【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光磁気ディ
スクや磁気テープ等の記録媒体に画像信号を記録する場
合や、テレビ会議システム等のように画像信号を遠隔地
に伝送する場合等に用いて好適な画像符号化装置に関す
る。The present invention is used for recording an image signal on a recording medium such as a magneto-optical disk or a magnetic tape, or for transmitting an image signal to a remote place such as a video conference system. And a suitable image coding apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば映画を記録媒体に記録する場合
や、遠隔地間におけるテレビ会議システム等では、フレ
ーム（又はフィールド）相関を利用して画像信号を圧縮
符号化することが知られている。2. Description of the Related Art For example, in the case of recording a movie on a recording medium or in a teleconferencing system between remote locations, it is known to compress and encode an image signal using frame (or field) correlation.
【０００３】このような画像信号を圧縮符号化する画像
符号化装置は、例えば図６に示すように、前処理部１０
１と、演算器１０２と、ＤＣＴ（離散コサイン変換）回
路１０３と、量子化器１０４と、可変長符号化回路１０
５と、出力バッファ１０６と、逆量子化回路１０７と、
逆ＤＣＴ回路１０８と、演算器１０９と、フレームメモ
リ１１０と、動きベクトル検出回路１１１と、動き補償
回路１１２とを備える。An image coding apparatus for compressing and coding such an image signal is, for example, as shown in FIG.
1, a computing unit 102, a DCT (discrete cosine transform) circuit 103, a quantizer 104, and a variable length encoding circuit 10
5, an output buffer 106, an inverse quantization circuit 107,
It includes an inverse DCT circuit 108, a computing unit 109, a frame memory 110, a motion vector detection circuit 111, and a motion compensation circuit 112.
【０００４】前処理部１０１は、供給された画像信号の
サンプリング（必要に応じてサブサンプリング）や毎秒
のフレーム数の制御を行い、符号化すべき画像を限定す
る前処理を行う。The pre-processing unit 101 performs sampling (sub-sampling as necessary) of the supplied image signal and control of the number of frames per second, and performs pre-processing for limiting an image to be encoded.
【０００５】演算器１０２は、前処理部１０１から供給
される画像信号を加算信号とし、動き補償回路１１２か
ら供給される予測信号を減算信号として演算処理を行
い、得られた予測誤差信号をＤＣＴ回路１０３に供給す
る。ここで、演算器１０２は、例えばＰピクチャ（前方
予測画像）では時間的に前方の画像との差分を取り、ま
た、Ｂピクチャ（両方向予測画像）では時間的に前方，
後方若しくは前方と後方から作られた補間画像との差分
を取ることにより、時間軸方向の冗長度を減らして伝送
すべき情報量を少なくしている。An arithmetic unit 102 performs an arithmetic operation using the image signal supplied from the pre-processing unit 101 as an addition signal and the prediction signal supplied from the motion compensation circuit 112 as a subtraction signal. The signal is supplied to the circuit 103. Here, the arithmetic unit 102 calculates a difference from a temporally forward image in a P picture (forward predicted image), and calculates a temporal difference in a B picture (bidirectional predicted image).
By taking the difference between the backward or forward and backward interpolated images, the redundancy in the time axis direction is reduced and the amount of information to be transmitted is reduced.
【０００６】ＤＣＴ回路１０３は、演算器１０２からの
予測誤差信号（シーンチェンジのように予測を行わない
ときは原信号）に対して２次元ＤＣＴを施して空間的な
相関を除去して、一部の係数にエネルギーを集中させ
る。具体的には、ＤＣＴ回路１０３は、８×８画素に分
割されたブロックを２次元ＤＣＴ変換することにより、
例えば８×８（＝６４）の画素データを８×８（＝６
４）のＤＣＴ係数に変換する。The DCT circuit 103 performs two-dimensional DCT on the prediction error signal (original signal when prediction is not performed such as a scene change) from the arithmetic unit 102 to remove spatial correlation, and Focus the energy on the part coefficient. Specifically, the DCT circuit 103 performs a two-dimensional DCT transform on the block divided into 8 × 8 pixels,
For example, 8 × 8 (= 64) pixel data is converted to 8 × 8 (= 6
4) Convert to DCT coefficients.
【０００７】量子化器１０４は、各ブロック毎にある６
４個のＤＣＴ係数を単一の量子化テーブルを用いて量子
化する。量子化器１０４は、この量子化により得られた
量子化値を可変長符号化回路１０５及び逆量子化回路１
０７に供給する。[0007] The quantizer 104 is provided for each block.
The four DCT coefficients are quantized using a single quantization table. The quantizer 104 converts the quantized value obtained by the quantization into a variable length coding circuit 105 and an inverse quantization circuit 1.
07.
【０００８】可変長符号化回路１０５は、量子化器１０
４から供給された量子化値に対して、平均的な符号長が
短くなるように符号割り当て（例えばハフマン符号化）
を行い、これによって得られたデータストリームを出力
する。[0008] The variable-length encoding circuit 105 includes a quantizer 10
Code allocation (for example, Huffman coding) so that the average code length is shortened with respect to the quantization value supplied from 4
And outputs the resulting data stream.
【０００９】そして、可変長符号化回路１０５から出力
されたデータストリームは、出力バッファ１０６に一時
蓄積され、所定のタイミングで出力されて、例えば記録
媒体等に記録される。The data stream output from the variable length encoding circuit 105 is temporarily stored in an output buffer 106, output at a predetermined timing, and recorded on, for example, a recording medium.
