JP5943757B2 - Image encoding apparatus and method - Google Patents

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Description

本発明は、画像符号化装置及びその方法に関し、より具体的には、動画像を圧縮符号化する画像符号化装置及びその方法に関する。   The present invention relates to an image encoding apparatus and method thereof, and more specifically to an image encoding apparatus and method for compressing and encoding a moving image.

従来、被写体を撮影し、撮影により得られた動画像データを圧縮符号化して記録するカメラ一体型動画像記録装置として、デジタルビデオカメラがよく知られている。近年では、動画像データを記録する記録媒体は、従来の磁気テープからランダムアクセス性などの利便性が高いディスク媒体や半導体メモリなどに移り変わってきている。また、圧縮方式としては、フレーム間で動き予測を用いて高い圧縮率で圧縮可能なMPEG2方式が一般的に用いられており、さらに近年では、より高圧縮に圧縮可能なH.264方式なども用いられている。H.264方式では、マクロブロックを更に細かいサブマクロブロックに細分化して動き補償することが規格で定義されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a digital video camera is well known as a camera-integrated moving image recording apparatus that captures a subject and compresses and records moving image data obtained by the shooting. In recent years, recording media for recording moving image data have changed from conventional magnetic tapes to highly convenient disk media such as random accessibility and semiconductor memories. In addition, as a compression method, the MPEG2 method capable of compressing at a high compression rate by using motion prediction between frames is generally used, and in recent years, H.264 that can be compressed to a higher compression is used. The H.264 system is also used. H. In the H.264 system, it is defined in the standard that motion compensation is performed by subdividing a macroblock into smaller submacroblocks.

符号化の単位となるブロックサイズを決定するのに、画像の特徴等が利用される。画像の特徴に応じてブロックサイズを適応的に決定する方法が特許文献1に記載されている。また、カメラ情報に応じてブロックサイズを適応的に決定する方法が特許文献2に記載されている。   An image feature or the like is used to determine a block size as a unit of encoding. A method for adaptively determining the block size according to the feature of the image is described in Patent Document 1. Patent Document 2 describes a method for adaptively determining a block size according to camera information.

特開平09−130801号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-130801 特開2006−254370号公報JP 2006-254370 A

符号化ブロックのサイズを適応的に変更できると、符号化効率がよくなり、画質が向上する。しかし、符号化ブロックのサイズ毎に量子化係数を決定することになり、ブロック毎の符号量誤差(目標符号量と発生符号量の差)が大きくなり、これが却って画質劣化を引き起こしてしまう。   If the size of the coding block can be adaptively changed, the coding efficiency is improved and the image quality is improved. However, the quantization coefficient is determined for each size of the encoded block, and the code amount error (difference between the target code amount and the generated code amount) for each block increases, which causes image quality degradation.

本発明は、このような不都合を解消し、符号量誤差を抑制する量子化制御を行う画像符号化装置及びその方法を提示することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an image encoding apparatus and method for performing quantization control that eliminates such inconvenience and suppresses a code amount error.

本発明に係る画像符号化装置は、画像データを符号化する画像符号化装置であって、サイズを変更できる符号化ブロックを単位に前記画像データの量子化を行う量子化手段と、前記量子化された符号化ブロックの画像データを符号化する符号化手段と、目標符号量と、前記符号化手段による発生符号量との差分により符号量誤差を算出する符号量誤差算出手段と、前記符号量誤差と量子化制御感度に従い後続の符号化ブロックの前記量子化手段の量子化係数を算出する量子化係数算出手段とを具備し、前記量子化係数算出手段が、前記符号化ブロックのサイズに応じて前記量子化制御感度を変更することを特徴とする。
また、本発明に係る画像符号化方法は、画像データを符号化する画像符号化方法であって、サイズを変更できる符号化ブロックを単位に前記画像データの量子化を行う量子化工程と、前記量子化された符号化ブロックの画像データを符号化する符号化工程と、目標符号量と、前記符号化工程における発生符号量との差分により符号量誤差を算出する符号量誤差算出工程と、前記符号量誤差と量子化制御感度に従い後続の符号化ブロックの量子化係数を算出する量子化係数算出工程とを具備し、前記量子化係数算出工程において、前記符号化ブロックのサイズに応じて前記量子化制御感度を変更することを特徴とする。
An image encoding device according to the present invention is an image encoding device that encodes image data, the quantization means for quantizing the image data in units of encoding blocks whose size can be changed, and the quantization An encoding unit that encodes the image data of the encoded block, a code amount error calculating unit that calculates a code amount error based on a difference between a target code amount and a generated code amount by the encoding unit, and the code amount Quantization coefficient calculation means for calculating a quantization coefficient of the quantization means of the subsequent coding block according to an error and quantization control sensitivity, the quantization coefficient calculation means depending on the size of the coding block And changing the quantization control sensitivity.
An image encoding method according to the present invention is an image encoding method for encoding image data, the quantization step for quantizing the image data in units of encoding blocks whose size can be changed, and An encoding step for encoding image data of a quantized encoding block; a code amount error calculating step for calculating a code amount error based on a difference between a target code amount and a generated code amount in the encoding step; A quantization coefficient calculation step of calculating a quantization coefficient of a subsequent coding block according to a code amount error and a quantization control sensitivity, and in the quantization coefficient calculation step, the quantization coefficient is calculated according to a size of the coding block. The control sensitivity is changed.

