JP2001148852A - Image information converter and image information conversion method - Google Patents

Image information converter and image information conversion method

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JP2001148852A JP32877899A JP32877899A JP2001148852A JP 2001148852 A JP2001148852 A JP 2001148852A JP 32877899 A JP32877899 A JP 32877899A JP 32877899 A JP32877899 A JP 32877899A JP 2001148852 A JP2001148852 A JP 2001148852A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the image quality of P and B pictures configured on the basis of an I picture by reducing the deterioration in the image quality accompanying the re-quantization of the I picture. SOLUTION: A quantization matrix changeover device 4 selects a prescribed quantization matrix used by an image information encoder 5 from a quantization matrix for an intra-macro-block into a quantization matrix for an inter-macro- block on the basis of attached information. The image information encoder 5 applies orthogonal transform to moving picture information supplied from an image information decoder 2 on the basis of the attached information and the inter-macro-block quantization matrix supplied from the quantization matrix changeover device 4 to encode the transformed moving picture information into the image compression information at a low bit rate.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮された画像情
報のビットレートを変換する画像情報変換装置及び画像
情報変換方法に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image information conversion apparatus and an image information conversion method for converting the bit rate of compressed image information.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、画像情報をデジタルデータとして
取り扱い、そのデジタルデータに対して画像情報特有の
冗長性を利用した直交変換と動き補償により圧縮を行
い、衛星放送やケーブルテレビジョン等のネットワーク
メディアへ伝送や、光ディスクや磁気ディスク等のスト
レージメディアへの記録を行う装置が普及している。こ
のような装置では、一般に、画像圧縮方式に、離散コサ
イン変換を用いたMPEG−2(Moving Picture Exper
ts Group phase - 2)が用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, image information is handled as digital data, and the digital data is compressed by orthogonal transformation and motion compensation using the redundancy inherent in the image information, so that network media such as satellite broadcasting and cable television can be used. 2. Description of the Related Art Devices for transmitting data to a storage medium or recording on a storage medium such as an optical disk or a magnetic disk have been widely used. In such an apparatus, MPEG-2 (Moving Picture Experer) using discrete cosine transform as an image compression method is generally used.
ts Group phase-2) is used.

【0003】また、近年、このMPEG−2等の画像圧
縮方式を用いたデジタルテレビジョン放送の規格化が進
められている。デジタルテレビジョン放送の規格には、
標準解像度画像(例えば垂直方向の有効ライン数が57
6本)に対応した規格、高解像度画像(例えば垂直方向
の有効ライン数が1152本)に対応した規格等があ
る。
In recent years, standardization of digital television broadcasting using an image compression method such as MPEG-2 has been promoted. Digital television broadcasting standards include:
Standard resolution image (for example, if the number of effective lines in the vertical direction is 57
6), a standard corresponding to a high-resolution image (for example, the number of effective lines in the vertical direction is 1152), and the like.

【0004】ところで、この高解像度画像の画像情報は
膨大であり、MPEG−2等の符号化方式を用いて圧縮
しても、十分な画質を得るためには多くの符号量(ビッ
トレート)が必要となる。例えば、画枠が1920画素
×1080画素の30Hzの飛び越し走査画像の場合に
は、18〜22Mbps程度或いはそれ以上の符号量を
必要とする。
Incidentally, the image information of this high-resolution image is enormous, and even if it is compressed using an encoding method such as MPEG-2, a large amount of code (bit rate) is required to obtain a sufficient image quality. Required. For example, in the case of a 30 Hz interlaced scan image having an image frame of 1920 × 1080 pixels, a code amount of about 18 to 22 Mbps or more is required.

【0005】そのため、例えば衛星放送やケーブルテレ
ビジョン等のネットワークメディアへこのような高解像
度画像を伝送する場合には、伝送経路のバンド幅に合わ
せて更に符号量の削減をしなければならない。同様に、
光ディスクや磁気ディスク等のストレージメディアへこ
のような高解像度画像を記録する場合にも、メディアの
記録容量に合わせて、更に符号量の削減をしなければな
らない。また、このような符号量の削減の必要性は、高
解像度画像のみならず、標準解像度画像(例えば画枠が
720画素×480画素の30Hzの飛び越し走査画像
等)でも生じることが考えられる。
[0005] Therefore, when transmitting such a high-resolution image to a network medium such as a satellite broadcast or a cable television, the code amount must be further reduced in accordance with the bandwidth of the transmission path. Similarly,
Even when such a high-resolution image is recorded on a storage medium such as an optical disk or a magnetic disk, the code amount must be further reduced according to the recording capacity of the medium. Further, it is conceivable that such a necessity of reducing the code amount occurs not only in a high-resolution image but also in a standard-resolution image (for example, a 30 Hz interlaced scan image having an image frame of 720 × 480 pixels).

【0006】かかる問題を解決する手段としては、階層
符号化(スケーラビリティ)、又は画像情報変換(トラ
ンスコーディング)等がある。MPEG−2では、前者
について、SNRスケーラビリティが標準化されてお
り、これを用いて、高SNRの画像圧縮情報(ビットス
トリーム)と低SNRの画像圧縮情報(ビットストリー
ム)を階層的に符号化している。しかしながら、階層符
号化を行うためには、符号化の時点で、バンド幅又は記
憶容量等の所定の値が既知である必要があるが、実際の
システムにおいては、未知であることが多い。従って、
後者の方が、実際のシステムに則した、より自由度の高
い方式であると言える。
Means for solving such a problem include hierarchical coding (scalability) and image information conversion (transcoding). In the MPEG-2, the SNR scalability is standardized for the former, and using this, the high-SNR image compression information (bit stream) and the low SNR image compression information (bit stream) are hierarchically encoded. . However, in order to perform hierarchical encoding, it is necessary that a predetermined value such as a bandwidth or a storage capacity is known at the time of encoding, but it is often unknown in an actual system. Therefore,
It can be said that the latter is a more flexible system in accordance with the actual system.

【0007】そして、この後者の画像情報変換(トラン
スコーディング)を用いた従来の画像情報変換装置(ト
ランスコーダ)では、入力となる画像圧縮情報(ビット
ストリーム)を復号又は部分復号する復号化部と、この
復号化部の出力を再符号化する符号化部とが並列接続さ
れ、空間領域又は周波数領域の2つの領域で画像情報が
復号化部から符号化部へ供給されている。
In a conventional image information conversion apparatus (transcoder) using the latter image information conversion (transcoding), a decoding section for decoding or partially decoding image compression information (bit stream) to be input is provided. And an encoding unit that re-encodes the output of the decoding unit is connected in parallel, and image information is supplied from the decoding unit to the encoding unit in two regions, a spatial domain and a frequency domain.

【0008】前者の空間領域で画像情報が復号化部から
符号化部へ供給されている従来の画像情報変換装置は、
演算処理量は大きいが、出力となる画像圧縮情報(ビッ
トストリーム)の復号化画像の劣化を抑えることが可能
で、主として放送用機器等のアプリケーションに用いら
れている。一方、後者の周波数領域で画像情報が復号化
部から符号化部へ供給されている従来の画像情報変換装
置は、前者の画像情報変換装置に比べて、若干の画質劣
化を引き起こすものの、より少ない演算処理量での実現
が可能で、主として民生用機器のアプリケーションに用
いられている。
A conventional image information conversion apparatus in which image information is supplied from a decoding unit to an encoding unit in the former spatial domain,
Although the amount of calculation processing is large, it is possible to suppress the deterioration of the decoded image of the compressed image information (bit stream) to be output, and it is mainly used for applications such as broadcasting equipment. On the other hand, the conventional image information conversion apparatus in which image information is supplied from the decoding unit to the encoding unit in the latter frequency domain causes a slight deterioration in image quality as compared with the former image information conversion apparatus, but has a smaller effect. It can be realized with an arithmetic processing amount, and is mainly used for applications of consumer appliances.

【0009】つぎに、これら空間領域又は周波数領域の
それぞれの領域で用いられる従来の画像情報変換装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。
Next, a conventional image information conversion apparatus used in each of the spatial domain and the frequency domain will be described with reference to the drawings.

【0010】最初に、空間領域で用いられる従来の画像
情報変換装置について説明する。この空間領域で用いら
れる従来の画像情報変換装置を図19に示す。
First, a conventional image information conversion device used in the spatial domain will be described. FIG. 19 shows a conventional image information conversion device used in this spatial domain.

【0011】従来の画像情報変換装置100は、この図
19に示すように、画像情報復号装置101と、付加情
報バッファ102と、画像情報符号化装置103とを備
える。
As shown in FIG. 19, a conventional image information conversion device 100 includes an image information decoding device 101, an additional information buffer 102, and an image information encoding device 103.

【0012】この従来の画像情報変換装置100は、一
般に画像圧縮情報(ビットストリーム)の持つ符号量を
削減する装置であり、画像情報復号装置101から画像
情報符号化装置103への画像情報の供給を、空間領域
で行う。
The conventional image information conversion apparatus 100 is an apparatus for reducing the amount of code of image compression information (bit stream), and supplies image information from an image information decoding apparatus 101 to an image information encoding apparatus 103. In the spatial domain.

【0013】まず、従来の画像情報変換装置100で
は、画像情報復号装置101は、高ビットレートの画像
圧縮情報が入力される。この画像情報復号装置101
は、高ビットレートの画像圧縮情報を一旦完全に復号
し、ベースバンドのビデオデータを出力する。これと同
時的に、付加情報バッファ102は、画像情報復号装置
101が復号化の際に用いた情報(以下、付加情報とい
う。)を当該画像情報復号装置101から供給され、こ
の供給された付加情報を記憶する。
First, in the conventional image information conversion apparatus 100, the image information decoding apparatus 101 receives high-bit-rate image compression information. This image information decoding device 101
Once completely decodes the high bit rate image compression information and outputs baseband video data. At the same time, the additional information buffer 102 is supplied from the image information decoding apparatus 101 with information (hereinafter referred to as additional information) used by the image information decoding apparatus 101 at the time of decoding. Store the information.

【0014】なお、この付加情報には、例えば、動きベ
クトル、予測モード、DCTモード、量子化スケールコ
ード等のマクロブロック毎の情報、及び、GOPヘッダ
(Groupe of Picture Header)、ピクチャヘッダ(Pict
ure Header)、シーケンスヘッダ(Sequence Heade
r)、シーケンス表示拡張部(Sequence Display Extens
ion)ピクチャ符号化機能拡張部(Picture Coding Exte
nsion )、量子化マトリックス拡張部(Quantization M
atrix Extension)、ピクチャ表示拡張部(PictureDisp
lay Extension)等の、より上位の階層に関する情報が
ある。
The additional information includes, for example, information for each macroblock such as a motion vector, a prediction mode, a DCT mode, a quantization scale code, a GOP header (Groupe of Picture Header), and a picture header (Pict).
ure Header), sequence header (Sequence Heade)
r), Sequence Display Extension
ion) Picture Coding Exte
nsion), Quantization matrix extension (Quantization M
atrix Extension), Picture Display Extension (PictureDisp)
lay Extension).

【0015】そして、画像情報符号化装置102は、予
め、入力された画像圧縮情報の符号量(高ビットレー
ト)より低い目標符号量(ターゲットビットレート)が
与えられていて、この目標符号量と、付加情報バッファ
102から取得した付加情報とに基づいて、符号化処理
を行う。即ち、画像情報符号化装置103は、この目標
符号量と付加情報とに基づいて、画像情報復号装置10
1の出力として得られるベースバンドのビデオデータを
再符号化し、低ビットレートの画像圧縮情報を出力す
る。このように、画像情報符号化装置103は、付加情
報バッファ102に記憶された付加情報を利用すること
により、再符号化に伴う演算処理量の増大や画質劣化等
を低減することができる。
The image information coding apparatus 102 is provided with a target code amount (target bit rate) lower than the code amount (high bit rate) of the input image compression information in advance. , Based on the additional information acquired from the additional information buffer 102. That is, the image information encoding device 103 uses the image information decoding device 10 based on the target code amount and the additional information.
1 to re-encode the baseband video data obtained as an output, and output low bit rate image compression information. As described above, by using the additional information stored in the additional information buffer 102, the image information encoding device 103 can reduce an increase in the amount of arithmetic processing and image quality deterioration due to re-encoding.

【0016】例えば、一般的に画像情報を符号化する場
合には、動きベクトル探索に多大なる演算処理量を要す
るが、従来の画像情報変換装置100では、付加情報バ
ッファ102に記憶された各マクロブロック毎の動きベ
クトル及び予測モードを用いることにより、動きベクト
ル探索を行うことなく符号化処理を行うことができる。
For example, when image information is generally encoded, a large amount of calculation processing is required for motion vector search. However, in the conventional image information conversion apparatus 100, each macro stored in the additional information buffer 102 By using a motion vector and a prediction mode for each block, encoding processing can be performed without performing a motion vector search.

【0017】つぎに、周波数領域で用いられる従来の画
像情報変換装置について説明する。この周波数領域で用
いられる従来の画像情報変換装置を図20に示す。
Next, a conventional image information conversion device used in the frequency domain will be described. FIG. 20 shows a conventional image information conversion device used in this frequency domain.

【0018】従来の画像情報変換装置110は、この図
20に示すように、符号バッファ111と、圧縮情報解
析装置112と、可変長復号化装置113と、逆量子化
装置114と、帯域制限装置115と、量子化装置11
6と、情報バッファ117と、可変長符号化装置118
と、符号バッファ119と、符号量制御装置120とを
備える。
As shown in FIG. 20, a conventional image information converter 110 includes a code buffer 111, a compression information analyzer 112, a variable length decoder 113, an inverse quantizer 114, a band limiter 115 and the quantization device 11
6, the information buffer 117, and the variable length coding device 118
, A code buffer 119, and a code amount control device 120.

【0019】符号バッファ111は、多くの符号量(高
ビットレート)の画像圧縮情報(ビットストリーム)が
入力され、この入力された画像圧縮情報を蓄積する。こ
の符号バッファ111では、MPEG−2で規定された
VBV(Video Buffer Verifier)の拘束条件を満たす
ように符号化された画像圧縮情報(ビットストリーム)
が蓄積されているので、オーバーフロー及び/又はアン
ダーフローが起きることはない。そして、符号バッファ
111は、蓄積された画像圧縮情報を、圧縮情報解析装
置112に供給する。
The code buffer 111 receives image compression information (bit stream) having a large code amount (high bit rate) and stores the input image compression information. In the code buffer 111, image compression information (bit stream) encoded so as to satisfy the VBV (Video Buffer Verifier) constraint defined in MPEG-2.
, The overflow and / or underflow does not occur. Then, the code buffer 111 supplies the stored image compression information to the compression information analysis device 112.

【0020】圧縮情報解析装置112は、MPEG−2
で規定された構文(シンタクス)に基づいて、符号バッ
ファ111から供給された画像圧縮情報(ビットストリ
ーム)の中から後述する各処理に必要な情報(以下、解
析結果情報という。)を抽出し、この抽出した解析結果
情報を可変長復号化装置113及び情報バッファ117
に供給する。この圧縮情報解析装置112は、上記解析
結果情報の中でも、特に、後述する符号量制御装置12
0における処理に必要となる、ピクチャ符号化タイプ情
報(picture_coding_type)や、各マクロブロック毎の
量子化値に関する情報である量子化スケール情報(q_sc
ale)等を、情報バッファ117に供給する。
The compression information analysis device 112 is an MPEG-2
Based on the syntax (syntax) specified in (1), information necessary for each process described below (hereinafter, referred to as analysis result information) is extracted from the image compression information (bit stream) supplied from the code buffer 111, The extracted analysis result information is transmitted to the variable length decoding device 113 and the information buffer 117.
To supply. The compression information analysis device 112 includes, among the analysis result information, a code amount control device 12 described later.
0, which is necessary for processing in picture 0, and quantization scale information (q_sc) which is information on a quantization value for each macroblock.
ale) and the like are supplied to the information buffer 117.

【0021】可変長復号化装置113は、圧縮情報解析
装置112から供給された画像圧縮情報のイントラマク
ロブロックの直流成分に対しては隣のブロックとの差分
値として符号化されているデータを可変長復号し、その
他の係数に対してはランとレベルにより符号化されたデ
ータを可変長復号することにより、量子化された一次元
の離散コサイン変換係数を得る。そして、可変長復号化
装置113は、圧縮情報解析装置112により抽出され
た解析結果情報に含まれる走査方式(ジグザグスキャン
若しくはオルタネートスキャン)に関する情報に基づ
き、一次元配列された離散コサイン変換係数を逆スキャ
ンして、量子化された二次元の離散コサイン変換係数に
再配列する。可変長復号化装置113は、二次元配列及
び量子化された離散コサイン変換係数を、逆量子化装置
114に供給する。
The variable-length decoding device 113 variably converts data encoded as a difference value between adjacent blocks with respect to the DC component of the intra macroblock of the image compression information supplied from the compression information analysis device 112. By performing long decoding and performing variable length decoding on data encoded by the run and level for other coefficients, a quantized one-dimensional discrete cosine transform coefficient is obtained. Then, the variable-length decoding device 113 inversely transforms the one-dimensionally arranged discrete cosine transform coefficients based on information on the scanning method (zigzag scan or alternate scan) included in the analysis result information extracted by the compression information analysis device 112. Scan and rearrange into quantized two-dimensional discrete cosine transform coefficients. The variable length decoding device 113 supplies the two-dimensional array and the quantized discrete cosine transform coefficients to the inverse quantization device 114.

【0022】逆量子化装置114は、解析結果情報に含
まれる量子化幅及び量子化行列に関する情報に基づき、
二次元配列及び量子化された離散コサイン変換係数を逆
量子化する。逆量子化装置114は、この逆量子化され
た離散コサイン変換係数を、帯域制限装置115に供給
する。
The inverse quantization device 114 calculates the quantization width and the quantization matrix included in the analysis result information,
Dequantize the two-dimensional array and the quantized discrete cosine transform coefficients. The inverse quantization device 114 supplies the inversely quantized discrete cosine transform coefficients to the band limiting device 115.

【0023】帯域制限装置115は、逆量子化装置11
4から供給された離散コサイン変換係数に対して、DC
Tブロック毎に、水平方向高周波成分係数の帯域制限を
行う。そして、帯域制限装置115は、この帯域制限を
行った離散コサイン変換係数を、量子化装置116に供
給する。
The band limiting device 115 is connected to the inverse quantization device 11
4 with respect to the discrete cosine transform coefficients supplied from
The band of the high frequency component coefficient in the horizontal direction is limited for each T block. Then, the band limiting device 115 supplies the discrete cosine transform coefficient subjected to the band limitation to the quantization device 116.

【0024】量子化装置116は、帯域制限装置115
から供給された8×8離散コサイン変換係数を、符号量
制御装置120により制御される、出力される画像圧縮
情報(ビットストリーム)の目標符号量(ターゲットビ
ットレート)に応じた量子化幅とに基づいて、量子化を
行う。そして、量子化装置116は、この量子化を行っ
た離散コサイン変換係数を、可変長符号化装置118に
供給する。
The quantizing device 116 includes a band limiting device 115
Transforms the supplied 8 × 8 discrete cosine transform coefficients into a quantization width controlled by the code amount control device 120 according to the target code amount (target bit rate) of the output image compression information (bit stream). Based on the quantization. Then, the quantization device 116 supplies the quantized discrete cosine transform coefficients to the variable length coding device 118.

【0025】情報バッファ117は、圧縮情報解析装置
112から供給された、例えばピクチャ符号化タイプ情
報(picture_coding_ type)や量子化スケール情報(q_
scale)等の解析結果情報を、記憶する。そして、情報
バッファ117は、この記憶した解析結果情報を、符号
量制御装置120に供給する。
The information buffer 117 includes, for example, picture coding type information (picture_coding_type) and quantization scale information (q_
Analysis result information such as scale) is stored. Then, the information buffer 117 supplies the stored analysis result information to the code amount control device 120.

