JPH07203430A

JPH07203430A - 画像符号化装置

Info

Publication number: JPH07203430A
Application number: JP33700593A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Katada; 裕之堅田; Hiroshi Kusao; 寛草尾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】画像を複数のブロックに分割し、各ブロック
についてそれぞれ量子化幅を設定して符号量制御を行う
画像符号化装置において、符号ビット数を与えられたビ
ット数に制御しかつ最適な量子化幅を決定する画像符号
化装置を提供する。【構成】量子化幅と符号ビット数の関係及び量子化幅
と歪みの関係をモデル化するモデル化部２１と、前記モ
デルを用いて所定の符号ビット数の範囲で画像符号化歪
みを最小にする量子化幅を求める量子化幅決定部２２と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル画像の画像
符号化装置に係り、特に画像データの高能率符号化に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディジタル動画像を、フレー
ム間予測、直交変換、量子化、可変長符号化等の技術を
用いて圧縮する方式が提案されている。また、蓄積メデ
ィア動画像符号化の国際会議、ＩＳＯ／ＩＥＣＪＴＣ１
／ＳＣ２９／ＷＧ１１（ＭＰＥＧ，Moving Picture Cod
ing Experts Group）において、国際標準規格作りが目
指されている。これらの方式を画像伝送や画像蓄積に応
用する際、圧縮後のデータ量をどのように制御するかに
ついて設計上の努力が注がれている。

【０００３】例えば、文献「ＭＰＥＧ２量子化と符号化
制御」（テレビジョン学会技術報告Ｖｏｌ．１６．Ｎｏ
６１．ｐｐ．４３−４８）に述べられている手法は、与
えられた区間内（通常十数フレーム）の平均ビット数を
一定に制御する。図１２は、この従来法を用いた画像符
号化装置のブロック図である。

【０００４】図１２において、ブロック分割部（１０）
は、符号化しようとするフレームをマクロブロック（以
下ＭＢと略す）と呼ばれるブロックに分割する。動き補
償予測部（１１）は、ＭＢを他のフレームから予測し、
その予測誤差を算出する。ただし、フレーム内符号化の
みを行うフレーム（Ｉピクチャと呼ぶ）のＭＢや、フレ
ーム内符号化の方が有利なＭＢでは予測を行わない。予
測方式については文献「ＭＰＥＧ２フレーム間予測方
式」（テレビジョン学会技術報告Ｖｏｌ．１６．Ｎｏ６
１．ｐｐ．３７−４２）に記載されている。

【０００５】直交変換部（１３）は、ＭＢのデータを２
次元直交変換（離散フーリエ変換、アダマール変換、離
散コサイン変換など）によって、符号化に適したデータ
に変換する。量子化部（１４）は、量子化幅決定部（３
２）で求められた量子化幅によって、変換係数を量子化
する。可変長符号化部（１５）は、量子化された変換係
数を可変長符号化する。逆量子化部（１６）は、量子化
された変換係数を逆量子化し、逆直交変換部（１７）は
逆量子化された変換係数を逆直交変換して、復元値を求
める。フレームメモリ（１８）は、復元されたＭＢから
得た復元画像を蓄える。この復元画像は、ブロック逆分
割部（２０）をへて動き補償予測部（１１）によりフレ
ーム間予測の参照画像として用いられる。ただし、復元
値が予測誤差である場合は、フレームメモリ（１８）か
らの予測値との和をとることによって復元画像を得る。

【０００６】ビット割り当て部（２３）、参照量子化幅
決定部（３１）、量子化幅決定部（３２）は従来法によ
って、符号化制御を行う部分である。ビット割り当て部
（２３）は、前フレームまでの符号化結果（可変長符号
化部（１５）から得られる発生ビット数、量子化幅決定
部（３２）から得られる量子化幅の平均値）と、与えら
れたデータレートをもとに、これから符号化しようとす
るフレームに割り当てるビット数を決定する。

