JPWO1998010594A1

JPWO1998010594A1 - データ符号化方法及び装置

Info

Publication number: JPWO1998010594A1
Application number: JP10-512477A
Authority: JP
Inventors: 知男早川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】入力された画像データをＤＣＴ（離散余弦変換）回路２で変換して得られたＤＣＴ係数データを、量子化回路７で複数の量子化器の内の選択された１つの量子化器により量子化して、可変長符号化回路８で可変長符号化して出力する。クラス分け回路３０は、ＤＣＴ回路２からのＤＣＴ係数データをマクロブロック単位で閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃と比較しクラス分けしてアクティビティコードＡＴを出力する。符号量推定部１０は、ジグザグ読出回路３から読み出されたＤＣＴ係数データの５マクロブロックである１ビデオセグメント分のデータについて、各量子化器により量子化して可変長符号化したときの総符号化データ量を推定し、この推定されたデータ量が基準値以下となる量子化器の内の最適の量子化器を決定する量子化器番号を量子化回路７に送る。符号量推定部１０及びクラス分け回路３０の閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃は、端子１１からの所望の圧縮率の情報に応じて異なるものが圧縮率テーブル１２から読み出される。これによって、圧縮符号化の際に容易に所望の圧縮率を得ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】データ符号化方法及び装置技術分野本発明は、ディジタルビデオ信号等のディジタル情報データを圧縮符号化するためのデータ符号化方法及び装置に関し、特に、固定圧縮率のデータ圧縮フォーマットにおいて容易に圧縮率を変化させることができるようなデータ符号化方法及び装置に関するものである。

背景技術ディジタルビデオ信号等のディジタル情報データは、一般にデータ量が膨大となるため、データ量を圧縮する圧縮符号化が施されることが多い。この圧縮符号化の内で、特にＤＣＴ（離散余弦変換）を用いたデータ符号化方法や装置が近年多く用いられている。例えば、テープ幅が１／４インチのディジタルＶＴＲのフォーマット、いわゆるＤＶフォーマットにも、このＤＣＴを用いたデータ符号化方法が採用されている。

このようなディジタル情報データの符号化においては、所定フォーマットで伝送したり記録再生するために、圧縮率やデータレートが固定となっている。例えば、一定のブロック単位で同期がとられる場合には、ブロック毎に最大データ量を越えない範囲でデータ圧縮が施され、ブロック内の圧縮された有効データ以外の部分には無効データを充填して、ブロック毎のデータ量を一定としている。また、ブロックを越えてデータを割り振ることも考えられており、所定ブロックに対応する圧縮された有効データ量がブロック内最大データ量を越えた場合には、はみ出た有効データを他の有効データ量が少ないブロックに割り振るようにしている。例えば、上述したＤＶフォーマットにおいては、画面内でシャフリングされて得られる５つのマクロブロックから成る固定長のビデオセグメント内で、各マクロブロック間のデータの振り分けを行っている。

ところで、近年において、ハードディスクのデータ記録容量が増大してきており、ディジタルビデオ信号の圧縮データ等をハードディスクに記録し再生することも実用化されている。このようなハードディスク等を用いた記録再生装置は、ランダムアクセスが可能であるため、任意の映像が瞬時に検索でき、例えば編集作業に好適である。

ここで、例えばビデオ信号をオフライン編集する用途においては、内容が確認できる程度の画質で十分であり、圧縮率を高めてデータ量を削減することが記録媒体の容量を節約する意味で重要である。これに対して、本編集の際には、圧縮率を低く抑えて画質の向上を図ることが重要である。この他、用途に応じて圧縮率を変化させることができれば、それぞれの用途に最適の画質及び媒体容量を実現でき、好ましい。

本発明は、上述したような実情に鑑みてなされたものであり、例えば、テープ幅が１／４インチのディジタルＶＴＲのフォーマット、いわゆるＤＶフォーマットのような固定圧縮率のデータ圧縮フォーマットにおいて、容易に圧縮率を変化させることができるようなデータ符号化方法及び装置の提供を目的とするものである。

発明の開示本発明に係るデータ符号化方法及び装置は、入力データを直交変換し、量子化した後に可変長符号化する場合に、上記直交変換されたデータに基づいて可変長符号化したときの総符号化データ量を推定し、圧縮率に応じて異なる基準値と推定されたデータ量とに基づいて量子化の際の量子化ステップを決定することを特徴とする。

圧縮率に応じて基準値を変化させることにより、符号化されたデータの総量が変化する。

また、本発明に係るデータ符号化方法及び装置は、入力データを直交変換し、量子化した後に可変長符号化する場合に、上記直交変換されたデータに基づいて量子化の細かさを指示するクラスを分けるための閾値を圧縮率に応じて変化させることを特徴とする。

圧縮率に応じてクラス分けの閾値を変化させることにより、符号化されたデータの総量が変化する。

ここで、上記入力データが画像データで、離散余弦変換（ＤＣＴ）を行って得られたＤＣＴ係数データを複数の量子化器のいずれかで量子化し、可変長符号化するようにし、ＤＣＴ係数データのビデオセグメント単位で量子化し可変長符号化したときのデータ量を推定して基準値と比較することにより最適な量子化器を決定し、ＤＣＴ係数データのブロック単位のデータを閾値と比較することにより量子化の細かさを指示するクラスを決定するような固定圧縮率の画像圧縮フォーマットを想定するとき、上記基準値、又は基準値及び閾値を所望の圧縮率の情報に応じて変化させることが好ましい。

圧縮率の情報に応じて基準値、又は基準値及び閾値を変化させることにより、圧縮符号化されて得られる最終的な符号化データ量が変化し、圧縮率を変えることができる。

図面の簡単な説明図１は、本発明に係るデータ符号化方法が適用されたデータ符号化装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。

図２は、本発明の実施の形態のＤＣＴ係数の出力順の一例を示す図である。

図３は、本発明の実施の形態の量子化テーブルの一例を示す図である。

図４は、本発明の実施の形態のＤＣＴ係数のエリア番号の一例を示す図である。

図５は、動きモードＤＣＴ係数の処理の一例を示す図である。

図６は、本発明の実施の形態の符号量推定部の具体例を説明するためのブロック回路図である。

図７は、本発明の実施の形態のクラス分け回路の具体例を説明するためのブロック回路図である。

図８は、本発明の実施の形態のクラス分け回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。

図９は、本発明の実施の形態の圧縮率テーブルの一例を示す図である。

図１０は、本発明の実施の形態が適用されたディジタル情報データ記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。

図１１は、本発明の実施の形態が適用されたディジタル情報データ記録装置の具体的な構成の一例を示すブロック回路図である。

図１２は、図１１のディジタル情報データ記録装置の入力信号と記録信号との一例を示す図である。

図１３は、図１１のディジタル情報データ記録装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

図１４は、図１１のディジタル情報データ記録装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

図１５は、本発明の実施の形態が適用されたディジタル情報データ再生装置の具体的な構成の一例を示すブロック回路図である。

図１６は、図１５のディジタル情報データ再生装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

発明を実施するための最良の形態以下、本発明に係るいくつかの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態となるデータ符号化方法が適用されたデータ符号化装置の一例の概略構成を示すブロック図である。

