JP2002300581A - 映像符号化装置、及び映像符号化プログラム - Google Patents

映像符号化装置、及び映像符号化プログラム

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JP2002300581A JP2001094838A JP2001094838A JP2002300581A JP 2002300581 A JP2002300581 A JP 2002300581A JP 2001094838 A JP2001094838 A JP 2001094838A JP 2001094838 A JP2001094838 A JP 2001094838A JP 2002300581 A JP2002300581 A JP 2002300581A
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義雅 本田
Daisaku Komiya
大作 小宮
Tsutomu Uenoyama
上野山　　努
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Abstract

(57)【要約】 【課題】映像符号化装置において、画質を向上させる領
域を選択した場合に、違和感が発生しないようにする。 【解決手段】領域選択手段111で選択された領域に対し
て、段階的符号化パラメータ算出手段112が選択領域の
外側から中心部へ向かって段階的に画質が向上するよう
に量子化値を算出し、このようなパラメータの値に基づ
いて画像を符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号を限られ
た伝送ビットレート内で符号化する映像符号化装置と映
像符号化プログラムに関し、特に画面全体の違和感を発
生させることなく、特定の領域における画質を向上させ
るものに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報通信技術の発達やインフラの
整備によって、伝送路を通じて映像信号の送受信を行う
ことや、映像信号を蓄積メディアに蓄積することが可能
となった。一般に、映像信号は情報量が大きいため、伝
送ビットレートの限られた伝送路を用いて映像信号を伝
送する場合、あるいは蓄積容量の限られた蓄積メディア
に映像信号を蓄積するためには、映像信号を圧縮符号化
する技術が必要不可欠である。映像信号の圧縮符号化方
式のひとつとして、ISO/IECが標準化を進めているMPEG
(Moving Picture Expert Group)があり、これは映像信
号の時間的相関、空間的相関を利用した冗長性の削減を
行うことにより、映像信号の情報量を減らして、伝送路
のビットレートあるいは蓄積メディアに記録するための
ビットレートを満たした映像信号に符号化する技術であ
る。
【０００３】しかし、映像信号の圧縮符号化において
は、映像信号を限られたビットレートに符号化を行うた
め、映像を構成する１枚１枚の画像に割り当てられる符
号量は限られ、伝送ビットレートに応じて画像の画質は
劣化したものとなる。特に画面内を均一に符号化する場
合には、画質が画面内で均一、すなわち画質劣化も均一
となる。
【０００４】例えばTV会議における映像符号化を考える
と、本来ユーザは背景部分よりも顔部分の画質が良好と
なることを望んでいるのにも関わらず、画面内を均一に
符号化するとTV会議を行う上で重要な顔部分の画質と、
重要でない背景部分の画質が同等のものとなってしま
い、符号化後に得られる映像はユーザの意図を反映した
主観的な画質を満たすものではない。
【０００５】そこで、ユーザの意図を反映した符号化を
行うことができる技術として、特定の領域の画質を他の
領域よりも良好にする方式が提案されている。
【０００６】例えば、特定の領域の画質を他よりも良好
にするためには、特定の領域の内外において符号化パラ
メータを変更することが提案されている。ISO/IEC JTC1
/SC29/WG11 MPEG95/030に記載されている方式では、動
画像から領域を選択し、量子化値を変えることにより選
択領域の画質を他の領域よりも良好にしている。また、
特開平11-146395号公報に記載されている画像伝送シス
テム及び画像符号化装置（以下、従来例と呼ぶ）では、
ユーザが領域を選択し、符号化装置が選択領域に対し
て、あらかじめ用意した量子化マトリクスを使用するこ
とにより、選択領域の画質を他の領域よりも良好にして
いる。
【０００７】しかし、特定の領域内外において、単純に
異なる符号化パラメータを用いて符号化するだけでは、
領域間の画質の差が大きく、領域の境界が目立つなど、
画面全体として違和感が発生してしまう。
【０００８】以下に、従来例の手法について説明する。
【０００９】図１４は従来例のブロック図を示したもの
である。
【００１０】図１４において、映像符号化装置1401は映
像入力部1420と接続した減算部1408と、DCT部1402と、
量子化部1403と、VLC部1404と、逆量子化部1405と、逆D
CT部1406と、加算部1409と、フレームメモリ1407と、領
域入力部1410と接続した符号量制御部1413と、選択部14
12と、量子化テーブルバッファ1411からなり、出力部14
14と接続した構成となっている。
【００１１】以上のように構成される映像符号化装置に
ついて、その動作を説明する。映像入力部1420は映像信
号を1フレーム毎に減算部1408に出力する。
【００１２】領域入力部1410は、画質を向上させる領域
を選択する部であり、選択領域の情報を符号量制御部に
出力する。符号量制御部1413は、VLC部1404から入力さ
れる1フレーム前の発生符号量を用いて、現在のフレー
ムの選択領域内外への割り当て符号量を算出し、選択部
1412に出力する。選択部1412は、符号量制御部1413が算
出した選択領域内外の割り当て符号量に基づき、複数の
量子化マトリクスが記録された量子化テーブルを選択領
域内外にそれぞれ対応して選択し、選択した各量子化テ
ーブルを量子化部に入力する。
【００１３】減算部1408は映像入力部1420から入力され
る原画像から、フレームメモリ1407より入力される予測
画像を減算し、予測誤差をDCT部1402に出力する。DCT部
1402は減算部1408から入力される予測誤差をDCT変換
し、算出したDCT係数を量子化部1403に出力する。量子
化部1403は、DCT部1402から入力されるDCT係数を選択部
1402から入力される量子化テーブルを用いて量子化し、
量子化テーブルと、量子化DCT係数を逆量子化部1405お
よびVLC部1404に出力する。VLC部1404は量子化部1403か
ら入力された量子化テーブル、量子化DCT係数を可変長
符号化し、可変長符号を出力部1414に出力するととも
に、発生符号量を符号量制御部1413に出力する。逆量子
化部1405は量子化部1403から入力された量子化テーブ
ル、量子化DCT係数を用いて逆量子化し、逆量子化DCT係
数を逆DCT部1406に出力する。逆DCT部1406は逆量子化部
1405から入力される逆量子化DCT係数を逆DCT変換し、復
号化した予測誤差を加算部1409に出力する。加算部1409
は、逆DCT部1406から入力される復号化後の予測誤差と
フレームメモリ1407から入力される1フレーム前の復号
化画像を加算し、現在の復号化画像を算出し、フレーム
メモリ1407に出力する。フレームメモリ1407は加算部14
09から入力される復号化画像を用いて内部バッファを更
新し、復号化画像を減算部1408および加算部1409に出力
する。
【００１４】以上のように、選択領域内、外において量
子化テーブルを変えて量子化することにより、選択領域
の画質を向上させることが出来る。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従来例のように選択領
域とそれ以外の領域間で異なる量子化マトリクスを用い
ることによって選択領域の画質を向上させると、選択領
域の境界においては量子化値の差によりブロックノイズ
が生じ、画面全体として違和感のある画像となってしま
う。また、選択領域内外で異なる量子化値を用いて符号
化するなど他の従来技術についても同様であり、画面全
体として違和感を発生してしまうという問題がある。
【００１６】本発明は、上記従来例の課題を解決するた
めになされたものであり、映像信号を限られた伝送ビッ
トレートで符号化を行う映像符号化装置において、他の
領域よりも画質を向上させたい領域を選択でき、選択領
域の画質を向上させ、かつ画面全体として違和感のない
画像を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は映像信号の符号化を行う映像符号化装置に
おいて、第１に、ユーザが画面内の任意の領域を選択す
ることが出来る領域選択部を有し、選択領域に対して符
号化パラメータを変更できることを特徴とする。これに
より、ユーザは映像に対して画面内の画質を向上させた
い領域を選択することが可能となる。
【００１８】第２に、画面内で画質を向上させたい領域
を自動で選択することが出来る領域自動選択部を有し、
選択領域に対して符号化パラメータを変更できることを
特徴とする。これにより、ユーザは映像に対して画面内
の画質を向上させたい領域を自動で選択することが可能
となる。
【００１９】第３に、選択領域に対して、選択領域中央
から選択領域境界方向に向かって、値が段階的に変化す
る符号化パラメータを算出する段階的符号化パラメータ
算出部を有することを特徴とする。これにより、算出さ
れた段階的符号化パラメータを用いて選択領域を符号化
することにより、選択領域内から選択領域境界間におい
て、画質を段階的に変化させることが出来るため、選択
領域内の画質は高く、画面全体の違和感がなく自然な映
像とすることが出来る。
【００２０】第４に、段階的符号化パラメータ算出部
は、選択領域中央から選択領域境界方向に対して量子化
値の値を段階的に変化させて算出することを特徴とす
る。これにより、段階的量子化値を用いて選択領域を符
号化することにより、選択領域中央から選択領域境界方
向に量子化誤差の値を段階的に変化させることが出来る
ため、選択領域境界において大きなブロックノイズを生
じることなく、画面全体として違和感がなく自然な映像
とすることが出来る。
【００２１】第５に、段階的符号化パラメータ算出部
は、選択領域中央から選択領域境界方向に対してフレー
ムレートの値を段階的に変化させて算出することを特徴
とする。これにより、段階的フレームレートを用いて選
択領域を符号化することにより、選択領域中央から選択
領域境界方向にフレームレートの値を段階的に変化させ
ることが出来るため、選択領域境界に大きなフレームレ
ートの差を生じることなく、画面全体として違和感がな
く自然な映像とすることが出来る。
【００２２】第６に、段階的符号化パラメータ算出部
は、選択領域中央から選択領域境界方向に対してプレフ
