(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画面からなる動画像の該各画面を複数のブロックに分割するブロック変換手段と、
上記ブロック変換手段により分割された上記各画面の複数のブロックを、それぞれ係数に変換する画像変換手段と、
上記画像変換手段により変換された上記各画面の複数のブロックの係数を、量子化幅を用いて量子化する量子化手段と、
上記量子化手段により量子化された上記各画面の複数のブロックの係数から、上記各画面の符号列を生成する符号列生成手段と、
上記符号列生成手段により生成された上記各画面の符号列から、上記各画面内の発生符号量を計数する符号量計数手段と、
上記量子化手段で用いた量子化幅の平均値を求める平均値演算手段と、
上記符号量計数手段により計数された発生符号量と上記平均値演算手段により演算された量子化幅の平均値とを乗じた値を上記各画面の画面複雑度として演算する複雑度演算手段と、
上記複雑度演算手段により演算された各画面の画面複雑度から、符号化対象画面の直前の、複数画面で構成される画面群に対する第１の平均画面複雑度を求めると共に、上記直前の画面群より以前の、複数画面で構成される画面群に対する第２の平均画面複雑度を求め、
該第２の平均画面複雑度に対する該第１の平均画面複雑度の割合を求め、その割合から符号化対象画面の目標発生符号量を決定する目標符号量決定手段と、を具備することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
請求項１記載の動画像符号化装置において、
上記動画像符号化装置は、所定の目標平均符号化レートと上記符号量計数手段により計数された発生符号量とから割り当て可能符号残量を求め、その割り当て可能符号残量を保持する仮想バッファ手段をさらに具備したものであり、
上記目標符号量決定手段は、上記第２の平均画面複雑度に対する上記第１の平均画面複雑度の割合と上記仮想バッファに保持された単位時間あたりの割り当て可能符号残量との比率から符号化対象画面の目標発生符号量を決定するものであることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項３】
複数の画面からなる動画像の該各画面を複数のブロックに分割するブロック変換手段と、
上記ブロック変換手段により分割された上記各画面の複数のブロックを、それぞれ係数に変換する画像変換手段と、
上記画像変換手段により変換された上記各画面の複数のブロックの係数を、量子化幅を用いて量子化する量子化手段と、
上記量子化手段により量子化された上記各画面の複数のブロックの係数から、上記各画面の符号列を生成する符号列生成手段と、
上記符号列生成手段により生成された上記各画面の符号列から、上記各画面内の発生符号量を計数する符号量計数手段と、
上記量子化手段で用いた量子化幅の平均値を求める平均値演算手段と、
上記符号量計数手段により計数された発生符号量と上記平均値演算手段により演算された量子化幅の平均値とを乗じた値を上記各画面の画面複雑度として演算する複雑度演算手段と、
上記複雑度演算手段により演算された各画面の画面複雑度から、符号化対象画面の直前の、複数画面で構成される画面群に対する第１の平均画面複雑度を求めると共に、上記直前の画面群より以前の、複数画面で構成される画面群に対する第２の平均画面複雑度を求め、
該第２の平均画面複雑度に対する該第１の平均画面複雑度の割合を求め、その割合から符号化対象画面の目標量子化幅を決定する目標量子化幅決定手段と、を具備することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項４】
請求項３記載の動画像符号化装置において、
上記動画像符号化装置は、所定の目標平均符号化レートと上記符号量計数手段により計数された発生符号量とから割り当て可能符号残量を求め、その割り当て可能符号残量を保持する仮想バッファ手段をさらに具備したものであり、
上記目標量子化幅決定手段は、上記第２の平均画面複雑度に対する上記第１の平均画面複雑度の割合と上記仮想バッファに保持された単位時間あたりの割り当て可能符号残量との比率から符号化対象画面の目標量子化幅を決定するものであることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の動画像符号化装置において、
上記目標符号量決定手段により決定された目標発生符号量を、現在の画面に対する目標発生符号量とすることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項６】
請求項３または４に記載の動画像符号化装置において、
上記目標量子化幅決定手段により決定された目標量子化幅を、現在の画面に対する目標量子化幅とすることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載の動画像符号化装置において、
上記目標符号量決定手段により決定された目標発生符号量に対して、上限値と下限値を設定することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項８】
請求項３または４に記載の動画像符号化装置において、
上記目標量子化幅決定手段により決定された目標量子化幅に対して、上限値と下限値を設定することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項９】
請求項３または４に記載の動画像符号化装置において、
画面のピクチャタイプ（Ｉピクチャ，Ｐピクチャ，Ｂピクチャ）のそれぞれにつき、上記目標量子化幅決定手段により決定された目標量子化幅に対して所定の係数を乗じ、その値を上記目標量子化幅とすることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の動画像符号化装置において、
上記第２の平均画面複雑度を得るための過去の画面数は、画面のピクチャタイプ（Ｉピクチャ，Ｐピクチャ，Ｂピクチャ）の各々に対して、一定値であることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項１１】
請求項３または４に記載の動画像符号化装置において、
上記第２の平均画面複雑度を得るための過去の画面数は、画面のピクチャタイプ（Ｉピクチャ，Ｐピクチャ，Ｂピクチャ）の各々に対して、一定値であることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の動画像符号化装置において、
