JPH0937242A - Variable bit rate image signal coder - Google Patents

Variable bit rate image signal coder

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Publication number
JPH0937242A
JPH0937242A JP7185665A JP18566595A JPH0937242A JP H0937242 A JPH0937242 A JP H0937242A JP 7185665 A JP7185665 A JP 7185665A JP 18566595 A JP18566595 A JP 18566595A JP H0937242 A JPH0937242 A JP H0937242A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
quantization step
frame
average
generated information
Prior art date
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Pending
Application number
JP7185665A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Shimizu
淳 清水
Yoshiyuki Yashima
由幸 八島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP7185665A priority Critical patent/JPH0937242A/en
Publication of JPH0937242A publication Critical patent/JPH0937242A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the variable bit rate image signal decoder in which image quality of decoded image is made constant. SOLUTION: A characteristic quantity calculation section 122 calculates K kinds of characteristic quantities, and a frame unit statistic variable calculation section 123 calculates a statistic variable 124 in a frame whose characteristic variable is measured. Based on the statistic variable 124 of each characteristic variable of the frame to be calculated, a frame group statistic variable calculation section 125 calculates a statistic variable of each characteristic variable in a received frame group. An image quality deterioration estimate section 127 estimates an image deterioration degree 128 of a coding object frame based on a mean value 126 of the statistic variable of each characteristic variable in the frame group. A quantization step calculation section 112 calculates a quantization step 119 based on the image deterioration degree 128, a frame group maximum incidence information variable 115, a frame group average incidence information variable 116, a maximum rate 17, and an average rate 118.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発生情報量計測部
と符号化部からなり、発生情報量計測部で入力されたデ
ィジタル画像信号を小ブロックに分割し、一定の量子化
ステップで符号化し、発生情報量を計測し、その測定結
果から符号化部で量子化ステップを算出して符号化を行
う可変ビットレート画像信号符号化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises a generated information amount measuring unit and an encoding unit, which divides a digital image signal inputted by the generated information amount measuring unit into small blocks and encodes them in a fixed quantization step. The present invention relates to a variable bit rate image signal coding device that measures the amount of generated information, calculates a quantization step in a coding unit from the measurement result, and performs coding.

【0002】[0002]

【従来の技術】可変ビットレート符号化制御は、固定ビ
ットレートに比べ発生情報量に関する制限が弱く、柔軟
なビット割当が可能であるので、種々の性質を持った画
像信号に対してほぼ同じ画質での符号化が可能となる。
可変ビットレート符号化制御は、一定時間Ta 内の発生
情報量である平均レートと、Ta に比べ短い時間Tm
の発生情報量である最大レートなどをパラメータとして
制御を行う。可変ビットレート符号化制御では、上記の
制御パラメータを用いて情報割当を最適化するため、こ
れから符号化するフレームの解析をあらかじめ行って発
生情報量を計測し、その測定結果から量子化ステップを
決定した後符号化を行う2パス符号化制御がある。
2. Description of the Related Art Variable bit rate coding control has less restrictions on the amount of generated information as compared with fixed bit rate and allows flexible bit allocation, so that the image quality is almost the same for image signals having various characteristics. Can be encoded in.
In the variable bit rate coding control, the average rate, which is the amount of generated information within a fixed time T a , and the maximum rate, which is the amount of generated information within a time T m shorter than T a , are used as parameters. In variable bit rate coding control, information allocation is optimized using the above control parameters, so the frame to be coded is analyzed in advance to measure the amount of generated information, and the quantization step is determined from the measurement result. There is a two-pass coding control that performs coding after that.

【0003】図7は、従来の2パス符号化制御方法の例
を説明するためのものである。本例では、画像符号化方
式として離散コサイン変換を使用した場合を想定する。
あらかじめ計測を行う複数のフレームをフレーム群と呼
び、フレーム群内のフレーム数をFとする。また、制御
パラメータは、フレーム単位での発生情報量の上限を示
す最大レートBmax 及びフレーム群の全発生情報量のフ
レーム当たりの平均の上限を平均レートBave とする。
FIG. 7 is for explaining an example of a conventional two-pass coding control method. In this example, it is assumed that the discrete cosine transform is used as the image coding method.
A plurality of frames to be measured in advance is called a frame group, and the number of frames in the frame group is F. The control parameters are a maximum rate B max indicating an upper limit of the generated information amount in a frame unit and an average upper limit of the average of all generated information amounts of the frame group per frame as an average rate B ave .

【0004】まず、発生情報量計測部にて、入力端子1
01から入力された画像信号の発生情報量が計測され
る。発生情報量計測部に入力された画像信号は、小ブロ
ック分割部102にてN×Nの小ブロックに分割され
る。分割された小ブロックの画像信号に対し、離散コサ
イン変換部103Bで離散コサイン変換が行われる。さ
らに、あらかじめ設定された量子化ステップQp (10
5)を使って、離散コサイン変換係数は量子化部104
で量子化され、可変長符号化部106で可変長符号化さ
れ、発生情報量計算部107にて、フレーム単位の発生
情報量113を計測する。発生情報量統計量算出部11
4にて計測されたフレーム単位の発生情報量113よ
り、フレーム群最大発生情報量Gmax (115)とフレ
ーム群平均発生情報量Gave (116)を算出する。ま
た、発生情報量計測部に入力されたフレーム群は、フレ
ーム群内の全フレームの発生情報量の計測終了までフレ
ームメモリ108に蓄えられる。
First, in the generated information amount measuring unit, the input terminal 1
The generated information amount of the image signal input from 01 is measured. The image signal input to the generated information amount measuring unit is divided into N × N small blocks by the small block dividing unit 102. The discrete cosine transform unit 103B performs discrete cosine transform on the divided small block image signal. Further, a preset quantization step Q p (10
5), the discrete cosine transform coefficient is calculated by the quantization unit 104.
Is quantized by, and the variable length coding unit 106 performs variable length coding, and the generated information amount calculation unit 107 measures the generated information amount 113 for each frame. Generated information amount statistic calculation unit 11
The frame group maximum generated information amount G max (115) and the frame group average generated information amount G ave (116) are calculated from the frame-based generated information amount 113 measured in 4. The frame group input to the generated information amount measuring unit is stored in the frame memory 108 until the measurement of the generated information amount of all frames in the frame group is completed.

