JP5584757B2 - 映像符号化制御方法および装置 - Google Patents
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Description
本願は、2010年5月6日に出願された特願2010−106104号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
映像を符号化する際、このデコーダ側のバッファ状態を考慮して符号化を行わなければ、映像を復号できない可能性がある。そこで、符号化時に仮想デコーダバッファでの検定を行い、復号できることを保証する。
オーバーフローは、復号・表示するよりも速いペースで符号化データがデコーダに届く場合である。復号・表示するよりも速いペースで符号化データを受信した場合、バッファから引き抜かれる符号量よりも、受信する符号量の方が多くなり、デコーダ側のバッファ容量を上回る可能性がある。通常、デコーダバッファのオーバーフローの対策として、意図的に無駄なデータ(スタッフィングやフィラー)を入れることで必要な符号化データの受信速度を遅らせ、オーバーフローを防止できる。
まず最初に、復号側バッファ検定により、アンダーフローが発生するかどうかを確認する(ステップS100)。アンダーフローが検出された場合、発生符号量抑制処理により発生符号量を抑制する(ステップS101)。
アンダーフロー発生の検出は、符号化前もしくは符号化後に行う。
符号化後にアンダーフローを検出する場合、アンダーフローが検出されたピクチャの符号化ストリームを破棄する必要がある。
ここで、B(0)は復号側バッファ占有量の初期値、Rはビットレート、G(i)は時刻iのピクチャの発生符号量である。
従来の方法では、復号側バッファ占有量が低下した場合に、しばらくの間、復号画像の劣化が顕著になるという問題がある。
しかし、もともとBピクチャは発生符号量が少ないうえ、挿入枚数が限られているため、スキップしても復号側バッファ占有量が適切な位置に戻るまでに時間がかかる。このことは、発生符号量が抑制され、画質が劣化した状態が長く続くことを意味している。
復号側バッファのアンダーフローを検出する過程と、
復号側バッファのアンダーフローを検出した際、符号化対象ピクチャをスキップまたは最小発生符号量で符号化することにより、発生符号量を抑制する過程と、
前記発生符号量を抑制した後、予め与えられた復号側バッファ占有量の閾値と現在の復号側バッファ占有量とを比較する過程と、
前記比較結果により、復号側バッファ占有量が前記閾値を超えるまで、前記発生符号量を抑制する過程により符号化対象ピクチャの発生符号量を抑制し続ける制御を行う過程とを有する
ことを特徴とする映像符号化制御方法を提供する。
復号側バッファのアンダーフローを検出する過程と、
復号側バッファのアンダーフローを検出した際、予め与えられた復号側バッファ占有量の閾値と符号化ビットレートとから発生符号量を抑制する期間を算出する過程と、
前記算出した期間だけ、符号化対象ピクチャをスキップまたは最小発生符号量で符号化することにより、符号化対象ピクチャの発生符号量を抑制し続ける制御を行う過程とを有する
ことを特徴とする映像符号化制御方法も提供する。
復号側バッファのアンダーフローを検出する手段と、
符号化対象ピクチャをスキップまたは最小発生符号量で符号化することにより、発生符号量を抑制する手段と、
予め与えられた復号側バッファ占有量の閾値と現在の復号側バッファ占有量とを比較する手段と、
復号側バッファのアンダーフローを検出した際、復号側バッファ占有量が前記閾値を超えるまで、前記発生符号量を抑制する手段により符号化対象ピクチャの発生符号量を抑制し続ける制御手段とを備える
ことを特徴とする映像符号化制御装置も提供する。
復号側バッファのアンダーフローを検出する手段と、
符号化対象ピクチャをスキップまたは最小発生符号量で符号化することにより、発生符号量を抑制する手段と、
予め与えられた復号側バッファ占有量の閾値と符号化ビットレートとから発生符号量を抑制する期間を算出する手段と、
