(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現在のピクチャをマクロブロックに分割し、動きベクトルをマクロブロックに関連付けるため動き推定し、設定レートの関数として現在のマクロブロックに対して量子化ステップを計算することにより上記マクロブロックに関するデータを量子化するビデオピクチャのデータ圧縮方法において、
上記計算された量子化ステップは、時間調整係数によって、上記現在のマクロブロックに対し計算された量子化ステップを乗算することによって変更され、
前記時間調整係数は、上記現在のマクロブロックを中心とするウィンドウの各マクロブロックの少なくとも１つの動きベクトルの振幅の関数となる上記ウィンドウにおけるローカルな動きの平均値に比例し、かつ上記現在のピクチャのマクロブロックの少なくとも１つの動きベクトルの振幅の関数である上記現在のピクチャにおける上記動きの平均値に反比例する、方法。
【請求項２】
上記量子化ステップは、ピクチャ全体に亘って平均化された符号化コストにより除算された、上記現在のマクロブロックを中心とするウィンドウに亘り平均化されたマクロブロックの符号化コストと一致する空間調整係数によって、上記マクロブロックに対し計算された量子化ステップを乗算することによりさらに変更される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記時間及び空間調整係数は、前記平均化について同一の数学的演算を利用する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
上記ウィンドウに亘る上記符号化コストの平均化及び上記動き振幅の平均化は、同一のフィルタを利用する、請求項２記載の方法。
【請求項５】
上記マクロブロックに関するデータは、マクロブロックのピクチャブロックの離散コサイン変換から得られた係数である、請求項１記載の方法。
【請求項６】
ピクチャのマクロブロックのインタ及びイントラ符号化のためのインタ・イントラ符号化回路を有するビデオピクチャのデータ圧縮装置であって、
上記回路は、
変換された係数を取得するための上記ピクチャのマクロブロックに対する離散コサイン変換回路と、
上記変換された係数を量子化する量子化装置と、
を有し、
当該装置はさらに、
上記インタ・イントラ符号化回路に接続され、当該装置の出力レートの関数として量子化ステップを計算する量子化ステップ計算回路と、
現在のマクロブロックを中心とするウィンドウの各マクロブロックの少なくとも１つの動きベクトルの振幅の関数である上記ウィンドウにおけるローカルな動きの平均値に比例し、かつ現在のピクチャのマクロブロックの少なくとも１つの動きベクトルの振幅の関数である上記現在のピクチャにおける上記動きの平均値に反比例して上記量子化ステップを調整するため、上記計算された量子化ステップを受け付ける結合手段と、
を有する、データ圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にデータ圧縮中に利用されるビデオ符号化のための量子化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ圧縮方法は、ピクチャのピクチャブロックへの分割、輝度及び色度係数のマクロブロックを得るための上記ブロックの離散コサイン変換、上記係数の量子化並びに可変長符号化に影響を与えることが知られている。
イントラ（フレーム内）タイプの符号化は、上記方法に従って、ピクチャの本質的な内容だけを使用する。
【０００３】
インタ（フレーム間）タイプの符号化は、前のピクチャの動き補償を行うため、例えば、前のピクチャと現在のピクチャとの間の動きを評価することにより予測ピクチャを与え、次に、現在のピクチャと予測ピクチャとの間の差に基づいて符号化が行われる。
コサイン変換は空間的な冗長性を除去し、動き補償は時間的な冗長性を除去する。
【０００４】
データレートを制御するため、量子化のステップ幅を符号化器のデータレートに従わせることが知られている。利用されるアルゴリズムは、一般的に、客観的な符号化コストを考慮に入れながら最適な画質に対し実施可能な最小レートを得ることを目的とする。