【0026】可変長符号化装置118は、量子化装置1
16から供給された量子化済の離散コサイン変換係数の
可変長符号化を行い、この可変長符号化が行われた離散
コサイン変換係数を符号バッファ119に供給する。
The variable-length coding device 118 includes the quantization device 1
Variable-length coding of the quantized discrete cosine transform coefficient supplied from 16 is performed, and the variable-length-coded discrete cosine transform coefficient is supplied to the code buffer 119.

【0027】符号バッファ119は、出力する低ビット
レートの画像圧縮情報の情報量を一定にするためのバッ
ファメモリであり、少ない符号量(低ビットレート)の
画像圧縮情報(ビットストリーム)が入力され、この入
力された画像圧縮情報を蓄積する。この符号バッファ1
19では、MPEG−2で規定されたVBV(VideoBuf
fer Verifier)の拘束条件を満たすように符号化された
画像圧縮情報(ビットストリーム)が蓄積されているの
で、オーバーフロー及び/又はアンダーフローが起きる
ことはない。そして、符号バッファ119は、蓄積され
た画像圧縮情報を、出力するとともに、符号量制御装置
120に供給する。
The code buffer 119 is a buffer memory for keeping the amount of output low-bit-rate image compression information constant, and receives a small amount of code (low bit-rate) image compression information (bit stream). The input image compression information is stored. This code buffer 1
19, VBV (VideoBuf) specified by MPEG-2
Since the image compression information (bit stream) encoded so as to satisfy the constraint condition of the “fer verifier” is stored, overflow and / or underflow does not occur. Then, the code buffer 119 outputs the stored image compression information and supplies it to the code amount control device 120.

【0028】符号量制御装置120は、可変長符号化装
置118により可変長符号化された後の画像圧縮情報が
符号バッファ119においてオーバーフロー及び/又は
アンダーフローを起こさないように、予め与えられた目
標符号量(ターゲットビットレート)と、情報バッファ
117から取得する解析結果情報とに基づいて、量子化
装置116において用いられる量子化行列の量子化幅の
制御を行う。
The code amount control unit 120 controls a predetermined target so that the image compression information after the variable length coding by the variable length coding unit 118 does not cause overflow and / or underflow in the code buffer 119. Based on the code amount (target bit rate) and the analysis result information obtained from the information buffer 117, the quantization width of the quantization matrix used in the quantization device 116 is controlled.

【0029】以上のように構成された画像情報変換装置
110では、逆量子化装置114は、可変長復号化装置
113から供給された二次元配列及び量子化された離散
コサイン変換係数を、解析結果情報に含まれる量子化幅
及び量子化行列に関する情報に基づいて逆量子化し、こ
の逆量子化した離散コサイン変換係数を帯域制限装置1
15に供給する。そして、量子化装置116は、逆量子
化装置114から帯域制限装置115を介して供給され
た8×8離散コサイン変換係数を、符号量制御装置12
0により制御された量子化幅とに基づいて、量子化を行
う。そして、量子化装置116は、この量子化を行った
離散コサイン変換係数を、可変長符号化装置118に供
給する。このように処理されることにより、低ビットレ
ートの画像圧縮情報が符号バッファ119から出力され
る。
In the image information conversion device 110 configured as described above, the inverse quantization device 114 converts the two-dimensional array and the quantized discrete cosine transform coefficients supplied from the variable length decoding device 113 into analysis results. The inverse quantization is performed based on the quantization width and the information related to the quantization matrix included in the information, and the inversely quantized discrete cosine transform coefficient is determined by the band limiting device 1.
15 Then, the quantization device 116 converts the 8 × 8 discrete cosine transform coefficient supplied from the inverse quantization device 114 via the band limiting device 115 into the code amount control device 12
The quantization is performed based on the quantization width controlled by 0. Then, the quantization device 116 supplies the quantized discrete cosine transform coefficients to the variable length coding device 118. By performing such processing, image compression information of a low bit rate is output from the code buffer 119.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】ところで、CCIR
(International Radio Consultative Committee)テス
トシーケンス「Mobile&Calendar」を、
Test Model 5に準拠したMPEG−2対応
の画像情報符号化装置(以下、MPEG−2画像情報符
号化装置という。)によって符号化した画像圧縮情報
(ビットストリーム)の復号画像の原画像に対する輝度
信号の信号雑音比(以下、pSNRという。)の各フレ
ーム毎の遷移を、図21に示す。
SUMMARY OF THE INVENTION By the way, CCIR
(International Radio Consultative Committee) Test sequence "Mobile &Calendar"
Luminance signal for an original image of a decoded image of compressed image information (bit stream) encoded by an MPEG-2 image information encoding device (hereinafter, referred to as an MPEG-2 image information encoding device) compliant with Test Model 5 FIG. 21 shows the transition of the signal-to-noise ratio (hereinafter, referred to as pSNR) for each frame.

【0031】ここで、符号化の条件は、ビットレートが
6Mbpsで、GOP(Group of Pictures)の構成
が、N=15,M=3である。なお、上記Nは、GOP
内のピクチャ枚数であり、上記Mは、Iピクチャ又はP
ピクチャが現れる周期である。
Here, the coding conditions are as follows: the bit rate is 6 Mbps, the structure of the GOP (Group of Pictures) is N = 15, M = 3. Note that N is a GOP
Where M is an I picture or P
This is the cycle at which the picture appears.

【0032】このとき、各フレーム毎の原画像との平均
二乗誤差をMSEとすれば、pSNRは、次式(1)で
表される。
At this time, if the mean square error with the original image for each frame is MSE, the pSNR is expressed by the following equation (1).

【0033】[0033]

【数1】 (Equation 1)

【0034】そして、図21では、例えば3,9,15
等のフレーム番号からなるIピクチャは、近隣のPピク
チャ又はBピクチャと比較して、高いpSNRを示して
いる。これは、MPEG−2画像情報符号化装置におい
て、Iピクチャは、目標符号量(ターゲットビット)
が、Pピクチャ又はBピクチャと比べて高く設定されて
いるためである。従って、Iピクチャの画質が向上する
と、これを参照して構成されるPピクチャ又はBピクチ
ャの画質も向上する。
In FIG. 21, for example, 3, 9, 15
An I picture composed of such frame numbers has a higher pSNR than a neighboring P picture or B picture. This is because, in an MPEG-2 image information encoding device, an I picture has a target code amount (target bit).
Is set higher than the P picture or the B picture. Therefore, when the image quality of an I picture is improved, the image quality of a P picture or a B picture formed by referring to the I picture is also improved.

【0035】一方、CCIRテストシーケンス「Mob
ile&Calendar」を、符号量制御を行わず、
バッファのオーバーフロー及び/又はアンダーフローは
考慮しないで、量子化値を1に固定して、MPEG−2
画像情報符号化装置によって符号化した画像圧縮情報
(ビットストリーム)の復号画像の原画像に対する輝度
信号のpSNRの各フレーム毎の遷移を、図22に示
す。
On the other hand, the CCIR test sequence “Mob
ile & Calendar ”without performing code amount control,
Without considering buffer overflow and / or underflow, the quantization value is fixed to 1 and MPEG-2
FIG. 22 shows the transition of the pSNR of the luminance signal for each frame with respect to the original image of the decoded image of the image compression information (bit stream) encoded by the image information encoding device.

【0036】この図22では、図21の場合とは反対
に、例えば3,9,15等のフレーム番号からなるIピ
クチャは、近隣のPピクチャ又はBピクチャと比較し
て、低いpSNRを示している。即ち、Iピクチャは、
近隣のPピクチャ又はBピクチャと比較して、画質が低
くなっている。
In FIG. 22, contrary to the case of FIG. 21, an I picture having a frame number of, for example, 3, 9, 15, etc., has a lower pSNR than a neighboring P picture or B picture. I have. That is, the I picture is
The image quality is lower than that of the neighboring P picture or B picture.

【0037】これは、MPEG−2画像情報符号化装置
において用いられる量子化行列に起因するものである。
即ち、MPEG−2画像情報符号化装置では、イントラ
マクロブロック、インターマクロブロックのそれぞれに
対して、それぞれ図23(a)、図23(b)に示した
ような量子化行列がデフォルト値で定義されているた
め、イントラマクロブロックは、図23(a)に示した
量子化行列で2度量子化されている。従って、Iピクチ
ャは、図22に示すように、Pピクチャ又はBピクチャ
と比較して、より多くの符号量(ビット)が割り当てら
れているにもかかわらず、高域成分における再量子化歪
みが大きくなっている。
This is due to the quantization matrix used in the MPEG-2 image information encoding device.
That is, in the MPEG-2 image information encoding apparatus, a quantization matrix as shown in FIGS. 23A and 23B is defined by a default value for each of an intra macroblock and an inter macroblock. Therefore, the intra macroblock is quantized twice by the quantization matrix shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 22, the requantization distortion in the high frequency component of the I-picture is higher than that of the P-picture or the B-picture, even though the I-picture is assigned a larger code amount (bit). It is getting bigger.

【0038】なお、実用上用いられているMPEG−2
画像情報符号化装置では、図23(b)で定められてい
る量子化行列に代えて、Test Model 5で定
められている図23(c)の量子化行列が一般に用いら
れる。また、図21,図22,図24,図25に示した
実験結果は、全て、イントラマクロブロック用、インタ
ーマクロブロック用の量子化行列として、それぞれ図2
3(a)、図23(c)に示したものが用いられたもの
である。
It should be noted that MPEG-2, which is used in practice,
In the image information encoding device, the quantization matrix shown in FIG. 23C defined by Test Model 5 is generally used instead of the quantization matrix defined in FIG. The experimental results shown in FIGS. 21, 22, 24, and 25 are all used as quantization matrices for intra macroblocks and inter macroblocks, respectively, as shown in FIG.
3 (a) and FIG. 23 (c).

【0039】また、CCIRテストシーケンス「Mob
ile&Calendar」を、6Mbpsに圧縮した
画像圧縮情報(ビットストリーム)を入力とし、図19
若しくは図20に示した画像情報変換装置を用いて、更
なる符号量(ビットレート)の削減を行い、4Mbps
として出力した画像圧縮情報(ビットストリーム)の復
号画像の原画像に対する輝度信号のpSNRの各フレー
ム毎の遷移を、それぞれ図24及び図25に示す。
Further, the CCIR test sequence “Mob
ile & Calendar ”, image compression information (bit stream) compressed to 6 Mbps is input, and FIG.
Alternatively, the code amount (bit rate) is further reduced using the image information conversion apparatus shown in FIG.
FIGS. 24 and 25 show the transition of the pSNR of the luminance signal with respect to the original image of the decoded image of the image compression information (bit stream) output as for each frame.

【0040】図24に示す結果は、図19における付加
情報バッファ102を用いないで、画像情報復号装置1
01と画像情報符号化装置103をそれぞれ独立に動作
させ、動きベクトルの再計算を行って得られたものであ
る。
The result shown in FIG. 24 is obtained without using the additional information buffer 102 in FIG.
01 and the image information encoding device 103 are independently operated, and the motion vector is recalculated.

【0041】また、図25に示す結果は、図20におけ
る帯域制限装置115での高域周波数成分の削減は行わ
ず、動き補償誤差の補正は、Pピクチャ及びBピクチャ
ともに8×8の離散コサイン変換係数全ての成分に対し
て行い、図21に示したフイードフォワードバッファの
容量として、15フレーム分を確保したものである。そ
して、正規化アクティビティN_actは、次式(2)
で表される。
The results shown in FIG. 25 show that the band limiting device 115 shown in FIG. 20 does not reduce high frequency components, and the motion compensation error is corrected by an 8 × 8 discrete cosine for both P and B pictures. This is performed for all components of the transform coefficient, and a capacity of 15 frames is secured as the capacity of the feedforward buffer shown in FIG. Then, the normalized activity N_act is given by the following equation (2).
It is represented by

【0042】[0042]

【数2】 (Equation 2)

【0043】ここで、図24及び図25における画質の
傾向としては、上述した図22に示したものと同様であ
り、例えば18,33,48等のフレーム番号からなる
Iピクチャの画質は、近隣のPピクチャ又はBピクチャ
と比較して、低くなっている。
Here, the tendency of the image quality in FIGS. 24 and 25 is the same as that shown in FIG. 22 described above. For example, the image quality of the I picture composed of the frame numbers such as 18, 33, 48 is Is lower than that of the P picture or the B picture.

【0044】このような原因としては、上述した図22
に示した実験結果と同様のことが言える。即ち、上述し
た符号量制御装置120の作用により、図24及び図2
5に示した実験においても、イントラマクロブロック
は、図23(a)に示した量子化行列で2度量子化され
ている。従って、Iピクチャは、Pピクチャ又はBピク
チャと比較して、より多くの符号量(ビット)が割り当
てられているにもかかわらず、高域成分における再量子
化歪みが大きくなっている。
The reason for this is as described above with reference to FIG.
The same can be said for the experimental results shown in FIG. That is, by the operation of the code amount control device 120 described above, FIGS.
Also in the experiment shown in FIG. 5, the intra macroblock is quantized twice by the quantization matrix shown in FIG. Therefore, the requantization distortion in the high-frequency component of the I picture is larger than that of the P picture or the B picture, even though a larger amount of code (bits) is assigned to the I picture.

【0045】このように、Iピクチャにより多くの符号
量(ビット)を割り当てるという正の効果よりも、イン
トラマクロブロックに対する再量子化歪みという負の効
果の方が、相対的に大きなものであるため、図24及び
図25においては、Iピクチャの画質が低くなってい
る。主観的にも、Iピクチャでの画質の劣化が15フレ
ーム(0.5秒)に一度、フラッシュ現象として観測さ
れる。さらに、このようなことは、Iピクチャを参照し
て構成されるPピクチャ及びBピクチャの画質の向上を
妨げる原因ともなっている。
As described above, the negative effect of requantization distortion for intra macroblocks is relatively larger than the positive effect of allocating a larger amount of code (bits) to I-pictures. 24 and 25, the picture quality of the I picture is low. Subjectively, deterioration of the image quality in the I picture is observed as a flash phenomenon once every 15 frames (0.5 seconds). Further, such a situation is a factor that hinders the improvement of the image quality of the P picture and the B picture formed with reference to the I picture.

【0046】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
てなされたものであり、Iピクチャにおける再量子化に
伴う画質劣化を低減することにより、このIピクチャに
基づいて構成されるPピクチャ及びBピクチャの画質劣
化を低減する画像情報変換装置及び画像情報変換方法を
提供することを目的とするものである。
Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and by reducing image quality deterioration due to requantization in an I picture, a P picture and a P picture constructed based on the I picture are reduced. It is an object of the present invention to provide an image information conversion device and an image information conversion method for reducing image quality deterioration of a B picture.

【0047】[0047]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る画像情報変換装置は、所定の画素ブ
ロックからなる直交変換ブロック単位で直交変換をする
ことにより画像信号を圧縮符号化した第1のビットレー
トの第1の画像圧縮情報を、上記第1のビットレートよ
りも低いビットレートの第2のビットレートの第2の画
像圧縮情報に変換する画像情報変換装置において、上記
第1の画像圧縮情報を復号して動画像情報を生成する復
号手段と、上記第1の画像圧縮情報が生成されるときに
用いられたフレーム内符号化用の量子化行列であるイン
トラマクロブロック用の量子化行列を、フレーム間符号
化用の量子化行列であるインターマクロブロック用の量
子化行列に切り替える量子化行列切替手段と、上記復号
手段が上記第1の画像圧縮情報を復号する際に用いた付
加情報に基づいて、上記復号手段により生成された動画
像情報を直交変換して上記第2の画像圧縮情報に符号化
する符号化手段とを備え、上記符号化手段は、上記量子
化行列切替手段により切り替えられたインターマクロブ
ロック用の量子化行列に基づいて、イントラマクロブロ
ックを量子化し、上記復号手段が上記第1の画像圧縮情
報を復号する際に用いたインターマクロブロック用の量
子化行列に基づいて、インターマクロブロックを量子化
することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, an image information conversion apparatus according to the present invention compresses an image signal by performing an orthogonal transformation in units of an orthogonal transformation block composed of predetermined pixel blocks. An image information conversion apparatus for converting the first compressed image information of the first bit rate into second compressed image information of a second bit rate lower than the first bit rate; Decoding means for decoding the first image compression information to generate moving image information; and an intra macro block which is a quantization matrix for intra-frame encoding used when the first image compression information is generated. Matrix switching means for switching a quantization matrix for use with an inter-macroblock quantization matrix, which is a quantization matrix for inter-frame coding, and the decoding means comprising: Encoding means for orthogonally transforming the moving image information generated by the decoding means and encoding the moving image information into the second image compression information based on the additional information used when decoding the image compression information, The encoding unit quantizes the intra macroblock based on the quantization matrix for the inter macroblock switched by the quantization matrix switching unit, and the decoding unit decodes the first image compression information. The inter macro block is quantized based on the used quantization matrix for the inter macro block.

【0048】この画像情報変換装置では、量子化行列切
替手段は、イントラマクロブロック用の量子化行列をイ
ンターマクロブロック用の量子化行列に切り替える。そ
して、符号化手段は、量子化行列切替手段により切り替
えられたインターマクロブロック用の量子化行列に基づ
いて、イントラマクロブロックを量子化し、復号手段が
第1の画像圧縮情報を復号する際に用いたインターマク
ロブロック用の量子化行列に基づいて、インターマクロ
ブロックを量子化する。
In this image information conversion device, the quantization matrix switching means switches the quantization matrix for the intra macro block to the quantization matrix for the inter macro block. The encoding unit quantizes the intra macroblock based on the inter-macroblock quantization matrix switched by the quantization matrix switching unit, and uses the quantization value when the decoding unit decodes the first image compression information. The inter macro block is quantized based on the quantization matrix for the inter macro block.

【0049】また、本発明に係る画像情報変換装置は、
所定の画素ブロックからなる直交変換ブロック単位で直
交変換をすることにより画像信号を圧縮符号化した第1
のビットレートの第1の画像圧縮情報を、上記第1のビ
ットレートよりも低いビットレートの第2のビットレー
トの第2の画像圧縮情報に変換する画像情報変換装置に
おいて、入力された上記第1の画像圧縮情報を解析する
画像圧縮情報解析手段と、上記画像圧縮情報解析手段に
より解析された解析結果である解析結果情報に基づい
て、上記画像圧縮情報解析手段に入力された第1の画像
圧縮情報の直交変換係数を逆量子化する逆量子化手段
と、出力する上記第2の画像圧縮情報が上記第2のビッ
トレートとなるような量子化幅に基づいて、上記逆量子
化手段により逆量子化された上記第1の画像圧縮情報の
直交変換係数を再量子化する量子化手段と、上記第1の
画像圧縮情報が生成されるときに用いられたフレーム内
符号化用の量子化行列であるイントラマクロブロック用
の量子化行列を、フレーム間符号化用の量子化行列であ
るインターマクロブロック用の量子化行列に切り替える
量子化行列切替手段とを備え、上記量子化手段は、上記
量子化行列切替手段により切り替えられたインターマク
ロブロック用の量子化行列と上記量子化幅とに基づい
て、イントラマクロブロックを量子化し、上記逆量子化
手段が上記第1の画像圧縮情報を逆量子化する際に用い
たインターマクロブロック用の量子化行列と上記量子化
幅とに基づいて、インターマクロブロックを量子化する
ことを特徴とする。
Further, the image information conversion device according to the present invention
A first image obtained by compression-encoding an image signal by performing orthogonal transformation in units of orthogonal transformation blocks each including a predetermined pixel block.
In the image information conversion device for converting the first image compression information of the second bit rate into the second image compression information of the second bit rate lower than the first bit rate, A first image input to the image compression information analysis unit based on analysis result information which is an analysis result analyzed by the image compression information analysis unit; An inverse quantization means for inversely quantizing an orthogonal transform coefficient of the compressed information; and an inverse quantization means based on a quantization width such that the output second image compression information has the second bit rate. Quantizing means for requantizing the orthogonally-transformed coefficient of the decompressed first image compression information, and quantization for intra-frame encoding used when the first image compression information is generated queue A quantization matrix switching means for switching a quantization matrix for an intra macroblock to a quantization matrix for an inter macroblock which is a quantization matrix for inter-frame coding, wherein the quantization means The intra macroblock is quantized based on the quantization matrix for the inter macroblock switched by the matrix switching unit and the quantization width, and the inverse quantization unit inversely quantizes the first image compression information. The inter macro block is quantized based on the quantization matrix for the inter macro block used at the time and the quantization width.

