(57)【要約】【課題】従来、構成を複雑化することなく符号化ストリームを一定の転送レートに制御することのできる動画圧縮符号化装置の提供は困難であった。【解決手段】映像データの各フレームをブロック単位に分割し該ブロック毎に現フレームと前フレームとの予測される動き差分を検出する手段２０２と、該予測される動き差分の結果または元の画像データに対して規定された直交変換および量子化を実施して可変長符号化を行う手段２０３，　２０４と、該可変長符号化されたデータに対して規定された逆量子化、逆直交変換および動き補償処理を実施して復号画像を生成する手段２０９，　２１０，　２１１と、前記可変長符号化の処理時に、各ブロックの符号化を途中で打ち切る符号化打ち切り手段２０７１と、該符号化打ち切りが通知されることにより、次フレーム画像の符号化において動き予測を用いない符号化を実施するように制御するフレーム管理手段２１３と、を備えるように構成する。【選択図】　　　図３
2004032300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像データの各フレームをブロック単位に分割し、該ブロック毎に現フレームと前フレームとの予測される動き差分を検出する動き差分検出手段と、
該予測される動き差分の結果または元の画像データに対して、規定された直交変換および量子化を実施して可変長符号化を行う可変長符号化手段と、
該直交変換および量子化が実施されたデータに対して、規定された逆量子化、逆直交変換および動き補償処理を実施して復号画像を生成する復号画像生成手段と、
前記可変長符号化の処理時に、各ブロックの符号化を途中で打ち切る符号化打ち切り手段と、
該符号化打ち切り手段からの符号化打ち切りが通知されることにより、次フレーム画像の符号化において、動き予測を用いない符号化を実施するように制御するフレーム管理手段と、を備えることを特徴とする動画像圧縮符号化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動画像圧縮符号化装置において、さらに、複数枚のフレームで構成されるグループの発生符号化量を目標符号量に一致させるように制御するレート制御手段を備え、
該レート制御手段は、前記符号化打ち切り手段からの符号化打ち切りが通知されることにより、次フレームをレート制御単位グループの先頭フレームとして扱って目標符号量を割り当て直すことを特徴とする動画像圧縮符号化装置。
【請求項３】
映像データの各フレームをブロック単位に分割し、該ブロック毎に現フレームと前フレームとの予測される動き差分を検出する動き差分検出手段と、
該予測される動き差分の結果または元の画像データに対して、規定された直交変換および量子化を実施して可変長符号化を行う可変長符号化手段と、
該直交変換および量子化が実施されたデータに対して、規定された逆量子化、逆直交変換および動き補償処理を実施して復号画像を生成する復号画像生成手段と、
前記可変長符号化の処理時に、各ブロックの符号化を途中で打ち切る符号化打ち切り手段と、
該符号化打ち切り手段により符号化打ち切りが発生したブロックの位置を記憶するブロック位置記憶手段と、を備え、前記符号化打ち切りが発生した次フレーム画像のブロックの動き予測において、該符号化打ち切りが発生したブロックを動き予測ブロックの候補としないことを特徴とする動画像圧縮符号化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の動画像圧縮符号化装置において、前記ブロック位置記憶手段に記憶されている符号化打ち切りブロック情報により、前記符号化打ち切りが発生した次フレーム画像のブロックの動き予測において、動き予測を行う領域を、符号化打ち切りブロックを全く含まない１つ以上の領域に分割することを特徴とする動画像圧縮符号化装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の動画像圧縮符号化装置において、前記符号化打ち切り手段は、前記可変長符号化手段による直交変換および量子化が実施されたデータが予め定められた値を超えたときに、そのブロックの符号化を途中で打ち切ることを特徴とする動画像圧縮符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画圧縮符号化装置に関し、特に、映像信号に対してディジタル圧縮符号化を行うエンコード装置における発生符号量の制御技術に関する。