所定のレートに対し、画質を改良するためには、空間的及び時間的な冗長性を除去することが必要である。この種のアルゴリズムには、符号化のタイプに本質的な問題があり、ブロック効果と称される欠陥が出現する。量子化のステップ幅はブロックとブロックとの間で相違するので、圧縮解除されたピクチャにはピクチャブロックの境界が現れ、圧縮率が高くなるほどより多く境界が現れ、連続したマクロブロックの量子化ステップの間の相違が大きくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、制御アルゴリズムを最適化することにより、即ち、所定の伝送レートに対する画質を改良することにより上記の欠点を制限することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的のため、本発明は、現在のピクチャをマクロブロックに分割し、設定されたレートの関数として量子化ステップを計算することにより各マクロブロック内のデータを量子化するビデオピクチャのデータ圧縮の方法において、
上記計算された量子化ステップがマクロブロックの符号化コストの関数として補正されることを特徴とするビデオピクチャのデータ圧縮の方法に関係する。
【０００７】
本発明は、更に、現在のピクチャをマクロブロックに分割し、設定されたレートの関数として量子化ステップを計算することにより各マクロブロック内のデータを量子化するビデオピクチャのデータ圧縮の方法において、
上記計算された量子化ステップが、前方又は後方のピクチャの中で一致したピクチャに対する現在のピクチャのマクロブロックの評価又は計算された動きの関数として補正されることを特徴とするビデオピクチャのデータ圧縮の方法に関係する。
【０００８】
また、本発明は上記方法を実施する装置に関係する。
観察者の視覚は、視覚の積分現象のため、動きのある画像ゾーンへのブロック効果に対し低感度である。観察者の視覚は不均一なゾーンについてのブロック効果に対しても感度が低い。その理由は、ピクチャ内の均一性又は“規則性”が上記の欠陥を肥大化するからである。
【０００９】
本発明の原理は、上記の主観的なピクチャ認識規準を考慮することによりピクチャ量子化方法を適応させることである。量子化ステップは、均一及び／又は静止したゾーン、若しくは、動きの非常に少ないゾーンに対し縮小されるので、これらのゾーンはかなり良く符号化される。従って、上記タイプのゾーンの場合に、あるマクロブロックと別のマクロブロックとの間の量子化ステップの変化は小さい。一様ではない符号化ゾーン及び／又は動いている符号化ゾーンの場合に、量子化ステップは、ピクチャへの同一のレート割り当てを維持するため増大される。
【００１０】
処理されるマクロブロックを取り囲むピクチャゾーン内の量子化補正に基づいて行われるフィルタリングは、圧縮解除された画質に関して符号化の結果が主観的に一様に見えるように、変化を制限させることが可能である。かくして、圧縮解除された画質は、平均レートを増加させることなく改良される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴及び利点は、その例に限定されることなく例示された以下の本発明の好ましい実施例の説明及び添付図面を読むことにより明らかになる。
上記の如く、符号化されるべきピクチャは、マクロブロックにより構成されたピクチャブロックに分割される。
【００１２】
本発明によれば、入力されたビデオシーケンスの中のピクチャｎの第ｉ行第ｊ列のマクロブロックに対応した各マクロブロック（ｎ，ｉ，ｊ）は、以下の式：
【００１３】
【数１】
0004370005.tif 000002
【００１４】
に従って局所的に適応された量子化ステップを用いて符号化される。
Ｑ［ｎ］［ｉ］は、標準的なＭＰＥＧの用語でピクチャｎの“スライス”i と称されるスライスｉに対し計算された量子化ステップである。以下に説明するように、調整係数αw/p ［ｎ］［ｉ］［ｊ］は、符号化されたシーケンスの空間特性、特に、マクロブロックの符号化コストに基づいて計算され、係数β2w/p［ｎ］［ｉ］［ｊ］は、符号化されたシーケンスの時間特性、特に、マクロブロックに割り当てられた動きに基づいて計算される。
【００１５】
最初に、空間調整係数の計算について説明する。空間調整係数は、ピクチャのイントラ符号化コストと直接関係している。