本発明によれば、符号化ブロックのサイズに応じて量子化制御の感度を変更することで符号量誤差を抑制することにより、量子化制御が適切になり、圧縮率又は画質を改善できる。   According to the present invention, by suppressing the code amount error by changing the sensitivity of the quantization control according to the size of the coding block, the quantization control becomes appropriate, and the compression rate or the image quality can be improved.

本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。It is a schematic block diagram of one Example of this invention. 符号化ブロックの分割例である。It is an example of the division | segmentation of an encoding block. 目標符号量、量子化係数及び発生符号量の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of target code amount, a quantization coefficient, and generated code amount. 図3に続く変化例の模式図である。It is a schematic diagram of the example of a change following FIG. 符号化ブロック毎の目標符号量の変化例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a change of the target code amount for every encoding block. 図5に続く変化例の模式図である。It is a schematic diagram of the example of a change following FIG. 量子化制御装置の動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart of a quantization control apparatus. 量子化制御装置の別の動作フローチャートである。It is another operation | movement flowchart of a quantization control apparatus.

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る画像符号化装置の一実施例の概略構成ブロック図を示す。動画像符号化装置100は、フレーム内の画像データのみで符号化するイントラ符号化(画面内符号化)と、フレーム間での予測も含めて符号化するインター符号化(画面間符号化)とを選択的に利用可能である。インター符号化には、P(片方向予測符号化)ピクチャとB(両方向予測符号化)ピクチャがあり、イントラ符号化にはIピクチャがある。Pピクチャは、動き補償の単位となるマクロブロックに対して1枚の参照フレームとの予測を行う片方向予測で符号化される。Bピクチャは、2枚までの参照フレームとの予測を行う両方向予測で符号化される。Iピクチャは同じフレーム(又は画面)内の画像データを使って符号化される。   FIG. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of an image encoding apparatus according to the present invention. The moving image coding apparatus 100 includes intra coding (intra-screen coding) for coding only with image data in a frame, and inter coding (inter-screen coding) for coding including prediction between frames. Are selectively available. Inter coding includes P (unidirectional predictive coding) pictures and B (bidirectional predictive coding) pictures, and intra coding includes I pictures. The P picture is encoded by unidirectional prediction in which a macro block serving as a motion compensation unit is predicted with one reference frame. The B picture is encoded by bidirectional prediction in which prediction with up to two reference frames is performed. An I picture is encoded using image data in the same frame (or screen).

符号化すべきフレームの順番は入力フレームの順番とは異なる。これは、過去のフレームだけではなく、時間的に未来のフレームとの予測(後方予測)を可能にするためである。インター符号化のフレームでは、符号化対象ブロック単位でインター予測かイントラ予測を選択可能である。他方、イントラ符号化のフレームでは、インター予測のみが採用される。   The order of frames to be encoded is different from the order of input frames. This is to enable prediction (backward prediction) with not only past frames but also temporally future frames. In an inter coding frame, inter prediction or intra prediction can be selected for each block to be coded. On the other hand, only inter prediction is employed in intra-coded frames.

撮像部101はレンズ及び撮像センサ等からなるカメラ部であり、被写体の画像信号を動画像のレートで動画像符号化装置100に出力する。動画像符号化装置100では、撮像部101からの画像信号は、フレームメモリ102に一時記憶される。フレームメモリ102は、インター予測に用いる時間的に異なるフレームの画像(参照画像)を記憶する参照画像メモリ114を備えている。撮像部101からの画像データは、第1フレーム、第2フレーム、第3フレーム、・・・の順で、フレームメモリ102に順次格納される。フレームメモリ102からは、例えば、第3フレーム、第1フレーム、第2フレーム、・・・というように符号化の順序で読み出される。   The imaging unit 101 is a camera unit including a lens, an imaging sensor, and the like, and outputs a subject image signal to the moving image encoding apparatus 100 at a moving image rate. In the moving image encoding device 100, the image signal from the imaging unit 101 is temporarily stored in the frame memory 102. The frame memory 102 includes a reference image memory 114 that stores images (reference images) of temporally different frames used for inter prediction. Image data from the imaging unit 101 is sequentially stored in the frame memory 102 in the order of the first frame, the second frame, the third frame,. From the frame memory 102, for example, the third frame, the first frame, the second frame,... Are read in the order of encoding.

