JP2003348579A - 画像信号符号化方法および画像信号符合化装置 - Google Patents
画像信号符号化方法および画像信号符合化装置Info
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- JP2003348579A JP2003348579A JP2002148718A JP2002148718A JP2003348579A JP 2003348579 A JP2003348579 A JP 2003348579A JP 2002148718 A JP2002148718 A JP 2002148718A JP 2002148718 A JP2002148718 A JP 2002148718A JP 2003348579 A JP2003348579 A JP 2003348579A
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画面上で情報量の偏りがあるような画像信号
の符号化においても、符号化ストリームを復号したとき
の画面上の画質に偏りが生じず、しかも、画面トータル
での発生符号量が目標とする符号量から大きくずれてし
まうようなことのない画像信号符号化方法および装置を
提供する。 【解決手段】 シャフリング回路が出力スライスの順番
を並べ替え、各スライスについてマクロブロック#1か
ら順にマクロブロック#45へとDCT回路に出力す
る。出力されたマクロブロックデータはDCT回路、量
子化回路、可変長符号化回路にて処理を施されバッファ
にバッファリングされる。符号量制御回路が入力フレー
ム画像において、発生された符号量の推移とまだ符号化
されていないマクロブロック数とを元に量子化回路に量
子化ステップサイズを指示する。このフィードバックル
ープによりフレームトータルでの発生符号量を制御す
る。
の符号化においても、符号化ストリームを復号したとき
の画面上の画質に偏りが生じず、しかも、画面トータル
での発生符号量が目標とする符号量から大きくずれてし
まうようなことのない画像信号符号化方法および装置を
提供する。 【解決手段】 シャフリング回路が出力スライスの順番
を並べ替え、各スライスについてマクロブロック#1か
ら順にマクロブロック#45へとDCT回路に出力す
る。出力されたマクロブロックデータはDCT回路、量
子化回路、可変長符号化回路にて処理を施されバッファ
にバッファリングされる。符号量制御回路が入力フレー
ム画像において、発生された符号量の推移とまだ符号化
されていないマクロブロック数とを元に量子化回路に量
子化ステップサイズを指示する。このフィードバックル
ープによりフレームトータルでの発生符号量を制御す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号を高能率
符号化して記録または伝送する際に用いる画像信号符号
化方法および装置に関するものである。
符号化して記録または伝送する際に用いる画像信号符号
化方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】画像信号の高能率符号化の代表例として
MPEG2符号化が挙げられる。MPEG2符号化され
たデータを記録再生するアプリケーションの代表例とし
てはDVDレコーダーやHDDレコーダー、MPEG2
符号化されたデータを伝送するアプリケーションの代表
例としてはBSデジタル放送などがある。MPEG2符
号化では、フレームあるいはフィールド単位で入力され
る画像信号に対して、画面上の横16画素×縦16画素
から構成されるマクロブロックを単位として参照データ
との差分演算、量子化および可変長符号化を行うが、そ
の際、発生した符号量をフィードバックして量子化ステ
ップサイズを制御することによりフレームあるいはフィ
ールドトータルでの発生符号量を制御することが一般的
に行われている。
MPEG2符号化が挙げられる。MPEG2符号化され
たデータを記録再生するアプリケーションの代表例とし
てはDVDレコーダーやHDDレコーダー、MPEG2
符号化されたデータを伝送するアプリケーションの代表
例としてはBSデジタル放送などがある。MPEG2符
号化では、フレームあるいはフィールド単位で入力され
る画像信号に対して、画面上の横16画素×縦16画素
から構成されるマクロブロックを単位として参照データ
との差分演算、量子化および可変長符号化を行うが、そ
の際、発生した符号量をフィードバックして量子化ステ
ップサイズを制御することによりフレームあるいはフィ
ールドトータルでの発生符号量を制御することが一般的
に行われている。
【0003】以下に、発生した符号量をフィードバック
して量子化ステップサイズを制御することによりフレー
ムあるいはフィールドトータルでの発生符号量を制御す
る従来の画像信号符号化方法について説明する。
して量子化ステップサイズを制御することによりフレー
ムあるいはフィールドトータルでの発生符号量を制御す
る従来の画像信号符号化方法について説明する。
【0004】図5は、従来の画像信号符号化方法を実現
する画像信号符号化装置の構成を示すブロック図であ
る。
する画像信号符号化装置の構成を示すブロック図であ
る。
【0005】DCT回路11は、マクロブロックデータ
を入力し、DCT(離散コサイン変換)処理を施して出
力する。入力されるマクロブロックデータは、イントラ
符号化されるマクロブロックでは対象となる画像データ
そのもの、差分符号化されるマクロブロックでは対象と
なる画像データと参照する復号画像データとの差分デー
タである。
を入力し、DCT(離散コサイン変換)処理を施して出
力する。入力されるマクロブロックデータは、イントラ
符号化されるマクロブロックでは対象となる画像データ
そのもの、差分符号化されるマクロブロックでは対象と
なる画像データと参照する復号画像データとの差分デー
タである。
【0006】量子化回路12は、DCT処理が施された
マクロブロックデータをDCT回路11より入力し、符