【０００７】参照量子化幅決定部（３１）は、可変長符
号化部（１５）から得られる前ＭＢまでの発生ビット数
と、割り当てられたビット数をもとに、直交変換係数の
参照量子化幅を決定する。量子化幅決定部（３２）は、
ブロック分割部（１０）より得られるＭＢの絵柄の細や
かさを示すアクティビティを計算し、これによって参照
量子化幅を変化させ、量子化部（１４）で用いる量子化
幅を決定する。ここで、量子化部（１４）で用いる量子
化幅はｑ₁〜ｑ_MのＭ種類であるとする。

【０００８】次いで、参照量子化幅決定部（３１）につ
いて説明する。参照量子化幅は、次に示す式（１）によ
って算出される。

【数１】ここで、ｉ（ｉ＝１，２，…，ＭＢcnt）は１フレーム
内でのＭＢの番号（ＭＢcntはＭＢの総数）、ｒは反応
パラメータと呼ばれる定数、ｄ（ｉ）は次の式（２）に
示す仮想バッファフルネスである。

【数２】

【０００９】式（２）において、ｄ（０）は該フレーム
の符号化開始時の仮想バッファフルネスであり、前回の
符号化時の最終値を引き継いでいる。ただし、初期値は
ある定数である。ｂ(i)は１〜ｉ番目のＭＢで発生した
ビット数の和であり、Ｔはビット割り当て部（２３）で
１フレームに割り当てられたビット数である。すなわ
ち、ＭＢ番号ｉの符号化を開始する時点における、それ
まで（ＭＢ番号１〜（ｉ−１））の該フレームの符号化
で生じた符号量に関し、式（２）の右辺第２項ｂ（ｉ−
１）は、実際に生じた符号量を示し、式（２）の右辺第
３項（ｉ−１）Ｔ／ＭＢcntは、生じているべきターゲ
ット符号量を示すことになる。

【００１０】従って、式（２）は、各ＭＢにＴビットが
均等に割り当てられたとし、前ＭＢまでの割り当てビッ
ト数と実際の発生ビット数との差を、仮想バッファフル
ネスに反映させる働きがあると考えられる。つまり、前
ＭＢまでの発生ビット数が大きいと仮想バッファフルネ
スが大きくなり、参照量子化幅も大きくなるため、ビッ
ト発生量を小さくするように働く。逆に前ＭＢまでの発
生ビット数が小さいと仮想バッファフルネスが小さくな
り、参照量子化幅も小さくなるため、ビット発生量を大
きくするように働く。

【００１１】実際には、フレーム内符号化のみを行うフ
レーム（Ｉピクチャと呼ぶ）、時間的に前のフレームか
らの予測符号化を行うフレーム（Ｐピクチャと呼ぶ）、
時間的に前と後のフレームからの予測符号化を行うフレ
ーム（Ｂピクチャと呼ぶ）が存在し、各々について仮想
バッファフルネスが計算され、参照量子化幅が決定され
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像符号化法によれば、発生したビット数と割り当
てられたビット数によって参照量子化幅を変化させ、デ
ータ量を制御しているため、必ずしも適切な量子化幅が
選ばれているとは限らない。すなわち、図１２の参照量
子化幅決定部（３１）と量子化幅決定部（３２）は、割
り当てられたビット数に対して最小歪みがえられる量子
化制御を行うとは限らない。

【００１３】すなわち、例えば１フレーム中で複雑な絵
柄の後、単純な絵柄が現れるような画像の場合、複雑な
絵柄での発生ビット数が大きいため境界部分で仮想バッ
ファフルネスが大きくなり、単純な絵柄に変化したにも
かかわらず量子化幅を大きく設定してしまい画質劣化を
招くという問題点があった。また逆に、１フレーム中で
単純な絵柄から複雑な絵柄に変化する時は、仮想バッフ
ァフルネスが小さくなり複雑な絵柄にかかわらず量子化
幅を小さく設定してしまい、その後の画質を劣化させて
しまうという問題点があった。

【００１４】以上の問題点に鑑み、本発明の課題は上記
問題点を解決し、与えられたビット数に制御しかつ最適
な量子化幅を決定する画像符号化装置を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち本発明は、画
像を複数の画像ブロックに分割するブッロク分割部と、
前記分割された画像ブロックについてそれぞれ量子化幅
を設定して量子化を行う量子化部と、該量子化された画
像データを符号化する符号化部とを備え、画像符号量制
御を行う画像符号化装置において、量子化幅と符号ビッ
ト数との関係及び量子化幅と歪みとの関係をそれぞれモ
デル化するモデル化部と、前記モデルを用いて所定の符
号ビット数の範囲で画像符号化歪みを最小にする量子化
幅を求める量子化幅決定部とを備えたことを特徴とする
画像符号化装置である。

