JP2000224587A - 画像符号化方式および画像符号化装置 - Google Patents
画像符号化方式および画像符号化装置Info
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Abstract
入力される符号化画像から以前の符号化時に使用された
符号化パラメータ情報を抽出して再符号化処理を行な
う。 【解決手段】 以前に符号化・復号処理を施された入力
符号化画像信号1は、符号化画像解析部2と、画像符号
化部3とに入力される。符号化画像解析部2では、入力
された符号化画像信号1を信号処理することにより以前
の符号化において使用された符号化パラメータ4を抽出
する。抽出された符号化パラメータ4は、符号化部3の
一部である符号化制御部5に与えられ、再符号化の制御
を行なう。符号化部3により生成された再符号化データ
6が再符号化器から出力される。
Description
された符号化画像を再び符号化する際に、再度の符号化
における符号化劣化を最小限に抑えることを可能とす
る、画像符号化方式および符号化装置に関るものであ
る。
継する中継局Bに設けられた特開平2−179186号
公報に示された従来の画像符号化装置を示す。図におい
て、入力画像101に対し発信局Aの画像符号化器10
0が符号化処理を施し画像符号化データ(伝送情報)1
02を生成して中継局Bに伝送する。中継局Bでは、画
像符号化装置の画像復号器110がその符号化データ
(伝送情報)102に対し復号処理を施して、復号処理
の出力である復号画像103を画像符号化器100へ出
力し、画像符号化器100がその復号画像103に対し
再度の符号化処理を施して再符号化データ(伝送情報)
104として着信局Cへ伝送する。着信局Cでは、画像
復号器110がその再符号化データ(伝送情報)104
を復号して画像を得るようにしている
で行なっている復号処理、再度の符号化処理が、再符号
化処理にあたる。
中継機能をもつ中継局Bを用いてテレビ会議を行う場合
において、発信局Aおよび着信局Cとの間で符号化方式
が異なる場合に、符号化データ発生量や、各種パラメー
タ(画像サイズやフレームレートなど)を変更するため
に一旦復号画像103を得た後、再符号化をして整合を
図るために行われるものである。
従来の符号化画像の再符号化方式では、画像符号化デー
タを中継したり変換するために一旦画像に復号した後
に、復号画像の内容に関り無く、再度の符号化処理を施
すため、再度の符号化処理による符号化画像の画質が劣
化するという問題があった。
場合、符号化データのまま編集が可能な特殊な機材を所
有していない場合には、従来のビデオ機器を使用せざる
を得ないが、この様な場合にも、符号化データを一旦復
号し、復号画像上において映像編集を行ない、編集を行
なった画像データについて再度符号化を行なわなければ
ならないため、上記の場合と同様に、再度の符号化処理
による符号化画像の画質が劣化するという問題が発生す
る。
は、符号化画像の再符号化において、再符号化時の画質
劣化を少なくするために、入力される符号化画像から、
以前に施された符号化時に使用された符号化パラメータ
情報を抽出し、抽出した符号化パラメータ情報を利用し
た再符号化処理を行い、再符号化された符号化データを
生成する画像符号化方式および画像符号化装置を提供す
ることにある。
め、本発明では、以下の過程を備えたことを特徴とする
画像符号化方式。 (a)入力画像信号を解析して符号
化パラメータを求める入力画像解析過程、 (b)前記
符号化パラメータに基づき、前記入力画像信号を符号化
する符号化過程。
に符号化されその後復号された入力画像信号である時
に、前記入力画像解析過程は、前記過去の符号化におい
て使用された符号化パラメータを推定する過程を含むこ
とを特徴とする。
であることを特徴とする。
を用いるか用いないかの区別に対応する情報であること
を特徴とする。
間予測モードを有する符号化における予測モードを示す
情報であることを特徴とする。
数解析を行うことを特徴とする。
て変換係数の解析を行う過程を含むことを特徴とする。
て直流分に相当する変換係数の解析を行う過程を含むこ
とを特徴とする。