マクロブロック（ｎ，ｉ，ｊ）の符号化コストα［ｎ］［ｉ］［ｊ］は、一般的に、一定の量子化ステップを用いてピクチャを符号化し、マクロブロックによって発生されたレートを測定することによるピクチャの予備解析の間に判定される。所定の空間特性のゾーンから別のゾーンへの変化の影響を低減させるため、符号化コストに対応した値が、マクロブロックの周りのサイズｗのウィンドウでフィルタ処理される。これにより、あるタイプのゾーンから別のゾーン、例えば、均一ゾーンから模様のあるゾーンに移る際に実際的に境界上で発生し、ブロック効果と類似しているが境界だけに制限されたエッジ効果を生じさせるマクロブロックの近傍の量子化ステップの鋭い変化を低減させることが可能である。ゾーン内のブロック効果は比例的に低減される。
【００１６】
図１にはこのタイプのウィンドウが示される。全体のピクチャ１は、１スライス当たりＭ個のマクロブロックと、Ｓ個のスライスとにより構成される。
ピクチャｎのｉ番目のスライス及びｊ番目のマクロブロック列にある符号２が付けられた所定のマクロブロック（ｎ，ｉ，ｊ）に対し、当該マクロブロックからｗ以下の距離にある隣接マクロブロック、即ち、ｉ−ｗ番目とｉ＋ｗ番目の間に含まれるスライスと、ｊ−ｗ番目とｊ＋ｗ番目の間に含まれる列とに属するマクロブロックを考慮して、サイズｗのウィンドウ３が定義される。従って、ｗは処理されたマクロブロックの周囲の区域に対応する。
【００１７】
符号化コストα［ｎ］［ｉ］［ｊ］は、以下の式：
【００１８】
【数２】
0004370005.tif 000003
【００１９】
を適用することにより、ウィンドウｗに関して平均化される。
量子化ステップの補正が、設定された平均レートの関数としてのステップの計算、即ち、通常の制御アルゴリズムを無効にしないように、サイズｗのウィンドウに関して平均化された補正係数αw は、ピクチャ全体に亘る係数αの平均値αp ：
【００２０】
【数３】
0004370005.tif 000004
【００２１】
により除算することによって、ピクチャ全体に亘って重み付けされる。
空間係数は、マクロブロック（ｎ，ｉ，ｊ）に対し、以下の値：
【００２２】
【数４】
0004370005.tif 000005
【００２３】
を仮定する。
ピクチャｎは、Ｓ行Ｐ列のマトリックスにより表わされ、第ｉ行第ｊ列のマトリックス係数は、αw/p （ｎ，ｉ，ｊ）に対応する。このマトリックスＳｐは、ピクチャｎのマクロブロックの符号化コストマトリックスに基づいて計算され、このピクチャｎに対する第１のイントラ符号化の間に得られる。イントラ係数のマトリックスは補正マスクと称され、マトリックスの各係数は、対応するマクロブロックの符号化の間に従来の圧縮アルゴリズムを用いて計算された量子化ステップを補正するため、この対応するマクロブロックに適用される。
【００２４】
ピクチャｎに関する係数αw/p （ｎ，ｉ，ｊ）の合計は１と一致するので、制御アルゴリズムは、上記空間係数を量子化ステップに適用することによって妨げられないことが分かる。
計算された係数には制限が加えられる。その制限は、使用された制御アルゴリズムと関係する可能性がある過剰な補正であって、かつ、設定レートに適合させるべく、例えば、ピクチャの最後のスライスを符号化する際にピクチャの複雑さを考慮することなく量子化ステップを強制する過剰な補正を避けるために加えられる。本例では、係数は、０．６７乃至１．５に亘る範囲に制限される。
【００２５】
次に、時間調整係数の計算について説明する。大きな動きを伴うゾーンよりも殆ど動きのないゾーンに対しより良好な符号化の品質を得るため、動き情報の量を復元することにより上記のゾーンを検出することが必要である。
ピクチャの各マクロブロックに対し利用可能な動きベクトルのタイプは、マクロブロックが属するピクチャのタイプに依存する。ＭＰＥＧ標準において定義されたピクチャのタイプは、ピクチャの符号化に依存して、イントラピクチャ符号化についてのＩタイプ又はイントラ型と、前方のピクチャ基準だけを考慮するピクチャ符号化についてのＰタイプ又は予測型と、前方及び／又は後方のピクチャ基準を考慮したピクチャ符号化についてのＢタイプ又は双方向型とを含む。
【００２６】
従って、上記のベクトルは以下の如く称される。
−Ｐタイプのピクチャの場合に、ピクチャベクトルは、前方イントラ又はＰタイプピクチャと称される。
−Ｂタイプのピクチャの場合に、前方ピクチャ又は後方ピクチャのいずれであるかに依存して、順方向ピクチャベクトル又は逆方向ピクチャベクトルと称される。
【００２７】
処理が、再生されたピクチャではなくピクチャフレームに基づいて行われるならば、計算されたベクトルはピクチャではなくフレームと称される。利用可能なフレームベクトルは、同一パリティ又は反対パリティを備えたフレームベクトルである。
上記の全ベクトルはブロック照合により得られる。ベクトルは動き評価器により計算される。
