JP2003153266A - 符号化パラメータの解析方法及び解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直交変換符号化処理がなされた映像信号の復
号信号から符号化パラメータを解析することができ、且
つ、受信した映像信号がビットストリーム（圧縮信号）
であるか否かを判断することができる解析方法及び解析
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 直交変換符号化処理がなされた映像信号
の復号信号から符号化時の符号化パラメータを解析する
符号化パラメータ解析方法であって、復号した映像信号
を、直交変換を用いて直交変換符号化した映像信号の直
交変換係数値の頻度値を取得する頻度値取得段階と、前
記頻度値取得段階で取得された頻度値を用いて、符号化
時の符号化パラメータを推定する及び／又は前記復号信
号の直交変換符号化処理の有無を判断する解析段階を備
えることにより上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化パラメータ
の解析方法及び解析装置に係り、特に、ベースバンド映
像信号から映像の符号化時に使用された符号化パラメー
タを解析する符号化パラメータの解析方法及び解析装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル符号化技術の普及に伴
い、映像信号の伝送を行う場合においては、ベースバン
ド信号からＭＰＥＧ２に代表されるような高能率圧縮符
号化方式による圧縮信号（以下、ビットストリームとい
う）を生成し、そのビットストリームを伝送する方法が
用いられている。

【０００３】前記ビットストリームを放送局で受信する
場合等においては、放送局側は受信した映像信号を復号
化器によりベースバンド映像信号に復元するため、受信
した映像信号が符号化された信号であったのか、復号化
された信号であったのかを判断することができない場合
がある。また、符号化された信号である場合にどのよう
な符号化パラメータで符号化された映像信号なのかを判
断できない場合もある。

【０００４】複雑な経路により伝送された場合は、複数
の符号化器・復号化器を経由して伝送されることがあ
る。そのため、前段の符号化器で用いられた符号化パラ
メータと異なるパラメータを用いて符号化を行うと画質
劣化が生じる。

【０００５】このような場合、前段と同じ符号化パラメ
ータを用いることが画質劣化を抑制するのに有効である
ことが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベース
バンド信号のみから符号化パラメータを抽出する装置
は、まだ実用化されておらず、ビットストリームを用い
て符号化パラメータを抽出する抽出装置や、符号化前信
号（原信号）と復号信号を用いて画質に関係する物理量
を測定することにより画像の属性を推定する推定装置が
知られている。例えば、松下インターテクノ（株）製の
ストリーム解析装置「ＡＤ９５３―ＩＩ」やソニーテク
トロニクス（株）製の画質評価装置「ＰＱＡ２００」等
である。

【０００７】上述の装置構成を図を用いて説明する。

【０００８】図１は、従来の符号化パラメータ抽出装置
の一構成例の図である。

【０００９】図１（ａ）の符号化パラメータ抽出装置
は、符号化器１０と、復号化器１１と、符号化パラメー
タ抽出部１２とを備えるように構成されている。

【００１０】また、図１（ｂ）の符号化パラメータ抽出
装置は、符号化器１０と、復号化器１１と、比較・演算
部１３とを備えるように構成されている。

【００１１】図１（ａ）、（ｂ）に示したように、従来
は符号化パラメータを抽出するためには、ビットストリ
ーム、又は、符号化器１０に入力する前の画像信号及び
復号化器１１により復号された復号画像が必要となる。
また、上述の信号を符号化パラメータ抽出部１２、又
は、比較・演算部１３に伝送するための回線が別途必要
とする等、設備面でも問題があった。

【００１２】そこで、上述の問題点を改善した測定方法
として、本出願人から特願２０００−１７０２３８号、
及び特願２００１−３０３０６２号が出願されている。

【００１３】特願２０００−１７０２３８号は、復号化
された信号をＭＰＥＧ２映像符号化に基づいて、固定量
子化符号化器により再符号化を行い、その符号化時の発
生情報量を測定して１画素あたりの情報量を換算する。
換算により求められた発生情報量と、復号化前のビット
ストリームの情報から検出したピクチャタイプとの関係
を、多数のサンプル画像に対してトレーニング法により
求めておき、上記の関係から算出した関係式に基づい
て、入力された画像のピクチャタイプを推定する。

【００１４】しかしながら、ピクチャタイプを推定する
ためには、受信信号をＭＰＥＧ２の映像符号化手順によ
り再符号化しなければならず、測定装置としては処理が
比較的煩雑になり易く、また、トレーニング法を用いる
ため、別途データベースが必要となる。

