JP2004032361A - 映像符号化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】効率的で視覚上不具合のない符号化を行うことができる映像符号化装置を提供する。
【解決手段】比較処理部15は、入力映像信号(第nフレーム)と映像符号化装置内で符号化及び復号化した第nフレームの映像信号とを比較して差分を算出する。比較処理部15によって算出した差分を基にして、量子化部4,符号量制御部7,動きベクトル検出部12等の設定値を変更する。この差分算出及び設定値変更を所定回数または所定時間繰り返す。最終的に決定した設定値で第nフレームの映像信号を符号化して出力する。
【選択図】 図1
【解決手段】比較処理部15は、入力映像信号(第nフレーム)と映像符号化装置内で符号化及び復号化した第nフレームの映像信号とを比較して差分を算出する。比較処理部15によって算出した差分を基にして、量子化部4,符号量制御部7,動きベクトル検出部12等の設定値を変更する。この差分算出及び設定値変更を所定回数または所定時間繰り返す。最終的に決定した設定値で第nフレームの映像信号を符号化して出力する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、MPEG2やその他の符号化方法によって映像信号を符号化する映像符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
2000年12月から放送が開始されたBSデジタル放送では、MPEG2によって映像信号を圧縮して放送を行っている。2003年に放送開始が予定されている地上波デジタル放送でも、MPEG2を用いた放送が行われる。MPEG2では、映像の時間的な相関性や空間的な相関性、人間の視覚的な特性を基にしてデータ圧縮を行う。
【0003】
MPEG2で実際に規定されているのは、復号化の際のフォーマットのみであり、映像符号化装置は、MPEG2の規定に沿うよう符号化すればよい。従って、映像符号化装置による符号化方法(符号化アルゴリズム)には非常に高い自由度があり、符号化の際のデータ量と画質は映像符号化装置そのものの性能で決まることとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来においては、ある一定の範囲で想定した映像信号に対して適切な符号化を行うよう符号化方法及び符号化の際のパラメータを設定しているため、一部の映像信号に対しては適切な符号化を行うことができず、視覚上不適切な歪を有する映像になってしまうという問題点があった。
【0005】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、効率的で視覚上不具合のない符号化を行うことができる映像符号化装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、映像信号を符号化する映像符号化装置において、入力映像信号である所定フレームの第1の映像信号と、前記映像符号化装置内で前記第1の映像信号を符号化した後に復号化した前記所定フレームの第2の映像信号とを比較して差分を算出する差分算出手段(15)と、前記差分算出手段によって算出した差分を基にして、前記映像符号化装置内における符号化のための設定値を変更する設定値変更手段(1,4,7,12,15)と、前記設定値変更手段によって変更した設定値で、前記所定フレームの前記第1の映像信号を符号化して出力する符号化出力手段(2〜14)とを備えて構成したことを特徴とする映像符号化装置を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の映像符号化装置について、添付図面を参照して説明する。図1は本発明の映像符号化装置の一実施形態を示すブロック図である。
【0008】
図1において、符号化の対象となっている映像信号は、フレームバッファ/プリプロセス部1に入力される。フレームバッファ/プリプロセス部1は、具体的には、フレームバッファの後段に、フィルタ処理やダウンサンプリング処理等を行うプリプロセス部を設けた構成である。フレームバッファ/プリプロセス部1に一旦蓄積された第nフレームの映像信号は、マクロブロック毎に減算器2に入力される。減算器2は、後述する参照画像メモリ11に蓄えられ、動き補償予測部13によって動き補償予測された第n−iまたは第n+j(i,j≠0)フレームの局部復号されたデータとの差分をとる。これにより、時間的な冗長性が除去される。
【0009】
減算器2の出力は、離散コサイン変換部(DCT部)3に入力されて周波数領域の信号に変換され、さらに、量子化部4に入力されて量子化(ビット変換)される。量子化部4の出力は、可変長符号化部5に入力されて可変長符号化される。可変長符号化部5の出力はマルチプレクサ6の一方の端子に入力される。マルチプレクサ(MUX)6のもう一方の端子には、後述する動き補償予測部13より出力され、可変長符号化部14によって可変長符号化された動きベクトルが入力される。マルチプレクサ6は、2つの可変長符号化部5,14の出力をマルチプレクスして符号化データとして出力する。
【0010】
符号量制御部7は、マルチプレクサ6からの情報を基にして、符号化データの単位時間当たりのデータ量が適切な範囲に収まるよう、量子化部4における量子化に必要な係数を設定する。
【0011】
量子化部4の出力は逆量子化部8にも入力され、逆量子化される。そして、逆量子化部8の出力は逆離散コサイン変換部(IDCT部)9に入力されて離散コサイン変換前の状態に戻される。IDCT部9の出力は加算器10に入力される。加算器10は、IDCT部9の出力と、動き補償予測部13の出力である局部復号されたデータとを加算し、加算結果を参照画像メモリ11及び本発明に新たに加えられた比較処理部15に供給する。