上記目標発生符号量決定手段により決定された目標発生符号量Ｔと、上記第２の平均画面複雑度により上記第１の平均画面複雑度を除した値Ｋは、Ｋ１＜Ｋ２であるときにｆ（Ｋ１）≦ｆ（Ｋ２）となる関数ｆ（Ｋ）に対して、Ｔ＝ｆ（Ｋ）を満たすものであることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項１３】
請求項２に記載の動画像符号化装置において、
上記目標符号量決定手段により決定された目標発生符号量Ｔと、上記第２の平均画面複雑度により上記第１の平均画面複雑度を除した値Ｋは、単位時間当たりの割り当て可能符号残量Ｒと、Ｋ１＜Ｋ２であるときにｇ（Ｋ１，Ｒ）≦ｇ（Ｋ２，Ｒ），かつＲ１＜Ｒ２であるときにｇ（Ｋ，Ｒ１）≦ｇ（Ｋ，Ｒ２）となる関数ｇ（Ｋ，Ｒ）に対して、Ｔ＝ｇ（Ｋ，Ｒ）を満たすものであることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項１４】
請求項３に記載の動画像符号化装置において、
上記目標量子化幅決定手段により決定された目標量子化幅Ｑは、上記第２の平均画面複雑度により上記第１の平均画面複雑度を除した値Ｋと、Ｋ１＜Ｋ２であるときにｆ（Ｋ１）≧ｆ（Ｋ２）となる関数ｆとに対して、Ｑ＝ｆ（Ｋ）を満たすものであることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項１５】
請求項４に記載の動画像符号化装置において、
上記目標量子化幅決定手段により決定された目標量子化幅Ｑと、上記第２の平均画面複雑度により上記第１の平均画面複雑度を除した値Ｋは、単位時間当たりの上記割り当て可能符号残量Ｒと、Ｋ１＜Ｋ２であるときにｇ（Ｋ１，Ｒ）≧ｇ（Ｋ２，Ｒ），かつＲ１＜Ｒ２であるときにｇ（Ｋ，Ｒ１）≧ｇ（Ｋ，Ｒ２）となる関数ｇに対して、Ｑ＝ｇ（Ｋ，Ｒ）を満たすものであることを特徴とする動画像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動画像符号化装置に関し、特にリアルタイムに可変レート符号化を行うことのできる動画像符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動画像の高能率符号化方法としてＭＰＥＧ２方式が広く用いられている。ＭＰＥＧ２方式では、画面を１６×１６画素のマクロブロックに分割し、そのマクロブロックをさらに８×８画素のブロックに分割する。そして各ブロック毎に離散コサイン変換を施して、離散コサイン変換係数を求める。得られた離散コサイン変換係数を、量子化幅と各周波数成分に対応した８×８の量子化行列とで除算することにより、離散コサイン変換係数を量子化する。量子化された離散コサイン変換係数は、可変長符号化を施されて符号列となる。量子化における量子化幅は、マクロブロック単位で変更することができ、これにより発生符号量を制御することができる。ＭＰＥＧ２  ＴＥＳＴ  ＭＯＤＥＬ３における発生符号量を制御する方法には、ＧＯＰ単位で発生符号量を一定にする固定レート方法が提案されている。
【０００３】
この従来の固定レート符号化装置では、動きの小さい動画像（情報量が少ない）に割り当てる符号量と、動きの大きい動画像や複雑な動画像（情報量が多い）に割り当てる符号量は同じである。そのため、設定レートが低い場合には、情報量の多い画像に視覚的な画質劣化が生じてしまっていた。この画質劣化は、設定レートを高くすることにより解決されるが、しかし、情報量の少ない画像に対しては割り当てた符号量に無駄が多くなり、例えば記録媒体に符号列を記録するような場合に記録時間が短くなってしまうというような問題点が生じた。
【０００４】
以上のような問題点を解決するために、特開平６−１４１２９８号公報では、単位時間毎に設定レートを制御して動画像の全符号量が所定値になるように発生符号量の制御を行うことにより、画質を向上させる可変ビットレート符号化装置が提案されている。この従来の可変ビットレート符号化装置では、同じ入力画像に対して２回の符号化を行う。まず、入力画像の１回目の符号化（仮符号化）を、固定の量子化幅を用いて行う。仮符号化により生成された符号列は、単位時間毎に発生符号量が計数されて仮転送レートとして記憶される。そして、入力画像の全符号量が所定値となるように、単位時間毎に計数された仮転送レートから目標転送レートを設定する。次に、入力画像の２回目の符号化（実符号化）を、各単位時間毎の目標転送レートに合うように発生符号量を制御しながら行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の可変ビットレート符号化装置では、符号列を得るために２回の符号化動作を行わなければならず、このため、少なくとも動画像の全時間長の２倍の時間が必要となり、また、動画像のすべてを一度仮符号化しなければ実符号化を行えないために、リアルタイム性を要求されるような場合にはこの可変ビットレート符号化装置を使用できないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような状況を鑑みてなされたものであり、動画像をリアルタイムに可変ビットレート符号化することのできる動画像符号化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１にかかる動画像符号化装置は、複数の画面からなる動画像の該各画面を複数のブロックに分割するブロック変換手段と、上記ブロック変換手段により分割された上記各画面の複数のブロックを、それぞれ係数に変換する画像変換手段と、上記画像変換手段により変換された上記各画面の複数のブロックの係数を、量子化幅を用いて量子化する量子化手段と、上記量子化手段により量子化された上記各画面の複数のブロックの係数から、上記各画面の符号列を生成する符号列生成手段と、上記符号列生成手段により生成された上記各画面の符号列から、上記各画面内の発生符号量を計数する符号量計数手段と、上記量子化手段で用いた量子化幅の平均値を求める平均値演算手段と、上記符号量計数手段により計数された発生符号量と上記平均値演算手段により演算された量子化幅の平均値とを乗じた値を上記各画面の画面複雑度として演算する複雑度演算手段と、上記複雑度演算手段により演算された各画面の画面複雑度から、符号化対象画面の直前の、複数画面で構成される画面群に対する第１の平均画面複雑度を求めると共に、上記直前の画面群より以前の、複数画面で構成される画面群に対する第２の平均画面複雑度を求め、該第２の平均画面複雑度に対する該第１の平均画面複雑度の割合を求め、その割合から符号化対象画面の目標発生符号量を決定する目標符号量決定手段と、を具備することを特徴とする動画像符号化装置である。