【００２８】
時間調整係数を計算するため考慮される情報は、ピクチャ動きベクトルのノルム又はモジュロである。
【００２９】
【数５】
0004370005.tif 000006
【００３０】
Ｖｘ及びＶｙは動きベクトルの水平及び垂直成分である。
上記モジュロ情報は、現在のピクチャを、現在のピクチャの動きフィールドを計算するため使用された基準ピクチャから分離するピクチャの個数、或いは、計算がフレームレベルで行われる場合に、現在のフレームを基準フレームから分離するフレームの個数の関数として正規化される。これは、シーケンス全体に亘って完全に一様なベクトルフィールドを得るために行われる。
【００３１】
正規化されたベクトルは、
【００３２】
【数６】
0004370005.tif 000007
【００３３】
のように記述され、式中、ηは正規化因子である。
選択される基準区間は、２個のＰタイプピクチャを分離する一つの区間である。２個のＰタイプピクチャを分離するピクチャ間隔の数をＭとし、Ｂタイプピクチャを前方Ｐタイプ（又は、Ｉタイプ）ピクチャから分離する間隔の個数、即ち、２個のＰタイプピクチャの間にあるＢタイプピクチャの位置をＢpos のように表わす。
【００３４】
図２の（ａ）には、Ｐタイプピクチャに対するベクトル４が示される。このベクトルは、前方ピクチャＩと称される。現在のピクチャＰと基準ピクチャＩとの間のギャップは、Ｍと一致する。
動きベクトルの正規化係数は、あるピクチャに適用されたとき、以下のように表わされる。
−前方Ｐタイプ（又はＩタイプ）ピクチャに関してＢタイプピクチャを符号化するとき、即ち、順方向タイプのベクトルの場合、
【００３５】
【数７】
0004370005.tif 000008
【００３６】
−後方Ｐタイプ（又はＩタイプ）ピクチャに関してＢタイプピクチャを符号化するとき、即ち、逆方向タイプのベクトルの場合、
【００３７】
【数８】
0004370005.tif 000009
【００３８】
−Ｐタイプピクチャを符号化するとき（図２の（ａ）の場合）、
η＝１
である。
図２の（ｂ）には、前方Ｉタイプピクチャの第２のフレームを基準としたＰタイプピクチャの第１のフレームの第１の動きベクトル５と、前方Ｉタイプピクチャの第１のフレームを基準としたＰタイプピクチャの第２のフレームの第２の動きベクトル６とが示される。
【００３９】
動きベクトルフィールドの正規化因子は、あるフレームに適用されたとき、フレームのフィールド位置及びパリティに依存し、以下のように記述される。
−Ｐタイプフレームに対し（図２の（ｂ）の場合）、
【００４０】
【数９】
0004370005.tif 000010
【００４１】
−Ｂタイプフレーム及び順方向予測の場合、
【００４２】
【数１０】
0004370005.tif 000011
【００４３】
−Ｂタイプフレーム及び逆方向予測の場合、
【００４４】
【数１１】
0004370005.tif 000012
【００４５】
である。式中、“ｆｉｅｌｄ”は、ピクチャ内の第１又は第２のいずれのフレームに関係するかに依存して１又は２と一致し、“ｐａｒｉｔｙ”は、同一パリティ又は反対パリティのどちらに関係するかに依存して０又は１と一致する。
ピクチャのマクロブロックは、順方向ベクトルだけ、逆方向ベクトルだけ、或いは、双方向タイプのピクチャの場合には両者の組み合わせに基づいて符号化される。この場合、最大値に対応するベクトルが選定されるが、２個のベクトルの平均を採用しても構わない。
【００４６】
正規化された動きベクトルＶ’（ｎ，ｉ，ｊ）は、ピクチャ又はフレームに割り当てられた動きベクトルＶ（ｎ，ｉ，ｊ）のモジュロを対応する係数ηで乗算することにより得られる。
時間調整係数β1w/p（ｎ，ｉ，ｊ）のマトリックスは、係数αについて説明したように、ベクトルＶ’をサイズｗのウィンドウに亘りフィルタリングし、全ピクチャに関して重み付けすることにより計算される。
【００４７】
【数１２】
0004370005.tif 000013
【００４８】
換言すれば、β1w/p（ｎ，ｉ，ｊ）は、ピクチャ内の動きの平均値により重み付けられた、サイズｗのウィンドウ内の居所的な動きの平均値に対応する。
【００４９】
【数１３】
0004370005.tif 000014
【００５０】
従って、量子化ステップの補正係数を表わすλ1w/p（ｎ，ｉ，ｊ）は、ピクチャ内の動きの平均値と、ピクチャ内の動きの平均値により重み付けられた局所的な動きの値との間の差に対応する。
