CN102106147B - 动态图像编码方法以及动态图像编码装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动态图像编码装置，并且，包括：QP导出部(106)，根据动态图像信号，导出量化步长和比该量化步长的步长幅度小的小量化步长；小QP位置决定部(104)，决定将要利用小量化步长进行量化的第一块群在图片内的位置；以及视频编码器(110)，利用小量化步长对此位置的第一块群进行量化后进行编码，并利用量化步长对包含在图片内的此位置以外的第二块群进行量化后进行编码，小QP位置决定部(104)，按照在时间顺序上连续的多个图片中的每一定数量的图片，决定多个图片的每一个图片内的所述第一块群的位置，以使多个图片内的第一块群的位置成为在编码顺序方向上循环。

Description

动态图像编码方法以及动态图像编码装置
技术领域
本发明涉及动态图像编码方法以及动态图像编码装置。本发明尤其涉及针对图像信号利用MPEG(Moving Picture Experts Group：动态图像专家组)-4方式或ITU-T H.264方式，以块为单位进行编码的动态图像编码方法以及动态图像编码装置。
背景技术
近几年，已迎来多媒体时代，能够将声音、图像以及其他的像素值综合地进行处理，并且，以往的信息媒介，即报纸、杂志、电视、收音机以及电话等的向人们传达信息的手段作为多媒体的对象而被提出。一般来说，多媒体不仅是指文字，而且还将图形或声音、尤其是图像等同时关联并表示。若将上述以往的信息媒介作为多媒体的对象，则必须将此信息以数字形式来表示以作为前提条件。
然而，若将上述各个信息媒介所持有的信息量作为数字信息量来进行估计，则在文字的情况下，每个文字的信息量为1至2字节。与此相对应，在声音的情况下，每秒的信息量为64Kbits(电话通话时的质量)，并且，针对动态图像的情况来说，每秒需要100Mbits(以当前电视机进行接收时的质量)以上的信息量。因此，在上述的信息媒介中，以数字形式来照原样处理此庞大的信息是不切实际的。例如可视电话通过具有64Kbits/s至1.5Mbits/s传输速度的综合业务数字网(ISDN：Integrated Services Digital Network)而被实际应用。然而，电视机或摄像机的影像不能通过ISDN以其原样的数字信息量而被传输。
于是，信息的压缩技术逐渐成为一个需要的技术。例如在可视电话的情况下，利用了由ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)劝告的H.261标准或H.263标准的动态图像压缩技术。并且，在MPEG-1标准的信息压缩技术中，也能够将声音信息和图像信息一同收入到通常音乐用的CD(CompactDisc：激光唱片)。
在此，所谓MPEG(Moving Picture Experts Group：活动图像压缩标准)是，由ISO/IEC(国际标准化组织国际电气标准会议)标准化的动态图像信号压缩的国际标准。MPEG-1是，将动态图像信号压缩到1.5Mbits/s为止的标准，即，将电视信号的信息压缩到约100分之1为止的标准。并且，在MPEG-1标准中将成为目标的质量设为中等程度的质量，即将质量设为传输速度主要以大约1.5Mbits/s来实现的程度，进而，需要满足更高画质的要求的MPEG-2被标准化。在MPEG-2中，将动态图像信号以2至15Mbits/s来实现TV(Television：电视机)播放质量。而且，目前的现状是，通过不断地推进MPEG-1、MPEG-2以及标准化的工作组(ISO/IEC JTC1/SC29/WG11)，MPEG-4被标准化，在MPEG-4标准中实现了超过MPEG-1、MPEG-2的压缩率，并且能够以物体为单位来进行编码或解码或操作，并且，实现了多媒体时代所需要的新的功能。在MPEG-4中，最初虽然是以低比特率的编码方法的标准化为目标来进行的，不过，被被逐渐推广为对包含交错图像的高比特率进行编码的方法也包括在内的更加通用的编码方法。而且，当前，由ISO/IEC和ITU-T共同地对MPEG-4AVC以及ITU-T H.264进行标准化，以作为更高压缩率的图像编码方式。
图像信号可以认为是，被连续的以相同时刻的像素的集合构成的图片(也被称为帧或场)。像素是根据该像素与图片内的周围像素之间的相关性强这一特征，而被进行利用了图片内的像素之间的相关性的压缩。并且，根据在连续的图片之间像素的相关性也很强这一特征，还被进行利用了图片之间的像素的相关性的压缩。将利用了图片之间的像素的相关性与图片内的像素之间的相关性的压缩称为帧间编码，将不利用图片之间的像素的相关性，而利用了图片内的像素之间的相关性的压缩称为帧内编码。由于利用图片之间的相关性，因此，帧间编码的压缩率比帧内编码的压缩率高。在MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-4AVC以及H.264中，构成作为二维的矩形区域的像素的集合的块(或者宏块)，并以块为单位来切换帧内编码和帧间编码。
在帧内编码的情况下，利用了图片内的像素块或者图片内的像素之间的相关性的预测误差的块被构成。在帧间编码的情况下，利用了图片之间的相关性的预测误差的块被构成。并且，针对构成图片的这些块，进行DCT(Discrete Cosine Transform：离散余弦变换)等的二维正交变换，对被二维正交变换后的块的频率成分，以规定的量化步长(幅度)进行量化。进行了量化的结果所得到的量化值被进行可变长编码后被传输，例如被传输到网络。
另外，在进行量化时，若量化步长大，则图像编码失真就会变大，但是，成为高压缩，若量化步长小，则图像编码失真就会变小，但是，成为低压缩。在此，所谓量化步长是指，进行量化时的量化幅度，并表示将量化详细进行到什么程度。
此外，在对动态图像进行编码的情况下，通常是导出量化步长，以使表示每秒的数据量的比特率成为一定且图片内的量化步长大致成为一定。使比特率成为一定是，因为传输进行了编码的流的网络的传输比特率为一定缘故。这是因为在编码失真根据图片内的位置(水平位置、垂直位置)而编码失真的大小不均匀的情况下，也就是说在图片内量化步长几乎不一样时，则编码失真变得显著的缘故。
这样，一般在对动态图像进行编码的情况下，控制量化步长，以使在图片内量化步长一样。此控制所具有的优点是，由于能够使编码失真变得一样，因此，在特定的位置不容易感觉到编码失真。
另外，在网络中，已普及利用了ADSL(Asymmetric Digital Subscriberline：非对称数字用户线)或光纤的高速网络环境，在一般的家庭也能够进行以超过数Mbits/s的比特率的收发。此外，预测在今后几年内发展为能够进行以数十Mbits/s的比特率的收发。因此，通过利用上述的图像编码技术，不仅在利用了专用线路的企业，预计在一般的家庭中也能够推进TV播放质量、HDTV(High Definition Television：高清晰度电视)质量，以及不远将来超级HDTV质量的TV电话或TV会议系统的引入。
然而，在经由网络传输进行了编码的图像数据时，即在传输流时，因网络拥塞等而会导致流的一部分消失。在流的一部分消失了的情况下，由于接收方不能对与消失了的流相对应的位置的图像正确地进行解码，因此，发生画质劣化的现象。并且，下一个图片之后也由于参照与消失了的流相对应的位置的图像，因此在对进行了帧间编码的流进行解码时也会发生画质劣化的现象。于是，对作为汇集了多个块的编码单位的片进行了定义。片是能够独立地进行编码处理以及解码处理的最小单位，即使流的一部分消失，也能够以片为单位进行解码处理。因此，例如存在图22所示的技术，例如将图片划分为5行的片，将其中之一的片作为I片，在时间上连续的图片中，使在图片内的I片的位置循环。在此，I片为被进行了帧内编码的片。根据此技术，即使在网络拥塞等而造成流的一部分消失了的情况下，也不会受此影响，而接收方能够正确地进行解码。也就是说，通过上述的I片的循环，从而能够阻止因网络拥塞等而发生的错误在以帧间编码时对其之后的图片的解码所产生的影响。
图23是说明利用了MPEG-2标准的片划分方法的情况下的片与块之间的关系的图。图23所示的图片(1个帧)由多个块构成。此外，在构成图片的块中，由同一行的块构成一个片。
