JP2007006533A - Encoding apparatus, encoding method, filter processing apparatus and filter processing method - Google Patents

Encoding apparatus, encoding method, filter processing apparatus and filter processing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To adaptively use a pre-filter in accordance with features of an input image while performing real-time encoding. <P>SOLUTION: An encoding difficulty computing part 42 in an encoding control section 15 calculates an encoding difficulty representing a difficulty of image encoding. A pre-filter control part 51 controls characteristics of a spatial filter 52 and a temporal filter 53 in a pre-filter part 50 in accordance with a ratio of the encoding difficulty in a bit rate and a ratio between an encoding difficulty of a latest B-picture and an encoding difficulty of a latest I-picture. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像データを符号化する符号化装置および符号化方法、ならびに画像データをフィルタ処理するフィルタ処理装置およびフィルタ処理方法に関する。   The present invention relates to an encoding device and an encoding method for encoding image data, and a filter processing device and a filter processing method for filtering image data.

送信側で画像データを圧縮して送信すると共に、受信側では圧縮された画像データを伸張する通信システムや、画像データを圧縮して記録すると共に、再生時には圧縮された画像データを伸張して出力する圧縮画像記録再生装置等において、画像データの圧縮の方法としては、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)規格で採用されている双方向予測符号化方式がある。この双方向予測符号化方式では、双方向予測を用いることで符号化効率を向上させている。双方向予測符号化方式では、フレーム内符号化、フレーム間順方向予測符号化および双方向予測符号化の3つのタイプの符号化が行われ、各符号化タイプによる画像は、それぞれIピクチャ(intra coded picture )、Pピクチャ(predictive coded picture)およびBピクチャ(bidirectionally predictive coded picture)と呼ばれる。   The transmission side compresses and transmits the image data, and the reception side decompresses the compressed image data. The image data is compressed and recorded. At the time of reproduction, the compressed image data is expanded and output. In a compressed image recording / reproducing apparatus or the like, as a method of compressing image data, for example, there is a bidirectional predictive encoding method adopted in the Moving Picture Experts Group (MPEG) standard. In this bidirectional predictive encoding method, encoding efficiency is improved by using bidirectional prediction. In the bi-directional predictive coding scheme, three types of coding are performed: intra-frame coding, inter-frame forward predictive coding, and bi-directional predictive coding. An image of each coding type is an I picture (intra coded picture), P picture (predictive coded picture) and B picture (bidirectionally predictive coded picture).

ところで、上述のMPEG規格で採用されている双方向予測符号化方式等を用いて、画像符号化装置で画像データを圧縮符号化すると共に、圧縮符号化された画像データを画像復号化装置で復号化して伸張するシステムでは、符号化し更に復号化した後の画質は、入力される映像素材の絵柄によって大きく左右される。すなわち、映像が高周波成分を多く含んでいる場合や、動きの激しい絵柄の場合には、空間方向および時間方向の冗長度が少ない、すなわち符号化難易度が大きいので、ある一定のビットレートで符号化し更に復号化する場合には、符号化歪みが発生しやすい。   By the way, the image data is compressed and encoded by the image encoding device using the bidirectional predictive encoding method adopted in the above-mentioned MPEG standard, and the compressed and encoded image data is decoded by the image decoding device. In a system that expands and decompresses, the image quality after encoding and further decoding greatly depends on the pattern of the input video material. In other words, if the video contains a lot of high-frequency components, or if it is a fast-moving picture, the redundancy in the spatial and temporal directions is small, that is, the coding difficulty level is large. In the case of further decoding, encoding distortion is likely to occur.

上述のような符号化難易度が大きい映像素材が画像符号化装置に入力された場合の符号化歪みを軽減する目的で、画像符号化装置の入力部分において空間方向もしくは時間方向についてのローパスフィルタを使用して、入力映像素材の空間的な高周波成分もしくは動き成分を、予め低減させる手法が一般に知られている。このような目的のために用いられるローパスフィルタは、プリフィルタもしくは前置フィルタと呼ばれている。   For the purpose of reducing encoding distortion when a video material having a high encoding difficulty as described above is input to the image encoding device, a low-pass filter in the spatial direction or time direction is provided at the input portion of the image encoding device. In general, a technique is known in which the spatial high frequency component or motion component of the input video material is reduced in advance. A low-pass filter used for such a purpose is called a pre-filter or a pre-filter.

図7は、空間方向についてのプリフィルタと時間方向についてのプリフィルタの双方を設けた画像符号化装置の構成の一例を示したものである。この画像符号化装置は、空間方向についてのプリフィルタとしての空間フィルタ252と、時間方向についてのプリフィルタとしての時間フィルタ253とを備え、入力画像信号S1 は、空間フィルタ252,時間フィルタ253を順に通過するようになっている。空間フィルタ252は空間方向のローパスフィルタからなり、具体的には、通常のディジタルフィルタによって容易に実現される。時間フィルタ253は、時間方向のローパスフィルタからなり、具体的には、例えば、空間フィルタ252の出力信号を1フレーム分格納するフレームメモリ254と、空間フィルタ252の出力信号とフレームメモリ254に格納された1フレーム前の信号とを所定の重み付けK:(1−K)で加算して出力する加算器255とで実現される。なお、0≦K≦1である。   FIG. 7 shows an example of the configuration of an image encoding device provided with both a pre-filter in the spatial direction and a pre-filter in the temporal direction. This image encoding device includes a spatial filter 252 as a prefilter in the spatial direction and a temporal filter 253 as a prefilter in the temporal direction, and the input image signal S1 is sequentially transmitted through the spatial filter 252 and the temporal filter 253. It has come to pass. The spatial filter 252 is a low-pass filter in the spatial direction, and specifically, can be easily realized by a normal digital filter. The temporal filter 253 is a low-pass filter in the time direction. Specifically, for example, the frame memory 254 that stores the output signal of the spatial filter 252 for one frame, the output signal of the spatial filter 252 and the frame memory 254 are stored. Further, the signal is added by an adder 255 that adds the signal of the previous frame with a predetermined weighting K: (1-K) and outputs the result. Note that 0 ≦ K ≦ 1.

画像符号化装置は、更に、時間フィルタ253の出力信号を入力し、符号化する順番に従ってピクチャ(Iピクチャ,Pピクチャ,Bピクチャ)の順番を並べ替える画像並べ替え回路221と、この画像並べ替え回路221の出力データを入力し、フレーム構造かフィールド構造かを判別し、判別結果に応じた走査変換および16×16画素のマクロブロック化を行う走査変換・マクロブロック化回路222と、この走査変換・マクロブロック化回路222の出力データに基づいて動きベクトルを検出する動き検出回路214とを備えている。   The image encoding device further receives the output signal of the time filter 253, and rearranges the order of pictures (I picture, P picture, B picture) according to the encoding order, and this image rearrangement circuit. The scan conversion / macroblocking circuit 222 which inputs the output data of the circuit 221, discriminates whether it is a frame structure or a field structure, performs a scan conversion according to the discrimination result and a macroblock of 16 × 16 pixels, and this scan conversion A motion detection circuit 214 that detects a motion vector based on the output data of the macroblocking circuit 222 is provided.

画像符号化装置は、更に、走査変換・マクロブロック化回路222の出力データと予測画像データとの差分をとる減算回路231と、この減算回路231の出力データに対して、DCT(離散コサイン変換)ブロック単位でDCTを行い、DCT係数を出力するDCT回路232と、このDCT回路232の出力データを量子化する量子化回路233と、この量子化回路233の出力データを可変長符号化する可変長符号化回路234と、この可変長符号化回路234の出力データを一旦保持し、一定のビットレートのビットストリームからなる圧縮画像データS2 として出力するバッファメモリ235と、量子化回路33の出力データを逆量子化する逆量子化回路236と、この逆量子化回路236の出力データに対して逆DCTを行う逆DCT回路237と、この逆DCT回路237の出力データと予測画像データとを加算して出力する加算回路238と、この加算回路238の出力データを保持し、動き検出回路214から送られる動きベクトルに応じて動き補償を行って予測画像データを減算回路231および加算回路238に出力する動き補償回路239とを備えている。   The image coding apparatus further includes a subtracting circuit 231 that takes a difference between the output data of the scan conversion / macroblocking circuit 222 and the predicted image data, and DCT (discrete cosine transform) on the output data of the subtracting circuit 231. A DCT circuit 232 that performs DCT in units of blocks and outputs DCT coefficients, a quantization circuit 233 that quantizes the output data of the DCT circuit 232, and a variable length that performs variable length encoding of the output data of the quantization circuit 233 The encoding circuit 234, the buffer memory 235 that temporarily holds the output data of the variable length encoding circuit 234 and outputs it as compressed image data S2 consisting of a bit stream of a constant bit rate, and the output data of the quantization circuit 33 Inverse quantization circuit 236 that performs inverse quantization, and inverse DCT that performs inverse DCT on the output data of the inverse quantization circuit 236 A CT circuit 237, an adder circuit 238 that adds and outputs the output data of the inverse DCT circuit 237 and the predicted image data, and holds output data of the adder circuit 238. The motion vector sent from the motion detection circuit 214 is used as a motion vector. Accordingly, a motion compensation circuit 239 that performs motion compensation and outputs the predicted image data to the subtraction circuit 231 and the addition circuit 238 is provided.

図7に示した画像符号化装置では、空間フィルタ252によって入力画像信号S1 の空間的な高周波成分を除去し、時間フィルタ253によって、空間フィルタ252の出力信号における動き成分(もしくはフレーム間の雑音)を除去する。図7に示した画像符号化装置におけるその他の動作は、一般的な画像符号化装置と同様であるので説明を省略する。   In the image coding apparatus shown in FIG. 7, the spatial filter 252 removes the spatial high frequency component of the input image signal S1, and the temporal filter 253 moves the motion component (or noise between frames) in the output signal of the spatial filter 252. Remove. Since other operations in the image coding apparatus shown in FIG. 7 are the same as those in a general image coding apparatus, description thereof is omitted.

なお、以上の説明に関連するものとして、以下の先行技術文献が挙げられる(特許文献1)。   In addition, the following prior art documents are mentioned as a thing relevant to the above description (patent document 1).