号量制御回路15より指示された量子化ステップサイズ
により量子化処理を施して出力する。
マクロブロックデータをDCT回路11より入力し、符
号量制御回路15より指示された量子化ステップサイズ
により量子化処理を施して出力する。
【0007】可変長符号化回路13は、量子化処理が施
されたマクロブロックデータを量子化回路12より入力
し、可変長符号化処理を施して出力する。
されたマクロブロックデータを量子化回路12より入力
し、可変長符号化処理を施して出力する。
【0008】バッファ14は、可変長符号化処理がほど
こされたマクロブロックデータを可変長符号化回路13
より入力し、所定時間バッファリングして符号化ストリ
ームとして出力する。
こされたマクロブロックデータを可変長符号化回路13
より入力し、所定時間バッファリングして符号化ストリ
ームとして出力する。
【0009】符号量制御回路15は、バッファ14にバ
ッファリングされている発生された符号量を監視し、発
生された符号量の推移とまだ符号化されていないマクロ
ブロック数とをもとに、量子化回路12に量子化ステッ
プサイズを指示する。
ッファリングされている発生された符号量を監視し、発
生された符号量の推移とまだ符号化されていないマクロ
ブロック数とをもとに、量子化回路12に量子化ステッ
プサイズを指示する。
【0010】以上のように構成された従来の画像信号符
号化装置において、イントラ符号化されるフレーム画像
信号を入力して符号化ストリームを出力する動作を、図
面を参照しながら説明する。
号化装置において、イントラ符号化されるフレーム画像
信号を入力して符号化ストリームを出力する動作を、図
面を参照しながら説明する。
【0011】図2は、画像信号符号化装置に入力するイ
ントラ符号化されるフレーム画像の例である。
ントラ符号化されるフレーム画像の例である。
【0012】図2のフレーム画像はNTSCの1フレー
ムであり、有効画素エリアは横720画素×縦480ラ
インであるので、マクロブロックは横45個×縦30個
の計1350個となる。マクロブロック横45個を1ス
ライスとしてMPEG2符号化することとする。
ムであり、有効画素エリアは横720画素×縦480ラ
インであるので、マクロブロックは横45個×縦30個
の計1350個となる。マクロブロック横45個を1ス
ライスとしてMPEG2符号化することとする。
【0013】マクロブロックデータが、図2に示すスラ
イス#1のマクロブロック#1から右隣へ順番にマクロ
ブロック#45へ、続いてスライス#2のマクロブロッ
ク#1から右隣へ順番にマクロブロック#45へ、以降
スライスを下へ順番にスライス#30までというラスタ
順(走査順)でDCT回路11に入力されてDCT処理
を施され、量子化回路12にて量子化処理を施され、可
変長符号化回路13にて可変長符号化処理を施され、バ
ッファ14にバッファリングされて符号化ストリームと
して出力される。
イス#1のマクロブロック#1から右隣へ順番にマクロ
ブロック#45へ、続いてスライス#2のマクロブロッ
ク#1から右隣へ順番にマクロブロック#45へ、以降
スライスを下へ順番にスライス#30までというラスタ
順(走査順)でDCT回路11に入力されてDCT処理
を施され、量子化回路12にて量子化処理を施され、可
変長符号化回路13にて可変長符号化処理を施され、バ
ッファ14にバッファリングされて符号化ストリームと
して出力される。
【0014】符号量制御回路15が、入力されるフレー
ム画像において、発生された符号量の推移とまだ符号化
されていないマクロブロック数とをもとに、量子化回路
12に量子化ステップサイズを指示する。このフィード
バックループにより、フレームトータルでの発生符号量
を制御する。
ム画像において、発生された符号量の推移とまだ符号化
されていないマクロブロック数とをもとに、量子化回路
12に量子化ステップサイズを指示する。このフィード
バックループにより、フレームトータルでの発生符号量
を制御する。
【0015】図6は、従来例におけるフレームトータル
符号量の推移を示す図である。
符号量の推移を示す図である。
【0016】図6に示す通り、発生した符号量をフィー
ドバックループして量子化ステップサイズを制御するこ
とにより、フレームトータルでの発生符号量を目標とす
る符号量に収束させている。
ドバックループして量子化ステップサイズを制御するこ
とにより、フレームトータルでの発生符号量を目標とす
る符号量に収束させている。
【0017】図7は、従来例における量子化ステップサ
イズの推移を示す図である。
イズの推移を示す図である。
【0018】図7に示す通り、空などの情報量が元々少
ない部分では量子化ステップサイズを小さくし、木々な
どの情報量が元々多い部分では量子化ステップサイズを
大きくして発生符号量を制御している。
ない部分では量子化ステップサイズを小さくし、木々な
どの情報量が元々多い部分では量子化ステップサイズを
大きくして発生符号量を制御している。
【0019】以上のように、従来の画像信号符号化方法
では、発生した符号量をフィードバックして量子化ステ
ップサイズを制御することによりフレームトータルでの
発生符号量を制御することができる。
では、発生した符号量をフィードバックして量子化ステ
ップサイズを制御することによりフレームトータルでの
発生符号量を制御することができる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、図2のように画面上で情報量の偏りが
あるような画像信号の符号化においては、符号化ストリ
ームを復号したときの画面上の画質に偏りが生じてしま
うという問題を有していた。
従来の構成では、図2のように画面上で情報量の偏りが
あるような画像信号の符号化においては、符号化ストリ
ームを復号したときの画面上の画質に偏りが生じてしま
うという問題を有していた。
【0021】つまり、図2に示すフレーム画面の上部に
おいては、元々の情報量が少ないので量子化ステップサ
