JP2005124041A

JP2005124041A - 画像符号化装置および方法

Info

Publication number: JP2005124041A
Application number: JP2003359133A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ikeda; 敏之池田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】ＭＰＥＧ２に準拠したイントラスライスによる画像符号化において、回路を複雑化することなく簾状の画質変動を視覚的に軽減する。
【解決手段】符号化部１は、入力映像データをＭＰＥＧ２規格に準拠して所定のマクロブロック集合体（スライス）単位で符号化制御情報に基づき圧縮符号化処理を行う。符号化制御部２は、符号化部１から出力される符号化情報およびバッファ占有量検出部４から出力されるバッファ占有量情報に基づき、イントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるようにスライス単位で圧縮率を設定し、符号化制御情報を生成して符号化部１へ送出する。
【選択図】図１

Description

本発明は画像符号化装置および方法に関し、特にＭＰＥＧ２（ＩＥＣ／ＩＳＯ１３８１８−２）に準拠したイントラスライスによる画像符号化における画質改善手段に関する。

ＭＰＥＧ２規格では、１フレームの画像を１６画素×１６画素のマクロブロックに分割し、マクロブロック単位でフレーム内符号化する符号化モード（イントラ符号化モードと称する）と、マクロブロック単位でフレーム間予測符号化する符号化モード（インター符号化モードと称する）とを切替えるようにしている。

また、ＭＰＥＧ２規格ではイントラスライスという手法が提案されている。

イントラスライスは、例えば図４（ａ）に示すように、１画面が１９２０画素×１０８８画素で構成される場合、この画面を１９２０画素×１６画素単位のマクロブロック集合体（スライスと称する）に分割し、分割した複数のスライスの内の一つについてはイントラ符号化モードで符号化し、このイントラ符号化モードで符号化したスライス（イントラ符号化スライスと称する）以降のスライスについてはイントラ符号化スライスとの差分によるインター符号化を行うようにしている。

つまり、分割した複数のスライスの内の一つは他の画像との相関を利用することなく符号化するイントラ符号化モードで符号化し、他のスライスについてはイントラ符号化スライスとの相関を利用して符号化する。

また、図４（ｂ）に示すように、画像毎にイントラ符号化スライスの位置を順次スライドさせる(リフレッシュと称する）ことによりエラー耐性を向上させている。

ところで、イントラ符号化スライスでは発生符号量が多くなるが、データ伝送レートの制約があるために、イントラ符号化スライス以降のスライスでの発生符号量を低下させるように符号化制御を行っている。このためにイントラ符号化スライスに隣接するスライスに急激な画質劣化が生じ、画面に簾状の画質変動が視覚上顕著に現れるという問題点がある。

このような画質変動を防止するために、例えば符号化するスライス領域の画像が動領域であるか静領域であるを考慮してリフレッシュ対象領域を決めるようにしている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平１１−２２０７３３号公報

上述した従来例では、画面に簾状の画質変動が顕著に現れるのを防止するために、符号化するスライス領域の画像が動領域であるか静領域であるかを考慮してリフレッシュ対象領域を決めるようにしているが、回路が複雑化するという問題点を有している。

本発明の目的は、ＭＰＥＧ２に準拠したイントラスライスによる画像符号化において、回路を複雑化することなく簾状の画質変動を視覚的に軽減できる画像符号化装置および方法を提供することにある。

本発明の画像符号化装置は、画面毎にイントラ符号化スライスの位置を順次スライドさせてＭＰＥＧ２に準拠した圧縮符号化処理を行う画像符号化装置において、前記イントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるように各スライスの圧縮率を制御する手段を有する。

具体的には、入力映像データをＭＰＥＧ２規格に準拠して所定のマクロブロック集合体（スライス）単位で符号化制御情報に基づき圧縮符号化する符号化部と、前記符号化制御情報を生成する符号化制御部と、前記符号化部により圧縮符号化された出力データを一旦保持して所定のレートで出力するバッファと、このバッファの入力データ量および出力データ量を監視してバッファ占有量を示す情報を出力するバッファ占有量検出部とを備え、前記符号化制御部は、前記バッファ占有量検出部から出力されるバッファ占有量情報および前記符号化部から出力されるスライス位置を示す符号化情報に基づき前記イントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるように前記符号化制御情報を生成する。