【００１５】また、特願２００１−３０３０６２号によ
るピクチャタイプ推定方法は、ＭＰＥＧ２における前方
向予測符号化方式の特徴を利用し、Ｐピクチャの推定を
先に行い、その結果に基づいてＩピクチャ、Ｂピクチャ
を間接的に推定する方法である。なお、上述した方法は
符号化パラメータとして、ピクチャタイプのみの推定を
行うものである。

【００１６】上述した２つの測定方法は復号信号から符
号化パラメータ、又はピクチャタイプを推定することが
できるが、受信した映像信号が伝送の過程において、圧
縮して伝送されてきたのか、又は非圧縮で伝送されてき
たのかを判断することができない。

【００１７】本発明は、上述の点に鑑みなされたもので
あり、復号信号から符号化パラメータを解析することが
でき、且つ、受信した映像信号がビットストリーム（圧
縮信号）であるか否かを判断することができる解析方法
及び解析装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するた
めの手段を採用している。

【００１９】請求項１に記載された発明は、直交変換符
号化処理がなされた映像信号の復号信号から符号化時の
符号化パラメータを解析する符号化パラメータ解析方法
であって、復号した映像信号を、直交変換を用いて直交
変換符号化した映像信号の直交変換係数値の頻度値を取
得する頻度値取得段階と、前記頻度値取得段階で取得さ
れた頻度値を用いて、符号化時の符号化パラメータを推
定する及び／又は前記復号信号の直交変換符号化処理の
有無を判断することを特徴とする。

【００２０】請求項１記載の発明によれば、復号信号の
みから符号化パラメータを推定することができる。ま
た、入力される映像信号が圧縮された信号であるか、非
圧縮の信号であるかを判別することができる。再符号化
時には、取得した符号化パラメータを用いることによ
り、符号化時の画質の劣化を防ぐことができる。

【００２１】請求項２に記載された発明は、前記頻度値
取得段階により取得された直交変換係数値の頻度値にお
いて、係数値の出現数及び／又は前記係数値の頻度に基
づいて、符号化パラメータを推定する推定段階を有する
ことを特徴とする。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、直交変換符
号化による係数値から符号化パラメータを容易に推定す
ることができる。

【００２３】請求項３に記載された発明は、前記推定段
階は、直交変換符号化をフィールド内符号化モードとフ
レーム内符号化モードの夫々について行い、それらの直
交変換係数値の発生確率を求めて比較することにより、
前記フィールド内符号化モードであるか、前記フレーム
内符号化モードであるかを判断することを特徴とする。

【００２４】請求項３記載の発明によれば、取得した符
号化モードを再符号化時に用いることにより符号化時の
画質の劣化を防ぐことができる。

【００２５】請求項４に記載された発明は、前記頻度値
取得段階から得られる係数値の総和をフレーム毎に計算
し、所定の閾値を超えたフレームをイントラ符号化され
たフレームとすることを特徴とする。

【００２６】請求項４記載の発明によれば、入力映像信
号の符号化時のピクチャタイプを把握することができ
る。

【００２７】請求項５に記載された発明は、前記頻度値
取得段階から得られる係数値の総和をフレーム毎に計算
し、全フレームについて所定の閾値を超えなかった場合
は、前記映像信号は直交変換符号化処理が行われていな
いと判断することを特徴とする。

【００２８】請求項５記載の発明によれば、イントラ符
号化されたフレームが入力映像信号に存在するか否かを
判断することにより、映像信号の直交変換符号化処理の
有無を容易に判定することができる。

【００２９】請求項６に記載された発明は、直交変換符
号化処理がなされた映像信号の復号信号から符号化時の
符号化パラメータを解析する符号化パラメータ解析装置
であって、復号した映像信号を、直交変換を用いて直交
変換符号化した映像信号の直交変換係数値の頻度値を取
得する頻度値取得部と、前記頻度値取得部で取得された
頻度値を用いて、符号化時の符号化パラメータを推定す
る及び／又は前記復号信号の直交変換符号化処理の有無
を判断することを特徴とする。

【００３０】請求項７に記載された発明は、前記頻度値
取得部により取得された直交変換係数値の頻度値におい
て、係数値の出現数及び／又は前記係数値の頻度に基づ
いて、符号化パラメータを推定する推定部を有すること
を特徴とする。

【００３１】請求項８に記載された発明は、前記推定部
は、直交変換符号化をフィールド内符号化モードとフレ
ーム内符号化モードの夫々について行い、それらの直交
変換係数値の発生確率を求めて比較することにより、前
記フィールド内符号化モードであるか、前記フレーム内
符号化モードであるかを判断することを特徴とする。