【００１６】また本発明においては、前記画像ブロック
に対してそれぞれ異なる量子化幅を用いて量子化する並
列に配置された複数の量子化部と、前記複数の量子化部
にそれぞれ対応して設けられた符号長を計算する複数の
符号長算出部と、前記符号長に基づいて量子化幅と符号
ビット数との関係をモデル化するモデル化部を備えるこ
とができる。

【００１７】また本発明においては、複数の量子化部に
よってそれぞれ量子化された変換係数をそれぞれ逆量子
化する複数の逆量子化部と、前記量子化部の入力と前記
逆量子化部の出力とをそれぞれ入力し所定の評価基準に
より歪みを計算する複数の歪み算出部と、該歪み算出部
の歪み計算結果に基づいて量子化幅と歪みとの関係をモ
デル化するモデル化部を備えることができる。

【００１８】

【作用】発生ビット数と量子化幅との関係のモデル化に
おいては、並列に配置された複数の量子化部により、そ
れぞれ異なる量子化幅により量子化が行われ、それぞれ
の量子化について発生ビット数が計算される。そして、
発生ビット数を量子化幅の関数としてあらわし、その関
数に含まれるパラメータを決定する。符号化による歪み
と量子化幅との関係のモデル化においては、それぞれ異
なる量子化幅で量子化された画像データをそれぞれ対応
する逆量子化部により逆量子化し、それぞれ量子化前の
データと逆量子化されたデータとから量子化幅に対する
歪みを計算する。そして、歪みを量子化幅の関数として
あらわし、その関数に含まれるパラメータを決定する。
量子化幅決定部では、発生ビット数と量子化幅の関係の
モデル及び、符号化による歪みと量子化幅の関係のモデ
ルを用いて、圧縮後のビット数を割り当てられたビット
数に制御し、かつ歪みを最小にする量子化幅を決定す
る。

【００１９】

【実施例】次に、本発明に係る画像符号化装置の実施例
を図面を参照して詳細に説明する。図１は第１実施例の
構成を示すブロック図である。同図において、ブロック
分割部（１０）、動き補償予測部（１１）、直交変換部
（１３）、量子化部（１４）、可変長符号化部（１
５）、逆量子化部（１６）、逆直交変換部（１７）、フ
レームメモリ（１８）、ビット割り当て部（２３）は、
図１２に示された従来の画像符号化装置のそれぞれ対応
する構成要素と同じ構成要素であり、図１２と同じ符号
が付与されている。モデル決定部（２１）及び最適量子
化幅決定部（２２）は、本発明に固有な構成要素であ
り、圧縮後のビット数を割り当てられたビット数に制御
し、かつ歪みを最小にする量子化幅を決定する部分であ
る。

【００２０】次いで、図２に第１実施例のモデル決定部
（２１）の詳細を示す詳細ブロック図を示す。モデル決
定部（２１）は本発明の手法を用い、量子化幅と発生ビ
ット数との関係及び、量子化幅と符号化歪みとの関係を
数式でモデル化する。以下図２に従って、モデル決定部
（２１）について説明する。

【００２１】量子化部１（１０１）〜量子化部Ｍ（１０
Ｍ）は、それぞれ量子化幅ｑ₁〜ｑ_Mを用いて変換係数を
量子化する（量子化部（１４）で用いる量子化幅は、ｑ
₁〜ｑ_MのＭ種類であるとする）。量子化部１（１０１）
〜量子化部Ｍ（１０Ｍ）にそれぞれ接続された符号長算
出部１（２０１）〜符号長算出部Ｍ（２０Ｍ）は、それ
ぞれの量子化結果を可変長符号化した場合の符号長を算
出する。ｂ（ｑ）決定部（５０１）は、後で述べる発
生ビット数と量子化幅の関係をあらわす関数ｂ（ｑ）を
決定する部分である。

