JP2005109778A - 画像符号化装置およびその量子化制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 マクロブロックMBごとにQスケールに従って量子化を行う量子化部104に対して、量子化制御部20は丸め処理されたQスケールmqcjを供給する。量子化制御部20は符号化により発生する発生符号量に基づいてMBごとにQスケールmqjを生成し、丸め制御部204によってQスケールmqjをある設定された範囲内で丸めることでQスケールmqjより少ない数のQスケールmqcjを生成する。これにより、同じQスケールが連続し、省略可能となる確率を高くすることで、量子化情報を削減でき、画像へのより大きな情報量割り当てを可能とする。
【選択図】 図1
Description
誤差算出部201は、ストリーム蓄積部112から入力した発生符号量とストリームの蓄積量とをもとに、たとえば次式(1)を用いて目標符号量と実際の発生符号量との誤差djを計算する。
R = bit_rate*N / picture_rate
によりリセットされ、その後画像を符号化する毎に画像毎の実発生符号量を引いていくことで更新される。ここで、NはGOPを構成する画像数を示す。
Xp = SpQp
Xb = SbQb
ここで、Si、Sp、Sbは、それぞれ直前のIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャを符号化した結果発生した符合量を示し、Qi、Qp、Qbはそれらの画像を符号化した際にMB毎に割り当てられたQスケールの平均値を示す。なお、式(2)〜(4)におけるmax(a,b)は、aおよびbのうち大きな方を選択することを示す。
基本Qスケール算出部202は、誤差算出部201から実際の発生符号量と目標符号量との誤差djを入力すると、例えば次式(5)により発生符号量を目標符号量へと制御するための基本Qスケール(baseQj)を算出し、調整部203へ出力する。
r = 2*bit_rate/picture_rate
によって計算される。
調整部203は、基本Qスケール(baseQj)に対して、たとえば次式(6)により画質の劣化抑制のためのモジュレーションを行い、モジュレーションされたQスケールmqjをQスケール丸め制御部204へ出力する。
Qスケール丸め制御部204は、調整部203によりモジュレーションされたQスケールmqjに対して一定条件下で丸め処理を行い、Qスケールmqjの取りうる値の数を減少させたQスケールmqcjを生成する。すなわち、後述するように、一定条件の下で直前に符号化されたMBのQスケールと等しくなるようにQスケールの選択処理あるいは代表値置き換え処理を行う。こうして丸め処理されたQスケールmqcjに従って量子化処理を行うと、上述したようにストリームからQSCが省略される確率が高くなる。したがって、QSCが省略された分だけ画像情報に割り当てる符号量を大きくすることができ、高解像度の画像を低ビットレートで符号化する場合でも良好な画質を得ることができる。以下、Qスケール丸め制御部204についてより詳細に説明する。
代表値算出部223は、度数分布メモリ222に格納されている現画像と同一ピクチャタイプの過去の画像に関するQSC度数分布データ(MB_num[QSC])を読み出し、図5(B)に示すように、所定のQSC範囲となる複数領域に分割する。そして、各領域毎にQSC値とその度数とを用いて、次式(8)により加重平均を求め、これを各領域でのQSC代表値とする。
20 量子化制御部
30 画像解析部
201 誤差算出部
202 基本Qスケール算出部
203 調整部
204 Qスケール丸め制御部
210 Qスケール選択部
211 メモリ
220 QSC変換部
221 MB度数統計部
222 度数分布メモリ
223 代表値算出部
224 置換部
225 Qスケール変換部
Claims (15)
- 画像を複数のブロックに分解して符号化処理を行う画像符号化装置において、
ブロックごとに量子化情報に従って量子化を行う量子化手段と、
少なくとも前記符号化処理により発生する発生符号量に基づいて、ブロックごとに第1量子化情報を生成する量子化情報生成手段と、
前記第1量子化情報をある設定された範囲内で丸めることで前記第1量子化情報より少ない数の第2量子化情報を生成する丸め制御手段と、
を有し、前記第2量子化情報を前記量子化情報として使用することを特徴とする画像符号化装置。 - 前記丸め制御手段は、
直前のブロックの量子化情報を格納する格納手段と、
前記直前のブロックの量子化情報と現在処理中のブロックの第1量子化情報との差が前記設定された範囲内であれば前記直前のブロックの量子化情報を前記第2量子化情報として選択し、前記差が前記設定された範囲以上であれば前記第1量子化情報を前記第2量子化情報として選択する選択手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。 - 前記設定された範囲は前記第1量子化情報に依存して変化することを特徴とする請求項2に記載の画像符号化装置。