イズを小さくしなくても十分な復号画質が得られるにも
関わらず、目標とする発生符号量への推移に対して実際
の発生符号量が少なすぎるので量子化ステップサイズを
どんどん小さくして発生符号量を多くしようとする。従
って、どんどん高画質になっていく。一方、フレーム画
面の下部においては、元々の情報量が多いので量子化ス
テップサイズを大きくしすぎると十分な復号画質が得ら
れなくなるにも関わらず、目標とする発生符号量への推
移に対して実際の発生符号量が多すぎるので量子化ステ
ップサイズをどんどん大きくして発生符号量を少なくし
ようとする。したがって、どんどん低画質になってい
く。このようにして、画面上で情報量の偏りがあるよう
な画像信号の符号化においては、符号化ストリームを復
号したときの画面上の画質に偏りが生じてしまう。
おいては、元々の情報量が少ないので量子化ステップサ
イズを小さくしなくても十分な復号画質が得られるにも
関わらず、目標とする発生符号量への推移に対して実際
の発生符号量が少なすぎるので量子化ステップサイズを
どんどん小さくして発生符号量を多くしようとする。従
って、どんどん高画質になっていく。一方、フレーム画
面の下部においては、元々の情報量が多いので量子化ス
テップサイズを大きくしすぎると十分な復号画質が得ら
れなくなるにも関わらず、目標とする発生符号量への推
移に対して実際の発生符号量が多すぎるので量子化ステ
ップサイズをどんどん大きくして発生符号量を少なくし
ようとする。したがって、どんどん低画質になってい
く。このようにして、画面上で情報量の偏りがあるよう
な画像信号の符号化においては、符号化ストリームを復
号したときの画面上の画質に偏りが生じてしまう。
【0022】また、上記の従来の構成において、量子化
ステップサイズの制御ゲインを小さくして画面上での画
質の偏りを低減したような場合、図2のように画面上で
情報量の偏りがあるような画像信号の符号化において
は、フレームトータルでの発生符号量が目標とする符号
量から大きくずれてしまうという問題を有していた。
ステップサイズの制御ゲインを小さくして画面上での画
質の偏りを低減したような場合、図2のように画面上で
情報量の偏りがあるような画像信号の符号化において
は、フレームトータルでの発生符号量が目標とする符号
量から大きくずれてしまうという問題を有していた。
【0023】図8は、従来例において量子化ステップサ
イズの制御ゲインを小さくした場合の量子化ステップサ
イズの推移を示す図である。
イズの制御ゲインを小さくした場合の量子化ステップサ
イズの推移を示す図である。
【0024】図9は、従来例において量子化ステップサ
イズの制御ゲインを小さくした場合のフレームトータル
符号量の推移を示す図である。
イズの制御ゲインを小さくした場合のフレームトータル
符号量の推移を示す図である。
【0025】つまり、量子化ステップサイズの制御ゲイ
ンを小さくしたことにより、図8に示す通り量子化ステ
ップサイズの変動は小さくなり、画面上での画質の偏り
は低減するが、画面下部での発生符号量が多くなりすぎ
て、図9に示す通りフレームトータルでの発生符号量が
目標とする符号量を大きく上回ってしまうようなことが
生じる。このように、発生符号量が目標符号量から大き
くずれると、想定しているシステムが破綻することもあ
り得る。
ンを小さくしたことにより、図8に示す通り量子化ステ
ップサイズの変動は小さくなり、画面上での画質の偏り
は低減するが、画面下部での発生符号量が多くなりすぎ
て、図9に示す通りフレームトータルでの発生符号量が
目標とする符号量を大きく上回ってしまうようなことが
生じる。このように、発生符号量が目標符号量から大き
くずれると、想定しているシステムが破綻することもあ
り得る。
【0026】本発明は、上記課題を考慮し、画面上で情
報量の偏りがあるような画像信号の符号化においても、
符号化ストリームを復号したときの画面上の画質に偏り
が生じず、しかも、画面トータルでの発生符号量が目標
とする符号量から大きくずれてしまうようなことのない
画像信号符号化方法を提供することを目的とする。
報量の偏りがあるような画像信号の符号化においても、
符号化ストリームを復号したときの画面上の画質に偏り
が生じず、しかも、画面トータルでの発生符号量が目標
とする符号量から大きくずれてしまうようなことのない
画像信号符号化方法を提供することを目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、第1の本発明(請求項1に対応)は、フレーム
あるいはフィールド単位で入力される画像信号に対し
て、画面上の矩形領域の画素データから構成される小ブ
ロックを単位として量子化および可変長符号化を行い、
発生した符号量をフィードバックして量子化ステップサ
イズを制御することによりフレームあるいはフィールド
トータルでの発生符号量を制御する画像信号符号化方法
において、画面上水平に位置するN(Nは1以上の整
数)個の隣接する小ブロックの集合である大ブロックを
単位として、画面上互いに離れた所定の順序に並べ替え
て量子化および可変長符号化を行うことを特徴とする画
像信号符号化方法である。
ために、第1の本発明(請求項1に対応)は、フレーム
あるいはフィールド単位で入力される画像信号に対し
て、画面上の矩形領域の画素データから構成される小ブ
ロックを単位として量子化および可変長符号化を行い、
発生した符号量をフィードバックして量子化ステップサ
イズを制御することによりフレームあるいはフィールド
トータルでの発生符号量を制御する画像信号符号化方法
において、画面上水平に位置するN(Nは1以上の整
数)個の隣接する小ブロックの集合である大ブロックを
単位として、画面上互いに離れた所定の順序に並べ替え
て量子化および可変長符号化を行うことを特徴とする画
像信号符号化方法である。
【0028】また、第2の本発明(請求項2に対応)
は、フレームあるいはフィールド単位で入力される画像
信号に対して、画面上の矩形領域の画素データから構成
される小ブロックを単位として量子化および可変長符号