イントラ符号化のフレームに対しては、最大符号化単位となる符号化対象ブロックの画像データがフレームメモリ102からイントラ予測装置105に読み出される。また、読み出された符号化対象ブロックに隣接する画素のデータもフレームメモリ102から読み出されて、イントラ予測装置105へ入力される。イントラ予測装置105は、符号化対象ブロックに隣接する画素のデータから複数の予測方向で複数のイントラ予測画像データを生成し、それぞれを符号化対象ブロックの画像データとブロックマッチングする。そして、イントラ予測装置105は、このブロックマッチングで最も相関の高いイントラ予測画像データに対応する予測方向(又は予測モード)を予測方法選択装置104に出力する。   For an intra-encoded frame, image data of an encoding target block that is a maximum encoding unit is read from the frame memory 102 to the intra-prediction device 105. In addition, data of pixels adjacent to the read target block to be encoded is also read from the frame memory 102 and input to the intra prediction device 105. The intra prediction device 105 generates a plurality of intra prediction image data in a plurality of prediction directions from the data of pixels adjacent to the encoding target block, and performs block matching with the image data of the encoding target block. Then, the intra prediction device 105 outputs the prediction direction (or prediction mode) corresponding to the intra prediction image data having the highest correlation in this block matching to the prediction method selection device 104.

イントラ符号化のフレームでは、予測方法選択装置104は常にイントラ予測装置105を選択し、予測画像生成装置106にイントラ予測装置105からの予測方向を示すデータを通知する。予測画像生成装置106は、予測方法選択装置104から通知される予測方向に従い、同じフレームで先に符号化及び復号化された再構成画像データ(加算器112の出力画像データ)からイントラ予測画像データを生成する。生成されたイントラ予測画像データは、減算器107及び加算器112に供給される。   In an intra-encoded frame, the prediction method selection device 104 always selects the intra prediction device 105 and notifies the prediction image generation device 106 of data indicating the prediction direction from the intra prediction device 105. The predicted image generation device 106 performs intra predicted image data from reconstructed image data (output image data of the adder 112) previously encoded and decoded in the same frame in accordance with the prediction direction notified from the prediction method selection device 104. Is generated. The generated intra prediction image data is supplied to the subtracter 107 and the adder 112.

減算器107は、フレームメモリ102から読み出される符号化対象ブロックの画像データから予測画像生成装置106からのイントラ予測画像データを減算し、得られた差分画像データを整数変換装置108に出力する。整数変換装置108は、減算器107からの差分画像データに整数変換を施し、変換係数データを量子化装置109に供給する。量子化装置109は、整数変換装置108からの変換係数データを、量子化制御装置116により設定される量子化ステップで量子化する。   The subtracter 107 subtracts the intra prediction image data from the prediction image generation device 106 from the image data of the encoding target block read from the frame memory 102, and outputs the obtained difference image data to the integer conversion device 108. The integer conversion device 108 performs integer conversion on the difference image data from the subtractor 107 and supplies the conversion coefficient data to the quantization device 109. The quantization device 109 quantizes the transform coefficient data from the integer transform device 108 in a quantization step set by the quantization control device 116.

一方、インター符号化のフレームでは、最大符号化単位となる符号化対象ブロックの画像データがフレームメモリ102からインター予測装置103に読み出される。インター予測装置103は、参照画像データを参照画像メモリ114から読み出し、符号化対象の画像データと参照画像データとから動きベクトルを検出して予測方法選択装置104に通知する。   On the other hand, in the frame of inter coding, the image data of the block to be coded which is the maximum coding unit is read from the frame memory 102 to the inter prediction device 103. The inter prediction device 103 reads the reference image data from the reference image memory 114, detects a motion vector from the image data to be encoded and the reference image data, and notifies the prediction method selection device 104 of the motion vector.