復号側バッファのアンダーフローを検出した際、前記算出した期間だけ前記発生符号量を抑制する手段により符号化対象ピクチャの発生符号量を抑制し続ける制御手段とを備える
ことを特徴とする映像符号化制御装置も提供する。
復号側バッファ占有量が低下した場合、しばらくの間、復号画像の劣化が顕著になるのは、復号側バッファ位置(すなわち、占有量)が低いことで発生符号量が抑制されているためである。
そこで、本発明は、復号側バッファを適正な位置に戻すため、一定期間、ピクチャスキップなどの発生符号量を最小化する処理を行う。発生符号量を最小化するのは、予め設定した復号側バッファ位置の閾値を超えるまでの間である。
最初に、従来通り、復号側バッファの検定を行う(ステップS1)。検定の結果が問題なければ、そのまま処理を継続する。もし、
アンダーフローを検出した場合には、従来技術と同様に符号化対象ピクチャをスキップまたは最小発生符号量で符号化することにより、発生符号量を抑制する処理を行う(ステップS2)。
もし、まだ閾値より下回っている場合には、現在の符号化対象ピクチャの次の入力ピクチャを新たな符号化対象ピクチャとし、発生符号量を抑制する処理を行う(ステップS2)。
この処理を、復号側バッファ占有量が予め設定した閾値を上回るまで繰り返す。
・最大バッファサイズの半分(例えば40%〜60%程度)
・符号化ストリームの復号開始時の初期バッファ位置
などが考えられる。
図2は、本発明の実施例の装置構成の例を示す図である。図2において、特に符号化制御部112以外は、従来のMPEG−2、H.264その他の映像符号化を行う装置とほぼ同様である。
この予測信号は直交変換部102に入力され、DCT変換等の直交変換による変換係数が出力される。
変換係数は、量子化部103に入力され、量子化部103で、量子化制御部113から設定された量子化ステップサイズに従って量子化される。
この量子化された変換係数は、情報源符号化部104に入力され、情報源符号化部104においてエントロピ符号化される。
情報源符号化部104から出力される符号化データは、スイッチ部114を介して符号化データバッファ115に格納される。
この復号予測信号は、加算器107でフレーム間予測信号と加算され、復号信号が生成される。
復号信号は、クリッピング部108でクリッピングされ、続くフレームの予測符号化における参照画像として用いるために、フレームメモリ109に格納される。
情報源符号化部104では、動きベクトルについてエントロピ符号化する。
動き補償部111では、動きベクトルに従ってフレームメモリ109を参照し、フレーム間予測信号を生成する。
もし、復号側バッファのアンダーフローが検出された場合、スイッチ部114に対して符号化データバッファ破棄情報を出力し、スイッチを開くことで該当するピクチャの符号化データを破棄し、ピクチャスキップとする。このスイッチは、復号側バッファの占有量が閾値を超えるまで開き続け、ピクチャスキップを継続する。
復号側バッファの占有量が閾値を超えた時点で、スイッチを閉じ、情報源符号化部114で生成された符号化データが、符号化データバッファ115に送られる。
まず、符号化対象ピクチャを符号化する(ステップS10)。次に、復号側バッファの検定を行う(ステップS11)。その検定結果が問題ない場合には、符号化対象ピクチャの処理を終了する。
もし、アンダーフローが発生している場合には、符号化対象ピクチャの符号化結果である符号化データを破棄し、復号側バッファの占有量の閾値を設定する(ステップS12)。
その後、復号側バッファの占有量と閾値を比較する(ステップS15)。
比較した結果、復号側バッファの占有量が閾値以下である場合には、現在の符号化対象ピクチャの次の入力ピクチャを新たな符号化対象ピクチャとし、再び符号化対象ピクチャの破棄(ステップS13)とピクチャスキップの符号化データの生成(ステップS14)を行う。
比較した結果が閾値より大きくなっている場合には、本符号化制御による発生符号量の抑制処理を終了する。
本実施例では、時刻tでアンダーフローを検出した場合、復号側バッファの占有量が閾値VBVthを超える時刻t+nまでの間、ピクチャスキップを継続する。