ィルタの特性を段階的に変化させて算出することを特徴
とする。これにより、段階的プレフィルタを用いて選択
領域を符号化することにより、選択領域中央から選択領
域境界方向に画像の周波数特性を段階的に変化させるこ
とが出来るため、選択領域境界に大きな周波数特性の差
を生じることなく、画面全体として違和感がなく自然な
映像とすることが出来る。
【００２３】第７に、段階的符号化パラメータ算出部
は、選択領域中央から選択領域境界方向に対してコマ落
とし閾値を段階的に変化させて算出することを特徴とす
る。これにより、段階的コマ落とし閾値を用いて選択領
域を符号化することにより、選択領域中央から選択領域
境界方向にコマ落としフレームの値を段階的に変化させ
ることが出来るため、選択領域境界に大きなフレームレ
ートの差を生じることなく、画面全体として違和感がな
く自然な映像とすることが出来る。
【００２４】第８に、選択領域内の符号化パラメータに
対して、ユーザが優先順位の設定をする優先順位入力部
を有し、設定された優先順位に従い、優先順位の低い符
号化パラメータから値を変化させる符号化パラメータ算
出部を有し、定められた伝送ビットレート内で映像符号
化を行うことを特徴とする。これにより、選択領域に対
してユーザが設定した優先順位に基づいて算出した符号
化パラメータ用いて符号化を行い、ユーザの意図を反映
した画質の向上を図ることが出来る。
【００２５】第９に、選択領域に対して、ユーザが要求
画質を指定することができる要求画質入力部を有し、指
定された要求画質で符号化するために必要な伝送ビット
レートを算出する必要ビットレート算出部を有し、必要
な伝送ビットレートを出力することを特徴とする。これ
により、ユーザは必要な伝送ビットレートと符号化画質
の関係を把握することができ、１つの伝送ビットレート
を複数の映像で共有する場合に、それぞれの映像に対し
て符号化画質を考慮した上で、効率良くビットレート割
り当てを行うことが出来る。
【００２６】また、本発明は映像信号の符号化を行う映
像符号化プログラムにおいて、第１に、ユーザからの画
面内の任意の領域を受け取る領域選択ステップと選択領
域の符号化パラメータを選択領域以外の符号化パラメー
タと異なる値に変更する符号化パラメータ変更ステップ
とを実行し、選択領域に対して符号化パラメータを変更
できることを特徴とする。これにより、ユーザは映像に
対して画面内の画質を向上させたい領域を選択すること
が可能となる。
【００２７】第２に、選択領域に対して、選択領域中央
から選択領域境界方向に向かって、値が段階的に変化す
る符号化パラメータを算出する段階的符号化パラメータ
算出ステップを実行することを特徴とする。これによ
り、算出された段階的符号化パラメータを用いて選択領
域を符号化することにより、選択領域内から選択領域境
界間において、画質を段階的に変化させることが出来る
ため、選択領域内の画質は高く、画面全体の違和感がな
く自然な映像とすることが出来る。
【００２８】第３に、選択領域内の符号化パラメータに
対して、ユーザからの優先順位の設定を受け取る優先順
位入力ステップを実行し、設定された優先順位に従い、
優先順位の低い符号化パラメータから値を変化させる符
号化パラメータ算出ステップを実行し、定められた伝送
ビットレート内で映像符号化を行うことを特徴とする。
これにより、選択領域に対してユーザが設定した優先順
位に基づいて算出した符号化パラメータ用いて符号化を
行い、ユーザの意図を反映した画質の向上を図ることが
出来る。
【００２９】第４に、選択領域に対して、ユーザからの
要求画質を受け取る要求画質入力ステップを実行し、指
定された要求画質で符号化するために必要な伝送ビット
レートを算出する必要ビットレート算出ステップを実行
し、必要な伝送ビットレートを出力することを特徴とす
る。これにより、ユーザは必要な伝送ビットレートと符
号化画質の関係を把握することができ、１つの伝送ビッ
トレートを複数の映像で共有する場合に、それぞれの映
像に対して符号化画質を考慮した上で、効率良くビット
レート割り当てを行うことが出来る。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図１３および図１５を用いて説明する。な
お、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
様態で実施し得る。
【００３１】（第１の実施の形態）
【００３２】第１の実施の形態は、映像信号を定められ
た伝送ビットレート内で符号化する映像符号化装置にお
いて、画面内の任意の領域を選択でき、選択した選択領
域の画質を他よりも向上させ、選択領域中央から外側に
向かって量子化値を段階的に変化させることにより、画
面全体として違和感のない自然な映像を提供することを
特徴とする映像符号化装置について述べる。
【００３３】図１に実施の形態１における映像符号化装
置のブロック図を示す。図１において、映像符号化装置
101は映像信号を入力する映像入力部120と接続し、減算
処理を行う減算部108と、DCT変換を行うDCT部102と、量
子化処理を行う量子化部103と、可変長符号化を行うVLC
部104と、発生符号量の制御を行う符号量制御部113と、
段階的量子化値を算出する段階的符号化パラメータ算出
部112と、逆量子化処理を行う逆量子化部105と、逆DCT
変換を行う逆DCT部106と、加算処理を行う加算部109
と、復号化画像を保存するフレームメモリ107と、領域
入力部110と接続した領域選択を行う領域選択部111から
なり、VLC部104は出力部114と接続した構成となってい
る。
【００３４】以上のように構成される映像符号化装置10
1に関して、その処理の大まかな流れを図２に示し、以
下にその処理について説明する。
【００３５】STEP 201 : 映像・領域入力処理
【００３６】映像入力部120は映像信号から同期信号を
検出して、映像信号を構成する画像を１画面ごとに減算
部108に出力する。領域入力部110は、ユーザが画面内で
画質を向上させたい領域（以降、選択領域と定義する）
を入力する部であり、領域の情報を領域選択部111に出
力する。例えば、ユーザが矩形領域を指定する場合に
は、矩形領域の左上の座標x,yと矩形領域の幅wと高さh
を入力するものとする。ただし、領域入力部における領
域の情報の指定方法はこれに限定されるものではなく、
領域が指定できる方法であればいかなる指定方法でも良
い。また、自動的に画像内部の特定の対象物を認識し、
その対象物が現れている範囲を指定する方法も採ること
ができる。
【００３７】STEP 202 : 段階的量子化値算出処理
【００３８】領域選択部111は領域入力部110より入力さ
れた領域の情報(x,y,w,h)を用いて選択領域マップを作
成し、選択領域マップを段階的符号化パラメータ算出部
112に出力する。
【００３９】段階的符号化パラメータ算出部112は、領
域選択部111から入力される選択領域マップと、後述す
る符号量制御部113から入力される画像iの割り当て符号
量Biを用いて、段階的量子化値を算出する。
【００４０】段階的量子化値の算出は3つの手順からな
り、以下に詳しく述べる。
【００４１】選択領域外の小ブロックへの割り当て符号
量の算出の手順
【００４２】画像iの割り当て符号量Biを用いて、選択
領域内の小ブロックへの割り当て符号量AHと選択領域外
の小ブロックへの割り当て符号量ALとを、それぞれ
【００４３】
【数１】
【００４４】に示される式1.1と式1.2によって算出す
る。ここに、Nは1フレーム内の小ブロック数、αは割り
当て倍率であり、選択領域への符号量割り当てを増やす
ための係数である。また、式1.2において、NHは選択領
域内の小ブロック数、NLは選択領域外の小ブロック数で
ある。
【００４５】選択領域内の小ブロックへの段階的符号量
割り当ての手順
【００４６】次に選択領域内の小ブロックに対する段階
的割り当て符号量を算出する。選択領域の中心部の小ブ
ロックには符号量を多く割り当てて、領域の外側に近づ
くにつれて少ない符号量を割り当てることにする。これ
により、選択領域の中心部に近づくにつれ段階的に画質
が向上し、外側に近づくほど画質が段階的に劣化し、選
択領域の境界では選択領域外との画質の差を小さくする
ことが出来る。選択領域内の小ブロックへの割り当て符
号量算出法の手順について図4にフローチャートを示
す。
【００４７】図４のフローチャートは、STEP 401 : 選
択領域を分割する領域分割処理、STEP 402 : 分割した
領域に対して割り当て符号量を算出する割り当て符号量
算出処理、STEP 403 : 割り当て後の残有符号量算出処
理、STEP 404 : 終了判定処理からなっている。以下
に、各STEP について詳しく説明する。
【００４８】STEP 401 : 領域分割処理
【００４９】本処理では、選択領域を分割し、エリアを
得る。このエリアは、STEP 401からSTEP 404までのルー
プを実行するに従って、選択領域の外部から中心部へ向
かって分割されることになる。
【００５０】まず、選択領域の重心をＧとし、選択領域
の中のj番目の小ブロックをBlock(j)とする。このと
き、GからBlock(j)の中心を通り選択領域の境界の方向
へ延長した半直線が選択領域の境界と交差する点をVjと
する（もし交差する点が複数個ある場合は、最もGに近
い点とする）。選択領域の分割の最大数をβとし、STEP
401からSTEP 404までのループにおいてSTEP 401を実行
した回数をＮとするとき、得られるエリアを１番目、２
番目、３番目、…、Ｎ番目のエリアと名付けることにす
ると、Block(j)がＩ番目のエリアに入るのは、線分GVj
をβ個の等しい長さの区間に分割したとき、点Vj側から
数えてＩ番目の区間にBlock(j)の中心が属している場合
とする。なお、区間の境界点にBlock(j)の中心がある場
合は、点Vjに近い方の区間に属しているとする。以下で
はI番目のエリアをエリアIと表記することにする。
【００５１】STEP : 402 エリアへの割り当て符号量算
出処理
【００５２】次に分割された各エリアに対して、選択領
域中央に近いエリアほど割り当て符号量が大きくなるよ
うに、割り当て符号量を算出する。
【００５３】式1.5にエリア毎の符号量増加ステップΔB
の算出法を示す。式1.5において、γは符号量増加パラ
メータであり、選択領域外の小ブロックの割り当て符号
量に対する増加比率を表し、ALは選択領域外の小ブロッ
クに対する割り当て符号量を示す。
【００５４】
【数２】
【００５５】エリアiへの割り当て符号量は、符号量増
加ステップΔBを用いて算出する。式1.6にエリアiへの
割り当て符号量の算出法を示す。式1.6において、AHiは
エリアiの小ブロックに対する割り当て符号量を示す。
【００５６】
【数３】
【００５７】すなわち、エリアが選択領域中央に近づく
につれて、割り当て符号量はΔBずつ大きくなる。
【００５８】STEP : 403 残有符号量の算出