インター符号化のフレームでは、符号化対象ブロックごとにインター予測かイントラ予測かを選択できるので、イントラ予測装置105もイントラ符号化のフレームで説明したように動作する。イントラ予測装置105は、イントラ予測の結果(ここでは最も相関の強い予測方向とその予測誤差値)を予測方法選択装置104に通知する。   In the inter coding frame, either inter prediction or intra prediction can be selected for each block to be coded, so that the intra prediction apparatus 105 also operates as described in the intra coding frame. The intra prediction apparatus 105 notifies the prediction method selection apparatus 104 of the result of intra prediction (here, the prediction direction having the strongest correlation and its prediction error value).

予測方法選択装置104は、インター予測装置103の予測結果とイントラ予測装置105の予測結果とを比較し、例えば、予測誤差が小さい方の予測を選択し、予測画像生成装置106に通知する。予測画像生成装置106は、予測方法選択装置104からイントラ予測が通知された場合には、イントラ符号化のフレームで説明したように、同じフレームの再構成画像データからイントラ予測画像データを生成する。また、予測方法選択装置104からインター予測が通知された場合には、予測画像生成装置106は、インター予測装置103が参照した参照画像データを予測画像データとする。   The prediction method selection device 104 compares the prediction result of the inter prediction device 103 and the prediction result of the intra prediction device 105, selects, for example, a prediction with a smaller prediction error, and notifies the prediction image generation device 106 of the prediction. When the intra prediction is notified from the prediction method selection apparatus 104, the predicted image generation apparatus 106 generates intra predicted image data from the reconstructed image data of the same frame as described in the frame of intra coding. When inter prediction is notified from the prediction method selection device 104, the predicted image generation device 106 uses the reference image data referred to by the inter prediction device 103 as predicted image data.

減算器107は、フレームメモリ102から読み出される符号化対象ブロックの画像データから予測画像生成装置106からの予測画像データを減算し、得られた差分画像データを整数変換装置108に出力する。整数変換装置108は、減算器107からの差分画像データに整数変換を施し、変換係数データを量子化装置109に供給する。量子化装置109は、整数変換装置108からの変換係数データを、量子化制御装置116により設定される量子化ステップで量子化する。   The subtracter 107 subtracts the predicted image data from the predicted image generation device 106 from the image data of the encoding target block read from the frame memory 102, and outputs the obtained difference image data to the integer conversion device 108. The integer conversion device 108 performs integer conversion on the difference image data from the subtractor 107 and supplies the conversion coefficient data to the quantization device 109. The quantization device 109 quantizes the transform coefficient data from the integer transform device 108 in a quantization step set by the quantization control device 116.

エントロピー符号化装置115は、量子化装置109により量子化された変換係数をエントロピー符号化し、動き補償の動きベクトル情報等を付加した所定形式のストリームデータを生成出力する。エントロピー符号化装置115はまた、発生符号量を示すデータを符号量制御装置117及び量子化制御装置116に供給する。   The entropy encoder 115 entropy-encodes the transform coefficient quantized by the quantizer 109, and generates and outputs stream data in a predetermined format to which motion compensation motion vector information and the like are added. The entropy encoding device 115 also supplies data indicating the generated code amount to the code amount control device 117 and the quantization control device 116.

量子化装置109により量子化された変換係数は、局所復号化のために、逆量子化装置110にも入力される。逆量子化装置110は、量子化された変換係数を逆量子化し、逆整数変換装置111は、逆量子化装置110の出力を逆整数変換する。逆整数変換装置111の出力は、減算器107の出力の局所復号化値に相当する。   The transform coefficient quantized by the quantization device 109 is also input to the inverse quantization device 110 for local decoding. The inverse quantization device 110 inversely quantizes the quantized transform coefficient, and the inverse integer transform device 111 performs inverse integer transform on the output of the inverse quantization device 110. The output of the inverse integer transform device 111 corresponds to the local decoded value of the output of the subtractor 107.

加算器112は、逆整数変換装置111の出力データに予測画像生成装置106により生成されたイントラ予測画像データを加算する。加算器112の出力は局所復号化により再構成された再構成画像データであり、予測画像生成装置106に入力されてイントラ予測画像データの生成に用いられる。また、この再構成画像データはループ内フィルタ113によって符号化歪の軽減処理が施され、インター符号化の際に用いる参照画像データとして参照画像メモリ114に格納される。   The adder 112 adds the intra prediction image data generated by the prediction image generation device 106 to the output data of the inverse integer conversion device 111. The output of the adder 112 is reconstructed image data reconstructed by local decoding, and is input to the predicted image generation device 106 and used to generate intra predicted image data. Further, the reconstructed image data is subjected to encoding distortion reduction processing by the in-loop filter 113 and is stored in the reference image memory 114 as reference image data used for inter coding.

