JP3293369B2

JP3293369B2 - 画像情報の再符号化方法及び装置

Info

Publication number: JP3293369B2
Application number: JP27188594A
Authority: JP
Inventors: 康弘滝嶋; 茂之酒澤; 正裕和田
Original assignee: ケイディーディーアイ株式会社
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 2002-06-17
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: JPH08111870A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、符号化された画像情報
を復号し得られた画像情報を再符号化するようにした縦
列接続符号化における再符号化方法及び装置に関し、特
に、デジタルテレビジョン伝送、画像蓄積・伝送システ
ム、画像データベース等、情報量を低減してデジタル伝
送・蓄積を行う画像情報の縦列接続符号化における再符
号化方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル画像システムやサービスで画像
情報を伝送・蓄積する場合、その画像情報を符号化する
ことにより情報量を低減して伝送・蓄積することが通常
は行われる。一方、近年、符号化ビットストリームから
画像情報を復号し、それをより高い圧縮率等の異なる符
号化条件にて再符号化して伝送・蓄積するアプリケーシ
ョンが増加している。例えば、放送においては、画像素
材の収集、テレビ局間の１次分配、家庭への２次分配
等、編集処理を交えながらのデジタル信号の縦列的な伝
送、即ち１つの画像を複数回処理する階層的な伝送が行
われつつあり、さらに放送形態が多様化するに従ってこ
の階層的な伝送と異なるより自由度の高い伝送方式が普
及するものと思われる。また、画像データベース等に格
納されライブラリとしての利用が見込まれるビデオクリ
ップは、多くのユーザからソースが提供されると同時
に、多くのユーザがこれを利用し、かつ編集を交えて反
復的に伝送・蓄積されると考えられる。

【０００３】このように符号化及び復号を複数回行う従
来の縦列接続符号化システムにおいては、単一回の符号
化及び復号を行うシステムをそのまま縦列接続して再符
号化していた。このため、再符号化時にもその再符号化
器毎に独立のパラメータを用いることとなり、対象画像
の符号化履歴は全く考慮されていなかった。例えば、再
符号化時には、その再符号化器のみにおける圧縮率等の
みを考慮して処理が行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
符号化履歴を持つ画像は、それを持たない画像とは大き
く異なる信号性質を有している。従って、符号化履歴を
持たない画像の符号化に対して最適化されている符号化
システムで再符号化処理を行うと、大幅な画質劣化が生
じてしまう。従って、符号化履歴を持つ画像に対して
も、良好な画質を提供できる符号化方式が必要となる。

【０００５】従って本発明の目的は、標準化されている
符号化出力のシンタックスを変更することなく、符号化
履歴を持つ画像に対しても良好な画質が得られる画像情
報の再符号化方法及び装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前段に
おいて符号化され情報量圧縮を受けた画像情報を復号
し、得られた画像情報を再符号化するようにした縦列接
続符号化における再符号化方法であって、前段の画像情
報の符号化における解像度パラメータを検出し、検出し
た解像度パラメータと再符号化条件に従って与えられた
解像度パラメータとを比較することにより、検出した解
像度パラメータと親和性が高くかつ与えられた解像度パ
ラメータに最も近い解像度パラメータを決定し、決定し
た解像度パラメータをピクチャフォーマットとして用い
て復号された画像情報の再符号化を行う画像情報の再符
号化方法が提供される。

【０００７】さらに本発明によれば、前段において符号
化され情報量圧縮を受けた画像情報を復号する復号器
と、得られた画像情報を再符号化する再符号化器とを有
する縦列接続符号化における再符号化装置であって、再
符号化器は、前段の画像情報の符号化における解像度パ
ラメータを検出し、検出した解像度パラメータと再符号
化条件に従って与えられた解像度パラメータとを比較す
ることにより、検出した解像度パラメータと親和性が高
くかつ与えられた解像度パラメータに最も近い解像度パ
ラメータを決定し、決定した解像度パラメータをピクチ
ャフォーマットとして用いて復号された画像情報の再符
号化を行うように構成されている画像情報の再符号化装
置が提供される。

