JP2007135101A - Rate converting apparatus for moving picture - Google Patents
Rate converting apparatus for moving picture Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007135101A JP2007135101A JP2005327945A JP2005327945A JP2007135101A JP 2007135101 A JP2007135101 A JP 2007135101A JP 2005327945 A JP2005327945 A JP 2005327945A JP 2005327945 A JP2005327945 A JP 2005327945A JP 2007135101 A JP2007135101 A JP 2007135101A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- information
- encoding
- conversion
- moving image
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、動画像のレート変換装置に係り、特に、任意の伝送ビットレートに符号化されて入力される動画像を、より低ビットレートに変換して出力する動画像のレート変換装置に関する。 The present invention relates to a moving image rate conversion device, and more particularly, to a moving image rate conversion device that converts a moving image encoded with an arbitrary transmission bit rate to a lower bit rate and outputs the converted moving image.
符号化動画像データのビットレートの変換は、比較的高いビットレートで符号化された動画像を、より低いビットレートのネットワークなどを介して配信する場合などにおいて有効である。 The conversion of the bit rate of encoded moving image data is effective in the case where a moving image encoded at a relatively high bit rate is distributed via a network having a lower bit rate.
従来、符号化動画像データの代表的なビットレート変換方式として、図11に示した方式が知られている。同図(a)に示した第1の従来技術は、符号化された動画像を可変長復号化部51で復号化した後に逆量子化部52で逆量子化し、さらに逆DCT変換部53で逆DCT変換を行って画素レベルまで戻し、改めてDCT変換部54、量子化部55および可変長符号化部56で所望のビットレートに変換する方式である。
Conventionally, the system shown in FIG. 11 is known as a typical bit rate conversion system for encoded moving image data. In the first prior art shown in FIG. 6A, the encoded moving image is decoded by the variable
同図(b)に示した第2の従来技術は、特許文献1に開示された変換方式であり、符号化動画像を可変長復号化部61で復号化した後に再量子化部62でDCT係数を逆量子化し、新たに量子化パラメータを設定して再量子化を行い、可変長符号化部63で再符号化する方式である。
動画像の符号化効率を評価する指標として、符号化ひずみDi(原画像と再生画像との二乗誤差)および発生符号量Riを次式(1)に代入して求められる符号化コストJiが知られている。なお、λは量子化パラメータに基づいて決定される定数である。
Ji=Di+λ・Ri ・・・(1)
As an index for evaluating the coding efficiency of moving images, the coding cost Ji obtained by substituting the coding distortion Di (the square error between the original image and the reproduced image) and the generated code amount Ri into the following equation (1) is known. It has been. Note that λ is a constant determined based on the quantization parameter.
Ji = Di + λ ・ Ri (1)
動画像のビットレートを変換する際に、第1の従来技術では動画像が画素レベルまで戻されるので、符号化コストを小さくできる可能性が高くなる反面、再符号化に多くの演算量を伴うので処理時間が長くなる傾向がある。これに対して、第2の従来技術では再符号化が不要なので、演算量が少なくなって処理時間を短縮できる反面、MB(マクロブロッック)情報やMV(動きベクトル)情報といったサイド情報が変更されないので、符号化コストが第1の従来技術に較べて大きくなる傾向にある。このように、従来のビットレート変換方式には一長一短があり、符号化コストと処理時間とを適正化することが難しかった。 When converting the bit rate of the moving image, the moving image is returned to the pixel level in the first prior art, so that the possibility of reducing the encoding cost is increased, but re-encoding involves a large amount of calculation. Therefore, the processing time tends to be long. On the other hand, since the second prior art does not require re-encoding, the amount of calculation can be reduced and the processing time can be shortened. However, side information such as MB (macroblock) information and MV (motion vector) information is not changed. The encoding cost tends to be higher than that of the first prior art. As described above, the conventional bit rate conversion method has advantages and disadvantages, and it has been difficult to optimize encoding cost and processing time.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、符号化動画像のビットレート変換において、動画像の視覚的な劣化を最小限に抑えつつ、符号化コストと処理時間とを適正化できる動画像のレート変換装置を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and optimize encoding cost and processing time while minimizing visual degradation of moving images in bit rate conversion of encoded moving images. An object of the present invention is to provide a moving image rate conversion device that can perform this.
