係数で量
子化するために、ディジタルデータに対して所定の量子
化レベルで仮の量子化を行い、その量子化データのビッ
トレートに応じてｎビットの量子化レベルのｎビット目
を決定し、ｎビットの量子化レベルの（ｎ−ｍ）ビット
の値を決定するときに、その（ｎ−ｍ）ビットよりも上
位の｛ｎ−（ｍ−１）｝〜ｎビットの値に基いた所定の
量子化レベルで量子化を行い、得られた量子化データの
ビットレートを目標とするビットレートと比較し、その
比較結果に基いて（ｎ−ｍ）ビットの値を決定し、最終
的にｎビットの量子化レベルを得る。

【００４７】更に上述において本発明の方法によれば、
（ｎ−ｍ）ビットよりも上位の｛ｎ−（ｍ−１）｝ビッ
ト〜ｎビットの値に基いて使用される所定の複数の量子
化レベルによって選択される量子化係数を同一となるよ
うにする。

【００４８】更に上述において本発明の方法によれば、
（ｎ−ｍ）ビットの値を決定するときには、等長化単位
のディジタルデータをシフトし、このシフトして得られ
た値と、等長化単位のディジタルデータを加算して量子
化データを得る。

【００４９】更に上述において本発明の方法によれば、
（ｎ−ｍ）ビットの値を決定するときには、等長化単位
のディジタルデータをシフトして量子化データを得る。

【００５０】また本発明の構成によれば、複数の量子化
レベル算出手段の内任意の数の量子化レベル算出装置の
量子化手段６２においては、等長化単位の入力ディジタ
ルデータに所定の量子化係数を乗算しシフトして量子化
データを得るようにし、残りの量子化レベル算出装置の
量子化手段８０或いは８２においては等長化単位の入力
ディジタルデータをシフトしたものと、この入力ディジ
タルデータを加算して量子化データを得るか、或いは入
力ディジタルデータに対してシフトのみ行って量子化デ
ータを得る。

【００５１】また本発明の構成によれば、符号長変換手
段６５において等長化単位でブロック毎にブロックの終
わりを示す符号を検出し、この符号を付加するか否かを
判断するようにする。

【００５２】更に上述において本発明の構成によれば、
量子化手段６２、８０または８２からの量子化データの
カテゴリをカテゴリ変換手段６６で変換し、このカテゴ
リ変換手段６６の出力に基いて可変長符号出力手段６７
で可変長符号を出力し、カテゴリ変換手段６６からの出
力のブロックの終わりを示すブロック終了符号をブロッ
ク終了符号検出手段９２で検出し、このブロック終了符
号検出手段９２からの検出出力に基いてブロック終了符
号をブロック終了符号出力手段９３で出力し、このブロ
ック終了符号出力手段９３からのブロック終了符号の値
をブロック終了符号値変換手段９４で変換し、カテゴリ
変換手段６６からの出力及び可変長符号出力手段６７か
らの可変長符号を第１の加算手段９６で加算し、この第
１の加算手段９６の出力と比較手段９５の出力を第２の
加算手段９８で加算し、ブロック終了符号値変換手段９
２からの出力及び第２の加算手段９８からの出力を比較
手段９５で比較する。

【００５３】

【実施例】以下に、図１を参照して本発明量子化レベル
算出方法及び装置の一実施例について詳細に説明する。

【００５４】この図１において、図８と対応する部分に
は同一符号を付し、その詳細説明を省略する。

【００５５】図において、８０は量子化回路で、本例に
おいてはこの量子化回路８０を図に示すようにバレルシ
フタ６４及び加算回路８１で構成する。また、９０はタ
イミング発生回路で、図８に示したタイミング発生及び
テーブル回路６０とは異なり、量子化係数を出力するた
めのテーブルを用いないようにする。

【００５６】ここで、図８に示した量子化回路６２の構
成要素が乗算回路６３及びバレルシフタ６４であったの
に対し、本例において量子化回路６２の構成をバレルシ
フタ６４と加算回路８１とできたことの理由について図
３を参照して説明する。