【０００８】再符号化を行う際に、前段の画像情報の符
号化における解像度パラメータと再符号化条件に従って
与えられた解像度パラメータとを比較することにより、
前段符号化の解像度パラメータと親和性が高くかつ与え
られた解像度パラメータに最も近い解像度パラメータを
決定し、この決定した解像度パラメータをピクチャフォ
ーマットとして用いて画像情報の再符号化を行っている
ので、再符号化における変換歪が少なくなり画質劣化を
最小限とすることができ、符号化履歴を持つ画像であっ
ても画質向上を図ることができる。

【０００９】符号化パラメータが少なくともピクチャフ
ォーマットを含んでおり、前段の画像情報の符号化にお
ける解像度パラメータに対して親和性が高い解像度パラ
メータをピクチャフォーマットとして用いて画像情報の
再符号化を行うことが好ましい。これにより、再符号化
における変換歪が少なくなり画質向上を図ることができ
る。

【００１０】さらにまた、本発明によれば、前段におい
て符号化され情報量圧縮を受けた画像情報を復号し得ら
れた画像情報を再符号化するようにした縦列接続符号化
における再符号化方法であって、フレーム内のマクロブ
ロック毎に前段の画像情報の符号化における量子化ステ
ップサイズを検出し、検出した量子化ステップサイズと
再符号化条件に従って与えられた量子化ステップサイズ
とを比較することにより、検出した量子化ステップサイ
ズと親和性が高くかつ与えられた量子化ステップサイズ
に最も近い量子化ステップサイズを決定し、決定した量
子化ステップサイズを用いて復号された画像情報の再符
号化を行う画像情報の再符号化方法が提供される。

【００１１】さらに本発明によれば、前段において符号
化され情報量圧縮を受けた画像情報を復号する復号器
と、得られた画像情報を再符号化する再符号化器とを有
する縦列接続符号化における再符号化装置であって、再
符号化器は、フレーム内のマクロブロック毎に前段の画
像情報の符号化における量子化ステップサイズを検出
し、検出した量子化ステップサイズと再符号化条件に従
って与えられた量子化ステップサイズとを比較すること
により、検出した量子化ステップサイズと親和性が高く
かつ与えられた量子化ステップサイズに最も近い量子化
ステップサイズを決定し、決定した量子化ステップサイ
ズを用いて復号された画像情報の再符号化を行うように
構成されている画像情報の再符号化装置が提供される。

【００１２】フレーム内のマクロブロック毎に前段の画
像情報の符号化における量子化ステップサイズと再符号
化条件に従って与えられた量子化ステップサイズとを比
較することにより、前段符号化の量子化ステップサイズ
と親和性が高くかつ与えられた量子化ステップサイズに
最も近い量子化ステップサイズを決定し、その決定した
量子化ステップサイズ用いて画像情報の再符号化を行っ
ているので、再符号化における変換歪が少なくなり画質
劣化を最小限とすることができ、符号化履歴を持つ画像
であっても画質向上を図ることができると共に符号化効
率が改善される。

【００１３】

【実施例】図２は、本発明の一実施例における動画像伝
送システムを概略的に示すブロック図である。

【００１４】同図において、２１はその図示しない一端
が前段の符号化器に接続された第１の伝送路、２２は符
号化された画像情報が格納されている第１の動画像デー
タベースである。第１の伝送路２１の他端及び／又は第
１の動画像データベース２２は、復号器及び再符号化器
からなる再符号化装置２３の入力側に接続されている。
再符号化装置２３には、復号された画像情報を表示する
第１の表示装置２４と、復号画像情報や編集に用いるそ
の他の画像情報を取り込み必要な画像を編集作成する編
集機２５とが接続されている。再符号化装置２３の出力
側には、第２の伝送路２６及び／又は第２の動画像デー
タベース２７を介して次段の復号器２８が接続されてい
る。復号器２８には、復号された画像情報を表示する第
２の表示装置２９が接続されている。

【００１５】復号器２８の代わりに他の復号器及び再符
号化器からなる再符号化装置が接続されていても良い
し、その出力側にさらに他の伝送路及び／又は他の動画
像データベースを介してさらに次の段の復号器又は再符
号化装置が接続されていても良い。このように、この再
符号化装置の縦続接続段数は１段に限定されるものでは
なく、多段の場合もあり得る。