图24是用于说明图片中的多个块的编码顺序的图。图23所示的图片中的块以图24所示的顺序进行编码，即在图片内，在片单位中以从左到右的顺序，且以片为单位以从上到下的顺序进行编码。按照这样的编码顺序来对图片中的块进行编码，从而生成流。
现有技术文献
非专利文献
[非专利文献1]MPEG-2标准书：ISO/IEC 13818-2，“InformationTechnology-Generic Coding Of Moving Pictures And Associated AudioInformation：Video”，International Standard，Second Edition，December 2000
然而，一般在以高压缩率来对动态图像即连续的多个图片进行帧间编码的情况下，在连续的多个图片中的任一个图片为编码失真大的图片时，在编码顺序中该图片之后的图片，就会进行利用了与此编码失真大的图片之间的画面间相关性的压缩。从而导致在此之后的图片的编码失真也会变大，因此，尤其在运动少的动态图像中，在视觉上编码失真就会变得非常显著。
发明内容
于是，鉴于上述课题，本发明的目的在于实现一种动态图像编码方法以及动态图像编码装置，尤其在因网络拥塞等影响而引起的流的消失少的情况下，将利用了画面间相关性的帧间编码的编码失真变小。
为了解决上述的课题，本发明涉及的动态图像编码装置，针对动态图像信号中在时间顺序上连续的多个图片，在以块为单位利用量化步长进行量化后进行编码，其中包括：量化步长导出部，根据所述动态图像信号，导出量化步长和比该量化步长的步长幅度小的小量化步长；位置决定部，决定第一块群在该图片内的位置，所述第一块群是由将要利用所述小量化步长进行量化的一个以上的块构成；以及编码部，利用所述小量化步长对位于由所述位置决定部所决定的所述位置中的所述第一块群进行量化后进行编码，并利用所述量化步长对第二块群进行量化后进行编码，所述第二块群是由包含在所述图片内的所述位置以外的一个以上的块构成，所述位置决定部，按照所述在时间顺序上连续的多个图片中的在时间顺序上连续的每一定数量的图片，决定该多个图片的每一个图片内的所述第一块群的位置，以使该多个图片内的所述第一块群的位置成为在编码顺序方向上循环。
另外，本发明不仅能够作为装置来实现，也能够作为具备这样的装置所具有的处理单元的集成电路来实现，还能够将构成此装置的处理单元作为步骤的方法来实现。并且，本发明能够作为使计算机执行这些步骤的程序来实现，也能够作为表示此程序的信息、数据或信号来实现。而且，也可以将这些程序、信息、数据以及信号经由CD-ROM等的记录介质或因特网等的通信介质进行分发。
根据本发明，能够实现将利用了画面间相关性的帧间编码的编码失真变小的动态图像编码方法以及动态图像编码装置。
具体而言，通过将以小的量化步长进行编码的片或块配置在图片，并使连续的图片中的图片内的此位置按照编码顺序来移动，从而使以小的量化步长进行编码的片或块以一定周期来循环。从而在成为一定周期的连续的图片中，在构成图片的所有的片或块的位置上进行编码失真小的帧间编码。
在此，由于下述的(1)、(2)，从而运动少的块中的编码失真会变小，因此，能够达到在视觉上不会明显地感到编码失真的效果。
(1)在动态图像的运动少的块中，利用像素相关性的图片(参考图片)的编码失真越小，帧间编码的压缩率就越高，编码失真也就变得越小。因此，通过以小的量化步长进行编码，从而参照此而进行编码的图片的编码失真也会变小。
(2)由于比起运动大的块，在运动小的块中容易用眼睛跟踪图像，因此，编码失真变得显著。
并且，由于通过在连续的图片中，仅将构成每一个图片的一部分的块的量化步长变小，从而能够使对每一个图片进行编码时的比特数也大致成为一定，因此，能够以一定的比特率的网络进行传输。
另外，虽然在图片内量化步长几乎不一样的情况下，编码失真会变得显著，但是，在本发明中能够避免这一问题。其理由如下。
(1)以小的量化步长进行编码的片位置是循环的，从而图片整体一定会有以小的量化步长进行编码的机会。
(2)在帧间编码中参照了小的量化步长的编码中，即使量化步长不小，编码失真不显著的情况也很多。也就是说，这是因为，在一般情况下，图像运动越小，帧间编码的编码失真就变得越小，大致与参照图像的编码失真相同，在运动大的情况下，即使在图像中不采用相同的量化步长，画质劣化也不会变得显著的缘故。
附图说明
图1是示出本发明的实施例1中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
图2是用于说明本发明的实施例1中的效果的图。
图3A是示出本发明的实施例1中的以时间顺序对各个片进行编码并发送流的情况下的比特数的图。
图3B是示出本发明的实施例1中的以时间顺序对各个片进行编码并发送流的情况下的比特数的图。
图4是示出本发明的实施例1中的动态图像编码装置的构成的框图。
图5是说明本发明的实施例1中的以动态图像编码装置进行编码的情况下的处理的流程图。
图6是示出本发明的实施例2中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
图7是示出本发明的实施例3中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
图8是示出本发明的实施例4中的将小QP块插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
图9是本发明的实施例4中的动态图像编码装置的构成的图。
图10是说明本发明的实施例4中的以动态图像编码装置进行编码的情况下的处理的流程图。
图11是示出本发明的实施例5中的将小QP块插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
图12是示出本发明的实施例5中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的其他的例子的图。
图13是示出本发明的实施例5中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的又一其他的例子的图。
图14是示出本发明的实施例5中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的又一其他的例子的图。
图15是示出本发明的实施例5中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的又一其他例子的图。
图16A是用于说明本发明的实施例6中的将I片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
图16B是用于说明本发明的实施例6中的将I片或小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
图17是示出本发明实施例6中的动态图像编码装置的构成的框图。
图18是说明本发明的实施例6中的以动态图像编码装置进行编码的情况下的处理的流程图。
图19是示出本发明的实施例7中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
图20是示出本发明的实施例8中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
图21A是针对用于存储将上述各个实施例的动态图像编码化装置通过计算机系统来实现的程序的记录介质的说明图。
图21B是针对用于存储将上述各个实施例的动态图像编码化装置通过计算机系统来实现的程序的记录介质的说明图。
图21C是针对用于存储将上述各个实施例的动态图像编码化装置通过计算机系统来实现的程序的记录介质的说明图。
图22是示出将I片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
图23是MPEG-2的片和块之间的关系的说明图。
图24是图片中的块的编码顺序的说明图。
具体实施方式
以下，针对本发明的实施例，利用附图来进行说明。
(实施例1)
图1是示出本发明的实施例1中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
如图1所示，从图片N到图片N+9为止为，按照此顺序在时间顺序上连续的图片，图片(1个帧)由多个片构成。在此，每一个图片由5个片构成。
在构成图片的块中，标有斜线的片为量化步长比通常的量化步长小的片(以下，记作小QP片)。没标有斜线的其他的片为量化步长没有被变小的片，即通常的量化步长的片(以下，记作通常QP片)。在此，通常的量化步长是指，如上所述，在对动态图像进行编码的情况下，以使表示每秒的数据量的比特率成为一定，且在图片内量化步长大致成为一定而通常所导出的量化步长。另外，小QP片的量化步长的大小与通常QP片的量化步长的大小，也可以以图片为单位而不同。
这样，由于图片中的量化步长的大小针对的是特定的片，因此，能够以片为单位来变更。
如图1所示，在实施例1中，周期性的即在时间上连续的图片中的图片内包含量化步长小的小QP片，并按照在时间上连续的每个图片，移动图片内的小QP片的位置。具体而言，从图片N到图片N+4为止，在图片内的小QP片位置依次地向下移动一个片，在图片N+4中成为图片内的最下位置。在图片N+5中，不包含小QP片，而仅为通常QP片。在图片N+6中，图片内的最上位置为小QP片的位置。如上所述，在图1中，按照在时间顺序上连续的每一定数量的图片，来移动图片内的小QP片的位置。
在此，如图1所示，在时间顺序上连续的图片中，按照图片内的块的编码顺序，小QP片与下一个小QP片之间包含的片的个数(即块数)为一定值。另外，在此编码顺序是指，图19中所示的在图片中的块的编码顺序。
然而，在所有的动态图像中，不用说视频会议、音乐会以及监视摄像机等，即使是拍摄的影片以及风景，在动态图像的整个区域内运动多的部分也很少。也就是说，在所有的动态图像信号中大部分是，仅一部分的区域在运动，或就连在整个区域也几乎是没有运动的动态图像信号。并且，在没有运动的区域中，图片之间的相关性非常高，参考图片与编码对象图片之间几乎没有差。在几乎没有差的情况下，即使对差不进行编码，编码失真也不会变大。
从而在帧间编码中，在几乎没有运动的区域中对参考图片与编码对象图片之间的差进行编码的情况下，若参考图片的编码失真小，则不需要对图片之间的差进行编码。因此，即使编码对象图片的量化步长大，编码对象图片的编码失真也会变小。
图2是用于说明本发明的实施例1中的效果的图。
以小的量化步长(以下，记作小量化步长)进行了量化的斜线所表示的小QP片的编码失真，比以通常的量化步长(以下，记作通常量化步长)进行了量化的通常QP片的编码失真小。换句话说，与对通常QP片进行了预测编码的情况相比较，在对小QP片进行了预测编码的情况下，能够再生比与原图像之间的差分小的解码图像。并且，在后续的图像参照解码图像，并作为通常QP片来进行编码的情况下，原图像与解码图像之间的差分也残留在后续的图像的解码图像。
因此，参照小QP片而进行编码的通常QP片，即使在几乎没有运动的区域中量化步长为通常的大小，编码失真也会变小，这是因为与参照通常QP片而进行编码的通常QP片相比较，受到来自参考图片中的编码失真的影响小的缘故。
根据这样的理由，若参照小QP片来进行编码，则通常QP片的编码失真会变小。参照编码失真变小的通常QP片而进行编码的再后续的图像的通常QP片，即使量化步长为通常的大小，与参照编码失真没有变小的通常QP片而进行编码的再后续的图像的通常QP片相比较，编码失真也会变小。
因此，如图2所示，在时间顺序上连续的图片中，在某时刻的图片中被设为小QP片的位置的片，即使在后续的图片中，编码失真也会变小。也就是说，通过将小QP片配置在在时间顺序上连续的图片中的图片，并在连续的图片中使图片内的此位置按照编码顺序来移动，从而使图片内的小QP片的位置以一定周期循环。因此，在图片内的所有的片位置中，以一定周期进行编码失真小的编码。
这样，在运动小或几乎没有运动的动态图像中，通过如上所进行处理，从而能够将编码失真变小，因此，在视觉上编码失真也不会感到显著。
图3A以及3B是示出本发明的实施例1中的按照时间顺序对各个片进行编码并发送流的情况下的比特数的图。
图3A示出对图1中所示的构成图片的片按照上述的编码顺序来进行编码时产生的比特数。在此，在图3A中，横轴表示编码顺序(时刻)，纵轴表示比特数的大小。
小QP片的压缩率比其他的通常QP片的压缩率低。因此，在进行编码的情况下，小QP片的比特数的大小比通常QP片的比特数的大小大。
这样以片为单位且以一定的比特率传输进行了编码的片时，量化步长小的小QP片与其他的通常QP片相比较，传输进行了编码的数据所花费的时间更多。
图3B示出了将以一定的比特率传输图3A的编码数据时的传输，以时间轴记载在横轴上的图。图3B示出了对在时间顺序上连续的多个图片进行编码，并将这些图片按照编码顺序以一定的比特率进行传输的状态。
如图3A以及图3B所示，即使在图片N+4、图片N+5以及图片N+6之间，小QP片与下一个小QP片之间的通常QP片也固定为5个。也就是说，在以片为单位网络传输流的情况下，不会连续两次传输比特数大的小QP片。因此，网络传输的比特数被均衡化。具体而言，如图3B中的区间A至区间E所示，在任一个区间的6个片中，即在任何连续的6个片中，都包含有1个小QP片和5个通常QP片。
据此，由于包含在小QP片与下一个小QP片之间的片的个数是一定的，因此，网络传输的比特数被均衡化。也就是说，变换片的比特数的方法是周期性的，因此，容易进行对各个图片以大致一定的时间来传输的控制。
另外，比特数被这样均衡化的效果在于，通过在图1、图2中，将图像的最下方的片为小QP片的图片(图片N+4)的下一个图片设为，任何片都不成为为小QP片的图片(图片N+5)。假设，若不谋求比特数的均衡化，则不需要插入不论哪个片都不是小QP片的图片(参照后述的实施例3)。
接着，针对具有实现上述的功能构成的动态图像编码装置进行说明。
图4是示出本发明的实施例1中的动态图像编码装置的构成的框图。
动态图像编码装置100包括：行数计数器部102、小QP位置决定部104、QP导出部106、QP校正部108、以及视频编码器110，所述小QP位置决定部104决定将量化步长变得比通常小(小量化步长)的片的位置，所述QP导出部106导出通常量化步长，所述QP校正部108校正通常量化步长。
行数计数器部102测量视频编码器110进行编码时成为编码对象的片中的行数。
小QP位置决定部104根据从行数计数器部102通知来的行数，将视频编码器110对作为编码对象的片进行编码时的量化步长，决定是设为通常的大小(通常量化步长)，还是设为比通常小的大小(小量化步长)。
QP导出部106根据由视频编码器110过去进行了编码的片的比特数，导出视频编码器110进行编码时成为编码对象的片的通常量化步长。在此，以被导出的量化步长进行编码的片为上述的通常QP片。
另外，在导出通常量化步长的情况下，一般在实际进行编码时所产生的比特数比传输比特率多的情况下，将量化步长变得稍微大一点，并导出。与此相反，在实际进行编码时所产生的比特数比传输比特率少的情况下，将量化步长变得稍微小一点，并导出。
QP导出部106通过如以上所进行处理，从而一边进行微调，以使传输比特率与比特数相一致，一边导出通常量化步长，所述比特数是视频编码器110对编码对象的片进行编码时所产生的比特数。
另外，量化步长也可以以片为单位来变更，也可以以块为单位来变更。
QP校正部108在小QP位置决定部104判断为应将量化步长变得比通常(通常量化步长)小的小QP片的情况下，进行将QP导出部106所导出的通常量化步长变小的校正，QP校正部108通知视频编码器110以通过校正而变小的小量化步长对编码对象的片进行编码。
此外，QP校正部108在小QP位置决定部104判断为不是应将量化步长变得比通常量化步长小的小QP片的情况下，通知视频编码器110以QP导出部106所导出的通常量化步长对编码对象的片进行编码。
另外，在此，将QP导出部106所导出的通常量化步长被校正而变小的程度设为固定值。例如，从通常量化步长的值中减去常数的运算，或通常量化步长的值与常数进行乘法运算的方法是容易安装的。
此外，以规定的最小值进行修剪的方法也有效，以使进行了校正的小量化步长不会变的过小，即不使由QP校正部108进行了校正的小量化步长不足于规定值。当然，该修剪的方法也可以添加在上述的方法上而适用。
视频编码器110利用从QP校正部108通知来的量化步长，以块为单位对输入图像VIN进行编码(帧内编码或帧间编码)。
此外，视频编码器110将进行了编码的输入图像VIN作为流STR输出到数据包化部300。
另外，数据包化部300将流STR变换为适合于网络传输的形式。数据包化部300例如将流STR以片为单位变换为一个网络传输单位。此时，数据包化部300也可以将流STR的一个片变换为多个网络传输单位。
如以上所述，动态图像编码装置100被构成。
接着，针对如以上这样被构成的动态图像编码装置100所进行的编码处理进行说明。
另外，关于QP导出部106导出通常量化步长，也可以是在以多个片为单位或以图片为单位时比特数成为一定的状态下来导出通常量化步长。这是因为，即使在QP校正部108校正为小量化步长的片中产生了较多的比特数，但在紧接在其后进行编码的片中，使通常量化步长突然变大，从而也能够防止发生画质劣化的缘故。
图5是说明本发明的实施例1中的以动态图像编码装置进行编码的情况下的处理的流程图。
首先，行数计数器部102将计数器L初始化为0(S102)，所述计数器L是指，表示视频编码器110在进行编码时作为编码对象的片中的行数的值。
接着，小QP位置决定部104将视频编码器110对作为编码对象的片进行编码时的量化步长，决定是设为通常量化步长，还是设为小量化步长。
具体而言，首先，小QP位置决定部104判断是否计数器L为0以下(S104)。
接着，小QP位置决定部104在计数器L为0以下的情况下(S104中“是”的情况)，将视频编码器110对作为编码对象的片进行编码时的量化步长，决定为小于通常量化步长的小量化步长。视频编码器110利用由小QP位置决定部104决定的小量化步长对作为编码对象的片进行编码(S106)。
在视频编码器110利用由小QP位置决定部104决定的小量化步长进行了编码的情况下，行数计数器部102将连续的图片中的小QP片插入间隔代入到计数器L(S108)。在此，小QP片插入间隔是指，在时间上连续的图片内或图片之间的小QP片与下一个小QP片之间被插入的通常QP片的行数的值(总数)。
接着，小QP位置决定部104确认视频编码器110是否针对所有的图片完成了编码处理(S114)。
另外，小QP位置决定部104在计数器L比0大的情况下(S104中“否”的情况)，将视频编码器110对作为编码对象的片进行编码时的量化步长，决定为通常量化步长。视频编码器110利用由小QP位置决定部104决定的通常量化步长对作为编码对象的片进行编码(S110)。
在视频编码器110利用由小QP位置决定部104决定的通常量化步长进行了编码的情况下，行数计数器部102从计数器L减去由视频编码器110进行了编码的通常QP片的行数(S112)。
接着，小QP位置决定部104确认视频编码器110是否针对所有的图片完成了编码(S114)。在没有完成的情况下(S114中“否”的情况)，针对所有的图像重复进行从步骤S104至步骤S114为止的处理。
如以上所述，实施例1中的动态图像编码装置100进行编码处理，并能够将一定数量的片插入到连续的图片中的小QP片与下一个小QP片之间。
如以上所述，比起运动大的动态图像，在运动小或几乎没有运动的动态图像中，由于容易用眼睛跟踪图像，因此，容易感到编码失真。然而，即使在运动小或几乎没有运动的动态图像中，在利用像素相关性时所使用的片(参考片)的编码失真越小，编码失真也就变得越小。
因此，根据实施例1将以小于通常的量化步长进行编码的小QP片，配置在在时间顺序上连续的图片中的图片内，并通过使图片内的此位置按照在时间上连续的每一定数量的图片，以编码顺序移动，从而使图片内的小QP片的位置以一定周期循环。据此，由于在图片内的所有的片位置中，以一定周期进行编码失真小的编码，从而运动小或几乎没有运动的动态图像中的编码失真会变小，因此，在视觉上不容易感到编码失真。
此外，通过在各个图片中仅将图片内的一部分的片中的量化步长变小，从而对各个图片进行了编码的比特数也大致成为一定，因此，能够以一定的比特率的网络进行传输。
另外，将从通常量化步长校正为小量化步长的程度作为固定值来进行了说明，但是，并不限定于此。例如也可以预先决定小量化步长的值，也可以将被导出的通常量化步长的值分为一半的值作为小量化步长的值。并且，还可以将小量化步长的值与比特率相加来进行变更。
(实施例2)
接着，针对实施例2进行说明。此外，省略针对与实施例1相同的构成以及相同的工作的说明。
图6是示出本发明的实施例2中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。在此，标有斜线的片为小QP片，其他的片为通常QP片。
在图6中，与图1所示的情况不同，不包含量化步长比通常小的小QP片的图片被定期地(周期性地)插入。具体而言，在图6所示的例子中，在时间顺序上连续的一定周期的图片(图片N至图片N+10)中，在图1所示的情况(在图1中图片N至图片N+5)的基础上，每隔一个就插入一个不包含小QP片的图片。从而如图6所示，在时间顺序上连续的一定周期的图片中，不包含小QP片的图片，作为图片N+1、图片N+3、图片N+5、图片N+7、图片N+9以及图片N+10而被插入。
若将小QP片导入到由通常QP片构成的图片上，则与仅由通常QP片构成的图片相比较，虽然很少，但是比特数会变大。因此，能够取得以下效果，即在需要以低比特率进行传输的情况下，通过周期性地插入不包含小QP片的图片(仅由通常QP片构成的图片)，从而能够在抑制在多个帧单位中的平均比特率的增加的同时，并能够减少由导入小QP片而引起的编码失真。
然而，在周期性地插入不包含小QP片的图片的情况下，小QP片被配置在图片内的位置巡回一圈为止的图片数量(图片N至图片N+10的11个图片)，比图1中示出的情况的图片数量(图片N至图片N+6的7个图片)更多。因此，在例如对运动少的动态图像进行解码时，比较图6中示出的情况与图1中示出的情况后可知，直到图片整体的编码失真变小为止的时间(一定周期)变长了。
(实施例3)
接着，针对实施例3进行说明。此外，省略针对与实施例1相同的构成以及相同的工作的说明。
图7是示出本发明的实施例3中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。在此，标有斜线的片为小QP片，其他的片为通常QP片。
在图7中，与图1所示出的情况不同，不包含小QP片的图片没有被插入。也就是说，在图7示出的例子中，在时间顺序上连续的图片(图片N至图片N+9)中，没有插入不包含小QP片的图片，而使所有的图片(图片N至图片N+9)中都包含小QP片。
据此，由于对图7中示出的图片N+4中的小QP片(图片最下位置)进行编码后，紧接着对图片N+5中的小QP片(图片最上位置)进行编码并传输到网络，因此，比特数多的片成为连续状态。
在不进行如实施例1的以片为单位的编码和传输，而进行以图片为单位向网络的传输的情况下，具有效率性的是在以图片为单位的情况下使比特数成为一定。
因此，在以图片为单位进行网络的传输的情况下，也可以不如同图1所示将小QP片的间隔设为一定，而如图7所示图像编码装置100进行量化步长的控制，以使小QP片分别包含在时间顺序上连续的图片。
(实施例4)
接着，针对实施例4进行说明。此外，省略针对与实施例1相同的构成以及相同的工作的说明。
在实施例1至3中示出了，为了即使在运动小或几乎没有运动的动态图像中，在视觉上也不会感到明显的编码失真，动态图像编码装置100以片为单位将量化步长变得比通常小的例子。在实施例4中示出不以片为单位，而以块为单位将量化步长变得比通常小的情况的例子。通过以块为单位，从而与片的大小无关，能够改变将量化步长变小的块的数量。另外，与片结构无关，将由参照在各个图片中变得比通常的量化步长小的量化步长(小量化步长)并进行编码的一定数量的块数构成的块，在以下记作小QP块。
图8是示出本发明的实施例4中的将小QP块插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。在此，标有斜线的区域为小QP块，其他的片或区域(块)为通常QP片或以通常量化步长进行编码的区域(块)。
如图8所示，小QP块的位置在时间顺序上连续的图片中按照编码顺序的方向来移动。也就是说，小QP块位置从图片N开始，以图片内的每个小QP块的大小(一定数量的块数)来依次移动。这样，小QP块位置与片结构无关而移动。小QP块例如也可以是如图片N+1所示跨两个片。此外，由于小QP块按照编码顺序的方向成为一定数量的块数即可，因此，如图片N+5和图片N+6所示，也可以跨两个图片而配置。
如以上所述，在不以片为单位，而能够以块为单位来变更量化步长的编码装置的构成能够实现的情况下，可以如实施例4所示，在时间顺序上连续的图片中，如图8所示而移动小QP块的位置。
接着，针对具有实现上述的功能构成的动态图像编码装置进行说明。
图9是示出本发明的实施例4中的动态图像编码装置的构成的框图。另外，在与图5相同的要素赋予相同的符号，并省略详细的说明。
动态图像编码装置200包括：块数计数器部202、小QP位置决定部204、QP导出部106、QP校正部108、以及视频编码器110，所述小QP位置决定部204决定将量化步长变得比通常小(小量化步长)的块位置，所述QP导出部106导出通常量化步长，所述QP校正部108校正通常量化步长。
图9中示出的动态图像编码装置200，与图4中示出的动态图像编码装置100的小QP位置决定部104和行数计数器部102的构成不同。
具体而言，在动态图像编码装置200中，由块数计数器部202测量块数，而不是测量构成片的行数，由小QP位置决定部204根据测量出的块数，来决定作为小量化步长的块。
由于即使针对其他的构成，除了量化步长不是以片为单位，而是以块为单位来变更之处以外，与在图5中的所述相同，因此，也省略其说明。
如以上所述，动态图像编码装置200被构成。
另外，关于QP导出部106对通常量化步长的导出，可以在以多个片为单位或以图片为单位时，使比特数成为一定的状态下来导出通常量化步长。这是因为，即使在QP校正部108校正为小量化步长的块中产生了较多比特数，在紧接在其后进行编码的块中，使通常量化步长突然变大，从而也能够防止发生画质劣化的缘故。
接着，针对如上被构成的动态图像编码装置200所进行的编码处理进行说明。
图10是说明本发明的实施例4中的以动态图像编码装置进行编码的情况下的处理的流程图。
首先，块数计数器部202将计数器B初始化为0，所述计数器B是指，表示视频编码器110在进行编码时，作为编码对象的块中的块数的值(S202)。
接着，小QP位置决定部204将视频编码器110对作为编码对象的块进行编码时的量化步长，决定是设为通常量化步长，还是设为小量化步长。
具体而言，首先，小QP位置决定部204判断是否计数器B为0以下(S204)。
接着，小QP位置决定部204在计数器B为0以下的情况下(S204中“是”的情况)，将视频编码器110对作为编码对象的块进行编码时的量化步长，决定为比通常量化步长小的小量化步长。视频编码器110利用由小QP位置决定部204决定的小量化步长对作为编码对象的块进行编码(S206)。
在视频编码器110利用由小QP位置决定部204决定的小量化步长进行了编码的情况下，块数计数器部202将连续的图片中的小QP块插入间隔代入到计数器B(S208)。在此，小QP块插入间隔是指，在时间上连续的图片内或图片之间的小QP块与下一个小QP块之间被插入的块数的值(总数)。
接着，小QP位置决定部204确认视频编码器110是否针对所有的图片完成了编码(S214)。
另外，小QP位置决定部204在计数器B比0大的情况下(S204中“否”的情况)，将视频编码器110对作为编码对象的块进行编码时的量化步长，决定为通常量化步长。视频编码器110利用由小QP位置决定部204决定的通常量化步长对作为编码对象的图片的块进行编码(S210)。
在视频编码器110利用由小QP位置决定部204决定的通常量化步长来进行了编码的情况下，块数计数器部202从计数器B减去视频编码器110进行了编码的块数(S212)。
接着，小QP位置决定部204确认视频编码器110是否针对所有的图片完成了编码(S214)。在没有完成的情况下(S214中“否”的情况)，针对所有的图像重复进行步骤S204至步骤S214的处理。
如以上所述，实施例4中的动态图像编码装置200能够进行编码处理，并将一定数量的块插入到连续的图片中的小QP块与下一个小QP块之间。
(实施例5)
接着，针对实施例5进行说明。并且，省略针对与实施例1至4相同的构成以及相同工作的说明。
图11是本发明的实施例5中的将小QP块插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。在此，标有斜线的区域为小QP块。并且，以实线括起来的区域为片。
在上述的实施例1至实施例4的说明中，构成图片的片是以行为单位。但是，如图11所示，构成图片的片也可以在相同的图片内存在多个行，还可以在行上存在片边界。此外，也可以是构成图片的片的大小，按照进行编码的图像的内容来变更。
例如，在因图像中细小的图案很多难于进行压缩的情况下，将包含在构成图片的片内的块数变小，而在平坦的图案容易进行压缩的情况下，将包含在片内的块数变大。因此，能够使构成图片的片的比特数大致成为一定。
图12是示出本发明的实施例5中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的其他的例子的图。在此，标有斜线的片为小QP片，其他的片为通常QP片。
图1中的小QP片的插入方法与图12中的小QP片插入方法的不同在于，在时间顺序上连续的图片的每一个所包含的小QP片不是1个，而是2个。
图12是按照编码的时间顺序来配置小QP片，以使小QP片与下一个小QP片之间包含有两个通常QP片的例子。即使在这种情况下，由于通过将在时间顺序上连续的图片中的小QP片与下一个小QP片之间的通常QP片数量设为一定，从而能够将网络传输的比特数均衡化，因此，也能够取得与实施例1相同的效果。
图13、图14以及图15是示出本发明的实施例5中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的又一其他的例子的图。
如图13所示，在时间顺序上连续的图片内所包含的两个小QP片的位置，也可以与图12不同。图13是在时间顺序上连续的图片中，使小QP片的位置逐渐向下移动一个片，并将小QP片位于图片的最下位置的图片的紧接之后，设为小QP片位于图片的最上位置的图片的例子。在将网络传输的比特数以图片为单位来均衡化，而不是以片为单位来均衡化的情况下，优选的构成是，每个图片中包含两个小QP片。
此外，在时间顺序上连续的图片的每一个所包含的片的数量，也可以不为五个，每一个图片所包含的小QP片，也可以不为一个或两个。例如如图14以及图15所示，在时间顺序上连续的图片的每一个所包含的片的数量，也可以为六个，每一个图片所包含的小QP片，也可以为两个。此外，与上述相同，如图14以及图15所示，小QP片被插入的位置，也可以不同。
图14是按照编码的时间顺序来配置小QP片，以使存在在小QP片与下一个小QP片之间的通常QP片的数量成为2、3、2、3…的例子。由于能够将网络传输的比特数均衡化，因此，能够取得与实施例1相同的效果。
图15是在时间顺序上连续的图片中，使小QP片的位置逐渐向下移动一个片，将小QP片位于图片的最下位置的图片的紧接之后，设为小QP片位于图片的最上位置的图片的例子。在将网络传输的比特数以图片为单位来均衡化，而不是以片为单位来均衡化的情况下，优选的构成是，每个图片中包含两个小QP片。
(实施例6)
接着，针对实施例6进行说明。
在实施例1至实施例5中，针对能够使在视觉上不会感到明显的编码失真的构成以及方法进行了说明，即针对能够使在运动小或几乎没有运动的动态图像中的编码失真变小的构成以及方法进行了说明。但是，在经由网络对流进行传输时，例如存在因网络拥塞等而引起的流的一部分消失的情况。在此情况下，首先有必要使因网络拥塞等而引起的错误不进行传播(停止错误)。在本实施例6中，针对考虑了例如因网络拥塞等而引起的流的一部分消失的情况的构成以及方法进行说明。
图16A以及图16B是为了说明在本发明的实施例6中的将I片或小QP块插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
