JPH05103315A - 動画像圧縮符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】動画像符号化をリアルタイムで行うときの情報
量制御に係り、フレーム相関の低い画面があってもその
フレームにおける情報量発生の急増を抑えることができ
る動画像符号化方式を提供する。 【構成】フレーム単位の発生情報量を計数する手段と、
ブロック単位で発生情報量を予測する手段を持ち、その
両者の結果をもとにブロック単位で量子化パラメータを
決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は動画像データの圧縮符号
化に係り、特に、リアルタイム性を考慮した情報量制御
に有効である。

【０００２】

【従来の技術】動画像圧縮符号化のための一方式として
ＭＣ−ＤＣＴ（動き補償ディスクリート・コサイン変
換）方式があるが、例えば、ＩＳＤＮ上での画像通信用
の規格として標準化されたＣＣＩＴＴの勧告Ｈ.２６１
もこのＭＣ−ＤＣＴ方式を採用している。

【０００３】この規格では、画面を構成する各ブロック
を符号化する際に、前画面との相関が少ないものについ
てはフレーム内符号化を、相関が大きいものについては
フレーム間符号化を行う。この前者のブロックをイント
ラブロック、後者をインターブロックと呼ぶ。

【０００４】ところで、ＭＣ−ＤＣＴ方式は圧縮効率向
上のために可変長符号化を組み合わせているので、画像
の統計的な性質によって符号化後の情報量が変化する。
そこで一般的に、転送データ格納バッファのオーバーフ
ローやアンダーフローを防ぐために、このバッファのデ
ータ占有量に応じて量子化パラメータを変化させるフィ
ードバック型情報量制御が行われる。即ち、バッファの
データ占有量が多くなってきたら、量子化パラメータを
大きくしてＤＣＴ変換係数の量子化を粗くすることで発
生情報量を減少させ、逆に、バッファのデータ占有量が
少なくなってきたら、量子化パラメータを小さくして変
換係数の量子化を細かくすることで発生情報量を増加さ
せる。

【０００５】また、ＭＣ−ＤＣＴ方式は、光ディスク等
のパッケージメディアを対象とした符号化方式としても
適用される。その場合にはランダムアクセス、編集等の
機能を実現するために、動画像をＧＯＦ(グループ・オブ
・フレーム)に分割し、このＧＯＦ単位で取り扱う。ここ
でＧＯＦとは複数フレームの集まりであり、フレーム内
符号化をするイントラフレームを少なくとも一枚は含む
ものである。このＧＯＦのフレーム構成は符号化の途中
で自由に変更することも可能であるが、以下の説明で
は、図３のようにＧＯＦのフレーム数が固定で、また、
先頭フレームがイントラフレーム、残りはインターフレ
ームであるものを想定している。

【０００６】このようにパッケージメディアを対象とし
た場合にも、各ＧＯＦの情報量が一定している方が、Ｇ
ＯＦ同士を入れ替えたり、また、ＧＯＦを削除したりと
いった編集操作に適しているという理由から、画像通信
の場合と同様にフィードバック型の情報量制御が行われ
る。例えば、現フレームを符号化する前に、ＧＯＦ先頭
から前フレームまでに発生した情報量を予め定めた基準
値と比較して、その比較結果によって量子化パラメータ
を決定するといった情報量制御方法がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＧＯＦ内に
シーンチェンジ等のフレーム相関の低い画面があった場
合、そのフレームに於いて発生情報量が急増する。特
に、ＧＯＦの終了近くにこのような画面が来た場合には
情報量制御が追いつかず、このＧＯＦに対する発生情報
量が規定の枠を超えてしまうことがある。しかし、これ
をメディアに記録するためには、シーンチェンジ画面の
一部やそれに続くフレームの画像情報を削って情報量を
一定枠内に抑え込まなくてはならず、著しい画質劣化を
生じる。

【０００８】本発明の目的は、ＧＯＦ内にフレーム相関
の低い画面が現われても極端な画質劣化を招くことな
く、かつ、発生情報量を規定の枠内に抑えることができ
る動画像符号化方式を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明ではＭＣ−ＤＣＴ方式の符号化装置に、ＧＯ
Ｆ先頭から現フレームまでの発生情報量を計数して出力
する発生情報量計数手段と、各ブロックの発生情報量を
予測計算して出力する発生情報量予測手段と、これら二
つの手段の出力から各ブロックを符号化する際の量子化
パラメータを決定する量子化パラメータ制御手段を加え
て設ける。

