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JP2002354484A - Rate transforming method for encoded image and rate transforming apparatus for encoded image - Google Patents

Rate transforming method for encoded image and rate transforming apparatus for encoded image

Info

Publication number
JP2002354484A
JP2002354484A JP2001160217A JP2001160217A JP2002354484A JP 2002354484 A JP2002354484 A JP 2002354484A JP 2001160217 A JP2001160217 A JP 2001160217A JP 2001160217 A JP2001160217 A JP 2001160217A JP 2002354484 A JP2002354484 A JP 2002354484A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
data
picture
coded
rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001160217A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Sugawara
隆幸 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP2001160217A priority Critical patent/JP2002354484A/en
Publication of JP2002354484A publication Critical patent/JP2002354484A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of a rate transforming apparatus for an encoded image in which errors in prediction residual component are accumulated into a remarkable amount in transmission rate transformation of data encoded by motion compensation prediction or orthogonal transformation. SOLUTION: An I picture and a P picture from the GOP starting position are obtained as picture numbers in this order from fed image encoding data, a DCT transform coefficient obtained from the encoded data is requantized by a requantizer 14c while the codes to be allocated to a motion compensation reference image is larger in quantity at first according to the order of the pictures, thereby obtaining an encoded data transformed into the desired transmission rate. The structure is realized, in which the time for error signal of the prediction residual component generated in requantizing is short, and the encoded data transformed into the prescribed transmission rate is obtained so that audio and visual obstacles are reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮符号化された
データのデータレートを変換するデータレートの変換方
法及びデータレート変換装置に関するもので、特にデー
タレートを削減する場合においてもレート変換された再
生画像の巡回予測により発生するリーク劣化を好適に防
止する方法、及びその方法を搭載する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data rate conversion method and a data rate conversion apparatus for converting the data rate of compression-encoded data, and more particularly to a data rate conversion method for reducing the data rate. The present invention relates to a method for suitably preventing leak deterioration caused by cyclic prediction of a reproduced image, and an apparatus equipped with the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】テレビジョン信号などの動画像信号を高
能率符号化する技術として、いわゆるMPEG(moving
picture experts group)規格がディジタル放送、DV
D(Digital versatile Disc)、ディジタルテープレコ
ーダ、及び通信ネットワークで伝送される信号として広
く用いられるようになってきた。
2. Description of the Related Art MPEG (moving) is a technique for encoding moving picture signals such as television signals with high efficiency.
picture experts group) The standard is digital broadcasting, DV
D (Digital versatile Disc), digital tape recorders, and widely used as signals transmitted in communication networks.

【0003】そのMPEGは、1988年ISO/IE
C(International Organization for Standardization
/ International Electrotechnical Commission)のJ
TC1/SC2(Joint Technical Committee 1 / Sub
committee 2国際標準化機構/国際電気標準化会合同技術
委員会1/専門部会2)に設立された動画像符号化標準を
検討する組織である。
[0003] The MPEG was introduced in 1988 by the ISO / IE.
C (International Organization for Standardization
/ International Electrotechnical Commission) J
TC1 / SC2 (Joint Technical Committee 1 / Sub
committee 2 It is an organization that considers the video coding standards established by the International Standards Organization / International Electrotechnical Commission Technical Committee 1 / Specialized Subcommittee 2).

【0004】そのSC2は、現在SC29として動画、
及び音響信号等の符号化に係る規格制定活動を継続して
おり、またMPEGの人達により制定された国際標準は
通俗的にMPEGとも呼ばれている。
[0004] The SC2 is currently a moving picture as SC29,
In addition, activities for establishing standards relating to encoding of audio signals and the like have been continued, and international standards established by MPEG people are commonly referred to as MPEG.

【0005】最初に制定されたMPEG1(MPEGフ
ェーズ1)は1.5Mbps程度の伝送レートで記録さ
れる蓄積メディアを対象とした、音響信号の付随される
動画信号の符号化標準で、静止画の符号化を目的とする
JPEG(Joint Photographic Coding Experts Grou
p)と、ISDN(Integrated services digital netwo
rk)のテレビ会議やテレビ電話の低転送レート用の動画
像圧縮を目的としたH.261(CCITT SGXV、現在のIT
U-T SG15で標準化)の基本的な技術を用いた符号化標準
である。
[0005] The first established MPEG1 (MPEG Phase 1) is a coding standard for moving picture signals accompanied by audio signals and intended for storage media recorded at a transmission rate of about 1.5 Mbps. JPEG (Joint Photographic Coding Experts Grou
p) and ISDN (Integrated services digital netwo)
H.rk) for the purpose of video compression for video conferences and videophone low transfer rates. 261 (CCITT SGXV, current IT
This is a coding standard that uses the basic technology of UT SG15).

【0006】そのようにしてMPEG1は1993年8
月に、ISO/IEC11172として制定され、その
MPEG1規格により符号化されて記録されたディスク
は多く製品化されている。
[0006] Thus, MPEG1 was introduced in August 1993.
The disc was enacted in January as ISO / IEC 11172, and many discs encoded and recorded according to the MPEG1 standard have been commercialized.

【0007】その後制定されたMPEG2(MPEGフ
ェーズ2)は、通信及び放送などの多様なアプリケーシ
ョンに対応できるように汎用標準を目的として、199
4年11月にISO/IEC13818、及び「H.2
62」として制定されている。
[0007] MPEG2 (MPEG Phase 2), which was subsequently enacted, is intended to be used as a general-purpose standard in order to support various applications such as communication and broadcasting.
In November 2004, ISO / IEC 13818 and "H.2
62 ”.

【0008】これらのMPEG1及びMPEG2による
符号化は複数の符号化技術より構成されており、それら
の技術は動画像を構成する「フレーム」画像を「マクロブ
ロック」と呼ばれる16×16画素のブロック毎に分割
し、各マクロブロック単位ごとに、時間的に未来または
過去に所定の数フレーム離れた参照画像と被符号化画像
との間で「動きベクトル」と呼ばれる動き量を求め、そ
の動き量を基に参照画像から被符号化画像を符号化する
「動き補償予測」技術と、その動き補償予測の誤差信号
または被符号化画像そのものに対して、直交変換技術の
一つであるDCT(Discrete Cosine Transform :離散
コサイン変換)を用いて画像情報を周波数情報量に変換
し、その変換された周波数領域の情報より視覚的に有意
な情報のみを得るようにして圧縮符号化を行う「変換符
号化」技術と、の2つの画像符号化の要素技術を基にし
て規定されている。
[0008] The encoding by MPEG1 and MPEG2 is composed of a plurality of encoding techniques. These techniques are used to convert a "frame" image constituting a moving image into a block of 16 x 16 pixels called a "macroblock". And, for each macroblock unit, obtain a motion amount called a “motion vector” between a reference image and a coded image separated by a predetermined number of frames in the future or the past in time, and calculate the motion amount. A motion compensated prediction technique for encoding a coded picture from a reference picture based on a reference picture, and a DCT (Discrete Cosine) technique which is one of orthogonal transform techniques for an error signal of the motion compensated prediction or the coded picture itself Transform: Discrete cosine transform) is used to convert image information into frequency information, so that only visually significant information can be obtained from the converted frequency domain information. The technique is defined based on two elemental techniques of image encoding, that is, a “transform encoding” technique for performing compression encoding by using a technique.

【0009】そして、動き補償予測における予測の方向
は、過去、未来、及び過去未来の両方から予測する場合
の3モードが存在し、それらの3モードは16画素×1
6画素のデータよりなるマクロブロックごとに切り替え
て使用できるようになされている。
There are three modes in the motion compensation prediction in the case of prediction from both the past, the future, and the past and the future, and the three modes are 16 pixels × 1.
Switching is possible for each macroblock consisting of data of six pixels.

【0010】また、それらの予測方向は入力画像のフレ
ームに与えられるピクチャタイプ、即ちI(Intra-code
d)、P(Predictive-coded)、及びB(Bidirectional
ly predictive-coded)の3種類のピクチャタイプが定
められている。
The prediction direction is determined by the picture type given to the frame of the input image, that is, I (Intra-code).
d), P (Predictive-coded), and B (Bidirectional
ly predictive-coded) are defined.

【0011】そのIピクチャは動き予測を行わずに符号
化するピクチャであるが、Pピクチャには過去からの予
測、及び予測を行わずに符号化する2モードが存在して
おり、またBピクチャには未来からの予測、過去からの
予測、過去及び未来の両方向からの予測、及び予測を行
わずにフレーム内符号化を行う4つのMC(Motion Comp
ensation)モードがある。
The I-picture is a picture to be coded without performing motion prediction, while the P-picture has two modes of prediction from the past and coding without performing prediction. Has four MCs (Motion Comp.) That perform intra-frame prediction without performing prediction from the future, prediction from the past, prediction from both the past and future directions, and prediction.
ensation) mode.

【0012】それらの未来、ないしは過去の画像を用い
て行う動き補償は、動き領域をマクロブロックごとにパ
ターンマッチングを行ってハーフペル(画素間距離の1
/2)精度で動きベクトルを求め、求められた動きベク
トル量に対応させて未来、ないしは過去の参照画像位置
をそのベクトル方向に移動させた画像を基に供給される
画像信号の符号化を行う。
The motion compensation performed using these future or past images is performed by performing pattern matching on a motion area for each macroblock and performing half-pel (one pixel distance).
/ 2) A motion vector is obtained with accuracy, and an image signal supplied is encoded based on an image obtained by moving a future or past reference image position in the vector direction in accordance with the obtained motion vector amount. .

【0013】そのようにして求められる動きベクトルの
方向には水平方向と垂直方向とがあり、それらのベクト
ル情報はMCモードと共にマクロブロックの付加情報と
して伝送されるようになされている。
There are a horizontal direction and a vertical direction in the direction of the motion vector thus obtained, and the vector information is transmitted together with the MC mode as additional information of the macro block.

【0014】また、そのようにしてなされるピックチャ
データのうち、I、P、及びBの3種類のピクチャはI
ピクチャを先頭として所定の順に並べられて伝送され、
そのIピクチャより次のIピクチャの手前のピクチャま
でのピクチャ(フレーム画像)の集合をGOP(Group O
f Picture)と呼び、通常の蓄積メディアなどでなされる
符号化においては、15枚程度のピクチャによりGOP
が構成されるようになされている。
[0014] Of the picture data thus produced, three types of pictures, I, P and B, are I pictures.
The pictures are arranged and transmitted in a predetermined order starting from the picture,
A set of pictures (frame images) from the I picture to a picture before the next I picture is represented by GOP (Group O).
f Picture), and in encoding performed on ordinary storage media, etc., a GOP
Is configured.

【0015】そして、Iピクチャ、及び動き補償画像と
して符号化されるP、及びBピクチャはDCT(discre
te cosine transform)、即ち余弦関数を積分核とする
積分変換が有限空間へ離散変換する直交変換としてなさ
れる。
[0015] The I picture and the P and B pictures coded as motion compensated pictures are DCT (discrete).
te cosine transform), that is, an integral transform using a cosine function as an integral kernel is performed as an orthogonal transform that discretely transforms into a finite space.

【0016】その直交変換はマクロブロックを8画素×
8画素のDCTブロックに分割して2次元DCTを行う
が、一般に画像データの周波数成分は低域成分に多く高
域成分は少ないため、画像データはDCTを行い低域周
波数に集中された変換係数により表現することができ
る。
In the orthogonal transformation, the macro block is divided into 8 pixels ×
The two-dimensional DCT is performed by dividing the image data into 8-pixel DCT blocks. Generally, since the frequency components of the image data are many in the low-frequency component and the high-frequency components are small, the DCT is performed on the image data and the transform coefficients concentrated in the low-frequency components are performed. Can be expressed by

【0017】そして、そのDCTされた画像データ(D
CT係数)は量子化器で量子化が行われる。即ちその量
子化器により、DCT係数は所定の量子化値により叙算
されて求められるが、その量子化値は8画素×8画素の
2次元周波数を視覚特性で重み付けされた量子化値とし
て得られるが、その量子化値は所定の量子化スケールに
よりスカラー倍されたものが用いられる。
Then, the DCT-processed image data (D
The (CT coefficient) is quantized by a quantizer. That is, the DCT coefficient is calculated and calculated by a predetermined quantization value by the quantizer. The quantization value is obtained by obtaining a two-dimensional frequency of 8 × 8 pixels as a quantization value weighted by visual characteristics. However, the quantized value used is a value scalar-multiplied by a predetermined quantization scale.

【0018】また、その量子化値は符号化された画像デ
ータの復号時に得られる逆量子化値を乗算することによ
り、デコード時にはエンコード時に与えられた量子化値
による特性が打ち消されるようになっている。
The quantized value is multiplied by an inverse quantized value obtained at the time of decoding the encoded image data, so that the characteristic of the quantized value given at the time of encoding is canceled at the time of decoding. I have.

【0019】次に、この様な手法により符号化及び復号
化を行うMPEG符号化器の構成について述べる。図1
6に、MPEG符号化器の構成を示し、その動作の概略
を述べる。
Next, the configuration of an MPEG encoder that performs encoding and decoding by such a method will be described. FIG.
6 shows the configuration of the MPEG encoder, and outlines its operation.

【0020】そのMPEG符号化器50は入力端子5
1、加算器52、DCT器53、量子化器54、VLC
器55、バッファ56、符号量制御器57、逆量子化器
61、逆DCT器62、加算器63、画像メモリ64、
及び動き補償予測器65より構成される。
The MPEG encoder 50 has an input terminal 5
1, adder 52, DCT unit 53, quantizer 54, VLC
Unit 55, buffer 56, code amount controller 57, inverse quantizer 61, inverse DCT unit 62, adder 63, image memory 64,
And a motion compensation predictor 65.

【0021】まず、入力端子51に供給された動画信号
は動き補償予測器65及び加算器52に供給され、その
加算器52では動き補償予測器65より供給される信号
は極性反転されて加算され、加算されて得られる信号は
DCT器53に供給される。
First, the moving picture signal supplied to the input terminal 51 is supplied to a motion compensation predictor 65 and an adder 52. In the adder 52, the signal supplied from the motion compensation predictor 65 is inverted and added. Are supplied to the DCT unit 53.

【0022】そのDCT器53では、供給される画像信
号は前記の離散余弦変換が行われ、変換して得られるD
CT変換係数は量子化器54に供給され、前記所定の量
子化値を基に量子化がなされ、量子化のなされた量子化
データは逆量子化器61、及びVLC(variable lengt
h coding)器55に供給される。
In the DCT unit 53, the supplied image signal is subjected to the above-described discrete cosine transform, and the obtained DTS
The CT transform coefficient is supplied to a quantizer 54, where the quantized data is quantized based on the predetermined quantized value, and the quantized data is quantized by an inverse quantizer 61 and VLC (variable length).
h coding) unit 55.

【0023】そのVLC器55では、供給された量子化
データは可変長符号化されるが、量子化された値のうち
DCT変換がなされて得られる直流(DC)成分はDP
CM(differential pulse code modulation)変調がな
される。
In the VLC unit 55, the supplied quantized data is variable-length coded, but a direct current (DC) component obtained by performing a DCT transform among the quantized values is a DP component.
CM (differential pulse code modulation) modulation is performed.

【0024】また、交流(AC)成分は低域周波数成分
のデータより高域周波数成分のデータの順にジグザグス
キャン(zigzag scan)がされながら得られ、その得ら
れたデータはゼロのラン長および有効係数値を1つの事
象とし、出現確率の高いものから順に符号長の短い符号
が割り当てられるようにして、ハフマン符号化がなされ
る。
Further, an alternating current (AC) component is obtained while performing a zigzag scan in the order of data of a high frequency component from data of a low frequency component, and the obtained data has a zero run length and an effective run length. The Huffman coding is performed such that the coefficient value is regarded as one event, and codes having shorter code lengths are assigned in ascending order of occurrence probability.

【0025】その可変長符号化である、ハフマン符号化
のなされたデータはバッファ56に一時記憶され、一時
記憶されたデータは所定の転送レートにより符号化デー
タ出力として供給される。
The data subjected to the Huffman encoding, which is the variable length encoding, is temporarily stored in a buffer 56, and the temporarily stored data is supplied as an encoded data output at a predetermined transfer rate.

【0026】そして、その供給されるデータのマクロブ
ロック毎の発生符号量は、符号量制御器57に供給され
て、予め設定されている目標符号量と比較され、比較し
て得られる発生符号量との差の符号量は量子化器54に
供給され、量子化器54ではその差の符号量を基に量子
化スケールの値を変更するなどにより所定の転送レート
の符号化データが得られるようにして符号量の制御がな
される。
The generated code amount for each macro block of the supplied data is supplied to a code amount controller 57 and compared with a preset target code amount, and the generated code amount obtained by the comparison is obtained. Is supplied to the quantizer 54, and the quantizer 54 obtains encoded data at a predetermined transfer rate by changing the value of the quantization scale based on the code amount of the difference. Is performed to control the code amount.

【0027】一方、量子化器54で量子化された画像デ
ータは逆量子化器61に供給されて逆量子化がなされ、
その逆量子化のなされたデータは逆DCT器62に供給
されて、そこで逆DCTがなされ、その逆DCTされた
データは加算器63に供給される。
On the other hand, the image data quantized by the quantizer 54 is supplied to an inverse quantizer 61 where the image data is inversely quantized.
The inversely quantized data is supplied to an inverse DCT unit 62, where the inverse DCT is performed, and the inverse DCT data is supplied to an adder 63.

【0028】その加算器63では動き補償予測器65よ
り供給される参照画像と加算され、その加算して得られ
る信号は画像メモリ64に供給されて、そこに一時記憶
される。その一時記憶された画像データは、動き補償予
測器65において差分画像を演算するためのリファレン
ス復号化画像として用いられることにより、MPEG符
号器50より動き補償のされた符号化データとして得ら
れるようになされている。
In the adder 63, the signal is added to the reference image supplied from the motion compensation predictor 65, and the signal obtained by the addition is supplied to the image memory 64, where it is temporarily stored. The temporarily stored image data is used as a reference decoded image for calculating a difference image in the motion compensation predictor 65 so that the MPEG encoder 50 can obtain the motion-compensated encoded data. It has been done.