【００２２】逆量子化部１（３０１）〜逆量子化部Ｍ
（３０Ｍ）は、それぞれの量子化結果を、それぞれ量子
化幅ｑ₁〜ｑ_Mを用いて逆量子化を行い変換係数の復元値
を求める。逆量子化部１（３０１）〜逆量子化部Ｍ（３
０Ｍ）にそれぞれ接続された歪み算出部１（４０１）〜
歪み算出部Ｍ（４０Ｍ）は、それぞれ量子化幅ｑ₁〜ｑ_M
を用いた場合の直交変換係数の歪みを算出する。Ｄ
（ｑ）決定部（５０２）は、後で述べる符号化による歪
みと量子化幅の関係をあらわす関数Ｄ（ｑ）を決定する
部分である。

【００２３】次に、関数ｂ（ｑ），Ｄ（ｑ）について説
明する。ｂ（ｑ）は、ＭＢを量子化幅ｑで変換係数を量
子化し、可変長符号化を行った時に発生するビット数を
求める関数である。関数の形はＭＢの絵柄や可変長符号
化の方法によって変化するが、ｑが大きくなるとｂ
（ｑ）が小さくなるといえる。Ｄ（ｑ）は、量子化幅ｑ
で変換係数を量子化した時に発生する歪みを求める関数
である。関数の形は、ＭＢの絵柄や歪みの評価方法によ
って変化するが、ｑが大きくなるとＤ（ｑ）が大きくな
るといえる。

【００２４】符号化対象ＭＢと量子化幅ｑを決めると、
発生ビット数と歪みを実際に測定することができる。こ
れらをそれぞれｂ°（ｑ），Ｄ°（ｑ）とあらわすこと
にする。ｂ°（ｑ）は符号化方法が定まっていれば一意
に決めることができるが、Ｄ°（ｑ）は歪みの評価基準
をどのようにとるかによって、さまざまな計算方法があ
る。例えば、歪みの評価基準としてＭＳＥ（平均２乗誤
差）を用いる場合、Ｄ（ｑ）の実測値Ｄ°（ｑ）は次の
式（３）により計算することができる。

【数３】

【００２５】ここで、ｇ（ｎ）は直交変換部（１３）よ
り得られる変換係数のｎ番目の値であり、ｇ'（ｎ，
ｑ）はｇ（ｎ）を量子化幅ｑで量子化し逆量子化した値
である。ただし２次元変換の場合、ラスタスキャンやジ
クザグスキャンなどによって１次元化しているものとす
る。またＭＢをさらに分割した小さなブロックで２次元
変換を行う場合も、ブロック間に跨ってスキャンを続け
た通し番号をｎとする。例えばＭＢの大きさが縦１６画
素、横１６画素であり、これを縦８画素、横８画素の４
つのブロックに分割し、各々のブロックに８×８の２次
元変換を行う場合、変換係数の総数Ｎ＝２５６である。

【００２６】図３，４に関数ｂ°（ｑ），Ｄ°（ｑ）の
例を示す。ここでは、ｑとして１〜３１までの整数を用
いている。また、歪みの評価基準としてＭＳＥ（平均２
乗誤差）を用いている。歪みの評価基準としては、ＭＳ
Ｅ以外に次の式（４）に示すような重み付きのものを用
いることもできる。

【数４】

【００２７】ここで、ｗ（ｎ）はｎ番目の変換係数に対
する重みであり、高周波成分に対する人間の視覚レスポ
ンスの低下を反映するために用いられる。また、ＡはＭ
Ｂの絵柄の細やかさや、エッジの有無などを反映する量
である。Ａはブロック分割部（１０）より得られるＭＢ
の画素値の分散、ダイナミックレンジ、特許出願番号平
成５−３００７４号に記載の正規化されたアクティビテ
ィの差、文献「ＭＰＥＧ２量子化と符号化制御」（テレ
ビジョン学会技術報告Ｖｏｌ．１６．Ｎｏ６１．ｐ
ｐ．４３−４８）に記載のアクティビティ、文献「画像
符号化における量子化制御の一手法」（１９９２年テレ
ビジョン学会年次大会，２０−１，ｐｐ．３７５−３７
６）に記載の頻度ｈ等によって算出する。