【0050】この画像情報変換装置では、量子化行列切
替手段は、イントラマクロブロック用の量子化行列をイ
ンターマクロブロック用の量子化行列に切り替える。そ
して、量子化手段は、量子化行列切替手段により切り替
えられたインターマクロブロック用の量子化行列と量子
化幅とに基づいて、イントラマクロブロックを量子化
し、逆量子化手段が第1の画像圧縮情報を逆量子化する
際に用いたインターマクロブロック用の量子化行列と量
子化幅とに基づいて、インターマクロブロックを量子化
する。
In this image information converter, the quantization matrix switching means switches the quantization matrix for the intra macroblock to the quantization matrix for the inter macroblock. The quantization means quantizes the intra macroblock based on the quantization matrix for the inter macroblock and the quantization width switched by the quantization matrix switching means, and the inverse quantization means performs the first image compression. The inter macro block is quantized based on the quantization matrix for the inter macro block and the quantization width used when the information is inversely quantized.

【0051】さらに、本発明に係る画像情報変換方法
は、所定の画素ブロックからなる直交変換ブロック単位
で直交変換をすることにより画像信号を圧縮符号化した
第1のビットレートの第1の画像圧縮情報を、上記第1
のビットレートよりも低いビットレートの第2のビット
レートの第2の画像圧縮情報に変換する画像情報変換方
法において、上記第1の画像圧縮情報を復号して動画像
情報を生成し、上記第1の画像圧縮情報が生成されると
きに用いられたフレーム内符号化用の量子化行列である
イントラマクロブロック用の量子化行列を、フレーム間
符号化用の量子化行列であるインターマクロブロック用
の量子化行列に切り替え、上記第1の画像圧縮情報を復
号する際に用いた付加情報と、切り替えられた上記イン
ターマクロブロック用の量子化行列とに基づいて、イン
トラマクロブロックを量子化し、上記付加情報と上記第
1の画像圧縮情報を復号する際に用いたインターマクロ
ブロック用の量子化行列とに基づいて、インターマクロ
ブロックを量子化することを特徴とする。
Further, in the image information conversion method according to the present invention, the first image compression at the first bit rate, in which the image signal is compression-coded by performing orthogonal transformation in units of orthogonal transformation blocks composed of predetermined pixel blocks. Information from the first
In the image information conversion method of converting into the second image compression information of the second bit rate lower than the bit rate of the first, the first image compression information is decoded to generate the moving image information, A quantization matrix for intra macroblocks, which is a quantization matrix for intra-frame encoding used when the first image compression information is generated, is replaced with a quantization matrix for inter-macroblocks, which is a quantization matrix for interframe encoding. , And quantizes the intra macroblock based on the additional information used when decoding the first image compression information and the switched quantization matrix for the inter macroblock. The inter macro block is quantized based on the additional information and the quantization matrix for the inter macro block used when decoding the first image compression information. And wherein the Rukoto.

【0052】この画像情報変換方法では、イントラマク
ロブロック用の量子化行列をインターマクロブロック用
の量子化行列に切り替え、第1の画像圧縮情報を復号す
る際に用いた付加情報と、切り替えられたインターマク
ロブロック用の量子化行列とに基づいて、イントラマク
ロブロックを量子化し、付加情報と第1の画像圧縮情報
を復号する際に用いたインターマクロブロック用の量子
化行列とに基づいて、インターマクロブロックを量子化
する。
In this image information conversion method, the quantization matrix for the intra macro block is switched to the quantization matrix for the inter macro block, and the additional information used when decoding the first image compression information is switched. The intra macro block is quantized based on the quantization matrix for the inter macro block, and the inter macro block is quantized based on the additional information and the quantization matrix for the inter macro block used when decoding the first image compression information. Quantize the macroblock.

【0053】さらにまた、本発明に係る画像情報変換方
法は、所定の画素ブロックからなる直交変換ブロック単
位で直交変換をすることにより画像信号を圧縮符号化し
た第1のビットレートの第1の画像圧縮情報を、上記第
1のビットレートよりも低いビットレートの第2のビッ
トレートの第2の画像圧縮情報に変換する画像情報変換
方法において、上記第1のビットレートの第1の画像圧
縮情報を入力し、入力された当該第1の画像圧縮情報を
解析し、解析された解析結果である解析結果情報に基づ
いて、上記入力された第1の画像圧縮情報の直交変換係
数を逆量子化し、上記第1の画像圧縮情報が生成される
ときに用いられたフレーム内符号化用の量子化行列であ
るイントラマクロブロック用の量子化行列を、フレーム
間符号化用の量子化行列であるインターマクロブロック
用の量子化行列に切り替え、切り替えられた上記インタ
ーマクロブロック用の量子化行列と、出力する上記第2
の画像圧縮情報が上記第2のビットレートとなるような
量子化幅とに基づいて、イントラマクロブロックを量子
化し、上記第1の画像圧縮情報を逆量子化する際に用い
たインターマクロブロック用の量子化行列と上記量子化
幅とに基づいて、インターマクロブロックを量子化する
ことを特徴とする。
Still further, in the image information conversion method according to the present invention, an image signal is compression-encoded by performing an orthogonal transformation in units of an orthogonal transformation block composed of a predetermined pixel block, and the first image of the first bit rate is encoded. In an image information conversion method for converting compression information into second image compression information having a second bit rate lower than the first bit rate, the first image compression information having the first bit rate may be used. Is input, the input first image compression information is analyzed, and the orthogonal transform coefficient of the input first image compression information is dequantized based on the analysis result information that is the analysis result. A quantization matrix for intra macroblocks, which is a quantization matrix for intra-frame encoding used when the first image compression information is generated, is replaced with a quantization matrix for inter-frame encoding. Switching the quantization matrix for inter macroblock are matrices, a quantization matrix for the inter-macro block is switched, the output is the second
The intra-macroblock is quantized based on the quantization width such that the image compression information of the second bit rate becomes the second bit rate, and the inter-macroblock used for inverse quantization of the first image compression information is quantized. The inter-macroblock is quantized based on the quantization matrix and the quantization width.

【0054】この画像情報変換方法では、イントラマク
ロブロック用の量子化行列をインターマクロブロック用
の量子化行列に切り替え、切り替えられたインターマク
ロブロック用の量子化行列と、出力する第2の画像圧縮
情報が第2のビットレートとなるような量子化幅とに基
づいて、イントラマクロブロックを量子化し、第1の画
像圧縮情報を逆量子化する際に用いたインターマクロブ
ロック用の量子化行列と量子化幅とに基づいて、インタ
ーマクロブロックを量子化する。
In this image information conversion method, the quantization matrix for the intra macro block is switched to the quantization matrix for the inter macro block, and the switched quantization matrix for the inter macro block and the second image compression output A quantization matrix for the inter macroblock used when the intra macroblock is quantized based on the quantization width at which the information becomes the second bit rate, and the first image compression information is inversely quantized. The inter macroblock is quantized based on the quantization width.

【0055】[0055]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した第1の実
施の形態について、図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

【0056】本発明を適用した第1の実施の形態である
画像情報変換装置は、例えばMPEG−2(Moving Pic
ture Experts Group phase - 2)方式で符号化された画
像圧縮情報(ビットストリーム)の符号量(ビットレー
ト)を削減して、低ビットレートの画像圧縮情報を出力
する装置である。この本発明を適用した第1の実施の形
態である画像情報変換装置では、画像情報を復号する復
号部から画像情報を符号化する符号化部への当該画像情
報の供給が、空間領域で行われている。本発明を適用し
た第1の実施の形態である画像情報変換装置を図1に示
す。なお、MPEG−2とは、飛び越し走査画像及び順
次走査画像、並びに、標準解像度画像及び高解像度画像
の双方に対応した画像情報の圧縮方式をいう。
The image information conversion apparatus according to the first embodiment to which the present invention is applied is, for example, an MPEG-2 (Moving Pic).
This is an apparatus that outputs a low bit rate image compression information by reducing the code amount (bit rate) of the image compression information (bit stream) encoded by the image expert group phase-2) method. In the image information conversion apparatus according to the first embodiment to which the present invention is applied, supply of the image information from the decoding unit that decodes the image information to the encoding unit that encodes the image information is performed in the spatial domain. Have been done. FIG. 1 shows an image information conversion apparatus according to a first embodiment to which the present invention is applied. MPEG-2 refers to a compression method of image information corresponding to both interlaced scan images and progressive scan images, and both standard resolution images and high resolution images.

【0057】画像情報変換装置1は、この図1に示すよ
うに、画像情報復号装置2と、付加情報バッファ3と、
量子化行列切替装置4と、画像情報符号化装置5とを備
える。この画像情報変換装置1は、一般に、画像圧縮情
報(ビットストリーム)の持つ符号量を削減する装置で
あり、画像情報復号装置2から画像情報符号化装置5へ
の画像情報の供給を、空間領域で行う。
As shown in FIG. 1, the image information conversion device 1 includes an image information decoding device 2, an additional information buffer 3,
The image processing apparatus includes a quantization matrix switching device 4 and an image information encoding device 5. The image information conversion device 1 is generally a device for reducing the code amount of image compression information (bit stream), and supplies image information from the image information decoding device 2 to the image information encoding device 5 in a spatial domain. Do with.

【0058】画像情報復号装置2は、高ビットレートの
画像圧縮情報が入力され、この入力された高ビットレー
トの画像圧縮情報を一旦完全に復号し、この復号した結
果得られたベースバンドのビデオデータを、画像情報符
号化装置5に供給する。また、この処理と同時的に、画
像情報復号装置2は、入力された高ビットレートの画像
圧縮情報に対する復号処理に用いた付加情報を、付加情
報バッファ3に供給する。
The image information decoding device 2 receives high-bit-rate image compression information, completely decodes the input high-bit-rate image compression information, and obtains a baseband video signal obtained as a result of the decoding. The data is supplied to the image information encoding device 5. Simultaneously with this processing, the image information decoding apparatus 2 supplies the additional information used for decoding the input high-bit-rate image compression information to the additional information buffer 3.

【0059】なお、この付加情報には、例えば、動きベ
クトル、予測モード、DCTモード、量子化スケールコ
ード等のマクロブロック毎の情報、及び、GOPヘッダ
(Groupe of Picture Header)、ピクチャヘッダ(Pict
ure Header)、シーケンスヘッダ(Sequence Heade
r)、シーケンス表示拡張部(Sequence Display Extens
ion)ピクチャ符号化機能拡張部(Picture Coding Exte
nsion )、量子化マトリックス拡張部(Quantization M
atrix Extension)、ピクチャ表示拡張部(PictureDisp
lay Extension)等の、より上位の階層に関する情報が
ある。
The additional information includes, for example, information for each macroblock such as a motion vector, a prediction mode, a DCT mode, a quantization scale code, a GOP header (Groupe of Picture Header), and a picture header (Pict).
ure Header), sequence header (Sequence Heade)
r), Sequence Display Extension
ion) Picture Coding Exte
nsion), Quantization matrix extension (Quantization M
atrix Extension), Picture Display Extension (PictureDisp)
lay Extension).

【0060】付加情報バッファ3は、画像情報復号装置
2から供給された付加情報を記憶する。具体的には、付
加情報バッファ3は、画像情報復号装置2が用いたイン
トラマクロブロック用及びインターマクロブロック用の
2つの量子化行列に関する情報を、当該画像情報復号装
置2から供給され、そして記憶する。即ち、ここでは、
付加情報には、図2(a)に示すようなイントラマクロ
ブロック用の量子化行列に関する情報と、図2(b)に
示すようなインターマクロブロック用の量子化行列に関
する情報とが含まれるものとする。
The additional information buffer 3 stores the additional information supplied from the image information decoding device 2. Specifically, the additional information buffer 3 is supplied from the image information decoding device 2 with information on two quantization matrices for the intra macroblock and the inter macroblock used by the image information decoding device 2 and stores the information. I do. That is, here
The additional information includes information on a quantization matrix for an intra macroblock as shown in FIG. 2A and information on a quantization matrix for an inter macroblock as shown in FIG. And

【0061】そして、付加情報バッファ3は、これら供
給された2つの量子化行列に関する情報のうち、インタ
ーマクロブロック用の量子化行列に関する情報のみを、
量子化行列切替装置4からの制御情報に応じて、量子化
行列切替装置4に供給する。
The additional information buffer 3 stores only the information on the inter-macroblock quantization matrix among the supplied information on the two quantization matrices,
In accordance with the control information from the quantization matrix switching device 4, the information is supplied to the quantization matrix switching device 4.

【0062】量子化行列切替装置4は、付加情報バッフ
ァ3から取得した付加情報に基づいて、画像情報復号装
置2に入力された高ビットレートの画像圧縮情報が生成
されるときに用いられたフレーム内符号化用の量子化行
列であるイントラマクロブロック用の量子化行列を、フ
レーム間符号化用の量子化行列であるインターマクロブ
ロック用の量子化行列に切り替える。
The quantization matrix switching device 4 uses the frame information used when the high bit rate image compression information input to the image information decoding device 2 is generated based on the additional information obtained from the additional information buffer 3. The quantization matrix for the intra macroblock which is the quantization matrix for the inner coding is switched to the quantization matrix for the inter macroblock which is the quantization matrix for the interframe coding.

【0063】具体的には、量子化行列切替装置4は、付
加情報バッファ3に記憶された付加情報の中からインタ
ーマクロブロック用の量子化行列に関する情報のみを選
択し、この選択した情報を当該付加情報バッファ3から
取得する。そして、量子化行列切替装置4は、この取得
したインターマクロブロック用の量子化行列に関する情
報に基づいて、画像情報復号装置2に入力された高ビッ
トレートの画像圧縮情報が生成されるときに用いられた
イントラマクロブロック用の量子化行列をインターマク
ロブロック用の量子化行列に切り替える。その後、量子
化行列切替装置4は、この切り替えたインターマクロブ
ロック用の量子化行列を画像情報符号化装置5に供給す
る。
More specifically, the quantization matrix switching device 4 selects only the information related to the quantization matrix for the inter macro block from the additional information stored in the additional information buffer 3, and transfers the selected information to the relevant information. Obtained from the additional information buffer 3. The quantization matrix switching device 4 is used when the high bit rate image compression information input to the image information decoding device 2 is generated based on the acquired information on the inter-macroblock quantization matrix. The quantization matrix for the intra macroblock is switched to the quantization matrix for the inter macroblock. After that, the quantization matrix switching device 4 supplies the switched quantization matrix for the inter macro block to the image information encoding device 5.

【0064】但し、量子化行列切替装置4は、上記切り
替えたインターマクロブロック用の量子化行列の第
(0,0)成分が8でない場合には、例えば図3に示す
ような当該第(0,0)成分を8に変換した量子化行列
を生成し、この生成した量子化行列を画像情報符号化装
置5に供給する。これは、MPEG−2の規格では、量
子化行列の第(0,0)成分は、8であることが規定さ
れているからである。
However, when the (0, 0) -th component of the switched inter-macro block quantization matrix is not 8, the quantization matrix switching device 4 performs, for example, the (0, 0) , 0) is converted to 8 to generate a quantization matrix, and the generated quantization matrix is supplied to the image information encoding device 5. This is because the MPEG-2 standard specifies that the (0, 0) -th component of the quantization matrix is 8.

【0065】画像情報符号化装置5は、予め、入力され
た画像圧縮情報の符号量(高ビットレート)より低い目
標符号量(ターゲットビットレート)が与えられてい
て、この目標符号量と、付加情報バッファ3から取得し
た付加情報と、量子化行列切替装置4から供給された量
子化行列とに基づいて、符号化処理を行う。即ち、画像
情報符号化装置5は、この目標符号量と付加情報と量子
化行列に基づいて、画像情報復号装置2から供給された
ベースバンドのビデオデータを再符号化し、低ビットレ
ートの画像圧縮情報を出力する。
The image information encoding device 5 is provided with a target code amount (target bit rate) lower than the code amount (high bit rate) of the input image compression information in advance. An encoding process is performed based on the additional information acquired from the information buffer 3 and the quantization matrix supplied from the quantization matrix switching device 4. That is, the image information encoding device 5 re-encodes the baseband video data supplied from the image information decoding device 2 based on the target code amount, the additional information, and the quantization matrix, and performs image compression at a low bit rate. Output information.

【0066】例えば、画像情報符号化装置5は、上記目
標符号量と付加情報と量子化行列切替装置4により切り
替えられたインターマクロブロック用の量子化行列とに
基づいて、イントラマクロブロックを量子化する。ま
た、画像情報符号化装置5は、上記目標符号量と付加情
報と画像情報復号装置2が入力された高ビットレートの
画像圧縮情報を復号する際に用いたインターマクロブロ
ック用の量子化行列とに基づいて、インターマクロブロ
ックを量子化する。
For example, the image information encoding device 5 quantizes the intra macro block based on the target code amount, the additional information, and the quantization matrix for the inter macro block switched by the quantization matrix switching device 4. I do. Further, the image information encoding device 5 includes the target code amount, the additional information, and the quantization matrix for the inter macro block used when the image information decoding device 2 decodes the input high bit rate image compression information. Quantizes the inter macroblock based on

【0067】以上のように構成された画像情報変換装置
1では、画像情報復号装置2に入力された高ビットレー
トの画像圧縮情報は、この画像情報復号装置2で一旦完
全に復号されて、ベースバンドのビデオデータとして画
像情報符号化装置5に供給される。そして、画像情報符
号化装置5に供給されたベースバンドのビデオデータ
は、この画像情報符号化装置5で、目標符号量と付加情
報と量子化行列とに基づいて再符号化され、低ビットレ
ートの画像圧縮情報として出力される。
In the image information conversion device 1 configured as described above, the high bit rate image compression information input to the image information decoding device 2 is once completely decoded by the image information decoding device 2, and The data is supplied to the image information encoding device 5 as video data of the band. Then, the baseband video data supplied to the image information encoding device 5 is re-encoded by the image information encoding device 5 based on the target code amount, the additional information, and the quantization matrix. Is output as image compression information.

【0068】つぎに、本発明を適用した第1の実施の形
態である画像情報変換装置1における量子化行列切替装
置4を用いて行った測定結果を図4に示し、また、この
ときに用いた測定と同条件での測定によりどの程度画質
が向上するのかを輝度信号のpSNRにより表した測定
結果を、図5に示す。
Next, FIG. 4 shows a measurement result obtained by using the quantization matrix switching device 4 in the image information conversion device 1 according to the first embodiment to which the present invention is applied. FIG. 5 shows a measurement result in which the degree of image quality is improved by the measurement under the same conditions as the measured measurement using the pSNR of the luminance signal.

【0069】この場合に、入力される画像圧縮情報(ビ
ットストリーム)については、イントラマクロブロック
用及びインターマクロブロック用のそれぞれの量子化行
列に、図6(a)、図6(c)に示した量子化行列を用
いる。従って、出力される画像圧縮情報(ビットストリ
ーム)について用いられるイントラマクロブロック用の
量子化行列は、図7に示すようになる。但し、インター
マクロブロック用の量子化行列は、図6(c)に示した
量子化行列のままである。
In this case, the input image compression information (bit stream) is shown in FIGS. 6A and 6C in the respective quantization matrices for the intra macroblock and the inter macroblock. Quantization matrix is used. Therefore, the quantization matrix for the intra macroblock used for the output image compression information (bit stream) is as shown in FIG. However, the quantization matrix for the inter macro block remains the quantization matrix shown in FIG.

【0070】また、画像情報変換装置1において、量子
化行列の切替を行った場合と量子化行列の切替を行わな
かった場合とにおける輝度信号のpSNRにより表した
測定結果の変化を表した図を、図5に示す。
Further, in the image information conversion apparatus 1, the change in the measurement result represented by the pSNR of the luminance signal when the quantization matrix is switched and when the quantization matrix is not switched is shown in FIG. Shown in FIG.