符号量制御装置117は、エントロピー符号化装置115からの発生符号量に従い、長期的に見て所定の符号量になるような目標符号量を決定し、量子化制御装置116に供給する。量子化制御装置116は初期量子化係数または前ブロックで用いた量子化係数を保持し、予測方法選択装置104で決定された符号化ブロックサイズの情報が量子化制御装置116に入力する。量子化制御装置116は、これらの初期量子化係数、前ブロックで用いた量子化係数、符号化ブロックサイズ、発生符号量及び目標符号量に従い、後続のブロックの量子化の際に量子化装置109で適用されるべき量子化係数を決定し量子化装置109に設定する。   The code amount control device 117 determines a target code amount that will be a predetermined code amount in the long term in accordance with the generated code amount from the entropy encoding device 115 and supplies it to the quantization control device 116. The quantization control device 116 holds the initial quantization coefficient or the quantization coefficient used in the previous block, and inputs information on the coding block size determined by the prediction method selection device 104 to the quantization control device 116. The quantization control device 116 performs quantization in the quantization of the subsequent block according to the initial quantization coefficient, the quantization coefficient used in the previous block, the coding block size, the generated code amount, and the target code amount. The quantization coefficient to be applied is determined and set in the quantization device 109.

エントロピー符号化装置115の出力データが動画像符号化装置100の出力となる。記録装置118は、エントロピー符号化装置115から出力されるストリームデータを記録媒体119に記録する。   The output data of the entropy encoding device 115 becomes the output of the moving image encoding device 100. The recording device 118 records the stream data output from the entropy encoding device 115 on the recording medium 119.

図2は、符号化ブロックの分割例を示す模式図である。図2は符号化ブロックの最大サイズ(最大符号化ブロック)を示している。最大符号化ブロックを図2に示すように細分化したブロックが適応的に決定され、1〜22の番号を付したブロックがそれぞれ量子化の対象となる。もちろん、最大サイズの符号化ブロックが量子化対象のブロックとなることもあり得る。このような符号化ブロック乃至最大符号化ブロックが、フレーム内に複数個配置される。図2に示す例で、最大符号化ブロックのサイズが32画素×32画素からなるとき、最小の量子化対象ブロックのサイズは4画素×4画素となる。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of coding block division. FIG. 2 shows the maximum size of the encoded block (maximum encoded block). Blocks obtained by subdividing the maximum coding block as shown in FIG. 2 are adaptively determined, and blocks numbered 1 to 22 are to be quantized. Of course, a coding block having the maximum size may be a block to be quantized. A plurality of such encoding blocks or maximum encoding blocks are arranged in a frame. In the example shown in FIG. 2, when the size of the maximum coding block is 32 pixels × 32 pixels, the size of the minimum quantization target block is 4 pixels × 4 pixels.

図2は、ある一つの最大符号化ブロックに着目した例を示しており、各番号は符号化ブロック番号と呼ばれる。イントラ予測及びインター予測では最大符号化ブロックにおいて差分値が最小となるように量子化対象のブロックサイズが決定される。ただし、ブロック数が多くなるとブロック判別情報が付加されるので、ヘッダ情報量を加味して、ブロックサイズを決定する。例えば、ブロック分割した任意のブロックAにおいて差分値がDであるとすると、量子化係数Q、ヘッダ情報量Iのとき、ブロックAの評価値Hは、
H=D/Q+I
と表される。但し、Qは量子化係数を示し、Iはヘッダ情報量を示す。各ブロックの評価値Hが最小となるように、量子化対象のブロックとそのサイズを決定することになる。もちろん、別の評価方法又は図2とは異なる分割方法で、量子化対象のブロックとそのサイズを決定してもよい。
FIG. 2 shows an example in which attention is paid to one certain maximum coding block, and each number is called a coding block number. In intra prediction and inter prediction, the block size to be quantized is determined so that the difference value is minimized in the maximum coding block. However, since block discrimination information is added when the number of blocks increases, the block size is determined in consideration of the amount of header information. For example, if the difference value is D in an arbitrary block A divided into blocks, when the quantization coefficient Q and the header information amount I are, the evaluation value H of the block A is
H = D / Q + I
It is expressed. However, Q shows a quantization coefficient and I shows header information amount. The block to be quantized and its size are determined so that the evaluation value H of each block is minimized. Of course, the quantization target block and its size may be determined by another evaluation method or a division method different from FIG.