【００２８】あるいは、以下のようにして求めることが
できる。まず

【数５】Ｈ＝（Ｓ_xがｔｈ_x以上となる画素数）＋（Ｓ_y
がｔｈ_y以上となる画素数）…（５）とし、図５のような関数によってＡを求める。ここで、
Ｓ_x，Ｓ_yは隣接画素値のそれぞれ水平方向、垂直方向の
変化であり、ｔｈ_x，ｔｈ_yは定数である。図中の
Ａ_max，Ｈ_maxはそれぞれＡ，Ｈの最大値をあらわす。
又、図の曲線の形は代表的な画像を用い、視覚実験によ
ってあらかじめ決定する。以上は図１のモデル決定部
（２１）を図２のごとく構成した場合であるが、この場
合図１におけるブロック分割部（１０）および動き補償
予測部（１１）からモデル決定部（２１）への信号は用
いない。

【００２９】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。歪みの評価基準としては、次の式（６）に示すよう
なＤ°（ｑ）を用いることもできる。

【数６】

【００３０】ここで、ｈ（ｎ）はＭＢ内のｎ番目の画素
値、ｈ'（ｎ，ｑ）は量子化幅ｑを用いた時の復元され
たＭＢの値である。Ｗ（ｎ）はｎ番目の画素値に対する
重みであり、現画素値と近傍画素値とから計算される
（例えば、現画素値と近傍画素値の差の逆数を用い
る）。

【００３１】図６に式（６）のＤ°（ｑ）を用いる場合
のモデル決定部（２１）の第２実施例を示す。逆直交変
換部１（６０１）〜逆直交変換部Ｍ（６０Ｍ）及び歪み
算出部１（８０１）〜歪み算出部Ｍ（８０Ｍ）以外は図
２と同様の働きをする。ｈ'（ｎ，ｑ）は逆直交変換部
１（６０１）〜逆直交変換部Ｍ（６０Ｍ）において得ら
れる。ただし、逆直交変換で差分値の復元値が得られる
ときは、動き補償予測部（１１）より得られる予測値を
足しあわせて復元値が得られる。歪み算出部１（８０
１）〜歪み算出部Ｍ（８０Ｍ）では式（６）に従って歪
みの実測値が計算される。

【００３２】あるいは、次式に示すようなＤ°（ｑ）を
用いることもできる。

【数７】Ｄ°（ｑ）＝ｍａｘ[(ｈ(ｎ)−ｈ'(ｎ,ｑ))²Ｗ(ｎ)]／Ａ …（７）これは、ＭＢ内の画素値の２乗誤差の最大値を誤差とす
るものである。ここまで説明してきた評価基準では２乗
誤差を基本にしたが、そのかわりに絶対値誤差を基本と
しても良い。

【００３３】次に、関数ｂ（ｑ），Ｄ（ｑ）の決定法に
ついて説明する。関数ｂ（ｑ），Ｄ（ｑ）を次式のよう
にｑの多項式とし、

【数８】

【数９】いろいろなｑに対するビット数の実測値ｂ°（ｑ）及び
歪みの実測値Ｄ°（ｑ）のデータを用い、最小２乗法に
よって係数ｂ_k，Ｄ_lを求める。ここで、Ｋ_-はｂ（ｑ）
の最低次数、Ｋ₊はｂ（ｑ）の最高次数、Ｌ_-はＤ（ｑ）
の最低次数、Ｌ₊はＤ（ｑ）の最高次数である。図７，
８にＫ_-＝−１，Ｋ₊＝０，Ｌ_-＝Ｌ₊＝１とした時の例を
示す。これらは、それぞれ図７，８をモデル化した例で
ある。以上が第１実施例及び第２実施例のモデル決定部
（２１）の説明である。

【００３４】次に第１実施例及び第２実施例に共通の最
適量子化幅決定部（２２）について説明する。簡単のた
めに次式のようなモデルを考える。

【数１０】

【数１１】Ｄ_i（ｑ_i）＝β_iｑ_i …（１１）ここで添字ｉ（ｉ＝１，２，…，ＭＢcnt）は１フレー
ム内でのＭＢの番号をあらわす。従って、ｂ_i（ｑ_i），
Ｄ_i（ｑ_i），ｑ_iはそれぞれｉ番目のブロックにおける
発生ビット数関数、歪み関数、量子化幅である。これら
は、図７，８で用いたものと同じモデルである。