【0071】この図5に示すように、画像情報変換装置
1においては、量子化行列を切り替えることにより、I
ピクチャについて、1.0〜3.0dB程度の大幅な画
質の向上があり、主観評価においても、図4において観
測されていたフラッシュ現象が観測されなくなる。Iピ
クチャに基づいて構成されるPピクチャ及びBピクチャ
の画質も向上している。
As shown in FIG. 5, in the image information conversion apparatus 1, by switching the quantization matrix,
As for the picture, the image quality is greatly improved by about 1.0 to 3.0 dB, and the flash phenomenon observed in FIG. 4 is not observed even in the subjective evaluation. The image quality of P-pictures and B-pictures formed based on I-pictures has also been improved.

【0072】次に、図5に示した測定で、出力される画
像圧縮情報(ビットストリーム)の各フレームに割り当
てられた符号量(ビット)を測定した図を図8に示す。
Next, FIG. 8 shows a diagram in which the code amount (bit) assigned to each frame of the output image compression information (bit stream) in the measurement shown in FIG. 5 is measured.

【0073】画像情報変換装置1では、図8に示すよう
に、画像情報符号化装置5において用いる量子化行列
を、インターマクロブロック用の量子化行列に切り替え
ることにより、高域成分が粗く量子化されるのが防止さ
れるのと同時に、より多くの符号(ビット)がIピクチ
ャに割り当てられ、その分Pピクチャにより少ない符号
(ビット)が割り当てられ、これによってIピクチャの
画質が向上し、さらに、これに基づいて構成されるPピ
クチャ及びBピクチャの画質が向上している。
In the image information conversion device 1, as shown in FIG. 8, the quantization matrix used in the image information encoding device 5 is switched to a quantization matrix for an inter macroblock, so that the high frequency components are quantized coarsely. At the same time, more codes (bits) are allocated to the I picture, and less codes (bits) are allocated to the P picture, thereby improving the picture quality of the I picture. The image quality of the P picture and the B picture based on this is improved.

【0074】以上述べたように、本発明を適用した第1
の実施の形態である画像情報変換装置1では、画像情報
符号化装置5において用いる量子化行列を、イントラマ
クロブロック用の量子化行列から、このイントラマクロ
ブロック用の量子化行列に比べて高域成分を粗く量子化
しないインターマクロブロック用の量子化行列に切り替
えることで、Iピクチャにおける画質劣化が防がれ、主
観的にも画像のフラッシュ現象が回避されることによ
り、このIピクチャに基づいて構成されるPピクチャ及
びBピクチャの画質をも向上させることができる。
As described above, the first embodiment to which the present invention is applied
In the image information conversion device 1 according to the embodiment of the present invention, the quantization matrix used in the image information encoding device 5 is higher in frequency band than the quantization matrix for the intra macroblock from the quantization matrix for the intra macroblock. By switching to a quantization matrix for an inter macroblock in which components are not coarsely quantized, image quality degradation in an I picture is prevented, and a flash phenomenon of an image is also subjectively avoided. The image quality of the composed P picture and B picture can also be improved.

【0075】また、本発明を適用した第1の実施の形態
である画像情報変換装置1では、このようにインターマ
クロブロック用の量子化行列を、イントラマクロブロッ
ク用及びインターマクロブロック用の両方に用いること
で、量子化行列切替装置4は、記憶媒体を備えて、切替
のための量子化行列を格納する必要がなくなる。
Further, in the image information conversion apparatus 1 according to the first embodiment to which the present invention is applied, the quantization matrix for the inter macroblock is converted to both the intra macroblock and the inter macroblock. By using this, the quantization matrix switching device 4 does not need to include a storage medium and store the quantization matrix for switching.

【0076】なお、上述した画像情報変換装置1では、
MPEG−2による画像圧縮情報(ビットストリーム)
が入力されているが、直交変換と動き補償によって符号
化された画像圧縮情報(ビットストリーム)であれば、
例えばMPEG−1やH.263等のような画像圧縮情
報(ビットストリーム)が入力されてもよい。
In the image information conversion device 1 described above,
MPEG-2 image compression information (bit stream)
Is input, but if it is image compression information (bit stream) encoded by orthogonal transformation and motion compensation,
For example, MPEG-1 or H.264. 263 or the like may be input.

【0077】つぎに、本発明を適用した第2の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0078】本発明を適用した第2の実施の形態である
画像情報変換装置も、上述した第1の実施の形態である
画像情報変換装置1と同様に、例えばMPEG−2方式
で符号化された画像圧縮情報(ビットストリーム)の符
号量(ビットレート)を削減して、低ビットレートの画
像圧縮情報を出力する装置である。この本発明を適用し
た第2の実施の形態である画像情報変換装置では、画像
情報を復号する復号部から画像情報を符号化する符号化
部への当該画像情報の供給が、周波数領域で行われてい
る。本発明を適用した第2の実施の形態である画像情報
変換装置を図9に示す。
The image information conversion apparatus according to the second embodiment to which the present invention is applied is also encoded by, for example, the MPEG-2 system, similarly to the image information conversion apparatus 1 according to the first embodiment. This is a device that outputs a low bit rate image compression information by reducing the code amount (bit rate) of the compressed image information (bit stream). In the image information conversion apparatus according to the second embodiment to which the present invention is applied, the supply of the image information from the decoding unit that decodes the image information to the encoding unit that encodes the image information is performed in the frequency domain. Have been done. FIG. 9 shows an image information conversion apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【0079】画像情報変換装置10は、この図9に示す
ように、符号バッファ11と、圧縮情報解析装置12
と、可変長復号化装置13と、逆量子化装置14と、帯
域制限装置15と、情報バッファ16と、量子化行列切
替装置17と、量子化装置18と、可変長符号化装置1
9と、符号バッファ20と、符号量制御装置21とを備
える。
As shown in FIG. 9, the image information converter 10 includes a code buffer 11 and a compression information analyzer 12.
, Variable-length decoding device 13, inverse quantization device 14, band limiting device 15, information buffer 16, quantization matrix switching device 17, quantization device 18, variable-length coding device 1
9, a code buffer 20, and a code amount control device 21.

【0080】符号バッファ11は、多くの符号量(高ビ
ットレート)の画像圧縮情報(ビットストリーム)が入
力され、この入力された画像圧縮情報を蓄積する。この
符号バッファ11では、MPEG−2で規定されたVB
V(Video Buffer Verifier)の拘束条件を満たすよう
に符号化された画像圧縮情報(ビットストリーム)が蓄
積されているので、オーバーフロー及び/又はアンダー
フローが起きることはない。そして、符号バッファ11
は、蓄積された画像圧縮情報を、圧縮情報解析装置12
に供給する。
The code buffer 11 receives image compression information (bit stream) of a large code amount (high bit rate) and stores the input image compression information. In this code buffer 11, VB defined by MPEG-2 is used.
Since image compression information (bit stream) encoded so as to satisfy the constraint condition of V (Video Buffer Verifier) is stored, overflow and / or underflow does not occur. And the code buffer 11
Transmits the stored image compression information to the compression information analysis device 12.
To supply.

【0081】圧縮情報解析装置12は、MPEG−2で
規定された構文(シンタクス)に基づいて、符号バッフ
ァ11から供給された画像圧縮情報(ビットストリー
ム)の中から後述する各処理に必要な情報を抽出し、こ
の抽出した情報(以下、解析結果情報という。)を可変
長復号化装置13及び情報バッファ16に供給する。こ
の圧縮情報解析装置12は、上記解析結果情報の中で
も、特に、後述する符号量制御装置21における処理に
必要となる、ピクチャ符号化タイプ情報(picture_codi
ng_type)や、各マクロブロック毎の量子化値に関する
情報である量子化スケール情報(q_scale)等を、情報
バッファ16に供給する。
The compression information analysis device 12 extracts information necessary for each process described later from the image compression information (bit stream) supplied from the code buffer 11 based on the syntax (syntax) specified by MPEG-2. And supplies the extracted information (hereinafter referred to as analysis result information) to the variable length decoding device 13 and the information buffer 16. The compression information analysis device 12 includes, among the analysis result information, picture encoding type information (picture_codi
ng_type) and quantization scale information (q_scale), which is information on the quantization value for each macroblock, are supplied to the information buffer 16.

【0082】可変長復号化装置13は、圧縮情報解析装
置12から供給された画像圧縮情報のイントラマクロブ
ロックの直流成分に対しては隣のブロックとの差分値と
して符号化されているデータを可変長復号し、その他の
係数に対してはランとレベルにより符号化されたデータ
を可変長復号することにより、量子化された一次元の離
散コサイン変換係数を得る。そして、可変長復号化装置
13は、圧縮情報解析装置12により抽出された解析結
果情報に含まれる走査方式(図10(a)に示すジグザ
グスキャン若しくは図10(b)に示すオルタネートス
キャン)に関する情報に基づき、一次元配列された離散
コサイン変換係数を逆スキャンして、量子化された二次
元の離散コサイン変換係数に再配列する。可変長復号化
装置13は、二次元配列及び量子化された離散コサイン
変換係数を、逆量子化装置14に供給する。
The variable length decoding device 13 variably converts the data encoded as a difference value between the adjacent block and the DC component of the intra macroblock of the image compression information supplied from the compression information analysis device 12. By performing long decoding and performing variable length decoding on data encoded by the run and level for other coefficients, a quantized one-dimensional discrete cosine transform coefficient is obtained. Then, the variable-length decoding device 13 outputs information on a scanning method (a zigzag scan shown in FIG. 10A or an alternate scan shown in FIG. 10B) included in the analysis result information extracted by the compression information analysis device 12. , The inversely scanned one-dimensionally arranged discrete cosine transform coefficients are rearranged into quantized two-dimensional discrete cosine transform coefficients. The variable length decoding device 13 supplies the two-dimensional array and the quantized discrete cosine transform coefficients to the inverse quantization device 14.

【0083】逆量子化装置14は、解析結果情報に含ま
れる量子化幅及び量子化行列に関する情報に基づき、二
次元配列及び量子化された離散コサイン変換係数を逆量
子化する。逆量子化装置14は、この逆量子化された離
散コサイン変換係数を、帯域制限装置15に供給する。
The inverse quantization device 14 inversely quantizes the two-dimensional array and the quantized discrete cosine transform coefficients based on the information on the quantization width and the quantization matrix included in the analysis result information. The inverse quantization device 14 supplies the inversely quantized discrete cosine transform coefficients to the band limiting device 15.

【0084】帯域制限装置15は、逆量子化装置14か
ら供給された離散コサイン変換係数に対して、DCTブ
ロック毎に、水平方向高周波成分係数の帯域制限を行
う。
The band limiting unit 15 limits the band of the horizontal high-frequency component coefficient for each DCT block with respect to the discrete cosine transform coefficient supplied from the inverse quantization unit 14.

【0085】図11に、帯域制限装置15における水平
方向高周波成分の帯域制限処理の一例を示す。例えば、
帯域制限装置15は、輝度信号に関しては、図11
(a)に示すように8×8の離散コサイン変換係数のう
ち、水平方向低域成分である8×6係数のみの値を保存
し、残りを0と置きかえる。また、帯域制限装置15
は、色差信号に関しては、図11(b)に示すように、
8×8の離散コサイン変換係数のうち、水平方向低域成
分である8×4係数のみの値を保存し、残りを0と置き
かえる。このように離散コサイン変換係数の高周波成分
を帯域制限することで、周波数領域において符号量(ビ
ットレート)の削減をすることができる。
FIG. 11 shows an example of the band limiting process of the high frequency component in the horizontal direction in the band limiting device 15. For example,
The band limiting device 15 performs the processing shown in FIG.
As shown in (a), of the 8 × 8 discrete cosine transform coefficients, only the values of 8 × 6 coefficients, which are low-frequency components in the horizontal direction, are stored, and the rest are replaced with 0. Also, the band limiting device 15
With respect to the color difference signal, as shown in FIG.
Of the 8 × 8 discrete cosine transform coefficients, only the values of the 8 × 4 coefficients, which are low-frequency components in the horizontal direction, are stored, and the rest are replaced with 0. By limiting the band of the high-frequency component of the discrete cosine transform coefficient in this way, it is possible to reduce the code amount (bit rate) in the frequency domain.

【0086】また、入力となる画像圧縮情報(ビットス
トリーム)が、飛び越し走査画像のものである場合に
は、フィールド間の時間差に関する情報を、離散コサイ
ン変換係数の垂直方向高域成分が含むことになる。その
ため、垂直方向の離散コサイン変換係数の帯域制限を行
うことは大幅な画質劣化に繋がる。従って、この帯域制
限装置15では、垂直方向の帯域制限は行わない。
When the input image compression information (bit stream) is that of an interlaced scan image, the information on the time difference between fields is included in the vertical high-frequency component of the discrete cosine transform coefficient. Become. Therefore, limiting the band of the discrete cosine transform coefficient in the vertical direction leads to a significant deterioration in image quality. Therefore, the band limiting device 15 does not perform band limiting in the vertical direction.

【0087】さらに、この帯域制限装置15では、劣化
がより人間の目に付きやすい輝度信号に比べ、より人間
の目に付きにくい色差信号に対して、より大きく帯域制
限を行っている。このことにより、この帯域制限装置1
5では、画質劣化を最小限に抑えながら、再量子化の歪
みを低減することができる。なお、削減する符号量(ビ
ットレート)が少ない場合や回路的な制限がある場合等
は、輝度信号と色差信号との帯域制限を同一にしてもよ
い。
Further, the band limiting device 15 limits the band of a color difference signal which is more difficult to be seen by humans than a luminance signal which is more easily seen by humans. As a result, this band limiting device 1
In No. 5, distortion of requantization can be reduced while minimizing image quality deterioration. When the amount of code (bit rate) to be reduced is small or when there is a circuit limitation, the band limitation of the luminance signal and the color difference signal may be the same.

【0088】さらにまた、帯域制限装置15における水
平方向の離散コサイン変換係数の帯域制限処理は、この
図11に示したような係数を0と置く処理に限らない。
例えば、0と置き換える代わりに、予め用意した重み係
数を離散コサイン変換の水平方向高域成分に乗じること
で同様に符号量(ビットレート)を削減することが可能
である。
Furthermore, the band limiting process of the horizontal discrete cosine transform coefficient in the band limiting device 15 is not limited to the process of setting the coefficient to 0 as shown in FIG.
For example, instead of replacing with 0, it is possible to similarly reduce the code amount (bit rate) by multiplying a previously prepared weight coefficient by the horizontal high-frequency component of the discrete cosine transform.

【0089】帯域制限装置15は、上述したような帯域
制限を行った離散コサイン変換係数を、量子化装置18
に供給する。
The band limiting device 15 converts the discrete cosine transform coefficient subjected to the band limiting as described above into a quantizing device 18.
To supply.

【0090】情報バッファ16は、圧縮情報解析装置1
2から供給された、例えばピクチャ符号化タイプ情報
(picture_coding_ type)や量子化スケール情報(q_sc
ale)等の解析結果情報を、記憶する。そして、情報バ
ッファ16は、この記憶した解析結果情報を、量子化行
列切替装置17及び符号量制御装置21に供給する。
The information buffer 16 stores the compressed information analyzer 1
2, for example, picture coding type information (picture_coding_type) and quantization scale information (q_sc
ale) and other analysis result information are stored. Then, the information buffer 16 supplies the stored analysis result information to the quantization matrix switching device 17 and the code amount control device 21.

【0091】量子化行列切替装置17は、情報バッファ
16から取得した解析結果情報に基づいて、符号バッフ
ァ11に入力された高ビットレートの画像圧縮情報が生
成されるときに用いられたイントラマクロブロック用の
量子化行列を、インターマクロブロック用の量子化行列
に切り替える。
The quantization matrix switching device 17 uses the intra-macro block used when the high bit rate image compression information input to the code buffer 11 is generated based on the analysis result information obtained from the information buffer 16. Is switched to the quantization matrix for the inter macroblock.

【0092】具体的には、量子化行列切替装置17は、
情報バッファ16に記憶された付加情報の中からインタ
ーマクロブロック用の量子化行列に関する情報のみを選
択し、この選択した情報を当該情報バッファ16から取
得する。そして、量子化行列切替装置17は、この取得
したインターマクロブロック用の量子化行列に関する情
報に基づいて、符号バッファ11に入力された高ビット
レートの画像圧縮情報が生成されるときに用いられたイ
ントラマクロブロック用の量子化行列をインターマクロ
ブロック用の量子化行列に切り替える。その後、量子化
行列切替装置17は、この切り替えたインターマクロブ
ロック用の量子化行列を量子化装置18に供給する。
More specifically, the quantization matrix switching device 17
From the additional information stored in the information buffer 16, only information regarding the quantization matrix for the inter macroblock is selected, and the selected information is obtained from the information buffer 16. The quantization matrix switching device 17 is used when the high bit rate image compression information input to the code buffer 11 is generated based on the acquired information on the inter-macroblock quantization matrix. The quantization matrix for the intra macro block is switched to the quantization matrix for the inter macro block. Thereafter, the quantization matrix switching device 17 supplies the switched quantization matrix for the inter macroblock to the quantization device 18.

【0093】但し、量子化行列切替装置17は、上記切
り替えたインターマクロブロック用の量子化行列の第
(0,0)成分が8でない場合には、例えば図3に示す
ような当該第(0,0)成分を8に変換した量子化行列
を生成し、この生成した量子化行列を量子化装置18に
供給する。これも、MPEG−2の規格では、量子化行
列の第(0,0)成分は、8であることが規定されてい
るからである。
However, when the (0,0) -th component of the switched inter-macro block quantization matrix is not 8, the quantization matrix switching device 17 performs, for example, the (0,0) -th component as shown in FIG. , 0) is converted to 8 to generate a quantization matrix, and the generated quantization matrix is supplied to the quantization device 18. This is also because the MPEG-2 standard specifies that the (0,0) th component of the quantization matrix is 8.

【0094】量子化装置18は、帯域制限装置15から
供給された8×8離散コサイン変換係数を、量子化行列
切替装置17から供給された量子化行列と、以下に説明
するような符号量制御装置21により制御される、出力
される画像圧縮情報(ビットストリーム)の目標符号量
(ターゲットビットレート)に応じた量子化幅とに基づ
いて、量子化を行う。そして、量子化装置18は、この
量子化を行った離散コサイン変換係数を、可変長符号化
装置19に供給する。
The quantization device 18 converts the 8 × 8 discrete cosine transform coefficient supplied from the band limiting device 15 into a quantization matrix supplied from the quantization matrix switching device 17 and a code amount control as described below. Quantization is performed based on a quantization width controlled by the device 21 and corresponding to a target code amount (target bit rate) of the output image compression information (bit stream). Then, the quantization device 18 supplies the quantized discrete cosine transform coefficient to the variable length coding device 19.

【0095】例えば、量子化装置18は、量子化行列切
替装置17により切り替えられたインターマクロブロッ
ク用の量子化行列と上記量子化幅とに基づいて、イント
ラマクロブロックを量子化する。また、量子化装置18
は、逆量子化装置14が入力された高ビットレートの画
像圧縮情報を逆量子化する際に用いたインターマクロブ
ロック用の量子化行列と上記量子化幅とに基づいて、イ
ンターマクロブロックを量子化する。
For example, the quantization device 18 quantizes an intra macroblock based on the quantization matrix for the inter macroblock switched by the quantization matrix switching device 17 and the quantization width. Also, the quantization device 18
Quantizes the inter macro block based on the quantization matrix for the inter macro block used when the inverse quantization device 14 inversely quantizes the input high bit rate image compression information and the quantization width. Become

【0096】可変長符号化装置19は、量子化装置18
から供給された量子化済の離散コサイン変換係数の可変
長符号化を行い、この可変長符号化が行われた離散コサ
イン変換係数を符号バッファ20に供給する。
The variable length coding device 19 is
Performs variable-length coding of the quantized discrete cosine transform coefficients supplied from the CDMA-PCB, and supplies the variable-length-coded discrete cosine transform coefficients to the code buffer 20.

