JP2013121045A - 画像符号化装置及び画像符号化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力画像を所定の第1のサイズのマクロブロックに分割し、分割された前記マクロブロック毎に所定の第2のサイズのサブブロックに分割し、前記サブブロック毎に異なる量子化パラメータで符号化処理を行う。この結果、視覚特性に応じてサブブロック毎の量子化処理を行うことにより、高効率な画像符号化装置及び画像復号化装置が提供可能となる。
【選択図】図5
Description
MB単位に行う符号化処理には、予測処理、変換処理、量子化処理、及びエントロピー符号化処理がよく知られている。
このうち、本発明に関わる量子化処理では、入力ブロックの各係数を、任意の量子化ステップサイズに基づいて、量子化を行う。
量子化ステップサイズをQstep、入力係数をC、量子化結果をZとして、一般的な量子化処理の演算式(式(1))を次に示す。
ただし、情報の欠落が画質劣化に与える影響は、対象とするMBの絵柄によって異なる。具体的には、空や壁のように絵柄が単純な領域や、動きの少ない領域は画質劣化を知覚し易く、逆に絵柄が複雑な領域や、動きの激しい領域の画質劣化は知覚し難い傾向にある。
このような視覚特性を利用し、画質劣化を知覚し難い領域では、量子化ステップサイズを大きく設定し、逆に知覚し易い領域では、量子化ステップサイズを小さく設定することにより、主観品質を向上させることができる(特許文献1〜特許文献3参照。)。
劣化コスト評価部102は、入力したMBの画質劣化コスト値を算出し、量子化ステップサイズ判定部103に出力する。例えば、劣化コスト評価部102は、画素値の変化量を画質劣化コストとする場合には、次の式(2)及び式(3)を用いて画質劣化コスト値を算出する。
入力した画質劣化コスト値に基づいて量子化ステップサイズを決定するには、例えば、図10に示すようなテーブル10を用意する。テーブル10中のQstepは、基準となる量子化ステップサイズを示す。
量子化ステップサイズ判定部103は、決定した量子化ステップサイズを量子化処理部106に出力する。なお、量子化ステップサイズは、MB毎に設定される。
変換処理部105は、入力した差分画像を2次元DCT変換などで知られる直交変換を利用して、4×4ブロック、または8×8ブロック単位に変換し、量子化処理部106に出力する。
量子化処理部106は、入力した変換係数を、量子化ステップサイズ判定部103から入力した量子化ステップサイズに基づいて量子化し、エントロピー符号化部107と逆量子化部108に出力する。
量子化ステップサイズ判定部103は、発生符号量が目標ビットレートに一致するかを監視し、一致しない場合には基準となる量子化ステップサイズを微調整して、発生符号量が目標ビットレートに一致させるよう制御を行う。
また量子化係数は、逆量子化部108による逆量子化、逆変換処理部109による逆変換、及び再構成処理部110による再構成によって再構成画像を生成し、予測処理部104に出力する。
しかし、符号化対象となる画像は、MB境界とは無関係な画像である。そのため画像内に存在するオブジェクトの境界部分に位置するMBでは、複雑な領域と単純な領域が混在する場合がある。こうしたオブジェクト境界のMBに、低い量子化ステップサイズを設定すると、複雑な領域の符号量が大きくなり圧縮率が低下する。逆に高い量子化ステップサイズを設定すると、単純な領域の画質劣化が目立つという問題があった。
符号化後の画像を見ると、木の葉部分の劣化が目立たないが、木の葉と空の境界部分(破線の楕円で囲んだ部分)で符号化処理特有のブロックノイズが確認することができる。
以下に本発明の一実施形態を図面等を用いて説明する。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
また、既に説明した図面を含め、以降の各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。
本発明における符号化処理装置500は、従来の符号化処理装置100の構成に対し、サブブロック単位に劣化コストを評価するサブブロック劣化コスト評価部502と、サブブロック単位に量子化ステップサイズ判定を行うサブブロック量子化ステップサイズ判定部503と、エントロピー符号化部507内に設けたサブブロック単位の量子化情報を多重するサブブロック量子化情報多重部511を備える。
量子化処理部106は、入力した変換係数を、サブブロック量子化ステップサイズ判定部503から入力したサブブロック単位の量子化ステップサイズに基づいて量子化し、エントロピー符号化部507と逆量子化部108に出力する。
即ち、エントロピー符号化部507は、サブブロック毎に異なる量子化パラメータで符号化した制御情報をビットストリームに多重して出力する。
サブブロック量子化情報多重部511では、復号化処理において正しく復号できるように、量子化ステップサイズに対する△値、MB内のどのサブブロックに△値を適用するか、という2つの情報を多重する。
まず量子化ステップサイズに対する△値は、ピクチャヘッダに多重し、ピクチャ内毎に固定とするのが望ましい。
H.264符号化標準への拡張実施例としては、ピクチャパラメータセット(図8参照)に、図6のようなsecond_qp_delta_mode_flag、及びsecond_qp_deltaシンタクスを追加する。
second_qp_delta_mode_flagは、サブブロック単位の△値による量子化制御のモード情報を示す。また、second_qp_deltaシンタクスは、ピクチャ内の基準QPに対する△値を示す。
MBヘッダには、図7のようなsecond_qp_delta_flagとsecond_qp_delta_mapの2種類のシンタクスを追加する(図9参照)。
second_qp_delta_flagは、前述したピクチャヘッダのecond_qp_delta_modeが0でない場合に多重される。second_qp_delta_flagが0の時は、MB内は全て共通のQPで量子化されていることを示し、1のときは、後述するsecond_qp_delta_mapが示すサブブロックの量子化パラメータにsecond_qp_delta値を補正して量子化されることを示す。
second_qp_delta_mapは、QP+△値となるサブブロックの位置を示すシンタクスであり、3bitまたは4bit符号長を有する。
ピクチャヘッダのsecond_qp_delta_modeが1のとき、second_qp_delta_mapは、3bitのシンタクスとなり、マッピングは図6のようになる。
図4は、本発明による符号化画像を示す。本例における符号化処理では、MBを8×8画素のサブブロックに分割し、サブブロック単位に画素値の変化量を評価して、量子化ステップサイズを制御している。
その結果、視覚特性に応じてサブブロック毎の量子化処理を行うことにより、高効率な画像符号化装置及び画像符号化方法を実現した。
Claims (3)
- 入力画像を所定の第1のサイズのマクロブロックに分割し、分割された前記マクロブロック毎に所定の第2のサイズのサブブロックに分割し、前記サブブロック毎に異なる量子化パラメータで符号化処理を行うことを特徴とする画像符号化装置。
- 請求項1記載の画像符号化装置において、前記サブブロック毎に劣化コストを評価する評価手段と、前記評価手段に基づいて前記サブブロックの画像領域について量子化ステップサイズを決定する決定手段と、前記決定した量子化ステップサイズに基づいて前記画像領域を量子化する量子化手段を備えたことを特徴とする画像符号化装置。
- 入力画像を所定の第1のサイズのマクロブロックに分割し、分割された前記マクロブロック毎に所定の第2のサイズのサブブロックに分割し、前記サブブロック毎に劣化コストを評価し、前記評価に基づいて前記サブブロックの画像領域について量子化ステップサイズを決定し、前記決定した量子化ステップサイズに基づいて前記画像領域を量子化することによって、前記サブブロック毎に異なる量子化パラメータで符号化処理を行うことを特徴とする画像符号化方法。
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