【００３５】１フレームに割り当てられた総ビット数を
Ｂとすると、最適な量子化幅は

【数１２】を満たし、総歪み量

【数１３】を最小にするｑ_iである。このようなｑ_iは、いろいろな
モデルについてLagrangeの未定乗数法によって解くこと
ができる。式（１０），（１１）の場合、

【数１４】となる。最適量子化幅決定部（２２）ではこの式にした
がってｑ_iを求めた後、これを１〜Ｍの整数に丸める。
非線形に変化する量子化幅を用いる場合は、量子化幅を
非線形な不連続値に丸めればよい。

【００３６】図９に、第１実施例の最適量子化幅決定部
（２２）の構成を示す。カウント部１（９０１）、カウ
ント部２（９０２）は、モデル決定部で求められたパラ
メータからそれぞれ、Σ_j（α_jβ_j）^1/2，Σ_jｃ_jを求め
る部分である。記憶部（９０３）は、α_i／β_iを１フレ
ーム分記憶する部分である。このように、第１実施例で
は１フレーム分のデータを蓄積して量子化幅を決定する
ため、最低１フレーム分の遅延が必要となる。ただし、
データ量制御の単位を１フレームより小さくすれば遅延
を小さくすることが可能である。ｑ_i計算部（９０４）
では式（１４）を用いて量子化幅を求める。ｑ_i丸め部
（９０５）では量子化幅を１〜Ｍの整数に丸める。

【００３７】式（８）〜（１１）のモデルではｂ
（ｑ），Ｄ（ｑ）としてｑの多項式を考えてきたが、必
ずしもｑの多項式に限定されない。例えば

【数１５】

【数１６】Ｄ_i（ｑ_i）＝γ_iｌｎδ（ｑ_i−１） …（１６）のようなモデルを用いることもできる。この場合、

【数１７】

【数１８】

【数１９】となる。ただしα_i，γ_iはｉ番目のＭＢに固有の定数、
β，δはＭＢ間で共通の定数である。最適量子化幅決定
部（２２）ではこの式にしたがってｑ_iを求めた後、こ
れを１〜Ｍの整数に丸める。非線形に変化する量子化幅
を用いる場合は、量子化幅を非線形な不連続値に丸め
る。非線形に変化する量子化幅を用いる場合は、量子化
幅をを非線形な不連続値に丸めればよい。以上が第１実
施例及び第２実施例に共通の最適量子化幅決定部（２
２）の説明である。

【００３８】次に本発明の第３実施例について説明す
る。ブロック図は図１と同じであり、モデル決定部（２
１）最適量子化幅決定部（２２）以外は第１実施例と同
様の働きをする。図１０に第３実施例のモデル決定部
（２１）のブロック図を示す。ここでは、式（１４）に
もとづいた方式について述べる。分散計算部（９１１）
では、原画像のＭＢ内の画素値の分散σ_i ²を計算する。
パラメータ決定部（９１２）ではパラメータｃ
（σ_i ²），α（σ_i ²），β（σ_i ²）を決定する。これら
のパラメータは式（１４）のパラメータを全てＭＢの分
散の関数であらわしたものである。この関数の形は代表
的な画像を用い、あらかじめ求めておくことができる。

【００３９】ここでは、パラメータを分散だけの関数と
してあらわしたが、画素値のダイナミックレンジ、特許
出願番号平成５−３００７４号に記載の正規化されたア
クティビティの差、文献「ＭＰＥＧ２量子化と符号化制
御」（テレビジョン学会技術報告Ｖｏｌ．１６．Ｎｏ
６１．ｐｐ．４３−４８）に記載のアクティビティ、文
献「画像符号化における量子化制御の一手法」（１９９
２年テレビジョン学会年次大会，２０−１，ｐｐ．３７
５−３７６）に記載の頻度ｈ等の多変数関数として、パ
ラメータをあらわしてもよい。