【0029】このようにして得られた符号化データはM
PEG復号化器に供給されて復号される。図17に、M
PEG復号化器の構成を示し、その動作の概略について
述べる。
The coded data obtained in this way is M
It is supplied to a PEG decoder and decoded. FIG.
The configuration of the PEG decoder will be described, and an outline of the operation will be described.

【0030】同図に示すMPEG復号化器70は、符号
化データ入力端子71、バッファ72、VLD器73、
逆量子化器74、逆DCT器75、加算器76、画像メ
モリ77、及び動き補償予測器78より構成される。
An MPEG decoder 70 shown in FIG. 1 includes an encoded data input terminal 71, a buffer 72, a VLD unit 73,
It comprises an inverse quantizer 74, an inverse DCT unit 75, an adder 76, an image memory 77, and a motion compensation predictor 78.

【0031】まず、入力端子71に供給された符号化デ
ータはバッファ72に一時記憶され、一時記憶された符
号化データは必要に応じてVLD(variable length de
coding)器73に供給される。
First, the encoded data supplied to the input terminal 71 is temporarily stored in a buffer 72, and the temporarily stored encoded data is stored in a VLD (variable length de
coding) unit 73.

【0032】そのVLD器73では、VLC器55によ
り符号化されたデータの可変長復号が行われ、前述の直
流(DC)成分および交流(AC)成分に係るデータが
得られる。
In the VLD unit 73, the data encoded by the VLC unit 55 is subjected to variable-length decoding, and the data relating to the direct current (DC) component and the alternating current (AC) component is obtained.

【0033】それらの得られたデータのうち交流成分の
データはMPEG符号化器50でなされたと同じ低域か
ら高域周波数成分へのジグザグスキャンの順で8×8の
マトリックスに配置される量子化データとして得られ、
その得られた量子化データは逆量子化器74に供給され
る。
Of the obtained data, the AC component data is quantized arranged in an 8 × 8 matrix in the same zigzag scan from the low frequency band to the high frequency band component as performed by the MPEG encoder 50. Obtained as data,
The obtained quantized data is supplied to the inverse quantizer 74.

【0034】その逆量子化器74では、前述の量子化マ
トリックスにより逆量子化がなされ、その逆量子化され
て得られるデータは逆DCT器75に供給され、そこで
は逆DCT演算がなされて画像データが復号化データと
して得られる。
In the inverse quantizer 74, the inverse quantization is performed by the above-described quantization matrix, and the data obtained by the inverse quantization is supplied to the inverse DCT unit 75, where the inverse DCT operation is performed and the image is processed. Data is obtained as decoded data.

【0035】そして、その得られた画像データは画像メ
モリ77に一時記憶され、一時記憶された画像データは
動き補償予測器78に供給され、供給された画像データ
は動き補償予測における差分画像を演算するためのリフ
ァレンス復号化画像として用いられる。
The obtained image data is temporarily stored in an image memory 77, the temporarily stored image data is supplied to a motion compensation predictor 78, and the supplied image data is used to calculate a difference image in the motion compensation prediction. Used as a reference decoded image for performing the decoding.

【0036】このようにして、動画を構成する画像デー
タはMPEG符号化器50により符号化されて伝送、な
いしは記録され、その受信、ないしは再生された符号化
データはMPEG復号器70により復号されて動画情報
として得られるようになされており、このような手法は
MPEG1、及びMPEG2の両者において用いられて
いる。
As described above, the image data constituting the moving picture is encoded and transmitted or recorded by the MPEG encoder 50, and the encoded data received or reproduced is decoded by the MPEG decoder 70. This method is obtained as moving image information, and such a method is used in both MPEG1 and MPEG2.

【0037】そのMPEG1が扱う符号化レートは1.
5Mbpsであり、またMPEG2が扱う標準TV信号
の符号化レートは15Mbps以下であり、HDTV信
号の符号化レートは更に高い符号化レートが用いられ
る。
The encoding rate handled by MPEG1 is 1.
5 Mbps, the encoding rate of a standard TV signal handled by MPEG2 is 15 Mbps or less, and a higher encoding rate of an HDTV signal is used.

【0038】それとは反対に、符号化レートの低い高能
率な低レート符号化方法は低伝送レートの通信線路用符
号化方式として、マルチメディア信号を扱うための多く
の機能が追加された符号化方法としてMPEG4標準が
制定された。
On the other hand, a high-efficiency low-rate coding method having a low coding rate is a coding method for a communication line having a low transmission rate, in which many functions for handling multimedia signals are added. The MPEG4 standard was established as a method.

【0039】そのMPEG4は、当初インターネットな
どの低レートの通信ネットワークで用いられることが想
定されて符号化方式の審議がなされ、高い伝送レートか
ら低い伝送レートまでの画像等のマルチメディア信号を
伝送できる符号化方式として国際標準になりつつある。
The MPEG4 is supposed to be initially used in a low-rate communication network such as the Internet, and its encoding system is discussed, and multimedia signals such as images from a high transmission rate to a low transmission rate can be transmitted. It is becoming an international standard as an encoding method.

【0040】そのようにして、複数の画像信号を扱える
符号化方式が数多くの記録メディア、及び通信メディア
などに用いられるようになってきたが、それと共にそれ
らのメディアが扱える伝送レートに応じて符号化レート
を変換する必要性も生じてきた。
As described above, an encoding method capable of handling a plurality of image signals has come to be used for many recording media and communication media. There has also been a need to convert the activation rate.

【0041】そして、その符号化レートの変換を、符号
化された信号を復号してから再符号化する方法もある
が、その信号処理は符号化データを復号化して得た画像
を画像メモリに一時記憶するようにして復号化、及び再
符号化を同時に行う必要があり、そのために遅延時間が
生じる、画像歪、量子化雑音が増加する、また処理装置
が大きくなり経済的に好ましくないなどの理由により、
符号化された信号を復号せずに転送レートの変換を行う
方法の実現が求められていた。
There is also a method of converting the encoding rate by decoding the encoded signal and then re-encoding the signal. However, the signal processing is such that an image obtained by decoding the encoded data is stored in an image memory. It is necessary to perform decoding and re-encoding at the same time by temporarily storing the data, which causes a delay time, increases image distortion and quantization noise, and increases the size of the processing device, which is not economically favorable. For some reason,
There has been a need for a method of converting a transfer rate without decoding an encoded signal.

【0042】その、画像信号を復号せずに伝送レートの
変換を行う方法として、特開平8−251587号公報
「画像符号化データのレート変換方法及び装置」に、符
号化された動画像データを復号化せずに、DCT係数ま
での復号を行い、そのDCT係数領域におけるAC係数
の高域成分を削減する、もしくは量子化スケールを大き
く設定しなおしてAC係数を変換する手法が開示されて
いる。
As a method of converting a transmission rate without decoding an image signal, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-251587, entitled "Method and Apparatus for Rate Conversion of Image Coded Data" A technique is disclosed in which decoding is performed up to the DCT coefficient without decoding, and the high frequency component of the AC coefficient in the DCT coefficient region is reduced or the quantization scale is set to a large value to convert the AC coefficient. .

【0043】[0043]

【発明が解決しようとする課題】ところで、その特開平
8−251587号公報に開示されるようなレート変換
再圧縮符号化方式では、Iピクチャ及びPピクチャにおい
てAC係数を削減する、又は量子化スケールを変更する
ことにより伝送レートの変換を行うが、その変更に伴い
動き補償に用いられる参照ピクチャの画像歪、量子化雑
音などの誤差成分が増加する。
By the way, in the rate conversion recompression coding system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-251587, the AC coefficient is reduced in the I picture and the P picture, or the quantization scale is reduced. Is changed to change the transmission rate, but with the change, error components such as image distortion and quantization noise of a reference picture used for motion compensation increase.

【0044】その誤差成分の増加は、動き補償用の参照
ピクチャとして使用する過去のIピクチャ及びPピクチ
ャの画質が変更されることにより予測残差信号成分に誤
差が生じることによる。
The increase in the error component is caused by an error occurring in the prediction residual signal component due to a change in the image quality of the past I picture and P picture used as the reference picture for motion compensation.

【0045】その誤差成分は、MPEG特有のIピクチ
ャから始まり数枚のPピクチャへの順方向予測で、巡回
しつつ動き予測を行う過程で誤差が蓄積され、その蓄積
された誤差成分が再生画像に生じてしまうといった程度
のものでしかなかった。
The error component is a forward prediction from an MPEG-specific I picture to several P pictures, and errors are accumulated in the course of performing motion estimation while circulating. It was only the degree that it would occur.

【0046】そこで本発明は、MPEGなどのように動
き補償予測を行いながら符号化のなされた符号化信号の
ビットレート変換を、GOP内におけるPピクチャデー
タの平均符号配分量を時間的に後のピクチャほど小さく
する、平均AC係数のVLCコード長が時間的に後のピ
クチャほど小さくなるようにAC係数を削除する、Pピ
クチャデータの平均量子化スケールを時間的に後のピク
チャほど大きくする、ないしはPピクチャ量子化マトリ
ックスのAC高域成分係数を時間的に後のピクチャほど
大きくなるようにするなどにより符号量制御を行い、I
ピクチャ、ないしはPピクチャのAC係数削減、量子化
スケールなどの変更により予測残差成分に誤差が生じて
も、順方向予測で巡回して行う動き補償予測で、誤差が
蓄積され復号画像にその誤差蓄積が顕著に生じることの
ない符号化画像のレート変換方法、及び符号化画像レー
ト変換装置の構成を提供しようとするものである。
Therefore, according to the present invention, the bit rate conversion of a coded signal which is coded while performing motion compensation prediction such as MPEG is performed after the average code distribution amount of P picture data in a GOP is temporally set. The AC coefficient is deleted so that the VLC code length of the average AC coefficient becomes smaller in the later picture, the average quantization scale of the P picture data is increased in the later picture, or The code amount is controlled by, for example, increasing the AC high-frequency component coefficient of the P-picture quantization matrix for the later picture in time, and
Even if an error occurs in the prediction residual component due to a change in the AC coefficient reduction or quantization scale of a picture or P picture, the error is accumulated in motion compensation prediction performed cyclically in forward prediction, and the error is included in a decoded image. An object of the present invention is to provide an encoded image rate conversion method and a configuration of an encoded image rate conversion device in which accumulation does not significantly occur.

【0047】[0047]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の1)〜6)の手段より成るものであ
る。すなわち、
The present invention comprises the following means 1) to 6) to solve the above-mentioned problems. That is,

【0048】1) フレーム内符号化された画像の後方
にフレーム間符号化された動き補償予測用の複数の参照
画像を配置して第1の伝送レートで符号化した第1の符
号化データを得、前記第1の符号化データを第2の伝送
レートに変換した第2の符号化データとして得る符号化
画像のレート変換方法であって、前記第1の符号化デー
タより、前記複数の参照画像に係るそれぞれの符号化デ
ータ、及び前記複数の参照画像の配置順に係る配置情報
を得て一時記憶する第1のステップ(14a、18b)
と、その第1のステップで一時記憶した前記符号化デー
タをそれぞれレート変換するのに用いる各符号化パラメ
ータ値を、前記配置順に応じて階段状に順次上昇又は下
降する値である変換符号化パラメータ値として設定する
第2のステップ(14c)と、その第2のステップで設
定された前記変換符号化パラメータ値に基づいて、前記
第1のステップで一時記憶した前記参照画像に係る符号
化データの変換を行って変換参照画像データを得る第3
のステップ(14c)と、を少なくとも有してなること
を特徴とする符号化画像のレート変換方法。
1) A plurality of reference pictures for motion compensation prediction inter-frame coded are arranged behind an intra-coded picture, and the first coded data coded at the first transmission rate is A rate conversion method of an encoded image obtained as the second encoded data obtained by converting the first encoded data to a second transmission rate, wherein the plurality of reference data are obtained from the first encoded data. A first step (14a, 18b) of obtaining and temporarily storing coded data relating to an image and arrangement information relating to the arrangement order of the plurality of reference images;
And a transform coding parameter, which is a value that sequentially increases or decreases in a stepwise manner in accordance with the arrangement order, for each of the coding parameter values used to rate-convert the coded data temporarily stored in the first step. A second step (14c) of setting the value as a value, and, based on the transform coding parameter value set in the second step, the encoded data of the reference image temporarily stored in the first step. Third to perform conversion to obtain converted reference image data
(14c) at least.

【0049】2) 前記第2のステップにおける変換符
号化パラメータ値は、前記フレーム内符号化された画像
に対してより近く配置される参照画像に対し、より大き
な平均符号量配分を行ったパラメータ値として設定する
ことを特徴とする1)項記載の符号化画像のレート変換
方法。
2) The transform coding parameter value in the second step is a parameter value obtained by performing a larger average code amount distribution on a reference image arranged closer to the intra-coded image. The rate conversion method of the encoded image according to the item 1), characterized in that:

【0050】3) 前記第2のステップにおける変換符
号化パラメータ値は、前記フレーム内符号化された画像
に対してより近く配置される参照画像に対し、その参照
画像を直交変換して得られる変換係数の内の交流係数値
を可変長符号化して得られる符号長を、より大きな値で
あるパラメータ値として設定することを特徴とする1)
項記載の符号化画像のレート変換方法。
3) The transform coding parameter value in the second step is a transform obtained by orthogonally transforming a reference image arranged closer to the intra-frame coded image. Characteristically, a code length obtained by performing variable-length coding on an AC coefficient value among the coefficients is set as a larger parameter value 1).
The rate conversion method of the encoded image described in the item.

【0051】4) 前記第2のステップにおける変換符
号化パラメータ値は、前記フレーム内符号化された画像
に対してより近く配置される参照画像に対し、その参照
画像を直交変換して得られる変換係数の内の交流係数値
に対する平均量子化スケールを、より小さな量子化スケ
ールとして設定することを特徴とする1)項記載の符号
化画像のレート変換方法。
4) The transform coding parameter value in the second step is a transform obtained by orthogonally transforming a reference image arranged closer to the intra-frame coded image. The rate conversion method for an encoded image according to 1), wherein an average quantization scale for an AC coefficient value among the coefficients is set as a smaller quantization scale.

【0052】5) 前記第2のステップにおける変換符
号化パラメータ値は、前記フレーム内符号化された画像
に対してより近く配置される参照画像に対し、その参照
画像を直交変換して得られる変換係数を量子化するため
の量子化マトリックスの交流係数値を、高い周波数でよ
り大きなマトリックス値として設定することを特徴とす
る1)項記載の符号化画像のレート変換方法。
5) The transform coding parameter value in the second step is a transform obtained by orthogonally transforming the reference image with respect to a reference image arranged closer to the intra-coded image. The rate conversion method for an encoded image according to 1), wherein an AC coefficient value of a quantization matrix for quantizing the coefficient is set as a larger matrix value at a high frequency.

【0053】6) フレーム内符号化された画像の後方
にフレーム間符号化された動き補償予測用の複数の参照
画像を配置して第1の伝送レートで符号化した第1の符
号化データを得、前記第1の符号化データを第2の伝送
レートに変換した第2の符号化データとして得る符号化
画像レート変換装置であって、前記第1の符号化データ
より、前記複数の参照画像に係るそれぞれの符号化デー
タ、及び前記複数の参照画像の配置順に係る配置情報を
得て一時記憶する一時記憶手段(14a、18b)と、
その一時記憶手段で一時記憶した前記符号化データをそ
れぞれレート変換するのに用いる各符号化パラメータ値
を、前記配置順に応じて階段状に順次上昇又は下降する
値である変換符号化パラメータ値として設定し、その設
定された前記変換符号化パラメータ値に基づいて、前記
一時記憶手段で一時記憶した前記参照画像に係る符号化
データの変換を行って変換参照画像データを得る変換画
像生成手段(14c)と、を少なくとも具備して構成す
ることを特徴とする符号化画像レート変換装置。
6) A plurality of inter-frame coded motion-compensated prediction pictures are arranged behind an intra-coded picture, and the first coded data coded at the first transmission rate is obtained. A coded image rate conversion device for obtaining the first coded data as second coded data obtained by converting the first coded data to a second transmission rate, wherein the plurality of reference images are obtained from the first coded data. Temporary storage means (14a, 18b) for obtaining and temporarily storing respective encoded data according to the above and arrangement information relating to the arrangement order of the plurality of reference images;
Each encoding parameter value used for rate-converting the encoded data temporarily stored in the temporary storage means is set as a conversion encoding parameter value that is a value that sequentially increases or decreases in a stepwise manner according to the arrangement order. A conversion image generation unit for converting the coded data relating to the reference image temporarily stored in the temporary storage unit based on the set conversion coding parameter value to obtain conversion reference image data (14c) And a coded image rate conversion device characterized by comprising at least:

【0054】[0054]

【発明の実施の形態】以下、本発明の符号化画像のレー
ト変換方法、及び符号化画像レート変換装置の実施形態
につき好ましい実施例により説明する。図1は、その符
号化画像のレート変換方法を搭載した符号化画像レート
変換装置の構成であり、以下図と共に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a rate conversion method for a coded picture and a coded picture rate conversion apparatus according to the present invention will be described below. FIG. 1 shows the configuration of a coded image rate conversion apparatus equipped with the coded image rate conversion method, which will be described below with reference to the drawings.

【0055】同図に示す符号化画像レート変換装置10
は、符号化データ入力端子11、バッファ12、VLD
(variable length decoding)器13、画像データ変換
器14、ヘッダパラメータ変換器16、再VLC(vari
able length coding)器17、変換符号量制御器18、
及びバッファ19より構成される。
The coded image rate converter 10 shown in FIG.
Is a coded data input terminal 11, a buffer 12, a VLD
(Variable length decoding) unit 13, image data converter 14, header parameter converter 16, re-VLC (variable
able length coding) unit 17, conversion code amount controller 18,
And a buffer 19.

【0056】次に、このように構成される符号化画像レ
ート変換装置10の動作について述べる。まず、入力端
子11に供給されたMPEG(moving picture experts
group)符号化データはバッファ12に供給されて一時
記憶され、必要に応じてVLD器13により読み出され
る。
Next, the operation of the coded image rate converter 10 configured as described above will be described. First, MPEG (moving picture experts) supplied to the input terminal 11
group) The coded data is supplied to the buffer 12, temporarily stored, and read out by the VLD unit 13 as needed.

