Способ кодирования, кодирующее устройство, программа обработки кодирования и регистрирующий носитель, на котором записана программа обработки кодирования

Изобретение относится к способу кодирования, и может применяться в видеокамерах. Техническим результатом является создание способа кодирования, который обеспечивает возможным назначать соответствующую величину кода каждой картинке, когда время записи должно быть гарантировано однопроходной системой и когда имеется много режимов предсказания. Предложен способ кодирования, при котором кодируют входные данные D1 изображения на основе истинной предсказанной величины TRUE PRED(n) кода, вычисленной путем коррекции грубо вычисленной предсказанной величины ROUGH PRED(n) кода, предсказанной из входных данных D1 изображения, с корректировочным коэффициентом ADJUST(n), и устанавливают корректировочный коэффициент ADJUST(n) соответствующего типа картинок на основе реально генерируемой величины BIT(n) кода. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу кодирования, кодирующему устройству, программе обработки кодирования и регистрирующему носителю, на котором записана эта программа обработки кодирования, и применимо, например, к видеокамерам. Настоящее изобретение кодирует входные данные изображения на основе истиной предсказанной величины кода, вычисленной путем коррекции грубо подсчитанной предсказанной величины кода, предсказанной из входных данных изображения, с корректировочным коэффициентом и устанавливает корректировочный коэффициент соответствующего типа картинки на основе реальной генерируемой величины кода. Настоящее изобретение делает возможным назначать соответствующую величину кода для каждой картинки, когда время записи должно быть гарантировано однопроходной системой и когда имеется много режимов предсказания, соответственно.

Уровень техники

Традиционно широко известным предсказывающим кодированием с компенсацией движения являются управление кодированием с переменной битовой скоростью (с переменной БС) (VBR) и управление кодированием с постоянной битовой скоростью (с постоянной БС) (CBR). Управление кодированием с переменной БС является способом кодирования движущегося изображения посредством фиксированной шкалы квантования, установленной заранее. С другой стороны, управление кодированием с постоянной БС является способом выполнения управления кодированием при изменении шкалы квантования так, чтобы величина генерируемого кода становилась заранее заданным целевым значением.

Управление кодированием с переменной БС изменяет величину генерируемого кода различным образом согласно обрабатываемому объекту, а потому не может гарантировать время записи, когда на регистрирующий носитель записываются движущие изображения. Поэтому при записи движущихся изображений или тому подобного время записи гарантируется главным образом посредством управления кодированием с постоянной БС.

Однако управление кодированием с постоянной БС может кодировать картинку, которую можно легко кодировать, с излишне высоким качеством картинки и за счет этого является практически неудовлетворительным с точки зрения эффективности кодирования. Выложенная заявка Японии №2001-28753, например, предлагает способ улучшения эффективности кодирования путем выполнения обработки кодирования с переключением между управлением кодированием с переменной БС и управлением кодированием с постоянной БС.

В управлении кодированием с постоянной БС имеются так называемые двухпроходные системы, в которых выполняется процесс пробного кодирования с фиксированной шкалой квантования и измеряется величина генерируемого кода, шкала квантования изменяется согласно результату этого измерения, и выполняется процесс реального кодирования, и так называемые однопроходные системы, в которых шкала квантования изменяется в реальном времени М, тогда как величина генерируемого кода предсказывается. Однопроходная система требует объем работы, который составляет примерно 1/2 от объема работы двухпроходной системы, и может обрабатывать движущиеся картинки в реальном времени М. Поэтому однопроходная система применяется в различных записывающих устройствах.

Однако однопроходная система все же практически неудовлетворительна с точки зрения назначения соответствующей величины кода для каждой картинки и кодирования движущихся картинок с высоким качеством картинки.

Конкретно, однопроходная система изменяет шкалу квантования посредством управления с обратной связью согласно величине генерируемого кода и тем самым может регулировать степень сжатия только после того, как закодирована одна картинка. Таким образом, трудно изменять шкалу квантования, чтобы вполне следовать за изменениями качества картинки, так что назначение соответствующей величины кода не выполняется обязательно, когда регистрируется величина кода каждой картинки.

Предложенный для решения этой проблемы способ обнаруживает величину признака, указывающую степень трудности обработки кодирования, такую, например, как высокочастотный компонент, для каждой картинки и управляет шкалой квантования путем прямого управления с результатом этого обнаружения в качестве основы. Этот способ может, как правило, назначать соответствующую величину кода каждой картинке в процессе кодирования MPEG-2, к примеру.

Однако способы кодирования этого типа включают в себя способы, в которых из многих режимов предсказания выбирается оптимальный режим предсказания и выполняется процесс кодирования, как в H.264/AVC (Усовершенствованное видеокодирование) и MPEG-4 (Экспертная группа по движущимся изображениям). В таких способах кодирования корреляция между величиной признака и величиной генерируемого кода значительно снижена. Таким образом, даже в этих способах трудно назначать соответствующую величину кода в процессе кодирования, в котором имеется большое число режимов предсказания.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение сделано с учетом вышесказанного. Желательно предложить способ кодирования, кодирующее устройство, программу обработки кодирования и регистрирующий носитель, на котором записывается эта программа обработки кодирования, которые делают возможным назначать соответствующую величину кода каждой картинке, даже когда время записи должно быть гарантировано однопроходной системой и даже когда имеется много режимов предсказания.

Согласно настоящему изобретению предлагается способ кодирования, в котором устанавливают последовательно тип картинки для картинок входных данных изображения, кодируют входные данные изображения при предсказании генерируемой величины кода каждой картинки и генерируют закодированные данные, при этом способ включает в себя этапы, на которых: предсказывают грубо вычисленную величину кода закодированных данных, генерируемых из входных данных изображения; вычисляют истинную предсказанную величину кода путем коррекции грубо вычисленной предсказанной величины кода посредством корректировочного коэффициента, соответствующего типу картинки; кодируют входные данные изображения на основе истинной предсказанной величины кода; и устанавливают корректировочный коэффициент соответствующего типа картинки при обнаружении реально генерируемой величины закодированных данных.

Согласно настоящему изобретению предлагается способ кодирования, в котором устанавливают последовательно тип картинки для картинок входных данных изображения, кодируют входные данные изображения при предсказании генерируемой величины кода каждой картинки и генерируют закодированные данные, при этом способ включает в себя этапы, на которых: предсказывают грубо вычисленную величину кода закодированных данных, генерируемых из входных данных изображения; вычисляют истинную предсказанную величину кода путем коррекции грубо вычисленной предсказанной величины кода посредством корректировочного коэффициента, соответствующего типу картинки; кодируют входные данные изображения на основе истинной предсказанной величины кода; и устанавливают корректировочный коэффициент соответствующего типа картинки при обнаружении реально генерируемой величины кода упомянутых закодированных данных. Затем, даже когда имеется большое число режимов предсказания и генерируемая величина кода не может быть предсказана точно посредством грубо вычисленной предсказанной величины кода, генерируемая величина кода может быть предсказана с практически достаточной точностью посредством истинной предсказанной величины кода, полученной с помощью корректировочного коэффициента. Таким образом, за счет использования истинной предсказанной величины кода с такой высокой точностью можно назначать соответствующую величину кода для каждой картинки, даже когда время записи должно быть гарантировано однопроходной системой и даже когда имеется много режимов предсказания.

Далее согласно настоящему изобретению по п.1 формулы изобретения на этапе кодирования кодируют входные данные изображения по меньшей мере картинки в начале последовательности каждого типа картинок с помощью фиксированной шкалы квантования, установленной заранее; на этапе грубого вычисления предсказанной величины кода, при соотношении между величиной признака, указывающего степень трудности кодирования, который обнаруживают в картинке в начале последовательности, и величины признака, обнаруженного в подлежащей кодированию картинке, вычисляют грубо вычисленную величину кода подлежащей кодированию картинки на основе реально генерируемой величины кода закодированных данных, полученных с помощью фиксированной шкалы квантования; и изменяют среднюю генерируемую величину кода закодированных данных путем изменения фиксированной шкалы квантования в ответ на действие, предпринятое пользователем.

На основе вышеуказанной конфигурации настоящего изобретения, которая может обнаруживать истинную предсказанную величину кода, имеющую такую высокую точность, по п.1 формулы изобретения, на этапе кодирования кодируют входные данные изображения по меньшей мере картинки в начале последовательности каждого типа картинок с помощью фиксированной шкалы квантования, установленной заранее; и на этапе грубого вычисления предсказанной величины кода, при соотношении между величиной признака, указывающего степень трудности кодирования, который обнаруживают в картинке в начале последовательности, и величины признака, обнаруженного в подлежащей кодированию картинке, вычисляют грубо вычисленную величину кода подлежащей кодированию картинки на основе реально генерируемой величины кода закодированных данных, полученных с помощью фиксированной шкалы квантования. Затем предсказывают генерируемую величину кода каждой картинки с использованием генерируемой величины кода, полученной с помощью фиксированной шкалы квантования, в качестве эталонной, и выполняют процесс кодирования. Таким образом, фиксированная шкала квантования может быть основой для установления генерируемой величины кода закодированных данных. В способе кодирования легко установить средний уровень генерируемой величины кода путем изменения средней генерируемой величины кода закодированных данных за счет изменения фиксированной шкалы квантования в ответ на действие, предпринятое пользователем.

Еще далее согласно настоящему изобретению по п.1 формулы изобретения способ кодирования включает в себя этапы, на которых: устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе истинной предсказанной величины кода; и корректируют истинную предсказанную величину кода; при этом на этапе кодирования кодируют входные данные изображения на основе истинной предсказанной величины кода путем установки такой шкалы квантования, что реально генерируемая величина кода закодированных данных становится целевой величиной кода; а на этапе корректирования корректируют истинную предсказанную величину кода на генерируемую величину кода, предсказанную, когда шкалу квантования устанавливают на определенную эталонную шкалу квантования.

На основе вышеуказанной конфигурации настоящего изобретения, которая может обнаруживать истинную предсказанную величину кода, имеющую такую высокую точность, по п.1 формулы изобретения, способ кодирования включает в себя этапы, на которых: устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе истинной предсказанной величины кода; и корректируют истинную предсказанную величину кода; при этом на этапе кодирования кодируют входные данные изображения на основе истинной предсказанной величины кода путем установки такой шкалы квантования, что реально генерируемая величина кода закодированных данных становится целевой величиной кода; а на этапе корректирования корректируют истинную предсказанную величину кода на генерируемую величину кода, предсказанную, когда шкалу квантования устанавливают на определенную эталонную шкалу квантования. Таким образом, даже когда целевую величину кода устанавливают из истинной предсказанной величины кода для с постоянной БС, например, и выполняют процесс кодирования, генерируемая величина кода может быть предсказана на основе обработки кодирования с определенной эталонной шкалой квантования. Тем самым возможно далее улучшить точность предсказания генерируемой величины кода и соответственно назначать соответствующую величину кода каждой картинке с более высокой точностью.

Далее согласно настоящему изобретению в конфигурации по п.8 формулы изобретения на этапе кодирования кодируют входные данные изображения по меньшей мере картинки в начале последовательности каждого типа картинок с помощью фиксированной шкалы квантования, установленной заранее; на этапе грубого вычисления предсказанной величины кода, при соотношении между величиной признака, указывающего степень трудности кодирования, который обнаруживают в картинке в начале последовательности, и величины признака, обнаруженного в подлежащей кодированию картинке, вычисляют грубо вычисленную величину кода подлежащей кодированию картинки на основе реально генерируемой величины кода закодированных данных, полученных с помощью фиксированной шкалы квантования; и изменяют среднюю генерируемую величину кода закодированных данных путем изменения фиксированной шкалы квантования в ответ на действие, предпринятое пользователем.

На основе вышеуказанной конфигурации настоящего изобретения по п.8 формулы изобретения, которая может обнаруживать истинную предсказанную величину кода, имеющую такую высокую точность, на этапе кодирования кодируют входные данные изображения по меньшей мере картинки в начале последовательности каждого типа картинок с помощью фиксированной шкалы квантования, установленной заранее; и на этапе грубого вычисления предсказанной величины кода, при соотношении между величиной признака, указывающего степень трудности кодирования, который обнаруживают в картинке в начале последовательности, и величины признака, обнаруженного в подлежащей кодированию картинке, вычисляют грубо вычисленную величину кода подлежащей кодированию картинки на основе реально генерируемой величины кода закодированных данных, полученных с помощью фиксированной шкалы квантования. Затем предсказывают генерируемую величину кода каждой картинки с использованием генерируемой величины кода, полученной с помощью фиксированной шкалы квантования, в качестве эталонной и выполняют процесс кодирования. Таким образом, фиксированная шкала квантования может быть основой для установления генерируемой величины кода закодированных данных. В способе кодирования можно легко установить средний уровень генерируемой величины кода путем изменения средней генерируемой величины кода закодированных данных за счет изменения фиксированной шкалы квантования в ответ на действие, предпринятое пользователем.

Кроме того, согласно настоящему изобретению по п.1 формулы изобретения способ кодирования включает в себя этапы, на которых: устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе истинной предсказанной величины кода; при этом на этапе кодирования кодируют входные данные изображения путем установки такой шкалы квантования, чтобы реальная генерируемая величина кода закодированных данных становилась целевой величиной кода, на этапе грубого вычисления предсказанной величины кода получают также грубо вычисленные предсказанные величины кода для других типов картинок, когда подлежащую кодированию картинку кодируют как иные типы картинок, на этапе предсказания истинной величины кода получают также истинные предсказанные величины кода для иных типов картинок из грубо вычисленных предсказанных величин кода, а на этапе установки целевой величины кода распределяют назначаемую величину кода на основе истинной предсказанной величины кода для соответствующего типа картинок и истинных предсказанных величин кода для иных типов картинок и устанавливают целевую величину кода.