【００１６】第１の伝送路２１を通して前段から受信し
た符号化画像情報及び／又は第１の動画データベース２
２に符号化・蓄積されている画像情報（本明細書ではこ
のデータベースに格納されている情報を前もって符号化
することも「前段の符号化」、「前段において符号化」
等と称する）は、符号化ビットストリームとして再符号
化装置２３に取り込まれ、復号されて第１の表示装置２
４に出力表示されると共に編集機２５にも送信される。
また、同時に再符号化装置２３は、前段の符号化におい
て用いられた符号化パラメータを編集機２５に送信す
る。なお、他画像との編集を必要としない場合には、こ
れらパラメータは編集機２５へは送信されない。

【００１７】編集機２５は、復号画像情報及び編集に用
いるその他の画像情報を取り込み、処理に必要な画像を
編集作成する。編集された画像の画像情報は、符号化履
歴を持つ画像部分の符号化パラメータと共に再符号化装
置２３に入力される。

【００１８】再符号化装置２３は、取り込んだ画像を、
符号化履歴を持つ部分については前段の符号化パラメー
タを利用しながら再符号化し、それ以外の部分について
は初期符号化パラメータを用いて符号化を行い、得られ
た符号化ビットストリームを第２の伝送路２６又は第２
の画像データベース２７へ出力する。なお、他画像との
編集を必要としない場合には、再符号化装置２３は、復
号画像情報を前段の符号化パラメータを参照して直接的
に再符号化して、符号化ビットストリームを生成出力す
る。

【００１９】図１は、図２の再符号化装置２３の構成例
を概略的に示すブロック図である。

【００２０】同図において、２３１は前段からの符号化
ビットストリームを受信し、これを復号する復号器、２
３２は復号器２３１の出力側に接続された再符号化器で
ある。復号器２３１によって複号された画像信号は、符
号化ビットストリームから抽出された前段の符号化にお
ける符号化パラメータと共に編集機２５や表示装置（モ
ニタ）２４へ出力され、また、編集を必要としない場合
にはこれらは再符号化のために再符号化器２３２へ直接
入力される。

【００２１】再符号化器２３２は、情報圧縮のための符
号化部２３２ａと、この符号化部２３２ａの符号化動作
を制御するための符号化制御部２３２ｂとから主として
構成されている。符号化部２３２ａは、復号器２３１又
は編集機２５等から再符号化のための画像信号を取り込
み、符号化を行い、再符号化画像情報を出力する。符号
化制御部２３２ｂは、符号化部２３２ａからの画像特徴
量及び符号化状態を受け取ると共に復号器２３１又は編
集機２５等から前段の符号化における符号化パラメータ
を受け取り、これらを後述のごとく参照することによ
り、符号化部２３２ａの符号化における適切なパラメー
タを決定し、この符号化部２３２ａの動作を制御する。
符号化制御部２３２ｂは、さらに、編集機２５から符号
化履歴を持たない画像情報が入力された場合には、初期
パラメータにより規定される制御、即ち入力画像の性質
（画像特徴量）及び符号化状態のみを参照し、従来の単
一符号化における符号化制御と同様の符号化制御を行
う。

【００２２】この再符号化器の基本的な符号化方式とし
ては、国際標準方式であるＣＣＩＴＴのＨ．２６１、Ｉ
ＳＯのＭＰＥＧ１、ＩＴＵ−Ｔ及びＩＳＯのＨ．２６２
／ＭＰＥＧ２等が用いられている。このような符号化方
式による符号化装置の一例として、テレビジョン学会
誌、「画像情報工学と放送技術」、４２［１１］（１９
８８）大久保栄著、「テレビ会議／電話方式の国際標準
化動向」、Ｐ．１２１９−１２２５に記載された装置が
ある。