【００５９】続いて、エリアiへの割り当て符号量が算
出された後、選択領域に割り当てられた符号量のうち残
有符号量を算出する。式1.7に残有符号量RHiの算出法を
示す。式1.7において、NHjはエリアjに含まれる小ブロ
ックの数を示す。
【００６０】
【数４】
【００６１】STEP : 404 終了判定
【００６２】式1.7に従って算出した残有符号量を用い
て終了判定を行う。終了判定は式1.8が満たされれば終
了し、満たされなければ、STEP 401に戻り処理を繰り返
す。式1.8において、iはSTEP 401を実行した回数であ
り、NHi+1は次にSTEP 401が実行された場合に得られる
エリアi+1に含まれる小ブロックの数である。
【００６３】
【数５】
【００６４】すなわち、次の領域分割をする際に割り当
てられる符号量があるか否かにより、終了判定を行う。
【００６５】以上のSTEP 401〜404の処理を繰り返すこ
とにより選択領域内を複数のエリアに分割し、各エリア
に対して符号量を段階的に増加させながら割り当てる。
図５に符号量割り当て結果の一例を示す。図５におい
て、各小ブロックに書かれた数字は割り当て符号量であ
り、選択領域内では中央に近い小ブロックほど割り当て
符号量が大きくなっている。
【００６６】量子化値の算出の手順
【００６７】画像中の全小ブロックへの割り当て符号量
が決定されると、それぞれの割り当て符号量に従い小ブ
ロックの量子化値を算出する。量子化値の算出方法を式
1.9に示す。式1.9において、Qnは小ブロックnの量子化
値、Anは小領域nの割り当て符号量、f(x)は符号量ｘに
対して量子化値を返す関数であり、符号量が大きいほど
小さい量子化値を返す性質を持ち、あらかじめ決められ
ているとする。
【００６８】
【数６】
【００６９】式1.9に従い、全小ブロックの量子化値を
算出し、量子化値マップを作成する。図６に量子化値マ
ップの一例を示す。図６の小領域内の数字は各小領域の
量子化値を示しており、選択領域内では、中央に近づく
につれて段階的に量子化値が小さくなる特徴を有する。
【００７０】以上のように、段階的符号化パラメータ算
出部112は各小ブロックの量子化値を示した量子化値マ
ップを作成し、量子化部103に出力する。
【００７１】STEP 203 : 映像符号化処理
【００７２】映像符号化処理においては、映像信号を8x
8画素のブロックに分け、ブロック毎にDCT、逆DCT処理
を行い、2x2ブロックの集合である小ブロック毎に、減
算処理、加算処理、量子化処理、逆量子化処理、VLC処
理を行う。また、各処理ブロックにおいては、1フレー
ム内の全ブロックまたは全小ブロックの処理が終了する
と次の処理ブロックへ処理結果を出力する。
【００７３】減算部108は、映像入力部120より入力され
た1フレームの原画像と、フレームメモリより入力され
る1フレーム前の復号化画像である予測画像を用いて、
原画像から予測画像を減算することにより予測誤差を算
出し、予測誤差をDCT部102に出力する。但し、符号化の
始まりでは、1フレーム前の復号化画像は存在しないの
で減算は行わない。
【００７４】DCT部102は、減算部108から入力される予
測誤差に対してDCT変換を施すことによりDCT係数を算出
し、量子化部103にDCT係数を出力する。
【００７５】量子化部103はDCT部102より入力されるDCT
係数と、段階的符号化パラメータ算出部112より入力さ
れる量子化値マップを用いて量子化処理を行う。量子化
部103は、小ブロック毎にDCT係数を、量子化値マップに
示された量子化値で割り算を実行し商を求めることによ
り、量子化DCT係数を算出し、量子化値マップと量子化D
CT係数をVLC部104と逆量子化部105に出力する。
【００７６】VLC部104は、量子化部103より入力される
量子化値マップと量子化DCT係数に対して可変長符号化
を施し、可変長符号を出力部114に出力するとともに、
発生した符号量を符号量制御部113に出力する。
【００７７】符号量制御部113はVLC部104により入力さ
れた発生符号量を用いて、次フレームの割り当て符号量
を算出し、段階的符号化パラメータ算出部112に出力す
る。式1.10及び1.11を用いてフレームiの割り当て符号
量を算出する方法を示す。
【００７８】本実施の形態では、符号量制御を決められ
たフレーム数毎に行うとし、符号量制御のまとまり単位
をGOPと呼ぶことにする。式1.10において、BGOPは符号
量制御における１GOPの割り当て符号量、Tは伝送ビット
レート、NGOPは１GOP内のフレーム数、Framarateはフレ
ームレートである。式1.11においてBiはフレームiに割
り当てられる符号量、bjはフレームjで発生した符号量
である。
【００７９】
【数７】
【００８０】
【数８】
【００８１】STEP 204: 映像復号化処理
【００８２】逆量子化部105は、量子化部103から入力さ
れる量子化値マップと量子化DCT係数を用いて、対応す
る小ブロック毎にDCT係数に量子化値を掛け算すること
により、逆量子化DCT係数を算出し、逆量子化DCT係数を
逆DCT部106に出力する。
【００８３】逆DCT部106は逆量子化部105より入力され
る逆量子化DCT係数に逆DCT変換を施し、復号化後の予測
誤差を算出し加算部109に出力する。
【００８４】加算部109は逆DCT部106より入力される復
号化後の予測誤差と、フレームメモリから入力される1
フレーム前の復号化画像とを加算し、現在の復号化画像
を算出し、フレームメモリ107に出力する。
【００８５】フレームメモリ107は加算部109より復号化
画像が入力されると、内部メモリを入力された復号化画
像に書き換え、復号化画像を加算部109と減算部108に出
力する。
【００８６】STEP 205 : 終了判定処理
【００８７】以上、STEP 201からSTEP 204の処理を繰り
返し、映像符号化を行う。映像入力部120において映像
信号の入力が停止した場合を符号化終了と判定し、符号
化処理を終了する。
【００８８】以上のように、映像符号化装置101は、画
面内の任意の領域を選択する領域選択部と、選択領域に
対して選択領域中央の量子化値は小さく、外側に向かっ
て量子化値が大きくなる段階的量子化値を算出する段階
的符号化パラメータ算出部を有することにより、選択領
域内の画質は高く、また選択領域境界において量子化誤
差の差を小さくし、画面全体として違和感のない自然な
画像を提供することが出来る。
【００８９】なお、本実施の形態では、ユーザが領域を
指定した例を示したが、例えば肌色の多い部分を人間の
顔というオブジェクトとして認識し、このように認識さ
れたオブジェクトの画像内での領域を自動で選択する領
域自動選択部を有することも可能である。
【００９０】また、選択領域内外それぞれにおける小ブ
ロックへの符号量割り当ては、各領域で均一の値を使用
したが、一般的な符号量制御のように、小ブロックの複
雑度に応じて符号量割り当てを行うことも可能である。
【００９１】（第２の実施の形態）
【００９２】第２の実施の形態では、映像信号を定めら
れた伝送ビットレート内で符号化する映像符号化装置に
おいて、画面内の任意の領域を選択でき、選択した選択
領域の動きの滑らかさであるフレームレートを他よりも
向上させ、選択領域中央から外側に向かってフレームレ
ートを段階的に変化させることにより、画面全体として
違和感のない自然な映像を提供することを特徴とする映
像符号化装置について述べる。
【００９３】図7に、本実施の形態における映像符号化
装置のブロック図を示す。図１において、実施の形態１
とその動作が同一であるブロックは、図１と同じブロッ
ク番号を示した。図７において、実施の形態１と動作の
異なるブロックは、段階的符号化パラメータ算出部712
と、量子化部703であり、以下にこの2つのブロックの動
作について説明する。
【００９４】本実施の形態において、段階的符号化パラ
メータ算出部712は、領域選択部111より入力される画質
を向上させる領域情報を示した選択領域マップと、符号
量制御部113から入力されるフレームiへの割り当て符号
量Biを用いて、選択領域中央から選択領域境界方向に段
階的に変化するフレームレートの値を算出する。
【００９５】段階的符号化パラメータ算出部712におけ
る段階的フレームレートの算出手順は、実施の形態１の
段階的符号化パラメータ算出部112における選択領域外
の小ブロックへの割り当て符号量の算出と選択領域内の
小ブロックへの段階的符号量割り当てと同様の処理を経
て、選択領域外および選択領域内の小ブロックへの符号
量割り当てを行い、割り当てられた符号量を基に段階的
フレームレートを算出する。
【００９６】段階的フレームレートの算出
【００９７】段階的符号化パラメータ算出部712は、全
小ブロックへの割り当て符号量が決まると、割り当て符
号量に従って選択領域中央から外側に向かって値が小さ
くなるような段階的フレームレートを算出する。
【００９８】フレームレートの算出の前に、式2.1に従
い、フレームiの量子化値を算出する。式2.1において、
Qiはフレームiの量子化値、Biはフレームiの割り当て符
号量、Nはフレーム内の小ブロック数、f(x)は式1.9と同
様に符号量に対して量子化値を返す関数である。
【００９９】
【数９】
【０１００】段階的フレームレートの算出方法の一例を
式2.2に示す。式2.2において、fpsnは小ブロックnのフ
レームレート、Anは小ブロックnの割り当て符号量、g
(x,q)は符号量x、量子化値qに対してフレームレートを
返す関数であり、符号量xが大きく、量子化値qが大きい
場合に大きなフレームレートを返す性質を持ち、あらか
じめ決められているとする。
【０１０１】
【数１０】
【０１０２】式2.2に従い、全小ブロックのフレームレ
ートを算出すると、選択領域中央のフレームレートは高
く、外側に行くにつれて段階的にフレームレートが小さ
くなる特徴を有する。
【０１０３】段階的符号化パラメータ算出部712は、小
ブロック毎に算出したフレームレートを示したフレーム
レートマップと、量子化値を量子化部703に算出する。
図８にフレームレートマップの一例を示す。図８におい
て、各小ブロックに示された数字がフレームレートを表
す。
【０１０４】量子化部703はDCT部102より入力されるDCT
係数に対して、段階的符号化パラメータ算出部712より
入力される量子化値Qiとフレームレートマップを用い
て、量子化を行う。量子化部703は実施の形態１の量子
化部103とは異なり、フレームカウンタを備え、フレー
ムレートマップを参照し、小ブロック毎に異なるフレー
ムレートを実現する。
【０１０５】以下に、フレーム内で異なるフレームレー
トを実現する方法について説明する。量子化部703はフ
レームレートマップを参照し、フレームレートが入力フ
レームレートと同じ小ブロックに関しては、そのままDC
T係数を量子化し、量子化DCT係数をVLC部104と逆量子化
部106に出力する。それに対して、入力フレームレート
と異なるフレームレートの小ブロックに関しては、式2.
