JPH08223573A - 映像の画質制御方法 - Google Patents
映像の画質制御方法Info
- Publication number
- JPH08223573A JPH08223573A JP1818695A JP1818695A JPH08223573A JP H08223573 A JPH08223573 A JP H08223573A JP 1818695 A JP1818695 A JP 1818695A JP 1818695 A JP1818695 A JP 1818695A JP H08223573 A JPH08223573 A JP H08223573A
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- Pending
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- Color Television Systems (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＭＰＥＧ規格の映像の画質の改善
【構成】 レート歪み理論を導入して映像の間の品質の
差を減少する。レート歪み理論から最適ビットの割当て
を導き出し、効率定数を導入して、レート歪み理論と実
際の像の特性の間の差を補償する（レート制御部８）。
画質を劣化させずに、ちらつき形の雑音を減少すること
ができ、又符号化装置に適用することができる。
差を減少する。レート歪み理論から最適ビットの割当て
を導き出し、効率定数を導入して、レート歪み理論と実
際の像の特性の間の差を補償する（レート制御部８）。
画質を劣化させずに、ちらつき形の雑音を減少すること
ができ、又符号化装置に適用することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は映像の画質の制御方法に
関し、特にＭＰＥＧ映像の画質の制御方法に関する。
関し、特にＭＰＥＧ映像の画質の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】ＭＰＥＧ規格における映像
の画質はＭＰＥＧ符号器に依存している。従って画質を
高めると共にバッファのオーバーフロー及びアンダーフ
ローを避ける為には、符号器による改良されたレート制
御を実施すべきである。然し、その結果生ずるちらつき
形（ｆｌｉｃｋｅｒ−ｔｙｐｅ）の雑音が、ビット速度
が高くなると共に大きくなり、この為、リアルタイム・
エンコード・シーケンスの画質を改善する為に新しいレ
ート制御が求められている。
の画質はＭＰＥＧ符号器に依存している。従って画質を
高めると共にバッファのオーバーフロー及びアンダーフ
ローを避ける為には、符号器による改良されたレート制
御を実施すべきである。然し、その結果生ずるちらつき
形（ｆｌｉｃｋｅｒ−ｔｙｐｅ）の雑音が、ビット速度
が高くなると共に大きくなり、この為、リアルタイム・
エンコード・シーケンスの画質を改善する為に新しいレ
ート制御が求められている。
【０００３】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、レー
ト歪み理論に基づくレート制御を導入して、映像のちら
つきを減らすことを目的とする。画質を高める方法に
は、レート制御及び適応形量子化制御がある。レート制
御は、ビット速度を一定の速度にすると同時に、高画質
を達成するための方法である。ＭＰＥＧの基本的な特徴
モデル（試験モデル；ＴＭ）はその例であり、ステップ
２はレート制御、ステップ３は適応形量子化に対応す
る。ＭＰＥＧ画像符号化には３つの映像符号化形式
（Ｉ，Ｐ及びＢ）があり、符号化効率は形式によって異
なる。これが、微細なレート制御を達成する時の１つの
難点である。ＴＭ（ステップ２）の場合、Ｉ−又はＰ−
映像の画質とＢ−映像のそれとの間に若干の差があり、
ビット速度が高くなると共にこの差が大きくなる。この
品質の差は、ちらつき雑音として観測することができ
る。こう云う種類のちらつきは、ディジタル画像符号化
の特徴であって、減小すべきである。
ト歪み理論に基づくレート制御を導入して、映像のちら
つきを減らすことを目的とする。画質を高める方法に
は、レート制御及び適応形量子化制御がある。レート制
御は、ビット速度を一定の速度にすると同時に、高画質
を達成するための方法である。ＭＰＥＧの基本的な特徴
モデル（試験モデル；ＴＭ）はその例であり、ステップ
２はレート制御、ステップ３は適応形量子化に対応す
る。ＭＰＥＧ画像符号化には３つの映像符号化形式
（Ｉ，Ｐ及びＢ）があり、符号化効率は形式によって異
なる。これが、微細なレート制御を達成する時の１つの
難点である。ＴＭ（ステップ２）の場合、Ｉ−又はＰ−
映像の画質とＢ−映像のそれとの間に若干の差があり、
