JP2003174648A - 動画像符号化装置 - Google Patents
動画像符号化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来方式より大幅に高効率な符号化を行うこ
とのできる動画像符号化装置を提供することにある。 【解決手段】 量子化のためのビット配分は、レート−
歪み特性解析部３１とビット配分制御部３２とで行われ
る。レート−歪み特性解析部３１は、レート−歪みの関
係を用いて、画面毎に目標とする量子化誤差Ｄを設定す
る。一方、ビット配分制御部３２は、前記画面のマクロ
ブロック毎に目標とするＤＣＴ係数量子化誤差を設定
し、該マクロブロック毎に目標とする量子化パラメータ
Ｕを割り当てる。したがって、 動画像符号化における
ピクチャ単位およびマクロブロック単位のビット配分
を、レート−歪み特性および視覚優先度（注視度）の規
範でより厳密に行うことができるようになる。
とのできる動画像符号化装置を提供することにある。 【解決手段】 量子化のためのビット配分は、レート−
歪み特性解析部３１とビット配分制御部３２とで行われ
る。レート−歪み特性解析部３１は、レート−歪みの関
係を用いて、画面毎に目標とする量子化誤差Ｄを設定す
る。一方、ビット配分制御部３２は、前記画面のマクロ
ブロック毎に目標とするＤＣＴ係数量子化誤差を設定
し、該マクロブロック毎に目標とする量子化パラメータ
Ｕを割り当てる。したがって、 動画像符号化における
ピクチャ単位およびマクロブロック単位のビット配分
を、レート−歪み特性および視覚優先度（注視度）の規
範でより厳密に行うことができるようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は動画像符号化装置に
関し、特に、ビット配分を最適化して、低ビットレート
下での符号化の高効率化を図るのに好適な動画像符号化
装置に関する。
関し、特に、ビット配分を最適化して、低ビットレート
下での符号化の高効率化を図るのに好適な動画像符号化
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】動画像符号化装置におけるビット配分の
方法として、従来から、ピクチャレイヤのビット配分方
法と、マクロブロックレイヤのビット配分方法とが知ら
れている。
方法として、従来から、ピクチャレイヤのビット配分方
法と、マクロブロックレイヤのビット配分方法とが知ら
れている。
【０００３】前者のピクチャレイヤのビット配分方法
は、ピクチャタイプ（すなわち、Ｉ、Ｐ、Ｂピクチャ）
毎に符号化難易度を定義し、該符号化難易度の比率で、
予め所定のピクチャ（画面）数（例えば、１ＧＯＰ）に
割り当てられたビット数を各ピクチャ毎に比例配分する
ものである。
は、ピクチャタイプ（すなわち、Ｉ、Ｐ、Ｂピクチャ）
毎に符号化難易度を定義し、該符号化難易度の比率で、
予め所定のピクチャ（画面）数（例えば、１ＧＯＰ）に
割り当てられたビット数を各ピクチャ毎に比例配分する
ものである。
【０００４】一方、後者のマクロブロックレイヤのビッ
ト配分方法は、マクロブロック単位に発生ビット数を入
力とし、目標ビット数としてＴ／ＭＢ（Ｔは前記ピクチ
ャレイヤのビット配分で求められた当該ピクチャの目標
ビット数、ＭＢはピクチャ内マクロブロック数）に相当
するビット数を出力とする仮想バッファを定義したと
き、マクロブロックの符号化が完了する都度、該仮想バ
ッファの占有量ｄの更新を行い、該占有量ｄが大きい
程、粗い量子化パラメータを割り当てるものである。
ト配分方法は、マクロブロック単位に発生ビット数を入
力とし、目標ビット数としてＴ／ＭＢ（Ｔは前記ピクチ
ャレイヤのビット配分で求められた当該ピクチャの目標
ビット数、ＭＢはピクチャ内マクロブロック数）に相当
するビット数を出力とする仮想バッファを定義したと
き、マクロブロックの符号化が完了する都度、該仮想バ
ッファの占有量ｄの更新を行い、該占有量ｄが大きい
程、粗い量子化パラメータを割り当てるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ピクチャレイヤのビット配分方法は、符号化難易度の定
義が厳密ではなく、最適なビット配分方法とは言えな
い。また、前記のマクロブロックレイヤのビット配分方
法は、マクロブロック毎の発生ビット数を平滑化する作
用が働くので、マクロブロック毎の符号化特性に応じた
最適なビット配分ができないという問題、および前記占
有量ｄの変動により、意図に反して画面内の再生画質に
不均一性が生じ、主観画質に低下を招く恐れがあるとい
う問題があった。
ピクチャレイヤのビット配分方法は、符号化難易度の定
義が厳密ではなく、最適なビット配分方法とは言えな
い。また、前記のマクロブロックレイヤのビット配分方
法は、マクロブロック毎の発生ビット数を平滑化する作
用が働くので、マクロブロック毎の符号化特性に応じた