На основе вышеуказанной конфигурации настоящего изобретения по п.1 формулы изобретения, которая может обнаруживать истинную предсказанную величину кода, имеющую такую высокую точность, способ кодирования включает в себя этап, на котором устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе истинной предсказанной величины кода, при этом на этапе кодирования кодируют входные данные изображения путем такой установки шкалы квантования, чтобы реально генерируемая величина кода закодированных данных становилась целевой величиной кода, на этапе грубого вычисления предсказанной величины кода получают также грубо вычисленные предсказанные величины кода для других типов картинок, на этапе предсказания истинной величины кода получают также истинные предсказанные величины кода для иных типов картинок из грубо вычисленных предсказанных величин кода, а на этапе установки целевой величины кода распределяют назначаемую величину кода на основе истинной предсказанной величины кода для соответствующего типа картинок и истинных предсказанных величин кода для иных типов картинок и устанавливают целевую величину кода. Затем даже когда степень трудности кодирования в картинках постепенно изменяется, величина кода, подлежащая назначению для каждой картинки, может устанавливаться в ответ на это изменение. Тем самым можно назначать более подходящую величину кода для каждой картинки.

Далее согласно настоящему изобретению по п.1 формулы изобретения способ кодирования включает в себя далее этап, на котором устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе истинной предсказанной величины кода, при этом на этапе кодирования кодируют входные данные изображения путем такой установки шкалы квантования, чтобы реально генерируемая величина кода закодированных данных становилась целевой величиной кода, когда истинная предсказанная величина кода меньше, чем некоторое значение, большее эталонного значения для улучшения качества изображения, на этапе установки целевой величины кода устанавливают истинную предсказанную величину кода на целевую величину кода, чтобы генерировать закодированные данные с переменной БС, когда истинная предсказанная величина кода больше, чем некоторое значение, на этапе установки целевой величины кода устанавливают величину кода, соответствующую некоторому значению, на целевую величину кода, чтобы генерировать закодированные данные с постоянной БС, а когда истинная предсказанная величина кода меньше, чем эталонное значение для улучшения качества картинки, на этапе установки целевой величины кода устанавливают истинную предсказанную величину кода на целевую величину кода, увеличенную в коэффициент раз, причем этот коэффициент увеличивается по мере того, как истинная предсказанная величина кода уменьшается.

На основе вышеуказанной конфигурации настоящего изобретения по п.1 формулы изобретения, которая может обнаруживать истинную предсказанную величину кода, имеющую такую высокую точность, способ кодирования включает в себя этап, на котором устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе истинной предсказанной величины кода, при этом на этапе кодирования устанавливают такую шкалу квантования, чтобы реально генерируемая величина кода закодированных данных становилась целевой величиной кода, и кодируют входные данные изображения, когда истинная предсказанная величина кода меньше, чем некоторое значение, большее эталонного значения для улучшения качества изображения, на этапе установки целевой величины кода устанавливают целевую величину кода, чтобы генерировать закодированные данные с переменной БС путем установки истинной предсказанной величины кода в качестве целевой величины кода, когда истинная предсказанная величина кода больше, чем некоторое значение, на этапе установки целевой величины кода устанавливают целевую величину кода, чтобы генерировать закодированные данные с постоянной БС путем установки величины кода, соответствующей некоторому значению, в качестве целевой величины кода, а когда истинная предсказанная величина кода меньше, чем эталонное значение для улучшения качества картинки, на этапе установки целевой величины кода увеличивают истинную предсказанную величину кода посредством коэффициента, который увеличивается по мере того, как истинная предсказанная величина кода уменьшается, и устанавливают истинную предсказанную величину кода в качестве целевой величины кода. Затем можно путем увеличения величины кода кодировать изображение, которое легко кодируется и дает результат в малой генерируемой величине кода. Ухудшение качества изображения в таком изображении стремится быть относительно заметным. Качество изображения можно улучшить за счет этого.

Далее согласно настоящему изобретению предлагается кодирующее устройство, в котором тип картинки последовательно устанавливается для картинок из входных данных изображения, входные данные изображения кодируются при предсказании генерируемой величины кода каждой картинки, и закодированные данные генерируются, при этом кодирующее устройство включает в себя: средство предсказания грубо вычисленной величины кода для предсказания грубо вычисленной величины кода закодированных данных, генерируемых из входных данных изображения; средство предсказания истинной величины кода для вычисления истинной предсказанной величины кода путем коррекции грубо вычисленной предсказанной величины кода посредством корректировочного коэффициента, соответствующего типу картинки; кодирующее средство для кодирования входных данных изображения на основе истинной предсказанной величины кода; и средство установки коэффициента для установки корректировочного коэффициента соответствующего типа картинки при обнаружении реально генерируемой величины кода закодированных данных.

Согласно настоящему изобретению можно обеспечить кодирующее устройство, которое делает возможным выделять соответствующую величину кода каждой картинке, даже когда время записи должно быть гарантировано однопроходной системой и даже когда имеется много режимов предсказания.

Еще далее согласно настоящему изобретению предлагается программа обработки кодирования, исполняемая средством арифметической обработки для последовательной установки типа картинки для картинок во входных данных изображения, для кодирования входных данных изображения при предсказании генерируемой величины кода каждой картинки и для генерирования закодированных данных, причем программа обработки кодирования включает в себя этапы, на которых: предсказывают грубо вычисленную величину кода закодированных данных, генерируемых из входных данных изображения; вычисляют истинную предсказанную величину кода путем коррекции грубо вычисленной предсказанной величины кода посредством корректировочного коэффициента, соответствующего типу картинки; кодируют входные данные изображения на основе истинной предсказанной величины кода; и устанавливают корректировочный коэффициент соответствующего типа картинки при обнаружении реально генерируемой величины кода закодированных данных.

Согласно настоящему изобретению можно обеспечить программу обработки кодирования, которая выделяет соответствующую величину кода каждой картинке, даже когда время записи должно быть гарантировано однопроходной системой и даже когда имеется много режимов предсказания.

Еще далее согласно настоящему изобретению предлагается носитель записи, на котором записана программа обработки кодирования, исполняемая средством арифметической обработки для последовательной установки типа картинки для картинок во входных данных изображения, для кодирования входных данных изображения при предсказании генерируемой величины кода каждой картинки и для генерирования закодированных данных, причем программа обработки кодирования включает в себя этапы, на которых: предсказывают грубо вычисленную величину кода закодированных данных, генерируемых из входных данных изображения; вычисляют истинную предсказанную величину кода путем коррекции грубо вычисленной предсказанной величины кода посредством корректировочного коэффициента, соответствующего типу картинки; кодируют входные данные изображения на основе истинной предсказанной величины кода; и устанавливают корректировочный коэффициент соответствующего типа картинки при обнаружении реально генерируемой величины закодированных данных.

Согласно настоящему изобретению можно обеспечить регистрирующий носитель, на котором записана программа обработки кодирования, которая выделяет соответствующую величину кода каждой картинке, даже когда время записи должно быть гарантировано однопроходной системой и даже когда имеется много режимов предсказания.

Согласно настоящему изобретению можно выделять соответствующую величину кода каждой картинке, даже когда время записи должно быть гарантировано однопроходной системой и даже когда имеется много режимов предсказания.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является блок-схемой, показывающей цифровую видеокамеру согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 является диаграммой характеристической кривой, показывающей характеристику кодера, использованного в цифровой видеокамере по фиг.1.

Фиг.3 является блок-схемой, показывающей цифровую видеокамеру, использованную в цифровой видеокамере по фиг.1.

Фиг.4 является блок-схемой, показывающей часть конфигурации кодера по фиг.3.

Фиг.5 является диаграммой характеристической кривой, показывающей величину кода, генерируемого кодером по фиг.3.

Фиг.6 является диаграммой характеристической кривой, показывающей пульсации величины кода, генерируемого кодером по фиг.3.

Фиг.7 является диаграммой характеристической кривой, показывающей изменения в величине кода, генерируемого кодером по фиг.3.

Фиг.8 является диаграммой характеристической кривой, показывающей изменения в величине кода, генерируемого кодером по фиг.3, как результат переключения между кодированием с переменной БС и кодированием с постоянной БС.

Фиг.9 является диаграммой характеристической кривой для помощи в пояснении переключения режима работы в кодере по фиг.3.

Фиг.10 является блок-схемой, показывающей персональный компьютер согласно варианту 2 осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11 является блок-схемой алгоритма, представляющей процедуру обработки в центральном процессоре в персональном компьютере по фиг.10.

Фиг.12 является блок-схемой алгоритма, представляющей подробности части в процедуре обработки, представленной на блок-схеме алгоритма по фиг.11.

Фиг.13 является блок-схемой, показывающей кодер согласно варианту 3 осуществления настоящего изобретения.

Фиг.14 является блок-схемой, показывающей часть конфигурации кодера по фиг.13.

Наилучший режим осуществления изобретения

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны здесь подробно со ссылками на чертежи в зависимости от ситуации.

(1) Конфигурация варианта 1 осуществления

Фиг.1 является блок-схемой, показывающей цифровую видеокамеру согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Цифровая видеокамера 1 кодирует результат съемки изображения желательного предмета и записывает результат на регистрирующем носителе 2. Для этого камерный блок 3 в цифровой видеокамере 1 получает результат съемки изображения, а затем выводит данные изображения.

В частности, привод 4 в камерном блоке 3 управляет диафрагмой, фокусной линзой и трансфокаторной линзой оптического блока 6 под управлением управляющего блока 5. Оптический блок 6 собирает падающий свет в условиях управления посредством привода 4 и формирует оптическое изображение на поверхности съемки изображения в стоящем следом твердотельном устройстве 7 съемки изображения на ПЗС (прибор с зарядовой связью) (CCD). Блок 8 синхронизации генерирует и выдает различные тактирующие сигналы для твердотельного устройства 7 съемки изображения на ПЗС под управлением управляющего блока 5. Привод 9 управляет твердотельным устройством 7 съемки изображения на ПЗС посредством части различных тактирующих сигналов, выдаваемых из блока 8 синхронизации. Твердотельное устройство 7 съемки изображения на ПЗС работает согласно тактирующим сигналам, непосредственно вводимым из блока 8 синхронизации, и тактирующему сигналу, вводимому через привод 9. Твердотельное устройство 7 съемки изображения на ПЗС выдает результат съемки оптического изображения на поверхности съемки изображения. Схема 10 предварительной обработки подвергает результат съемки изображения из твердотельного устройства 7 съемки изображения на ПЗС процессу коррелированной двойной дискретизации, после чего усиливает результат съемки изображения с усилением, регулируемым управляющим блоком 5, а затем подвергает результат съемки изображения процессу аналого-цифрового преобразования. Схема 10 предварительной обработки выводит данные изображения в качестве результата этого процесса, в камерный блок 12 ЦОС (цифровой обработки сигналов) (DSP).

Камерный блок 12 ЦОС подвергает данные изображения, выданные из камерного блока 3, обработке сигналов, после чего кодирует данные изображения, а затем выдает данные изображения в управляющий блок 5. Помимо этого, камерный блок 12 ЦОС обратно декодирует закодированные данные, введенные из управляющего блока 5.

В частности, блок 13 АФ/АД/АББ (AF/AE/AWB) в камерном блоке 12 ЦОС получает различную информацию, необходимую для автоматического управления фокусом и автоматического управления диафрагмой, из данных изображения, выводимых из камерного блока 3, и выводит эту информацию в управляющий блок 5. Блок 13 АФ/АД/АББ также подвергает данные изображения автоматической регулировке баланса белого под управлением управляющего блока 5, а затем выводит результат в управляющий блок 5 и тому подобное. Кстати, в дополнение к этим процессам блок 13 АФ/АД/АББ выполняет различные виды обработки, такие как обработка изломов, обработка гамма-коррекции, обработка матричных операций и т.п., необходимые для обработки результата съемки изображения. Кодер 14 представляет собой кодирующее устройство, которое генерирует закодированные данные путем кодирования данных изображения с помощью компенсации движения и ортогонального преобразования. Под управлением управляющего блока 5 кодер 14 генерирует закодированные данные путем кодирования данных изображения, обработанных блоком 13 АФ/АД/АББ, а затем выводит закодированные данные в управляющий блок 5. Декодер 15 обратно декодирует закодированные данные, введенные из управляющего блока 5, а затем выводит данные изображения в качестве результата обработки в управляющий блок 5. Контроллер 16 СДОЗУ (синхронного динамического ОЗУ) (SDRAM) управляет записью и считыванием в СДОЗУ 17 в качестве памяти, внешней для камерного блока 12 ЦОС. Контроллер 16 СДОЗУ временно сохраняет данные изображения и закодированные данные, связанные с рядом обработок камерного блока 12 ЦОС, в СДОЗУ 17.

В данном случае программа связанная с рядом обработок камерного блока 12 СДОЗУ, обеспечивается путем установки заранее в цифровой видеокамере 1. Однако вместо обеспечения путем такой установки заранее программа может обеспечиваться путем загрузки по сети, такой как Интернет или тому подобное, либо может обеспечиваться путем записи на регистрирующий носитель. Кстати, в качестве такого регистрирующего носителя могут широко использоваться различные регистрирующие носители, такие как оптический диск, магнитный диск, карта памяти и тому подобное.

Закодированные данные, закодированные кодером 14, и тому подобное записываются на регистрирующий носитель 2. Кроме того, закодированные данные, записанные на регистрирующем носителе 2, воспроизводятся и выводятся. В качестве регистрирующего носителя 2 могут широко использоваться различные регистрирующие носители, такие как оптический диск, магнитный диск, карта памяти и тому подобное. Интерфейс 21 носителя под управлением управляющего блока 5 записывает данные, выведенные из управляющего блока 5, на регистрирующий носитель 2 и считывает данные, записанные на регистрирующий носитель 2, а затем выводит эти данные в управляющий блок 5.

Внешний интерфейс 22 представляет собой интерфейс для подключения внешнего устройства, такого, например, как персональный компьютер. Под управлением управляющего блока 5 внешний интерфейс 22 выводит данные, выведенные из управляющего блока 5, во внешнее устройство и выводит данные, введенные из внешнего устройства, в управляющий блок 5. Посредством этого цифровая видеокамера 1 посылает и принимает различные данные, такие как данные изображения, закодированные данные и тому подобное во внешнее устройство и из внешнего устройства.