上記した目的を達成するために、本発明は、動画像の伝送ビットレートを変換する動画像のレート変換装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
(1)動画像を画素レベルまで復号化して再符号化する過程でレート変換する再符号化手段と、動画像を逆量子化して再量子化する過程でレート変換する再量子化手段と、前記再符号化手段および再量子化手段のいずれか一方を選択する変換方式選択手段とを具備したことを特徴とする。
(2)前記変換方式選択手段が、再符号化対象となる情報および再量子化対象となる情報の少なくとも一方のビット量に基づいて、いずれか一方の変換手段を選択することを特徴とする。
(3)前記変換方式選択手段が、レート変換前の量子化パラメータとレート変換後の量子化パラメータとの差分値を基準差分値と比較し、この差分値が基準差分値を超えていれば再符号化手段を選択し、超えていなければ再量子化手段を選択することを特徴とする。
(4)前記変換方式選択手段が、動きベクトル情報(MV情報)のビット量が所定の第1閾値を下回っていれば再量子化手段を選択し、下回っていなければ再符号化手段を選択することを特徴とする。
(5)前記変換方式選択手段が、DCT係数のビット量から予測符号化モード情報(MB情報)のビット量を減じた差分値が所定の第2閾値を上回っていれば再量子化手段を選択し、上回っていなければ再符号化手段を選択することを特徴とする。
(6)前記変換方式選択手段が、予測符号化モード情報(MB情報)の符号化状態を判定し、MB情報が適正に符号化されていれば再量子化手段を選択し、適正に符号化されていなければ再符号化手段を選択することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention is characterized in that the following measures are taken in a moving image rate conversion device for converting the transmission bit rate of moving images.
(1) Re-encoding means for rate conversion in the process of decoding and re-encoding the moving image to the pixel level, re-quantization means for rate conversion in the process of de-quantizing and re-quantizing the moving image, It is characterized by comprising a conversion method selection means for selecting one of the re-encoding means and the re-quantization means.
(2) The conversion method selection means selects one of the conversion means based on at least one bit amount of information to be recoded and information to be requantized.
(3) The conversion method selection means compares the difference value between the quantization parameter before rate conversion and the quantization parameter after rate conversion with a reference difference value, and if the difference value exceeds the reference difference value, The encoding means is selected, and if it does not exceed, the requantization means is selected.
(4) The conversion method selection means selects the re-quantization means if the bit amount of the motion vector information (MV information) is below a predetermined first threshold, and selects the re-encoding means if it is not below It is characterized by that.
(5) If the difference value obtained by subtracting the bit amount of the prediction coding mode information (MB information) from the bit amount of the DCT coefficient exceeds the predetermined second threshold, the conversion method selection unit selects the re-quantization unit. If it does not exceed, re-encoding means is selected.
(6) The conversion method selection means determines the encoding state of the predictive coding mode information (MB information), and if MB information is properly encoded, selects the re-quantization means and encodes it appropriately. If not, the re-encoding means is selected.
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)ビットレートを変換する機能として、動画像を画素レベルまで復号化して再符号化する過程でレート変換し、処理時間が長いものの符号化コストを小さくできる再符号化手段と、動画像を逆量子化して再量子化する過程でレート変換し、符号化コストでは劣るものの処理時間の短い再量子化手段とを設け、各変換手段を選択的に使い分けるようにしたので、符号化コストと処理時間との適正化が可能になる。
(2)再符号化対象となる情報および再量子化対象となる情報の少なくとも一方のビット量に基づいて、いずれか一方の変換手段を選択するようにしたので、再量子化対象となる情報のビット量が多い場合に再量子化手段が選択されるようにすれば、符号化コストを上昇させることなく処理時間を短縮できる。また、再符号化対象となる情報のビット量が多い場合に再符号化手段が選択されるようにすれば符号化コストを抑えられる。
(3)レート変換前の量子化パラメータとレート変換後の量子化パラメータとの差分値が大きく、再量子化手段により変換対象とされる情報のビット量が少ない場合には再符号化手段が選択されるようにしたので、前記差分値が大きい場合でも符号化コストを抑えられる。
(4)動きベクトル情報(MV情報)のビット量が小さく、再符号化手段でも再量子化手段でも符号化コストに大きな差が生じない場合には再量子化手段が選択されるようにしたので、符号化コストを増加させることなく処理時間を短縮できる。
(5)DCT係数情報のビット量から予測符号化モード情報(MB情報)のビット量を減じた差分値が大きく、再量子化手段によるレート変換でも符号化コストを抑えられる場合には再量子化手段が選択されるようにしたので、短い処理時間で低い符号化コストを達成できる。
(6)予測符号化モード情報(MB情報)の符号化コストが低くく、再符号化手段でも再量子化手段でも符号化コストに大きな差が生じない場合には再量子化手段が選択されるようにしたので、符号化コストを上昇させることなく処理時間を短縮できる。
According to the present invention, the following effects are achieved.
(1) As a function of converting the bit rate, rate conversion is performed in the process of decoding and re-encoding the moving image to the pixel level, re-encoding means that can reduce the encoding cost although the processing time is long, and the moving image The rate conversion is performed in the process of dequantization and requantization, and the requantization means with a short processing time is provided, although the encoding cost is inferior, and each conversion means is selectively used. Optimization with time becomes possible.
(2) Since one of the transform means is selected based on the bit amount of at least one of the information to be recoded and the information to be requantized, the information to be requantized If the requantization means is selected when the bit amount is large, the processing time can be shortened without increasing the coding cost. Further, if the re-encoding means is selected when the bit amount of information to be re-encoded is large, the encoding cost can be suppressed.
(3) If the difference value between the quantization parameter before rate conversion and the quantization parameter after rate conversion is large and the bit amount of information to be converted by the requantization means is small, the recoding means selects As a result, the encoding cost can be reduced even when the difference value is large.