特開平3−252284号公報JP-A-3-252284

ところで、上述のようなプリフィルタを常時使用すると、符号化難易度の大きい絵柄の情報量削減には有効であっても、符号化難易度の小さい絵柄、例えば静止画のようなものにおいてもフィルタで高周波成分を落としてしまうため、復号化後の映像は全体としてぼけた印象を与えてしまうことが多いという問題点がある。   By the way, if the pre-filter as described above is always used, even if it is effective for reducing the amount of information of a pattern with a high degree of encoding difficulty, the filter is also applied to a pattern with a low level of encoding difficulty, such as a still image. Therefore, there is a problem that the decoded video often gives a blurred impression as a whole.

一方、非圧縮画像データを予備的に圧縮符号化(以下、1パス目の圧縮符号化という。)を行って圧縮符号化後のデータ量を見積もり、次に、見積もったデータ量に基づいて発生符号量の制御を行いながら圧縮符号化(以下、2パス目の圧縮符号化という。)を行うという、リアルタイム性を要求されない符号化方法の場合では、1パス目の圧縮符号化で得られたデータに基づいて、符号化難易度が大きい箇所(時間的な箇所)だけに対して、2パス目の圧縮符号化においてプリフィルタを使用するような手法も知られている。しかしながら、この手法では、リアルタイムに符号化しながら、入力画像の特徴に応じてプリフィルタを適応的に使用することはできないという問題点がある。   On the other hand, non-compressed image data is preliminarily compressed and encoded (hereinafter referred to as first-pass compression encoding) to estimate the amount of data after compression encoding, and then generated based on the estimated amount of data. In the case of an encoding method that does not require real-time performance, ie, compression encoding (hereinafter referred to as second-pass compression encoding) while controlling the amount of code, it was obtained by the first-pass compression encoding. Based on the data, a technique is also known that uses a pre-filter in the second pass compression encoding only for a portion (temporal portion) where the encoding difficulty is large. However, this method has a problem that the prefilter cannot be adaptively used according to the characteristics of the input image while encoding in real time.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、リアルタイムに符号化しながら、入力画像の特徴に応じてプリフィルタを適応的に使用することができるようにした符号化装置および符号化方法を提供することにある。また、本発明の第2の目的は、そのような符号化装置および符号化方法に適用することが可能なフィルタ処理装置およびフィルタ処理方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and a first object thereof is to perform encoding in which a prefilter can be adaptively used according to the characteristics of an input image while encoding in real time. An apparatus and an encoding method are provided. A second object of the present invention is to provide a filter processing device and a filter processing method that can be applied to such an encoding device and an encoding method.

本発明の第1の符号化装置は、画像データを符号化して符号化画像データを生成するものであって、上記画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するプリフィルタと、上前記画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じて上記通過帯域幅が狭くなるように変更するフィルタ帯域変更手段と、上記プリフィルタによってフィルタ処理された画像データを符号化して上記符号化画像データを生成する符号化手段とを備えたものである。   A first encoding device according to the present invention generates encoded image data by encoding image data, the pre-filter for filtering the image data with a predetermined pass bandwidth, and the upper image data Filter band changing means for changing the pass bandwidth so as to decrease as the parameter representing the motion component increases, and encoding the image data filtered by the prefilter to convert the encoded image data into Encoding means to generate.

本発明の第1の符号化方法は、画像データを符号化して符号化画像データを生成するものであって、上記画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じてプリフィルタの通過帯域幅が狭くなるように変更するフィルタ帯域変更手順と、上記プリフィルタによってフィルタ処理された画像データを符号化して上記符号化画像データを生成する符号化手順とを含むようにしたものである。   According to a first encoding method of the present invention, encoded image data is generated by encoding image data, and a passband of a prefilter is increased in accordance with an increase in a parameter representing a motion component of the image data. A filter band changing procedure for changing the width so as to be narrowed and an encoding procedure for generating the encoded image data by encoding the image data filtered by the prefilter.

本発明の第1のフィルタ処理装置は、画像データをフィルタ処理するものであって、上記画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するプリフィルタと、上記画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じて上記通過帯域幅が狭くなるように変更するフィルタ帯域変更手段とを備えたものである。   The first filter processing apparatus of the present invention filters image data, and a pre-filter for filtering the image data with a predetermined pass bandwidth and a parameter representing a motion component of the image data are large. And a filter band changing means for changing the pass band width so as to become narrower.

本発明の第1のフィルタ処理方法は、画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するものであって、上記画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じて上記通過帯域幅が狭くなるように変更するフィルタ帯域変更手順を含むようにしたものである。   According to a first filtering method of the present invention, image data is filtered with a predetermined pass bandwidth, and the pass bandwidth becomes narrower as a parameter representing a motion component of the image data becomes larger. The filter band changing procedure is changed to be changed.

本発明の第1の符号化装置、第1の符号化方法、第1のフィルタ処理装置および第1のフィルタ処理方法では、画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じて、プリフィルタの通過帯域幅が狭くなるように変更される。   According to the first encoding device, the first encoding method, the first filter processing device, and the first filter processing method of the present invention, a prefilter is selected in accordance with an increase in a parameter representing a motion component of image data. The pass bandwidth is changed to be narrow.

本発明の第2の符号化装置は、画像データを符号化して符号化画像データを生成するものであって、上記画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するプリフィルタと、上前記画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じて上記通過帯域幅が広くなるように変更するフィルタ帯域変更手段と、上記プリフィルタによってフィルタ処理された画像データを符号化して上記符号化画像データを生成する符号化手段とを備えたものである。   A second encoding device according to the present invention generates encoded image data by encoding image data, the pre-filter for filtering the image data with a predetermined pass bandwidth, and the upper image data Filter band changing means for changing the pass bandwidth to increase as the parameter representing the motion component of the image becomes smaller, and encoding the image data filtered by the pre-filter to encode the encoded image data Encoding means to generate.

本発明の第2の符号化方法は、画像データを符号化して符号化画像データを生成するものであって、上記画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じてプリフィルタの通過帯域幅が広くなるように変更するフィルタ帯域変更手順と、上記プリフィルタによってフィルタ処理された画像データを符号化して上記符号化画像データを生成する符号化手順とを含むようにしたものである。   According to a second encoding method of the present invention, encoded image data is generated by encoding image data, and the passband of the prefilter is reduced as the parameter representing the motion component of the image data decreases. A filter band changing procedure for changing the width so as to widen and an encoding procedure for generating the encoded image data by encoding the image data filtered by the prefilter.

本発明の第2のフィルタ処理装置は、画像データをフィルタ処理するものであって、上記画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するプリフィルタと、上記画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じて上記通過帯域幅が広くなるように変更するフィルタ帯域変更手段とを備えたものである。   The second filter processing apparatus of the present invention filters image data, and a pre-filter for filtering the image data with a predetermined pass bandwidth and a parameter representing a motion component of the image data are small. And a filter band changing means for changing the pass band width so as to increase.

本発明の第2のフィルタ処理方法は、画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するものであって、上記画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じて上記通過帯域幅が広くなるように変更するフィルタ帯域変更手順を含むようにしたものである。   According to a second filtering method of the present invention, image data is filtered with a predetermined pass bandwidth, and the pass bandwidth becomes wider as the parameter representing the motion component of the image data becomes smaller. The filter band changing procedure is changed to be changed.

本発明の第2の符号化装置、第2の符号化方法、第2のフィルタ処理装置および第2のフィルタ処理方法では、画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じて、プリフィルタの通過帯域幅が広くなるように変更される。   In the second encoding device, the second encoding method, the second filter processing device, and the second filter processing method of the present invention, the pre-filter is selected as the parameter representing the motion component of the image data decreases. Is changed so as to widen the pass bandwidth.

本発明の第1の符号化装置または第1の符号化方法によれば、画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じてプリフィルタの通過帯域幅が狭くなるように変更するようにしたので、リアルタイムに符号化しながら、入力画像の特徴に応じてプリフィルタを適応的に使用することができ、視覚的な画質の印象を向上させることが可能となるという効果を奏する。   According to the first encoding device or the first encoding method of the present invention, the pre-filter pass bandwidth is changed to be narrowed as the parameter representing the motion component of the image data increases. Therefore, it is possible to adaptively use the prefilter according to the characteristics of the input image while encoding in real time, and it is possible to improve the impression of visual image quality.

また、本発明の第1のフィルタ処理装置または第1のフィルタ処理方法によれば、画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じてプリフィルタの通過帯域幅が狭くなるように変更するようにしたので、入力画像の特徴に応じてプリフィルタを適応的に使用することができるという効果を奏する。   Further, according to the first filter processing device or the first filter processing method of the present invention, the pre-filter pass bandwidth is changed to be narrowed as the parameter representing the motion component of the image data increases. Since it did in this way, there exists an effect that a pre-filter can be used adaptively according to the characteristic of an input image.

また、本発明の第2の符号化装置または第2の符号化方法によれば、画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じてプリフィルタの通過帯域幅が広くなるように変更するようにしたので、リアルタイムに符号化しながら、入力画像の特徴に応じてプリフィルタを適応的に使用することができ、視覚的な画質の印象を向上させることが可能となるという効果を奏する。   Further, according to the second encoding device or the second encoding method of the present invention, the pre-filter pass bandwidth is changed so as to increase as the parameter representing the motion component of the image data decreases. As a result, it is possible to adaptively use the pre-filter according to the characteristics of the input image while encoding in real time, and it is possible to improve the impression of visual image quality.