補正の目的は、非常に動きの多いゾーンを犠牲にして、動きの少ないゾーンを有利に扱うことである。局所的な動きのレベル
【００５１】
【数１４】
0004370005.tif 000015
【００５２】
が小さい程、時間係数（及び量子化ステップ）は小さくなり、この局所的な動きに対応したマクロブロックの符号化の質が向上する。更に、ピクチャへの一定のレート割り当てに起因して、動きの少ないゾーンは、ピクチャの平均的な動き
【００５３】
【数１５】
0004370005.tif 000016
【００５４】
が増加すると共に、同程度でより良好に符号化される。
補正係数は、非常に動きの程度の大きいシーケンスに対し、完全に役目を果たす。しかし、動きの少ないシーンについても同様に適応させるため、補正係数を調整しなければならない。この点を実際に示す例を説明する。
データ圧縮の分野において周知の“モビール(mobile)及びカレンダ(calendar)”タイプの動きの少ないシーンを考える。ピクチャの平均動きベクトルは３であり、水平成分についての８ビット及び垂直成分についての７ビットに亘る動きベクトル符号化のための最大値は１４３のオーダーであるため、この平均動きベクトルの値は小さい。この値により、１と一致するマクロブロックの相対的な動きに対し、０．３３の補正係数が得られる。従って、この補正加重は、殆ど動きのないシーケンス内の動きの少ないゾーンに対し非常に大きい。
【００５５】
このことから、調整的な係数λ１は、係数
【００５６】
【数１６】
0004370005.tif 000017
【００５７】
で重み付けされるべきであることが推定される。式中、
【００５８】
【外１】
0004370005.tif 000018
【００５９】
は、動きの程度の大きいシーケンスに対する画像に関する動きの平均値の評価を表わし、係数λ１を減少させ、小さい平均的な動き
【００６０】
【数１７】
0004370005.tif 000019
【００６１】
を有するシーンに対し（β1 を１に近付けることにより）補正を低減させると共に、動きの程度の大きいシーンに対する補正を維持する。
１秒の間にピクチャの全幅に亘るピクチャの画素の動きは、
【００６２】
【外２】
0004370005.tif 000020
【００６３】
の良い評価：
【００６４】
【数１８】
0004370005.tif 000021
【００６５】
として実験的に定義される。式中、“ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｗｉｄｔｈ”は画素の個数（例えば、７２０）として表わされた幅であり、ＦR はピクチャ周波数（例えば、５０Ｈｚ）である。
“Ｍ”は平均値を正規化させる。従って、この平均値は基準時間距離に亘る平均的な動きである。
【００６６】
最終的に、局所的な時間調整係数β2w/p（ｎ，ｉ，ｊ）は次式：
【００６７】
【数１９】
0004370005.tif 000022
【００６８】
のように表わされる。ここで、式：
【００６９】
【数２０】
0004370005.tif 000023
【００７０】
を用いるならば、時間調整係数は、
【００７１】
【数２１】
0004370005.tif 000024
【００７２】
のように記述される。
換言するならば、局所的な時間調整係数β2w/p（ｎ，ｉ，ｊ）は、サイズｗのウィンドウに関する正規化されたベクトルＶ”のフィルタリングに対応し、ここで、正規化されたベクトルＶ”は、動きの程度の大きいシーケンスを表わす平均速度ベクトルの周りで正規化されたベクトルＶ’を再び中心に置くことにより得られる。
【００７３】
結局、従来の制御アルゴリズムにより計算された現在のマクロブロックの量子化ステップは全体的な調整係数によって補正され、その補正係数は、ピクチャの空間的な複雑さ及び時間的な複雑さを考慮した以下の積：
αw/p （ｎ，ｉ，ｊ）×β2w/p（ｎ，ｉ，ｊ）
である。
【００７４】
係数を計算するアルゴリズムは、積の各項が同一演算子により計算され得ることに注意して次式：
【００７５】
【数２２】
0004370005.tif 000025
【００７６】
のように簡単化することが可能である。
式中、係数αに関して、項ｄ［ｎ］［ｕ］［ｖ］は、マクロブロック（ｎ，ｕ，ｖ）の符号化コストを表わし、係数βに関して、項ｄ［ｎ］［ｕ］［ｖ］は、マクロブロック（ｎ，ｕ，ｖ）に割り当てられたベクトルＶ”のモジュロを表わす。
【００７７】