3の真偽を判定する。
【０１０６】すなわち、式2.3が真の場合は、DCT係数を
量子化するが、偽の場合には、DCT係数を全てゼロに
し、ゼロ係数を量子化DCT係数として、VLC部104と逆量
子化部106に出力する
【０１０７】式2.3において、iはフレームカウンタの
値、x mod yはxをyで割った剰余、fps inputは入力フレ
ームレート、fpsnは小ブロックnのフレームレートであ
る。
【０１０８】
【数１１】
【０１０９】以上のように、小ブロックのフレームレー
トとフレームカウンタの値により、DCT係数をゼロにす
ることによって、フレーム内で擬似的にフレームレート
を変更することが可能であり、量子化部703は全ての小
ブロックに対して量子化処理を行った後、フレームカウ
ンタを１増加させる。
【０１１０】以上のように、映像符号化装置701は、画
面内の任意の領域を選択する領域選択部と、選択領域に
対して選択領域中央のフレームレートは大きく、外側に
向かってフレームレートが小さくなる段階的フレームレ
ートを算出する段階的符号化パラメータ算出部を有する
ことにより、選択領域中央程フレームレートを大きく動
きの滑らかさを良好にすることが出来る。さらに、選択
領域外側に行くにつれフレームレートを小さくし、選択
領域境界においてフレームレートの差によって発生する
不連続性を小さくできるため、画面全体として違和感の
ない自然な画像を提供することが出来る。
【０１１１】なお、本実施の形態は選択領域内外の割り
当て符号量から、それぞれのフレームレートを算出する
例を示したが、これは割り当て符号量を用いることに限
定されるものではない。特に低ビットレートでの映像符
号化においては、一般に符号化で用いられる仮想バッフ
ァの残有量とコマ落とし閾値と用いて、小ブロックまた
はフレームを符号化せずにコマ落とし処理を行うことが
ある。仮想バッファとは、映像符号化装置701が備える
映像の符号化結果を蓄えるバッファであり、伝送路へ単
位時間あたり一定の割合で出力部114へ映像の符号化結
果が出力されるようにするために用いられるバッファで
ある。映像符号化装置701は、この仮想バッファの残有
量の大小に従って映像の符号化をするかしないかを決定
するコマ落とし閾値を設定し、コマ落ち処理を行うこと
により、結果的にフレームレートを変えることが出来
る。これを利用し、画面内の各エリアに対して仮想バッ
ファの残有量についてコマ落とし閾値を段階的に求め、
エリア毎の発生符号量と比較し、エリア毎にコマ落とし
処理を行う。これにより、選択領域中央から外側に向か
ってコマ落としフレーム数を段階的にし、画面全体とし
ての違和感のない画像とすることも可能となる。
【０１１２】（第３の実施の形態）
【０１１３】第3の実施の形態では、映像信号を定めら
れた伝送ビットレート内で符号化する映像符号化装置に
おいて、画面内の任意の領域を選択でき、選択した選択
領域の画質を他よりも向上させ、選択領域中央から外側
に向かってプレフィルタの特性を段階的に変化させるこ
とにより、画面全体として違和感のない自然な映像を提
供することを特徴とする映像符号化装置について述べ
る。
【０１１４】図９に、本実施の形態における映像符号化
装置のブロック図を示す。図９において、実施の形態１
とその動作が同一である動作ブロックは、図１と同じブ
ロック番号を示した。図７において、映像符号化装置90
1を構成する動作ブロックのうち、実施の形態１と動作
の異なる動作ブロックは、プレフィルタリング部930
と、段階的符号化パラメータ算出部712であり、以下に
この2つの動作ブロックの動作について説明する。
【０１１５】本実施の形態において、段階的符号化パラ
メータ算出部712は、領域選択部111より入力される画質
を向上させる領域情報を示した選択領域マップと、符号
量制御部113から入力されるフレームiへの割り当て符号
量Biを用いて、選択領域中央から選択領域境界方向に段
階的に変化するプレフィルタの特性値を算出する。
【０１１６】段階的符号化パラメータ算出部912におけ
る段階的プレフィルタの算出手順は、実施の形態１の段
階的符号化パラメータ算出部112における、択領域外の
小ブロックへの割り当て符号量の算出と選択領域内の小
ブロックへの段階的符号量割り当てと同様の処理を経
て、選択領域内外の小ブロックへの符号量割り当てを行
い、割り当てられた符号量を基に段階的プレフィルタを
算出する。
【０１１７】本実施の形態では、プレフィルタに平滑化
フィルタを用いることにし、フィルタの特性は平滑化フ
ィルタのタップ数とする。すなわちタップ数Mのプレフ
ィルタは（２M+1）x（２M+1）画素の中央の画素値を
（２M+1）x（２M+1）画素の平均値により置き換えるフ
ィルタを示すこととする。但し、プレフィルタは平滑化
フィルタに限定されるものではなく、いかなるフィルタ
でも使用可能である。
【０１１８】式3.1に段階的プレフィルタ特性の算出方
法を示す。
【０１１９】式3.1において、Tnは小ブロックｎに対す
るプレフィルタのタップ数、Anは小ブロックnの割り当
て符号量、h(x)は符号量ｘに対してタップ数を返す関数
であり、符号量が大きいほど小さなタップ数を返す関数
である。
【０１２０】
【数１２】
【０１２１】この式3.1に従い、各小ブロックに対し
て、プレフィルタの特性であるタップ数を算出し、プレ
フィルタ特性マップを算出する。プレフィルタ特性マッ
プの一例を図１０に示す。
【０１２２】図１０において、各小ブロック内に示され
る数値はそれぞれプレフィルタのタップ数であり、選択
領域中央ほど小さく、外側に向かうにつれ段階的に大き
な値になる特徴がある。また、段階的符号化パラメータ
算出部912は、式1.9に従い、小ブロックの量子化値を算
出し、量子化値マップを量子化部103に出力するととも
に、プレフィルタ特性マップをプレフィルタリング部93
0に出力する。
【０１２３】プレフィルタリング部930は映像入力部120
より入力される原画像に対して、段階的符号化パラメー
タ算出部912より入力されるプレフィルタ特性マップに
示されたタップ数の平滑化フィルタを用いて平滑化処理
を施し、減算部108へ出力する。
【０１２４】フィルタリング部において、タップ数が大
きい平滑化フィルタを用いる程、フィルタリングによっ
て削減される画像の高周波成分は大きなり、符号化後に
発生する符号量も小さく、ボケた画像となる。
【０１２５】以上のように、映像符号化装置901は、画
面内の任意の領域を選択する領域選択部と、選択領域に
対して選択領域中央のプレフィルタのタップ数は小さ
く、外側に向かってタップ数が大きくなる段階的プレフ
ィルタ特性を算出する段階的符号化パラメータ算出部
と、プレフィルタリング部を有することにより、選択領
域中央ほど鮮明な画質、また外側に行くにつれ段階的に
ボケた画質とし、選択領域境界において画質劣化の差が
小さく、画面全体として違和感のない自然な画像を提供
することが出来る。
【０１２６】（第4の実施の形態）
【０１２７】第４の実施の形態では、映像信号を定めら
れた伝送ビットレート内で符号化する映像符号化装置に
おいて、選択領域内の符号化パラメータに対してユーザ
が優先順位の設定をすることができる優先順位入力部を
有し、設定された優先順位に従い、優先順位の低い符号
化パラメータから値を変化させる符号化パラメータ算出
部を有し、定められた伝送ビットレート内で映像符号化
を行い、ユーザが設定した優先順位に基づく画質の映像
を提供することを特徴とする映像符号化装置について述
べる。
【０１２８】図１１に、本実施の形態における映像符号
化装置のブロック図を示す。図１１において、実施の形
態１から3における動作ブロックとその動作が同一であ
る動作ブロックは、前記動作ブロックと同一のブロック
番号を示す。
【０１２９】図１１において、本実施の形態で現れる新
たな動作ブロックは、優先順位入力部1113と、符号化パ
ラメータ算出部1112の２つであり、以下にこの２つの動
作ブロックの動作について説明する。
【０１３０】優先順位入力部1113は、選択領域の符号化
パラメータに優先順位を指定する部である。本実施の形
態では、優先順位を指定できる符号化パラメータとし
て、量子化値、フレームレート、選択領域サイズの３つ
を想定しており、優先順位入力部1113は、選択領域に対
する上記3つの符号化パラメータに関して、優先順位を
設定し、設定した優先順位を符号化パラメータ算出部11
12に出力する。
【０１３１】符号化パラメータ算出部1112は、領域選択
部111より入力される選択領域マップと優先順位入力部1
113より入力される符号化パラメータの優先順位と、符
号量制御部113より入力されるフレームiへの割り当て符
号量Biを用いて選択領域内の3つの符号化パラメータを
算出し、量子化部703に出力する。
【０１３２】符号化パラメータ算出部1112における、符
号化パラメータ算出方法について説明する。図１２に符
号化パラメータ算出処理の流れを示す。
【０１３３】図１２において、各処理は、STEP 1201 :
符号化パラメータの初期化をする符号化パラメータ初期
化処理、STEP 1202 : 優先順位3位の符号化パラメータ
の更新をする符号化パラメータ1更新処理、STEP 1203 :
終了判定処理、STEP 1204 :優先順位２位の符号化パラ
メータの更新をする符号化パラメータ２更新処理、STEP
1205 : 終了判定処理、STEP 1206 : 優先順位１位の符
号化パラメータの更新をする符号化パラメータ３更新処
理となっている。以下に各処理の詳細について説明す
る。
【０１３４】STEP 1201 : 符号化パラメータ初期化処理
【０１３５】本処理では、選択領域マップとフレームi
への割り当て符号量Biを用いて、選択領域内外の符号化
パラメータの初期値を設定する。
【０１３６】式4.1から式4.4に初期符号化パラメータの
算出方法を示す。式4.1において、Q Lは選択領域外の量
子化値、f(x)は式1.9と同等に量子化値を算出する関
数、Biはフレームiへの割り当て符号量、abitは選択領
域外への割り当て符号量を減らすための係数で１よりも
小さい値を持ち、Nは１フレーム内の小ブロック数であ
る。式4.2において、Qinitは選択領域内のブロックの初
期量子化値、aqは選択領域内の量子化値をそれ以外の領
域よりも小さくし、画質を向上させるための係数であ
る。式4.3において、fpsLは選択領域外のフレームレー
ト、g(x)は式2.2と同様にフレームレートを算出する関
数である。式4.4において、fpsinitは選択領域内の初期
フレームレートであり、afpsは選択領域内のフレームレ
ートをそれ以外の領域よりも大きくするための係数であ
る。
【０１３７】
【数１３】
【０１３８】以上のように、符号化パラメータ算出部11