【０００２】
近年、動画像、静止画像、音声およびテキスト等の各種データを統合的に取り扱うマルチメディアシステムの研究開発が各方面で活発に行われている。ところで、映像信号は、重要な情報源の１つではあるが、その莫大なデータ量を効率良く圧縮することが必要とされ、また、国際標準化が進んでいる。映像信号の圧縮符号化国際標準として、ＩＳＯ−ＩＥＣ　１４４９６−２　にビジュアル符号化ストリームのシンタックスおよびその復号化方式が示されており、通称ＭＰＥＧ−４（ＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）で審議が行われているＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ　Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｅｘｐｅｒｔｓ　Ｇｒｏｕｐ）のうち、特に、マルチメディア対応の標準化技術を目指しているＰｈａｓｅ　４）と呼ばれている。
【０００３】
通常、低ビットレートで画面サイズの小さい映像を扱うアプリケーションでは、ＭＰＥＧ−４のシンプルプロファイルと呼ばれる規格が採用される。シンプルプロファイルでは、動画の構成要素である各フレーム画像に対して、Ｉ−ＶＯＰ（フレーム内符号化ＶＯＰ（Ｉｎｔｒａ　Ｖｉｄｅｏ　Ｏｂｊｅｃｔ　Ｐｌａｎｅ））と呼ばれる現フレーム画像の情報のみから圧縮符号化を行う画像符号化タイプと、Ｐ−ＶＯＰ（フレーム間順方向予測符号化ＶＯＰ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　Ｖｉｄｅｏ　Ｏｂｊｅｃｔ　Ｐｌａｎｅ））と呼ばれる前フレーム画像を予測値として現フレーム画像との動き差分を圧縮符号化する画像符号化タイプの２種類のフレーム符号化タイプが定義されている。
【０００４】
一般的に、動画像の符号化では映像の動きをベースに符号化効率を向上させるため、１フレーム画像のＩ−ＶＯＰ符号化に対して複数フレーム画像のＰ−ＶＯＰ符号化が連続して実施される。また、このような符号化を行うエンコード装置（動画圧縮符号化装置）では、符号化された映像ストリームを伝送する通信路の帯域が限られているため、符号化ストリームを一定の転送レートになるように制御する必要がある。そこで、構成を複雑化することなく符号化ストリームを一定の転送レートに制御することのできる動画圧縮符号化装置の提供が要望されている。
【０００５】
【従来の技術】
図１は従来の動画圧縮符号化装置の一例を示すブロック図であり、ＭＰＥＧ−４の圧縮技術に用いられるエンコード装置の構成を示すものである。図１において、参照符号１０１は現画像メモリ、１０２は動き差分検出部、１０３はＤＣＴ部、１０４は量子化部、１０５はＤＣ・ＡＣ予測部、１０６はレート制御部、そして、１０７は可変長符号化部を示している。また、参照符号１０８は発生符号バッファ、１０９は逆量子化部、１１０はＩＤＣＴ部、１１１は動き差分補償部、そして、１１２は復号画像メモリを示している。
【０００６】
現画像メモリ１０１は、映像信号の１フレームをディジタル化した画像データを記憶するメモリである。ここで、ＭＰＥＧ−４において、１フレームの画像は、１６×１６画素のマクロブロックと呼ばれる処理単位に分割して扱われ、さらに、１マクロブロックは、８×８画素の輝度信号ブロック４個と８×８画素の色差信号ブロック２個、つまり６個のブロックに分割して処理される。なお、色差信号は、輝度信号に比べて、水平方向および垂直方向ともに１／２の解像度で処理される。