【００１０】一方、逆量子化回路１０７は、量子化器１
０４から供給される量子化値に逆量子化処理を施して、
これを逆ＤＣＴ回路１０８に供給する。逆ＤＣＴ回路１
０８は、逆量子化回路１０７から供給されるＤＣＴ係数
に対して逆ＤＣＴ変換を行って予測誤差信号を復号化し
て、この予測誤差信号を演算器１０９に供給する。On the other hand, the inverse quantization circuit 107 includes the quantizer 1
Performing an inverse quantization process on the quantization value supplied from 04,
This is supplied to the inverse DCT circuit 108. Inverse DCT circuit 1
08 decodes a prediction error signal by performing an inverse DCT transform on the DCT coefficient supplied from the inverse quantization circuit 107, and supplies the prediction error signal to the arithmetic unit 109.
【００１１】演算器１０９は、逆ＤＣＴ回路１０８から
供給される予測誤差信号と動き補償回路１１２で動き補
償された予測誤差信号とを加算合成し、この合成された
予測誤差信号をフレームメモリ１１０に供給する。The arithmetic unit 109 adds and synthesizes the prediction error signal supplied from the inverse DCT circuit 108 and the prediction error signal motion-compensated by the motion compensation circuit 112, and sends the synthesized prediction error signal to the frame memory 110. Supply.
【００１２】フレームメモリ１１０は、演算器１０９か
ら供給されるブロック毎の予測誤差信号を記憶して、１
フレーム毎にこの予測誤差信号を動きベクトル検出回路
１１０及び動き補償回路１１２に供給する。The frame memory 110 stores the prediction error signal for each block supplied from the arithmetic unit 109, and stores
This prediction error signal is supplied to the motion vector detection circuit 110 and the motion compensation circuit 112 for each frame.
【００１３】動きベクトル検出回路１１１は、前処理部
１０１及びフレームメモリ１１０から供給される信号に
基づいて２次元の動きベクトルを検出して、この検出結
果を動き補償回路１１２に供給する。The motion vector detection circuit 111 detects a two-dimensional motion vector based on signals supplied from the preprocessing unit 101 and the frame memory 110, and supplies the detection result to the motion compensation circuit 112.
【００１４】動き補償回路１１２は、検出された動きベ
クトルに基づいて、フレームメモリ１１０から読み出さ
れた１フレーム分の予測誤差信号に所定の動き補償を行
うことによって予測信号を得て、この予測信号を上述し
た演算器１０２に供給する。The motion compensation circuit 112 obtains a prediction signal by performing a predetermined motion compensation on the prediction error signal for one frame read from the frame memory 110 based on the detected motion vector, and obtains the prediction signal. The signal is supplied to the arithmetic unit 102 described above.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】ところで、量子化器１
０４は、単一の図示しない量子化テーブルを用いて量子
化を行っているので、例えば静的なモードの変化（例え
ば、出力バッファ１０６の最大容量，符号化レート，テ
レビジョン信号の方式）や、動的な変化（バッファの容
量，その増減度）に対する追従性がよくなく、出力バッ
ファ１０６にオーバーフローやアンダーフローが生じる
ことがあった。By the way, the quantizer 1
04 performs quantization using a single quantization table (not shown), so that, for example, a change in static mode (for example, the maximum capacity of the output buffer 106, the encoding rate, the method of the television signal), In addition, there is a case where the output buffer 106 does not follow the dynamic change (the capacity of the buffer and the degree of increase or decrease thereof), and the output buffer 106 may overflow or underflow.
【００１６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、符号化レートや画像信号の情報量の変
化等に追従して量子化することができる画像符号化装置
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such a problem, and provides an image coding apparatus capable of performing quantization in accordance with a change in a coding rate or information amount of a picture signal. The purpose is to:
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る画像符号化装置は、複数の量子化テ
ーブルと、上記複数の量子化テーブルのいずれか１つに
基づいて画像信号を量子化する量子化手段と、量子化さ
れた画像信号を蓄積して出力するバッファメモリと、上
記バッファメモリに蓄積されている画像信号の蓄積量に
基づいて上記量子化テーブルのいずれか１つを選択する
選択手段とを備えることを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, an image coding apparatus according to the present invention comprises a plurality of quantization tables and an image coding apparatus based on one of the plurality of quantization tables. A quantizing means for quantizing the signal, a buffer memory for accumulating and outputting the quantized image signal, and any one of the quantization tables based on the accumulation amount of the image signal accumulated in the buffer memory And selecting means for selecting one.
【００１８】したがって、上記画像符号化装置は、上記
バッファメモリに蓄積されている画像信号の蓄積量に基
づいて上記量子化テーブルのいずれか１つを選択するこ
とで、オーバーフローやアンダーフローが生じるのを防
止することができる。Therefore, the image coding apparatus selects one of the quantization tables based on the amount of image signals stored in the buffer memory, thereby causing an overflow or an underflow. Can be prevented.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２０】本発明は、出力バッファにおけるデータス
トリームの蓄積量やその増減度、また、符号化レート、
テレビジョン信号の方式に応じて量子化テーブルを切り
換えて量子化の制御を行うことができる画像符号化装置
である。According to the present invention, the amount of data stream stored in the output buffer and the degree of increase and decrease thereof, the coding rate,
This is an image encoding device that can control quantization by switching a quantization table according to a television signal system.
【００２１】本発明に係る画像符号化装置は、例えばＭ
ＰＥＧ２（Moving Picture ExpertsGroup２）に準拠し
て画像信号の圧縮符号化を行うものであり、図１に示す
ように、前処理部１と、演算器２と、ＤＣＴ回路３と、
量子化器４と、可変長符号化回路５と、出力バッファ６
とを備える。An image coding apparatus according to the present invention
The compression coding of an image signal is performed in accordance with PEG2 (Moving Picture Experts Group 2). As shown in FIG. 1, a pre-processing unit 1, an arithmetic unit 2, a DCT circuit 3,
A quantizer 4, a variable length encoding circuit 5, and an output buffer 6
And
【００２２】前処理部１は、供給された画像信号のサン
プリング（必要に応じてサブサンプリング）や毎秒のフ
レーム数の制御を行い、符号化すべき画像を限定する前
処理を行う。The preprocessing unit 1 performs sampling (subsampling as necessary) of the supplied image signal and control of the number of frames per second, and performs preprocessing for limiting an image to be encoded.
