(57)【要約】【課題】ＭＰＥＧ若しくはＭＰＥＧ類似の圧縮システムにおける従来の欠点を、回路および／またはソフトウェア・コードを含めることにより、ＭＰＥＧ量子化スケール係数（若しくは非ＭＰＥＧシステムにおけるこれに同等なもの）の最小値を制限して、圧縮されるビデオ信号のビット・レートを直接制限することはしないで、克服する。【解決手段】量子化値の行列にしたがう係数の行列を数量化する量子化器（１４）を含む圧縮システムにおいて、これが、量子化スケール係数（２６）を提供するためにレート・バッファ（２４）占有率に応答して量子化行列を変更し、装置を組込んで量子化行列に入力される量子化スケール係数の最小値を制限（２８）することにより、大きなチャネル容量が、画質を大幅に劣化させることなく、回収できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ信号圧縮装置であって、量子化器および前記量子化器から提供されるデータを受信するために結合されたレート・バッファを含み、さらに量子化スケール係数を生成して前記量子化器を制御するための前記レート・バッファの占有レベルに応答する装置、および前記量子化器へ入力された量子化スケール係数のそれぞれの値を、あらかじめ定めた値の範囲であって、前記装置によって提供される量子化スケール係数値の範囲と異なる値の範囲に、量子化スケール係数を生成するために、制限する装置を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置において、
圧縮されるビデオ信号のソースと、
部分的に圧縮された前記ビデオ信号を提供するための第１の圧縮回路と、
部分的に圧縮されたビデオ信号の圧縮を完了させるための第２の圧縮回路と、
前記量子化器であって、前記第１の圧縮回路と前記第２の圧縮回路との間に接続され、前記部分的に圧縮されたビデオ信号を量子化するために、前記量子化器は量子化スケール係数を受信するための入力ポートを含む前記量子化器と、
前記第２の圧縮回路によって提供される圧縮されたデータのレートにしたがう量子化スケール係数を生成するための前記装置と、
前記制限する装置は、前記量子化器入力ポートに入力される最小値量子化スケール係数を制限するために前記量子化スケール係数に応答する装置と
を含むことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、前記第２の圧縮回路はレート・バッファを含み、および、量子化スケール係数を生成するための前記装置は前記レート・バッファの相対的な満量の程度に応答することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置において、量子化スケール係数を生成するための装置および最小値量子化スケール係数を制限するための回路が同じ回路に包含されていることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項２に記載の装置において、ビデオ信号圧縮装置は圧縮されたビデオ信号をＭＰＥＧプロトコルにしたがって提供し、かつ最小値量子化スケール係数を制限するための前記回路はそれぞれの量子化スケール係数を２より大きい値に制限することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記制限値と制限された前記量子化スケール係数との一方に応答して圧縮されたビデオ信号に含めるための制限された対応するquantiser scale codes を提供する回路をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項２に記載の装置において、制限された前記量子化スケール係数に対応するquantiser scale code値を提供するための回路を、圧縮された前記ビデオ信号に含めるために、さらに含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置において、前記制限値に応答して、圧縮されたビデオ信号に含めるために、制限された対応するquantiser scale codes を提供する回路をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置において、制限された前記量子化スケール係数に応答して、圧縮されたビデオ信号に含めるために、制限された対応するquantiser scale codes を提供する回路をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置において、前記レート・バッファの占有のレベルに応答する量子化スケール係数を生成するための装置は、quantiser scale codes を生成するための前記レート・バッファに接続されたquantiser scale codeジェネレータと、前記quantiser scale codeジェネレータに接続され、前記quantiser scale codes の値を前記quantiser scale codeジェネレータによって提供される最小値よりも大きい値に制限するためのquantiser scale code制限部と、前記quantiser scale code制限部に接続されたquantiser scale code対量子化スケール係数コンバータとを備えたことを特徴とする装置。