12は、選択領域外の量子化値、フレームレートを算出
し、各係数を用いることにより、選択領域内の初期量子
化値、初期フレームレートを算出する。
【０１３９】第３の符号化パラメータである選択領域の
大きさの初期値は、領域選択部111から入力された選択
領域の大きさそのものを用いる。
【０１４０】STEP 1202 : 優先順位３位の符号化パラメ
ータ更新処理
【０１４１】本処理では、優先順位が第３位の符号化パ
ラメータについて更新を行う。例えば、優先順位が、
１．領域の大きさ、２．量子化値、３．フレームレート
の順である場合について説明する。
【０１４２】従って、本処理では、伝送ビットレートを
満たすように、選択領域のフレームレートに対して更新
処理を施す。式4.5に更新処理の方法を示す。
【０１４３】式4.5において、fpsHは更新後のフレーム
レート、fpsinitは初期フレームレート、afpsは式4.4に
示したフレームレートに関する係数、jは更新回数であ
る。式4.6において、PLは選択領域外の予測発生符号
量、g-1は式2.2の逆関数であり、量子化値とフレームレ
ートから、小ブロックの予測発生符号量を算出する関
数、QLは選択領域外の量子化値、fpsLは選択領域外のフ
レームレート、NLは選択領域外の小ブロック数である。
式4.7において、PHは選択領域内の発生符号量、QHは選
択領域外の量子化値、NHは選択領域内の小ブロック数で
ある。式4.9において、Piはフレームi全体の予測発生符
号量である。
【０１４４】また、式4.9と式4.10は本処理の終了条件
を示す。
【０１４５】
【数１４】
【０１４６】このように、本処理では、4.5に従いフレ
ームレートを小さい値にすることにより更新し、式4.9
または、4.10が真となるときの値を最終のフレームレー
トとして処理を終了する。
【０１４７】それに対し、式4.9および4.10が偽の場合
には、式4.5のｊの値を増加させてフレームレートの更
新処理を行い、式4.9または4.10の終了条件が満たされ
るまで繰り返す。以上の処理が終了したのち、更新後の
フレームレートを用いて、フレームレートマップを作成
する。
【０１４８】STEP 1203 : 終了判定処理
【０１４９】本処理では、符号化パラメータの算出処理
の終了判定を行う。終了判定は、式4.9を用いて行い、
式4.9が真の場合、すなわち予測発生符号量が割り当て
符号量以内に収まる場合を終了とする。それに対して、
式4.9が偽の場合には、STEP 1204へ移る。
【０１５０】STEP 1204 : 優先順位２位のパラメータ更
新処理
【０１５１】本処理では、優先順位が第２位である符号
化パラメータの更新を行い、伝送ビットレートを満たす
ように符号量を抑える。今回、優先順位が第２位の符号
化パラメータは量子化値である。
【０１５２】式4.11と式4.12に量子化値の更新方法を示
す。式4.11において、QHは更新後の量子化値であり、Q
initは初期量子化値であり、aqは式4.2における量子化
値に関する係数、jは更新処理の繰り返し回数である。
【０１５３】
【数１５】
【０１５４】このように、本処理では、式4.11に従い量
子化値を大きくすることにより更新を行い、式4.9また
は、4.12が真となるときの値を最終の量子化値として処
理を終了する。
【０１５５】それに対し、式4.9および4.12が偽の場合
には、式4.11のｊの値を増加させて量子化値の更新処理
を行い、式4.9または4.12の終了条件が満たされるまで
繰り返す。以上の処理が終了したのち、更新後の量子化
値を用いて、量子化値マップを作成する。
【０１５６】STEP 1205 : 終了判定処理
【０１５７】本処理では、符号化パラメータの算出処理
の終了判定を行う。終了判定は、式4.9を用いて行い、
式4.9が真の場合、すなわち予測発生符号量が割り当て
符号量以内に収まる場合を終了とする。それに対して、
式4.9が偽の場合には、STEP 1206へ移る。
【０１５８】STEP 1206 : 優先順位１位のパラメータ更
新処理
【０１５９】本処理では、優先順位が第１位である符号
化パラメータの更新を行い、伝送ビットレートを満たす
ように符号量を抑える。今回、優先順位が第１位の符号
化パラメータは選択領域の大きさであり、選択領域マッ
プを更新する。式4.13と式4.14に選択領域マップの更新
方法を示す。
【０１６０】式4.13において、Block(k)は小ブロックk
を示し、AreaHは選択領域内を示し、dkは選択領域の重
心から小ブロックkまでの距離であり、aAreaは選択領域
の大きさを更新するための係数、ｊは本処理の繰り返し
回数であり、Dは初期選択領域の重心から最も遠い小ブ
ロックまでの距離である。式4.14において、AreaLは選
択領域外を示す。式4.13および4.14において、x∈ｙは
ｘがｙに含まれることを表す。
【０１６１】
【数１６】
【０１６２】式4.13および式4.14を用いて、選択領域を
外側から小さくすることにより、選択領域大きさを更新
し、式4.8を用いて更新後の予測発生符号量を算出し、
式4.9が真となる場合、更新処理を終了する。
【０１６３】それに対し、式4.9が偽である場合には、
予測発生符号量が割り当て符号量以内となっていないの
で、式4.13におけるjの値を増加させ、選択領域の大き
さを更新し、式4.9が真となるまで処理を繰り返す。
【０１６４】以上のように、式4.9が真となり、予測発
生符号量が割り当て符号量以内となった場合に処理を終
了し、更新された選択領域の大きさを用いて、選択領域
マップを更新する。
【０１６５】符号化パラメータ算出部は、以上の処理を
経て算出した、フレームレートマップ、量子化値マップ
を量子化部703に出力する。
【０１６６】今回、優先順位が１．領域の大きさ、２．
量子化値、３．フレームレートである場合について説明
したが、この順番は任意であり、順番が変わることによ
る処理はそのパラメータの更新順が変わるだけである。
【０１６７】本実施の形態では、映像符号化装置におい
て、画質を向上させる選択領域の符号化パラメータに対
してユーザが優先順位を指定し、指定された優先順位に
従い、優先順位の低い符号化パラメータから値を変更し
ていくことにより符号量制御を行うため、ユーザが設定
した優先順位の高い符号化パラメータに対して、選択領
域の画質を高く保つことが可能となる。
【０１６８】（第5の実施の形態）
【０１６９】第５の実施の形態では、映像符号化装置に
おいて、画質を向上させる選択領域に対して、ユーザが
要求画質を指定することができ、指定された要求画質に
符号化するために必要な伝送ビットレートを算出する必
要ビットレート算出部を有し、必要な伝送ビットレート
を出力することを特徴とする符号化装置について説明す
る。
【０１７０】図１３に、本実施の形態における映像符号
化装置のブロック図を示す。図１３において、映像符号
化装置1301は実施の形態１における映像符号化装置101
に加えて、領域選択部1311および要求画質入力部1340と
接続した必要ビットレート算出部1330を有し、必要ビッ
トレート出力部1350と接続した構成となっており、動作
が同一である動作ブロックについては、実施の形態１か
ら４のいずれかに属する動作ブロックと同一のブロック
番号を示す。
【０１７１】以下に、本実施の形態で新たに現れた動作
ブロックである必要ビットレート算出部1330、要求画質
入力部1340について説明する。
【０１７２】要求画質入力部1340は、選択領域に対して
ユーザが定めた要求画質を必要符号量算出部1330に出力
する。
【０１７３】要求画質の指定方法は任意であるが、本実
施の形態では、選択領域における符号化パラメータと、
選択領域外における符号化パラメータとの比を用いて要
求画質を指定する。例えば、量子化値に関して要求画質
を入力する場合を想定し、選択領域内外における符号化
パラメータの比を必要符号量算出部1330に出力する。式
5.1に、要求画質を示す量子化値の比の算出方法を示
す。
【０１７４】式5.1において、αQは選択領域内外の量子
化値の比を示し、要求画質パラメータと定義し、QLは選
択領域外の量子化値、QHは選択領域内の量子化値であ
る。
【０１７５】
【数１７】
【０１７６】式5.1に示すように、要求画質パラメータ
は、選択領域内の画質を選択領域外に比べてどれだけ向
上させるかを表すものである。
【０１７７】必要ビットレート算出部1330は、領域選択
部1311から入力される選択領域マップと、要求画質入力
部1340により入力される要求画質パラメータと、符号量
制御部113より入力されるフレームiの割り当て符号量を
用いて、選択領域を要求画質パラメータで符号化すると
きの必要ビットレートを算出し、必要ビットレート出力
部1350に出力する。
【０１７８】式5.2から式5.4 に、必要ビットレートの
算出方法を示す。式5.2において、QLは選択領域外の量
子化値、f(x)は式1.9と同等に量子化値を算出する関
数、Biはフレームiへの割り当て符号量、Nは１フレーム
内の小ブロック数を示す。式5.3において、QHは選択領
域内の量子化値、αQは要求画質パラメータである。式
5.4において、Bitrateは必要ビットレート、PL、PHは式
4.6または式4.7により算出される選択領域外、選択領域
内の予測発生符号量、fpsはフレームレートである。
【０１７９】
【数１８】
【０１８０】ビットレート算出部1330は、式5.4に従っ
て算出した必要ビットレートを必要ビットレート出力部
1350に出力する。
【０１８１】今回、要求画質入力部1340は量子化値を用
いて要求画質パラメータを算出し、必要ビットレート算
出部1330が要求画質パラメータを用いて符号化するとき
の必要ビットレートを算出する場合について説明した
が、要求画質パラメータは量子化値に限定されるもので
はなく、フレームレートやそれらの組み合わせとして指
定することも可能である。
【０１８２】このように、本実施の形態では、映像符号
化装置において、ユーザが選択領域に対して要求画質を
指定できる要求画質入力部と、要求画質を達成するため
の必要ビットレートを算出する必要ビットレート算出部
を有することにより、ユーザは選択領域の画質を向上さ
せるために必要なビットレートを知ることができるた
め、ユーザは符号化画質と伝送ビットレートとの関係を
把握することが可能となり、１つの帯域を複数の映像で
共有する場合に、各映像に対して符号化画質を考慮した
上で、効率良くビットレート割り当てを行うことが出来
る。
【０１８３】また、式5.4では選択領域内と選択領域外
のビットレートの合計を求めたが、P L*fpsとPH*fpsとを
別々に計算することにより、選択領域内の映像を符号化
し伝送するためのビットレートと選択領域外の映像を符
号化し伝送するためのビットレートを求めて出力するこ
とが可能となる。