【０００７】
動き差分検出部１０２は、Ｐ−ＶＯＰタイプで符号化される現画像の各ブロック画素データを現画像メモリ１０１から入力し、該ブロックに対して、復号画像メモリ１１２に記憶されている前フレームの復号画像との動き差分値が最小となるような動きベクトルを検出し、その動き差分値をＤＣＴ部１０３に出力する。ここで、動きベクトルとは、現フレーム画像と直前のフレーム画像（前フレーム画像）との水平方向および垂直方向における位置の変位を示す２次元ベクトルであり、また、動き差分値とは、現画像ブロックの各画素データから、動きベクトル分だけ変位した前フレーム画像の８×８ブロックの相対する画素データを差し引いたものである。一般的に、動き差分値が最小とは、各画素の差分絶対値の総和が最小であることを意味する。
【０００８】
Ｉ−ＶＯＰタイプのフレーム画像については、動き差分検出部１０２における動き差分検出処理は行われず、現画像メモリ１０１から読み出されたブロック画素データがそのままＤＣＴ部１０３に出力される。また、ＭＰＥＧ−４の仕様では、Ｐ−ＶＯＰ内のマクロブロックに対して動き差分検出を行わない指定が可能である。これは、フレーム画像間で動きが激しく、動き予測ブロックと現画像ブロックの動き差分が大きいブロックに対して有効である。なお、動き予測を行わないマクロブロックをイントラマクロブロックと呼び、また、動き予測を行うマクロブロックをインターマクロブロックと呼ぶ。
【０００９】
図２は動き差分検出部における処理を説明するための図であり、図２（ａ）はビデオシーケンスを示し、また、図２（ｂ）はブロックマッチング処理を示している。
【００１０】
図２（ａ）に示されるように、動画圧縮符号化装置には、時間に伴って複数のフレームの画像データが入力され、前述したように、例えば、１６×１６画素のマクロブロックＭＢにより処理される。図２（ａ）において、参照符号ＣＦは現フレーム（カレントフレーム）を示し、ＲＦは直前のフレーム（参照フレーム）を示し、そして、ＳＷは直前のフレームＲＦにおけるサーチウィンドウ（探索領域）を示している。
【００１１】
図２（ｂ）に示されるように、現フレームＣＦのマクロブロックＭＢは、直前のフレームＲＦにおけるサーチウィンドウＳＷにおいて、動き差分値が最小となるような動きベクトルの検出が行われる（Ｐ−ＶＯＰタイプの符号化処理）。
【００１２】
ＤＣＴ部１０３は、８×８画素のブロック画素データに対して、離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｎｅ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）と呼ばれる周波数変換を施すものであり、この離散コサイン変換された結果は８×８、つまり、６４個のＤＣＴ係数データとなる。このうち、第１の係数をＤＣ（直流）成分と呼び、それ以外の６３個の係数をＡＣ（交流）成分と呼ぶ。
【００１３】
量子化部１０４は、入力される各ＤＣＴ係数データを量子化スケールと呼ばれる値で除算することにより、ＤＣＴ係数の精度を粗くし、量子化ＤＣＴ係数を生成する。生成された量子化ＤＣＴ係数は、ＤＣ・ＡＣ予測部１０５および逆量子化部１０９の入力となる。この量子化部１０４における処理において、算術的に量子化スケールを大きくすれば量子化ＤＣＴ係数の値は小さくなり、結果として発生符号量を抑えることができるが、復号化する時に、元のＤＣＴ係数の再生精度が低下するため、復号画像の画質は劣化することになる。
【００１４】
ＤＣ・ＡＣ予測部１０５は、イントラマクロブロック内の各ブロックにおいて、その周辺ブロックとのＤＣ・ＡＣ係数予測差分を計算して出力する。予測値として使用されるブロックは、現ブロックの空間的に左または上のブロックが候補となり、現ブロックとＤＣ係数の差分が小さいブロックが選択される。ＡＣ予測は、選択された予測ブロックと現ブロックの一部のＡＣ係数について差分計算を行う処理である。ここで、ＤＣ予測はＭＰＥＧ−４仕様で必須処理であるが、ＡＣ予測は選択的処理である。