(4) If the bit amount of motion vector information (MV information) is small and there is no significant difference in coding cost between the re-encoding means and the re-quantizing means, the re-quantizing means is selected. The processing time can be shortened without increasing the coding cost.
(5) Requantization when the difference between the bit amount of DCT coefficient information and the bit amount of predictive coding mode information (MB information) is large and the coding cost can be reduced even by rate conversion by requantization means Since the means is selected, a low coding cost can be achieved in a short processing time.
(6) If the coding cost of predictive coding mode information (MB information) is low and there is no significant difference in coding cost between the re-coding means and the re-quantizing means, the re-quantizing means is selected. As a result, the processing time can be shortened without increasing the coding cost.
以下、図面を参照して本発明の最良の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明に係る動画像のレート変換装置の構成を示した機能ブロック図である。ここでは、汎用動画像符号化の国際標準であるMPEG方式で符号化圧縮された動画像データの伝送レート変換方法について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の方式により符号化圧縮された動画像データに対しても、同様な処理により伝送レートを変換できる。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a moving image rate conversion apparatus according to the present invention. Here, a transmission rate conversion method for moving image data encoded and compressed by the MPEG method, which is an international standard for general-purpose moving image encoding, will be described, but the present invention is not limited to this, and other methods are used. The transmission rate can be converted by the same process for the encoded and compressed moving image data.
可変長復号化部1には、各フレームがマクロブロック単位で予測符号化された動画像がフレーム単位で入力される。可変長復号化部1は動画像を可変長復号化し、量子化パラメータQP、量子化されたDCT係数情報COEF1、マクロブロックの予測符号化モードを代表するMB情報、マクロブロック毎の動きベクトルを代表するMV情報および各種ヘッダ情報(シーケンス層、GOP層、ピクチャ層、スライス層)を抽出する。目標量子化パラメータ変換部2は、前記可変長復号化部1で抽出された量子化パラメータQPを、ビットレート変換後の量子化パラメータの目標値(目標量子化パラメータ)QPtに変換する。
The variable length decoding unit 1 receives a moving image in which each frame is predictively encoded in units of macroblocks in units of frames. The variable length decoding unit 1 performs variable length decoding of a moving image, and represents a quantization parameter QP, quantized DCT coefficient information COEF1, MB information representing a macroblock prediction coding mode, and a motion vector for each macroblock. MV information and various header information (sequence layer, GOP layer, picture layer, slice layer) are extracted. The target quantization
再符号化部4は動画像を画素レベルまで復号化し、これを再符号化する過程でビットレート変換を実施する。この再符号化方式によるレート変換では、再符号化の際に多くの演算量が必要になるもの符号化コストを低く抑えられる可能性が高い。再量子化部5は動画像を逆量子化し、これを再量子化する過程でビットレート変換を実施する。この再量子化方式によるレート変換では、再符号化に較べて符号化コストが上昇するものの少ない演算量での処理が可能になる。
The re-encoding unit 4 decodes the moving image to the pixel level, and performs bit rate conversion in the process of re-encoding it. In the rate conversion based on this re-encoding method, a large amount of calculation is required for re-encoding, and there is a high possibility that the encoding cost can be kept low. The
変換方式選択部3には、前記可変長復号化部1で抽出された量子化パラメータQP、DCT係数情報COEF1、MB情報、MV情報および各種ヘッダ情報、ならびに前記目標量子化パラメータ変換部2から送られた目標量子化パラメータQPt等が入力され、後に詳述するように、前記再符号化部4および再量子化部5のいずれか一方を、再符号化対象となる情報および再量子化対象となる情報のビット量に基づいて選択する。
The conversion method selection unit 3 sends the quantization parameter QP, DCT coefficient information COEF1, MB information, MV information and various header information extracted by the variable length decoding unit 1, and the target quantization
図2は、前記再量子化部5の一例を示したブロック図である。差分画像メモリ部501には、動きベクトル情報MVが入力される。逆量子化部502には、量子化パラメータQPおよび量子化されたDCT係数情報COEF1が入力される。前記逆量子化部502に入力された量子化パラメータQPおよび量子化されたDCT係数情報COEF1は、通常の逆量子化手法を用いてDCT係数情報COEF2に変換される。逆量子化されたDCT係数情報COEF2はDCT係数加算部503およびDCT係数減算部507に送られる。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the