【０００９】
また、本発明の請求項２にかかる動画像符号化装置は、請求項１記載の動画像符号化装置において、上記動画像符号化装置は、所定の目標平均符号化レートと上記符号量計数手段により計数された発生符号量とから割り当て可能符号残量を求め、その割り当て可能符号残量を保持する仮想バッファ手段をさらに具備したものであり、上記目標符号量決定手段は、上記第２の平均画面複雑度に対する上記第１の平均画面複雑度の割合と上記仮想バッファに保持された単位時間あたりの割り当て可能符号残量との比率から符号化対象画面の目標発生符号量を決定するものであることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１０】
また、本発明の請求項３にかかる動画像符号化装置は、複数の画面からなる動画像の該各画面を複数のブロックに分割するブロック変換手段と、上記ブロック変換手段により分割された上記各画面の複数のブロックを、それぞれ係数に変換する画像変換手段と、上記画像変換手段により変換された上記各画面の複数のブロックの係数を、量子化幅を用いて量子化する量子化手段と、上記量子化手段により量子化された上記各画面の複数のブロックの係数から、上記各画面の符号列を生成する符号列生成手段と、上記符号列生成手段により生成された上記各画面の符号列から、上記各画面内の発生符号量を計数する符号量計数手段と、上記量子化手段で用いた量子化幅の平均値を求める平均値演算手段と、上記符号量計数手段により計数された発生符号量と上記平均値演算手段により演算された量子化幅の平均値とを乗じた値を上記各画面の画面複雑度として演算する複雑度演算手段と、上記複雑度演算手段により演算された各画面の画面複雑度から、符号化対象画面の直前の、複数画面で構成される画面群に対する第１の平均画面複雑度を求めると共に、上記直前の画面群より以前の、複数画面で構成される画面群に対する第２の平均画面複雑度を求め、該第２の平均画面複雑度に対する該第１の平均画面複雑度の割合を求め、その割合から符号化対象画面の目標量子化幅を決定する目標量子化幅決定手段と、を具備することを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１２】
また、本発明の請求項４にかかる動画像符号化装置は、請求項３記載の動画像符号化装置において、上記動画像符号化装置は、所定の目標平均符号化レートと上記符号量計数手段により計数された発生符号量とから割り当て可能符号残量を求め、その割り当て可能符号残量を保持する仮想バッファ手段をさらに具備したものであり、上記目標量子化幅決定手段は、上記第２の平均画面複雑度に対する上記第１の平均画面複雑度の割合と上記仮想バッファに保持された単位時間あたりの割り当て可能符号残量との比率から符号化対象画面の目標量子化幅を決定するものであることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１３】
また、本発明の請求項５にかかる動画像符号化装置は、請求項１または２に記載の動画像符号化装置において、上記目標符号量決定手段により決定された目標発生符号量を、現在の画面に対する目標発生符号量とすることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１４】
また、本発明の請求項６にかかる動画像符号化装置は、請求項３または４に記載の動画像符号化装置において、上記目標量子化幅決定手段により決定された目標量子化幅を、現在の画面に対する目標量子化幅とすることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１５】
また、本発明の請求項７にかかる動画像符号化装置は、請求項１または２に記載の動画像符号化装置において、上記目標符号量決定手段により決定された目標発生符号量に対して、上限値と下限値を設定することを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１６】
また、本発明の請求項８にかかる動画像符号化装置は、請求項３または４に記載の動画像符号化装置において、上記目標量子化幅決定手段により決定された目標量子化幅に対して、上限値と下限値を設定することを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１７】
また、本発明の請求項９にかかる動画像符号化装置は、請求項３または４に記載の動画像符号化装置において、画面のピクチャタイプ（Ｉピクチャ，Ｐピクチャ，Ｂピクチャ）のそれぞれにつき、上記目標量子化幅決定手段により決定された目標量子化幅に対して所定の係数を乗じ、その値を上記目標量子化幅とすることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１８】
また、本発明の請求項１０にかかる動画像符号化装置は、請求項１または２に記載の動画像符号化装置において、上記第２の平均画面複雑度を得るための過去の画面数は、画面のピクチャタイプ（Ｉピクチャ，Ｐピクチャ，Ｂピクチャ）の各々に対して、一定値であることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１９】
また、本発明の請求項１１にかかる動画像符号化装置は、請求項３または４に記載の動画像符号化装置において、上記第２の平均画面複雑度を得るための過去の画面数は、画面のピクチャタイプ（Ｉピクチャ，Ｐピクチャ，Ｂピクチャ）の各々に対して、一定値であることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００２０】
また、本発明の請求項１２にかかる動画像符号化装置は、請求項１に記載の動画像符号化装置において、上記目標発生符号量決定手段により決定された目標発生符号量Ｔと、上記第２の平均画面複雑度により上記第１の平均画面複雑度を除した値Ｋは、Ｋ１＜Ｋ２であるときにｆ（Ｋ１）≦ｆ（Ｋ２）となる関数ｆ（Ｋ）に対して、Ｔ＝ｆ（Ｋ）を満たすものであることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００２２】
また、本発明の請求項１３にかかる動画像符号化装置は、請求項２に記載の動画像符号化装置において、上記目標符号量決定手段により決定された目標発生符号量Ｔと、上記第２の平均画面複雑度により上記第１の平均画面複雑度を除した値Ｋは、単位時間当たりの割り当て可能符号残量Ｒと、Ｋ１＜Ｋ２であるときにｇ（Ｋ１，Ｒ）≦ｇ（Ｋ２，Ｒ），かつＲ１＜Ｒ２であるときにｇ（Ｋ，Ｒ１）≦ｇ（Ｋ，Ｒ２）となる関数ｇ（Ｋ，Ｒ）に対して、Ｔ＝ｇ（Ｋ，Ｒ）を満たすものであることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００２３】