特徴とする画像の符号化装置。 (a)入力画像信号を解析して符号化パラメータを求め
る入力画像解析部、(b)前記符号化パラメータに基づ
き、前記入力画像信号を符号化する符号化部。
に符号化されその後復号された入力画像信号である時
に、前記入力画像解析過程は、前記過去の符号化におい
て使用された符号化パラメータを推定することを特徴と
する。
であることを特徴とする。
を用いるか用いないかの区別に対応する情報であること
を特徴とする。
間予測モードを有する符号化における予測モードを示す
情報であることを特徴とする。
解析を行うことを特徴とする。
変換係数の解析を行うことを特徴とする。
直流分に相当する変換係数の解析を行うことを特徴とす
る。
施の形態1を、図を用いて詳細に説明する。図1は、本
発明の実施の形態1の画像符号化装置の概略ブロック図
を示したものである。図において、1は以前に符号化・
復号処理を施された入力符号化画像信号、2は符号化画
像解析部、3は符号化部、4は符号化パラメータ、5は
符号化制御部、6は再符号化データである。
号化画像信号1が直接入力するように復号器(図示せ
ず。)が接続されていても、また、符号化および復号さ
れた画像データが編集された後入力するようにビデオ編
集機器(図示せず。)やビデオ再生機器(図示せず。)
等と接続されるように構成されていても勿論良い。ま
た、この画像符号化装置は、図6の従来技術の図に示す
ように中継局Bに画像号化器100として画像復号器1
10と共に設けられていても、また画像復号器とは別々
に相互に関係なく設けられるものでもどちらでも良く、
要は、画像復号器によっていったん符号化画像信号を復
号した復号画像信号を、直接入力、または編集や媒体等
を介して間接に入力するのを問わないものである。
・復号処理を施された入力符号化画像信号1は、符号化
画像解析部2と、画像符号化部3とに入力される。符号
化画像解析部2では、入力された符号化画像信号1を信
号処理することにより以前の符号化において使用された
符号化パラメータ4を抽出する。抽出された符号化パラ
メータ4は、符号化部3の一部である符号化制御部5に
与えられ、再符号化の制御を行なう。符号化部3により
生成された再符号化データ6が再符号化器から出力され
る。
この符号化部3は、たとえばISO(国際標準化機構)
とIEC(国際電気標準会議)の合同会議による国際標
準化方式MPEG(Moving Pictures
Expert Group1)とに従った構成のもので
ある。図において、202は減算器、203は動き補償
予測器(MC)、204は予測信号、205は予測誤差
信号、206はDCT部、207は変換係数、208は
量子化部、210は量子化インデックス、211はバッ
ファ、212は逆量子化部、213は変換係数、214
は逆DCT(IDCT)部、215は局部予測誤差信
号、216は加算器、217は局部復号画像、218は
フレームメモリである。尚、図1でも説明したように、
1は入力符号化画像信号、5は符号化制御部、6は再符
号化データである。
れた入力符号化画像信号1が減算器202に入力する
と、減算器202は、動き補償予測器203からの予測
信号204との差を演算して、予測誤差信号205を生
成する。
206に入力して、DCT部206は、例えば、符号化
制御部5からの符号化パラメータ4の指示による符号化
モードに従って変換処理を行い、変換係数207を生成
する。
8に入力して、量子化部208は、その変換係数207
に対して、符号化制御部5からの符号化パラメータ4の
指示による量子化ステップサイズに従い、量子化処理を
施す。量子化処理された量子化インデックス210は、
バッファ211を介して、様々な符号化パラメータ情報
と共に再符号化データ6として送られる。
子化部212において逆量子化され、得られた変換係数
213は、逆DCT部214において逆DCTを施さ
れ、局部予測誤差信号215を生成する。局部予測誤差
信号215は加算器216に入力され、動き補償予測器
203からの予測信号204と加算され、局部復号画像
217を生成し、フレームメモリ218に格納する。動
き補償予測器203では、フレームメモリ218に対し
て、入力画像信号1とのパターンマッチング演算を行な