この図１において、入力端子１に供給されたディジタルビデオ信号は、例えば８×８画素にブロック化され、ＤＣＴ（離散余弦変換）回路２に供給される。ＤＣＴ回路２は、ブロック化されたビデオ信号をＤＣＴ処理し、８×８の周波数領域の係数データに変換する。ビデオ信号には相関があるので、ビデオ信号を周波数領域に変換すると、殆どが低周波数成分となり、パワーの大きいスペクトラムは低域に集まり、高域にいくほどそのパワーは小さくなる。

ＤＣＴ回路２からの出力は、ジグザグ読出回路３及びクラス分け回路３０に送られる。ジグザグ読出回路３は、図２に示すように、８×８のＤＣＴ係数の低周波のデータから順にジグザグに読み出していく。ジグザグ読出回路３からの出力は、バッファメモリ４に供給されると共に、符号量推定部１０に送られる。バッファメモリ４は、第１のデータ範囲となる所定のバッファ単位、例えば後述する１ビデオセグメント分のデータを蓄えるものである。クラス分け回路３０は、後述するように、第２のデータ範囲となるＤＣＴブロックの単位で絵柄の細かさを調べ、そのＤＣＴブロックのアクティビティ（精細度）を４段階にクラス分けし、そのクラスを示す２ビットのアクティビティコードＡＴを出力する。クラス分け回路３０には、ＤＣＴ回路２からの係数データのＡＣ（交流）成分を送るようにすることが好ましい。

符号量推定部１０は、複数のＮ個の符号量推定器（以下エスティメータと記す）２０₁,２０₂,...,２０_Nを有し、これらのエスティメータ２０₁,２０₂,...,２０_Nには、それぞれジグザグ読出回路３からの出力が送られると共に、クラス分け回路３０からのアクティビティコードＡＴが送られる。エスティメータ２０₁, ２０₂,...,２０_Nには、例えば、図３に示すＮ＝１６の場合の具体例のように、互いに異なる量子化器番号ＱNo（Ｎ＝１６のときの量子化器番号は０〜１５）が設定され、アクティビティコードＡＴが示すクラス番号と、ＤＣＴブロック内の各画素ブロックに対し予め割り振られたエリア番号（図４Ａ及び図４Ｂ）とで量子化ステップを決定するテーブル（量子化テーブル）が設定されている。詳細は後述する。

エスティメータ２０₁,２０₂,...,２０_Nは、所定のバッファ単位、例えば画面内でシャフリングされて得られる５つのマクロブロックから成るビデオセグメントを所定のバッファ単位とし、そのビデオセグメント内のデータを、各量子化テーブルで量子化し可変長符号化したときの総符号量をそれぞれ推定し、この総符号量が所定の基準値Ｒｆ以上のとき、出力ＯＦ₁,ＯＦ₂,...,ＯＦ_Nを発生する。

これらの出力ＯＦ₁,ＯＦ₂,...,ＯＦ_Nは、量子化器決定回路６に送られる。量子化器決定回路６は、エスティメータ２０₁,２０₂,...,２Ｏ_Nからの出力ＯＦ₁,ＯＦ₂,...,ＯＦ_Nに基づいて、第１のデータ範囲に相当する所定のバッファ単位、例えばビデオセグメント単位の総符号量が所定の基準値Ｒｆ以下となる最適な量子化器を決定する。この量子化器決定回路６からの出力が量子化回路７に送られる。

量子化回路７は、Ｎ種類、例えば１６種類の量子化器が予め用意され、これらの量子化器の内のいずれかが量子化器決定回路６からの出力により選択されるようになっている。また量子化回路７は、クラス分け回路３０からのアクティビティコードＡＴによりクラスが指定されるようになっている。量子化回路７からの出力は、可変長符号化回路８に送られて、例えば２次元ハフマン符号等を用いて可変長符号化され、出力端子９より取り出される。

ここで、図３に示す量子化テーブルの量子化器番号ＱNoの０〜１５は、１６個のエスティメータ２０₁,２０₂,...,２０₁₆と対応するものであり、例えばエスティメータ２０₁は、第１のデータ範囲となるビデオセグメント単位で、量子化器番号ＱNo＝０の量子化器によって量子化して可変長符号化したときの総符号量が所定の基準値Ｒｆ以上となるか否かを推定する。また、図３の量子化テーブルの各データは、上述したようにＤＣＴ回路２からのＤＣＴブロック（本実施の形態では８×８）のスペクトルデータの各係数データを図４Ａ及び図４Ｂのようにエリア分割するときの各エリア番号０〜７に対する量子化ステップをそれぞれ示している。

例えば、クラス分け回路３０から入力されるアクティビティコードＡＴによりクラス番号０が指定されたとき、図４Ａに示す各係数データに対する量子化ステップは、エスティメータ２０₁（量子化器番号ＱNo＝０）のエリア番号０から２は“４”、エスティメータ２０₁のエリア番号３及び４は“８”、エスティメータ２０₁のエリア番号５から７は“１６”となり、さらにエスティメータ２０₂（量子化器番号ＱNo＝１）のエリア番号０から３は“４”、エスティメータ２０₂ のエリア番号４及び５は“８”、エスティメータ２０₂のエリア番号６及び７は “１６”・・・となる。

図３から明らかなように、量子化器番号ＱNoが小さいほど量子化ステップが大きく、粗く量子化されることになる。さらに、クラス番号０〜３は、クラス分け回路３０によってＤＣＴブロック毎に出力されるアクティビティコードＡＴにより指定されるものである。図３の例では、クラス番号が大きくなるほど量子化ステップが大きくなる。エリア番号を決定する際に、図４Ａ及び図４Ｂに示すように２種類の表があるのは、ＤＣＴ回路２でＤＣＴブロック化されたデータをＤＣＴ変換するときに、後述する動き検出回路でフレームに対し２つのモード（動きモードと静止モード）のどちらかを決め、変換単位であるブロック化を（８×８）のブロック（静止モード）と、（２×４×８）のブロック（動きモード）とで異ならせてＤＣＴ変換を行うためである。すなわち、ビデオセグメント内（本実施の形態では５ＭＢ）の各（８×８）のブロックは、ＤＣＴ回路２でＤＣＴ変換前に動き検出により静止モードか動きモードかのどちらかが判断され、その結果によりどちらか一方のモードでＤＣＴ変換される。図５に示すように、静止モードでは、１ブロックは１個のＤＣ成分と６３個のＡＣ成分とから構成されるが、動きモードでは２個の（４× ８）ブロックがそれぞれ１個のＤＣ成分と３１個のＡＣ成分とで構成される。詳細については後述する。

なお、クラス番号３は、ＤＣＴ係数の絶対値が２５５を越える場合に、量子化前にイニシャルシフトと称される１ビットシフトにより１／２されるため、量子化ステップは２倍にされていると見なすことができる。量子化前の各係数データは、フラグビット（１ビット）を除くと９ビットデータで示されるが、後段の可変長符号化では非零係数の値に対して８ビットしか用意されていないため、このイニシャルシフトにより９ビット目（ＭＳＢ）に値ｍを持つ係数（２５５を超えるＤＣＴ係数）が８ビット内に収まるようになる。

量子化回路７は、図３の量子化テーブルを有しており、第１のデータ範囲であるビデオセグメント単位で上記量子化器番号ＱNoが選択され、第２のデータ範囲であるＤＣＴブロック単位で上記クラス番号が選択されて、入力されたＤＣＴ係数データの上記各エリア番号０〜７に対する量子化ステップで該入力ＤＣＴ係数データを量子化し、可変長符号化回路８に送る。