【００１５】
ＡＣ予測処理を行うか否かは、マクロブロック内の６個のブロックについてＡＣ差分計算を行い、その結果の絶対値総和がＡＣ予測を行わない場合に比べて小さければ、ＡＣ予測結果を使用するという判定手法が推奨されている。また、ＤＣ・ＡＣ予測部１０５から出力されるブロック内係数データの並びは、
（１）ＡＣ予測処理を行わない。
【００１６】
（２）ＡＣ予測処理を行い、左側のブロックを予測データとして使用する。
【００１７】
（３）ＡＣ予測処理を行い、上側のブロックを予測データとして使用する。
【００１８】
という３つの場合によって異なる。
【００１９】
このように、ＤＣ・ＡＣ予測部１０５では、マクロブロック入力データの統計量に依存して出力データの特性が決定されるため、量子化部１０４からのマクロブロック入力データを内部にバファリングする必要がある。
【００２０】
可変長符号化部１０７は、ＤＣ・ＡＣ予測部１０５から入力される量子化ＤＣＴ係数をランレングス符号化し、各０ラン列（『０』が連続する列）に可変長符号を割り当てて、符号化ストリームを出力する。発生符号バッファ１０８は、可変長符号化部１０７の符号化結果を一時的に蓄積するバッファで、符号化ストリームの生成性能と外部への出力性能の性能差を吸収する。
【００２１】
レート制御部１０６は、可変長符号化部１０７によって発生した符号量に基づき、発生符号量が目標とする符号量より大きくなっている場合は、量子化部１０４に対してより大きな量子化スケール値で量子化するように指示し、逆に、発生符号量が目標符号量より小さくなっている場合は、量子化部１０４に対してより小さな量子化スケール値で量子化するように指示する。
【００２２】
逆量子化部１０９、ＩＤＣＴ部１１０および動き差分補償部１１１は、次フレームの動き差分検出処理用の復号画像を生成して復号画像メモリ１１２に蓄積するために、一連の処理の逆変換を行う処理系である。
【００２３】
逆量子化部１０９は、量子化部１０４から出力される量子化ＤＣＴ係数に量子化スケール値を乗じて、誤差を含んだＤＣＴ係数を復元する。ＩＤＣＴ部１１０は、ＤＣＴ係数に逆離散コサイン変換（Ｉｎｖｅｒｓｅ　Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｎｅ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）を施して、８×８画素の動き差分画素データを復元する。動き差分予測部１１１は、動きベクトルに基づいて、復号画像メモリ１１２から前フレームの８×８画素データを読み出し、入力される動き差分画素データを足し込み、現フレームの復号画像を再生し、そして、復号画像メモリ１１２に記憶する。復号画像メモリ１１２は、再生された復号画像を記憶するメモリであり、前フレームと現フレームの２フレーム分の復号画像データをフレーム単位で切り替えながら記憶する。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図１の構成を有する従来の動画圧縮符号化装置において、レート制御部１０６は、発生した符号量の結果に基づくフィードバック制御を行うため、画像によってはフィードバックの効果が現れる前に多大な符号量を生成し、発生符号バッファ１０８がオーバーフローしてしまうという問題がある。
【００２５】
このような問題を解決するものとして、従来、例えば、特開平９−２６１６４２号公報が知られている。この特開平９−２６１６４２号公報においては、発生符号量が所定値を超えた時点で、そのブロックのＤＣＴ部の出力を停止する機能を持つエンコード装置（動画圧縮符号化装置）が提案されている。
【００２６】