【００５７】図３に量子化レベルがｎビットの場合、ｎ
ビット目〜１ビット目までの量子化レベルを示す。この
図３から分かるように、ｎが７だった場合、図３におけ
るｎビット目（７ビット目）では、上述したように量子
化レベルが“６３”と１つであるが、６ビット目（ｎ−
１ビット目）以降は量子化レベルが前の値、即ち、７ビ
ット目の値に応じて２つ選択されるようになっている。

【００５８】つまり、全ビット数を７ビットとした場
合、最上位ビットが“１”または“０”に確定すると、
次の６ビット目は７ビット目の値に応じた量子化レベル
で量子化し、その量子化データと上述した目標値とを比
較した結果に基いて決定し、次の５ビット目は７及び６
ビット目の値に応じた量子化レベルで量子化し、その量
子化データと上述した目標値とを比較した結果に基いて
決定し、・・・・以下同様に当該ビットの前の全ビット
の値い基いた量子化レベルで量子化し、その結果を目標
値と比較した結果に基いて当該ビットの値を決定する。

【００５９】本例において、量子化レベルは入力された
ＤＣＴ係数を量子化するための量子化係数を選択するた
めのインデックスデータと定義する。つまり、図３に示
した量子化レベルに夫々対応した量子化係数が選択され
ることになる。

【００６０】そして本例においては、例えば１６の量子
化係数を用意し、量子化レベルに対応して周期性を持た
せるようにする。例えば量子化レベルを７ビットとした
場合、図３おいては、例えば７ビット目は量子化レベル
が１つ、６ビット目は量子化レベルが２つ、５ビット目
は量子化レベルが４つ、４ビット目は量子化レベルが８
つとなっているので、６ビット目から４ビット目の各量
子化レベルに対し、夫々同じ量子化係数が出力されるよ
うにする。例えば６ビット目には量子化レベルが２つあ
るが、この２つの量子化レベルに同じ量子化係数を割り
当てるようにする。

【００６１】このようにすると、例えば図８に示した乗
算回路６３においてはタイミング発生及びテーブル回路
６０からの量子化係数を固定値とすることができるの
で、量子化係数のテーブルを持つ必要がなくなる。

【００６２】更に、乗算回路６３において、固定値であ
る量子化係数をビデオデータ（ＤＣＴ係数データ）に掛
けるということは、乗算回路６３が必要なくなるという
ことになる。例えば“２”に“３”を掛ける場合、
“３”を固定値とすれば、“２”は２進数で“１０”、
掛けた結果は２進数で“１１０”となる。従ってこれは
“２”（“１０”）をシフトして“１００”とし、これ
に元の“２”（“１０”）を加算すれば乗算結果と同じ
“６”（“１１０”）を得ることができる。

【００６３】つまり、ビデオデータに掛ける値が２のべ
き乗以外の場合においては、掛ける値を固定とすれば単
にビデオデータをシフトし、シフトしたビデオデータと
シフトする前のビデオデータを加算すれば良い。

【００６４】従って、上述したように、あるビットにお
ける複数の量子化レベルに対して同じ量子化係数を与え
るように、つまり、固定値にしておけば、図１に示すよ
うに、バレルシフタ６４及び加算回路８１で量子化回路
８０を構成することができる。

【００６５】即ち、この例においては、図７に示したバ
イナリサーチ回路３８〜４４の内、少なくともバイナリ
サーチ回路３８〜４１の量子化回路の構成を図１に示す
ような乗算回路のない簡素な構成とできる。

【００６６】このように、本例においては、量子化レベ
ルのあるビットに対応する複数の量子化レベルに対し、
量子化係数に周期性を持たせることによって同一の量子
化係数を与えるようにしたので、量子化レベルが７ビッ
トの場合においては、少なくとも７ビット目から４ビッ
ト目までに対応するバイナリサーチ回路の量子化回路で
乗算回路と量子化係数を出力するためのテーブルが不要
となり、これによって回路規模を大幅に小さくできると
共に、回路の実装面積を小さくでき、設計効率が大幅に
向上させることができ、しかも演算速度を向上させるこ
とができる。