本発明の実施の形態においては、エスティメータ２０₁,２０₂,...,２０_Nの上記所定の基準値Ｒｆ及びクラス分け回路３０のクラス分けの閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃を圧縮率に応じて変化させている。具体的には、図１に示すように端子１１を介して圧縮率テーブル１２に所望の圧縮率の情報を与え、この圧縮率に応じて異なる基準値Ｒｆや閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃を、エスティメータ２０₁,２０₂,...,２０_Nやクラス分け回路３０に送っている。なお、これらの内の一方、例えば基準値Ｒｆのみを圧縮率に応じて変化させるようにしてもよい。

次に図６は、符号量推定部１０、特にエスティメータ２０₁,２０₂,...,２０_N の内部を示したデータ符号化装置の一例を示すブロック回路図である。この図６において、ジグザグ読出回路３から出力されたＤＣＴ係数データは、符号量推定部１０のエスティメータ２０₁,２０₂,...,２０_Nの各割算器２１にそれぞれ送られる。ここで、各エスティメータ２０₁,２０₂,...,２０_Nの内部構造はいずれも同様であるので、１つのエスティメータ２０₁内の各部について、指示符号を付して説明する。

割算器２１は、各エスティメータ２０₁,２０₂,...,２０_Nにそれぞれ対応する量子化器番号ＱNoの量子化テーブルを有し、上述したアクティビティコードＡＴによってＤＣＴブロック毎にクラスが指定され、入力されるＤＣＴ係数データの上記エリア番号に応じた量子化ステップで該入力データが除算される。割算器２１からの出力は、語長演算回路２３に送られて、上記可変長符号化したときの符号長が求められる。この符号長データは、加算器２５とレジスタ２６とから成る累算器に送られて累積的に加算され、累算値が比較回路２８に送られる。レジスタ２６は第１のデータ範囲である所定バッファ量単位、例えば上記ビデオセグメント単位毎に、端子２４からのリセット信号ＲＳＴによりリセットされる。比較器２８では、レジスタ２６からの累算値と上記基準値Ｒｆとを比較して、累算値が基準値Ｒｆ以上に達すると“Ｈ”レベルの出力ＯＦ、例えばエスティメータ２０₁では出力ＯＦ₁を発生する。各エスティメータ２０₁,２０₂,...,２０_Nからの出力は、量子化器決定回路６に送られて、上記基準値Ｒｆを越えない最も大きな量子化器番号ＱNoを選んでいる。

ここで、基準値Ｒｆは、圧縮率に応じて異なる値が圧縮率テーブル１２から読み出されて各エスティメータ２０₁,２０₂,...,２０_Nの比較器２８に送られている。これは、基準値Ｒｆをより小さい値に設定してやれば、量子化後の総符号量はより小さくなって、圧縮率を上げることができる。従って、端子１１からの圧縮率が高いほど、より小さい基準値Ｒｆが選ばれるように、圧縮率テーブル１２を構成すればよい。なお、圧縮率が高いとは、１／ｎ圧縮の場合のｎが大きく、符号化後のデータ総量がより少なくなることを意味する。

次に、クラス分けの閾値を圧縮率に応じて変化させる具体例について、図７及び図８を参照しながら説明する。

上述したように、上記量子化回路７の量子化ステップを上記量子化器番号ＱNo とクラス番号とによって決定するフォーマットの場合には、圧縮率を変化させるために、上記符号量推定部１０のエスティメータ２０1,２０₂,...,２０_Nの基準値Ｒｆを変えて選択される量子化器番号ＱNoを変化させるだけではやや不十分であり、クラス番号についても、圧縮率を上げるときにはより量子化ステップが大きくなるものを選ぶことが望ましい。そこで、上記クラス分け回路３０のクラス分けのための閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃を圧縮率に応じて変化させることが望ましい。

図７は、上記クラス分け回路３０の具体的な構成例を示し、図８は、図７の各部の信号を示している。図７の入力端子３１には、例えば図８のＡに示すような上記ＤＣＴ回路２からのＤＣＴ係数、特にＡＣ（交流）成分の係数の絶対値が供給されている。この入力ＤＣＴ係数は、最大値検出回路３２に送られて、ラッチ回路３３の出力値と比較され、大きい方の値がラッチ回路３３に送られてラッチされることにより、ラッチ回路３３からは図８のＣに示すような最大値出力が得られる。ラッチ回路３３は、端子３４からの例えば上記ＤＣＴブロック周期の図８のＢに示すようなリセット信号が供給されている。ラッチ回路３３からの最大値出力は、３つの比較器３５、３６、３７にそれぞれ送られ、閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂, Ｔｈ₃とそれぞれ比較されることにより、比較器３５、３６、３７からは、図８のＤ、Ｅ、Ｆに示すような比較出力がそれぞれ出力される。図７の例では、ラッチ回路３３の出力値が閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃より大きいとき、比較出力は０から１に変化する。これらの比較出力Ｄ、Ｅ、Ｆがクラス番号テーブル３８に送られることで、クラス番号テーブル３８から図８のＧに示すようなクラス番号出力がラッチ回路３９に送られる。ラッチ回路３９のイネーブル端子ＥＮには、端子３４からの上記リセット信号Ｂが供給され、このリセット信号のパルス入力タイミングのクラス番号がラッチされて、上述したアクティビティコードＡＴとして出力される。このように３つの閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃で入力ＤＣＴ係数のＡＣ成分の絶対値を比較することにより、４段階のクラス番号０〜３のいずれかを選択している。

ここで、各閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃は、所望の圧縮率に応じて変化する値であり、例えば各閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃をより小さい値に設定すると、出力されるクラス番号はより大きくなり、結果的に量子化ステップが大きくなって、圧縮率が高くなる。これらの閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃は、端子１１からの圧縮率に応じて圧縮率テーブル１２から読み出され、各比較器３５、３６、３７に送られる。

このような圧縮率テーブル１２における圧縮率に対する上記基準値Ｒｆ及び各閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃の具体例を図９に示す。図９Ａが、圧縮率１／５、１／１０、１／２０のときの上記基準値Ｒｆを示し、図９Ｂが、圧縮率１／５、１／１０、１／２０のときの上記各閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃を示している。図９Ｂの具体例では、入力端子３１に供給されるＤＣＴ係数の最大値を５１２としている。なお、この他、圧縮率によっては、常に所定の上記基準値Ｒｆ及び上記各閾値Ｔｈ₁,Ｔｈ₂,Ｔｈ₃が選択されるようにしてもよい。

上述したクラス分け回路３０では、３つの比較回路３５、３６、３７の出力結果によりクラス番号を決定しているが、これは通常４段階のクラス番号でビデオセグメント内容ブロックの精細度を表しているためである。本発明では、この４段階のクラス番号のみならず、複数段のクラス番号選択にも対応でき、その場合は、段数によって比較回路を増減し、かつそれぞれの比較回路に所定の閾値が入力できるようなテーブルを持つ圧縮率テーブル１２を用意すればよい。また、所定の圧縮率によりクラス番号を所定の値とすることも可能である。クラス分け回路３０に入力されるＤＣＴ係数としては上述したようなＡＣ成分の係数の絶対値以外が入力される場合でも、本発明のクラス分け回路３０は適応可能である。すなわち、ＡＣ係数の最大値と最小値との差や、ＡＣ係数のｎ乗根など、さらにはＤＣ成分の係数といったものがクラス分け回路３０に入力された場合でも適用可能である。