ビット速度が高くなると共にこの差が大きくなる。この
品質の差は、ちらつき雑音として観測することができ
る。こう云う種類のちらつきは、ディジタル画像符号化
の特徴であって、減小すべきである。
【０００４】本発明では、レート歪み理論を導入してち
らつき雑音が減少するようにビットを割り当てる。これ
は、ＴＭステップ−１に対応し、これをそれに置換える
ことができる。即ち本発明は、伝送すべきＤＣＴ係数の
分散を各映像形式毎に求め、前記分散に基いて、各映像
形式毎のビット割当ての目標数を定めるステップを含む
映像の画質制御方法である。
らつき雑音が減少するようにビットを割り当てる。これ
は、ＴＭステップ−１に対応し、これをそれに置換える
ことができる。即ち本発明は、伝送すべきＤＣＴ係数の
分散を各映像形式毎に求め、前記分散に基いて、各映像
形式毎のビット割当ての目標数を定めるステップを含む
映像の画質制御方法である。
【０００５】
【実施例】本発明の一実施例に係るレート歪み理論に基
づいたレート制御について説明する。自然の場面（ｎａ
ｔｕｒａｌ ｓｃｅｎｅ）のＤＣＴ係数並びにその微分
信号はラプラス分布に従うことが知られている。
づいたレート制御について説明する。自然の場面（ｎａ
ｔｕｒａｌ ｓｃｅｎｅ）のＤＣＴ係数並びにその微分
信号はラプラス分布に従うことが知られている。
【数１】 ここでσ2 は分布の分散である。ラプラス分布では、レ
ート歪み理論が、所定の平均歪みＤ（歪みの基準はｄ
（ｘ，ｙ）＝｜ｘ−ｙ｜2 によって定められる）を達成
するのに必要なレートＲ（Ｄ）が次の式で与えられるこ
とを述べている。
ート歪み理論が、所定の平均歪みＤ（歪みの基準はｄ
（ｘ，ｙ）＝｜ｘ−ｙ｜2 によって定められる）を達成
するのに必要なレートＲ（Ｄ）が次の式で与えられるこ
とを述べている。
【数２】
【０００６】ここで対数の底は２である。簡単の為、Ｒ
（Ｄ）を次のように近似する。
（Ｄ）を次のように近似する。
【数３】 ここでαは定数である。レート歪み理論では、信号源が
無記憶（ｍｅｍｏｒｙｌｅｓｓ）であると仮定している
が、実際の像は無記憶信号とは考えられない。従って、
ＭＰＥＧ符号化効率はレート歪み理論が推定する推定値
よりよいと考えられる。αを使ってこの差を調節する
が、これを「効率定数」と名付ける。ちらつき雑音を減
らす為、次の条件を満たすことが必要である。
無記憶（ｍｅｍｏｒｙｌｅｓｓ）であると仮定している
が、実際の像は無記憶信号とは考えられない。従って、
ＭＰＥＧ符号化効率はレート歪み理論が推定する推定値
よりよいと考えられる。αを使ってこの差を調節する
が、これを「効率定数」と名付ける。ちらつき雑音を減
らす為、次の条件を満たすことが必要である。
【数４】ＤI ＝ＤP ＝ＤB
【０００７】ここでＤI ，ＤP 及びＤB は各々の映像の
形式（Ｉ，Ｐ及びＢ）に対して伝送されるＤＣＴ係数の
平均歪みである。この式が、各々の映像の形式の歪みが
等しくなることを述べている。条件（４）から次の式を
容易に導き出すことができる。
形式（Ｉ，Ｐ及びＢ）に対して伝送されるＤＣＴ係数の
平均歪みである。この式が、各々の映像の形式の歪みが
等しくなることを述べている。条件（４）から次の式を
容易に導き出すことができる。
【数５】 ここでσI 2 ，σp 2 及びσB 2 は夫々各々の符号化形
式（Ｉ，Ｐ又はＢ）に対して伝送すべきＤＣＴ係数の分
散であり、ＲI ，ＲP 及びＲB は夫々ある符号化形式
（Ｉ，Ｐ又はＢ）の各々の映像のレート（ビット／記
号）である。そのＧＯＰでＲビットが残っていて、符号
化順序で現在の映像の群にＮP 個のＰフレーム及びＮB
個のＢフレームが残っている時、条件（４）を満たすビ
ットの目標数（ＴI ，ＴP 又はＴB ）は次の通りであ
る。
式（Ｉ，Ｐ又はＢ）に対して伝送すべきＤＣＴ係数の分
散であり、ＲI ，ＲP 及びＲB は夫々ある符号化形式
（Ｉ，Ｐ又はＢ）の各々の映像のレート（ビット／記
号）である。そのＧＯＰでＲビットが残っていて、符号
化順序で現在の映像の群にＮP 個のＰフレーム及びＮB
個のＢフレームが残っている時、条件（４）を満たすビ
ットの目標数（ＴI ，ＴP 又はＴB ）は次の通りであ
る。
【数６】
【０００８】ここでｋは映像１つ当たりの画素の数であ
る。効率定数αの値は適応的に変化する。すべてのＩ映
像を符号化した後、αは次のように更新される。
る。効率定数αの値は適応的に変化する。すべてのＩ映
像を符号化した後、αは次のように更新される。
【数７】 ここでＤＣＴij（ｋ）はｋ番目の画像内のマクロブロッ
クの位置（ｉ，ｊ）に於けるＤＣＴ係数であり、Ｋ（＝
８００）は定数である。ｑijは次のように正規化された
（ｎｏｍａｌｉｚｅｄ）量子化の重みである。
クの位置（ｉ，ｊ）に於けるＤＣＴ係数であり、Ｋ（＝
８００）は定数である。ｑijは次のように正規化された
