(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した所定ピクチャ数単位毎の映像データのフィールド数を計数する計数手段と、
上記計数手段により計数した上記映像データの総フィールド数に基づいて次の映像データに対する予測フィールド数を推測し、上記計数手段によって計数した当該次の映像データの計数結果と上記予測フィールド数とを比較する比較手段と、
上記比較手段による比較結果が上記予測フィールド数と一致しない場合、上記予測フィールド数に応じて割り当てられた総使用可能符号量のうち未符号化ピクチャに割り当てるべき残りの未使用符号量をピクチャ毎に補正して量子化制御する符号化制御手段と
を具えることを特徴とする符号化制御装置。
【請求項２】
上記比較手段は、
上記映像データの総フィールド数を上記次の映像データに対する上記予測フィールド数として用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化制御装置。
【請求項３】
上記比較手段は、
上記所定ピクチャ単位数毎に第１のフィールド数と第２のフィールド数とが順次交互に入れ代わる２−３プルダウン素材の規則性を利用することにより、上記映像データの総フィールド数が上記第１のフィールド数と一致する場合には、上記次の映像データに対する上記予測フィールド数を上記第２のフィールド数として推測し、上記映像データの総フィールド数が上記第２のフィールド数と一致する場合には、上記次の映像データに対する上記予測フィールド数を上記第１のフィールド数として推測する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化制御装置。
【請求項４】
上記符号化制御手段は、
上記所定ピクチャ数単位毎に上記未符号化ピクチャに割り当てるべき符号量の重み付けをピクチャ単位で変更しながら上記未使用符号量を補正して量子化制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化制御装置。
【請求項５】
入力した所定ピクチャ数単位毎の映像データのフィールド数を計数する計数ステップと、
上記計数ステップで計数された上記映像データの総フィールド数に基づいて次の映像データに対する予測フィールド数を推測し、上記計数ステップで計数された当該次の映像データの計数結果と上記予測フィールド数とを比較する比較ステップと、
上記比較ステップによる比較結果が上記予測フィールド数と一致しない場合、上記予測フィールド数に応じて割り当てられた総使用可能符号量のうち未符号化ピクチャに割り当てるべき残りの未使用符号量をピクチャ毎に補正して量子化制御する符号化制御ステップと
を具えることを特徴とする符号化制御方法。
【請求項６】
符号化制御装置に対して、
入力した所定ピクチャ数単位毎の映像データのフィールド数を計数する計数ステップと、
上記計数ステップで計数された上記映像データの総フィールド数に基づいて次の映像データに対する予測フィールド数を推測し、上記計数ステップで計数された当該次の映像データの計数結果と上記予測フィールド数とを比較する比較ステップと、
上記比較ステップによる比較結果が上記予測フィールド数と一致しない場合、上記予測フィールド数に応じて割り当てられた総使用可能符号量のうち未符号化ピクチャに割り当てるべき残りの未使用符号量をピクチャ毎に補正して量子化制御する符号化制御ステップと
を実行させるための符号化制御プログラム。
【請求項７】
入力した所定ピクチャ数単位毎の映像データのフィールド数を計数する計数ステップと、
上記計数ステップで計数された上記映像データの総フィールド数に基づいて次の映像データに対する予測フィールド数を推測し、上記計数ステップで計数された当該次の映像データの計数結果と上記予測フィールド数とを比較する比較ステップと、
上記比較ステップによる比較結果が上記予測フィールド数と一致しない場合、上記予測フィールド数に応じて割り当てられた総使用可能符号量のうち未符号化ピクチャに割り当てるべき残りの未使用符号量をピクチャ毎に補正して量子化制御する符号化制御ステップと
を具えることを特徴とする符号化制御プログラムを符号化制御装置に実行させるための符号化制御プログラム格納媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は符号化制御装置、符号化制御方法、符号化制御プログラム及び符号化制御プログラム格納媒体に関し、例えばテレシネ装置によって映画のフィルム素材が変換され、その結果得られるビデオ信号を符号化する符号化制御装置、符号化制御方法、符号化制御プログラム及び符号化制御プログラム格納媒体に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレシネ装置は、映画等における毎秒２４コマのフィルム素材を例えばＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式における毎秒３０フレーム（６０フィールド）のビデオ信号に変換している。
【０００３】
すなわちテレシネ装置は、図１２に示すように例えばフィルム素材の第１コマを第１フレーム目のトップフィールド及びボトムフィールドとして割り当てることにより第１フレームを形成し、次の第２コマを第２フレーム目のトップフィールド及びボトムフィールドとして割り当てることにより第２フレームを形成し、当該第２コマを再度第３フレーム目のトップフィールドとして繰り返し割り当てると共に第３コマを当該第３フレーム目のボトムフィールドとして割り当てることにより第３フレームを形成する。
【０００４】
続いてテレシネ装置は、第３コマを再度第４フレーム目のトップフィールドとして繰り返し割り当てると共に第４コマを当該第４フレーム目のボトムフィールドとして割り当てることにより第４フレームを形成し、当該第４コマを再度第５フレーム目のトップフィールド及びボトムフィールドとして繰り返し割り当てることにより第５フレームを形成し、以下同様の手順によって第２４コマまでを第ｎフレーム目のトップフィールド又はボトムフィールドとして割り当てることにより、毎秒２４コマのフィルム素材を毎秒３０フレーム（６０フィールド）のビデオ信号に変換する、いわゆる２−３プルダウン処理を行うようになされている。
【０００５】
次に符号化装置は、上述のような２−３プルダウン処理の施された毎秒３０フレーム（６０フィールド）のビデオ信号をテレシネ装置から受け取り、そのままフレーム毎に順次符号化する場合、図１３（Ａ）に示すように第１コマが繰り返し割り当てられている第２フレーム及び第３フレームのトップフィールド、第３コマが繰り返し割り当てられている第４フレーム及び第５フレームのボトムフィールド、第５コマが繰り返し割り当てられている第７フレーム及び第８フレームのトップフィールド等、同一のコマが繰り返し割り当てられている同じ絵柄の繰返フィールドについても再度圧縮符号化しているので圧縮効率が悪かった。
【０００６】
そこで符号化装置は、図１３（Ｂ）に示すように、第１コマだけで割り当てられているトップフィールド及びボトムフィールドを第１ピクチャとして括り分け、第２コマが割り当てられている三角形で囲われた３フィールドを第２ピクチャとして括り分け、また第３コマだけで割り当てられているトップフィールド及びボトムフィールドを第３ピクチャとして括り分け、さらに第４コマが割り当てられている三角形で囲われた３フィールドを第４ピクチャとして括り分け、以下同様に第５ピクチャ、第６ピクチャ……として括り分けることにより、２フィールド構造のピクチャと、３フィールド構造のピクチャとが交互に現れる２−３プルダウン素材として圧縮符号化するようになされている。
【０００７】
因みに２−３プルダウン素材としては、第１ピクチャ、第３ピクチャ、第５ピクチャ、第７ピクチャ……がそれぞれ２フィールド構造になると共に、第２ピクチャ、第４ピクチャ、第６ピクチャ……がそれぞれ３フィールド構造になることにより、１ＧＯＰ（Group Of Picture：１５ピクチャ）単位では３７フィールド又は３８フィールドが交互に入れ代わるフィールド構造となる。
【０００８】
この場合符号化装置は、２−３プルダウン素材における第２ピクチャのうちの繰返フィールドについては圧縮符号化することなく１ビットの識別フラグを立て、第４ピクチャのうちの繰返フィールドについても圧縮符号化することなく１ビットの識別フラグを立て、以下同様に第６ピクチャ、第８ピクチャ……に対しても繰返フィールドについては圧縮符号化することなく識別フラグを立てることにより、同じ絵柄の繰返フィールドを再度圧縮符号化するといった無駄な処理を回避して圧縮効率を向上させるようになされている。
【０００９】
このとき同時に符号化装置は、符号化ビットレートが決まっている中で、繰返フィールドについては１ビットの識別フラグにより再度圧縮符号化することがないので、その分の符号量を他のフィールドに割り当てることができ、これにより画質についても向上させ得るようになされている。
【００１０】
一方復号化装置では、符号化装置から受信した２−３プルダウン素材の符号化データを復号化して表示する際、ピクチャ中に存在する識別フラグに基づいて繰返フィールドであるか否かを認識し、繰返フィールドであるときには既に復号化した同じ絵柄のフィールドを再度用いて表示するようになされている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成の符号化装置においては、１ＧＯＰ当り３０フィールドの一般的な素材（例えばコマーシャル映像）と、１ＧＯＰ当り３７フィールド又は３８フィールドの２−３プルダウン素材とが混在するビデオ信号が外部から供給された場合、一般的な素材に対する符号化制御を実行するべきか、又は２−３プルダウン素材に対する高能率符号化制御を実行するべきかを決定するために、予め１ＧＯＰ単位のフィールド数を計数しなければならない。
【００１２】
従って符号化装置では、外部から供給された素材のフィールド数をＧＯＰ単位で検出した後でなければ符号化することができず、ディジタル衛星放送やテレビ会議システム等のリアルタイム性が要求される場合には、ＧＯＰ単位の検出に係る符号化遅延によって映像の連続性が途切れてしまう問題があった。
【００１３】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、供給される素材の種類に係わらずリアルタイム性を損なうことなく符号化処理を実行し得る符号化制御装置、符号化制御方法、符号化制御プログラム及び符号化制御プログラム格納媒体を提案しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、入力した所定ピクチャ数単位毎の映像データのフィールド数を計数し、当該計数した映像データの総フィールド数に基づいて次の映像データに対する予測フィールド数を推測し、その予測フィールド数と次の映像データの計数結果とを比較し、当該比較結果が予測フィールド数と一致しない場合、予測フィールド数に応じて割り当てられた総使用可能符号量のうち未符号化ピクチャに割り当てるべき残りの未使用符号量をピクチャ毎に補正して量子化制御することにより、従来のように予め１ＧＯＰ単位のフィールド数を検出し終わるまで待つ必要がなく、そのとき供給される素材の種類に応じた最適な量子化制御を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１６】