次に、上述した本発明の実施の形態のデータ符号化方法あるいは符号化装置を用いて構成されるディジタル情報データの記録再生装置について、図１０を参照しながら説明する。

図１０において、入力端子５１には、例えばディジタル化されたインターレース走査の順序でビデオデータが供給されている。この入力ビデオデータは、ブロック化回路５２に送られて、ＤＣＴの基本単位である例えば８×８サンプルのＤＣＴブロックの構造のデータに変換される。このＤＣＴブロックの輝度４ブロックと２つの色差各１ブロックの計６ブロックで、１つのマクロブロックが構成される。すなわち、時間的に連続する第１及び第２フィールドの時間的に同一な位置の（４×８）のブロックを２つ組み合わせて、（８×８）のブロックが形成される。ブロック化回路５２からの出力は、シャフリング回路５３に供給され、１フレーム内で、複数のマクロブロックＭＢを単位として、空間的な位置を元のものと異ならせる処理、すなわちシャフリングがなされる。これは、ドロップアウト、テープ上の傷、ヘッドクロッグ等によって、エラーが集中し、画質の劣化が目立つのを防止するためである。このシャフリング回路５３からの出力がＤＣＴ（離散余弦変換）回路２及び動き検出回路５４に送られる。

動き検出回路５４は、上述したように前段のシャフリング回路５３においてシャフリングされた複数のマクロブロック（本実施の形態では、５マクロブロック（ＭＢ）で１ビデオセグメントを構成し、以下この単位でＤＣＴ回路２にて符号化が行われる。）の各（８×８）のブロックが入力されて、動きモードと静止モードとのどちらかを判断する。これは、被写体が動いていたり、カメラがパン、ズーム等をしているとき（動きモードのとき）、インターレース走査のために、入力されるブロックを一律にＤＣＴ回路２でＤＣＴ変換してもエネルギが分散し圧縮効率が低下してしまうことがあるためであり、このような場合に、（８×８）のブロックを第１フィールド及び第２フィールドとでそれぞれ（４×８）のブロックに分割し、各（４×８）のブロックに対してＤＣＴ回路２でＤＣＴ変換を施すことで、圧縮効率の低下を防ぐ。動き検出回路５４における各（８×８）のブロックの各モードの選択方法としては、様々なものが考えられるが、一例として、各ブロックをアダマール変換したときの垂直方法の係数データに基づいて動きモードと静止モードの選択を行うことが挙げられる。他にも、第１及び第２フィールド間の差分の絶対値和を所定の閾値と比較することで動きモードと静止モードの選択を行うこともできる。

動き検出回路５４で各（８×８）のブロックに対して、動きモードと静止モードとが判断されると、選択されたモードに応じＤＣＴ回路２で入力される各ブロックに対してＤＣＴ変換がなされる。静止モードでは、各ビデオセグメント内の各（８×８）のブロックは１個のＤＣ成分と６３個のＡＣ成分から構成される（図２参照）が、動きモードのときは、図５に示すように、２個の（４×８）のブロックそれぞれが１個のＤＣ成分と３１個のＡＣ成分で構成された各ブロックの同じ次数の係数同士の和と差の演算を行い（８×８）のブロックに再構成してＤＣＴ回路２で各モードに応じたＤＣＴ変換が行われる。

ＤＣＴ回路２から可変長符号化回路８までの構成が、上記図１のデータ符号化装置の構成に相当するため、詳細な説明を省略するが、圧縮率に応じて総符号量が変化した圧縮データが可変長符号化回路８から取り出されることは上述の通りである。

この可変長符号化回路８からの圧縮データはフレーミング回路５５に送られ、フレーミング回路５５では、所定のフォーマットに従って、例えば５マクロブロックの圧縮データを２５Ｍｂｐｓの５シンクブロックにパッキングし、記録データを形成するフレーミング処理を施す。これは、５つのマクロブロックから成るビデオセグメント内において、あるマクロブロックからはみ出るデータを、他のマクロブロックの空き部分に移すような各マクロブロック間でのデータの割り振りも含む処理である。このようなパッキングを行っても、シンクブロックの中には余白部分あるいは無効データ部分が存在しており、特に、本発明の実施の形態のように、圧縮率を任意に変化させるものでは、圧縮データの総符号量が変化し、圧縮率を高めたときには総符号量が少なくなって、シンクブロック中の余白部分あるいは無効データ部分が増大することになる。

そこで、余白検出回路５６により、フレーミング回路５５からのデータのシンクブロック中の余白部分を検出し、次の余白削除回路５７により検出された余白部分を削除した後、記録回路５８によりハードディスク等の記録メディア６０に記録している。

記録メディア６０に記録されたデータは、再生回路６１により再生し、ダミーデータ付加回路６２により上記削除された余白部分にダミーデータを付加して、デフレーミング回路６３に送り、上記フレーミング回路５５のフレーミング処理の逆の処理を施して、可変長復号化回路６４に送る。可変長復号化回路６４、逆量子化器６５、ＩＤＣＴ（逆離散余弦変換）回路６６、デシャフリング回路６７及び逆ブロック化回路６８は、上記可変長符号化回路８、量子化回路７、ＤＣＴ回路２、シャフリング回路５３及びブロック化回路５２の各処理のそれぞれ逆の処理を施す。逆ブロック化回路６８からは、上記入力端子５１への入力ビデオデータに相当する復号化されたビデオデータが出力され、出力端子６９を介して取り出される。

ところで、上記余白検出回路５６及び余白削除回路５７については、例えば本件出願人が先に特願平８−９１５３２号の明細書及び図面において提案したデジタル情報データ記録及び再生装置を用いることができる。このデジタル情報データ記録及び再生装置について、図１１〜図１６を参照しながら以下説明する。

図１１は、上記図１０の余白検出回路５６から記録メディア６０までに相当するデジタル情報データ記録装置の要部の例を示し、本例において、図１１の入力端子１２０には、上記図１０のフレーミング回路５５の出力側に得られる固定長フォーマットのフレーミングデータが供給されている。

本例においては説明を簡単にするため、図１２Ａに示すような固定長フォーマットのフレーミングデータ、すなわちシンクブロックＳＢのデータが入力端子１２０に供給されるものとする。

この図１２Ａに示す固定長フォーマットは、１シンクブロックＳＢが、１６ビットのデータの４０個分から成るものであり、シンクデータ部の初めの１データはブランクであり、次のデータは８ビットがブランクで次の４ビットにエラー情報ＳＴＡ、次の４ビットに量子化番号ＱNoが挿入されている。次の７データずつの２８データが輝度信号の４つのＹブロックＹ₁,Ｙ₂,Ｙ₃,Ｙ₄であり、その次の５データずつが色差信号のＣＲブロック及びＣＢブロックである。

この図１２において、エンドオブブロックＥＯＢの後の“０”は無効データである。この場合、本例においては、初めに全体に亘って“０”を書き込んでおき、その後、有効データで書き換えていくものとする。