図3は、各ブロックの目標符号量、量子化係数及び発生符号量の関係を示す模式図である。図3において、●が前ブロックアドレスにおける積算符号量を示し、●の位置における発生符号量を□で示す。斜めの破線は、積算符号量と目標ピクチャ符号量との間に引かれる。ブロック目標符号量は、
{(目標ピクチャ符号量)−(積算符号量)}/(残ブロック相当サイズ)
より求めることができる。ただし、残ブロック相当サイズは、未符号化ブロックをカレントブロックのブロックサイズで換算した値である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the target code amount, the quantization coefficient, and the generated code amount of each block. In FIG. 3, ● indicates the accumulated code amount at the previous block address, and the generated code amount at the position of ● is indicated by □. An oblique broken line is drawn between the accumulated code amount and the target picture code amount. The block target code amount is
{(Target picture code amount)-(Integrated code amount)} / (Remaining block equivalent size)
It can be obtained more. However, the remaining block equivalent size is a value obtained by converting an uncoded block by the block size of the current block.

ブロック単位に符号化を行い、ブロック目標符号量とブロック発生符号量との差分がブロック符号量誤差errとなる。量子化制御装置116が、このブロック符号量誤差errを算出する符号量誤差算出手段として機能する。量子化制御装置116は、量子化係数Qpを、
Qp=Q+Σerr×α (1)
として算出し、このための量子化係数算出手段として機能する。αは任意の値である。量子化係数Qpは制御感度を強めて細かく変更することも可能である。しかし、あまり強めると量子化歪を起こすので、感度を弱めることも必要となる。これを係数αで調整する。係数αが大きくなるほど、制御感度が強くなる。
Encoding is performed in units of blocks, and the difference between the block target code amount and the block generated code amount becomes a block code amount error err. The quantization control device 116 functions as a code amount error calculating means for calculating the block code amount error err. The quantization control device 116 sets the quantization coefficient Qp to
Qp = Q + Σerr × α (1)
And functions as a quantization coefficient calculation means for this. α is an arbitrary value. The quantization coefficient Qp can be finely changed by increasing the control sensitivity. However, if the intensity is increased too much, quantization distortion will occur, and it will be necessary to reduce the sensitivity. This is adjusted by a coefficient α. As the coefficient α increases, the control sensitivity increases.

図4は、図3に示す例のCU10に続く符号化ブロックの目標符号量、量子化係数及び発生符号量の例であって、CU10の量子化係数を引き継いでCU11を符号化したときの模式図を示す。ブロックサイズが違うので、符号量誤差が増大している。   FIG. 4 is an example of a target code amount, a quantization coefficient, and a generated code amount of a coding block following the CU 10 in the example shown in FIG. 3, and is a schematic diagram when the CU 11 is encoded by taking over the quantization coefficient of the CU 10 The figure is shown. Since the block size is different, the code amount error increases.

図5は、符号化ブロック毎の目標符号量の変化例を示す。破線と積算符号量の差分を制御符号量誤差とすると、図5に示す例では、破線をブロック毎に更新することで量子化の制御感度を強めている。この制御により、CU10で制御符号量誤差が大きくなっている。   FIG. 5 shows an example of a change in the target code amount for each coding block. Assuming that the difference between the broken line and the accumulated code amount is the control code amount error, in the example shown in FIG. 5, the control sensitivity of quantization is enhanced by updating the broken line for each block. This control increases the control code amount error in the CU10.

図6は、図5に示す例に続くブロックの目標符号量、量子化係数及び発生符号量の関係例を示す。量子化係数が違うので、図4に示す例とは発生符号量が異なる。ブロックサイズが大きい場合、量子化係数の違いにより発生符号量が大きく異なるので、量子化制御感度を強くし、符号量誤差を抑制する必要がある。   FIG. 6 shows an example of the relationship between the target code amount, quantization coefficient, and generated code amount of the block following the example shown in FIG. Since the quantization coefficient is different, the generated code amount is different from the example shown in FIG. When the block size is large, the amount of generated code varies greatly depending on the quantization coefficient, so it is necessary to increase the quantization control sensitivity and suppress the code amount error.

図7は、量子化制御装置116の動作フローチャートである。図7を参照して、量子化制御装置116の動作を説明する。   FIG. 7 is an operation flowchart of the quantization controller 116. The operation of the quantization control device 116 will be described with reference to FIG.