（１）第一の実施の形態
（１−１）ディジタル衛星放送システムの構成
図１において、１は全体としてディジタル衛星放送システムを示し、送信装置２と、当該送信装置２から送信される各種情報を通信衛星３を介して受信する複数の受信端末装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ……４Ｎとで構築される。
【００１７】
送信装置２は、外部から供給されるビデオデータＤ１ａ、Ｄ１ｂ……Ｄ１ｎをそれぞれ対応する符号化装置５Ａ、５Ｂ……５Ｎに入力する。
【００１８】
符号化装置５Ａ、５Ｂ……５Ｎは、それぞれ対応するビデオデータＤ１ａ、Ｄ１ｂ……Ｄ１ｎを例えばＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)と呼ばれる圧縮符号化方式に従って圧縮符号化することにより符号化データＤ２ａ、Ｄ２ｂ……Ｄ２ｎを生成し、これを多重化部６へ送出する。
【００１９】
多重化部６は、各符号化データＤ２ａ〜Ｄ２ｎを適宜多重化することにより多重化データＤ３を生成し、これを変調部７へ送出する。
【００２０】
変調部７は、多重化データＤ３を例えばＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying) と呼ばれるディジタル変調方式に従って変調することにより変調データＤ４を生成し、当該変調データＤ４を番組の映像データとしてアンテナ８を介して通信衛星３経由で各受信端末装置４Ａ〜４Ｎへ送信するようになされている。
【００２１】
一方、各受信端末装置４Ａ〜４Ｎは、受信用アンテナ９を介して受信した変調データＤ４を復調し、分離した後、元のビデオデータＤ１ａ、Ｄ１ｂ……Ｄ１ｎをそれぞれ復元し、これを表示装置（図示せず）へ送出することにより、当該表示装置（図示せず）を介してビデオデータＤ１ａ、Ｄ１ｂ……Ｄ１ｎに基づく番組の映像を視聴者に提供し得るようになされている。
【００２２】
（１−２）本発明を適用した符号化装置の構成
次に、各符号化装置５Ａ〜５Ｎの回路構成について説明するが、当該符号化装置５Ａ〜５Ｎはそれぞれ同一の回路構成であることにより、ここでは符号化装置５Ａの回路構成についてのみ説明する。
【００２３】
図２に示すように、符号化装置５Ａは外部から供給されるビデオデータＤ１ａを符号化処理部２５の画像並替回路１０に入力する。画像並替回路１０は、フレーム単位で圧縮符号化順に並び替えることにより並替データＤ１０を生成し、これを走査変換回路１１へ送出する。
【００２４】
走査変換回路１１は、並替データＤ１０をフレーム単位でフィールド変換することによりトップフィールド及びボトムフィールドに変換し、並替前において時間的に隣接するフレームにおけるトップフィールド間の差分及びボトムフィールド間の差分をそれぞれ算出するようになされている。
【００２５】
その際、走査変換回路１１は、各フィールド間の差分がほぼゼロ値（同じ絵柄）ではない場合には繰返フィールドではないと判断し、トップフィールド及びボトムフィールドをピクチャデータＤ１１としてマクロブロック化回路１２へ送出する。
【００２６】
これに対して走査変換回路１１は、上述の図１３（Ａ）に示したように各フィールド間の差分がほぼゼロ値（同じ絵柄）である場合には繰返フィールドであると判断し、当該繰返フィールドを１ビットの識別フラグ（以下、これをリピートファーストフィールドと呼ぶ）に変更する。
【００２７】
そして走査変換回路１１は、上述の図１３（Ｂ）に示したように、フィールドの括り分けを変更することによりトップフィールド、ボトムフィールド及びリピートファーストフィールドを１枚の絵柄に相当するピクチャデータＤ１１としてマクロブロック化回路１２へ送出する。
【００２８】
このとき走査変換回路１１は、ピクチャデータＤ１１に対してＩ(Intra) ピクチャ、Ｐ(Predictive)ピクチャ及びＢ(Bidirectionally) ピクチャの３つの画像タイプのうちいずれの画像タイプとして処理するかを指定するようになされおり、当該指定した画像タイプを走査変換回路１１以降の各回路が認識し得るようになされている。
【００２９】
マクロブロック化回路１２は、ピクチャデータＤ１１に対して１６画素×１６画素でなる複数のマクロブロック単位に分割することによりマクロブロックデータＤ１２を生成し、これを動き検出回路１３へ送出する。
【００３０】
動き検出回路１３は、マクロブロック化回路１２から与えられるマクロブロックデータＤ１２をそのまま演算器１６へ送出すると共に、当該マクロブロックデータＤ１２と、そのマクロブロックデータＤ１２に対して時間的に過去及び又は未来の参照用ピクチャデータとのブロックマッチング法によりマクロブロックデータＤ１２における動きベクトルを検出し、これを動きベクトルデータＤ１３として動き補償決定部１４へ送出する。
【００３１】
動き補償決定部１４は、動き検出回路１３から与えられる動きベクトルデータＤ１３をそのまま動き補償回路１５及び可変長符号化回路２２へそれぞれ送出すると共に、当該動きベクトルデータＤ１３における画素間の差分を算出した後に合計し、その絶対値の大きさに応じてイントラモード、順方向予測モード、逆方向予測モード又は双方向予測モードのうちいずれの予測モードを実行するかを決定付けるためのモード決定データＤ１４を生成し、これを動き補償回路１５へ送出する。
【００３２】
因みにイントラモードとは、符号化対象となるマクロブロックデータをそのまま符号化する方法であり、順方向予測モードとは、符号化対象となるマクロブロックデータと、そのマクロブロックデータに対して時間的に過去の参照用ピクチャデータとの予測残差を符号化する方法である。
【００３３】
また逆方向予測モードとは、符号化対象となるマクロブロックデータと、そのマクロブロックデータに対して時間的に未来の参照用ピクチャデータとの予測残差を符号化する方法であり、双方向予測モードとは、符号化対象となるマクロブロックデータと、そのマクロブロックデータに対して時間的に過去及び未来の参照用ピクチャデータとの予測残差を符号化する方法である。
【００３４】
動き補償回路１５は、モード決定データＤ１４により決定された予測モードを実行することにより、内部メモリ（図示せず）に記憶されている参照用ピクチャデータを動きベクトルデータＤ１３に応じて動き補償するようになされている。
【００３５】
実際上、動き補償回路１５はイントラモード以外の予測モードの場合には、参照用ピクチャデータの読出アドレスを動きベクトルデータＤ１３に応じたアドレス位置にずらして読み出し、これを予測データＤ１５として演算器１６及び２１へそれぞれ送出する。これに対してイントラモードの場合には参照用ピクチャデータを読み出さず、従って予測データＤ１５を演算器１６及び２１へ送出しないようになされている。
【００３６】
演算器１６は、動き補償回路１５から予測画像データＤ１５が与えられる場合には、動き検出回路１３より与えられるマクロブロックデータＤ１２から予測画像データＤ１５を減算することにより予測残差である差分データＤ１６を生成し、これをＤＣＴ(Discrete Cosine Transform) 回路１７へ送出する。
【００３７】
これに対して演算器１６は、予測画像データＤ１５が与えられない場合には、動き検出回路１３より与えられるマクロブロックデータＤ１２をそのまま差分データＤ１６としてＤＣＴ回路１７へ送出する。
【００３８】
ＤＣＴ回路１７は、差分データＤ１６を離散コサイン変換することにより、当該差分データＤ１６の周波数成分を表すＤＣＴ係数データＤ１７を生成し、これを量子化回路１８へ送出する。
【００３９】
量子化回路１８は、ＤＣＴ係数データＤ１７に対して量子化処理を施すことにより量子化データＤ１８を生成し、これを逆量子化回路１９及び可変長符号化回路２２へそれぞれ送出する。
【００４０】
この場合量子化回路１８は、量子化値を決定づけるための量子化値データＤ３０が符号化制御部３０から与えられており、当該量子化値データＤ３０に応じた量子化データＤ１８を生成し得るようになされている。
【００４１】
このようにして符号化装置５Ａに入力されたビデオデータＤ１ａは、マクロブロックデータＤ１２毎に動き補償処理、離散コサイン変換処理及び量子化処理が施され、量子化データＤ１８として逆量子化回路１９へ送出される一方、可変長符号化回路２２へも送出される。
【００４２】
逆量子化回路１９は、量子化回路１８から与えられる量子化データＤ１８に対して逆量子化処理を施すことによりＤＣＴ係数データＤ１９を生成し、これを逆ＤＣＴ回路２０へ送出する。
【００４３】
逆ＤＣＴ回路２０は、ＤＣＴ係数データＤ１９に対して逆ＤＣＴ処理を施すことにより差分データＤ２０を生成し、これを演算器２１へ送出する。
【００４４】
演算器２１は、動き補償回路１５から予測データＤ１５が与えられる場合には、逆ＤＣＴ回路１９から与えられる差分データＤ２０に当該予測データＤ１５を加算することにより動き補償する際の参照用ピクチャデータとして局部再生し、これに対して予測データＤ１５が与えられない場合には逆ＤＣＴ回路１９から与えられる差分データＤ２０をそのまま参照用ピクチャデータとして局部再生することにより、当該参照用ピクチャデータを必要に応じて動き補償回路１５の内部メモリ（図示せず）に記憶するようになされている。
【００４５】
一方、可変長符号化回路２２は、量子化回路１８から与えられる量子化データＤ１８と、動き検出回路１３から動き補償決定部１４及び動き補償回路１５を順次介して与えられる動きベクトルデータＤ１３とに対して可変長符号化処理を施すことにより可変長符号化データＤ２９を生成し、これをバッファメモリ２３へ送出する。
【００４６】
バッファメモリ２３は、可変長符号化データＤ２９を所定時間分蓄積した後、所定期間単位毎（例えばＧＯＰ毎）に符号化データＤ２ａとして多重化部６（図１）へ送出するようになされている。
【００４７】
ところで、符号化制御部３０は、マクロブロック化回路１２からマクロブロックデータＤ１２をイントラＡＣ(Alternating Current) 計算回路３１及びＭＥ(Motion Estimation) 残差計算回路３２にそれぞれ入力するようになされている。
【００４８】
イントラＡＣ計算回路３１は、マクロブロックデータＤ１２（１６画素×１６画素）を例えば８画素×８画素でなる複数のＤＣＴブロック単位に分割し、当該分割した各ＤＣＴブロックにおける画素値の平均値と、当該各ＤＣＴブロックにおける画素値との差分をそれぞれ算出する。
【００４９】
そしてイントラＡＣ計算回路３１は、各差分の絶対値を総和することにより、マクロブロックデータＤ１２に基づく絵柄の複雑さの指標となるイントラＡＣ値を算出する。
【００５０】
さらにイントラＡＣ計算回路３１は、１ピクチャ分の各マクロブロックデータＤ１２におけるイントラＡＣ値をそれぞれ算出した時点で、当該各イントラＡＣ値を総和することにより１ピクチャ分の総イントラＡＣ値を算出し、これを総イントラＡＣデータＤ２１として難易度計算回路３３へ送出するようになされている。
【００５１】
ＭＥ(Motion Estimation) 残差計算回路３２は、マクロブロックデータＤ１２と、そのマクロブロックデータＤ１２に対して時間的に過去及び又は未来の参照用ピクチャとの間の差分値の絶対和（又は自乗和）をそれぞれ算出し、そのうち最小となる絶対和（又は自乗和）をマクロブロックデータＤ１２に基づく絵柄の動きにおける激しさの指標となるＭＥ残差値として算出する。
【００５２】
そしてＭＥ残差計算回路３２は、１ピクチャ分の各マクロブロックデータＤ１２におけるＭＥ残差値をそれぞれ算出した時点で、当該各ＭＥ残差値を総和することにより１ピクチャ分の総ＭＥ残差値を算出し、これを総ＭＥ残差データＤ２２として難易度計算回路３３へ送出するようになされている。
【００５３】
ここで、符号化制御部３０は、１ピクチャ分の全可変長符号化データＤ２９における発生符号量と、１ピクチャ分の各可変長符号化データＤ２９における量子化値の平均値とを示す符号化情報データＤ２３を可変長符号化回路２２から難易度計算回路３３に入力するようになされている。
【００５４】
難易度計算回路３３は、符号化情報データＤ２３を内部メモリ（図示せず）に記憶するようになされており、当該符号化情報データＤ２３と、イントラＡＣ計算回路３１から与えられる総イントラＡＣデータＤ２１と、ＭＥ残差計算回路３２から与えられる総ＭＥ残差データＤ２２とを用いて、これから圧縮符号化しようとする現ピクチャの絵柄の予測難度を算出する。
【００５５】
実際上、現ピクチャにおける画像タイプがＩピクチャの場合、難易度計算回路３３は、当該Ｉピクチャ（現ピクチャ）よりも時間的に最も近く、かつ既に圧縮符号化されたＩピクチャに対応する符号化情報データＤ２３を内部メモリから読み出す。
【００５６】
そして難易度計算回路３３は、符号化情報データＤ２３に示される１ピクチャ分の全可変長符号化データＤ２９における発生符号量と、１ピクチャ分の各可変長符号化データＤ２９における量子化値の平均値とを乗算することにより、既に圧縮符号化されたＩピクチャにおける実際の絵柄の難度を求める。
【００５７】
さらに難易度計算回路３３は、実際の絵柄の難度を実難度ＸＩとし、現ピクチャの予測難度を予測難度ＤＩとし、当該予測難度ＤＩを実難度ＸＩに近づけるための係数を係数εＩとすると、次式
【００５８】
【数１】
0004543299.tif 000002
【００５９】
によって現ピクチャにおける絵柄の予測難度ＤＩを算出する。
【００６０】
また、現ピクチャにおける画像タイプがＰピクチャの場合、難易度計算回路３３は、当該Ｐピクチャ（現ピクチャ）よりも時間的に最も近く、かつ既に圧縮符号化されたＰピクチャに対応する符号化情報データＤ２３に基づいて求めた実際の絵柄の難度を実難度ＸＰとし、現ピクチャの予測難度を予測難度ＤＰとし、当該予測難度ＤＰを実難度ＸＰに近づけるための係数を係数εＰとすると、次式
【００６１】
【数２】
0004543299.tif 000003
【００６２】
によって現ピクチャにおける絵柄の予測難度ＤＰを算出する。
【００６３】
また、現ピクチャにおける画像タイプがＢピクチャの場合、難易度計算回路３３は、当該Ｂピクチャ（現ピクチャ）よりも時間的に最も近く、かつ既に圧縮符号化されたＢピクチャに対応する符号化情報データＤ２３に基づいて求めた実際の絵柄の難度を実難度ＸＢとし、現ピクチャの予測難度を予測難度ＤＢとし、当該予測難度ＤＢを実難度ＸＢに近づけるための係数を係数εＢとすると、次式
【００６４】
【数３】
0004543299.tif 000004
【００６５】
によって現ピクチャにおける絵柄の予測難度ＤＢを算出する。
【００６６】
このように難易度計算回路３３は、現ピクチャよりも時間的に最も近く、かつ既に圧縮符号化された画像タイプに対応する実難度Ｘ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)を求め、当該実難度Ｘ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)に近づけるための係数ε(Ｉ，Ｐ，Ｂ)をピクチャ毎に見直しながら予測難度Ｄ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)を算出する。
【００６７】
これに加えて難易度計算回路３３は、画像タイプがＰピクチャ又はＢピクチャの場合には絵柄の複雑さに加えて動きの速さをも用いて予測難度Ｄ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)を算出する。
【００６８】
従って難易度計算回路３３は、現ピクチャが量子化処理される前に、実難度Ｘ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)とほぼ同様の予測難度Ｄ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)を的確に算出することができ、当該的確に算出した予測難度Ｄ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)を難度データＤ２４として符号化制御回路部４０の目標符号量算出回路３６へ送出し得るようになされている。
【００６９】
ここで、符号化制御部３０は、走査変換回路１１からピクチャデータＤ１１を検出器３４に入力すると共に、可変長符号化回路２２から符号化情報データＤ２３をＶＢＶ(Video Buffering Verifier)占有率計算回路３５に入力するようになされている。
【００７０】
検出器３４は、ピクチャデータＤ１１におけるリピートファーストフィールドの有無と画像タイプとを検出し、当該検出結果をピクチャ情報データＤ２５として符号化制御回路部４０の目標符号量算出回路３６へ送出する。
【００７１】
ＶＢＶ占有率計算回路３５は、発生符号量データＤ２３に示される１ピクチャ分の全可変長符号化データＤ２９における発生符号量と、符号化ビットレートとに基づいて、現ピクチャの全ＤＣＴ係数データＤ１７が量子化処理及び圧縮符号化処理された後に復号化側のバッファメモリ（図示せず）へ入力された際に想定される発生符号量の占有率を算出し、当該算出結果を占有率データＤ２６として符号化制御回路部４０の目標符号量算出回路３６へ送出する。
【００７２】
このように符号化装置５Ａは、外部から供給されるビデオデータＤ１ａを符号化処理部２５においてマクロブロック単位で動き補償処理及び離散コサイン変換処理を施した後にＤＣＴ係数データＤ１７として量子化回路１８に入力する一方、符号化制御部３０において１ピクチャ単位で絵柄の予測難度Ｄ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)を計算し、また画像タイプ及びリピートファーストフィールドの有無を検出し、さらに復号化側のバッファメモリ（図示せず）へ入力された際に想定される発生符号量の占有率を計算することにより、難度データＤ２４、ピクチャ情報データＤ２５及び占有率データＤ２６として符号化制御回路部４０の目標符号量算出回路３６に入力する。
【００７３】
この場合目標符号量算出回路３６には、現ピクチャ分の全ＤＣＴ係数データＤ１７のうち先頭のＤＣＴ係数データＤ１７が量子化回路１８に入力される毎に、そのときの現ピクチャに対応する難度データＤ２４、ピクチャ情報データＤ２５及び占有率データＤ２６が各回路（難易度計算回路３３、検出器３４、占有率計算回路３５）からそれぞれ入力されるようになされている。
【００７４】
目標符号量算出回路３６は、ピクチャ情報データＤ２５により示されるリピートファーストフィールドの有無に基づいて１ＧＯＰ（１５ピクチャ）におけるフィールド数を計数し、当該計数したフィールド数を、これから量子化処理しようとする現ＧＯＰにおける予測フィールド数として推測する。
【００７５】
そして目標符号量算出回路３６は、予測フィールド数をＰｒｆとし、符号化ビットレートを１秒当たりのフィールド数で除算することにより算出されるフィールドビットをＦｒとし、現ＧＯＰ分の全ＤＣＴ係数データＤ１７に対して圧縮符号化処理を施す際に使用可能である符号量（以下、これを総使用可能符号量と呼ぶ）をＲ０とすると、次式
【００７６】
【数４】
0004543299.tif 000005
【００７７】
によって現ＧＯＰにおける総使用可能符号量Ｒ０を求める。
【００７８】
さらに目標符号量算出回路３６は、総使用可能符号量Ｒ０を予測フィールド数Ｐｒｆで除算した符号量に対して、難度データＤ２４により示される絵柄の予測難度Ｄ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)と、占有率データＤ２６により想定される発生符号量の占有率とに応じた重み付けを行う（割当符号量を多く又は少なくする）ことにより、現ピクチャに発生させるべき目標符号量を決定する。
【００７９】
続いて目標符号量算出回路３６は、総使用可能符号量Ｒ０から目標符号量を減算することによる残符号量（以下、これを未使用符号量と呼ぶ）を算出し、当該未使用符号量から次ピクチャに対する目標符号量を決定し、その目標符号量を未使用符号量から減算する。
【００８０】
同様にして目標符号量算出回路３６は、現ＧＯＰにおける全ピクチャに対する目標符号量を順次決定することにより、総使用可能符号量Ｒ０を分配するようになされている。
【００８１】
その際、目標符号量算出回路３６は、現ＧＯＰに対して推測した予測フィールド数Ｐｒｆが実際のフィールド数と異なっているか否かを検出器３４から与えられるピクチャ情報データＤ２５に基づいてピクチャ毎に監視している。
【００８２】
ここで、予測フィールド数Ｐｒｆが実際のフィールド数と一致している場合、目標符号量算出回路３６は、図３に示すように一定の符号化ビットレート（図３におけるグラフの傾き）中で１ＧＯＰ分の時間（以下、これを１ＧＯＰ時間と呼ぶ）ＴＧＯＰ内に復号化側のバッファメモリへ蓄積し得る符号量（以下、これを１ＧＯＰ蓄積符号量と呼ぶ）と、同一の１ＧＯＰ時間ＴＧＯＰ内に目標符号量に基づいて発生され、復号化側のバッファメモリへ蓄積された後に引き抜かれる発生符号量（以下、これを１ＧＯＰ引抜符号量と呼ぶ）とをほぼ一致させている。
【００８３】