【請求項１１】
量子化器、および前記量子化器を制御するために量子化スケール係数を生成するための前記量子化器によって提供された圧縮されたビデオ信号に応答する回路を含むビデオ信号圧縮装置における、前記ビデオ信号を表現する圧縮されたデータの平均量を減少させるための方法において、前記量子化器に入力される前記量子化スケール係数の最小値を、量子化スケール係数を生成するための前記回路によって提供される最小値よりも大きい値に制限するステップを備えたことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、圧縮はＭＰＥＧプロトコルにしたがって実行され、制限された前記量子化スケール係数に対応するquantiser scale codes を提供するステップと、前記quantiser scale codes を前記圧縮されたビデオ信号に含めるステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオ信号圧縮プロセス(video signal compression processes)において使用される量子化制御信号(quantizing control signal) を処理するための回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル・データ配送システム(digital data delivery systems) であって、ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)やＭＰＥＧ類似の圧縮システムを使用してコード化された圧縮されたビデオ信号を配送するシステムは、同じチャネル内において、そのチャネルが圧縮されたビデオ信号によって全部占められていないときはいつでも、より一層多くのデータを搬送するために設計されている。このようなシステムは、信号の統計にしたがって、共通のチャネル上の複数の関係がない圧縮された信号の時間多重(time multiplex)をするタイプのものであるか、若しくは、単一の信号からの圧縮された高いおよび低い優先順位のデータに関する時間多重をする高低優先順位タイプのものである。
【０００３】
従来のタイプのシステムのいずれもある種のそれぞれ圧縮された信号のレート制御(rate control)に依存しているが、これは、少なくとも、帯域幅が制限されたチャネル上に含められる圧縮されたコンポーネントのすべてに対する信号キャパシティがあることを保証するためである。しかし、ビデオ圧縮装置に実装されたレート制御システムは、通常は、ビデオをコード化するために可能なだけの数のビットを費やすように設計されており、余分なビットを利用することによってもたらされる本質的な改善(subjective improvement)がほとんどないか若しくはまったくない場合でもそうである。典型的には、レート制御アルゴリズムは、圧縮されたビデオ信号に対して割り当てられる最大データ・レートを制限するように設計されている。この技術では、常にある最小データ空間を第２の信号に対して確保しておく。
【０００４】
このアプローチの欠点は、再生(reproduce) されるビデオの画質が、複雑なビデオ画像であってエンコードすることが難しい画像に対しては、劣化してしまうことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明は、ＭＰＥＧ若しくはＭＰＥＧ類似の圧縮システムにおける従来の欠点を、回路および／またはソフトウェア・コードを含めることにより、ＭＰＥＧ量子化スケール係数(MPEG Quantization Scale Factor)（若しくは非ＭＰＥＧシステムにおけるこれに同等なもの）の最小値を制限して、圧縮されるビデオ信号のビット・レートを直接制限することはしないで、克服するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、ビデオ信号圧縮装置であって、量子化器（１４）および前記量子化器から提供されるデータを受信するために結合されたレート・バッファ（２４）を含み、さらに量子化スケール係数を生成して前記量子化器を制御するための前記レート・バッファの占有レベルに応答する装置（２６）、および前記量子化器へ入力された量子化スケール係数のそれぞれの値を、あらかじめ定めた値の範囲であって、前記装置によって提供される量子化スケール係数値の範囲と異なる値の範囲に、量子化スケール係数を生成するために、制限する装置（２８）を含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置において、圧縮されるビデオ信号のソースと、部分的に圧縮された前記ビデオ信号を提供するための第１の圧縮回路と、部分的に圧縮されたビデオ信号の圧縮を完了させるための第２の圧縮回路と、前記量子化器であって、前記第１の圧縮回路と前記第２の圧縮回路との間に接続され、前記部分的に圧縮されたビデオ信号を量子化するために、前記量子化器は量子化スケール係数を受信するための入力ポートを含む前記量子化器と、前記第２の圧縮回路によって提供される圧縮されたデータのレートにしたがう量子化スケール係数を生成するための前記装置と、前記制限する装置は、前記量子化器入力ポートに入力される最小値量子化スケール係数を制限するために前記量子化スケール係数に応答する装置とを含むことができる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の装置において、前記第２の圧縮回路はレート・バッファを含み、および、量子化スケール係数を生成するための前記装置は前記レート・バッファの相対的な満量の程度に応答することができる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項２に記載の装置において、量子化スケール係数を生成するための装置および最小値量子化スケール係数を制限するための回路が同じ回路に包含されることができる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項２に記載の装置において、ビデオ信号圧縮装置は圧縮されたビデオ信号をＭＰＥＧプロトコルにしたがって提供し、かつ最小値量子化スケール係数を制限するための前記回路はそれぞれの量子化スケール係数を２より大きい値に制限することができる。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の装置において、前記制限値と制限された前記量子化スケール係数との一方に応答して圧縮されたビデオ信号に含めるための制限された対応するquantiser scale codes を提供する回路をさらに含むことができる。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項２に記載の装置において、制限された前記量子化スケール係数に対応するquantiser scale code値を提供するための回路を、圧縮された前記ビデオ信号に含めるために、さらに含むことができる。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置において、前記制限値に応答して、圧縮されたビデオ信号に含めるために、制限された対応するquantiser scale codes を提供する回路をさらに含むことができる。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置において、制限された前記量子化スケール係数に応答して、圧縮されたビデオ信号に含めるために、制限された対応するquantiser scale codes を提供する回路をさらに含むことができる。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項１に記載のビデオ信号圧縮装置において、前記レート・バッファの占有のレベルに応答する量子化スケール係数を生成するための前記装置は、quantiser scale codes を生成するための前記レート・バッファに接続されたquantiser scale codeジェネレータと、前記quantiser scale codeジェネレータに接続され、前記quantiser scale codes の値を前記quantiserscale codeジェネレータによって提供される最小値よりも大きい値に制限するためのquantiser scale code制限部と、前記quantiser scale code制限部に接続されたquantiser scale code対量子化スケール係数コンバータとを備えることができる。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、量子化器、および、前記量子化器を制御するために量子化スケール係数を生成するための前記量子化器によって提供された圧縮されたビデオ信号に応答する回路を含むビデオ信号圧縮装置における、前記ビデオ信号を表現する圧縮されたデータの平均量を減少させるための方法において、前記量子化器に入力される前記量子化スケール係数の最小値を、量子化スケール係数を生成するための前記回路によって提供される最小値よりも大きい値に制限するステップを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１２記載の発明は、請求項１１に記載の方法において、圧縮はＭＰＥＧプロトコルにしたがって実行され、制限された前記量子化スケール係数に対応するquantiser scale codes を提供するステップと、前記quantiser scale codesを前記圧縮されたビデオ信号に含めるステップとをさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明では、ＭＰＥＧ若しくはＭＰＥＧ類似の圧縮システムにおける従来の欠点を、回路および／またはソフトウェア・コードを含めることにより、ＭＰＥＧ量子化スケール係数（若しくは非ＭＰＥＧシステムにおけるこれに同等なもの）の最小値を制限して、圧縮されるビデオ信号のビット・レートを直接制限することはしないで、克服することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、ＭＰＥＧ若しくはＭＰＥＧ類似の圧縮システムの環境において説明されるが、説明する通り、量子化係数(quantizing factor) によってコード化される情報を分割する量子化器(quantizer) を含むいかなるビデオ圧縮システムに対しても適用されるだろう。つまり、与えられたコードワード(codeword)に対する量子化された結果が、量子化係数に反比例(inversely propotional) するようなシステムである。対応する同様の装置を、与えられたコードワードに対する量子化された結果が量子化係数に直接比例するシステム、いいかえれば、量子化係数を制限して制限された値のコードワードを生成するシステム用に組み立てることもできる。
【００２０】
図１を参照すれば、要素１０から２６は、点線で囲まれているが、これらは、ＭＰＥＧ類似のフォーマットの圧縮されたビデオ信号を生成するために利用されるタイプの典型的な動き補償予測符号化器(motion compensated predictive encoder) を備えている。並列処理経路(parallel processing path)が３つ示されているが、これらはそれぞれ１つの輝度(luminance) および２つのクロミナンス(chrominance) のビデオ・コンポーネントである。動き補償装置２０は、輝度信号の上で操作を行い動きベクトル(motion vector) を生成するが、このベクトルは、３つの処理経路で使用される。共通のコントローラ(common controller) ２１は、それぞれの処理回路と通信を行い、および、エンコーダの一般的な操作の指示を行う。動き補償予測符号化器の操作は周知であり、ここでは詳細は述べない。要素１２から２０までおよび２６が信号圧縮を実行すると言えば十分であり、要素２２は、圧縮された信号要素を所望のプロトコル、例えばＭＰＥＧ類似のものに合わせて配置して、要素２４はフォーマッタ(formatter) ２２からのデータのバースト(burst) を定数レートのデータに変換する。要素２４，２６および１４は、協力してコード化されたデータが多すぎたりも少なすぎたりもしないことを補償し、これによって、それぞれの受信部(receiver)におけるレート・バッファがオーバーフローしたりアンダーフローしたりするのを防ぐ。
【００２１】
レート・バッファ(rate buffer) ２４（もしくは、ＭＰＥＧ標準に記載されているようなビデオ・バッファリング・ベリファイア(verifier)、ＶＢＶ）は、バッファ占有率(occupancy) の尺度および／またはバッファ占有率の変更のレートの尺度を、量子化スケール係数ジェネレータ(quantizer scale factor generator)２６に供給する。量子化スケール係数ジェネレータ２６は、スケール係数ＱＳであって、量子化行列における値を変更するために量子化器１４で続いて利用される係数を生成する。この変更は、圧縮されたコードワードの生成のレートを絞る(throttle)傾向がある。
【００２２】
量子化スケール係数ジェネレータは、ビデオ信号圧縮技術の当業者に知られている。これらは、さまざまな形式で見られ、さまざまなアルゴリズムに従って操作を行う。代表的な装置およびアルゴリズムは、米国特許番号第５，４２６，４６３号、第５，１４４，４２４号、第５，０８９，８８８号、第５，０７２，２９５号、および第４，８９７，８５５号に見つけることができる。
【００２３】
量子化器１４に入力されるデータは、例えば係数ｃi の８×８の行列Ｃ［ｖ］［ｕ］としてあらわれることを前提とし、量子化器は以下の形式で量子化操作(quantizing operation)を実行すると仮定する。
【００２４】
【数１】
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【００２５】
ここで、Ｑ（Ｃ）は量子化行列(quantized matrix)、Ｃ［ｖ］［ｕ］は係数行列(coefficient matrix)、［ｖ］［ｕ］は行列の添字、Ｗ［ｗ］はｗ量子化行列の１つ、ＱＳは要素２８からのスケール係数、および、ｋは係数の符号である。Ｑ（Ｃ）に対する等式から、値Ｑ（Ｃ）の大きさは量子化スケール係数ＱＳの値に反比例することがわかる。したがって、コード化されたデータの量を減らしたい場合には、ＱＳの値全部を制限してある最小値以上となるようにすべきである。制限する装置(limiting apparatus)２８は、量子化スケール係数ジェネレータ２６と量子化器１４との間にはさまれており、この機能を実行する。要素２８は、あらかじめ定めた最小値以上となるようなすべての量子化スケール係数を送り、そうでない場合は最小値を送る。制限する要素２８を組み入れることによって、図５および図６に見られるように、コード化されたデータの量が劇的に変化する。
【００２６】
明敏な設計者ならば量子化スケール係数は、本来的に、ゼロによる除算を防ぐため、ゼロより大きい値に制限されなければならないことに気付くだろう。本発明の制限部(limiter) は選択的に操作され、ゼロによる除算を防ぐために必要な本来的な制限に加えて付加的な制限を実行する。例えば、ＭＰＥＧ２標準は、許される量子化スケール係数の対応する２つの代替的なセットをともなう２つの操作のモードを用意している。これらのモードの第１のもの（タイプ１）では、より小さい量子化スケール係数に１，２，３，４，５，…という値が割り当てられ、量子化スケール係数が大きくなると、この列は非線型になる。第２のモード（タイプ０）では、より小さい量子化スケール係数に２，４，６，８，１０, １２, …などの値が割り当てられる。本発明の制限部は、選択的に第１もしくは第２のモードに条件付けされて、量子化スケール係数を割り当てられた最小値よりも大きい値、つまり、第１および第２のモードではそれぞれ少なくとも１および２よりも大きい値に制限する。
【００２７】
読者は、本発明で提供する制限部は選択可能な機能を実行することを覚えているだろう。予備的なデータのために余ったチャネル空間を切り取ることを望む場合には、この制限部が効果をもたらす。そうでない場合は、単一の機能を実行するように条件付けされる。
【００２８】
図５は、典型的なビデオ信号が定数ビット・レート、ＣＢＲアルゴリズムにしたがって圧縮される場合に他の情報を伝えるために利用できるチャネル容量のパーセントを示すグラフである。データは、グランド・アライアンス・プロトタイプ・エンコーダ(Grand Alliance prototype encoder)から、１９２０×１０８０のインターレースされた列を毎秒６０フィールドでコード化して取得された。図５は、３つの異なる定数ビット・レート１４Ｍｂｐｓ、１７Ｍｂｐｓ、および１８Ｍｂｐｓを生成するように調整された圧縮装置における利用できる容量(capacity)を示す。
【００２９】
図６のデータは、１８Ｍｂｐｓを生成するように調整された圧縮装置における条件と同一のセットに対して取得されたものである。ただし、この例では、ＱＳの最小値が１０, ８、および１という値に制限されていた。つまり、要素２８と同様の要素が、図５の結果を生成した装置の中に挿入されている。ＱＳの最小値を１に制限した場合、本回路の制限部は結果的に単一の機能を実行することになり、図６の底にあるカーブは、図５の底にあるカーブと同一となっていることがわかる。圧縮されたデータの２つのセットの間の再生された画像の質には重大な相違はなかった。ただし、量子化スケール係数制限部を含めると、チャネルの容量のかなりの量が解放(free up) されることは、きわめて明白である。
【００３０】
例示的な量子化プロセスは、図２を用いて説明される。図２において、ブロック３３は、ＤＣＴ要素１３（図１）からの係数データ出力のブロック若しくは行列を表現する。各々の係数Ｃ［ｖ］［ｕ］若しくはｃi （例えば離散コサイン変換係数(discrete cosine transform coefficient) ）は、あらかじめ定めた順序に配置される。３０と名付けられたブロックは、量子化値(quantization values) ｑi の行列Ｗ［ｖ］［ｕ］を表現する。これらの量子化値は、ブロック３３における係数に対してより大きな若しくはより小さな量子化を提供するように決定されるが、これは、画像の再生(reproduction)に対しては、それぞれその重要性はより小さく若しくはより大きくなっている。したがって、係数ｃ1 ，ｃ2 ，…，ｃ8 などが量子化器３１に与えられるときは、量子化値ｑ1 ，ｑ2 ，…，ｑ8などが並行にアクセスされ、与えられて量子化を実行する。ただし、値ｑi が可変スケーリング回路(variable scaling circuit)３２を介して量子化器３１に間接的に与えられる。量子化値はそれぞれ、要素３４によって提供される量子化スケール係数ＱＳによってスケールされる。
【００３１】
係数のブロック３３が量子化器３１に与えられるときは、要素３４からの量子化スケール係数がスケーリング回路３２に与えられ、量子化値ＱＳ（ｑi ）若しくは（ＱＳ）Ｗ［ｗ］［ｖ］［ｕ］を生成するが、これは量子化器３１と結合される。量子化器３１は前述した等式（１）によって、若しくはそのかわりに以下の関数にしたがって示されるように、それぞれの係数を数量化(quantify)若しくは量子化する形式のものとすることができる。
【００３２】
Q(C)＝(16C[v][u]＋8)//(2*(QS)W[w][v][u])；C[v][u] ＞0 (2) 
Q(C)＝(16C[v][u]−8)//(2*(QS)W[w][v][u])；C[v][u] ＜0 (3) 
Q(C)＝0 ；C[v][u] ＝0 (4) 
【００３３】
ここでＱ（Ｃ）は量子化された係数行列、（ＱＳ）Ｗ［ｗ］［ｖ］［ｕ］はスケールされた量子化行列、および、//は整数の除算であって最も近い整数に丸め、２分の１値の場合はゼロから遠い方へ丸められる(half values rounded awayfrom zero)除算である。
【００３４】
要素３４はセット制限以上の量子化スケール係数ジェネレータ２６（図１）からの全量子化スケール係数を送り、より小さい量子化スケール係数の値に対しては量子化スケール係数の制限値(limit value) を提供する。制限値は有効な量子化スケール係数を表現する値に制約されている。この機能は、ブロック３４の実線グラフによって図示されている。点線は、要素３４がプログラマブルであって異なる制限値を使用できるようになっていることを示すために入れてある。例えば、コンピュータによって生成された画像は、大きな平板なフィールド領域(large flat field areas)を持つが、この画像が圧縮される場合は、制限値は相対的に小さくすることができて、シャープな特徴トランジション(sharp feature transition)の忠実な再生を保証することができる。そのかわり、大きな動きをともなう大変に変化の多い(busy)画像が圧縮されている場合は、制限値は相対的に大きくしてもよい。また、制限値は、実行される圧縮のタイプ、例えば、イントラ若しくはＩフレーム圧縮(intra or I-frame compression)、または、Ｐ若しくはＢフレーム予測圧縮(predictive compression)などのタイプに依存して変更できる。Ｉ、ＰおよびＢフレーム圧縮それぞれに対する制限値ＬI 、ＬP 、ＬB は、ＬI ＜ＬP ＜ＬB という順序となる傾向がある。６から１２のレンジにおけるＭＰＥＧ量子化スケール係数に対する代表的な制限値は、すでに発見されており、制限されないスケール係数を超える改善されたパフォーマンスを提供している。圧縮されるソース・マテリアルに依存して、ほかの制限値がより十分なパフォーマンスを提供することができる。１および２より大きな制限値はいずれも、それぞれ前述のＭＰＥＧタイプ１およびタイプ２のスケール係数値に対する量子化スケール係数の制限を提供する。
【００３５】
ＭＰＥＧシステムでは、量子化スケール係数に対応するデータは圧縮されたデータのマクロブロック(macroblock)とともに伝送される。量子化スケール係数は直接送られるわけではなく、むしろ、それについてquantiser scale codeと表示されたコード化されたバージョンで送られる。要素３４は、ＭＰＥＧシステムに対して、装置を組込んで制限された量子化スケール係数をquantiser scale code値にトランスコード(transcode) するように配置される。このような装置は、制限された量子化スケール係数によってアドレスされ、それぞれのアドレス・ロケーションに適切なquantiser scale code値がプログラムされている読出専用メモリ(read only memory)以上の何ものでもない。
【００３６】
図３は、量子化スケール係数の制限のための例示的装置を図示する。これには、マルチプレクサ(multiplexer) ４４であって比較部(comparator)４２によって条件付けられ、制限値若しくは要素２６からの量子化スケール係数を、比較部４２が第１若しくは第２の出力状態のいずれをそれぞれ表示するかに依存して送るというマルチプレクサが含まれる。制限値は、ソース４０からのオペレータによって提供されるが、これは、比較部の一方の入力ターミナル、および、マルチプレクサ４４の一方の入力に結合される。要素２６からの量子化スケール係数は、マルチプレクサ４４の第２の入力ターミナル、および、比較部４２の第２の入力ターミナルに結合される。比較部は、第１および第２の出力状態を、それぞれ、制限値より小さいおよび大きい量子化スケール係数に対して、表示するように構成される。
【００３７】
図４は、量子化スケール係数を制限するための代替となる装置を図示する。この実施の形態では、制限装置は、メモリ内の複数のテーブルからなる。要素２６からの量子化スケール係数は、メモリのアドレス入力ポートに結合される。さらに、例えばオペレータによって提供されるテーブル選択値(table select values) が、アドレス入力ポートに結合される。メモリ出力ポートは制限された量子化スケール係数を提供する。
【００３８】
異なるテーブルは、異なる制限値に対応する。各テーブルは、それぞれのアドレス・ロケーションにそれぞれのアドレス値がプログラムされているが、制限値以下のアドレス値を持つアドレス・ロケーションは除く。これらのアドレス・ロケーションはそれぞれ、制限値でプログラムされている。また、各メモリ・ロケーションは、適切な対応するquantiser scale codeでプログラムすることができ、これには、量子化スケール係数が並行に提供されており、これは、圧縮されたデータのそれぞれのマクロブロック内に含めるためである。代替となる構成においては、メモリ内において複数のテーブルを組込むのではなく、装置が圧縮列の先頭における適切なアドレス値がプログラムされている単一の読み／書きメモリ・テーブルを含むようにすることができるが、例えば、システム・コントローラ２１によって行う。