【００３２】請求項９に記載された発明は、前記頻度値
取得部から得られる係数値の総和をフレーム毎に計算
し、所定の閾値を超えたフレームをイントラ符号化され
たフレームとすることを特徴とする。

【００３３】請求項１０に記載された発明は、前記頻度
値取得部から得られる係数値の総和をフレーム毎に計算
し、全フレームについて所定の閾値を超えなかった場合
は、前記映像信号は直交変換符号化処理が行われていな
いと判断することを特徴とする。

【００３４】請求項６から１０に記載された発明は、請
求項１乃至５のうち何れか一項に記載の符号化パラメー
タ解析方法に適した符号化パラメータ解析装置を提供す
ることができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明は、入力映像信号の離散コ
サイン変換（以下、ＤＣＴという）等の直交変換を用い
た符号化アルゴリズムを想定し、１フレーム毎に直交変
換符号化を行い、その直交変換時のマクロブロック毎の
係数値の頻度値（頻度分布）から符号化パラメータを解
析する。また、直交変換符号化時の処理モードであるフ
レーム内符号化モード及びフィールド内符号化モードの
うち、どの符号化モードを使用した符号化であるのかを
解析し、また、画像のピクチャタイプを推定することが
できる符号化パラメータの解析方法及び解析装置を提供
することを主眼とする。

【００３６】ここで、デジタル符号化技術における画像
の特徴を示すピクチャタイプとは、イントラ符号化画像
であるＩピクチャ（Intra−coded Picture）、前方向予
測符号化画像であるＰピクチャ（Predictive−coded Pi
cture）、両方向予測符号化画像であるＢピクチャ（Bid
irectionally−Predictive−coded Picture）に区別さ
れる。

【００３７】Ｉピクチャは、画面の全ての画素が直交変
換等で符号化され、画面内で符号化が完結するため、シ
ーンの切り替わり点や予測効率が悪い画像については符
号化効率がよい。また、Ｉピクチャは直交変換により符
号化された後、量子化処理を行うことにより高い圧縮率
と劣化の少ない画像を実現することができる。また、Ｉ
ピクチャは、Ｐピクチャ又はＢピクチャの参照画面とし
て用いられている。

【００３８】Ｐピクチャは、連続する入力映像信号内の
時間的に過去に位置するＩピクチャ、又はＰピクチャか
ら予測符号化を行う。動画像においては一般にＩピクチ
ャと比べて高い符号化効率を得ることができる。

【００３９】Ｂピクチャは、時間的に前後に位置するＩ
ピクチャ又はＰピクチャを用いて前方向、後方向又は両
方向から動き補償予測を行い符号化される。

【００４０】つまり、ＩピクチャはＰピクチャ、Ｂピク
チャと異なりフレーム内で符号化が完結し、動き補償予
測を行わないため、参照する画面を必要としないという
特徴を持っている。

【００４１】また、直交変換を用いたＩピクチャは、Ｍ
ＰＥＧ１，２，４、ＪＰＥＧ、ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃ.Ｈ２
６１、ＨＤ−Ｄ５ＶＴＲ、ＤＶＣＡＭ等の多くの映像フ
ォーマットで用いられている。

【００４２】上述した直交変換符号化は、入力信号をｍ
×ｎ画素（ｍ、ｎ：自然数）のブロックに分割し、その
ブロック毎に直交変換を施し、量子化を行う符号化であ
る。また、デジタル符号化処理された映像を再符号化す
る際には、符号化時のピクチャタイプ及び直交変換係数
値を知ることが重要であり、それにより画質の劣化の少
ない高精度な再符号化が可能となる。

【００４３】なお、直交変換符号化では、フィールド内
符号化モード、フレーム内符号化モードという２つの直
交変換符号化モードを持つ。

【００４４】図２に、従来の直交変換符号化の一例の図
を示す。ＭＰＥＧ２等ではインターレース信号を効率よ
く符号化するために入力信号に応じて、上述の２つの符
号化モードを適応的に切り替えている。

【００４５】例えば、ＭＰＥＧ２では、図２に示すよう
に１６×１６の画素ブロックを８×８の４個のブロック
に分けてＤＣＴを行う。図２（ａ）に示すフレーム内符
号化モードは、隣接するラインから構成されたブロック
に対して符号化処理を行うモードであり、図２（ｂ）に
示すフィールド内符号化モードは、奇数行のライン、も
しくは偶数行のラインを纏めることにより構成されたブ
ロックを処理する符号化モードである。

【００４６】上述した２つの符号化モードは、適応的に
切り替えることができるため、前段での符号化時にどち
らの符号化モードを使用したものかを把握することはで
きない。したがって、再符号化を行う際には画質が低下
してしまう。