【0097】符号バッファ20は、出力する低ビットレ
ートの画像圧縮情報の情報量を一定にするためのバッフ
ァメモリであり、少ない符号量(低ビットレート)の画
像圧縮情報(ビットストリーム)が入力され、この入力
された画像圧縮情報を蓄積する。この符号バッファ20
では、MPEG−2で規定されたVBV(Video Buffer
Verifier)の拘束条件を満たすように符号化された画
像圧縮情報(ビットストリーム)が蓄積されているの
で、オーバーフロー及び/又はアンダーフローが起きる
ことはない。そして、符号バッファ20は、蓄積された
画像圧縮情報を、出力するとともに、符号量制御装置2
1に供給する。
The code buffer 20 is a buffer memory for keeping the amount of output low-bit-rate image compression information constant, and receives a small amount of code (low bit-rate) image compression information (bit stream). The input image compression information is stored. This code buffer 20
In VBV (Video Buffer) specified by MPEG-2
Since the image compression information (bit stream) encoded so as to satisfy the constraint condition of the verifier is stored, overflow and / or underflow does not occur. Then, the code buffer 20 outputs the stored image compression information and outputs the code amount control device 2.
Feed to 1.

【0098】符号量制御装置21は、可変長符号化装置
19により可変長符号化された後の画像圧縮情報が符号
バッファ20においてオーバーフロー及び/又はアンダ
ーフローを起こさないように、予め与えられた目標符号
量(ターゲットビットレート)と、情報バッファ16か
ら取得する解析結果情報とに基づいて、量子化装置18
において用いられる量子化行列の量子化幅の制御を行
う。
[0098] The code amount control device 21 controls a predetermined target so that the image compression information after the variable length coding by the variable length coding device 19 does not cause overflow and / or underflow in the code buffer 20. Based on the code amount (target bit rate) and the analysis result information obtained from the information buffer 16, the quantization device 18
Controls the quantization width of the quantization matrix used in.

【0099】以上のように構成された画像情報変換装置
1では、逆量子化装置14は、可変長復号化装置13か
ら供給された二次元配列及び量子化された離散コサイン
変換係数を、解析結果情報に含まれる量子化幅及び量子
化行列に関する情報に基づいて逆量子化し、この逆量子
化した離散コサイン変換係数を帯域制限装置15に供給
する。そして、量子化装置18は、逆量子化装置14か
ら帯域制限装置15を介して供給された8×8離散コサ
イン変換係数を、量子化行列切替装置17から供給され
た量子化行列と、符号量制御装置21により制御された
量子化幅とに基づいて、量子化を行う。そして、量子化
装置18は、この量子化を行った離散コサイン変換係数
を、可変長符号化装置19に供給する。このように処理
されることにより、低ビットレートの画像圧縮情報が符
号バッファ20から出力される。
In the image information conversion device 1 configured as described above, the inverse quantization device 14 analyzes the two-dimensional array and the quantized discrete cosine transform coefficients supplied from the variable length decoding device 13, The inverse quantization is performed based on the information on the quantization width and the quantization matrix included in the information, and the inversely quantized discrete cosine transform coefficient is supplied to the band limiting device 15. Then, the quantization device 18 converts the 8 × 8 discrete cosine transform coefficient supplied from the inverse quantization device 14 via the band limiting device 15 into the quantization matrix supplied from the quantization matrix switching device 17 and the code amount. The quantization is performed based on the quantization width controlled by the control device 21. Then, the quantization device 18 supplies the quantized discrete cosine transform coefficient to the variable length coding device 19. By performing such processing, image compression information of a low bit rate is output from the code buffer 20.

【0100】つぎに、符号量制御装置21における処理
について、詳しく説明する。
Next, the processing in the code amount control device 21 will be described in detail.

【0101】MPEG−2に対応した画像情報符号化装
置において適用されるMPEG−2Test Mode
l 5(ISO/IEC JTC1/SC29/WG1
1N0400)で用いられている手法では、まず、GO
Pを構成する各ピクチャ(Iピクチャ,Pピクチャ,B
ピクチャ)に対する割当ビット量は、割当て対象ピクチ
ャを含め、GOP内でまだ符号化されていないピクチャ
に対して割り当てられるビット量に基づいて配分され
る。次に、この配分された各ピクチャに対する割当てビ
ット量を実際の符号量と一致させるために、量子化スケ
ールコードは、各ピクチャ毎に独立に設定した3種類の
仮想バッファの記憶容量に基づいて、マクロブロック単
位のフィードバック制御により求められる。次に、この
求められた量子化スケールコードを、視覚的に劣化の目
立ちやすい平坦部でより細かく量子化し、劣化の比較的
目立ちにくい絵柄の複雑な部分でより粗く量子化するよ
うに、各マクロブロック毎のアクテイビティによって変
化させる。
MPEG-2 Test Mode applied to an image information encoding apparatus compatible with MPEG-2
l 5 (ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG1
1N0400), first, GO
Each picture constituting P (I picture, P picture, B picture
The allocated bit amount for a picture) is allocated based on the bit amount allocated to a picture that has not been encoded in the GOP, including the picture to be allocated. Next, in order to make the allocated bit amount for each of the allocated pictures coincide with the actual code amount, the quantization scale code is calculated based on the storage capacities of three types of virtual buffers independently set for each picture. It is obtained by feedback control in units of macro blocks. Next, each macro is quantized so that the obtained quantized scale code is finely quantized in a flat portion where visual deterioration is conspicuous, and coarsely quantized in a complicated portion of a pattern in which deterioration is relatively inconspicuous. Varies depending on the activity of each block.

【0102】このように、本発明を適用した実施の形態
である画像情報変換装置10も、このTest Mod
el 5で定められた方式に準じたアルゴリズムによっ
て符号量制御が行われている。
As described above, the image information conversion apparatus 10 according to the embodiment to which the present invention is applied also includes the Test Mod.
The code amount control is performed by an algorithm according to the method defined in el5.

【0103】しかしながら、この手法を、図9に示した
画像情報変換装置10の符号化部にそのまま適用する
と、以下の2つの問題が生じる。
However, if this technique is applied to the encoding section of the image information conversion device 10 shown in FIG. 9 as it is, the following two problems occur.

【0104】まず、第1の問題は、上述したMPEG−
2 Test Model 5で用いられている手法に
おいて、最初に処理される内容に関する問題である。即
ち、MPEG−2に対応した画像情報変換装置では、予
めGOPの構造が与えられており、これに基づいて上記
最初の処理を行うことができるのに対し、図9に示した
画像情報変換装置10では、GOPの構造は、入力され
る画像圧縮情報(ビットストリーム)の内の1GOP分
の情報の全てを構文(シンタクス)解析することにより
既知となる。このGOPの長さは一定であるとは限ら
ず、MPEG−2対応の画像情報変換装置では、シーン
チェンジを検出し、それに応じて適応的にGOPの長さ
を画像圧縮情報(ビットストリーム)中で制御するとい
うものも存在する。
First, the first problem is that the MPEG-
2 This is a problem related to the content to be processed first in the method used in Test Model 5. That is, in the image information conversion apparatus compatible with MPEG-2, a GOP structure is provided in advance, and the first processing can be performed based on the GOP structure, whereas the image information conversion apparatus shown in FIG. In 10, the structure of the GOP is known by analyzing the syntax of all the information of one GOP in the input image compression information (bit stream). The length of this GOP is not always constant, and the MPEG-2 compliant image information converter detects a scene change, and adaptively determines the length of the GOP in the image compression information (bit stream). There are also things that are controlled by.

【0105】また、第2の問題は、上述したMPEG−
2 Test Model 5で用いられている手法に
おいて、最後に処理される内容に関する問題である。即
ち、MPEG−2対応の画像情報変換装置では、アクテ
ィビティを、原画像の輝度信号画素値を用いて算出して
いる。しかしながら、図9に示した画像情報変換装置1
0では、MPEG−2対応の画像圧縮情報(ビットスト
リーム)を入力としているため、原画像の輝度信号画素
値を知ることは不可能である。
The second problem is that the above-described MPEG-
2 This is a problem related to the content to be processed last in the method used in Test Model 5. That is, in the MPEG-2 compliant image information conversion apparatus, the activity is calculated using the luminance signal pixel value of the original image. However, the image information conversion device 1 shown in FIG.
In the case of 0, since image compression information (bit stream) compatible with MPEG-2 is input, it is impossible to know the luminance signal pixel value of the original image.

【0106】そこで、上記第1の問題を解決する方法と
しては、以下に説明するような擬似GOPを定義し、こ
れに基づいて符号量制御を行う方法がある。ここで、こ
の擬似GOPとは、1つのIピクチャ、及び複数のPピ
クチャ及びBピクチャから構成される擬似的なGOPを
いう。この擬似GOPの長さは可変であり、画像圧縮情
報(ビットストリーム)中で、どのようにIピクチャを
検出するのかに依存する。
Therefore, as a method of solving the first problem, there is a method of defining a pseudo GOP as described below and controlling the code amount based on the pseudo GOP. Here, the pseudo GOP refers to a pseudo GOP including one I picture and a plurality of P pictures and B pictures. The length of this pseudo GOP is variable and depends on how the I picture is detected in the image compression information (bit stream).

【0107】以下、上記第1の問題及び第2の問題を解
決する方法を含めた符号量制御装置21における一連の
処理の流れを、図12に示すフローチャートに従って説
明する。
Hereinafter, a flow of a series of processing in the code amount control device 21 including a method for solving the first problem and the second problem will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

【0108】まず、図12のステップS1において、情
報バッファ16は、図13に示すようなpicture_codin
g_typeを格納する環状バッファを備えている。この環
状バッファは、MPEGで規定されている、1GOPに
含むことのできる最大フレーム数と同じ256のpictur
e_coding_typeを格納するだけの記憶容量を備える。
また、環状バッファの各要素には、予め初期値が格納さ
れている。
First, in step S1 of FIG. 12, the information buffer 16 stores the picture_codin
It has a circular buffer for storing g_type. This circular buffer has 256 picturs equal to the maximum number of frames that can be included in one GOP specified by MPEG.
It has a storage capacity enough to store e_coding_type.
Each element of the circular buffer stores an initial value in advance.

【0109】ここで、画像圧縮情報(ビットストリー
ム)に含まれる各フレームの情報が、P,B,B,I,
B,Bまで処理され、次のPピクチャの処理を行う場合
について考える。この場合、画像情報変換装置10で
は、まず、圧縮情報解析装置12に備えられたフィード
フォワードバッファによって、数フレーム分のpicture
_coding_typeが先読みされ、環状バッファの要素が更
新される。このフィードフォワードバッファの大きさ
は、任意であるが、図13に示す環状バッファでは6フ
レーム分である。また、擬似GOPの長さは、図13に
示す環状バッファの状態から、現在のIピクチャを示す
ポインタaと次のIピクチャを示すポインタbとを参照
することにより設定される。さらに、擬似GOPの構成
は、フィードフォワードバッファの最後のフレームを示
すポインタdと、既に設定された擬似GOPの長さとか
ら設定される。
Here, the information of each frame included in the image compression information (bit stream) is P, B, B, I,
Consider a case in which processing is performed up to B and B, and processing of the next P picture is performed. In this case, the image information conversion apparatus 10 first uses a feedforward buffer provided in the compression information analysis apparatus 12 to store several frames of picture data.
The _coding_type is read ahead and the elements of the circular buffer are updated. The size of the feedforward buffer is arbitrary, but is 6 frames in the circular buffer shown in FIG. The length of the pseudo GOP is set by referring to the pointer a indicating the current I picture and the pointer b indicating the next I picture from the state of the circular buffer shown in FIG. Further, the configuration of the pseudo GOP is set from the pointer d indicating the last frame of the feedforward buffer and the length of the pseudo GOP already set.

【0110】このように、プリパーシングにより、擬似
GOPの構成が設定される。
As described above, the structure of the pseudo GOP is set by the preparsing.

【0111】続いて、ステップS2において、上述した
ようにして設定された擬似GOPの構成が、[B1
2,P1,B3,B4,I1,B5,B6,・・・,PL,B
M-1,BM]である場合、擬似GOPの大きさであるL_
pgopは、次の式(3)で表される。
Subsequently, in step S2, the configuration of the pseudo GOP set as described above is changed to [B 1 ,
B 2 , P 1 , B 3 , B 4 , I 1 , B 5 , B 6 ,..., P L , B
M−1 , B M ], the size of the pseudo GOP is L_
pgop is represented by the following equation (3).

【0112】[0112]

【数3】 (Equation 3)

【0113】このとき、Iピクチャ,Pピクチャ,Bピ
クチャの各ピクチャ(各フレーム)の目標符号量(ター
ゲットビット)Ti,Tp,Tbは、それぞれ次の式
(4)、式(5)、式(6)により算出される。
At this time, the target code amounts (target bits) T i , T p , and T b of each picture (each frame) of the I picture, the P picture, and the B picture are represented by the following equations (4) and (5), respectively. ), Calculated by equation (6).

【0114】[0114]

【数4】 (Equation 4)

【0115】[0115]

【数5】 (Equation 5)

【0116】[0116]

【数6】 (Equation 6)

【0117】但し、Rは、割り当て対象ピクチャを含め
た、GOP内でまだ符号化されていないピクチャに対し
て割り当てられるビット量であり、Θを擬似GOP内に
おいて既に処理が終わったフレーム、Ωを擬似GOP内
においてこれから処理が行われるフレーム、Fをフレー
ムレート、Bを出力される画像圧縮情報の符号量(ビッ
トレート)とすると、次の式(7)、式(8)を用いて
表される。
Here, R is the amount of bits to be allocated to a picture that has not been coded in the GOP, including the picture to be allocated, and Θ is a frame that has already been processed in the pseudo GOP, and Ω is Assuming that a frame to be processed in the pseudo GOP, F is a frame rate, and B is a code amount (bit rate) of image compression information to be output, the following equations (7) and (8) are used. You.

【0118】[0118]

【数7】 (Equation 7)

【0119】[0119]

【数8】 (Equation 8)

【0120】また、X()は、各フレームの複雑さを表
すパラメータ(global complexitymeasure)であり、圧
縮情報解析装置12でプリパーシングを行う際に、当該
フレームの総符号量(ビット数)であるSと、平均量子
化スケールコードであるQを予め算出しておけば、次の
式(9)により表される。
X () is a parameter (global complexity measure) representing the complexity of each frame, and is the total code amount (bit number) of the frame when the compression information analyzer 12 performs pre-parsing. If S and Q, which is the average quantization scale code, are calculated in advance, they are expressed by the following equation (9).

【0121】[0121]

【数9】 (Equation 9)

【0122】さらに、Kp及びKbは、それぞれ、MPE
G−2 Test Model 5で規定されているI
ピクチャの量子化スケールコードを基準とした、Pピク
チャ及びBピクチャの量子化スケールコードの比率であ
り、次の式(10)により表される。
Further, K p and K b are MPE
G-2 I specified in Test Model 5
It is a ratio of the quantized scale code of the P picture and the B picture based on the quantized scale code of the picture, and is represented by the following equation (10).

【0123】[0123]

【数10】 (Equation 10)

【0124】そして、Kp及びKbが上記式(10)によ
り表される値のときに、常に全体の画質が最適化される
と仮定する。
[0124] Then, it is assumed that K p and K b is at the value represented by the above formula (10), always the overall image quality is optimized.

【0125】続いて、ステップS3において、実際の発
生符号量とステップ2で算出された各ピクチャに対する
割当ビット量(Ti,Tp,Tb)と一致させるため、各
ピクチャタイプに独立に設定した3種類の仮想バッファ
の容量に基づき、量子化スケールコードをマクロブロッ
ク単位のフィードバック制御により求める。
Subsequently, in step S3, in order to match the actual generated code amount with the allocated bit amount (T i , T p , T b ) for each picture calculated in step 2, it is set independently for each picture type. Based on the capacities of the three types of virtual buffers, the quantization scale code is obtained by feedback control in units of macroblocks.

【0126】まず、j番目のマクロブロック符号化に先
だち、仮想バッファの占有量は、次の式(11)、式
(12)、式(13)により表される。
First, prior to the j-th macroblock encoding, the occupancy of the virtual buffer is expressed by the following equations (11), (12), and (13).

【0127】[0127]

【数11】 [Equation 11]

【0128】[0128]

【数12】 (Equation 12)

【0129】[0129]

【数13】 (Equation 13)

【0130】但し、これらの式(11)〜式(13)で
示した“d0 i”,“d0 p”,“d ”はI,P,Bの
各ピクチャの仮想バッファの初期占有量であり、
“B”はピクチャの先頭からj番目のマクロブロック
までの発生ビット量であり、“MB_cnt”は1ピク
チャ内のマクロブロック数である。ピクチャ符号化終了
時の各仮想バッファ占有量(dMB_cnt i,dMB_cnt p,d
MB_cnt b)は、それぞれ同一のピクチャタイプで、次の
ピクチャに対する仮想バッファ占有量の初期値(d0 i
0 p,d0 b)として用いられる。
However, “d 0 i ”, “d 0 p ”, and “d 0 b ” shown in the equations (11) to (13) are the initial values of the virtual buffers of the I, P, and B pictures. Occupancy
“B j ” is the amount of generated bits from the beginning of the picture to the j-th macroblock, and “MB_cnt” is the number of macroblocks in one picture. Virtual buffer occupancy at the end of picture encoding (d MB_cnt i , d MB_cnt p , d
MB_cnt b ) are the same picture type, and the initial values (d 0 i ,
d 0 p , d 0 b ).

【0131】次に、j番目のマクロブロックに対する量
子化スケールコードは、次の式(14)により表され
る。
Next, the quantization scale code for the j-th macroblock is represented by the following equation (14).

【0132】[0132]

【数14】 [Equation 14]

【0133】但し、この式(14)で示した“r”はリ
アクションパラメーターと呼ばれるフィードバックルー
プの応答を制御する変数であり、次の式(15)により
与えられる。
However, “r” shown in the equation (14) is a variable called a reaction parameter for controlling the response of the feedback loop, and is given by the following equation (15).

【0134】[0134]

【数15】 (Equation 15)

【0135】なお、符号化開始時における仮想バッファ
の初期値は、次の式(16)で与えられる。
The initial value of the virtual buffer at the start of encoding is given by the following equation (16).

【0136】[0136]

【数16】 (Equation 16)

【0137】続いて、ステップS4において、入力され
る画像圧縮情報(ビットストリーム)における、各マク
ロブロックの量子化スケールQは、符号化時に、原画像
の輝度信号画素値を用いて算出されるものである。そこ
で、まず、圧縮情報解析装置12では、プリパーシング
が行われる際に、当該フレーム内の各マクロブロックの
量子化スケールQ、及び符号量(ビット数)Bが抽出さ
れ、この抽出された量子化スケールQ及び符号量(ビッ
ト数)Bが情報バッファ16に格納される。これと同時
に、圧縮情報解析装置12では、当該フレーム全体の
Q、Bの平均値E(Q)、E(B)、又は、その積の平
均値E(QB)が予め算出され、これらの値が情報バッ
ファ16に格納される。
Subsequently, in step S4, the quantization scale Q of each macroblock in the input image compression information (bit stream) is calculated by using the luminance signal pixel value of the original image at the time of encoding. It is. Therefore, first, when preparsing is performed, the compression information analysis device 12 extracts a quantization scale Q and a code amount (number of bits) B of each macroblock in the frame, and the extracted quantization The scale Q and the code amount (the number of bits) B are stored in the information buffer 16. At the same time, the compression information analyzer 12 calculates in advance the average values E (Q) and E (B) of Q and B of the entire frame or the average value E (QB) of the product thereof, and calculates these values. Is stored in the information buffer 16.

【0138】また、符号量制御装置21では、正規化ア
クティビティN_actは、情報バッファ16に格納さ
れたQ,Bの情報に基づいて、次の式(17)、式(1
8)、式(19)の内のいずれかの式によって表され
る。
In the code amount control device 21, the normalized activity N_act is calculated based on the information on Q and B stored in the information buffer 16 by the following equations (17) and (1).
8), and is represented by any one of equations (19).