【００３９】
最後に、システム・コントローラが十分な計算する容量を有する場合は、制限する関数は、コントローラ内でソフトウェアで実行でき、この際に、単純なルーチンを使用して制限値若しくは量子化スケール係数の一方を比較して出力する。
【００４０】
図７は、代替となる量子化スケール係数制限装置を図示する。図７においては、図２の要素と同じ番号で書かれている要素は同様のものであり、同じ機能を実行する。この実施の形態では、quantiser scale codeジェネレータ３８はレート・バッファ２４に接続され、例えばＭＰＥＧ−２の、quantiser scale code値を通常の操作の行程(course of operation) において生成する。これらの値は制限部３７に与えられるが、これはquantiser scale code値を、有効なquantiser scale code値に制限されるある最小値に、制限するよう条件付けられている。制限されたquantiser scale codeコードワードは、圧縮されたビデオ信号に含めるために、フォーマッタ２２に接続され、また、これらは、コード・コンバータ３６に入力される。コード・コンバータ３６は、読出専用メモリとすることができるが、quantiser scale code値を、その対応する量子化スケール係数値ＱＳに変換して、重み付け回路３２に与える。コンバータ３６に入力されるquantiser scale code値は制限されているので、コンバータ３６からのＱＳ値出力もまた制限されることになる。
【００４１】
制限部３７は、図３および図４に図示する形式、若しくはソフトウェアで実行される関数のいずれを採用することもできる。制限値はユーザが選択可能であるようにすることもできるし、処理されるビデオ・データの量の関数として系統的に更新されるようにすることもできることを認識すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を実施する量子化制御(quantizing control)を含むビデオ信号圧縮システムのブロック・ダイアグラムである。
【図２】図１のシステムにおける量子化器(quantizer) のために実装できる例示的量子化装置のブロック・ダイアグラムである。
【図３】本発明を実施する代替となる量子化スケール係数制限装置のブロック・ダイアグラムである。
【図４】本発明を実施する代替となる量子化スケール係数制限装置のブロック・ダイアグラムである。
【図５】図１において例証されたタイプの圧縮装置に対するレート・バッファ占有率の計測された結果であって、量子化スケール係数制限回路を含まない場合の結果を示すグラフである。
【図６】図１において例証されたタイプの圧縮装置に対するレート・バッファ占有率の計測された結果であって、量子化スケール係数制限回路を含む場合の結果を示すグラフである。
【図７】代替となり例証となる量子化装置であって図１のシステムにおける量子化器のために実装できる装置のブロック・ダイアグラムである。
【符号の説明】
【００４３】
１４，３１  量子化器
２０  動き補償装置
２１  システム・コントローラ
２２  フォーマッタ
２４  レート・バッファ
２６  量子化スケール係数ジェネレータ
２８，３７  制限部
３２  スケーリング回路
３６  コード・コンバータ
３８  quantiser scale codeジェネレータ
４０  ソース
４２  比較部
４４  マルチプレクサ
【図１】
2008099322.tif 000004
【図２】
2008099322.tif 000005
【図３】
2008099322.tif 000006
【図４】
2008099322.tif 000007
【図５】
2008099322.tif 000008
【図６】
2008099322.tif 000009
【図７】
2008099322.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月17日(2008.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮されるビデオ信号のソースと、
部分的に圧縮された前記ビデオ信号を提供する第１の圧縮回路と、
部分的に圧縮されたビデオ信号の圧縮を完了させる第２の圧縮回路と、
前記第１の圧縮回路と前記第２の圧縮回路との間に接続され、量子化スケール係数を受信するための入力ポートを含み、前記部分的に圧縮されたビデオ信号を量子化する量子化器と、
前記第２の圧縮回路によって提供される圧縮されたデータのレートにしたがって量子化スケール係数を生成する手段と、
前記量子化スケール係数を生成する手段により提供される量子化スケール係数の範囲内に、前記量子化器に適用されるそれぞれの量子化スケール係数を制限する、前記量子化スケール係数に応答する回路と
を含むことを特徴とするビデオ信号圧縮装置。