【００２３】以下この符号化装置についてその構成を簡
単に説明する。この符号化装置は、動き補償付き予測手
段と、直行変換手段と、量子化手段と、符号化手段と、
バッファ手段とを直列に接続し、バッファ手段の出力を
量子化制御手段に帰還させて上述の量子化手段を制御す
るように構成されている。動き補償付き予測手段は、入
力した現時刻の現画像とその直前の前画像とのＭ×Ｍブ
ロック単位での動きを例えばブロックマッチング法によ
って検出し、前画像から動きを考慮した現画像の予測画
像を作り、現画像と予測画像との差分画像を出力する。
直交変換手段は、入力された差分画像をＮ×Ｎのブロッ
クに分割し、例えば離散余弦変換（ＤＣＴ）等で画像を
ブロック毎に直交変換し、画像ブロック情報を量子化手
段へ出力する。量子化手段は、与えられた量子化ステッ
プサイズに基づいて画像ブロック情報を量子化し、量子
化された画像情報を出力する。符号化手段は、量子化さ
れた画像情報を、例えば連続するゼロデータの個数とそ
れに続く非ゼロデータのレベルを複合したハフマン符号
化法等で可変長符号化し、符号化された画像情報をバッ
ファ手段へ出力する。バッファ手段は、例えばファース
トイン・ファーストアウト（以下、ＦＩＦＯという）メ
モリで構成され、符号化された画像情報を一時的に格納
すると共に、ＦＩＦＯの法則に従って一定のビットレー
トで出力する。量子化制御手段は、バッファ手段の占有
量を一定時間おきに観測し、この占有量に応じて量子化
手段に与える量子化ステップサイズを決定し、符号発生
量を制御する。

【００２４】本実施例における符号化制御部２３２ｂ
は、上述のごとき一般的な符号化制御の他に以下のよう
な本発明独自の制御を行う。図３は、この符号化制御部
２３２ｂの具体的な構成をより詳しく示すブロック図で
ある。

【００２５】同図に示すパラメータ選別部３１は、復号
器２３１又は編集機２５等から送られてきた前段の符号
化における符号化パラメータの種別を選別し、対応する
信号を前段符号化解像度検出部３２、前段符号化予測モ
ード検出部３５、前段符号化動ベクトル検出部３８、及
び前段符号化量子化ステップサイズ検出部４１へそれぞ
れ送出する。即ち、前段符号化におけるピクチャフォー
マットに関するパラメータは前段符号化解像度検出部３
２へ、前段符号化における予測モードに関するパラメー
タは前段符号化予測モード検出部３５へ、前段符号化に
おける動ベクトルに関するパラメータは前段符号化動ベ
クトル検出部３８へ、前段符号化における量子化ステッ
プサイズに関するパラメータは前段符号化量子化ステッ
プサイズ検出部４１へそれぞれ送出する。

【００２６】前段符号化解像度検出部３２においては、
前段符号化における画像情報の空間・時間解像度を検出
し、そのパラメータを解像度比較・再符号化解像度決定
部３３へ送る。このパラメータは、具体的には、前段符
号化における横画素数ｍ、縦画素数ｎ及びフレームレー
トｆである。解像度比較・再符号化解像度決定部３３で
は、再符号化条件として予め与えられている解像度パラ
メータｍ０、ｎ０及びｆ０と前段符号化解像度検出部３
２から送られるパラメータｍ、ｎ及びｆとをそれぞれ比
較し、パラメータｍ、ｎ及びｆと親和性が高くかつパラ
メータｍ０、ｎ０及びｆ０に最も近い解像度パラメータ
ｍ′、ｎ′及びｆ′を再符号化のピクチャフォーマット
として決定する。例えば、ｍ′＝ｒ／ｓ・ｍ、かつｍ′≒ｍ０ｎ′＝ｔ／ｕ・ｎ、かつｎ′≒ｎ０ｆ′＝ｖ／ｗ・ｆ、かつｆ′≒ｆ０とする。ただし、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ及びｗは自然数か
らなる定数である。

【００２７】このようにして決定されたパラメータ
ｍ′、ｎ′及びｆ′は、符号化部２３２ａへ出力され、
さらに、ピクチャフォーマット関係パラメータｒ、ｓ、
ｔ、ｕ、ｖ及びｗ等の情報と共に解像度変換フィルタ決
定部３４へも出力される。解像度変換フィルタ決定部３
４では、前段符号化における解像度パラメータｍ、ｎ及
びｆと再符号化の解像度パラメータｍ′、ｎ′及びｆ′
とからピクチャフォーマット変換を行うフィルタパラメ
ータを決定し、符号化部２３２ａへ送る。