最適なビット配分ができないという問題、および前記占
有量ｄの変動により、意図に反して画面内の再生画質に
不均一性が生じ、主観画質に低下を招く恐れがあるとい
う問題があった。
【０００６】本発明は前記した従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的は、動画像符号化にお
けるピクチャ単位およびマクロブロック単位のビット配
分を、レート−歪み特性および視覚優先度（注視度）の
規範でより厳密に行うことにより、従来方式より大幅に
高効率な符号化を行うことのできる動画像符号化装置を
提供することにある。
てなされたものであり、その目的は、動画像符号化にお
けるピクチャ単位およびマクロブロック単位のビット配
分を、レート−歪み特性および視覚優先度（注視度）の
規範でより厳密に行うことにより、従来方式より大幅に
高効率な符号化を行うことのできる動画像符号化装置を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明は、画面単位で処理を行う動画像符号化
装置において、レート−歪みの関係を用いて、画面毎に
目標とする量子化誤差を設定する第１の手段と、前記画
面の矩形小領域毎に目標とするＤＣＴ係数量子化誤差を
設定し、該矩形小領域毎に目標とする量子化パラメータ
を割り当てる第２の手段とを具備した点に特徴がある。
ために、本発明は、画面単位で処理を行う動画像符号化
装置において、レート−歪みの関係を用いて、画面毎に
目標とする量子化誤差を設定する第１の手段と、前記画
面の矩形小領域毎に目標とするＤＣＴ係数量子化誤差を
設定し、該矩形小領域毎に目標とする量子化パラメータ
を割り当てる第２の手段とを具備した点に特徴がある。
【０００８】この特徴によれば、動画像符号化における
ピクチャ単位のビット配分をレート−歪み特性の規範
で、またマクロブロック単位のビット配分を視覚優先度
（注視度）の規範でより厳密に行うことができるので、
従来方式より大幅に高効率な符号化を行うことが可能に
なる。
ピクチャ単位のビット配分をレート−歪み特性の規範
で、またマクロブロック単位のビット配分を視覚優先度
（注視度）の規範でより厳密に行うことができるので、
従来方式より大幅に高効率な符号化を行うことが可能に
なる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の動画
像符号化装置の構成を示すブロック図である。
を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の動画
像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【００１０】画像入力Ｐiは、まず入力解析部１１と動
き推定・動き補償部１９に入力する。入力解析部１１で
は、画像入力の例えば輝度分散等から視覚優先度ｖｊが
求められる。予測信号減算器１２では、画像入力Ｐiか
ら動き補償予測信号が減算され、予測誤差信号が出力さ
れる。該予測誤差信号は、高い符号化効率を得るため
に、ＤＣＴ（離散コサイン変換）部１３で直交変換さ
れ、量子化器１４で量子化される。
き推定・動き補償部１９に入力する。入力解析部１１で
は、画像入力の例えば輝度分散等から視覚優先度ｖｊが
求められる。予測信号減算器１２では、画像入力Ｐiか
ら動き補償予測信号が減算され、予測誤差信号が出力さ
れる。該予測誤差信号は、高い符号化効率を得るため
に、ＤＣＴ（離散コサイン変換）部１３で直交変換さ
れ、量子化器１４で量子化される。
【００１１】なお、該ＤＣＴ部１３から得られるＤＣＴ
係数に基づいて、その分散σｘ ２が求められ、後述のレ
ート−歪み特性解析部３１に送られる。また、有意のＤ
ＣＴ係数、例えばある値以上のＤＣＴ係数の数ＮＡＣが
１ピクチャ分カウントされ、後述のビット配分制御部３
２に送られる。また、前記量子化器１４は、該ビット配
分制御部３２から量子化パラメータＵを得て、量子化を
行う。量子化後の量子化誤差電力Ｄ’は、前記レート−
歪み特性解析部３１に送られる。なお、該量子化誤差電
力Ｄ’は、例えば量子化器１４の入力信号と逆量子化器
１５の出力信号の差等から求められることができる。
係数に基づいて、その分散σｘ ２が求められ、後述のレ
ート−歪み特性解析部３１に送られる。また、有意のＤ
ＣＴ係数、例えばある値以上のＤＣＴ係数の数ＮＡＣが
１ピクチャ分カウントされ、後述のビット配分制御部３
２に送られる。また、前記量子化器１４は、該ビット配
分制御部３２から量子化パラメータＵを得て、量子化を
行う。量子化後の量子化誤差電力Ｄ’は、前記レート−
歪み特性解析部３１に送られる。なお、該量子化誤差電
力Ｄ’は、例えば量子化器１４の入力信号と逆量子化器
１５の出力信号の差等から求められることができる。
【００１２】量子化器１４の出力は、その後、可変長符
号化（ＶＬＣ）部２０でハフマン符号化等の可変長符号
に変換され、一旦バッファメモリ２１に格納された後、