また、本発明の第2のフィルタ処理装置または第2のフィルタ処理方法によれば、画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じてプリフィルタの通過帯域幅が広くなるように変更するようにしたので、入力画像の特徴に応じてプリフィルタを適応的に使用することができるという効果を奏する。   Further, according to the second filter processing apparatus or the second filter processing method of the present invention, the pre-filter pass bandwidth is changed so as to increase as the parameter representing the motion component of the image data decreases. Since it did in this way, there exists an effect that a pre-filter can be used adaptively according to the characteristic of an input image.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図2は、本発明の第1の実施の形態に係る画像符号化装置の概略の構成を示すブロック図である。この画像符号化装置は、入力画像信号S1 を入力し、その情報量を削減するためのプリフィルタ部50と、このプリフィルタ部50の出力信号を入力し、圧縮符号化のための前処理等を行うエンコーダ制御部11と、このエンコーダ制御部11の出力データを所定時間だけ遅延して出力するためのFIFO(先入れ先出し)メモリ12と、このFIFOメモリ12の出力データを入力し、ピクチャ毎にピクチャタイプに応じた符号化方法によって圧縮符号化して、圧縮画像データS2 を出力する符号化手段としてのエンコーダ13と、エンコーダ制御部11の出力データに基づいて動きベクトルを検出し、エンコーダ13に送る動き検出回路14と、エンコーダ制御部11から出力されるイントラACデータS3 と動き検出回路14から出力されるME残差データS4 とエンコーダ13から出力される発生ビット量データS5 とに基づいてエンコーダ13を制御する符号化制御部15と、この符号化制御部15からのデータに基づいて、プリフィルタ制御信号S6 によってプリフィルタ部50の特性を制御するプリフィルタ制御部51とを備えている。図2に示した画像符号化装置は、圧縮符号化する前の画像データの特徴に基づいて発生符号量の制御を行うフィードフォワード型のレート制御を行うように構成されている。   FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the image coding apparatus according to the first embodiment of the present invention. This image encoding apparatus receives an input image signal S1, inputs a prefilter unit 50 for reducing the amount of information, and an output signal of the prefilter unit 50, and performs preprocessing for compression encoding, etc. The encoder control unit 11 that performs the above, the FIFO (first-in first-out) memory 12 for outputting the output data of the encoder control unit 11 after being delayed by a predetermined time, and the output data of the FIFO memory 12 are input, A motion vector is detected based on the output data of the encoder 13 as an encoding means for outputting the compressed image data S2 after being compressed and encoded by an encoding method according to the type, and sent to the encoder 13 The detection circuit 14 and the intra AC data S3 output from the encoder control unit 11 and the motion detection circuit 14 A coding control unit 15 for controlling the encoder 13 based on the ME residual data S4 and the generated bit amount data S5 output from the encoder 13, and a prefilter control based on the data from the coding control unit 15. And a prefilter control unit 51 for controlling the characteristics of the prefilter unit 50 according to the signal S6. The image encoding apparatus shown in FIG. 2 is configured to perform feedforward type rate control that controls the amount of generated code based on the characteristics of image data before compression encoding.

符号化制御部15およびプリフィルタ制御部51は、図3に示すように、互いにバス19を介して接続されたCPU(中央処理装置)16,ROM(リード・オンリ・メモリ)17およびRAM(ランダム・アクセス・メモリ)18を有するコンピュータによって構成され、CPU16が、RAM18をワーキングエリアとして、ROM17に格納されたプログラムを実行することによって、後述する符号化制御部15およびプリフィルタ制御部51における各機能を実現するようになっている。ROM17は、本発明に係る画像符号化制御用プログラムを記憶したものであり、IC(集積回路)でも良いし、ハードディスク,フロッピィディスク等の磁気ディスクを記録媒体とする記憶装置でも良いし、CD(コンパクトディスク)−ROM等の光ディスクを記録媒体とする記憶装置でも良いし、その他の種類の記録媒体を用いる記憶装置でも良い。いずれの場合にも、ICや種々の記録媒体は、本発明に係る画像符号化制御用プログラムを記録した媒体に相当する。   As shown in FIG. 3, the encoding control unit 15 and the pre-filter control unit 51 include a CPU (Central Processing Unit) 16, a ROM (Read Only Memory) 17, and a RAM (Random) connected to each other via a bus 19. Each of the functions in the encoding control unit 15 and the prefilter control unit 51, which will be described later, is configured by a computer having an access memory 18 and the CPU 16 executes a program stored in the ROM 17 using the RAM 18 as a working area. Has come to be realized. The ROM 17 stores an image encoding control program according to the present invention, and may be an IC (integrated circuit), a storage device using a magnetic disk such as a hard disk or a floppy disk as a recording medium, or a CD ( Compact disk) —A storage device using an optical disk such as a ROM as a recording medium, or a storage device using another type of recording medium may be used. In any case, the IC and various recording media correspond to a medium on which the image encoding control program according to the present invention is recorded.

図1は、図2に示した画像符号化装置の詳細な構成を示すブロック図である。この図に示したように、プリフィルタ部50は、空間方向についてのプリフィルタとしての空間フィルタ52と、時間方向についてのプリフィルタとしての時間フィルタ53とを備え、入力画像信号S1 は、空間フィルタ52,時間フィルタ53を順に通過するようになっている。空間フィルタ52は空間方向のローパスフィルタからなり、具体的には、例えばディジタルフィルタによって実現される。時間フィルタ53は、時間方向のローパスフィルタからなり、具体的には、例えば、空間フィルタ52の出力信号を1フレーム分格納するフレームメモリ54と、空間フィルタ52の出力信号とフレームメモリ54に格納された1フレーム前の信号とを所定の重み付けK:(1−K)で加算して出力する加算器55とで実現される。なお、Kは重み付け係数であり、0≦K≦1である。空間フィルタ52は、フィルタ係数を変えることによって、通過帯域幅等のフィルタの特性を変えることができるようになっている。同様に、時間フィルタ53は、重み付け係数Kの値を変えることによって、通過帯域幅等のフィルタの特性を変えることができるようになっている。   FIG. 1 is a block diagram showing a detailed configuration of the image encoding device shown in FIG. As shown in this figure, the pre-filter unit 50 includes a spatial filter 52 as a pre-filter in the spatial direction and a temporal filter 53 as a pre-filter in the temporal direction, and the input image signal S1 52 and the time filter 53 are sequentially passed. The spatial filter 52 is a low-pass filter in the spatial direction, and is specifically realized by a digital filter, for example. The temporal filter 53 is composed of a low-pass filter in the time direction. Specifically, for example, the frame memory 54 that stores the output signal of the spatial filter 52 for one frame, and the output signal of the spatial filter 52 and the frame memory 54 are stored. This is realized by an adder 55 that adds and outputs a signal of the previous frame with a predetermined weighting K: (1-K). K is a weighting coefficient, and 0 ≦ K ≦ 1. The spatial filter 52 can change filter characteristics such as a pass bandwidth by changing filter coefficients. Similarly, the time filter 53 can change the characteristics of the filter such as the pass bandwidth by changing the value of the weighting coefficient K.

エンコーダ制御部11は、プリフィルタ部50の出力信号を入力し、符号化する順番に従ってピクチャ(Iピクチャ,Pピクチャ,Bピクチャ)の順番を並べ替える画像並べ替え回路21と、この画像並べ替え回路21の出力データを入力し、フレーム構造かフィールド構造かを判別し、判別結果に応じた走査変換および16×16画素のマクロブロック化を行う走査変換・マクロブロック化回路22と、この走査変換・マクロブロック化回路22の出力データを入力し、IピクチャにおけるイントラACを算出し、イントラACデータS3 を符号化制御部15に送ると共に、走査変換・マクロブロック化回路22の出力データをFIFOメモリ12および動き検出回路14に送るイントラAC演算回路23とを備えている。イントラACとは、Iピクチャにおいて、8×8画素のDCTブロック内の各画素の画素値とDCTブロック内の画素値の平均値との差分の絶対値の総和として定義され、絵柄の複雑さを表すものと言える。   The encoder control unit 11 receives the output signal of the prefilter unit 50, and rearranges the order of pictures (I picture, P picture, B picture) according to the order of encoding, and the image rearrangement circuit. 21 output data is input, it is discriminated whether it is a frame structure or a field structure, a scan conversion / macroblocking circuit 22 for performing a scan conversion and a 16 × 16 pixel macroblock according to the discrimination result, and this scan conversion / The output data of the macroblocking circuit 22 is input, the intra AC in the I picture is calculated, the intra AC data S3 is sent to the encoding control unit 15, and the output data of the scan conversion / macroblocking circuit 22 is sent to the FIFO memory 12 And an intra AC arithmetic circuit 23 to be sent to the motion detection circuit 14. Intra AC is defined as the sum of absolute values of the difference between the pixel value of each pixel in the 8 × 8 pixel DCT block and the average value of the pixel values in the DCT block in the I picture. It can be said that it represents.

エンコーダ13は、FIFOメモリ12の出力データと予測画像データとの差分をとる減算回路31と、この減算回路31の出力データに対して、DCTブロック単位でDCTを行い、DCT係数を出力するDCT回路32と、このDCT回路32の出力データを量子化する量子化回路33と、この量子化回路33の出力データを可変長符号化する可変長符号化回路34と、この可変長符号化回路34の出力データを一旦保持し、一定のビットレートのビットストリームからなる圧縮画像データS2 として出力するバッファメモリ35と、量子化回路33の出力データを逆量子化する逆量子化回路36と、この逆量子化回路36の出力データに対して逆DCTを行う逆DCT回路37と、この逆DCT回路37の出力データと予測画像データとを加算して出力する加算回路38と、この加算回路38の出力データを保持し、動き検出回路14から送られる動きベクトルに応じて動き補償を行って予測画像データを減算回路31および加算回路38に出力する動き補償回路39とを備えている。バッファメモリ35は、可変長符号化回路34より発生されるビット量を表す発生ビット量データS5 を符号化制御部15に送るようになっている。   The encoder 13 is a subtracting circuit 31 that takes a difference between output data of the FIFO memory 12 and predicted image data, and a DCT circuit that performs DCT on the output data of the subtracting circuit 31 in units of DCT blocks and outputs DCT coefficients. 32, a quantization circuit 33 for quantizing the output data of the DCT circuit 32, a variable length encoding circuit 34 for variable length encoding the output data of the quantization circuit 33, and a variable length encoding circuit 34 A buffer memory 35 that temporarily holds output data and outputs it as compressed image data S2 composed of a bit stream of a constant bit rate, an inverse quantization circuit 36 that inversely quantizes the output data of the quantization circuit 33, and the inverse quantum The inverse DCT circuit 37 that performs inverse DCT on the output data of the conversion circuit 36, the output data of the inverse DCT circuit 37, and the predicted image data Are added and output, and the output data of the addition circuit 38 is held, motion compensation is performed according to the motion vector sent from the motion detection circuit 14, and the predicted image data is subtracted from the subtraction circuit 31 and the addition circuit 38. And a motion compensation circuit 39 for outputting the signal. The buffer memory 35 sends generated bit amount data S5 representing the bit amount generated by the variable length encoding circuit 34 to the encoding control unit 15.