また、本発明の請求項１４にかかる動画像符号化装置は、請求項３に記載の動画像符号化装置において、上記目標量子化幅決定手段により決定された目標量子化幅Ｑは、上記第２の平均画面複雑度により上記第１の平均画面複雑度を除した値Ｋと、Ｋ１＜Ｋ２であるときにｆ（Ｋ１）≧ｆ（Ｋ２）となる関数ｆとに対して、Ｑ＝ｆ（Ｋ）を満たすものであることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００２５】
また、本発明の請求項１５にかかる動画像符号化装置は、請求項４に記載の動画像符号化装置において、上記目標量子化幅決定手段により決定された目標量子化幅Ｑと、上記第２の平均画面複雑度により上記第１の平均画面複雑度を除した値Ｋは、単位時間当たりの上記割り当て可能符号残量Ｒと、Ｋ１＜Ｋ２であるときにｇ（Ｋ１，Ｒ）≧ｇ（Ｋ２，Ｒ），かつＲ１＜Ｒ２であるときにｇ（Ｋ，Ｒ１）≧ｇ（Ｋ，Ｒ２）となる関数ｇに対して、Ｑ＝ｇ（Ｋ，Ｒ）を満たすものであることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、符号化方法としてＭＰＥＧ２方式を用いた場合の本発明による動画像符号化装置について説明する。
実施の形態１．
まず、実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態１による動画像符号化装置のブロック図である。図中１００は本実施の形態１による動画像符号化装置であり、このように動画像符号化装置１００は、ブロック変換手段であるブロック変換器１０１と，差分器１０２と，スイッチ１０３，１１１と，画像変換手段である直交変換器１０４と，量子化手段である量子化器１０５と，符号量計数手段，平均値演算手段，複雑度演算手段，目標符号量決定手段，及び仮想バッファ手段を統合した符号量制御器１０６と，符号生成手段である可変長符号化器１０７と、バッファ１０８と，逆量子化器１０９と，逆直交変換器１１０と，動き補償予測器１１２と，フレームメモリ１１３と，加算器１１４とからなっている。本実施の形態１では、このような動画像符号化装置１００に入力される動画像を、図２(a) に示すようなフレーム２０１〜２２７…から構成されているものとし、フレーム２０１〜２２７はフレーム２０１を先頭として時間順に並んでいる。また、各フレーム２０１〜２２７に付記されたＩ，Ｐ，Ｂの記号は、各フレームがそれぞれＩピクチャ（フレーム内符号化画像）、Ｐピクチャ（フレーム間順方向予測符号化画像）、Ｂピクチャ（双方向予測符号化画像）であることを示している。
【００２７】
まず、入力フレームがＩピクチャである場合の、動画像符号化装置１００の基本動作について図面を参照しながら説明する。
動画像符号化装置１００に入力された動画像を構成する入力フレームは、図２(b) に示すように、ブロック変換器１０１により１６×１６画素からなるマクロブロックに分割される。入力フレームがＩピクチャである場合は、スイッチ１０３はｂに接続され、従ってマクロブロックは直交変換器１０４に入力される。直交変換器１０４は、図２(c) に示すように、１個のマクロブロックを８×８画素からなるブロックに分割し、各ブロック毎に直交変換を施して、各ブロックを直交変換係数に変換する。なお図２(c) は、画像フォーマットが４：２：０である場合についての１個のマクロブロックに含まれるブロックを示している。
【００２８】
次に、直交変換係数は、量子化器１０５により量子化を施される。この量子化は、直行変換係数を、符号量制御器１０６により与えられる量子化幅と各周波数成分に対応した８×８の量子化行列とで除算することにより行われる。量子化された直行変換係数は、可変長符号化器１０７により符号列に変換されてバッファ１０８に入力される。バッファ１０８に入力された符号列は、所定のレートでバースト的あるいは連続的にバッファ１０８から読み出され、蓄積メディア等に蓄積されるデータとなる。
【００２９】
一方、量子化器１０５により量子化された直交変換係数は、逆量子化器１０９にも入力されて逆量子化を施され、さらに逆直交変換器１１０により逆直交変換を施されて局所復号化画像となる。入力画像がＩピクチャである場合、スイッチ１１１は接続されず、局所復号化画像はそのままフレームメモリ１１３に格納されることとなる。
【００３０】
次に、入力フレームがＰおよびＢピクチャである場合の、動画像符号化装置１００の基本動作について説明する。
動画像符号化装置に入力された動画像を構成する入力フレームは、Ｉピクチャの場合と同様に、まずブロック変換器１０１により１６×１６画素からなるマクロブロックに分割される。入力フレームがＰおよびＢピクチャである場合は、スイッチ１０３はａに接続され、従ってマクロブロックは動き補償予測器１１２に入力され、フレームメモリ１１３に格納された局所復号化画像を用いて動き予測が行われる。例えば、入力フレームがフレーム２０７（Ｐピクチャ）である場合には、フレームメモリ１１３に格納されたフレーム２０４（Ｐピクチャ）の局所復号化画像を参照フレームとして用いて動き予測を行う。また、入力フレームがフレーム２０６（Ｂピクチャ）である場合には、フレーム２０４（Ｐピクチャ）とフレーム２０７（Ｐピクチャ）の局所復号化画像を参照フレームとして用いて動き予測を行う。動き予測により得られた入力フレームの動きベクトルは、可変長符号化器１０７により可変長符号化される。また、入力フレームのマクロブロックと動き予測により得られた参照画像のマクロブロックとは、差分器１０２により差分が取られ、その差分値は差分マクロブロックとなる。
【００３１】
差分マクロブロックは、Ｉピクチャの場合と同様に、直交変換器１０４，量子化器１０５，可変長符号化器１０７により符号列に変換され、バッファ１０８に入力される。また、入力フレームがＰピクチャの場合、量子化された差分マクロブロックの直交変換係数は、逆量子化器１０９にも入力されて逆量子化を施され、さらに逆直交変換器１１０により逆直交変換を施された後、動き予測で得られた参照画像との加算が加算器１１４により行われて、局所復号化画像となりフレームメモリ１１３に格納される。入力フレームがＢピクチャの場合には、局所復号化画像は生成する必要はない。
【００３２】