【００２８】このように、横画素数、縦画素数及びフレ
ームレートをそれぞれ自然数に関するｒ／ｓ倍、ｔ／ｕ
倍及びｖ／ｗ倍とすることにより親和性の高いパラメー
タを得ることができ、再符号化における変換歪が少なく
なり画質向上を図ることができる。

【００２９】前段符号化予測モード検出部３５において
は、前段符号化における画像フレームの予測モードを検
知し、さらにその予測モードの位相ψ、周期Ｍ（Ｐフレ
ーム周期）及びＮ（Ｉフレーム周期）を検出する。予測
モード比較・再符号化予測モード決定部３６では、再符
号化条件として予め与えられている予測モード周期Ｍ０
（Ｐフレーム周期）及びＮ０（Ｉフレーム周期）と前段
符号化予測モード検出部３５から送られるパラメータＭ
及びＮとをそれぞれ比較し、パラメータＭ及びＮの自然
数倍でありかつパラメータＭ０及びＮ０に最も近い解像
度パラメータＭ′及びＮ′を再符号化の予測モード周期
として決定する。例えば、Ｍ′＝ｐ・Ｍ、かつＭ′≒Ｍ０Ｎ′＝ｑ・Ｎ、かつＮ′≒Ｎ０とする。ただし、ｐ及びｑは自然数からなる定数であ
る。

【００３０】このようにして決定されたパラメータＭ′
及びＮ′は、符号化部２３２ａへ出力され、さらに、前
段符号化における予測モードの位相ψ等の情報と共に再
符号化位相決定部３７へも出力される。再符号化位相決
定部３７では、前段符号化における予測モード位相ψと
再符号化の予測モード位相ψ′とが同期するようにこの
予測モード位相ψ′を調整して決定し、符号化部２３２
ａへ送る。

【００３１】周知のようにＭＰＥＧの符号化において
は、フレーム内符号化（Ｉ）、前方向フレーム間予測符
号化（Ｐ）及び両方向フレーム間予測符号化（Ｂ）とい
う３種類の異なる予測タイプを周期的に組み合わせてい
る。各予測タイプへの情報量の割り当ては、参照フレー
ムとなるＩ及びＰフレームの画質が非参照フレームであ
るＢフレームの画質より高くなるように割り当てること
が一般的である。しかしながらこの方式によると、入力
画像がフレーム毎に異なる画質を有することとなるた
め、再符号化を行った場合に、その再符号化画質が参照
フレームの選択に応じて大きく変わってしまう。例え
ば、図４に示すような予測タイプであるとすると、第１
の符号化においてＢフレームとして処理されたフレーム
が再符号化時にＩ又はＰフレームに選択されたような場
合、このフレームの入力画像の画質が劣化しているた
め、再符号化における参照フレームの符号化画質が劣化
し、そのため非参照フレームにおいて予測誤差が増大し
て非参照フレームの画質も劣化してしまう。しかしなが
ら上述のごとく、再符号化の予測モード位相ψ′が前段
符号化における予測モード位相ψに同期するように制御
することにより、予測モードミスマッチによる画質劣化
を低減することが可能となる。

【００３２】このように、前段の画像情報の符号化にお
ける予測モードと同一の予測モードを用いることはもち
ろんのこと、前段の予測モードにおける参照フレームと
同期した参照フレームを用いて画像情報の再符号化を行
っているので、予測モードミスマッチによる符号化歪が
小さくなり、また、再符号化時の参照フレームの画質劣
化が防げるため、画質向上を図ることができる。

【００３３】前段符号化動ベクトル検出部３８において
は、フレーム内のマクロブロック毎に前段符号化におけ
る動ベクトルを検出し、検出した動ベクトルＶ＝（ｘ，
ｙ）を再符号化動ベクトル候補計算部３９へ送る。再符
号化動ベクトル候補計算部３９では、解像度比較・再符
号化解像度決定部３３から送られるピクチャフォーマッ
ト関係パラメータｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ及びｗを用いて動
ベクトルＶ＝（ｘ，ｙ）を修正して再符号化動ベクトル
候補を得る。例えば、Ｖ１＝（ｘ・ｒ／ｓ・ｗ／ｖ，ｙ・ｔ／ｕ・ｗ／ｖ）なる動ベクトル候補Ｖ１を計算する。

