[发明专利]可变比特率编码装置

说明书

本发明涉及一种用来将图像信号变换为编码比特流的实时可变比特率控制的编码装置。

MPEG2方式是一对图像信号进行压缩编码处理的国际标准方式。通过MPEG2方式，将一幅图像分割成由很多像素构成的图像块，并对每一个图像块进行离散余弦变换(DCT)，再对由此而得到的变换系数进行量化和可变长度编码，以去除空间方向上的冗余信息；将帧内编码处理、前向帧动作补偿预测编码处理、以及双向帧动作补偿预测编码处理组合起来使用，以去除时间方向上的冗余信息。高压缩和高图像质量就是这样来实现的。

众所周知，图像里混杂着诸如活动剧烈、内含很多复杂的图案之类的编码难度很高的场面(scene)，和没有什么变动的、单调的即编码难度很低的场面。若不能将足够的比特数分配给编码难度很高的场面，则就会发生图像块噪声、蚊子噪声之类的DCT编码处理所特有的噪声，而造成图像质量大幅度下降。

因此，要通过恒定比特率控制来保证很高的图像质量，就必须进行能满足编码难度很高的场面要求的高比特率编码处理。这样做的结果，往往会将过大的比特数分配给编码难度很低的场面。于是，在要将编码比特流记录到记录媒体时，所需要的记录容量就要比进行可变比特率控制时的多。

于是，在以光盘为记录媒体的激光数字视盘(DVD)中，采用了以可变比特率控制的MPEG2方式。不过，到目前为止，至少需要对图像进行编码难度测定和编码这两遍处理。换句话说，是一种在事先测定好要记录的场面的复杂程度以后，再根据该复杂程度来进行比特分配和编码处理的非实时方式。

本发明的目的在于：提供一种可变比特率编码装置，以便实时地将图像信号变换为编码比特流。

为达成该目的，本发明的编码装置，采用了备有如下几部分的结构。即为输出其可变比特率与可变比特分配数相对应的编码比特流，而对图像信号进行压缩编码的压缩编码器；用来将所给定的平均目标数和上述编码比特流在每一个规定期间内的既生比特数之差，顺序地相加以求出累加误差的计算手段；用来将表示上述图像信号所显示的场面复杂程度的编码难度，检测出来的编码难度检测器；用来检测场面是否正在切换的变化检测器；以及在场面切换后的第一帧里，为将超过上述平均目标数的比特数分配给复杂场面，而根据上述已被检测出来的编码难度，来决定一暂时比特分配数，并且当上述累加误差超过所规定的值时，为最大限度地将上述暂时比特分配数减小到上述平均目标数，而根据上述累加误差的大小，纠正上述暂时比特分配数，然后定出上述比特分配数；在同一个场面内的帧里，为使上述累加误差不超过事先设定好的最大值，而将前一个上述比特分配数，依次更新的比特分配器。

按照本发明，不仅能够提供一种可将图像信号实时地变换为编码比特流的可变比特率编码装置，还能够一边限定上述既生比特数的总和，一边确保即使是在编码难度很高的场面不断连续的情况下，最低也能将上述平均目标数分配给每个场面，而保证了很高的图像质量。因此，在要实时地向可记录的DVD等的光盘、硬盘和其他的可记录可变长度比特流的记录媒体进行记录时，可视记录媒体的记录容量，来根据图像信号的编码难度，进行最适当的比特分配，并同时记录下时间已被定好的图像信号。

附图的简单说明

图1是表示本发明所涉及的编码装置的构成例的方框图。

图2A及图2B用来说明图1所示的编码装置的反馈控制特性，图2A表示比特分配数Bt随时间的变化情况，图2B表示累加误差D随时间的变化情况。

图3用来说明在图1的编码装置中，对与累加误差D相对应的比特分配数Bt的纠正情况。

图4A、图4B及图4C都表示编码难度很高的场面不断连续时，图1的编码装置的工作情况，图4A表示编码难度X随时间的变化情况；图4B表示比特分配数Bt随时间的变化情况；图4C表示累加误差D随时间的变化情况。

图5A、图5B及图5C都表示编码难度很高的场面和编码难度很低的场面混在一起时，图1的编码装置的工作情况，图5A表示编码难度X随时间的变化情况；图5B表示比特分配数Bt随时间的变化情况；图5C表示累加误差D随时间的变化情况。

(实施例)