【0139】[0139]

【数17】 [Equation 17]

【0140】[0140]

【数18】 (Equation 18)

【0141】[0141]

【数19】 [Equation 19]

【0142】このうち、式(18)と式(19)は等価
処理となる。このように、DCT領域において算出され
る正規化アクティビティN_actに基づいて適応量子
化が行われる。そして、画質を信号雑音比(pSNR)
で評価した場合には、式(17)の方がより高画質とな
るが、主観画質は、式(18)又は式(19)で表され
るものの方が良い。
Of these, equations (18) and (19) are equivalent processing. Thus, adaptive quantization is performed based on the normalized activity N_act calculated in the DCT domain. Then, the image quality is determined by the signal-to-noise ratio (pSNR).
When the evaluation is made by using the expression (17), the image quality is higher in the expression (17), but the subjective image quality is better represented by the expression (18) or the expression (19).

【0143】続いて、ステップS5において、まず、所
定のマクロブロックに対する、入力される画像圧縮情報
(ビットストリーム)における量子化値をQ1、符号量
制御装置21において上記の方式により表された、出力
される画像圧縮情報(ビットストリーム)に対する量子
化値をQ2とする。そして、画像情報変換装置10は符
号量(ビットレート)を削減するためのものであるか
ら、Q1>Q2となった場合には、一度粗く量子化され
たマクロブロックが再量子化された結果より細かく量子
化されたことになる。粗く量子化されたことによる歪み
は、細かく再量子化されることでは低減されない。ま
た、このマクロブロックに対してビットが多く使われる
ことになるため、他のマクロブロックに割り当てられる
ビットの減少を招き、更なる画質劣化を引き起こす。こ
のため、Q1>Q2である場合には、Q1=Q2とする
ことにする。
Subsequently, in step S5, first, the quantization value in the input image compression information (bit stream) for a predetermined macroblock is represented by Q1, and the output amount represented by the above-described method in the code amount control device 21 is obtained. The quantization value for the compressed image information (bit stream) to be performed is Q2. Then, since the image information conversion apparatus 10 is for reducing the code amount (bit rate), when Q1> Q2, the macroblock once coarsely quantized is obtained from the result of requantization. This means that it has been finely quantized. Distortion due to coarse quantization is not reduced by fine requantization. Further, since many bits are used for this macroblock, the number of bits allocated to other macroblocks is reduced, and the image quality is further degraded. Therefore, when Q1> Q2, Q1 = Q2.

【0144】即ち、Q1>Q2である場合には、Q1を
出力し、一方、Q1>Q2でない場合には、Q2を出力
するようにする。
That is, if Q1> Q2, Q1 is output, while if Q1> Q2, Q2 is output.

【0145】以上のような処理を経て再量子化された離
散コサイン変換係数は、量子化装置18から可変長符号
化装置19に供給される。
The discrete cosine transform coefficients requantized through the above processing are supplied from the quantization device 18 to the variable length coding device 19.

【0146】可変長符号化装置19は、量子化装置18
から供給される量子化された離散コサイン変換係数を、
平均符号長が短くなるように符号化する。その際、可変
長符号化装置19は、離散コサイン変換係数の直流成分
に関しては、1ブロック前の直流成分係数を予測値とし
てその差分を符号化し、その他の成分に関しては、予め
設定された走査方式(ジグザグスキャン又はオルタネー
トスキャン)に基づいて1次元の配列データに並べ替え
た後、連続する0係数の数(ラン)及び非0係数(レベ
ル)のペアを事象とした可変長符号化を行う。
The variable length coding device 19 includes a quantization device 18
From the quantized discrete cosine transform coefficients supplied from
Encode so that the average code length becomes short. At that time, the variable-length encoding device 19 encodes the difference with the DC component coefficient of one block before as a prediction value for the DC component of the discrete cosine transform coefficient, and scans a predetermined scanning method for the other components. After rearrangement into one-dimensional array data based on (zigzag scan or alternate scan), variable-length encoding is performed using a pair of the number of consecutive 0 coefficients (run) and the non-zero coefficient (level) as an event.

【0147】そして、量子化装置18は、DCTブロッ
ク内のスキャンを行っている際に、それ以降の係数の値
が全て0となった場合には、EOB(End Of Block)と
呼ばれる符号を出力し、そのブロックに対する可変長符
号化を終了する。
[0147] Then, when scanning is performed within the DCT block, the quantizer 18 outputs a code called EOB (End Of Block) if all the coefficients thereafter become 0. Then, the variable length coding for the block is completed.

【0148】なお、可変長符号化装置19は、入力され
た高い符号量(高ビットレート)の画像圧縮情報のスキ
ャン方式に関わらず、オルタネートスキャン方式により
離散コサイン変換係数を1次元データに配列してもよ
い。オルタネートスキャン方式により離散コサイン変換
係数を1次元データに配列するのは、以下の理由によ
る。
The variable-length coding device 19 arranges discrete cosine transform coefficients into one-dimensional data by the alternate scan method regardless of the scan method of the inputted high-code-rate (high bit rate) image compression information. You may. The reason why the discrete cosine transform coefficients are arranged in one-dimensional data by the alternate scan method is as follows.

【0149】即ち、入力される画像圧縮情報(ビットス
トリーム)の所定のブロックの離散コサイン変換係数
が、例えば、図14(a)に示すようになっていたとす
る。図14において、●で示す係数は非0係数であり、
○で示す係数は0係数である。このような離散コサイン
変換係数に対して離散コサイン変換係数の水平高周波成
分を0としたとすると、非0係数の分布は例えば図14
(b)に示すようになる。この図14(b)に示す水平
高周波成分を0とした離散コサイン変換係数を、ジグザ
グスキャンで再符号化すると、最後の非0係数のスキャ
ン番号は50となる(図10(a)参照)。それに対
し、走査変換を行ってオルタネートスキャンで改めて符
号化すると、最後の非0係数のスキャン番号は44にな
る(図10(b)参照)。このことから、水平高周波成
分を0とした離散コサイン変換係数に対して可変長符号
化する場合には、オルタネートスキャン方式によりスキ
ャンをすれば、ジグザグスキャンの場合よりも早いスキ
ャン番号でEOB信号を設定することができる。そのた
め、量子化幅としてより細かな値を割り当てることがで
き、再量子化に伴う量子化歪みを低減することができ
る。
That is, it is assumed that the discrete cosine transform coefficient of a predetermined block of the input image compression information (bit stream) is, for example, as shown in FIG. In FIG. 14, coefficients indicated by ● are non-zero coefficients,
The coefficient indicated by ○ is a 0 coefficient. Assuming that the horizontal high-frequency component of the discrete cosine transform coefficient is 0 for such a discrete cosine transform coefficient, the distribution of non-zero coefficients is, for example, as shown in FIG.
The result is as shown in FIG. When the discrete cosine transform coefficient in which the horizontal high frequency component shown in FIG. 14B is set to 0 is re-encoded by zigzag scan, the scan number of the last non-zero coefficient becomes 50 (see FIG. 10A). On the other hand, when the scan conversion is performed and the encoding is performed again by the alternate scan, the scan number of the last non-zero coefficient becomes 44 (see FIG. 10B). For this reason, when performing variable-length coding on the discrete cosine transform coefficient with the horizontal high-frequency component set to 0, scanning by the alternate scan method sets the EOB signal with a scan number earlier than that in the zigzag scan. can do. Therefore, a finer value can be assigned as the quantization width, and quantization distortion accompanying re-quantization can be reduced.

【0150】そして、可変長符号化装置19により可変
長符号化された離散コサイン変換係数は符号バッファ2
0に供給され、この符号バッファ20に一時格納された
のち、MPEG−2に規定されたビットストリーム構造
とされて、圧縮画像情報として出力される。
The discrete cosine transform coefficients subjected to variable length coding by the variable length coding device 19 are stored in the code buffer 2.
0, temporarily stored in the code buffer 20, and then output as compressed image information in a bit stream structure defined by MPEG-2.

【0151】つぎに、本発明を適用した第2の実施の形
態画像情報変換装置10における量子化行列切替装置1
7を用いて行った測定結果を図15に示し、また、この
ときに用いた測定と同条件での測定によりどの程度画質
が向上するのかを輝度信号のpSNRにより表した測定
結果を、図16に示す。
Next, the quantization matrix switching device 1 in the image information conversion device 10 according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 15 shows the measurement results obtained by using FIG. 7, and FIG. 16 shows the measurement results in which the image quality is improved by the measurement under the same conditions as the measurement used at this time by the pSNR of the luminance signal. Shown in

【0152】この場合に、入力される画像圧縮情報(ビ
ットストリーム)については、イントラマクロブロック
用及びインターマクロブロック用のそれぞれの量子化行
列に、図6(a)、図6(c)に示した量子化行列を用
いる。従って、出力される画像圧縮情報(ビットストリ
ーム)について用いられるイントラマクロブロック用の
量子化行列は、図7に示すようになる。但し、インター
マクロブロック用の量子化行列は、図6(c)に示した
量子化行列のままである。
In this case, the input image compression information (bit stream) is shown in FIG. 6A and FIG. 6C in the respective quantization matrices for the intra macroblock and the inter macroblock. Quantization matrix is used. Therefore, the quantization matrix for the intra macroblock used for the output image compression information (bit stream) is as shown in FIG. However, the quantization matrix for the inter macro block remains the quantization matrix shown in FIG.

【0153】また、画像情報変換装置10において、量
子化行列の切替を行った場合と量子化行列の切替を行わ
なかった場合とにおける輝度信号のpSNRにより表し
た測定結果の変化を表した図を、図16に示す。
Further, in the image information conversion device 10, the change in the measurement result represented by the pSNR of the luminance signal when the quantization matrix is switched and when the quantization matrix is not switched is shown in FIG. , Shown in FIG.

【0154】この図16に示すように、画像情報変換装
置10においては、量子化行列を切り替えることによ
り、Iピクチャについて、0.4dB程度の画質の向上
があり、主観評価においても、図4において観測されて
いたフラッシュ現象が観測されなくなる。Iピクチャに
基づいて構成されるPピクチャ及びBピクチャの画質も
向上している。
As shown in FIG. 16, in the image information conversion apparatus 10, by switching the quantization matrix, the image quality of the I picture is improved by about 0.4 dB. The observed flash phenomenon is no longer observed. The image quality of P-pictures and B-pictures formed based on I-pictures has also been improved.

【0155】次に、図16に示した測定で、出力される
画像圧縮情報(ビットストリーム)の各フレームに割り
当てられた符号量(ビット)を測定した図を図17に示
す。
Next, FIG. 17 shows a diagram in which the amount of code (bits) assigned to each frame of the output image compression information (bit stream) in the measurement shown in FIG. 16 is measured.

【0156】画像情報変換装置10では、図17に示す
ように、量子化装置18において用いる量子化行列を、
インターマクロブロック用の量子化行列に切り替えるこ
とにより、高域成分が粗く量子化されるのが防止されて
いる。
In the image information conversion apparatus 10, as shown in FIG. 17, the quantization matrix used in the quantization
By switching to the inter-macroblock quantization matrix, coarse quantization of high-frequency components is prevented.

【0157】以上述べたように、本発明を適用した第2
の実施の形態である画像情報変換装置10では、周波数
領域で各ブロックのデータの受け渡しを行って符号量
(ビットレート)を削減することができるので、ベース
バンドのビデオデータまで復号した後符号化する従来の
画像情報変換装置に比べて、演算量が少なくなり、ま
た、回路構成を大幅に削減することができる。
As described above, the second embodiment to which the present invention is applied
In the image information conversion device 10 according to the embodiment of the present invention, the amount of code (bit rate) can be reduced by transferring data of each block in the frequency domain. Compared with the conventional image information conversion apparatus, the amount of calculation is reduced, and the circuit configuration can be significantly reduced.

【0158】また、本発明を適用した第2の実施の形態
である画像情報変換装置10では、量子化装置18にお
いて用いる量子化行列を、イントラマクロブロック用の
量子化行列から、このイントラマクロブロック用の量子
化行列に比べて高域成分を粗く量子化しないインターマ
クロブロック用の量子化行列に切り替えることで、Iピ
クチャにおける画質劣化が防がれ、主観的にも画像のフ
ラッシュ現象が回避されることにより、このIピクチャ
に基づいて構成されるPピクチャ及びBピクチャの画質
をも向上させることができる。
Further, in the image information conversion apparatus 10 according to the second embodiment to which the present invention is applied, the quantization matrix used in the quantization apparatus 18 is converted from the quantization matrix for the intra macroblock by using this intra macroblock. By switching to a quantization matrix for inter-macroblocks that does not coarsely quantize high-frequency components as compared to a quantization matrix for image quality degradation in I-pictures is prevented, and the image flash phenomenon is also subjectively avoided. Accordingly, the image quality of the P picture and the B picture formed based on the I picture can be improved.

【0159】また、本発明を適用した第2の実施の形態
である画像情報変換装置10では、このようにインター
マクロブロック用の量子化行列を、イントラマクロブロ
ック用及びインターマクロブロック用の両方に用いるこ
とで、量子化行列切替装置17は、記憶媒体を備えて、
切替のための量子化行列を格納する必要がなくなる。
Further, in the image information conversion apparatus 10 according to the second embodiment to which the present invention is applied, the quantization matrix for the inter macroblock is converted to both the intra macroblock and the inter macroblock. By using, the quantization matrix switching device 17 includes a storage medium,
There is no need to store a quantization matrix for switching.

【0160】なお、上述した画像情報変換装置10で
は、MPEG−2による画像圧縮情報(ビットストリー
ム)が入力されているが、直交変換と動き補償によって
符号化された画像圧縮情報(ビットストリーム)であれ
ば、例えばMPEG−1やH.263等のような画像圧
縮情報(ビットストリーム)が入力されてもよい。
In the above-described image information conversion apparatus 10, image compression information (bit stream) according to MPEG-2 is input, but image compression information (bit stream) encoded by orthogonal transformation and motion compensation is used. If there is, for example, MPEG-1 or H.264. 263 or the like may be input.

【0161】つぎに、本発明を適用した第3の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。
Next, a third embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

【0162】本発明を適用した第3の実施の形態である
画像情報変換装置も、上述した第1の実施の形態である
画像情報変換装置1と同様に、例えばMPEG−2方式
で符号化された画像圧縮情報(ビットストリーム)の符
号量(ビットレート)を削減して、低ビットレートの画
像圧縮情報を出力する装置である。この本発明を適用し
た第2の実施の形態である画像情報変換装置では、画像
情報を復号する復号部から画像情報を符号化する符号化
部への当該画像情報の供給が、周波数領域で行われてい
る。本発明を適用した第3の実施の形態である画像情報
変換装置を図18に示す。
The image information conversion apparatus according to the third embodiment to which the present invention is applied is coded by, for example, the MPEG-2 method, similarly to the image information conversion apparatus 1 according to the first embodiment. This is a device that outputs a low bit rate image compression information by reducing the code amount (bit rate) of the compressed image information (bit stream). In the image information conversion apparatus according to the second embodiment to which the present invention is applied, the supply of the image information from the decoding unit that decodes the image information to the encoding unit that encodes the image information is performed in the frequency domain. Have been done. FIG. 18 shows an image information conversion apparatus according to a third embodiment to which the present invention is applied.

【0163】なお、この画像情報変換装置30を説明す
るにあたり、上記第2の実施の形態である画像情報変換
装置10と同一の構成要素には、図面中に同一の符号を
付け、その詳細な説明を省略する。
In describing the image information conversion apparatus 30, the same components as those of the image information conversion apparatus 10 according to the second embodiment are given the same reference numerals in the drawings, and detailed descriptions thereof will be given. Description is omitted.

【0164】量子化行列切替装置17は、図18に示す
ように、情報バッファ16から取得した解析結果情報に
基づいて、符号バッファ11に入力された高ビットレー
トの画像圧縮情報が生成されるときに用いられたイント
ラマクロブロック用の量子化行列を、インターマクロブ
ロック用の量子化行列に切り替える。
As shown in FIG. 18, the quantization matrix switching device 17 generates the high bit rate image compression information input to the code buffer 11 based on the analysis result information obtained from the information buffer 16. Is switched to the quantization matrix for the intra macroblock used in the above.

【0165】具体的には、量子化行列切替装置17は、
情報バッファ16に記憶された付加情報の中からインタ
ーマクロブロック用の量子化行列に関する情報のみを選
択し、この選択した情報を当該情報バッファ16から取
得する。そして、量子化行列切替装置17は、この取得
したインターマクロブロック用の量子化行列に関する情
報に基づいて、符号バッファ11に入力された高ビット
レートの画像圧縮情報が生成されるときに用いられたイ
ントラマクロブロック用の量子化行列をインターマクロ
ブロック用の量子化行列に切り替える。その後、量子化
行列切替装置17は、この切り替えたインターマクロブ
ロック用の量子化行列を量子化装置18に供給する。
More specifically, the quantization matrix switching device 17
From the additional information stored in the information buffer 16, only information regarding the quantization matrix for the inter macroblock is selected, and the selected information is obtained from the information buffer 16. The quantization matrix switching device 17 is used when the high bit rate image compression information input to the code buffer 11 is generated based on the acquired information on the inter-macroblock quantization matrix. The quantization matrix for the intra macro block is switched to the quantization matrix for the inter macro block. Thereafter, the quantization matrix switching device 17 supplies the switched quantization matrix for the inter macroblock to the quantization device 18.

【0166】但し、量子化行列切替装置17は、上記切
り替えたインターマクロブロック用の量子化行列の第
(0,0)成分が8でない場合には、例えば図3に示す
ような当該第(0,0)成分を8に変換した量子化行列
を生成し、この生成した量子化行列を量子化装置18に
供給する。これも、MPEG−2の規格では、量子化行
列の第(0,0)成分は、8であることが規定されてい
るからである。
However, when the (0,0) -th component of the switched inter-macroblock quantization matrix is not 8, the quantization matrix switching device 17 outputs the (0, 0) component as shown in FIG. , 0) is converted to 8 to generate a quantization matrix, and the generated quantization matrix is supplied to the quantization device 18. This is also because the MPEG-2 standard specifies that the (0,0) th component of the quantization matrix is 8.

【0167】画像情報変換装置30は、符号バッファ1
1と、圧縮情報解析装置12と、可変長復号化装置13
と、逆量子化装置14と、加算器40と、帯域制限装置
15と、情報バッファ16と、量子化行列切替装置17
と、量子化装置18と、可変長符号化装置19と、符号
バッファ20と、符号量制御装置21と、動き補償誤差
補正装置50とを備える。
The image information conversion device 30 includes a code buffer 1
1, a compressed information analyzer 12, and a variable length decoder 13
, Inverse quantization device 14, adder 40, band limiting device 15, information buffer 16, quantization matrix switching device 17
, A quantization device 18, a variable length coding device 19, a code buffer 20, a code amount control device 21, and a motion compensation error correction device 50.

【0168】加算器40は、逆量子化装置14と帯域制
限装置15との間に設けられる。この加算器40は、逆
量子化装置14が逆量子化して得られた離散コサイン変
換係数から、動き補償誤差補正装置50により生成され
た動き補償誤差補正係数を減算する。
The adder 40 is provided between the inverse quantization device 14 and the band limiting device 15. The adder 40 subtracts the motion compensation error correction coefficient generated by the motion compensation error correction device 50 from the discrete cosine transform coefficient obtained by inverse quantization by the inverse quantization device 14.

【0169】動き補償誤差補正装置50は、逆量子化装
置14により逆量子化した離散コサイン変換係数を、量
子化装置18により再量子化する際に生じる動き補償誤
差を補正する動き補償誤差補正係数を生成する。
The motion compensation error correction device 50 corrects the motion compensation error generated when the quantized device 18 requantizes the discrete cosine transform coefficient inversely quantized by the inverse quantizer 14. Generate

【0170】次に、動き補償誤差が生じる原因について
説明する。
Next, the cause of the occurrence of the motion compensation error will be described.