また、前記符号化制御部は、前記符号化部から出力される符号化情報を受けて符号化を開始するスライスがイントラ符号化するスライスであるか否かを検出するスライス位置検出回路と、このスライス位置検出回路の検出結果および前記バッファ占有量検出部から出力されるバッファ占有量情報に基づき前記イントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるようにスライス単位で圧縮率を設定する圧縮率設定回路と、この圧縮率設定回路で設定された圧縮率を示す符号化制御情報を生成して前記符号化部へ送出する符号化制御情報生成回路とを有している。

また、前記圧縮率設定回路は、符号化を開始するスライスがイントラ符号化スライスであるときは従来のイントラ符号化スライスに対する圧縮率に係数α（α＞１）を乗算して従来よりも高く圧縮率を設定し、イントラ符号化スライス以降のスライスに対しては従来の圧縮率に係数β（１＞β＞０）を乗算して従来よりも低く圧縮率を設定する。

本発明の画像符号化方法は、画面毎にイントラ符号化スライスの位置を順次スライドさせてＭＰＥＧ２に準拠した圧縮符号化処理を行う画像符号化方法において、前記イントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるように圧縮率を制御する工程を有する。

また、前記圧縮符号化を制御する工程は、符号化するスライスがイントラ符号化スライスであるときは従来よりも高く圧縮率を設定し、イントラ符号化スライス以降のスライスに対しては従来よりも低く圧縮率を設定する。

本発明によれば、画面毎にイントラ符号化スライスの位置を順次スライドさせる従来の符号化制御を行うと共に、イントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるように圧縮符号化を制御することにより、回路を複雑化することなく簾状の画質変動を視覚的に軽減することができる。

次に本発明について図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態を示すブロック図であり、入力映像データをＭＰＥＧ２規格に準拠して所定のマクロブロック集合体（スライス）単位で符号化制御情報に基づき圧縮符号化処理を行う符号化部１と、この符号化部１の圧縮符号化処理における圧縮率を示す符号化制御情報をスライス単位で生成する符号化制御部２と、符号化部１により圧縮符号化された出力データを一旦保持して所定のレートで出力するバッファ３と、このバッファ３の入力データ量および出力データ量を監視してバッファ占有量を示す情報を出力するバッファ占有量検出部４とを備えている。

符号化部１は、入力映像データの１フレームの画像を１６画素×１６画素のマクロブロックに分割すると共に、所定のマクロブロック集合体であるスライスに分割し、画像毎にイントラ符号化スライスの位置を順次スライドさせ、イントラ符号化するスライスの位置および符号化を開始するスライスの位置を示す符号化情報を符号化制御部２へ送出する。

そして、イントラ符号化スライスに対してはイントラ符号化モードで符号化し、イントラ符号化スライス以外のスライスについてはイントラ符号化スライスとの差分によるインター符号化モードで符号化する。また、符号化制御部２から送出される符号化制御情報により指示された圧縮率に応じてスライス単位で圧縮処理を行う。

符号化制御部２は、例えば図２に示すように、符号化部１から出力される符号化情報を受けて符号化を開始するスライスがイントラ符号化するスライスであるか否かを検出するスライス位置検出回路２１と、このスライス位置検出回路２１の検出結果およびバッファ占有量検出部４から出力されるバッファ占有量情報に基づきイントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるようにスライス単位で圧縮率を設定する圧縮率設定回路２２と、この圧縮率設定回路２２で設定された圧縮率を示す符号化制御情報を生成して符号化部１へ送出する符号化制御情報生成回路２３とを有している。

図３は、符号化制御部２の動作を示すフローチャートである。

まず、符号化部１から出力される符号化情報によりイントラ符号化するスライスの位置および符号化を開始するスライスの位置を取得する（ステップ１０１）。

符号化を開始するスライスの位置がイントラ符号化スライスの位置であるとき（ステップ１０２）、従来のイントラ符号化スライスに対する圧縮率に係数α（α＞１）を乗算して従来よりも高く圧縮率を設定し（ステップ１０３）、符号化制御情報を生成して符号化部１へ送出する（ステップ１０５）。

イントラ符号化スライス以降のスライスに対しては、従来の圧縮率に係数β（１＞β＞０）を乗算して従来よりも低く圧縮率を設定し（ステップ１０４）、符号化制御情報を生成して符号化部１へ送出する（ステップ１０５）。

この係数α，βは、バッファ占有量が規定値を超えない範囲内で、イントラ符号化スライス領域の画質と隣接するスライス領域の画質との差異が視覚上低減するように設定する。

入力映像データに対する圧縮符号化処理が全て終了するまで、ステップ１０１〜ステップ１０５を繰り返す（ステップ１０６）。

このようにイントラ符号化スライスに対する圧縮率を従来よりも高くし、イントラ符号化スライス以降のスライスに対しては圧縮率を従来よりも低く設定することにより、イントラ符号化スライスに隣接するスライスの画質が急激に劣化するのを抑えることができるので、回路を複雑化することなく簾状の画質変動を視覚的に軽減することができる。

本発明の一実施形態を示すブロック図である。図１に示した符号化制御部２の一例を示すブロック図である。図１に示した符号化制御部２の動作を示すフローチャートである。イントラスライスを説明する図である。

符号の説明

１符号化部
２符号化制御部
３バッファ
４バッファ占有量検出部
２１スライス位置検出回路
２２圧縮率設定回路
２３符号化制御情報生成回路

Claims

画面毎にイントラ符号化スライスの位置を順次スライドさせてＭＰＥＧ２に準拠した圧縮符号化処理を行う画像符号化装置において、前記イントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるように各スライスの圧縮率を制御する手段を有することを特徴とする画像符号化装置。
画面毎にイントラ符号化スライスの位置を順次スライドさせてＭＰＥＧ２に準拠した圧縮符号化処理を行う画像符号化装置において、入力映像データをＭＰＥＧ２規格に準拠して所定のマクロブロック集合体（スライス）単位で符号化制御情報に基づき圧縮符号化する符号化部と、前記符号化制御情報を生成する符号化制御部と、前記符号化部により圧縮符号化された出力データを一旦保持して所定のレートで出力するバッファと、このバッファの入力データ量および出力データ量を監視してバッファ占有量を示す情報を出力するバッファ占有量検出部とを備え、前記符号化制御部は、前記バッファ占有量検出部から出力されるバッファ占有量情報および前記符号化部から出力されるスライス位置を示す符号化情報に基づき前記イントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるように前記符号化制御情報を生成することを特徴とする画像符号化装置。
前記符号化制御部は、前記符号化部から出力される符号化情報を受けて符号化を開始するスライスがイントラ符号化するスライスであるか否かを検出するスライス位置検出回路と、このスライス位置検出回路の検出結果および前記バッファ占有量検出部から出力されるバッファ占有量情報に基づき前記イントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるようにスライス単位で圧縮率を設定する圧縮率設定回路と、この圧縮率設定回路で設定された圧縮率を示す符号化制御情報を生成して前記符号化部へ送出する符号化制御情報生成回路とを有していることを特徴とする請求項２記載の画像符号化装置。
前記圧縮率設定回路は、符号化を開始するスライスがイントラ符号化スライスであるときは従来のイントラ符号化スライスに対する圧縮率に係数α（α＞１）を乗算して従来よりも高く圧縮率を設定し、イントラ符号化スライス以降のスライスに対しては従来の圧縮率に係数β（１＞β＞０）を乗算して従来よりも低く圧縮率を設定することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
画面毎にイントラ符号化スライスの位置を順次スライドさせてＭＰＥＧ２に準拠した圧縮符号化処理を行う画像符号化方法において、前記イントラ符号化スライスと隣接するスライスとの画質変動が少なくなるように圧縮率を制御する工程を有することを特徴とする画像符号化方法。
前記圧縮符号化を制御する工程は、符号化するスライスがイントラ符号化スライスであるときは従来よりも高く圧縮率を設定し、イントラ符号化スライス以降のスライスに対しては従来よりも低く圧縮率を設定することを特徴とする請求項５記載の画像符号化方法。