動き検出回路14は、エンコーダ制御部11の出力データに基づいて、圧縮符号化の対象となるピクチャの注目マクロブロックと、参照されるピクチャにおいて注目マクロブロックとの間の画素値の差分の絶対値和あるいは自乗和が最小となるマクロブロックを探して、動きベクトルを検出して動き補償回路39に送るようになっている。また、動き検出回路14は、動きベクトルを求める際に、最小となったマクロブロック間における画素値の差分の絶対値和あるいは自乗和を、ME残差データS4 として符号化制御部15に送るようになっている。   Based on the output data of the encoder control unit 11, the motion detection circuit 14 calculates the absolute value of the difference in pixel value between the target macroblock of the picture to be compression-encoded and the target macroblock in the referenced picture. A macro block having the smallest sum or sum of squares is searched for, and a motion vector is detected and sent to the motion compensation circuit 39. Further, when obtaining the motion vector, the motion detection circuit 14 sends the absolute value sum or the square sum of the pixel value differences between the macroblocks that are minimized to the encoding control unit 15 as the ME residual data S4. It has become.

符号化制御部15は、動き検出回路14からのME残差データS4 をピクチャ全体について足し合わせた値であるME残差を算出するME残差計算部41と、このME残差計算部41によって算出されたME残差とイントラAC演算回路23からのイントラACデータS3 とに基づいて、ピクチャの符号化の難易度を表す符号化難易度を算出する符号化難易度計算部42と、バッファメモリ35からの発生ビット量データS5 に基づいて、本実施の形態に係る画像符号化装置によって圧縮符号化された画像データを伸張する画像復号化装置における入力バッファに対応する仮想的なバッファであるVBV(Video Buffering Verifier)バッファのデータ占有量(以下、単に占有量と言う。)を算出するVBVバッファ占有量計算部43とを備えている。なお、ME残差は、映像の動きの速さおよび絵柄の複雑さを表すものと言える。   The encoding control unit 15 includes an ME residual calculation unit 41 that calculates an ME residual that is a value obtained by adding the ME residual data S4 from the motion detection circuit 14 for the entire picture, and the ME residual calculation unit 41. Based on the calculated ME residual and the intra AC data S3 from the intra AC arithmetic circuit 23, an encoding difficulty calculating unit 42 for calculating an encoding difficulty indicating the difficulty of encoding a picture, and a buffer memory VBV which is a virtual buffer corresponding to the input buffer in the image decoding apparatus which expands the image data compressed and encoded by the image encoding apparatus according to the present embodiment based on the generated bit amount data S5 from 35 (Video Buffering Verifier) A VBV buffer occupancy calculation unit 43 that calculates the data occupancy of the buffer (hereinafter simply referred to as occupancy) is provided. It can be said that the ME residual represents the speed of motion of the video and the complexity of the pattern.

符号化制御部15は、更に、符号化難易度計算部42によって算出された符号化難易度とVBVバッファ占有量計算部43によって算出されたVBVバッファの占有量とに基づいて、目標符号量を決定する目標符号量決定部44と、エンコーダ13における発生符号量が目標符号量決定部44によって決定された目標符号量となるように量子化回路33における量子化特性値に対応する量子化インデックスを決定し、量子化回路33に送る量子化インデックス決定部45とを備えている。   The encoding control unit 15 further determines the target code amount based on the encoding difficulty calculated by the encoding difficulty calculating unit 42 and the VBV buffer occupancy calculated by the VBV buffer occupancy calculating unit 43. A target code amount determination unit 44 to determine, and a quantization index corresponding to the quantization characteristic value in the quantization circuit 33 so that the generated code amount in the encoder 13 becomes the target code amount determined by the target code amount determination unit 44. A quantization index determination unit 45 that determines and sends the quantization index to the quantization circuit 33 is provided.

プリフィルタ制御部51は、符号化制御部15における符号化難易度計算部42によって算出された符号化難易度に基づいてプリフィルタ部50を制御するようになっている。   The prefilter control unit 51 controls the prefilter unit 50 based on the encoding difficulty level calculated by the encoding difficulty level calculation unit 42 in the encoding control unit 15.

ここで、符号化難易度について説明する。符号化難易度は、ピクチャの符号化の難易度を表すものであるが、これは、同じ画質を保つために必要なデータ量の比率と言い換えることができる。符号化難易度を数値化する方法は種々考えられるが、本実施の形態では、IピクチャについてはイントラACを用いて符号化難易度を求め、PピクチャおよびBピクチャについてはME残差を用いて符号化難易度を求めることとしている。前述のように、イントラACは絵柄の複雑さを表し、ME残差は映像の動きの速さおよび絵柄の複雑さを表し、これらは符号化の難易度と強い相関があることから、イントラACやME残差を変数とする一次関数等により、イントラACやME残差から符号化難易度を算出することが可能である。   Here, the encoding difficulty level will be described. The encoding difficulty level represents the difficulty level of picture encoding, which can be rephrased as a ratio of the amount of data necessary to maintain the same image quality. There are various methods for quantifying the encoding difficulty level. In this embodiment, the encoding difficulty level is obtained using intra AC for I pictures, and the ME residual is used for P pictures and B pictures. The encoding difficulty level is obtained. As described above, the intra AC represents the complexity of the picture, and the ME residual represents the speed of motion of the video and the complexity of the picture, and these are strongly correlated with the difficulty of encoding. It is possible to calculate the degree of difficulty of encoding from the intra AC or ME residual by a linear function or the like having the ME residual as a variable.

次に、符号化難易度に基づいてプリフィルタ部50を制御する方法について概念的に説明する。本実施の形態では、ビットレートに対する符号化難易度の比率に基づいてプリフィルタ部50の特性を制御する第1段階と、動き成分に基づいてプリフィルタ部50の特性を制御する第2段階との2段階の制御を行う。   Next, a method for controlling the prefilter unit 50 based on the encoding difficulty level will be conceptually described. In the present embodiment, a first stage for controlling the characteristics of the prefilter unit 50 based on the ratio of the encoding difficulty level to the bit rate, and a second stage for controlling the characteristics of the prefilter unit 50 based on the motion component, The two-stage control is performed.

まず、第1段階について説明する。プリフィルタ部50によって情報量を削減したいのは、絵柄が複雑で空間的な高周波成分を多く含んでいたり、動き量が多かったりランダムな動きをしたりする場合、すなわち符号化難易度が大きい場合である。それ以外の絵柄に対してプリフィルタを使用すると、空間フィルタによるぼけが生じたり、時間フィルタによるジャーキネス(動きがぎこちないこと)等の副作用だけが目立ち、いいことはない。   First, the first stage will be described. The amount of information to be reduced by the pre-filter unit 50 is when the pattern is complicated and contains a lot of spatial high-frequency components, or when there is a large amount of motion or random motion, that is, when the coding difficulty level is large. It is. If the pre-filter is used for other patterns, only side effects such as blurring due to the spatial filter and jerkiness (being awkward movement) due to the temporal filter are noticeable and not good.

一方、上述のような符号化難易度が大きい映像であっても、画像符号化装置におけるビットレートが充分に高い場合、すなわち圧縮率が低い場合には、画質の劣化は少ないので、プリフィルタを使用する必要はなくなる。このように、プリフィルタを使用した方が良いか否かは、符号化難易度だけでなく、ビットレートによっても変化する。   On the other hand, even for a video with a high degree of encoding difficulty as described above, when the bit rate in the image encoding apparatus is sufficiently high, that is, when the compression rate is low, the image quality is hardly deteriorated. No need to use. In this way, whether or not it is better to use the pre-filter varies depending not only on the encoding difficulty level but also on the bit rate.

そこで、本実施の形態では、入力画像信号の符号化難易度がビットレートに対してどれくらい大きいかという情報に基づいて、プリフィルタ部50のオン,オフ、通過帯域幅等のフィルタの特性の制御を行うようにしている。また、更に、符号化難易度に基づいてプリフィルタ部50を制御するには、複数枚のピクチャにおける、ビットレートに対する符号化難易度の比率を見ることが好ましい。これは、符号化難易度は、ピクチャタイプによって変動するからである。そこで、本実施の形態では、符号化難易度に基づいてプリフィルタ部50を制御するためのパラメータとして、次式によって定義されるパラメータxを用いる。   Therefore, in the present embodiment, control of filter characteristics such as ON / OFF of the pre-filter unit 50 and pass bandwidth is performed based on information indicating how much the input image signal encoding difficulty is relative to the bit rate. Like to do. Furthermore, in order to control the prefilter unit 50 based on the encoding difficulty level, it is preferable to look at the ratio of the encoding difficulty level to the bit rate in a plurality of pictures. This is because the encoding difficulty varies depending on the picture type. Therefore, in the present embodiment, a parameter x defined by the following equation is used as a parameter for controlling the prefilter unit 50 based on the encoding difficulty level.

x=ΣDk/G   x = ΣDk / G

なお、上式において、Dkはピクチャkの符号化難易度を表し、kはピクチャの符号化順を表し、Σはk=1からN(Nは1GOP(グループ・オブ・ピクチャ)分のピクチャの枚数)までの総和を意味する。また、Gは次式によって定義される。   In the above equation, Dk represents the coding difficulty level of picture k, k represents the coding order of the picture, Σ represents k = 1 to N (N is a picture of 1 GOP (group of pictures)). This means the sum of up to the number of copies. G is defined by the following equation.