【００２３】演算器２は、前処理部１から供給される画
像信号を加算信号とし、動き補償回路１２から供給され
る予測信号を減算信号として演算処理を行い、得られた
予測誤差信号をＤＣＴ回路３に供給する。ここで、演算
器２は、例えばＰピクチャ（前方予測画像）では時間的
に前方の画像との差分を取り、また、Ｂピクチャ（両方
向予測画像）では時間的に前方，後方若しくは前方と後
方から作られた補間画像との差分を取ることにより、時
間軸方向の冗長度を減らして伝送すべき情報量を少なく
している。The arithmetic unit 2 performs an arithmetic operation using the image signal supplied from the pre-processing unit 1 as an addition signal and the prediction signal supplied from the motion compensation circuit 12 as a subtraction signal, and converts the obtained prediction error signal into a DCT signal. Supply to circuit 3. Here, the arithmetic unit 2 calculates a difference from a temporally forward image in a P picture (forward predicted image), and temporally in a B picture (bidirectional predicted image) from forward, backward, or forward and backward. By taking the difference from the created interpolation image, the redundancy in the time axis direction is reduced, and the amount of information to be transmitted is reduced.
【００２４】ＤＣＴ回路３は、演算器２からの予測誤差
信号（シーンチェンジのように予測を行わないときは原
信号）に対して２次元ＤＣＴ（離散コサイン変換）を施
して空間的な相関を除去して、一部の係数にエネルギー
を集中させる。具体的には、ＤＣＴ回路３は、８×８画
素に分割されたブロックを２次元ＤＣＴ変換することに
より、例えば８×８（＝６４）の画素データを８×８
（＝６４）のＤＣＴ係数に変換する。The DCT circuit 3 performs a two-dimensional DCT (Discrete Cosine Transform) on the prediction error signal (or the original signal when no prediction is performed such as a scene change) from the arithmetic unit 2 to perform spatial correlation. Eliminate and concentrate energy on some coefficients. More specifically, the DCT circuit 3 performs a two-dimensional DCT transform on the block divided into 8 × 8 pixels, for example, to convert 8 × 8 (= 64) pixel data into 8 × 8 pixels.
(= 64).
【００２５】量子化器４は、各ブロック毎にある６４個
のＤＣＴ係数を後述する量子化テーブルを用いて量子化
する。具体的には、量子化器４は、後述する量子化テー
ブル１５で決定される量子化特性値（以下、Ｍｑｕａｎ
ｔという）を元に、線形若しくは非線形の演算を行って
量子化値を決定する。Ｍｑｕａｎｔは除算の分母として
使用される。従って、量子化器４は、Ｍｑｕａｎｔの値
が小さいほど画像の情報量が多くなる方向、すなわち画
質が良くなる方向に作用する。The quantizer 4 quantizes the 64 DCT coefficients for each block using a quantization table described later. Specifically, the quantizer 4 determines a quantization characteristic value (hereinafter, Mquant) determined by a quantization table 15 described later.
t) is performed to determine a quantization value by performing a linear or non-linear operation. Mquant is used as the denominator of the division. Accordingly, the quantizer 4 acts in a direction in which the smaller the value of Mquant, the larger the information amount of the image, that is, the direction in which the image quality is improved.
【００２６】ここで、動きの小さい被写体を撮影してＤ
ＣＴ回路３に供給されるフレーム間差分が小さい場合、
２次元ＤＣＴ変換後の量子化値はブロックの先頭に偏る
傾向があり、一方、動きの大きい被写体を撮影してＤＣ
Ｔ回路３に供給されるフレーム間差分が大きい場合、２
次元ＤＣＴ変換後の量子化値はブロックの後方に偏る傾
向がある。そこで、ＤＣＴ変換の際にジグザグスキャン
を行うと、図２に示すように、画素スキャン番号０の係
数がＤＣ（直流）成分の係数になり、続く画素スキャン
番号１〜６３がＡＣ（交流）成分の係数になる。このと
き、右側にいくほど水平方向の周波数成分が集中し、下
側にいくほど垂直方向の周波数成分が集中するようにな
っている。量子化値がゼロ以外のもの（ノンゼロ）は全
て符号化されるので、図３に示すように、スペクトラム
が高域に伸びているほど発生符号量が増え、スペクトラ
ムが低域から中域までしか伸びていないものはノンゼロ
が少ないため発生符号量が少なくてすむ。量子化器４
は、この線形量子化により得られた量子化値を可変長符
号化回路５及び逆量子化回路７に供給する。なお、後述
するが、量子化テーブルは、画像特性や符号化レートに
応じて選択されるようになっている。Here, an image of a small-moving subject is taken and D
When the difference between frames supplied to the CT circuit 3 is small,
The quantized value after the two-dimensional DCT has a tendency to be biased toward the beginning of the block.
When the difference between frames supplied to the T circuit 3 is large, 2
The quantized value after the dimensional DCT transform tends to be biased to the rear of the block. Therefore, when the zigzag scan is performed at the time of the DCT conversion, as shown in FIG. 2, the coefficient of the pixel scan number 0 becomes the coefficient of the DC (direct current) component, and the subsequent pixel scan numbers 1 to 63 correspond to the AC (alternating current) component. It becomes the coefficient of. At this time, the frequency components in the horizontal direction concentrate toward the right side, and the frequency components in the vertical direction concentrate toward the lower side. Since all the quantization values other than zero (non-zero) are coded, as shown in FIG. 3, as the spectrum extends to higher frequencies, the amount of generated codes increases, and the spectrum increases only from low to middle frequencies. Since the non-extended one has less non-zero, the generated code amount can be small. Quantizer 4
Supplies the quantized value obtained by the linear quantization to the variable length coding circuit 5 and the inverse quantization circuit 7. As will be described later, the quantization table is selected according to the image characteristics and the coding rate.