以下，在时间顺序上连续的图片中，将使小QP片或I片等的特定的片在一个图片的所有位置上循环而被配置的一定数量的图片数的单位，称为片循环的图片数单位，并记作sGOP。例如，在图16A以及图16B中，sGOP为，在时间顺序上连续的图片中，从作为图片中的I片的位置为最上位置的图片开始，循环I片位置，直到下一个作为I片的位置为最上位置的图片的前一个的图片为止，所需要的图片数。
如图16A所示，以往存在的技术是，在时间上连续的图片中，使每一个图片内的I片的位置循环。在此技术中，通过使I片循环，而不是使I图片循环，从而对网络传输的比特数进行均衡化。这样，通过插入不使用帧间编码的I片，从而能够停止因网络拥塞等而引起的流的一部分消失而发生的错误以帧间编码进行传播。
对此，在本实施例6中，首先使因网络拥塞等而发生的错误不进行传播(停止错误)之后，将运动小或几乎没有运动的动态图像中的编码失真变小。
也就是说，如图16B所示，在时间顺序上连续的图片中，在最初的sGOP(片循环的图片数单位)中，使I片循环，此后，使小QP片按照每个sGOP来循环。
具体而言，在时间上连续的图片中，例如将图片划分为五个行的片，将其中的一个片作为I片，并使I片的位置在最初的sGOP的五个图片中循环。并且，将下一个图片设为仅有P片(通常QP片)的图片。接着，在曾为I片位置的地方插入小QP片，并使小QP片按照每个sGOP来循环。
这样，在时间上连续的图片中，使I片或小QP片的位置按照每个sGOP来循环。
也就是说，如下使I片或小QP片的位置按照每个sGOP来循环。
(1)在循环的特定的片位置中，包含I片或小QP片(P片)中的任一个。
(2)插入I片或小QP片(P片)的位置的规则是相同的规则。
据此，由于比特数(数据)比通常的P片多，且I片或小QP片是以相同的周期被插入的，从而以图片为单位的比特数也周期性地变动，因此，在网络传输的情况下的平均比特率的变动变小。
据此，由于网络传输情况下的数据(流)的比特率成为一定，从而收发缓冲器小也可以，因此，能够以低延迟来进行传输。此外，由于网络传输的数据(流)的比特率的变动小，因此，能够减少因网络拥塞等而发生的数据消失的影响。
由于因网络拥塞等而引起的数据消失的有无，大多能在网络通信部检测，因此，效率最好的是，将检测出数据消失的期间设为I片的sGOP，将没有检测出数据消失的期间设为小QP片的sGOP。
接着，针对具备实现上述的功能构成的动态图像编码装置进行说明。
图17是示出本发明的实施例6中的动态图像编码装置的构成的框图。在与图4相同的要素赋予相同的符号，省略详细的说明。
针对图4中示出的动态图像编码装置100，图17中示出的动态图像编码装置150的I片/小QP片共同位置决定部154和I/P片判断部155的构成不同。
I片/小QP片共同位置决定部154决定设为I片或小QP片的位置。具体而言，根据从行数计数器部102通知来的行数，将视频编码器110在进行编码时成为编码对象的片，决定是设为通常QP片，还是设为I片或小QP片。
I/P片判断部155进行是将视频编码器110在进行编码时成为编码对象的片设为I片还是P片的判断。
具体而言，I/P片判断部155在按照预先规定的每个时间间隔或不定期地取得了更新请求的情况下，进行将视频编码器110在进行编码时成为编码对象的片设为I片的判断。在此，更新请求是指，插入被进行帧内编码的片的要求，即插入I片的要求。此更新请求，例如为了对在网络传输中丢失了数据的情况下发生的画质劣化进行修复，由接收装置方输出到作为发送装置方的动态图像编码装置150，并由I/P片判断部155取得。此外，此更新请求，由I/P片判断部155按照预先规定的每个时间间隔来取得。
另外，I/P片判断部155在取得了更新请求的情况下，在视频编码器110作为编码对象的片中，判断将在时间顺序上连续的图片的sGOP(循环片的图片数单位)设为I片。此外，此接收装置方为，对由动态图像编码装置150进行编码的流进行解码的动态图像解码装置等。
此外，在上述之外的情况下，I/P片判断部155进行将视频编码器110在进行编码时成为编码对象的片设为P片的判断。
视频编码器110按照I/P片判断部155的判断，对由I片/小QP片共同位置决定部154决定的位置的片，以I片或P片来进行编码。在此，视频编码器110以I片来对作为编码对象的片进行编码时，不是利用从QP校正部108通知来的小量化步长，而是利用由QP导出部106所导出的通常量化步长，来进行编码。与此相对应，以小QP片来对作为编码对象的片进行编码时，利用从QP校正部108通知来的小量化步长进行编码。
如以上所述，动态图像编码装置150被构成。
接着，针对如以上被构成的动态图像编码装置150所进行的编码处理进行说明。
图18是说明本发明的实施例6中的以动态图像编码装置进行编码的情况下的处理的流程图。
首先，行数计数器部102将计数器L初始化为0(S302)，计数器L是指，表示视频编码器110在进行编码时成为编码对象的片中的行数的值。
接着，I片/小QP片共同位置决定部154决定设为I片或小QP片的位置。换句话说，根据从行数计数器部102通知来的行数，将视频编码器110在进行编码时成为编码对象的片，决定是设为通常QP片，还是设为I片或小QP片。
具体而言，首先，I片/小QP片共同位置决定部154判断是否计数器L为0以下(S304)。
接着，I片/小QP片共同位置决定部154在计数器L为0以下的情况下(S304中“是”的情况)，判断是否以I片对视频编码器110在进行编码时成为编码对象的片进行编码(S305)。
具体而言，I/P片判断部155在按照预先规定的每个时间间隔或不定期地取得了更新请求的情况下，进行将由I片/小QP片共同位置决定部154决定且在视频编码器110进行编码时成为编码对象的sGOP的片设为I片的判断。在此之外的情况下，I/P片判断部155进行将由I片/小QP片共同位置决定部154决定且在视频编码器110进行编码时成为编码对象的片设为P片的判断。
接着，在判断为以I片来对作为编码对象的片进行编码的情况下(S305中“是”的情况)，视频编码器110利用QP导出部106所导出的通常量化步长，并以I片来对I片/小QP片共同位置决定部154所决定的位置的片进行编码(S307)。
另一方面，在判断为不以I片来对作为编码对象的片进行编码的情况下(S305中“否”的情况)，视频编码器110利用QP校正部108通知来的小量化步长，并以小QP片的P片来对成为编码对象的片进行编码(S306)。
接着，在视频编码器110以I片或小QP片来对由I片/小QP片共同位置决定部154决定的位置的片进行编码的情况下，行数计数器102将连续的图片中的I片/小QP片共同插入间隔代入到计数器L(S308)。在此，所谓I片/小QP片共同插入间隔是指，在时间上连续的图片内或图片间的I片或小QP片与下一个I片或小QP片之间被插入的片的行数的值(总数)。
接着，I片/小QP片共同位置决定部154确认视频编码器110是否针对所有的图片完成了编码(S314)。
另外，I片/小QP片共同位置决定部154在计数器L大于0的情况下(S304中“否”的情况下)，根据行数计数器部102通知来的行数，决定将视频编码器110在进行编码时成为编码对象的片设为通常QP片的P片。
接着，视频编码器110针对由I片/小QP片共同位置决定部154决定的位置的片，利用通常量化步长以通常QP片进行编码(S310)。并且，行数计数器部102从计数器L减去由视频编码器110进行了编码的片(通常QP片)的行数(S312)。
接着，I片/小QP片共同位置决定部154确认视频编码器110是否针对所有的图片完成了编码(S314)。在没有完成的情况下(S314中“否”的情况)，针对所有的图像重复进行步骤S304至步骤S314的处理。
如以上所述，实施例6中的动态图像编码装置150进行编码处理，并能够将一定数量的片插入到连续的图片中的I片或小QP片与其次的I片或小QP片之间。
以上，根据实施例6，能够实现将在运动小或几乎没有运动的动态图像中的编码失真变小的动态图像编码装置150，以使因网络拥塞等而引起的错误不进行传播，并且，在视觉上不会感到明显的编码失真。
另外，在实施例6中，针对按照每个sGOP插入仅包含通常QP片的图片这样的组合实施例1的例子的情况下的例子进行了说明，但是，并不限定于这些。也可以与实施例2至实施例5中的任意方法相替换来组合。