DCT係数加算部503では、DCT係数情報COEF2、MB情報MBおよびDCT変換部513から入力される差分フレームのDCT係数COEF4を用いて新たなDCT係数情報COEF3が生成される。再量子化部504では、DCT係数加算部503から入力されるDCT係数情報COEF3および目標量子化パラメータQPtを用いてDCT係数情報の再量子化が行われ、新たにDCT係数情報COEF5が生成される。目標量子化パラメータQPtは、前記可変長復号化部1でのレート制御によって求められ、この再量子化部504では、例えばMPEG-2のTM5(Test Model 5)で規定された量子化方式を適用することができる。
DCT
再量子化により生成されたDCT係数情報COEF5は、前記可変長復号化部1から送られたヘッダ情報および目標量子化パラメータQPtと共に可変長符号化部505で可変長符号化され、新たな動画像として出力される。このとき、ヘッダ情報については元の動画像から抽出された情報と同じ情報を用いるが、ビットレート、VBVバッファサイズおよびVBVディレイなどの情報は、新しい動画像のビットレートに対応させて再計算される。
The DCT coefficient information COEF5 generated by requantization is variable-length encoded by the variable-
前記DCT係数情報COEF5および目標量子化パラメータQPtは逆量子化部506へ入力される。逆量子化部506では、DCT係数情報COEF5および目標量子化パラメータQPtを用いて逆量子化が行われてDCT係数情報COEF6が生成される。逆量子化されたDCT係数情報COEF6はDCT係数減算部507に送られる。
The DCT coefficient information COEF5 and the target quantization parameter QPt are input to the inverse quantization unit 506. The inverse quantization unit 506 performs inverse quantization using the DCT coefficient information COEF5 and the target quantization parameter QPt to generate DCT coefficient information COEF6. The inversely quantized DCT coefficient information COEF6 is sent to the DCT
DCT係数減算部507では、DCT係数情報COEF2からDCT係数情報COEF6を減算して差分DCT係数情報DCOEF1が生成される。この差分DCT係数情報DCOEF1は逆DCT変換部509へ入力される。逆DCT変換部509では、入力されたDCOEF1に対して差分画素を生成する情報源復号、すなわち逆DCT変換が施されて差分画素データDPIX1が生成される。この差分画素データDPIX1は差分フレーム加算部510に送られる。差分フレーム加算部510では、逆DCT変換部509から入力された差分画素データDPIX1および差分画像メモリ部501から入力された差分動き補償予測画素データDPIX2がMB(予測符号化モード)情報に基づいて加算され、新たな差分画素データDPIX3が求められる。
The DCT
差分画像メモリ部501では、フレームの符号化タイプが画像内符号化画像(Iピクチャ)または順方向画像間予測符号化画像(Pピクチャ)であれば、各マクロブロックが対応するアドレスに格納される。差分画像メモリ部501ではさらに、可変長復号化部1からMV(動きベクトル)情報が入力された場合、すなわちマクロブロックの予測符号化モード情報MBがインター符号化モードのとき、差分画像メモリ部501内の差分画素データDPIX3および動きベクトルMVを用いて、通常の動き補償予測と同様の方式により差分動き補償予測画素データDPIX2が求められ、これが差分フレーム加算部510に送られる。MB情報がイントラ符号化モードであれば、動きベクトルは存在しないので動き補償予測は行われない。DCT変換部513では、差分動き補償予測画素データDPIX2が情報源符号化、すなわちDCT変換され、差分フレームのDCT係数情報COEF4が生成される。この差分フレームのDCT係数情報COEF4は前記DCT係数加算部503に入力される。
In the difference
このような構成の再量子方式によれば、DCT係数減算部507において、伝送レート変換前のDCT係数情報COEF2から変換後のDCT係数情報COEF6を減算して、伝送レート変換前と変換後の誤差分である差分DCT係数情報DCOEF1が生成され、この差分が逆DCT変換部9で逆DCT変換され、動き補償予測により伝送レート変換前と変換後の参照画像の誤差分が求められ、この誤差分がDCT変換部13でDCT変換され、伝送レート変換前の予測誤差画像のDCT係数にフィードバックされるので、前記誤差分が補正され、再量子化に伴う誤差の蓄積を防止することができるようになる。
According to the re-quantization scheme having such a configuration, the DCT
図3は、前記再符号化部4の一例を示したブロック図である。逆量子化部401には、量子化パラメータQP、量子化されたDCT係数情報COEF1、予測符号化モード情報MBおよびヘッダ情報が入力される。これらの情報は、逆量子化部401、逆DCT変換部402および加算器412を経て、画素レベルまで復号化されたビデオ情報に変換される。このビデオ情報は画像並び替え部403に入力されるとともに画像メモリ部408に入力される。画像メモリ部408から読み出されたフレームデータは、動き補償予測部407で動きベクトル情報MVを用いて動き補償された後、加算器412に入力される。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the re-encoding unit 4. The
DCT変換部404は、減算器413からの入力をブロック単位でDCT係数に変換する。これにより生成されたDCT係数は量子化部405に入力される。量子化部405では、目標量子化パラメータQPtに基づいてビット削減のための再量子化が行われる。量子化部405で再量子化されたDCT係数は可変長符号化部406で可変長符号化され、ビットレート変換された動画像として出力される。
The
また、量子化部405の出力は逆量子化部409および逆DCT変換部410を経て加算器414に入力される。加算器414は予測画面を生成し、生成された予測画面は画像メモリ部予測器411に入力される。画像メモリ部予測器411から読み出された予測画面は前記減算器413および加算器414に入力される。
The output of the
図4は、前記変換方式選択部3におけるビットレート変換方式の選択手順を示したフローチャートであり、ステップS1では、目標量子化パラメータQPtから現在の量子化パラメータQPを減じて差分値ΔQPが求められる。ステップS2では、ステップS1で求められた差分値ΔQPと所定の基準差分値ΔQPrefとが比較される。差分値ΔQPが基準差分値ΔQPrefを超えていれば、ステップS3へ進んで再符号化方式が選択される。これに対して、差分値ΔQPが基準差分値ΔQPrefを超えていなければステップS4へ進み、再量子化方式が選択される。 FIG. 4 is a flowchart showing the selection procedure of the bit rate conversion method in the conversion method selection unit 3. In step S1, the current quantization parameter QP is subtracted from the target quantization parameter QPt to obtain the difference value ΔQP. . In step S2, the difference value ΔQP obtained in step S1 is compared with a predetermined reference difference value ΔQPref. If the difference value ΔQP exceeds the reference difference value ΔQPref, the process proceeds to step S3 and a re-encoding method is selected. On the other hand, if the difference value ΔQP does not exceed the reference difference value ΔQPref, the process proceeds to step S4, and the requantization method is selected.