【0057】そのVLD器13では所定のフォーマット
によりVLCされた符号化データの復号が行われ、復号
化されて得られるデータのうち画像データは後述の様に
して画像データ変換器14による変換誤差の伝播がなさ
れないようにして画像レートの変換がなされ、その画像
レート変換に基づく符号化パラメータ情報はヘッダパラ
メータ変換器16に供給されるると共に、変換された画
像データは再VLC器72供給される。
The VLD unit 13 decodes the encoded data VLC in a predetermined format, and among the data obtained by decoding, the image data is converted into a conversion error by the image data converter 14 as described later. The image rate is converted without being propagated. The coding parameter information based on the image rate conversion is supplied to the header parameter converter 16 and the converted image data is supplied to the VLC unit 72 again.

【0058】その再VLC器72にはヘッダパラメータ
変換器16からの信号も供給されるが、そのヘッダパラ
メータ変換器16では、画像データ変換器14より供給
された符号化パラメータ情報、及びレート変換のなされ
た符号化画像のパラメータに係るヘッダ情報の変更、な
いしは変換が行われたヘッダパラメータ情報が生成され
る。
The signal from the header parameter converter 16 is also supplied to the re-VLC unit 72. The header parameter converter 16 encodes the coding parameter information supplied from the image data converter 14 and the rate conversion. The changed header information related to the parameter of the coded image or the converted header parameter information is generated.

【0059】このようにして生成された画像データ及び
ヘッダパラメータ情報はVLC器17に供給され、それ
らの供給された信号はMPEG標準により規定される方
法に従って可変長符号化がなされ、可変長符号化のなさ
れた符号化データはバッファ19に供給されて、一時記
憶される。
The image data and header parameter information generated in this way are supplied to the VLC unit 17, and the supplied signals are subjected to variable-length coding according to a method defined by the MPEG standard, and to variable-length coding. The encoded data obtained is supplied to the buffer 19 and is temporarily stored.

【0060】そのバッファ19では、一時記憶された符
号化データの符号量情報が変換符号量制御器18に供給
され、その変換符号量制御器18では供給された符号化
データの符号量と図示しない目標符号量設定手段により
設定された目標符号量とが比較され、その比較して得ら
れる符号量増減のための情報は上記の画像データ変換器
14に供給される。
In the buffer 19, the code amount information of the coded data temporarily stored is supplied to the conversion code amount controller 18, and the conversion code amount controller 18 determines the code amount of the supplied coded data and the code amount (not shown). The target code amount set by the target code amount setting means is compared, and information for increasing / decreasing the code amount obtained by the comparison is supplied to the image data converter 14.

【0061】その画像データ変換器14では、供給され
た符号量増減情報に基づいて画像データを変換するとき
に使用する、例えば量子化スケールなどのスケール値を
変更するなどにより、変換されて生成される符号化デー
タの符号量を調整するようにし、バッファ19より供給
されるレート変換後の符号化データが所定の目標符号量
になるように制御される。
The image data converter 14 converts the image data based on the supplied code amount increase / decrease information, for example, by changing a scale value such as a quantization scale. The rate of encoded data supplied from the buffer 19 is controlled so as to reach a predetermined target code quantity.

【0062】そのようにして、符号化画像レート変換装
置10に供給された符号化データは、所定の伝送レート
の画像データに変換され、その変換された画像データは
予測残差成分に誤差が生じても、後述の様に、順方向予
測で行う動き補償予測において、誤差が蓄積され復号画
像にその誤差蓄積が顕著に生じることのないレート変換
された所定の符号量である符号化データ出力として符号
化画像レート変換装置10より供給されるものである。
In this way, the coded data supplied to the coded image rate conversion device 10 is converted into image data of a predetermined transmission rate, and the converted image data has an error in the prediction residual component. However, as will be described later, in the motion compensation prediction performed in the forward prediction, as a coded data output which is a rate-converted predetermined code amount in which errors are accumulated and the error accumulation does not significantly occur in a decoded image. It is supplied from the coded image rate conversion device 10.

【0063】次に、このようにしてなされる、符号化デ
ータとして例えばMPEG方式を用いた符号化データに
おいて、また符号化画像のレート変換は圧縮符号化され
た画像データを復号化せずに、DCT係数までの復号を
行いその復号されたDCT係数領域でAC係数の高域周
波数成分を削減する、もしくは量子化スケールを大きく
設定するなどによりAC係数が変換されるときに生じ
る、蓄積されて生成されるAC係数の変換誤差の伝播時
間を小さくする符号化された画像データのレート変換に
ついて更に述べる。
Next, in the encoded data using the MPEG method, for example, as the encoded data, the rate conversion of the encoded image is performed without decoding the compressed and encoded image data. Decoding up to the DCT coefficients and reducing the high frequency components of the AC coefficients in the decoded DCT coefficient area, or generating the accumulated and generated AC coefficients when the AC coefficients are converted by setting a large quantization scale. The rate conversion of the encoded image data for reducing the propagation time of the conversion error of the AC coefficient to be performed will be further described.

【0064】その、画像データの伝送レート変換は、符
号化された動画像データを復号化せずに、符号化データ
のDCT係数領域におけるAC係数の高域成分を削減す
る、もしくは量子化スケールを大きく設定し直すレート
変換手法であるが、そのような伝送レートの変更に伴い
生じる動き補償用参照ピクチャの画像歪、量子化雑音な
どの誤差成分が増加しないようにしてレート変換を行う
方法である。
In the transmission rate conversion of the image data, the high frequency component of the AC coefficient in the DCT coefficient area of the encoded data is reduced without decoding the encoded moving image data, or the quantization scale is changed. Although this is a rate conversion method of resetting to a large value, it is a method of performing rate conversion so that error components such as image distortion of the motion compensation reference picture and quantization noise caused by such a change in the transmission rate do not increase. .

【0065】即ち、それらのレート変換時に生じる誤差
成分の増加は、動き補償用の参照ピクチャとして使用す
る過去のIピクチャ及びPピクチャの画質が変更される
ことにより予測残差信号成分に誤差が生じるため、以下
に述べる実施例ではその誤差成分がMPEGの動き補償
予測画面であるIピクチャ、及びPピクチャを介して生
成される誤差成分の再生画像への影響を少なくしたレー
ト変換手法に関するものである。
That is, the increase in the error component caused during the rate conversion causes an error in the prediction residual signal component due to a change in the image quality of the past I picture and P picture used as the reference picture for motion compensation. Therefore, the embodiment described below relates to a rate conversion method in which an error component of the error component generated via an I picture and a P picture, which is a motion compensation prediction screen of MPEG, has less influence on a reproduced image. .

【0066】その誤差成分レベルの縮減は、動き補償予
測を行いながら符号化のなされた符号化信号のビットレ
ート変換を、GOP内におけるPピクチャデータの平均
符号配分量を時間的に後のピクチャほど小さくする第1
の手法、平均AC係数のVLCコード長が時間的に後の
ピクチャほど小さくなるようにAC係数を削除する第2
の手法、Pピクチャデータの平均量子化スケールを時間
的に後のピクチャほど大きくする第3の手法、ないしは
Pピクチャ量子化マトリックスのAC高域成分係数を時
間的に後のピクチャほど大きくなるようにするなどによ
り符号量制御を行う第4の手法などにより、Iピクチ
ャ、ないしはPピクチャのAC係数削減、量子化スケー
ルなどの変更により予測残差成分に誤差が生じても、順
方向予測で巡回して行う動き補償予測で、誤差が蓄積さ
れ復号画像にその誤差蓄積が顕著に生じることがないよ
うにした符号化画像のレート変換手法に関するものであ
り、以下これらの手法について順に述べる。
To reduce the error component level, the bit rate conversion of the coded signal coded while performing the motion compensation prediction is performed by changing the average code distribution amount of the P picture data in the GOP to a temporally later picture. First to make smaller
, The AC coefficient is deleted such that the VLC code length of the average AC coefficient becomes smaller in a temporally later picture.
The third method of increasing the average quantization scale of P-picture data in a temporally later picture, or the AC high-frequency component coefficient of a P-picture quantization matrix so as to be greater in a temporally later picture. Even if an error occurs in the prediction residual component due to AC coefficient reduction of I-pictures or P-pictures, change in quantization scale, etc., a fourth method of controlling the code amount by performing a forward prediction is performed. The present invention relates to a rate conversion method of a coded image in which errors are accumulated in a motion compensation prediction performed in such a manner that errors do not accumulate remarkably in a decoded image. These methods will be described below in order.

【0067】まず、GOP内におけるPピクチャデータ
の平均符号配分量を時間的に後のピクチャほど小さくす
る第1の手法について述べる。図2に、その第1の手法
を搭載した符号化画像レート変換装置の第1実施例の構
成を示し、その動作について述べる。
First, a first method for reducing the average code distribution amount of P picture data in a GOP in a temporally later picture will be described. FIG. 2 shows the configuration of the first embodiment of the coded image rate conversion apparatus equipped with the first method, and its operation will be described.

【0068】同図に示す符号化画像レート変換装置10
aは、前述の図1における符号化画像レート変換装置1
0に対して、画像データ変換器14及び変換符号量制御
器18の構成を詳細に示したもので、その画像データ変
換器14はAC・DC係数メモリ14a、パラメータメ
モリ14b、及び再量子化器14cよりなり、また変換
符号量制御器18は符号量制御器18aとピックチャナ
ンバ発生器18bとより構成される。
The coded image rate converter 10 shown in FIG.
a is the coded image rate conversion device 1 in FIG.
0, the configuration of the image data converter 14 and the conversion code amount controller 18 is shown in detail. The image data converter 14 includes an AC / DC coefficient memory 14a, a parameter memory 14b, and a requantizer. 14c, and the conversion code amount controller 18 includes a code amount controller 18a and a pick number generator 18b.

【0069】次に、この様に構成される符号化画像レー
ト変換装置10aは、GOP内の少なくともPピクチャ
データの平均符号配分量が、符号化前の誤差画像のアク
ティビティで正規化したときに、時間的に前のピクチャ
ほど小さくなるように符号量制御を行うが、次にその動
作について述べる。
Next, the coded image rate conversion device 10a configured as described above, when the average code distribution amount of at least the P picture data in the GOP is normalized by the activity of the error image before coding, The code amount is controlled so that the earlier the picture is, the smaller the code amount is. The operation will be described next.

【0070】まず、符号化画像レート変換装置10aに
供給された符号化データはバッファ12に一時記憶さ
れ、一時記憶された符号化データはVLD器13に供給
されて可変長復号化されるが、可変長復号されて得られ
る情報のうちDCT係数の直流(DC)成分および交流
(AC)成分に係る情報はAC・DC係数メモリ14a
に供給されて一時記憶される。
First, the encoded data supplied to the encoded image rate converter 10a is temporarily stored in the buffer 12, and the temporarily stored encoded data is supplied to the VLD unit 13 for variable length decoding. Among the information obtained by the variable-length decoding, information on the DC (DC) component and the AC (AC) component of the DCT coefficient is stored in an AC / DC coefficient memory 14a.
And is temporarily stored.

【0071】また、可変長復号されて得られる情報のう
ち、その符号化データのマクロブロックごとの符号化モ
ードに係る符号化モード情報、量子化スケール情報、マ
クロブロック内のどのブロック情報を含むかを示すCB
P(coded block pattern)などのパラメータ情報、MP
EGのシーケンスヘッダ及びピクチャヘッダなどのヘッ
ダに記述されるパラメータ情報、そして動きベクトル情
報などはパラメータメモリ14bに一時記憶される。
Also, among the information obtained by the variable length decoding, the coding mode information, the quantization scale information, and the block information in the macro block regarding the coding mode for each macro block of the coded data are included. CB indicating
Parameter information such as P (coded block pattern), MP
Parameter information described in a header such as an EG sequence header and a picture header, and motion vector information are temporarily stored in the parameter memory 14b.

【0072】これらのパラメータメモリ14b、及びA
C・DC係数メモリ14aに一時記憶された情報は再量
子化器14cに供給され、その再量子化器14cでは、
交流成分データと直流成分データは低域周波数成分から
高域周波数成分へのMPEG規格に記載されるジグザグ
スキャン、ないしはオルタネートスキャンの順によりス
キャンするようにして得られ、それらの得られた係数デ
ータは、縦方向8成分x横方向8成分のデータとしてマ
トリックス配置される。
The parameter memories 14b and A
The information temporarily stored in the C / DC coefficient memory 14a is supplied to a requantizer 14c, where the requantizer 14c
The AC component data and the DC component data are obtained by scanning in the order of the zigzag scan or the alternate scan described in the MPEG standard from the low frequency component to the high frequency component, and the obtained coefficient data is Are arranged in a matrix as data of eight components in the vertical direction and eight components in the horizontal direction.

【0073】そのマトリックス配置されたデータは再量
子化器14cで再量子化が行われるが、その再量子化方
法は符号量制御器18aにより指定される符号量、即ち
後述のアルゴリズムにより得られたピクチャ当りの目標
符号量となるように量子化スケールの大きさが変更され
るなどにより行われる。
The data arranged in the matrix is re-quantized by the re-quantizer 14c. The re-quantization method is obtained by the code amount designated by the code amount controller 18a, that is, by the algorithm described later. This is performed by, for example, changing the size of the quantization scale so that the target code amount per picture becomes the target code amount.

【0074】そのようにして再量子化器14cで再量子
化された符号化データ、及びヘッダパラメータ変換器1
6でその再量子化に基づいて変換されたヘッダパラメー
タは再VLC器17に供給されて再VLC化され、再V
LC化されて得られるデータはバッファ19に供給さ
れ、そのバッファ19には供給されたデータのうち1ピ
クチャ分のデータが蓄積される。
The encoded data re-quantized by the re-quantizer 14c and the header parameter converter 1
6, the header parameter converted based on the requantization is supplied to the re-VLC unit 17 and re-VLC-converted,
The data obtained by the LC conversion is supplied to a buffer 19, and the buffer 19 stores data of one picture among the supplied data.

【0075】そのバッファ19では、供給されたデータ
を基に発生符号量が求められ、その求められた発生符号
量情報は符号量制御器18aに供給され、その符号量制
御器18aでは1ピクチャごとにカウントして得られる
発生符号量を基に再量子化器14cで再生成される符号
化データが目標符号量となるようにフィードバック制御
される。
In the buffer 19, the generated code amount is obtained based on the supplied data, and the obtained generated code amount information is supplied to the code amount controller 18a. The feedback control is performed so that the coded data regenerated by the requantizer 14c based on the generated code amount obtained by counting the target code amount becomes the target code amount.

【0076】その目標符号量のフィードバック制御は、
GOP毎の画像データ枚数に対する符号化データ量とし
て制御されるが、そのための画像データ枚数はVLD器
13より供給される画像データがピクチャナンバ発生器
18bに供給され、そのピクチャナンバ発生器18bに
より発生されるピクチャナンバ情報を基にして行われ
る。
The feedback control of the target code amount is as follows.
The coded data amount is controlled with respect to the number of image data for each GOP, and the number of image data is controlled by the image data supplied from the VLD unit 13 supplied to the picture number generator 18b, and generated by the picture number generator 18b. This is performed based on the picture number information to be obtained.

【0077】そして、そのピクチャナンバ発生器18b
からは、GOPヘッダが供給された際にはカウント数を
0にリセットするようにして、GOPの最初からのピク
チャに対するピクチャナンバが発生されるようになされ
ている。
Then, the picture number generator 18b
After that, when the GOP header is supplied, the count number is reset to 0, and a picture number for the picture from the beginning of the GOP is generated.

【0078】また、そのピクチャナンバは、例えば動き
補償予測の対象となるIピクチャ及びPピクチャの数を
カウントすることにより行う。即ち、GOPの最初はI
ピクチャであるのでそのピクチャのカウントを1とし、
次にあるPピクチャは2、その次のPピクチャを3、・
・・のようにカウントする。
The picture number is determined by counting the number of I pictures and P pictures to be subjected to motion compensation prediction, for example. That is, at the beginning of a GOP, I
Since it is a picture, the count of the picture is set to 1,
The next P picture is 2, the next P picture is 3,.
・ ・ Count like.

【0079】通常用いられるGOPのフレーム数は15
フレーム程度であり、BピクチャがP(もしくはI)ピ
クチャと次のPピクチャとの間に2フレーム配置される
様にして符号化されることが多く、そのような場合はG
OP内にIピクチャが1枚、Pピクチャが4枚、Bピク
チャが10枚存在することになる。
The number of GOP frames normally used is 15
Frame, and it is often encoded such that a B picture is arranged in two frames between a P (or I) picture and the next P picture.
In the OP, one I picture, four P pictures, and ten B pictures exist.

【0080】そのようにして、ピクチャナンバは時間的
に過去にあるI及びPピクチャより順に数えられ、カウ
ント数とIないしはPピクチャとの関係は次のようにな
る。 I:1 P:2 P:3 P:4 P:5
In this way, the picture numbers are counted in order from the I and P pictures which are temporally past, and the relationship between the count number and the I or P picture is as follows. I: 1 P: 2 P: 3 P: 4 P: 5

【0081】これらのピクチャナンバは符号量制御器1
8aに供給されるが、その符号量制御器18aでは小さ
いナンバほど目標符号量を大きく、そして大きいナンバ
ほど目標符号量を小さく設定し、その設定された目標符
号量情報を量子化器14cに供給するようにする。
These picture numbers correspond to the code amount controller 1
In the code amount controller 18a, the smaller the number, the larger the target code amount, and the larger the number, the smaller the target code amount, and supplies the set target code amount information to the quantizer 14c. To do it.

【0082】例えば、目標符号量を供給される符号化デ
ータに対して1/2にレート変換した符号化データを生
成する場合では、符号化データの平均変換係数Xcは
0.5となるが、それぞれのカウント数がnであるIな
いしはPピクチャに対する変換係数Xc(n)を次の様
に設定する。
For example, in the case of generating coded data obtained by subjecting the coded data supplied with the target code amount to レ ー ト, the average conversion coefficient Xc of the coded data is 0.5. The conversion coefficient Xc (n) for the I or P picture whose count number is n is set as follows.