【０１８４】（第６の実施の形態）
【０１８５】図１５は、本発明の映像符号化プログラム
の基本動作を示すフローチャートである。STEP 1501 に
おいては、映像・領域入力処理として、符号化すべき映
像と映像内の領域の指定を受け取る。符号化すべき映像
は、デジタル信号に変換された静止画の集まりの信号と
して受け取る。この STEP 1501 において、領域選択ス
テップが実行される。領域選択ステップは、映像内の任
意の領域の指定を受け取るステップである。任意とは、
本映像符号化プログラムを動作させるユーザーが映像内
の好み、あるいは、必要に応じて選択できるという意味
である。本映像符号化プログラムは映像内の領域の指定
としては、図３に示すように、STEP 1502 で映像を符号
化するブロックを最小単位とするマトリックスに 0 と
1 とが入ったデータ形式で受け取ることが考えられる。
このマトリックスにおいて 1 が入った部分が指定され
た領域を構成することになる。なお、このようなマトリ
ックスを選択領域マップと呼び、1が入ったブロックで
構成される領域を選択領域と呼ぶことにする。
【０１８６】STEP 1502 においては、映像符号化処理と
してSTEP 1501 で受け取った映像を符号化する。符号化
を行うには、メモリ内に蓄えられている直前に符号化を
行った映像を復号化したものとの差分をとり、その差分
に対してブロックごとに DCT変換（離散コサイン変換）
を施し、その結果に対して量子化を行い、量子化の結果
を符号化して出力を行う。なお、差分をとる前に、入力
画像に対してフィルタ操作を施す場合もある。
【０１８７】量子化とは、DCT 変換によって得られた係
数の値を、定められた量子化値の何倍になっているかを
求める操作であり、この量子化によって量子化値に満た
ない部分は切り捨てられることになる。
【０１８８】また、符号化の結果を出力する際には、仮
想バッファと呼ばれるバッファに符号化の結果が蓄積さ
れ、一定時間に一定の割合で出力されるようにする。
【０１８９】STEP 1503 において、STEP 1502 で得られ
た符号化の結果から復号化処理を行い、STEP 1502 で差
分をとる映像としてメモリに蓄えることを行う。
【０１９０】STEP 1504 において、映像の符号化を続行
するかどうかを判定し、続行するなら STEP 1501 へ戻
る。
【０１９１】STEP 1502 における映像の符号化を行うパ
ラメータとしては、映像を符号化するブロックに対する
量子化値、フレームレート、フィルタの特性値、コマ落
しを仮想バッファの残有量に従って行うための閾値が挙
げられ、これらのパラメータを符号化するブロック単位
で変化させることが可能である。そこで、領域選択ステ
ップで入力された選択領域と選択領域以外とにおいて、
これらのパラメータを変え、選択領域の画質が選択領域
以外の画質より向上するようにできる。このようにパラ
メータを変えることにより、画面内の画質を向上させた
い領域を選択することができる。
【０１９２】また、画像内のオブジェクトを自動的に認
識するようにし、特定のオブジェクトが映っている領域
を上記の選択領域とすることにより、特定のオブジェク
トの画質を向上させることが可能となる。
【０１９３】（第７の実施の形態）
【０１９４】第７の実施形態の映像符号化プログラム
は、映像符号化処理のステップである STEP 1502 にお
いて、選択領域において段階的に変化し、映像の符号化
に要する符号化量が与えられた符号化量を上限として最
大化する段階的符号化パラメータを算出する段階的符号
化パラメータ算出ステップを実行し、その算出されたパ
ラメータに従って映像の符号化を行う。
【０１９５】選択領域とは、第６の実施形態のように、
0 と 1 からなるマトリックスにおいて、1 が指定され
たブロックで構成される画像内の領域である。また、段
階的に変化するとは、隣あったブロックの映像化のパラ
メータが急激に変化しないことを言う。
【０１９６】図４が段階的符号化パラメータ算出ステッ
プを説明するフローチャートであり、領域分割ステップ
STEP 401、割り当て符号量の算出ステップ STEP 402、
残有符号量の算出ステップ STEP 403、終了の判定ステ
ップ STEP 404 からなる。
【０１９７】領域分割ステップ STEP 401
【０１９８】本ステップにおいては、選択領域を分割す
ることを行う。分割は選択領域の外側から内側に向かっ
て選択領域をエリアに分けることが考えられる。すなわ
ち、まず、選択領域の重心をＧとし、選択領域の中のj
番目の小ブロックをBlock(j)とする。このとき、GからB
lock(j)の中心を通り選択領域の境界の方向へ延長した
半直線が選択領域の境界と交差する点をVjとする（もし
交差する点が複数個ある場合は、最もGに近い点とす
る）。選択領域の分割の最大数をβとし、STEP 401から
STEP 404までのループにおいてSTEP 401を実行した回数
をＮとするとき、得られるエリアを１番目、２番目、３
番目、…、Ｎ番目のエリアと名付けることにすると、Bl
ock(j)がＩ番目のエリアに入るのは、線分GVjをβ個の
等しい長さの区間に分割したとき、点Vj側から数えてＩ
番目の区間にBlock(j)の中心が属している場合とする。
なお、区間の境界点にBlock(j)の中心がある場合は、点
Vjに近い方の区間に属しているとする。以下では、Ｉ番
目のエリアをエリアIと表記する。
【０１９９】割り当て符号量の算出ステップ STEP 402
【０２００】割り当て符号量の算出ステップにおいて
は、選択領域内のブロックの映像を符号化して得られる
符号量と選択領域外のブロックの映像を符号化して得ら
れる符号量を割り当てることを行い、この割り当てから
領域分割ステップ STEP 401において得られたエリアに
属するブロックの符号量を算出する。選択領域と選択領
域外のブロックへの符号量の割り当てのためには、割り
当て倍率αをあらかじめ決めておき、上記の式1.1と式
1.2を用いて計算された符号量を割り当てる。なおAHとA
Lはそれぞれ選択領域内と選択領域外とのブロックに割
り当てる符号量、であり、Biは画像iの割り当て符号量
であり、Nは 1 フレーム内のブロック数、NHとNLはそれ
ぞれ選択領域内と選択領域外のブロック数である。
【０２０１】次に、選択領域内の各エリアに属するブロ
ックの符号量を割り当てる。この割り当てのためには、
隣り合うエリアに割り当てられる符号量の比率γが定め
られているとし、これから式1.5によって隣り合うエリ
アに属するブロックに割り当てる符号量の差ΔＢを求め
る。ここにALとは、選択領域外のブロックに割り当てら
れる符号量である。そして、エリアiに属するブロック
に割り当てる符号量を式1.6によって求める。
【０２０２】残有符号量の算出ステップ STEP 403
【０２０３】残有符号量の算出ステップにおいては、割
り当て符号量の算出ステップ STEP402 において割り当
てられた選択領域内の符号量と各エリアに属するブロッ
クに割り当てられた符号量とを計算し、差を求めること
を行う。すなわち、式1.7によって差RHiを求める。ここ
にAHiとはエリアiに属するブロックに割り当てられた符
号量でありNHiはエリアiに属するブロックの数である。
【０２０４】終了の判定ステップ STEP 404
【０２０５】終了の判定ステップにおいては、残有符号
量の算出ステップ STEP 403で求めたRHi用いて式1.8が
成立するか否かで段階的符号化パラメータ算出ステップ
を終了するかどうかを判定する。式1.8が成立すれば残
有符号量の算出ステップを終了し、そうでなければ領域
分割ステップ STEP 401 へ以降する。
【０２０６】以上の STEP 401 から STEP 404 によっ
て、映像を構成する全てのブロックに対して符号量が割
り当てられるが、この符号量から、式1.9 に従ってブロ
ックごとの量子化値を求め、あるいは、式2.2 によりフ
レームレートを求め、あるいは、式 3.1 によりフィル
タの特性値を求め、あるいは、仮想バッファの残有量の
閾値を設定することにより、ブロックごとの符号化のパ
ラメータを求め、選択領域の中心部に行くに従って画質
が自然に向上するように符号化を行えることができる。
【０２０７】（第８の実施の形態）
【０２０８】第８の実施の形態において、映像符号化プ
ログラムは、優先順位入力ステップと符号化パラメータ
算出ステップとを実行することにより、選択領域内と選
択領域外との映像の符号化のパラメータを変更すること
を行う。
【０２０９】優先順位入力ステップとは、映像を符号化
するパラメータのうち、どれをどの優先順序で変更する
かをユーザが指定することができるステップであり、例
えば、ユーザに複数のパラメータ名が表示された画面を
表示し、ユーザが入力した数字に従って優先順序を求め
ることを行うことが考えられる。
【０２１０】符号化パラメータ算出ステップは、優先順
位入力ステップで決められた優先順序に従って選択領域
内の映像の符号化のパラメータを変更することを行う。
図１２が選択するパラメータが３つある場合の処理の流
れのフローチャートを示しており、STEP 1201 におい
て、パラメータの値の初期値を求める。STEP 1202 にお
いて、優先順位が最も低いパラメータの変更操作を行
う。STEP 1203 において、優先順位が２位のパラメー
タが変更可能かどうかの判定を行い、可能であればSTEP
1204 に移行し、そうでなければ終了する。STEP 1204
において優先順位が２位のパラメータを変更し、STEP 1
205 において優先順位が１位のパラメータが変更可能で
あるかどうかを判定し、可能であれば STEP 1206 へ以
降し、そうでなければ終了する。STEP 1206 において
は、優先順位が１位のパラメータを変更する。
【０２１１】以下に、優先順位が１位のパラメータが選
択領域の大きさ、２位のパラメータが量子化値、３位の
パラメータがフレームレートである場合について説明す
る。
【０２１２】STEP 1201 符号化パラメータの初期値処理
【０２１３】STEP 1201では、選択領域マップと画像iへ
の割り当て符号量Biを用いて、選択領域内外の符号化パ
ラメータの初期値を設定する。
【０２１４】上記の式4.1から式4.4に初期符号化パラメ
ータの算出方法を示す。式4.1において、QLは選択領域
外の量子化値、f(x)は式1.9と同等に量子化値を算出す
る関数、Biはフレームiへの割り当て符号量、abitは選
択領域外への割り当て符号量を減らすための係数で１よ
りも小さい値を持ち、Nは１フレーム内の小ブロック数
である。式4.2において、Qinitは選択領域内のブロック
の初期量子化値、aqは選択領域内の量子化値をそれ以外
の領域よりも小さくし、画質を向上させるための係数で