図5,6は、上記のように量子化パラメータQPに基づいてビットレート変換方式を選択することにより、符号化コストと処理速度とが適正化される仕組みを模式的に示した図である。 5 and 6 are diagrams schematically showing a mechanism for optimizing the coding cost and the processing speed by selecting the bit rate conversion method based on the quantization parameter QP as described above.
すなわち、符号化により発生するビット量は、図5(a)に示したように、DCT係数情報のビット量aと、MB情報やMV情報を含むサイド情報のビット量bとに依存する。そして、前記再量子化部5による再量子化では、DCT係数情報のみが減ぜられてサイド情報は変更されることなく固定であるのに対して、前記再符号化部4による再符号化では、DCT係数情報のみならずサイド情報も含めてビット量が最適化される。
That is, as shown in FIG. 5A, the bit amount generated by encoding depends on the bit amount a of DCT coefficient information and the bit amount b of side information including MB information and MV information. In the re-quantization by the
再量子化では量子化パラメータ(QP値)が大きくなるほど量子化ステップが大きくなるので量子化誤差が多くなるものの符号化効率は向上する。そして、この符号化効率の向上にしたがってDCT係数情報のビット量aが減少すれば、同図(b)に示したように、発生ビット量に占めるサイド情報の割合が大きくなる。したがって、QP値がある程度大きくなると、QP値の増加率に対する発生ビット量の減少の程度が小さくなるので符号化効率の改善効果が低下してしまう。 In the requantization, the quantization step increases as the quantization parameter (QP value) increases, so that although the quantization error increases, the coding efficiency is improved. If the bit amount a of the DCT coefficient information decreases as the coding efficiency improves, the ratio of the side information to the generated bit amount increases as shown in FIG. Therefore, when the QP value increases to some extent, the degree of decrease in the amount of generated bits with respect to the increase rate of the QP value becomes small, so that the effect of improving the coding efficiency decreases.
これに対して、再符号化方式では、同図(c)に示したように、DCT係数情報のみならずサイド情報を含めて発生ビット量が最小化されるように符号化が行われるので、再量子化方式よりも常に高い符号化効率を期待できる。このような傾向は、特にH.264/AVC等のエンコーダで取り入れられるようになった、「レート−ひずみ最適化」に基づいてマクロブロックの予測モードを最適化するエンコーダで顕著である。 On the other hand, in the re-encoding method, as shown in (c) of the figure, since encoding is performed so that the generated bit amount is minimized including not only DCT coefficient information but also side information, Higher encoding efficiency can always be expected than the requantization method. Such a tendency is conspicuous particularly in an encoder that optimizes a macroblock prediction mode based on “rate-distortion optimization” that has been adopted by encoders such as H.264 / AVC.
図6は、量子化パラメータ(QP値)が「12」で符号化されたH.264/AVCコンテンツを入力素材として、目標QP値(QPt)を「15」から「36」まで変化させたときの発生ビット量をレート変換方式ごとに示した図であり、実線は再量子化方式を示し、波線は再符号化方式を示している。 FIG. 6 shows a case where the target QP value (QPt) is changed from “15” to “36” with the H.264 / AVC content encoded with the quantization parameter (QP value) “12” as input material. The amount of generated bits is shown for each rate conversion method, the solid line indicates the re-quantization method, and the wavy line indicates the re-encoding method.