【0005】次に、発生情報量計測終了後、フレームメ
モリ108に蓄えられている画像信号は符号化部にて符
号化される。ここで、符号化対象画像のフレーム群にお
けるフレーム番号をi(i=1,2,・・・,F)とす
る。符号化部に入力された画像信号は、小ブロック分割
部109にてN×Nの小ブロックに分割され、分割され
た小ブロックの画像信号に対し、離散コサイン変換部1
10Bで離散コサイン変換が行われる。一方、発生情報
量計測部にて計測されたフレーム群最大発生情報量G
max (115)およびフレーム群平均発生情報量Gave
(116)と制御パラメータとして与えられている最大
レートBmax (117)および平均レートBave (11
8)から、量子化ステップ算出部112にて、基準とな
る量子化ステップQi (119)を算出する。算出方法
としては、以下の通りとし、量子化ステップQと発生情
報量Gには G=a/Q の関係があると仮定する。ここで、aは定数である。
Next, after the measurement of the generated information amount is finished, the image signal stored in the frame memory 108 is coded by the coding unit. Here, the frame number in the frame group of the image to be encoded is i (i = 1, 2, ..., F). The image signal input to the encoding unit is divided by the small block dividing unit 109 into N × N small blocks, and the discrete cosine transform unit 1 is applied to the divided small block image signal.
Discrete cosine transform is performed at 10B. On the other hand, the frame group maximum generated information amount G measured by the generated information amount measuring unit
max (115) and frame group average generated information amount G ave
(116) and the maximum rate B max (117) and the average rate B ave (11) given as control parameters.
From 8), the quantization step calculation unit 112 calculates the reference quantization step Q i (119). The calculation method is as follows, and it is assumed that the quantization step Q and the generated information amount G have a relationship of G = a / Q. Here, a is a constant.

【0006】平均レートBave (118)について、フ
レーム群平均発生情報量Gave (116)と計測に用い
た量子化ステップQp (105)から符号化時の平均発
生情報量がBave (115)を越えない量子化ステップ
i (119)を算出する。 Qi =Qp・ Gavev/Bave ただし、算出された量子化ステップQi (119)にて
量子化した際、最大レートBmax (115)を越えるフ
レームに対しては、発生情報量がGmax を越えない量子
化ステップQi (119)を新たに設定する。
For the average rate B ave (118), the average generated information amount at the time of encoding is B ave (115) from the frame group average generated information amount G ave (116) and the quantization step Q p (105) used for measurement. ), The quantization step Q i (119) is calculated. Q i = Q p · G avev / B ave However, when quantized in the calculated quantization step Q i (119), the amount of generated information is increased for a frame exceeding the maximum rate B max (115). A quantization step Q i (119) that does not exceed G max is newly set.

【0007】Qi =Qp・ Gmax /Bmax 離散コサイン変換係数は、求められた量子化ステップQ
i (119)により、量子化部111で量子化され、可
変長符号化部120で可変長符号化される。
Q i = Q p · G max / B max The discrete cosine transform coefficient is determined by the determined quantization step Q.
With i (119), the quantization unit 111 quantizes and the variable length coding unit 120 performs variable length coding.

【0008】このような方法によれば、量子化ステップ
をほぼ均一にすることができ、結果として、復号画像間
の画質差が小さくなる。
According to such a method, the quantization steps can be made substantially uniform, and as a result, the image quality difference between decoded images becomes small.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、復号
画像の画質を一定にするために、量子化ステップを一定
にしているが、実際の復号画像の画質は、必ずしも一定
にならない。これは人間の視覚特性によるもので、画像
信号の性質によって、画質は異なって見える。
In the conventional method, the quantization step is made constant in order to make the image quality of the decoded image constant, but the actual image quality of the decoded image is not always constant. This is due to human visual characteristics, and the image quality looks different depending on the nature of the image signal.

【0010】例えば、図6のように、輝度信号の変化の
少ないフレームと多いフレームでは、同じ量子化ステッ
プであっても、その画質劣化の程度は異なって見える。
これは、マスキング効果として知られている。
For example, as shown in FIG. 6, in a frame in which the luminance signal changes little and in a frame in which the luminance signal changes a lot, even if the quantization step is the same, the degree of image quality deterioration appears different.
This is known as the masking effect.

【0011】従来の方法は、画質劣化を一定にするため
に量子化ステップを一定にするように制御を行っている
ため、性質の異なる画像信号がある場合、同じ量子化ス
テップで量子化された画像であっても、見た目の画質は
異なる場合がある。このことは、画質を一定に保つよう
に、ビット割当が行われていないことを示している。つ
まり、あるフレームに対して余分に情報を割当、別のフ
レームに対して少なく割当てていることになる。
In the conventional method, since the quantization step is controlled to be constant in order to keep the image quality deterioration constant, when there are image signals having different characteristics, the quantization is performed at the same quantization step. Even the image may look different in image quality. This indicates that bit allocation is not performed so as to keep the image quality constant. That is, extra information is assigned to one frame and less information is assigned to another frame.

【0012】このように、従来方法では、視覚特性に関
係なく量子化ステップを一定にすることにより、画質を
一定に保とうとするため、適切なビット割当が行われな
いという問題があった。
As described above, in the conventional method, since the image quality is kept constant by keeping the quantization step constant regardless of the visual characteristic, there is a problem that proper bit allocation is not performed.

【0013】本発明の目的は、復号画像の画質を一定に
することができる可変ビットレート画像信号符号化装置
を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a variable bit rate image signal coding device capable of keeping the image quality of a decoded image constant.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の可変ビットレー
ト画像信号符号化装置は、入力された各フレームの画像
信号を分割した小ブロック毎に1種類または複数種類の
特徴量を算出する特徴量算出手段と、ある符号化単位に
前記特徴量の統計量を算出する第1の統計算出手段と、
複数フレームにわたる各特徴量の統計量を算出する第2
の統計量算出手段と、前記特徴量の符号化単位の統計量
と複数フレームにわたる各特徴量の統計量から符号化対
象フレームの画質の劣化の程度を推定する画質劣化推定
手段と、前記発生情報量と前記画質の劣化の程度から符
号化単位の量子化ステップを算出し、設定する量子化ス
テップ算出手段を有する。
A variable bit rate image signal encoding apparatus according to the present invention calculates a feature amount of one kind or a plurality of kinds for each small block obtained by dividing an image signal of each input frame. Calculating means, and a first statistical calculating means for calculating a statistical amount of the characteristic amount in a certain coding unit,
Second calculation of statistics for each feature over multiple frames
Statistic calculating means, image quality deterioration estimating means for estimating the degree of deterioration of the image quality of the encoding target frame from the statistic of the encoding unit of the feature and the statistic of each feature over a plurality of frames, and the occurrence information. It has a quantization step calculation means for calculating and setting a quantization step for each coding unit from the amount and the degree of deterioration of the image quality.

【0015】前記量子化ステップ算出手段は、前記画質
の劣化の程度(Di) と、前記発生情報量であるフレー
ム群最大発生情報量(Gmax )およびフレーム群平均発
生情報量(Gave) と、制御パラメータであるフレーム
単位での発生情報量の上限である最大レート(Bmax
およびフレーム群の全発生情報量のフレーム当たりの平
均の上限である平均レート(Bave) と、発生情報量の
計測に用いた量子化ステップ(Qp)から、符号化時の
平均発生情報量が平均レート(Bave) を越えない量子
化ステップQi ’=Qp・ Gave /Baveを定め、次に
量子化ステップQi=Qi ’・Di を決定し、決定され
た量子化ステップにて量子化した際、最大レートBmax
を越えるフレームに対しては、発生情報量が最大レート
max を越えない量子化ステップQi =Qp・Gmax
maxを新たに設定する。
The quantization step calculation means calculates the degree of deterioration of the image quality (D i ), the maximum amount of generated information (G max ) and the average amount of generated frame group (G ave ) which are the generated information amounts. And the maximum rate (B max ) that is the upper limit of the amount of generated information in frame units, which is a control parameter
And the average rate (B ave ) that is the upper limit of the average per frame of all the generated information amount of the frame group and the quantization step (Q p ) used for measuring the generated information amount, the average generated information amount at the time of encoding. Determines a quantization step Q i ′ = Q p · G ave / B ave that does not exceed the average rate (B ave ), and then determines a quantization step Q i = Q i ′ · D i. When quantized in the quantization step, the maximum rate B max
For the frame exceeding the amount of information generated does not exceed the maximum rate B max quantization step Q i = Q p · G max /
B max is newly set.

【0016】前記特徴量がフレーム内輝度信号分散と動
きベクトルの大きさである。
The feature amounts are the intra-frame luminance signal variance and the magnitude of the motion vector.

【0017】前記画質劣化推定手段は、符号化対象フレ
ームの両特徴量の平均値とフレーム群の両特徴量の平均
値から、符号化対象フレームの画質の劣化の程度を推定
する。
The image quality deterioration estimating means estimates the degree of deterioration of the image quality of the encoding target frame from the average value of both characteristic amounts of the encoding target frame and the average value of both characteristic amounts of the frame group.

【0018】前記量子化ステップ算出手段は、前記発生
情報量であるフレーム群最大発生情報量(Gmax )およ
びフレーム群平均発生情報量(Gave )と、制御パラメ
ータであるフレーム単位での発生情報量の上限である最
大レート(Bmax )およびフレーム群の全発生情報量の
フレーム当たりの平均の上限である平均レート(B
av e )と、発生情報量の計測時に用いた量子化ステップ
(Qp )から、符号化時の平均発生情報量が平均レート
(Bave )を越えない平均量子化ステップQall =Qp
・Gave /Baveを定め、算出された平均量子化ステッ
プQave にて量子化した際、最大レートBmax を越える
フレームに対しては、発生情報量がBmax を越えない平
均量子化ステップQave =Gp ・Gmax /Bmaxを新た
に設定する平均量子化ステップ算出手段を有し、前記画
質の劣化の程度Dと前記平均量子化ステップQall
ら、符号化対象小ブロックの量子化ステップQ=Qall
・Dを求める。
The quantizing step calculating means includes the frame group maximum generated information amount (G max ) and the frame group average generated information amount (G ave ) which are the generated information amounts, and the generated information in frame units which is a control parameter. The maximum rate (B max ) which is the upper limit of the amount and the average rate (B which is the upper limit of the average per frame of all the generated information amount of the frame group
av e ) and the quantization step (Q p ) used when measuring the generated information amount, the average quantization step Q all = Q p at which the average generated information amount during encoding does not exceed the average rate (B ave ).
· Defining a G ave / B ave, when the quantized by the calculated average quantization step Q ave, with respect to the frame exceeding the maximum rate B max, the average quantization step quantity occurrence information does not exceed B max It has an average quantization step calculation means for newly setting Q ave = G p · G max / B max, and the quantum of the small block to be encoded is determined from the degree of deterioration D of the image quality and the average quantization step Q all. Conversion step Q = Q all
・ Determine D.

【0019】前記画質劣化推定手段は符号対象小ブロッ
クの特徴量と、該特徴量のフレーム群内の全小ブロック
の平均値から、符号化対象小ブロックの画質の劣化の程
度を推定する。
The image quality deterioration estimating means estimates the degree of image quality deterioration of the encoding target small block from the characteristic amount of the encoding target small block and the average value of all the small blocks in the frame group of the characteristic amount.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の画像信号符号化装置は発
生情報量計測部と符号化部とからなる。発生情報計測部
では、入力された各フレームの画像信号をあらかじめ定
められた量子化ステップQPにて量子化した際の発生情
報量を調べ、かつ、視覚特性を反映させた量子化制御を
定められた符号化単位で行うため、小ブロック毎の1ま
たは複数の特徴量から符号化単位での特徴量と、フレー
ム群内の特徴量の統計量を算出する。符号化部では、符
号化対象である符号化単位の特徴量とフレーム群内の特
徴量の統計量から、符号化対象フレームの画像の劣化の
程度を推定し、この画像劣化の程度と発生情報量と制御
パラメータから符号化対象である符号化単位の量子化ス
テップを設定し、符号化を行う。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The image signal coding apparatus of the present invention comprises a generated information amount measuring section and a coding section. The generation information measuring unit checks the amount of information generated when the quantization at a predetermined image signal of each frame input quantization step Q P, and determines the quantization control that reflects the visual characteristics Since it is performed in the specified encoding unit, the characteristic amount in the encoding unit and the statistical amount of the characteristic amount in the frame group are calculated from one or a plurality of characteristic amounts for each small block. The encoding unit estimates the degree of deterioration of the image of the encoding target frame from the characteristic amount of the encoding unit to be encoded and the statistical amount of the characteristic amount in the frame group, and determines the degree of image deterioration and the occurrence information. The quantization step of the coding unit to be coded is set from the amount and the control parameter, and coding is performed.

【0021】このような方法によれば、視覚特性に合わ
せて量子化ステップを設定することができ、結果とし
て、復号画像間の画質差が小さくなる。
According to such a method, the quantization step can be set according to the visual characteristic, and as a result, the image quality difference between the decoded images becomes small.

【0022】[0022]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0023】図1は本発明の第1の実施例の画像信号符
号化装置の構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an image signal coding apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【0024】計測を行うフレーム群内のフレームの数を
F、利用する特徴量の数をKとする。また、制御パラメ
ータとしては、フレーム単位での発生情報量の上限を最
大レートBmax 、フレーム群の全発生情報量のフレーム
当たりの平均の上限を平均レートBave とする。
Let F be the number of frames in the frame group to be measured, and K be the number of feature quantities to be used. As the control parameters, the upper limit of the generated information amount in frame units is the maximum rate B max , and the upper limit of the average of all generated information amounts of the frame group per frame is the average rate B ave .

【0025】まず、発生情報計測部にて、入力単位10
1から入力された画像信号の発生情報量が計測される。
発生情報量計測部に入力された画像信号は、小ブロック
分割部102にてN×Nの小ブロックに分割される。分
割された小ブロックの画像信号に対し、直交変換部10
3Aで直交変換が行われる。さらに、あらかじめ設定さ
れた量子化ステップQp (105)を使って、直交変換
係数は量子化部104で量子化され、可変長符号化部1
06で可変長符号化され、発生情報量計算部107にて
発生情報量を計測する。一方、特徴量算出部122(特
徴量算出手段)にてK種類の特徴量を算出し、フレーム
単位統計量算出部123(第1の統計量算出手段)にて
各特徴量の計測フレームでの統計量fsi,k (124)
を算出する。ここで、iはフレーム群内のフレーム番号
(i=1,2,・・・,F)、kは特徴量番号(k=
1,2,・・・,K)を表す。フレーム単位統計量算出
部123にて算出されたフレームの各特徴量の統計量f
i,k (124)を基に、フレーム群統計量算出部12
5A(第2の統計量算出手段)にて、入力されたフレー
ム群における各特徴量の統計量fcsk (126)を算
出する。また、発生情報量計測部に入力されたフレーム
群は、フレーム群内の全フレームの発生情報量の計測終
了までフレームメモリ108に蓄えられる。
First, in the generation information measuring unit, the input unit 10
The generated information amount of the image signal input from 1 is measured.
The image signal input to the generated information amount measuring unit is divided into N × N small blocks by the small block dividing unit 102. The orthogonal transformation unit 10 applies to the divided small block image signal.
Orthogonal transformation is performed at 3A. Further, the orthogonal transform coefficient is quantized by the quantization unit 104 using a preset quantization step Q p (105), and the variable length coding unit 1
Variable length coding is performed at 06, and the generated information amount calculation unit 107 measures the generated information amount. On the other hand, the feature amount calculation unit 122 (feature amount calculation unit) calculates K types of feature amounts, and the frame unit statistic amount calculation unit 123 (first statistic amount calculation unit) calculates each feature amount in the measurement frame. Statistics fs i, k (124)
Is calculated. Here, i is a frame number (i = 1, 2, ..., F) in the frame group, and k is a feature number (k =
1, 2, ..., K). The statistic f of each feature amount of the frame calculated by the frame unit statistic calculation unit 123
Based on s i, k (124), the frame group statistic calculation unit 12
5A (second statistic calculation means) calculates the statistic fcs k (126) of each feature in the input frame group. The frame group input to the generated information amount measuring unit is stored in the frame memory 108 until the measurement of the generated information amount of all frames in the frame group is completed.

【0026】次に、発生情報量計測終了後、フレームメ
モリ108に蓄えられている画像信号は、符号化部にて
符号化される。符号化部に入力された画像信号は、小ブ
ロック分割部109にてN×Nの小ブロックに分割さ
れ、分割された小ブロックの画像信号に対し、直交変換
部110Aで直交変換が行われる。一方、画質劣化推定
部127(画質劣化推定手段)にて、符号化対象フレー
ムの各特徴量の統計量fsi,k (124)とフレーム群
内での各特特徴量の統計量の平均値fcsk(126)
から、符号化対象フレームの画質劣化の程度Di (12
8A)を推定する。Di は画質劣化が目立ちやすい部分
は1より小さくなり、画質劣化が目立ちにくい部分では
1より大きくなるように設定される。
Next, after the measurement of the generated information amount, the image signal stored in the frame memory 108 is encoded by the encoding unit. The image signal input to the encoding unit is divided into N × N small blocks by the small block division unit 109, and the orthogonal transformation unit 110A performs orthogonal transformation on the divided small block image signals. On the other hand, in the image quality deterioration estimation unit 127 (image quality deterioration estimation means), the statistical value fs i, k (124) of each feature amount of the encoding target frame and the average value of the statistical amount of each special feature amount in the frame group fcs k (126)
From the degree of image quality deterioration of the encoding target frame D i (12
8A) is estimated. D i is set to be smaller than 1 in a portion where the image quality deterioration is easily noticeable and larger than 1 in a portion where the image quality deterioration is not noticeable.

【0027】[0027]

【数1】 次に、符号化対象フレームの画質劣化の程度Di (12
8A)、発生情報量計測部にて計測されたフレーム群最
大発生情報量Gmax (115)およびフレーム群平均発
生情報量Gave (116)、制御パラメータとして与え
られている最大レートBmax (117)および平均レー
トBave (118)から、量子化ステップ算出部112
(量子化ステップ算出手段)にて、量子化ステップQi
(119)を算出する。算出方法としては、以下の通り
とする。
[Equation 1] Next, the degree of image quality deterioration of the encoding target frame D i (12
8A), frame group maximum generated information amount G max (115) and frame group average generated information amount G ave (116) measured by the generated information amount measuring unit, and maximum rate B max (117) given as a control parameter. ) And the average rate B ave (118), the quantization step calculation unit 112
In the (quantization step calculation means), the quantization step Q i
(119) is calculated. The calculation method is as follows.

【0028】平均レートBave (118)について、フ
レーム群平均発生情報量Gave (116)と計測に用い
た量子化ステップQp から、符号化時の平均発生情報量
がB ave (118)を越えない量子化ステップQi ’を
定める。
Average rate Bave About (118)
Lame group average generated information amount Gave Used for (116) and measurement
Quantization step Qp From, the average amount of information generated during encoding
Is B ave Quantization step Q not exceeding (118)i ’
Establish.

【0029】Qi ’=Qp ・Gave /Bave そして、符号化対象フレームの画質劣化の程度Di (1
28A)から、量子化ステップQi (119)を以下の
ように決定する。
Q i '= Q p · G ave / B ave And the degree of image quality deterioration of the encoding target frame D i (1
28A), the quantization step Q i (119) is determined as follows.

【0030】Qi =Qi ’・Di 画質劣化の程度Di (128A)は、画質劣化が目立つ
部分は1より小さい値となるので、より細かく量子化さ
れることになり、画質劣化が目立たない部分は1より大
きい値となるので、より粗く量子化されることになる。
Q i = Q i ′ · D i The degree of image quality deterioration D i (128 A) is smaller than 1 in the part where the image quality deterioration is noticeable, so that it is quantized more finely and the image quality deterioration occurs. Since the inconspicuous part has a value larger than 1, it is quantized more coarsely.

【0031】ただし、算出された量子化ステップQi
(119)にて量子化した際、最大レートBmax (11
7)を越えるフレームに対しては、発生情報量が最大レ
ートB max (117)を越えない量子化ステップQi
(119)を新たに設定する。
However, the calculated quantization step Qi 
Maximum rate B when quantized in (119)max (11
For frames exceeding 7), the maximum amount of generated information is
Card B max Quantization step Q not exceeding (117)i 
(119) is newly set.

【0032】Qi =Gp ・Gmax/max 直交変換係数は、求められた量子化ステップQi (11
9)により、量子化部111で量子化され、可変長符号
化部120で可変長符号化される。
Q i = G p G max / B max The orthogonal transform coefficient is obtained by the obtained quantization step Q i (11
9), the quantization unit 111 quantizes the data, and the variable length coding unit 120 performs variable length coding.

【0033】この方法によれば、視覚特性に合わせて量
子化ステップを設定することができ、結果として、復号
画像間の画質差が小さくなる。
According to this method, the quantization step can be set according to the visual characteristic, and as a result, the image quality difference between the decoded images becomes small.

【0034】図2は本発明の第2の実施例の画像信号符
号化装置の構成図である。図1中と同符号は同じ構成要
素を示す。
FIG. 2 is a block diagram of an image signal coding apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components.

【0035】本実施例では、2種類の特徴量(フレーム
内輝度信号分散、動きベクトルの大きさ)を用いる。ま
た、フレーム単位およびフレーム群の統計量として平均
値を用いる。画像符号化方式としてはコサイン変換を使
用した場合を想定する。計測を行うフレーム群内のフレ
ーム数を15とする。また、制御パラメータとしては、
フレーム単位での発生情報量の上限を最大レートB
max 、フレーム群の全発生情報量のフレーム当たりの平
均の上限を平均レートBave とする。
In this embodiment, two types of feature quantities (intra-frame luminance signal dispersion and motion vector size) are used. Further, an average value is used as a statistic amount for each frame and each frame group. It is assumed that the cosine transform is used as the image coding method. The number of frames in the frame group to be measured is 15. Also, as the control parameters,
Maximum rate B for the upper limit of the amount of information generated in frame units
Let max be the average rate B ave, which is the upper limit of the average of all the generated information amounts of the frame group per frame.

【0036】以下、第1の実施例と異なる分のみを説明
する。
Only the differences from the first embodiment will be described below.

【0037】小ブロック分割部102にて分割された小
ブロックの画像信号に対し、離散コサイン変換部103
Bで離散コサイン変換が行われる。
For the image signal of the small block divided by the small block dividing unit 102, the discrete cosine transform unit 103
The discrete cosine transform is performed at B.

【0038】一方、輝度分散算出部129Aと動き量算
出部130A(特徴量算出手段)にて、それぞれ小ブロ
ック毎の輝度値の分散と動きベクトルの大きさが算出さ
れる。小ブロックの輝度値の分散varは次式より求め
る。
On the other hand, the luminance variance calculating unit 129A and the motion amount calculating unit 130A (feature amount calculating means) calculate the variance of the luminance value and the magnitude of the motion vector for each small block. The variance var of the luminance value of the small block is calculated by the following formula.

【0039】[0039]

【数2】 動き量mvは、フレームメモリ108内の直前のフレー
ムとの比較により算出し、次式より算出する。
[Equation 2] The motion amount mv is calculated by comparison with the immediately preceding frame in the frame memory 108, and is calculated by the following equation.

【0040】[0040]

【数3】 算出された小ブロックの輝度値の分散と動きベクトルの
大きさは、フレーム単位平均値算出部131(第1の統
計量算出手段)にて、両特徴量の計測フレームでの輝度
値分散の平均値var_avei (132)と動き量平
均値mv_avei (133)を算出する。ここで、i
は、フレーム群内のフレーム番号(i=1,2,・・・
・,15)を表す。フレーム単位平均値算出部131に
て算出された輝度値分散と動き量の平均値var_av
i (132)よびmv_ave i (133)を基に、
フレーム群平均値算出部134A(第2の統計量算出手
段)にて、入力されたフレーム群における両特徴量の平
均値
(Equation 3)Variance of the calculated small block brightness and motion vector
The size is determined by the frame unit average value calculation unit 131 (first series).
Luminance in the measurement frame for both feature quantities
Average value of value variance var_avei (132) and flatness
Average value mv_avei Calculate (133). Where i
Are frame numbers (i = 1, 2, ...) In the frame group.
., 15). In the frame unit average value calculation unit 131
Average value var_av of luminance value variance and motion amount calculated by
ei (132) and mv_ave i Based on (133)
Frame group average value calculator 134A (second statistic calculator)
), The flatness of both feature quantities in the input frame group.
Average value

【0041】[0041]

【外1】 を算出する。[Outside 1] Is calculated.

【0042】また、発生情報量計測部に入力されたフレ
ーム群は、計測対象である15枚のフレームの発生情報
量の計測終了までフレームメモリ108に蓄えられる。
Further, the frame group input to the generated information amount measuring unit is stored in the frame memory 108 until the measurement of the generated information amount of 15 frames to be measured is completed.

【0043】次に、発生情報計測終了後、符号化部にて
符号化される。符号化部に入力された画像信号は、小ブ
ロック分割部109にて分割された小ブロックの画像信
号に対し、離散コサイン変換部110Bで離散コサイン
変換が行われる。一方、画質劣化推定部127B(画質
劣化推定手段)にて、符号化対象フレームの両特徴量の
平均値var_avei (132)およびmv_ave
i (133)と、フレーム群の両特徴量の平均値
Next, after the generation information has been measured, it is encoded by the encoder. The image signal input to the encoding unit is subjected to discrete cosine transform in the discrete cosine transform unit 110B for the image signal of the small block divided by the small block divider 109. On the other hand, in the image quality deterioration estimation unit 127B (image quality deterioration estimation means), the average values var_ave i (132) and mv_ave of both feature quantities of the encoding target frame.
i (133) and the average value of both feature quantities of the frame group

【0044】[0044]

【外2】 から、符号化対象フレームの画質劣化の程度Di (12
8B)を推定する。輝度値分散に対しては、分散が高い
部分ほど画質劣化が目立ちにくく、動き量に対しては、
動き量の大きい部分ほど画質劣化目立ちにくい。よっ
て、次式より、画質劣化の程度Di (128B)を算出
する。
[Outside 2] From the degree of image quality deterioration of the encoding target frame D i (12
8B) is estimated. For luminance value dispersion, the higher the dispersion, the less noticeable the image quality deterioration is, and for the amount of motion,
The larger the amount of movement, the less noticeable the image quality deterioration. Therefore, the degree of image quality deterioration D i (128 B) is calculated from the following equation.

【0045】[0045]

【数4】 画質劣化の程度Di (128B)は、平均的な部分では
1となるが、画質劣化が最も目立ちやすい部分は1/4
となり、画質劣化が最も目立ちにくい部分では4とな
る。次に、符号化対象フレームの画質劣化の程度Di
(128B)、発生情報量計測部にて計測されたフレー
ム群最大発生情報量Gmax (115)およびフレーム群
平均発生情報量Gave (116)、制御パラメータとし
て与えられている最大レートBmax (117)および平
均レートBave (118)から、基準量子化ステップ算
出部112B(量子化ステップ算出手段)にて、基準と
なる量子化ステップQi (119)を第1の実施例と同
じ算出方法で算出する。
(Equation 4) The degree of image quality deterioration D i (128B) is 1 in the average part, but is 1/4 in the part where the image quality deterioration is most noticeable.
And becomes 4 at the part where the image quality deterioration is most unnoticeable. Next, the degree of image quality deterioration D i of the encoding target frame
(128B), the frame group maximum generated information amount G max (115) and the frame group average generated information amount G ave (116) measured by the generated information amount measuring unit, and the maximum rate B max (given as a control parameter). 117) and the average rate B ave (118), the reference quantization step calculation unit 112B (quantization step calculation means) calculates the reference quantization step Q i (119) by the same calculation method as in the first embodiment. Calculate with.

【0046】以上述べた第2の実施例では、特徴量数を
2とし、特徴量を輝度分散、動きベクトルの大きさとし
たが、特徴量および特徴量の種類は、これにとらわれる
ものではない。さらに、フレーム単位およびフレーム群
での統計量を平均値としたが、分散などの他の統計量で
も差し支えない。さらに、画質劣化の程度を算出する方
法、量子化制御パラメータの算出法についても任意に定
めることができる。また、フレーム間符号化方式でも、
本実施例と同様に使用可能である。
In the second embodiment described above, the number of feature amounts was set to 2, and the feature amount was the luminance dispersion and the magnitude of the motion vector, but the feature amount and the type of feature amount are not limited to this. Furthermore, although the statistic amount in frame units and frame groups is the average value, other statistic amounts such as variance may be used. Furthermore, the method of calculating the degree of image quality deterioration and the method of calculating the quantization control parameter can be arbitrarily determined. Also, with the interframe coding method,
It can be used as in the present embodiment.

【0047】図3は本発明の第3の実施例の画像信号符
号化装置の構成図である。図1、図2中と同符号は同じ
構成要素を示す。
FIG. 3 is a block diagram of an image signal coding apparatus according to the third embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same components.

【0048】計測を行うフレーム群内のフレームの数を
F、1フレーム当たりの小ブロックの数をB、利用する
特徴量の数をKとする。図4に、フレーム群と小ブロッ
クの関係を示す。また、制御パラメータとしては、フレ
ーム単位での発生情報量の上限を最大レートBmax 、フ
レーム群の全発生情報量のフレーム単位の平均の上限を
平均レートBave とする。
Let F be the number of frames in the frame group to be measured, B be the number of small blocks per frame, and K be the number of feature quantities to be used. FIG. 4 shows the relationship between the frame group and the small blocks. As the control parameter, the upper limit of the generated information amount in the frame unit is the maximum rate B max , and the upper limit of the average of the generated information amount in the frame group in the frame unit is the average rate B ave .

【0049】以下、第1、第2の実施例と異なる部分の
みを説明する。
Only the parts different from the first and second embodiments will be described below.

【0050】特徴量算出部137(特徴量算出手段)に
て小ブロック毎にK種類の特徴量fsj,k (138)を
算出する。jは小ブロック番号(j=1,2,・・・
・,M・F)、kは特徴量番号(k=1,2,・・・,
K)を表す。特徴量算出部137にて算出されたフレー
ムの各特徴量fsj,k (138)を基に、フレーム群統
計量算出部125B(第2の統計量算出手段)にて、入
力されたフレーム群における各特徴量の統計量fcsk
(126)を算出する。
The characteristic amount calculation section 137 (characteristic amount calculating means) calculates K types of characteristic amounts fs j, k (138) for each small block. j is a small block number (j = 1, 2, ...
., MF), k is the feature number (k = 1, 2, ...,
K) is represented. Based on each feature amount fs j, k (138) of the frame calculated by the feature amount calculating unit 137, the frame group input by the frame group statistic calculating unit 125B (second statistic calculating unit) Statistic fcs k of each feature in
(126) is calculated.

【0051】平均量子化ステップ算出部141(量子化
ステップ算出手段)にて、発生情報量計測部にて計測さ
れたフレーム群最大発生情報量Gmax (115)および
フレーム群平均発生情報量Gave (116)、制御パラ
メータとして与えられている最大レートBmax (11
7)および平均レートBave (118)からフレーム群
全体を量子化する量子化ステップである平均量子化ステ
ップQall (142)を算出する。算出方法としては、
以下の通りとする。
In the average quantization step calculation unit 141 (quantization step calculation means), the frame group maximum generation information amount G max (115) and the frame group average generation information amount G ave measured by the generation information amount measurement unit are calculated. (116), the maximum rate B max (11 given as the control parameter)
7) and the average rate B ave (118), an average quantization step Q all (142) which is a quantization step for quantizing the entire frame group is calculated. As a calculation method,
It is as follows.

【0052】平均レートBave (118)について、フ
レーム群平均発生情報量Gave (116)と計測に用い
た量子化ステップQp から、符号化時の平均発生情報量
がB ave (115)を越えない平均量子化ステップQ
all (142)を定める。
Average rate Bave About (118)
Lame group average generated information amount Gave Used for (116) and measurement
Quantization step Qp From, the average amount of information generated during encoding
Is B ave Average quantization step Q not exceeding (115)
all (142) is defined.

【0053】Qall =Qp ・Gave /Bave ただし、算出された平均量子化ステップQall (14
2)にて量子化した際、最大レートBmax (117)を
越えるフレームに対しては、発生情報量がBmax(11
7)を越えない平均量子化ステップQall (119)を
新たに設定する。 Qall =Qp ・Gmax /Bmax 一方、特徴量算出部139(第1の統計量算出手段)に
て、符号化対象小ブロックのK種類の特徴量fsk (1
40)を算出する。画質劣化推定部128(画質劣化推
定手段)にて、符号化対象小ブロックの各特徴量fsk
(140)とフレーム群内での各特徴量の統計量fcs
k (126)から、符号化対象小ブロックの画質劣化の
程度D(128c)を推定する。画質劣化の程度Dは、
画質劣化が目立ちやすい部分は1より小さくなり、画質
劣化が目立ちにくい部分では1より大きくなるように設
定される。
Q all = Q p · G ave / B ave However, the calculated average quantization step Q all (14
When the quantization is performed in 2), the generated information amount is B max (11) for the frame exceeding the maximum rate B max (117).
The average quantization step Q all (119) that does not exceed 7) is newly set. Q all = Q p · G max / B max On the other hand, in the feature amount calculation unit 139 (first statistic amount calculation means), K types of feature amounts fs k (1 of the small block to be encoded) are calculated.
40) is calculated. In the image quality deterioration estimation unit 128 (image quality deterioration estimation means), each feature amount fs k of the small block to be encoded.
(140) and the statistical amount fcs of each feature amount in the frame group
From k (126), the degree D (128c) of image quality deterioration of the small block to be encoded is estimated. The degree of image deterioration D is
It is set so that the part where the image quality deterioration is noticeable is smaller than 1 and the part where the image quality deterioration is less noticeable is larger than 1.

【0054】[0054]

【数5】 量子化ステップ算出部112C(量子化ステップ算出手
段)にて、符号化対象ブロックの画質劣化の程度D(1
28C)と平均量子化ステップQall (142)から、
符号化対象小ブロックの量子化ステップQ(119)を
以下のように決定する。
(Equation 5) In the quantization step calculation unit 112C (quantization step calculation means), the degree of image quality degradation D (1
28C) and the average quantization step Q all (142),
The quantization step Q (119) of the small block to be encoded is determined as follows.

【0055】Q=Qall ・D 画質劣化の程度D(128C)は、画質劣化が目立つ部
分は1より小さい値となるので、より細かく量子化され
ることになり、画質劣化のが目立たない部分は1より大
きい値となるので、より粗く量子化されることになる。
Q = Q all · D The degree of image quality deterioration D (128C) is smaller than 1 in the part where the image quality deterioration is conspicuous, so it is quantized more finely, and the part where the image quality deterioration is not noticeable. Becomes a value larger than 1, so that it is quantized more coarsely.

【0056】このような方法によれば、視覚特性に合わ
せて量子化ステップを設定することができ、結果として
復号画像間の画質差が小さくなる。
According to such a method, the quantization step can be set according to the visual characteristic, and as a result, the image quality difference between the decoded images becomes small.

【0057】図5は本発明の第4の実施例の画像信号符
号化装置の構成図である。
FIG. 5 is a block diagram of an image signal coding apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

【0058】本実施例では、2種類の特徴量(フレーム
内輝度信号分散、動きベクトルの大きさ)を用いる。フ
レーム単位およびフレーム群の統計量として、平均値を
用いる。画像符号化方式としてはコサイン変換を使用し
た場合を想定する。計測を行うフレームの数をF、フレ
ーム内の小ブロックの数をBとする。また、制御パラメ
ータとしては、フレーム単位での発生情報量の上限を最
大レートBmax 、フレーム群の全発生情報量のフレーム
単位の平均の上限を平均レートBave とする。以下、第
3の実施例と異なる部分のみ説明する。
In this embodiment, two types of feature quantities (intra-frame luminance signal dispersion and motion vector size) are used. The average value is used as the statistic amount for each frame and each frame group. It is assumed that the cosine transform is used as the image coding method. Let F be the number of frames to be measured and B be the number of small blocks in the frame. As the control parameter, the upper limit of the generated information amount in the frame unit is the maximum rate B max , and the upper limit of the average of the generated information amount in the frame group in the frame unit is the average rate B ave . Only parts different from the third embodiment will be described below.