G=(〔ビットレート〕×N)/〔ピクチャレート〕   G = ([bit rate] × N) / [picture rate]

なお、上式において、〔ビットレート〕は、通信回線の伝送容量や記録媒体の記録容量に基づいて決められる1秒当たりのデータ量(ビット量)を表し、〔ピクチャレート〕は、1秒当たりのピクチャの枚数(例えばNTSC圏では30、PAL圏では25)である。従って、Gは、N枚分のピクチャに対応する時間に割り当てられるデータ量(ビット量)を表し、xは、N枚分のピクチャに対応する時間に割り当てられるデータ量(ビット量)に対するN枚分のピクチャの符号化難易度Dk の和の比率を表す。なお、必ずしもN枚分のピクチャを用いてxを求める必要はなく、Nより大きい数や小さい数の枚数分のピクチャを用いてxを求めるようにしても良い。ただし、Nよりもあまり大きい数をとると、パラメータxの精度が落ち、Nよりもあまり小さい数をとるとパラメータxの変動が大きくなることに留意する必要がある。   In the above equation, [bit rate] represents the amount of data (bit amount) per second determined based on the transmission capacity of the communication line and the recording capacity of the recording medium, and [picture rate] represents per second. The number of pictures (for example, 30 in the NTSC zone and 25 in the PAL zone). Therefore, G represents the amount of data (bit amount) assigned to the time corresponding to N pictures, and x represents N data for the data amount (bit amount) assigned to the time corresponding to N pictures. This represents the ratio of the sum of the coding difficulty Dk of the minute picture. Note that x does not necessarily have to be obtained using N pictures, and x may be obtained using pictures of a larger or smaller number. However, it should be noted that if the number is much larger than N, the accuracy of the parameter x is lowered, and if the number is smaller than N, the variation of the parameter x is increased.

本実施の形態では、第1段階として、例えば上記のように定義されたパラメータxの大きさに応じて、プリフィルタ部50の特性を制御する。具体的には、例えば、パラメータxの大きさに応じて、空間フィルタ52を実現するディジタルフィルタにおけるタップ係数(フィルタ係数)を変えることによって、空間フィルタ52の通過帯域幅等を変え、また、パラメータxの大きさに応じて、時間フィルタ53における重み付け係数Kの値を変えることによって、時間フィルタ53の通過帯域幅等を変えることになる。   In the present embodiment, as the first stage, for example, the characteristics of the prefilter unit 50 are controlled according to the size of the parameter x defined as described above. Specifically, for example, the pass bandwidth of the spatial filter 52 is changed by changing the tap coefficient (filter coefficient) in the digital filter that realizes the spatial filter 52 according to the size of the parameter x. By changing the value of the weighting coefficient K in the time filter 53 according to the magnitude of x, the pass bandwidth of the time filter 53 and the like are changed.

図4は、パラメータxの大きさと空間フィルタ52の通過帯域幅との関係の一例を示したものである。この図において、横軸はxの値、縦軸は空間フィルタ52の通過帯域幅を表している。この例では、空間フィルタ52の通過帯域幅を、スルー(そのまま通過;フィルタのオフ),5.0MHz,4.5MHz,4.0MHz,3.5MHzの5種類用意し、図4において符号61(実線)で示したように、0≦x<δ1 のときはスルー、δ1 ≦x<δ2 のときは5.0MHz、δ2 ≦x<δ3 のときは4.5MHz、δ3 ≦x<δ4 のときは4.0MHz、δ4 ≦xのときは3.5MHzを選択するようにしている。なお、δ1 <δ2 <δ3 <δ4 である。   FIG. 4 shows an example of the relationship between the size of the parameter x and the pass bandwidth of the spatial filter 52. In this figure, the horizontal axis represents the value of x, and the vertical axis represents the pass bandwidth of the spatial filter 52. In this example, five types of pass bandwidths of the spatial filter 52 are prepared: through (pass as it is; filter off), 5.0 MHz, 4.5 MHz, 4.0 MHz, and 3.5 MHz. As shown by the solid line), when 0 ≦ x <δ1, it is through, when δ1 ≦ x <δ2, it is 5.0 MHz, when δ2 ≦ x <δ3, it is 4.5 MHz, and when δ3 ≦ x <δ4 When 4.0 MHz and δ4 ≦ x, 3.5 MHz is selected. Note that Δ1 <Δ2 <Δ3 <Δ4.

次に、第2段階について説明する。上記第1段階のように、パラメータxの値だけからプリフィルタ部50の特性を決定した場合、人間の視覚特性によって次のような不具合が生じる。すなわち、例えば細かい模様の物体がゆっくりと動くような絵柄では、空間的な高周波成分が大きいので、符号化難易度は大きくなり、xの値も大きくなる。しかし、ここで、プリフィルタをきつめにかけてしまう(通過帯域幅を狭してしまう)と、細かい模様が失われる。ゆっくりとした動きに対しては人間の目は良く追従するので、このようなぼけはすぐに感知されてしまい、かえって復号化後の視覚的な画質の印象を悪くする。   Next, the second stage will be described. When the characteristic of the prefilter unit 50 is determined only from the value of the parameter x as in the first stage, the following problems occur due to human visual characteristics. That is, for example, in a pattern in which an object with a fine pattern moves slowly, the spatial high frequency component is large, so that the degree of difficulty in encoding increases and the value of x also increases. However, if the prefilter is tightly applied (the pass bandwidth is narrowed), the fine pattern is lost. Since the human eye follows the slow movements well, such blur is perceived immediately, which worsens the visual image quality after decoding.

一方、動きが非常に速い映像については、人間の視覚特性では、ぼけに対して気付きにくくなっている。従って、動きが速い映像であることが分かれば、プリフィルタはきつめにかけた方が良い。これは、動きが速い映像において高周波成分を表現しようとすると、ブロック歪み等の顕著な画質劣化を引き起こすからである。   On the other hand, for images with very fast movement, human visual characteristics are less likely to notice blur. Therefore, if you know that the video is fast moving, you should apply the prefilter tightly. This is because an attempt to express a high-frequency component in a fast moving image causes significant image quality degradation such as block distortion.

このような考え方に基づき、本実施の形態では、映像の動きの大きさを表す動き成分が大きい場合にはプリフィルタをきつめにかけ、動き成分が小さい場合にはプリフィルタを緩めにかけるという処理をリアルタイムに実現することを考える。映像の動き成分を判断するパラメータとしては、例えば、ME残差等に基づいて算出した最新のBピクチャの符号化難易度DB と、イントラAC等に基づいて算出した最新のIピクチャの符号化難易度DI との比率y=DI /DB を用いる。動きが大きい絵柄では、動き予測誤差が増えるし、動きベクトル自体の符号量も増えるから、Bピクチャの符号量は増え、その結果、y=DI /DB が小さくなる。そこで、本実施の形態では、第2段階として、yの値が小さいほど動き成分が大きいと判断して、プリフィルタをきつめにかけるように、プリフィルタ部50を制御する。このような制御は、例えば、第1段階で決定されたフィルタ特性をyの値に応じて変更することで実現することができる。   Based on this concept, in the present embodiment, when the motion component representing the magnitude of the motion of the video is large, the prefilter is applied tightly, and when the motion component is small, the prefilter is applied loosely. Consider real-time implementation. The parameters for determining the motion component of the video include, for example, the latest B picture coding difficulty DB calculated based on the ME residual and the latest I picture coding difficulty calculated based on the intra AC. A ratio y = DI / DB with the degree DI is used. In a picture with a large motion, since the motion prediction error increases and the code amount of the motion vector itself also increases, the code amount of the B picture increases, and as a result, y = DI / DB decreases. Therefore, in the present embodiment, as the second stage, it is determined that the smaller the value of y, the larger the motion component, and the prefilter unit 50 is controlled so that the prefilter is tightly applied. Such control can be realized, for example, by changing the filter characteristic determined in the first stage according to the value of y.

図4には、第1段階で決定された空間フィルタ52の通過帯域幅を、yの値に応じて3段階に変更する例を示している。この例では、y≧4の場合には第1段階で決定された空間フィルタ52の通過帯域幅を変更せず、3≦y<4のときは、符号62で示したように、第1段階で決定された空間フィルタ52の通過帯域幅を0.5MHzだけ狭くし、2≦y<3のときは、符号63で示したように、第1段階で決定された空間フィルタ52の通過帯域幅を1.0MHzだけ狭くし、y<2のときは、符号64で示したように、第1段階で決定された空間フィルタ52の通過帯域幅を1.5MHzだけ狭くするようにしている。   FIG. 4 shows an example in which the pass bandwidth of the spatial filter 52 determined in the first stage is changed to three stages according to the value of y. In this example, when y ≧ 4, the pass bandwidth of the spatial filter 52 determined in the first stage is not changed, and when 3 ≦ y <4, as shown by reference numeral 62, the first stage The passband width of the spatial filter 52 determined in step 1 is narrowed by 0.5 MHz, and when 2 ≦ y <3, the passband width of the spatial filter 52 determined in the first stage is obtained as indicated by reference numeral 63. Is narrowed by 1.0 MHz, and when y <2, the pass band width of the spatial filter 52 determined in the first stage is narrowed by 1.5 MHz as indicated by reference numeral 64.

次に、本実施の形態に係る画像符号化装置の動作について説明する。入力画像信号S1 は、プリフィルタ部50の空間フィルタ52,時間フィルタ53を順に通過した後、エンコーダ制御部11に入力される。エンコーダ制御部11では、まず、画像並べ替え回路21によって、符号化する順番に従ってピクチャ(Iピクチャ,Pピクチャ,Bピクチャ)の順番を並べ替え、次に、走査変換・マクロブロック化回路22によって、フレーム構造かフィールド構造かを判別し、判別結果に応じた走査変換およびマクロブロック化を行い、次に、Iピクチャの場合には、イントラAC演算回路23によってイントラACを算出してイントラACデータS3 を符号化制御部15に送る。また、走査変換・マクロブロック化回路22の出力データは、イントラAC演算回路23を経て、FIFOメモリ12および動き検出回路14に送られる。   Next, the operation of the image coding apparatus according to this embodiment will be described. The input image signal S1 passes through the spatial filter 52 and the time filter 53 of the prefilter unit 50 in order, and then is input to the encoder control unit 11. In the encoder control unit 11, first, the image rearrangement circuit 21 rearranges the order of pictures (I picture, P picture, B picture) in accordance with the encoding order, and then the scan conversion / macroblocking circuit 22 Whether the frame structure or the field structure is determined, scan conversion and macroblock conversion are performed according to the determination result. Next, in the case of an I picture, the intra AC calculation circuit 23 calculates the intra AC to calculate the intra AC data S3. Is sent to the encoding control unit 15. The output data of the scan conversion / macroblocking circuit 22 is sent to the FIFO memory 12 and the motion detection circuit 14 via the intra AC arithmetic circuit 23.