此外，在实施例6中，作为容易安装并优选的例子，针对在时间顺序上连续的图片上排他地插入小QP片和I片的情况进行了说明，但是，并不限定于这些。也就是说，也可以将小QP片和I片同时插入到在时间顺序上连续的图片。在此情况下，同样地，如实施例1至实施例5中所记载插入小QP片，并使小QP片循环，且I片仅插入到有了更新请求之后的最初的sGOP，并使I片循环即可。
此外，在实施例6中，针对在时间顺序上连续的图片上循环QP片或I片的例子进行了说明，但是，并不限定于这些。也可以由多个像素或块构成的块群来代替片。在此情况下，将小QP片作为小QP块，将I片作为I块(被进行帧内编码的块群)即可。
并且，视频编码器110在以I片来对作为编码对象的片进行编码时，不是利用从QP校正部108通知来的小量化步长，而是利用QP导出部106所导出的通常量化步长进行了编码，但是，在多少能够允许对以片为单位的比特数进行变动的用途中，也可以以小量化步长来对I片进行编码，从而提高画质。
(实施例7)
接着，针对实施例7进行说明。
图19是示出本发明的实施例7中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
在实施例1至实施例6中，主要对小QP片与通常QP片的大小(构成片的块数或像素数)相等的情况进行了说明，但是，并不限定于这些。如图19所示，被插入到图片的小QP片的大小，也可以比通常QP片小。
通过这样处理，能够将构成每块的比特数较多的小QP片的片单位中的比特数减少。
在此，在以片为单位进行网络传输的情况下，优选的是，将通常QP片与小QP片的每个片的比特数大致设为相同。这是因为，若如上述在时间上、空间上都以等间隔来对片进行网络传输，则就能够将比特率大致成为一定的缘故。
如以上所述，由于能够将网络传输的数据(流)的比特率大致成为一定，从而收发缓冲器小也可以，因此，能够以低延迟来进行传输。并且，由于网络传输的数据(流)的比特率的变动小，因此，能够减少因网络拥塞而引起的数据的消失。
(实施例8)
在例如按照交错图像的图像信号中，不仅有由帧构成的图片连续的图像信号，而且还有由场构成的图片连续的图像信号。在实施例1至实施例6中，以由帧构成的图片为例进行了说明，但是，并不限定于这些。也可以为由场构成的图片，只要同样地适用上述的方法即可。以下，将此情况作为实施例8来进行说明。
图20是示出本发明的实施例8中的将小QP片插入到在时间顺序上连续的图片的例子的图。
交错图像是一张由上场和下场构成的图像。如图19所示，交错图像例如从上场开始的情况下，将I片或小QP片仅插入到上场即可。
这样，将I片仅插入到一方的场，并使I片在sGOP中循环，从而能够停止因网络拥塞等而引起的错误传播。并且，以与比特数多的I片相同的间隔(周期)插入小QP片，从而能够抑制进行网络传输情况下的平均比特率的变动。
据此，由于能够使网络传输的数据(流)的比特率成为一定，从而收发缓冲器小也可以，因此，能够以低延迟来进行传输。并且，由于网络传输的数据(流)的比特率的变动少，因此，能够减少因网络拥塞等而引起的数据的消失。
另外，作为一方的场，仅在上场插入I片或小QP片的情况为例进行了列举，但是并不限定于这些。也可以仅在下场插入I片或小QP片。
(实施例9)
接着，针对实施例9进行说明。
在此，使用于实现上述各个实施例中所示的动态图像编码装置100、150或200的程序记录到软盘等的记录介质。因此，在独立的计算机系统中，能够简单地实施上述各个实施例中所示的处理。
图21A至图21C是将上述各个实施例的动态图像编码装置100、150或200，利用被记录在软盘等的记录介质的程序，通过计算机系统来实施的情况下的说明图。
图21B示出从软盘的正面所观察的外观、断面构造、以及软盘，图21A示出作为记录介质主体的软盘的物理格式化的例子。软盘FD被内置在外壳F内，该磁盘的表面上以同心圆形状从外圆向内圆形成多个磁道Tr，各个磁道按照角度方向划分为十六个扇区Se。据此，在存储了上述程序的软盘中，上述程序被记录在被分配于上述软盘FD上的区域。
此外，图21C示出用于在软盘FD上进行上述程序的记录再生的构成。在将实现动态图像编码装置100、150或200的上述程序记录到软盘FD的情况下，从计算机系统Cs经由软盘驱动器写入上述程序。并且，在将动态图像编码装置100、150或200通过软盘内的程序构筑在计算机系统中的情况下，由软盘驱动器从软盘读出程序，并转送到计算机系统。
此外，在上述说明中，作为记录介质利用软盘来进行了说明，但是，利用光盘也能够进行同样的处理。并且，记录介质并不限定于这些，IC卡、ROM盒式录音磁带等，只要能够记录程序，就能够实施同样的处理。
以上，根据本发明，将以小量化步长进行编码的小QP片(或小QP块)，配置在在时间顺序上连续的图片中的图片，通过使图片内的此位置，在连续的图片中按照编码顺序来移动，从而使图片内的小QP片(或小QP块)的位置以一定周期来循环。
这样，由于在图片内的所有的片位置中，以一定周期来进行编码失真小的编码，从而运动小或几乎没有运动的动态图像中的编码失真会变小，因此，在视觉上不会感到明显的编码失真。
这是因为，将图片中的规定的位置的片，一旦以小QP片来进行编码，使规定的位置的片的编码失真变小，从而此规定的位置的片，即使下一个以通常QP片来进行编码，编码失真也不会变大(不会损伤画质)的缘故。尤其在以帧间编码来对残差少的图像(运动少，或像素平行移动等的仅进行简单的运动)进行编码处理时，发挥效果。
并且，由于在各个图片中，通过仅将图片内的一部分片的量化步长变小，从而对各个图片进行了编码的比特数也大致成为一定，因此，能够以一定的比特速率的网络来进行传输。
而且，本发明也可以与使量化步长以片为单位或以块为单位来变化的其他的量化方法组合而使用。在此情况下，虽然以片为单位或以块为单位量化步长多少会增减，但是，以一定周期来循环量化步长相对小的片(小QP片或小QP块)的位置。
另外，针对小QP片或小QP块，优选的是，如以下进行下限值处理，以使小量化步长不会变得过小。因此，能够防止成为比在标准中允许的最小的量化步长的值小，或者，成为在视觉上看不出画质劣化的程度的小的量化步长。
(1)将在QP校正部108进行了校正的小量化步长的值以规定的最小值进行修剪。
(2)在QP导出部106所导出的量化步长的值越小，就将在QP校正部108进行了校正的校正量变得越少。
此外，针对小QP片或小QP块，量化步长的下降值的幅度，也可以像以下这样按照图片单位的平均比特率来变更。在此，量化步长的下降值幅度表示通常量化步长的值与小量化步长的值之间的差。
(1)在图片单位的平均比特率高的情况下，优先画质，将量化步长的下降值幅度变大。
(2)在图片单位的平均比特率低的情况下，将量化步长的下降值幅度变小。
这是因为，在图片单位的平均比特率高的情况下，与增加比特数相比较，能够使画质优先的缘故。另一方面，在图片单位的平均比特率低的情况下，不能将图片单位的平均比特率成为一定的可能性大的缘故，例如在因场景变换等图像压缩的难度发生了变化时，若量化步长的值变小则比特数会增加，因此，成为即使是其他的通常QP片也不能吸收的比特数。
此外，框图(图1或图9)的各个功能块典型地是，作为集成电路的LSI(large scale integrated circuit：大规模集成电路)来实现。这些也可以个别地进行芯片化，也可以使包含一部分或全部而进行芯片化。也可以例如将存储器之外的功能块进行芯片化。在此，虽然设为LSI，但是，根据集成度的差异，也可以是被称为IC、系统LSI、超级LSI、以及超LSI的集成电路。
此外，集成电路化的方法并不限定于LSI，也可以以专用电路或通用处理器来实现。制造LSI之后，也可以利用能够编制程序的FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)，或者，也可以利用能够再构成LSI内部的电路单元的连接或设定的可重构处理器(ReconfigurableProcessor)。
而且，若随着半导体技术的进步或所派生的其他的技术，产生替换LSI的集成电路化的技术，则当然也可以利用此技术进行功能块的集成化。也可以预想到生物技术的适应等。并且，各个功能块之中不仅对存储作为编码对象的数据的单元进行芯片化，而也可以采取其他的构成。