図示した例では、変換後のQP値が「27」近辺を境にして、それよりもQPt値が大きい範囲では再符号化方式の発生ビット量が再量子化方式を下回っている。したがって、前記基準差分値ΔQPrefを「15(27−12)」に設定し、差分値ΔQPが「15」を超えていれば再符号化方式を選択することが符号化コスト(符号化効率)の観点から望ましい。ただし、再量子化方式は再符号化方式に較べて計算量が少なく、処理時間を約半分に短縮できる。したがって、差分値ΔQPが「15」を超えていなければ、符号化コストに差異がないので再量子化方式を採用することが処理速度の観点から望ましい。 In the illustrated example, the amount of bits generated by the re-encoding method is lower than that of the re-quantization method in the range where the QP value after conversion is around “27” and the QPt value is larger than that. Therefore, the encoding difference (encoding efficiency) is to set the reference difference value ΔQPref to “15 (27-12)” and select a re-encoding method if the difference value ΔQP exceeds “15”. Desirable from a viewpoint. However, the re-quantization method has a smaller calculation amount than the re-encoding method, and the processing time can be reduced to about half. Therefore, if the difference value ΔQP does not exceed “15”, there is no difference in encoding cost, and it is desirable from the viewpoint of processing speed to employ the requantization method.
このように、本発明では再符号化方式および再量子化方式の符号化コストを比較した場合、その優位性がQP値の大きさに依存することを新たに知見し、この符号化コストと処理速度との関係に基づいてビットレートの変換方式を動的に選択するようにしている。 As described above, in the present invention, when comparing the encoding costs of the re-encoding method and the re-quantization method, it is newly found that the superiority depends on the magnitude of the QP value, and this encoding cost and processing The bit rate conversion method is dynamically selected based on the relationship with the speed.
なお、上記した第1実施形態では量子化パラメータ(QP値)に基づいてビットレート変換方式が選択されるものとして説明したが、本発明のこれのみに限定されるものではなく、他の条件に基づいてビットレート変換方式が選択されるようにしても良い。 In the above-described first embodiment, the bit rate conversion method is selected based on the quantization parameter (QP value). However, the present invention is not limited to this, and other conditions may be satisfied. Based on this, a bit rate conversion method may be selected.
図7は、前記変換方式選択部3における選択手順の第2実施形態を示したフローチャートであり、本実施形態ではサイド情報の一つであるMV情報(動きベクトルに関する情報)に着目して変換方式を選択するようにした点に特徴がある。 FIG. 7 is a flowchart showing a second embodiment of the selection procedure in the conversion method selection unit 3. In this embodiment, the conversion method paying attention to MV information (information on motion vectors) which is one of side information. There is a feature in that it is selected.
ステップS21では、MV情報のビット量が所定の閾値と比較される。MV情報のビット量が閾値を下回っていれば、ステップS23へ進んで再量子化方式が選択される。これに対して、MV情報のビット量が閾値を上回っていれば、ステップS22へ進んで再符号化方式が選択される。 In step S21, the bit amount of the MV information is compared with a predetermined threshold value. If the bit amount of the MV information is below the threshold value, the process proceeds to step S23 and the requantization method is selected. On the other hand, if the bit amount of the MV information exceeds the threshold, the process proceeds to step S22 and the re-encoding method is selected.
すなわち、MV情報のビット量が少なければサイド情報のビット量が少なくなるので、サイド情報を含めて最適化する再符号化方式でも、サイド情報を変更しない再量子化方式でも符号化コストに大きな違いが生じない。したがって、MV情報のビット量が所定の基準値を下回るような場合には、処理速度の観点から再量子化方式を採用することが望ましい。本実施形態は、画像内符号化された画像やMBの場合、あるいはMBでダイレクトモードが使用されてMV情報が無い動画像のレート変換時に有効である。 That is, if the bit amount of MV information is small, the bit amount of side information will be small, so there is a big difference in coding cost between re-encoding method that optimizes including side information and re-quantization method that does not change side information. Does not occur. Therefore, when the bit amount of MV information is less than a predetermined reference value, it is desirable to adopt a requantization method from the viewpoint of processing speed. The present embodiment is effective in the case of an intra-coded image or MB, or at the time of rate conversion of a moving image having no MV information using the direct mode in MB.
図8は、前記変換方式選択部3における選択手順の第3実施形態を示したフローチャートであり、本実施形態ではサイド情報の一つであるMB情報に着目して変換方式を選択するようにした点に特徴がある。 FIG. 8 is a flowchart showing a third embodiment of the selection procedure in the conversion method selection unit 3. In this embodiment, the conversion method is selected by paying attention to MB information which is one of side information. There is a feature in the point.
ステップS31では、MB情報が最適に符号化されているか否かが、H.264/AVCのレート−ひずみ最適化手法に基づいて検証される。MB情報が最適に符号化されており、その符号化コストが最小値を示していれば、ステップS33へ進んで再量子化方式が選択される。これに対して、MB情報が最適に符号化されていなければステップS32へ進み、再符号化方式が選択される。 In step S31, whether or not MB information is optimally encoded is verified based on the H.264 / AVC rate-distortion optimization method. If the MB information is optimally encoded and the encoding cost indicates the minimum value, the process proceeds to step S33 and the requantization method is selected. On the other hand, if the MB information is not optimally encoded, the process proceeds to step S32, and a re-encoding method is selected.