しかしながら、ＭＰＥＧ−４の仕様においては、上述したように、可変長符号化の前にＤＣ・ＡＣ予測部１０５において量子化ＤＣＴ係数を一度バッファリングする必要がある。つまり、１マクロブロックに対する可変長符号化処理は、そのマクロブロック内のＤＣＴ処理が完全に終了するのを待たなければならず、可変長符号化部の発生符号量によってＤＣＴ係数の処理を途中で打ち切ることは不可能である。さらに、発生符号量による打ち切り処理をＤＣ・ＡＣ予測部１０５の出力に対して行ったとしても、エンコーダ装置内部で復号画像を生成するためには、ＤＣ・ＡＣ予測処理後に打ち切り処理を行った量子化ＤＣＴ係数データを元の順序に戻して、逆量子化部１０９に入力しなければならない。これは、量子化部１０４から逆量子化部１０９に直接量子化ＤＣＴ係数データを出力する場合に比べて、時間遅延を著しく大きくするだけでなく、内部回路を複雑化させることにもなる。
【００２７】
本発明は、上述した従来の動画圧縮符号化装置が有する課題に鑑み、構成を複雑化することなく符号化ストリームを一定の転送レートに制御することのできる動画圧縮符号化装置の提供を目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の形態によれば、映像データの各フレームをブロック単位に分割し、該ブロック毎に現フレームと前フレームとの予測される動き差分を検出する動き差分検出手段と、該予測される動き差分の結果または元の画像データに対して、規定された直交変換および量子化を実施して可変長符号化を行う可変長符号化手段と、該直交変換および量子化が実施されたデータに対して、規定された逆量子化、逆直交変換および動き補償処理を実施して復号画像を生成する復号画像生成手段と、前記可変長符号化の処理時に、各ブロックの符号化を途中で打ち切る符号化打ち切り手段と、該符号化打ち切り手段からの符号化打ち切りが通知されることにより、次フレーム画像の符号化において、動き予測を用いない符号化を実施するように制御するフレーム管理手段と、を備えることを特徴とする動画像圧縮符号化装置が提供される。
【００２９】
本発明の第１の形態に係る動画圧縮符号化装置によれば、符号化打ち切り手段は、可変長符号化の処理時に、各ブロックの符号化を途中で打ち切り、そして、フレーム管理手段は、符号化打ち切り手段からの符号化打ち切りが通知されることにより、次フレーム画像の符号化において、動き予測を用いない符号化を実施するように制御する。
【００３０】
本発明の第２の形態によれば、映像データの各フレームをブロック単位に分割し、該ブロック毎に現フレームと前フレームとの予測される動き差分を検出する動き差分検出手段と、該予測される動き差分の結果または元の画像データに対して、規定された直交変換および量子化を実施して可変長符号化を行う可変長符号化手段と、該直交変換および量子化が実施されたデータに対して、規定された逆量子化、逆直交変換および動き補償処理を実施して復号画像を生成する復号画像生成手段と、前記可変長符号化の処理時に、各ブロックの符号化を途中で打ち切る符号化打ち切り手段と、該符号化打ち切り手段により符号化打ち切りが発生したブロックの位置を記憶するブロック位置記憶手段と、を備え、前記符号化打ち切りが発生した次フレーム画像のブロックの動き予測において、該符号化打ち切りが発生したブロックを動き予測ブロックの候補としないことを特徴とする動画像圧縮符号化装置が提供される。
【００３１】
本発明の第２の形態に係る動画圧縮符号化装置によれば、符号化打ち切り手段は、可変長符号化の処理時に、各ブロックの符号化を途中で打ち切り、また、ブロック位置記憶手段は、符号化打ち切り手段により符号化打ち切りが発生したブロックの位置を記憶し、そして、符号化打ち切りが発生した次フレーム画像のブロックの動き予測において、該符号化打ち切りが発生したブロックを動き予測ブロックの候補としないようになっている。
【００３２】
これにより、構成を複雑化することなく符号化ストリームを一定の転送レートに制御することのできる動画圧縮符号化装置を提供することができる。なお、本発明に係る動画圧縮符号化装置は、ＭＰＥＧ−４の適用に限定されるものではなく、ＭＰＥＧ−１およびＭＰＥＧ−２、さらには、他の方式の動画圧縮符号化装置としても適用することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る動画圧縮符号化装置の実施例を、添付図面を参照して詳述する。