い、最小誤差を与える予測信号204を生成する。
化画像解析部2が入力された符号化画像信号を生成した
以前の符号化器で使用された符号化パラメータ4を推測
し、符号化制御部5の制御によりその推測された符号化
パラメータ4を使用して再符号化することが可能とな
り、符号化劣化を最小限に抑えた再符号化が可能とな
る。
示す実施の形態1の画像符号化装置の符号化画像解析部
2の一例を示したものである。
部2の一例を示したものである。図において、1は入力
符号化画像信号、8は2次元DCT部、9はDC成分周
波数解析部、10は周波数スペクトラム、11はDC係
数、12はスペクトラムパターン解析部である。尚、図
1でも説明したように、1は入力符号化画像信号、4は
符号化パラメータである。
に入力された入力符号化画像信号1は、2次元DCT部
8に入力され、空間成分から2次元の周波数領域へと変
換される。変換出力であるDCT係数のうち、DC成分
11だけを画像単位でまとめてDC成分周波数解析部9
へと入力する。
頻度を解析し、その周波数スペクトラム10を出力す
る。出力された周波数スペクトラム10はスペクトラム
パターン解析部12に入力され、解析されたスペクトラ
ムパターンに応じて、入力された符号化画像信号の符号
化タイプを判断し、推定した符号化ピクチャタイプ情報
を符号化パラメータ4として出力される。
化ピクチャタイプ情報は、図1に示すように符号化制御
部5に入力され、ピクチャ単位の符号化制御に使用され
る。
符号化ピクチャであると推定される場合には、そのピク
チャをフレーム間符号化ピクチャに比べて品質を高く符
号化するようにする。また、フレーム間符号化ピクチャ
であると推定された場合でも、例えば、Pピクチャ(前
方向動き補償フレーム間予測符号化モードフレーム画
像)の場合には、Bピクチャ(両方向動き補償フレーム
間予測符号化モードフレーム画像)の場合よりも、品質
を高く符号化するようにしても良い。
符号化ピクチャ等については、より高画質に符号化する
ことができ、トータルとしての符号化特性を向上させる
ことができる。
る。図4は、MPEG動き補償予測方式における予測方
式によるピクチャを示すものである。MPEG動き補償
予測方式では、3種類の符号化モード、すなわちフレー
ム内動き補償予測方式と、前方向動き補償フレーム間予
測方式と、両方向動き補償フレーム間予測とがある。図
において、Iピクチャ(フレーム内符号化モードフレー
ム画像)F(0)とF(9)は、動き補償予測をしな
い。Iピクチャは、動き補償予測の参照画像として使用
されるため、復号画像の画質を高める必要があり、一方
で動き補償予測をしないため、符号量はかなり多くな
る。
フレーム間予測符号化モードフレーム画像)F(3)と
F(6)は、時間的に前にある画像だけを用い、動き補
償予測を行う。ここで、Pピクチャは、動き補償予測の
参照画像として使用されることがあるため、ある程度の
復号画像の画質を高める必要がある。
ム間予測符号化モードフレーム画像)F(1)、F
(2)、F(4)、F(5)、F(7)およびF(8)
は、時間的に前後する2つの画像を用いて動き補償予測
を行う。ここで、Bピクチャは、動き補償予測の参照画
像として使用されことがないため、粗い量子化を行うこ
とも可能である。両方向から動き補償予測を行うため、
たとえば一定の動きをもつシーケンスで前後のIとPピ
クチャの画質が高ければ、動きベクトルだけで復号画像
を得られ符号量は少なくて済む。
像信号がフレーム内符号化ピクチャであると推定される
場合には、そのピクチャをフレーム間符号化ピクチャに
比べて品質を高く符号化したり、フレーム間符号化ピク
チャであると推定された場合でも、Pピクチャの場合に
はBピクチャの場合よりも品質を高く符号化することに
より、高画質に符号化することができ、トータルとして
の符号化特性を向上させることが可能になる。
化画像解析部2が入力された符号化画像信号を生成した
以前の符号化器で使用された符号化パラメータ4を推測
する際、符号化ピクチャタイプを推測するので、その推
測した符号化ピクチャタイプに応じて入力画像信号を再
符号化することにより、符号化劣化を最小限に抑えた再
符号化が可能となる。