【００２７】可変長符号化回路５は、量子化器４から供
給された量子化値に対して、平均的な符号長が短くなる
ように符号割り当て（例えばハフマン符号化）を行うこ
とにより、ＭＰＥＧ２のシンタックスに準拠したビット
ストリームを生成して出力バッファ６に供給する。The variable length encoding circuit 5 assigns codes (for example, Huffman encoding) to the quantized values supplied from the quantizer 4 so that the average code length is shortened, so that the MPEG2 A bit stream conforming to the syntax is generated and supplied to the output buffer 6.
【００２８】出力バッファ６は、可変長符号化回路５か
らのビットストリームを一時的に記憶するメモリであ
り、所定の符号化レートに従って記憶したビットストリ
ームを出力するようになっている。また、出力バッファ
６は、最大容量を例えば２Ｍビット，３Ｍビット，４Ｍ
ビットに可変できるようになっている。そして、出力バ
ッファ６から出力されたデータストリームは、例えば記
録媒体等に記録される。The output buffer 6 is a memory for temporarily storing the bit stream from the variable length coding circuit 5, and outputs the stored bit stream according to a predetermined coding rate. The output buffer 6 has a maximum capacity of, for example, 2M bits, 3M bits, 4M bits.
It can be changed to bits. The data stream output from the output buffer 6 is recorded on, for example, a recording medium.
【００２９】また、上記符号化装置は、上記図１に示す
ように、逆量子化回路７と、逆ＤＣＴ回路８と、演算器
９と、フレームメモリ１０と、動きベクトル検出回路１
１と、動き補償回路１２とを備える。As shown in FIG. 1, the encoding apparatus comprises an inverse quantization circuit 7, an inverse DCT circuit 8, an arithmetic unit 9, a frame memory 10, and a motion vector detection circuit 1.
1 and a motion compensation circuit 12.
【００３０】逆量子化回路７は、量子化器４から供給さ
れる量子化値に逆量子化処理を施して、これを逆ＤＣＴ
回路８に供給する。逆ＤＣＴ回路８は、逆量子化回路７
から供給されるＤＣＴ係数に対して逆ＤＣＴ変換を行っ
て予測誤差信号を復号化して、この予測誤差信号を演算
器９に供給する。The inverse quantization circuit 7 performs an inverse quantization process on the quantized value supplied from the quantizer 4 and performs an inverse DCT.
Supply to circuit 8. The inverse DCT circuit 8 includes an inverse quantization circuit 7
Performs an inverse DCT transform on the DCT coefficient supplied from the decoding device to decode the prediction error signal, and supplies the prediction error signal to the arithmetic unit 9.
【００３１】演算器９は、逆ＤＣＴ回路８から供給され
る予測誤差信号と動き補償回路１２で動き補償された予
測誤差信号とを加算合成し、この合成された予測誤差信
号をフレームメモリ１０に供給する。The arithmetic unit 9 adds and synthesizes the prediction error signal supplied from the inverse DCT circuit 8 and the prediction error signal motion-compensated by the motion compensation circuit 12, and stores the synthesized prediction error signal in the frame memory 10. Supply.
【００３２】フレームメモリ１０は、演算器９から供給
されるブロック毎の予測誤差信号を記憶して、１フレー
ム毎にこの予測誤差信号を動きベクトル検出回路１１及
び動き補償回路１２に供給する。The frame memory 10 stores the prediction error signal for each block supplied from the arithmetic unit 9 and supplies the prediction error signal to the motion vector detection circuit 11 and the motion compensation circuit 12 for each frame.
【００３３】動きベクトル検出回路１１は、前処理部１
及びフレームメモリ１０から供給される信号に基づいて
２次元の動きベクトルを検出して、この検出結果を動き
補償回路１２に供給する。The motion vector detection circuit 11 includes a pre-processing unit 1
And a two-dimensional motion vector is detected based on the signal supplied from the frame memory 10, and the detection result is supplied to the motion compensation circuit 12.
【００３４】動き補償回路１２は、検出された２次元の
動きベクトルに基づき、フレームメモリ１０から読み出
された１フレーム分の予測誤差信号に所定の動き補償を
行うことによって予測信号を得て、この予測信号を上述
した演算器２に供給する。The motion compensation circuit 12 obtains a prediction signal by performing a predetermined motion compensation on the prediction error signal for one frame read from the frame memory 10 based on the detected two-dimensional motion vector. This prediction signal is supplied to the arithmetic unit 2 described above.
【００３５】また、上記符号化装置は、出力バッファ６
に蓄積されたデータストリームの量に基づいて８つのス
イッチ１４（１４ａ〜１４ｈ）を切り換える演算部１３
と、このスイッチ１４にそれぞれ対応する量子化テーブ
ル１５（１５ａ〜１５ｈ）とを備える。Further, the above-mentioned encoding device comprises an output buffer 6
Computing unit 13 that switches eight switches 14 (14a to 14h) based on the amount of data stream stored in
And quantization tables 15 (15a to 15h) respectively corresponding to the switches 14.