【００３４】
図３は本発明に係る動画圧縮符号化装置の第１実施例を示すブロック図であり、ＭＰＥＧ−４の圧縮技術に用いられるエンコード装置の構成を示すものである。図３において、参照符号２０１は現画像メモリ、２０２は動き差分検出部、２０３はＤＣＴ部、２０４は量子化部、２０５はＤＣ・ＡＣ予測部、２０６はレート制御部、２０７は可変長符号化部、そして、２０７１は符号化打ち切り手段を示している。また、参照符号２０８は発生符号バッファ、２０９は逆量子化部、２１０はＩＤＣＴ部、２１１は動き差分補償部、２１２は復号画像メモリ、そして、２１３はフレーム管理部を示している。
【００３５】
図３と前述した図１との比較から明らかなように、本第１実施例の動画圧縮符号化装置（エンコード装置）では、可変長符号化部２０７内に符号化打ち切り手段２０７１が設けられている。符号化打ち切り手段２０７１は、ブロック内の量子化係数データを可変長符号化する時、発生符号量がある値を超えた場合はブロック内の残りの量子化ＤＣＴ係数を無視し、符号化形式を遵守し、そして、最小の発生符号量となる形式で残りのブロックデータを充填して出力する。さらに、可変長符号化部２０７は、ブロック内で符号化を打ち切りが発生したというイベントをフレーム管理部２１３に通知する。フレーム管理部２１３は、符号化打ち切りのイベントを受けると次フレームの符号化において、動き予測を行わない画像タイプ、つまりＭＰＥＧ−４の場合はＩ−ＶＯＰ、として圧縮符号化するようにエンコード処理を制御する。
【００３６】
符号化打ち切り手段２０７１は、ブロックの発生符号量がある値を超えたとき、ブロック内の残りの量子化ＤＣＴ係数をすべてゼロとみなして符号化する。これは、ブロック内の非ゼロである量子化ＤＣＴ係数を符号化する毎に発生符合量が閾値を超えるか否かをチェックし、閾値を超えた場合は、その非ゼロ係数に対して、ブロックの最後であることを示すフラグを付加して符号化出力すればよい。ここで、符号化打ち切り手段２０７１は、符号化打ち切りによる強制ゼロ係数発生を実施した場合、そのイベントをフレーム管理部２１３およびレート制御部２０６に通知する。
【００３７】
フレーム管理部２１３では、現在の（カレントな）処理フレームにおいて、１ブロックでも強制ゼロ係数が発生した場合、次のフレームをＩ−ＶＯＰとして扱うようにエンコード処理を制御する。また、レート制御部２０６では、ＶＯＰタイプによって割り当て符号量の目標値を調整する必要があるので、符号化打ち切りによるゼロ係数発生を受けて、次フレームに対してＩ−ＶＯＰに応じた目標符号量を割り当てる。
【００３８】
図４は図３の動画圧縮符号化装置におけるレート制御部の処理を説明するための図であり、図４（ａ）は通常の（符号化打ち切りが発生していない）処理を行っている様子を示し、図４（ｂ）は符号化打ち切りが発生してそのままの処理を継続している様子を示し、そして、図４（ｃ）は符号化打ち切りが発生して本第１実施例の処理を行っている様子を示している。
【００３９】
まず、符号化打ち切りが発生していない通常の場合、図４（ａ）に示されるように、レート制御部２０６は、１つのＩ−ＶＯＰと次のＩ−ＶＯＰまでの複数のＰ−ＶＯＰとを１つのグループ単位（レート制御グループ）として扱い、各グループがほぼ一定の符号量になるように各ＶＯＰの発生符合量を制御する。ただし、１グループ内では、Ｐ−ＶＯＰに比べてＩ−ＶＯＰに多めの符号量を割り当てるのが一般的である。また、計算を単純化するため、２つのＩ−ＶＯＰ間のＰ−ＶＯＰ数はエンコード前に予め一定の枚数に決定しておく。図４においては、１グループがＩ−ＶＯＰ１枚とＰ−ＶＯＰ５枚で構成される。
【００４０】