【００３４】動ベクトル比較・決定部４０では、このよ
うにして得られた動ベクトル候補のＶ１と再符号化の入
力画像情報から探索して得られた画像特徴量の１つであ
る動ベクトルＶ０とを比較し、適切なものを再符号化の
動ベクトルＶ′と決定して、符号化部２３２ａへ送る。
例えば、ベクトル閾値をＤとすると、｜Ｖ０−Ｖ１｜＜
Ｄの場合にＶ′＝Ｖ１、それ以外の場合にＶ′＝Ｖ０と
決定する。

【００３５】ＤＣＴを利用する符号化方式のように多く
の符号化方式では、画素領域で動き補償されたフレーム
間差分信号に対して、変換周波数領域上で量子化及びエ
ントロピ符号化が行われる。この場合、画素領域上のフ
レーム間差分信号のパワーが最小となるように動ベクト
ルが選択されるが、周波数領域上での信号パワーが必ず
しも最小とはならないので、両者のミスマッチによる符
号化効率の低下が生じ得る。特に再符号化を行う場合に
は入力画像の信号性質が過去の符号化によって変化して
いるのでこの傾向が顕著となる。しかしながら、再符号
化の動ベクトルＶ′を上述のごとく決定することによ
り、再符号化による画質劣化を抑えることが可能とな
る。

【００３６】実際には、フレーム内のマクロブロック毎
に前段の画像情報の符号化における動ベクトルとほぼ同
一の動ベクトルを用いて画像情報の再符号化を行うこと
が多い。これにより、動ベクトルミスマッチによる符号
化歪が小さくなり、画質向上を図ることができるのみな
らず、動ベクトル検索処理が不要となるので、その分の
負担が大幅に低減する。

【００３７】前段符号化量子化ステップサイズ検出部４
１においては、フレーム内のマクロブロック毎に前段符
号化における量子化ステップサイズを検出し、検出した
量子化ステップサイズＱを再符号化量子化ステップサイ
ズ候補計算部４２へ送る。再符号化量子化ステップサイ
ズ候補計算部４２では、前段符号化の量子化ステップサ
イズＱに適合する（親和性のある）量子化ステップサイ
ズ候補の集合Ｑ′ｉを計算又はテーブル参照によって求
める。例えば、Ｑ′ｉ＝Ｑ′ｉ（Ｑ）である量子化ステ
ップサイズ候補の集合Ｑ′ｉを得る。ただし、Ｑ′ｉ
（Ｑ）はＱの関数を示しており、ｉ＝１，２，…であ
る。

【００３８】量子化ステップサイズ比較・決定部４３で
は、このようにして得られた量子化ステップサイズ候補
の集合Ｑ′ｉと再符号化における符号化状態及び画像特
徴量から得られる量子化ステップサイズＱ０とを比較
し、量子化ステップサイズＱ０に最も近い値を有するも
のを集合Ｑ′ｉから選択し、これを再符号化の量子化ス
テップサイズＱ′として、符号化部２３２ａへ送る。即
ち、この量子化ステップサイズＱ′は、｜Ｑ′ｉ−Ｑ０
｜を最小にするものを選ぶ。

【００３９】このように、フレーム内のマクロブロック
毎に前段の画像情報の符号化における量子化ステップサ
イズに対して親和性が高く変換歪の小さい量子化ステッ
プサイズを用いて画像情報の再符号化を行うことが好ま
しい。これにより、量子化歪が小さくなり、画質向上を
図ることができると共に符号化効率が改善される。

【００４０】なお、前段符号化における量子化（第１の
量子化）のステップサイズをＱ₁ 、再符号化における量
子化（第２の量子化）のステップサイズをＱ₂ とする
と、例えば、最も一般的かつ基本的なデッドゾーンなし
の線形量子化方式においては、Ｑ₂ がＱ₁ に等しいか又
はＱ₂ がＱ₁ の奇数分の１の大きさとなった場合に再符
号化における量子化歪が最も小さくなる。以下この点に
ついて解析する。