Контроллер 24 ЖКД (жидкокристаллического дисплея) (LCD) управляет ЖКД (жидкокристаллическим дисплейным) устройством 23 на основе данных изображения, выведенных на шину ШИНА (BUS) в управляющем блоке 5 под управлением управляющего блока 5. Посредством этого жидкокристаллическое дисплейное устройство 23 отображает данные изображения в качестве результата съемки изображения и данные изображения в качестве результата декодирования, выведенного на шину ШИНА.

Управляющий блок 5 представляет собой управляющее средство для управления работой всей цифровой видеокамеры 1. За счет фиксации рабочей области в оперативно запоминающем устройстве (ОЗУ) (RAM) 25 и исполнения программы обработки, записанной в постоянной флэш-памяти 27 центральным процессором (ЦП) (CPU) 26, управляющий блок 5 начинает работу камерного блока 3 и камерного блока 12 ЦОС в ответ на работу операционного блока 29 для обработки результата съемки изображения, полученного камерным блоком 3, камерным блоком 12 ЦОС, тем самым подвергая результат съемки изображения обработке кодирования, получая закодированные данные в качестве результата этой обработки и записывая закодированные данные на регистрирующий носитель 2. Помимо этого управляющий блок 5 получает данные изображения в качестве результата съемки изображения и отображает дисплейное изображение посредством жидкокристаллического дисплейного устройства 23. В этих обработках управляющий блок 5 управляет диафрагмой и фокусом камерного блока 3 на основе информации, полученной из камерного блока 12 ЦОС, и посредством этого выполняет обработку автоматического управления диафрагмой и автоматического управления фокусом. Далее в ответ на действие пользователя управляющий блок 5 считывает закодированные данные, записанные на регистрирующий носитель 2, декодирует закодированные данные камерным блоком 12 ЦОС, получает данные изображения в качестве результата этой обработки, а затем отображает дисплейное изображение жидкокристаллическим дисплейным устройством 23.

В этих обработках управляющий блок 5 меняет параметр, используемый в обработке кодера 14, который будет описан позже, в ответ на действие пользователя с операционным блоком 29. Благодаря этому управляющий блок 5 переключает рабочий режим всей цифровой видеокамеры 1 между режимом долговременной записи и режимом записи в стандартное время и меняет битовую скорость закодированных данных, генерируемых кодером 14. Тем самым управляющий блок 5 меняет время записи регистрирующего носителя 2 и записывает результаты съемки изображения на регистрирующий носитель 2 за время записи, соответствующее каждому рабочему режиму.

Фиг.2 является диаграммой характеристической кривой, показывающей характеристику, связанную с управлением кодированием для закодированных данных, записанных таким образом на регистрирующий носитель 2. Когда величина кода, генерируемого за счет квантования посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования, становится больше чем некоторая верхняя предельная скорость ПРЕДЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ, как показано на оси абсцисс, кодер 14 выполняет управление кодированием так, что скорость закодированных данных становится некоторым верхним предельным значением ПРЕДЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ. Таким образом, в этом случае кодер 14 кодирует входные данные изображения посредством способа с постоянной БС. С другой стороны, когда величина кода, генерируемого за счет квантования посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования, меньше чем некоторая верхняя предельная скорость ПРЕДЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ, кодер 14 кодирует входные данные изображения посредством способа с переменной БС согласно фиксированной шкале QP INIT квантования. Благодаря этому кодер 14 предотвращает выделение ненужной величины кода за счет изменения управления кодированием на способ с переменной БС по мере того, как величина кода уменьшается при гарантировании времени записи, для которого выполняется запись на регистрирующий носитель 2. За счет такого переключения между способом с переменной БС и способом с постоянной БС улучшается эффективность кодирования и гарантируется время записи.

При кодировании таким образом входных данных изображения посредством способа с переменной БС, когда величина кода, генерируемого за счет квантования посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования, меньше чем граничная скорость ГРАНИЧНАЯ СКОРОСТЬ (LRB END RATE) управления качеством изображения, кодер 14 управляет генерируемой величиной кода так, что величина кода закодированных данных временно увеличивается по отношению к величине кода, полученной посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования, когда величина кода, полученная посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования, уменьшается от величины кода на граничной скорости LRB END RATE управления качеством изображения.

Благодаря этому кодер 14 преднамеренно выделяет бóльшую величину кода объекту, который относительно легко кодировать, и выполняет обработку кодирования, посредством чего качество изображения такого объекта улучшается.

Фиг.3 является блок-схемой, показывающей подробности конфигурации кодера 14, примененного в цифровой видеокамере 1. Кодер 14 выбирает оптимальный режим предсказания из множества режимов предсказания. Кодер 14 выполняет ортогональное преобразование и компенсацию движения и за счет этого кодирует данные D1 изображения в оптимальном режиме предсказания. Конкретнее, кодер 14 кодирует данные изображения с помощью способа AVC. Благодаря этому кодер 14 последовательно устанавливает тип картинки для картинок входных данных D1 изображения, вводимых последовательно, и кодирует данные D1 изображения при предсказании величины кода, генерируемого однопроходной системой в каждой картинке.

Для этого кодер 14 вводит данные D1 изображения в схему 34 дискретного косинусного преобразования (ДКП) (DCT) через вычитающую схему 32. Схема 34 дискретного косинусного преобразования подвергает выходные данные вычитающей схемы 32 обработке ортогонального преобразования за счет обработки дискретного косинусного преобразования, а затем выводит данные коэффициента.

Квантующая схема 35 изменяет шкалу квантования под управлением схемы 31 управления кодированием и квантует данные коэффициента, выданные из схемы 34 дискретного косинусного преобразования. Схема 36 кодирования без потерь подвергает выходные данные квантующей схемы 35 обработке кодирования без потерь вместе с данными о шкале квантования и режиме предсказания и тому подобным.

Схема 37 деквантования подвергает выходные данные квантующей схемы 35 обработке деквантования, чтобы посредством этого декодировать входные данные квантующей схемы 35. Схема 38 обратного дискретного косинусного преобразования подвергает выходные данные схемы 37 деквантования обработке обратного дискретного косинусного преобразования, чтобы посредством этого декодировать входные данные схемы 34 дискретного косинусного преобразования. В кодере 14 выходные данные определяющей режим схемы 33 добавляются к выходным данным схемы 38 обратного дискретного косинусного преобразования, чтобы посредством этого декодировать входные данные изображения, введенные в вычитающую схему 32. Деблокирующий фильтр 39 подвергает декодированные входные данные изображения обработке фильтрации, за счет чего удаляет блоковые искажения, а затем выводит результат. Кадровая память 40 сохраняет заранее заданные кадры выходных данных деблокирующего фильтра 39.

Схема 11 внутрикадрового предсказания находит оптимальный режим внутрикадрового предсказания из множества режимов внутрикадрового предсказания с помощью данных изображения той же самой картинки, сохраненной в кадровой памяти 40. Схема 12 межкадрового предсказания находит оптимальный режим межкадрового предсказания из множества режимов межкадрового предсказания с помощью данных изображения множества кадров предсказания, сохраненных в кадровой памяти 40.

Схема 33 определения режима генерирует предсказанные данные изображения I картинки в оптимальном режиме внутрикадрового предсказания, найденном схемой 41 внутрикадрового предсказания. Схема 33 определения режима выводит предсказанные данные изображения на вычитающую схему 32. Таким образом, в I картинке кодер 14 выбирает оптимальный режим предсказания из большого числа режимов внутрикадрового предсказания, подвергает предсказанные остаточные данные обработке ортогонального преобразования и обработке кодирования с переменной длиной и посредством этого генерирует закодированные данные D2.

Далее в Р картинках и в В картинках схема 33 определения режима выбирает оптимальный режим предсказания из оптимального режима предсказания, выбранного схемой 11 внутрикадрового предсказания, и оптимального режима предсказания, выбранного схемой 12 межкадрового предсказания, и выводит предсказанные данные изображения в выбранном режиме предсказания на вычитающую схему 32. Таким образом, в Р картинке и В картинке кодер 14 выбирает оптимальный режим предсказания из большого числа режимов внутрикадрового предсказания и режимов межкадрового предсказания, подвергает предсказанные остаточные данные в оптимальном режиме предсказания обработке ортогонального преобразования и обработке кодирования с переменной длиной и посредством этого генерирует закодированные данные D2.

Схема 31 управления кодированием управляет шкалой квантования в квантующей схеме 35 в кодере 14 и за счет этого управляет величиной кода закодированных данных D2.

Конкретно схема 41 внутрикадрового предсказания в схеме 31 управления кодированием генерирует из данных D1 изображения псевдопредсказанные данные изображения, связанные с внутрикадровым предсказанием. При усовершенствованном видеокодировании (AVC) множество режимов предсказания устанавливается для каждого из блока размером 16×16 пикселов и блока размером 4×4 пиксела, и из этих режимов предсказания выбирается оптимальный режим предсказания, чтобы генерировать предсказанные данные изображения. Эта схема 41 внутрикадрового предсказания генерирует псевдопредсказанные данные изображения, проявляющие аналогичные свойства с правильно предсказанными данными изображения. Это псевдопредсказание выполняется в качестве упрощенной версии правильного предсказания, такого, например, как предсказание только в конкретном режиме. Кроме того, может быть использован результат предсказания предшествующей во времени картинки.

Вычитающая схема 42 вычитает псевдопредсказанные данные изображения от схемы 41 внутрикадрового предсказания из входных данных D1 изображения и посредством этого генерирует псевдопредсказанные остаточные данные, связанные с внутрикадровым предсказанием. Схема 41 внутрикадрового предсказания тем самым находит величину признака, указывающую степень трудности кодирования, связанного с внутрикадровым предсказанием.

Кадровая память 43 записывает и сохраняет заранее заданные кадры входных данных D1 изображения и выводит эти кадры в качестве эталонных данных изображения в схему 44 простого межкадрового предсказания.

Схема 44 простого межкадрового предсказания генерирует псевдопредсказанные данные изображения, связанные с межкадровым предсказанием, с помощью данных изображения, хранящихся в кадровой памяти 43. При усовершенствованном видеокодировании (AVC) вектор движения находится с помощью множества кадров предсказания с точностью, меньшей чем однопиксельная точность в блоках различных размеров, и предсказанные данные изображения генерируются за счет кадров и блоков предсказания, если генерируемая величина кода является наименьшей. Схема 44 простого межкадрового предсказания генерирует псевдопредсказанные данные изображения, проявляющие аналогичные свойства, с правильно предсказанными данными изображения. Конкретно, вектор движения находится с интегральной пиксельной точностью только для макроблоков в качестве блоков размером 16×16 пикселов в каждом кадре предсказания, обнаруживается оптимальный режим предсказания, и предсказанные данные изображения на основе результата этого обнаружения выводятся. В этой связи в данном случае входные данные D1 изображения могут быть субдискретизированы для обработки. Далее предсказанные данные изображения могут генерироваться в режиме предсказания, имеющем наивысший приоритет выбираемого в качестве режима предсказания среди множества режимов предсказания для этих блоков размером 16×16 пикселов.

Вычитающая схема 45 вычитает псевдопредсказанные данные изображения, выданные от схемы 44 простого межкадрового предсказания, из входных данных D1 изображения и посредством этого генерирует псевдопредсказанные остаточные данные, связанные с межкадровым кодированием. В этой связи результаты обработки схемой 41 внутрикадрового предсказания и схемой 44 простого межкадрового предсказания могут быть использованы при обработке схемой 11 правильного внутрикадрового предсказания и схемой 12 правильного межкадрового предсказания, так что вся обработка упрощается.

Кадровая память 43, схема 44 простого внутрикадрового предсказания и вычитающая схема 45 таким образом обнаруживают величину признака, указывающую степень трудности кодирования, связанного с межкадровым предсказанием с блоком размером 16×16 пикселов в качестве единичного блока. Для этого при обнаружении величин признаков, связанных с внутрикадровым предсказанием и межкадровым предсказанием, различные способы обнаружения могут широко применяться согласно компромиссу между точностью предсказания и скоростью обработки. Например, эти величины признаков могут быть обнаружены на основе размера блока в блоке обработки ортогонального преобразования. Далее, когда может быть гарантирована практически достаточная точность, уровень сигнала высокочастотного компонента может быть применен к величине признака, связанного с внутрикадровым предсказанием.

Схема 46 предсказания генерируемой величины кода предсказывает генерируемую величину кода посредством обработки кодирования на основе предсказанных остаточных данных, выданных из вычитающих схем 42 и 45.

На основе результата предсказания схемой 46 предсказания генерируемой величины кода схема 47 определения целевой величины кода определяет целевую величину кода для обработки кодирования и устанавливает шкалу квантования квантующей схемы 35.

Фиг.4 является функциональной блок-схемой, показывающей подробности конфигурации схемы 46 предсказания генерируемой величины кода и схемы 47 определения целевой величины кода. В этой связи в конфигурации, показанной на фиг.4, арифметические схемы, такие как перемножающие схемы и тому подобное, выявляются путем ссылок на соответствующие уравнения, которые будут описаны ниже, и тем самым указываются соответствия между ними.

Для Р картинок и В картинок схема 46 предсказания генерируемой величины кода суммирует предсказанные остаточные данные, выданные из вычитающих схем 42 и 45 для каждого макроблока, и устанавливает суммарное значение на стороне меньшего значения в качестве остаточных данных BD макроблока (MB). Далее схема 46 предсказания генерируемой величины кода суммирует остаточные данные BD макроблока в каждой картинке и устанавливает суммарное значение в качестве остаточных данных BD(n) (указанных ссылочной позицией 51 на фиг.4) картинки. Для I картинки схема 46 предсказания генерируемой величины кода суммирует предсказанные остаточные данные, связанные с внутрикадровым предсказанием, чьи данные выводятся из вычитающей схемы 42 в блоке картинки, и устанавливает суммарное значение в качестве остаточных данных BD(n), связанных с внутрикадровым предсказанием картинки. Таким образом, схема 46 предсказания генерируемой величины кода находит величину признака, указывающую степень трудности, связанную с обработкой кодирования в блоке картинки за счет остаточных данных BD(n). Для этого с помощью остаточных данных BD(n) величина признака может обнаруживаться суммой абсолютных значений предсказанных остаточных данных.