ある。式4.3において、fpsLは選択領域外のフレームレ
ート、g(x)は式2.2と同様にフレームレートを算出する
関数である。式4.4において、fpsinitは選択領域内の初
期フレームレートであり、afpsは選択領域内のフレーム
レートをそれ以外の領域よりも大きくするための係数で
ある。
【０２１５】STEP 1202：優先順位３位の符号化パラメ
ータの変更
【０２１６】STEP 1202では、伝送ビットレートを満た
すように、選択領域のフレームレートに対して更新処理
を施す。上記の式4.5に更新処理の方法を示す。
【０２１７】式4.5において、fpsHは更新後のフレーム
レート、fpsinitは初期フレームレート、afpsは式4.4に
示したフレームレートに関する係数、jは更新回数であ
る。式4.6において、PLは選択領域外の予測発生符号
量、g-1は式2.2の逆関数であり、量子化値とフレームレ
ートから、小ブロックの予測発生符号量を算出する関
数、QLは選択領域外の量子化値、fpsLは選択領域外のフ
レームレート、NLは選択領域外の小ブロック数である。
式4.7において、PHは選択領域内の発生符号量、QHは選
択領域外の量子化値、NHは選択領域内の小ブロック数で
ある。式4.9において、Piはフレームi全体の予測発生符
号量である。
【０２１８】また、式4.9と式4.10は本処理の終了条件
を示し、式4.9または式4.10が真となれば、このステッ
プを終了し、そうでなければ、j の値を1増やして式4.5
によってフレームレートを更新し、式4.9と式4.10の真
偽を調べることを繰り返す。
【０２１９】STEP 1203：終了判定処理
【０２２０】本処理では、符号化パラメータの算出処理
の終了判定を行う。終了判定は、式4.9を用いて行い、
式4.9が真の場合、すなわち予測発生符号量が割り当て
符号量以内に収まる場合を終了とする。それに対して、
式4.9が偽の場合には、STEP 1204へ移る。
【０２２１】STEP 1204 : 優先順位２位のパラメータ更
新
【０２２２】STEP 1204では、優先順位が第２位である
符号化パラメータの更新を行い、伝送ビットレートを満
たすように符号量を抑える。
【０２２３】優先順位が第２位の符号化パラメータは量
子化値であるので、式4.11と式4.12に量子化値の更新方
法を示す。式4.11において、QHは更新後の量子化値であ
り、Qinitは初期量子化値であり、aqは式4.2における量
子化値に関する係数、jはSTEP 1204での更新処理の繰り
返し回数である。すなわち、式4.9または、式4.12が真
になるまでjの値を増やして式4.11を計算する。
【０２２４】STEP 1205：終了判定処理
【０２２５】STEP 1205 においては、優先順位が２位の
パラメータが変更された段階での終了判定を行う。終了
判定は式4.9を用い、それが真の場合に終了とし、そう
でなければ有線順位が１位のパラメータを更新するため
にSTEP 1206 へ移行する。
【０２２６】STEP 1206：優先順位１位のパラメータの
更新
【０２２７】STEP 1206では、優先順位が１位である符
号化パラメータの更新を行い、伝送ビットレートを満た
すように符号量を抑える。今の場合には、優先順位が１
位のパラメータは選択領域の大きさであるので、選択領
域の大きさを小さくするように更新を行う。
【０２２８】式4.13において、Block(k)は小ブロックk
を示し、AreaHは選択領域内を示し、dkは選択領域の重
心から小ブロックkまでの距離であり、aAreaは選択領域
の大きさを更新するための係数、ｊは本処理の繰り返し
回数であり、Dは初期選択領域の重心から最も遠い小ブ
ロックまでの距離である。式4.14において、AreaLは選
択領域外を示す。式4.13および4.14において、x∈ｙは
ｘがｙに含まれることを表す。
【０２２９】このように選択領域を小さくしてから、式
4.8で必要な符号量を求め、式4.9の真偽を調べ、真にな
るまで、選択領域の大きさを小さくすることを繰り返
す。
【０２３０】このように、終了判定処理は、符号量が定
められた符号量の関係式4.9が満たされるかどうかで判
定が行われるので、パラメータの優先順位は上記に記し
たものに限られることはない。
【０２３１】本実施の形態では、映像符号化プログラム
において、画質を向上させる選択領域の符号化パラメー
タに対してユーザが優先順位を指定し、指定された優先
順位に従い、優先順位の低い符号化パラメータから値を
変更していくことにより符号量制御を行うため、ユーザ
が設定した優先順位の高い符号化パラメータに対して、
選択領域の画質を高く保つことが可能となる。
【０２３２】（第９の実施の形態）
【０２３３】第９の実施形態においては、映像符号プロ
グラムにおいて、画質を向上させる選択領域に対してユ
ーザが要求画質を指定するための要求画質入力ステップ
と、指定された要求画質に符号化するために必要な伝送
ビットレートを算出する必要ビットレート算出ステップ
とを実行する。
【０２３４】要求画質入力ステップにおいては、映像符
号プログラムはユーザに対して選択領域と選択領域外と
の画像を符号化するパラメータの違いを入力する画面を
表示し、その入力値を読み取ることを行う。例えば、選
択領域と選択領域外との画像を符号化する際の量子化値
の比を入力させることが考えられる。この量子化値の比
をαQとするとき、選択領域内での量子化値QHと選択領
域外での量子化値QLとは式5.1に示す関係になる。
【０２３５】そこで、必要ビットレート算出ステップに
おいては、式5.2においてQLを計算し、量子化値の値を
用いて式5.3によってQHを求め、式4.6と式4.7により計
算される符号量を求め、フレームレートfpsを用いて式
5.4によってビットレートを求めて出力する。
【０２３６】この説明では、量子化値の比からビットレ
ートを求めたが、量子化値が決まっていれば、フレーム
レートの比によってもビットレートを求めることができ
るのは明らかである。
【０２３７】このように、本実施の形態では、映像符号
化プログラムにおいて、ユーザが選択領域に対して要求
画質を指定できる要求画質入力ステップと、要求画質を
達成するための必要ビットレートを算出する必要ビット
レート算出ステップを実行することにより、ユーザは選
択領域の画質を向上させるために必要なビットレートを
知ることができるため、ユーザは符号化画質と伝送ビッ
トレートとの関係を把握することが可能となり、１つの
帯域を複数の映像で共有する場合に、各映像に対して符
号化画質を考慮した上で、効率良くビットレート割り当
てを行うことが出来る。
【０２３８】また、式5.4では選択領域内と選択領域外
のビットレートの合計を求めたが、P L*fpsとPH*fpsとを
別々に計算することにより、選択領域内の映像を符号化
し伝送するためのビットレートと選択領域外の映像を符
号化し伝送するためのビットレートを求めて出力するこ
とが可能となる。
【０２３９】
【発明の効果】以上のように、映像信号の符号化を行う
映像符号化装置において、第１の発明では、ユーザが映
像符号化装置に対して画質を向上させたい領域を選択し
要求することが出来る領域選択部を有し、選択領域に対
して符号化パラメータを変更できることを特徴とする。
これにより、ユーザは映像に対して画面内の画質を向上
させたい領域を選択することが可能となる。
【０２４０】第２の発明では、画質を向上させるべき領
域を自動的に認識し選択する領域自動選択部を有するこ
とにより、ユーザがわざわざ領域を選択することが不要
となる。
【０２４１】第３の発明では、選択領域に対して、選択
領域中央から選択領域境界方向に向かって、値が段階的
に変化する符号化パラメータを算出する段階的符号化パ
ラメータ算出部を有することを特徴とする。これによ
り、算出された段階的符号化パラメータを用いて選択領
域を符号化することにより、選択領域内から選択領域境
界間において、画質を段階的に変化させることが出来る
ため、選択領域内の画質は高く、かつ画面全体として違
和感がなく自然な映像とすることができるようになる。
【０２４２】第４の発明では、段階的符号化パラメータ
算出部は、選択領域中央から選択領域境界方向に対して
量子化値の値を段階的に変化させて算出することを特徴
とする。これにより、段階的量子化値を用いて選択領域
を符号化することにより、選択領域内から選択領域境界
方向に量子化誤差の値を段階的に変化させることが出来
るため、選択領域中央ほど高画質に、かつ選択領域境界
に大きなブロックノイズを生じることなく、画面全体と
して違和感がなく自然な映像を提供することができるよ
うになる。
【０２４３】第５の発明では、段階的符号化パラメータ
算出部は、選択領域中央から選択領域境界方向に対して
フレームレートの値を段階的に変化させて算出すること
を特徴とする。これにより、段階的フレームレートを用
いて選択領域を符号化することにより、選択領域内から
選択領域境界方向にフレームレートの値を段階的に変化
させることが出来るため、選択領域中央ほどフレームレ
ートを高く、かつ選択領域境界に大きなフレームレート
の差を生じることなく、画面全体として違和感がなく自
然な映像を提供することができるようになる。
【０２４４】第６の発明では、段階的符号化パラメータ
算出部は、選択領域中央から選択領域境界方向に対して
プレフィルタの特性を段階的に変化させて算出すること
を特徴とする。これにより、段階的プレフィルタを用い
て選択領域を符号化することにより、選択領域内から選
択領域境界方向に画像の周波数特性を段階的にすること
が出来るため、選択領域中央ほど鮮明に、かつ選択領域
境界に大きな周波数特性の差を生じることなく、画面全
体として違和感がなく自然な映像を提供することができ
るようになる。
【０２４５】第７の発明では、段階的符号化パラメータ
算出部は、選択領域中央から選択領域境界方向に対して
コマ落とし閾値の値を段階的に変化させて算出すること
を特徴とする。これにより、段階的コマ落とし閾値を用
いて選択領域を符号化することにより、選択領域内から
選択領域境界方向にコマ落としフレームの値を段階的に
変化させることが出来るため、選択領域中央ほどコマ落
としフレーム数が小さく、かつ選択領域境界に大きなコ
マ落としフレームの差を生じることなく、画面全体とし
て違和感がなく自然な映像を提供することができるよう
になる。
【０２４６】第８の発明では、選択領域内の符号化パラ
メータに対してユーザが優先順位の設定をする優先順位
入力部を有し、設定された優先順位に従い、優先順位の
低い符号化パラメータから値を変化させる符号化パラメ
ータ算出部を有し、定められた伝送ビットレート内で映
像符号化を行うことを特徴とする。これにより、選択領
域に対してユーザが設定した優先順位の高い符号化パラ