【0083】Xc(1)=0.54 Xc(2)=0.52 Xc(3)=0.50 Xc
(4)=0.48 Xc(5)=0.46 これらの場合では、GOP内において動き補償予測の対
象となるそれぞれの参照フレーム画像に対する変換係数
はIフレームにおいては0.54であるが、その後に配
置されるPフレームの変換係数はカウント数が増える毎
に0.02づつ小さな値となっている。
Xc (1) = 0.54 Xc (2) = 0.52 Xc (3) = 0.50 Xc
(4) = 0.48 Xc (5) = 0.46 In these cases, the transform coefficient for each reference frame image to be subjected to motion compensation prediction in the GOP is 0.54 in the I frame, but is arranged after that. The conversion coefficient of the P frame becomes smaller by 0.02 every time the count number increases.

【0084】次に、このようにして与えられた変換係数
Xc(n)に対する符号化画像レート変換装置10aの
符号量制御の方法について詳細に述べる。
Next, a method of controlling the code amount of the coded image rate converter 10a for the transform coefficient Xc (n) given in this way will be described in detail.

【0085】その符号化画像レート変換装置10aの再
VLC器17で再量子化されて生成される符号化データ
は、所定の転送レートによる符号化データ出力としてバ
ッファ19より供給されるが、その供給されるデータの
マクロブロック毎の発生符号量の情報は、符号量制御器
18aに供給されることにより、前述の様に目標符号量
に対する発生符号量との差分が再量子化器14cに供給
されるようになされてフィードバックループが形成さ
れ、そのフィードバックループにより符号化データの符
号量制御がなされる。
The encoded data generated by being requantized by the re-VLC unit 17 of the encoded image rate conversion device 10a is supplied from the buffer 19 as encoded data output at a predetermined transfer rate. The information of the generated code amount for each macro block of the data to be supplied is supplied to the code amount controller 18a, and the difference between the generated code amount and the target code amount is supplied to the requantizer 14c as described above. Thus, a feedback loop is formed, and the code amount of the encoded data is controlled by the feedback loop.

【0086】次に、その区間が1GOPである短区間の
符号量制御について述べる。まず、それぞれのGOPに
おけるレート変換後の目標符号量をRとするときの符号
量制御について述べる。
Next, control of the code amount in a short section in which the section is 1 GOP will be described. First, code amount control when the target code amount after rate conversion in each GOP is R will be described.

【0087】即ち、GOPの各ピクチャに対する割り当
て符号量を、GOP内でまだ符号化していないピクチャ
に対して所望の重みをつけて配分する。 Xi = Si ×Qi Xp = Sp ×Qp Xb = Sb ×Qb
That is, the amount of code to be allocated to each picture of the GOP is allocated with a desired weight to the pictures which have not been coded in the GOP. Xi = Si × Qi Xp = Sp × Qp Xb = Sb × Qb

【0088】ここでXは global complexity measure
と称されるひとつ手前(時間的に過去)の、同じピクチ
ャタイプの画像を符号化した結果として得られる発生符
号量Sと平均量子化スケールQの積で定義されるパラメ
ータである。
Where X is a global complexity measure
This is a parameter defined by the product of the generated code amount S and the average quantization scale Q obtained as a result of encoding an image of the same picture type immediately before (temporally past).

【0089】そして、理想的な画質を与える量子化スケ
ールQは、Iピクチャにおける量子化スケールを基準と
するときのPピックチャに対する量子化スケールの比率
Kpを1.0とし、またBピクチャに対する量子化スケ
ールの比率Kbを1.4として仮定する。
The quantization scale Q for providing the ideal image quality is such that the ratio Kp of the quantization scale to the P-picture when the reference is to the quantization scale in the I-picture is 1.0, and the quantization scale to the B-picture is It is assumed that the scale ratio Kb is 1.4.

【0090】そのときのI、P、及びBピクチャに対す
る目標符号量をそれぞれTi、Tp、及びTbとすると
き、それらの目標符号量は次のように与えられる。 Ti= MAX [ R/(1+(NpXp/XiKp)+NbXb/XiKb)),bitrate/(8XPictureRate)] Tp= MAX [ R/(Np+(NbKpXb/KbXp)),bitrate/(8XPictureRate)] Tb= MAX [ R/(Nb+(NpKbXp/KpXb)),bitrate/(8XPictureRate)]
Assuming that the target code amounts for the I, P, and B pictures at that time are Ti, Tp, and Tb, respectively, those target code amounts are given as follows. Ti = MAX [R / (1+ (NpXp / XiKp) + NbXb / XiKb)), bitrate / (8XPictureRate)] Tp = MAX [R / (Np + (NbKpXb / KbXp)), bitrate / (8XPictureRate)] Tb = MAX [R / (Nb + (NpKbXp / KpXb)), bitrate / (8XPictureRate)]

【0091】ここで、MAX{A,B}として示される
関数はパラメータA及びBのうちの大きい方のパラメー
タを選択することを示しており、RはGOP内でピクチ
ャ毎に更新されて与えられる目標符号量であり、GOP
開始時におけるRの初期値はそのGOPに対して与えら
れる符号量である。
Here, the function indicated as MAX {A, B} indicates that the larger one of the parameters A and B is selected, and R is updated and provided for each picture in the GOP. Target code amount, GOP
The initial value of R at the start is the code amount given to the GOP.

【0092】また、Np、及びNbのそれぞれはGOP
内におけるPピクチャ、及びBピクチャのうちそれぞれ
の未符号化ピクチャ枚数を、bitrateはレート変換前の
符号化データの伝送レート(毎秒伝送ビット数)を、ま
たPictureRateは画像信号の毎秒フレーム枚数(30フ
レーム/秒)を示している。
Each of Np and Nb is a GOP
, The bit rate indicates the transmission rate of the encoded data (the number of transmission bits per second) before rate conversion, and the PictureRate indicates the number of frames per second of the image signal (30 frames). (Frames / second).

【0093】そして、(NpXp/XiKp)はNpXpをXiKpで除し
て得られる値を示している。このようにして、Ti、T
p、及びTbの各ピクチャごとの目標符号量が得られる
が、その目標符号量には前述の変換係数Xc(n)が乗
じられて、それぞれの画像のレート変換を行うための目
標符号量として与えられる。
(NpXp / XiKp) indicates a value obtained by dividing NpXp by XiKp. Thus, Ti, T
A target code amount for each picture of p and Tb is obtained, and the target code amount is multiplied by the above-described conversion coefficient Xc (n) to obtain a target code amount for performing rate conversion of each image. Given.

【0094】即ち、レート変換後の符号化データを得る
ための目標符号量は次の様になる。 Ti = Ti X Xc(n) n=1 Tp= Tp X Xc(n) n=2,3,4,5 Tb= Tb X Xc
That is, the target code amount for obtaining the encoded data after the rate conversion is as follows. Ti = Ti X Xc (n) n = 1 Tp = Tp X Xc (n) n = 2,3,4,5 Tb = Tb X Xc

【0095】ここでnは上述のピクチャナンバであり、
Iピクチャにおいてはn=1、Pピクチャにおけるn
は、GOPが15ピクチャでありBピクチャがP(もし
くはI)ピクチャとPピクチャの間に2フレームづつ存
在するときに、そのピクチャナンバに応じて2から5ま
での数が与えられる。
Here, n is the above-mentioned picture number,
N = 1 for I picture, n for P picture
Is a number from 2 to 5 according to the picture number when the GOP is 15 pictures and the B picture exists between the P (or I) picture and the P picture every two frames.

【0096】また、Rの初期値はそのGOPに与えられ
た符号量であり、GOP内での符号化がなされる毎にR
よりI、P、Bピクチャの発生符号量であるSi、S
p、又はSbが減じられるようにしてRの値は更新され
る。
The initial value of R is the code amount given to the GOP, and each time encoding is performed in the GOP, R
Si, S, which are the generated code amounts of I, P, and B pictures
The value of R is updated such that p or Sb is reduced.

【0097】次式に、そのようにして更新されるRの値
を示す。 R = R - Si,p,b このようにしてそれぞれの変換されるピクチャ毎の目標
符号量が得られる。
The following equation shows the value of R thus updated. R = R-Si, p, b In this way, the target code amount for each converted picture is obtained.

【0098】次に、各ピクチャの符号量Ti、Tp、及
びTbと実際の発生符号量を一致させるための、マクロ
ブロック毎に発生符号量を加算しつつ、目標符号量から
途中での予測目標符号量との差を量子化スケールにマク
ロブロック単位でフィードバックする符号量の制御方法
について述べる。
Next, in order to make the code amounts Ti, Tp, and Tb of each picture and the actual generated code amount coincide with each other, the generated code amount is added for each macroblock, and the prediction target value on the way from the target code amount is added. A method of controlling the code amount for feeding back the difference from the code amount to the quantization scale in macroblock units will be described.

【0099】そのI、P、及びBフレームの画像に対し
て発生された画像データ量の制御は、I、P、及びBフ
レームの画像にそれぞれの画像を一時記憶するそれぞれ
の仮想バッファを用い、それぞれの仮想バッファに記憶
された符号化信号の画像データ量を基にして制御する。
The control of the amount of image data generated for the I, P, and B frame images is performed by using respective virtual buffers for temporarily storing the respective images in the I, P, and B frame images. The control is performed based on the image data amount of the encoded signal stored in each virtual buffer.

【0100】ここで、それらの仮想バッファに記憶され
る、ピクチャナンバ発生器18bでカウントされるカウ
ント数がjであるときの、データ量dji、djp、及
びdjbは次式により与えられる。
Here, when the count number counted by the picture number generator 18b stored in the virtual buffers is j, the data amounts dji, djp, and djb are given by the following equations.

【0101】 dji = d0i + B(j-1) - (Ti(j-1) / MB#cnt) djp = d0p + B(j-1) - (Tp(j-1) / MB#cnt) djb = d0b + B(j-1) - (Tb(j-1) / MB#cnt)Dji = d0i + B (j-1)-(Ti (j-1) / MB # cnt) djp = d0p + B (j-1)-(Tp (j-1) / MB # cnt) djb = d0b + B (j-1)-(Tb (j-1) / MB # cnt)

【0102】ここで、d0i、d0p、及びd0pはそ
れぞれのI、P、及びBピクチャに対する各仮想バッフ
ァの初期占有量を、そしてBjはピクチャナンバ発生器
18bでカウントされた各ピクチャの先頭からj番目の
マクロブロックまでの発生符号量を、またMB#cntは1ピ
クチャを構成するマクロブロックの数をそれぞれ示して
いる。
Here, d0i, d0p, and d0p are the initial occupancy amounts of the respective virtual buffers for the respective I, P, and B pictures, and Bj is j from the head of each picture counted by the picture number generator 18b. MB # cnt indicates the number of generated macroblocks constituting one picture.

【0103】このようにして、再量子化器14cにおい
て行われる再量子化スケールQは、フィードバックの応
答速度を与えるパラメータrに対して次式により与えら
れる。 Q = dj × 31 /r r = 2 × bit#rate / picture#rate
Thus, the requantization scale Q performed in the requantizer 14c is given by the following equation with respect to the parameter r that gives the response speed of the feedback. Q = dj × 31 / rr = 2 × bit # rate / picture # rate

【0104】ここで、bit#rateは変換後符号化データの
伝送レートであり、またpicture#rateは毎秒画像枚数、
例えば30フレーム/秒である。このようにして求めら
れたQ、及びrを用いて動作させることにより、供給さ
れた符号化データを所望の符号量にレート変換制御され
た符号化データとして生成することができる。
Here, bit_rate is the transmission rate of the encoded data after conversion, picture_rate is the number of images per second,
For example, 30 frames / sec. By operating using the Q and r obtained in this way, the supplied encoded data can be generated as encoded data that is rate-converted and controlled to a desired code amount.

【0105】ところで、その供給されたレート変更前の
符号化データより再量子化器14c及びパラメータメモ
リ14bにはマクロブロックごとの量子化スケール情
報、及び符号化モードが供給されて一時記憶されてい
る。
By the way, from the supplied encoded data before the rate change, the quantization scale information for each macroblock and the encoding mode are supplied and temporarily stored in the requantizer 14c and the parameter memory 14b. .

【0106】その符号化モードには動き補償予測のモー
ド、例えば前方予測、後方予測、両方向予測、及び独立
モードがあり、またそれぞれの予測モードに対する動き
ベクトル情報などが一時記憶されているが、それらのモ
ード情報及びベクトル情報などはレート変更後の符号化
データに対する情報として変更せずにそのままを用い
る。
The coding modes include motion compensation prediction modes, for example, forward prediction, backward prediction, bidirectional prediction, and independent mode, and motion vector information for each prediction mode is temporarily stored. Mode information and vector information are used without change as information for the encoded data after the rate change.

【0107】一方、符号化データで変更された量子化ス
ケールは、レート変更後の符号化データに対する所望の
ビットレートになされるように符号量制御器18aより
供給される量子化スケールに基づいて再量子化がなさ
れ、再量子化後のDCT係数は所定の順に並べ替えら
れ、その並べ替えられたDCT係数は再VLC器17に
供給される。
On the other hand, the quantization scale changed by the encoded data is re-generated based on the quantization scale supplied from the code amount controller 18a so that the desired bit rate for the encoded data after the rate change is achieved. The quantized, requantized DCT coefficients are rearranged in a predetermined order, and the rearranged DCT coefficients are supplied to the re-VLC unit 17.

【0108】そして、ヘッダパラメータ値変換器16で
は、VLD器13から供給されたMPEGシーケンスヘ
ッダ及びピクチャヘッダなどのヘッダ情報に記述されて
いるパラメータ値情報に対する、レート変換処理に基づ
くパラメータ値の更新がなされる。
The header parameter value converter 16 updates the parameter value based on the rate conversion process with respect to the parameter value information described in the header information such as the MPEG sequence header and the picture header supplied from the VLD unit 13. Done.

【0109】そのパラメータ値の更新は、MPEG1に
より符号化された符号化データの場合では、シーケンス
ヘッダにあるピクチャヘッダに記述されるbit#rate#val
ue、vbv#buffer#size#valueは変換後の値に、またピク
チャヘッダに記述されるvbv#delayは変換後の値に変更
され、変更記述されたピクチャヘッダのデータは再VL
C器17に供給されるようになされる。
In the case of the encoded data encoded by MPEG1, the updating of the parameter value is performed by bit # rate_val described in the picture header in the sequence header.
ue and vbv # buffer # size # value are changed to the converted values, vbv # delay described in the picture header is changed to the converted values, and the changed and described picture header data is re-VL
It is supplied to the C unit 17.

【0110】そして、再VLC器17では、再量子化器
14c、及びヘッダパラメータ変換器16から供給され
たデータを基にして再VLC化が行われ、そのVLC化
されて得られる符号化データはバッファ19に供給され
る。
In the re-VLC unit 17, the re-VLC is performed based on the data supplied from the re-quantizer 14c and the header parameter converter 16, and the encoded data obtained by the VLC conversion is The data is supplied to the buffer 19.

【0111】また、再VLC器17で行われる再VLC
は、例えばMPEG1により符号化されたデータを同一
のMPEG1フォーマットによる符号化データとして、
レート変換のみを行う場合はレート変換に係るデータの
変更が行われるが、例えばMPEG2などにより符号化
されたデータをMPEG4によるフォーマットの符号化
データに変換した出力信号として得るためには、そのM
PEG4標準に準拠した再VLC化が行われることにな
る。
Further, the re-VLC performed by the re-VLC unit 17
Is, for example, data encoded by MPEG1 as encoded data in the same MPEG1 format,
When only the rate conversion is performed, the data related to the rate conversion is changed. For example, in order to obtain data encoded by MPEG2 or the like as encoded data in the format of MPEG4 as an output signal, the M
Re-VLC conversion according to the PEG4 standard will be performed.

【0112】以上、動き補償予測を行いながら符号化の
なされた符号化信号のビットレート変換を、GOP内に
おけるPピクチャデータの平均符号配分量を時間的に後
のピクチャほど小さくする第1の手法について述べた
が、次に誤差成分レベルの縮減を平均AC係数のVLC
コード長が時間的に後のピクチャほど小さくなるように
AC係数を削除する第2の手法について述べる。
As described above, the first method for converting the bit rate of a coded signal that has been coded while performing motion compensation prediction, such that the average code distribution amount of P picture data in a GOP becomes smaller in a temporally later picture. Then, the reduction of the error component level is determined by the VLC of the average AC coefficient.
A second method of deleting the AC coefficient so that the code length becomes smaller in a later picture will be described.

【0113】図3に、その第2の手法を搭載した符号化
画像レート変換装置の第2実施例の構成を示し、その動
作について述べる。
FIG. 3 shows the configuration of a second embodiment of the coded image rate conversion apparatus equipped with the second method, and its operation will be described.

【0114】同図に示す符号化画像レート変換装置10
bは、前述の図1における符号化画像レート変換装置1
0に対して、画像データ変換器14及び変換符号量制御
器18の構成を詳細に示したもので、その画像データ変
換器14はAC・DC係数メモリ14a、パラメータメ
モリ14b、及びAC係数削除器14dよりなり、また
変換符号量制御器18は符号量制御器18aとピクチャ
ナンバ発生器18bより構成されている。
The coded image rate converter 10 shown in FIG.
b is the coded image rate conversion device 1 in FIG.
0, the configuration of the image data converter 14 and the conversion code amount controller 18 is shown in detail. The image data converter 14 includes an AC / DC coefficient memory 14a, a parameter memory 14b, and an AC coefficient deleter. 14d, and the conversion code amount controller 18 comprises a code amount controller 18a and a picture number generator 18b.

【0115】次に、この様に構成される符号化画像レー
ト変換装置10bは、GOP内の少なくともPピクチャ
データのDCT係数誤差成分レベルの縮減を、平均AC
係数のVLCコード長が時間的に後のピクチャほど小さ
くなるようにAC係数を削除するようにして符号量制御
を行うが、その動作について前述の図2に示した符号化
画像レート変換装置10aの動作を参照しつつ述べる。
Next, the coded image rate converter 10b configured as described above determines the reduction of the DCT coefficient error component level of at least the P picture data in the GOP by the average AC
The code amount control is performed by deleting the AC coefficient so that the VLC code length of the coefficient becomes smaller in the later picture, and the operation is performed by the coded image rate conversion apparatus 10a shown in FIG. This will be described with reference to the operation.