（ｎｏｍａｌｉｚｅｄ）量子化の重みである。
【数８】
【０００９】ここでＱＷijは画像内符号化用の量子化行
列の要素である。αは量子化行列を考慮に入れた疑似分
散（ｐｓｅｄｏ−ｖａｒｉａｎｃｅ）と見做すことがで
きる。映像の相関（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が大きけ
れば、αは小さくなり、他方、映像が白色雑音のようで
ある（無記憶に近い）時、αは大きくなる。例えば、テ
スト・シーケンス‘ＦＯＯＴＢＡＬＬ’に対してはα＝
０．０２であり、テスト・シーケンス‘ＴＡＢＬＥ Ｔ
ＥＮＮＩＳ’の最初の部分に対してはα＝０．８９であ
る。本発明のレート制御方法を適用した画像処理装置例
のブロック図を第１図に示す。従来のレート制御、ＴＭ
ステップ１は、使用されたビット及び量子化パラメータ
の平均値を使って、ビットの割当てを行なう。一方ここ
で提案するレート制御は、伝送すべきＤＣＴ係数の分散
を使う。これは図に太い線で示されるようになる。
列の要素である。αは量子化行列を考慮に入れた疑似分
散（ｐｓｅｄｏ−ｖａｒｉａｎｃｅ）と見做すことがで
きる。映像の相関（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が大きけ
れば、αは小さくなり、他方、映像が白色雑音のようで
ある（無記憶に近い）時、αは大きくなる。例えば、テ
スト・シーケンス‘ＦＯＯＴＢＡＬＬ’に対してはα＝
０．０２であり、テスト・シーケンス‘ＴＡＢＬＥ Ｔ
ＥＮＮＩＳ’の最初の部分に対してはα＝０．８９であ
る。本発明のレート制御方法を適用した画像処理装置例
のブロック図を第１図に示す。従来のレート制御、ＴＭ
ステップ１は、使用されたビット及び量子化パラメータ
の平均値を使って、ビットの割当てを行なう。一方ここ
で提案するレート制御は、伝送すべきＤＣＴ係数の分散
を使う。これは図に太い線で示されるようになる。
【００１０】入力信号は、動き補償部（ＭＣ）１におい
て参照画像から動き補償されたのちに、離散コサイン変
換部（ＤＣＴ）２において変換される。そして、さらに
量子化部（Ｑ）３にて量子化されて、その結果が可変長
符号化部（ＶＬＣ）４にて符号化されて伝送される。ま
た、符号化画像を次の参照画像にするために、逆量子化
部（ＩＱ）５、逆離散コサイン変換部（ＩＤＣＴ）６で
処理が行われフレームメモリ７に記憶される。これが、
ＭＰＥＧ符号化である。本発明では、ＤＣＴ２からの変
換係数と可変長符号化部４からの可変長符号化数とを用
いてレート制御部８にて量子化パラメータを決定するも
のである。
て参照画像から動き補償されたのちに、離散コサイン変
換部（ＤＣＴ）２において変換される。そして、さらに
量子化部（Ｑ）３にて量子化されて、その結果が可変長
符号化部（ＶＬＣ）４にて符号化されて伝送される。ま
た、符号化画像を次の参照画像にするために、逆量子化
部（ＩＱ）５、逆離散コサイン変換部（ＩＤＣＴ）６で
処理が行われフレームメモリ７に記憶される。これが、
ＭＰＥＧ符号化である。本発明では、ＤＣＴ２からの変
換係数と可変長符号化部４からの可変長符号化数とを用
いてレート制御部８にて量子化パラメータを決定するも
のである。
【００１１】シミュレーション結果 本発明に係る制御方法を評価する為に計算機シミュレー
ションを実施した。テスト・シーケンスはＭＰＥＧ−２
テスト・シーケンスであり‘Ｂｉｃｙｃｌｅ’，‘Ｃｈ
ｅｅｒ−ｌｅａｄｅｒｓ’，‘Ｆｌｏｗｅｒ Ｇａｒｄ
ｅｎ’，‘Ｆｏｏｔｂａｌｌ’，‘Ｍｏｂｉｌｅ ＆
Ｃａｌｅｎｄａｒ’及び‘ＴａｂｌｅＴｅｎｎｉｓ’で
ある。これらの全ては１５０枚の画像で構成され、５秒
の長さである。符号化条件を下に記す。 符号化条件として：寸法 ７０４×４８０ ビット速度 ４Ｍｂｐｓ−１２Ｍｂｐｓ 構造 フレーム ＭＣ フレーム／フィールド適応形 ＧＯＰ Ｎ＝１５，Ｍ＝３
ションを実施した。テスト・シーケンスはＭＰＥＧ−２
テスト・シーケンスであり‘Ｂｉｃｙｃｌｅ’，‘Ｃｈ
ｅｅｒ−ｌｅａｄｅｒｓ’，‘Ｆｌｏｗｅｒ Ｇａｒｄ
ｅｎ’，‘Ｆｏｏｔｂａｌｌ’，‘Ｍｏｂｉｌｅ ＆
Ｃａｌｅｎｄａｒ’及び‘ＴａｂｌｅＴｅｎｎｉｓ’で
ある。これらの全ては１５０枚の画像で構成され、５秒
の長さである。符号化条件を下に記す。 符号化条件として：寸法 ７０４×４８０ ビット速度 ４Ｍｂｐｓ−１２Ｍｂｐｓ 構造 フレーム ＭＣ フレーム／フィールド適応形 ＧＯＰ Ｎ＝１５，Ｍ＝３
【００１２】シミュレーション結果が表１、表２、及び
図２、図３に要約されており、典形的なＳＮＲ曲線が示
されている。ちらつきは次のように定義する。
図２、図３に要約されており、典形的なＳＮＲ曲線が示
されている。ちらつきは次のように定義する。
【数９】 ここでＳＮＲ（ｉ）にはｉ番目（表示順序で）の映像の
ＳＮＲ値である。
ＳＮＲ値である。