この入力端子１２０に供給される、図１２Ａ、図１３Ｂに示すような固定長フォーマットのフレーミングデータを、信号処理に必要な時間遅延する４０クロック延長回路１２１に供給すると共に、無効データあるいは上記余白を検出する無効データ検出回路１２２に供給する。この無効データ検出回路１２２が、上記図１０の余白検出回路５６に相当する。

この無効データ検出回路１２２は１データの１６ビットが全て“０”のときを無効データと判定するようにしたものである。従って本例においてはこの無効データ検出回路１２２の出力側には図１３Ｇに示す信号が得られる。

また、図１１において、バッファユニットパルス入力端子１２３には、例えば図１３Ａに示すように、シンクブロックＳＢの初めで立下がる４０クロックに１個のバッファユニットパルスを供給するようにする。

このバッファユニットパルス入力端子１２３に供給されるバッファユニットパルスをオアゲート回路１２４を介してアップカウンタ１２５のクリア端子ＣＬに供給する。このアップカウンタ１２５のクロック端子１２５ａにはクロック信号が供給され、このアップカウント１２５の出力端子Ｑには図１３Ｃに示すカウント信号が得られる。

このアップカウンタ１２５の入力端子Ｑに得られるカウント信号を、「０」，「１」，「２」，「９」，「１６」，「２３」，「３０」，「３５」，「３０以上」及び「３９」デコード信号が得られるデコーダ１２６に供給する。このデコーダ１２６の「３９」デコード信号をオアゲート回路１２４を介して、このアップカウント１２５のクリア端子ＣＬに供給し、このアップカウント１２５を４０クロック毎にクリアするようにする。

このデコーダ１２６の「０」，「１」，「２」，「９」，「１６」，「２３」，「３０」及び「３５」のデコード信号を夫々オアゲート回路１２７に供給し、このオアゲート回路１２７の出力側に図１３Ｄに示すマスク信号を得るようにし、このマスク信号の存する部分は、無効データ検出回路１２２が無効データと判定しても、有効データとして取り扱うようにする。

図１１のダウンカウンタ１２８のロード端子ＬＤに、オアゲート回路１２７の出力側に得られる図１３Ｄに示すマスク信号をオアゲート回路１２９を介して供給すると共に、このロード端子ＬＤに無効データ検出回路１２２の図１３Ｇに示す無効データ検出信号をオアゲート回路１２９を介して供給する。従って、このダウンカウンタ１２８のロード端子ＬＤに図１３Ｈに示すロード信号が供給される。

このダウンカウンタ１２８はロード信号がハイレベル“１”となる毎にロード値をセットする。このロード値は、アップカウンタ１２５のカウント値が「３０」未満のときは「６」であり、このカウント値が「３０」以上のときは「４」である。

すなわち、入力端子１３０にロード値「６」を入力すると共に入力端子１３１にロード値「４」を入力し、この入力端子１３０を切換スイッチ１３２の一方の固定接点１３２ａに接続すると共に入力端子１３１を切換スイッチ１３２の他方の固定接点１３２ｂに接続し、この切換スイッチ１３２の可変接点１３２ｃをデコーダ１２６の図１３Ｅに示す「３０以上」デコード信号により切換えるようにし、この可動接点１３２ｃに得られる図１３Ｆに示すロード値を、このダウンカウンタ１２８のロード値入力端子に供給するようにする。１２８ａはダウンカウントするクロック信号が供給されるクロック入力端子である。

この、ダウンカウンタ１２８の出力端子Ｑには図１３１に示すカウント値が得られ、このダウンカウンタ１２８の出力端子Ｑに得られるカウント値を有効データ長をラッチするラッチ回路１３３，１３４，１３５，１３６，１３７及び１３８の夫々のデータ端子Ｄに供給する。またデコーダ１２６の図１３Ｊに示す「９」デコード信号をＹ₁ブロックの有効データ長をラッチするラッチ回路１３３のエネーブル端子ＥＮに供給し、このラッチ回路１３３にＹ₁ブロックの有効データ長をラッチする。

デコーダ１２６の図１３Ｋに示す「１６」デコード信号をＹ₂ブロックの有効データ長をラッチするラッチ回路１３４のエネーブル端子ＥＮに供給し、このラッチ回路１３４にＹ₂ロックの有効データ長をラッチする。

デコーダ１２６の図１３Ｌに示す「２３」デコード信号をＹ₃ブロックの有効データ長をラッチするラッチ回路１３５のエネーブル端子ＥＮに供給し、このラッチ回路１３５にＹ₃ブロックの有効データ長をラッチする。

デコーダ１２６の図１３Ｍに示す「３０」デコード信号をＹ₄ブロックの有効データ長をラッチするラッチ回路１３６のエネーブル端子ＥＮに供給し、このラッチ回路１３６にＹ₄ブロックの有効データ長をラッチする。

また、デコーダ１２６の図１３Ｎに示す「３５」デコード信号をＣＲブロックの有効データ長をラッチするラッチ回路１３７のエネーブル端子ＥＮに供給し、このラッチ回路１３７にＣＲブロックの有効データ長をラッチする。

デコーダ１２６の図１３Ｏに示す「０」デコード信号をＣＢブロックの有効データ長をラッチするラッチ回路１３８のエネーブル端子ＥＮに供給し、このラッチ回路１３８にＣＢブロックの有効データ長をラッチする。

また本例においては、４０クロック遅延回路２１の出力側に得られる図１４Ａに示す４０クロック遅延された入力信号を、切換スイッチ１３９の一方の固定接点１３９ａに供給すると共に、ラッチ回路１３３，１３４，１３５及び１３６の出力側に得られる図１３Ｐ，Ｑ，Ｒ及びＳに示すＹ₁，Ｙ₂，Ｙ₃，及びＹ₄ブロックの有効データ長ヘッダを、この切換スイッチ１３９の他方の固定接点１３９ｂに供給するようにする。

この切換スイッチ１３９の可動接点１３９ｃをデコーダ１２６の図１４Ｂに示す「０」デコード信号により切換制御し、この「０」デコード信号がある１ビット期間だけ他方の固定接点１３９ｂに接続して、このＹ₁，Ｙ₂，Ｙ₃，及びＹ₄ブロックの有効データ長ヘッダ「３」，「１」，「０」及び「２」を挿入するようにし、その他の期間は、この可動接点１３９ｃを一方の固定接点１３９ａに接続するようにする。

この切換スイッチ１３９の可動接点１３９ｃに得られる信号を、切換スイッチ１４０の一方の固定接点１４０ａに供給すると共に、ラッチ回路１３７及び１３８の出力側に得られる図１３Ｔ及びＵに示すＣＲ及びＣＢブロックの有効データ長ヘッダを、この切換スイッチ１４０の他方の固定接点１４０ｂに供給するようにする。

この切換スイッチ１４０の可動接点１４０ｃをデコーダ１２６の図１４Ｃに示す「１」デコード信号により切換制御し、この「１」デコード信号がある１ビット期間だけ、他方の固定接点１４０ｂに接続して、ＣＲ及びＣＢブロックの有効データ長ヘッダ「１」及び「２」を挿入するようにし、その他の期間はこの可動接点１４０ｃを一方の固定接点１４０ａに接続するようにする。