【００４０】図１１に、第３実施例の最適量子化幅決定
部（２２）の一例を示す。カウント部１（９２１）、カ
ウント部２（９２２）は図９のカウント部（９０１、９
０２）と同様の働きをする。記憶部１（９２３）、記憶
部２（９２４）はそれぞれ前フレームのΣ_j（α_jβ_j）
^1/2，Σ_jｃ_jを記憶する部分である。α_i／β_i計算部
（９２５）では、α_i／β_iをブロック毎に計算する。ｑ
_i計算部（９２６）では、記憶部１（９２３）、記憶部
２（９２４）の内容とα_i／β_i計算部（９２５）の結果
とから式（１４）を用いて量子化幅を求める。ｑ_i丸め
部（９２７）では量子化幅を１〜Ｍの整数に丸める。

【００４１】以上実施例について説明してきたが、これ
らの実施例は本発明を限定するものではない。すなわち
本発明は、画像をブロックに分割し、複数の量子化幅を
用い、与えられたデータ量に制御する、いかなる符号化
方式にも適用できる。例えば直交変換を用いずに、ブロ
ック内の画素値の最大値、最小値及び量子化値を符号化
するような符号化方式や、サブバンド分割の後で変換符
号化を適用する場合にも応用することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像をブロックに分割し、各ブロックについて量子化幅を
設定して符号量制御を行う画像符号化装置において、量
子化幅とビット数の関係及び量子化幅と歪みの関係をモ
デル化するモデル化部と、与えられたビット数に制御し
歪みを最小にする量子化幅を求めてデータ量制御を行う
ので、最適な符号化を行うことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例及び第２実施例の構成を示
すブロック図である。

【図２】第１実施例におけるモデル決定部の詳細ブロッ
ク図である。

【図３】発生ビット数と量子化幅の関係の例である。

【図４】符号化による歪みと量子化幅の関係の例であ
る。

【図５】実施例におけるアクティビティ決定の一例であ
る。

【図６】第２実施例におけるモデル決定部の詳細ブロッ
ク図である。

【図７】発生ビット数と量子化幅の関係のモデル化の例
である。

【図８】符号化による歪みと量子化幅の関係のモデル化
の例である。

【図９】第１実施例における最適量子化幅決定部のブロ
ック図である。

【図１０】本発明の第３実施例におけるモデル決定部の
詳細ブロック図である。

【図１１】第３実施例における最適量子化幅決定部の詳
細ブロック図である。

【図１２】従来例の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ブロック分割部１１動き補償予測部１２、１９加算回路１３直交変換部１４量子化部１５可変長符号化部１６逆量子化部１７逆直交変換部１８フレームメモリ２１モデル決定部２２最適量子化幅決定部２３ビット割り当て部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 5/92 Ｈ０４Ｎ 5/92 Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を複数の画像ブロックに分割するブ
ッロク分割部と、前記分割された画像ブロックについて
それぞれ量子化幅を設定して量子化を行う量子化部と、
該量子化された画像データを符号化する符号化部とを備
え、画像符号量制御を行う画像符号化装置において、量子化幅と符号ビット数との関係及び量子化幅と歪みと
の関係をそれぞれモデル化するモデル化部と、前記モデルを用いて所定の符号ビット数の範囲で画像符
号化歪みを最小にする量子化幅を求める量子化幅決定部
とを備えたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】請求項１において、前記画像ブロックに対してそれぞれ異なる量子化幅を用
いて量子化する並列に配置された複数の量子化部と、前
記複数の量子化部にそれぞれ対応して設けられた符号長
を計算する複数の符号長算出部と、前記符号長に基づい
て量子化幅と符号ビット数との関係をモデル化するモデ
ル化部を備えたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項３】請求項１または請求項２において、複数の量子化部によってそれぞれ量子化された変換係数
をそれぞれ逆量子化する複数の逆量子化部と、前記量子
化部の入力と前記逆量子化部の出力とをそれぞれ入力し
所定の評価基準により歪みを計算する複数の歪み算出部
と、該歪み算出部の歪み計算結果に基づいて量子化幅と
歪みとの関係をモデル化するモデル化部を備えたことを
特徴とする画像符号化装置。