示す実施の形態1の画像符号化装置の符号化画像解析部
2のさらに別の例を示したものである。図5は、本実施
の形態3の符号化画像解析部2の一例を示したものであ
る。図において、8は2次元DCT部、14はDC/A
C係数、15はスペクトラムパターン解析部である。
尚、図1でも説明したように、1は入力符号化画像信
号、2は符号化画像解析部、4は符号化パラメータであ
る。
析部2に入力された入力符号化画像信号1は、2次元D
CT部8に入力され、空間成分から2次元の周波数領域
へと変換される。
数14は、符号化部3における符号化の際の最小単位の
ブロック単位にスペクトラムパターン解析部15に入力
する。
前の符号化において使用されたブロック単位の量子化ス
テップサイズを推定し、ブロック単位に推定した量子化
ステップサイズ情報16を出力する。
は、図1に示すように符号化制御部5に入力され、ブロ
ック単位の符号化制御に利用される。
質に再符号化しようとする場合、推定された量子化ステ
ップサイズ情報16とほぼ同等の量子化ステップサイズ
を使用した再符号化を行なうことにより、簡易な符号化
制御で品質を保つことが可能となる。
化画像解析部2が入力された符号化画像信号を生成した
以前の符号化器で使用された符号化パラメータ4を推測
する際、量子化ステップサイズを推測するので、その推
測した量子化ステップサイズに応じて入力画像信号を再
符号化することにより、符号化劣化を最小限に抑えた再
符号化が可能となる。
に示す実施の形態2の符号化画像解析部2および、図5
に示す実施の形態3の符号化画像解析部2の両方の機能
を併せもつ符号化画像解析部を有することを特徴とす
る。尚、本実施の形態4の符号化画像解析部の構成は、
図3に示す実施の形態2の符号化画像解析部2の構成
と、図5に示す実施の形態3の符号化画像解析部2の構
成とを並列に設けた構成(ただし、2次元DCT部8は
両実施の形態1,2において共通する構成なので、1つ
あれば十分である。)となるので、図示を省略する。
化画像解析部は、図2に示す実施の形態2の符号化画像
解析部2から推定される符号化ピクチャタイプ情報と、
図3に示す実施の形態3の符号化画像解析部から推定さ
れる量子化ステップサイズ情報とを符号化パラメータ4
として出力することになり、符号化制御部5がその符号
化パラメータ4を使用して符号化部3における符号化を
制御することによって、例えば、フレーム内符号化画像
については、検出された量子化ステップサイズを直に使
用して符号化部3で符号化することにより、ほとんど符
号化劣化の無い、再符号化を実現することが可能とな
る。
は、以前に符号化された符号化画像信号を入力し、符号
化画像解析部により以前の符号化において使用された符
号化パラメータを推定し、推定された符号化パラメータ
を使用して再符号化データを生成するように構成してい
るので、再符号化による画像品質の劣化を最小限に抑え
ることが可能となる。
略ブロック図を示す図。
を示す図。
を示す図。
を示す図。
来の画像符号化装置を示す図。
画像符号化部、4 符号化パラメータ、5 符号化制御
部、6 再符号化データ、8 2次元DCT部、9 D
C成分周波数解析部、10 周波数スペクトラム、11
DC成分、12 スペクトラムパターン解析部、14
DC/AC係数、15 スペクトラムパターン解析
部。
Claims (16)
- 【請求項1】 以下の過程を備えたことを特徴とする画
像符号化方式。 (a)入力画像信号を解析して符号化
パラメータを求める入力画像解析過程、 (b)前記符
号化パラメータに基づき、前記入力画像信号を符号化す
る符号化過程。 - 【請求項2】 入力画像信号が少なくとも一度過去に符
号化されその後復号された入力画像信号である時に、前
記入力画像解析過程は、前記過去の符号化において使用
された符号化パラメータを推定する過程を含むことを特
徴とする請求項1の画像符号化方式。 - 【請求項3】 符号化パラメータが量子化ステップであ
ることを特徴とする請求項1または請求項2の画像符号
化方式。 - 【請求項4】 符号化パラメータがピクチャ間予測を用
いるか用いないかの区別に対応する情報であることを特