この切換スイッチ１４０の可動接点１４０ｃに得られる図１４Ｄに示す信号のように、図１２Ａ、図１３Ｂに示すシンクブロックＳＢの初めのブランク部分に、Ｙ₁，Ｙ₂，Ｙ₃，及びＹ₄ブロック有効データ長ヘッダ「３」，「１」，「０」及び「２」とＣＲ及びＣＢブロック有効データ長ヘッダ「１」及び「２」が付加されたシンクブロックＳＢをハードディスク記録装置１４１のバッファメモリ１４１ａのデータ入力端子Ｄ_inに供給すると共にこのバッファメモリ１４１ａの書き込みを制御する書き込みエネーブル信号を得る書き込みエネーブル信号発生回路１４２に供給する。

このハードディスク記録装置１４１はバッファメモリ１４１ａに所定量の記録データがメモリされる毎にハードディスク１４１ｂの所定位置に記録するようになされたものである。

この書き込みエネーブル信号発生回路１４２は、入力信号のデータの１６ビット全てローレベル“０”の図１４Ｆに示す無効データ判定信号とオアゲート回路２７の出力側に得られる図１４Ｅに示すマスク信号とをオアを取るようにしたもので、この書き込みエネーブル信号発生回路１４２の出力側には図１４Ｇに示す書き込みエネーブル信号が得られる。

この書き込みエネーブル信号発生回路１４２の出力側に得られる書き込みエネーブル信号をハードディスク記録装置１４１のバッファメモリ１４１ａの書き込みエネーブル信号入力端子ＥＮに供給する。

このバッファメモリ１４１ａは、この書き込みエネーブル信号のハイレベル“ １”のときだけデータ入力端子Ｄ_inに供給される入力信号を記憶するようにしたものである。

すなわち、本例においては、入力端子１２０に供給されるシンクブロックＳＢが図１２Ａに示すデータであったときは、このバッファメモリ１４１ａに記憶される記録データは、図１２Ｂに示すように有効データ長ヘッダが付加されたマスク信号がある部分と有効データ部分とのその他の無効データが除去された信号となる。

従って、本例においては、この図１２Ｂに示す信号をハードディスク１４１ｂに記録する。従って本例によれば記録データ中の無効データ部分がより少なくなり、ハードディスクの容量を更に節約できる利益がある。

なお、この図１１の構成の無効データ検出回路１２２が上記図１０の余白検出回路５６に、ハードディスク記録装置１４１が上記図１０の記録回路５８及び記録メディア６０に、図１１の残りの部分が上記図１０の余白削除回路５７にそれぞれ対応する。

次に、上述した図１１のデジタル情報データ記録装置で記録したハードディスク１４１ｂを再生するデジタル情報データ再生装置の例を図１５及び図１６を参照して説明する。

図１５において、ハードディスク再生装置１５０は、ハードディスク１４１ｂよりの再生信号をバッファメモリ１５０ａを介して出力するようにしたものである。このバッファメモリ１５０ａは、クリア端子ＣＬにクリア信号が供給されたときよりエネーブル端子ＥＮにエネーブル信号がハイレベル“１”のときにクロック端子１５０ｂにクロック信号が供給される毎にデータ出力端子Ｄ_outより１データ（１６ビット）を出力するようになされたものである。

また、端子１５１は図１６Ａに示す再生動作のスタート信号が供給されるスタート信号入力端子を示し、このスタート信号入力端子１５１に供給されるスタート信号をハードディスク再生装置１５０のバッファメモリ１５０ａのクリア端子ＣＬに供給すると共にこのスタート信号をオアゲート回路１５２を介してカウンタ１５３のクリア端子ＣＬに供給する。

このカウンタ１５３は、図１６Ｋに示す、クロック信号をカウントするもので、このカウンタ１５３の出力端子Ｑに得られる図１６Ｂに示すカウント信号を「０」，「１」，「８」，「１５」，「２２」，「２９」，「３４」及び「３９」のデコード信号が得られるデコーダ５４に供給する。

このデコーダ１５４の「３９」デコード信号をオアゲート回路１５２を介してカウンタ１５３のクリア端子ＣＬに供給し、このカウンタ１５３を４０クロック毎にクリアするようにする。

また、このスタート信号、デコーダ１５４の「０」，「１」，「８」，「１５」，「２２」，「２９」，「３４」及び「３９」のデコード信号を夫々オアゲート回路１５５の入力側に供給し、このオアゲート回路１５５の出力側に得られる図１６Ｃに示すクリア信号をカウンタ１５６のクリア端子ＣＬに供給する。

このカウンタ１５６はクロック入力端子１５６ａに供給される図１６Ｋに示すクロック信号をカウントするようになされたもので、このカウンタ１５６の出力端子Ｑの得られる図１６Ｄに示すカウント信号を後述するコンパレータ１５７のＢ信号入力端子に供給するようにする。

また、ハードディスク再生装置１５０のバッファメモリ１５０ａのデータ出力端子Ｄ_outに得られるデータの１６ビットＤ₀，Ｄ₁‥‥‥Ｄ₁₅を夫々アンドゲート回路１５８₀，１５８₁‥‥‥１５８₁₅の一方の入力端子に供給するようにする。

またこのバッファメモリ１５０ａのデータ出力端子Ｄ_outに得られるデータの１６ビットＤ₀，Ｄ₁‥‥‥Ｄ₁₅のＤ₁₂〜Ｄ₁₅ビットを、１クロック遅延回路１５９を介して、シフトレジスタ１６０の第１のシフトレジスタ部１６０ａに供給するようにし、このＤ₈〜Ｄ₁₁ビットを、１クロック遅延回路１６１を介して、シフトレジスタ１６０の第２のシフトレジスタ部１６０ｂに供給するようにし、このＤ₄〜Ｄ₇ビットを１クロック遅延回路１６２を介して、シフトレジスタ１６０の第３のシフトレジスタ部１６０ｃに供給するようにし、このＤ₀〜Ｄ₃ビットを、１クロック遅延回路１６３を介して、シフトレジスタ１６０の第４のシフトレジスタ部１６０ｄに供給するようにする。

また、このバッファメモリ１５０ａのデータ出力端子Ｄ_outに得られるデータの１６ビットＤ₀，Ｄ₁‥‥‥Ｄ₁₅のＤ₁₂〜Ｄ₁₅ビットを、シフトレジスタ１６０の第５のシフトレジスタ部１６０ｅに供給すると共に、このＤ₈〜Ｄ₁₁ビットをシフトレジスタ１６０の第６のシフトレジスタ部１６０ｆに供給するようにする。

このシフトレジスタ１６０のロード端子ＬＤに図１６Ｅに示すデコーダ１５４の「１」デコード信号を供給し、この「１」デコード信号が供給されたとき第１〜第６のシフトレジスタ部１６０ａ〜１６０ｆに有効データ長ヘッダが供給される。

この場合、記録データが図１２Ｂに示すものであるときには、第１のシフトレジスタ部１６０ａにＹ₁ブロックの有効データ長の「３」が供給され、第２のシフトレジスタ部１６０ｂにＹ₂ブロックの有効データ長の「１」が供給され、第３のシフトレジスタ部１６０ｃにＹ₃ブロックの有効データ長の「０」が供給され、第４のシフトレジスタ部１６０ｄにＹ₄ブロックの有効データ長の「２」が供給され、第５のシフトレジスタ部１６０ｅにＣＲブロックの有効データ長の「１」が供給され、第６のシフトレジスタ部１６０ｆにＣＢブロックの有効データ長の「２」が供給される。