すなわち、MB情報が既に最適に符号化されていれば、MB情報の符号化コストを更に上げることができないので、サイド情報を含めて最適化する再符号化方式でも、サイド情報を変更しない再量子化方式でも、符号化効率に大きな違いが生じない。したがって、MB情報が最適に符号化されている場合には、処理速度の観点から再量子化方式を採用することが望ましい。本実施形態は、動きベクトルが(0,0)で、かつブロックサイズが最大のとき、あるいはMBタイプがスキップドマクロブロック(前の画像のコピー)の動画像のレート変換時に有効である。 In other words, if MB information is already optimally encoded, the MB information encoding cost cannot be further increased. Therefore, even in the re-encoding method that optimizes including side information, requantization that does not change side information is performed. Even in the coding scheme, there is no significant difference in coding efficiency. Therefore, when MB information is optimally encoded, it is desirable to adopt a requantization method from the viewpoint of processing speed. The present embodiment is effective when the motion vector is (0, 0) and the block size is the maximum, or when the rate conversion is performed on a moving image whose MB type is a skipped macroblock (copy of the previous image).
図9は、前記変換方式選択部3における選択手順の第4実施形態を示したフローチャートであり、本実施形態ではDCT係数のビット量に着目して変換方式を選択するようにした点に特徴がある。 FIG. 9 is a flowchart showing a fourth embodiment of the selection procedure in the conversion method selection unit 3, and this embodiment is characterized in that the conversion method is selected by paying attention to the bit amount of the DCT coefficient. is there.
ステップS41ではDCT係数のビット量からMB情報のビット量を減じた差分値が所定の閾値と比較される。この差分値が閾値を超えていれば、ステップS43へ進んで再量子化方式が選択される。これに対して、差分値が閾値を超えていなければステップS42へ進み、再符号化方式が選択される。 In step S41, a difference value obtained by subtracting the bit amount of the MB information from the bit amount of the DCT coefficient is compared with a predetermined threshold value. If the difference value exceeds the threshold value, the process proceeds to step S43 and the requantization method is selected. On the other hand, if the difference value does not exceed the threshold value, the process proceeds to step S42, and the re-encoding method is selected.
すなわち、DCT係数のビット量が多く、再符号化によりMB情報が最適化されても(かつ、それに伴ってDCT係数のビット量が多少増えても)、全ビット量に占めるDCT係数情報の割合が高い場合は、サイド情報を含めて最適化する再符号化方式を採用するまでもなく、DCT係数情報のビット量のみを減じる再量子化でも十分な符号化効率が得られるので、再量子化方式を採用することが望ましい。 In other words, even if the bit amount of DCT coefficient is large and MB information is optimized by re-encoding (and the bit amount of DCT coefficient increases accordingly), the ratio of DCT coefficient information to the total bit amount If it is high, it is not necessary to adopt a re-encoding method that optimizes including side information, and re-quantization that reduces only the bit amount of DCT coefficient information can also obtain sufficient encoding efficiency, so re-quantization It is desirable to adopt a method.
なお、上記した実施形態では、一つのパラメータに基づいてビットレートの変換方式が選択されるものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、図10に一例を示した第5実施形態のように、上記した各実施形態の条件を適宜に組み合わせて選択が行われるようにしても良い。 In the above embodiment, the bit rate conversion method is selected based on one parameter. However, the present invention is not limited to this, and the first example shown in FIG. As in the fifth embodiment, the selection may be made by appropriately combining the conditions of the above-described embodiments.
本実施形態では、ステップS51(S21)において、MV情報のビット量が所定の閾値と比較される。MV情報のビット量が閾値を下回っていれば、ステップS57(S23)へ進んで再量子化方式が選択される。MV情報のビット量が閾値を上回っていればステップS52へ進む。 In the present embodiment, in step S51 (S21), the bit amount of the MV information is compared with a predetermined threshold value. If the bit amount of the MV information is below the threshold value, the process proceeds to step S57 (S23) and the requantization method is selected. If the bit amount of the MV information exceeds the threshold value, the process proceeds to step S52.
ステップS52(S31)ではMB情報が最適に符号化されているか否かが判定される。MB情報が最適に符号化されていれば、ステップS57へ進んで再量子化方式が選択される。MB情報が最適に符号化されていなければステップS53へ進む。 In step S52 (S31), it is determined whether the MB information is optimally encoded. If the MB information is optimally encoded, the process proceeds to step S57 and a requantization method is selected. If the MB information is not optimally encoded, the process proceeds to step S53.
ステップS53(S41)では、DCT係数のビット量からMB情報のビット量を減じた差分値が所定の閾値と比較される。この差分値が閾値を超えていれば、ステップS57へ進んで再量子化方式が選択される。差分値が閾値を超えていなければステップS54へ進む。 In step S53 (S41), a difference value obtained by subtracting the bit amount of the MB information from the bit amount of the DCT coefficient is compared with a predetermined threshold value. If the difference value exceeds the threshold value, the process proceeds to step S57 and the requantization method is selected. If the difference value does not exceed the threshold value, the process proceeds to step S54.