Для картинки, являющейся начальной в последовательности каждого типа картинок, схема 47 определения целевой величины кода устанавливает шкалу квантования квантующей схемы 35 на фиксированную шкалу QP INIT квантования, установленную заранее. Посредством этого картинка, являющаяся начальной в каждой последовательности, кодируется при фиксированном коэффициенте сжатия посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования.

Схема 46 предсказания генерируемой величины кода находит генерируемую величину BIT(0) кода (указанную ссылочной позицией 52 на фиг.1), полученную посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования для каждого типа картинки. Для последующей картинки схема 46 предсказания генерируемой величины кода предсказывает грубо вычисленную величину ROUGH PRED(n) кода (указанную ссылочной позицией 54 на фиг.1) путем выполнения арифметической обработки нижеследующего уравнения с использованием генерируемой величины BIT(0) кода, найденной для соответствующего типа картинки. Остаточные данные BD(0) (указанные ссылочной позицией 53 на фиг.1) представляют собой остаточные данные BD(n), найденные в начале последовательности соответствующего типа картинок

Таким образом, схема 46 предсказания генерируемой величины кода кодирует начальную картинку с помощью фиксированной шкалы квантования. С реально генерируемой величиной кода, полученной с помощью фиксированной шкалы квантования, в качестве эталона грубо вычисленная предсказанная величина кода каждой картинки находится для каждого типа картинок на основе относительного изменения в степени трудности в отношении начальной картинки.

При таком предсказании генерируемой величины кода схема 46 предсказания генерируемой величины кода также вычисляет предсказанную величину кода, предсказанную, когда картинка кодируется как другие типы картинок. Посредством этого схема 46 предсказания генерируемой величины кода предсказывает грубо вычисленные генерируемые величины кода, когда каждая картинка входных данных D1 изображения кодируется как I картинка, Р картинка и В картинка.

Хотя грубо вычисленная предсказанная величина ROUGH PRED(n) кода, грубо вычисленная таким образом, представляет реальную генерируемую величину кода, эта грубо вычисленная предсказанная величина ROUGH PRED(n) кода имеет ошибку. В частности, грубо вычисленная предсказанная величина ROUGH PRED(n) кода, связанная с Р картинкой и В картинкой, имеет большую ошибку. Таким образом, схема 46 предсказания генерируемой величины кода корректирует предсказанную величину ROUGH PRED(n) кода для каждой из Р картинки и В картинки на основе результата реальной обработки вплоть до непосредственно предшествующей картинки арифметической обработкой нижеследующего уравнения. Схема 46 предсказания генерируемой величины кода посредством этого вычисляет истинную предсказанную величину TRUE PRED(n) кода (указанную ссылочной позицией 55 на фиг.4)

где ADJUST(n) (указанный ссылочной позицией 56 на фиг.4) представляет собой корректировочный коэффициент для каждого типа картинки и выводится посредством описанной далее обработки. Полученная таким образом истинная предсказанная величина TRUE PRED(n) кода является предсказанием генерируемой величины кода, когда каждая картинка кодируется посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования, примененной при кодировании картинки в начале последовательности при фиксированном коэффициенте сжатия. Результат эксперимента подтверждает, что истинная предсказанная величина TRUE PRED(n) кода совпадает с реально генерируемой величиной кода со значительной точностью.

В этом случае при таком вычислении истинной предсказанной величины TRUE PRED(n) кода и выполнении обработки кодирования, когда качество движущегося изображения сильно меняется от того, которое было в начале последовательности, из-за изменения сцены, к примеру, обработка для начала последовательности каждого типа картинок, как описано выше, может выполняться так, чтобы истинная предсказанная величина TRUE PRED(n) кода пересчитывалась.

На основе таким образом полученной истинной предсказанной величины TRUE PRED(n) кода схема 47 определения целевой величины кода находит целевую величину кода для переменной БС и целевую величину кода для постоянной БС. В данном случае для истинной предсказанной величины TRUE PRED(n) кода I картинки применяется грубо предсказанная величина ROUGH PRED(n).

Схема 47 определения целевой величины кода находит целевую величину VBR TARGET(n) кода для переменной БС (указанную ссылочной позицией 57 на фиг.4) путем арифметической обработки нижеследующего уравнения с помощью истинной предсказанной величины TRUE PRED(n) кода, найденной для типа картинки подлежащей кодированию картинки

где LRB(n) (указанный ссылочной позицией 58 на фиг.4) представляет собой коэффициент для умышленного увеличения величины кода по отношению к величине кода, полученной посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования для целей улучшения качества изображения, как описано выше со ссылкой на фиг.2, и 1<LRB(n). Коэффициент LRB(n) может быть установлен вручную при наблюдении изображения. Однако в настоящем варианте осуществления коэффициент LRB(n) устанавливается, как указано далее, чтобы умышленно понизить коэффициент сжатия для движущегося изображения с более низкой степенью трудности и посредством этого сделать ухудшение качества изображения менее заметным, как описано выше со ссылкой на фиг.2.

Схема 47 определения целевой величины кода вычисляет коэффициент LRB(n) путем выполнения арифметической обработки нижеследующего уравнения с помощью пороговой скорости LRB END RATE, связанной с улучшением качества изображения

где INSTANT RATE(n) представляет собой мгновенную скорость для подлежащей обработке n-й картинки, APPLY GAIN представляет собой усиление, указывающее степень, до которой коэффициент сжатия умышленно понижается таким образом, и представляет собой коэффициент, регулируемый в диапазоне от 0 до 1. Когда усиление APPLY GAIN имеет значение нуль, коэффициент сжатия совсем не понижается, и тем самым эффект улучшения качества изображения нулевой. Когда усиление APPLY GAIN имеет значение единица, целевая величина VBR TARGET(n) кода движущейся картинки с более низкой степенью трудности совпадает с величиной кода для достижения пороговой скорости LRB END RATE.

Таким образом, когда предсказанная величина TRUE PRED(n) кода, полученная посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования, уменьшается от пороговой скорости LRB END RATE, схема 47 определения целевой величины кода увеличивает целевую величину кода по отношению к величине кода, полученной посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования.

Коэффициент LRB(n), полученный из уравнения (4), становится чрезвычайно высоким значением для картинки с очень низкой степенью трудности. Поэтому значение, полученное из уравнения (4), ограничивается ограничителем до значений от 2,5 до 3,0. Посредством этого предотвращается чрезмерное увеличение целевой величины VBR TARGET(n) кода.

Мгновенная скорость INSTANT RATE(n) получается из нижеследующего уравнения. В этом уравнении I NUM, P NUM и В NUM обозначают числа I картинок, Р картинок и В картинок, соответственно, образующих одну группу картинок (GOP), AVERAGE I BIT, AVERAGE P BIT и AVERAGE В BIT обозначают средние генерируемые величины кода I картинки, Р картинки и В картинки, соответственно, а PICTURE RATE обозначает число кадров (кадровую скорость) в секунду в кодере 14

Средняя генерируемая величина AVERAGE I BIT для I картинки получается из нижеследующего уравнения:

где FLT обозначает значение регулировки, установленное в диапазоне 0≤FLT<1, и значение примерно 0,2 является подходящим значением для значения FLT регулировки. Схема 47 определения целевой величины кода таким образом получает среднюю генерируемую величину AVERAGE I BIT(n) кода для n-й I картинки, подвергая средние генерируемые величины AVERAGE I BIT(n-2) и AVERAGE I BIT(n-1) двух непосредственно предшествующих I картинок взвешенному сложению с помощью значения FLT регулировки. Когда значение FLT регулировки становится ближе к нулевому значению, средняя генерируемая величина AVERAGE I BIT в I картинке становится на короткое время мгновенной скоростью. Когда же значение FLT регулировки становится ближе к единичному значению, средняя генерируемая величина AVERAGE I BIT в I картинке становится на длительное время средней скоростью. В этом случае начальное значение AVERAGE I BIT(0), связанное со средней генерируемой величиной AVERAGE I BIT в I картинке, может определяться произвольно. Когда значение FLT регулировки не является единичным значением, значение FLT регулировки может быть установлено на нулевое значение. Схема 47 определения целевой величины кода аналогично получает средние генерируемые величины AVERAGE P BIT и AVERAGE В BIT в Р картинке и В картинке, устанавливая значение FLT регулировки, и устанавливает коэффициент LRB(n).

Схема 47 определения целевой величины кода тем самым устанавливает значение FLT регулировки на основе результата наблюдения генерируемой величины кода и устанавливает коэффициент LRB(n), указывающий степень улучшения качества изображения. Далее схема 47 определения целевой величины кода вычисляет целевую величину VBR TARGET(n) для картинки, подлежащей кодированию с помощью коэффициента LRB(n).

Помимо этого схема 47 определения целевой величины кода вычисляет целевую величину CBR TARGET X(n) кода для постоянной БС в Х картинке путем арифметической обработки нижеследующего уравнения, где Х картинка представляет собой I картинку, Р картинку и В картинку

где истинные предсказанные величины TRUE PRED I(n), TRUE PRED P(n) и TRUE PRED B(n) являются предсказанными величинами кода, когда n-я картинка кодируется в качестве I картинки, Р картинки и В картинки. Применяются истинные предсказанные величины кода, когда подлежащая кодированию картинка предполагается кодироваться как другие типы картинок, величины которых получены в дополнение, когда истинная предсказанная величина кода подлежащей кодированию картинки получена, как описано выше в уравнении (2). GOP SIZE представляет собой величину кода одной группы картинок (GOP), установленных с помощью постоянной БС, и получается посредством арифметической обработки, описанной ниже.

Схема 47 определения целевой величины кода таким образом распределяет величины кода, генерируемые, когда подлежащая кодированию картинка кодируется как I картинка, Р картинка и В картинка, и назначает величину кода, указанную GOP SIZE, для подлежащей кодированию картинки. Посредством этого схема 47 определения целевой величины кода вычисляет целевую величину CBR TARGET X(n) кода.

Величина GOP SIZE кода получается из нижеследующего уравнения с помощью верхней предельной скорости LIMIT RATE, связанной с переключением между переменной БС и постоянной БС, числа групп GOP в единицу Времени М и величины OFFSET сдвига

Число групп GOP в единицу Времени М получается делением числа кадров (кадровой скорости) в секунду PICTURE RATE в кодере 14 на суммарное число, полученное путем суммирования чисел I NUM, P NUM и В NUM картинок, образующих одну группу (GOP), как представлено нижеследующим уравнением

Значение OFFSET сдвига получается из нижеследующего уравнения с помощью мгновенной скорости INSTANT RATE(n) для n-й картинки и числа групп (GOP) в единицу времени М

Таким образом, схема 47 определения целевой величины кода распределяет величины кода, генерируемые, когда подлежащая кодированию картинка кодируется как I картинка, Р картинка и В картинка, и за счет этого устанавливает целевую величину CBR TARGET X(n) подлежащей кодированию картинки так, чтобы предотвратить пульсации мгновенной скорости.

Конкретно, фиг.5 показывает, что при управлении кодированием в тестовом режиме (ТМ) 5 наблюдается пульсация мгновенной скорости в периоде GOP, когда мгновенная скорость увеличивается, и выполняется управление кодированием с постоянной БС, так что пульсация подавляется и отклонения мгновенной скорости малы, когда в настоящем варианте осуществления установлена целевая величина CBR TARGET Х(n) кода с постоянной БС. Фиг.6 показывает генерируемую величину кода с постоянной БС и указывает, что в тестовом режиме 5 генерируемая величина кода имеет большие пульсации, а генерируемая величина кода картинки, непосредственно следующей за I картинкой, в частности, чрезмерно уменьшается. Однако отмечено, что настоящий вариант осуществления подавляет пульсации генерируемой величины кода по сравнению с тестовым режимом 5 и что тем самым соответствующая величина кода выделяется каждой картинке.

Схема 47 определения целевой величины кода выбирает целевую величину кода на стороне меньшего значения от целевой величины VBR TARGET(n) кода с переменной БС, и тем самым получается целевое значение CBR TARGET(n) кода с постоянной БС, как выражено нижеследующим уравнением. Схема 47 определения целевой величины кода устанавливает целевую величину кода как конечную целевую величину TARGET(n) кода (указанную ссылочной позицией 61 на фиг.4):

Как описано выше со ссылкой на фиг.2, кодер 14 переключает между управлением кодированием с переменной БС и управлением кодированием с постоянной БС на верхней предельной скорости LIMIT RATE.

Схема 31 управления кодированием управляет шкалой квантования квантующей схемы 35 посредством способа этапа 2 тестового режима 5 так, что генерируемая величина кода становится таким образом найденной целевой величиной TARGET(n) кода. Конкретно, схема 31 управления кодированием определяет виртуальный буфер для каждого типа картинки и обновляет содержимое виртуального буфера путем арифметической обработки нижеследующего уравнения каждый раз, когда кодируется один макроблок, чтобы обновить шкалу квантования

где di, dp и db представляют собой пропускные способности виртуальных буферов для I картинки, Р картинки и В картинки, соответственно; d0i, d0p и d0b представляют собой начальные значения соответствующих виртуальных буферов; Bj-1 является генерируемой величиной кода вплоть до (j-1)-го макроблока; Ti, Tp и Tb представляют собой целевые величины кода соответствующих картинок, и целевые величины TARGET(n) кода соответствующих картинок заменяются на Ti, Tp и Tb; MB_Count является числом макроблоков в картинке.

Пропускные способности di, dp и db виртуальных буферов преобразуются каждая в шкалу квантования с помощью нижеследующего уравнения:

где пропускные способности di, dp и db виртуальных буферов заменяются на dj согласно типу картинки, а r представляет собой параметр отклика, который выражается нижеследующим уравнением. В этом случае, как применяется на этапе 3 тестового режима 5, шкала квантования может локально изменяться согласно комбинации картинок в случае необходимости:

Схема 31 управления кодированием устанавливает шкалу Qj квантования, полученную таким образом в квантующей схеме 35, чтобы квантовать данные коэффициентов, выводимые из схемы 34 дискретного косинусного преобразования. При этом, как описано выше, схема 31 управления кодированием управляет работой квантующей схемы 35 так, чтобы кодировать каждый макроблок посредством изначально установленной фиксированной шкалы QP INIT квантования для картинки в начале последовательности каждого типа картинок.

Таким образом, можно считать, что корректировочный коэффициент ADJUST(n), описанный выше со ссылкой на уравнение (2), можно получить сравнением между генерируемой величиной BIT(n) кода (указанной ссылочной позицией 62 на фиг.4) для n-й картинки, полученной посредством таким образом установленной шкалы квантования, и соответствующей истинной предсказанной величиной TRUE PRED(n) кода. Можно также считать, что генерируемая величина кода может быть предсказана с высокой точностью с помощью корректировочного коэффициента ADJUST(n) для n-й картинки для предсказанной величины TRUE PRED(n+1) кода следующей картинки.

Однако, что касается найденной в этом случае генерируемой величины BIT(n) кода, обработка кодирования выполняется на основе установки шкалы квантования, определенной из уравнений (12)-(16), и таким образом обработка выполняется посредством шкалы квантования, отличной от фиксированной шкалы QP INIT квантования как предпосылки для обработки кодирования. Таким образом, при простом сравнении генерируемой величины BIT(n) кода с соответствующей истинной предсказанной величиной TRUE PRED(n) трудно получить правильный корректировочный коэффициент ADJUST(n), а потому и невозможно предсказать генерируемую величину кода с высокой точностью.

Схема 46 предсказания генерируемой величины кода поэтому корректирует истинную предсказанную величину TRUE PRED(n) кода до генерируемой величины кода, предсказанной, когда шкала квантования квантующей схемы 35 установлена не некоторую эталонную шкалу квантования. В настоящем варианте осуществления фиксированная шкала QP INIT квантования в начале последовательности применяется для некоторой эталонной шкалы квантования. Конкретно схема 46 предсказания генерируемой величины кода преобразует найденную генерируемую величину BIT(n) кода в генерируемую величину BIT BY CONSTQ PRED(n) кода, полученную на основе некоторой шкалы QP CONSTQ (QP INIT) квантования путем арифметической обработки нижеследующего уравнения:

где е есть натуральный логарифм, k есть значение регулировки, a QP AVERAGE(n) есть среднее значение в рамках шкалы квантования, реально используемой при кодировании. В этом случае k может быть получен из нескольких последовательностей на экспериментальной основе и предпочтительно устанавливается на -0,115<k<-0,110, чтобы генерируемую величину кода можно было предсказать с практически достаточной точностью. Более предпочтительно достаточная точность может обеспечиваться с k=-0,1126. Схема 46 предсказания генерируемой величины кода получает корректировочный коэффициент ADJUST(n) для последующей (n+1)-й картинки того же самого типа картинки за счет выполнения арифметической обработки нижеследующего уравнения с помощью генерируемой величины BIT BY CONSTQ PRED(n) кода, полученной из уравнения (17) на основе некоторой шкалы QP CONSTQ (QP INIT) квантования. После этого повторяется вышеописанная арифметическая обработка для последующей (n+1)-й картинки:

Следует отметить, что вычисление корректировочного коэффициента ADJUST(n+1) из уравнения (18) применяется к Р картинкам и В картинкам с межкадровым предсказанием, но не применяется к I картинкам, подвергаемым только внутрикадровому предсказанию, поскольку грубо вычисленная предсказанная величина ROUGH PRED(n) кода, полученная из уравнения (1), имеет сильную корреляцию с реально генерируемой величиной BIT(n) кода. То есть фиксированное единичное значение применяется в качестве корректировочного коэффициента ADJUST(n) к I картинке, и тем самым грубо вычисленная предсказанная величина ROUGH PRED(n) кода применяется к истинно предсказанной величине TRUE PRED(n) кода, как описано выше.

Фиг.7 и 8 являются диаграммами характеристических кривых, показывающих результат обработки, когда движущееся изображение, которое постепенно увеличивает генерируемую величину кода по мере приращения кадров, подвергается обработке кодирования. В этом случае для фиксированной шкалы QP INIT квантования в начале последовательности выбирались I, Р=31/В=33. Верхняя предельная скорость LIMIT RATE, связанная с переключением между постоянной БС и переменной БС, устанавливалась на 15 [Мбит/сек], а пороговая скорость LRB END RATE, связанная с улучшением качества изображения, устанавливалась на 9 [Мбит/сек]. Эта диаграмма характеристической кривой показывает, что хотя простое выполнение управления кодированием посредством фиксированной шкалы квантования увеличивает генерируемую величину кода, кодер 14 согласно настоящему варианту осуществления ограничивает генерируемую величину кода в окрестности 20-го кадра. Помимо этого в диапазоне от начала последовательности до 10-го кадра генерируемая величина кода в настоящем варианте осуществления больше чем, когда управление кодированием выполняется посредством фиксированной шкалы квантования, и таким образом эффект улучшения качества изображения, как описано выше со ссылкой на фиг.2, может быть подтвержден. Диаграмма характеристической кривой на фиг.8 также показывает, что эффект такого улучшения качества изображения заканчивается около 9 [Мбит/сек] и что после этого скорость постоянна при 15 [Мбит/сек].

Таким образом, кодер 14 может ограничивать мгновенную битовую скорость закодированных данных путем установки верхней предельной скорости LIMIT RATE, связанной с переключением между переменной БС и постоянной БС, и может изменять время записи регистрирующего носителя 2 путем изменения верхней предельной скорости LIMIT RATE.

Фиксированная шкала QP INIT квантования, установленная в начале последовательности каждого типа картинок, является эталоном предсказания для предсказания генерируемой величины кода последующей картинки, как описано выше со ссылкой на уравнение (1). Средняя генерируемая величина кода закодированных данных может меняться путем установки фиксированной шкалы QP INIT квантования.

Управляющий блок 5 в настоящем варианте осуществления переключает режим работы между режимом долговременной записи и режимом записи в стандартное время путем изменения верхней предельной скорости LIMIT RATE и фиксированной шкалы QP INIT квантования таким образом, чтобы взаимно связать верхнюю предельную скорость LIMIT RATE и фиксированную шкалу QP INIT квантования друг с другом, как показано на фиг.9.

(2) Работа варианта 1 осуществления

В цифровой видеокамере 1 (фиг.1), имеющей вышеприведенную конфигурацию, камерный блок 3 получает данные изображения как результат съемки изображения. Камерный блок 12 ЦОС подвергает данные изображения такой обработке, как регулировка баланса белого и тому подобное. Затем кодер 14 подвергает данные изображения обработке кодирования. Закодированные данные в качестве результата обработки кодирования записываются на регистрирующий носитель 2 через управляющий блок 5. Посредством этого результат съемки изображения желательного объекта записывается на регистрирующий носитель 2.

Тип картинки последовательно устанавливается для данных D1 изображения в кодере 14 (фиг.3). Разностные данные между данными D1 изображения и предсказанными данными изображения подвергаются обработке дискретного косинусного преобразования посредством схемы 34 дискретного косинусного преобразования. Данные коэффициентов в качестве результата этой обработки подвергаются обработке квантования посредством квантующей схемы 35, а затем подвергаются обработке кодирования без потерь посредством схемы 36 кодирования без потерь, в результате чего генерируются закодированные данные. Далее входные данные D1 изображения декодируются посредством схемы 37 деквантования, схемы 38 обратного дискретного косинусного преобразования и деблокирующего фильтра 39, а затем сохраняются в кадровой памяти 40. В кодере 14 схема 11 внутрикадрового предсказания и схема 12 межкадрового предсказания находят оптимальный режим внутрикадрового предсказания и оптимальный режим межкадрового предсказания из большого числа режимов предсказания с помощью данных изображения в качестве результата декодирования, и эти данные сохраняются в кадровой памяти 40. Далее из этих режимов предсказания схема 33 определения режима в последующей стадии находит оптимальный режим предсказания согласно типу картинки. Предсказанные данные изображения в оптимальном режиме предсказания вводятся в вычитающую схему 32.

Параллельно с этой обработкой кодирования схема 31 управления кодированием заранее предсказывает генерируемую величину кода каждой картинки входных данных D1 изображения и управляет шкалой квантования квантующей схемы 35 согласно результату предсказания, в результате чего генерируемая величина кода управляется, чтобы гарантировать время записи для записи на регистрирующий носитель 2.

Таким образом, кодер 14 выбирает оптимальный режим предсказания из такого большого числа режимов предсказания и выполняет обработку кодирования. Когда генерируемая величина кода предсказывается традиционной однопроходной системой, генерируемую величину кода нельзя предсказать правильно, что приводит к неправильному выделению величины кода каждой картинке и соответственно ухудшает качество картинки.

В кодере 14 схема 41 внутрикадрового предсказания и схема 44 простого межкадрового предсказания, соответствующие схеме 11 внутрикадрового предсказания и схеме 12 межкадрового предсказания, соответственно, генерируют псевдопредсказанные данные изображения, проявляющие аналогичные свойства, с правильно предсказанными данными изображения посредством простой обработки. Вычитающие схемы 42 и 45 генерируют предсказанные остаточные данные между псевдопредсказанными данными изображения и входными данными D1 изображения. Схема 46 предсказания генерируемой величины кода (фиг.4) суммирует с накоплением предсказанные остаточные данные в каждой картинке и посредством этого находит остаточные данные BD(n) каждой картинки. Тем самым кодер 14 находит величину признака, указывающую степень трудности кодирования.

Кодер 14 выполняет обработку кодирования посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования по меньшей мере в начале последовательности каждого типа картинок. С реально генерируемой величиной BIT(0) кода в этой картинке в качестве эталонной из соотношения между величиной BD(0) признака в этой картинке и величиной BD(n) признака, найденной в подлежащей кодированию картинке, получается грубо вычисленная предсказанная величина ROUGH PRED(n) кода подлежащей кодированию картинки (уравнение (1)).

Полученная таким образом грубо вычисленная предсказанная величина ROUGH PRED(n) кода лишена точности. Так же лишена точности и грубо вычисленная предсказанная величина ROUGH PRED(n) кода, к которой величина признака на основе высокочастотного компонента, например, применяется посредством иного, нежели такой, способа.

Поэтому кодер 14 корректирует грубо вычисленную предсказанную величину ROUGH PRED(n) кода, полученную таким образом, путем корректировочного коэффициента ADJUST(n), соответствующего типу картинки (уравнение (2)), и посредством этого получает истинную предсказанную величину TRUE PRED(n) кода. Кодер 14 кодирует входные данные изображения на основе истинной предсказанной величины TRUE PRED(n) кода и посредством этого генерирует закодированные данные. Корректировочный коэффициент ADJUST(n) соответствующего типа картинки генерируется на основе реально генерируемой величины кода закодированных данных (уравнение (18)). Подтверждается, что истинная предсказанная величина TRUE PRED(n) кода, найденная таким образом, совпадает с реально генерируемой величиной кода со значительной точностью.

Таким образом, в настоящем варианте осуществления, поскольку генерируемую величину кода можно предсказать с высокой точностью, можно выделять величину кода каждой картинке на основе предсказанной генерируемой величины кода, а потому выделять величину кода каждой картинке более правильно, чем в традиционном способе. Таким образом, даже когда время записи должно быть гарантировано однопроходной системой и даже когда имеется много режимов предсказания, можно выделять соответствующую величину кода каждой картинке и посредством этого улучшать качество картинки.

В данное время корректировочный коэффициент ADJUST(n+1) устанавливается на основе соотношения между грубо вычисленной предсказанной величиной кода, найденной в непосредственно предшествующей картинке, для которой завершена обработка кодирования, и реально генерируемой величиной кода соответствующих закодированных данных (уравнение (18)). Таким образом, даже когда происходит смена картинок, например, и точность истинной предсказанной величины TRUE PRED(n) кода временно уменьшается, корректировочный коэффициент ADJUST(n+1) корректируется так, чтобы отвечать этой смене картинок, чтобы можно было увеличить точность истинной предсказанной величины TRUE PRED(n) кода. Таким образом, даже когда происходит смена картинок вследствие смены сцены или тому подобного, возможно выделять соответствующую величину кода каждой картинке и посредством этого улучшать качество картинки.

Обработка кодирования выполняется посредством фиксированной шкалы QP INIT квантования по меньшей мере в начале последовательности каждого типа картинок. С реально генерируемой величиной BIT(0) кода в данной картинке в качестве эталонной, из соотношения между величиной признака в данной картинке и величиной признака, найденной в подлежащей кодированию картинке, получается грубо вычисленная предсказанная величина ROUGH PRED(n) кода подлежащей кодированию картинки. Эта грубо вычисленная предсказанная величина TRUE PRED(n) кода корректируется, чтобы посредством этого получить истинную предсказанную величину TRUE PRED(n) кода. Таким образом, с фиксированной шкалой QO INIT квантования в качестве основы кодер 14 выполняет обработку кодирования при управлении шкалами квантования на основе относительного изменения величины BD(n) признака, найденной в подлежащей кодированию картинке, на величину BD(0) кода, связанную с фиксированной шкалой QP INIT квантования.

Таким образом, величину кода, практически равную величине кода, когда кодирование выполняется посредством фиксированной шкалы квантования, можно предсказать с высокой точностью до кодирования картинки.

За счет установки фиксированной шкалы QP INIT квантования согласно желательному качеству картинки можно устанавливать различные средние генерируемые величины кода и тем самым устанавливать различные величины картинок путем простой установки. То есть за счет изменения режима записи на регистрирующий носитель 2 в кодере 14 управляющий блок 5 изменяет шкалу QP INIT квантования, связанную с началом последовательности каждого типа картинок, и посредством этого изменяет качество картинки согласно режиму записи (фиг.9).

Находя целевую величину VBR TARGET(n) кода с переменной БС, полученную из истинной предсказанной величины TRUE PRED(n) кода, с целевой величиной CBR TARGET(n) кода с постоянной БС, полученной из верхней предельной скорости LIMIT RATE (уравнение (11)), кодер 14 оценивает истинную предсказанную величину TRUE PRED(n) с верхней предельной скоростью LIMIT RATE в качестве фиксированной величины. Когда истинная предсказанная величина TRUE PRED(n) кода меньше чем верхняя предельная скорость LIMIT RATE, кодер 14 устанавливает истинную предсказанную величину TRUE PRED(n) кода в качестве целевой величины TARGET(n) кода и посредством этого выполняет обработку кодирования с переменной БС. Когда же истинная предсказанная величина TRUE PRED(n) кода больше чем верхняя предельная скорость LIMIT RATE, кодер 14 устанавливает величину кода, соответствующую верхней предельной скорости LIMIT RATE в качестве целевой величины кода и посредством этого выполняет обработку кодирования с постоянной БС. Шкала квантования устанавливается обработкой этапа 2 тестового режима 5, так что генерируемая величина кода становится целевой величиной кода, и входные данные изображения кодируются (уравнения (12)-(16)). Посредством этого кодер 14 улучшает эффективность кодирования обработкой кодирования с переменной БС, когда генерируемая величина кода мала, при гарантировании времени записи регистрирующего носителя 2 обработкой кодирования с постоянной БС.

Поскольку переключение между кодированием с переменной БС и кодированием с постоянной БС выполняется таким образом согласно истинной предсказанной величине кода и точность предсказания истинной предсказанной величины кода улучшается переключение между кодированием с переменной БС и кодированием с постоянной БС может выполняться гладко и мгновенно, в результате чего предотвращается появление ощущения несоответствия во время такого переключения.

Таким образом выполняется переключение между управлением кодированием с переменной БС и управлением кодированием с постоянной БС, и верхняя предельная скорость LIMIT RATE изменяется управляющим блоком 5 согласно режиму записи, в результате чего скорость закодированных данных изменяется согласно режиму записи (фиг.9). В данное время фиксированная шкала QP INIT квантования, связанная с началом последовательности, изменяется таким образом, чтобы быть взаимосвязанной с изменением верхней предельной скорости LIMIT RATE. Посредством этого средняя предсказанная величина кода может изменяться так, чтобы отвечать на изменение в скорости закодированных данных. Таким образом, картинки с переменной БС и картинки с постоянной БС могут меняться в качестве картинки практически поровну в ответ на изменение режима работы, так что можно исключить ощущение несоответствия, вызванное изменением режима работы.

Когда генерируемая величина кода предсказывается таким образом и закодированные данные генерируются обработкой кодирования с переменной БС и когда шкала квантования квантующей схемы 35 устанавливается так, что генерируемая величина кода становится целевой величиной кода и выполняется обработка кодирования, эта обработка кодирования выполняется посредством шкалы квантования, отличной от фиксированной шкалы квантования, в качестве эталонной для предсказания генерируемой величины кода. В этом случае истинная генерируемая величина кода, полученная коррекцией грубо вычисленной предсказанной величины кода посредством корректировочного коэффициента, полученного на основе реально генерируемой величины кода, лишена точности.

Поэтому кодер 14 корректирует истинную предсказанную величину TRUE PRED(n) кода на генерируемую величину кода, предсказанную, когда шкала квантования квантующей схемы 35 устанавливается на фиксированную шкалу квантования в начале последовательности в качестве некоторой эталонной шкалы квантования. Конкретнее, реально генерируемая величина кода преобразуется арифметической обработкой уравнения (17) в генерируемую величину кода, полученную, когда шкала квантования для обработки кодирования устанавливается на фиксированную шкалу квантования в начале последовательности. Корректировочный коэффициент соответствующего типа картинки генерируется на основе этой преобразованной генерируемой величины кода.

Таким образом, даже в состоянии управления скоростью кодер 14 нормально вырабатывает генерируемую величину кода, равную той, которая вырабатывается, когда кодирование выполняется посредством фиксированной шкалы квантования. Возможно поэтому установить соответствующую величину кода для каждой картинки и посредством этого улучшить качество картинки. Помимо этого такая коррекция выполняется в процессе обратной связи для установки корректировочного коэффициента ADJUST(n), так что обработка может быть соответственно упрощена.

Переключение между переменной БС и постоянной БС выполняется, и обработка кодирования выполняется при предсказании таким образом генерируемой величины кода. При управлении кодированием с постоянной БС, когда целевая величина кода каждой картинки устанавливается традиционным способом, таким как тестовый режим 5, применяемый в MPEG-2, например, пульсации или так называемые флюктуации в генерируемой величине кода становятся большими (фиг.5). Конкретно, при вычислении остаточной выделенной величины кода путем вычитания генерируемой величины кода одной картинки из выделенной величины кода одной группы картинок (GOP) способ тестового режима 5 последовательно выделяет остаточную выделенную величину кода для остальных картинок. Способ тестового режима 5 стремится заставить пульсации или флюктуации битов появляться на границах GOP и не может выделить правильную величину кода каждой картинке, когда степень трудности изменяется внутри GOP.

Поэтому в дополнение к грубо вычисленной предсказанной величине кода для соответствующего типа картинки кодер 14 также получает грубо вычисленные предсказанные величины кода для других типов картинок, когда подлежащая кодированию картинка кодируется как другие типы картинок. Далее истинные предсказанные величины кода для других типов картинок также получаются на основе грубо вычисленных предсказанных величин кода для других типов картинок. Далее мгновенная скорость последовательности измеряется на каждой картинке в последовательности на основе истинной предсказанной величины кода для соответствующего типа картинок и истинных предсказанных величин кода для других типов картинок (уравнение (6)). Выделенная величина кода распределяется с помощью мгновенной скорости, и устанавливается целевая величина кода (уравнения (7)-(10)).

Конкретнее, в предположении, что истинная предсказанная величина кода для соответствующего типа картинок и истинные предсказанные величины кода для других типов картинок являются генерируемой величиной кода каждой картинки в GOP, распределяется выделяемая величина кода, и устанавливается целевая величина кода.

Таким образом, даже когда в GOP изменяется степень трудности, целевая величина кода может распределяться путем оптимального выделения во время установки целевой величины кода для каждой картинки в ответ на это изменение. Посредством этого более правильная величина кода может быть выделена каждой картинке. Тем самым можно предотвратить пульсации или флюктуации в генерируемой величине кода и за счет этого улучшить качество картинки.

С другой стороны, в обработке кодирования с переменной БС, когда обработка кодирования выполняется просто посредством фиксированной шкалы квантования, ухудшение качества картинки заметно в последовательности с низкой степенью трудности. В этом случае, когда шкала квантования регулируется центровкой на такой последовательности с низкой степенью трудности, чтобы избежать такого ухудшения в качестве картинки, трудно гарантировать время записи, когда вслед за ней случается последовательность с высокой степенью трудности.

Поэтому кодер 14 измеряет мгновенную скорость в каждой картинке в последовательности (уравнение (5)) и посредством этого улавливает мгновенную степень трудности последовательности. В случае последовательности с низкой степенью трудности и низкой мгновенной скоростью коэффициент сжатия преднамеренно понижается (уравнения (3) и (4)). Посредством этого предотвращается ухудшение в качестве картинки в последовательности с такой низкой степенью трудности.

Конкретно, когда истинная предсказанная величина кода меньше чем эталонное значение для улучшения качества картинки, меньшее фиксированного значения, связанного с переключением на постоянную БС, истинная предсказанная величина кода увеличивается с помощью коэффициента, который возрастает, когда истинная предсказанная величина кода уменьшается, а затем устанавливается целевая величина кода. Посредством этого предотвращается ухудшение качества картинки в последовательности с низкой степенью трудности.

Далее путем ограничения этого коэффициента, который таким образом возрастает для предотвращения ухудшения в качестве картинки, до некоторого значения возможно снизить генерируемую величину кода и тем самым снизить ненужные затраты пространства записи, когда получение картинок случайно начинается, например, с надетой крышкой.

(3) Эффекты варианта 1 осуществления

Согласно вышеприведенной конфигурации истинная предсказанная величина кода вычисляется путем коррекции грубо вычисленной предсказанной величины кода, предсказанной из входных данных изображения с помощью корректировочного коэффициента. Входные данные изображения кодируются на основе истинной предсказанной величины кода. Корректировочный коэффициент соответствующего типа картинки устанавливается на основе реально генерируемой величины кода. Таким образом, даже когда время записи должно гарантироваться однопроходной системой, и даже когда имеется множество режимов предсказания, можно выделять правильную величину кода каждой картинке.

В данное время корректировочный коэффициент устанавливается на основе соотношения между грубо вычисленной предсказанной величиной кода, найденной в картинке, для которой обработка кодирования завершена, и реально генерируемой величиной кода соответствующих закодированных данных. Таким образом, даже когда происходит смена картинок вследствие смены сцены или тому подобного, можно выделять соответствующую величину кода каждой картинке и посредством этого улучшать качество картинки.

Входные данные изображения по меньшей мере картинки в начале последовательности каждого типа картинок кодируются посредством установленной заранее фиксированной шкалы квантования. С реально генерируемой величиной кода, полученной посредством фиксированной шкалы квантования в качестве эталона, грубо вычисленная предсказанная величина кода подлежащей кодированию картинки вычисляется из соотношения между величиной признака, указывающей степень трудности кодирования, чья величина обнаруживается в картинке в начале последовательности, величиной признака, обнаруженной в подлежащей кодированию картинке. Таким образом, с генерируемой величиной кода, полученной посредством фиксированной шкалы квантования в качестве эталона, можно предсказать генерируемую величину кода с высокой точностью и тем самым выделить соответствующую величину кода.

Затем обработка кодирования выполняется с целевой величиной кода, установленной на основе истинной предсказанной величины кода и шкалы квантования, установленной так, что реально генерируемая величина кода становится целевой величиной кода. Когда истинная предсказанная величина кода меньше, чем некоторое значение, истинная предсказанная величина кода устанавливается в качестве целевой величины кода. Когда истинная предсказанная величина кода больше, чем некоторое значение, в качестве целевой величины кода устанавливается величина кода, соответствующая этому некоторому значению. Посредством этого можно гарантировать время записи, для которого может выполняться запись на регистрирующий носитель 2, и улучшить эффективность кодирования.

Помимо этого, путем изменения фиксированной шкалы квантования, связанной с каждым началом последовательности, в ответ на действие пользователя можно изменять среднюю генерируемую величину кода закодированных данных и посредством этого записывать результат съемки изображения с желательным качеством картинки.

Помимо этого, фиксированное значение, связанное с переключением между управлением кодированием с переменной БС и управлением кодированием с постоянной БС, изменяется таким образом, чтобы быть взаимосвязанным с изменением фиксированной шкалы квантования, в результате чего средняя генерируемая величина кода может изменяться и качество картинки может изменяться таким образом, чтобы быть взаимосвязанным с изменением времени записи.

Обработка кодирования выполняется с целевой величиной кода, установленной на основе истинной предсказанной величины кода, и шкалой квантования, установленной так, что реально генерируемая величина кода становится целевой величиной кода. Путем коррекции истинной предсказанной величины кода до генерируемой величины кода, предсказанной, когда шкала квантования устанавливается на некоторую эталонную шкалу квантования, можно получить генерируемую величину кода с постоянной БС с высокой точностью, даже когда выполняется обработка кодирования с переменной БС, и посредством этого выделять соответствующую величину кода каждой картинке.

Конкретно реально генерируемая величина кода преобразуется в генерируемую величину кода, когда шкала квантования на этапе кодирования устанавливается на фиксированную шкалу квантования в начале последовательности. Корректировочный коэффициент генерируется на основе преобразованной генерируемой величины кода. Посредством этого можно также предсказать истинную предсказанную величину кода в обработке с обратной связью для установки корректировочного коэффициента, так что обработку можно соответственно упростить.

Конкретнее генерируемая величина кода преобразуется путем арифметической обработки уравнения (17), так что генерируемую величину кода можно предсказать с высокой точностью. Далее коэффициент k в уравнении (17) устанавливается так, чтобы было -0,115<k<-0,110, так что генерируемую величину кода можно предсказать с практически достаточной точностью. Более предпочтительно достаточную точность можно обеспечить при k=-0,1126.

Кроме того, получаются грубо вычисленные предсказанные величины кода и истинные предсказанные величины кода для других типов картинок, когда обработка кодирования выполняется для других типов картинок. Выделяемая величина кода распределяется на основе истинной предсказанной величины кода для соответствующего типа картинки и истинных предсказанных величин кода для других типов картинок, и устанавливается целевая величина кода. Тем самым возможно эффективно избегать пульсаций или флюктуации в генерируемой величине кода и соответственно улучшать качество картинки.

Конкретно в предположении, что истинная предсказанная величина кода для соответствующего типа картинки и истинные предсказанные величины кода для других типов картинок являются генерируемой величиной кода каждой картинки в одной группе картинок (GOP), распределяется выделяемая величина кода и устанавливается целевая величина кода. Тем самым можно эффективно избегать пульсаций или флюктуаций в генерируемой величине кода и соответственно улучшать качество картинки.

Когда истинная предсказанная величина кода меньше, чем эталонное значение для улучшения качества картинки, меньшее фиксированного значения, связанного с переключением между переменной БС и постоянной БС, истинная предсказанная величина кода увеличивается с помощью коэффициента, который возрастает, когда истинная предсказанная величина кода уменьшается, и увеличенная истинная предсказанная величина кода устанавливается в качестве целевой величины кода. Посредством этого ухудшение в качестве картинки, когда степень трудности кодирования низка, делается менее заметным.

Далее в данное время за счет ограничения этого коэффициента, который таким образом увеличивается, до некоторого значения можно предотвратить ненужные затраты на регистрирующем носителе, когда степень трудности кодирования существенно низкая.

(4) Вариант 2 осуществления

Фиг.10 является блок-схемой, показывающей персональный компьютер согласно варианту 2 осуществления настоящего изобретения. В варианте 2 осуществления данные изображения кодируются путем обработки в персональном компьютере 60.

Конкретно шина ШИНА в персональном компьютере 60 соединена с различными интерфейсами ввода-вывода через интерфейс 61 ввода-вывода. Интерфейсы ввода-вывода формируются, к примеру, посредством блока 62 ввода, включающего в себя клавиатуру, мышь и тому подобное, блока 63 вывода, включающего в себя дисплей, громкоговоритель и тому подобное, запоминающего блока 64, включающего в себя устройство жесткого диска и тому подобное, блока 65 связи, включающего в себя модем и тому подобное, привода 67 для записи и воспроизведения на регистрирующем носителе 66, таком как оптический диск, магнитный диск или тому подобное.

Персональный компьютер 60 начинает работу всего персонального компьютера 60 посредством центрального процессора 69 на основе записи в постоянно запоминающем устройстве (ПЗУ) (ROM) 68, занимает рабочую область в оперативно запоминающем устройстве (ОЗУ) (RAM) 70 и исполняет различные прикладные программы, записанные в запоминающем блоке 64, центральным процессором (ЦП) (CPU) 69, за счет чего выполняется желательная обработка. Одной из прикладных программ, предусмотренных в персональном компьютере 60, является прикладная программа для записи и воспроизведения данных изображения на оптическом диске. Программа обработки кодирования для воплощения кодера 14, описанного выше в варианте 1 осуществления, посредством программного обеспечения предусматривается в качестве программы обработки кодирования для обработки кодирования во время записи в прикладной программе. Вариант 2 осуществления формируется таким же образом, что и описанный выше в варианте 1 осуществления кодер 14 за исключением того, что вариант 2 осуществления кодирует данные изображения путем исполнения программы обработки кодирования.

Фиг.11 является блок-схемой алгоритма, показывающей процедуру обработки центрального процессора 69, чья процедура связана с программой обработки кодирования. Когда центральный процессор 69 начинает эту процедуру обработки, процесс переходит от этапа SP1 к этапу SP2, где центральный процессор 69 выполняет внутрикадровое предсказание и простое межкадровое предсказание входных данных изображения и находит предсказанные остаточные данные, выведенные из вычитающих схем 42 и 45, описанных выше со ссылкой на фиг.3. На следующем этапе SP3 центральный процессор 69 определяет, завершена ли обработка последнего макроблока в картинке. Когда на этапе SP3 получен отрицательный результат, обработка возвращается к этапу SP2, где находятся предсказанные остаточные данные следующего макроблока. Когда же, с другой стороны, на этапе SP3 получается положительный результат, процесс переходит от этапа SP3 к этапу SP4, где истинная генерируемая величина кода предсказывается путем выполнения арифметической обработки уравнений (1) и (2).

На следующем этапе SP5 центральный процессор 69 вычисляет целевую величину кода с переменной БС и целевую величину кода с постоянной БС путем выполнения арифметической обработки уравнений (3)-(10) и находит конечную целевую величину TARGET(n) кода на основе сравнения этих целевых величин кода, как показано в уравнении (11).

На следующем этапе SP6 центральный процессор 69 находит оптимальный режим предсказания, связанный с правильным внутрикадровым предсказанием и правильным межкадровым предсказанием. На следующем этапе SP7 центральный процессор 69 генерирует предсказанные остаточные данные, связанные с правильной обработкой кодирования в оптимальном режиме предсказания, получает данные коэффициентов, подвергая предсказанные остаточные данные обработке дискретного косинусного преобразования, и генерирует закодированные данные, подвергая данные коэффициентов обработке квантования и обработке кодирования без потерь. В данном процессе центральный процессор 69 устанавливает арифметическую обработку уравнений (12)-(16) так, что реально генерируемая величина кода является целевой величиной кода, полученной на этапе SP5, и генерирует закодированные данные.

На следующем этапе SP8 центральный процессор 69 декодирует предсказанные остаточные данные, подвергая закодированные данные обработке деквантования и обработке обратного дискретного косинусного преобразования. На следующем этапе SP9 центральный процессор 69 декодирует данные изображения из декодированных предсказанных остаточных данных, удаляет блоковые искажения с помощью деблокирующего фильтра и временно сохраняет данные изображения в оперативно запоминающем устройстве 70 или запоминающем блоке 64 в качестве кадровой памяти.

Затем центральный процессор 69 на этапе SP10 определяет, завершена ли обработка последнего макроблока в картинке. Когда на этапе SP10 получен отрицательный результат, процесс возвращается к этапу SP6, чтобы начать обработку кодирования для следующего макроблока. Когда же, с другой стороны, на этапе SP10 получен положительный результат, обработка переходит от этапа SP10 к этапу SP11, где центральный процессор 69 преобразует реально генерируемую величину кода в генерируемую величину кода, полученную на основе фиксированной шкалы квантования, путем выполнения арифметической обработки уравнения (17). На следующем этапе SP12 корректировочный коэффициент генерируется путем выполнения арифметической обработки уравнения (18) с помощью преобразованной генерируемой величины кода.

Центральный процессор 69 на следующем этапе SP13 определяет, завершена ли обработка кодирования до конца последовательности. Когда на этапе SP13 получен отрицательный результат, процесс возвращается к этапу SP2, чтобы начать обработку следующей картинки. Когда же на этапе SP13 получен положительный результат, процесс переходит от этапа SP13 к этапу SP14, где центральный процессор 69 заканчивает процедуру обработки.

Фиг.12 является блок-схемой алгоритма, представляющей подробности обработки этапа SP12 в процедуре обработки по фиг.11. Когда персональный компьютер 60 начинает эту процедуру обработки, процесс переходит от этапа SP21 к этапу SP22, где центральный процессор 69 генерирует предсказанную величину кода, связанную с внутрикадровым предсказанием. На следующем этапе SP23 центральный процессор 69 вычисляет предсказанные остаточные данные, связанные с внутрикадровым предсказанием, с помощью предсказанных данных изображения, связанных с внутрикадровым предсказанием.

На следующем этапе SP24 центральный процессор 69 определяет, является ли подлежащая кодированию картинка В картинкой или Р картинкой, к которым применяется межкадровое предсказание. Когда на этапе SP24 получен отрицательный результат, процесс переходит от этапа SP24 к этапу SP25, где центральный процессор 69 устанавливает суммарное значение предсказанных остаточных данных, связанных с внутрикадровым предсказанием, в качестве остаточных данных BD макроблока. Затем процесс переходит к этапу SP26, чтобы возвратиться к процедуре обработки.

Когда на этапе SP24 получен положительный результат, процесс переходит от этапа SP24 к этапу SP27, где центральный процессор 69 генерирует предсказанные данные изображения, связанные с простым межкадровым предсказанием, из входных данных изображения. На следующем этапе SP28 центральный процессор 69 вычисляет предсказанные остаточные данные, полученные в результате межкадрового предсказания, на основе предсказанных данных изображения. На следующем этапе SP29 центральный процессор 69 сравнивает суммарное значение предсказанных остаточных данных, полученное в результате межкадрового предсказания, с суммарным значением предсказанных остаточных данных, полученных в результате внутрикадрового предсказания. Когда суммарная величина предсказанных остаточных данных, полученная в результате внутрикадрового предсказания, меньше, процесс переходит к этапу SP25, где центральный процессор 69 устанавливает суммарное значение предсказанных остаточных данных, полученное в результате внутрикадрового предсказания, в качестве остаточных данных BD макроблока. Затем процесс переходит к этапу SP26, чтобы вернуться к процедуре обработки.

Когда же, с другой стороны, суммарная величина предсказанных остаточных данных, полученная в результате межкадрового предсказания, меньше, процесс переходит от этапа SP29 к этапу SP30, где центральный процессор 69 устанавливает суммарное значение предсказанных остаточных данных, полученное в результате межкадрового предсказания, в качестве остаточных данных BD макроблока. Затем процесс переходит к этапу SP26, чтобы вернуться к процедуре обработки.

В этом случае, хотя и не указано в процедурах обработки, представленных на фиг.10 и 11, центральный процессор 69 также вычисляет генерируемые величины кода, когда обработка кодирования выполняется для других типов картинок, чьи величины необходимы для арифметической обработки уравнения (7) в ряду процедур обработки.

Согласно варианту 2 осуществления можно получить те же самые эффекты, что и в варианте 1 осуществления, когда данные изображения кодируются путем исполнения программы обработки кодирования.

(5) Вариант 3 осуществления

Фиг.13 является блок-схемой, показывающей кодер согласно варианту 3 осуществления настоящего изобретения. Этот кодер 74 кодирует входные данные D1 изображения с помощью MPEG-2.

Конкретно кодер 74 вводит входные данные D1 изображения в схему 76 дискретного косинусного преобразования через вычитающую схему 75 и генерирует данные коэффициентов схемой 76 дискретного косинусного преобразования. Данные коэффициентов квантуются квантующей схемой 77, а затем выводятся в качестве закодированных данных D2 через схему 78 кодирования без потерь. Помимо этого входные данные D1 изображения декодируются схемой 79 деквантования, схемой 80 обратного дискретного косинусного преобразования и суммирующей схемой 81. Декодированные входные данные D1 изображения записываются в кадровую память 82. Для Р картинок и В картинок предсказанные данные изображения генерируются путем компенсации движения с помощью данных изображения, записанных в кадровой памяти 82, и предсказанные данные изображения вводятся в вычитающую схему 75.

Схема 83 управления кодированием в кодере 74 предсказывает генерируемую величину кода из входных данных D1 изображения и устанавливает шкалу квантования квантующей схемы 77 на основе результата предсказания, чтобы кодировать данные D1 изображения с постоянной БС однопроходной системой.

Конкретно схема 84 нахождения трудностей в схеме 83 управления кодированием находит величину признака, указывающую степень трудности обработки кодирования для каждого макроблока. Для нахождения величины признака могут применяться различные способы; например, можно применять сигнальный уровень высокочастотного компонента во входных данных изображения.

Схема 85 предсказания генерируемой величины кода суммирует величины признака, найденные схемой 84 нахождения трудностей в единичной картинке. На основе полученного в результате суммарного значения схема 85 предсказания генерируемой величины кода находит истинную генерируемую величину кода каждой картинки и истинные генерируемые величины кода, когда картинка кодируется как другие типы картинок.

Схема 86 нахождения целевой величины кода вычисляет целевую величину кода для каждой картинки на основе результата обработки схемы 85 предсказания генерируемой величины кода. Схема 86 нахождения целевой величины кода устанавливает шкалу квантования квантующей схемы 77 так, что реально генерируемая величина кода является целевой величиной кода.

Фиг.14 является блок-схемой, показывающей подробности конфигурации схемы 85 предсказания генерируемой величины кода и схемы 86 нахождения целевой величины кода путем сравнения с фиг.4.

Схема 85 предсказания генерируемой величины кода формируется таким же образом, что и схема 46 предсказания генерируемой величины кода, описанная выше в варианте 1 осуществления, за исключением того, что схема 85 предсказания генерируемой величины кода вычисляет грубо вычисленную предсказанную величину кода и истинную предсказанную величину кода с помощью величин признака, найденных схемой 84 нахождения трудностей, вместо остаточных данных BD.

Схема 86 нахождения целевой величины кода формируется таким же образом, что и схема 47 нахождения целевой величины кода, описанная выше в варианте 1 осуществления, за исключением того, что схема 86 нахождения целевой величины кода не имеет конфигурации для переменной БС и конфигурации для переключения между постоянной БС и переменной БС.

Согласно варианту 3 осуществления даже когда обработка кодирования выполняется кодирующей системой без большого числа режимов предсказания и даже когда обработка кодирования выполняется только с постоянной БС, можно получить те же самые эффекты, что и связанные с управлением кодированием с постоянной БС, описанные выше в варианте 1 осуществления.

Конкретно, за счет вычисления истинной предсказанной величины кода посредством коррекции, грубо вычисленной предсказанной величины кода, предсказанной из входных данных изображения, корректировочным коэффициентом, распределения выделяемой величины кода на основе истинной предсказанной величины кода и кодирования входных данных изображения можно выделять соответствующую величину кода каждой картинке, когда время записи должно быть гарантировано однопроходной системой.

Конкретно, традиционная MPEG-2 устанавливает целевую величину кода для каждой картинки посредством тестового режима 5. Как описано выше со ссылкой на фиг.5 и 6, в случае тестового режима 5 в генерируемой величине кода появляются значительные пульсации или флюктуации. Однако согласно варианту 3 осуществления за счет распределения выделяемой величины кода на основе мгновенной скорости можно предотвратить такие пульсации или флюктуации в генерируемой величине кода и соответственно выделять правильную величину кода каждой картинке. В этом случае в варианте 3 осуществления конфигурация петли обратной связи, связанная с предсказанием генерируемой величины кода, является сложной по сравнению с традиционным кодером MPEG-2. С этой конфигурацией, тем не менее, когда кодер MPEG-2 и кодер AVC объединяются в интегральную схему, например, эту интегральную схему можно упростить, применяя конфигурацию варианта осуществления для кодера AVC и используя часть конфигурации в кодере MPEG-2.

(6) Другие варианты осуществления

Следует отметить, что хотя для предшествующих вариантов осуществления описание сделано в случае, где реально генерируемая величина кода преобразуется в генерируемую величину кода, когда обработка кодирования выполняется посредством некоторой эталонной шкалы квантования обработкой по уравнению (17), а затем корректируется истинная предсказанная генерируемая величина кода, настоящее изобретение не ограничивается этим; к примеру, обработка для коррекции истинной предсказанной генерируемой величины кода может проводиться раздельно или истинная предсказанная генерируемая величина кода может корректироваться путем коррекции грубо вычисленной предсказанной генерируемой величины кода. В этих случаях необходимо вычислять коэффициент для коррекции отдельно в соответствии с уравнением (17).

Помимо этого, хотя в предшествующих вариантах осуществления описание сделано для случая, где корректировочный коэффициент ADJUST(n) устанавливается посредством обработки по уравнению (18) на основе только результата обработки непосредственно предшествующей картинки, настоящее изобретение не ограничивается этим. Корректировочный коэффициент ADJUST(n) может быть установлен путем коррекции ранее использованного корректировочного коэффициента ADJUST(n-1) за счет результата обработки непосредственно предшествующей картинки. Затем можно предотвратить ухудшение точности предсказания истинной генерируемой величины кода вследствие временного изменения в качестве картинки из-за излучения световой вспышки или тому подобного.

Помимо этого, хотя в предшествующих вариантах осуществления описание сделано для случая, где обработка кодирования выполняется только с постоянной БС, когда обработка переключается между переменной БС и постоянной БС, настоящее изобретение не ограничивается этим. Настоящее изобретение широко применимо в случаях, где обработка кодирования выполняется только с переменной БС в конфигурации, связанной с изменением средней генерируемой величины кода, с конфигурацией для уменьшения коэффициента сжатия, когда степень трудности низкая, и тому подобного.