また、このシフトレジスタ１６０は第１〜第６のシフトレジスタ部１６０ａ〜１６０ｆが直列接続され、シフトパルス端子ＳＦＴにシフトパルスが供給される毎に１シフトレジスタ部シフトし、第１のシフトレジスタ部１６０ａに得られる図１６Ｇに示す有効データ長がコンパレータ１５７のＡ信号入力端子に順次供給されるようになされたものである。

また、このシフトパルス端子ＳＦＴにはデコーダ１５４の「８」，「１５」，「２２」，「２９」及び「３４」デコード信号を夫々オアゲート回路１６４の入力側に供給し、このオアゲート回路１６４の出力側に得られる図１６Ｆに示すシフトパルスを供給するようにする。

このコンパレータ１５７でＡ信号入力端子に供給されるＡ信号とＢ信号入力端子に供給されるＢ信号とを比較し、その出力側に図１６Ｈに示すように、Ａ≧Ｂのときハイレベル“１”とし、Ａ＜Ｂのときはローレベル“０”を出力するようにする。

このコンパレータ１５７の図１６Ｈに示す出力信号を、バッファメモリ５０ａのエネーブル端子ＥＮに供給すると共に、このコンパレータ１５７の出力信号を、１６個のアンドゲート回路１５８₀，１５８₁‥‥‥１５８₁₅の他方の入力端子に夫々供給する。

従って、このバッファメモリ１５０ａのデータ出力端子Ｄ_outには、図１６１に示すように、シンクビットＳＢの固定長フォーマットとされ、図１２Ｂの有効データが挿入されてその他の部分がＤＣデータとされた信号が得られ、この１６個のアンドゲート回路１５８₀，１５８₁‥‥‥１５８₁₅の出力側には、図１６Ｊに示すように、この有効データ長に応じてダミーデータ“０”が挿入された図１２Ａに示す固定長フォーマットシンクブロックＳＢとなる。

この１６個のアンドゲート回路１５８₀，１５８₁‥‥‥１５８₁₅の出力側に得られる図１６Ｊに示す再生信号を、デフレーミング回路１７０、可変長復号回路１７１、逆量子化回路１７１、逆ＤＣＴ回路１７３、デシャフリング回路１７４及び逆ブロック化回路１７５等より成る再生装置に供給するようにすれば、従来同様の再生信号を得ることができる。

ここで、上述の具体例では有効データ長ヘッダを付加するような例を述べたが、この代わりに無効データ長ヘッダを付加するようにしても良い。また、上述の具体例ではデータ長ヘッダを付加したが、このデータ長ヘッダを付加することなく、再生後にＥＯＢを検出してＤＣＴブロックの句切りをみつけ、余白にダミーデータを入れて出力するようにしても良いことは勿論である。また上述の具体例ではフレーミング後の無効データ（余白）をデータの全ビットがローレベル“０ ”であるかどうかを判断して検出するようにしたが、この無効データ（余白）をその他の方法で検出するようにしても良いことは勿論である。

以上説明したように、例えばテープ幅が１／４インチのディジタルＶＴＲのフォーマット、いわゆるＤＶフォーマットのように、固定圧縮率の画像データの圧縮符号化の際に、容易に所望の圧縮率に変えることができる。これによって、高い圧縮率で圧縮された符号の無効データ部分すなわち余白部分を削除してディスク等の記録メディアに記録することができ、メディアの容量を節約することが可能となる。これは、高画質を要求されないオフライン編集等の用途に用いる場合に特に有効である。

以上説明したような本発明に係るデータ符号化方法及び装置によれば、入力データを直交変換し、量子化した後可変長符号化する際に、直交変換されたデータに基づいて可変長符号化したときの総符号化データ量を推定し、推定されたデータ量と圧縮率に応じて異なる基準値とに基づいて量子化の際の量子化ステップを決定することにより、符号化されたデータの総量が変化し、所望の任意の圧縮率を得ることができる。

また、本発明によれば、入力データを直交変換し、量子化した後に可変長符号化する場合に、上記直交変換されたデータに基づいて量子化の細かさを指示するクラスを分けるための閾値を圧縮率に応じて変化させることにより、符号化されたデータの総量が変化し、データ符号化の際の圧縮率を所望の圧縮率にすることができる。

ここで、上記入力データが画像データで、離散余弦変換（ＤＣＴ）を行って得られたＤＣＴ係数データを複数の量子化器のいずれかで量子化し、可変長符号化するようにし、ＤＣＴ係数データのビデオセグメント単位で量子化し可変長符号化したときのデータ量を推定して基準値と比較することにより最適な量子化器を決定し、ＤＣＴ係数データのマクロブロック単位のデータを閾値と比較することにより量子化の細かさを指示するクラスを決定するような固定圧縮率の画像圧縮フォーマットを想定するとき、上記基準値、又は基準値及び閾値を所望の圧縮率の情報に応じて変化させることにより、圧縮符号化されて得られる最終的な符号化データ量が変化し、固定圧縮率の画像圧縮フォーマットにおけるデータ符号化の際に、フォーマットの互換を保ったままで、容易に圧縮率を変えることができる。

また、高い圧縮率で圧縮された符号の無効データ部分すなわち余白部分を削除してディスク等の記録メディアに記録することができ、メディアの容量を節約することが可能となる。これは、高画質を要求されないオフライン編集等の用途に用いる場合に特に有効である。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、量子化器決定回路６の代わりに図３のような量子化テーブルを有する量子化ステップ決定回路を用い、この量子化ステップ決定回路にクラス分け回路３０からのアクティビティコードＡＴ（クラス番号）を供給して、量子化回路７での量子化ステップを直接指示するようにしてもよい。また、ＤＣＴブロックの大きさやビデオセグメントの大きさ等は、８×８画素や５ＭＢ（マクロブロック）に限定されず、任意に設定すればよい。また、量子化器の個数の１６個や、クラス分けの数４等も任意に設定してもよいことは勿論である。さらに、本実施の形態では、ＤＣＴ変換による符号化方式について記載したが、その他のウェーブレット（wavelet）変換によりウェーブレット係数に基づく符号化方式や、ウェーブレット変換と他の変換方式とを組み合わせた符号化方式も有効であり、その他、領域ベース符号化（Region Based Coding）や、フラクタル符号化等、種々の符号化方式にも本発明は適用可能である。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── （注）この公表は、国際事務局（ＷＩＰＯ）により国際公開された公報を基に作成したものである。なおこの公表に係る日本語特許出願（日本語実用新案登録出願）の国際公開の効果は、特許法第１８４条の１０第１項（実用新案法第４８条の１３第２項）により生ずるものであり、本掲載とは関係ありません。