【0012】
動きベクトル検出部12は、フレームバッファ/プリプロセス部1の出力と参照画像メモリ11の出力とを基にして動きベクトルを検出し、動き補償予測部13に供給する。動き補償予測部13は、入力された動きベクトルを使用するか否か、また、どのように使用するかを決定し、符号化に使用する動きベクトルを可変長符号化部14に供給する。
【0013】
比較処理部15には、フレームバッファ/プリプロセス部1より出力された第nフレームのデータと、加算器10の出力である局部復号された第nフレームのデータとが入力され、この両者を比較する。比較処理部15は、符号化前のデータであるフレームバッファ/プリプロセス部1の出力と符号化及び復号化した加算器10の出力とを比較することにより、符号化及び復号化の処理により発生した誤差を検出する。誤差の検出方法としては、1画素分ずつの差分を取ってその絶対値の和を取る方法や、人間の視覚的な特性を考慮し、DCTにより周波数領域の信号に変換してから直流成分や低域成分に重み付けして差分を算出する方法がある。
【0014】
そして、比較処理部15は、検出した誤差に基づいて、フレームバッファ/プリプロセス部1,量子化部4,符号量制御部7,動きベクトル検出部12の少なくとも1つを制御する。即ち、映像データの高域成分の誤差が多い場合には、フレームバッファ/プリプロセス部1におけるプリプロセス部で高域成分を抑圧するフィルタをかける。これにより、高域成分に不必要にデータが割り当てられないようにし、視覚上の画質を改善することができる。
【0015】
量子化部4では、量子化マトリクス等のパラメータを変更し、直流成分や低域成分へのデータ量の割り当てを多くする。符号量制御部7では、フレームタイプに応じて適切にデータ量を割り当てるよう制御する。動きベクトル検出部12では、動きベクトルへのデータ割り当てを減らし、映像信号に対して割り当てを増やすよう、動きベクトルの検出範囲を狭くする。
【0016】
本発明の映像符号化装置は、比較処理部15にて検出する誤差が予め定めた評価値以下となるまで、符号化を繰り返す。これは、DVDのオーサリングのようなリアルタイムでの処理を必要としない場合に有効である。放送のようなリアルタイムでの処理を必要とする場合には、次のようにすればよい。比較処理部15に、誤差を検出する時間を予め定めておく。そして、その所定の時間内で最も誤差が小さくなる設定値を選択するよう、各部を制御する。なお、変更した各部の設定値(パラメータ)をそのまま更新して、次のフレームで使用すれば効率的である。
【0017】
なお、本実施形態では、符号化方法としてMPEG2を例に挙げたが、本発明はMPEG2に限定されるものではなく、他の符号化方法を用いた映像符号化装置も本発明に含まれる。
【0018】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の映像符号化装置は、入力映像信号である所定フレームの第1の映像信号と、映像符号化装置内で第1の映像信号を符号化した後に復号化した所定フレームの第2の映像信号とを比較して差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段によって算出した差分を基にして、映像符号化装置内における符号化のための設定値を変更する設定値変更手段と、設定値変更手段によって変更した設定値で、所定フレームの前記第1の映像信号を符号化して出力する符号化出力手段とを備えて構成したので、効率的で視覚上不具合のない符号化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の映像符号化装置の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 フレームバッファ/プリプロセス部
2 減算器
3 離散コサイン変換部
4 量子化部
5,14 可変長符号化部
6 マルチプレクサ
7 符号量制御部
8 逆量子化部
9 逆離散コサイン変換部
10 加算器
11 参照画像メモリ
12 動きベクトル検出部
13 動き補償予測部
15 比較処理部(差分算出手段)
【発明の属する技術分野】
本発明は、MPEG2やその他の符号化方法によって映像信号を符号化する映像符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
2000年12月から放送が開始されたBSデジタル放送では、MPEG2によって映像信号を圧縮して放送を行っている。2003年に放送開始が予定されている地上波デジタル放送でも、MPEG2を用いた放送が行われる。MPEG2では、映像の時間的な相関性や空間的な相関性、人間の視覚的な特性を基にしてデータ圧縮を行う。
【0003】
MPEG2で実際に規定されているのは、復号化の際のフォーマットのみであり、映像符号化装置は、MPEG2の規定に沿うよう符号化すればよい。従って、映像符号化装置による符号化方法(符号化アルゴリズム)には非常に高い自由度があり、符号化の際のデータ量と画質は映像符号化装置そのものの性能で決まることとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来においては、ある一定の範囲で想定した映像信号に対して適切な符号化を行うよう符号化方法及び符号化の際のパラメータを設定しているため、一部の映像信号に対しては適切な符号化を行うことができず、視覚上不適切な歪を有する映像になってしまうという問題点があった。