ところで、図４（ｂ）に示されるように、ブロックの発生符号量がある値を超えて符号化打ち切りが発生してそのままの処理を継続した場合、グループの途中で強制的にＩ−ＶＯＰを生成し、１グループ内に比較的符号量が多いＩ−ＶＯＰが２枚以上存在することになる。これは、もともとグループ内のＰ−ＶＯＰ数が多い場合は問題ないが、グループ内のＰ−ＶＯＰ数が少ない場合は、強制的に発生したＩ−ＶＯＰにより、残りのＰ−ＶＯＰに割り当てる符号量が少なくなって画質が劣化する可能性がある。（図４（ｂ）のＩＰ参照）
そこで、本第１実施例のレート制御部２０６は、図４（ｃ）に示されるように、符号化打ち切りブロックを含むフレームの次のフレームが、レート制御グループの先頭のＩ−ＶＯＰになるようにグループビット量を割り当て直す。これにより、強制的なＩ−ＶＯＰの挿入によって発生したビット量の増加をグループ単位の中で緩やかに吸収することが可能になり、画質の劣化を防ぐことができる。
【００４１】
具体的な計算法を図４（ｃ）を参照して説明する。
【００４２】
まず、目標とする転送レートによって与えられた１フレームあたりの平均目標ビット量をＲｐｖとし、予め定義されているグループ内のフレーム数をＮｇｒｐとすると、グループに割り当てられる目標符号量は、　Ｒｐｖ×Ｎｇｒｐ　となる。
【００４３】
グループ内で符号化打ち切りが発生した場合、グループの先頭から符号化打ち切り発生フレームまでの発生符号量をＢａ、生成したフレーム数をＮａ（図４（ｃ）の場合は３）とすると、Ｎａ枚までに平均的に割り当てられるべき符号量は、　Ｒｐｖ×Ｎａなので、Ｂａとの差分Ｄａ（すなわち、Ｄａ＝Ｂａ−Ｒｐｖ×Ｎａ）は、転送レートに対して余分に発生した符合量を意味する。そこで、次のレート制御のグループに割り与える目標符号量から余分に発生した符合量を減じる。つまり、　Ｒｐｖ×Ｎｇｒｐ−Ｄａ　を新たな目標符号量として次のレートグループ単位に割り当てる。これにより、例えば、図４（ｂ）の参照符号ＩＰで示されるような割り当てる符号量が少なくないＰ−ＶＯＰの発生をなくして画質の劣化を避けることが可能になる。
【００４４】
図５は本発明に係る動画圧縮符号化装置の第２実施例を示すブロック図である。図５において、参照符号３０１は現画像メモリ、３０２は動き差分検出部、３０３はＤＣＴ部、３０４は量子化部、３０５はＤＣ・ＡＣ予測部、３０６はレート制御部、３０７は可変長符号化部、そして、３０７１は符号化打ち切り手段を示している。また、参照符号３０８は発生符号バッファ、３０９は逆量子化部、３１０はＩＤＣＴ部、３１１は動き差分補償部、３１２は復号画像メモリ、そして、３１４はブロック位置記憶部を示している。
【００４５】
図５と図３との比較から明らかなように、本第２実施例の動画圧縮符号化装置は、図３に示す第１実施例におけるフレーム管理部２１３の代わりにブロック位置記憶部３１４を設けるようになっている。
【００４６】
ブロック位置記憶部３１４は、符号化打ち切りを発生したブロックの位置を記憶するもので、記憶すべき情報量は、各ブロック位置に対して打ち切りが発生したか否かの１ビットの情報でよく、小規模な回路で実現することができる。すなわち、符号化打ち切りを発生したフレームの次フレームがＰ−ＶＯＰの場合、強制的にＩ−ＶＯＰ化する（図４（ｂ）参照）ことなく、動き予測検出処理において、動き予測検出部３０２がブロック位置記憶部３１４のブロック打ち切り情報を参照して、後述する図６に示ような、動き予測ブロック候補の一部に符号化打ち切りブロックを含む場合は、その動き予測ブロック候補を動き予測候補から外すように制御する。
【００４７】
図６は図５に示す動画圧縮符号化装置の特徴的な動作を説明するための図である。図６では、任意の８×８画素の動き予測ブロック候補に対して、３×４画素（黒丸で示す画素）が前フレームにおいて符号化打ち切りされたことを意味する。
【００４８】
図６に示されるように、符号化打ち切りを発生したブロックの位置は、ブロック位置記憶部３１４に記憶され、その記憶された位置情報に従って、動き予測検出部３０２は、動き予測ブロック候補の一部に符号化打ち切りブロックを含む場合は、その動き予測ブロック候補を動き予測候補から外すように制御する。