ピクチャスキップの発生符号量はほとんど0と考えてよいため、時刻tからt+nの間、ビットレートの傾きで復号側バッファの占有量が上昇する。
アンダーフロー検出時のバッファ位置をB(t0)、ビットレートをR、ピクチャスキップ時に発生する符号量をGs、予め設定した閾値をBthとする。
上式から求められるnを超える自然数を、ピクチャスキップの枚数とすればよい。
なお、ピクチャスキップ時の発生符号量が0の場合には、
n=(Bth−B(t0))/R
となる。
まず、符号化対象ピクチャを符号化する(ステップS20)。
次に、復号側バッファの検定を行う(ステップS21)。その検定結果が問題ない場合には、符号化対象ピクチャの処理を終了する。
もし、アンダーフローが発生している場合には、符号化対象ピクチャの符号化結果である符号化データを破棄する(ステップS22)。
その後、本符号化制御による発生符号量の抑制処理を終了する。
なお、ピクチャスキップ枚数を算出するのではなく、ピクチャスキップ等により発生符号量を抑制する時間的な期間を算出することによっても同様な結果が得られる。換言すれば、ピクチャ枚数と期間とは、ここでは実質的に同義である。
図2では、符号化データを破棄することでピクチャスキップを実現していたが、この例では、符号化データを破棄する代わりに、ダミーデータ生成部120で生成した符号化データを挿入している。他の部分については、前述した図2に示す例と同様である。
オーバーフローに対応するには、最大バッファサイズ情報から、オーバーフローを判定し、対応をする必要がある。
102 直交変換部
103 量子化部
104 情報源符号化部
105 逆量子化部
106 逆直交変換部
107 加算器
108 クリッピング部
109 フレームメモリ
110 動き検出部
111 動き補償部
112 符号化制御部
113 量子化制御部
114 スイッチ部
115 符号化データバッファ
120 ダミーデータ生成部
Claims (4)
- 入力した映像信号の符号化を制御する映像符号化制御装置が行う映像符号化制御方法において、
復号側バッファのアンダーフローを検出する過程と、
復号側バッファのアンダーフローを検出した際、符号化対象ピクチャをスキップまたは最小発生符号量で符号化することにより、発生符号量を抑制する過程と、
前記発生符号量を抑制した後、予め与えられた復号側バッファ占有量の閾値と現在の復号側バッファ占有量とを比較する過程と、
前記比較結果により、復号側バッファ占有量が前記閾値を超えるまで、前記発生符号量を抑制する過程により符号化対象ピクチャの発生符号量を抑制し続ける制御を行う過程とを有し、
前記復号側バッファ占有量の閾値として、復号側において先頭ピクチャの符号化データの復号を開始する直前の復号側バッファのバッファ位置を用いる
ことを特徴とする映像符号化制御方法。 - 入力した映像信号の符号化を制御する映像符号化制御装置において、
復号側バッファのアンダーフローを検出する手段と、
符号化対象ピクチャをスキップまたは最小発生符号量で符号化することにより、発生符号量を抑制する手段と、
予め与えられた復号側バッファ占有量の閾値と現在の復号側バッファ占有量とを比較する手段と、
復号側バッファのアンダーフローを検出した際、復号側バッファ占有量が前記閾値を超えるまで、前記発生符号量を抑制する手段により符号化対象ピクチャの発生符号量を抑制し続ける制御手段とを備え、
前記復号側バッファ占有量の閾値として、復号側において先頭ピクチャの符号化データの復号を開始する直前の復号側バッファのバッファ位置を用いる
ことを特徴とする映像符号化制御装置。 - 請求項1に記載の映像符号化制御方法を、コンピュータに実行させるための映像符号化制御プログラム。
- 請求項1に記載の映像符号化制御方法を、コンピュータに実行させるための映像符号化制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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