- 前記設定された範囲は、前記現在処理中のブロックの第1量子化情報が前記直前のブロックの量子化情報より大きい場合と小さい場合とで異なることを特徴とする請求項2または3に記載の画像符号化装置。
- 前記丸め制御手段は、
すでに符号化された画像のブロックに関する第1量子化情報の値の度数分布を格納する度数分布格納手段と、
前記第1量子化情報の値の取り得る範囲を複数の設定された範囲に分割し、前記度数分布に従って、前記現在処理中のブロックの第1量子化情報が属する範囲の代表値に基づいて前記第2量子化情報を生成する代表値生成手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。 - 前記代表値は、前記複数の設定された範囲の各々における第1量子化情報の値と前記度数分布との加重平均により決定されることを特徴とする請求項5に記載の画像符号化装置。
- 前記代表値は、前記複数の設定された範囲の各々における上端値、下端値および中心値のいずれかに固定されていることを特徴とする請求項5に記載の画像符号化装置。
- 前記複数の設定された範囲の各々の幅は前記度数分布の度数に応じて設定されることを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載の画像符号化装置。
- 前記度数分布は前記第1量子化情報のQSC(Quantizer Scale Code)の度数分布であり、前記代表値生成手段は前記代表値をQSCとして生成することを特徴とする請求項5に記載の画像符号化装置。
- 複数のブロックに分解された画像をブロックごとに符号化処理を行う画像符号化装置における量子化制御方法において、
a)少なくとも前記符号化処理により発生する発生符号量に基づいて、ブロックごとに第1量子化情報を生成するステップと、
b)前記第1量子化情報をある設定された範囲内で丸めることで前記第1量子化情報より少ない数の第2量子化情報を生成するステップと、
c)前記第2量子化情報を用いてブロックごとに量子化処理を行うステップと、
を有することを特徴とする量子化制御方法。 - 前記ステップb)は、
直前のブロックの量子化情報を格納するステップと、
前記直前のブロックの量子化情報と現在処理中のブロックの第1量子化情報との差を生成するステップと、
前記差が前記設定された範囲内であれば前記直前のブロックの量子化情報を前記第2量子化情報として選択するステップと、
前記差が前記設定された範囲以上であれば前記第1量子化情報を前記第2量子化情報として選択するステップと、
を有することを特徴とする請求項10に記載の量子化制御方法。 - 前記ステップb)は、
すでに符号化された画像のブロックに関する第1量子化情報の値の度数分布を生成するステップと、
前記第1量子化情報の値の取り得る範囲を複数の設定された範囲に分割するステップと、
前記度数分布に従って、前記現在処理中のブロックの第1量子化情報が属する前記設定された範囲の代表値を前記第2量子化情報として生成するステップと、
を有することを特徴とする請求項10に記載の量子化制御方法。 - コンピュータに、複数のブロックに分解された画像をブロックごとに符号化処理を行わせるプログラムにおいて、
a)少なくとも前記符号化処理により発生する発生符号量に基づいて、ブロックごとに第1量子化情報を生成するステップと、
b)前記第1量子化情報をある設定された範囲内で丸めることで前記第1量子化情報より少ない数の第2量子化情報を生成するステップと、
c)前記第2量子化情報を用いてブロックごとに量子化処理を行うステップと、
を有することを特徴とするプログラム。 - 前記ステップb)は、
直前のブロックの量子化情報を格納するステップと、
前記直前のブロックの量子化情報と現在処理中のブロックの第1量子化情報との差を生成するステップと、
前記差が前記設定された範囲内であれば前記直前のブロックの量子化情報を前記第2量子化情報として選択するステップと、
前記差が前記設定された範囲以上であれば前記第1量子化情報を前記第2量子化情報として選択するステップと、
を有することを特徴とする請求項13に記載のプログラム。 - 前記ステップb)は、
すでに符号化された画像のブロックに関する第1量子化情報の値の度数分布を生成するステップと、
前記第1量子化情報の値の取り得る範囲を複数の設定された範囲に分割するステップと、
前記度数分布に従って、前記現在処理中のブロックの第1量子化情報が属する前記設定された範囲の代表値を前記第2量子化情報として生成するステップと、
を有することを特徴とする請求項13に記載のプログラム。
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