【００４１】信号の分布形態を一様分布と仮定した場
合、単一の量子化によるＭＳＥ（平均２乗誤差）Ｅ₁
は、次の式（１）で表わされる。

【００４２】

【数１】

【００４３】一方、第１の量子化における量子化代表値
が、再符号化における第２の量子化においてステップサ
イズをＱ₂ 及び量子化インデックスｍで表現される場
合、即ち、式（２）のごとくなる場合、第２の量子化に
よるＭＳＥは原信号と２回の量子化後の信号との間で定
義されて式（３）のごとく表現される。ただし、式
（３）におけるパラメータｓは式（４）で与えられる。
そして、式（２）及び（４）より、式（５）及び（６）
が得られる。

【００４４】

【数２】

【００４５】ここで、変数ｍ、ｎ、αは、Ｑ₁ とＱ₂ と
の組み合わせの位相に依存するため、各々位相を表わす
パラメータｉの関数として表現される。ただし、０≦ｉ
≦Ｑ₂ −１かつｎ（ｉ）＝ｉである。式（３）及び
（６）より、Ｅ₂ の期待値として式（７）が得られる。

【００４６】

【数３】

【００４７】

【数４】

【００４８】ここで、式（９）及び（１１）より、第２
の量子化による歪が最小となり、第１の量子化による画
質を維持できるのは、第２の量子化ステップサイズＱ₂
が第１の量子化ステップサイズＱ₁ に等しいか又はその
奇数分の１の大きさのときであることが分かる。また、
式（１２）及び（１４）から第２の量子化ステップサイ
ズＱ₂ が第１の量子化ステップサイズＱ₁ より小さい場
合でも量子化歪の拡大する場合があることが分かる。Ｑ
₂ ＜Ｑ₁ の場合は、通常の量子化ではあまり意味のない
操作であるが、入力画像の符号化履歴が不明な場合この
ような量子化が起こり得るのである。

【００４９】より一般的な量子化操作であるＱ₂ ＞Ｑ₁
の場合、式（７）は次の式（１５）のように変形され
る。

【００５０】

【数５】

【００５１】式（１８）の不等式の上限値及び下限値は
いずれもｋに関する単調増加関数である。従って、第２
の量子化ステップサイズＱ₂ が小さいほど、量子化歪は
小さくなる。

【００５２】再符号化における以上述べた機能的符号化
制御により、図２における再符号化ビットストリームを
復号器２８により復号して、表示装置２９により表示さ
れる復号画像の画質を向上させることが可能となる。

【００５３】以上述べた実施例は全て本発明を例示的に
示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は
他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができ
る。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等
範囲によってのみ規定されるものである。

【００５４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、再符号化を行う際に、前段の画像情報の符号化にお
ける解像度パラメータと再符号化条件に従って与えられ
た解像度パラメータとを比較することにより、前段符号
化の解像度パラメータと親和性が高くかつ与えられた解
像度パラメータに最も近い解像度パラメータを決定し、
この決定した解像度パラメータをピクチャフォーマット
として用いて画像情報の再符号化を行っているので、再
符号化における変換歪が少なくなり画質劣化を最小限と
することができ、符号化履歴を持つ画像であっても画質
向上を図ることができる。しかも、標準化されている符
号化出力のシンタックスを変更することがない。また、
フレーム内のマクロブロック毎に前段の画像情報の符号
化における量子化ステップサイズと再符号化条件に従っ
て与えられた量子化ステップサイズとを比較することに
より、前段符号化の量子化ステップサイズと親和性が高
くかつ与えられた量子化ステップサイズに最も近い量子
化ステップサイズを決定し、その決定した量子化ステッ
プサイズ用いて画像情報の再符号化を行っているので、
再符号化における変換歪が少なくなり画質劣化を最小限
とすることができ、符号化履歴を持つ画像であっても画
質向上を図ることができると共に符号化効率が改善され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の再符号化装置の構成例を示すブロック図
である。