回線出力（ビットストリーム）Ｐoとして出力される。
なお、バッファメモリ２１の占有量等を基に、次のピク
チャの割当てビット数（または、発生ビット数）Ｒ’が
求められ、前記レート−歪み特性解析部３１に送られ
る。
号化（ＶＬＣ）部２０でハフマン符号化等の可変長符号
に変換され、一旦バッファメモリ２１に格納された後、
回線出力（ビットストリーム）Ｐoとして出力される。
なお、バッファメモリ２１の占有量等を基に、次のピク
チャの割当てビット数（または、発生ビット数）Ｒ’が
求められ、前記レート−歪み特性解析部３１に送られ
る。
【００１３】また、復号側と同一の予測信号を用いるた
めに、量子化器１４で得られた量子化係数を逆量子化器
１５で逆量子化し、逆ＤＣＴ部１６で予測誤差信号が局
所的に復号される。この予測誤差信号は、局所復号加算
器１７で、動き推定・動き補償部１９で生成された動き
補償予測信号と加算され、フレームメモリ１８に記憶さ
れる。該動き推定・動き補償部１９では、動き補償予測
信号の生成、動きベクトルＭＶの決定、および符号化モ
ードの選択がなされる。
めに、量子化器１４で得られた量子化係数を逆量子化器
１５で逆量子化し、逆ＤＣＴ部１６で予測誤差信号が局
所的に復号される。この予測誤差信号は、局所復号加算
器１７で、動き推定・動き補償部１９で生成された動き
補償予測信号と加算され、フレームメモリ１８に記憶さ
れる。該動き推定・動き補償部１９では、動き補償予測
信号の生成、動きベクトルＭＶの決定、および符号化モ
ードの選択がなされる。
【００１４】動画像符号化における最適ビット配分は、
最適ビット配分部３０によりなされる。該最適ビット配
分部３０は、レート−歪み特性解析部３１とビット配分
制御部３２から構成される。レート−歪み特性解析部３
１は、ピクチャ単位のビット配分を、またビット配分制
御部３２は、マクロブロック単位のビット配分を行う。
最適ビット配分部３０によりなされる。該最適ビット配
分部３０は、レート−歪み特性解析部３１とビット配分
制御部３２から構成される。レート−歪み特性解析部３
１は、ピクチャ単位のビット配分を、またビット配分制
御部３２は、マクロブロック単位のビット配分を行う。
【００１５】以下に、本実施形態の前記最適ビット配分
について、詳細に説明する。まず、該最適ビット配分の
原理を説明する。最初に、ピクチャ（画面）毎に割り当
てる符号化ビット数の算出を、Ｒ−Ｄ特性（レート−歪
みの関係）を考慮に入れ、ピクチャ毎に目標とする量子
化誤差を設定した上で厳密に行う。すなわち、ピクチャ
毎に割り当てる符号化ビット数の配分を、次のＲ−Ｄ特
性の式（(1−1)式〜(1-3)式）、ＧＯＰ内残ビット数Ｒ
ＧＯＰを表す式（(2)式）、およびＩ，Ｐ，Ｂピクチャ
における歪みＤの許容の度合いを表す式（(3)式）を用
いて行う。 ＤＩ＝ｆＩ（ＲＩ，σｘＩ ２） ・・・(1−1) ＤＰ＝ｆＰ（ＲＰ，σｘＰ ２） ・・・(1−2) ＤＢ＝ｆＢ（ＲＢ，σｘＢ ２） ・・・(1−3) ＲＧＯＰ ＝ＮＩ×ＲＩ＋ＮＰ×ＲＰ＋ＮＢ×ＲＢ ・・・(2) ＤＩ＝ＤＰ＝ＤＢ ／１．４ ・・・(3) ここに、ＤＩ、ＤＰ、ＤＢは、量子化誤差電力、ＲＩ、
ＲＰ、ＲＢ は、割当てビット数、σｘｉ ２ 、
σｘＰ ２、σｘＢ ２は、ＤＣＴ係数の分散、ｆＩ、
ｆ Ｐ、ｆＢは、Ｒ−Ｄ特性を表現する関数、ＮＩ、
ＮＰ、ＮＢは、ＧＯＰ内残ピクチャ枚数、および Ｒ
ＧＯＰは、ＧＯＰ内残ビット数である。
について、詳細に説明する。まず、該最適ビット配分の
原理を説明する。最初に、ピクチャ（画面）毎に割り当
てる符号化ビット数の算出を、Ｒ−Ｄ特性（レート−歪
みの関係）を考慮に入れ、ピクチャ毎に目標とする量子
化誤差を設定した上で厳密に行う。すなわち、ピクチャ
毎に割り当てる符号化ビット数の配分を、次のＲ−Ｄ特
性の式（(1−1)式〜(1-3)式）、ＧＯＰ内残ビット数Ｒ
ＧＯＰを表す式（(2)式）、およびＩ，Ｐ，Ｂピクチャ
における歪みＤの許容の度合いを表す式（(3)式）を用
いて行う。 ＤＩ＝ｆＩ（ＲＩ，σｘＩ ２） ・・・(1−1) ＤＰ＝ｆＰ（ＲＰ，σｘＰ ２） ・・・(1−2) ＤＢ＝ｆＢ（ＲＢ，σｘＢ ２） ・・・(1−3) ＲＧＯＰ ＝ＮＩ×ＲＩ＋ＮＰ×ＲＰ＋ＮＢ×ＲＢ ・・・(2) ＤＩ＝ＤＰ＝ＤＢ ／１．４ ・・・(3) ここに、ＤＩ、ＤＰ、ＤＢは、量子化誤差電力、ＲＩ、
ＲＰ、ＲＢ は、割当てビット数、σｘｉ ２ 、
σｘＰ ２、σｘＢ ２は、ＤＣＴ係数の分散、ｆＩ、
ｆ Ｐ、ｆＢは、Ｒ−Ｄ特性を表現する関数、ＮＩ、
ＮＰ、ＮＢは、ＧＯＰ内残ピクチャ枚数、および Ｒ
ＧＯＰは、ＧＯＰ内残ビット数である。
【００１６】なお、前記Ｒ−Ｄ特性を表現する関数
ｆＩ、ｆＰ、ｆＢとして、例えば、次の関数（(4-1)式
〜(4-3)式）を上げることができる。以下では、これら
の式を用いて説明する。 ＤＩ＝σｘｉ ２×２−２ａＩＲＩ ・・・(4-1) ＤＰ＝σｘＰ ２×２−２ａＰＲＰ ・・・(4-2) ＤＢ＝σｘＢ ２×２−２ａＢＲＢ ・・・(4-3) ここに、ａＩ、ａＰ、ａＢ は、レート−歪みパラメー
タである。
ｆＩ、ｆＰ、ｆＢとして、例えば、次の関数（(4-1)式
〜(4-3)式）を上げることができる。以下では、これら
の式を用いて説明する。 ＤＩ＝σｘｉ ２×２−２ａＩＲＩ ・・・(4-1) ＤＰ＝σｘＰ ２×２−２ａＰＲＰ ・・・(4-2) ＤＢ＝σｘＢ ２×２−２ａＢＲＢ ・・・(4-3) ここに、ａＩ、ａＰ、ａＢ は、レート−歪みパラメー
タである。
【００１７】また、前記(3)式は、Ｉ、Ｐピクチャは予
測参照されるピクチャであり、Ｂピクチャは予測参照さ
れないピクチャであるので、Ｂピクチャの量子化誤差の
許容度合いを他のピクチャより上げる配慮をしたもので
ある。この配慮により、全体の符号化効率を高めること
ができる。
測参照されるピクチャであり、Ｂピクチャは予測参照さ
れないピクチャであるので、Ｂピクチャの量子化誤差の
許容度合いを他のピクチャより上げる配慮をしたもので
ある。この配慮により、全体の符号化効率を高めること
ができる。
【００１８】上記のようにして、ピクチャ毎に割り当て
る符号化ビット数が算出されると、次に、矩形小領域
（例えば、１６画素×１６ラインのマクロブロック）毎
に目標とするＤＣＴ係数量子化誤差を設定した上で、該
目標を達成する量子化パラメータを、該マクロブロック
毎に割り当てる処理を行う。以上が、本実施形態の原理
である。
る符号化ビット数が算出されると、次に、矩形小領域
（例えば、１６画素×１６ラインのマクロブロック）毎
に目標とするＤＣＴ係数量子化誤差を設定した上で、該
目標を達成する量子化パラメータを、該マクロブロック
毎に割り当てる処理を行う。以上が、本実施形態の原理
である。
【００１９】次に、前記レート−歪み特性解析部３１と
ビット配分制御部３２の動作を、図２、図３のフローチ
ャートを参照して詳細に説明する。まずレート−歪み特
性解析部３１の動作を、図２を参照して説明する。
ビット配分制御部３２の動作を、図２、図３のフローチ
ャートを参照して詳細に説明する。まずレート−歪み特
性解析部３１の動作を、図２を参照して説明する。
【００２０】ステップＳ１では、前記画像入力Ｐiのピ
クチャ数を表す変数ｉを０に置く。ステップＳ２では、
前記(4-1)式、(4-2）式および(4-3)式のレート−歪みパ
ラメータａＩ、ａＰ、ａＢを初期化する。初期値として
は、例えば過去に得られた該レート−歪みパラメータの
平均値を用いることができる。ステップＳ３では、画像
Ｐiを入力し、ステップＳ４では、該画像ＰiをＤＣＴ変
換することにより得られるＤＣＴ係数の分散σｘ ２を取
得する。ステップＳ５では、該画像Ｐiの符号化ピクチ
ャタイプが、Ｉ、Ｐ、およびＢピクチャのいずれである
かの判定がなされる。
クチャ数を表す変数ｉを０に置く。ステップＳ２では、
前記(4-1)式、(4-2）式および(4-3)式のレート−歪みパ
ラメータａＩ、ａＰ、ａＢを初期化する。初期値として
は、例えば過去に得られた該レート−歪みパラメータの
平均値を用いることができる。ステップＳ３では、画像
Ｐiを入力し、ステップＳ４では、該画像ＰiをＤＣＴ変
換することにより得られるＤＣＴ係数の分散σｘ ２を取
得する。ステップＳ５では、該画像Ｐiの符号化ピクチ
ャタイプが、Ｉ、Ｐ、およびＢピクチャのいずれである
かの判定がなされる。
【００２１】Ｉピクチャの場合には、ステップＳ６に進
み、前記レート−歪みの関係式である(4-1)〜(4-3)式、
(2）式および(3)式から、量子化誤差電力と割当てビッ
ト数（ＤＩ，ＲＩ）を算出する。
み、前記レート−歪みの関係式である(4-1)〜(4-3)式、
(2）式および(3)式から、量子化誤差電力と割当てビッ
ト数（ＤＩ，ＲＩ）を算出する。
【００２２】次に、ステップＳ７〜Ｓ１１に進み、該量
子化誤差電力ＤＩが、予め定められた最大値ＤＭＡＸ以
上であるか、最小値ＤＭＩＮ以下であるか、あるいは該
最大値ＤＭＡＸと最小値ＤＭＩＮの間であるかの判断が
なされる。量子化誤差電力Ｄ Ｉが該最大値ＤＭＡＸ以上
の場合には、量子化誤差電力が大きくなりすぎるのでス
テップＳ８で目標量子化誤差Ｄ＝ＤＭＡＸとして、前記
ビット配分制御部３２に出力する。この操作により、配
分するビット数を多めに保つことができるようになり、
主観画質の破綻を防ぐことができるようになる。
子化誤差電力ＤＩが、予め定められた最大値ＤＭＡＸ以
上であるか、最小値ＤＭＩＮ以下であるか、あるいは該
最大値ＤＭＡＸと最小値ＤＭＩＮの間であるかの判断が
なされる。量子化誤差電力Ｄ Ｉが該最大値ＤＭＡＸ以上
の場合には、量子化誤差電力が大きくなりすぎるのでス
テップＳ８で目標量子化誤差Ｄ＝ＤＭＡＸとして、前記
ビット配分制御部３２に出力する。この操作により、配
分するビット数を多めに保つことができるようになり、
主観画質の破綻を防ぐことができるようになる。
【００２３】一方、量子化誤差電力ＤＩが前記最小値Ｄ
ＭＩＮ以下の場合には、量子化誤差電力が小さくすぎる
のでステップＳ１０でＤ＝ＤＭＩＮとして、前記ビット
配分制御部３２に出力する。この操作により、配分する
ビット数を少なめに保つことができるようになり、過剰
なビット配分を防ぐことができるようになる。また、Ｄ
ＭＩＮ≦ＤＩ≦ＤＭＡＸの場合には、Ｄ＝ＤＩとして出
力する。
ＭＩＮ以下の場合には、量子化誤差電力が小さくすぎる
のでステップＳ１０でＤ＝ＤＭＩＮとして、前記ビット
配分制御部３２に出力する。この操作により、配分する
ビット数を少なめに保つことができるようになり、過剰
なビット配分を防ぐことができるようになる。また、Ｄ
ＭＩＮ≦ＤＩ≦ＤＭＡＸの場合には、Ｄ＝ＤＩとして出
力する。
【００２４】レート−歪み特性解析部３１から該目標量
子化誤差Ｄが出力されると、後述の説明から明らかにな
るように、量子化器１４は該画像Ｐiを量子化し、可変
長符号化部２０は可変長符号化してバッファメモリ２１
に送出する。ステップＳ１２では、この符号化により得
られた量子化誤差電力と割当（又は、発生）ビット数
（ＤＩ’，ＲＩ’）を、それぞれ量子化器１４，バッフ
ァメモリ２１（図１参照）から取得する。なお、これに
限定されず、該量子化誤差電力と割当ビット数
（ＤＩ’，ＲＩ’）は、さらに以前の符号化済みピクチ
ャの結果から取得するようにしてもよい。すなわち、符
号化済み近傍ピクチャの結果から取得するのが好適であ
る。
子化誤差Ｄが出力されると、後述の説明から明らかにな
るように、量子化器１４は該画像Ｐiを量子化し、可変
長符号化部２０は可変長符号化してバッファメモリ２１
に送出する。ステップＳ１２では、この符号化により得
られた量子化誤差電力と割当（又は、発生）ビット数
（ＤＩ’，ＲＩ’）を、それぞれ量子化器１４，バッフ
ァメモリ２１（図１参照）から取得する。なお、これに
限定されず、該量子化誤差電力と割当ビット数
（ＤＩ’，ＲＩ’）は、さらに以前の符号化済みピクチ
ャの結果から取得するようにしてもよい。すなわち、符
号化済み近傍ピクチャの結果から取得するのが好適であ
る。
【００２５】次に、ステップＳ１３では、該（ＤＩ’，
ＲＩ’）を、例えば前記（4-1）式に適用して、前記レ
ート−歪みパラメータａＩを更新する。ステップＳ１４
では、ｉ＝Ｎ（Ｎは、シーケンス内ピクチャ数、例えば
同一シーン内ピクチャ数）が成立するか否かの判断がな
され、この判断が否定の場合にはステップＳ１５に進
む。ステップＳ１５では、ｉに１が加算され、ステップ
Ｓ３では次の画像Ｐiが動画像符号化装置に取り込まれ
る。
ＲＩ’）を、例えば前記（4-1）式に適用して、前記レ
ート−歪みパラメータａＩを更新する。ステップＳ１４
では、ｉ＝Ｎ（Ｎは、シーケンス内ピクチャ数、例えば
同一シーン内ピクチャ数）が成立するか否かの判断がな
され、この判断が否定の場合にはステップＳ１５に進
む。ステップＳ１５では、ｉに１が加算され、ステップ
Ｓ３では次の画像Ｐiが動画像符号化装置に取り込まれ
る。
【００２６】以下、ステップＳ５で判定される画像Ｐi
のピクチャタイプ毎に、各ピクチャタイプにおける目標
量子化誤差Ｄを求める動作が繰り返されるが、Ｐおよび
Ｂピクチャの処理は前記Ｉピクチャにおける処理と同様
であるので、説明を省略する。前記処理の結果、ステッ
プＳ１４の判断が肯定になると、画像Ｐi毎に目標とす
る量子化誤差Ｄを設定する処理を終了する。
のピクチャタイプ毎に、各ピクチャタイプにおける目標
量子化誤差Ｄを求める動作が繰り返されるが、Ｐおよび
Ｂピクチャの処理は前記Ｉピクチャにおける処理と同様
であるので、説明を省略する。前記処理の結果、ステッ
プＳ１４の判断が肯定になると、画像Ｐi毎に目標とす
る量子化誤差Ｄを設定する処理を終了する。
【００２７】次に、ビット配分制御部３２の動作を、図
３を参照して説明する。この制御は、前記目標量子化誤
差Ｄのピクチャのマクロブロックに関し、マクロブロッ
ク毎に目標とするＤＣＴ係数量子化誤差を設定した上
で、該目標を達成する量子化パラメータを、該マクロブ
ロック毎に割り当てる処理である。
３を参照して説明する。この制御は、前記目標量子化誤
差Ｄのピクチャのマクロブロックに関し、マクロブロッ
ク毎に目標とするＤＣＴ係数量子化誤差を設定した上
で、該目標を達成する量子化パラメータを、該マクロブ
ロック毎に割り当てる処理である。
【００２８】ステップＳ５１では、前記レート−歪み特
性解析部３１から、前記目標量子化誤差Ｄを取得する。
ステップＳ５２では、ＤＣＴ部１３で変換された１ピク
チャ分のＤＣＴ係数から有意のＤＣＴ係数の個数ＮＡＣ
を求める。ステップＳ５３では、１係数当たりの目標量
子化誤差電力ＤＡＣを、ＮＰ×Ｄ／ＮＡＣにより求め
る。ここに、ＮＰはピクチャ内画素数である。
性解析部３１から、前記目標量子化誤差Ｄを取得する。
ステップＳ５２では、ＤＣＴ部１３で変換された１ピク
チャ分のＤＣＴ係数から有意のＤＣＴ係数の個数ＮＡＣ
を求める。ステップＳ５３では、１係数当たりの目標量
子化誤差電力ＤＡＣを、ＮＰ×Ｄ／ＮＡＣにより求め
る。ここに、ＮＰはピクチャ内画素数である。
【００２９】ステップＳ５４では、マクロブロック数を
表す変数ｊを、ｊ＝０と置く。ステップＳ５５では、前
記入力解析部１１（図１参照）で得られた当該マクロブ
ロックの視覚優先度ｖｊを取得する。ステップＳ５６で
は、１係数当たりのマクロブロックｊの目標量子化誤差
電力ｄＡＣ(j)を求める。該目標量子化誤差電力ｄ
Ａ Ｃ(j)は、（ｖｊ／avg（ｖｊ））×ＤＡＣから求めら
れる。ここに、avg（ｖｊ）は、ｖｊのピクチャ内平均
を求める関数である。
表す変数ｊを、ｊ＝０と置く。ステップＳ５５では、前
記入力解析部１１（図１参照）で得られた当該マクロブ
ロックの視覚優先度ｖｊを取得する。ステップＳ５６で
は、１係数当たりのマクロブロックｊの目標量子化誤差
電力ｄＡＣ(j)を求める。該目標量子化誤差電力ｄ
Ａ Ｃ(j)は、（ｖｊ／avg（ｖｊ））×ＤＡＣから求めら
れる。ここに、avg（ｖｊ）は、ｖｊのピクチャ内平均
を求める関数である。
【００３０】ステップＳ５７では、Ｕ＝ＱＭＡＸ（Ｑ
ＭＡＸは、予め定められた量子化パラメータの最大値）
と置かれる。ステップＳ５８では、該量子化パラメータ
Ｕを用いて量子化した結果、前記１係数当たりのマクロ
ブロックの目標量子化誤差電力ｄＡＣ(j)が達成される
か否かの判断がなされる。達成されない場合には、ステ
ップＳ５９に進んでＵ＝１が成立するか否かの判断が行
われ、この判断が否定の時には、ステップＳ６０に進ん
で、該Ｕから１が減じられる。そして、再度ステップＳ
５８に進んで、該１減じられたＵでの量子化により前記
目標量子化誤差電力ｄＡＣ(j)が達成されるか否かの判
断がなされる。達成された場合には、ステップＳ６１に
進んで量子化パラメータとして、該Ｕが量子化器１４に
出力される。一方、ステップＳ５９の判断が肯定になっ
た時には、Ｕ＝１が量子化器１４に出力される。
ＭＡＸは、予め定められた量子化パラメータの最大値）
と置かれる。ステップＳ５８では、該量子化パラメータ
Ｕを用いて量子化した結果、前記１係数当たりのマクロ
ブロックの目標量子化誤差電力ｄＡＣ(j)が達成される
か否かの判断がなされる。達成されない場合には、ステ
ップＳ５９に進んでＵ＝１が成立するか否かの判断が行
われ、この判断が否定の時には、ステップＳ６０に進ん
で、該Ｕから１が減じられる。そして、再度ステップＳ
５８に進んで、該１減じられたＵでの量子化により前記
目標量子化誤差電力ｄＡＣ(j)が達成されるか否かの判
断がなされる。達成された場合には、ステップＳ６１に
進んで量子化パラメータとして、該Ｕが量子化器１４に
出力される。一方、ステップＳ５９の判断が肯定になっ
た時には、Ｕ＝１が量子化器１４に出力される。
【００３１】このステップＳ５７〜Ｓ６１により、マク
ロブロック内の１係数当たりの目標量子化誤差電力ｄ
ＡＣ(j)を達成する量子化パラメータＵが厳密に求めら
れることは明らかである。
ロブロック内の１係数当たりの目標量子化誤差電力ｄ
ＡＣ(j)を達成する量子化パラメータＵが厳密に求めら
れることは明らかである。
【００３２】ステップＳ６２では、ｊ＝Ｍ−１（Ｍはピ
クチャ内マクロブロック数）が成立するか否かの判断が
なされ、この判断が否定の時にはｊに１が加算されて、
再度ステップＳ５５に戻り、次のマクロブロックの視覚
優先度ｖｊが取得される。
クチャ内マクロブロック数）が成立するか否かの判断が
なされ、この判断が否定の時にはｊに１が加算されて、
再度ステップＳ５５に戻り、次のマクロブロックの視覚
優先度ｖｊが取得される。
【００３３】以下、前記した動作が繰り返されて、ステ
ップＳ６２の判断が肯定になると、当該ピクチャのマク
ロブロックのビット配分動作が終了する。
ップＳ６２の判断が肯定になると、当該ピクチャのマク
ロブロックのビット配分動作が終了する。
【００３４】上記の図３の動作によれば、マクロブロッ
ク内の１係数当たりの目標量子化誤差電力ｄＡＣ(j)を
達成する量子化パラメータＵを視覚優先度（注視度）の
規範で厳密に求め、これを量子化器１４に提供すること
ができるようになる。
ク内の１係数当たりの目標量子化誤差電力ｄＡＣ(j)を
達成する量子化パラメータＵを視覚優先度（注視度）の
規範で厳密に求め、これを量子化器１４に提供すること
ができるようになる。
【００３５】以上のように、本実施形態によれば、動画
像符号化におけるピクチャ単位のビット配分をレート−
歪み特性の規範で、またマクロブロック単位のビット配
分を視覚優先度（注視度）の規範で、より厳密に行うこ
とができるようになる。
像符号化におけるピクチャ単位のビット配分をレート−
歪み特性の規範で、またマクロブロック単位のビット配
分を視覚優先度（注視度）の規範で、より厳密に行うこ
とができるようになる。
【００３６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜７の発明によれば、従来のビット配分方式のような
仮想バッファの概念を持たず、各矩形小領域の発生ビッ
ト数を平均的な値に押さえ込む要素が一切ないため、マ
クロブロック毎のビット配分をより柔軟に実現すること
ができる。
１〜７の発明によれば、従来のビット配分方式のような
仮想バッファの概念を持たず、各矩形小領域の発生ビッ
ト数を平均的な値に押さえ込む要素が一切ないため、マ
クロブロック毎のビット配分をより柔軟に実現すること
ができる。
【００３７】また、動画像符号化におけるピクチャ単位
のビット配分をレート−歪み特性の規範で、またマクロ
ブロック単位のビット配分を視覚優先度（注視度）の規
範でより厳密に行うことができるので、従来方式より大
幅に高効率な符号化を行うことが可能になる。また、本
発明は、狭帯域下でのＨＤＴＶ放送等における画質劣化
の解消に効果がある。
のビット配分をレート−歪み特性の規範で、またマクロ
ブロック単位のビット配分を視覚優先度（注視度）の規
範でより厳密に行うことができるので、従来方式より大
幅に高効率な符号化を行うことが可能になる。また、本
発明は、狭帯域下でのＨＤＴＶ放送等における画質劣化
の解消に効果がある。
【図１】 本発明の一実施形態の概略の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】 図１のレート−歪み特性解析部の動作を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】 図１のビット配分制御部の動作を示すフロー
チャートである。
チャートである。
１１・・・入力解析部、１３・・・ＤＣＴ部、１４・・・量子化
部、２０・・・可変長符号化部、２１・・・バッファメモリ、
３０・・・最適ビット配分部、３１・・・レート−歪み特性解
析部、３２・・・ビット配分制御部。
部、２０・・・可変長符号化部、２１・・・バッファメモリ、
３０・・・最適ビット配分部、３１・・・レート−歪み特性解
析部、３２・・・ビット配分制御部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松本 修一
埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号 株式
会社ケイディーディーアイ研究所内
Ｆターム(参考） 5C059 KK01 MA00 MA05 MA14 MA23
MC11 MC38 ME02 NN01 NN21
PP05 PP06 PP07 TA46 TA60
TB04 TB07 TC02 TC04 TC08
TC27 TC38 TC42 TD04 TD06
TD12 UA02
5J064 AA01 BA09 BA16 BB03 BC01
BC08 BC14 BC16
Claims (7)
- 【請求項１】 画面単位で処理を行う動画像符号化装置
において、 レート−歪みの関係を用いて、画面毎に目標とする量子
化誤差を設定する第１の手段と、 前記画面の矩形小領域毎に目標とするＤＣＴ係数量子化
誤差を設定し、該矩形小領域毎に目標とする量子化パラ
メータを割り当てる第２の手段とを具備したことを特徴
とする動画像符号化装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の動画像符号化装置にお
いて、 前記第１の手段は、前記レート−歪みの関係を示すパラ
メータを、符号化済みの近傍の画像の符号化結果から取
得することを特徴とする動画像符号化装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の動画像符号化
装置において、 前記第１の手段は、前記レート−歪みの関係を示すパラ
メータを、符号化済みでかつピクチャタイプが同一であ
る近傍の画像の符号化結果から取得することを特徴とす
る動画像符号化装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の動
画像符号化装置において、 前記第１の手段は、前記目標とする量子化誤差が予め定
められた第１の閾値を越える場合には、該量子化誤差を
該第１の閾値に設定し、配分するビット数を多めに保つ
ようにすることを特徴とする動画像符号化装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の動
画像符号化装置において、 前記第１の手段は、前記目標とする量子化誤差が予め定
められた第２の閾値（ただし、第１の閾値＞第２の閾
値）を下回る場合には、該量子化誤差を該第２の閾値に
設定し、配分するビット数を少なめに保つようにするこ
とを特徴とする動画像符号化装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の動画像符号化装置にお
いて、 前記第２の手段は、前記矩形小領域毎に設定する目標と
するＤＣＴ係数量子化誤差を、当該ＤＣＴ係数が目標と
する量子化誤差と、当該矩形小領域の視覚優先度に基づ
いて決定することを特徴とする動画像符号化装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の動画像符号化装置にお
いて、 前記矩形小領域の視覚優先度を、該矩形小領域に対応す
る輝度信号の分散値を基に決定することを特徴とする動
画像符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001370521A JP3902948B2 (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 動画像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001370521A JP3902948B2 (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 動画像符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003174648A true JP2003174648A (ja) | 2003-06-20 |
| JP3902948B2 JP3902948B2 (ja) | 2007-04-11 |
Family
ID=19179731
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001370521A Expired - Fee Related JP3902948B2 (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 動画像符号化装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3902948B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009509476A (ja) * | 2005-09-22 | 2009-03-05 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | レート−歪特性を使用するビデオ・コーディングのための２回パス・レート制御技術 |
| JP2009528738A (ja) * | 2006-03-02 | 2009-08-06 | トムソン ライセンシング | 画像信号エンコードにおいて画像中のピクセル・ブロックの諸グループについてビット割り当てを決定するための方法および装置 |
| JP2012521141A (ja) * | 2009-03-19 | 2012-09-10 | コア ロジック，インコーポレイテッド | エンコーディング装置と方法及びそのエンコーディング装置を含むマルチメディア装置 |
| JP2017118490A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-29 | タレス | 設定した圧縮品質を得ることを可能にする画像圧縮方法 |
| JP2018527773A (ja) * | 2015-06-12 | 2018-09-20 | ソニー株式会社 | データチャージ相データ圧縮ツール |
| JP2018527774A (ja) * | 2015-06-11 | 2018-09-20 | ソニー株式会社 | データチャージ相データ圧縮アーキテクチャ |
-
2001
- 2001-12-04 JP JP2001370521A patent/JP3902948B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2009528738A (ja) * | 2006-03-02 | 2009-08-06 | トムソン ライセンシング | 画像信号エンコードにおいて画像中のピクセル・ブロックの諸グループについてビット割り当てを決定するための方法および装置 |
| JP2012521141A (ja) * | 2009-03-19 | 2012-09-10 | コア ロジック，インコーポレイテッド | エンコーディング装置と方法及びそのエンコーディング装置を含むマルチメディア装置 |
| US8948242B2 (en) | 2009-03-19 | 2015-02-03 | Core Logic Inc. | Encoding device and method and multimedia apparatus including the encoding device |
| JP2018527774A (ja) * | 2015-06-11 | 2018-09-20 | ソニー株式会社 | データチャージ相データ圧縮アーキテクチャ |
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