【００４９】
図７は本発明に係る第３実施例としての動画圧縮符号化装置の特徴的な動作を説明するための図である。図７では、本来の探索領域ＢＬ０は横方向が４ブロックで縦方向が３ブロックであるが、その矩形領域ＢＬ０を、横方向が３ブロックで縦方向が１ブロックの第１の矩形領域ＢＬ１、横方向が４ブロックで縦方向が１ブロックの第２の矩形領域ＢＬ２および横方向が３ブロックで縦方向が１ブロックの第３の矩形領域ＢＬ３の３つの矩形領域に分割したことを示している。
【００５０】
動き予測ブロックを検出する場合、探索する予測ブロックの範囲は予め限定され、例えば、カレントなブロック位置を囲む矩形領域内で探索が行われる。ここで、動き予測検出処理は、２つの矩形領域を含むような（例えば、第１の矩形領域ＢＬ１と第２の矩形領域ＢＬ２に跨がるようなもの（Ｒ０）に対しても行われる。
【００５１】
本第３実施例では、図７に示されるように、動き予測検出処理において、動き予測検出部３０２が動き予測を検出する前にブロック位置記憶部３０４を参照して、本来の探索すべき矩形領域を符号化打ち切りブロックを含まない複数の矩形領域に分割する。これにより、動き検出処理は、各矩形領域に対して探索処理を行う必要があるが、動き予測ブロック候補単位に符号化打ち切り発生ブロックが含まれるか否かを検出する必要がなく、動き予測検出処理を単純化することが可能になる。
【００５２】
このように、本発明の各実施例に係る動画圧縮符号化装置によれば、符号化打ち切りが発生した画像の次のフレームにおいて、符号化打ち切りが発生した画像を動き予測差分検出のため予測画像として使う必要がない。従って、符号化打ち切り発生ブロックを含むフレームにおいて、エンコーダ内部で復号化する画像と、受信装置において符号化ストリームを復号化する画像が異なっても、次フレームはＩ−ＶＯＰとしてともに同一の画像が再生される。その結果、量子化部２０５（３０５）から逆量子化部２０９（３０９）へのデータの流れを遮ることなく、発生符号量のオーバーフローを制御することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、構成を複雑化することなく符号化ストリームを一定の転送レートに制御することのできる動画圧縮符号化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の動画圧縮符号化装置の一例を示すブロック図である。
【図２】動き差分検出部における処理を説明するための図である。
【図３】本発明に係る動画圧縮符号化装置の第１実施例を示すブロック図である。
【図４】図３の動画圧縮符号化装置におけるレート制御部の処理を説明するための図である。
【図５】本発明に係る動画圧縮符号化装置の第２実施例を示すブロック図である。
【図６】図５に示す動画圧縮符号化装置の特徴的な動作を説明するための図である。
【図７】本発明に係る第３実施例としての動画圧縮符号化装置の特徴的な動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１…現画像メモリ
１０２，２０２，３０２…動き差分検出部
１０３，２０３，３０３…ＤＣＴ部
１０４，２０４，３０４…量子化部
１０５，２０５，３０５…ＤＣ・ＡＣ予測部
１０６，２０６，３０６…レート制御部
１０７，２０７，３０７…可変長符号化部
１０８，２０８，３０８…発生符号バッファ
１０９，２０９，３０９…逆量子化部
１１０，２１０，３１０…ＩＤＣＴ部
１１１，２１１，３１１…動き差分補償部
１１２，２１２，３１２…復号画像メモリを示している。
２１３…フレーム管理部
３１４…ブロック位置記憶部
２０７１，３０７１…符号化打ち切り手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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