【0171】まず、原画像の画素値をOとし、入力され
た高い符号量(高ビットレート)の画像圧縮情報(ビッ
トストリーム)のこの原画像の画素値Oに対する量子化
幅をQ1とし、再符号化後の低い符号量(低ビットレー
ト)の画像圧縮情報(ビットストリーム)のこの原画像
の画素値Oに対する量子化幅をQ2とする。そして、こ
れら量子化幅Q1及び量子化幅Q2で復号された参照画像
の画素値を、それぞれL(Q1),L(Q2)とする。
First, assume that the pixel value of the original image is O, and the quantization width of the input image compression information (bit stream) having a high code amount (high bit rate) with respect to the pixel value O of the original image is Q 1 . the quantization width for the pixel value O in the original image of the image compression information of a low code amount after re-encoding (low bit rate) (bit stream) and Q 2. Then, let the pixel values of the reference image decoded with these quantization widths Q 1 and Q 2 be L (Q 1 ) and L (Q 2 ), respectively.

【0172】インターマクロブロックの画素は、符号化
時において、例えば図18に示した画像情報変換装置3
0の加算器40により差分値“O−L(Q1)”が計算
され、この差分値“O−L(Q1)”に離散コサイン変
換が施される。このように符号化されたインターマクロ
ブロックの画素は、復号時においては、差分値“O−L
(Q1)”に逆離散コサイン変換が施され、この差分値
“O−L(Q1)”から動き補償により生成された参照
画像“L(Q1)”が減算され、原画像の画素値Oが復
号される。
At the time of encoding, the pixels of the inter macro block are, for example, encoded by the image information conversion device 3 shown in FIG.
A difference value “OL (Q 1 )” is calculated by the adder 40 of 0, and a discrete cosine transform is applied to the difference value “OL (Q 1 )”. At the time of decoding, the pixels of the inter macroblock encoded in this way have a difference value “OL”.
(Q 1 ) ”is subjected to an inverse discrete cosine transform, and a reference image“ L (Q 1 ) ”generated by motion compensation is subtracted from the difference value“ OL (Q 1 ) ”. The value O is decoded.

【0173】一方、インターマクロブロックの画素は、
図9に示した画像情報変換装置10による符号量(ビッ
トレート)の削減時において、逆量子化装置14及び量
子化装置18により差分値“O−L(Q1)”の量子化
幅がQ1からQ2に変換される。このように符号量を削
減したインターマクロブロックの画素は、復号時におい
ては、差分値“O−L(Q2)”が量子化幅Q2で符号化
されたものと見なされて復号される。
On the other hand, the pixels of the inter macroblock are
When the amount of code (bit rate) is reduced by the image information conversion device 10 shown in FIG. 9, the quantization width of the difference value “OL (Q 1 )” is set to Q1 by the inverse quantization device 14 and the quantization device 18. To Q2. The pixels of the inter macro block whose code amount has been reduced in this way are decoded at the time of decoding, assuming that the difference value “OL (Q 2 )” is coded with the quantization width Q 2. .

【0174】ここで、画像情報変換装置10において量
子化幅を変えて符号量を削減していることからQ1=Q2
は成立せず、インターマクロブロックの復号時に量子化
誤差が生じる。従って、インターマクロブロックにより
符号化がされているPピクチャ、Bピクチャに、動き補
償に伴う誤差が発生する。
Here, since the amount of code is reduced by changing the quantization width in the image information converter 10, Q 1 = Q 2
Does not hold, and a quantization error occurs at the time of decoding the inter macroblock. Therefore, an error accompanying the motion compensation occurs in the P picture and the B picture encoded by the inter macro block.

【0175】Pピクチャで生じた誤差は、以後このPピ
クチャを参照画像とするPピクチャやBピクチャに伝播
し、さらなる画質劣化に繋がる。このように、GOPの
動き補償に伴う誤差の蓄積が原因で画質が劣化し、次の
GOPも先頭でまた良好な画質に戻るという現象(ドリ
フト)が発生する。
The error generated in the P picture propagates to a P picture or a B picture which uses the P picture as a reference picture, which leads to further deterioration of image quality. As described above, the image quality deteriorates due to accumulation of errors due to the motion compensation of the GOP, and a phenomenon (drift) occurs that the next GOP returns to the good image quality again at the head.

【0176】この第3の実施の形態である画像情報変換
装置30の動き補償誤差補正装置50では、動き補償誤
差補正係数を生成し、逆量子化装置14により逆量子化
した離散コサイン変換係数から減算し、以上の動き補償
誤差を補正している。
In the motion compensation error correction device 50 of the image information conversion device 30 according to the third embodiment, a motion compensation error correction coefficient is generated, and the discrete cosine transform coefficient inversely quantized by the inverse quantization device 14 is used. Subtraction is performed to correct the above motion compensation error.

【0177】続いて、この動き補償誤差補正装置50に
ついて説明する。
Subsequently, the motion compensation error correction device 50 will be described.

【0178】動き補償誤差補正装置50は、逆量子化装
置51と、加算器52と、逆離散コサイン変換装置53
と、ビデオメモリ54と、動き補償予測装置55と、離
散コサイン変換装置56とを備える。
The motion compensation error correction device 50 includes an inverse quantization device 51, an adder 52, and an inverse discrete cosine transform device 53.
, A video memory 54, a motion compensation prediction device 55, and a discrete cosine transform device 56.

【0179】逆量子化装置51は、量子化装置18によ
り再量子化された離散コサイン変換係数を、上記量子化
装置18で用いられた量子化行列に基づき逆量子化す
る。逆量子化装置51により逆量子化された離散コサイ
ン変換係数は、加算器52に供給される。
The inverse quantizer 51 inversely quantizes the discrete cosine transform coefficients requantized by the quantizer 18 based on the quantization matrix used in the quantizer 18. The discrete cosine transform coefficient inversely quantized by the inverse quantization device 51 is supplied to the adder 52.

【0180】加算器52は、逆量子化装置51により逆
量子化された離散コサイン変換係数から、加算器40に
より動き補償誤差補正係数が減算された離散コサイン変
換係数を減算し、逆離散コサイン変換装置53に供給す
る。
The adder 52 subtracts the discrete cosine transform coefficient from which the motion compensation error correction coefficient has been subtracted by the adder 40 from the discrete cosine transform coefficient inversely quantized by the inverse quantizer 51, and performs inverse discrete cosine transform. It is supplied to the device 53.

【0181】逆離散コサイン変換装置53は、加算器5
2から供給された離散コサイン変換係数に対して、逆離
散コサイン変換を施す。逆離散コサイン変換を施して得
らた結果は、動き補償誤差補正情報として、ビデオメモ
リ54に格納される。
The inverse discrete cosine transform unit 53 includes an adder 5
Inverse discrete cosine transform is performed on the discrete cosine transform coefficient supplied from step 2. The result obtained by performing the inverse discrete cosine transform is stored in the video memory 54 as motion compensation error correction information.

【0182】動き補償予測装置55は、入力された高い
符号量(高ビットレート)の画像圧縮情報(ビットスト
リーム)内における動き補償予測モード情報(フィール
ド動き補償予測モード或いはフレーム動き補償予測モー
ド、及び、前方向予測モード、後方向予測モード、或い
は、双方向予測モード)及び、動きベクトル情報に基づ
き、ビデオメモリ54内の動き補償誤差補正情報に対し
て動き補償を行う。動き補償がされたデータが、空間領
域での誤差補正値となる。この誤差補正値は、離散コサ
イン変換装置56に供給される。
The motion compensation prediction device 55 includes motion compensation prediction mode information (field motion compensation prediction mode or frame motion compensation prediction mode, and image compression information (bit stream) having a high code amount (high bit rate) input. , Forward prediction mode, backward prediction mode, or bidirectional prediction mode) and the motion compensation error correction information in the video memory 54 based on the motion vector information. The data subjected to the motion compensation becomes an error correction value in the spatial domain. This error correction value is supplied to the discrete cosine transform device 56.

【0183】離散コサイン変換装置56は、供給された
誤差補正値に対して離散コサイン変換を施し、周波数領
域での誤差補正値である動き補償誤差補正係数を生成す
る。この動き補償誤差補正係数は、加算器40に供給さ
れる。
The discrete cosine transform unit 56 performs a discrete cosine transform on the supplied error correction value, and generates a motion compensation error correction coefficient which is an error correction value in the frequency domain. The motion compensation error correction coefficient is supplied to the adder 40.

【0184】そして、この加算器40において、逆量子
化装置14により逆量子化された離散コサイン変換係数
から、この動き補償誤差補正係数を減算することによっ
て、動き補償に起因する誤差の補正がされる。
In the adder 40, the error due to motion compensation is corrected by subtracting the motion compensation error correction coefficient from the discrete cosine transform coefficient inversely quantized by the inverse quantizer 14. You.

【0185】以上のように構成された本発明を適用した
第3の実施の形態である画像情報変換装置30では、周
波数領域で各ブロックのデータの受け渡しを行って符号
量(ビットレート)を削減することができるので、ベー
スバンドのビデオデータまで復号した後符号化する従来
の画像情報変換装置に比べて、演算量が少なくなり、ま
た、回路構成を大幅に削減することができる。これとと
もに、画像情報変換装置30では、動き補償誤差の蓄積
に起因する画質劣化を生じさせずに、符号量を削減する
ことができる。
In the image information conversion device 30 according to the third embodiment to which the present invention is applied, data of each block is transferred in the frequency domain to reduce the code amount (bit rate). Therefore, the amount of calculation can be reduced and the circuit configuration can be significantly reduced as compared with a conventional image information conversion device that decodes and encodes baseband video data. At the same time, the image information conversion device 30 can reduce the code amount without causing image quality deterioration due to accumulation of motion compensation errors.

【0186】なお、上記動き補償誤差補正装置50の逆
離散コサイン変換装置53及び離散コサイン変換装置5
6では、文献”A fast computation
alalgorithm for the discr
ete cosine transform”(IEE
E Trans.Commun.,vol.25,n
o.9 pp.1004−1009,1977)に示さ
れているような高速アルゴリズムを適用することが可能
である。
The inverse discrete cosine transform device 53 and the discrete cosine transform device 5 of the motion compensation error correction device 50 are used.
6, reference "A fast computation"
algorithmic for the discr
ETTE COSINE TRANSFORM ”(IEEE
E Trans. Commun. , Vol. 25, n
o. 9 pp. 1004-1009, 1977).

【0187】また、逆離散コサイン変換装置53及び離
散コサイン変換装置56では、帯域制限装置15におい
て水平高域成分の係数が0と置き換えられている場合、
0と置き換えられている係数に対する逆離散コサイン変
換及び離散コサイン変換を省くことで、回路規模及び演
算処理量を削減することが可能である。
In the inverse discrete cosine transform device 53 and the discrete cosine transform device 56, when the coefficient of the horizontal high frequency component is replaced with 0 in the band limiting device 15,
By omitting the inverse discrete cosine transform and the discrete cosine transform for the coefficient replaced with 0, it is possible to reduce the circuit scale and the amount of arithmetic processing.

【0188】さらに、画像における色差信号の劣化は、
輝度信号の劣化に比べ、人間の目には分かり難いという
特色を有しているため、上記の動き補償誤差補正を、輝
度信号のみに適用することで、画質劣化を最小に保ちな
がら回路規模及び演算処理量を大幅に削減することもで
きる。また、Pピクチャにおける誤差はBピクチャに伝
播するが、Bピクチャにおける誤差はそれ以上伝播しな
い。一方、Bピクチャには双方向予測モードを含み、多
大なる演算処理量を要する。そこで、Pピクチャにのみ
動き補償誤差補正を行うことで、画質劣化を最小に保ち
ながら回路規模及び演算処理量を大幅に削減することも
考えられる。Bピクチャにおける処理を行わないこと
で、ビデオメモリ54の容量を削減することも可能とな
る。
Further, the deterioration of the color difference signal in the image is as follows.
Compared to the degradation of the luminance signal, it has a characteristic that it is difficult for the human eye to understand.By applying the above-described motion compensation error correction only to the luminance signal, the circuit scale and The amount of arithmetic processing can be greatly reduced. Further, the error in the P picture propagates to the B picture, but the error in the B picture does not propagate any more. On the other hand, a B picture includes a bidirectional prediction mode and requires a large amount of calculation processing. Therefore, by performing the motion compensation error correction only on the P picture, it is conceivable to significantly reduce the circuit scale and the amount of arithmetic processing while keeping the image quality deterioration to a minimum. By not performing the processing on the B picture, the capacity of the video memory 54 can be reduced.

【0189】以上述べたように、本発明を適用した第3
の実施の形態である画像情報変換装置30では、周波数
領域で各ブロックのデータの受け渡しを行って符号量
(ビットレート)を削減することができるので、ベース
バンドのビデオデータまで復号した後符号化する従来の
画像情報変換装置に比べて、演算量が少なくなり、ま
た、回路構成を大幅に削減することができる。
As described above, the third embodiment to which the present invention is applied
In the image information conversion device 30 according to the embodiment of the present invention, the amount of code (bit rate) can be reduced by exchanging data of each block in the frequency domain. Compared with the conventional image information conversion apparatus, the amount of calculation is reduced, and the circuit configuration can be significantly reduced.

【0190】また、本発明を適用した第3の実施の形態
である画像情報変換装置30では、量子化装置18にお
いて用いる量子化行列を、イントラマクロブロック用の
量子化行列から、このイントラマクロブロック用の量子
化行列に比べて高域成分を粗く量子化しないインターマ
クロブロック用の量子化行列に切り替えることで、Iピ
クチャにおける画質劣化が防がれ、主観的にも画像のフ
ラッシュ現象が回避されることにより、このIピクチャ
に基づいて構成されるPピクチャ及びBピクチャの画質
をも向上させることができる。
In the image information conversion device 30 according to the third embodiment to which the present invention is applied, the quantization matrix used in the quantization device 18 is changed from the quantization matrix for the intra macroblock to the intra macroblock. By switching to a quantization matrix for inter-macroblocks that does not coarsely quantize high-frequency components as compared to a quantization matrix for image quality degradation in I-pictures is prevented, and the image flash phenomenon is also subjectively avoided. Accordingly, the image quality of the P picture and the B picture formed based on the I picture can be improved.

【0191】さらに、本発明を適用した第3の実施の形
態である画像情報変換装置30では、このようにインタ
ーマクロブロック用の量子化行列を、イントラマクロブ
ロック用及びインターマクロブロック用の両方に用いる
ことで、量子化行列切替装置17は、記憶媒体を備え
て、切替のための量子化行列を格納する必要がなくな
る。
Further, in the image information conversion apparatus 30 according to the third embodiment to which the present invention is applied, the quantization matrix for an inter macro block is converted into both an intra macro block and an inter macro block. By using this, the quantization matrix switching device 17 does not need to include a storage medium and store the quantization matrix for switching.

【0192】なお、上述した画像情報変換装置30で
は、MPEG−2による画像圧縮情報(ビットストリー
ム)が入力されているが、直交変換と動き補償によって
符号化された画像圧縮情報(ビットストリーム)であれ
ば、例えばMPEG−1やH.263等のような画像圧
縮情報(ビットストリーム)が入力されてもよい。
[0192] In the above-described image information conversion apparatus 30, image compression information (bit stream) according to MPEG-2 is input, but image compression information (bit stream) encoded by orthogonal transformation and motion compensation is used. If there is, for example, MPEG-1 or H.264. 263 or the like may be input.

【0193】[0193]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
情報変換装置及び画像情報変換方法によれば、符号化手
段又は量子化手段において用いる量子化行列を、イント
ラマクロブロック用の量子化行列からインターマクロブ
ロック用の量子化行列に切り替えることで、Iピクチャ
における画質劣化が防がれ、主観的にも画像のフラッシ
ュ現象が回避されることにより、このIピクチャに基づ
いて構成されるPピクチャ及びBピクチャの画質をも向
上させることができる。
As described above, according to the image information conversion apparatus and the image information conversion method according to the present invention, the quantization matrix used in the encoding means or the quantization means is replaced with the quantization matrix for the intra macroblock. To the quantization matrix for the inter macroblock, the picture quality deterioration in the I picture is prevented, and the flash phenomenon of the image is also subjectively avoided. Also, the image quality of the B picture can be improved.

【0194】また、本発明に係る画像情報変換装置及び
画像情報変換方法によれば、このようにインターマクロ
ブロック用の量子化行列を、イントラマクロブロック用
及びインターマクロブロック用の両方に用いることで、
量子化行列切替手段に、記憶媒体を備えて、切替のため
の量子化行列を格納する必要がない。
Further, according to the image information conversion apparatus and the image information conversion method according to the present invention, the quantization matrix for the inter macro block is used for both the intra macro block and the inter macro block. ,
There is no need to provide a storage medium in the quantization matrix switching means and store the quantization matrix for switching.

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

【図1】本発明を適用した第1の実施の形態である画像
情報変換装置のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an image information conversion apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】量子化行列のデフォルト値を示す図である。
(a)はイントラマクロブロックについて用いられるデ
フォルトに設定された量子化行列を示す図であり、
(b)はインターマクロブロックについて用いられるデ
フォルト値に設定された量子化行列を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing default values of a quantization matrix.
(A) is a figure which shows the quantization matrix set by default used about an intra macroblock,
(B) is a figure which shows the quantization matrix set to the default value used about an inter macroblock.

【図3】イントラマクロブロックを符号化するための量
子化行列を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a quantization matrix for encoding an intra macroblock.

【図4】本発明を適用した第1の実施の形態である画像
情報変換装置によって符号量を削減された画像圧縮情報
の、原画像に対する輝度信号の信号雑音比の遷移を示し
た図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a transition of a signal-to-noise ratio of a luminance signal with respect to an original image of image compression information whose code amount has been reduced by the image information conversion device according to the first embodiment of the present invention; .

【図5】本発明を適用した第1の実施の形態である画像
情報変換装置において、量子化行列の切替を行った場合
と量子化行列の切替を行わなかった場合とにおける、輝
度信号のpSNRにより表した測定結果の変化を表した
図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the pSNR of a luminance signal when a quantization matrix is switched and when a quantization matrix is not switched in an image information conversion apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a change in a measurement result represented by “”.

【図6】量子化行列のデフォルト値を示す図である。
(a)はイントラマクロブロックについて用いられるデ
フォルトに設定された量子化行列を示す図であり、
(b)はインターマクロブロックについて用いられるデ
フォルト値に設定された量子化行列を示す図であり、
(c)はTest Model 5で規定された量子化
行列を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating default values of a quantization matrix.
(A) is a figure which shows the quantization matrix set by default used about an intra macroblock,
(B) is a diagram showing a quantization matrix set to a default value used for an inter macroblock,
(C) is a diagram showing a quantization matrix defined by Test Model 5.

【図7】出力する画像圧縮情報について用いられるイン
トラマクロブロック用の量子化行列を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a quantization matrix for an intra macroblock used for output image compression information.

【図8】本発明を適用した第1の実施の形態である画像
情報変換装置において、量子化行列の切替を行う前後
で、各フレームに割り当てられた符号量を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating a code amount assigned to each frame before and after switching of a quantization matrix in the image information conversion apparatus according to the first embodiment to which the present invention is applied.

【図9】本発明を適用した第2の実施の形態である画像
情報変換装置のブロック構成図である。
FIG. 9 is a block diagram of an image information conversion apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図10】可変長符号化をする際の離散コサイン変換係
数のスキャン順序を示す図である。(a)はジグザグス
キャンのスキャン順序を示す図であり、(b)はオルタ
ネートスキャンのスキャン順序を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a scan order of discrete cosine transform coefficients when performing variable length coding. (A) is a figure which shows the scan order of a zigzag scan, (b) is a figure which shows the scan order of an alternate scan.

【図11】第2の実施の形態である画像情報変換装置の
帯域制限装置による離散コサイン変換係数の水平高周波
成分の帯域制限例を説明する図である。(a)は輝度信
号に対する離散コサイン変換係数の帯域制限例を示す図
であり、(b)は色差信号に対する離散コサイン変換係
数の帯域制限例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of band limitation of a horizontal high-frequency component of a discrete cosine transform coefficient by the band limitation device of the image information conversion device according to the second embodiment. (A) is a figure which shows the example of a band limitation of the discrete cosine transform coefficient with respect to a luminance signal, (b) is a figure which shows the example of a band limitation of the discrete cosine transform coefficient with respect to a chrominance signal.