FIFOメモリ12は、符号化難易度計算部42において、符号化が終了したピクチャに引き続くN枚分のピクチャの符号化難易度を算出するのに必要な時間だけ、入力した画像データを遅延して、エンコーダ13に出力する。動き検出回路14は、動きベクトルを検出して動き補償回路39に送ると共に、ME残差データS4 をME残差計算部41に送る。   The FIFO memory 12 delays the input image data by the time required to calculate the encoding difficulty level of the N pictures following the encoded picture in the encoding difficulty level calculation unit 42. To the encoder 13. The motion detection circuit 14 detects the motion vector and sends it to the motion compensation circuit 39, and sends the ME residual data S4 to the ME residual calculation unit 41.

Iピクチャの場合には、エンコーダ13では、減算回路31において予測画像データとの差分をとることなく、FIFOメモリ12の出力データをそのままDCT回路32に入力してDCTを行い、量子化回路33によってDCT係数を量子化し、可変長符号化回路34によって量子化回路33の出力データを可変長符号化し、バッファメモリ35によって可変長符号化回路34の出力データを一旦保持し、一定のビットレートのビットストリームからなる圧縮画像データS2 として出力する。また、逆量子化回路36によって量子化回路33の出力データを逆量子化し、逆DCT回路37によって逆量子化回路36の出力データに対して逆DCTを行い、逆DCT回路37の出力画像データを加算回路38を介して動き補償回路39に入力して保持させる。   In the case of an I picture, the encoder 13 performs the DCT by directly inputting the output data of the FIFO memory 12 to the DCT circuit 32 without taking the difference from the predicted image data in the subtracting circuit 31, and the quantizing circuit 33 performs the DCT. The DCT coefficient is quantized, the output data of the quantization circuit 33 is variable-length encoded by the variable-length encoding circuit 34, the output data of the variable-length encoding circuit 34 is temporarily held by the buffer memory 35, and a bit having a constant bit rate is stored. Output as compressed image data S2 consisting of a stream. Further, the output data of the quantization circuit 33 is inversely quantized by the inverse quantization circuit 36, the output data of the inverse quantization circuit 36 is subjected to inverse DCT by the inverse DCT circuit 37, and the output image data of the inverse DCT circuit 37 is converted. The signal is input to and held in the motion compensation circuit 39 via the adder circuit 38.

Pピクチャの場合には、エンコーダ13では、動き補償回路39によって、保持している過去のIピクチャまたはPピクチャに対応する画像データと動き検出回路14からの動きベクトルとに基づいて予測画像データを生成し、予測画像データを減算回路31および加算回路38に出力する。また、減算回路31によって、FIFOメモリ12の出力データと動き補償回路39からの予測画像データとの差分をとり、DCT回路32によってDCTを行い、量子化回路33によってDCT係数を量子化し、可変長符号化回路34によって量子化回路33の出力データを可変長符号化し、バッファメモリ35によって可変長符号化回路34の出力データを一旦保持し圧縮画像データS2 として出力する。また、逆量子化回路36によって量子化回路33の出力データを逆量子化し、逆DCT回路37によって逆量子化回路36の出力データに対して逆DCTを行い、加算回路38によって逆DCT回路37の出力データと予測画像データとを加算し、動き補償回路39に入力して保持させる。   In the case of a P picture, in the encoder 13, the motion compensation circuit 39 generates predicted image data based on the stored image data corresponding to the past I picture or P picture and the motion vector from the motion detection circuit 14. The prediction image data is generated and output to the subtraction circuit 31 and the addition circuit 38. Further, the difference between the output data of the FIFO memory 12 and the predicted image data from the motion compensation circuit 39 is obtained by the subtraction circuit 31, DCT is performed by the DCT circuit 32, the DCT coefficient is quantized by the quantization circuit 33, and the variable length is obtained. The output data of the quantization circuit 33 is variable length encoded by the encoding circuit 34, and the output data of the variable length encoding circuit 34 is temporarily held by the buffer memory 35 and output as compressed image data S2. The inverse quantization circuit 36 inversely quantizes the output data of the quantization circuit 33, the inverse DCT circuit 37 performs inverse DCT on the output data of the inverse quantization circuit 36, and the adder circuit 38 performs the inverse DCT circuit 37. The output data and the predicted image data are added and input to the motion compensation circuit 39 to be held.

Bピクチャの場合には、エンコーダ13では、動き補償回路39によって、保持している過去および未来のIピクチャまたはPピクチャに対応する2つの画像データと動き検出回路14からの2つの動きベクトルとに基づいて予測画像データを生成し、予測画像データを減算回路31および加算回路38に出力する。また、減算回路31によって、FIFOメモリ12の出力データと動き補償回路39からの予測画像データとの差分をとり、DCT回路32によってDCTを行い、量子化回路33によってDCT係数を量子化し、可変長符号化回路34によって量子化回路33の出力データを可変長符号化し、バッファメモリ35によって可変長符号化回路34の出力データを一旦保持し圧縮画像データS2 として出力する。なお、Bピクチャは動き補償回路39に保持させない。   In the case of a B picture, in the encoder 13, the motion compensation circuit 39 converts the two past image data corresponding to the past and future I pictures or P pictures and the two motion vectors from the motion detection circuit 14. Based on this, predicted image data is generated, and the predicted image data is output to the subtracting circuit 31 and the adding circuit 38. Further, the difference between the output data of the FIFO memory 12 and the predicted image data from the motion compensation circuit 39 is obtained by the subtraction circuit 31, DCT is performed by the DCT circuit 32, the DCT coefficient is quantized by the quantization circuit 33, and the variable length is obtained. The output data of the quantization circuit 33 is variable length encoded by the encoding circuit 34, and the output data of the variable length encoding circuit 34 is temporarily held by the buffer memory 35 and output as compressed image data S2. Note that the B picture is not held in the motion compensation circuit 39.

なお、バッファメモリ35は、可変長符号化回路34より発生されるビット量を表す発生ビット量データS5 を符号化制御部15に送る。   The buffer memory 35 sends generated bit amount data S5 representing the bit amount generated by the variable length encoding circuit 34 to the encoding control unit 15.

符号化制御部15では、符号化難易度計算部42によって、イントラAC演算回路23からのイントラACデータS3 とME残差計算部41で算出したME残差より、符号化難易度を計算し、パラメータxを求め、VBVバッファ占有量計算部43によってVBVバッファの占有量を計算する。そして、目標符号量決定部44によって、パラメータxとVBVバッファ占有量計算部43によって算出されているVBVバッファの占有量とに基づいて目標符号量を計算し、量子化インデックス決定部45に送り、量子化インデックス決定部45によって、エンコーダ13における発生符号量が目標符号量決定部44によって決定された目標符号量となるように量子化回路33における量子化特性値に対応する量子化インデックスを決定し、量子化回路33に送る。   In the encoding control unit 15, the encoding difficulty level calculation unit 42 calculates the encoding difficulty level from the intra AC data S 3 from the intra AC calculation circuit 23 and the ME residual calculated by the ME residual calculation unit 41. The parameter x is obtained, and the VBV buffer occupation amount calculation unit 43 calculates the VBV buffer occupation amount. Then, the target code amount determination unit 44 calculates a target code amount based on the parameter x and the VBV buffer occupancy amount calculated by the VBV buffer occupancy calculation unit 43, and sends the target code amount to the quantization index determination unit 45. The quantization index determination unit 45 determines a quantization index corresponding to the quantization characteristic value in the quantization circuit 33 so that the generated code amount in the encoder 13 becomes the target code amount determined by the target code amount determination unit 44. To the quantization circuit 33.

次に、図5の流れ図を参照して、プリフィルタ部50の制御に関する動作について説明する。なお、図5では、簡単のために、空間フィルタ52の制御についてのみ示している。この動作では、まず、符号化難易度計算部42によって、符号化難易度を計算し、パラメータxを求める(ステップS101)。次に、プリフィルタ制御部51は、パラメータxの値に応じて、例えば図4に示した関係に基づいて、第1段階として、プリフィルタ(ここでは空間フィルタ52)の通過帯域幅を決める(ステップS102)。次に、プリフィルタ制御部51は、IピクチャとBピクチャの符号化難易度の比率yを計算し(ステップS103)、yの大きさを判定し(ステップS104)、yの大きさに応じて以下の処理を行う。すなわち、図4に示した例では、y≧4の場合には第1段階で決定された通過帯域幅を変更せず、3≦y<4のときは、第1段階で決定された通過帯域幅を0.5MHzだけ狭くし(ステップS105)、2≦y<3のときは、第1段階で決定された通過帯域幅を1.0MHzだけ狭くし(ステップS106)、y<2のときは、第1段階で決定された空間フィルタ52の通過帯域幅を1.5MHzだけ狭くする(ステップS107)。次に、プリフィルタ制御部51は、以上のようにして決定された通過帯域幅になるように、プリフィルタ(ここでは空間フィルタ52)の係数を設定し(ステップS108)、メインルーチンにリターンする。以上の動作は、各ピクチャ毎に行われる。   Next, operations related to the control of the prefilter unit 50 will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 5, only control of the spatial filter 52 is shown for simplicity. In this operation, first, the encoding difficulty level is calculated by the encoding difficulty level calculation unit 42 to obtain the parameter x (step S101). Next, the pre-filter control unit 51 determines the pass bandwidth of the pre-filter (here, the spatial filter 52) as the first stage based on the value of the parameter x, for example, based on the relationship shown in FIG. Step S102). Next, the prefilter control unit 51 calculates the ratio y of the encoding difficulty level between the I picture and the B picture (step S103), determines the magnitude of y (step S104), and according to the magnitude of y. The following processing is performed. That is, in the example shown in FIG. 4, the passband width determined in the first stage is not changed when y ≧ 4, and the passband determined in the first stage is satisfied when 3 ≦ y <4. The width is narrowed by 0.5 MHz (step S105), and when 2 ≦ y <3, the passband width determined in the first stage is narrowed by 1.0 MHz (step S106), and when y <2, The pass band width of the spatial filter 52 determined in the first stage is narrowed by 1.5 MHz (step S107). Next, the prefilter control unit 51 sets the coefficient of the prefilter (in this case, the spatial filter 52) so as to have the pass bandwidth determined as described above (step S108), and returns to the main routine. . The above operation is performed for each picture.