ステップS54(S1)では、目標量子化パラメータQPtから現在の量子化パラメータQPを減じて差分値ΔQPが求められる。ステップS55(S2)では、ステップS54で求められた差分値ΔQPと所定の基準差分値ΔQPrefとが比較される。差分値ΔQPが基準差分値ΔQPrefを超えていれば、ステップS56へ進んで再符号化方式が選択される。これに対して、差分値ΔQPが基準差分値ΔQPrefを超えていなければ、ステップS57へ進んで再量子化方式が選択される。 In step S54 (S1), a difference value ΔQP is obtained by subtracting the current quantization parameter QP from the target quantization parameter QPt. In step S55 (S2), the difference value ΔQP obtained in step S54 is compared with a predetermined reference difference value ΔQPref. If the difference value ΔQP exceeds the reference difference value ΔQPref, the process proceeds to step S56 and a re-encoding method is selected. On the other hand, if the difference value ΔQP does not exceed the reference difference value ΔQPref, the process proceeds to step S57 and the requantization method is selected.
1…可変長復号化部,2…目標量子化パラメータ変換部,3…変換方式選択部,4…再符号化部,5…再量子化部, DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Variable length decoding part, 2 ... Target quantization parameter conversion part, 3 ... Conversion system selection part, 4 ... Re-encoding part, 5 ... Re-quantization part,
Claims (6)
前記動画像を画素レベルまで復号化して再符号化する過程でレート変換する再符号化手段と、
前記動画像を逆量子化して再量子化する過程でレート変換する再量子化手段と、
前記再符号化手段および再量子化手段のいずれか一方を選択する変換方式選択手段とを具備したことを特徴とする動画像のレート変換装置。 In a moving image rate conversion device that converts a transmission bit rate of moving images,
Re-encoding means for performing rate conversion in the process of decoding and re-encoding the moving image to a pixel level;
Requantization means for rate conversion in the process of dequantizing and requantizing the moving image;
A rate conversion apparatus for moving images, comprising: a conversion method selection unit that selects one of the re-encoding unit and the re-quantization unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005327945A JP4798652B2 (en) | 2005-11-11 | 2005-11-11 | Video rate converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005327945A JP4798652B2 (en) | 2005-11-11 | 2005-11-11 | Video rate converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007135101A true JP2007135101A (en) | 2007-05-31 |
JP4798652B2 JP4798652B2 (en) | 2011-10-19 |
Family
ID=38156376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005327945A Expired - Fee Related JP4798652B2 (en) | 2005-11-11 | 2005-11-11 | Video rate converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4798652B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001218213A (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | Image signal conversion coder |
JP2002232894A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Victor Co Of Japan Ltd | Data rate converter |
JP2007096800A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | Recompressing and encoding method, apparatus, and program of motion picture data |
-
2005
- 2005-11-11 JP JP2005327945A patent/JP4798652B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001218213A (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | Image signal conversion coder |
JP2002232894A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Victor Co Of Japan Ltd | Data rate converter |
JP2007096800A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | Recompressing and encoding method, apparatus, and program of motion picture data |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4798652B2 (en) | 2011-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4528694B2 (en) | Video encoding device | |
KR101362590B1 (en) | Image processing device and method | |
KR101608426B1 (en) | Method for predictive intra coding/decoding for video and apparatus for same | |
US7885341B2 (en) | Spatial filtering for improving compression efficiency of motion compensated interframe coding | |
WO2006070787A1 (en) | Moving picture encoding method, device using the same, and computer program | |
KR20010043395A (en) | Method and apparatus for reducing breathing artifacts in compressed video | |
JP2004297768A (en) | Video signal encoding apparatus, and video signal encoding method | |
JP4072859B2 (en) | Video information re-encoding device | |
JP4224778B2 (en) | STREAM CONVERTING APPARATUS AND METHOD, ENCODING APPARATUS AND METHOD, RECORDING MEDIUM, AND PROGRAM | |
US7428339B2 (en) | Pseudo-frames for MPEG-2 encoding | |
US8654844B1 (en) | Intra frame beating effect reduction | |
KR100708182B1 (en) | Rate control apparatus and method in video encoder | |
JP5197428B2 (en) | Image coding apparatus and image coding method | |
JP2006279272A (en) | Moving picture coder and coding control method thereof | |
JP4826533B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, program, and recording medium | |
JP2008271213A (en) | Image encoding device | |
JP4798652B2 (en) | Video rate converter | |
JP4139416B2 (en) | Encoded stream re-encoding device, encoded stream re-encoding method, encoded stream re-encoding program, and computer-readable recording medium recording the program | |
JP2005323315A (en) | Prediction information/quantization value control compression coding apparatus, program, and method | |
JP4125885B2 (en) | Image encoding method and apparatus, image encoding program, and recording medium recording the program | |
JP2008153802A (en) | Moving picture encoding device and moving picture encoding program | |
JP4539028B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, recording medium, and program | |
JP2005507620A (en) | compression | |
JP2003264839A (en) | Bit rate conversion apparatus for encoded moving picture data | |
JP4406887B2 (en) | Moving picture coding apparatus and moving picture coding method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080821 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100811 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101008 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110608 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110705 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110727 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110728 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140812 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |