JP2002051345A - Image information converter and method - Google Patents
Image information converter and methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報を変換す
る画像情報変換装置及び方法に関し、詳しくは、離散コ
サイン変換等の直交変換と動き補償によって圧縮された
ＭＰＥＧ等の画像情報（ビットストリーム）を衛星放
送、ケーブルＴＶ、インターネット等のネットワークメ
ディアを介して受信する際に、若しくは光、磁気ディス
クのような記憶メディア上で処理する際に用いられる画
像情報を変換する画像情報変換装置及び方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image information conversion apparatus and method for converting image information, and more particularly, to image information (bit stream) such as MPEG compressed by orthogonal transform such as discrete cosine transform and motion compensation. And a method for converting image information used when receiving an image via a network medium such as satellite broadcasting, cable TV, or the Internet, or when processing the same on a storage medium such as an optical disk or a magnetic disk. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、画像情報をディジタルとして取り
扱い、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情
報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交
変換と動き補償により圧縮するＭＰＥＧなどの画像情報
圧縮方式が提供されている。そして、このような画像情
報圧縮方法に準拠した装置は、放送局などの情報配信、
及び一般家庭における情報受信の双方において普及しつ
つある。2. Description of the Related Art In recent years, image information is handled as digital data, and for the purpose of transmitting and storing information with high efficiency, compression is performed by orthogonal transform such as discrete cosine transform and motion compensation using redundancy inherent in image information. An image information compression system such as MPEG is provided. Then, an apparatus conforming to such an image information compression method is used for information distribution of a broadcasting station or the like,
It is becoming widespread in both information reception in general households.
【０００３】特に、ＭＰＥＧ２（ＩＳＯ／ＩＥＣ １３
８１８−２）は、飛び越し走査画像及び順次走査画像の
双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅す
る、汎用画像符号化方式として定義されている。In particular, MPEG2 (ISO / IEC 13
818-2) is defined as a general-purpose image encoding method that covers both interlaced scan images and progressive scan images, as well as standard resolution images and high definition images.
【０００４】すなわち、ＭＰＥＧ２符号化圧縮方式によ
れば、例えば、７２０×４８０画素を持つ標準解像度の
飛び越し走査画像に４〜８Ｍｂｐｓの符号量（ビットレ
ート）を割り当て、１９２０×１０８８画素を持つ高解
像度の飛び越し走査画像に対して１８〜２２Ｍｂｐｓの
符号量（ビットレート）を割り当てることにより、高い
圧縮率と良好な画質の実現が可能となる。That is, according to the MPEG2 encoding and compression system, for example, a code amount (bit rate) of 4 to 8 Mbps is assigned to a standard resolution interlaced scan image having 720 × 480 pixels, and a high resolution having 1920 × 1088 pixels is assigned. By assigning a code amount (bit rate) of 18 to 22 Mbps to the interlaced scan image, a high compression rate and good image quality can be realized.
【０００５】このようなことから、ＭＰＥＧ２は、プロ
フェッショナル用途及びコンシューマー用途の広範なア
プリケーションに今後とも用いられるものと予想され
る。[0005] For these reasons, it is expected that MPEG2 will be used in a wide range of applications for professional use and consumer use.
【０００６】しかし、ＭＰＥＧ２は、主として放送用に
適合する高画質符号化を対象としており、例えばＭＰＥ
Ｇ１より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い
圧縮率の符号化方式には対応していなかった。[0006] However, MPEG2 is mainly intended for high-quality encoding suitable for broadcasting.
It does not correspond to a coding amount (bit rate) lower than G1, that is, a coding method with a higher compression ratio.
【０００７】一方で、近年の携帯端末の普及により、今
後とも高い圧縮率の符号化方式のニーズは高まると思わ
れ、これに対応して、高い圧縮率を有するＭＰＥＧ４符
号化方式の標準化が行われている。この画像符号化方式
に関しては、１９９８年１２月にＩＳＯ／ＩＥＣ １４
４９６−２として国際標準の規格が承認された。On the other hand, with the spread of portable terminals in recent years, it is expected that the need for an encoding system with a high compression ratio will increase in the future, and in response to this, standardization of the MPEG4 encoding system with a high compression ratio has been carried out. Have been done. Regarding this image coding method, ISO / IEC 14
International standard was approved as 496-2.
【０００８】ところで、ディジタル放送用に一度符号化
されたＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）
を、携帯端末上等で処理するのにより適した、より低い
符号量（ビットレート）の画像圧縮情報（ビットストリ
ーム）に変換したいというニーズがある。By the way, MPEG2 image compression information (bit stream) once encoded for digital broadcasting
There is a need to convert image compression information (bit stream) having a lower code amount (bit rate), which is more suitable for processing on a mobile terminal or the like.
【０００９】かかる目的を達成するために、“Field-to
-Frame Transcoding with Spatialand Temporal Downsa
mpling”（Susie L Wee,John G.Apostolopoulos, and N
ickFeamster, ICIP 99、以下これを文献１と呼ぶ）にお
いて画像情報変換装置（トランスコーダ）が提供されて
いる。In order to achieve such an object, “Field-to
-Frame Transcoding with Spatialand Temporal Downsa
mpling ”(Susie L Wee, John G. Apostolopoulos, and N
An image information conversion device (transcoder) is provided in ickFeamster, ICIP 99 (hereinafter referred to as Document 1).
【００１０】この文献１において提供された画像情報変
換装置（トランスコーダ）は、図５に示すように、ピク
チャタイプ判別部１と、ＭＰＥＧ２画像情報復号化部
（Ｉ／Ｐピクチャ）２と、間引き部３と、ＭＰＥＧ４画
像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）４と、動きベクトル
合成部５と、動きベクトル検出部６とから構成されてい
る。As shown in FIG. 5, an image information converter (transcoder) provided in Document 1 includes a picture type discriminator 1, an MPEG2 image information decoder (I / P picture) 2, and a thinning-out unit. It comprises a unit 3, an MPEG4 image information encoding unit (I / P-VOP) 4, a motion vector synthesizing unit 5, and a motion vector detecting unit 6.
【００１１】この画像情報変換装置には、フレーム内で
符号化されたイントラ符号化画像（Ｉピクチャ；Ｉ）、
表示順序で順方向を参照して予測符号化された順方向予
測符号化画像（Ｐピクチャ；Ｐ）及び表示順序で順方向
及び逆方向を参照して予測符号化された双方向予測符号
化画像（Ｂピクチャ；Ｂ）から構成される飛び越し走査
のＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）が入力
される。The image information conversion apparatus includes an intra-coded image (I picture; I) encoded in a frame,
A forward predictive coded image (P picture; P) predictively coded by referring to the forward direction in the display order, and a bidirectional predictive coded image predictively coded by referring to the forward and reverse directions in the display order MPEG-2 image compression information (bit stream) of interlaced scanning composed of (B picture; B) is input.
【００１２】このＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットスト
リーム）は、ピクチャタイプ判別部１において、Ｉ／Ｐ
ピクチャに関するものか、Ｂピクチャに関するものであ
るかを判別され、Ｉ／Ｐピクチャのみ後続のＭＰＥＧ２
画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）２に出力され、Ｂ
ピクチャは破棄される。[0012] The MPEG2 image compression information (bit stream) is transmitted to the I / P
It is determined whether the picture is related to a picture or a B picture.
Output to the image information decoding unit (I / P picture) 2
The picture is discarded.
【００１３】ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピク
チャ）２における処理は通常のＭＰＥＧ２画像情報復号
化装置と同様に、ＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットスト
リーム）を画像信号に復号するものである。The processing in the MPEG2 image information decoding section (I / P picture) 2 is for decoding the MPEG2 image compression information (bit stream) into an image signal, similarly to a normal MPEG2 image information decoding apparatus.
【００１４】ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピク
チャ）２の出力となる画素値は、間引き部３に入力され
る。間引き部３は、水平方向には１／２の間引き処理を
施し、垂直方向には、第一フィールド若しくは第二フィ
ールドのどちらか一方のデータのみを残し、もう一方を
廃棄する。このような間引きによって、入力となる画像
情報の１／４の大きさを持つ順次走査画像を生成する。A pixel value output from the MPEG2 image information decoding unit (I / P picture) 2 is input to a thinning unit 3. The thinning section 3 performs a 1/2 thinning process in the horizontal direction, and leaves only one of the data of the first field and the second field in the vertical direction, and discards the other. By such thinning, a progressively scanned image having a size of ４ of the input image information is generated.
【００１５】間引き部３によって生成された順次走査画
像はＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）４
によってフレーム内で符号化されたＩ−ＶＯＰ及び表示
順序で順方向を参照して予測符号化されたＰ−ＶＯＰに
符号化され、ＭＰＥＧ４画像圧縮情報（ビットストリー
ム）として出力される。尚、ＶＯＰはVideo object Pla
neを意味し、ＭＰＥＧ２におけるフレームに相当するも
のである。The progressive scan image generated by the thinning section 3 is converted to an MPEG4 image information encoding section (I / P-VOP) 4
Is encoded into an I-VOP encoded in the frame and a P-VOP predicted and encoded with reference to the forward direction in the display order, and output as MPEG4 image compression information (bit stream). VOP is Video object Pla
ne, which corresponds to a frame in MPEG2.
【００１６】その際、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情
報（ビットストリーム）中の動きベクトル情報は、動き
ベクトル合成部５において間引き後の画像情報に対する
動きベクトルにマッピングされ、動きベクトル検出部６
においては、動きベクトル合成部５において合成された
動きベクトル値を元に高精度の動きベクトルを検出す
る。At this time, the motion vector information in the input MPEG2 image compression information (bit stream) is mapped to a motion vector for the decimated image information in the motion vector synthesizing unit 5 and the motion vector detecting unit 6
In, a highly accurate motion vector is detected based on the motion vector value synthesized by the motion vector synthesizing unit 5.
【００１７】文献１は、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮
情報（ビットストリーム）の１／２×１／２の大きさを
持つ順次走査画像のＭＰＥＧ４画像圧縮情報（ビットス
トリーム）を生成する画像情報変換装置に関して記述し
ている。すなわち、例えば入力となるＭＰＥＧ２画圧縮
情報（ビットストリーム）がＮＴＳＣ（National Telev
ision System Committee）の規格に準拠したものであっ
た場合、出力となるＭＰＥＧ４画像圧縮情報はＳＩＦサ
イズ（３５２×２４０画素）ということになる。Reference 1 discloses an image information conversion apparatus which generates MPEG4 image compression information (bit stream) of a progressively scanned image having a size of 1/2 × 1/2 of the input MPEG 2 image compression information (bit stream). Is described. That is, for example, the input MPEG2 image compression information (bit stream) is transmitted using NTSC (National Telev.
If it complies with the standards of the ISion Committee, the output MPEG4 image compression information has an SIF size (352 × 240 pixels).
【００１８】ところで、図５に示した画像情報変換装置
においては、ＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−Ｖ
ＯＰ）４における符号量制御が、出力となるＭＰＥＧ４
画像圧縮情報（ビットストリーム）における画質を決定
する大きな要因となる。ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−
２においては、符号量制御の方式に関しては特に規定さ
れておらず、各ベンダが、アプリケーションに応じて、
演算量及び出力画質の観点から最適と考えられる方式を
用いることが出来る。以下では、代表的な符号量制御方
式として、ＭＰＥＧ２ Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５（ＩＳ
Ｏ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ Ｎ０４０
０）で述べられている方式について述べる。By the way, in the image information converter shown in FIG. 5, an MPEG4 image information encoding unit (I / P-V
OP) 4 is to control the amount of code to output MPEG4
This is a major factor in determining the image quality of the image compression information (bit stream). ISO / IEC 14496-
In No. 2, the code amount control method is not specified, and each vendor has
It is possible to use a method that is considered optimal in terms of the amount of calculation and the output image quality. In the following, MPEG2 Test Model 5 (IS
O / IEC JTC1 / SC29 / WG11 N040
The method described in 0) will be described.
【００１９】この符号量制御のフローを図６に示すフロ
ーを用いて説明する。最初のステップＳ１１において、
画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）４は、目標符号量
（ターゲットビットレート）、及び、ＧＯＰ（ｇroup o
f pictures）構成を入力変数として、各ピクチャヘのビ
ット配分を行う。ここで、ＧＯＰとは、ランダムアクセ
ス可能なピクチャの組である。The flow of this code amount control will be described with reference to the flow shown in FIG. In the first step S11,
The image information encoding unit (I / P-VOP) 4 includes a target code amount (target bit rate) and a GOP (groove).
f pictures) configuration, and allocates bits to each picture. Here, a GOP is a set of pictures that can be randomly accessed.
【００２０】すなわち、ステップＳ１１において、画像
情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）４は、ＧＯＰ内の各ピ
クチャに対する割り当てビット量を、割り当て対象ピク
チャを含めＧＯＰ内でまだ復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（以下、これをＲとす
る）を基に配分する。この配分をＧＯＰ内の符号化ピク
チャ順に繰り返す。その際、以下に述べる２つの仮定を
用いて各ピクチャヘの符号量割り当てを行う。That is, in step S11, the image information encoding unit (I / P-VOP) 4 determines the amount of bits allocated to each picture in the GOP, including the picture to be allocated, of the picture that has not been decoded in the GOP. Are allocated based on the amount of bits allocated to (hereinafter referred to as R). This distribution is repeated in the order of the coded pictures in the GOP. At this time, the code amount is assigned to each picture using the following two assumptions.
【００２１】まず、第一に、各ピクチャを符号化する際
に用いる平均量子化スケールコードと発生符号量の積
は、画面が変化しない限り、ピクチャタイプ毎に一定値
となると仮定する。そこで、各ピクチャを符号化した
後、各ピクチャタイプ毎に、画面の複雑さを示す変数Ｘ
ｉ，Ｘｐ，Ｘｂ （grobal complelxity measure）を次
の式（１）によって更新する。First, it is assumed that the product of the average quantization scale code and the generated code amount used when encoding each picture is a constant value for each picture type unless the picture changes. Therefore, after encoding each picture, a variable X indicating the complexity of the screen is set for each picture type.
i, X p, updated by X b (grobal complelxity measure) the following equation (1).
【００２２】[0022]
【数３】 (Equation 3)
【００２３】ここでＳｉ，Ｓｐ，Ｓｂ はピクチャ符号
化時の発生符号ビット量であり、Ｑｉ，Ｑｐ，Ｑｂ
は、ピクチャ符号化時の平均量子化スケールコードであ
る。また、初期値は、目標符号量（ターゲットビットレ
ート）ｂｉｔ＿ｒａｔｅ［ｂｉｔｓ／ｓｅｃ］を用い
て、式（２）で示される値とする。Here, S i , S p , and S b are generated code bit amounts at the time of picture coding, and Q i , Q p , Q b
Is an average quantization scale code at the time of picture encoding. The initial value is set to a value represented by Expression (2) using a target code amount (target bit rate) bit_rate [bits / sec].
【００２４】[0024]
【数４】 (Equation 4)
【００２５】第二に、Ｉピクチャの量子化スケールコー
ドを基準としたＰ，Ｂピクチャの量子化スケールコード
の比率Ｋｐ，Ｋｂが式（３）に定めた値となる場合に常
に全体の画質が最適化されると仮定する。Second, when the ratios K p and K b of the quantized scale codes of the P and B pictures with respect to the quantized scale code of the I picture become the values defined in the equation (3), the whole is always obtained. Assume that the image quality is optimized.
【００２６】[0026]
【数５】 (Equation 5)
【００２７】すなわち、Ｂピクチャの量子化スケールコ
ードは、Ｉ，Ｐピクチャの量子化スケールコードの常に
１．４倍としている。これは、ＢピクチャをＩ，Ｐピク
チャに比較して多少粗めに符号化することにより、Ｂピ
クチャで節約できる符号量をＩ，Ｐピクチャに加える
と、Ｉ，Ｐピクチャの画質が改善され、これを参照する
Ｂピクチャの画質も改善されることを想定している。That is, the quantization scale code of the B picture is always 1.4 times the quantization scale code of the I and P pictures. This is because the picture quality of the I and P pictures is improved by adding the code amount that can be saved in the B picture to the I and P pictures by coding the B picture somewhat coarsely compared to the I and P pictures. It is assumed that the image quality of the B picture that refers to this is also improved.
【００２８】上記２つの仮定より、ＧＯＰの各ピクチャ
に対する割り当てビット量（Ｔｉ，Ｔｐ，Ｔｂ） は式
（４）に示す値とする。Based on the above two assumptions, the bit amount (T i , T p , T b ) allocated to each picture of the GOP is a value shown in equation (4).
【００２９】[0029]
【数６】 (Equation 6)
【００３０】ここでＮｐ，ＮｂはＧＯＰ内でまだ符号化
されていないＰ，Ｂピクチャの枚数である。Here, N p and N b are the numbers of P and B pictures that have not been encoded in the GOP.
【００３１】このようにして求めた割当符号量を基にし
て、各ピクチャをステップＳ１１，Ｓ１２に従って符号
化する毎に、ＧＯＰ内の未符号化ピクチャに対して割り
当てられるビット量Ｒを式（５）で更新する。Each time each picture is coded according to steps S11 and S12 based on the allocated code amount obtained in this way, the bit amount R allocated to the uncoded picture in the GOP is calculated by the equation (5). ) To update.
【００３２】[0032]
【数７】 (Equation 7)
【００３３】また、ＧＯＰの最初のピクチャを符号化す
る際には、式（６）によりＲを更新する。When encoding the first picture of the GOP, R is updated by equation (6).
【００３４】[0034]
【数８】 (Equation 8)
【００３５】ＮはＧＯＰ内のピクチャ数である。また、
シーケンスの最初でのＲの初期値は０とする。N is the number of pictures in the GOP. Also,
The initial value of R at the beginning of the sequence is 0.
【００３６】次に、ステップＳ１２において、画像情報
符号化装置（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）４は、仮想バッファを用
いたレート制御を行う。すなわち、ステップＳ１２にお
いて、画像情報符号化装置（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）４は、ス
テップＳ１１で式（４）により求められた各ピクチャに
対する割当ビット量（Ｔｉ，Ｔｐ，Ｔｂ）と、実際の発
生符号量を一致させるため、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容量を基に、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
で求める。Next, in step S12, the image information encoding device (I / P-VOP) 4 performs rate control using the virtual buffer. That is, in step S12, the image information encoding device (I / P-VOP) 4 determines the allocated bit amounts (T i , T p , and T b ) for each picture obtained by Expression (4) in step S11, In order to match the actual generated code amounts, the quantization scale code is obtained by macroblock-based feedback control based on the capacity of three types of virtual buffers independently set for each picture.
【００３７】まず、ｊ番目のマクロブロック符号化に先
立ち、仮想バッファの占有量を式（７）によって求め
る。First, prior to encoding the j-th macroblock, the occupancy of the virtual buffer is determined by equation (7).
【００３８】[0038]
【数９】 (Equation 9)
【００３９】ここで、ｄ０ ｉ，ｄ０ ｐ，ｄ０ ｂは各仮想
バッファの初期占有量、Ｂｊ 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、ＭＢ＿ｃｎ
ｔは１ピクチャ内のマクロブロック数である。各ピクチ
ャ符号化終了時の仮想バッファ占有量（ｄＭＢ＿ｃｎｔ
ｉ，ｄＭＢ＿ｃｎｔ ｐ，ｄＭＢ＿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，ｄ０ ｐ，ｄ０ ｂ）
として用いられる。Here, d 0 i , d 0 p , and d 0 b are the initial occupancy of each virtual buffer, and B j is j from the head of the picture.
The number of generated bits up to the macroblock, MB_cn
t is the number of macroblocks in one picture. Virtual buffer occupancy at the end of each picture encoding (d MB_cnt
i, d MB_cnt p, d MB_cnt b) are each the same picture type, the initial value of the virtual buffer occupancy for the next picture (d 0 i, d 0 p , d 0 b)
Used as
【００４０】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を式（８）により計算する。Next, the quantization scale code for the j-th macroblock is calculated by equation (8).
【００４１】[0041]
【数１０】 (Equation 10)
【００４２】ここで、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、式（９）により与えられる。Here, r is a variable called a reaction parameter that controls the response of the feedback loop, and is given by equation (9).
【００４３】[0043]
【数１１】 [Equation 11]
【００４４】尚、符号化開始時における仮想バッファの
初期値は式（１０）で与えられる。The initial value of the virtual buffer at the start of encoding is given by equation (10).
【００４５】[0045]
【数１２】 (Equation 12)
【００４６】最後に、ステップＳ１３において、画像情
報符号化装置（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）４は、視覚特性を考慮
したマクロブロック毎の適応量子化を行う。すなわち、
ステップＳ１３において、画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−
ＶＯＰ）４は、ステップＳ１２で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
雑な部分で粗く量子化するように、各マクロブロック毎
のアクティビティと呼ばれる変数によって変化させてい
る。Finally, in step S13, the image information encoding device (I / P-VOP) 4 performs adaptive quantization for each macroblock in consideration of visual characteristics. That is,
In step S13, the image information encoding unit (I / P-
VOP) 4 is to quantize the quantized scale code obtained in step S12 more finely in a flat portion where the deterioration is visually conspicuous, and coarsely quantize the complicated portion of the pattern in which the deterioration is relatively inconspicuous. , And is changed by a variable called an activity for each macroblock.
【００４７】アクティビティは、原画の輝度信号画素値
を用い、フレーム離散コサイン変換モードにおける４個
のブロックと、フィールド離散コサイン変換モードにお
ける４個のブロックとの、合計８ブロックの画素値を用
いて式（１１）で与えられる。The activity is expressed by using the pixel values of the luminance signal of the original image and the pixel values of a total of eight blocks of four blocks in the frame discrete cosine transform mode and four blocks in the field discrete cosine transform mode. Given by (11).
【００４８】[0048]
【数１３】 (Equation 13)
【００４９】ここで、Ｐｋ は原画の輝度信号ブロック
内画素値である。式（１１）において最小値を採るの
は、マクロブロック内の一部だけでも平坦部分のある場
合には量子化を細かくするためである。Here, P k is the pixel value in the luminance signal block of the original image. The reason why the minimum value is adopted in the equation (11) is to reduce the quantization when there is a flat portion even in only a part of the macroblock.
【００５０】更に、式（１２）によりその値が０．５〜
２の範囲を取る正規化アクティビティＮａｃｔｊ を求
める。Further, according to equation (12), the value is 0.5 to
A normalized activity Nact j in a range of 2 is obtained.
【００５１】[0051]
【数１４】 [Equation 14]
【００５２】ここで、ａｖｇ＿ａｃｔは、直前に符号化
したピクチャでのａｃｔｊ の平均値である。Here, avg_act is the average value of act j in the picture coded immediately before.
【００５３】視覚特性を考慮した量子化スケールコード
ｍｑｕａｎｔｊ はステップＳ１２で得られた量子化ス
ケールコードＱｊ を基に式（１３）で与えられる。The quantized scale code mquant j taking into account the visual characteristics is given by equation (13) based on the quantized scale code Q j obtained in step S12.
【００５４】[0054]
【数１５】 (Equation 15)
【００５５】ＭＰＥＧ２ Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５にお
いて定められた上記符号量制御方式には以下の制限のあ
ることが知られており、実際の制御を行う場合には、こ
れらの制限に対する対策が必要となる。すなわち、第一
の制限は、第一ステップＳ１１はシーンチェンジに対応
出来ず、また、シーンチェンジ後には第三ステップＳ１
３で用いる媒介変数ａｖｇ＿ａｃｔが間違った値となる
ということである。第二の制限は、ＭＰＥＧ２及びＭＰ
ＥＧ４において規定されているＶＢＶ（VideoBuffer Ve
rifier）の拘束条件を満たす保証がないことである。It is known that the above-mentioned code amount control method defined in the MPEG2 Test Model 5 has the following restrictions, and when performing actual control, it is necessary to take measures against these restrictions. That is, the first limitation is that the first step S11 cannot respond to a scene change, and the third step S1
This means that the parameter avg_act used in step 3 has an incorrect value. The second limitation is that MPEG2 and MP
VBV (VideoBuffer Ve) specified in EG4
rifier) is not guaranteed.
【００５６】[0056]
【発明が解決しようとする課題】ところで、式（１１）
の実行には各マクロブロックに対する画素値の平均値と
分散を全て計算する必要があるため多くの処理量を要す
る。また、式（１２）におけるａｖｇ＿ａｃｔは当該フ
レームにおける平均値ではなく、直前のフレームに対す
る平均値であることが、安定した符号量制御を行う妨げ
となる場合もある。By the way, equation (11)
Requires a large amount of processing because it is necessary to calculate all the average values and variances of the pixel values for each macroblock. In addition, avg_act in Expression (12) may not be an average value for the current frame but an average value for the immediately preceding frame, which may hinder stable code amount control.
【００５７】本発明は、上述の実情に鑑みて提案される
ものであって、画像情報を変換する画像情報変換装置及
び方法であって、アクティビティを算出するための処理
量を低減し、安定した符号量制御を行うような画像情報
変換装置及び方法を提供することを目的とする。The present invention has been proposed in view of the above-mentioned circumstances, and is an image information conversion apparatus and method for converting image information. It is an object of the present invention to provide an image information conversion apparatus and method for performing code amount control.
【００５８】[0058]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、第１の圧縮符号化方式で圧縮された飛
び越し走査の入力画像圧縮情報を、第２の圧縮符号化方
式で圧縮された順次走査の出力画像圧縮情報に変換する
ものであって、上記入力画像圧縮情報のフレームを構成
する画素ブロックの第１のアクティビティ情報を用い、
上記出力画像圧縮情報のフレームを構成する画素ブロッ
クの第２のアクティビティ情報を合成し、上記第２の圧
縮符号化方式の圧縮の際の適応量子化の媒介変数として
上記第２のアクティビティ情報を用いる符号化するもの
である。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an interlaced scan input image compression information compressed by a first compression encoding system by a second compression encoding system. The compressed image data is converted into compressed progressively-scanned output image compression information, and the first activity information of a pixel block forming a frame of the input image compression information is used,
The second activity information of a pixel block forming a frame of the output image compression information is synthesized, and the second activity information is used as a parameter of adaptive quantization at the time of compression by the second compression encoding method. To be encoded.
【００５９】本発明は、飛び越し走査のＭＰＥＧ２画像
圧縮情報（ビットストリーム）を入力画像圧縮情報と
し、順次操作のＭＰＥＧ４画像圧縮情報（ビットストリ
ーム）を出力画像圧縮情報とする。これらＭＰＥＧ２画
像圧縮情報（ビットストリーム）及びＭＰＥＧ４画像圧
縮情報は、複数の画素から構成される画素ブロックすな
わちマクロブロックから構成されている。In the present invention, interlaced scanning MPEG2 image compression information (bit stream) is used as input image compression information, and sequentially operated MPEG4 image compression information (bit stream) is used as output image compression information. These MPEG2 image compression information (bit stream) and MPEG4 image compression information are composed of a pixel block composed of a plurality of pixels, that is, a macroblock.
【００６０】すなわち、本発明は、飛び越し走査のＭＰ
ＥＧ２画像情報圧縮部（ビットストリーム）を入力と
し、ピクチャタイプ判別部、ＭＰＥＧ２画像情報復号化
部（Ｉ／Ｐピクチヤ）、間引き部、遅延バッファ、ＭＰ
ＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）、動きベク
トル合成部、動きベクトル検出部、情報バッファ、アク
ティビティ合成部を兼ね備え、入力画像圧縮情報となる
ＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）から抽出
される、画素ブロック、すなわちマクロブロック毎のア
クティビティ情報を利用して、ＭＰＥＧ４画像情報符号
化（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）を行うことで、より少ない処理量
により、マクロブロック毎の符号量配分が最適化された
状態で、順次走査の出力画像圧縮情報となるＭＰＥＧ４
画像圧縮情報（ビットストリーム）を出力する手段を提
供するものである。なお、遅延バッファを持たず、圧縮
情報解析部を兼ね備えた装置構成も可能である。That is, the present invention provides an interlaced scanning MP
EG2 image information compression unit (bit stream) is input, picture type discrimination unit, MPEG2 image information decoding unit (I / P picture), thinning unit, delay buffer, MP
An EG4 image information encoding unit (I / P-VOP), a motion vector synthesizing unit, a motion vector detecting unit, an information buffer, and an activity synthesizing unit, which are extracted from MPEG2 image compression information (bit stream) serving as input image compression information. By performing MPEG4 image information encoding (I / P-VOP) using the activity information for each pixel block, ie, macroblock, the code amount distribution for each macroblock is optimized with a smaller amount of processing. MPEG4 that is output image compression information for progressive scanning
This provides a means for outputting image compression information (bit stream). Note that an apparatus configuration without a delay buffer and also having a compression information analysis unit is also possible.
【００６１】上記構成において、ピクチャタイプ判別部
は、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリ
ーム）内で、Ｉ／Ｐピクチャに関するものだけ残してＢ
ピクチャに関するものは廃棄する。ＭＰＥＧ２画像情報
復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）は、ピクチャタイプ判別部
の出力となる、Ｉ／Ｐピクチャに関する圧縮情報（ビッ
トストリーム）を、水平方向垂直方向ともに、８次の離
散コサイン係数全てを用いた、若しくはその低域成分の
みを用いた復号処理を行う。間引き部は、ＭＰＥＧ２画
像情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）の出力である画像情
報の第一フィールド若しくは第二フイールドのみを取り
出して順次走査画像への変換を行うと同時に、所望の画
枠サイズに変換するためのダウンサンプリングを行う。
遅延バッファは、１フレーム分の画像情報の蓄積を行
う。ＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）
は、遅延バッファの出力となる画像情報をＭＰＥＧ４符
号化方式により符号化する。動きベクトル合成部は、Ｍ
ＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）で検出さ
れた、入力となる画像圧縮情報（ビットストリーム）内
の動きベクトル値を元に、走査変換後の画像データに対
する動きベクトル値にマッピングする。動きベクトル検
出部ては、動きベクトル合成部から出力される動きベク
トル値を元に、高精度の動きベクトル検出を行う。情報
バッファは、ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピク
チャ）において復号処理を行う際に得られる、各マクロ
ブロック毎のアクティビティ情報を抽出してこれを格納
する。アクティビティ合成部は、情報バッファに格納さ
れた、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットスト
リーム）におけるマクロブロック毎のアクティビティ情
報から、出力となるＭＰＥＧ４画像圧縮情報（ビットス
トリーム）におけるマクロブロック毎のアクティビティ
情報を合成してこれをＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ
／Ｐ−ＶＯＰ）に伝送する。In the above configuration, the picture type discriminating section stores only the data relating to the I / P picture in the input MPEG2 image compression information (bit stream).
Discard the pictures. The MPEG2 image information decoding unit (I / P picture) converts the compression information (bit stream) relating to the I / P picture, which is the output of the picture type discrimination unit, into all the 8th-order discrete cosine coefficients in both the horizontal and vertical directions. A decoding process using the used or low-frequency component alone is performed. The decimation unit extracts only the first field or the second field of the image information output from the MPEG2 image information decoding unit (I / P picture), converts it into a sequentially scanned image, and at the same time, obtains a desired image frame size. Down-sampling to convert to
The delay buffer stores one frame of image information. MPEG4 image information encoding unit (I / P-VOP)
Encodes the image information to be output from the delay buffer by the MPEG4 encoding method. The motion vector synthesis unit calculates M
Based on the motion vector value in the input image compression information (bit stream) detected by the PEG2 image information decoding unit (I / P picture), the data is mapped to the motion vector value for the image data after scan conversion. The motion vector detection unit performs highly accurate motion vector detection based on the motion vector value output from the motion vector synthesis unit. The information buffer extracts and stores activity information for each macroblock, which is obtained when a decoding process is performed in an MPEG2 image information decoding unit (I / P picture). The activity synthesizing unit converts the activity information for each macroblock in the input MPEG2 image compression information (bit stream) stored in the information buffer from the activity information for each macroblock in the output MPEG4 image compression information (bit stream). Is combined with the MPEG4 image information encoding unit (I
/ P-VOP).
【００６２】[0062]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００６３】まず、本発明による第一の実施の形態とな
る画像情報変換装置について説明する。First, an image information conversion apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
【００６４】この画像情報変換装置は、図１に示すよう
に、ピクチャタイプ判別部７と、ＭＰＥＧ２画像情報復
号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）８と、間引き部９と、遅延バ
ッファ１０と、ＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−
ＶＯＰ）１１と、動きベクトル合成部１２と、動きベク
トル検出部１３と、情報バッファ１４と、アクティビテ
ィ合成部１４とを有している。As shown in FIG. 1, the image information conversion apparatus includes a picture type discriminating section 7, an MPEG2 image information decoding section (I / P picture) 8, a thinning section 9, a delay buffer 10, an MPEG4 Image information encoding unit (I / P-
(VOP) 11, a motion vector combining unit 12, a motion vector detecting unit 13, an information buffer 14, and an activity combining unit 14.
【００６５】この画像情報変換装置には、フレーム内で
符号化されたイントラ符号化画像（Ｉピクチャ；Ｉ）、
表示順序で順方向を参照して予測符号化された順方向予
測符号化画像（Ｐピクチャ；Ｐ）及び表示順序で順方向
及び逆方向を参照して予測符号化された双方向予測符号
化画像（Ｂピクチャ；Ｂ）から構成される飛び越し走査
のＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）が入力
される。The image information conversion apparatus includes an intra-coded image (I picture; I) encoded in a frame,
A forward predictive coded image (P picture; P) predictively coded by referring to the forward direction in the display order, and a bidirectional predictive coded image predictively coded by referring to the forward and reverse directions in the display order MPEG-2 image compression information (bit stream) of interlaced scanning composed of (B picture; B) is input.
【００６６】このＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットスト
リーム）は、ピクチャタイプ判別部７において、Ｉ／Ｐ
ピクチャに関するものか、Ｂピクチャに関するものであ
るかを判別され、Ｉ／Ｐピクチャのみ後続のＭＰＥＧ２
画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）８に出力され、Ｂ
ピクチャは破棄される。The MPEG2 image compression information (bit stream) is transmitted to the picture type
It is determined whether the picture is related to a picture or a B picture.
Output to the image information decoding unit (I / P picture) 8
The picture is discarded.
【００６７】ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピク
チャ）８は、ＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリー
ム）を画像信号に復号するとともに、アクティビティ情
報を抽出して情報バッファ１４へ送る。ここで、Ｂピク
チャに関するデータはピクチャタイプ判別部７において
廃棄されているので、ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ
／Ｐピクチャ）８は、Ｉ／Ｐピクチャのみを復号化出来
る機能を有すればよい。The MPEG2 image information decoding section (I / P picture) 8 decodes the MPEG2 image compression information (bit stream) into an image signal, extracts activity information, and sends it to the information buffer 14. Here, since the data relating to the B picture has been discarded in the picture type discriminating unit 7, the MPEG2 image information decoding unit (I
/ P picture) 8 only needs to have a function of decoding only I / P pictures.
【００６８】ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピク
チャ）８の出力となる画素値は、間引き部９に入力され
る。間引き部９は、水平方向には１／２の間引き処理を
施し、垂直方向には、第一フィールド若しくは第二フィ
ールドのどちらか一方のデータのみを残し、もう一方を
廃棄する。このような間引きによって、入力となる画像
情報の１／４の大きさを持つ順次走査画像を生成する。The pixel value output from the MPEG2 image information decoding section (I / P picture) 8 is input to the thinning section 9. The thinning section 9 performs 1/2 thinning processing in the horizontal direction, and leaves only data of one of the first field and the second field in the vertical direction, and discards the other. By such thinning, a progressively scanned image having a size of ４ of the input image information is generated.
【００６９】ところで、間引き部９から出力された画像
をＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）１１
において１６×１６画素で構成されるマクロブロック単
位で符号化するためには、水平方向、垂直方向ともに、
その画素数が１６の倍数である必要が有る。間引き部９
においては、このための画素の補填若しくは廃棄を、間
引きと同時に行う。The image output from the thinning section 9 is converted to an MPEG4 image information encoding section (I / P-VOP) 11
In order to perform encoding in units of macroblocks composed of 16 × 16 pixels, in both the horizontal and vertical directions,
The number of pixels must be a multiple of 16. Thinning section 9
In, the supplement or discard of the pixels for this is performed simultaneously with the thinning.
【００７０】例えば、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情
報（ビットストリーム）がＮＴＳＣ（National Televis
ion System Committee）の規格に準拠したもの、つまり
７２０×４８０画素、３０Ｈｚの飛び越し走査画像であ
った場合、間引き後の画枠はＳＩＦ（３６０×２４０画
素）サイズということになる。この画像に対して、間引
き部９において、例えば水平方向の右端若しくは左端の
８ラインを廃棄して３５２×２４０画素とする。For example, if the input MPEG2 image compression information (bit stream) is NTSC (National Televis)
In the case of an image conforming to the standards of the Ion System Committee, that is, an interlaced scan image of 720 × 480 pixels and 30 Hz, the image frame after thinning out has an SIF (360 × 240 pixels) size. For this image, the thinning section 9 discards, for example, the eight lines at the right end or the left end in the horizontal direction to obtain 352 × 240 pixels.
【００７１】なお、間引き部９における動作の変更を行
うことで、これ以外の画枠、例えば上記の例で、約１／
４×１／４の画枠であるＱＳＩＦ（１７６×１１２画
素）サイズの画像に変換することも可能である。By changing the operation of the thinning section 9, other image frames, for example, about 1 /
It is also possible to convert the image into a QSIF (176 × 112 pixel) size image, which is a 4 × １ ／ image frame.
【００７２】更に、上述した文献１は、ＭＰＥＧ２画像
情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）８における処理とし
て、水平方向、垂直方向それぞれについて、入力となる
ＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）内の、８
次の離散コサイン変換係数すべてを用いた復号処理を行
う画像情報変換装置について述べられているが、図１に
示した装置に関してはその限りではなく、水平方向の
み、或いは水平方向、垂直方向ともに、８次の離散コサ
イン変換係数のうちの低域成分のみを用いた復号処理を
行い、画質劣化を最小限に抑えながら、復号処理に伴う
演算量とビデオメモリ容量を削減することが可能であ
る。Further, the above-mentioned document 1 discloses that the processing in the MPEG2 image information decoding section (I / P picture) 8 includes, in each of the horizontal and vertical directions, the MPEG2 image compression information (bit stream) in the input. 8
An image information conversion apparatus that performs decoding processing using all of the following discrete cosine transform coefficients is described. However, the description is not limited to the apparatus illustrated in FIG. 1. Only the horizontal direction, or both the horizontal and vertical directions, By performing decoding using only low-frequency components of the eighth-order discrete cosine transform coefficients, it is possible to reduce the amount of computation and video memory capacity involved in decoding while minimizing image quality degradation.
【００７３】間引き部９によって生成された順次走査画
像は遅延バッファ１０によって１フレーム遅延された
後、ＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）１
１によってフレーム内で符号化されたＩ−ＶＯＰ及び表
示順序で順方向を参照して予測符号化されたＰ−ＶＯＰ
に符号化され、ＭＰＥＧ４画像圧縮情報（ビットストリ
ーム）として出力される。The progressively scanned image generated by the thinning section 9 is delayed by one frame by a delay buffer 10 and then is encoded by an MPEG4 image information encoding section (I / P-VOP) 1
1 and an I-VOP coded in a frame and a P-VOP coded predictively with reference to the forward direction in the display order.
And output as MPEG4 image compression information (bit stream).
【００７４】その際、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情
報（ビットストリーム）中の動きベクトル情報は、動き
ベクトル合成部１２において間引き後の画像情報に対す
る動きベクトルにマッピングされ、動きベクトル検出部
１３においては、動きベクトル合成部１２において合成
された動きベクトル値を元に高精度の動きベクトルを検
出する。At this time, the motion vector information in the input MPEG2 image compression information (bit stream) is mapped to the motion vector corresponding to the decimated image information in the motion vector synthesizing unit 12. A high-precision motion vector is detected based on the motion vector value synthesized by the motion vector synthesis unit 12.
【００７５】尚、ＶＯＰはVideo object Planeを意味
し、ＭＰＥＧ２におけるフレームに相当するものであ
る。また、Ｉ−ＶＯＰはＩピクチャに対応するイントラ
符号化ＶＯＰ、Ｐ−ＶＯＰはＰピクチャに対応する順方
向予測符号化ＶＯＰ、Ｂ−ＶＯＰはＢピクチャに対応す
る双方向予測符号化ＶＯＰである。Note that VOP means Video Object Plane and corresponds to a frame in MPEG2. Further, I-VOP is an intra-coded VOP corresponding to an I picture, P-VOP is a forward predictive coded VOP corresponding to a P picture, and B-VOP is a bidirectional predicted coded VOP corresponding to a B picture.
【００７６】この画像情報変換装置において、情報バッ
ファ１４には、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビ
ットストリーム）における、マクロブロック毎のアクテ
ィビティ情報がＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピ
クチャ）８から送られ、１フレーム分格納される。ここ
で用いられるアクティビティ情報としては、以下のよう
な６通りの方法で求められたものが考えられる。In this image information conversion apparatus, the information buffer 14 stores activity information for each macroblock in the input MPEG2 image compression information (bit stream) from the MPEG2 image information decoding unit (I / P picture) 8. Sent and stored for one frame. The activity information used here may be information obtained by the following six methods.
【００７７】第一の方法は、入力となるＭＰＥＧ２画像
圧縮情報（ビットストリーム）におけるマクロブロック
毎の量子化スケールＱを用いる方法である。第二の方法
は、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリ
ーム）におけるマクロブロック毎の輝度成分離散コサイ
ン変換係数に対して割り当てられた符号量（ビット数）
を用いる方法である。第三の方法は、入力となるＭＰＥ
Ｇ２画像圧縮情報（ビットストリーム）におけるマクロ
ブロック毎の離散コサイン変換係数に対して割り当てら
れた符号量（ビット数）を用いる方法である。第四の方
法は、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットスト
リーム）におけるマクロブロック毎に割り当てられた符
号量（ビット数）を用いる方法である。第五の方法は、
入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリー
ム）におけるマクロブロック毎に割り当てられた符号量
（ビット数）をＢとして、次の式（１４）によって与え
られるＸを用いる方法である。The first method is a method that uses a quantization scale Q for each macroblock in the input MPEG2 image compression information (bit stream). The second method is a code amount (number of bits) assigned to a luminance component discrete cosine transform coefficient for each macroblock in the input MPEG2 image compression information (bit stream).
It is a method using. The third method is to input MPE
This is a method using a code amount (bit number) assigned to a discrete cosine transform coefficient for each macroblock in G2 image compression information (bit stream). A fourth method is to use the code amount (the number of bits) assigned to each macroblock in the input MPEG2 image compression information (bit stream). The fifth method is
This method uses X given by the following equation (14), where B is the code amount (the number of bits) assigned to each macroblock in the input MPEG2 image compression information (bit stream).
【００７８】[0078]
【数１６】 (Equation 16)
【００７９】ここでＢはマクロブロックに割り当てられ
た符号量（ビット数）全体であっても、離散コサイン変
換係数係数に対して割り当てられた符号量（ビット数）
でもあっても、輝度成分離散コサイン変換係数に対して
割り当てられた符号量（ビット数）であっても良い。ま
た、Ｑは量子化スケールである。第六の方法は、入力と
なるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）内
で、各マクロブロックの輝度成分、若しくは輝度成分と
色差成分の両方に対する非零の離散コサイン変換係数を
用いる方法である。Here, B is the code amount (bit number) assigned to the discrete cosine transform coefficient even if the entire code amount (bit number) is assigned to the macroblock.
However, the code amount (the number of bits) assigned to the luminance component discrete cosine transform coefficient may be used. Q is a quantization scale. The sixth method is a method using non-zero discrete cosine transform coefficients for the luminance component of each macroblock or both the luminance component and the chrominance component in the input MPEG2 image compression information (bit stream).
【００８０】以下では、入力となる飛び越し走査画像の
ＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）の、１／
４の画枠を持つ、順次走査画像のＭＰＥＧ４画像圧縮情
報（ビットストリーム）を出力する場合を考える。In the following, 1/2 of the MPEG2 image compression information (bit stream) of the interlaced scanning image to be input is described.
Consider a case where MPEG4 image compression information (bit stream) of a progressively scanned image having 4 image frames is output.
【００８１】この時、アクティビティ合成部１５を用い
て、図２のＡに示すような入力となるＭＰＥＧ２画像圧
縮情報（ビットストリーム）内での４つのマクロブロッ
クに対するアクティビティ情報Ａｃｔｊ，ｎ （ｎ＝
１，…４）から、図２のＢに示すような出力となるＭＰ
ＥＧ４画像圧縮情報（ビットストリーム）内での１つの
マクロブロックに対するアクティビティ情報Ａｃｔｊ
を次の式（１５）のように生成する。At this time, activity information Act j, n (n = n ) for four macroblocks in the MPEG2 image compression information (bit stream) to be input as shown in FIG.
1,..., 4), the output MP as shown in FIG.
Activity information Act j for one macroblock in the EG4 image compression information (bit stream)
Is generated as in the following equation (15).
【００８２】[0082]
【数１７】 [Equation 17]
【００８３】ここで関数ｆとしては、入力サンプルの平
均値、若しくは最小値を出力する関数が考えられる。Here, as the function f, a function that outputs the average value or the minimum value of the input samples can be considered.
【００８４】アクティビティ合成部１５においては、上
述の、出力となるＭＰＥＧ４画像圧縮情報（ビットスト
リーム）に対するマクロブロック毎の情報Ａｃｔｊ 及
び、Ａｃｔｊ のＶＯＰ全体に渡る平均値Ａｖｇ＿ａｃ
ｔが算出され、ＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−
ＶＯＰ）１１に出力される。Ａｖｇ＿ａｃｔの算出に
は、画面全体に渡るＡｃｔｊ を知る必要があり、この
ため遅延バッファ１０が必要となる。In the activity synthesizing unit 15, the information Act j for each macroblock with respect to the MPEG4 image compression information (bit stream) to be output and the average value Avg_ac over the entire VOP of Act j
t is calculated, and the MPEG4 image information encoding unit (I / P-
VOP) 11. In order to calculate Avg_act, it is necessary to know Act j over the entire screen, and therefore, the delay buffer 10 is required.
【００８５】ＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−Ｖ
ＯＰ）１１においては、アクティビティ合成部１５にお
いて算出された媒介変数Ａｃｔｊ 及びＡｖｇ＿ａｃｔ
を用い、式（１２）に対応して、次の式（１６）のよう
に、各マクロブロックに対する正規化アクテイビテイＮ
ａｃｔｊ が算出され、マクロブロック毎の適応量子化
処理が実行される。The MPEG4 image information encoding unit (I / P-V
In OP) 11, the parameter variables Act j and Avg_act calculated by the activity synthesizing unit 15 are used.
, And corresponding to equation (12), as shown in the following equation (16), the normalized activity N
act j is calculated, and adaptive quantization processing is performed for each macroblock.
【００８６】[0086]
【数１８】 (Equation 18)
【００８７】この適応量子化に至る一連の処理手順を、
図３を参照して説明する。A series of processing procedures leading to the adaptive quantization is as follows.
This will be described with reference to FIG.
【００８８】最初のステップＳ２１において、ＭＰＥＧ
２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）８から出力され
た、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリ
ーム）における、マクロブロックごとのアクティビティ
情報Ａｃｔｊ，ｎ は、情報バッファ１４に格納され
る。In the first step S21, the MPEG
The activity information Act j, n for each macroblock in the input MPEG2 image compression information (bit stream) output from the two-image information decoding unit (I / P picture) 8 is stored in the information buffer 14. .
【００８９】ステップＳ２２において、アクティビティ
合成部１５は、情報バッファ１４に格納されているアク
ティビティ情報Ａｃｔｊ からＭＰＥＧ４画像圧縮情報
（ビットストリーム）内でのマクロブロックに対するア
クティビティ情報Ａｃｔｊを生成する。In step S22, the activity synthesizing unit 15 generates activity information Act j for the macroblock in the MPEG4 image compression information (bit stream) from the activity information Act j stored in the information buffer 14.
【００９０】ステップＳ２３において、アクティビティ
合成部１５は、アクティビティ情報Ａｃｔｊ の平均値
Ａｖｇ＿ａｃｔを算出する。そして、ステップＳ２４に
おいて、アクティビティ合成部１５は、正規化アクティ
ビティＮａｃｔｊ を算出する。In step S23, the activity synthesizing unit 15 calculates an average value Avg_act of the activity information Act j . Then, in step S24, the activity synthesizing unit 15 calculates the normalized activity Nact j .
【００９１】ステップＳ２５において、ＭＰＥＧ４画像
情報符号化部１１は、アクティビティ合成部１５から供
給された正規化アクティビティＮａｃｔｊ に基づい
て、適応量子化を用いて画像情報符号化を実行する。In step S25, the MPEG4 image information encoding unit 11 executes image information encoding using adaptive quantization based on the normalized activity Nact j supplied from the activity synthesizing unit 15.
【００９２】上記処理を行うことにより、式（１１）の
実行が不要となるため、処理量の削減が可能となる。ま
た、式（１１）において、ａｖｇ＿ａｃｔは直前のＶＯ
Ｐに対する平均値であるのに対し、式（１６）におい
て、Ａｖｇ＿ａｃｔは当該ＶＯＰに対する平均値である
ため、より安定した符号量制御を行うことが可能であ
る。By performing the above processing, the execution of equation (11) becomes unnecessary, so that the processing amount can be reduced. In equation (11), avg_act is the value of the immediately preceding VO.
In Expression (16), Avg_act is an average value for the VOP, whereas an average value for P is used. Therefore, more stable code amount control can be performed.
【００９３】次に、本発明の第２の実施の形態である画
像情報処理装置について説明する。Next, an image information processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described.
【００９４】この画像情報変換装置は、図４に示すよう
に、ピクチャタイプ判別部１６と、圧縮情報解析部１７
と、ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）１
８と、間引き部１９と、ＭＰＥＧ４画像情報符号化部
（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）２０と、動きベクトル合成部２１
と、動きベクトル検出部２２と、情報バッファ２３と、
アクティビティ合成部２４とを有している。As shown in FIG. 4, the image information conversion apparatus includes a picture type discrimination section 16 and a compression information analysis section 17.
And MPEG2 image information decoding unit (I / P picture) 1
8, a thinning unit 19, an MPEG4 image information encoding unit (I / P-VOP) 20, a motion vector combining unit 21
, A motion vector detection unit 22, an information buffer 23,
An activity synthesizing unit 24 is provided.
【００９５】図１に示した第１の実施の形態の画像情報
変換装置においては、ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ
／Ｐピクチャ）８において、入力となるＭＰＥＧ２画像
圧縮情報（ビットストリーム）における、各マクロブロ
ック毎のアクティビティ情報が抽出され、遅延バッファ
１０によって１フレーム分の遅延が実現されるのに対
し、この画像情報変換装置においては、圧縮情報解析部
１７において、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビ
ットストリーム）における、各マクロブロック毎のアク
ティビティ情報が抽出されると同時に１フレーム分の遅
延が実現される点が異なっている。In the image information conversion apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1, the MPEG2 image information decoding section (I
/ P picture) 8, activity information for each macroblock in the input MPEG2 image compression information (bit stream) is extracted, and a delay of one frame is realized by the delay buffer 10. In the information conversion device, the compression information analysis unit 17 extracts activity information for each macroblock in the input MPEG2 image compression information (bit stream), and at the same time realizes a delay of one frame. Is different.
【００９６】他の部分については、上述した第１の実施
の形態の画像情報変換装置と同様であるので、説明を省
略する。The other parts are the same as those of the image information conversion apparatus according to the first embodiment, and the description is omitted.
【００９７】このように、上述の実施の形態において
は、ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）に
おいて抽出される、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報
（ビットストリーム）内におけるマクロブロックごとの
情報を利用することにより、処理量を低減すると共に安
定した符号量制御を達成している。As described above, in the above-described embodiment, information for each macro block in the input MPEG2 image compression information (bit stream) extracted in the MPEG2 image information decoding unit (I / P picture) , The amount of processing is reduced and stable code amount control is achieved.
【００９８】以上、入力としてＭＰＥＧ２画像圧縮情報
（ビットストリーム）を、出力としてＭＰＥＧ４画像圧
縮情報（ビットストリーム）を対象としてきたが、入
力、出力ともこれに限らず、例えばＭＰＥＧ−１やＨ．
２６３などの画像圧縮情報（ビットストリーム）でも良
い。As described above, the MPEG2 image compression information (bit stream) has been used as the input, and the MPEG4 image compression information (bit stream) has been used as the output. However, the input and output are not limited to this. For example, MPEG-1 or H.264.
H.263 or other image compression information (bit stream).
【００９９】[0099]
【発明の効果】以上述べてきた様に、本発明は、飛び越
し走査のＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）
を入力とし、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビッ
トストリーム）内での各マクロブロックに対するアクテ
ィビティ情報から、出力となるＭＰＥＧ４画像圧縮情報
（ビットストリーム）内での各マクロブロックに対する
アクティビティ情報を合成してこれを適応量子化に用い
ることで、より少ない処理量により、マクロブロック毎
の符号量配分が最適化された状態で、順次走査のＭＰＥ
Ｇ４画像圧縮情報（ビットストリーム）に変換して出力
する手段を提供するものである。As described above, the present invention provides MPEG2 image compression information (bit stream) for interlaced scanning.
And the activity information for each macroblock in the output MPEG4 image compression information (bitstream) is synthesized from the activity information for each macroblock in the input MPEG2 image compression information (bitstream). By using this for adaptive quantization, the MPE of progressive scanning can be performed in a state where the code amount distribution for each macroblock is optimized with a smaller amount of processing.
It provides means for converting into G4 image compression information (bit stream) and outputting it.
【図１】第１の実施の形態の画像情報変換装置の構成を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image information conversion device according to a first embodiment.
【図２】アクティビティ情報Ａｃｔｊ を生成する方法
を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a method of generating activity information Act j .
【図３】適用量子化処理の動作原理を示すフローチャー
トである。FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation principle of an applied quantization process.
【図４】第２の実施の形態の画像情報変換装置の構成を
示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an image information conversion device according to a second embodiment.
【図５】従来の画像情報変換装置の構成を示すブロック
図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional image information conversion device.
【図６】従来の符号化制御方式の動作原理を示すフロー
チャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the operation principle of a conventional encoding control method.
７ ピクチャタイプ判別部、 ８ ＭＰＥＧ２画像情報
復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）、 ９ 間引き部、 １０
遅延バッファ、 １１ ＭＰＥＧ４画像情報符号化部
（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）、 １２ 動きベクトル合成部、
１３ 動きベクトル検出部、 １４ 情報バッファ、
１５ アクティビティ合成部7 picture type discriminating unit, 8 MPEG2 image information decoding unit (I / P picture), 9 thinning unit, 10
Delay buffer, 11 MPEG4 image information coding unit (I / P-VOP), 12 motion vector synthesis unit,
13 motion vector detector, 14 information buffer,
15 Activity synthesis unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 輝彦 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 矢ヶ崎 陽一 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） 5C059 KK06 KK08 KK41 LA07 LB05 LB07 MA00 MA01 MA23 PP05 PP06 PP07 PP16 PP30 SS10 TA46 TB04 TC10 TC18 UA02 UA05 UA32 5C063 AB03 BA04 CA11 5J064 AA02 BA01 BA16 BB03 BB04 BB12 BC01 BC16 BD01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Teruhiko Suzuki 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Yoichi Yagasaki 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F term (reference)
Claims (21)
越し走査の入力画像圧縮情報を、第２の圧縮符号化方式
で圧縮された順次走査の出力画像圧縮情報に変換する画
像情報変換装置において、 上記入力画像圧縮情報のフレームを構成する画素ブロッ
クの第１のアクティビティ情報を用い、上記出力画像圧
縮情報のフレームを構成する画素ブロックの第２のアク
ティビティ情報を合成する合成手段と、 上記第２の圧縮符号化方式の圧縮の際の適応量子化の媒
介変数として上記第２のアクティビティ情報を用いて符
号化する符号化手段とを有することを特徴とする画像情
報変換装置。An image information conversion apparatus for converting input image compression information of interlaced scanning compressed by a first compression encoding method into output image compression information of progressive scanning compressed by a second compression encoding method. A synthesizing means for synthesizing second activity information of a pixel block forming a frame of the output image compression information by using first activity information of a pixel block forming a frame of the input image compression information; A coding means for coding using the second activity information as a parameter of adaptive quantization at the time of compression according to the second compression coding method.
入力画像圧縮情報の各画素ブロックに割り当てられた量
子化スケール情報であ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 image information conversion apparatus according to claim 1, wherein the first activity information is quantization scale information assigned to each pixel block of the input image compression information.
入力画像圧縮情報の各画素ブロックに割り当てられた符
号量であることを特徴とする請求項１記載の画像情報変
換装置。3. The image information conversion apparatus according to claim 1, wherein the first activity information is a code amount assigned to each pixel block of the input image compression information.
入力画像圧縮情報の各画素ブロックの離散コサイン変換
係数に割り当てられた符号量であることを特徴とする請
求項１記載の画像情報変換装置。4. The image information conversion device according to claim 1, wherein the first activity information is a code amount assigned to a discrete cosine transform coefficient of each pixel block of the input image compression information.
入力画像圧縮情報の各画素ブロックの輝度成分の離散コ
サイン変換係数に割り当てられた符号量であることを特
徴とする請求項１記載の画像情報変換装置。5. The image information according to claim 1, wherein the first activity information is a code amount assigned to a discrete cosine transform coefficient of a luminance component of each pixel block of the input image compression information. Conversion device.
入力画像圧縮情報の各画素ブロックに対して次の式で与
えられる媒介変数であることを特徴とする請求項１記載
の画像情報変換装置。 【数１】 ただし、各ブロックに対して割り当てられた量子化スケ
ールをＱ、割当符号量をＢ、媒介変数をＸとする。6. The image information conversion apparatus according to claim 1, wherein the first activity information is a parametric variable given by the following equation for each pixel block of the input image compression information. (Equation 1) Here, Q is a quantization scale assigned to each block, B is an assigned code amount, and X is a parameter.
報の各画素ブロックに対して割り当てられた符号量であ
ることを特徴とする請求項６記載の画像情報変換装置。7. The image information conversion apparatus according to claim 6, wherein the allocated code amount is a code amount allocated to each pixel block of the input image compression information.
報の各画素ブロックの離散コサイン変換係数に割り当て
られた符号量であることを特徴とする請求項６記載の画
像情報変換装置。8. The image information conversion apparatus according to claim 6, wherein the allocated code amount is a code amount allocated to a discrete cosine transform coefficient of each pixel block of the input image compression information.
報の各画素ブロックの輝度成分の離散コサイン変換係数
であることを特徴とする請求項６記載の画像情報変換装
置。9. The image information conversion apparatus according to claim 6, wherein the allocated code amount is a discrete cosine transform coefficient of a luminance component of each pixel block of the input image compression information.
記入力画像圧縮情報内における非零の離散コサイン変換
係数であることを特徴とする請求項１記載の画像情報変
換装置。10. The image information conversion device according to claim 1, wherein the first activity information is a non-zero discrete cosine transform coefficient in the input image compression information.
記入力画像圧縮情報内における非零の輝度成分の離散コ
サイン変換係数であることを特徴とする請求項１記載の
画像情報変換装置。11. The image information conversion device according to claim 1, wherein the first activity information is a discrete cosine transform coefficient of a non-zero luminance component in the input image compression information.
報内における各画素ブロックごとの第１のアクティビテ
ィ情報の平均値を用いて上記出力画像圧縮情報内におけ
る各画素ブロックごとの第２のアクティビティ情報を合
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。12. The second activity information for each pixel block in the output image compression information using an average value of the first activity information for each pixel block in the input image compression information. 2. The image information conversion apparatus according to claim 1, wherein
報内における各画素ブロックごとの第１のアクティビテ
ィ情報の最小値を用いて上記出力画像圧縮情報内におけ
る各画素ブロックごとの第２のアクティビティ情報を合
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。13. The second activity information for each pixel block in the output image compression information using the minimum value of the first activity information for each pixel block in the input image compression information. 2. The image information conversion apparatus according to claim 1, wherein
２、上記第２の圧縮符号化方式はＭＰＥＧ４であり、上
記合成手段は、各画素ブロックごとの第１のアクティビ
ティ情報を算出すると共に、上記出力画像圧縮情報の画
像に相当するＶＯＰ全体にわたる上記第１のアクティビ
ティ情報の平均値を算出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。14. The method according to claim 1, wherein the first compression encoding method is MPEG.
2. The second compression encoding method is MPEG4, and the synthesizing means calculates the first activity information for each pixel block, and calculates the first activity information for each pixel block. The average value of one activity information is calculated.
The image information conversion device described in the above.
算出することを特徴とする請求項１４記載の画像情報変
換装置。 【数２】 ただし、第ｊ画素ブロックの第１のアクティビティ情報
をＡｃｔｊ と、ＶＯＰ全体にわたる上記第１のアクテ
ィビティ情報の平均値をＡｖｇ＿ａｃｔと、第ｊ画素ブ
ロックの正規化アクティビティをＮａｃｔｊ とする。15. The image information conversion apparatus according to claim 14, wherein the normalized activity is calculated by the following equation. (Equation 2) Here, the first activity information of the j-th pixel block is Act j , the average value of the first activity information over the entire VOP is Avg_act, and the normalized activity of the j-th pixel block is Nact j .
２、上記第２の圧縮符号化方式はＭＰＥＧ４であり、上
記入力画像圧縮情報を、上記出力画像圧縮情報の画像に
相当するＶＯＰに相当する期間に亘って遅延させる遅延
バッファを有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。16. The first compression encoding method is MPEG
2. The second compression encoding method is MPEG4, and has a delay buffer for delaying the input image compression information for a period corresponding to a VOP corresponding to an image of the output image compression information. The image information conversion device according to claim 1.
ーム分の第１のアクティビティ情報を抽出すると共に、
上記入力画像圧縮情報を１フレーム期間遅延させる画像
解析手段を有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。17. Extracting one frame of first activity information in the input image compression information,
2. The image information conversion apparatus according to claim 1, further comprising image analysis means for delaying the input image compression information by one frame period.
び越し走査の入力画像圧縮情報を、第２の圧縮符号化方
式で圧縮された順次走査の出力画像圧縮情報に変換する
画像情報変換方法において、 上記入力画像圧縮情報のフレームを構成する画素ブロッ
クの第１のアクティビティ情報を用い、上記出力画像圧
縮情報のフレームを構成する画素ブロックの第２のアク
ティビティ情報を合成するステップと、 上記第２の圧縮符号化方式の圧縮の際の適応量子化の媒
介変数として上記第２のアクティビティ情報を用いて符
号化するステップとを有することを特徴とする画像情報
変換方法。18. An image information conversion method for converting input image compression information of interlaced scanning compressed by a first compression encoding method into output image compression information of progressive scanning compressed by a second compression encoding method. In the above, using the first activity information of the pixel blocks forming the frame of the input image compression information, synthesizing the second activity information of the pixel blocks forming the frame of the output image compression information; Encoding using the second activity information as a parameter of adaptive quantization at the time of compression according to the compression encoding method.
素ブロックごとの第１のアクティビティ情報の平均値を
用いて上記出力画像圧縮情報内における各画素ブロック
ごとの第２のアクティビティ情報を合成することを特徴
とする請求項１８記載の画像情報変換方法。19. Composing second activity information for each pixel block in the output image compression information using an average value of the first activity information for each pixel block in the input image compression information. 19. The image information conversion method according to claim 18, wherein:
素ブロックごとの第１のアクティビティ情報の最小値を
用いて上記出力画像圧縮情報内における各画素ブロック
ごとの第２のアクティビティ情報を合成することを特徴
とする請求項１８記載の画像情報変換方法。20. Combining second activity information for each pixel block in the output image compression information using the minimum value of the first activity information for each pixel block in the input image compression information. 19. The image information conversion method according to claim 18, wherein:
ーム分の第１のアクティビティ情報を抽出すると共に、
上記入力画像圧縮情報を１フレーム期間遅延させるステ
ップを有することを特徴とする請求項１８記載の画像情
報変換方法。21. Extracting one frame of first activity information in the input image compression information,
19. The method according to claim 18, further comprising the step of delaying the input image compression information by one frame period.
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