ここまでは、空間フィルタ52の制御について説明してきたが、時間フィルタ53の制御は、タップ係数の代わりに重み付け係数Kによって行う他は、空間フィルタ52の制御と同様である。なお、時間フィルタの特性を表す場合、図4における通過帯域幅の代わりに、縦軸には例えば重み付け係数Kをとる。Kの値が小さいほどフィルタはきつめになる。   Up to this point, the control of the spatial filter 52 has been described, but the control of the temporal filter 53 is the same as the control of the spatial filter 52 except that the weighting coefficient K is used instead of the tap coefficient. When representing the characteristics of the time filter, for example, a weighting coefficient K is used on the vertical axis instead of the passband width in FIG. The smaller the value of K, the tighter the filter.

以上説明したように本実施の形態に係る画像符号化装置によれば、入力画像信号をリアルタイムに符号化しながら、入力画像の符号化難易度に応じてプリフィルタ部50の特性を適応的に制御することができるので、入力画像の符号化難易度が大きいときには情報量を削減することによってブロック歪み等の目に付く歪みを軽減することができ、入力画像の符号化難易度が小さいときには情報量の削減による画質の劣化を防止することができる。更に、本実施の形態に係る画像符号化装置によれば、動き成分が大きいときにはプリフィルタをきつめにかけ、動き成分が小さいときにはプリフィルタを緩めにかけることができ、プリフィルタによるぼけに気付かれにくくしながら、復号化後の視覚的な画質の印象を向上させることができる。   As described above, according to the image encoding device according to the present embodiment, the characteristics of the prefilter unit 50 are adaptively controlled according to the encoding difficulty level of the input image while encoding the input image signal in real time. Therefore, it is possible to reduce visible distortion such as block distortion by reducing the amount of information when the input image is difficult to encode. When the input image is difficult to encode, the amount of information is reduced. It is possible to prevent the deterioration of the image quality due to the reduction of the image quality. Furthermore, according to the image coding apparatus according to the present embodiment, the pre-filter can be applied tightly when the motion component is large, and the pre-filter can be applied loosely when the motion component is small. While making it difficult, the impression of visual image quality after decoding can be improved.

図6は、本発明の第2の実施の形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る画像符号化装置は、MPEG方式の圧縮アルゴリズムとして有名なTM5(test model 5;ISO/IEC JTC/SC29(1993) )等で代表されるような、過去に圧縮符号化して得られた発生符号量に基づいて発生符号量の制御を行うフィードバック型のレート制御を行う構成の例である。   FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus according to the second embodiment of the present invention. The image coding apparatus according to the present embodiment has been subjected to compression coding in the past as represented by TM5 (test model 5; ISO / IEC JTC / SC29 (1993)), which is well known as an MPEG compression algorithm. It is an example of the structure which performs the feedback type rate control which controls the generated code amount based on the obtained generated code amount.

この画像符号化装置は、入力画像信号S1 を入力し、その情報量を削減するためのプリフィルタ部50と、このプリフィルタ部50の出力信号を入力し、圧縮符号化のための前処理等を行うエンコーダ制御部11と、このエンコーダ制御部11の出力データを入力し、ピクチャ毎にピクチャタイプに応じた符号化方法によって圧縮符号化して、圧縮画像データS2 を出力する符号化手段としてのエンコーダ13と、エンコーダ制御部11の出力データに基づいて動きベクトルを検出し、エンコーダ13に送る動き検出回路14と、エンコーダ13から出力される発生ビット量データS7 に基づいてエンコーダ13を制御する符号化制御部75と、この符号化制御部75からのデータに基づいて、プリフィルタ制御信号S6 によってプリフィルタ部50の特性を制御するプリフィルタ制御部51とを備えている。この画像符号化装置において、符号化制御部75以外の構成は、第1の実施の形態と同様である。   This image encoding apparatus receives an input image signal S1, inputs a prefilter unit 50 for reducing the amount of information, and an output signal of the prefilter unit 50, and performs preprocessing for compression encoding, etc. An encoder control unit 11 for performing the encoding, and an encoder as an encoding unit that inputs the output data of the encoder control unit 11 and performs compression encoding by an encoding method according to the picture type for each picture, and outputs compressed image data S2 13 and a motion detection circuit 14 that detects a motion vector based on the output data of the encoder control unit 11 and sends the motion vector to the encoder 13, and an encoding that controls the encoder 13 based on the generated bit amount data S7 output from the encoder 13. Based on the control unit 75 and the data from the encoding control unit 75, a prefilter is generated by a prefilter control signal S6. And a pre-filter control unit 51 for controlling the characteristics of 50. In this image encoding device, the configuration other than the encoding control unit 75 is the same as that of the first embodiment.

符号化制御部75は、エンコーダ13の可変長符号化回路34から出力される発生ビット量データS7 に基づいて符号化難易度を算出する符号化難易度計算部46と、この符号化難易度計算部46によって算出された符号化難易度に基づいて、目標符号量を決定する目標符号量決定部44と、エンコーダ13における発生符号量が目標符号量決定部44によって決定された目標符号量となるように量子化回路33における量子化特性値に対応する量子化インデックスを決定し、量子化回路33に送る量子化インデックス決定部45とを備えている。   The encoding control unit 75 calculates an encoding difficulty level based on the generated bit amount data S7 output from the variable length encoding circuit 34 of the encoder 13, and calculates the encoding difficulty level. Based on the encoding difficulty calculated by the unit 46, the target code amount determination unit 44 that determines the target code amount, and the generated code amount in the encoder 13 becomes the target code amount determined by the target code amount determination unit 44. As described above, the quantization index determining unit 45 that determines the quantization index corresponding to the quantization characteristic value in the quantization circuit 33 and sends the quantization index to the quantization circuit 33 is provided.

なお、プリフィルタ制御部51は、符号化制御部15における符号化難易度計算部46によって算出された符号化難易度に基づいてプリフィルタ部50を制御するようになっている。   Note that the prefilter control unit 51 controls the prefilter unit 50 based on the encoding difficulty level calculated by the encoding difficulty level calculation unit 46 in the encoding control unit 15.

本実施の形態では、符号化難易度計算部46で算出する符号化難易度として、符号化が終了したピクチャのグローバル・コンプレキシティ(Global Complexity )を用いている。なお、グローバル・コンプレキシティとは、画面の複雑さを示すパラメータであり、具体的にはピクチャの圧縮符号化時の発生符号量とピクチャの圧縮符号化時の平均量子化スケールコード(量子化特性値)との積として求められる(例えば、オーム社発行の「テレビジョン学会マルチメディア選書 MPEG」の第111ページ参照。)。   In the present embodiment, the global complexity of a picture that has been encoded is used as the encoding difficulty level calculated by the encoding difficulty level calculation unit 46. Global complexity is a parameter indicating the complexity of the screen. Specifically, the generated code amount at the time of picture compression encoding and the average quantization scale code at the time of picture compression encoding (quantization) (See, for example, page 111 of “Television Society Multimedia Selection MPEG” published by Ohm Co.).

本実施の形態におけるその他の動作および効果は、第1の実施の形態と同様である。   Other operations and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、例えば、符号化難易度に基づいてプリフィルタ部50を制御する際に、実施の形態で用いたパラメータxや比率y、あるいはグローバル・コンプレキシティの他に、符号化難易度が増加傾向にあるのか減少傾向にあるのかという変化傾向の情報も加えて判定することで、今後の入力画像の絵柄の難しさの予測精度を更に向上させて、プリフィルタ部50の制御をより適切に行うことが可能となる。なお、符号化難易度の変化傾向の情報は、例えば、時系列的に求まった符号化難易度を最小自乗法等により直線近似し、その傾きから求めることができる。この場合、符号化難易度の変化傾向の情報は、例えば、符号化難易度計算部42,46において求める。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, when the prefilter unit 50 is controlled based on the encoding difficulty level, the parameters x and ratio y used in the embodiments, or the global In addition to complexity, it is possible to further improve the accuracy of predicting the difficulty of the pattern of the input image in the future by determining whether the coding difficulty level is increasing or decreasing. Accordingly, the prefilter unit 50 can be controlled more appropriately. The information of the change tendency of the encoding difficulty level can be obtained from, for example, a linear approximation of the encoding difficulty level obtained in time series by the least square method or the like and the inclination thereof. In this case, the information on the change tendency of the encoding difficulty level is obtained by, for example, the encoding difficulty level calculation units 42 and 46.

また、第1の実施の形態では、図2に示したように、エンコーダ13の他に別のエンコーダを設けることなく、圧縮符号化する前の画像データの特徴に基づいて発生符号量の制御を行うフィードフォワード型のレート制御を行う構成としたが、本発明は、圧縮符号化後のデータ量を見積もるためにエンコーダ13とは別の1パス目のエンコーダを設けて、この1パス目のエンコーダによって圧縮符号化することによって見積もられたデータ量に基づいて2パス目のエンコーダ13における発生符号量の制御を行うフィードフォワード型のレート制御を行う構成にも適用することができる。この場合には、1パス目のエンコーダによって圧縮符号化することによって得られた発生符号量に基づいて符号化難易度を求めることが可能である。   Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the generated code amount is controlled based on the characteristics of the image data before compression encoding without providing another encoder in addition to the encoder 13. Although the feedforward type rate control is performed, the present invention provides a first-pass encoder different from the encoder 13 in order to estimate the amount of data after compression encoding. The present invention can also be applied to a configuration that performs feed-forward type rate control that controls the amount of generated code in the encoder 13 in the second pass based on the amount of data estimated by compression encoding. In this case, it is possible to obtain the encoding difficulty level based on the generated code amount obtained by compression encoding with the first-pass encoder.