量子化制御装置116は、初期値として、初期量子化係数または直前の同タイプのピクチャの最後の量子化係数と、カレントのブロックサイズと、符号量誤差をセットする(S701)。量子化の開始当初には、直前の同タイプのピクチャの最後の量子化係数が無いので、初期量子化係数が採用される。符号化が進み、直前の同タイプのピクチャの最後の量子化係数が存在するようになると、直前の同タイプのピクチャの最後の量子化係数が採用される。   The quantization control device 116 sets the initial quantization coefficient or the last quantization coefficient of the previous picture of the same type, the current block size, and the code amount error as initial values (S701). At the beginning of quantization, since there is no last quantization coefficient of the immediately preceding picture of the same type, the initial quantization coefficient is adopted. When encoding progresses and the last quantized coefficient of the previous picture of the same type is present, the last quantized coefficient of the previous picture of the same type is adopted.

量子化制御装置116は、ピクチャ目標符号量から前ブロックまでの発生符号量を減算し、ピクチャ残符号量を算出する(S702)。量子化制御装置116はまた、ピクチャ内を全て最小ブロックにした場合のピクチャ残最小ブロック数を算出する。   The quantization control device 116 subtracts the generated code amount from the target picture code amount to the previous block, and calculates the remaining picture code amount (S702). The quantization controller 116 also calculates the minimum number of remaining blocks when the entire picture is the minimum block.

量子化制御装置116は、ピクチャ残符号量とピクチャ残最小ブロック数及びブロックサイズから目標符号量を算出する(S703)。   The quantization control device 116 calculates a target code amount from the picture remaining code amount, the minimum number of remaining blocks, and the block size (S703).

量子化制御装置116は、次にブロックサイズが16×16画素より大きいか否かを判定する(S704)ブロックサイズが16×16画素より大きい場合(S704)、量子化制御装置116は、量子化制御感度を強くする(S705)。量子化制御感度を強くすることは、式(1)の係数αの値を大きくすることで可能である。   Next, the quantization control device 116 determines whether or not the block size is larger than 16 × 16 pixels (S704). If the block size is larger than 16 × 16 pixels (S704), the quantization control device 116 performs quantization. The control sensitivity is increased (S705). It is possible to increase the quantization control sensitivity by increasing the value of the coefficient α in the equation (1).

量子化制御装置116は、量子化係数であるQ値を算出する(S706)。   The quantization controller 116 calculates a Q value that is a quantization coefficient (S706).

以上のように、本実施例では、ブロックサイズが大きい場合に、符号量誤差を抑制する制御を行う。   As described above, in this embodiment, when the block size is large, control for suppressing the code amount error is performed.

上記説明では、ブロックサイズに係る第1の閾値である16×16画素より大きいブロック時に量子化制御感度を強くしたが、別のブロックサイズを基準に量子化制御感度を変更又は制御するようにしてもよい。   In the above description, the quantization control sensitivity is increased when the block is larger than 16 × 16 pixels, which is the first threshold value related to the block size. However, the quantization control sensitivity is changed or controlled based on another block size. Also good.

本実施例では、上記のように、符号化ブロックのサイズに応じて量子化制御感度を変更することで符号量誤差を抑制するので、従来よりも適切な量子化制御を行うことができ、画質又は圧縮効率を改善できる。   In the present embodiment, as described above, since the code amount error is suppressed by changing the quantization control sensitivity according to the size of the coding block, it is possible to perform more appropriate quantization control than before, and Or compression efficiency can be improved.

図8は、量子化制御装置116の別の動作フローチャートである。図8で、図7と同じ処理内容のステップには同じ符号を付してあり、相違部分を詳細に説明する。具体的には、ステップS703とS704の間に条件分岐のステップS807を挿入する。   FIG. 8 is another operation flowchart of the quantization control device 116. In FIG. 8, steps having the same processing contents as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and different portions will be described in detail. Specifically, a conditional branch step S807 is inserted between steps S703 and S704.

ステップS807において、量子化制御装置116は、符号化対象のフレームの未符号化部分を最小分割ブロックとしたときのブロック数が閾値TB(第2の閾値)より大きいか否かを判定する。ブロック数が閾値TBより大きい場合(S807)、量子化制御装置116は、ステップS704に移行し、ステップS704以降を図7と同様に実行する。   In step S807, the quantization control apparatus 116 determines whether or not the number of blocks when the unencoded portion of the encoding target frame is the minimum divided block is greater than the threshold value TB (second threshold value). When the number of blocks is larger than the threshold value TB (S807), the quantization control apparatus 116 proceeds to step S704, and executes step S704 and subsequent steps as in FIG.