Помимо этого, хотя в вышеприведенных вариантах осуществления описание сделано для случая, где выполняется обработка ортогонального преобразования посредством обработки дискретного косинусного преобразования, настоящее изобретение не ограничивается этим. Настоящее изобретение широко применимо в случаях, где применяется обработка ортогонального преобразования посредством преобразования Карунена-Лоэва и тому подобное.

Помимо этого, хотя в вышеприведенных вариантах осуществления описание сделано для случая, где выполняется обработка кодирования посредством AVC и MPEG-2, настоящее изобретение не ограничивается этим. Настоящее изобретение широко применимо в случаях, где обработка кодирования выполняется в различных форматах.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение относится к способу кодирования, кодирующему устройству, программе обработки кодирования и регистрирующему носителю, на котором записана эта программа обработки кодирования, и применимо, например, к видеокамерам.

1. Способ кодирования, в котором устанавливают последовательно тип картинки для картинок входных данных изображения, кодируют упомянутые входные данные изображения при предсказании генерируемой величины кода каждой картинки и генерируют закодированные данные, при этом упомянутый способ включает в себя этапы, на которых:

предсказывают грубо вычисленную величину кода упомянутых закодированных данных, генерируемых из упомянутых входных данных изображения;

вычисляют истинную предсказанную величину кода путем коррекции упомянутой грубо вычисленной предсказанной величины кода посредством корректировочного коэффициента, соответствующего упомянутому типу картинки;

кодируют упомянутые входные данные изображения на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода и

устанавливают упомянутый корректировочный коэффициент соответствующего типа картинки при обнаружении реально генерируемой величины упомянутых закодированных данных.

2. Способ кодирования по п.1, в котором на упомянутом этапе установки коэффициента устанавливают упомянутый корректировочный коэффициент на основе соотношения между упомянутой грубо вычисленной предсказанной величиной кода, обнаруженной в картинке, для которой обработка кодирования завершена, и реально генерируемой величиной кода упомянутых закодированных данных, соответствующих этой картинке.

3. Способ кодирования по п.1, в котором на упомянутом этапе кодирования кодируют упомянутые входные данные изображения по меньшей мере картинки в начале последовательности каждого типа картинок посредством фиксированной шкалы квантования, установленной заранее; и на упомянутом этапе предсказания грубо вычисленной величины кода с соотношением между величиной признака, указывающего степень трудности кодирования, который обнаруживается в картинке в начале упомянутой последовательности, и величиной признака, обнаруженной в подлежащей кодированию картинке, вычисляют упомянутую грубо вычисленную предсказанную величину кода упомянутой подлежащей кодированию картинки на основе реально генерируемой величины кода упомянутых закодированных данных, полученных посредством упомянутой фиксированной шкалы квантования.

4. Способ кодирования по п.1, содержащий далее этап, на котором устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода, при этом на упомянутом этапе кодирования кодируют упомянутые данные изображения на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода путем установки такой шкалы квантования, что реально генерируемая величина кода упомянутых закодированных данных становится упомянутой целевой величиной кода, когда упомянутая истинная предсказанная величина кода меньше, чем некоторое значение, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают упомянутую истинную предсказанную величину кода на упомянутую целевую величину кода так, чтобы генерировать упомянутые закодированные данные с переменной битовой скоростью (БС), и когда упомянутая истинная предсказанная величина кода больше, чем некоторое значение, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают величину кода, соответствующую упомянутому некоторому значению для упомянутой целевой величины кода, чтобы генерировать упомянутые закодированные данные с постоянной БС.

5. Способ кодирования по п.1, в котором на упомянутом этапе кодирования кодируют упомянутые входные данные изображения по меньшей мере картинки в начале последовательности каждого типа картинки посредством фиксированной шкалы квантования, установленной заранее, с соотношением между величиной признака, указывающего степень трудности кодирования, который обнаруживается в картинке в начале упомянутой последовательности, и величиной признака, обнаруженной в подлежащей кодированию картинке, на упомянутом этапе предсказания грубо вычисленной величины кода вычисляют упомянутую грубо вычисленную предсказанную величину кода упомянутой подлежащей кодированию картинки на основе реально генерируемой величины кода упомянутых закодированных данных, полученных посредством фиксированной шкалы квантования; и упомянутый способ кодирования изменяет среднюю генерируемую величину кода упомянутых закодированных данных путем изменения упомянутой фиксированной шкалы квантования в ответ на действие пользователя.

6. Способ кодирования по п.5, содержащий далее этап, на котором устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода, при этом на упомянутом этапе кодирования кодируют упомянутые входные данные изображения на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода путем установки такой шкалы квантования, что реально генерируемая величина кода упомянутых закодированных данных становится упомянутой целевой величиной кода, когда упомянутая истинная предсказанная величина кода меньше, чем некоторое значение, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают упомянутую истинную предсказанную величину кода на упомянутую целевую величину кода так, чтобы генерировать упомянутые закодированные данные с переменной БС, и когда упомянутая истинная предсказанная величина кода больше чем некоторое значение, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают величину кода, соответствующую упомянутому некоторому значению для упомянутой целевой величины кода, чтобы генерировать упомянутые закодированные данные с постоянной БС, и упомянутый способ кодирования изменяет упомянутое некоторое значение, связанное с переключением управления кодированием между упомянутой переменной БС и упомянутой постоянной БС таким образом, чтобы быть взаимно связанным с упомянутой фиксированной шкалой квантования.

7. Способ кодирования по п.6, в котором время записи упомянутого регистрирующего носителя, на котором записаны упомянутые закодированные данные, изменяется путем изменения упомянутого некоторого значения и упомянутой шкалы квантования.

8. Способ кодирования по п.1, содержащий далее этапы, на которых устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода; и корректируют упомянутую истинную предсказанную величину кода; при этом на упомянутом этапе кодирования кодируют упомянутые входные данные изображения на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода путем установки такой шкалы квантования, чтобы реально генерируемая величина кода упомянутых закодированных данных становилась упомянутой целевой величиной кода, и на упомянутом этапе коррекции корректируют упомянутую истинную величину кода на генерируемую предсказанную величину кода, предсказанную, когда упомянутая шкала квантования устанавливается на некоторую эталонную шкалу квантования.

9. Способ кодирования по п.8, в котором на упомянутом этапе коррекции корректируют упомянутую истинную предсказанную величину кода путем преобразования упомянутой реально генерируемой величины кода в генерируемую величину кода, предсказанную, когда шкала квантования на упомянутом этапе кодирования установлена на некоторую эталонную шкалу квантования, и путем установки упомянутого корректировочного коэффициента упомянутого соответствующего типа картинки на основе этой преобразованной генерируемой величины кода.

10. Способ кодирования по п.9, в котором на упомянутом этапе установки коэффициента преобразуют упомянутую реально генерируемую величину кода согласно уравнению

BIT BY CONSTQ PRED = e^(k·(QP CONSTQ-QP AVERAGE))·BIT,

где BIT BY CONSTQ PRED является генерируемой величиной кода после преобразования, QP AVERAGE является средней шкалой квантования из шкал квантования в каждом макроблоке, когда выполняется реальное кодирование, QP CONSTQ является упомянутой некоторой эталонной шкалой квантования, BIT является упомянутой генерируемой величиной кода, k является коэффициентом, ^ обозначает оператор возведения в степень.

11. Способ кодирования по п.10, в котором упомянутый коэффициент k составляет -0,1126.

12. Способ кодирования по п.8, в котором когда упомянутая истинная предсказанная величина кода меньше, чем некоторое значение, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают упомянутую истинную предсказанную величину кода на упомянутую целевую величину кода так, чтобы генерировать упомянутые закодированные данные с переменной БС, и, когда упомянутая истинная предсказанная величина кода больше, чем некоторое значение, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают величину кода, соответствующую упомянутому некоторому значению для упомянутой целевой величины кода, чтобы генерировать упомянутые закодированные данные с постоянной БС.

13. Способ кодирования по п.8, в котором на упомянутом этапе кодирования кодируют входные данные изображения по меньшей мере картинки в начале последовательности каждого типа картинок посредством фиксированной шкалы квантования, установленной заранее; с соотношением между величиной признака, указывающего степень трудности кодирования, который обнаруживается в картинке в начале упомянутой последовательности, и величиной признака, обнаруженной в подлежащей кодированию картинке, на упомянутом этапе предсказания грубо вычисленной величины кода вычисляют упомянутую грубо вычисленную предсказанную величину кода упомянутой подлежащей кодированию картинки на основе реально генерируемой величины кода упомянутых закодированных данных, полученных посредством фиксированной шкалы квантования; и упомянутый способ кодирования изменяет среднюю генерируемую величину кода упомянутых закодированных данных путем изменения упомянутой фиксированной шкалы квантования в ответ на действие пользователя.

14. Способ кодирования по п.13, в котором, когда упомянутая истинная предсказанная величина кода меньше, чем некоторое значение, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают упомянутую истинную предсказанную величину кода на упомянутую целевую величину кода так, чтобы генерировать упомянутые закодированные данные с переменной БС, и, когда упомянутая истинная предсказанная величина кода больше, чем некоторое значение, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают величину кода, соответствующую упомянутому некоторому значению для упомянутой целевой величины кода, чтобы генерировать упомянутые закодированные данные с постоянной БС, и упомянутое некоторое значение, связанной с переключением управления кодированием между упомянутой переменной БС и упомянутой постоянной БС, изменяется таким образом, чтобы быть взаимно связанным с изменением упомянутой фиксированной шкалы квантования.

15. Способ кодирования по п.14, в котором время записи упомянутого регистрирующего носителя, на котором записываются упомянутые закодированные данные, изменяется путем изменения упомянутого некоторого значения и упомянутой шкалы квантования.

16. Способ кодирования по п.1, содержащий далее этап, на котором устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода, при этом на упомянутом этапе кодирования кодируют упомянутые входные данные изображения путем установки такой шкалы квантования, что реально генерируемая величина кода упомянутых закодированных данных становится упомянутой целевой величиной кода, на упомянутом этапе предсказания грубо вычисленной величины кода получают также упомянутые грубо вычисленные предсказанные величины кода для других типов картинок, когда подлежащая кодированию картинка кодируется, как другие типы картинок, на упомянутом этапе предсказания истинной величины кода получают также истинные предсказанные величины кода для других типов картинок из грубо вычисленных предсказанных величин кода для других типов картинок и на упомянутом этапе установки целевой величины кода распределяют выделяемую величину кода на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода для соответствующего типа картинок и истинных предсказанных величин кода для упомянутых других типов картинок, и устанавливают упомянутую целевую величину кода.

17. Способ кодирования по п.16, в котором упомянутую выделяемую величину кода распределяют в предположении, что упомянутая истинная предсказанные величина кода для упомянутого соответствующего типа картинки и истинные предсказанные величины кода для упомянутых других типов картинок являются генерируемой величиной кода каждой картинки в одной группе картинок (GOP).

18. Способ кодирования по п.1, содержащий далее этап, на котором устанавливают целевую величину кода обработки кодирования на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода, при этом на упомянутом этапе кодирования кодируют упомянутые входные данные изображения путем установки такой шкалы квантования, что реально генерируемая величина кода упомянутых закодированных данных становится упомянутой целевой величиной кода, когда упомянутая истинная предсказанная величина кода меньше, чем некоторое значение, большее упомянутого эталонного значения для улучшения качества картинки, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают упомянутую истинную предсказанную величину кода на упомянутую целевую величину кода, чтобы генерировать упомянутые закодированные данные с переменной БС, когда упомянутая истинная предсказанная величина кода больше, чем упомянутое некоторое значение, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают величину кода, соответствующую упомянутому некоторому значению, на упомянутую целевую величину кода, чтобы генерировать упомянутые закодированные данные с постоянной БС, и, когда упомянутая истинная предсказанная величина кода меньше, чем упомянутое эталонное значение для улучшения качества картинки, на упомянутом этапе установки целевой величины кода устанавливают упомянутую истинную предсказанную величину кода на упомянутую целевую величину кода, увеличенную с помощью коэффициента, причем упомянутый коэффициент увеличивается, когда упомянутая истинная предсказанная величина кода уменьшается.

19. Способ кодирования по п.18, в котором на упомянутом этапе установки целевой величины кода ограничивают увеличение упомянутого коэффициента до некоторой величины.

20. Кодирующее устройство, в котором тип картинки последовательно устанавливается для картинок из входных данных изображения, упомянутые входные данные изображения кодируются при предсказании генерируемой величины кода каждой картинки и закодированные данные генерируются, при этом кодирующее устройство содержит:

средство предсказания грубо вычисленной величины кода для предсказания грубо вычисленной величины кода упомянутых закодированных данных, генерируемых из упомянутых входных данных изображения;

средство предсказания истинной величины кода для вычисления истинной предсказанной величины кода путем коррекции упомянутой грубо вычисленной предсказанной величины кода посредством корректировочного коэффициента, соответствующего упомянутому типу картинки;

кодирующее средство для кодирования упомянутых входных данных изображения на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода и

средство установки коэффициента для установки упомянутого корректировочного коэффициента соответствующего типа картинки при обнаружении реально генерируемой величины кода упомянутых закодированных данных.

21. Кодирующее устройство по п.20, в котором упомянутые входные данные изображения вводятся из интегрально выполненного средства съемки изображения.

22. Носитель записи, на котором записана программа обработки кодирования, исполняемая средством арифметической обработки для последовательной установки типа картинки для картинок во входных данных изображения, для кодирования упомянутых входных данных изображения при предсказании генерируемой величины кода каждой картинки и для генерирования закодированных данных, причем упомянутая программа обработки кодирования включает в себя этапы, на которых:

предсказывают грубо вычисленную величину кода упомянутых закодированных данных, генерируемых из упомянутых входных данных изображения;

вычисляют истинную предсказанную величину кода путем коррекции упомянутой грубо вычисленной предсказанной величины кода посредством корректировочного коэффициента, соответствующего упомянутому типу картинки;

кодируют упомянутые входные данные изображения на основе упомянутой истинной предсказанной величины кода и

устанавливают упомянутый корректировочный коэффициент соответствующего типа картинки при обнаружении реально генерируемой величины упомянутых закодированных данных.