また、第2の実施の形態のようなフィードバック型のレート制御を行う構成において、既に圧縮符号化したピクチャの符号化難易度に基づいて、直線近似等によって今後の数枚分のピクチャの符号化難易度を予測し、この予測した符号化難易度に基づいてプリフィルタ部50を制御するようにしても良い。   Further, in the configuration that performs feedback type rate control as in the second embodiment, encoding of several pictures in the future by linear approximation or the like based on the encoding difficulty level of a picture that has already been compression-encoded. The difficulty level may be predicted, and the pre-filter unit 50 may be controlled based on the predicted encoding difficulty level.

更に、フィードフォワード型のレート制御を行う構成において直線近似等によって符号化難易度の変化傾向を求める場合や、フィードバック型のレート制御を行う構成において直線近似等によって今後の数枚分のピクチャの符号化難易度を予測する場合において、シーンチェンジ時には符号化難易度の連続性がなくなるので、シーンチェンジ時には、符号化難易度の変化傾向を求める処理や符号化難易度を予測する処理をシーンチェンジ前までで完結させ、シーンチェンジ後に新たに処理を行うようにすれば、より精度が向上する。   In addition, when the feed forward type rate control configuration is used to determine the changing tendency of the encoding difficulty level by linear approximation, etc. When predicting the difficulty level of encoding, the continuity of the encoding difficulty level is lost at the time of a scene change. Therefore, at the time of a scene change, the process for obtaining the change tendency of the encoding difficulty level and the process of predicting the encoding difficulty level are performed before the scene change. If the process is completed and new processing is performed after a scene change, the accuracy will be improved.

また、言うまでもなく、図4はプリフィルタの特性の一例を表したものでありプリフィルタの特性は適宜に設定することができる。   Needless to say, FIG. 4 shows an example of the characteristics of the prefilter, and the characteristics of the prefilter can be set as appropriate.

また、符号化難易度は、実施の形態で挙げたイントラAC,ME残差,グローバル・コンプレキシティ等を用いたものに限らず、ピクチャの符号化の難易度を表すものであれば、他のパラメータでも良い。また、動き成分を表すパラメータも、実施の形態で挙げた比率y=DI /DB に限らず、入力画像データにおける動きの大きさを表すものであれば、他のパラメータでも良い。例えば、最新のPピクチャの符号化難易度DP と最新のIピクチャの符号化難易度DI との比率DI /DP を用いても良い。   In addition, the encoding difficulty level is not limited to the one using the intra AC, ME residual, global complexity, or the like described in the embodiment, but may be any other value that represents the difficulty level of picture encoding. The parameters may be used. Also, the parameter representing the motion component is not limited to the ratio y = DI / DB mentioned in the embodiment, but may be any other parameter as long as it represents the magnitude of motion in the input image data. For example, the ratio DI / DP between the encoding difficulty level DP of the latest P picture and the encoding difficulty level DI of the latest I picture may be used.

また、実施の形態ではプリフィルタ部50が空間フィルタ52と時間フィルタ53の双方を有する例を挙げたが、本発明は、プリフィルタとして空間フィルタと時間フィルタのいずれか一方をのみを有する画像符号化装置にも適用することができる。   In the embodiment, the prefilter unit 50 includes both the spatial filter 52 and the temporal filter 53. However, the present invention provides an image code having only one of the spatial filter and the temporal filter as the prefilter. The present invention can also be applied to a conversion apparatus.

本発明の第1の実施の形態に係る画像符号化装置の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the image coding apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る画像符号化装置の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the image coding apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1における符号化制御部およびプリフィルタ制御部を実現するコンピュータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the computer which implement | achieves the encoding control part and pre-filter control part in FIG. 図1におけるプリフィルタ制御部の機能を説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the function of the pre filter control part in FIG. 本発明の第1の実施の形態に係る画像符号化装置におけるプリフィルタ部の制御に関する動作を示す流れ図である。5 is a flowchart showing an operation related to control of a prefilter unit in the image coding apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image coding apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. プリフィルタを有する画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the image coding apparatus which has a pre filter.

符号の説明Explanation of symbols

11…エンコーダ制御部、12…FIFOメモリ、13…エンコーダ、14…動き検出回路、15…符号化制御部、16…CPU、17…ROM、18…RAM、23…イントラAC演算回路、31…減算回路、32…DCT回路、33…量子化回路、34…可変長符号化回路、35…バッファメモリ、36…逆量子化回路、37…逆DCT回路、39…動き補償回路、41…ME残差計算部、42…符号化難易度計算部、43…VBVバッファ占有量計算部、44…目標符号量決定部、45…量子化インデックス決定部、50…プリフィルタ、51…プリフィルタ制御部、52…空間フィルタ、53…時間フィルタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Encoder control part, 12 ... FIFO memory, 13 ... Encoder, 14 ... Motion detection circuit, 15 ... Encoding control part, 16 ... CPU, 17 ... ROM, 18 ... RAM, 23 ... Intra AC arithmetic circuit, 31 ... Subtraction Circuit 32... DCT circuit 33 33 quantization circuit 34 variable length coding circuit 35 buffer memory 36 inverse quantization circuit 37 inverse DCT circuit 39 motion compensation circuit 41 ME residual Calculation unit, 42... Encoding difficulty level calculation unit, 43... VBV buffer occupancy calculation unit, 44... Target code amount determination unit, 45 ..Quantization index determination unit, 50. ... spatial filter, 53 ... time filter.

Claims (8)

画像データを符号化して符号化画像データを生成する符号化装置であって、
前記画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するプリフィルタと、
前記画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じて前記通過帯域幅が狭くなるように変更するフィルタ帯域変更手段と、
前記プリフィルタによってフィルタ処理された画像データを符号化して前記符号化画像データを生成する符号化手段と
を備えたことを特徴とする符号化装置。
An encoding device that generates encoded image data by encoding image data,
A pre-filter for filtering the image data with a predetermined pass bandwidth;
Filter band changing means for changing the pass bandwidth so that the parameter representing the motion component of the image data becomes larger;
An encoding apparatus comprising: encoding means for encoding the image data filtered by the prefilter to generate the encoded image data.
画像データを符号化して符号化画像データを生成する符号化方法であって、
前記画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じてプリフィルタの通過帯域幅が狭くなるように変更するフィルタ帯域変更手順と、
前記プリフィルタによってフィルタ処理された画像データを符号化して前記符号化画像データを生成する符号化手順と
を含むことを特徴とする符号化方法。
An encoding method for generating encoded image data by encoding image data,
A filter band changing procedure for changing so that the pass bandwidth of the pre-filter decreases as the parameter representing the motion component of the image data increases;
And a coding procedure for coding the image data filtered by the pre-filter to generate the coded image data.
画像データを符号化して符号化画像データを生成する符号化装置であって、
前記画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するプリフィルタと、
前記画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じて前記通過帯域幅が広くなるように変更するフィルタ帯域変更手段と、
前記プリフィルタによってフィルタ処理された画像データを符号化して前記符号化画像データを生成する符号化手段と
を備えたことを特徴とする符号化装置。
An encoding device that generates encoded image data by encoding image data,
A pre-filter for filtering the image data with a predetermined pass bandwidth;
Filter band changing means for changing the pass bandwidth so that the parameter representing the motion component of the image data becomes smaller;
An encoding apparatus comprising: encoding means for encoding the image data filtered by the prefilter to generate the encoded image data.
画像データを符号化して符号化画像データを生成する符号化方法であって、
前記画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じてプリフィルタの通過帯域幅が広くなるように変更するフィルタ帯域変更手順と、
前記プリフィルタによってフィルタ処理された画像データを符号化して前記符号化画像データを生成する符号化手順と
を含むことを特徴とする符号化方法。
An encoding method for generating encoded image data by encoding image data,
A filter band changing procedure for changing the pre-filter pass bandwidth so that the parameter representing the motion component of the image data becomes smaller;
And a coding procedure for coding the image data filtered by the pre-filter to generate the coded image data.
画像データをフィルタ処理するフィルタ処理装置であって、
前記画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するプリフィルタと、
前記画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じて前記通過帯域幅が狭くなるように変更するフィルタ帯域変更手段と
を備えたことを特徴とするフィルタ処理装置。
A filtering device for filtering image data,
A pre-filter for filtering the image data with a predetermined pass bandwidth;
A filter processing apparatus comprising: a filter band changing unit that changes the pass bandwidth so that the parameter representing the motion component of the image data becomes larger.
画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するフィルタ処理方法であって、
前記画像データの動き成分を表すパラメータが大きくなるのに応じて前記通過帯域幅が狭くなるように変更するフィルタ帯域変更手順を含む
ことを特徴とするフィルタ処理方法。
A filtering method for filtering image data with a predetermined pass bandwidth,
A filter processing method comprising: a filter band changing procedure for changing the pass bandwidth so that the parameter representing the motion component of the image data becomes larger.
画像データをフィルタ処理するフィルタ処理装置であって、
前記画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するプリフィルタと、
前記画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じて前記通過帯域幅が広くなるように変更するフィルタ帯域変更手段と
を備えたことを特徴とするフィルタ処理装置。
A filtering device for filtering image data,
A pre-filter for filtering the image data with a predetermined pass bandwidth;
A filter processing apparatus comprising: a filter band changing unit that changes the pass bandwidth so that the parameter representing the motion component of the image data becomes small.
画像データを所定の通過帯域幅でフィルタ処理するフィルタ処理方法であって、
前記画像データの動き成分を表すパラメータが小さくなるのに応じて前記通過帯域幅が広くなるように変更するフィルタ帯域変更手順を含む
ことを特徴とするフィルタ処理方法。
A filtering method for filtering image data with a predetermined pass bandwidth,
A filter processing method comprising: a filter band changing procedure for changing the pass bandwidth so that the parameter representing the motion component of the image data becomes small.
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