化を行い、発生した符号量をフィードバックして量子化
ステップサイズを制御することによりフレームあるいは
フィールドトータルでの発生符号量を制御する画像信号
符号化方法において、画面上水平に位置する全小ブロッ
クの集合である大ブロックにて、画面上垂直に連続する
M(Mは1以上の整数)個の大ブロックを単位として、
画面上互いに離れた所定の順序に並べ替えて量子化およ
び可変長符号化を行うことを特徴とする画像信号符号化
方法である。
は、フレームあるいはフィールド単位で入力される画像
信号に対して、画面上の矩形領域の画素データから構成
される小ブロックを単位として量子化および可変長符号
化を行い、発生した符号量をフィードバックして量子化
ステップサイズを制御することによりフレームあるいは
フィールドトータルでの発生符号量を制御する画像信号
符号化方法において、画面上水平に位置する全小ブロッ
クの集合である大ブロックにて、画面上垂直に連続する
M(Mは1以上の整数)個の大ブロックを単位として、
画面上互いに離れた所定の順序に並べ替えて量子化およ
び可変長符号化を行うことを特徴とする画像信号符号化
方法である。
【0029】また、第3の本発明(請求項3に対応)
は、フレームあるいはフィールド単位で入力される画像
信号に対して、画面上の矩形領域の画素データから構成
される小ブロックを単位として参照データとの差分演
算、量子化および可変長符号化を行い、発生した符号量
をフィードバックして量子化ステップサイズを制御する
ことによりフレームあるいはフィールドトータルでの発
生符号量を制御する画像信号符号化方法において、画面
上水平に位置するN(Nは1以上の整数)個の隣接する
小ブロックの集合である大ブロックを単位として、画面
上互いに離れた所定の順序に並べ替えて量子化および可
変長符号化を行うことを特徴とする画像信号符号化方法
である。
は、フレームあるいはフィールド単位で入力される画像
信号に対して、画面上の矩形領域の画素データから構成
される小ブロックを単位として参照データとの差分演
算、量子化および可変長符号化を行い、発生した符号量
をフィードバックして量子化ステップサイズを制御する
ことによりフレームあるいはフィールドトータルでの発
生符号量を制御する画像信号符号化方法において、画面
上水平に位置するN(Nは1以上の整数)個の隣接する
小ブロックの集合である大ブロックを単位として、画面
上互いに離れた所定の順序に並べ替えて量子化および可
変長符号化を行うことを特徴とする画像信号符号化方法
である。
【0030】また、第4の本発明(請求項4に対応)
は、フレームあるいはフィールド単位で入力される画像
信号に対して、画面上の矩形領域の画素データから構成
される小ブロックを単位として参照データとの差分演
算、量子化および可変長符号化を行い、発生した符号量
をフィードバックして量子化ステップサイズを制御する
ことによりフレームあるいはフィールドトータルでの発
生符号量を制御する画像信号符号化方法において、画面
上水平に位置する全小ブロックの集合である大ブロック
にて、画面上垂直に連続するM(Mは1以上の整数)個
の大ブロックを単位として、画面上互いに離れた所定の
順序に並べ替えて量子化および可変長符号化を行うこと
を特徴とする画像信号符号化方法である。
は、フレームあるいはフィールド単位で入力される画像
信号に対して、画面上の矩形領域の画素データから構成
される小ブロックを単位として参照データとの差分演
算、量子化および可変長符号化を行い、発生した符号量
をフィードバックして量子化ステップサイズを制御する
ことによりフレームあるいはフィールドトータルでの発
生符号量を制御する画像信号符号化方法において、画面
上水平に位置する全小ブロックの集合である大ブロック
にて、画面上垂直に連続するM(Mは1以上の整数)個
の大ブロックを単位として、画面上互いに離れた所定の
順序に並べ替えて量子化および可変長符号化を行うこと
を特徴とする画像信号符号化方法である。
【0031】また、第5の本発明(請求項5に対応)
は、量子化および可変長符号化を行った小ブロックを、
ラスタ順(走査順)に並べ替えて符号ストリームを生成
することを特徴とする第1から第4の本発明のいずれか
ひとつに記載の画像信号符号化方法である。
は、量子化および可変長符号化を行った小ブロックを、
ラスタ順(走査順)に並べ替えて符号ストリームを生成
することを特徴とする第1から第4の本発明のいずれか
ひとつに記載の画像信号符号化方法である。
【0032】上記本発明によれば、大ブロックを単位と
して画面上互いに離れた所定の順序に並べ替えて量子化
および可変長符号化を行い、発生した符号量をフィード
バックして量子化ステップサイズを制御することにより
フレームあるいはフィールドトータルでの発生符号量を
制御するので、画面上で情報量の偏りがあるような画像
信号の符号化においても、符号化ストリームを復号した
ときの画面上の画質に偏りが生じず、しかも、画面トー
タルでの発生符号量が目標とする符号量から大きくずれ
てしまうようなことがない。
して画面上互いに離れた所定の順序に並べ替えて量子化
および可変長符号化を行い、発生した符号量をフィード
バックして量子化ステップサイズを制御することにより
フレームあるいはフィールドトータルでの発生符号量を
制御するので、画面上で情報量の偏りがあるような画像
信号の符号化においても、符号化ストリームを復号した
ときの画面上の画質に偏りが生じず、しかも、画面トー
タルでの発生符号量が目標とする符号量から大きくずれ
てしまうようなことがない。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【0034】図1は、本発明の実施の形態における画像
信号符号化方法を実現する画像信号符号化装置の構成を
示すブロック図である。
信号符号化方法を実現する画像信号符号化装置の構成を
示すブロック図である。
【0035】シャフリング回路16は、符号化するフレ
ーム画像信号に対して、スライス単位で画面上互いに離
れた所定の順序に並べ替えてマクロブロックデータを出
力する。出力するマクロブロックデータは、イントラ符
号化されるマクロブロックでは対象となる画像データそ
のもの、差分符号化されるマクロブロックでは対象とな
る画像データと参照する復号画像データとの差分データ
である。
ーム画像信号に対して、スライス単位で画面上互いに離
れた所定の順序に並べ替えてマクロブロックデータを出
力する。出力するマクロブロックデータは、イントラ符
号化されるマクロブロックでは対象となる画像データそ
のもの、差分符号化されるマクロブロックでは対象とな
る画像データと参照する復号画像データとの差分データ
である。
【0036】DCT回路11は、所定の順序に並べ替え
られたマクロブロックデータを入力し、DCT(離散コ
サイン変換)処理を施して出力する。
られたマクロブロックデータを入力し、DCT(離散コ
サイン変換)処理を施して出力する。
【0037】量子化回路12は、DCT処理が施された
マクロブロックデータをDCT回路11より入力し、符
号量制御回路15より指示された量子化ステップサイズ
により量子化処理を施して出力する。
マクロブロックデータをDCT回路11より入力し、符
号量制御回路15より指示された量子化ステップサイズ
により量子化処理を施して出力する。
【0038】可変長符号化回路13は、量子化処理が施
されたマクロブロックデータを量子化回路12より入力
し、可変長符号化処理を施して出力する。
されたマクロブロックデータを量子化回路12より入力
し、可変長符号化処理を施して出力する。
【0039】バッファ14は、可変長符号化処理がほど
こされたマクロブロックデータを可変長符号化回路13
より入力し、所定時間バッファリングする。
こされたマクロブロックデータを可変長符号化回路13
より入力し、所定時間バッファリングする。
【0040】符号量制御回路15は、バッファ14にバ
ッファリングされている発生された符号量を監視し、発
生された符号量の推移とまだ符号化されていないマクロ
ブロック数とをもとに、量子化回路12に量子化ステッ
プサイズを指示する。
ッファリングされている発生された符号量を監視し、発
生された符号量の推移とまだ符号化されていないマクロ
ブロック数とをもとに、量子化回路12に量子化ステッ
プサイズを指示する。
【0041】デシャフリング回路17は、バッファ14
にバッファリングされているマクロブロックデータをシ
ャフリング回路16において並べ替えられる前の順序、
つまり、ラスタ順(走査順)に並べ替えて読みだし、符
号化ストリームとして出力する。
にバッファリングされているマクロブロックデータをシ
ャフリング回路16において並べ替えられる前の順序、
つまり、ラスタ順(走査順)に並べ替えて読みだし、符
号化ストリームとして出力する。
【0042】以上のように構成された本発明の実施の形
態における画像信号符号化装置において、イントラ符号
化されるフレーム画像信号を入力して符号化ストリーム
を出力する動作を、図面を参照しながら説明する。
態における画像信号符号化装置において、イントラ符号
化されるフレーム画像信号を入力して符号化ストリーム
を出力する動作を、図面を参照しながら説明する。
【0043】図2は、画像信号符号化装置に入力するイ
ントラ符号化されるフレーム画像の例である。
ントラ符号化されるフレーム画像の例である。
【0044】図2のフレーム画像はNTSCの1フレー
ムであり、有効画素エリアは横720画素×縦480ラ
インであるので、マクロブロックは横45個×縦30個
の計1350個となる。マクロブロック横45個を1ス
ライスとしてMPEG2符号化することとする。
ムであり、有効画素エリアは横720画素×縦480ラ
インであるので、マクロブロックは横45個×縦30個
の計1350個となる。マクロブロック横45個を1ス
ライスとしてMPEG2符号化することとする。
【0045】シャフリング回路16が、出力するスライ
スの順番を#1、7、13、19、25、2、8、1
4、20、26、3、9、15、21、27、4、1
0、16、22、28、5、11、17、23、29、
6、12、18、24、30、と並べ替えて、それぞれ
のスライスについてマクロブロック#1から右隣へ順番
にマクロブロック#45へとDCT回路11に出力す
る。
スの順番を#1、7、13、19、25、2、8、1
4、20、26、3、9、15、21、27、4、1
0、16、22、28、5、11、17、23、29、
6、12、18、24、30、と並べ替えて、それぞれ
のスライスについてマクロブロック#1から右隣へ順番
にマクロブロック#45へとDCT回路11に出力す
る。
【0046】シャフリング回路16から出力されたマク
ロブロックデータは、DCT回路11にてDCT処理を
施され、量子化回路12にて量子化処理を施され、可変
長符号化回路13にて可変長符号化処理を施され、バッ
ファ14にバッファリングされる。
ロブロックデータは、DCT回路11にてDCT処理を
施され、量子化回路12にて量子化処理を施され、可変
長符号化回路13にて可変長符号化処理を施され、バッ
ファ14にバッファリングされる。
【0047】符号量制御回路15が、入力されるフレー
ム画像において、発生された符号量の推移とまだ符号化
されていないマクロブロック数とをもとに、量子化回路
12に量子化ステップサイズを指示する。このフィード
バックループにより、フレームトータルでの発生符号量
を制御する。
ム画像において、発生された符号量の推移とまだ符号化
されていないマクロブロック数とをもとに、量子化回路
12に量子化ステップサイズを指示する。このフィード
バックループにより、フレームトータルでの発生符号量
を制御する。
【0048】デシャフリング回路17が、スライスの順
番を本来の画面の上からの順番に並べ替えてバッファ1
4から読みだして符号化ストリームとして出力する。
番を本来の画面の上からの順番に並べ替えてバッファ1
4から読みだして符号化ストリームとして出力する。
【0049】ここで、シャフリング回路16にてマクロ
ブロックではなくスライスを単位として並べ替えをして
いるのは、スライス内のマクロブロックが可変長符号化
において互いに影響しあっているからである。
ブロックではなくスライスを単位として並べ替えをして
いるのは、スライス内のマクロブロックが可変長符号化
において互いに影響しあっているからである。
【0050】図3は、本発明の実施の形態におけるフレ
ームトータル符号量の推移を示す図である。
ームトータル符号量の推移を示す図である。
【0051】図3に示す通り、発生した符号量をフィー
ドバックループして量子化ステップサイズを制御するこ
とにより、フレームトータルでの発生符号量を目標とす
る符号量に収束させている。
ドバックループして量子化ステップサイズを制御するこ
とにより、フレームトータルでの発生符号量を目標とす
る符号量に収束させている。
【0052】図4は、本発明の実施の形態における量子
化ステップサイズの推移を示す図である。
化ステップサイズの推移を示す図である。
【0053】図4に示す通り、空などの情報量が元々少
ない部分では量子化ステップサイズを小さくし、木々な
どの情報量が元々多い部分では量子化ステップサイズを
大きくして発生符号量を制御しているが、シャフリング
回路16によりスライス単位で並べ替えされているため
情報量の多い部分と少ない部分が分散するので、図7に
示す従来例における量子化ステップサイズの推移と比較
すると量子化ステップサイズの変動幅が非常に小さくな
っていることがわかる。つまり、符号化ストリームを復
号したときの画面上の画質の偏りが、従来例に比べて大
きく改善されることになる。
ない部分では量子化ステップサイズを小さくし、木々な
どの情報量が元々多い部分では量子化ステップサイズを
大きくして発生符号量を制御しているが、シャフリング
回路16によりスライス単位で並べ替えされているため
情報量の多い部分と少ない部分が分散するので、図7に
示す従来例における量子化ステップサイズの推移と比較
すると量子化ステップサイズの変動幅が非常に小さくな
っていることがわかる。つまり、符号化ストリームを復
号したときの画面上の画質の偏りが、従来例に比べて大
きく改善されることになる。
【0054】このように、本実施の形態によれば、スラ
イスを単位として画面上互いに離れた所定の順序に並べ
替えて量子化および可変長符号化を行い、発生した符号
量をフィードバックして量子化ステップサイズを制御す
ることによりフレームトータルでの発生符号量を制御す
るので、図2のように画面上で情報量の偏りがあるよう
な画像信号の符号化においても、符号化ストリームを復
号したときの画面上の画質に偏りが生じず、しかも、画
面トータルでの発生符号量が目標とする符号量から大き
くずれてしまうようなことがない。
イスを単位として画面上互いに離れた所定の順序に並べ
替えて量子化および可変長符号化を行い、発生した符号
量をフィードバックして量子化ステップサイズを制御す
ることによりフレームトータルでの発生符号量を制御す
るので、図2のように画面上で情報量の偏りがあるよう
な画像信号の符号化においても、符号化ストリームを復
号したときの画面上の画質に偏りが生じず、しかも、画
面トータルでの発生符号量が目標とする符号量から大き
くずれてしまうようなことがない。
【0055】なお、本実施の形態では、シャフリング回
路16での並べ替えパターンを限定したが、どのような
パターンでも構わない。
路16での並べ替えパターンを限定したが、どのような
パターンでも構わない。
【0056】また、本実施の形態では、入力される画像
をイントラ符号化されるフレーム画像としたが、フィー
ルド画像でも良いし、差分符号化される画像でも良い。
差分符号化される画像の場合は、差分符号化されるマク
ロブロックは対象となる画像データと参照する復号画像
データとの差分データとなる。
をイントラ符号化されるフレーム画像としたが、フィー
ルド画像でも良いし、差分符号化される画像でも良い。
差分符号化される画像の場合は、差分符号化されるマク
ロブロックは対象となる画像データと参照する復号画像
データとの差分データとなる。
【0057】また、本実施の形態では、シャフリング回
路16にて並べ替えをしてからDCT処理、量子化処理
をするとしたが、並べ替えが行われた状態でフィードバ
ックループに入ればいいのであって、DCT処理を行っ
てから並べ替えをして量子化処理を行ってももちろん良
い。
路16にて並べ替えをしてからDCT処理、量子化処理
をするとしたが、並べ替えが行われた状態でフィードバ
ックループに入ればいいのであって、DCT処理を行っ
てから並べ替えをして量子化処理を行ってももちろん良
い。
【0058】また、本実施の形態では、バッファ14に
並べ替えられた状態でバッファリングされているマクロ
ブロックデータをデシャフリング回路17が元のラスタ
順(走査順)に並べ替えて読みだして符号化ストリーム
として出力するとしたが、符号量制御回路15が必要と
するのは発生された符号量であるのでマクロブロックの
並びは関係なく、可変長符号化処理を行ってから元のラ
スタ順(走査順)に並べ替えてバッファ14にバッファ
リングしても良い。
並べ替えられた状態でバッファリングされているマクロ
ブロックデータをデシャフリング回路17が元のラスタ
順(走査順)に並べ替えて読みだして符号化ストリーム
として出力するとしたが、符号量制御回路15が必要と
するのは発生された符号量であるのでマクロブロックの
並びは関係なく、可変長符号化処理を行ってから元のラ
スタ順(走査順)に並べ替えてバッファ14にバッファ
リングしても良い。
【0059】
【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、スライスを単位として画面上互いに離れ
た所定の順序に並べ替えて量子化および可変長符号化を
行い、発生した符号量をフィードバックして量子化ステ
ップサイズを制御することによりフレームあるいはフィ
ールドトータルでの発生符号量を制御するので、画面上