徴とする請求項1または請求項2の画像符号化方式。 - 【請求項5】 符号化パラメータが複数のピクチャ間予
測モードを有する符号化における予測モードを示す情報
であることを特徴とする請求項1または請求項2の画像
符号化方式。 - 【請求項6】 入力画像解析過程は入力画像の周波数解
析を行うことを特徴とする請求項1〜請求項5のうちい
ずれかの画像符号化方式。 - 【請求項7】 入力画像解析過程は直交変換を行って変
換係数の解析を行う過程を含むことを特徴とする請求項
1〜請求項6のうちいずれかの画像符号化方式。 - 【請求項8】 入力画像解析過程は直交変換を行って直
流分に相当する変換係数の解析を行う過程を含むことを
特徴とする請求項1〜請求項7のうちいずれかの画像符
号化方式。 - 【請求項9】 以下を備えたことを特徴とする画像の符
号化装置。 (a)入力画像信号を解析して符号化パラメータを求め
る入力画像解析部、(b)前記符号化パラメータに基づ
き、前記入力画像信号を符号化する符号化部。 - 【請求項10】 入力画像信号が少なくとも一度過去に
符号化されその後復号された入力画像信号である時に、
前記入力画像解析過程は、前記過去の符号化において使
用された符号化パラメータを推定することを特徴とする
請求項9の画像の符号化装置。 - 【請求項11】 符号化パラメータが量子化ステップで
あることを特徴とする請求項9または請求項10の画像
の符号化装置。 - 【請求項12】 符号化パラメータがピクチャ間予測を
用いるか用いないかの区別に対応する情報であることを
特徴とする請求項9または請求項10の画像の符号化装
置。 - 【請求項13】 符号化パラメータが複数のピクチャ間
予測モードを有する符号化における予測モードを示す情
報であることを特徴とする請求項9または請求項10の
画像の符号化装置。 - 【請求項14】 入力画像解析部は入力画像の周波数解
析を行うことを特徴とする請求項9〜請求項13のうち
いずれかの画像の符号化装置。 - 【請求項15】 入力画像解析部は直交変換を行って変
換係数の解析を行うことを特徴とする請求項9〜請求項
14のうちいずれかの画像の符号化装置。 - 【請求項16】 入力画像解析部は直交変換を行って直
流分に相当する変換係数の解析を行うことを特徴とする
請求項9〜請求項15のうちいずれかの画像の符号化装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02599199A JP4511649B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 画像符号化方式および画像符号化装置 |
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JP02599199A JP4511649B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 画像符号化方式および画像符号化装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000224587A true JP2000224587A (ja) | 2000-08-11 |
JP4511649B2 JP4511649B2 (ja) | 2010-07-28 |
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ID=12181194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02599199A Expired - Lifetime JP4511649B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 画像符号化方式および画像符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1999-02-03 JP JP02599199A patent/JP4511649B2/ja not_active Expired - Lifetime
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