以上，针对本发明的动态图像编码方法以及动态图像编码装置，基于实施例进行了说明，但是，本发明并不限定于这些实施例。不脱离本发明的主旨的范围内，本领域技术人员对本实施例进行所想到的各种变形而得到的变形例，或者，组合不同的实施例中的构成要素而得到的实施例，均属于本发明的范围内。
本发明能够适用在动态图像解码装置，尤其，能够适用在利用了网络的动态图像双向通信、动态图像分发、监视摄像机等对动态图像进行编码的通信设备或组合设备。
符号说明
100、150、200  动态图像编码装置
102  行数计数器部
104、204  小QP位置决定部
106  QP导出部
108  QP校正部
110  视频编码器
154  I片/小QP片共同位置决定部
155  I/P片判断部
202  块数计数器部
300  数据包化部

Claims (12)

1.一种动态图像编码装置，针对动态图像信号中在时间顺序上连续的多个图片,在以块为单位利用量化步长进行量化后进行编码,所述动态图像编码装置的特征在于,包括:
量化步长导出部,根据所述动态图像信号,导出量化步长和比该量化步长的步长幅度小的小量化步长;
位置决定部,决定第一块群在该图片内的位置,所述第一块群是由将要利用所述小量化步长进行量化的一个以上的块构成，且是按照每个块来进行帧间编码或帧内编码的块群;以及
编码部,利用所述小量化步长对位于由所述位置决定部所决定的所述位置中的所述第一块群进行量化后进行编码,并利用所述量化步长对第二块群进行量化后进行编码,所述第二块群是由包含在所述图片内的所述位置以外的一个以上的块构成,且是按照每个块来进行帧间编码或帧内编码的块群,
所述位置决定部,按照所述在时间顺序上连续的多个图片中的在时间顺序上连续的每一定数量的图片，决定该多个图片的每一个图片内的所述第一块群的位置,以使该多个图片内的所述第一块群的位置成为在编码顺序方向上循环，
所述量化步长导出部包括:
量化步长算出部，根据所述动态图像信号,来算出量化步长;以及
小量化步长算出部,算出比所述量化步长算出部所算出的量化步长的步长幅度小的小量化步长，
所述编码部，针对利用所述小量化步长来进行量化的所述第一块群和利用所述量化步长来进行量化的包含在所述图片内的第二块群,至少以图片之间的像素值预测来进行编码。
2.如权利要求1所述的动态图像编码装置，其特征在于,
所述动态图像编码装置还包括判断部,该判断部针对由所述位置决定部决定的所述位置中的所述第一块群进行判断,判断是将所述第一块群设为所有的块将要被进行帧内编码的第三块群,还是将要按照每个块被进行帧间编码或帧内编码,
所述判断部,在取得了表示被进行了帧内编码的块群的插入请求的更新请求的情况下,在时间顺序上最初的所述一定数量的图片内,判断将由所述位置决定部决定的所述位置中的所述第一块群设为将要进行帧内编码的第三块群,
所述编码部,利用所述量化步长对由所述判断部判断的所述第三块群进行帧内编码。
3.如权利要求2所述的动态图像编码装置，其特征在于,
所述判断部，取得由动态图像解码装置输出的所述更新请求,所述动态图像解码装置是对由所述动态图像编码装置进行编码后的流进行解码的动态图像解码装置。
4.如权利要求2所述的动态图像编码装置，其特征在于,
所述判断部，按照规定的每个时间间隔来取得所述更新请求。
5.如权利要求1所述的动态图像编码装置，其特征在于,
所述位置决定部，将所述一定数量的图片中在编码顺序方向上所述第一块群的位置成为图片内的最后的位置的图片的下一个图片,决定为没有所述第一块群的位置,
所述编码部,利用所述量化步长对由所述位置决定部决定为没有所述第一块群的位置的仅包含所述第二块群的图片进行量化后进行编码。
6.如权利要求1所述的动态图像编码装置，其特征在于,
所述位置决定部，还针对所述在时间顺序上连续的多个图片中的成为周期性的图片,将该成为周期性的图片决定为没有所述第一块群的位置,
所述编码部,利用所述量化步长对由所述位置决定部决定为没有所述第一块群的位置的仅包含所述第二块群的该图片进行量化后进行编码。
7.如权利要求1所述的动态图像编码装置，其特征在于,
所述位置决定部，将该多个图片的每一个图片内的所述第一块群的位置,按照每个图片来决定。
8.如权利要求1所述的动态图像编码装置，其特征在于,
所述第一块群存在多个，
所述位置决定部,决定该多个图片的每一个图片内的、多个所述第一块群的位置。
9.如权利要求5所述的动态图像编码装置，其特征在于,
所述动态图像编码装置具备片划分单元,该片划分单元将所述多个图片划分为由一个以上的块构成的多个片。
10.如权利要求1所述的动态图像编码装置，其特征在于,
所述在时间顺序上连续的多个图片的每一个，被划分为由一个以上的块构成的多个片,
所述位置决定部,决定在构成图片的多个片中由将要利用所述小量化步长进行量化的所述第一块群构成的第一片在该图片内的位置,且按照所述在时间顺序上连续的多个图片中的在时间顺序上连续的每一定数量的图片，决定该多个图片的每一个图片内的所述第一片的位置,以使该多个图片内的该第一片的位置成为在编码顺序方向上循环,
所述编码部,利用所述小量化步长对位于由所述位置决定部所决定的所述位置的构成所述第一片的所述第一块群进行量化后进行编码,并利用所述量化步长对包含在所述图片内的所述位置以外的构成多个片的第二块群进行量化后进行编码。
11.一种动态图像编码方法，针对动态图像信号中在时间顺序上连续的多个图片,以块为单位利用量化步长进行量化后进行编码,所述动态图像编码方法的特征在于,包括:
量化步长导出步骤,根据所述动态图像信号,导出量化步长和比该量化步长的步长幅度小的小量化步长;
位置决定步骤,决定第一块群在该图片内的位置,所述第一块群是由将要利用所述小量化步长进行量化的一个以上的块构成，且是按照每个块来进行帧间编码或帧内编码的块群;以及
编码步骤,利用所述小量化步长对位于在所述位置决定步骤中决定的所述位置中的所述第一块群进行量化后进行编码,并利用所述量化步长对第二块群进行量化后进行编码,所述第二块群是由包含在所述图片内的所述位置以外的一个以上的块构成,且是按照每个块来进行帧间编码或帧内编码的块群,
在所述位置决定步骤中,按照所述在时间顺序上连续的多个图片中的在时间顺序上连续的每一定数量的图片，决定该多个图片的每一个图片内的所述第一块群的位置,以使该多个图片内的所述第一块群的位置成为在编码顺序方向上循环，
所述量化步长导出步骤包括:
量化步长算出步骤，根据所述动态图像信号,来算出量化步长;以及
小量化步长算出步骤,算出比所述量化步长算出步骤所算出的量化步长的步长幅度小的小量化步长，
在所述编码步骤，针对利用所述小量化步长来进行量化的所述第一块群和利用所述量化步长来进行量化的包含在所述图片内的第二块群,至少以图片之间的像素值预测来进行编码。
12.一种集成电路，针对动态图像信号中在时间顺序上连续的多个图片,在以块为单位利用量化步长进行量化后进行编码,所述集成电路的特征在于,包括:
量化步长导出部,根据所述动态图像信号,导出量化步长和比该量化步长的步长幅度小的小量化步长;
位置决定部,决定第一块群在该图片内的位置,所述第一块群是由将要利用所述小量化步长进行量化的一个以上的块构成，且是按照每个块来进行帧间编码或帧内编码的块群;以及
编码部,利用所述小量化步长对位于由所述位置决定部所决定的所述位置中的所述第一块群进行量化后进行编码,并利用所述量化步长对第二块群进行量化后进行编码,所述第二块群是由包含在所述图片内的所述位置以外的一个以上的块构成,且是按照每个块来进行帧间编码或帧内编码的块群,
所述位置决定部,按照所述在时间顺序上连续的多个图片中的在时间顺序上连续的每一定数量的图片，决定该多个图片的每一个图片内的所述第一块群的位置,以使该多个图片内的所述第一块群的位置成为在编码顺序方向上循环，
所述量化步长导出部包括:
量化步长算出部，根据所述动态图像信号,来算出量化步长;以及
小量化步长算出部,算出比所述量化步长算出部所算出的量化步长的步长幅度小的小量化步长，
所述编码部，针对利用所述小量化步长来进行量化的所述第一块群和利用所述量化步长来进行量化的包含在所述图片内的第二块群,至少以图片之间的像素值预测来进行编码。
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