【００４７】更に、直交変換符号化は直交変換による各
係数値に対し、量子化値Ｑによる除算を施すことによっ
て情報量の削減を行うことができる。そのため、符号化
による圧縮後の係数値はＱ間隔の離散的な値となる。

【００４８】ＭＰＥＧ２を例にあげると、上述した２つ
の符号化モードのうち、どちらを選択するかの判定方法
は標準化の範囲外であり、符号化器の製作者によって異
なる符号化モードの与え方が許されている。したがっ
て、受信側で受信される信号からは、その方法を知るこ
とができない。

【００４９】また、判定方法が分かったとしても、例え
ば、低ビットレートにおける高圧縮処理が行われた場
合、復号画が原画の性質を著しく損なっている場合が多
いため、符号化時と同じ判定方法を用いても判定結果が
異なることがある。

【００５０】そこで、符号化モードを適当（例えば、フ
ィールド内符号化モード、フレーム内符号化モードを等
分の割合）に与え、フレーム内の全直交変換係数値の発
生頻度を求める。

【００５１】符号化モードが一致した場合、量子化によ
って係数値は離散値となり、高い発生頻度を示す。即
ち、符号化モードを判定する対象となる画素ブロックを
フィールド内符号化モード、フレーム内符号化モードで
夫々直交変換を行い、各係数値のフレーム内での発生頻
度の分布を比較する。比較した結果、発生頻度が大きい
符号化モードを、その画像を構成する符号化モードとす
る。

【００５２】ここで、上述の内容をフローチャートを用
いて説明する。

【００５３】図３は、符号化モードを判定するための処
理の流れを示す一例のフローチャートである。

【００５４】図３において、まず、符号化モード（フレ
ーム内符号化モード又はフィールド内符号化モード）を
初期値として（Ｓ１）、１フレームに対して直交変換を
行い、全体における各周波数の係数値の発生確率を求め
る（Ｓ２）。次に、１フレームのマクロブロック毎に両
方の符号化モードで直交変換を行い、各係数の発生確率
によりマクロブロックの発生確率を計算（Ｓ３）する。

【００５５】Ｓ３において、フレーム内符号化モードに
より符号化を行った方が、フィールド内符号化モードで
符号化を行ったよりも発生確率が高い場合（Ｓ４）は、
そのフレームがフレーム内符号化モードで符号化されて
いたものであると判断し、各係数値の発生確率の再計算
を行う（Ｓ５）。また、Ｓ４においてフィールド内符号
化モードの方が発生確率が高い場合は、フィールド内符
号化モードで符号化されたものであると判断し、各係数
値の発生確率の再計算を行う（Ｓ６）。

【００５６】次に、Ｓ３からＳ６までの処理を１フレー
ム内の全てのマクロブロックについて行い（Ｓ７）、全
てのマクロブロックで発生確率の比較を行った後、発生
確率が所定の値に収束したかを判断（Ｓ８）する。その
結果、収束しなかった場合は、前記推定した結果を用い
て、次の符号化モードの初期値として符号化モードの値
を変えてＳ２からＳ７までを行う。また、Ｓ８にて発生
確率が収束した場合は、処理を終了する。

【００５７】また、入力信号を直交変換することにより
得られた係数値の頻度分布を用いると、Ｉピクチャを検
出することができる。Ｐピクチャ及びＢピクチャで符号
化されたフレームの復号信号に再符号化を行った場合、
その直交変換係数の頻度分布は、比較的なだらかな分布
となり、Ｉピクチャで符号化されたフレームの復号信号
のように特定の係数値で発生頻度が高くなるようなこと
はない。そこで、前記頻度分布に対して強調処理を行
い、頻度の総和を閾値を用いることによりＩピクチャ
と、Ｐピクチャ及びＢピクチャとを区別することができ
る。

【００５８】また、映像信号が直交変換符号化によって
符号化された映像信号である場合、映像信号内にＩピク
チャを１枚は持つことから、Ｉピクチャの検出が行えた
かどうかで入力された映像信号が、圧縮処理が行われて
いたものが復号化された信号であることを推定すること
ができる。

【００５９】次に、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。なお、ここでは、ＭＰＥＧ２の符号化パラメータの
解析方法について説明を行うが、対象となる映像の圧縮
形式は、発明の範囲においてこの限りではない。

【００６０】図４は、本発明における符号化パラメータ
解析装置の一実施例を示す図である。

【００６１】図４の符号化パラメータ解析装置は、フレ
ーム蓄積部４１と、ＤＣＴ符号化部４２と、ＤＣＴ係数
頻度係数部４３と、Ｉピクチャ検出部４４と、ＤＣＴ符
号化モード解析部４５とを備えるように構成されてい
る。

【００６２】符号化パラメータ解析装置への入力である
画像信号は、ＭＰＥＧ２の場合、ＤＣＴ符号化と量子化
を用いた画像圧縮処理を行い処理された符号化信号を、
更に復号した復号画像信号とする。

【００６３】図４において、フレーム蓄積部４１は、入
力した画像信号を１フレーム分蓄積する。蓄積された１
フレームは、ＤＣＴ符号化部４２でＤＣＴを行い、ＤＣ
Ｔ係数頻度係数部４３でＤＣＴ係数値の発生頻度を計数
して頻度分布（頻度値）を作成し、ＤＣＴ符号化モード
解析部４５で前記頻度分布によりＤＣＴ符号化モードを
解析して出力する。また、ＤＣＴ係数頻度係数部４３か
ら入力されたフレームの信号がＩピクチャで符号化され
たフレームか否かを判定し、その結果を出力する。

【００６４】ＤＣＴの符号化モードには、フレーム内Ｄ
ＣＴ符号化モードとフィールド内ＤＣＴ符号化モードが
ある。符号化を行う場合は、夫々が図２のように各ブロ
ックに分解され、分解された各ブロックに対してＤＣＴ
を行い、その後、量子化を行う。

【００６５】ここで、入力信号に対して、一般的に広く
知られた符号化モード判定方法について説明する。

【００６６】その方法は、ＤＣＴ係数の垂直方向高域成
分と相関の高い垂直方向隣接画素間差分値のブロック内
二乗和を基にＤＣＴ符号化モードを決定する方法であ
る。その関係式を数式１に示す。

【００６７】

【数１】 Ｘ[ｖ][ｕ]：マクロブロック輝度信号の第（ｕ,ｖ）要
素 即ち各マクロブロックについて、（２）式に示したフレ
ーム内で垂直方向に隣接した画素間差分値の二乗和Ｖａ
ｒ１と、（３）式に示すフィールド内で垂直方向に隣接
した画素間差分値の二乗和Ｖａｒ２を求める。次に、Ｖ
ａｒ１とＶａｒ２を比較して、（１）式を満たしていれ
ばフィールドＤＣＴモードと判定する。

【００６８】ＩＴＥの標準動画像で「シャチのジャン
プ」をＩピクチャで符号化した画像を復号した復号画像
信号に対して、上述の方法を適用し、ＤＣＴ符号化モー
ドを再判定すると正しい判定結果になったのは６１．１
％であった。

【００６９】ここで、図５に、直交変換符号の係数分布
の一例の図を示す。

【００７０】図５は、１フレーム分の各ブロックにおけ
るＤＣＴ係数の頻度分布を作成したものである。また、
図５の例では、ＤＣＴ係数の０，１成分のグラフであ
り、横軸がＤＣＴ係数値（Ｘ［ｖ］［ｕ］，ｖ＝１，ｕ
＝０）、縦軸（Ｐ［ｖ］［ｕ］，ｖ＝１，ｕ＝０）が発
生頻度である。

【００７１】入力信号がＩピクチャで符号化され復号さ
れた信号であれば、ＤＣＴ符号を量子化する過程におい
てＤＣＴ係数値は離散的な値をとるはずであるが、符号
化時と異なる符号化モードが選択されたマクロブロック
の係数は、本来とるべき離散値と異なる係数値となるた
め、頻度分布は櫛状の形状とならない。

【００７２】また、この頻度分布はＤＣＴ係数の成分毎
に異なる分布を持つが、頻度の総数Ｎが同じであるた
め、ＤＣＴ係数（ｕ，ｖ）成分の係数値ｘの頻度Ｐ
［ｖ］［ｕ］（ｘ）をＮで除算すると、フレーム内にお
ける（ｕ，ｖ）成分の係数値ｘの発生確率Ｐ［ｖ］
［ｕ］（ｘ）／Ｎと表すことができる。

【００７３】次に、同じフレームの信号をマクロブロッ
ク毎にフィールド内符号化モード、フレーム内符号化モ
ードの夫々の場合において、４つのブロックに分割し、
ＤＣＴ符号化を行う。

【００７４】図２における各符号化モードで分割された
４つのブロックの記述方法の一例を図６に示す。

【００７５】ここで、ｎ番目のマクロブロックをフィー
ルド内符号化モードでＤＣＴを行った場合のＤＣＴ係数
値をｘｆｉ［ｎ］［ｋ］［ｖ］［ｕ］（ｎ＝０，１，
２，…、ｋ＝０，１，２，３、ｖ＝０，…、７、ｕ＝
０，・・・，７）、とし、フレーム内符号化モードでＤＣ
Ｔを行った場合のＤＣＴ係数値をｘｆｒ［ｎ］［ｋ］
［ｖ］［ｕ］（ｎ＝０，１，２，…、ｋ＝０，１，２，
３、ｖ＝０，…，７、ｕ＝０，…，７）と表し、夫々に
ついて頻度分布より得られる係数値の発生確率Ｐ［ｖ］
［ｕ］（ｘ）／Ｎの値を用いて、４ブロック内のマクロ
ブロックにおけるＤＣＴ係数の係数値の発生確率Ｓｆｉ
［ｎ］を、数式２を用いて求める。

【００７６】

【数２】 ｘｆｉ［ｎ］［ｋ］［ｖ］［ｕ］：ｎ番目のマクロブロ
ックをフィールド内ＤＣＴ符号化モードモードで分割
し、ＤＣＴを行った場合のｋ番目のブロックの第（ｖ，
ｕ）要素のＤＣＴ係数値。

【００７７】ｘｆｒ［ｎ］［ｋ］［ｖ］［ｕ］：ｎ番目
マクロブロックをフレーム内ＤＣＴ符号化モードモード
で分割し、ＤＣＴを行った場合のｋ番目のブロックの第
（ｖ，ｕ）要素のＤＣＴ係数値。

【００７８】Ｐ［ｖ］［ｕ］（ｘ）：任意の方法で得ら
れたＤＣＴ係数（ｖ，ｕ）成分の係数値ｘのフレーム内
の発生頻度の初期値。

【００７９】（４）式、（５）式を用いて計算した結果
が、（６）式を満たす場合、ｎ番目のマクロブロックの
符号化モードはフィールド内符号化モードであったと判
定する。また、この判定を行った結果を用いて頻度分布
を計算し同様の計算を繰り返すことで判定結果の精度を
上げることが可能である。

【００８０】図７に、上述した判定方式を１回用いて頻
度分布を再度作成した結果を示す。

【００８１】図５と比較すると図７の係数頻度分布は櫛
状の分布になっていることが明確にわかる。検証した結
果９９．４％のマクロブロックで符号化モードが符号化
時と一致した。

【００８２】ここで、上述の内容による実施例を図を用
いて説明する。

【００８３】図８は、符号化パラメータ解析装置の第２
の実施例の図である。

【００８４】図８の符号化パラメータ解析装置は、フレ
ーム蓄積部４１と、フィールドＤＣＴ部８１と、フレー
ムＤＣＴ部８２と、相関計算部８３と、ＤＣＴ符号化モ
ード解析部８４と、比較部８５と、ＤＣＴ係数値発生頻
度計数部８６とを備えるように構成されている。

【００８５】また、ＤＣＴ符号化モード解析部８４は、
評価値演算部８７と、フレーム遅延部８８とを備えるよ
うに構成されている。

【００８６】図８の符号化パラメータ解析装置におい
て、まず、テレビジョンのベースバンド信号等の画像信
号をフレーム蓄積部４１に入力し、１フレーム分を蓄積
する。蓄積されたフレームは、フィールドＤＣＴ部８１
でフィールドＤＣＴを、また、フレームＤＣＴ部８２で
フレームＤＣＴを行う。また、同時に相関計算部８３に
て、上述の数式１で示したように垂直方向の隣接画素間
の相関を計算する。

【００８７】相関計算部８３にて計算された値により、
ＳＷ１でスイッチングを行いフィールドＤＣＴ部８１も
しくはフレームＤＣＴ部８２のＤＣＴされたフレームを
ＤＣＴ係数値発生頻度計数部８６に入力する。

【００８８】ＤＣＴ係数値発生頻度計数部８６は、ＤＣ
Ｔ係数値の発生頻度を計数し、その結果を評価値演算部
８７へ入力する。評価値演算部８７は、フレーム遅延部
より１フレーム遅延された画像とフレーム内の発生頻度
を用いて、上述した評価値Ｓｆｉ及びＳｆｒを算出す
る。算出された結果を比較部８５で比較し、ＤＣＴ符号
化モードを推定すると共に、該当するＤＣＴを行ったＤ
ＣＴ符号化信号をＳＷ２によりスイッチングを行って出
力する。

【００８９】上述の実施例を用いることにより、入力の
画像信号に対して、ＤＣＴ符号化モードを解析すると共
に、ＤＣＴを行った信号を出力することができる。

【００９０】また、再ＤＣＴにより得られたＤＣＴ係数
の頻度分布は、イントラ符号化であるＩピクチャとして
符号化されたフレームと、Ｐピクチャ及びＢピクチャと
して符号化されたフレームの信号では明確に異なる頻度
分布となる。

【００９１】図９に、再ＤＣＴして得られたＰピクチャ
の頻度分布の一例の図を示す。図９は、Ｐピクチャで符
号化され、復号された入力信号に、ＤＣＴによる再符号
化を施した場合のＤＣＴ係数（０，１）成分のＤＣＴ係
数値の頻度分布であり、横軸は係数値であり縦軸は頻度
である。

【００９２】また、図１０に、再ＤＣＴして得られたＢ
ピクチャの頻度分布の一例の図を示す。 図１０は、Ｂ
ピクチャで符号化され、復号された入力信号に、ＤＣＴ
による再符号化を施した場合のＤＣＴ係数（０，１）成
分のＤＣＴ係数値の頻度分布であり、横軸は係数値であ
り縦軸は頻度である。

【００９３】Ｐピクチャ及びＢピクチャでは、動き補償
予測が行われているためＤＣＴ係数値が離散的な値を持
つことはほとんどない。そのため、図９、図１０に示し
たように、Ｉピクチャの頻度分布と比べて櫛状の分布と
はなっていない。そこで、１フレームの入力信号に対し
て再ＤＣＴを行い、各係数の計数値の頻度分布を測定
し、得られた頻度分布Ｐ［ｖ］［ｕ］（ｘ）に対して、
数式３に示すような処理を行う。

【００９４】

【数３】 まず、ＤＣＴ係数の（ｖ，ｕ）成分の頻度の総和の０．
５倍のＳを閥値の一例とし、（８）式、（９）式によっ
てＰ［ｖ］［ｕ］（ｘ）を処理し、Ｐ［ｖ］［ｕ］
（ｘ）の総和をＳ’とする（（１０）式）。（１１）式
のように、Ｓ’が閾値Ｓを超える場合は、そのフレーム
がＩピクチャで符号化されたフレームであると判定す
る。

【００９５】上述の内容による実施例を図を用いて説明
する。

【００９６】図１１は、符号化パラメータ解析装置の第
３の実施例の図である。

【００９７】図１１の符号化パラメータ解析装置は、Ｄ
ＣＴ符号化部４２と、ＤＣＴ係数値発生頻度計数部９１
と、評価値演算部９２と、閾値演算部９３と、比較部９
４とを備えるように構成されている。

【００９８】ＤＣＴ符号化部４２は、入力信号を１画像
毎にＤＣＴ変換を行い、ＤＣＴ係数値発生頻度計数部９
１で発生頻度の係数（頻度分布）を算出する。評価値演
算部９２は上述したＳ’を算出し、閾値演算部９３は上
述のＳを算出する。比較部９４でＳとＳ’の比較を行う
ことにより、そのフレームがＩピクチャであるか否かを
判断することができる。

【００９９】なお、ＤＣＴ符号化技術を用いた圧縮を行
った映像の場合は、少なくとも１枚のＩピクチャが存在
するため、上述した方法を用いて映像信号にＩピクチャ
が存在するか否かを判断することで、映像信号が圧縮さ
れた信号であるか、非圧縮の信号であるかを判断するこ
とができる。つまり、Ｉピクチャの条件を満たすフレー
ムが存在しなかった場合に非圧縮の信号であると判断す
ることができる。

【０１００】

【発明の効果】本発明では、従来手法と比べて簡便な装
置構成で符号化パラメータの解析が実現できる。また、
復号された圧縮画像がＶＴＲ等の記録媒体及び／又は記
録装置に記録されている場合において、従来手法では符
号化時のパラメータを類推することができなかったが、
本発明を用いることにより符号化パラメータの解析が可
能となる。

【０１０１】本発明は、放送局等における映像素材の再
利用を行う際に、画像品質を維持するために特に有効な
技術である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の符号化パラメータ抽出装置の一構成例の
図である。

【図２】従来の直交変換符号化の一例の図である。

【図３】符号化モードを判定するための処理の流れを示
す一例のフローチャートである。

【図４】本発明における符号化パラメータ解析装置の一
実施例を示す図である。

【図５】直交変換符号の係数分布の一例の図である。

【図６】図２における各符号化モードで分割された４つ
のブロックの記述方法の一例の図である。

【図７】本実施例におけるＤＣＴ符号の係数分布の一例
の図である。

【図８】符号化パラメータ解析装置の第２の実施例の図
である。

【図９】再ＤＣＴして得られたＰピクチャの頻度分布の
一例の図である。

【図１０】再ＤＣＴして得られたＢピクチャの頻度分布
の一例の図である。

【図１１】符号化パラメータ解析装置の第３の実施例の
図である。

【符号の説明】

１０ 符号化器 １１ 復号化器 １２ 符号化パラメータ抽出部 １３ 比較・演算部 ４１ フレーム蓄積部 ４２ ＤＣＴ符号化部 ４３ ＤＣＴ係数頻度計数部 ４４ Ｉピクチャ検出部 ４５ ＤＣＴ符号化モード解析部 ８５、９４ 比較部 ８７，９２ 評価値演算部 ９３ 閾値演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 智彦 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 中須 英輔 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Ｆターム(参考） 5C059 KK00 KK01 KK47 MA00 MA05 MA14 MA23 MC11 MC38 ME01 PP05 PP06 PP07 SS01 TA13 TA25 TA32 TB07 TC04 TD06 TD07 TD10 TD12 UA04 5J064 AA02 BA16 BB03 BC01 BC03 BC14 BC28 BD02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交変換符号化処理がなされた映像信号
   の復号信号から符号化時の符号化パラメータを解析する
   符号化パラメータ解析方法であって、 復号した映像信号を、直交変換を用いて直交変換符号化
   した映像信号の直交変換係数値の頻度値を取得する頻度
   値取得段階と、 前記頻度値取得段階で取得された頻度値を用いて、符号
   化時の符号化パラメータを推定する及び／又は前記復号
   信号の直交変換符号化処理の有無を判断することを特徴
   とする符号化パラメータ解析方法。
2. 【請求項２】 前記頻度値取得段階により取得された直
   交変換係数値の頻度値において、係数値の出現数及び／
   又は前記係数値の頻度に基づいて、符号化パラメータを
   推定する推定段階を有することを特徴とする請求項１に
   記載の符号化パラメータ解析方法。
3. 【請求項３】 前記推定段階は、 直交変換符号化をフィールド内符号化モードとフレーム
   内符号化モードの夫々について行い、それらの直交変換
   係数値の発生確率を求めて比較することにより、前記フ
   ィールド内符号化モードであるか、前記フレーム内符号
   化モードであるかを判断することを特徴とする請求項２
   に記載の符号化パラメータ解析方法。
4. 【請求項４】 前記頻度値取得段階から得られる係数値
   の総和をフレーム毎に計算し、所定の閾値を超えたフレ
   ームをイントラ符号化されたフレームとすることを特徴
   とする請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の符号化
   パラメータ解析方法。
5. 【請求項５】 前記頻度値取得段階から得られる係数値
   の総和をフレーム毎に計算し、全フレームについて所定
   の閾値を超えなかった場合は、前記映像信号は直交変換
   符号化処理が行われていないと判断することを特徴とす
   る請求項１乃至４に記載の符号化パラメータ解析方法。
6. 【請求項６】 直交変換符号化処理がなされた映像信号
   の復号信号から符号化時の符号化パラメータを解析する
   符号化パラメータ解析装置であって、 復号した映像信号を、直交変換を用いて直交変換符号化
   した映像信号の直交変換係数値の頻度値を取得する頻度
   値取得部と、 前記頻度値取得部で取得された頻度値を用いて、符号化
   時の符号化パラメータを推定する及び／又は前記復号信
   号の直交変換符号化処理の有無を判断することを特徴と
   する符号化パラメータ解析装置。
7. 【請求項７】 前記頻度値取得部により取得された直交
   変換係数値の頻度値において、係数値の出現数及び／又
   は前記係数値の頻度に基づいて、符号化パラメータを推
   定する推定部を有することを特徴とする請求項６に記載
   の符号化パラメータ解析装置。
8. 【請求項８】 前記推定部は、 直交変換符号化をフィールド内符号化モードとフレーム
   内符号化モードの夫々について行い、それらの直交変換
   係数値の発生確率を求めて比較することにより、前記フ
   ィールド内符号化モードであるか、前記フレーム内符号
   化モードであるかを判断することを特徴とする請求項７
   に記載の符号化パラメータ解析装置。
9. 【請求項９】 前記頻度値取得部から得られる係数値の
   総和をフレーム毎に計算し、所定の閾値を超えたフレー
   ムをイントラ符号化されたフレームとすることを特徴と
   する請求項６乃至８のうち何れか一項に記載の符号化パ
   ラメータ解析装置。
10. 【請求項１０】 前記頻度値取得部から得られる係数値
    の総和をフレーム毎に計算し、全フレームについて所定
    の閾値を超えなかった場合は、前記映像信号は直交変換
    符号化処理が行われていないと判断することを特徴とす
    る請求項６乃至９に記載の符号化パラメータ解析装置。