【0116】その符号化画像レート変換装置10bの構
成は、符号化画像レート変換装置10aの構成に対して
画像データ変換器14における再量子化器14cがAC
係数削減器14dとなっている点で異なっており、その
構成の異なりに基づく動作を主に述べる。
The configuration of the coded image rate converter 10b is different from that of the coded image rate converter 10a in that the requantizer 14c in the image data
It differs in that it is a coefficient reducer 14d, and the operation based on the difference in the configuration will be mainly described.

【0117】即ち、入力端子11に供給された符号化デ
ータはバッファ12を介してVLD器13に供給されて
可変長復号化され、得られた直流成分および交流成分は
AC・DC係数メモリ14aに一時記憶されると共に、
マクロブロックごとの符号化モード、量子化スケール、
マクロブロック内のどのブロック情報を含むかを示すC
BP(coded block pattern)などのパラメータ、及び動
きベクトル情報はパラメータメモリ14bに一時記憶さ
れ、またMPEGシーケンスヘッダ及びピクチャヘッダ
などのヘッダ情報はヘッダパラメータ変換器16に供給
され、そこに一時記憶される。
That is, the encoded data supplied to the input terminal 11 is supplied to the VLD unit 13 via the buffer 12 and subjected to variable-length decoding. The obtained DC component and AC component are stored in the AC / DC coefficient memory 14a. While being temporarily stored,
Encoding mode, quantization scale,
C indicating which block information in the macroblock is included
Parameters such as BP (coded block pattern) and motion vector information are temporarily stored in a parameter memory 14b, and header information such as an MPEG sequence header and a picture header are supplied to a header parameter converter 16 and temporarily stored therein. .

【0118】そして、AC・DC係数メモリ14aに一
時記憶されたDCT係数の直流成分および交流成分はA
C係数削除器14dに供給され、そこでは交流成分デー
タと直流成分データは低域周波数成分から高域周波数成
分の順に、即ちMPEG規格に記載されているジグザグ
スキャン、もしくはオルタネートスキャンの順に従って
縦8成分x横8成分のマトリックスとして配置される。
The DC and AC components of the DCT coefficient temporarily stored in the AC / DC coefficient memory 14a are A
The AC component data and the DC component data are supplied to the C-coefficient remover 14d, where the AC component data and the DC component data are arranged vertically in the order of low frequency components to high frequency components, that is, in a zigzag scan or an alternate scan described in the MPEG standard. It is arranged as a matrix of component x eight horizontal components.

【0119】そのような順に配置された係数値は、特定
の位置に配置される係数値のみを残して他は削除するよ
うにして符号量の削減が行われるが、その係数を残す方
法は符号量制御器18aによって指定された符号量、即
ち後述のアルゴリズムで求められたピクチャ当りの目標
符号量になるように所定の交流係数値を0とする様にし
て交流係数の数を削減する。
For the coefficient values arranged in such an order, the code amount is reduced by leaving only the coefficient values arranged at a specific position and deleting the others. The number of AC coefficients is reduced by setting the predetermined AC coefficient value to 0 so that the code amount specified by the amount controller 18a, that is, the target code amount per picture obtained by an algorithm described later, becomes zero.

【0120】その交流係数の符号化はMPEGで規定さ
れたハフマン符号化用VLCコード表に基づいてなされ
るが、所定の周波数以上の交流係数値を0とすることに
より符号量の削減を行なうことができる。
The coding of the AC coefficient is performed based on the VLC code table for Huffman coding specified by MPEG, but the code amount is reduced by setting the AC coefficient value above a predetermined frequency to 0. Can be.

【0121】その符号量の削減は、マクロブロックの中
には輝度信号が4つ、色差信号が2つの計6つの8×8
画素ブロックが存在しているが、それらのブロックそれ
ぞれの交流係数符号に対して行なうことができる。
The reduction of the code amount is as follows: a macroblock has four luminance signals and two color difference signals, that is, a total of six 8 × 8 pixels.
Although there are pixel blocks, this can be performed for the AC coefficient code of each of those blocks.

【0122】図4に、MPEGで規定されたハフマン符
号化用VLCコード表を示す。同図に示すコード表にお
いて、1番から26番までのランレングス符号化におけ
るラン長(run)とレベル値(level)を規定しており、
その右にはそのラン長とレベル値を表現するためのビッ
ト長(符号長)を、更にその右には合計の符号長(累
積)を、そして次の右端にはその情報を格納するアドレ
ス値が規定されている。
FIG. 4 shows a VLC code table for Huffman encoding specified by MPEG. In the code table shown in the figure, a run length (run) and a level value (level) in run-length encoding from No. 1 to No. 26 are defined,
On the right is the bit length (code length) for expressing the run length and level value, on the right is the total code length (cumulative), and on the next right end is the address value that stores the information Is stipulated.

【0123】このようなVLCコードを用いる符号化で
は、特に符号化すべきDCT係数値をジグザグにスキャ
ンしながら得て行うことにより、高能率な符号化を行な
うことができる。図5に、フレーム内符号化されて得ら
れるDCT係数値をジグザグスキャンして得るための走
査方法を示す。
In the encoding using such a VLC code, the DCT coefficient value to be encoded is obtained while scanning in a zigzag manner, so that highly efficient encoding can be performed. FIG. 5 shows a scanning method for obtaining DCT coefficient values obtained by intra-frame encoding by zigzag scanning.

【0124】同図において、水平、及び垂直に配列され
る画像データに対して2次元DCT演算を行なって2次
元のDCT係数を得、その得られた2次元係数値を矢印
の方向に走査しながら順に係数値を得、それらの得られ
た係数値のハフマン符号化を行う状態を示している。
In the figure, a two-dimensional DCT operation is performed on image data arranged horizontally and vertically to obtain a two-dimensional DCT coefficient, and the obtained two-dimensional coefficient value is scanned in the direction of the arrow. This shows a state in which coefficient values are sequentially obtained and Huffman coding of the obtained coefficient values is performed.

【0125】そして、それらの得られる係数値の内、左
上に配置される係数値は画像の直流レベルに関するもの
で、MPEG規格ではそのDC値はハフマン符号化デー
タの対象とはしてなく、ジグザグスキャンは上列の左か
ら2番目の係数値より開始される。
Of the obtained coefficient values, the coefficient value arranged at the upper left relates to the DC level of the image. According to the MPEG standard, the DC value is not a target of the Huffman coded data, but is a zigzag. Scanning is started from the second coefficient value from the left in the upper row.

【0126】この様してなされるハフマン符号事象は、
0以外の有効係数が検出されるまでの0の個数(0ラン
レングス)と有効係数(レベル値)の組み合わせ事象に
より表現されている。
The Huffman code event thus performed is:
It is represented by a combination event of the number of zeros (0 run length) and the effective coefficient (level value) until an effective coefficient other than 0 is detected.

【0127】このようにして、イントラ画像に対するハ
フマン符号化事象はなされるが、次に動き補償予測のな
されたノンイントラ画像に対するハフマン符号化事象に
ついて述べる。
The Huffman coding event for the intra picture is performed as described above. Next, the Huffman coding event for the non-intra picture on which the motion compensation prediction is performed will be described.

【0128】図6に、ノンイントラ画像に対するハフマ
ン符号化の様子を示す。同図において、ノンイントラ画
像の場合はブロックの左上に配置される係数値はAC符
号コードとして扱われ、イントラ画像の場合ではDC符
号コードとして扱われるのと異なっている。
FIG. 6 shows the state of Huffman coding for a non-intra image. In the drawing, the coefficient value arranged at the upper left of the block is treated as an AC code code in the case of a non-intra image, and is different from that treated as a DC code code in the case of an intra image.

【0129】このようにして2つのハフマン符号化事象
があるが、VLD器13ではそれぞれのハフマン符号化
事象を検出し、検出して得られるAC係数符号の伝送順
序、符号長の累積符号量事象情報、及びジグザグスキャ
ンしたときの係数位置を示すアドレス値を得てパラメー
タメモリ14bに供給するようにする。
As described above, there are two Huffman coding events. The VLD unit 13 detects each Huffman coding event, and determines the transmission order of the AC coefficient codes obtained by the detection and the cumulative code amount event of the code length. Information and an address value indicating a coefficient position at the time of zigzag scanning are obtained and supplied to the parameter memory 14b.

【0130】また、VLD情報にはAC係数符号、及び
その符号長情報が含まれているため前述の図4に示した
VLCコード表を基に復号されるAC係数値を低域周波
数からの順に配列し、供給される変換前符号化データに
係る累積符号量のトータル符号量である例えば278ビ
ットに対し、所定の削減率を乗じた符号量の符号化デー
タを生成するようにして、変換後目標符号量の符号化デ
ータを得るようにする。
Since the VLD information contains the AC coefficient code and its code length information, the AC coefficient values decoded based on the VLC code table shown in FIG. For example, 278 bits, which is the total code amount of the accumulated code amount related to the supplied encoded data before conversion, is multiplied by a predetermined reduction rate to generate encoded data of a code amount. Encoded data of a target code amount is obtained.

【0131】図7に、一般的な画像をDCT変換したと
きに得られるDCT係数の例を示す。同図に示すDCT
係数は、Iピクチャ、予測を行わずに符号化したPピク
チャ、ないしは予測を行わずにフレーム内符号化を行っ
たBピクチャに対するものであり、左上部はDCとなっ
ている。
FIG. 7 shows an example of DCT coefficients obtained when a general image is subjected to DCT. DCT shown in FIG.
The coefficients are for an I picture, a P picture coded without prediction, or a B picture that has been intra-coded without prediction, and the upper left is DC.

【0132】図8に、DCT係数のジグザグスキャンの
順を示す。同図は、上記図7に示したDCT係数を、前
述の図5に示した方法によりジグザグスキャンするとき
のデータの取得順を示すため、テーブル上に矢印を多重
して示したものである。
FIG. 8 shows the order of zigzag scanning of DCT coefficients. FIG. 7 shows the DCT coefficients shown in FIG. 7 by multiplexing arrows on the table in order to show the data acquisition order when performing the zigzag scan by the method shown in FIG.

【0133】このDCT係数のジグザグスキャンは、通
常同図に示すより開始され、まで行われるが、ここ
で量子化スケールを大きな値に変更し、1、及び−1の
量子化値が0とされるときはより開始されてまでの
スキャンがなされる、及びその間の係数値も小さ値にな
ることにより、そのスキャンして得られるデータのハフ
マン符号化を行うことによりデータ量の削減がなされ
る。
The zigzag scan of the DCT coefficients is normally started and performed as shown in FIG. 19, but the quantization scale is changed to a large value, and the quantization values of 1 and -1 are set to 0. In this case, the scan is performed up to the start of the scan, and the coefficient value during the scan is reduced, so that the data amount is reduced by performing the Huffman encoding of the data obtained by the scan.

【0134】そのようにしてなされるAC係数の削減
は、トータル符号量に概略の比率(1−削除率 Rc(n))
を乗じた値までを有効とし(ただしnは後述するピクチ
ャナンバ)、それ以降の符号は削除するようにして行
い、その削除された後のAC符号にEOB(END OF BLO
CK)コードを付すようにする。
The reduction of the AC coefficient thus performed is performed by adding the approximate ratio (1−deletion rate Rc (n)) to the total code amount.
Is valid (however, n is a picture number to be described later), codes after that are deleted, and EOB (END OF BLO) is added to the AC code after the deletion.
CK) Attach a code.

【0135】このようにして、全てのブロックのAC係
数データが処理された符号化データの1ピクチャ分はバ
ッファ19に蓄積され、そのバッファ19からの発生符
号量情報は符号量制御器18aに供給される。
As described above, one picture of the coded data obtained by processing the AC coefficient data of all the blocks is accumulated in the buffer 19, and the generated code amount information from the buffer 19 is supplied to the code amount controller 18a. Is done.

【0136】その符号量制御器18aでは、発生符号量
を1ピクチャごとにカウントしており、符号量制御器1
8aで設定された目標符号量は1ピクチャ内でのマクロ
ブロックを処理するに際し、変換後符号化データが目標
符号量になるように、それぞれのピクチャデータ毎にフ
ィードバック制御がなされる。
The code amount controller 18a counts the generated code amount for each picture.
When processing the macroblock in one picture, the target code amount set in 8a is subjected to feedback control for each picture data so that the coded data after conversion has the target code amount.

【0137】そのフィードバック制御は、ピクチャナン
バ発生器18bがVLD器16より供給されるピクチャ
ヘッダを基に、GOP内のピクチャに対するナンバを発
生するようにして得る。
The feedback control is performed such that the picture number generator 18b generates a number for the picture in the GOP based on the picture header supplied from the VLD unit 16.

【0138】そのピクチャナンバはGOP内にIピクチ
ャが1枚、Pピクチャが4枚、Bピクチャが10枚存在
するとき、時間的に過去のI及びPピクチャ順にI:1
P:2 P:3 P:4 P:5 のように与える。
When the GOP includes one I picture, four P pictures, and ten B pictures in the GOP, the picture number is I: 1 in the order of the past I and P pictures.
P: 2 P: 3 P: 4 P: 5

【0139】符号量制御器18aでは、これらのピクチ
ャナンバに対応して、大きいナンバほどAC係数削除率
Rcを大きくするようにして符号量制御を行う。例えば、
全体の符号量を1/2のレートに変換する場合は平均的
な削除率Rcは0.5となるが、上記I及びPピクチャ
ナンバnに対する削減率Rc(n)は次のようにして与
えられる。
In the code amount controller 18a, the larger the number, the higher the AC coefficient deletion rate corresponding to these picture numbers.
Code amount control is performed so as to increase Rc. For example,
When converting the entire code amount to a rate of 1/2, the average deletion rate Rc is 0.5, but the reduction rate Rc (n) for the I and P picture numbers n is given as follows. Can be

【0140】Rc(1)=0.46 Rc(2)=0.48 Rc(3)=0.50 Rc
(4)=0.52 Rc(5)=0.54この場合は、GOP内において動
き補償予測の対象となるそれぞれの参照フレーム画像に
対する削減率は平均削減率0.5に対して、画像毎に
0.02づつ大きな値となっている。
Rc (1) = 0.46 Rc (2) = 0.48 Rc (3) = 0.50 Rc
(4) = 0.52 Rc (5) = 0.54 In this case, the reduction rate for each reference frame image to be subjected to motion compensation prediction in the GOP is 0.02 for each image with respect to the average reduction rate of 0.5. It is a large value each time.

【0141】次に、このようにして与えられた削減率R
c(n)に対する符号化画像レート変換装置10bの符
号量制御の方法について詳細に述べる。
Next, the reduction rate R given in this way is
The method of controlling the code amount of the coded image rate conversion device 10b for c (n) will be described in detail.

【0142】その符号化画像レート変換装置10bの再
VLC器17で再量子化して生成される符号化データ
は、所定の転送レートによる符号化データ出力としてバ
ッファ19より供給されるが、その供給されるデータの
マクロブロック毎の発生符号量は符号量制御器18aに
供給されることにより、前述の様に目標符号量に対する
発生符号量との差分が再量子化器14cに供給されるよ
うになされてフィードバックループが形成され、そのフ
ィードバックループにより符号化データの符号量制御が
なされる。
The coded data generated by requantization by the re-VLC unit 17 of the coded image rate converter 10b is supplied from the buffer 19 as coded data output at a predetermined transfer rate. The generated code amount for each macroblock of the data is supplied to the code amount controller 18a, so that the difference between the generated code amount and the target code amount is supplied to the requantizer 14c as described above. Thus, a feedback loop is formed, and the feedback loop controls the code amount of the encoded data.

【0143】その1GOPを短区間とするときの符号量
制御について、次に述べる。まず、それぞれのGOPに
おけるレート変換後の目標符号量をRとするときの符号
量制御について述べる。
The code amount control when one GOP is a short section will be described below. First, code amount control when the target code amount after rate conversion in each GOP is R will be described.

【0144】まず、GOPの各ピクチャに対する割り当
て符号量を、GOP内でまだ符号化していないピクチャ
に対して所定の重みをつけて配分する。 Xi = Si ×Qi Xp = Sp ×Qp Xb = Sb ×Qb
First, the amount of code to be allocated to each picture of the GOP is allocated with a predetermined weight to the pictures that have not been coded in the GOP. Xi = Si × Qi Xp = Sp × Qp Xb = Sb × Qb

【0145】ここでXは global complexity measure
と称されるひとつ手前(時間的に過去)の同じピクチャ
タイプに対する符号化結果の発生符号量Sと、平均量子
化スケールQの積で定義されるパラメータである。
Where X is a global complexity measure
This is a parameter defined by the product of the generated code amount S of the coding result for the same picture type immediately before (temporally past) and the average quantization scale Q.

【0146】そして、理想的な画質を与える量子化スケ
ールQは、Iピクチャにおける量子化スケールを基準と
するときのPピックチャに対する量子化スケールの比率
Kpは1.0とし、またBピクチャに対する量子化スケ
ールの比率Kbを1.4として仮定する。
The quantization scale Q for providing an ideal image quality is such that the ratio Kp of the quantization scale to the P-picture when the quantization scale for the I picture is the reference is 1.0, and the quantization scale for the B picture is 1.0. It is assumed that the scale ratio Kb is 1.4.

【0147】そのときのI、P、及びBピクチャに対す
る目標符号量をそれぞれTi、Tp、及びTbとすると
き、それらの目標符号量は次のようにして与えられる。 Ti= MAX [ R/(1+(NpXp/XiKp)+NbXb/XiKb)),bitrate/(8XPictureRate)] Tp= MAX [ R/(Np+(NbKpXb/KbXp)),bitrate/(8XPictureRate)] Tb= MAX [ R/(Nb+(NpKbXp/KpXb)),bitrate/(8XPictureRate)]
Assuming that the target code amounts for the I, P, and B pictures at that time are Ti, Tp, and Tb, respectively, those target code amounts are given as follows. Ti = MAX [R / (1+ (NpXp / XiKp) + NbXb / XiKb)), bitrate / (8XPictureRate)] Tp = MAX [R / (Np + (NbKpXb / KbXp)), bitrate / (8XPictureRate)] Tb = MAX [R / (Nb + (NpKbXp / KpXb)), bitrate / (8XPictureRate)]

【0148】このようにして、Ti、Tp、及びTbの
各ピクチャごとの目標符号量が得られるが、その目標符
号量には前述の削減率Rc(n)に対する{1−Rc
(n)}が乗じられてそれぞれのレート変換を行うため
の目標符号量が得られる。
In this way, the target code amount for each picture of Ti, Tp, and Tb is obtained, and the target code amount includes {1-Rc with respect to the aforementioned reduction rate Rc (n).
(N) The target code amount for performing each rate conversion is obtained by multiplying by}.