【００３６】演算部１３は、現時点における出力バッフ
ァ６に蓄積されているデータ量を例えばマクロブロック
単位で読み込み、読み込んだ出力バッファ６の蓄積量に
基づいてスイッチ１４ａ〜１４ｈをオン・オフすること
により、量子化テーブル１５ａ〜１５ｈを切り換えてい
る。換言すると、演算部１３は、出力バッファ６の最大
容量を例えば１／８ずつに区分して、データが蓄積され
ている区分に応じてスイッチ１４ａ〜１４ｈのオン・オ
フを制御する。The operation unit 13 reads the amount of data stored in the output buffer 6 at the present time, for example, in units of macroblocks, and turns on and off the switches 14a to 14h based on the read amount of storage in the output buffer 6. , The quantization tables 15a to 15h. In other words, the arithmetic unit 13 divides the maximum capacity of the output buffer 6 into, for example, １ ／, and controls on / off of the switches 14a to 14h according to the division in which data is stored.
【００３７】量子化テーブル１５は、量子化器４におけ
るビット数の割当を行うものであり、上述のＭｑｕａｎ
ｔの値によってこのビット数の割当を決定する。ここで
は０から１２７の値が与えられると１から３１の値を出
力するようになっている。具体的には、量子化テーブル
１５ａ〜１５ｈは、それぞれ０〜１０２３の値が入力さ
れたときに、表１に示すように、それぞれ１〜３１のＭ
ｑｕａｎｔの値が出力されるようになっている。The quantization table 15 is for allocating the number of bits in the quantizer 4.
The assignment of the number of bits is determined by the value of t. Here, when a value from 0 to 127 is given, a value from 1 to 31 is output. Specifically, when the values of 0 to 1023 are input, the quantization tables 15a to 15h respectively have M of 1 to 31 as shown in Table 1.
The value of quant is output.
【００３８】[0038]
【表１】[Table 1]
【００３９】また、演算部１３は、図４に示すように、
出力バッファ６に蓄積されているデータ量が最大容量の
１／８までのときは量子化テーブル１５ａを選択し、デ
ータ量が２／８までのときは量子化テーブル１５ｂを選
択し、データ量が３／８までのときは量子化テーブル１
５ｃを選択し、データ量が４／８までのときは量子化テ
ーブル１５ｄを選択し、データ量が５／８までのときは
量子化テーブル１５ｅを選択し、データ量が６／８まで
のときは量子化テーブル１５ｆを選択し、データ量が７
／８までのときは量子化テーブル１５ｇを選択し、デー
タ量が８／８までのときは量子化テーブル１５ｈを選択
するようになっている。Further, the operation unit 13, as shown in FIG.
When the amount of data stored in the output buffer 6 is up to 1/8 of the maximum capacity, the quantization table 15a is selected. When the amount of data is up to 2/8, the quantization table 15b is selected. Up to ／, quantization table 1
5c is selected. When the data amount is up to 4/8, the quantization table 15d is selected. When the data amount is up to 5/8, the quantization table 15e is selected. When the data amount is up to 6/8, Selects the quantization table 15f and the data amount is 7
When the data amount is up to / 8, the quantization table 15g is selected, and when the data amount is up to 8/8, the quantization table 15h is selected.
【００４０】例えば、図４に示すように、出力バッファ
６の最大容量の２／８〜３／８の間にビットストリーム
が蓄積されている場合では、演算部１３は、スイッチ１
４ｃをオンに、他のスイッチ１４ａ，１４ｂ，１４ｄ〜
１４ｈはオフにして、量子化テーブル１５ｃを選択する
ようになっている。For example, as shown in FIG. 4, when the bit stream is stored between ／ and ／ of the maximum capacity of the output buffer 6, the arithmetic unit 13
4c is turned on, and the other switches 14a, 14b, 14d
14h is turned off, and the quantization table 15c is selected.
【００４１】ここで、出力バッファ６のオーバーフロー
に対して強くしたいときには、演算部１３は、Ｍｑｕａ
ｎｔの値を大きくする量子化テーブル１５を選択し、さ
らに、Ｍｑｕａｎｔの小さい値の量子化テーブル１５の
選択を制限するようになっている。Here, when it is desired to make the output buffer 6 more resistant to overflow, the arithmetic unit 13 sets the Mqua
The quantization table 15 that increases the value of nt is selected, and the selection of the quantization table 15 with a smaller value of Mquant is restricted.
【００４２】例えば図５に示すように、演算部１３は、
出力バッファ６に蓄積されているデータ量が１／８まで
のときは量子化テーブル１５ｃを選択し、データ量が２
／８までのときは量子化テーブル１５ｄを選択し、デー
タ量が３／８までのときは量子化テーブル１５ｅを選択
し、データ量が４／８までのときは量子化テーブル１５
ｆを選択し、データ量が５／８までのときは量子化テー
ブル１５ｇを選択し、データ量が６／８〜８／８までの
ときは量子化テーブル１５ｇを選択するようになってい
る。すなわち、符号化すべき画像データのデータ量が多
くてオーバーフローが生じ易いときには、演算部１３
は、Ｍｑｕａｎｔの値の大きい量子化テーブル１５を選
択することによってデータ量を減らすことができ、オー
バーフローを回避することができる。For example, as shown in FIG.
If the amount of data stored in the output buffer 6 is up to 1/8, the quantization table 15c is selected, and
When the data amount is up to / 8, the quantization table 15d is selected. When the data amount is up to 3/8, the quantization table 15e is selected. When the data amount is up to 4/8, the quantization table 15d is selected.
f is selected, and when the data amount is up to 5/8, the quantization table 15g is selected, and when the data amount is from 6/8 to 8/8, the quantization table 15g is selected. That is, when the data amount of the image data to be encoded is large and overflow easily occurs,
By selecting the quantization table 15 having a large value of Mquant, the data amount can be reduced, and overflow can be avoided.
【００４３】以上のように、演算部１３は、出力バッフ
ァ６における画像信号の蓄積量が少ないときは、符号化
すべき画像信号が多少多くなってもオーバーフローにな
りにくいので、Ｍｑｕａｎｔの値が小さくなるような量
子化テーブル１５を選択して、画像信号の符号化データ
を多く発生させて画質を向上させることができる。ま
た、演算部１３は、出力バッファ６に蓄積されているデ
ータ量が多いときは、Ｍｑｕａｎｔの値が大きくなるよ
うな量子化テーブル１５を選択して、画像のデータ量の
発生を抑制してオーバーフローを回避することができ
る。As described above, when the amount of image signals stored in the output buffer 6 is small, the arithmetic unit 13 does not easily overflow even if the number of image signals to be encoded is somewhat large, so that the value of Mquant is reduced. By selecting such a quantization table 15, a large amount of encoded data of the image signal can be generated to improve the image quality. When the amount of data stored in the output buffer 6 is large, the calculation unit 13 selects a quantization table 15 having a large value of Mquant, suppresses the occurrence of the amount of data of the image, and overflows. Can be avoided.
【００４４】なお、図４及び図５に示すときの量子化テ
ーブル１５ａ〜１５ｈの選択を表２に示す。Table 2 shows the selection of the quantization tables 15a to 15h as shown in FIGS.
【００４５】[0045]
【表２】[Table 2]
【００４６】つぎに、出力バッファ６の蓄積量の差分を
併用した場合について説明する。Next, the case where the difference of the accumulation amount of the output buffer 6 is used together will be described.
【００４７】出力バッファ６の蓄積量の差分とは、現在
の蓄積量から１つ前のマクロブロックの蓄積量を減じた
ものである。The difference in the accumulation amount of the output buffer 6 is obtained by subtracting the accumulation amount of the previous macroblock from the current accumulation amount.
【００４８】例えば、出力バッファ６は、蓄積量が小さ
いときに急激に情報量の少ない画像が入力されると、ア
ンダーフローになる可能性が高い。このとき、演算部１
３は、実際に出力バッファ６の蓄積量の差分を検出し、
この差分を元につぎに生じる蓄積量の変化を予測して、
Ｍｑｕａｎｔを小さくする量子化テーブル１５を選択す
る。これにより、出力バッファ６は、アンダーフローの
可能性を低減させることができる。For example, if an image with a small amount of information is suddenly input to the output buffer 6 when the amount of storage is small, the possibility of underflow is high. At this time, the operation unit 1
3 actually detects the difference in the accumulated amount of the output buffer 6,
Based on this difference, the next change in the accumulated amount is predicted,
A quantization table 15 for reducing Mquant is selected. Thus, the output buffer 6 can reduce the possibility of underflow.
【００４９】ここで、現在の出力バッファ６の蓄積量を
横方向に、出力バッファ６の蓄積量の差分を縦方向に示
すと、演算部１３は、表３に示すように、量子化テーブ
ル１５ａ〜１５ｈを選択する。Here, when the current accumulation amount of the output buffer 6 is shown in the horizontal direction and the difference in the accumulation amount of the output buffer 6 is shown in the vertical direction, the arithmetic unit 13 calculates the quantization table 15a as shown in Table 3. Select ~ 15h.
【００５０】[0050]
【表３】[Table 3]
【００５１】なお、表３に示す「大」，「小」は、適当
な閾値（例えば平均の差分量の５倍の値）より大きい
か、小さいかを示すものである。Note that “large” and “small” shown in Table 3 indicate whether the value is larger or smaller than an appropriate threshold value (for example, a value five times the average difference amount).
【００５２】例えば、表３において、演算部１３は、出
力バッファ６の蓄積量が２／８であってその蓄積量の差
分がマイナス大のとき、量子化テーブル１５ａでなく量
子化テーブル１５ｂを選択することにより、画像の情報
量を多くしてアンダーフローが生じないように対処して
いる。For example, in Table 3, when the accumulation amount of the output buffer 6 is 2/8 and the difference of the accumulation amount is minus large, the calculation unit 13 selects the quantization table 15b instead of the quantization table 15a. By doing so, the amount of information in the image is increased to prevent underflow.
【００５３】また、出力バッファ６は、蓄積量が大きい
ときに急激に情報量の多い画像が入力されると、オーバ
ーフローになる可能性が高い。演算部１３は、出力バッ
ファ６の蓄積量の差分を検出し、この差分を元につぎの
蓄積量の変化を予測して、Ｍｑｕａｎｔを大きくする量
子化テーブル１５を選択する。これにより、出力バッフ
ァ６のオーバーフローの可能性を低減させることができ
る。When an image having a large amount of information is suddenly input to the output buffer 6 when the amount of accumulation is large, the output buffer 6 is likely to overflow. The calculation unit 13 detects a difference in the accumulation amount of the output buffer 6, predicts the next change in the accumulation amount based on the difference, and selects the quantization table 15 that increases Mquant. Thus, the possibility of the output buffer 6 overflowing can be reduced.
【００５４】以上のように、演算部１３は、出力バッフ
ァ６の蓄積量の差分がプラス大の場合では、プラスマイ
ナス小の場合よりも１ランク上の量子化テーブル１５を
選択することにより、画像の情報量の発生を抑制して、
より効果的にオーバーフローを防止することができる。As described above, the calculation unit 13 selects the quantization table 15 which is one rank higher than the case where the difference between the accumulation amounts of the output buffer 6 is large and the case where the difference is small. The amount of information generated by
Overflow can be prevented more effectively.
【００５５】つぎに、出力バッファ６の最大容量に基づ
いて量子化テーブル１５の選択を行うことについて説明
する。Next, the selection of the quantization table 15 based on the maximum capacity of the output buffer 6 will be described.
【００５６】出力バッファ６の最大容量が少ないとき
は、データストリームの蓄積量の変化に対する許容量が
小さくなる。この場合、Ｍｑｕａｎｔを大きくする量子
化テーブル１５を割り当てないと、オーバーフローの可
能性が大きくなってしまう。When the maximum capacity of the output buffer 6 is small, the permissible amount for a change in the storage amount of the data stream becomes small. In this case, unless the quantization table 15 for increasing Mquant is assigned, the possibility of overflow increases.
【００５７】ここで、出力バッファ６は、データストリ
ームを蓄積する最大容量が可変若しくはセレクタブルに
なっている。演算部１３は、出力バッファ６の最大容量
に応じて、例えば表４に示すように、量子化テーブル１
５ａ〜１５ｈを切り換えることができるようになってい
る。Here, the output buffer 6 has a variable or selectable maximum capacity for storing a data stream. The operation unit 13 may determine the quantization table 1 according to the maximum capacity of the output buffer 6 as shown in Table 4, for example.
5a to 15h can be switched.
【００５８】[0058]
【表４】[Table 4]
【００５９】すなわち、演算部１３は、例えば出力バッ
ファ６の最大容量が２Ｍビットのときは、オーバーフロ
ーが生じないように、出力バッファ６の最大容量が４Ｍ
ビットの場合に比べて２ランク上で、ビット数の割当の
少ない量子化テーブル１５を選択するようになってい
る。That is, for example, when the maximum capacity of the output buffer 6 is 2M bits, the arithmetic unit 13 sets the maximum capacity of the output buffer 6 to 4M so that no overflow occurs.
The quantization table 15 to which the assignment of the number of bits is smaller on two ranks as compared with the case of bits is selected.
【００６０】また、演算部１３は、例えば出力バッファ
６の最大容量が３Ｍビットのときは、オーバーフローが
生じないように、最大容量が４Ｍビットの場合に比べて
１ランク上で、比較的ビット数の割当の少ない量子化テ
ーブル１５を選択するようになっている。For example, when the maximum capacity of the output buffer 6 is 3 Mbits, the arithmetic unit 13 is one rank higher than the case where the maximum capacity is 4 Mbits, and the number of bits is relatively small so that overflow does not occur. Is selected.
【００６１】なお、演算部１３は、出力バッファ６最大
容量が４Ｍビットに比べて大きいときはビット数の割当
の大きい量子化テーブル１５を選択するようにしてもよ
い。When the maximum capacity of the output buffer 6 is larger than 4 M bits, the arithmetic unit 13 may select the quantization table 15 having a larger bit number allocation.
【００６２】つぎに、符号化レートが可変である場合に
ついて説明する。Next, a case where the coding rate is variable will be described.
【００６３】符号化レートが大きくなれば、画像１フレ
ーム当たりの絶対的情報量は大きくなる。また、可変長
符号化回路５は符号化の際には通常データストリームを
所定時間遅延して出力するため、量子化器４での制御効
果が実際に出力バッファ６をコントロールするまでには
当然幾分かの遅延が生じる。この遅延によって生じた時
間に出力バッファ６の増減に与える影響は、情報量が大
きいほど、すなわち符号化レートが高いほど大きくな
る。As the coding rate increases, the absolute amount of information per frame of an image increases. In addition, since the variable-length encoding circuit 5 outputs the normal data stream with a predetermined time delay during encoding, it is natural that the control effect of the quantizer 4 will increase until the output buffer 6 is actually controlled. A minute delay occurs. The effect of the delay on the increase and decrease of the output buffer 6 during the time period increases as the amount of information increases, that is, as the coding rate increases.
【００６４】そこで、演算部１３は、オーバーフローを
回避するために、符号化レートが高くなるに従ってＭｑ
ｕａｎｔを大きくする量子化テーブル１５ａ〜１５ｈを
選択するようになっている。例えば、符号化レートが４
Ｍｂｐｓ及び９Ｍｂｐｓでセレクタブルな場合の一例を
表５に示す。Therefore, in order to avoid overflow, the arithmetic unit 13 calculates Mq as the coding rate increases.
Quantization tables 15a to 15h for increasing unt are selected. For example, if the coding rate is 4
Table 5 shows an example of a case where the data can be selected at Mbps and 9 Mbps.
【００６５】[0065]
【表５】[Table 5]
【００６６】すなわち、演算部１３は、符号化レートが
９ビット／ｓの場合は、符号化レートが９ビット／ｓの
場合に比べて１ランク上の量子化テーブル１５ｂ〜１５
ｈを選択することによって、オーバーフローを回避する
ことができる。That is, when the coding rate is 9 bits / s, the arithmetic unit 13 sets the quantization tables 15b to 15b higher by one rank than when the coding rate is 9 bits / s.
By selecting h, overflow can be avoided.
【００６７】つぎに、テレビジョン信号の方式に応じて
量子化テーブルを選択する場合について説明する。Next, a case where a quantization table is selected according to a television signal system will be described.
【００６８】可変長符号化回路５は、上述したように、
所定の遅延を施してからデータストリームを出力するよ
うになっている。この遅延量は、ＮＴＳＣ方式よりＰＡ
Ｌ方式の方が大きい。遅延量が大きいほどその遅延時間
の間に出力バッファ６に与える影響が大きいので、演算
部１３は、オーバーフローを回避するためにはＭｑｕａ
ｎｔの大きくなる量子化テーブル１５を選択するように
なっている。この一例を表６に示す。As described above, the variable length coding circuit 5
The data stream is output after a predetermined delay. This delay amount is PA
The L method is larger. Since the larger the amount of delay is, the greater the effect on the output buffer 6 during the delay time is.
The quantization table 15 with the larger nt is selected. An example is shown in Table 6.