【0005】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、効率的で視覚上不具合のない符号化を行うことができる映像符号化装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、映像信号を符号化する映像符号化装置において、入力映像信号である所定フレームの第1の映像信号と、前記映像符号化装置内で前記第1の映像信号を符号化した後に復号化した前記所定フレームの第2の映像信号とを比較して差分を算出する差分算出手段(15)と、前記差分算出手段によって算出した差分を基にして、前記映像符号化装置内における符号化のための設定値を変更する設定値変更手段(1,4,7,12,15)と、前記設定値変更手段によって変更した設定値で、前記所定フレームの前記第1の映像信号を符号化して出力する符号化出力手段(2〜14)とを備えて構成したことを特徴とする映像符号化装置を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の映像符号化装置について、添付図面を参照して説明する。図1は本発明の映像符号化装置の一実施形態を示すブロック図である。
【0008】
図1において、符号化の対象となっている映像信号は、フレームバッファ/プリプロセス部1に入力される。フレームバッファ/プリプロセス部1は、具体的には、フレームバッファの後段に、フィルタ処理やダウンサンプリング処理等を行うプリプロセス部を設けた構成である。フレームバッファ/プリプロセス部1に一旦蓄積された第nフレームの映像信号は、マクロブロック毎に減算器2に入力される。減算器2は、後述する参照画像メモリ11に蓄えられ、動き補償予測部13によって動き補償予測された第n−iまたは第n+j(i,j≠0)フレームの局部復号されたデータとの差分をとる。これにより、時間的な冗長性が除去される。
【0009】
減算器2の出力は、離散コサイン変換部(DCT部)3に入力されて周波数領域の信号に変換され、さらに、量子化部4に入力されて量子化(ビット変換)される。量子化部4の出力は、可変長符号化部5に入力されて可変長符号化される。可変長符号化部5の出力はマルチプレクサ6の一方の端子に入力される。マルチプレクサ(MUX)6のもう一方の端子には、後述する動き補償予測部13より出力され、可変長符号化部14によって可変長符号化された動きベクトルが入力される。マルチプレクサ6は、2つの可変長符号化部5,14の出力をマルチプレクスして符号化データとして出力する。
【0010】
符号量制御部7は、マルチプレクサ6からの情報を基にして、符号化データの単位時間当たりのデータ量が適切な範囲に収まるよう、量子化部4における量子化に必要な係数を設定する。
【0011】
量子化部4の出力は逆量子化部8にも入力され、逆量子化される。そして、逆量子化部8の出力は逆離散コサイン変換部(IDCT部)9に入力されて離散コサイン変換前の状態に戻される。IDCT部9の出力は加算器10に入力される。加算器10は、IDCT部9の出力と、動き補償予測部13の出力である局部復号されたデータとを加算し、加算結果を参照画像メモリ11及び本発明に新たに加えられた比較処理部15に供給する。
【0012】
動きベクトル検出部12は、フレームバッファ/プリプロセス部1の出力と参照画像メモリ11の出力とを基にして動きベクトルを検出し、動き補償予測部13に供給する。動き補償予測部13は、入力された動きベクトルを使用するか否か、また、どのように使用するかを決定し、符号化に使用する動きベクトルを可変長符号化部14に供給する。
【0013】
比較処理部15には、フレームバッファ/プリプロセス部1より出力された第nフレームのデータと、加算器10の出力である局部復号された第nフレームのデータとが入力され、この両者を比較する。比較処理部15は、符号化前のデータであるフレームバッファ/プリプロセス部1の出力と符号化及び復号化した加算器10の出力とを比較することにより、符号化及び復号化の処理により発生した誤差を検出する。誤差の検出方法としては、1画素分ずつの差分を取ってその絶対値の和を取る方法や、人間の視覚的な特性を考慮し、DCTにより周波数領域の信号に変換してから直流成分や低域成分に重み付けして差分を算出する方法がある。
【0014】
そして、比較処理部15は、検出した誤差に基づいて、フレームバッファ/プリプロセス部1,量子化部4,符号量制御部7,動きベクトル検出部12の少なくとも1つを制御する。即ち、映像データの高域成分の誤差が多い場合には、フレームバッファ/プリプロセス部1におけるプリプロセス部で高域成分を抑圧するフィルタをかける。これにより、高域成分に不必要にデータが割り当てられないようにし、視覚上の画質を改善することができる。
【0015】
量子化部4では、量子化マトリクス等のパラメータを変更し、直流成分や低域成分へのデータ量の割り当てを多くする。符号量制御部7では、フレームタイプに応じて適切にデータ量を割り当てるよう制御する。動きベクトル検出部12では、動きベクトルへのデータ割り当てを減らし、映像信号に対して割り当てを増やすよう、動きベクトルの検出範囲を狭くする。
【0016】
本発明の映像符号化装置は、比較処理部15にて検出する誤差が予め定めた評価値以下となるまで、符号化を繰り返す。これは、DVDのオーサリングのようなリアルタイムでの処理を必要としない場合に有効である。放送のようなリアルタイムでの処理を必要とする場合には、次のようにすればよい。比較処理部15に、誤差を検出する時間を予め定めておく。そして、その所定の時間内で最も誤差が小さくなる設定値を選択するよう、各部を制御する。なお、変更した各部の設定値(パラメータ)をそのまま更新して、次のフレームで使用すれば効率的である。