【００１３】
【表１】
【表２】
【００１４】本発明に係るレート制御はちらつきを約５
０％減少し、平均ＳＮＲはＴＭレート制御に比肩し得
る。主観的な品質はＴＭレート制御に比肩し得るか又は
それよりよいことが判った。上述の通り一実施例につき
詳述したが本発明はこれに限られるものではない。
０％減少し、平均ＳＮＲはＴＭレート制御に比肩し得
る。主観的な品質はＴＭレート制御に比肩し得るか又は
それよりよいことが判った。上述の通り一実施例につき
詳述したが本発明はこれに限られるものではない。
【００１５】
【発明の効果】画質を劣化させずに、ちらつき形の雑音
を減少することができる。
を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を適用した画像処理装置例の
ブロック図。
ブロック図。
【図２】シュミレーション結果を説明する図。
【図３】シュミレーション結果を説明する図。
２ 離散コサイン変換部 ３ 量子化部 ４ 可変長符号化部 ８ レート制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 伝送すべきＤＣＴ係数の分散を各映像形
式毎に求め、 前記分散に基いて、各映像形式毎のビット割当ての目標
数を定めるステップを含む映像の画質制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1818695A JPH08223573A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 映像の画質制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1818695A JPH08223573A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 映像の画質制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08223573A true JPH08223573A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=11964590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1818695A Pending JPH08223573A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 映像の画質制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08223573A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100937099B1 (ko) * | 2003-02-14 | 2010-01-15 | 주식회사 케이티 | 영상 전송시 소스-채널 결합 부호화의 부호율 결정 방법및 이를 이용한 영상 전송 시스템 |
| US8036270B2 (en) | 2006-07-27 | 2011-10-11 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Intra-frame flicker reduction in video coding |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP1818695A patent/JPH08223573A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100937099B1 (ko) * | 2003-02-14 | 2010-01-15 | 주식회사 케이티 | 영상 전송시 소스-채널 결합 부호화의 부호율 결정 방법및 이를 이용한 영상 전송 시스템 |
| US8036270B2 (en) | 2006-07-27 | 2011-10-11 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Intra-frame flicker reduction in video coding |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040615 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040909 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050304 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050902 |