メータに対して画質を高く保ち、ユーザの意図を反映し
た画質の向上を図ることができるようになる。
【０２４７】第９の発明では、選択領域に対して、ユー
ザが要求画質を指定することができる要求画質入力部を
有し、指定された要求画質で符号化するために必要な伝
送ビットレートを算出する必要ビットレート算出部を有
し、必要な伝送ビットレートを出力することを特徴とす
る。これにより、ユーザは伝送ビットレートと符号化画
質の関係を把握することができ、１つの帯域を複数の映
像で共有する場合に、それぞれの映像に対して符号化画
質を考慮した上で、効率良くビットレート割り当てを行
うことができるようになる。
【０２４８】また、本発明は映像信号の符号化を行う映
像符号化プログラムにおいて、第１に、ユーザからの画
面内の任意の領域を受け取る領域選択ステップと選択領
域の符号化パラメータを選択領域以外の符号化パラメー
タと異なる値に変更する符号化パラメータ変更ステップ
とを実行し、選択領域に対して符号化パラメータを変更
できることを特徴とするので、ユーザは映像に対して画
面内の画質を向上させたい領域を選択することが可能と
なる。
【０２４９】第２に、選択領域に対して、選択領域中央
から選択領域境界方向に向かって、値が段階的に変化す
る符号化パラメータを算出する段階的符号化パラメータ
算出ステップを実行することを特徴とする。これによ
り、算出された段階的符号化パラメータを用いて選択領
域を符号化することにより、選択領域内から選択領域境
界間において、画質を段階的に変化させることが出来る
ため、選択領域内の画質は高く、画面全体の違和感がな
く自然な映像とすることができるようになる。
【０２５０】第３に、選択領域内の符号化パラメータに
対して、ユーザからの優先順位の設定を受け取る優先順
位入力ステップを実行し、設定された優先順位に従い、
優先順位の低い符号化パラメータから値を変化させる符
号化パラメータ算出ステップを実行し、定められた伝送
ビットレート内で映像符号化を行うことを特徴とする。
これにより、選択領域に対してユーザが設定した優先順
位に基づいて算出した符号化パラメータ用いて符号化を
行い、ユーザの意図を反映した画質の向上を図ることが
できるようになる。
【０２５１】第４に、選択領域に対して、ユーザからの
要求画質を受け取る要求画質入力ステップを実行し、指
定された要求画質で符号化するために必要な伝送ビット
レートを算出する必要ビットレート算出ステップを実行
し、必要な伝送ビットレートを出力することを特徴とす
る。これにより、ユーザは必要な伝送ビットレートと符
号化画質の関係を把握することができ、１つの伝送ビッ
トレートを複数の映像で共有する場合に、それぞれの映
像に対して符号化画質を考慮した上で、効率良くビット
レート割り当てを行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における、映像符号化
装置の構成を示すブロック図
【図２】映像符号化処理の流れを示すフローチャート
【図３】選択領域を示す選択領域マップの一例を示す図
【図４】選択領域内の小ブロックへの割り当て符号量算
出処理の流れを示すフローチャート
【図５】各小ブロックの割り当て符号量を示す割り当て
符号量マップの一例を示す図
【図６】各小ブロックの量子化値を示す量子化値マップ
の一例を示す図
【図７】本発明の第２の実施形態における、映像符号化
装置の構成を示すブロック図
【図８】各小ブロックのフレームレートを示すフレーム
レートマップの一例を示す図
【図９】本発明の第３の実施形態における、映像符号化
装置の構成を示すブロック図
【図１０】各小ブロックのプレフィルタ特性を示すプレ
フィルタ特性マップの一例を示す図
【図１１】本発明の第４の実施形態における、映像符号
化装置の構成を示すブロック図
【図１２】符号化パラメータ算出処理の流れを示すフロ
ーチャート
【図１３】本発明の第５の実施形態における、映像符号
化装置の構成を示すブロック図
【図１４】従来例における、映像符号化装置の構成を示
すブロック図
【図１５】映像符号化プログラムの基本動作を示すフロ
ーチャート
【符号の説明】
１０１ 符号化装置 １０２ DCT部 １０３ 量子化部 １０４ VLC部 １０５ 逆量子化部 １０６ 逆DCT部 １０７ フレームメモリ １０８ 減算部 １０９ 加算部 １１０ 領域入力部 １１１ 領域選択部 １１２ 段階的符号化パラメータ算出部 １１３ 符号量制御部 １１４ 出力部 １２０ 映像入力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野山 努 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 KK34 LB07 MA05 MA23 MA37 MB02 MC11 ME01 SS20 TA07 TA36 TA46 TB18 TC15 TC24 TD11 UA02 UA33 UA38 5J064 AA01 BA09 BA16 BB03 BC01 BC16 BC25 BD01

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】映像信号を符号化する映像符号化装置であ
    って、映像内の任意の領域を選択する領域選択部を有
    し、前記領域選択部によって選択された選択領域の符号
    化パラメータを選択領域以外の領域の符号化パラメータ
    の値と異なる値に変更することを特徴とする映像符号化
    装置。
  2. 【請求項２】映像信号を符号化する映像符号化装置であ
    って、映像内で画質を向上させる領域を自動的に認識し
    選択する領域自動選択部を有し、前記領域自動選択部に
    よって認識し選択された選択領域の符号化パラメータを
    選択領域以外の領域の符号化パラメータの値と異なる値
    に変更することを特徴とする映像符号化装置。
  3. 【請求項３】前記選択領域において段階的に変化し、映
    像の符号化に要する符号化量が定められた符号化量を上
    限として最大化する段階的符号化パラメータの値を、自
    動算出する段階的符号化パラメータ算出部を有する請求
    項１または請求項２に記載の映像符号化装置。
  4. 【請求項４】前記選択領域において変更される符号化パ
    ラメータの値は、量子化値であることを特徴とする請求
    項１から３のいずれかに記載の映像符号化装置。
  5. 【請求項５】前記選択領域において変更される符号化パ
    ラメータの値は、フレームレートであることを特徴とす
    る請求項１から請求項３のいずれかに記載の映像符号化
    装置。
  6. 【請求項６】前記選択領域において変更される符号化パ
    ラメータの値は、プレフィルタの特性値であることを特
    徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の映像
    符号化装置。
  7. 【請求項７】前記選択領域において変更される符号化パ
    ラメータは、符号化するか、しないかを決定するコマ落
    とし判定で使用するコマ落とし閾値であることを特徴と
    する請求項１から請求項３のいずれかに記載の映像符号
    化装置。
  8. 【請求項８】前記選択領域において変更される複数の符
    号化パラメータに対してパラメータの値の変更の優先順
    位の設定をすることができる優先順位入力部を有し、設
    定された優先順位に従い、優先順位の低い符号化パラメ
    ータの種類からパラメータ値を変化させる符号化パラメ
    ータ算出部を有し、定められた伝送ビットレート内で映
    像符号化を行うことを特徴とする請求項１に記載の映像
    符号化装置。
  9. 【請求項９】前記符号化パラメータは、選択領域の大き
    さ、または選択領域の量子化値、または選択領域のフレ
    ームレートのいずれかを含むことを特徴とする請求項８
    に記載の映像符号化装置。
  10. 【請求項１０】画像信号を符号化し伝送する際の画質を
    前記選択領域と前記選択領域以外の領域のパラメータ値
    の違いによりユーザが指定できる要求画質入力部を有
    し、指定された要求画質で符号化するために必要な伝送
    ビットレートを算出し、必要な伝送ビットレートを出力
    する必要ビットレート算出部を有する請求項１に記載の
    映像符号化装置。
  11. 【請求項１１】前記必要ビットレート算出部は、前記選
    択領域の映像を符号化し伝送するために必要な伝送ビッ
    トレートと前記選択領域以外の領域の映像を符号化し伝
    送するために必要な伝送ビットレートとを区別して出力
    することを特徴とする請求項１０に記載の映像符号化装
    置。
  12. 【請求項１２】コンピュータに映像信号を符号化させる
    映像符号化プログラムであって、画像内の任意の領域の
    指定を受け取る領域選択ステップと、前記領域選択ステ
    ップの実行において指定が受け取られた選択領域の符号
    化パラメータを前記選択領域以外の領域の符号化パラメ
    ータと異なる値に変更する符号化パラメータ変更ステッ
    プとをコンピュータに実行させる映像符号化プログラ
    ム。
  13. 【請求項１３】前記選択領域において段階的に変化し、
    映像の符号化に要する符号化量が定められた符号化量を
    上限として最大化する段階的符号化パラメータの値を算
    出する段階的符号化パラメータ算出ステップをコンピュ
    ータに実行させる請求項１２に記載の映像符号化プログ
    ラム。
  14. 【請求項１４】前記選択領域において変更される複数の
    符号化パラメータに対してパラメータの値の変更の優先
    順位の指定を受け取る優先順位入力ステップと、指定さ
    れた優先順位に従い、優先順位の低い符号化パラメータ
    から値を変化させる符号化パラメータ算出ステップとを
    コンピュータに実行させ、定められた伝送ビットレート
    内で映像符号化をコンピュータに行わせることを特徴と
    する請求項１２に記載の映像符号化プログラム。
  15. 【請求項１５】前記選択領域と前記選択領域以外の領域
    のパラメータ値の違いにより指定される映像信号を符号
    化し伝送する際の画質を受け取る要求画質入力ステップ
    と、指定された要求画質で符号化するために必要な伝送
    ビットレートを算出し、必要な伝送ビットレートを出力
    する必要ビットレート算出ステップとをコンピュータに
    実行させる請求項１２に記載の映像符号化プログラム。
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