【0149】即ち、レート変換後の符号化データを得る
ための目標符号量は次の様になる。 Ti = Ti X [ 1 - Rc(n)] n=1 Tp= Tp X [ 1 - Rc(n)] n=2,3,4,5 Tb= Tb X ( 1 - Rc )
That is, the target code amount for obtaining the encoded data after the rate conversion is as follows. Ti = Ti X [1-Rc (n)] n = 1 Tp = Tp X [1-Rc (n)] n = 2,3,4,5 Tb = Tb X (1-Rc)

【0150】このようにして得られた目標符号量Ti、
Tp、及びTbが用いられて、符号化画像レート変換装
置10bよりレート変換のなされた符号化データが生成
されるが、そのための動作は前述の符号化画像レート変
換装置10aと同様になされる。
The thus obtained target code amount Ti,
Tp and Tb are used to generate encoded data that has undergone rate conversion by the encoded image rate conversion device 10b. The operation for this is performed in the same manner as in the above-described encoded image rate conversion device 10a.

【0151】以上、誤差成分レベルの縮減を平均AC係
数のVLCコード長が時間的に後のピクチャほど小さく
なるようにAC係数を削除する第2の手法について述べ
たが、次にPピクチャデータの平均量子化スケールを時
間的に後のピクチャほど大きくする第3の手法について
述べる。
As described above, the second method of deleting the AC coefficient so that the error component level is reduced so that the VLC code length of the average AC coefficient becomes smaller as the picture is later in time has been described. A third technique for increasing the average quantization scale for later pictures in time will be described.

【0152】図9に、その第3の手法を搭載した符号化
画像レート変換装置の第3実施例の構成を示し、その動
作について述べる。
FIG. 9 shows the configuration of a third embodiment of the coded image rate conversion apparatus equipped with the third method, and its operation will be described.

【0153】同図に示す符号化画像レート変換装置10
cは、前述の図1における符号化画像レート変換装置1
0に対して、画像データ変換器14及び変換符号量制御
器18の構成を詳細に示したもので、その画像データ変
換器14はAC・DC係数メモリ14a、パラメータメ
モリ14b、及び再量子化器14cよりなり、また変換
符号量制御器18はピックチャナンバ発生器18bと量
子化制御器18cとより構成されている。
The coded image rate converter 10 shown in FIG.
c is the coded image rate conversion device 1 in FIG.
0, the configuration of the image data converter 14 and the conversion code amount controller 18 is shown in detail. The image data converter 14 includes an AC / DC coefficient memory 14a, a parameter memory 14b, and a requantizer. 14c, and the conversion code amount controller 18 is composed of a pick number generator 18b and a quantization controller 18c.

【0154】この様に構成される符号化画像レート変換
装置10cでは、量子化制御器18cより供給される制
御情報に基づいて変換前符号化データは再量子化器14
cにより再量子化されることにより所定のレート変換さ
れた符号化データが生成されるが、その量子化値が指定
されて行われる再量子化方法の動作について前述の図2
に示した符号化画像レート変換装置10aの動作を参照
しつつ述べる。
In the coded image rate conversion device 10c configured as described above, the coded data before conversion is re-quantized by the re-quantizer 14 based on the control information supplied from the quantization controller 18c.
c to generate encoded data that has undergone a predetermined rate conversion. The operation of the requantization method performed by designating the quantized value is described above with reference to FIG.
The operation will be described with reference to the operation of the encoded image rate conversion device 10a shown in FIG.

【0155】まず、入力端子11に供給された符号化デ
ータはバッファ12を介してVLD器13に供給されて
可変長復号化され、得られた直流成分および交流成分は
AC・DC係数メモリ14aに一時記憶されると共に、
マクロブロックごとの符号化モード、量子化スケール、
マクロブロック内のどのブロック情報を含むかを示すC
BP(coded block pattern)などのパラメータ、及び動
きベクトル情報はパラメータメモリ14bに一時記憶さ
れ、またMPEGシーケンスヘッダ及びピクチャヘッダ
などのヘッダ情報はヘッダパラメータ変換器16に供給
され、そこに一時記憶される。
First, the encoded data supplied to the input terminal 11 is supplied to the VLD unit 13 via the buffer 12 and subjected to variable-length decoding. The obtained DC component and AC component are stored in the AC / DC coefficient memory 14a. While being temporarily stored,
Encoding mode, quantization scale,
C indicating which block information in the macroblock is included
Parameters such as BP (coded block pattern) and motion vector information are temporarily stored in a parameter memory 14b, and header information such as an MPEG sequence header and a picture header are supplied to a header parameter converter 16 and temporarily stored therein. .

【0156】そのようにしてAC・DC係数メモリ14
a及びパラメータメモリ14bに一時記憶された情報は
再量子化器14cに供給されるが、その再量子化器14
cでは、交流成分データと直流成分データは低域周波数
成分から高域周波数成分へのMPEG規格に記載される
ジグザグスキャン、ないしはオルタネートスキャンの順
により伝送された係数データであり、縦方向8成分x横
方向8成分のデータとしてマトリックス配置される。
Thus, the AC / DC coefficient memory 14
a and the information temporarily stored in the parameter memory 14b are supplied to the requantizer 14c.
In (c), the AC component data and the DC component data are coefficient data transmitted in the order of zigzag scan or alternate scan described in the MPEG standard from the low frequency component to the high frequency component, and have eight vertical components x The data is arranged in a matrix as data of eight components in the horizontal direction.

【0157】そのマトリックス配置されたデータは再量
子化器14cで再量子化がなされるが、その再量子化方
法は量子化制御器18cにより制御されて、後述のアル
ゴリズムにより得られたピクチャ当りの目標符号量とな
るように再量子化処理が行われる。
The data arranged in the matrix is re-quantized by the re-quantizer 14c. The re-quantization method is controlled by the quantization controller 18c, and the per-picture obtained by the algorithm described later is used. A requantization process is performed so as to achieve the target code amount.

【0158】即ち、その再量子化処理はバッファ19に
蓄積される1ピクチャ分の発生符号量情報が量子化制御
器18cに供給され、その量子化制御器18cでは1ピ
クチャごとにカウントされる発生符号量に応じて1ピク
チャ内のマクロブロックに割り当てられる符号量が目標
符号量になるようにフィードバック制御されるが、その
符号量制御に際し、設定された量子化値を超えないよう
に量子化値のリミッタ処理が行われる。
That is, in the re-quantization processing, the generated code amount information for one picture stored in the buffer 19 is supplied to the quantization controller 18c, and the quantization controller 18c counts the number of generated codes counted for each picture. Feedback control is performed so that the code amount allocated to the macroblock in one picture according to the code amount becomes the target code amount. In the code amount control, the quantization value is set so as not to exceed the set quantization value. Is performed.

【0159】そのようにして再量子化器14cで再量子
化された符号化データ、及びヘッダパラメータ変換器1
6でその再量子化に基づいて変換されたヘッダパラメー
タは再VLC器17に供給されて再VLC化され、再V
LC化されて得られるデータはバッファ19に供給さ
れ、バッファ19に供給されたデータのうち1ピクチャ
分のデータがバッファ19に蓄積され、その蓄積された
データを基に符号量制御がなされるような動作が巡回的
に行われる。
The coded data re-quantized by the re-quantizer 14c and the header parameter converter 1
6, the header parameter converted based on the requantization is supplied to the re-VLC unit 17 and re-VLC-converted,
The data obtained by the LC conversion is supplied to the buffer 19, and the data for one picture among the data supplied to the buffer 19 is accumulated in the buffer 19, and the code amount is controlled based on the accumulated data. Operation is performed cyclically.

【0160】そのようにして生成されたピクチャデータ
を基にして、GOP単位で生成される符号化データの符
号量制御がなされるが、そのGOP内におけるピクチャ
ナンバは時間的に過去にあるI及びPピクチャの順に、
次の様に設定される。 I:1 P:2 P:3 P:4 P:5
[0160] The code amount of the coded data generated in GOP units is controlled based on the picture data generated in this manner. The picture numbers in the GOP have I and P in the past in time. In the order of P picture
It is set as follows: I: 1 P: 2 P: 3 P: 4 P: 5

【0161】量子化制御器18cでは、再量子化器14
cにおける再量子化処理がこれらのピクチャナンバに対
応し、大きなナンバほど大きな量子化値が用いられて再
量子化がなされるようにされる。
In the quantization controller 18c, the requantizer 14
The requantization processing in c corresponds to these picture numbers, and the larger the number, the larger the quantization value is used and the more requantization is performed.

【0162】例えばその再量子化を、平均的な伝送レー
トを1/2に変換するような場合は、変換前符号化デー
タのピクチャで使用されていた平均量子化値をQorgと
するとき、変換後符号化データにおけるピクチャの符号
量をSorg、レート変換後のピクチャ目標符号量をSne
w、そして量子化値をQnewとするとき、 (QorgXSorg)0.75 =(QnewXSnew)0.75 の関係式を用いてQnewを得るようにする。
For example, when the re-quantization is to convert the average transmission rate to 、, if the average quantization value used in the picture of the coded data before conversion is Qorg, The code amount of the picture in the post-coded data is Sorg, and the target code amount of the picture after rate conversion is Sne.
Assuming that w and the quantization value are Qnew, Qnew is obtained using the relational expression of (QorgXSorg) 0.75 = (QnewXSnew) 0.75 .

【0163】また、平均重み付け係数Wcを1.0と
し、I及びPピクチャのピクチャナンバnに対するそれ
ぞれの重み付け係数Wc(n)を次のように定義する。 Wc(1)=1.04 Wc(2)=1.02 Wc(3)=1.00 Wc(4)=0.98 Wc
(5)=0.96
The average weighting coefficient Wc is set to 1.0, and the respective weighting coefficients Wc (n) for the picture numbers n of the I and P pictures are defined as follows. Wc (1) = 1.04 Wc (2) = 1.02 Wc (3) = 1.00 Wc (4) = 0.98 Wc
(5) = 0.96

【0164】次に、このようにして与えられた重み付け
係数Wc(n)に対する符号化画像レート変換装置10
cの符号量制御の方法について述べる。即ちその符号量
制御は、前述の符号化画像レート変換装置10aと同様
にしてI、P、及びBピクチャに対するそれぞれの目標
符号量Ti、Tp、及びTbが求められ、その求められ
たそれぞれの目標符号量に上記の重み付け係数Wc
(n)が乗じられ、それぞれのレート変換を行うための
目標符号量が得られる。
Next, the coded image rate conversion device 10 for the weighting coefficient Wc (n) thus given
The method of controlling the code amount of c will be described. That is, in the code amount control, target code amounts Ti, Tp, and Tb for I, P, and B pictures are obtained in the same manner as in the above-described coded image rate conversion device 10a, and the obtained target values are obtained. The above weighting coefficient Wc is added to the code amount.
(N) is multiplied to obtain a target code amount for performing each rate conversion.

【0165】即ち、レート変換後の符号化データを得る
ための目標符号量は次の様になる。 Ti = Ti X Wc(n) n=1 Tp = Tp X Wc(n) n=2,3,4,5 Tb = Tb X Wc
That is, the target code amount for obtaining the encoded data after the rate conversion is as follows. Ti = Ti X Wc (n) n = 1 Tp = Tp X Wc (n) n = 2,3,4,5 Tb = Tb X Wc

【0166】このようにして求められたそれぞれのピク
チャにおける目標符号量は図示しない仮想バッファに記
憶される画像データ量を基にして符号量制御がなされ
る。即ち、仮想バッファに記憶される、ピクチャナンバ
発生器18bでカウントされる数をjとするときの、デ
ータ量がdji、djp、及びdjbであるとき、再量
子化器14cにおいて行われる再量子化スケールQ、及
びフィードバックの応答速度を与えるパラメータrは次
式により与えられる。
The target code amount of each picture obtained in this way is controlled based on the amount of image data stored in a virtual buffer (not shown). That is, when the number of data stored in the virtual buffer and counted by the picture number generator 18b is j, when the data amount is dji, djp, and djb, the requantization performed by the requantizer 14c The scale Q and the parameter r that gives the response speed of the feedback are given by the following equations.

【0167】 Q = dji × Wc(n)× 31 /r Q = djp × Wc(n)× 31 /r Q = djb × Wc × 31 /r r = 2 × bit#rate / picture#rateQ = dji × Wc (n) × 31 / r Q = djp × Wc (n) × 31 / r Q = djb × Wc × 31 / rr = 2 × bit # rate / picture # rate

【0168】このようにして得られた再量子化スケール
Qがそれぞれ対応するI、P、及びBピクチャの再量子
化スケールとして用いられて符号化画像レート変換装置
10cよりレート変換のなされた符号化データが生成さ
れるが、そのための動作は前述の符号化画像レート変換
装置10aと同様になされるものである。
The requantization scale Q obtained in this way is used as the requantization scale of the corresponding I, P, and B pictures, respectively, and the coded image rate converted by the coded image rate conversion device 10c. Data is generated, and the operation for this is performed in the same manner as in the above-described encoded image rate conversion device 10a.

【0169】以上、Pピクチャデータの平均量子化スケ
ールを時間的に後のピクチャほど大きくする第3の手法
について述べたが、次にPピクチャ量子化マトリックス
のAC高域成分係数を時間的に後のピクチャほど大きく
なるようにするなどにより符号量制御を行う第4の手法
について述べる。
The third technique for increasing the average quantization scale of P-picture data in a temporally later picture has been described above. Next, the AC high-frequency component coefficient of the P-picture quantization matrix is temporally increased. A fourth method for controlling the code amount by increasing the size of the picture will be described.

【0170】図10に、その第4の手法を搭載した符号
化画像レート変換装置の第4実施例の構成を示し、その
動作について述べる。
FIG. 10 shows the configuration of a fourth embodiment of the coded image rate conversion apparatus equipped with the fourth method, and its operation will be described.

【0171】同図に示す符号化画像レート変換装置10
dは、前述の図1における符号化画像レート変換装置1
0に対して、画像データ変換器14及び変換符号量制御
器18の構成を詳細に示したもので、その画像データ変
換器14はAC・DC係数メモリ14a、パラメータメ
モリ14b、及び再量子化器14cよりなり、また変換
符号量制御器18は符号量制御器18a、ピックチャナ
ンバ発生器18b、及び量子化マトリックス制御器18
dより構成される。
The coded image rate converter 10 shown in FIG.
d is the coded image rate conversion device 1 in FIG.
0, the configuration of the image data converter 14 and the conversion code amount controller 18 is shown in detail. The image data converter 14 includes an AC / DC coefficient memory 14a, a parameter memory 14b, and a requantizer. 14c, and the conversion code amount controller 18 includes a code amount controller 18a, a pick number generator 18b, and a quantization matrix controller 18b.
d.

【0172】この様に構成される符号化画像レート変換
装置10dでは、ピクチャナンバ発生器18dにより生
成されるピクチャナンバが量子化マトリックス制御器1
8dに供給され、その量子化マトリックス制御器18d
では、供給されるピクチャナンバに基づいて再量子化器
14cにおける量子化テーブルの変更が指定される。
In the coded image rate conversion device 10d configured as described above, the picture number generated by the picture number generator 18d is used by the quantization matrix controller 1d.
8d and its quantization matrix controller 18d
In, the change of the quantization table in the requantizer 14c is specified based on the supplied picture number.

【0173】そして再量子化器14cには、符号量制御
器14cより符号化データの符号量に係る符号量制御信
号が供給され、その符号量制御信号に基づいて再量子化
器14cにおいて行われる再量子化のための量子化スケ
ールが変更され、その変更された量子化スケールが用い
られて所定レートに変換された符号化データが生成され
る。
The code amount control signal relating to the code amount of the coded data is supplied from the code amount controller 14c to the requantizer 14c, and the requantizer 14c performs the operation based on the code amount control signal. The quantization scale for requantization is changed, and the changed quantization scale is used to generate encoded data converted to a predetermined rate.

【0174】そのようにして、量子化マトリックス、及
び量子化スケールが変更されて所望の伝送レートによる
符号化データを得る再量子化方法の動作について前述の
図2に示した符号化画像レート変換装置10aの動作を
参照しつつ述べる。
The operation of the re-quantization method for obtaining the coded data at the desired transmission rate by changing the quantization matrix and the quantization scale in this way is described above with reference to FIG. This will be described with reference to the operation of 10a.

【0175】まず、入力端子11に供給された符号化デ
ータはバッファ12を介してVLD器13に供給されて
可変長復号化され、得られた直流成分および交流成分は
AC・DC係数メモリ14aに一時記憶されると共に、
マクロブロックごとの符号化モード、量子化スケール、
マクロブロック内のどのブロック情報を含むかを示すC
BP(coded block pattern)などのパラメータ、及び動
きベクトル情報はパラメータメモリ14bに一時記憶さ
れ、またMPEGシーケンスヘッダ及びピクチャヘッダ
などのヘッダ情報はヘッダパラメータ変換器16に供給
され、そこに一時記憶される。
First, the encoded data supplied to the input terminal 11 is supplied to the VLD unit 13 via the buffer 12 and subjected to variable-length decoding. The obtained DC component and AC component are stored in the AC / DC coefficient memory 14a. While being temporarily stored,
Encoding mode, quantization scale,
C indicating which block information in the macroblock is included
Parameters such as BP (coded block pattern) and motion vector information are temporarily stored in a parameter memory 14b, and header information such as an MPEG sequence header and a picture header are supplied to a header parameter converter 16 and temporarily stored therein. .