で情報量の偏りがあるような画像信号の符号化において
も、符号化ストリームを復号したときの画面上の画質に
偏りが生じず、しかも、画面トータルでの発生符号量が
目標とする符号量から大きくずれてしまうようなことが
ない画像信号符号化方法を提供することができる。
に、本発明は、スライスを単位として画面上互いに離れ
た所定の順序に並べ替えて量子化および可変長符号化を
行い、発生した符号量をフィードバックして量子化ステ
ップサイズを制御することによりフレームあるいはフィ
ールドトータルでの発生符号量を制御するので、画面上
で情報量の偏りがあるような画像信号の符号化において
も、符号化ストリームを復号したときの画面上の画質に
偏りが生じず、しかも、画面トータルでの発生符号量が
目標とする符号量から大きくずれてしまうようなことが
ない画像信号符号化方法を提供することができる。
【図1】本発明の実施の形態における画像信号符号化方
法を実現する画像信号符号化装置の構成を示すブロック
図
法を実現する画像信号符号化装置の構成を示すブロック
図
【図2】画像信号符号化装置に入力するイントラ符号化
されるフレーム画像の例を示す図
されるフレーム画像の例を示す図
【図3】本発明の実施の形態におけるフレームトータル
符号量の推移を示す図
符号量の推移を示す図
【図4】本発明の実施の形態における量子化ステップサ
イズの推移を示す図
イズの推移を示す図
【図5】従来の画像信号符号化方法を実現する画像信号
符号化装置の構成を示すブロック図
符号化装置の構成を示すブロック図
【図6】従来例におけるフレームトータル符号量の推移
を示す図
を示す図
【図7】従来例における量子化ステップサイズの推移を
示す図
示す図
【図8】従来例において量子化ステップサイズの制御ゲ
インを小さくした場合の量子化ステップサイズの推移を
示す図
インを小さくした場合の量子化ステップサイズの推移を
示す図
【図9】従来例において量子化ステップサイズの制御ゲ
インを小さくした場合のフレームトータル符号量の推移
を示す図
インを小さくした場合のフレームトータル符号量の推移
を示す図
11 DCT回路
12 量子化回路
13 可変長符号化回路
14 バッファ
15 符号量制御回路
16 シャフリング回路
17 デシャフリング回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岡 秀美
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 KK23 MA00 MA05 MA23 MC11
MC38 ME01 PP04 SS06 SS11
TA46 TB06 TB08 TC00 TC20
TC38 TD11 UA02 UA32
5J064 AA01 BA09 BA16 BB05 BC01
BC08 BC14 BC16 BD02 BD03
Claims (10)
- 【請求項1】 フレームあるいはフィールド単位で入力
される画像信号に対して、画面上の矩形領域の画素デー
タから構成される小ブロックを単位として量子化および
可変長符号化を行い、発生した符号量をフィードバック
して量子化ステップサイズを制御することによりフレー
ムあるいはフィールドトータルでの発生符号量を制御す
る画像信号符号化方法において、 画面上水平に位置するN(Nは1以上の整数)個の隣接
する小ブロックの集合である大ブロックを単位として、
画面上互いに離れた所定の順序に並べ替えて量子化およ
び可変長符号化を行うことを特徴とする画像信号符号化
方法。 - 【請求項2】 フレームあるいはフィールド単位で入力
される画像信号に対して、画面上の矩形領域の画素デー
タから構成される小ブロックを単位として量子化および
可変長符号化を行い、発生した符号量をフィードバック
して量子化ステップサイズを制御することによりフレー
ムあるいはフィールドトータルでの発生符号量を制御す
る画像信号符号化方法において、 画面上水平に位置する全小ブロックの集合である大ブロ
ックにて、画面上垂直に連続するM(Mは1以上の整
数)個の大ブロックを単位として、画面上互いに離れた
所定の順序に並べ替えて量子化および可変長符号化を行
うことを特徴とする画像信号符号化方法。 - 【請求項3】 フレームあるいはフィールド単位で入力
される画像信号に対して、画面上の矩形領域の画素デー
タから構成される小ブロックを単位として参照データと
の差分演算、量子化および可変長符号化を行い、発生し
た符号量をフィードバックして量子化ステップサイズを
制御することによりフレームあるいはフィールドトータ
ルでの発生符号量を制御する画像信号符号化方法におい
て、 画面上水平に位置するN(Nは1以上の整数)個の隣接
する小ブロックの集合である大ブロックを単位として、
画面上互いに離れた所定の順序に並べ替えて量子化およ
び可変長符号化を行うことを特徴とする画像信号符号化
方法。 - 【請求項4】 フレームあるいはフィールド単位で入力
される画像信号に対して、画面上の矩形領域の画素デー
タから構成される小ブロックを単位として参照データと
の差分演算、量子化および可変長符号化を行い、発生し
た符号量をフィードバックして量子化ステップサイズを
制御することによりフレームあるいはフィールドトータ
ルでの発生符号量を制御する画像信号符号化方法におい
て、 画面上水平に位置する全小ブロックの集合である大ブロ
ックにて、画面上垂直に連続するM(Mは1以上の整
数)個の大ブロックを単位として、画面上互いに離れた
所定の順序に並べ替えて量子化および可変長符号化を行
うことを特徴とする画像信号符号化方法。 - 【請求項5】 量子化および可変長符号化を行った小ブ
ロックを、ラスタ順(走査順)に並べ替えて符号ストリ
ームを生成することを特徴とする請求項1から4のいず
れかに記載の画像信号符号化方法。 - 【請求項6】 フレームあるいはフィールド単位で入力
される画像信号に対して、画面上の矩形領域の画素デー
タから構成される小ブロックを単位として量子化および
可変長符号化を行い、発生した符号量をフィードバック