【図２】本発明の一実施例における動画像伝送システム
を概略的に示すブロック図である。

【図３】図１の符号化制御部の具体的な構成をより詳し
く示すブロック図である。

【図４】再符号化における参照フレームの同期及び非同
期を説明する図である。

【符号の説明】

２１、２６伝送路２２、２７動画像データベース２３再符号化装置２４、２９表示装置２５編集機２８、２３１復号器２３２再符号化器２３２ａ符号化部２３２ｂ符号化制御部

フロントページの続き (56)参考文献特開平４−230184（ＪＰ，Ａ) 特開平５−308525（ＪＰ，Ａ) 特開平６−70178（ＪＰ，Ａ) 特開平６−284414（ＪＰ，Ａ) 特開平６−343156（ＪＰ，Ａ) 特開平７−107461（ＪＰ，Ａ) 特開平７−212240（ＪＰ，Ａ) 特開平７−249993（ＪＰ，Ａ) 特開平７−312756（ＪＰ，Ａ) 特開平７−336681（ＪＰ，Ａ) 特開平８−84339（ＪＰ，Ａ) 日比慶一外３名，“映像の再符号化における符号化制御方式の検討”，画像符号化シンポジウム（ＰＣＳＪ93），日本，1993年10月４日，ｐ．27−ｐ．28 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前段において符号化され情報量圧縮を受
けた画像情報を復号し、得られた画像情報を再符号化す
るようにした縦列接続符号化における再符号化方法であ
って、前段の画像情報の符号化における解像度パラメー
タを検出し、該検出した解像度パラメータと再符号化条
件に従って与えられた解像度パラメータとを比較するこ
とにより、前記検出した解像度パラメータと親和性が高
くかつ前記与えられた解像度パラメータに最も近い解像
度パラメータを決定し、該決定した解像度パラメータを
ピクチャフォーマットとして用いて復号された画像情報
の再符号化を行うことを特徴とする画像情報の再符号化
方法。
【請求項２】前段において符号化され情報量圧縮を受
けた画像情報を復号し得られた画像情報を再符号化する
ようにした縦列接続符号化における再符号化方法であっ
て、フレーム内のマクロブロック毎に前段の画像情報の
符号化における量子化ステップサイズを検出し、該検出
した量子化ステップサイズと再符号化条件に従って与え
られた量子化ステップサイズとを比較することにより、
前記検出した量子化ステップサイズと親和性が高くかつ
前記与えられた量子化ステップサイズに最も近い量子化
ステップサイズを決定し、該決定した量子化ステップサ
イズを用いて復号された画像情報の再符号化を行うこと
を特徴とする画像情報の再符号化方法。
【請求項３】前段において符号化され情報量圧縮を受
けた画像情報を復号する復号器と、得られた画像情報を
再符号化する再符号化器とを有する縦列接続符号化にお
ける再符号化装置であって、前記再符号化器は、前段の
画像情報の符号化における解像度パラメータを検出し、
該検出した解像度パラメータと再符号化条件に従って与
えられた解像度パラメータとを比較することにより、前
記検出した解像度パラメータと親和性が高くかつ前記与
えられた解像度パラメータに最も近い解像度パラメータ
を決定し、該決定した解像度パラメータをピクチャフォ
ーマットとして用いて復号された画像情報の再符号化を
行うように構成されていることを特徴とする画像情報の
再符号化装置。
【請求項４】前段において符号化され情報量圧縮を受
けた画像情報を復号する復号器と、得られた画像情報を
再符号化する再符号化器とを有する縦列接続符号化にお
ける再符号化装置であって、前記再符号化器は、フレー
ム内のマクロブロック毎に前段の画像情報の符号化にお
ける量子化ステップサイズを検出し、該検出した量子化
ステップサイズと再符号化条件に従って与えられた量子
化ステップサイズとを比較することにより、前記検出し
た量子化ステップサイズと親和性が高くかつ前記与えら
れた量子化ステップサイズに最も近い量子化ステップサ
イズを決定し、該決定した量子化ステップサイズを用い
て復号された画像情報の再符号化を行うように構成され
ていることを特徴とする画像情報の再符号化装置。