以上のような動作において、符号量制御器１０６は、バッファ１０８に入力された符号量を計数し、計数した各フレームの符号量と量子化幅とを用いてフレームの複雑度を求め、その複雑度から新しい量子化幅を決定し、それを量子化器１０５に送る。このような符号量制御器１０６の構造および動作について以下に説明を行う。
【００３３】
まず、入力フレームがフレーム２０１（Ｉピクチャ）である場合の符号量制御器１０６の詳細な動作を、図３のフローチャートを参照しながら以下に説明する。
図３は、符号量制御器の動作を示すフローチャートである。まず、入力フレームの符号化開始前に符号量制御器１０６は、ステップ３０１において変数Ｘｉ，Ｘｐ，Ｘｂ，ＡｖｇＸｉ，ＡｖｇＸｐ，ＡｖｇＸｂの初期値を設定する。Ｘｉ，Ｘｐ，Ｘｂは、現在符号化しようとしている入力フレームの直前のＩ，Ｐ，Ｂピクチャのフレーム複雑度を示す。ＡｖｇＸｉは、現在符号化しようとしている入力フレームの直前のＩピクチャよりも以前のＩピクチャに対する平均フレーム複雑度である。ＡｖｇＸｐ，ＡｖｇＸｂは、現在符号化しようとしている入力フレームの直前のＰ，Ｂピクチャよりも以前のＰ，Ｂピクチャに対する平均フレーム複雑度である。例えば入力フレームがフレーム２２２（Ｐピクチャ）である場合、この入力フレームを符号化する際のＸｐはフレーム２１９（Ｐピクチャ）のフレーム複雑度となり、ＡｖｇＸｐはフレーム２１６より以前（フレーム２１６を含む）のＰピクチャの平均フレーム複雑度となる。符号量制御器１０６はこのような変数Ｘｉ，Ｘｐ，Ｘｂ，ＡｖｇＸｉ，ＡｖｇＸｐ，ＡｖｇＸｂの初期値の設定と同時に、（数１），（数２）による初期化の動作も行う。
【００３４】
【数１】
0003872849.tif 000002
【００３５】
【数２】
0003872849.tif 000003
【００３６】
（数１）におけるＢｉｔＲａｔｅは目標平均符号レートを示し、ＦｒａｍｅＲａｔｅは１秒あたりのフレーム数を示す。また、Ｎは１ＧＯＰを構成するフレーム数を示し、例えば図２(a) ではＮ＝１２となる。よってＧは、１ＧＯＰ当たりの平均割り当て符号量を示すことになる。（数２）におけるＬは１以上の整数であり、Ｒは仮想的なバッファの残量を示す。
【００３７】
次にステップ３０２において、入力フレームがＧＯＰの先頭（符号化の開始時点）であるかどうかを判定する。例えばフレーム２０１ならば、ＧＯＰの先頭であるのでステップ３０３に進む。ステップ３０３では、仮想バッファ残量Ｒの更新を（数３）により行う。
【００３８】
【数３】
0003872849.tif 000004
【００３９】
（数３）における右辺のＲは更新前の仮想バッファ残量を示すものであり、左辺のＲは更新後の仮想バッファ残量を示す。
【００４０】
ステップ３０４で、１ＧＯＰ単位のフレーム目標発生符号量Ｔｇの設定を（数４），（数５），（数６）により行う。
【００４１】
【数４】
0003872849.tif 000005
【００４２】
【数５】
0003872849.tif 000006
【００４３】
【数６】
0003872849.tif 000007
【００４４】
Ｎｐ，Ｎｂはそれぞれ１ＧＯＰに含まれるＰ，Ｂピクチャのフレーム数を示し、例えば図２（ａ）では３，８となる。従って、Ｘｇは１ＧＯＰ単位のフレーム複雑度、ＡｖｇＸｇは１ＧＯＰ単位の平均フレーム複雑度を示すこととなる。
【００４５】
ステップ３０５で、フレーム２０１に対するフレーム目標発生符号量Ｔの設定を、Ｘｉを用いて（数７）により行う。
【００４６】
【数７】
0003872849.tif 000008
【００４７】
ステップ３０６で、フレーム２０１の符号化を行う。このとき、フレーム２０１の符号量が、ステップ３０５で設定したフレーム２０１に対するフレーム目標発生符号量Ｔとなるように、ＭＰＥＧ  ＴＥＳＴ  ＭＯＤＥＬ３の方法を用いてフレーム２０１の符号化を行う。なお、この符号化は、ＭＰＥＧ  ＴＥＳＴ  ＭＯＤＥＬ３以外の方法を用いて行ってもかまわない。
【００４８】
フレーム２０１の符号化が終了すると、ステップ３０７において符号化後処理を行う。ここでの符号化後処理とは、仮想バッファ残量Ｒの更新，平均フレーム複雑度ＡｖｇＸｉ，フレーム複雑度Ｘｉの更新のことである。仮想バッファ残量Ｒの更新は（数８）により行う。
【００４９】
【数８】
0003872849.tif 000009
【００５０】
（数８）におけるＳはフレーム２０１の発生符号量を示す。また、（数８）の右辺のＲは更新前の仮想バッファ残量を示すものであり、左辺のＲは更新後の仮想バッファ残量を示す。
平均フレーム複雑度ＡｖｇＸｉの更新は（数９），（数１０），（数１１）により行う。
【００５１】
【数９】
0003872849.tif 000010
【００５２】
【数１０】
0003872849.tif 000011
【００５３】
【数１１】
0003872849.tif 000012
【００５４】
（数９）におけるＳｕｍＸｉはフレーム複雑度Ｘｉの累積値を示し、フレーム２０１の符号化開始時点では０である。また、（数１０）におけるＦｉは符号化が終了したＩピクチャ数を示す。
フレーム複雑度Ｘｉの更新は（数１２）により行う。
【００５５】
【数１２】
0003872849.tif 000013
【００５６】
（数１２）におけるＱは、Ｉピクチャフレーム内の全マクロブロックに対する量子化幅の平均値を示す。
【００５７】
以上までが、フレーム２０１（Ｉピクチャ）を符号化する際の符号量制御器１０６の動作の説明である。
【００５８】
次に、フレーム２０１の次フレームであるフレーム２０４（Ｐピクチャ）を符号化する際の、符号量制御器１０６の動作の詳細について、図３のフローチャートを参照しながら以下に説明する。
まず、上述のフレーム２０１（Ｉピクチャ）のときと同様にして、符号量制御器１０６はステップ３０１，３０２を行う。フレーム２０４はＧＯＰの先頭フレームではないので、ステップ３０３を飛ばしてステップ３０４を行う。ステップ３０４において、１ＧＯＰ単位のフレーム目標発生符号量Ｔｇの設定を行った後、ステップ３０５で、フレーム２０４に対するフレーム目標発生符号量Ｔの設定を、Ｘｐを用いて（数１３）により行う。上述のフレーム２０１（Ｉピクチャ）のときは、Ｘｉを用いて（数７）によりフレーム目標発生符号量Ｔの設定を行う。
【００５９】
【数１３】
0003872849.tif 000014
【００６０】
ステップ３０６で、フレーム２０４の符号化を行う。このとき、フレーム２０４の符号量が、ステップ３０５で設定したフレーム２０４に対するフレーム目標発生符号量Ｔとなるように、ＭＰＥＧ  ＴＥＳＴ  ＭＯＤＥＬ３の方法を用いてフレーム２０４の符号化を行う。なお、この符号化は、ＭＰＥＧ  ＴＥＳＴ  ＭＯＤＥＬ３以外の方法を用いて行ってもかまわない。
【００６１】
フレーム２０１の符号化が終了すると、ステップ３０７において符号化後処理を行う。ここでの符号化後処理とは、仮想バッファ残量Ｒの更新，平均フレーム複雑度ＡｖｇＸｐ，フレーム複雑度Ｘｐの更新のことである。
【００６２】
仮想バッファ残量Ｒの更新は（数８）により行う。
【００６３】
【数８】
0003872849.tif 000015
【００６４】
平均フレーム複雑度ＡｖｇＸｐの更新は（数１４）〜（数１６）により行う。上述のフレーム２０１（Ｉピクチャ）のときは、（数９）〜（数１１）により平均フレーム複雑度ＡｖｇＸｉを更新した。
【００６５】
【数１４】
0003872849.tif 000016
【００６６】
【数１５】
0003872849.tif 000017
【００６７】
【数１６】
0003872849.tif 000018
【００６８】
（数１４）におけるＳｕｍＸｐはフレーム複雑度Ｘｐの累積値を示し、フレーム２０４の符号化開始時点では０である。また、（数１５）におけるＦｐは符号化終了済みのＰピクチャ数である。
フレーム複雑度Ｘｐの更新は（数１７）により行う。上述のフレーム２０１（Ｉピクチャ）のときは、（数１２）によりフレーム複雑度Ｘｉを更新した。
【００６９】
【数１７】
0003872849.tif 000019
【００７０】
（数１７）におけるＱは、Ｐピクチャフレーム内の全マクロブロックに対する平均量子化幅である。
【００７１】
以上までが、フレーム２０４（Ｐピクチャ）を符号化する際の符号量制御器１０６の動作の説明である。
【００７２】
次に、フレーム２０４の次フレームであるフレーム２０２（Ｂピクチャ）を符号化する際の、符号量制御器１０６の動作の詳細について、図３のフローチャートを参照しながら以下に説明する。
まず、上述のフレーム２０１（Ｉピクチャ），フレーム２０４（Ｐピクチャ）のときと同様にして、符号量制御器１０６はステップ３０１，３０２を行う。フレーム２０２はＧＯＰの先頭フレームではないので、ステップ３０３を飛ばしてステップ３０４を行う。ステップ３０４において、１ＧＯＰ単位のフレーム目標発生符号量Ｔｇの設定を行った後、ステップ３０５でフレーム２０２に対するフレーム目標発生符号量Ｔの設定を行う。フレーム２０２に対するフレーム目標発生符号量Ｔの設定は、Ｘｂを用いて（数１８）により行う。先述のフレーム２０１（Ｉピクチャ）のときはＸｉを用いて（数７）により、フレーム２０４（Ｐピクチャ）のときはＸｐを用いて（数１３）により、フレーム目標発生符号量Ｔの設定を行った。
【００７３】
【数１８】
0003872849.tif 000020
【００７４】
ステップ３０６で、フレーム２０２の符号化を行う。このとき、フレーム２０２の符号量が、ステップ３０５で設定したフレーム２０２に対するフレーム目標発生符号量Ｔとなるように、ＭＰＥＧ  ＴＥＳＴ  ＭＯＤＥＬ３の方法を用いてフレーム２０２の符号化を行う。なお、この符号化は、ＭＰＥＧ  ＴＥＳＴ  ＭＯＤＥＬ３以外の方法を用いて行ってもかまわない。
【００７５】
フレーム２０２の符号化が終了すると、ステップ３０７で符号化後処理を行う。ここでの符号化後処理とは、仮想バッファ残量Ｒの更新，平均フレーム複雑度ＡｖｇＸｂ，フレーム複雑度Ｘｂの更新のことである。
仮想バッファ残量Ｒの更新は（数８）により行う。
【００７６】
【数８】
0003872849.tif 000021
【００７７】
平均フレーム複雑度ＡｖｇＸｂの更新は（数１９）〜（数２１）により行う。先述のフレーム２０１（Ｉピクチャ）のときは（数９）〜（数１１）により、フレーム２０４（Ｐピクチャ）のときは（数１４）〜（数１６）により、平均フレーム複雑度ＡｖｇＸｉ，ＡｖｇＸｐを更新した。
【００７８】
【数１９】
0003872849.tif 000022
【００７９】
【数２０】
0003872849.tif 000023
【００８０】
【数２１】
0003872849.tif 000024
【００８１】
（数１９）におけるＳｕｍＸｐはフレーム複雑度Ｘｂの累積値を示し、フレーム２０２の符号化開始時点では０である。（数２０）におけるＦｂは符号化が終了したＢピクチャ数である。
フレーム複雑度Ｘｂの更新は（数１７）により行う。なお、先述のフレーム２０１（Ｉピクチャ）のときは（数１２）により、フレーム２０４（Ｐピクチャ）のときは（数１７）により、フレーム複雑度Ｘｉ，Ｘｂを更新した。
【００８２】
【数２２】
0003872849.tif 000025
【００８３】
（数２２）におけるＱは、Ｂピクチャフレーム内の全マクロブロックに対する平均量子化幅である。
【００８４】
以上までが、フレーム２０２（Ｂピクチャ）を符号化する際の符号量制御器１０６の動作の説明である。
図４(a) ，(b) は、符号量制御器１０６が、上記のような可変ビットレート符号化方法を用いて動作した場合の、発生符号量の時間的変化の例を示す図である。図４(a) の実線はフレーム複雑度Ｘｇを、破線は１平均フレーム複雑度ＡｖｇＸｇを示す。図４(b) の実線は１ＧＯＰ単位の発生符号量を、破線は１ＧＯＰ単位の目標発生符号量を示す。このように、１ＧＯＰ単位のフレーム複雑度と１ＧＯＰ単位の発生符号量の時間的変化は同じような曲線を描いており、すなわちこのグラフは、フレーム複雑度に応じた適切な目標発生符号量をもって動画像の符号化を行っていることを示している。
【００８５】
以上のように本実施の形態１による動画像符号化装置では、過去の平均フレーム複雑度に対する現在符号化しようとしているフレーム複雑度の比率を求め、その比率により現在のフレームの目標発生符号量を求めているので、フレーム複雑度に応じた適切な目標発生符号量でもって現在のフレームの符号化を行うことが可能となり、かつ、１ＧＯＰ単位の目標発生符号量を満足させることも可能となる。従って、本実施の形態１による動画像符号化装置は、予め設定されていた１ＧＯＰ単位の目標発生符号量が低い場合であっても、従来のような固定レート符号化方法に比べると画質が向上する効果が得られる。
【００８６】
実施の形態２．
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態２による動画像符号化装置について説明する。
実施の形態２における符号量制御器１０６は、符号量計数手段，平均値演算手段，複雑度演算手段，仮想バッファ手段，及び目標量子化幅決定手段を統合した手段である。先述の実施の形態１における符号量制御器１０６は、目標量子化幅決定手段を備えておらず、その代わりに目標符号量決定手段を備えていた。図５は、本実施の形態２による符号量制御器１０６の動作のフローチャートである。図５と実施の形態１による図３とを比較すると、フレーム目標発生符号量の計算のステップ（ステップ３０５）と符号化のステップ（ステップ５０２）の間において、フレーム目標量子化幅の計算をステップ５０１により行っている点が異なっている。このように、本実施の形態２による符号量制御器１０６のステップ３０１〜ステップ３０５とステップ３０７の動作は、実施の形態１の場合と同様であるので説明は省略し、ステップ３０５とステップ５０２の動作についての説明を以下に行う。
【００８７】
ステップ３０５で、フレーム目標発生符号量Ｔを（数７）により設定した後、ステップ５０１において、そのフレーム目標発生符号量Ｔを用いて（数２３）によりフレーム目標量子化幅Ｑｉを設定する。ただし、（数２３）は現在符号化しようとしているフレーム（以下、フレームＭとする）がＩピクチャである場合に用いるものであって、フレームＭがＰ，Ｂピクチャであるときは（数２４），（数２５）によりフレーム目標量子化幅Ｑｐ，Ｑｂの設定を行う。
【００８８】
【数２３】
0003872849.tif 000026
【００８９】
【数２４】
0003872849.tif 000027
【００９０】
【数２５】
0003872849.tif 000028
【００９１】
（数２３），（数２４），（数２５）により求めたフレーム目標量子化幅Ｑｉ，Ｑｐ，Ｑｂの値をそのまま、フレームＭ内のすべてのマクロブロックに対する量子化幅として用いて、フレームＭの量子化を行う。
【００９２】
以降、ステップ５０２におけるフレームＭの符号化と、ステップ３０７における符号化後処理の動作は、実施の形態１と同様である。
【００９３】
なお、フレームＭを量子化する際、フレームＭ内のすべてのマクロブロックに対する量子化幅の値は、フレーム目標量子化幅Ｑｉ，Ｑｐ，Ｑｂの値をそのまま用いていたが、フレームＭ内の各マクロブロックに対する量子化幅の平均値が、フレーム目標量子化幅Ｑｉ，Ｑｐ，Ｑｂに近い値になるのであれば、各マクロブロックに対する量子化幅の値を変更してもかまわない。例えば、図８に示すように、動画像符号化装置１００にアクティビティ計算器８０１を設け、アクティビティ計算器８０１により計算された各マクロブロックのアクティビティに応じて、各マクロブロックに対する量子化幅を変更してもかまわない。
【００９４】
また、フレームＭを量子化する際、フレームＭ内のすべてのマクロブロックに対する量子化幅の値は、フレーム目標量子化幅Ｑｉ，Ｑｐ，Ｑｂの値をそのまま用いていたが、フレーム目標量子化幅Ｑｉ，Ｑｐ，Ｑｂの値は、フレームＭのピクチャタイプに応じて重みをかけてもよい。例えば、フレームＭがＩ，Ｐピクチャであれば、フレーム目標量子化幅Ｑｉ，Ｑｐをそのまま用いてフレームＭの量子化を行い、Ｂピクチャであれば、（数２５）で得たフレーム目標量子化幅Ｑｂを１．４倍した値をフレーム目標量子化幅Ｑｂとして用いてフレームＭの量子化を行ってもよい。
【００９５】
以上のように本実施の形態２による動画像符号化装置では、過去の平均フレーム複雑度に対する現在符号化しようとしているフレームの複雑度の比率を求め、その比率により現在のフレームの目標量子化幅を求め、その目標量子化幅を用いて現在のフレームの量子化を行っているので、フレーム複雑度に応じた適切な目標発生符号量でもって現在のフレームの符号化を行うことが可能となり、かつ、１ＧＯＰ単位の目標発生符号量を満足させることも可能となる。従って、本実施の形態２による動画像符号化装置は、予め設定されていた１ＧＯＰ単位の目標発生符号量が低い場合であっても、従来のような固定レート符号化方法に比べると画質が向上する効果が得られる。
【００９６】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３による動画像符号化装置について、図面を参照しながら説明する。
図６は、本実施の形態３による動画像符号化装置のブロック図である。このように本実施の形態３による動画像符号化装置は、動画像符号化装置６０３，６０４を組み合わせたものであり、動画像符号化装置６０３は、実施の形態１による動画像符号化装置１００から符号量制御器１０６とバッファ１０８を取り除き、可変長符号化器１０７ａの後段に複雑度演算器６０２を付加したものであり、動画像符号化装置６０４は、動画像符号化装置１００と同じ装置である。すなわち、本実施の形態３による動画像符号化装置は、実施の形態１による動画像符号化装置の変形例である。
【００９７】
動画像符号化装置６０３は、フレーム複雑度を求めるために、現在符号化しようとしているフレーム（例えば、フレームＭとする）の仮の符号化を行う装置であり、この動画像符号化装置６０３による符号化の方法は実施の形態１の場合とほぼ同様である。異なるのは、符号量制御を行わず、また量子化器１０５ａにおいて用いる量子化幅が一定である点である。複雑度演算器６０２は、可変長符号化器１０７ａの出力である符号列を計数し、フレーム毎の符号量を求める。そして、そのフレーム符号量と量子化幅との積をとることにより、フレームＭのフレーム複雑度を求める。求めたフレーム複雑度は、動画像符号化装置６０４の符号量制御器１０６ｂに出力する。
【００９８】
動画像符号化装置６０４は、フレームＭの実際の符号化を行って符号列を生成する装置である。フレームメモリ６０１により、動画像符号化装置６０４へのフレームＭの入力は、動画像符号化装置６０３への入力よりも少なくとも１フレーム遅れて入力されることになる。符号量制御器１０６ｂは動画像符号化装置６０３から出力されたフレームＭのフレーム複雑度を基に、フレームＭに対する目標発生符号量を求め、この目標発生符号量を量子化器１０５ｂに出力する。そして動画像符号化装置６０４はフレームＭの符号化を行う。この動画像符号化装置６０４による符号化の方法は実施の形態１の場合とほぼ同様であるが、フレーム複雑度に用いる値が異なっている。すなわち、実施の形態１では、フレーム複雑度Ｘｉ，Ｘｐ，Ｘｂは、フレームＭの直前に存在する同一ピクチャタイプのフレームの複雑度であったが、本実施の形態３では現在のフレームＭのフレーム複雑度であり、このフレーム複雑度は複雑度演算器６０２で求めたものである。従って、例えばフレーム２２２を符号化する際には、Ｘｐはフレーム２２２のフレーム複雑度となり、ＡｖｇＸｐはフレーム２１９以前（フレーム２１９を含む）のＰピクチャのフレーム複雑度の平均値となる。また、ステップ３０７において、（数１２）によるフレーム複雑度の演算を行う必要はない。
【００９９】
なお、動画像符号化装置６０４には、実施の形態２による動画像符号化装置１００を用いても構わない。この場合、符号量制御器１０６ｂは動画像符号化装置６０３から出力されたフレーム複雑度を基に、フレームＭに対する目標発生符号量を求め、この目標発生符号量から目標量子化幅を求めて量子化器１０５ｂに出力する。量子化器１０５ｂは、符号量制御器１０６ｂから出力された目標量子化幅を用いてフレームＭの量子化を行う。その後、動画像符号化装置６０４はフレームＭの符号化を行う。
【０１００】
以上のように本実施の形態３による動画像符号化装置では、過去の平均フレーム複雑度に対する現在符号化しようとしているフレーム複雑度の比率を求め、その比率により現在のフレームの目標発生符号量を求めているので、フレーム複雑度に応じた適切な目標発生符号量でもって現在のフレームの符号化を行うことが可能となり、かつ、１ＧＯＰ単位の目標発生符号量を満足させることも可能となる。従って、本実施の形態３による動画像符号化装置は、予め設定されていた１ＧＯＰ単位の目標発生符号量が低い場合であっても、従来のような固定レート符号化方法に比べると画質が向上する効果が得られる。
【０１０１】
なお、本実施の形態１〜３における符号化方法は、ＭＰＥＧ２方式を基にして説明したが、これは量子化幅により発生符号量を制御する方法（Ｈ．２６１方式，Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ方式等）であれば、どのような符号化方法であってもよい。
【０１０２】
また、本実施の形態１〜３における動画像の単位は、フレームとして説明したが、フィールドであってもよい。
【０１０３】
また、本実施の形態１〜３における（数６）の式は、ＧＯＰ換算の複雑度ＸｇとＧＯＰ換算の平均複雑度ＡｖｇＸｇの比をそのまま割り当て符号量Ｔｇに反映させたものであるが、割り当て符号量ＴｇがＸｇ／ＡｖｇＸｇに対して単純増加関数になるのであれば、どのような反映方法であってもよい。例えば、（数６）の代わりに（数２６）のような式が考えられる。
【０１０４】
【数２６】
0003872849.tif 000029
【０１０５】
また、本実施の形態１〜３において、平均フレーム複雑度ＡｖｇＸｉ，ＡｖｇＸｐ，ＡｖｇＸｂは、シーケンスの先頭からの平均値としたが、これは現在符号化しようとしているフレームの直前の数ＧＯＰ分のフレームの平均値としてもよい。例えば、現在符号化しようとしているフレームがＩピクチャであって、その直前のＧ個のフレームのフレーム複雑度の平均値を平均フレーム複雑度として用いるとすると、ステップ３０７での（数９）〜（数１１）の計算（数２７）のようになる。
【０１０６】
【数２７】
0003872849.tif 000030
【０１０７】
（数２７）における右辺のＡｖｇＸｉは更新前の値、左辺のＡｖｇＸｉは更新後の値である。
【０１０８】
また、本実施の形態１〜３において、各ピクチャタイプの先頭フレームの符号化は、ステップ３０１で設定したＸｉ，Ｘｐ，Ｘｂ，ＡｖｇＸｉ，ＡｖｇＸｐ，ＡｖｇＸｂの初期値によりフレーム目標発生符号量またはフレーム目標量子化幅を求め、これらフレーム目標発生符号量またはフレーム目標量子化幅を用いて符号化したが、固定の量子化幅を用いて符号化してもよい。
【０１０９】
また、本実施の形態１〜３において、フレーム目標発生符号量Ｔの値をそのまま用いて入力フレームの符号化を行っていたが、フレーム目標発生符号量Ｔに対して最大値，最小値の制限を設けてもよい。この場合、図３，図４に示したフローチャートは、それぞれ図７(a) ，(b) に示すようなものとなる。この図７の最大値，最小値の制限を設定するというステップ７０１の処理は、（数２８）により行うものとする。
【０１１０】
【数２８】
0003872849.tif 000031
【０１１１】
（数２８）におけるＴｍａｘ，Ｔｍｉｎは、それぞれフレーム目標発生符号量Ｔに対する最大値，最小値である。この制限は１ＧＯＰ単位のフレーム目標発生符号量Ｔｇに対して行ってもよい。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように本発明による動画像符号化装置では、動画像を符号化する際、画面内の発生符号量と画面内の量子化幅の平均値とを乗じた値を画面複雑度とし、過去の画面複雑度の平均値に対する現在の画面複雑度の割合を基に、画面の目標発生符号量または目標量子化幅を決定するようにしたので、画面の複雑度に応じた目標発生符号量または目標量子化幅を各画面に割り当てることが可能となり、かつ、１ＧＯＰ単位の目標発生符号量を満足することも可能となる。従って、本発明による動画像符号化装置は、予め設定されていた目標発生符号量が低い場合であっても、従来のような固定レート符号化方法に比べると画質が飛躍的に向上する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の動画像符号化装置に入力される動画像を構成するフレーム，マクロブロック，ブロックを説明するための図である。
【図３】本実施の形態１による符号量制御器の動作を示すフローチャート図である。
【図４】本実施の形態１における量子化幅と発生符号量の時間的推移の例を示す図である。
【図５】本実施の形態２による符号量制御器の動作を示すフローチャート図である。
【図６】本実施の形態３による動画像符号化装置のブロック図である。
【図７】本実施の形態２による符号量制御器の動作の例を示すフローチャート図である。
【図８】本実施の形態２による符号量制御器の構成の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００，６０３，６０４  動画像符号化装置、１０１  ブロック変換器、１０２  差分器、１０３，１１１  スイッチ、１０４  直交変換器、１０５  量子化器、１０６  符号量制御器、１０７  可変長符号化器、１０８  バッファ、１０９  逆量子化器、１１０  逆直交変換器、１１２  動き補償予測器、１１３，６０１  フレームメモリ、１１４  加算器、２０１〜２２７  フレーム、６０２  複雑度演算器、８０１  アクティビティ計算器。
【図１】
0003872849.tif 000032
【図２】
0003872849.tif 000033
【図３】
0003872849.tif 000034
【図４】
0003872849.tif 000035
【図５】
0003872849.tif 000036
【図６】
0003872849.tif 000037
【図７】
0003872849.tif 000038
【図８】
0003872849.tif 000039