して量子化ステップサイズを制御することによりフレー
ムあるいはフィールドトータルでの発生符号量を制御す
る画像信号符号化装置において、 画面上水平に位置するN(Nは1以上の整数)個の隣接
する小ブロックの集合である大ブロックを単位として、
画面上互いに離れた所定の順序に並べ替えて量子化およ
び可変長符号化を行うことを特徴とする画像信号符号化
装置。 - 【請求項7】 フレームあるいはフィールド単位で入力
される画像信号に対して、画面上の矩形領域の画素デー
タから構成される小ブロックを単位として量子化および
可変長符号化を行い、発生した符号量をフィードバック
して量子化ステップサイズを制御することによりフレー
ムあるいはフィールドトータルでの発生符号量を制御す
る画像信号符号化装置において、 画面上水平に位置する全小ブロックの集合である大ブロ
ックにて、画面上垂直に連続するM(Mは1以上の整
数)個の大ブロックを単位として、画面上互いに離れた
所定の順序に並べ替えて量子化および可変長符号化を行
うことを特徴とする画像信号符号化装置。 - 【請求項8】 フレームあるいはフィールド単位で入力
される画像信号に対して、画面上の矩形領域の画素デー
タから構成される小ブロックを単位として参照データと
の差分演算、量子化および可変長符号化を行い、発生し
た符号量をフィードバックして量子化ステップサイズを
制御することによりフレームあるいはフィールドトータ
ルでの発生符号量を制御する画像信号符号化装置におい
て、 画面上水平に位置するN(Nは1以上の整数)個の隣接
する小ブロックの集合である大ブロックを単位として、
画面上互いに離れた所定の順序に並べ替えて量子化およ
び可変長符号化を行うことを特徴とする画像信号符号化
装置。 - 【請求項9】 フレームあるいはフィールド単位で入力
される画像信号に対して、画面上の矩形領域の画素デー
タから構成される小ブロックを単位として参照データと
の差分演算、量子化および可変長符号化を行い、発生し
た符号量をフィードバックして量子化ステップサイズを
制御することによりフレームあるいはフィールドトータ
ルでの発生符号量を制御する画像信号符号化装置におい
て、 画面上水平に位置する全小ブロックの集合である大ブロ
ックにて、画面上垂直に連続するM(Mは1以上の整
数)個の大ブロックを単位として、画面上互いに離れた
所定の順序に並べ替えて量子化および可変長符号化を行
うことを特徴とする画像信号符号化装置。 - 【請求項10】 量子化および可変長符号化を行った小
ブロックを、ラスタ順(走査順)に並べ替えて符号スト
リームを生成することを特徴とする請求項6から9のい
ずれかに記載の画像信号符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002148718A JP2003348579A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | 画像信号符号化方法および画像信号符合化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002148718A JP2003348579A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | 画像信号符号化方法および画像信号符合化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003348579A true JP2003348579A (ja) | 2003-12-05 |
Family
ID=29767152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002148718A Pending JP2003348579A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | 画像信号符号化方法および画像信号符合化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003348579A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005125215A1 (ja) * | 2004-06-18 | 2005-12-29 | Fujitsu Limited | 画像データ符号化装置、および符号化方法 |
WO2009096366A1 (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | 動画像符号化・復号システム、並びにそれに用いる動画像符号化装置および動画像復号装置 |
-
2002
- 2002-05-23 JP JP2002148718A patent/JP2003348579A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005125215A1 (ja) * | 2004-06-18 | 2005-12-29 | Fujitsu Limited | 画像データ符号化装置、および符号化方法 |
WO2009096366A1 (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | 動画像符号化・復号システム、並びにそれに用いる動画像符号化装置および動画像復号装置 |
US8599919B2 (en) | 2008-01-29 | 2013-12-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Moving image coding/decoding system and moving image coding apparatus and moving image decoding apparatus used therein |
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