従って目標符号量算出回路３６は、１ＧＯＰ時間ＴＧＯＰ毎に最大バッファサイズＶｍａｘの範囲内で符号量遷移をさせ、オーバーフロー及びアンダーフローの発生を防止し得るようになされている。
【００８４】
しかし、例えばビデオデータＤ１ａが図１３（Ｂ）において上述したような３７フィールド又は３８フィールドが交互に入れ代わる２−３プルダウン素材のみでなる場合、目標符号量算出回路３６は、前ＧＯＰのフィールド数を現ＧＯＰの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測することになるので、実際のフィールド数が３８フィールドである現ＧＯＰを３７フィールドの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測してしまうことになる。
【００８５】
この場合目標符号量算出回路３６は、本来３８フィールド分の総使用可能符号量Ｒ０から現ＧＯＰにおける全ピクチャに対してそれぞれ目標符号量を分配できるにも係わらず、実際には３７フィールド分の総使用可能符号量Ｒ０から分配していることにより、現ＧＯＰにおける最後のピクチャ（１５番目のピクチャ）についてはリピートファーストフィールドを含む３フィールド分の符号量を必要とするのに対し、およそ２フィールド分の未使用符号量しか残していない。
【００８６】
この状態において、目標符号量算出回路３６は、最後のピクチャ（３フィールド構造）に対して残りの２フィールド分の未使用符号量をそのまま割り当てた場合には、最後のピクチャに対して１フィールド分少ない目標符号量を決定しているので、当該目標符号量に基づいて発生する発生符号量についても１フィールド分少なくさせてしまう。
【００８７】
従って目標符号量算出回路３６は、図４に示すように一定の符号化ビットレート中で１ＧＯＰ蓄積符号量に対して、１ＧＯＰ引抜符号量を１フィールド分（発生符号量Ｆ分）を少なくさせているので、１ＧＯＰ時間ＴＧＯＰ毎に符号量遷移を徐々に上昇させ、やがてオーバーフローを発生させてしまう。
【００８８】
そこで、目標符号量算出回路３６は、予測フィールド数Ｐｒｆ（３７フィールド）を実際のフィールド数（３８フィールド）よりも少なく予測していた場合には、本来使用すべき１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量に加算し、その結果得られる残りの未使用符号量を最後のピクチャに割り当てることにより、一定の符号化ビットレートの中で１ＧＯＰ蓄積符号量と、１ＧＯＰ引抜符号量とを常時ほぼ一致させる（図３）。
【００８９】
これに対して、目標符号量算出回路３６は、前ＧＯＰのフィールド数を現ＧＯＰの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測することになるので、実際のフィールド数が３７フィールドである現ＧＯＰを３８フィールドの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測してしまうことになる。
【００９０】
この場合目標符号量算出回路３６は、本来３７フィールド分の総使用可能符号量Ｒ０から現ＧＯＰにおける全ピクチャに対してそれぞれ目標符号量を分配しなければならないにも係わらず、実際には３８フィールド分の総使用可能符号量Ｒ０から分配していることにより、最後のピクチャ（１５番目のピクチャ）については２フィールド分の符号量を必要とするのに対し、およそ３フィールド分の未使用符号量を残している。
【００９１】
この状態において、目標符号量算出回路３６は、最後のピクチャ（２フィールド構造）に対して残りの３フィールド分の未使用符号量をそのまま割り当てた場合には、最後のピクチャに対して１フィールド分多い目標符号量を決定しているので、当該目標符号量に基づいて発生する発生符号量についても１フィールド分多くさせてしまう。
【００９２】
従って目標符号量算出回路３６は、図５に示すように一定の符号化ビットレート中で１ＧＯＰ蓄積符号量に対して、１ＧＯＰ引抜符号量を１フィールド分（発生符号量Ｌ分）多くさせているので、１ＧＯＰ時間ＴＧＯＰ毎に符号量遷移を徐々に下降させ、やがてアンダーフローを発生させてしまう。
【００９３】
そこで、目標符号量算出回路３６は、予測フィールド数Ｐｒｆ（３８フィールド）を実際のフィールド数（３７フィールド）よりも多く予測していた場合には、本来使用すべきではない１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量から減算し、その結果得られる残りの未使用符号量を最後のピクチャに割り当てることにより、一定の符号化ビットレートの中で１ＧＯＰ蓄積符号量と、１ＧＯＰ引抜符号量とを常時ほぼ一致させる（図３）。
【００９４】
このように目標符号量算出回路３６は、現ＧＯＰに対して決定した予測フィールド数Ｐｒｆが実際のフィールド数と異なっていると判断する度に、その時点における未使用符号量を１フィールド分ずつ補正した後、当該補正した未使用符号量から現ピクチャに対する目標符号量を決定する。
【００９５】
そして目標符号量算出回路３６は、現ピクチャに対する目標符号量を決定する毎に、当該決定した目標符号量を目標符号量データＤ２７として順次量子化インデックス生成回路３７へ送出し得るようになされている。
【００９６】
ここで符号化制御部３０は、可変長符号化データＤ２９の発生符号量を示す発生符号量データＤ２８を可変長符号化回路２２から量子化インデックス生成回路３７に入力するようになされている。
【００９７】
量子化インデックス生成回路３７は、発生符号量データＤ２８に基づいて現ピクチャ分の全ＤＣＴ係数データＤ１７に対する量子化値を順次調整することにより、目標符号量データＤ２７に示される目標符号量（１ピクチャ）とほぼ同様の発生符号量が得られるような量子化値データＤ３０をそれぞれ生成し、これを順次量子化回路１８に送出し得るようになされている。
【００９８】
（１−３）符号化制御処理手順
かかる符号化制御回路部４０における符号化制御処理手順を図６及び図７に示すフローチャートを用いてまとめると、当該符号化制御回路部４０は、ルーチンＲＴ１の開始ステップから続くステップＳＰ１へ移る。
【００９９】
ステップＳＰ１において符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により現ピクチャがＧＯＰの先頭であるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことはピクチャ情報データＤ２５により示される画像タイプがＰピクチャ又はＢピクチャであり、ＧＯＰの先頭でないことを表しており、このとき符号化制御回路部４０はステップＳＰ３へ移る。
【０１００】
これに対して肯定結果が得られると、このことはピクチャ情報データＤ２５により示される画像タイプがＩピクチャであり、ＧＯＰの先頭であることを表しており、このとき符号化制御回路部４０は続くステップＳＰ２へ移る。
【０１０１】
ここで、符号化制御回路部４０は、リピートファーストフィールドの有無をカウントするようになされていることにより、リピートファーストフィールドを有するピクチャ数（以下、これを繰返有ピクチャ数ＪＡと呼ぶ）と、リピートファーストフィールドを有しないピクチャ数（以下、これを繰返無ピクチャ数ＪＢと呼ぶ）とを初期値として「０」に予め設定している。
【０１０２】
従って符号化制御回路部４０は、電源投入時等にビデオデータＤ１ａが入力される際には繰返有ピクチャ数ＪＡ及び繰返無ピクチャ数ＪＢを初期値に戻すようになされている。
【０１０３】
ステップＳＰ２において符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により前ＧＯＰについてインクリメントした繰返有ピクチャ数ＪＡと、現ＧＯＰにおいて推測される繰返有ピクチャ数（以下、これを推測繰返有ピクチャ数ＧＡと呼ぶ）と、現ＧＯＰにおいて推測される繰返無ピクチャ数（以下、これを推測繰返無ピクチャ数ＧＢと呼ぶ）とを用いて、次式
【０１０４】
【数５】
0004543299.tif 000006
【０１０５】
により現ＧＯＰにおける推測繰返有ピクチャ数ＧＡ及び推測繰返無ピクチャ数ＧＢをそれぞれ求める。
【０１０６】
そして符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により例えばＮＴＳＣ(National Television System Commitee) 方式の通常の１ＧＯＰ単位のフィールド数に繰返有ピクチャ数ＪＡを加算することにより、現ＧＯＰにおける予測フィールド数Ｐｒｆとして推測する。
【０１０７】
さらに符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により予測フィールド数Ｐｒｆに基づいて上述の（４）式によって総使用可能符号量Ｒ０を算出した後、前ＧＯＰについてインクリメントした繰返有ピクチャ数ＪＡ及び繰返無ピクチャ数ＪＢを初期値に戻すことにより、現ＧＯＰにおける繰返有ピクチャ数ＪＡ及び繰返無ピクチャ数ＪＢのカウント準備をし、次のステップＳＰ３へ移る。
【０１０８】
ステップＳＰ３において符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により現ピクチャがリピートファーストフィールドを有しているか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことはピクチャ情報データＤ２５がリピートファーストフィールドを有していないことを表しており、このとき符号化制御回路部４０はステップＳＰ４に移って、目標符号量算出回路３６により繰返無ピクチャ数ＪＢを１つ分インクリメントし、続くステップＳＰ６へ移る。
【０１０９】
これに対して肯定結果が得られると、このことはピクチャ情報データＤ２５がリピートファーストフィールドを有していることを表しており、このとき符号化制御回路部４０はステップＳＰ５に移って、目標符号量算出回路３６により繰返有ピクチャ数ＪＡを１つ分インクリメントし、続くステップＳＰ６へ移る。
【０１１０】
ステップＳＰ６において符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により現ＧＯＰについてインクリメントした繰返有ピクチャ数ＪＡが上述のステップＳＰ２で求めた推測繰返有ピクチャ数ＧＡよりも上回っているか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは現ＧＯＰにおける実際のフィールド数が予測フィールド数Ｐｒｆよりも上回っていないことを表しており、このとき符号化制御回路部４０はステップＳＰ７（図７）へ移る。
【０１１１】