【0176】そのようにしてAC・DC係数メモリ14
a及びパラメータメモリ14bに一時記憶された情報は
再量子化器14cに供給されるが、その再量子化器14
cでは、交流成分データと直流成分データは低域周波数
成分から高域周波数成分へのMPEG規格に記載される
ジグザグスキャン、ないしはオルタネートスキャンの順
により伝送され、その伝送された係数データは、縦方向
8成分x横方向8成分のデータとしてマトリックス配置
される。
Thus, the AC / DC coefficient memory 14
a and the information temporarily stored in the parameter memory 14b are supplied to the requantizer 14c.
In c, the AC component data and the DC component data are transmitted in the order of zigzag scan or alternate scan described in the MPEG standard from low frequency components to high frequency components, and the transmitted coefficient data is in the vertical direction. The data is arranged in a matrix as data of eight components x eight components in the horizontal direction.

【0177】そのマトリックス配置されたデータは再量
子化器14cで再量子化が行われるが、その再量子化方
法は符号量制御器18aより量子化マトリックス制御器
18dに供給される制御電圧により制御されて、再量子
化器14cではGOP内の少なくともPピクチャを再量
子化するときに使用する量子化マトリックスのAC高域
成分に対応する係数を時間的に後のピクチャほど大きく
なるようにして、再量子化における量子化マトリックス
が切り替え制御されるようにして再量子化処理がなされ
る。
The data arranged in the matrix is requantized by the requantizer 14c. The requantization method is controlled by a control voltage supplied from the code amount controller 18a to the quantization matrix controller 18d. Then, in the requantizer 14c, the coefficient corresponding to the AC high-frequency component of the quantization matrix used when requantizing at least the P picture in the GOP is set to be larger in a temporally later picture. The re-quantization process is performed such that the quantization matrix in the re-quantization is switched and controlled.

【0178】即ち、その再量子化処理は、バッファ19
に蓄積される1ピクチャ分の発生符号量情報が符号量制
御器18aに供給され、その符号量制御器18aでは1
ピクチャごとにカウントされる発生符号量に応じて、1
ピクチャ内のマクロブロックに割り当てられる符号量が
目標符号量になるように、量子化マトリックス制御器1
8dより再量子化器14cで再符号化に使用する量子化
マトリックスの切り替え制御が行われるようにして符号
量のフィードバック制御が行われる。
That is, the requantization process is performed in the buffer 19
The generated code amount information for one picture stored in the memory is supplied to the code amount controller 18a.
According to the generated code amount counted for each picture, 1
The quantization matrix controller 1 controls the amount of code allocated to a macroblock in a picture to a target amount of code.
From 8d, feedback control of the code amount is performed such that switching control of the quantization matrix used for re-encoding is performed in the re-quantizer 14c.

【0179】そのようにして再量子化器14cで再量子
化された符号化データ、及びヘッダパラメータ変換器1
6でその再量子化に基づいて変換されたヘッダパラメー
タは再VLC器17に供給されて再VLC化され、再V
LC化されて得られるデータはバッファ19に供給さ
れ、バッファ19に供給されたデータのうち1ピクチャ
分のデータがバッファ19に蓄積されるような動作が巡
回的になされる。
The coded data re-quantized by the re-quantizer 14c and the header parameter converter 1
6, the header parameter converted based on the requantization is supplied to the re-VLC unit 17 and re-VLC-converted,
The data obtained by the LC conversion is supplied to the buffer 19, and the operation of accumulating the data for one picture among the data supplied to the buffer 19 is cyclically performed.

【0180】次に、その巡回的になされるGOP単位で
行われる符号量制御について更に述べる。そのGOP内
におけるピクチャナンバはピクチャナンバ発生器18b
により生成されるが、そのGOP内におけるピクチャナ
ンバは時間的に過去にあるI及びPピクチャの順に次の
様に設定される。 I:1 P:2 P:3 P:4 P:5
Next, the control of the amount of code performed on a cyclic GOP basis will be further described. The picture number in the GOP is the picture number generator 18b.
The picture numbers in the GOP are set as follows in the order of I and P pictures that are temporally past. I: 1 P: 2 P: 3 P: 4 P: 5

【0181】そして、このピクチャナンバは量子化マト
リックス制御器18dに供給され、その量子化マトリッ
クス制御器18dではこれらのピクチャナンバに基づい
て再量子化器14cで再量子化に用いられる量子化マト
リックスが設定される。
The picture number is supplied to a quantization matrix controller 18d, and the quantization matrix controller 18d determines a quantization matrix used for requantization by the requantizer 14c based on these picture numbers. Is set.

【0182】即ち、その量子化マトリックスの設定は、
DCT量子化係数のDC成分から2次元的にAC成分の
高い方への係数の上昇率が、ピクチャナンバの増加とと
もに増えるような量子化マトリックス値として設定され
る。
That is, the setting of the quantization matrix is as follows:
The rate of rise of the coefficient from the DC component of the DCT quantization coefficient to the higher AC component in two dimensions is set as a quantization matrix value that increases with an increase in picture number.

【0183】そのように係数が増加する量子化マトリッ
クス値の例を示す。図11はピクチャナンバ1に対応す
る量子化マトリックスを示す表である。同図において、
量子化マトリックス値の左上は8であるが、他は全て1
6である。
An example of the quantization matrix value in which the coefficient increases in such a manner will be described. FIG. 11 is a table showing a quantization matrix corresponding to picture number 1. In the figure,
The upper left corner of the quantization matrix value is 8, but all others are 1
6

【0184】図12に、ピクチャナンバ2に対応する量
子化マトリックスを示す。同図において、量子化マトリ
ックス値の左上は8であり、その近辺の周波数の低い領
域における値は16であるが、右下方の周波数の高い係
数値に対しては数字が大きく設定され、右下の最高周波
数での値は30とされている。
FIG. 12 shows a quantization matrix corresponding to picture number 2. In the figure, the upper left corner of the quantization matrix value is 8, and the value in the low frequency region around the quantization matrix value is 16. However, the numerical value is set larger for the lower right high coefficient value, and the lower right corner is set. Is 30 at the highest frequency.

【0185】図13に、ピクチャナンバ3に対応する量
子化マトリックスを示す。同図において、量子化マトリ
ックス値の左上は8であり、それに隣接する周波数の低
い領域における値は16であるが、右下方の周波数の高
い係数値に対しては数字が大きく設定され、右下の最高
周波数での値は34とされている。
FIG. 13 shows a quantization matrix corresponding to picture number 3. In the figure, the upper left of the quantization matrix value is 8, and the value in the low frequency region adjacent to the quantization matrix value is 16, but the number is set to be larger for the lower right high coefficient value, and the lower right is set. Is 34 at the highest frequency.

【0186】図14に、ピクチャナンバ4に対応する量
子化マトリックスを示す。同図において、量子化マトリ
ックス値の左上は8であり、それに隣接する周波数の低
い領域における値は16であるものの、右下の周波数の
高い係数値に対して数字の増加はさらに大きく設定さ
れ、右下の最高周波数での値は48とされている。
FIG. 14 shows a quantization matrix corresponding to picture number 4. In the figure, the upper left of the quantization matrix value is 8, and the value in the lower frequency region adjacent thereto is 16, but the increase in the number is set to be larger for the higher coefficient value of the lower right frequency, The value at the highest frequency at the lower right is 48.

【0187】図15に、ピクチャナンバ5に対応する量
子化マトリックスを示す。同図において、量子化マトリ
ックス値の左上は8であり、それに隣接する周波数の低
い領域における値は16であり、右下方の周波数の高い
係数値に対しては5つの量子化マトリックスの中で最大
の増加率により大きな値に設定され、右下の最高周波数
での値は83とされている。
FIG. 15 shows a quantization matrix corresponding to picture number 5. In the figure, the upper left of the quantization matrix value is 8, the value in the lower frequency region adjacent thereto is 16, and the highest coefficient value of the lower right frequency is the largest among the five quantization matrices. The value at the highest frequency at the lower right is 83.

【0188】以上、高域周波数における量子化マトリッ
クス値の増加率の異なる5つの量子化マトリックスを示
したが、量子化マトリックス制御器18dで制御される
再量子化器14cにおいては、GOP毎にピクチャナン
バが更新されて発生されるピクチャナンバを基にGOP
の最初のIピクチャは図11に示した量子化マトリック
スが用いられ、またGOPの最後に位置するPピクチャ
は例えば図15に示されるような量子化マトリックスが
用いられて再符号化がなされる。
As described above, the five quantization matrices having different increasing rates of the quantization matrix value in the high frequency range have been described. However, in the requantizer 14c controlled by the quantization matrix controller 18d, a picture is provided for each GOP. GOP based on the picture number generated by updating the number
The first I picture uses the quantization matrix shown in FIG. 11, and the P picture located at the end of the GOP is re-encoded by using the quantization matrix shown in FIG. 15, for example.

【0189】そのようにして再符号化がなされるが、次
にその動作のなされる符号化画像レート変換装置10d
の符号量制御方法について述べる。その変換装置の動作
は、前述の符号化画像レート変換装置10aと同様にし
てI、P、及びBピクチャに対するそれぞれの目標符号
量Ti、Tp、及びTbが求められ、その求められたそ
れぞれの目標符号量に対して、それぞれのピクチャに対
する目標符号量が求められる。
The re-encoding is performed as described above. Next, the coded image rate conversion device 10d on which the operation is performed is performed.
Will be described. In the operation of the conversion apparatus, the target code amounts Ti, Tp, and Tb for I, P, and B pictures are obtained in the same manner as in the above-described coded image rate conversion apparatus 10a. For the code amount, a target code amount for each picture is obtained.

【0190】そのようにして求められたそれぞれのピク
チャにおける目標符号量は仮想バッファに記憶される画
像データを基にして符号量制御がなされるが、その仮想
バッファに記憶されるピクチャナンバ発生器18bでカ
ウントされる数がjであるとし、それに対するデータ量
がdji、djp、及びdjbであるとき、再量子化器
14cにおいて行われる再量子化スケールQ、及びフィ
ードバックの応答速度を与えるパラメータrは次式によ
り与えられる。
The target code amount of each picture obtained in this manner is controlled based on the image data stored in the virtual buffer. The picture number generator 18b stored in the virtual buffer If the number counted in is j, and the data amount corresponding thereto is dji, djp, and djb, the requantization scale Q performed in the requantizer 14c and the parameter r that gives the response speed of feedback are It is given by the following equation.

【0191】 Q = dj × 31 /r r = 2 × bit#rate / picture#rate このようにして得られた再量子化スケールQがそれぞれ
対応するI、P、及びBピクチャの再量子化スケールと
して用いられて符号化画像レート変換装置10dよりレ
ート変換のなされた符号化データが生成されるが、その
ための動作は前述の符号化画像レート変換装置10aと
同様になされる。
Q = dj × 31 / rr = 2 × bit # rate / picture # rate The requantization scale Q thus obtained is used as the requantization scale of the corresponding I, P, and B pictures, respectively. The encoded image rate conversion device 10d generates rate-converted encoded data. The operation for this is performed in the same manner as in the above-described encoded image rate conversion device 10a.

【0192】以上、Pピクチャ量子化マトリックスのA
C高域成分係数を時間的に後のピクチャほど大きくなる
ようにするなどにより符号量制御を行う第4の手法につ
いて述べた。
As described above, A of the P picture quantization matrix
The fourth method of controlling the code amount by, for example, making the C high-frequency component coefficient larger in a temporally later picture has been described.

【0193】そして、ここに述べた第1〜第4の手法の
いずれにおいても、動き補償予測を行いながら符号化の
なされた符号化信号のビットレート変換をGOPの最初
の方に配置されるIピクチャ、ないしはPピクチャの予
測残差成分が少ない状態で符号化データのレート変換を
行うため、その予測残差成分に対して生じる誤差が生じ
る場合であってもそれは時間的に後の方となるため、順
方向予測で巡回しつつ行う動き補償予測で、誤差が蓄積
されて復号画像にその蓄積された誤差画像が顕著に生じ
て表示されることの少ない符号化画像のレート変換を行
うことができるものである。
In any of the first to fourth methods described above, the bit rate conversion of the coded signal that has been coded while performing motion compensation prediction is performed at the beginning of the GOP. Since the rate conversion of the encoded data is performed in a state where the prediction residual component of the picture or the P picture is small, even if an error occurs for the prediction residual component, it is later in time. Therefore, in motion compensation prediction performed while circulating in forward prediction, it is possible to perform rate conversion of an encoded image in which errors are accumulated and the accumulated error image is less likely to be generated and displayed in a decoded image. You can do it.

【0194】また、第1〜第4の手法に係る実施例の説
明で、Iピクチャ、ないしはPピクチャに割り当てる平
均符号量をほぼ等間隔に少なくする例について示した
が、その間隔の差を等間隔にする他に、符号量の比を同
じに保ちながら等比級数的に減少させる方法、あるいは
他の関数により定義して減少させる方法のいずれによっ
ても構わない。
In the description of the embodiments according to the first to fourth methods, an example has been shown in which the average code amount allocated to an I picture or a P picture is reduced at substantially equal intervals. In addition to the interval, a method of decreasing the ratio of the code amount in a geometric series while maintaining the same ratio, or a method of decreasing the code amount defined by another function may be used.

【0195】その符号量の減少は、符号量を減少させた
ことにより生じる劣化した参照画像の表示時間を短くす
ることにより、その劣化を視覚的に感知させないように
するのが目的であり、それに従って複数あるPピクチャ
に割り当てる平均符号量の値をIピクチャからの距離、
即ち順番に応じて階段的に変えて与えるようにすること
になる。
The purpose of the reduction of the code amount is to shorten the display time of the deteriorated reference image caused by reducing the code amount so that the deterioration is not visually perceived. The value of the average code amount assigned to a plurality of P pictures according to the distance from the I picture,
That is, it is provided in a manner to be changed stepwise according to the order.

【0196】なお、これらの例に示した画像サイズ変換
前及び変換後の符号量制御のそれぞれは、固定ビットデ
ータサイズ制御、又は可変ビットデータサイズ制御のい
ずれの場合であっても適用可能である。
Note that the code amount control before and after image size conversion shown in these examples can be applied to either fixed bit data size control or variable bit data size control. .

【0197】また、以上述べた実施例では変換対象のビ
ットストリームの符号化方式はMPEG1及びMPEG
2を中心として述べたが、符号化方式はそれらに限るこ
となく、同様の動き補償予測により符号化されたビット
ストリームに対しても適用可能である。
In the embodiment described above, the encoding method of the bit stream to be converted is MPEG1 or MPEG.
2, the coding method is not limited to these, and the present invention is also applicable to a bit stream coded by the same motion compensation prediction.

【0198】そして、その符号化に係るマクロブロック
はMPEG1及びMPEG2の場合では16画素×16
画素のサイズのものが用いられるが、それ以外の画素サ
イズにより符号化がなされる符号化方式の場合であって
も、所定の画素数を単位とする単位画像を定義し、その
単位画素毎に動きベクトルを求めて動き補償を行い、そ
の動き補償のなされた単位画像毎のそれぞれの画像デー
タを、データ変換して画像データのエネルギ分布を集中
させるような方式の場合では上述の符号化データの画像
サイズ変換を応用することができものである。
A macroblock for encoding is 16 pixels × 16 pixels in the case of MPEG1 and MPEG2.
Although a pixel size is used, even in the case of an encoding method in which encoding is performed with other pixel sizes, a unit image is defined in units of a predetermined number of pixels, and for each unit pixel, In the case of a method in which a motion vector is obtained and motion compensation is performed, and the image data of each unit image for which the motion compensation is performed is data-converted and the energy distribution of the image data is concentrated, Image size conversion can be applied.

【0199】さらに、このようにして行う符号化データ
の伝送レート変換は、従来行われていたような圧縮符号
化された画像データを復号化し、復号化して得られた画
像データをフレームメモリに一時記憶し、その一時記憶
された画像データを再度、所望の伝送レートにより再符
号化するような復号化、及び符号化を同時に行うための
演算処理が必要である、及び復号化した画像データを記
憶するための容量の大きな画像メモリが必要とされるこ
ともなく、信号処理時間の増加、変換のためのハードウ
エアが必要になるなど遅延時間の増加、装置価格の増加
などの課題が解決されるものである。
Further, the transmission rate conversion of the encoded data performed in this manner is performed by decoding the compressed and encoded image data as conventionally performed, and temporarily storing the decoded image data in the frame memory. It is necessary to perform an operation for simultaneously decoding and re-encoding the temporarily stored image data at a desired transmission rate, and to store the decoded image data. This eliminates the need for a large-capacity image memory to perform processing, and solves problems such as an increase in signal processing time, an increase in delay time due to the need for conversion hardware, and an increase in device price. Things.

【0200】[0200]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、所定の画
素数を単位とする単位画像毎に動きベクトルを求めて動
き補償のなされた画像データを直交変換して符号化デー
タを得、その得られた符号化データは最初にフレーム内
符号化された画像が、そしてその後方に複数の巡回的に
動き補償予測のされる参照画像が配置されるようになし
た符号化データのレート変換を行うに際し、その符号化
データより画像データを得、得られた参照画像の配置情
報に基づいてフレーム内符号化された画像に近く配置さ
れる参照画像の平均的な画像データ量が大きくなるよう
にしてレート変換した符号化データを得るようにしてい
るため、フレーム内符号化画像、ないしは動き補償用参
照画像のAC係数削減、量子化スケールなどの変更によ
り予測残差成分に誤差が生じても、順方向予測で巡回し
て行う動き補償予測で、誤差が蓄積され復号画像にその
誤差蓄積が顕著に生じることのない符号化画像のレート
変換を行う方法を提供できる効果がある。
According to the first aspect of the present invention, encoded data is obtained by obtaining a motion vector for each unit image in units of a predetermined number of pixels and orthogonally transforming the image data on which motion compensation has been performed. The obtained encoded data is a rate conversion of the encoded data in which an intra-coded image is arranged first, and a plurality of reference images to be subjected to motion compensation prediction are arranged behind the image. Is performed, image data is obtained from the encoded data, and the average image data amount of the reference image arranged close to the intra-frame encoded image based on the obtained arrangement information of the reference image is increased. In order to obtain the encoded data subjected to the rate conversion in the above manner, the AC residual of the intra-frame coded image or the reference image for motion compensation is reduced, and the prediction residual component is changed by changing the quantization scale. Even if a difference occurs, the effect of being able to provide a method for performing a rate conversion of a coded image in which errors are accumulated and the error accumulation does not significantly occur in a decoded image in motion compensation prediction performed cyclically in forward prediction. is there.

【0201】また、請求項2記載の発明によれば、特に
フレーム内符号化された画像より遠くに配置される参照
画像の平均符号配分量が、近くに配置される参照画像の
平均符号配分量よりも小さな値にするようにしてレート
変換した符号化データを得るようにしているため、請求
項1の効果に加え、フレーム内符号化画像、ないしは動
き補償用参照画像のAC係数削減、量子化スケールなど
の変更により予測残差成分に誤差が生じても、更に誤差
が蓄積され復号画像にその誤差蓄積が顕著に生じること
がなく、目標符号量に対して符号量制御が容易である符
号化画像のレート変換を行う方法を提供できる効果があ
る。
According to the second aspect of the present invention, in particular, the average code distribution amount of the reference image arranged farther than the intra-coded image is the average code distribution amount of the reference image arranged close to the reference image. Since encoded data subjected to rate conversion is obtained so as to have a smaller value, in addition to the effect of claim 1, AC coefficient reduction and quantization of an intra-frame encoded image or a motion compensation reference image are added. Even if an error occurs in the prediction residual component due to a change in scale or the like, the error is further accumulated, and the error accumulation does not significantly occur in the decoded image, and the code amount can be easily controlled with respect to the target code amount. This has the effect of providing a method of performing image rate conversion.

【0202】また、請求項3記載の発明によれば、特に
直交変換して得られる変換係数の内の交流係数値を可変
長符号化して得られる符号長が、前記フレーム内符号化
された画像より遠くに配置される参照画像に対し、近く
に配置される参照画像の方を大きな値にしてレート変換
した符号化データを得るようにしているため、請求項1
の効果に加え、フレーム内符号化画像、ないしは動き補
償用参照画像の交流成分係数削減、量子化スケールなど
の変更により予測残差成分に誤差が生じても、更に誤差
が蓄積され復号画像にその誤差蓄積が顕著に生じること
がなく、目標符号量に対して符号量制御が容易である符
号化画像のレート変換を行う方法を提供できる効果があ
る。
Further, according to the third aspect of the present invention, the code length obtained by performing variable length coding on the AC coefficient value among the transform coefficients obtained by performing the orthogonal transform, in particular, is determined by the intra-frame coded image. 2. The method according to claim 1, wherein a reference image arranged closer to the reference image arranged farther away has a larger value than the reference image arranged closer to obtain encoded data which is rate-converted.
In addition to the effects of the above, even if an error occurs in the prediction residual component due to the change in the AC component coefficient of the intra-frame coded image or the reference image for motion compensation, or the change of the quantization scale, the error is further accumulated and the error is accumulated in the decoded image. There is an effect that it is possible to provide a method for performing rate conversion of an encoded image in which error accumulation does not significantly occur and code amount control with respect to a target code amount is easy.

【0203】また、請求項4記載の発明によれば、特に
フレーム内符号化された画像より遠くに配置される前記
参照画像の平均量子化スケールが近くに配置される参照
画像の量子化スケールよりも大きな値にするようにして
レート変換した符号化データを得るようにしているた
め、請求項1の効果に加え、フレーム内符号化画像、な
いしは動き補償用参照画像のAC係数削減、量子化スケ
ールなどの変更により予測残差成分に誤差が生じても、
更に誤差が蓄積され復号画像にその誤差蓄積が顕著に生
じることのない符号化画像のレート変換を行う方法を提
供できる効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, in particular, the average quantization scale of the reference image arranged farther than the intra-coded image is smaller than the quantization scale of the reference image arranged closer. Is also set to a large value to obtain encoded data subjected to rate conversion. Therefore, in addition to the effect of claim 1, reduction of AC coefficients of an intra-frame encoded image or a motion compensation reference image, quantization scale Even if an error occurs in the prediction residual component due to changes such as
Further, there is an effect that it is possible to provide a method of performing a rate conversion of an encoded image in which an error is accumulated and the error accumulation is not significantly generated in a decoded image.

【0204】また、請求項5記載の発明によれば、特に
フレーム内符号化された画像より遠くに配置される参照
画像の量子化マトリックスのAC高域成分係数を、近く
に配置される参照画像よりも大きな値にするようにして
レート変換した符号化データを得るようにしているた
め、請求項1の効果に加え、フレーム内符号化画像、な
いしは動き補償用参照画像の交流成分係数削減、量子化
スケールなどの変更により予測残差成分に誤差が生じて
も、更に誤差が蓄積され復号画像にその誤差蓄積が顕著
に生じることがなく、目標符号量に対して符号量制御が
容易である符号化画像のレート変換を行う方法を提供で
きる効果がある。
According to the fifth aspect of the present invention, the AC high-frequency component coefficients of the quantization matrix of the reference image arranged farther than the intra-frame coded image are set to the reference image arranged closer. In order to obtain the rate-converted coded data so as to obtain a larger value, in addition to the effect of claim 1, the AC component coefficient reduction of the intra-frame coded image or the motion compensation reference image and the quantum Even if an error occurs in the prediction residual component due to a change in the quantization scale or the like, the error is further accumulated and the error accumulation does not significantly occur in the decoded image, and the code amount can be easily controlled with respect to the target code amount. There is an effect that it is possible to provide a method for performing the rate conversion of the structured image.

【0205】請求項6記載の発明によれば、所定の画素
数を単位とする単位画像毎に動きベクトルを求めて動き
補償のなされた画像データを直交変換して符号化データ
を得、その得られた符号化データは最初にフレーム内符
号化された画像が、その後方に複数の巡回的に動き補償
予測のされる参照画像が配置されるようになした符号化
データのレート変換を行うに際し、その符号化データよ
り画像データを得、得られた参照画像の配置情報に基づ
いてフレーム内符号化された画像に近く配置される参照
画像の平均的な画像データ量が大きくなるようにしてレ
ート変換した符号化データを得るようにしているため、
フレーム内符号化画像、ないしは動き補償用参照画像の
AC係数削減、量子化スケールなどの変更により予測残
差成分に誤差が生じても、順方向予測で巡回して行う動
き補償予測で、誤差が蓄積され復号画像にその誤差蓄積
が顕著に生じることの少ない符号化画像のレート変換装
置の構成を提供できる効果がある。
According to the sixth aspect of the present invention, encoded data is obtained by obtaining a motion vector for each unit image having a predetermined number of pixels as a unit and orthogonally transforming the motion-compensated image data. The coded data obtained when the rate of the coded data is changed such that a plurality of reference pictures to be subjected to motion compensation prediction are arranged behind the picture coded first in the frame. Image data is obtained from the encoded data, and based on the obtained arrangement information of the reference image, the average image data amount of the reference image arranged close to the intra-frame encoded image is increased so that the rate is increased. Because we try to get the converted encoded data,
Even if an error occurs in the prediction residual component due to a change in the AC coefficient reduction, quantization scale, or the like of an intra-frame coded image or a reference image for motion compensation, the error is reduced in motion compensation prediction performed cyclically in forward prediction. There is an effect that it is possible to provide a configuration of a rate conversion device for an encoded image in which the accumulated error is not significantly generated in the decoded image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係る符号化画像レート変換装
置の概略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoded image rate conversion device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例に係る符号化画像レート
変換装置の構成を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an encoded image rate conversion device according to a first example of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例に係る符号化画像レート
変換装置の構成を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a coded image rate conversion device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】MPEGで規定されたハフマン符号化用VLC
コード表を示したものである。
FIG. 4 is a VLC for Huffman coding specified by MPEG.
It shows a code table.

【図5】フレーム内符号化して得られたDCT係数値の
ジグザグスキャン方法を示した図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a zigzag scanning method of DCT coefficient values obtained by intra-frame encoding.

【図6】フレーム間符号化して得られたDCT係数値の
ジグザグスキャン方法を示した図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a zigzag scanning method of DCT coefficient values obtained by performing inter-frame coding.

【図7】本発明の実施例に係る一般的な画像をDCT変
換したときに得られるDCT係数を例示した図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating DCT coefficients obtained when a general image according to an embodiment of the present invention is subjected to DCT conversion.

【図8】本発明の実施例に係るDCT係数のジグザグス
キャンのされ方を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing how a DCT coefficient is zigzag scanned according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例に係る符号化画像レート
変換装置の構成を示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a coded image rate conversion device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施例に係る符号化画像レー
ト変換装置の構成を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a coded image rate conversion device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施に係るピクチャナンバ1に係る
量子化マトリックスを例示したものである。
FIG. 11 illustrates a quantization matrix according to picture number 1 according to an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施に係るピクチャナンバ2に係る
量子化マトリックスを例示したものである。
FIG. 12 illustrates a quantization matrix according to picture number 2 according to an embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施に係るピクチャナンバ3に係る
量子化マトリックスを例示したものである。
FIG. 13 illustrates a quantization matrix according to a picture number 3 according to an embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施に係るピクチャナンバ4に係る
量子化マトリックスを例示したものである。
FIG. 14 illustrates a quantization matrix according to a picture number 4 according to an embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施に係るピクチャナンバ5に係る
量子化マトリックスを例示したものである。
FIG. 15 illustrates a quantization matrix according to picture number 5 according to an embodiment of the present invention.

【図16】従来のMPEG符号化器の構成を示した図で
ある。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a conventional MPEG encoder.

【図17】従来のMPEG復号化器の構成を示した図で
ある。
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a conventional MPEG decoder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、10a、10b、10c、10d 符号化画像レ
ート変換装置 11 符号化データ入力端子 12 バッファ 13 VLD器 14 画像データ変換器 14a AC・DC係数メモリ 14b パラメータメモリ 14c 再量子化器 14d AC係数削除器 16 ヘッダパラメータ変換器 17 再VLC器 18 変換符号量制御器 18a 符号量制御器 18b ピックチャナンバ発生器 18c 量子化制御器 18d 量子化マトリックス制御器 19 バッファ 50 MPEG符号化器 51 入力端子 52 加算器 53 DCT器 54 量子化器 55 VLC器 56 バッファ 57 変換符号量制御器 61 逆量子化器 62 逆DCT器 63 加算器 64 画像メモリ 65 動き補償予測器 70 MPEG復号化器 71 符号化データ入力端子 72 バッファ 73 VLD器 74 逆量子化器 75 逆DCT器 76 加算器 77 画像メモリ 78 動き補償予測器
10, 10a, 10b, 10c, 10d Encoded image rate converter 11 Encoded data input terminal 12 Buffer 13 VLD unit 14 Image data converter 14a AC / DC coefficient memory 14b Parameter memory 14c Requantizer 14d AC coefficient deleter Reference Signs List 16 header parameter converter 17 re-VLC unit 18 conversion code amount controller 18a code amount controller 18b pick channel number generator 18c quantization controller 18d quantization matrix controller 19 buffer 50 MPEG encoder 51 input terminal 52 adder 53 DCT unit 54 Quantizer 55 VLC unit 56 Buffer 57 Transform code amount controller 61 Inverse quantizer 62 Inverse DCT unit 63 Adder 64 Image memory 65 Motion compensation predictor 70 MPEG decoder 71 Encoded data input terminal 72 Buffer 73 VL D unit 74 inverse quantizer 75 inverse DCT unit 76 adder 77 image memory 78 motion compensation predictor

フロントページの続き Fターム(参考) 5C059 KK34 KK41 MA00 MA04 MA05 MA23 MC11 MC38 ME02 PP05 PP06 SS02 SS13 TA46 TA60 TA71 TB13 TC18 TC37 UA02 UA05 UA32 UA33 5J064 AA01 BA09 BA16 BB03 BC01 BC16 BC26 BD01 Continued on the front page F term (reference) 5C059 KK34 KK41 MA00 MA04 MA05 MA23 MC11 MC38 ME02 PP05 PP06 SS02 SS13 TA46 TA60 TA71 TB13 TC18 TC37 UA02 UA05 UA32 UA33 5J064 AA01 BA09 BA16 BB03 BC01 BC16 BC26 BD01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フレーム内符号化された画像の後方にフレ
ーム間符号化された動き補償予測用の複数の参照画像を
配置して第1の伝送レートで符号化した第1の符号化デ
ータを得、前記第1の符号化データを第2の伝送レート
に変換した第2の符号化データとして得る符号化画像の
レート変換方法であって、 前記第1の符号化データより、前記複数の参照画像に係
るそれぞれの符号化データ、及び前記複数の参照画像の
配置順に係る配置情報を得て一時記憶する第1のステッ
プと、 その第1のステップで一時記憶した前記符号化データを
それぞれレート変換するのに用いる各符号化パラメータ
値を、前記配置順に応じて階段状に順次上昇又は下降す
る値である変換符号化パラメータ値として設定する第2
のステップと、 その第2のステップで設定された前記変換符号化パラメ
ータ値に基づいて、前記第1のステップで一時記憶した
前記参照画像に係る符号化データの変換を行って変換参
照画像データを得る第3のステップと、 を少なくとも有してなることを特徴とする符号化画像の
レート変換方法。
1. A method according to claim 1, further comprising: arranging a plurality of reference pictures for motion compensation prediction inter-frame coded behind the intra-coded picture, and coding the first coded data at a first transmission rate. And a rate conversion method of an encoded image obtained as the second encoded data obtained by converting the first encoded data into a second transmission rate, wherein the plurality of references are obtained from the first encoded data. A first step of obtaining and temporarily storing coded data relating to an image and arrangement information relating to the arrangement order of the plurality of reference images, and rate-converting the coded data temporarily stored in the first step, respectively Setting each of the encoding parameter values used for performing the conversion as a transform encoding parameter value that is a value that sequentially increases or decreases in a stepwise manner according to the arrangement order.
And, based on the transform encoding parameter value set in the second step, transform the encoded data related to the reference image temporarily stored in the first step to convert transformed reference image data. And a third step of obtaining the encoded image.
【請求項2】前記第2のステップにおける変換符号化パ
ラメータ値は、前記フレーム内符号化された画像に対し
てより近く配置される参照画像に対し、より大きな平均
符号量配分を行ったパラメータ値として設定することを
特徴とする請求項1記載の符号化画像のレート変換方
法。
2. A parameter value obtained by performing a larger average code amount distribution on a reference image arranged closer to the intra-coded image in the second step. 2. The rate conversion method for an encoded image according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記第2のステップにおける変換符号化パ
ラメータ値は、前記フレーム内符号化された画像に対し
てより近く配置される参照画像に対し、その参照画像を
直交変換して得られる変換係数の内の交流係数値を可変
長符号化して得られる符号長を、より大きな値であるパ
ラメータ値として設定することを特徴とする請求項1記
載の符号化画像のレート変換方法。
3. The transform encoding parameter value in the second step is a transform obtained by orthogonally transforming a reference image arranged closer to the intra-frame encoded image. 2. The method according to claim 1, wherein a code length obtained by performing variable-length coding on an AC coefficient value among the coefficients is set as a larger parameter value.
【請求項4】前記第2のステップにおける変換符号化パ
ラメータ値は、前記フレーム内符号化された画像に対し
てより近く配置される参照画像に対し、その参照画像を
直交変換して得られる変換係数の内の交流係数値に対す
る平均量子化スケールを、より小さな量子化スケールと
して設定することを特徴とする請求項1記載の符号化画
像のレート変換方法。
4. The transform coding parameter value in the second step is a transform obtained by orthogonally transforming a reference image arranged closer to the intra-coded image. 2. The method according to claim 1, wherein the average quantization scale for the AC coefficient value among the coefficients is set as a smaller quantization scale.
【請求項5】前記第2のステップにおける変換符号化パ
ラメータ値は、前記フレーム内符号化された画像に対し
てより近く配置される参照画像に対し、その参照画像を
直交変換して得られる変換係数を量子化するための量子
化マトリックスの交流係数値を、高い周波数でより大き
なマトリックス値として設定することを特徴とする請求
項1記載の符号化画像のレート変換方法。
5. The transform coding parameter value in the second step is a transform obtained by orthogonally transforming a reference image arranged closer to the intra-coded image. 2. The method according to claim 1, wherein the AC coefficient value of the quantization matrix for quantizing the coefficient is set as a larger matrix value at a high frequency.
【請求項6】フレーム内符号化された画像の後方にフレ
ーム間符号化された動き補償予測用の複数の参照画像を
配置して第1の伝送レートで符号化した第1の符号化デ
ータを得、前記第1の符号化データを第2の伝送レート
に変換した第2の符号化データとして得る符号化画像レ
ート変換装置であって、 前記第1の符号化データより、前記複数の参照画像に係
るそれぞれの符号化データ、及び前記複数の参照画像の
配置順に係る配置情報を得て一時記憶する一時記憶手段
と、 その一時記憶手段で一時記憶した前記符号化データをそ
れぞれレート変換するのに用いる各符号化パラメータ値
を、前記配置順に応じて階段状に順次上昇又は下降する
値である変換符号化パラメータ値として設定し、その設
定された前記変換符号化パラメータ値に基づいて、前記
一時記憶手段で一時記憶した前記参照画像に係る符号化
データの変換を行って変換参照画像データを得る変換画
像生成手段と、 を少なくとも具備して構成することを特徴とする符号化
画像レート変換装置。
6. A method according to claim 1, further comprising: arranging a plurality of inter-frame coded reference pictures for motion compensation prediction after the intra-coded picture, and coding the first coded data at a first transmission rate. A coded image rate conversion device for obtaining the first coded data as second coded data obtained by converting the first coded data into a second transmission rate, wherein the plurality of reference images are obtained from the first coded data. A temporary storage means for obtaining and temporarily storing the respective encoded data according to the arrangement order and the arrangement information relating to the arrangement order of the plurality of reference images; and for performing rate conversion on the encoded data temporarily stored in the temporary storage means. Each coding parameter value to be used is set as a transform coding parameter value that is a value that gradually increases or decreases in a stepwise manner according to the arrangement order, and is based on the set transform coding parameter value. And a converted image generating means for performing conversion of coded data relating to the reference image temporarily stored in the temporary storage means to obtain converted reference image data. Rate converter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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