【0017】
なお、本実施形態では、符号化方法としてMPEG2を例に挙げたが、本発明はMPEG2に限定されるものではなく、他の符号化方法を用いた映像符号化装置も本発明に含まれる。
【0018】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の映像符号化装置は、入力映像信号である所定フレームの第1の映像信号と、映像符号化装置内で第1の映像信号を符号化した後に復号化した所定フレームの第2の映像信号とを比較して差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段によって算出した差分を基にして、映像符号化装置内における符号化のための設定値を変更する設定値変更手段と、設定値変更手段によって変更した設定値で、所定フレームの前記第1の映像信号を符号化して出力する符号化出力手段とを備えて構成したので、効率的で視覚上不具合のない符号化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の映像符号化装置の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 フレームバッファ/プリプロセス部
2 減算器
3 離散コサイン変換部
4 量子化部
5,14 可変長符号化部
6 マルチプレクサ
7 符号量制御部
8 逆量子化部
9 逆離散コサイン変換部
10 加算器
11 参照画像メモリ
12 動きベクトル検出部
13 動き補償予測部
15 比較処理部(差分算出手段)
Claims (1)
- 映像信号を符号化する映像符号化装置において、
入力映像信号である所定フレームの第1の映像信号と、前記映像符号化装置内で前記第1の映像信号を符号化した後に復号化した前記所定フレームの第2の映像信号とを比較して差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって算出した差分を基にして、前記映像符号化装置内における符号化のための設定値を変更する設定値変更手段と、
前記設定値変更手段によって変更した設定値で、前記所定フレームの前記第1の映像信号を符号化して出力する符号化出力手段とを備えて構成したことを特徴とする映像符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002185739A JP2004032361A (ja) | 2002-06-26 | 2002-06-26 | 映像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002185739A JP2004032361A (ja) | 2002-06-26 | 2002-06-26 | 映像符号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004032361A true JP2004032361A (ja) | 2004-01-29 |
Family
ID=31181281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002185739A Pending JP2004032361A (ja) | 2002-06-26 | 2002-06-26 | 映像符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004032361A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006111746A1 (en) | 2005-04-22 | 2006-10-26 | Sun Chemical B.V. | An ink jet ink |
JP2007306277A (ja) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 動画像符号化方法,装置,プログラムおよびその記録媒体 |
JP2009094646A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Canon Inc | 動画像符号化装置及びその制御方法 |
-
2002
- 2002-06-26 JP JP2002185739A patent/JP2004032361A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006111746A1 (en) | 2005-04-22 | 2006-10-26 | Sun Chemical B.V. | An ink jet ink |
JP2007306277A (ja) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 動画像符号化方法,装置,プログラムおよびその記録媒体 |
JP4695016B2 (ja) * | 2006-05-11 | 2011-06-08 | 日本電信電話株式会社 | 動画像符号化方法,装置,プログラムおよびその記録媒体 |
JP2009094646A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Canon Inc | 動画像符号化装置及びその制御方法 |
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