【００６７】尚、上述の例において、乗数を固定にし、
シフト量を変えることによって割る数を変えることもで
きる。例を示すと、例えば“２”に“５”を掛ける場
合、“５”を固定値とすれば、“２”は２進数で“１
０”、掛けた結果は２進数で“１０１０”となる。従っ
てこれは“２”（“１０”）を２ビット分シフトして
“１０００”とし、これに元の“２”（“１０”）を加
算すれば乗算結果と同じ“１０”（“１０１０”）を得
ることができる。

【００６８】図２は本例量子化レベル算出装置の他の例
を示す構成図であり、以下、図２を参照して本例量子化
レベル算出装置の他の例について説明する。

【００６９】この図２において、図１と対応する部分に
は同一符号を付し、その詳細説明を省略する。

【００７０】図において、８２は量子化回路で、この図
に示すように、この例においては、図１に示した加算回
路８１を不要とした構成としている。つまりこの例にお
いては、量子化レベルが２のべき乗になる場合の構成を
示している。量子化レベルが２のべき乗の場合には、バ
レルシフタ６４でのシフト量を変えるだけでよいので、
図１に示した加算回路８１は必要なくなる。

【００７１】例えば“２”に“４”を掛ける場合、
“４”を固定値とした場合、“２”は２進数で“１
０”、掛けた結果は２進数で“１００”となる。従って
これは“２”（“１０”）をシフトして“１０００”と
するだけで、乗算結果と同じ“８”（“１０００”）を
得ることができる。

【００７２】このように、この例においては、量子化レ
ベルが２のべき乗の場合に、量子化回路８２の構成をバ
レルシフタ６４のみとしたので、図１に示した回路構成
よりも更に簡単となり、これによって更に回路の実装面
積を小さくでき、設計効率が大幅に向上させることがで
き、しかも演算速度を大幅に向上させることができる。

【００７３】尚、上述の例において、乗数を固定にし、
シフト量を変えることによって割る数を変えることもで
きる。例を示すと、例えば“２”に“８”を掛ける場
合、“８”を固定値とすれば、“２”は２進数で“１
０”、掛けた結果は２進数で“１００００”となる。従
ってこれは“２”（“１０”）を３ビット分シフトして
“１００００”とするだけで乗算結果と同じ“１６”
（“１００００”）を得ることができる。

【００７４】次に、図４を参照して図１に示した符号長
変換回路６８の内部構成について説明する。本例におい
ては、この符号長変換回路６８において、ＥＯＢを検出
した時点で符号長を比較し、効率的な方の符号長を出力
するようにする。

【００７５】図１２及び図１３を参照して説明したよう
に符号量予測においては、ＥＯＢを用いる方法と用いな
い方法がある。本例においては、ディジタルデータの符
号量予測や量子化を行う際、等長化単位でＤＣＴブロッ
ク毎にＥＯＢを検出してＥＯＢを付加するか否かを検出
し、効率的な符号化変換を行うようにする。

【００７６】図４において、９１は図１に示したカテゴ
リ変換回路６６からのカテゴリデータが供給される入力
端子で、この入力端子９１を介してカテゴリ変換回路６
６からのカテゴリデータが加算回路９６及びＥＯＢ検出
回路９２に夫々供給される。

【００７７】ＥＯＢ検出回路９２はカテゴリ変換回路６
６からのカテゴリデータからＥＯＢを検出し、検出結果
をテーブル９３に供給する。テーブル９３はＥＯＢ検出
回路９２からの検出結果に基いた値を値変換回路９４に
供給する。値変換回路９４はＥＯＢを示すデータが供給
されるまでは、例えば値“１ＦＦ”のデータをコンパレ
ータ９５に供給し続ける。

【００７８】一方、加算回路９６には図１に示したテー
ブル６７からの符号長データが供給され、この符号長デ
ータが図１に示したカテゴリ変換回路６６からのカテゴ
リデータと加算され、その加算結果が加算回路（累算回
路）９８に供給され、コンパレータ９５の出力と加算さ
れ、これによって符号長が累算される。この加算回路９
８の出力はコンパレータ９５に供給される。コンパレー
タ９５は値変換回路９４からの値と加算回路９８からの
値を比較し、その値の小さい方を出力端子９９を介して
図１に示した加算回路６９に供給すると共に、加算回路
９８にフィードバックする。

【００７９】つまり、この回路においては、ＥＯＢが検
出されるまでは加算回路９８からの加算出力、即ち、カ
テゴリ変換回路６６からのカテゴリデータとテーブル６
７からの符号長データの累算値を符号長データとして出
力するようにし、ＥＯＢが検出された場合は、値変換回
路９４からの符号長データと、加算回路９８からの符号
長データを比較し、小さい方を出力するようにしてい
る。そしてこの後、ブロックの終わりまで符号長の計算
を行う。従って、この例においては、ＥＯＢを用いる方
法と用いない方法の両方を用いると共に、これら両方の
方法によって得られた符号長を比較し、その結果短いも
のを常に選択するようにしているので、効率的な符号化
変換のための符号量を予測を行うことができる。

【００８０】このように、本例においては、ＥＯＢを用
いる方法と用いない方法の両方を用いると共に、これら
両方の方法によって得られた符号長を比較し、その結果
短いものを常に選択するようにしているので、効率的な
符号化変換のための符号量を予測を行うことができる。

【００８１】尚、上述の実施例は本発明の一例であり、
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取
り得ることは勿論である。

【００８２】

【発明の効果】上述せる本発明によれば、ｎビットの量
子化レベルの値に夫々対応して量子化係数を設定すると
共に、設定する際に量子化係数に量子化レベルに対応し
て周期性を持たせ、等長化単位のディジタルデータをｎ
ビットの量子化レベルが示す最も最適な量子化係数で量
子化するために、ディジタルデータに対して所定の量子
化レベルで仮の量子化を行い、その量子化データのビッ
トレートに応じてｎビットの量子化レベルのｎビット目
を決定し、ｎビットの量子化レベルの（ｎ−ｍ）ビット
の値を決定するときに、その（ｎ−ｍ）ビットよりも上
位の｛ｎ−（ｍ−１）｝〜ｎビットの値に基いた所定の
量子化レベルで量子化を行い、得られた量子化データの
ビットレートを目標とするビットレートと比較し、その
比較結果に基いて（ｎ−ｍ）ビットの値を決定し、最終
的にｎビットの量子化レベルを得るようにしたので、回
路構成を簡略化し、回路規模をできるだけ小さくするこ
とができる。

【００８３】更に上述において本発明によれば、（ｎ−
ｍ）ビットよりも上位の｛ｎ−（ｍ−１）｝ビット〜ｎ
ビットの値に基いて使用される所定の複数の量子化レベ
ルによって選択される量子化係数を同一となるようにし
たので、上述の効果に加え、量子化係数出力のためのテ
ーブルが不要となり、これによって回路構成を簡単に
し、演算速度を向上させることができる。

【００８４】更に上述において本発明によれば、（ｎ−
ｍ）ビットの値を決定するときには、等長化単位のディ
ジタルデータをシフトし、このシフトして得られた値
と、等長化単位のディジタルデータを加算して量子化デ
ータを得るようにしたので、上述の効果に加え、回路構
成を複雑、且つ、演算速度を遅くさせる乗算回路を使用
しなくても済むようにすることができる。

【００８５】更に上述において本発明によれば、（ｎ−
ｍ）ビットの値を決定するときには、等長化単位のディ
ジタルデータをシフトして量子化データを得るようにし
たので、上述の効果に加え、回路構成を複雑、且つ、演
算速度を遅くさせる乗算回路を使用しなくても済むと共
に、加算回路も使用しなくても済むようにすることがで
き、これによって回路構成を簡単にすることができ、演
算速度を大幅に向上させることができる。

【００８６】また上述せる本発明によれば、複数の量子
化レベル算出手段の内任意の数の量子化レベル算出装置
の量子化手段においては、等長化単位の入力ディジタル
データに所定の量子化係数を乗算しシフトして量子化デ
ータを得るようにし、残りの量子化レベル算出装置の量
子化手段においては等長化単位の入力ディジタルデータ
をシフトしたものと、この入力ディジタルデータを加算
して量子化データを得るか、或いは入力ディジタルデー
タに対してシフトのみ行って量子化データを得るように
したので、上述の効果に加え、更に回路構成を簡略化
し、回路規模をできるだけ小さくすることができる。

【００８７】また上述せる本発明によれば、符号長変換
手段において等長化単位でブロック毎にブロックの終わ
りを示す符号を検出し、この符号を付加するか否かを判
断するようにしたので、効率的な符号化変換のための符
号量予測を行うことができる。

【００８８】更に上述において本発明によれば、量子化
手段からの量子化データのカテゴリをカテゴリ変換手段
で変換し、このカテゴリ変換手段の出力に基いて可変長
符号出力手段で可変長符号を出力し、カテゴリ変換手段
６６からの出力のブロックの終わりを示すブロック終了
符号をブロック終了符号検出手段で検出し、このブロッ
ク終了符号検出手段からの検出出力に基いてブロック終
了符号をブロック終了符号出力手段で出力し、このブロ
ック終了符号出力手段からのブロック終了符号の値をブ
ロック終了符号値変換手段で変換し、カテゴリ変換手段
からの出力及び可変長符号出力手段からの可変長符号を
第１の加算手段で加算し、この第１の加算手段の出力と
比較手段の出力を第２の加算手段で加算し、ブロック終
了符号値変換手段からの出力及び第２の加算手段からの
出力を比較手段で比較するようにしたので、上述の効果
に加え、効率的な符号化変換のための符号量予測を確実
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明量子化レベル算出方法及び装置の一実施
例を示す構成図である。

【図２】本発明量子化レベル算出方法及び装置の他の例
を示す構成図である。

【図３】本発明量子化レベル算出方法及び装置の一実施
例の説明に供する量子化レベルの例を示す説明図であ
る。

【図４】本発明量子化レベル算出方法及び装置の一実施
例の要部を示す構成図である。

【図５】ディジタルＶＴＲの記録系の例を示す構成図で
ある。

【図６】ディジタルＶＴＲの再生系の例を示す構成図で
ある。

【図７】従来の量子化装置の要部を示す構成図である。

【図８】従来の量子化装置の要部を示す量子化レベル算
出装置の構成図である。

【図９】従来の量子化レベル算出装置の説明に供するデ
ータフォーマットを示す説明図である。

【図１０】従来の量子化レベル算出装置の説明に供する
データフォーマットを示す説明図である。

【図１１】従来の量子化レベル算出装置の説明に供する
データフォーマットを示す説明図である。

【図１２】従来の量子化レベル算出装置の説明に供する
ＥＯＢ（エンド・オブ・ブロック）とコード長の関係を
示す説明図である。

【図１３】従来の量子化レベル算出装置の説明に供する
可変長符号テーブルの例を示す説明図である。

【図１４】従来の量子化レベル算出装置の説明に供する
カテゴリ変換用のテーブルを示す説明図である。

【符号の説明】

５６ ＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・アウ
ト） ５７ セレクタ ６２、８０、８２ 量子化回路 ６４ バレルシフタ ６５ 可変長符号変換回路 ６６ カテゴリ変換回路 ６７、９３ テーブル ６８ 符号長変換回路 ６９、８１、９６、９８ 加算回路 ７０ コンパレータ ７１ 目標値発生回路 ７２ ゲート回路 ９０ タイミング発生回路 ９２ ＥＯＢ検出回路 ９３ テーブル ９４ 値変換回路 ９５ コンパレータ

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｎビットの量子化レベルの値に夫々対応
   して量子化係数を設定すると共に、設定する際に量子化
   係数に量子化レベルに対応して周期性を持たせ、 等長化単位のディジタルデータをｎビットの量子化レベ
   ルが示す最も最適な量子化係数で量子化するために、 上記ディジタルデータに対して所定の量子化レベルで仮
   の量子化を行い、その量子化データのビットレートに応
   じてｎビットの量子化レベルのｎビット目を決定し、上
   記ｎビットの量子化レベルの（ｎ−ｍ）ビットの値を決
   定するときに、その（ｎ−ｍ）ビットよりも上位の｛ｎ
   −（ｍ−１）｝〜ｎビットの値に基いた所定の量子化レ
   ベルで量子化を行い、得られた量子化データのビットレ
   ートを目標とするビットレートと比較し、その比較結果
   に基いて上記（ｎ−ｍ）ビットの値を決定し、最終的に
   ｎビットの量子化レベルを得るようにしたことを特徴と
   する量子化レベルの算出方法。
2. 【請求項２】 上記（ｎ−ｍ）ビットよりも上位の｛ｎ
   −（ｍ−１）｝ビット〜ｎビットの値に基いて使用され
   る所定の複数の量子化レベルによって選択される量子化
   係数を同一となるようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の量子化レベルの算出方法。
3. 【請求項３】 上記（ｎ−ｍ）ビットの値を決定すると
   きに、上記量子化係数が２のべき乗でない場合、上記等
   長化単位のディジタルデータをシフトし、このシフトし
   て得られた値と、上記等長化単位のディジタルデータを
   加算して量子化データを得るようにしたことを特徴とす
   る請求項１記載の量子化レベルの算出方法。
4. 【請求項４】 上記（ｎ−ｍ）ビットの値を決定すると
   きに、上記量子化係数が２のべき乗である場合、上記等
   長化単位のディジタルデータをシフトして量子化データ
   を得るようにしたことを特徴とする請求項１記載の量子
   化レベルの算出方法。
5. 【請求項５】 等長化単位の入力ディジタルデータと量
   子化係数を乗算し、シフトして上記等長化単位の入力デ
   ィジタルデータを量子化する量子化手段と、この量子化
   手段からの量子化データの符号長を変換する符号長変換
   手段と、この符号長変換手段の出力データと目標値とを
   比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に基いて
   量子化レベルのビットを決定する制御手段とからなる量
   子化レベル算出手段を量子化レベルのビット数に対応し
   て複数設け、 上記複数の量子化レベル算出手段を用いて量子化レベル
   の全ビットを算出するようにした量子化レベル算出装置
   において、 上記複数の量子化レベル算出手段の内任意の数の量子化
   レベル算出手段の量子化手段においては、上記等長化単
   位の入力ディジタルデータに所定の量子化係数を乗算し
   シフトして量子化データを得るようにし、 残りの量子化レベル算出装置の量子化手段においては上
   記等長化単位の入力ディジタルデータをシフトしたもの
   と、この入力ディジタルデータを加算して量子化データ
   を得るか、或いは入力ディジタルデータに対してシフト
   のみ行って量子化データを得るようにしたことを特徴と
   する量子化レベル算出装置。
6. 【請求項６】 等長化単位の入力ディジタルデータを量
   子化する量子化手段と、 この量子化手段からの量子化データの符号長を変換する
   符号長変換手段と、 この符号長変換手段からの出力と目標値とを比較する比
   較手段と、 この比較手段の比較結果に基いて量子化レベルのビット
   を決定する制御手段とを有する量子化レベル算出装置に
   おいて、 上記符号長変換手段に等長過単位でブロック毎にブロッ
   クの終わりを示す符号を検出し、この符号を付加するか
   否かを判断する機能を持たせたことを特徴とする量子化
   レベル算出装置。
7. 【請求項７】 上記符号長変換手段を、 上記量子化手段からの量子化データのカテゴリを変換す
   るカテゴリ変換手段と、 このカテゴリ変換手段の出力に基いて可変長符号を出力
   する可変長符号出力手段と、 上記カテゴリ変換手段からの出力のブロックの終わりを
   示すブロック終了符号を検出するブロック終了符号検出
   手段と、 このブロック終了符号検出手段からの検出出力に基いて
   ブロック終了符号を出力するブロック終了符号出力手段
   と、 このブロック終了符号出力手段からのブロック終了符号
   の値を変換するブロック終了符号値変換手段と、 上記カテゴリ変換手段からの出力及び上位可変長符号出
   力手段からの可変長符号を加算する第１の加算手段と、 この第１の加算手段の出力と比較手段の出力を加算する
   第２の加算手段と、 上記ブロック終了符号値変換手段からの出力及び上記第
   ２の加算手段からの出力を比較する比較手段とで構成し
   たことを特徴とする請求項６記載の量子化レベル算出装
   置。