【図12】第2の実施の形態である画像情報変換装置の
符号量制御装置の動作内容を示すフローチャートであ
る。
FIG. 12 is a flowchart illustrating the operation of a code amount control device of the image information conversion device according to the second embodiment.

【図13】擬似GOPの構成を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a pseudo GOP.

【図14】オルタネートスキャン方式により離散コサイ
ン変換係数をスキャンすることを説明する図である。
(a)は帯域制限まえの離散コサイン変換係数を示す図
であり、(b)は帯域制限後の離散コサイン変換係数を
示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating scanning of a discrete cosine transform coefficient by an alternate scan method.
(A) is a figure which shows the discrete cosine transform coefficient before band limitation, (b) is a figure which shows the discrete cosine transform coefficient after band limitation.

【図15】本発明を適用した第2の実施の形態である画
像情報変換装置によって符号量を削減された画像圧縮情
報の、原画像に対する輝度信号の信号雑音比の遷移を示
した図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a transition of a signal-to-noise ratio of a luminance signal with respect to an original image of image compression information whose code amount has been reduced by the image information conversion apparatus according to the second embodiment of the present invention. .

【図16】本発明を適用した第2の実施の形態である画
像情報変換装置において、量子化行列の切替を行った場
合と量子化行列の切替を行わなかった場合とにおける、
輝度信号のpSNRにより表した測定結果の変化を表し
た図である。
FIG. 16 illustrates an image information conversion device according to a second embodiment to which the present invention is applied, in a case where the quantization matrix is switched and in a case where the quantization matrix is not switched.
FIG. 9 is a diagram illustrating a change in a measurement result represented by a pSNR of a luminance signal.

【図17】本発明を適用した第2の実施の形態である画
像情報変換装置において、量子化行列の切替を行う前後
で、各フレームに割り当てられた符号量を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram illustrating a code amount assigned to each frame before and after switching of a quantization matrix in the image information conversion device according to the second embodiment of the present invention;

【図18】本発明を適用した第3の実施の形態である画
像情報変換装置のブロック構成図である。
FIG. 18 is a block diagram of an image information conversion apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図19】従来の画像情報変換装置のブロック構成図で
ある。
FIG. 19 is a block diagram of a conventional image information conversion device.

【図20】従来の画像情報変換装置のブロック構成図で
ある。
FIG. 20 is a block diagram of a conventional image information conversion device.

【図21】従来の画像情報変換装置によって符号化され
た画像圧縮情報の、原画像に対する輝度信号の信号雑音
比の遷移を示した図である。
FIG. 21 is a diagram showing a transition of a signal-to-noise ratio of a luminance signal with respect to an original image of image compression information encoded by a conventional image information conversion device.

【図22】従来の画像情報変換装置によって符号化され
た画像圧縮情報の、原画像に対する輝度信号の信号雑音
比の遷移を示した図である。
FIG. 22 is a diagram showing a transition of a signal-to-noise ratio of a luminance signal with respect to an original image in image compression information encoded by a conventional image information conversion device.

【図23】量子化行列のデフォルト値を示す図である。
(a)はイントラマクロブロックについて用いられるデ
フォルトに設定された量子化行列を示す図であり、
(b)はインターマクロブロックについて用いられるデ
フォルト値に設定された量子化行列を示す図であり、
(c)はTest Model 5で規定された量子化
行列を示す図である。
FIG. 23 is a diagram illustrating default values of a quantization matrix.
(A) is a figure which shows the quantization matrix set by default used about an intra macroblock,
(B) is a diagram showing a quantization matrix set to a default value used for an inter macroblock,
(C) is a diagram showing a quantization matrix defined by Test Model 5.

【図24】従来の画像情報変換装置によって符号量を削
減された画像圧縮情報の、原画像に対する輝度信号の信
号雑音比の遷移を示した図である。
FIG. 24 is a diagram illustrating a transition of a signal-to-noise ratio of a luminance signal with respect to an original image of image compression information whose code amount has been reduced by a conventional image information conversion device.

【図25】従来の画像情報変換装置によって符号量を削
減された画像圧縮情報の、原画像に対する輝度信号の信
号雑音比の遷移を示した図である。
FIG. 25 is a diagram illustrating a transition of a signal-to-noise ratio of a luminance signal with respect to an original image of image compression information whose code amount has been reduced by a conventional image information conversion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像情報変換装置、2 画像情報復号装置、3 付
加情報バッファ、4量子化行列切替装置、5 画像情報
符号化装置、10 画像情報変換装置、11符号バッフ
ァ、12 圧縮情報解析装置、13 可変長復号化装
置、14 逆量子化装置、15 帯域制限装置、16
情報バッファ、17 量子化行列切替装置、18 量子
化装置、19 可変長符号化装置、20 符号バッフ
ァ、21符号量制御装置
Reference Signs List 1 image information conversion device, 2 image information decoding device, 3 additional information buffer, 4 quantization matrix switching device, 5 image information encoding device, 10 image information conversion device, 11 code buffer, 12 compression information analysis device, 13 variable length Decoding device, 14 inverse quantization device, 15 band limiting device, 16
Information buffer, 17 quantization matrix switching device, 18 quantization device, 19 variable length coding device, 20 code buffer, 21 code amount control device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) 9A001 (72)発明者 岡田 紳太郎 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 リュウ イク 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 柳原 尚史 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C052 AA17 AB03 AB04 CC11 DD10 GB06 GC05 GE04 5C055 AA07 EA02 EA04 EA16 FA22 HA31 5C059 KK01 KK41 MA00 MA05 MA14 MA23 MC14 ME01 NN21 PP05 PP06 PP07 PP16 RC14 RC16 SS02 SS06 SS12 SS13 TA43 TA47 TB03 TC02 TC06 TC10 TC16 TD11 UA02 UA05 UA32 UA33 UA38 5C066 AA02 AA06 AA07 BA17 CA05 DD01 DD06 EF11 GA02 GA05 HA02 KC08 KE01 KE03 KE09 KF05 5C078 BA21 BA44 BA53 DA01 9A001 EE02 EZ04 HZ27 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) 9A001 (72) Inventor Shintaro Okada 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72 ) Inventor Ryu Ik 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo, Japan Sony Corporation (72) Inventor Naofumi Yanagihara 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F-term (reference) ) 5C052 AA17 AB03 AB04 CC11 DD10 GB06 GC05 GE04 5C055 AA07 EA02 EA04 EA16 FA22 HA31 5C059 KK01 KK41 MA00 MA05 MA14 MA23 MC14 ME01 NN21 PP05 PP06 PP07 PP16 RC14 RC16 SS02 SS06 SS12 SS13 TA43 TA47 TB03 TC02 TC06 TC03 UA11 5C066 AA02 AA06 AA07 BA17 CA05 DD01 DD06 EF11 GA02 GA05 HA02 KC08 KE01 KE03 KE09 KF05 5C078 BA21 BA44 BA53 DA01 9A001 EE02 EZ04 HZ27

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の画素ブロックからなる直交変換ブ
ロック単位で直交変換をすることにより画像信号を圧縮
符号化した第1のビットレートの第1の画像圧縮情報
を、上記第1のビットレートよりも低いビットレートの
第2のビットレートの第2の画像圧縮情報に変換する画
像情報変換装置において、 上記第1の画像圧縮情報を復号して動画像情報を生成す
る復号手段と、 上記第1の画像圧縮情報が生成されるときに用いられた
フレーム内符号化用の量子化行列であるイントラマクロ
ブロック用の量子化行列を、フレーム間符号化用の量子
化行列であるインターマクロブロック用の量子化行列に
切り替える量子化行列切替手段と、 上記復号手段が上記第1の画像圧縮情報を復号する際に
用いた付加情報に基づいて、上記復号手段により生成さ
れた動画像情報を直交変換して上記第2の画像圧縮情報
に符号化する符号化手段とを備え、 上記符号化手段は、上記量子化行列切替手段により切り
替えられたインターマクロブロック用の量子化行列に基
づいて、イントラマクロブロックを量子化し、上記復号
手段が上記第1の画像圧縮情報を復号する際に用いたイ
ンターマクロブロック用の量子化行列に基づいて、イン
ターマクロブロックを量子化することを特徴とする画像
情報変換装置。
A first image compression information of a first bit rate obtained by compression-encoding an image signal by performing an orthogonal transformation in units of an orthogonal transformation block including a predetermined pixel block, based on the first bit rate. An image information conversion device for converting the first image compression information into a second image compression information having a lower bit rate and a second bit rate, the decoding means generating the moving image information by decoding the first image compression information; The intra-macro block quantization matrix, which is a quantization matrix for intra-frame coding used when image compression information is generated, is used for an inter-macro block, which is a quantization matrix for inter-frame coding. A quantization matrix switching unit for switching to a quantization matrix; and a decoding unit based on additional information used when the decoding unit decodes the first image compression information. Encoding means for orthogonally transforming the obtained moving image information to encode the second image compression information, wherein the encoding means comprises a quantizer for the inter macro block switched by the quantization matrix switching means. Quantizing the intra macro block based on the quantization matrix, and quantizing the inter macro block based on the quantization matrix for the inter macro block used when the decoding unit decodes the first image compression information. An image information conversion device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 上記量子化行列切替手段は、上記イント
ラマクロブロック用の量子化行列をインターマクロブロ
ック用の量子化行列に切り替え、この切り替えたインタ
ーマクロブロック用の量子化行列の第(0,0)成分が
8でない場合には、当該第(0,0)成分を8に変換し
た量子化行列を生成することを特徴とする請求項1記載
の画像情報変換装置。
2. The quantization matrix switching means switches the intra-macroblock quantization matrix to an inter-macroblock quantization matrix, and selects a (0, 0, 1) of the switched inter-macroblock quantization matrix. 2. The image information conversion device according to claim 1, wherein when the (0) component is not 8, a quantization matrix obtained by converting the (0,0) component into 8 is generated.
【請求項3】 所定の画素ブロックからなる直交変換ブ
ロック単位で直交変換をすることにより画像信号を圧縮
符号化した第1のビットレートの第1の画像圧縮情報
を、上記第1のビットレートよりも低いビットレートの
第2のビットレートの第2の画像圧縮情報に変換する画
像情報変換装置において、 入力された上記第1の画像圧縮情報を解析する画像圧縮
情報解析手段と、 上記画像圧縮情報解析手段により解析された解析結果で
ある解析結果情報に基づいて、上記画像圧縮情報解析手
段に入力された第1の画像圧縮情報の直交変換係数を逆
量子化する逆量子化手段と、 出力する上記第2の画像圧縮情報が上記第2のビットレ
ートとなるような量子化幅に基づいて、上記逆量子化手
段により逆量子化された上記第1の画像圧縮情報の直交
変換係数を再量子化する量子化手段と、 上記第1の画像圧縮情報が生成されるときに用いられた
フレーム内符号化用の量子化行列であるイントラマクロ
ブロック用の量子化行列を、フレーム間符号化用の量子
化行列であるインターマクロブロック用の量子化行列に
切り替える量子化行列切替手段とを備え、 上記量子化手段は、上記量子化行列切替手段により切り
替えられたインターマクロブロック用の量子化行列と上
記量子化幅とに基づいて、イントラマクロブロックを量
子化し、上記逆量子化手段が上記第1の画像圧縮情報を
逆量子化する際に用いたインターマクロブロック用の量
子化行列と上記量子化幅とに基づいて、インターマクロ
ブロックを量子化することを特徴とする画像情報変換装
置。
3. The first image compression information of a first bit rate obtained by compressing and encoding an image signal by performing an orthogonal transformation in units of an orthogonal transformation block composed of a predetermined pixel block, based on the first bit rate. An image compression apparatus for converting the input first image compression information into an image information conversion device for converting the first image compression information into a second image compression information having a lower bit rate. An inverse quantization means for inversely quantizing the orthogonal transform coefficient of the first image compression information input to the image compression information analysis means, based on analysis result information which is an analysis result analyzed by the analysis means; An orthogonal transformation of the first image compression information inversely quantized by the inverse quantization means based on a quantization width such that the second image compression information becomes the second bit rate. A quantization means for requantizing the permutation coefficient, and a quantization matrix for an intra macroblock, which is a quantization matrix for intra-frame encoding used when the first image compression information is generated, And a quantization matrix switching means for switching to a quantization matrix for an inter macroblock which is a quantization matrix for inter-coding, wherein the quantization means is for an inter macroblock switched by the quantization matrix switching means. Quantizing an intra macroblock based on a quantization matrix and the quantization width, and a quantization matrix for an inter macroblock used when the inverse quantization means inversely quantizes the first image compression information. An image information conversion apparatus, wherein an inter macro block is quantized based on the quantization width.
【請求項4】 上記量子化行列切替手段は、上記イント
ラマクロブロック用の量子化行列をインターマクロブロ
ック用の量子化行列に切り替え、この切り替えたインタ
ーマクロブロック用の量子化行列の第(0,0)成分が
8でない場合には、当該第(0,0)成分を8に変換し
た量子化行列を生成することを特徴とする請求項3記載
の画像情報変換装置。
4. The quantization matrix switching means switches the quantization matrix for the intra macro block to a quantization matrix for an inter macro block, and the (0, 0, 1) of the switched quantization matrix for the inter macro block. 4. The image information conversion device according to claim 3, wherein when the (0) component is not 8, a quantization matrix obtained by converting the (0,0) component into 8 is generated.
【請求項5】 上記逆量子化手段により逆量子化された
直交変換係数水平方向の高周波成分の値を制限する帯域
制限手段を備え、 上記量子化手段は、上記量子化行列切替手段により切り
替えられたインターマクロブロック用の量子化行列と上
記量子化幅とに基づいて、上記帯域制限手段により水平
方向の高周波成分が制限された直交変換係数を再量子化
することを特徴とする請求項3記載の画像情報変換装
置。
5. A band limiting means for limiting a value of a high frequency component in a horizontal direction of the orthogonal transform coefficient inversely quantized by the inverse quantization means, wherein the quantization means is switched by the quantization matrix switching means. 4. The orthogonal transform coefficient whose horizontal high-frequency component is restricted by said band-limiting means, based on said inter-macroblock quantization matrix and said quantization width. Image information conversion device.
【請求項6】 所定の画素ブロックからなる直交変換ブ
ロック単位で直交変換をすることにより画像信号を圧縮
符号化した第1のビットレートの第1の画像圧縮情報
を、上記第1のビットレートよりも低いビットレートの
第2のビットレートの第2の画像圧縮情報に変換する画
像情報変換方法において、 上記第1の画像圧縮情報を復号して動画像情報を生成
し、 上記第1の画像圧縮情報が生成されるときに用いられた
フレーム内符号化用の量子化行列であるイントラマクロ
ブロック用の量子化行列を、フレーム間符号化用の量子
化行列であるインターマクロブロック用の量子化行列に
切り替え、 上記第1の画像圧縮情報を復号する際に用いた付加情報
と、切り替えられた上記インターマクロブロック用の量
子化行列とに基づいて、イントラマクロブロックを量子
化し、上記付加情報と上記第1の画像圧縮情報を復号す
る際に用いたインターマクロブロック用の量子化行列と
に基づいて、インターマクロブロックを量子化すること
を特徴とする画像情報変換方法。
6. A first image compression information of a first bit rate obtained by compressing and encoding an image signal by performing an orthogonal transformation in units of an orthogonal transformation block composed of a predetermined pixel block, based on the first bit rate. An image information conversion method for converting the first image compression information into a second image compression information having a lower bit rate, generating the moving image information by decoding the first image compression information, A quantization matrix for intra macroblocks, which is a quantization matrix for intraframe coding used when information is generated, and a quantization matrix for inter macroblocks, which is a quantization matrix for interframe coding. Based on the additional information used when decoding the first image compression information and the switched quantization matrix for the inter macroblock. An image characterized by quantizing a black block and quantizing the inter macro block based on the additional information and a quantization matrix for the inter macro block used when decoding the first image compression information. Information conversion method.
【請求項7】 上記イントラマクロブロック用の量子化
行列をインターマクロブロック用の量子化行列に切り替
え、この切り替えたインターマクロブロック用の量子化
行列の第(0,0)成分が8でない場合には、当該第
(0,0)成分を8に変換した量子化行列を生成するこ
とを特徴とする請求項6記載の画像情報変換方法。
7. The quantization matrix for an intra macro block is switched to a quantization matrix for an inter macro block, and the (0,0) component of the switched quantization matrix for an inter macro block is not 8, 7. The image information conversion method according to claim 6, further comprising: generating a quantization matrix obtained by converting the (0, 0) component into 8.
【請求項8】 所定の画素ブロックからなる直交変換ブ
ロック単位で直交変換をすることにより画像信号を圧縮
符号化した第1のビットレートの第1の画像圧縮情報
を、上記第1のビットレートよりも低いビットレートの
第2のビットレートの第2の画像圧縮情報に変換する画
像情報変換方法において、 上記第1のビットレートの第1の画像圧縮情報を入力
し、 入力された当該第1の画像圧縮情報を解析し、 解析された解析結果である解析結果情報に基づいて、入
力された上記第1の画像圧縮情報の直交変換係数を逆量
子化し、 上記第1の画像圧縮情報が生成されるときに用いられた
フレーム内符号化用の量子化行列であるイントラマクロ
ブロック用の量子化行列を、フレーム間符号化用の量子
化行列であるインターマクロブロック用の量子化行列に
切り替え、 切り替えられた上記インターマクロブロック用の量子化
行列と、出力する上記第2の画像圧縮情報が上記第2の
ビットレートとなるような量子化幅とに基づいて、イン
トラマクロブロックを量子化し、上記第1の画像圧縮情
報を逆量子化する際に用いたインターマクロブロック用
の量子化行列と上記量子化幅とに基づいて、インターマ
クロブロックを量子化することを特徴とする画像情報変
換方法。
8. First image compression information of a first bit rate obtained by compressing and encoding an image signal by performing an orthogonal transformation in units of an orthogonal transformation block composed of a predetermined pixel block, based on the first bit rate. The image information conversion method of converting the first image compression information of the first bit rate into the second image compression information of the second bit rate having a lower bit rate. The image compression information is analyzed, and the orthogonal transform coefficient of the input first image compression information is inversely quantized based on the analysis result information that is the analysis result, and the first image compression information is generated. The quantization matrix for intra macroblocks, which is the quantization matrix for intra-frame coding used when encoding, is changed to the quantity for inter-macroblocks, which is the quantization matrix for interframe coding. Based on the switched quantization matrix for the inter macroblock and the quantization width at which the output second image compression information becomes the second bit rate. And quantizing the inter macroblock based on the quantization matrix for the inter macro block used when dequantizing the first image compression information and the quantization width. Image information conversion method.
【請求項9】 上記イントラマクロブロック用の量子化
行列をインターマクロブロック用の量子化行列に切り替
え、この切り替えたインターマクロブロック用の量子化
行列の第(0,0)成分が8でない場合には、当該第
(0,0)成分を8に変換した量子化行列を生成するこ
とを特徴とする請求項8記載の画像情報変換方法。
9. The quantization matrix for the intra macro block is switched to a quantization matrix for an inter macro block, and the (0,0) component of the switched quantization matrix for the inter macro block is not 8, 9. The image information conversion method according to claim 8, wherein said generating a quantization matrix by converting said (0,0) component into 8.
【請求項10】 逆量子化された直交変換係数水平方向
の高周波成分の値を制限し、 切り替えられた上記インターマクロブロック用の量子化
行列と上記量子化幅とに基づいて、水平方向の高周波成
分が制限された上記直交変換係数を再量子化することを
特徴とする請求項8記載の画像情報変換方法。
10. The inverse-quantized orthogonal transform coefficient limits the value of a high-frequency component in the horizontal direction, and selects a high-frequency signal in the horizontal direction based on the switched quantization matrix for the inter macroblock and the quantization width. 9. The image information conversion method according to claim 8, wherein the orthogonal transform coefficients having limited components are requantized.
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