【００６９】[0069]
【表６】[Table 6]
【００７０】この例では、演算部１３は、出力バッファ
６におけるＰＡＬ方式のデータストリームの蓄積量が７
／８である場合、量子化テーブル１５ｈを選択すること
で、ＮＴＳＣ方式の場合に比べてオーバーフローに強く
なっている。In this example, the operation unit 13 determines that the accumulated amount of the PAL data stream in the output buffer 6 is 7
In the case of / 8, the selection of the quantization table 15h is more resistant to overflow than in the case of the NTSC system.
【００７１】なお、本発明は、上述の実施の形態に限定
されるものではなく、例えば出力バッファ６の蓄積量を
１／８ずつに区分するのではなく、量子化テーブル１５
の選択可能な数に応じて例えば１／１０ずつに細かく区
分したり、また、１／５ずつに区分してもよい。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, instead of dividing the storage amount of the output buffer 6 into １ ／, the quantization table 15
May be finely divided into, for example, 1/10 or 1/5.
【００７２】また、上述の実施の形態ではＭＰＥＧ２に
よる符号化を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限
定されるものではないのは勿論である。Further, in the above-described embodiment, the encoding by MPEG2 has been described as an example. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this.
【００７３】[0073]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る画像符号化装置によれば、上記バッファメモリに蓄積
されている画像信号の蓄積量に基づいて上記量子化テー
ブルのいずれか１つを選択して量子化することにより、
オーバーフローやアンダーフローを防ぐことができる。
とりわけ、バッファメモリの蓄積量が少ないときは、画
像信号の符号化データを多く発生させて画質を向上させ
ることができる。As described above in detail, according to the image coding apparatus of the present invention, any one of the quantization tables is stored on the basis of the storage amount of the image signal stored in the buffer memory. By selecting and quantizing,
Overflow and underflow can be prevented.
In particular, when the storage amount of the buffer memory is small, a large amount of encoded data of the image signal can be generated to improve the image quality.
【００７４】上記画像符号化装置では、上記バッファメ
モリに蓄積されている画像信号の蓄積量の差分を検出し
て、この検出結果に基づいて上記量子化テーブルのいず
れか１つを選択することで、より効果的にオーバーフロ
ーを回避することができる。The image coding apparatus detects a difference in the amount of image signal stored in the buffer memory, and selects one of the quantization tables based on the detection result. Thus, overflow can be avoided more effectively.
【００７５】上記画像符号化装置では、上記バッファメ
モリに画像信号を蓄積することのできる最大容量に基づ
いて上記量子化テーブルのいずれか１つを選択すること
により、バッファメモリの容量に応じた最適な量子化を
行うことができる。上記画像符号化装置では、上記符号
化レートに基づいて上記量子化テーブルのいずれか１つ
を選択することにより、符号化レートが高い場合でって
もオーバーフローが生じないように量子化を行うことが
できる。In the image encoding apparatus, one of the quantization tables is selected based on the maximum capacity that can store the image signal in the buffer memory, so that the optimum value according to the capacity of the buffer memory is selected. Quantization can be performed. In the image encoding device, by selecting one of the quantization tables based on the encoding rate, quantization is performed so that overflow does not occur even when the encoding rate is high. Can be.
【００７６】上記画像符号化装置では、テレビジョン信
号の方式に基づいて上記量子化テーブルのいずれか１つ
を選択することにより、符号化の際にオーバーフローの
生じ易いテレビジョン信号であっても、オーバーフロー
が生じるのを回避することができる。In the image encoding apparatus, by selecting one of the quantization tables based on the television signal format, even if the television signal is likely to overflow during encoding, Overflow can be avoided.
【図１】本発明に係る画像符号化装置の具体的な構成を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a specific configuration of an image encoding device according to the present invention.
【図２】ＤＣＴ変換されてジグザグスキャンされたとき
のＤＣＴ係数を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating DCT coefficients when DCT is performed and zigzag scanning is performed.
【図３】画素スキャンの順番に対する量子化値の分布を
説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the distribution of quantization values with respect to the order of pixel scanning.
【図４】出力バッファの蓄積量を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an accumulation amount of an output buffer.
【図５】出力バッファの蓄積量を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an accumulation amount of an output buffer.
【図６】従来の画像符号化装置の構成を示すブロック図
である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional image encoding device.
４ 量子化器、６ 出力バッファ、１３ 演算部、１５
ａ〜１５ｈ 量子化テーブル4 quantizer, 6 output buffer, 13 operation unit, 15
a to 15h Quantization table
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30678996AJPH10150659A (en) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | Picture encoder |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30678996AJPH10150659A (en) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | Picture encoder |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150659Atrue JPH10150659A (en) | 1998-06-02 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30678996AAbandonedJPH10150659A (en) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | Picture encoder |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10150659A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007094100A1 (en)* | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Moving image encoding/decoding method and device and program |
| JP2008228152A (en)* | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Victor Co Of Japan Ltd | Data compression recording apparatus and data compression recording method |
| JP2010288166A (en)* | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Panasonic Corp | Video encoding apparatus, broadcast wave recording apparatus, and program |
| JP4870563B2 (en)* | 2003-09-22 | 2012-02-08 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | Image processing method and apparatus in portable device |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4870563B2 (en)* | 2003-09-22 | 2012-02-08 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | Image processing method and apparatus in portable device |
| WO2007094100A1 (en)* | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Moving image encoding/decoding method and device and program |
| JPWO2007094100A1 (en)* | 2006-02-13 | 2009-07-02 | 株式会社東芝 | Video encoding / decoding method and apparatus, and program |
| JP2008228152A (en)* | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Victor Co Of Japan Ltd | Data compression recording apparatus and data compression recording method |
| JP2010288166A (en)* | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Panasonic Corp | Video encoding apparatus, broadcast wave recording apparatus, and program |
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