図３には、量子化係数を計算するアルゴリズムが示される。同図において、ステップ７は、入力Ｉ1 で受信され、第１の符号化パス又はピクチャの予備解析の間に計算されたイントラピクチャブロックの符号化コストに関する情報に基づいて空間調整係数を計算する。上記空間調整係数は、ステップ９に送られる空間調整係数のマトリックスを生成するため、ステップ８の間にサイズｗのウィンドウ内でフィルタ処理される。
【００７８】
ステップ１０において、ピクチャ動きベクトルのモジュロは、動き評価器により伝達され入力Ｉ2 で入手可能な順方向及び逆方向ベクトルに基づいて計算される。次のステップ１１において上記ベクトルのモジュロは、ピクチャのグループ内の対応するピクチャの位置の関数としてスケール化又は正規化される。ステップ１１では、各ピクチャに割り当てられたＭの値の関数として正規化因子ηが計算される。次のステップ１２において、上記の如く、動きの程度の大きいシーケンスの場合に、全ピクチャに亘る動きの平均値が計算される。正規化されたベクトルは、ステップ１３において、上記平均値の周りで再び中心に置かれ、サイズｗのウィンドウに関してフィルタ処理される。ステップ１４では、ステップ１３からの情報だけではなく、ピクチャシーケンスのカットに関する情報が入力Ｉ3 から受信される。処理中の現在のピクチャに関する“カット”情報項目が送信された場合に、ステップ１４では、１と一致する係数マトリックスを送ることにより、時間調整係数の関数としての量子化ステップの補正が阻止される。それ以外の場合に、前のステップで計算された係数が時間調整係数のマトリックスの形式で送られる。
【００７９】
ステップ９において、各時間調整係数は、新しい係数のマトリックスを得るため、対応した（同じ行、同じ列の）空間調整係数により乗算される。新しい係数のマトリックスは、ピクチャ内の処理されているマクロブロックに対応することに注意する必要がある。ステップ９では、更に、従来の制御アルゴリズムに基づいて計算され入力Ｉ4 に送られた量子化ステップが考慮される。この量子化ステップは、現在のブロックに対し得られた新しい係数により乗算され、新しい、調整された量子化ステップが生成され、ステップ９の出力に送られる。
【００８０】
【実施例】
図４には、上記の本発明の方法を実施する装置の一実施例が示される。同図において、ビデオ前処理回路１５は、ビデオ情報を入力で受ける。ビデオ前処理回路１５の入力は上記装置の入力でもある。ビデオ前処理回路１５の出力は、予備解析又は“第１パス”回路１６の入力と、動き評価器１７の入力と、インタ／イントラ符号化ループ１８の入力とに接続される。予備解析回路１６の第１の出力は、量子化ステップ計算回路１９の第１の入力に接続され、予備解析回路１６の第２の出力は、量子化ステップ調整回路２０の第１の入力に接続される。動き評価器１７の出力は、量子化ステップ調整回路２０の第２の入力及びインタ／イントラ符号化ループ１８の第２の入力に並列接続される。量子化ステップ計算回路１９は、第２の入力で、出力バッファ又はバッファメモリ２１から発生した充填情報を受ける。量子化ステップ計算回路１９の出力は、量子化ステップ調整回路２０の第３の入力に接続される。量子化ステップ調整回路２０の出力は、符号化ループ１９の第３の入力に接続される。符号化ループ１９の出力は、出力バッファ又はバッファメモリ２１に接続される。出力バッファ又はバッファメモリ２１の第１の出力は本装置の出力であり、その第２の出力は量子化ステップ計算回路１９に接続される。
【００８１】
従来の形態によれば、前処理回路１５は、ＭＰＥＧ標準に定義されるように、ピクチャのグループのレベルでピクチャを再配置し、次に、ピクチャをマクロブロックに分割する。予備解析器１６は、第１パス、即ち、処理中のピクチャのグループ（ＭＰＥＧ標準におけるＧＯＰ）の中の前のピクチャの符号化の複雑さの関数として予定又は調整され一定の量子化ステップに基づいてピクチャのイントラ符号化を実行し、量子化ステップ計算回路１９にピクチャ当たりの符号化コストを与えるためＧＯＰレベルの制御が行われる。予備解析器１６は、空間調整係数を計算するため、マクロブロック当たりの符号化コストを、量子化ステップを局所的に調整する量子化ステップ調整回路２０に与える。量子化ステップ調整回路２０は、時間調整係数を決定するため、動き評価器１７に基づいて計算された動きベクトルを受ける。インタ／イントラ符号化ループ１８は、インタマクロブロックを計算するため、前処理回路１５からマクロブロック形式のビデオ情報を受け、動き評価器１７から各マクロブロックに割り当てられた動きベクトルを受ける。