ブロック数が閾値TB以下の場合(S807)、量子化制御装置116は、ピクチャの目標符号量と発生符号量との間に大きな差が出ないようい、ブロックサイズに応じて制御感度を強める(S808)。これは、ブロックが大きいほど制御感度を強くすることで、符号量誤差を抑制するためである。   When the number of blocks is equal to or less than the threshold value TB (S807), the quantization control apparatus 116 increases the control sensitivity in accordance with the block size so that there is no large difference between the target code amount of the picture and the generated code amount (S807). S808). This is to suppress the code amount error by increasing the control sensitivity as the block is larger.

上記のように、符号化ブロックのサイズに応じて量子化制御感度を変更することで符号量誤差を抑制するので、従来よりも適切な量子化制御を行うことができ、画質又は圧縮効率を改善できる。   As described above, since the code amount error is suppressed by changing the quantization control sensitivity according to the size of the coding block, it is possible to perform more appropriate quantization control than before, improving image quality or compression efficiency it can.

Claims (6)

画像データを符号化する画像符号化装置であって、
サイズを変更できる符号化ブロックを単位に前記画像データの量子化を行う量子化手段と、
前記量子化された符号化ブロックの画像データを符号化する符号化手段と、
目標符号量と、前記符号化手段による発生符号量との差分により符号量誤差を算出する符号量誤差算出手段と、
前記符号量誤差と量子化制御感度に従い後続の符号化ブロックの前記量子化手段の量子化係数を算出する量子化係数算出手段
とを具備し、
前記量子化係数算出手段が、前記符号化ブロックのサイズに応じて前記量子化制御感度を変更する
ことを特徴とする画像符号化装置。
An image encoding device for encoding image data,
Quantization means for quantizing the image data in units of a coding block whose size can be changed;
Encoding means for encoding image data of the quantized encoding block;
A code amount error calculating unit that calculates a code amount error based on a difference between a target code amount and a generated code amount by the encoding unit;
A quantization coefficient calculation unit that calculates a quantization coefficient of the quantization unit of a subsequent coding block according to the code amount error and the quantization control sensitivity;
The image coding apparatus, wherein the quantization coefficient calculation unit changes the quantization control sensitivity according to a size of the coding block.
前記量子化係数算出手段は、前記符号化ブロックのサイズが第1の閾値よりも大きいときに前記量子化制御感度を強くすることを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。   The image coding apparatus according to claim 1, wherein the quantization coefficient calculation unit increases the quantization control sensitivity when the size of the coding block is larger than a first threshold. 前記量子化係数算出手段は、符号化対象のフレームの未符号化部分のブロック数が第2の閾値より大きいときに前記量子化制御感度を強くすることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像符号化装置。   The said quantization coefficient calculation means strengthens the said quantization control sensitivity, when the number of blocks of the non-encoded part of the encoding object frame is larger than a second threshold value. Image coding apparatus. 画像データを符号化する画像符号化方法であって、
サイズを変更できる符号化ブロックを単位に前記画像データの量子化を行う量子化工程と、
前記量子化された符号化ブロックの画像データを符号化する符号化工程と、
目標符号量と、前記符号化工程における発生符号量との差分により符号量誤差を算出する符号量誤差算出工程と、
前記符号量誤差と量子化制御感度に従い後続の符号化ブロックの量子化係数を算出する量子化係数算出工程
とを具備し、
前記量子化係数算出工程において、前記符号化ブロックのサイズに応じて前記量子化制御感度を変更する
ことを特徴とする画像符号化方法。
An image encoding method for encoding image data, comprising:
A quantization step of quantizing the image data in units of coding blocks whose size can be changed;
An encoding step of encoding image data of the quantized encoding block;
A code amount error calculating step of calculating a code amount error based on a difference between the target code amount and the generated code amount in the encoding step;
A quantization coefficient calculating step of calculating a quantization coefficient of a subsequent coding block according to the code amount error and the quantization control sensitivity,
In the quantization coefficient calculating step, the quantization control sensitivity is changed according to the size of the encoding block.
前記量子化係数算出工程では、前記符号化ブロックのサイズが第1の閾値よりも大きいときに前記量子化制御感度を強くすることを特徴とする請求項4に記載の画像符号化方法。   5. The image encoding method according to claim 4, wherein, in the quantization coefficient calculation step, the quantization control sensitivity is increased when the size of the encoding block is larger than a first threshold. 前記量子化係数算出工程では、符号化対象のフレームの未符号化部分のブロック数が第2の閾値より大きいときに前記量子化制御感度を強くすることを特徴とする請求項4又は5に記載の画像符号化方法。
6. The quantization control sensitivity is increased in the quantization coefficient calculation step when the number of blocks of an unencoded portion of a frame to be encoded is larger than a second threshold value. Image coding method.
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