【００１０】

【作用】発生情報量予測手段は、例えば、各ブロックに
ついてＤＣＴ変換前の分散値、即ち、イントラブロック
については現ブロックの分散値を、また、インターブロ
ックについては動き補償によって得られた参照ブロック
と現ブロックとの差分データの分散値を計算し、これを
予測発生情報量として出力する。（ＤＣＴ変換前の各ブ
ロックの分散値が大きいということは、ＤＣＴ変換後の
高次成分、即ち、交流成分が多いことを示し、結果的に
発生情報量が多いことを示す。）さて、画面を構成する
各ブロックの情報量は次のように理解できる。

【００１１】イントラフレームに於いて発生情報量は絵
柄の細かさを表す。即ち、絵柄の細かいブロックはＤＣ
Ｔ変換係数の高次成分を多く含むので、発生情報量が多
くなり、絵柄の粗いブロックはＤＣＴ変換係数の低次成
分だけからなるので、発生情報量が少ない。

【００１２】インターフレームに於いて、発生情報量の
大きなブロックはフレーム相関の少ないブロックであ
る。例えば、非常に動きが大きいために動き補償するこ
とができないブロックや、シーンチェンジ等によって急
に変化したブロックである。このように空間的、また
は、時間的に変化の激しいブロックは動画像として見た
場合には視覚的な解像度が劣るため、量子化を粗くして
情報量（特に変換係数の高次成分の情報量）を削減して
も画質に大きな影響を与えない。

【００１３】また、インターフレームに於いて、発生情
報量の小さな（分散値の小さな）ブロックはフレーム相
関の大きいブロックである。これらは例えば、ゆっくり
移動している物体や静止している背景などであり、この
ように空間的にも時間的にも安定しているブロックに対
する視覚的な解像度は非常に高い。従って、これら分散
値の小さなブロック各々の発生情報量は少ないとは言
え、それを大切に扱う必要がある。

【００１４】以上のことを考慮して、量子化パラメータ
制御手段では、例えば、以下のように量子化パラメータ
を決定する。ここで、量子化パラメータとは量子化の細
かさを示す指標であり、これが小さい程量子化が細か
く、大きい程量子化が粗くなる。

【００１５】（１）イントラフレームの量子化パラメー
タＱＩは固定とする。

【００１６】（２）インターフレームの量子化パラメー
タＱＢはブロック単位で可変とする。この量子化パラメ
ータＱＢはフレーム単位で更新される量子化パラメータ
ＱＦにブロック毎に予測された発生情報量の効果を加え
たものとする。

【００１７】（３）量子化パラメータＱＦは、ＧＯＦ先
頭から該当フレーム直前までの発生情報量の関数とす
る。

【００１８】以上のように各ブロックの属性に合わせて
量子化パラメータを定めると、情報量制御は次のように
実行される。

【００１９】ＧＯＦ内の各フレームの相関が高い場合に
は、発生情報量予測手段はインターフレーム内のほとん
どのブロックについて発生情報量が小さいと予想する。
従って、量子化パラメータ制御手段がブロック単位に決
定する量子化パラメータＱＢには予測発生情報量は寄与
せず、それはフレーム単位で決定した量子化パラメータ
ＱＦに等しくなる。このフレーム単位の量子化パラメー
タＱＦは発生情報量計数手段から出力されるＧＯＦ先頭
から現フレーム直前までの発生情報量のみに従うので、
ＧＯＦ全体で見た場合の情報量制御は過去の発生情報量
をパラメータとしてフレーム単位でのみ情報量を制御す
る一般のフィードバック型情報量制御方式と同様の動作
となる。また、インターフレームにおいても、多少は発
生する予測発生情報量の大きいブロックについては、そ
の予測発生情報量に応じて他のブロックよりも大きな量
子化パラメータで符号化されるが、それらのブロックは
フレーム相関の低い部分、例えば、動きの非常に早い部
分等であるから多少粗く量子化しても動画像として見る
分にはその画質劣化は検知されない。

【００２０】シーンチェンジ等を含むＧＯＦを通常のフ
ィードバック型情報量制御方式で符号化した場合、フレ
ーム相関の低いフレームで発生情報量が急増するが、情
報量発生の抑制は次のフレームまで待って実行される。
一方、本発明では、発生情報量予測手段がブロック単位
で発生情報量を予測するので、発生情報量が大きいブロ
ックについては、量子化パラメータ制御手段が量子化パ
ラメータを通常の値ＱＦよりも大きな値に設定して量子
化を粗くすることができ、急激な発生情報量の増加を防
ぐことができる。また、シーンチェンジ直後はこのよう
に粗く量子化して多少画質を落しても画質劣化が視覚的
に検知されない。

【００２１】このように、本発明ではＧＯＦ全体をフレ
ーム単位で見た情報発生の傾向をフィードバックし、か
つ、各フレームをブロック単位で見た局部的な情報発生
の傾向もフィードフォワード（＝予測）して量子化パラ
メータを決定するので、急激な画面変化にたいしてもす
ばやく情報量制御を行い、それに後続するフレームの極
端な画質劣化を招くことなく、かつ、発生情報量を規定
の枠内に抑えるような動画像符号化方式を実現すること
ができる。また、発生情報量の予測をブロックという小
さい単位で行うので、リアルタイム符号化も同時に実現
することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２３】以下の実施例において、画像データの符号
化方式は、時間方向のフレーム相関を利用したＭＣ−Ｄ
ＣＴ（動き補償ディスクリート・コサイン変換）方式を
基本としたものである。さらに光ディスク等のパッケー
ジメディアを対象として、ランダムアクセスや編集等の
機能を実現するためにＧＯＦ（グループ・オブ・フレー
ム）構造を持っている。このＧＯＦは、例えば、図３に
示すように、１０フレームからなり、フレーム内符号化
を行うイントラフレームを先頭に、それに続く複数のイ
ンターフレームからなる。

【００２４】図１は本発明を適用した動画像符号化装置
の第一の実施例のブロック図である。図１において、１
はスキャン変換回路、２はフレームメモリ、３１は動き
ベクトル検出回路、３２は動き補償回路、３３はブロッ
ク分類回路、３４は発生情報量予測回路、４１は減算
器、４２は加算器、５１，５２は切り替え回路、６１は
ＤＣＴ変換器、６２は逆ＤＣＴ変換器、７１は量子化
器、７２は逆量子化器、７３は量子化パラメータ制御回
路、８は可変長符号化器、９１はバッファメモリ、９２
は情報量計数回路である。

【００２５】まず、スキャン変換回路１は通常のラスタ
・スキャンで入力された画像データをブロック単位に並
び替えて出力する。動きベクトル検出回路３１はスキャ
ン変換回路１から入力される現フレームの各ブロックに
ついて、フレームメモリ２に格納されている前フレーム
の再生画像に対する動きを検出し、動きベクトル（水
平、垂直の移動量のセット）を出力する。動き補償回路
３２は動きベクトル検出回路３１から入力される動きベ
クトルに従って、フレームメモリ２から取り込んだ前フ
レームの再生画像を移動して、動き補償ブロックとして
出力する。

【００２６】ブロック分類回路３３は現ブロック自身の
データの分散（以下、ＶＡＲＯＲと呼ぶ）と現ブロック
と動き補償ブロックとの差分データの分散（以下、ＶＡ
Ｒと呼ぶ）とを比較して、ブロック識別信号を出力す
る。分散値はデータ分布の広がりを示すので、これらを
比較することで情報発生量の大小を予測することができ
る。基本的には、ＶＡＲＯＲがＶＡＲよりも大きいとき
にはフレーム間符号化を行うインターブロックを、ＶＡ
ＲＯＲがＶＡＲよりも小さいときにはフレーム内符号化
を行うイントラブロックを指示するように、図４に示す
ような判定基準を採用する。

【００２７】発生情報量予測回路３４は入力される各ブ
ロックのアクティビティを計算し出力する。ここで、ア
クティビティＡとは式（１）で表わされる量である。但
し、Ｎはブロック内のデータ数、ｘはデータ値とする。

【００２８】

【数１】

【００２９】このアクティビティは、符号化した後の発
生情報量にほぼ比例する。即ち、アクティビティの小さ
いブロックは符号化後の発生情報量が少ないと予想さ
れ、逆に、アクティビティの大きいブロックは符号化後
の発生情報量が多いと予想される。

【００３０】切り替え回路５１は、ブロック分類回路３
３の出力するブロック識別信号に従い、それがインター
ブロックを示すときには減算器４１の出力、即ち、現ブ
ロックと動き補償ブロックとの差分データを選択し、ま
た、それがイントラブロックを示すときにはスキャン変
換回路１の出力、即ち、現ブロックのデータそのものを
選択して出力する。この出力をＤＣＴ変換器６１、量子
化器７１、可変長符号化器８で圧縮符号化して、バッフ
ァメモリ９に格納する。バッファメモリ９に格納された
符号化データは記録メディアに適宜転送される。

【００３１】また、量子化器７１の出力は逆量子化器７
２にも入力され、逆ＤＣＴ変換器６２、加算器４２を通
って再生画像（ローカルデコード画像）となってフレー
ムメモリ２に格納され、次フレームを動き補償して符号
化する際の参照画面となる。尚、切り替え器５２は、ブ
ロック識別信号がインターブロックを示すときには逆Ｄ
ＣＴ変換器６２の出力に動き補償ブロックを加算し、イ
ントラブロックであれば何も加算しないように制御する
ためのものである。

【００３２】情報量制御を実現するのは、発生情報量予
測回路３４と情報量計数回路９２と量子化パラメータ制
御回路７３である。

【００３３】情報量計数回路９２は各ＧＯＦの先頭でク
リアされ、符号化されたデータがバッファメモリに書き
込まれる度にそれをカウントしていく。従って、情報量
計数回路９２には常にＧＯＦの先頭からの発生情報量が
計数される。

【００３４】量子化パラメータ制御回路７３へは、情報
量計数回路９２からＧＯＦ先頭から現フレームまでの発
生情報量が、また発生情報量予測回路３４からは現ブロ
ックのアクティビティが、また外部からはイントラフレ
ームかインターフレームかを示すフレーム識別信号が入
力される。量子化パラメータ制御回路７３はこれら３つ
の情報をもとに量子化パラメータを決定する。パラメー
タの決定方法は以下の通りである。

【００３５】ｎをＧＯＦ内のフレーム番号（０〜９），
ＩnをＧＯＦ先頭からフレームｎまでの発生情報量、Ｎ
Ｉをイントラフレームへの割当て情報量、ＮＰをインタ
ーフレームへの割当て情報量として、フレーム単位で更
新される量子化パラメータＱＦは

【００３６】

【数２】

【００３７】に従うものとする。但し、係数Ｂは定数で
ある。

【００３８】また、ブロック単位で再設定される量子化
パラメータＱＢは

【００３９】

【数３】

【００４０】に従うものとする。但し、係数Ｃはアクテ
ィビティＡの関数であり、図６に示す特性を持つ。

【００４１】この量子化パラメータＱＢが実際に各ブロ
ックを符号化する際に用いられるパラメータであり、こ
れが大きいほど量子化は粗く、小さいほど量子化は細か
くなる。

【００４２】以下、量子化パラメータの具体的な制御動
作（図５参照）を説明する。

【００４３】始めに、ＧＯＦ内の各フレーム間の相関が
非常に強い場合について、情報量制御の具体的な動作を
説明する。

【００４４】まず、ＧＯＦの先頭で情報量計数回路９２
をクリアしＩ＝０とし、また、量子化パラメータＱＦを
初期化する。

【００４５】そして、最初のフレーム、即ちイントラフ
レームをフレーム内符号化する。この時、各ブロックの
量子化パラメータＱＢは、式（３）に示すようにフレー
ム内で固定値とするので、画面のどの部分においても符
号化による劣化はある限度内に抑えられる。

【００４６】イントラフレームの符号化が終了すると、
情報量計数回路９２は計数した発生情報量Ｉを出力す
る。これによって、実際の発生情報量Ｉとイントラフレ
ーム割当て情報量ＮＩとのずれが定まり、量子化パラメ
ータＱＦは再設定される。即ち、イントラフレームの発
生情報量が大きいときにはＱＦをＱＩよりも大きくし量
子化を粗くして、それに続くインターフレームの発生情
報量を抑える。逆に、イントラフレームの発生情報量が
小さいときにはＱＦをＱＩよりも小さくし量子化を細か
くし、インターフレームの画質を向上させるよう量子化
パラメータが設定される。

【００４７】次に、インターフレーム一枚目の符号化を
行うが、このＧＯＦは非常にフレーム相関が高いと仮定
したので、フレーム間符号化を行うインターブロックが
大多数を占める。そして、これらのブロックのアクティ
ビティは小さいので、量子化パラメータＱＢを決定する
式（３）の係数Ｃは図６の特性からゼロとなる。つま
り、インターフレームにおいても、このようにフレーム
相関が高い場合にはブロック毎の量子化パラメータＱＢ
は殆んどフレーム単位の量子化パラメータＱＦに一致す
る。

【００４８】一方、フレーム相関が低くアクティビティ
の大きなブロックも多少発生するが、それらのブロック
は、そのアクティビティに応じて量子化パラメータＱＦ
よりも係数Ｃだけ大きな値で量子化される。ここで、こ
れらのブロックは画面内で急速に動いている物体とか、
時間的な変化の大きい背景部分、例えば、点灯した瞬間
のランプ及びその周辺といったものに対応し、このよう
な性質を持つ画像ブロックは動画像として見た場合に
は、画質劣化が検知されにくいという特徴を持っている
ので、多少量子化を粗くして符号化を行っても特に問題
はない。

【００４９】インターフレーム一枚目の符号化が終了す
ると、情報量計算器９２は前フレームの発生情報量に、
このフレームの発生情報量を加えた発生情報量Ｉを出力
する。これによって、イントラフレームとインターフレ
ーム一枚目への割当て情報量ＮＩ＋ＮＰに対する実際の
発生情報量Ｉのずれが定まり、インターフレーム二枚目
の符号化に向けて量子化パラメータＱＦは再設定され
る。

【００５０】以下このような手順を繰返して、発生情報
量を量子化パラメータにフィードバックしながら情報量
制御を行い、動画像の符号化を進めていく。

【００５１】このように、ＧＯＦ内のフレーム間の相関
が非常に強い場合、殆んどのブロックの量子化パラメー
タは符号化データの発生情報量のみから決定され、通常
のフィードバック型の情報量制御方式と同様の動作とな
る。

【００５２】次に、ＧＯＦ内にシーンチェンジがあった
場合の情報量制御を説明する。

【００５３】この場合も、符号化処理自体は上述したＧ
ＯＦ内の各フレーム間の相関が強い場合と何も変わらな
い。ただ、画面の不連続性によって、シーンチェンジ直
後にアクティビティの大きいブロックが多量に発生す
る。しかし、これらのブロックの量子化パラメータＱＢ
はそのアクティビティに応じて、フレームの先頭で更新
された量子化パラメータＱＦよりも係数Ｃだけ大きな値
に再設定される。この結果、シーンチェンジ画面は全体
に粗く量子化され、このフレームでの情報量の急激な増
加を防ぐことができる。また、画質はそれ以前のフレー
ムに比べて劣化するが、突然、提示された画面を人間が
正しく認識するためにはある程度の時間を要することか
ら、シーンチェンジ直後の画面はある程度劣化していて
も動画像として見た場合には特に問題ない。

【００５４】このように、本実施例によればＧＯＦ内の
インターフレームにおいて、フレーム相関の低いブロッ
クをフレーム相関の高いブロックよりも粗く量子化する
ことで、シーンチェンジ等による情報量の急増を抑えこ
とができ、その結果、シーンチェンジの後に続くフレー
ムの情報欠落を防いで、極端な画質劣化を避けることが
できる。

【００５５】また、通常の情報量制御において、シーン
チェンジを検出しそれに対処するためには、予め１ＧＯ
Ｆ、もしくは、少なくとも一画面の情報量を予測する必
要があるが、本発明では、フィードバック型の情報量制
御に一ブロック分のフィードフォワード制御を加えるだ
けであり、リアルタイムの符号化に適している。

【００５６】尚、上記の量子化パラメータの決定式はあ
くまでも一つの例であり、他に様々な可能性がある。

【００５７】例えば、 （１）量子化パラメータＱＦを決定する式において係数
Ｂを実際に発生した情報量と予め定めた発生情報量との
差の関数とする。

【００５８】（２）量子化パラメータＱＩを、過去のＧ
ＯＦのイントラフレームの発生情報量の関数とする。

【００５９】といった変形も考えられる。

【００６０】さらに、本実施例ではパッケージメディア
を対象としたＧＯＦ構造を持つＭＣ−ＤＣＴ方式に発明
を適用したが、ＴＶ会議等の通信を対象としたＧＯＦ構
造を持たないＭＣ−ＤＣＴ方式に本発明を適用すること
もできる。通信を対象とした画像符号化システムでは符
号化結果を、一旦、バッファメモリにため込み、そこか
ら通信路へ符号化データを一定速で送り出す。そして一
般に、この場合の情報量制御はバッファメモリのデータ
占有量を制御パラメータとして、このバッファメモリが
オーバーフローまたはアンダーフローを起こさないよう
に実行される。従って、本発明を通信を対象としたシス
テムに適用する際には、フレーム単位の量子化パラメー
タを決定する式（２）の代りに、

【００６１】

【数５】

【００６２】を用いても良い。但し、Ｏはバッファメモ
リのデータ占有量である。

【００６３】図２は本発明を適用した動画像符号化装置
の第二の実施例の構成を示す全体ブロック図である。図
２において、１はスキャン変換回路、２はフレームメモ
リ、３１は動きベクトル検出回路、３２は動き補償回
路、３５はブロック分類回路、４１は減算器、４２は加
算器、５１，５２は切り替え回路、６１はＤＣＴ変換
器、６２は逆ＤＣＴ変換器、７１は量子化器、７２は逆
量子化器、７３は量子化パラメータ制御回路、８は可変
長符号化回路、９１はバッファメモリ、９２は情報量計
数回路である。これらのうち、ブロック分類回路３３、
情報量計数回路９２と量子化パラメータ制御回路７３に
よって実現される情報量制御部以外の動作は第一の実施
例と全く同様なので、この情報量制御部についてのみ以
下で説明する。

【００６４】情報量計数回路９２は、第一の実施例と全
く同じものであり、ＧＯＦの先頭でクリアされ、符号化
されたデータがバッファメモリに書き込まれる度にそれ
をカウントしていく。従って、情報量計数回路９２に
は、常に、ＧＯＦの先頭からの発生情報量が計数され
る。

【００６５】ブロック分類回路３５は、第一の実施例同
様に、現ブロック自身のデータの分散（ＶＡＲＯＲ）と
現ブロックと動き補償ブロックとの差分データの分散
（ＶＡＲ）を図３に示す実線に従って比較し、ブロック
識別信号（イントラブロック／インターブロック）を出
力する。さらに、本実施例では、イントラブロック／イ
ンターブロックの判定のために用いる分散値自体も出力
する。但し、イントラブロックと判定した場合にはＶＡ
ＲＯＲを、インターブロックの場合にはＶＡＲを出力す
る。

【００６６】量子化パラメータ制御回路７３は、情報量
計数回路９２から入力されるＧＯＦ先頭から現フレーム
までの発生情報量と、ブロック分類回路３５から入力さ
れる分散値と、また外部から入力されるフレーム識別信
号（イントラフレーム／インターフレーム）の三つの情
報をもとに量子化パラメータを決定する。パラメータの
決定方法は以下の通りである。

【００６７】ｎをＧＯＦ内のフレーム番号（０〜９），
ＩnをＧＯＦ先頭からフレームｎまでの発生情報量、Ｎ
Ｉをイントラフレームへの割当て情報量、ＮＰをインタ
ーフレームへの割当て情報量として、フレーム単位で更
新される量子化パラメータＱＦは

【００６８】

【数２】

【００６９】に従うものとする。但し、係数Ｂは定数で
ある。

【００７０】また、ブロック単位で再設定される量子化
パラメータＱＢは

【００７１】

【数４】

【００７２】に従うものとする。但し、係数Ｄは分散Ｖ
の関数であり、図６に示す特性を持つ。

【００７３】インターフレームはブロック単位で量子化
パラメータを設定する。ところで、このフレームと前フ
レームの相関が高い場合、このフレームは殆んどフレー
ム間符号化を行うインターブロックからなり、その動き
補償ブロックに対する差分値自体が小さくなるので分散
値も小さくなる。従って、式（４）の係数Ｄは図６の特
性からゼロとなり、ブロック毎の量子化パラメータＱＢ
は殆んどのブロックに対して、フレーム単位で発生情報
量をフィードバックして更新する量子化パラメータＱＦ
に一致する。

【００７４】逆に、フレーム相関の低いインターフレー
ムは、イントラブロックとインターブロックの両方を含
むがどちらにしても発生するデータ値（インターの場合
は差分値だが）自体が大きくなり、データの分散値も大
きくなる。この時には、式（４）の係数Ｄは図６の特性
から有意となり、その結果ブロック毎の量子化パラメー
タＱＢはフレーム単位の量子化パラメータＱＦよりも大
きくなる。従って、このようなフレームは全体に粗く量
子化され、発生情報量の急激な増加が防がれる。

【００７５】本実施例によってもＧＯＦ内のインターフ
レームにおいて、フレーム相関の低いブロックをフレー
ム相関の高いブロックよりも粗く量子化することで、シ
ーンチェンジ等による情報量の急増を抑えことができ、
その結果、シーンチェンジの後に続くフレームの情報欠
落を防いで、極端な画質劣化を避けることができる。

【００７６】また、第一の実施例ではブロック単位で発
生情報量を予測するために専用の発生情報量予測回路
（＝アクティビティ計算器）を必要としたが、本実施例
ではイントラブロック／インターブロックの判定を行う
際に求める分散値を情報量の予測に用いるため、回路構
成がより簡単になる。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、実際に符号化した結果
発生した情報量をフィードバックしてフレーム単位で量
子化パラメータを設定することで情報量を制御し、さら
に、ブロック単位でも発生情報量を予測する手段を設
け、この予測発生情報量をもとにブロック単位で量子化
パラメータを再設定することによって、例えばＧＯＦ内
でシーンチェンジが起きた場合にも、発生情報量をその
フレーム内で即座に抑えることができ、それに後続する
フレームの極端な画質劣化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示すブロック図、

【図２】本発明の第二の実施例を示すブロック図、

【図３】本発明の第一，第二の実施例で用いるＧＯＦの
説明図、

【図４】本発明の第一，第二の実施例のブロック分類回
路の説明図、

【図５】本発明の量子化パラメータ制御動作を説明する
ためのタイミングチャート、

【図６】本発明の量子化パラメータ設定方法の説明図。

【符号の説明】

１…スキャン変換回路、２…フレームメモリ、３１…動
きベクトル検出回路、３２…動き補償回路、３３，３５
…ブロック分類回路、３４…発生情報量予測回路、４１
…減算器、４２…加算器、６１…ＤＣＴ変換器、６２…
逆ＤＣＴ変換器、７１…量子化器、７２…逆量子化器、
７３…量子化パラメータ制御回路、８…可変長符号化
器、９１…バッファメモリ、９２…情報量計数回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 秀明 横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立 製作所映像メデイア研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数画面からなる画像シーケンスの各画面
   を複数ブロックに分割し、前記各ブロックについては動
   き予測した後に変換符号化を行う動画像圧縮符号化方式
   において、符号化の結果発生した情報量を計数し出力す
   る発生情報量計数手段と、前記各ブロックの符号化後の
   発生情報量を予測し出力する発生情報量予測手段と、前
   記発生情報量計数手段の出力と前記発生情報量予測手段
   の出力とから量子化パラメータを決定する量子化パラメ
   ータ制御手段を設け、前記量子化パラメータに従って各
   ブロックの変換係数を量子化する際の量子化ステップを
   変化し、符号化後の発生情報量を制御することを特徴と
   する動画像圧縮符号化方式。
2. 【請求項２】請求項１において、前記発生情報量計数手
   段の出力する符号化後の前記発生情報量の替わりに、符
   号化結果を格納するバッファメモリの占有量を用いる動
   画像圧縮符号化方式。
3. 【請求項３】請求項１において、前記発生情報量予測手
   段は動き予測後の各ブロックについて、ブロック内平均
   値と各データ値の差分を総計する動画像符号化方式。
4. 【請求項４】請求項１において、前記発生情報量予測手
   段は前記各ブロックについて動き予測した後の分散値を
   計算する動画像符号化方式。