インタ／イントラ符号化ループ１８は、マクロブロックに固有のエネルギーを計算することにより定められたインタ又はイントラモードに依存して、イントラ又はインタマクロブロックに関し離散コサイン変換を実行する。得られた係数は、量子化ステップ調整回路２０により送られた調整された量子化ステップ情報を用いて量子化される。量子化された係数はバッファメモリ２１に送られ、次に、装置の出力に送られる。バッファメモリ２１は、装置の出力レートを制御することが可能である。バッファメモリ２１の充填に関する情報は、量子化ステップ計算回路１９に送られ、量子化ステップ計算回路１９は、設定された装置の出力レートに関する情報を更に有する。その名前によって示されるように、量子化ステップ計算回路１９は、各ピクチャに対し設定レートの関数として量子化ステップを計算する機能を有する。この設定レートは、ピクチャのグループレベルで生成され、バッファメモリを充填する程度の量からなる。量子化ステップは、次に、量子化ステップ調整回路２０に送られる。量子化ステップ調整回路２０の役割は、特に、量子化ステップの値を、当該マクロブロックに対し計算された空間調整係数及び時間調整係数の関数として補正することである。
【００８２】
勿論、上記の説明は一例の説明に過ぎない。規準αは、ピクチャの複雑さを表わすいかなる係数でもよく、例えば、マクロブロックのエネルギー又は輝度勾配でも構わない。規準βについても同様のことが成り立つ。規準βは動き情報を与える係数であればよい。
上記の如く、時間的規準の適用は、符号化されるシーンの連続性を仮定している。かくして、例えば、動き評価器１７により計算された動きベクトルの一貫性を通して検出されたショットの切り替えの間に（従って、ベクトルフィールドは不均一である）、係数βの使用が抑止される。時間的規準の関数としての量子化ステップの調整は、制御アルゴリズム、特に、このアルゴリズムの変換レートを損なわないように抑止される。（一般的に、上記のショットの切り替えに関係している）イントラモードにおけるマクロブロック符号化の間に、係数βは、例えば、強制的に１に変えられる。
【００８３】
フィルタリングウィンドウのサイズは、量子化ステップの所望の補正のレベルに依存する。ウィンドウが広がる程、係数は１に近づく。ウィンドウのサイズは、必要な量子化ステップの補正の程度に応じて、処理されているゾーンの関数、即ち、その均一性及び／又は動きとして適応される。
空間補正係数及び時間補正係数を計算するため同じフィルタを使用するとしても、同じフィルタリングウィンドウを実現する必要はない。時間的規準に関して、順方向タイプ又は逆方向タイプのいずれかのマクロブロックに対し得られた動きベクトルが、隣接するマクロブロックに対し得られた動きベクトルと同質であるとき、フィルタリングウィンドウは最小サイズまで縮小させてもよい。
【００８４】
上記本発明の方法は、空間域又は周波数域とは無関係に輝度データの量子化を利用するあらゆるタイプの符号化器に適応し得る。上記の実施例は、変換されたブロックの係数に関係するが、本発明は、ピクチャブロックの輝度値にも適用可能である。
また、本発明の方法は、量子化ステップに基づいて作用するあらゆるタイプの制御アルゴリズムに適合し得る。上記の説明では、ＭＰＥＧ標準に準拠して量子化ステップがあるスライスに対し一定である場合を想定しているが、本発明は、各マクロブロックに対し一つの量子化ステップを計算するアルゴリズムにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ピクチャ内のマクロブロック及びそのフィルタリングウィンドウを示す図である。
【図２】（ａ）はＰタイプピクチャの動きベクトルを表わし、（ｂ）はＰタイプフレームの２個の動きベクトルを表わす図である。
【図３】本発明による方法のアルゴリズムの説明図である。
【図４】本発明による装置の構成図である。
【符号の説明】
１５    ビデオ前処理回路
１６    予備解析回路
１７    動き評価器
１８    インタ／イントラ符号化ループ
１９    量子化ステップ計算回路
２０    量子化ステップ調整回路
２１    バッファメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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