Claims

【特許請求の範囲】

１．入力データを直交変換する直交変換工程と、上記直交変換されたデータと圧縮率の情報とに基づいて量子化の際の量子化ステップを決定する量子化ステップ決定工程と上記直交変換されたデータを上記量子化ステップ決定工程で決定された量子化ステップで量子化する量子化工程と、上記量子化工程で量子化されたデータを可変長符号化する可変長符号化工程と、を有することを特徴とするデータ符号化方法。
２．上記入力データは画像データであり、上記直交変換は離散余弦変換であることを特徴とする請求の範囲第１項記載のデータ符号化方法。
３．上記量子化ステップ決定工程は、上記直交変換されたデータを第１のデータ範囲内で上記可変長符号化したときの総符号量を推定し、該推定されたデータ量と上記圧縮率の情報に応じて異なる基準値とに基づいて、上記量子化ステップを決定することを特徴とする請求の範囲第１項記載のデータ符号化方法。
４．上記量子化ステップ決定工程は、それぞれ異なる量子化ステップを有する複数の量子化器で上記直交変換されたデータを第１のデータ範囲内で量子化し量子化されたデータを上記可変長符号化したときの総符号量を推定し、該推定された総符号量と上記圧縮率の情報に応じた異なる基準値とに基づいて、該基準値の範囲内で最も上記総符号量の多い上記量子化器を選択して、該選択された量子化器の有する量子化ステップを上記量子化工程で使用する量子化ステップとして決定することを特徴とする請求の範囲第１項記載のデータ符号化方法。
５．上記量子化ステップ決定工程は、第２のデータ範囲内で、上記直交変換されたデータに基づいて上記量子化工程での量子化の細かさを指示するクラスを決定するためのクラス分けの閾値を上記圧縮率の情報に応じて変化させることを特徴とする請求の範囲第１項記載のデータ符号化方法。
６．上記量子化ステップ決定工程は、第２のデータ範囲内で、上記直交変換されたデータに基づいて上記量子化工程での量子化の細かさを指示するクラスを上記圧縮率に応じて変化させることを特徴とする請求の範囲第１項記載のデータ符号化方法。
７．上記直交変換工程は、入力された画像データを離散余弦変換する工程であり、上記量子化ステップ決定工程は、上記直交変換されたデータのうち第２のデータの範囲内のデータに対し上記圧縮率に応じて変化し量子化の細かさを指示するクラス番号を決定し、それぞれ異なる量子化ステップを有する複数の量子化器で上記直交変換されたデータを第１のデータ範囲内で上記決定されたクラス番号に基づいてそれぞれ量子化し量子化されたデータを上記可変長符号化したときの総符号量データを推定し、該推定されたデータと上記圧縮率に応じて変化する基準値とに基づいて、上記複数の量子化器のうち最適な量子化器を量子化器番号で示して決定し、上記量子化工程は、上記量子化ステップ決定工程で決定した上記クラス番号と上記量子化器番号に基づいて上記直交変換されたデータのうち上記第２のデータの範囲内で上記データを量子化することを特徴とする請求の範囲第１項記載のデータ符号化方法。
８．入力データを直交変換する直交変換手段と、上記直交変換手段で変換された上記入力データと圧縮率の情報とに基づいて量子化の際の量子化ステップを決定する量子化ステップ決定手段と、上記直交変換されたデータを上記量子化ステップ決定手段で決定された量子化ステップで量子化する量子化手段と、上記量子化手段で量子化された上記データを可変長符号化する可変長符号化手段と、を有するデータ符号化装置。
９．上記入力データは画像データであり、上記直交変換は離散余弦変換であることを特徴とする請求の範囲第８項記載のデータ符号化装置。
１０．上記量子化ステップ決定手段は、上記直交変換されたデータを第１のデータ範囲内で上記可変長符号化したときの総符号量を推定し、該推定されたデータ量と上記圧縮率の情報に応じて変化する基準値とに基づいて、上記量子化ステップを決定することを特徴とする請求の範囲第８項記載のデータ符号化装置。
１１．上記量子化ステップ決定手段は、それぞれ異なる量子化ステップを有する複数の量子化器を有し、該量子化器で上記直交変換されたデータを第１のデータ範囲内で量子化し量子化されたデータを上記可変長符号化したときの総符号量を推定し、該推定された総符号量と上記圧縮率の情報に応じた異なる基準値とに基づいて、該基準値の範囲内で最も上記総符号量の多い上記量子化器を選択し、該選択された量子化器の有する量子化ステップを上記量子化手段で量子化するときに使用する量子化ステップとして決定することを特徴とする請求の範囲第８項記載のデータ符号化装置。
１２．上記量子化ステップ決定手段は、第２のデータ範囲内で、上記直交変換されたデータに基づいて上記量子化手段での量子化の細かさを指示するクラスを決定するためのクラス分けの閾値を上記圧縮率の情報に応じて変化させることを特徴とする請求の範囲第８項記載のデータ符号化装置。
１３．上記量子化ステップ決定手段は、第２のデータ範囲内で、上記直交変換されたデータに基づいて上記量子化手段での量子化の細かさを指示するクラスを上記圧縮率に応じて変化させることを特徴とする請求の範囲第８項記載のデータ符号化装置。
１４．上記直交変換手段は、入力された画像データを離散余弦変換する手段であり、上記量子化ステップ決定手程は、上記直交変換されたデータのうち第２のデータの範囲内のデータに対し上記圧縮率に応じて変化し量子化の細かさを指示するクラス番号を決定し、それぞれ異なる量子化ステップを有する複数の量子化器で上記直交変換されたデータを第１のデータ範囲内で上記決定されたクラス番号に基づいてそれぞれ量子化し量子化されたデータを上記可変長符号化したときの総符号量データを推定し、該推定されたデータと上記圧縮率に応じて変化する基準値とに基づいて、上記複数の量子化器のうち最適な量子化器を量子化器番号で示して決定し、上記量子化手段は、上記量子化ステップ決定手段で決定した上記クラス番号と上記量子化器番号に基づいて上記直交変換されたデータのうち上記第２のデータの範囲内で上記直交変換手段で変換されたデータを量子化することを特徴とする請求の範囲第８項記載のデータ符号化装置。
１５．入力データを直交変換する直交変換手段と、上記直交変換手段で変換された上記入力データと圧縮率の情報とに基づいて量子化の際の量子化器番号を決定する量子化器番号決定手段と、上記直交変換された上記データをクラス番号と上記量子化器番号決定手段で決定された量子化器番号とに基づいて決定される所定の量子化ステップで量子化する量子化手段と、上記量子化手段で量子化されたデータを可変長符号化する可変長符号化手段とを有し、上記量子化器番号決定手段は、上記圧縮率の情報に基づき符号量基準値とクラス分け閾値とを出力する圧縮率テーブルと、上記直交変換手段からの直交変換されたデータと上記圧縮率テーブルからの上記クラス分け閾値とが入力されて上記クラス分け閾値に基づき上記直交変換されたデータを所定のクラスに分け該クラスを示すクラス番号を出力するクラス分け手段と、それぞれ所定の量子化ステップを有する複数の量子化器を有し、上記クラス分け手段からのクラス番号と上記直交変換されたデータと上記圧縮率テーブルからの符号量基準値とが入力され、上記複数の量子化器でそれぞれ上記直交変換されたデータを所定の量子化ステップで量子化し量子化されたデータを可変長符号化して総符号量を推定し、推定された該総符号量と上記符号量基準値とに基づいて、上記複数の量子化器のうち最適な量子化器を選択し量子化器番号として出力する符号量推定手段とを備えたことを特徴とするデータ符号化装置。
１６．上記符号量推定手段における推定された上記総符号量と上記符号量基準値とに基づき、上記基準値の範囲内で最も上記総符号量の多い量子化器を選択して量子化器番号として出力することを特徴とする請求の範囲第１５項記載のデータ符号化装置。