ステップＳＰ７において符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により現ＧＯＰについてインクリメントした繰返無ピクチャ数ＪＢが上述のステップＳＰ２で求めた推測繰返無ピクチャ数ＧＢよりも上回っているか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは現ＧＯＰにおける実際のフィールド数が予測フィールド数Ｐｒｆよりも下回っていないことを表しており、このとき符号化制御回路部４０はステップＳＰ８へ移る。
【０１１２】
ステップＳＰ８において符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により難度データＤ２４により示される絵柄の予測難度Ｄ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)と、占有率データＤ２６により想定される発生符号量の占有率とに応じた重み付けを行うことにより現ピクチャに対する目標符号量を決定し、続くステップＳＰ９へ移る。
【０１１３】
ステップＳＰ９において符号化制御回路部４０は、量子化インデックス生成回路３７により発生符号量データＤ２８に基づいて現ピクチャに対する量子化値をマクロブロック単位で順次調整することにより、目標符号量データＤ２７に示される目標符号量（１ピクチャ）とほぼ同様の発生符号量が得られるような量子化値データＤ３０をそれぞれ生成し、これを量子化回路１８へ順次送出し、続くステップＳＰ１０へ移る。
【０１１４】
ステップＳＰ１０において符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により総使用可能符号量Ｒ０からステップＳＰ８で決定された目標符号量を減算することにより未使用符号量を算出し、続くステップＳＰ１１へ移る。
【０１１５】
ステップＳＰ１１において符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により現ピクチャに続く次ピクチャに対応する難度データＤ２４、ピクチャ情報データＤ２５及び占有率データＤ２６が入力されたか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、符号化制御回路部４０は、各種データ（難度データＤ２４、ピクチャ情報データＤ２５及び占有率データＤ２６）が入力されるまで待ち受ける。これに対して肯定結果が得られると、符号化制御回路部４０はステップＳＰ１（図６）に戻る。
【０１１６】
一方、ステップＳＰ６（図６）において、現ＧＯＰについてインクリメントした繰返有ピクチャ数ＪＡが上述のステップＳＰ２で求めた推測繰返有ピクチャ数ＧＡよりも上回っている肯定結果が得られると、このことは現ＧＯＰにおける実際のフィールド数（３８フィールド）が予測フィールド数Ｐｒｆ（３７フィールド）よりも上回っており、このまま現ピクチャに目標符号量を決定してしまうと符号量遷移を徐々に上昇させ、やがてオーバーフローを発生させてしまう（図４）ことを表しており、このとき符号化制御回路部４０は、ステップＳＰ１２（図７）へ移る。
【０１１７】
ステップＳＰ１２において符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により本来使用すべき１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量に加算すると共に、上述のステップＳＰ２で求めた推測繰返有ピクチャ数ＧＡを１つ分インクリメントし、続くステップＳＰ８へ移る。
【０１１８】
またステップＳＰ７（図６）において、現ＧＯＰについてインクリメントした繰返無ピクチャ数ＪＢが上述のステップＳＰ２で求めた推測繰返無ピクチャ数ＧＢよりも上回っている肯定結果が得られると、このことは実際のフィールド数（３７フィールド）が予測フィールド数Ｐｒｆ（３８フィールド）よりも下回っており、このまま現ピクチャに目標符号量を決定してしまうと符号量遷移を徐々に下降させ、やがてアンダーフローを発生させてしまう（図５）ことを表しており、このとき符号化制御回路部４０は、ステップＳＰ１３（図７）へ移る。
【０１１９】
ステップＳＰ１３において符号化制御回路部４０は、目標符号量算出回路３６により本来使用すべきではない１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量から減算すると共に、ステップＳＰ２で求めた推測繰返無ピクチャ数ＧＢを１つ分インクリメントし、続くステップＳＰ８へ移る。
【０１２０】
従って符号化制御回路部４０は、ステップＳＰ１−ＳＰ２−ＳＰ３−ＳＰ４（又はＳＰ５）−ＳＰ６−ＳＰ７−ＳＰ８−ＳＰ９−ＳＰ１０−ＳＰ１１−ＳＰ１の繰返ループを形成している場合、実際のフィールド数が予測フィールド数Ｐｒｆの範囲内であると判断しており、未使用符号量のうち現ピクチャに対する目標符号量を決定する。
【０１２１】
これに対して符号化制御回路部４０は、実際のフィールド数（３８フィールド）が予測フィールド数Ｐｒｆ（３７フィールド）よりも上回っている場合には、かかる繰返ループのステップＳＰ６で肯定結果が得られ、上述のステップＳＰ１２で本来使用すべき１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量に加算し、その結果得られる未使用符号量のうち現ピクチャに対する目標符号量を決定する。
【０１２２】
また、符号化制御回路部４０は、実際のフィールド数（３７フィールド）が予測フィールド数Ｐｒｆ（３８フィールド）よりも下回っている場合には、かかる繰返ループのステップＳＰ７で肯定結果が得られ、上述のステップＳＰ１３で本来使用すべきではない１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量から減算し、その結果得られる未使用符号量のうち現ピクチャに対する目標符号量を決定する。
【０１２３】
ところで、ビデオデータＤ１ａが２−３プルダウン素材から１ＧＯＰ当り３０フィールドでなる一般素材に急に変わった場合、符号化制御回路部４０は、前ＧＯＰのフィールド数を現ＧＯＰの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測しているので、一般素材に変わった最初のＧＯＰについては上述のステップＳＰ１３で１フィールド分に相当する符号量を補正しなければならないものの、当該最初のＧＯＰ以降のＧＯＰについては予測フィールド数Ｐｒｆと実際のフィールド数とを常時一致することになるため、かかる繰返ループにより補正することなく現ピクチャに対する目標符号量を決定し得るようになされている。
【０１２４】
このように符号化制御回路部４０は、ピクチャ毎にオーバーフロー及びアンダーフローを確実に防止し得るように決定した目標符号量とほぼ同様の発生符号量が得られるような量子化値データＤ３０をそれぞれ生成して順次量子化回路１８へ送出することができ、かくして、圧縮符号化率をピクチャ単位に適応的に制御することができる。
【０１２５】
（１−４）動作及び効果
以上の構成において、符号化制御回路部４０は、外部から供給されるビデオデータＤ１ａの１ＧＯＰ単位毎にピクチャ情報データＤ２５に基づいてフィールド数を計数し、当該計数したフィールド数を現ＧＯＰの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測した後、当該予測フィールド数Ｐｒｆに基づいて算出した総使用可能符号量Ｒ０から目標符号量を現ＧＯＰにおける全ピクチャに分配する。
【０１２６】
その際、符号化制御回路部４０は、現ＧＯＰにおける実際のフィールド数と、予測フィールド数Ｐｒｆとをピクチャ毎に比較し、当該比較結果が一致しない場合には、その時点で残っている未使用符号量に対して、本来すべき１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量に加算、若しくは本来使用すべきではない１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量から減算し、その結果得られる未使用符号量のうち現ピクチャに対する目標符号量を決定するようにした。
【０１２７】
従って符号化制御回路部４０は、外部から供給されるビデオデータＤ１ａが２−３プルダウン素材であった場合でも、従来のように予め１ＧＯＰ単位のフィールド数を計数し終わるまで待つ必要がなく圧縮符号化率をピクチャ単位で適応的に制御することができ、かくしてリアルタイム性を損なうことなく符号化処理を実行することができる。
【０１２８】
さらに、符号化制御回路部４０は、ビデオデータＤ１ａが２−３プルダウン素材から一般素材に急に変わる場合には、上述のステップＳＰ１３で補正し、その後一般素材が続く場合にはＧＯＰ毎に上述の繰返ループを順次実行し、再度一般素材から２−３プルダウン素材に戻る際には上述の図６及び図７における符号化処理手順を実行することにより、オーバーフロー及びアンダーフローを発生させることなく、適切な目標符号量を常時割り当てることができ、かくして、供給される素材の種類に係わらず符号化処理を実行することができる。
【０１２９】
以上の構成によれば、ピクチャ毎に現ＧＯＰにおける実際のフィールド数と予測フィールド数Ｐｒｆとを比較し、その比較結果が一致しない場合には、その都度未使用符号量を補正しながら配分するようにしたことにより、従来のように予め１ＧＯＰ単位のフィールド数を計数し終わるまで待つ必要がなく、そのとき供給される素材に応じて適切な目標符号量を割り当てることができ、かくして、供給される素材の種類に係わらずリアルタイム性を損なうことなく符号化処理を実行することができる。
【０１３０】
（２）第二の実施の形態
（２−１）ディジタル衛星放送システムの構成
第２の実施の形態におけるディジタル衛星放送システムの構成については、図１に示したディジタル衛星放送システムの構成と同一であることにより、ここでは省略する。
【０１３１】
（２−２）本発明を適用した符号化装置の構成
次に、各符号化装置５Ａ〜５Ｎ（図１）の回路構成について説明するが、当該符号化装置５Ａ〜５Ｎもそれぞれ同一の構成であることにより、ここでも符号化装置５Ａのみの回路構成について図２との対応部分に同一符号を付して示す図８を用いて説明する。
【０１３２】
すなわち、符号化装置５Ａは、外部から供給されるビデオデータＤ１ａを符号化処理部２５においてマクロブロック単位で動き補償処理及び離散コサイン変換処理を施した後にＤＣＴ係数データＤ１７として量子化回路１８へ入力する一方、符号化制御部３０において１ピクチャ単位で絵柄の予測難度Ｄ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)を計算し、また画像タイプ及びリピートファーストフィールドの有無を検出し、さらに復号化側のバッファメモリ（図示せず）へ入力された際に想定される発生符号量の占有率を計算することにより難度データＤ２４、ピクチャ情報データＤ２５及び占有率データＤ２６を符号化制御回路部５０の目標符号量算出回路４６に入力する。
【０１３３】
この場合目標符号量算出回路４６には、現ピクチャ分の全ＤＣＴ係数データＤ１７のうち先頭のＤＣＴ係数データＤ１７が量子化回路１８に入力される毎に、そのときの現ピクチャに対応する難度データＤ２４、ピクチャ情報データＤ２５及び占有率データＤ２６が各回路（難易度計算回路３３、検出器３４、占有率計算回路３５）からそれぞれ入力されるようになされている。
【０１３４】
目標符号量算出回路４６は、ピクチャ情報データＤ２５により示されるリピートファーストフィールドの有無に基づいて１ＧＯＰ（１５ピクチャ）におけるフィールド数を計数し、当該計数したフィールド数を現ＧＯＰにおける予測フィールド数Ｐｒｆとして推測した後、上述の（４）式によって現ＧＯＰにおける総使用可能符号量Ｒ０を求める。
【０１３５】
そして目標符号量算出回路４６は、総使用可能符号量Ｒ０を予測フィールド数Ｐｒｆで除算した符号量に対して、難度データＤ２４により示される絵柄の予測難度Ｄ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)と、占有率データＤ２６により想定される発生符号量の占有率とに応じた重み付けを行う（割当符号量を多く又は少なくする）ことにより、現ピクチャに対する目標符号量を決定する。
【０１３６】
続いて目標符号量算出回路４６は、総使用可能符号量Ｒ０から目標符号量を減算することにより未使用符号量を算出し、当該未使用符号量から次ピクチャに対する目標符号量を決定し、その目標符号量を未使用符号量から減算する。
【０１３７】
同様にして目標符号量算出回路４６は、現ＧＯＰにおける全ピクチャに対する目標符号量を順次決定することにより、総使用可能符号量Ｒ０を分配するようになされている。
【０１３８】
その際、目標符号量算出回路４６は、現ＧＯＰに対して推測した予測フィールド数Ｐｒｆが実際のフィールド数と異なっているか否かを検出器３４から与えられるピクチャ情報データＤ２５に基づいてピクチャ毎に監視している。
【０１３９】
ここで、予測フィールド数Ｐｒｆが実際のフィールド数と一致している場合、目標符号量算出回路４６は、図３について上述したように一定の符号化ビットレートの中（図３におけるグラフの傾き）で１ＧＯＰ蓄積符号量と、１ＧＯＰ引抜符号量とをほぼ一致させていることにより、１ＧＯＰ時間ＴＧＯＰ毎に最大バッファサイズＶｍａｘの範囲内で符号量遷移をさせ、オーバーフロー及びアンダーフローを防止し得るようになされている。
【０１４０】
しかし、例えばビデオデータＤ１ａが図１３（Ｂ）において上述したような３７フィールド又は３８フィールドが交互に入れ代わる２−３プルダウン素材のみでなる場合、目標符号量算出回路４６は、前ＧＯＰのフィールド数を現ＧＯＰの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測することになるので、実際のフィールド数が３８フィールドである現ＧＯＰを３７フィールドの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測してしまうことになる。
【０１４１】
この場合目標符号量算出回路４６は、本来３８フィールド分の総使用可能符号量Ｒ０から現ＧＯＰにおける全ピクチャに対してそれぞれ目標符号量を分配できるにも係わらず、実際には３７フィールド分の総使用可能符号量Ｒ０から分配していることにより、現ＧＯＰにおける最後のピクチャ（１５番目のピクチャ）についてはリピートファーストフィールドを含む３フィールド分の符号量を必要とするのに対し、およそ２フィールド分の未使用符号量しか残していない。
【０１４２】
この状態において、目標符号量算出回路４６は、最後のピクチャ（３フィールド構造）に対して残りの２フィールド分の未使用符号量をそのまま割り当てた場合には、最後のピクチャに対して１フィールド分少ない目標符号量を決定しているので、当該目標符号量に基づいて発生する発生符号量についても１フィールド分少なくさせてしまう。
【０１４３】
従って目標符号量算出回路４６は、上述の図４に示したように一定の符号化ビットレートの中で１ＧＯＰ蓄積符号量に対して、１ＧＯＰ引抜符号量を１フィールド分（発生符号量Ｆ分）少なくさせているので、１ＧＯＰ時間ＴＧＯＰ毎に符号量遷移を徐々に上昇させ、やがてオーバーフローを発生させてしまう。
【０１４４】
そこで、目標符号量算出回路４６は、予測フィールド数Ｐｒｆ（３７フィールド）を実際のフィールド数（３８フィールド）よりも少なく予測していた場合には、本来使用すべき１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量に加算し、その結果得られる残りの未使用符号量を最後のピクチャに割り当てることにより、一定の符号化ビットレートの中で１ＧＯＰ蓄積符号量と、１ＧＯＰ引抜符号量とを常時ほぼ一致させる（図３）。
【０１４５】
これに対して、目標符号量算出回路４６は、前ＧＯＰのフィールド数を現ＧＯＰの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測することになるので、実際のフィールド数が３７フィールドである現ＧＯＰを３８フィールドの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測してしまうことになる。
【０１４６】
この場合目標符号量算出回路４６は、本来３７フィールド分の総使用可能符号量Ｒ０から現ＧＯＰにおける全ピクチャに対してそれぞれ目標符号量を分配しなければならないにも係わらず、実際には３８フィールド分の総使用可能符号量Ｒ０から分配していることにより、最後のピクチャ（１５番目のピクチャ）については２フィールド分の符号量を必要とするのに対し、およそ３フィールド分の未使用符号量を残している。
【０１４７】
この状態において、目標符号量算出回路４６は、最後のピクチャ（２フィールド構造）に対して残りの３フィールド分の未使用符号量をそのまま割り当てた場合には、最後のピクチャに対して１フィールド分多い目標符号量を決定しているので、当該目標符号量に基づいて発生する発生符号量についても１フィールド分多くさせてしまう。
【０１４８】
従って目標符号量算出回路４６は、上述の図５に示したように一定の符号化ビットレートの中で１ＧＯＰ蓄積符号量に対して、１ＧＯＰ引抜符号量を１フィールド（発生符合量Ｌ）分多くさせているので、１ＧＯＰ時間ＴＧＯＰ毎に符号量遷移を徐々に下降させ、やがてアンダーフローを発生させてしまう。
【０１４９】
ここで、目標符号量算出回路４６は、第１の実施の形態について上述したように、本来使用すべきではない１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量から減算し、その結果得られる残りの未使用符号量を最後のピクチャに割り当てた場合には、１ＧＯＰ蓄積符号量と１ＧＯＰ引抜符号量とを常時ほぼ一致させ得る（図３）。
【０１５０】
しかしながら目標符号量算出回路４６は、現ＧＯＰにおける全ピクチャ毎の絵柄の難しさに応じて重み付けの度合いを順次変化させていることにより、最後のピクチャに対して割り当てるべき未使用符号量を必ずしも十分に残しているとは限らない。従って目標符号量算出回路４６は、最後のピクチャにおける絵柄の画質を劣化させてしまう場合がある。
【０１５１】
そこで、目標符号量算出回路４６は、図９に示すように予測フィールド数Ｐｒｆ（３８フィールド）を実際のフィールド数（３７フィールド）よりも多く予測していた場合、あえて、本来使用すべきではない１フィールド分の符号量（以下、これを超過符号量ＬＬと呼ぶ）をも含めた発生符号量に相当する目標符合量を最後のピクチャに割り当てることにより、当該最後のピクチャの絵柄の画質が劣化することを回避し得るようになされている。
【０１５２】
そして目標符号量算出回路４６は、次ＧＯＰにおける全ピクチャの目標符号量を算出する際に、本来決定すべき目標符号量から一定の符号量を差し引いても何ら絵柄の画質に影響を及ぼすことのない例えば２枚のＰピクチャ及び又はＢピクチャに対する重み付けを変更して目標符号量を決定し、当該Ｐピクチャ及び又はＢピクチャの発生符合量を図９における符合量Ｌ１及びＬ２分だけ減少させることにより、現ＧＯＰの最後のピクチャにあえて割り当てた超過符号量ＬＬを相殺する。
【０１５３】
従って目標符号量算出回路４６は、１ＧＯＰ蓄積符合量を超過符号量ＬＬだけ多くさせているので符号量遷移を一時的に下降させるものの、続く１ＧＯＰ蓄積符合量を図９における符合量Ｌ１及びＬ２分少なくさせて本来の符号量遷移（破線）に戻すことにより、アンダーフローをも防止し得るようになされている。
【０１５４】
ここで目標符号量算出回路４６は、予測フィールド数Ｐｒｆ（３７フィールド）を実際のフィールド数（３８フィールド）よりも多く予測した際に目標符号量として決定し得る超過符号量ＬＬの上限として、当該超過符号量ＬＬの数倍分に相当する例えばＶｍａｘ／２と選定している。
【０１５５】
従って目標符号量算出回路４６は、図９に示したように現ＧＯＰの最後のピクチャにあえて割り当てた超過符号量ＬＬを次ＧＯＰにおける２枚のＰピクチャ及び又はＢピクチャ（符合量Ｌ１及びＬ２）に分けて相殺する場合に限らず、現ＧＯＰ以降の複数ＧＯＰにわたる複数のピクチャに分けて相殺し得るようになされている。
【０１５６】
このように目標符号量算出回路４６は、現ＧＯＰに対して決定した予測フィールド数Ｐｒｆ（３７フィールド）が実際のフィールド数（３８フィールド）よりも多いと判断する度に、その時点における現ピクチャに対して１フィールド分の超過符号量ＬＬをも含めた目標符号量を決定し、これを目標符号量データＤ２７として量子化インデックス生成回路３７へ送出する。
【０１５７】
この場合量子化インデックス生成回路３７は、可変長符号化回路２２から与えられる発生符号量データＤ２８に基づいて現ピクチャ分の全ＤＣＴ係数データ１７に対する量子化値を順次調整することにより、目標符号量データＤ２７に示される超過符号量ＬＬをも含めた目標符号量（１ピクチャ分）とほぼ同様の発生符号量が得られるような量子化値データＤ３０をそれぞれ生成し、これを順次量子化回路１８へ送出する。
【０１５８】
また、目標符号量算出回路４６は、あえて割り当てた超過符号量ＬＬを相殺する場合、現ＧＯＰ以降の複数ＧＯＰにわたる複数のピクチャにおけるＰピクチャ又はＢピクチャに対して、本来割り当てるべき通常の符号量よりも少ない重み付けを行うことにより通常よりも少ない目標符号量を決定し、これを目標符号量データＤ２７として量子化インデックス生成回路３７へ送出する。
【０１５９】
この場合量子化インデックス生成回路３７は、可変長符号化回路２２から与えられる発生符号量データＤ２８に基づいて現ピクチャ分の全ＤＣＴ係数データ１７に対する量子化値を順次調整することにより、目標符号量データＤ２７に示される通常よりも少ない目標符号量（１ピクチャ分）とほぼ同様の発生符号量が得られるような量子化値データＤ３０をそれぞれ生成し、これを順次量子化回路１８へ送出し得るようになされている。
【０１６０】
（２−３）符号化制御処理手順
かかる符号化制御回路部５０における符号化制御処理手順を図６及び図７との対応部分に同一符号を付した図１０及び図１１に示すフローチャートを用いてまとめると、当該符号化制御回路部５０は、ルーチンＲＴ２の開始ステップから続くステップＳＰ１へ移る。
【０１６１】
ステップＳＰ１において符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により現ピクチャがＧＯＰの先頭であるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことはピクチャ情報データＤ２５により示される画像タイプがＰピクチャ又はＢピクチャであり、ＧＯＰの先頭でないことを表しており、このとき符号化制御回路部５０はステップＳＰ３へ移る。
【０１６２】
これに対して肯定結果が得られると、このことはピクチャ情報データＤ２５により示される画像タイプがＩピクチャであり、ＧＯＰの先頭であることを表しており、このとき符号化制御回路部５０は続くステップＳＰ２へ移る。
【０１６３】
ステップＳＰ２において符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により前ＧＯＰについてインクリメントした繰返有ピクチャ数ＪＡ及び繰返無ピクチャ数ＪＢに基づいて上述の（５）式によって現ＧＯＰにおける推測繰返有ピクチャ数ＧＡ及び推測繰返無ピクチャ数ＧＢをそれぞれ求める。
【０１６４】
そして符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により例えばＮＴＳＣ方式の通常の通常の１ＧＯＰ単位のフィールド数に繰返有ピクチャ数ＪＡを加算することにより、現ＧＯＰにおける予測フィールド数Ｐｒｆとして推測する。
【０１６５】
さらに符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により予測フィールド数Ｐｒｆに基づいて上述の（４）式によって総使用可能符号量Ｒ０を算出した後、前ＧＯＰについてインクリメントした繰返有ピクチャ数ＪＡ及び繰返無ピクチャ数ＪＢを初期値に戻すことにより、現ＧＯＰにおける繰返有ピクチャ数ＪＡ及び繰返無ピクチャ数ＪＢのカウント準備をし、次のステップＳＰ３へ移る。
【０１６６】
ステップＳＰ３において符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により現ピクチャがリピートファーストフィールドを有しているか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことはピクチャ情報データＤ２５がリピートファーストフィールドを有していないことを表しており、このとき符号化制御回路部５０はステップＳＰ４に移って、目標符号量算出回路４６により繰返無ピクチャ数ＪＢを１つ分インクリメントし、続くステップＳＰ６へ移る。
【０１６７】
これに対して肯定結果が得られると、このことはピクチャ情報データＤ２５がリピートファーストフィールドを有していることを表しており、このとき符号化制御回路部５０はステップＳＰ５に移って、目標符号量算出回路４６により繰返有ピクチャ数ＪＡを１つ分インクリメントし、続くステップＳＰ６へ移る。
【０１６８】
ステップＳＰ６において符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により現ＧＯＰについてインクリメントした繰返有ピクチャ数ＪＡが上述のステップＳＰ２で求めた推測繰返有ピクチャ数ＧＡよりも上回っているか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは現ＧＯＰにおける実際のフィールド数が予測フィールド数Ｐｒｆよりも上回っていないことを表しており、このとき符号化制御回路部５０はステップＳＰ７へ移る。
【０１６９】
ステップＳＰ７において符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により現ＧＯＰについてインクリメントした繰返無ピクチャ数ＪＢが上述のステップＳＰ２で求めた推測繰返無ピクチャ数ＧＢよりも上回っているか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは現ＧＯＰにおける実際のフィールド数が予測フィールド数Ｐｒｆよりも下回っていないことを表しており、このとき符号化制御回路部５０はステップＳＰ２１（図１１）へ移る。
【０１７０】
ステップＳＰ２１において符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により前ＧＯＰにおける最後のピクチャ対して決定した目標符号量に超過符号量ＬＬが含まれているか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、符号化制御回路部５０は続くステップＳＰ２２へ移る。
【０１７１】
ステップＳＰ２２において符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により現ピクチャに対応する難度データＤ２４の予測難度Ｄ(Ｉ，Ｐ，Ｂ)及び占有率データＤ２６の占有率に応じて、当該現ピクチャに本来割り当てるべき通常の符号量の重み付けを行うことにより現ピクチャに対する目標符号量を決定し、続くステップＳＰ９へ移る。
【０１７２】
ステップＳＰ９において符号化制御回路部５０は、量子化インデックス生成回路３７により発生符号量データＤ２８に基づいて現ピクチャに対する量子化値を順次調整することにより、目標符号量データＤ２７に示される目標符号量（１ピクチャ）とほぼ同様の発生符号量が得られるような量子化値データＤ３０をそれぞれ生成し、これを順次量子化回路１８へ送出し、続くステップＳＰ１０へ移る。
【０１７３】
ステップＳＰ１０において符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により総使用可能符号量Ｒ０からステップＳＰ２２（又はステップＳＰ２３）で決定された目標符号量を減算することにより未使用符号量を算出し、続くステップＳＰ１１へ移る。
【０１７４】
ステップＳＰ１１において符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により現ピクチャに続く次ピクチャに対応する難度データＤ２４、ピクチャ情報データＤ２５及び占有率データＤ２６が入力されたか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、符号化制御回路部５０は、各種データ（難度データＤ２４、ピクチャ情報データＤ２５及び占有率データＤ２６）が入力されるまで待ち受ける。これに対して肯定結果が得られると、符号化制御回路部５０はステップＳＰ１（図１０）に戻る。
【０１７５】
一方、ステップＳＰ６（図１０）において、現ＧＯＰについてインクリメントした繰返有ピクチャ数ＪＡがステップＳＰ２求めた推測繰返有ピクチャ数ＧＡよりも上回っている肯定結果が得られると、このことは現ＧＯＰにおける実際のフィールド数（３８フィールド）が予測フィールド数Ｐｒｆ（３７フィールド）よりも上回っており、このまま現ピクチャに目標符号量を決定してしまうと符号量遷移を徐々に上昇させ、やがてオーバーフローを発生させてしまう（図４）ことを表しており、このとき符号化制御回路部５０は、ステップＳＰ１２へ移る。
【０１７６】
ステップＳＰ１２において符号化制御回路部５０は、目標符号量算出回路４６により本来使用すべき１フィールド分に相当する符合量を未使用符号量に加算すると共に、上述のステップＳＰ２で求めた推測繰返有ピクチャ数ＧＡを１つ分インクリメントし、続くステップＳＰ２１（図１１）へ移る。
【０１７７】
またステップＳＰ７（図１０）において、現ＧＯＰについてインクリメントした繰返無ピクチャ数ＪＢがステップＳＰ２求めた推測繰返無ピクチャ数ＧＢよりも上回っている肯定結果が得られると、このことは現ＧＯＰにおける実際のフィールド数（３７フィールド）が予測フィールド数Ｐｒｆ（３８フィールド）よりも下回っていることを表しており、このとき符号化制御回路部５０は、ステップＳＰ２３へ移る。
【０１７８】
ステップＳＰ２３において符号化制御回路部５０は、現ピクチャの絵柄の画質を一定以上確保するために、本来使用すべきではない超過符号量ＬＬをも含めて現ピクチャに対する目標符号量を決定し、ステップＳＰ２１へ移る。
【０１７９】
この場合ステップＳＰ２１において肯定結果が得られ、このとき符号化制御回路部５０はステップＳＰ２４へ移る。
【０１８０】
ステップＳＰ２４において符号化制御回路部５０は、現ピクチャがＰピクチャ又はＢピクチャである場合にのみ、現ピクチャに本来割り当てるべき通常の符号量よりも少ない重み付けを行うことにより目標符号量を決定し、続くステップＳＰ９へ移る。
【０１８１】
従って符号化制御回路部５０は、ステップＳＰ１−ＳＰ２−ＳＰ３−ＳＰ４（又はＳＰ５）−ＳＰ６−ＳＰ７−ＳＰ２１−ＳＰ２２−ＳＰ９−ＳＰ１０−ＳＰ１１の繰返ループを形成している場合、実際のフィールド数が予測フィールド数Ｐｒｆの範囲内であると判断しており、未使用符号量のうち現ピクチャに対する目標符号量を決定する。
【０１８２】
これに対して符号化制御回路部５０は、実際のフィールド数（３８フィールド）が予測フィールド数Ｐｒｆ（３７フィールド）よりも上回っている場合には、かかる繰返ループのステップＳＰ６で肯定結果が得られ、上述のステップＳＰ１２で本来使用すべき１フィールド分に相当する符号量を未使用符号量に加算し、その結果得られる未使用符号量のうち現ピクチャに対する目標符号量を決定する。
【０１８３】
また、符号化制御回路部５０は、実際のフィールド数（３７フィールド）が予測フィールド数Ｐｒｆ（３８フィールド）よりも下回っている場合には、かかる繰返ループのステップＳＰ７で肯定結果が得られ、上述のステップＳＰ２３で本来使用すべきはない１フィールド分に相当する超過符号量ＬＬをも含めて現ピクチャに対する目標符号量を決定し、当該決定した以降、上述のステップＳＰ２４でＰピクチャ又はＢピクチャに対する重み付けを通常よりも少なくすることにより当該超過符号量ＬＬを相殺する。
【０１８４】
ところで、ビデオデータＤ１ａが２−３プルダウン素材から１ＧＯＰ当り３０フィールドでなる一般素材に急に変わった場合、符号化制御回路部５０は、前ＧＯＰのフィールド数を現ＧＯＰの予測フィールド数Ｐｒｆとして推測しているので、一般素材に変わった最初のＧＯＰについては上述のステップＳＰ２３で本来使用すべきはない１フィールド分に相当する超過符号量ＬＬをも含めて現ピクチャに対する目標符号量を決定するものの、最初のＧＯＰ以降のＧＯＰについては予測フィールド数Ｐｒｆと実際のフィールド数とを常時一致することになるため、ステップＳＰ２４で当該超過符号量ＬＬを相殺した後には上述の繰返ループにより補正することなく現ピクチャに対する目標符号量を決定し得るようになされている。
【０１８５】
このように符号化制御回路部５０は、ピクチャ毎にオーバーフロー及びアンダーフローを防止すると共に、絵柄が劣化することをも回避して決定した目標符号量とほぼ同様の発生符号量が得られるような量子化値データＤ３０をそれぞれ生成して順次量子化回路１８へ送出することができ、かくして、圧縮符号化率をピクチャ単位に適応的に制御することができる。
【０１８６】
（２−４）動作及び効果
以上の構成において、符号化制御回路部５０は、現ＧＯＰに対して決定した予測フィールド数Ｐｒｆが実際のフィールド数よりも多いと判断した場合には、そのまま超過符号量ＬＬをも含めて現ピクチャに対する目標符号量を決定し、それ以降のＰピクチャ又はＢピクチャに対して、本来割り当てるべき通常の符号量よりも少ない重み付けを行うことにより超過符号量分ＬＬを相殺するようにした。
【０１８７】
従って符号化制御回路部５０は、第１の実施の形態において上述したように本来使用すべきではない１フィールド分に相当する符号量分（発生符号量Ｌ分）を未使用符号量から減算してしまったために最後のピクチャの画質を劣化させてしまう恐れがあるのに比べて、当該最後のピクチャの画質が劣化することを確実に回避して全ピクチャにおいて一定の画質を維持することができ、かくして、ビデオデータＤ１ａ全体として画質むらを防止できる。
【０１８８】
以上の構成によれば、現ＧＯＰに対して決定した予測フィールド数Ｐｒｆが実際のフィールド数よりも多いと判断した場合には、あえて超過符号量ＬＬをも含めて現ピクチャに対する目標符号量を決定し、それ以降のＰピクチャ及び又はＢピクチャに対して、本来割り当てるべき通常の符号量よりも少ない重み付けを行って超過符号量ＬＬを相殺するようにしたことにより、上述の第一の実施の形態の効果に加えて、リアルタイム性を保持しながら、１ＧＯＰにおける絵柄の画質を一定に維持して画質むらを防止することができる。
【０１８９】
（３）他の実施の形態
上述の第一及び第二の実施の形態においては、計数手段としての目標符号量算出回路３６又は４６により１ＧＯＰ単位数毎のフィールド数を計数する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば数ピクチャ単位数毎や数ＧＯＰ単位数毎等、この他種々の単位数毎のフィールド数を計数するようにしても良い。
【０１９０】
この場合目標符号量算出回路３６又は４６は、特に１ＧＯＰよりも少ないピクチャ単位毎にフィールド数を計数するようにすれば、予測フィールド数Ｐｒｆの予測結果が実際のフィールド数と異なっているか否かを一段と早く判断することができる。
【０１９１】
また上述の第一及び第二の実施の形態においては、比較手段としての目標符号量算出回路３６又は４６により前ＧＯＰにおけるフィールド数を現ＧＯＰにおける予測フィールド数Ｐｒｆと推測する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１３（Ｂ）について上述したような１ＧＯＰ当り３７フィールド又は３８フィールドが交互に入れ代わるフィールド構造でなる２−３プルダウン素材の規則性を利用して予測フィールド数Ｐｒｆを推測するようにしても良い。
【０１９２】
すなわち目標符号量算出回路３６又は４６は、前ＧＯＰにおけるフィールド数が３７フィールドであったときには現ＧＯＰにおける予測フィールド数Ｐｒｆを３８フィールドとして推測し、これに対して前ＧＯＰにおけるフィールド数が３８フィールドであったときには現ＧＯＰにおける予測フィールド数Ｐｒｆを３７フィールドとして推測する。
【０１９３】
この場合目標符号量算出回路３６又は４６は、２−３プルダウン素材のみで構成されたビデオデータＤ１Ａ〜Ｄ１Ｎであれば、予測フィールド数Ｐｒｆと実際のフィールド数との比較結果を常に一致させることができ、予測精度を向上させることができる。
【０１９４】
さらに上述の第一及び第二の実施の形態においては、目標符号量算出回路３６及び量子化インデックス決定回路３７、あるいは、目標符号量算出回路４６及び量子化インデックス決定回路３７によって符号化制御手段を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、２つの機能を併せもつ１つの符号化制御手段によって構成するようにしても良い。
【０１９５】
さらに上述の第一及び第二の実施の形態においては、リピートファーストフィールドの有無を計数して予測フィールド数Ｐｒｆを推測する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フィールド数を直接計数して予測フィールド数Ｐｒｆを推測するようにしても良い。
【０１９６】
さらに上述の第二の実施の形態においては、現ＧＯＰの最後のピクチャにあえて割り当てた超過符号量ＬＬを当該最後のピクチャ以降の複数枚のＰピクチャ及び又はＢピクチャに分けて相殺する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及び又はＢピクチャに対して本来割り当てるべき通常の符号量よりも少ない重み付けを行うことにより、将来、ピクチャの絵柄の画質を一定以上に確保するために必要となる超過符号量ＬＬの相殺分を予め確保しておくようにしても良い。
【０１９７】
この場合、符号化制御回路部５０は、上述の第一の実施の形態の効果に加えて、リアルタイム性を保持しながら、１ＧＯＰにおける絵柄の画質を一定に維持して画質むらを防止することができる。
【０１９８】
さらに上述の第一及び第二の実施の形態においては、符号化制御装置としての符号化制御回路３０がそれぞれ対応する図２及び図８について上述したハードウェア構成によって符号化制御処理を実行する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該ハードウェア構成に代えて、図６及び図７と図１０及び図１１とについて上述した符号化制御処理手順を実行する符号化制御プログラムによって符号化制御処理を実行するようにしても良い。
【０１９９】
この場合各符号化装置５Ａ〜５Ｎは、内部ＲＯＭ（図示せず）等に符号化制御プログラムを格納し、当該符号化制御プログラムを内部ＲＡＭ（図示せず）に展開することにより符号化制御処理手順を実行するようにしても良く、当該符号化制御プログラムが格納されたプログラム格納媒体をインストールすることにより符号化制御処理手順を実行するようにしても良い。
【０２００】
このように上述した一連の符号化制御処理を実行するための符号化制御プログラムを各符号化装置５Ａ〜５Ｎにインストールして実行可能な状態にするためのプログラム格納媒体としては、例えばフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory ）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のパッケージメディアのみならず、符号化制御プログラムが一時的もしくは永続的に格納される半導体メモリや磁気ディスク等で実現しても良い。またこれらプログラム格納媒体に符号化制御プログラムを格納する手段として、ローカルエリアネットワークやインターネット、ディジタル衛星放送等の有線及び無線通信媒体を利用してもよく、ルータやモデム等の各種通信インターフェースを介して格納するようにしても良い。
【０２０１】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、入力した所定ピクチャ単位毎の映像データのフィールド数を計数し、当該計数した映像データの総フィールド数に基づいて次の映像データに対する予測フィールド数を予測し、当該次の映像データのフィールド数を計数した計数結果と予測フィールド数とを比較し、当該比較結果が予測フィールド数と一致しない場合、予測フィールド数に応じて割り当てられた総使用可能符号量のうち未符号化ピクチャに割り当てるべき残りの未使用符号量をピクチャ毎に補正して量子化制御するようにしたことにより、従来のように予め１ＧＯＰ単位のフィールド数を検出し終わるまで待つ必要はなく、そのとき供給される素材に応じて適切な量子化制御を行うことができ、かくして、供給される素材の種類に係わらずリアルタイム性を損なうことなく符号化処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル衛星放送システムの構成を示す略線図である。
【図２】第一の実施の形態による本発明を適用した符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ＶＢＶバッファにおける符号量の推移（１）を示す略線図である。
【図４】ＶＢＶバッファにおける符号量の推移（２）を示す略線図である。
【図５】ＶＢＶバッファにおける符号量の推移（３）を示す略線図である。
【図６】第一の実施の形態による符号化制御処理手順（１）を示すフローチャートである。
【図７】第一の実施の形態による符号化制御処理手順（２）を示すフローチャートである。
【図８】第二の実施の形態による本発明を適用した符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図９】ＶＢＶバッファにおける符号量の推移（４）を示す略線図である。
【図１０】第二の実施の形態による符号化制御処理手順（１）を示すフローチャートである。
【図１１】第二の実施の形態による符号化制御処理手順（２）を示すフローチャートである。
【図１２】従来による２−３プルダウン処理の説明に供する略線図である。
【図１３】従来による符号化制御方法の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１……ディジタル衛星放送システム、５Ａ〜５Ｎ……符号化装置、１８……量子化回路、２２……可変長符号化回路、３０……符号化制御部、３１……イントラＡＣ計算回路、３２……ＭＥ残差計算回路、３３……難易度計算回路、３４……検出器、３５……ＶＢＶ占有量計算回路、３６、４６……目標符号量計算回路、３７……量子化インデックス決定回路、４０、５０……符号化制御回路部。
【図１】
0004543299.tif 000007
【図２】
0004543299.tif 000008
【図３】
0004543299.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0004543299.tif 000015
【図１０】
0004543299.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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