【0059】輝度分散算出部129Aと動き量算出部1
30A(特徴量算出手段)にて、それぞれ小ブロック毎
の輝度値の分散varj (144A)と動き量mvj
(143A)が算出される。jは小ブロック番号(j=
1,2,・・・,M・F)である。小ブロックの輝度値
の分散varj (144A)は次式より求める。
Brightness variance calculator 129A and motion amount calculator 1
30A (feature amount calculation means), the variance var j (144A) of the luminance value and the motion amount mv j for each small block.
(143A) is calculated. j is a small block number (j =
1, 2, ..., MF). The variance var j (144A) of the luminance value of the small block is calculated by the following equation.

【0060】[0060]

【数6】 動き量mvj (143A)は、フレームメモリ108内
の直前のフレームとの比較により小ブロックの動きベク
トル
(Equation 6) The motion amount mv j (143A) is a motion vector of a small block obtained by comparison with the immediately preceding frame in the frame memory 108.

【0061】[0061]

【外3】 を検出し、次式より算出する。[Outside 3] Is calculated and calculated from the following formula.

【0062】[0062]

【数7】 小ブロック毎に算出された輝度値の分散varj (14
4A)と動き量mvj(143A)を基に、フレーム群
平均値算出部134B(第2の統計量算出手段)にて、
入力されたフレーム群における全小ブロックの両特徴量
の平均値
(Equation 7) Variance of brightness values calculated for each small block var j (14
4A) and the movement amount mv j (143A), the frame group average value calculation unit 134B (second statistic calculation means)
Average value of both feature values of all small blocks in the input frame group

【0063】[0063]

【外4】 を次式により算出する。[Outside 4] Is calculated by the following formula.

【0064】[0064]

【数8】 符号化部に入力された画像信号は、フレームメモリ10
8Aに蓄えられるとともに小ブロック分割部109にて
N×Nの小ブロックに分割され、分割された小ブロック
の画像信号に対し、離散コサイン変換部110Bで離散
コサイン変換が行われる。一方、輝度分散算出部129
Bと動き量算出部130B(第1の統計量算出手段)に
て、それぞれ符号化対象ブロックの輝度値の分散var
(144B)と動き量mv(143B)が算出される。
続いて、画質劣化推定部127D(画像劣化推定手段)
にて、符号化対象小ブロックの両特徴量var(144
B)およびmv(143B)と、両特徴量のフレーム群
内の全小ブロックの平均値
(Equation 8) The image signal input to the encoding unit is stored in the frame memory 10
8A and is divided into N × N small blocks by the small block dividing unit 109, and the discrete cosine transform unit 110B performs discrete cosine transform on the divided small block image signal. On the other hand, the brightness variance calculation unit 129
B and the motion amount calculation unit 130B (first statistic amount calculation means), respectively, the variance var of the luminance values of the encoding target block.
(144B) and the movement amount mv (143B) are calculated.
Subsequently, the image quality deterioration estimation unit 127D (image deterioration estimation means)
, Both feature quantities var (144
B) and mv (143B), and the average value of all small blocks in the frame group of both feature quantities

【0065】[0065]

【外5】 から、符号化対象小ブロックの画質劣化の程度D(12
8D)を推定する。輝度値分散に対しては、分数が高い
部分ほど画質劣化が目立ちにくく、動き量に対しては、
動き量の大きい部分ほど画質劣化目立ちにくい。よっ
て、次式により、画質劣化の程度D(128D)を算出
する。
[Outside 5] From the degree of deterioration D (12
8D) is estimated. For luminance value dispersion, the higher the fraction, the less noticeable the image quality deterioration is, and for the amount of movement,
The larger the amount of movement, the less noticeable the image quality deterioration. Therefore, the degree D (128D) of image quality deterioration is calculated by the following equation.

【0066】[0066]

【数9】 画質劣化の程度D(128D)は、平均的な部分では1
となるが、画質劣化が最も目立ちやすい部分は1/4と
なり、画質劣化が最も目立ちにくい部分では4となる。
次に、発生情報計測部にて計測されたフレーム群最大発
生情報量Gmax(115)およびフレーム群平均発生情
報量Gave (116)、制御パラメータとして与えられ
ている最大レートBmax (117)および平均レートB
ave (118)から、平均量子化ステップ算出部141
(量子化ステップ算出手段)にて、フレーム群全体を量
子化する量子化ステップである平均量子化ステップQ
all (119)を第3の実施例と同じ算出方法にて算出
する。
[Equation 9] The degree of image quality deterioration D (128D) is 1 in the average part.
However, the part where the image quality deterioration is most noticeable becomes 1/4, and the part where the image quality deterioration is least noticeable becomes 4.
Next, the frame group maximum generated information amount G max (115) and the frame group average generated information amount G ave (116) measured by the generation information measuring unit, and the maximum rate B max (117) given as a control parameter. And average rate B
From ave (118), the average quantization step calculation unit 141
In (quantization step calculation means), an average quantization step Q which is a quantization step for quantizing the entire frame group.
All (119) is calculated by the same calculation method as in the third embodiment.

【0067】そして、量子化ステップ算出部112C
(量子化ステップ算出手段)にて、符号化対象小ブロッ
クの画質劣化の程度D(128D)と平均量子化ステッ
プQal l(142)から、符号化対象小ブロックの量子
化ステップQ(119)を第3の実施例と同じように決
定する。
Then, the quantization step calculation unit 112C
At (quantization step calculating means), the degree of image degradation of the encoding target small block D from (128D) and the average quantization step Q al l (142), the encoding target small block of the quantization step Q (119) Are determined in the same manner as in the third embodiment.

【0068】このような方法により、フレーム群という
時空間画像の中での小ブロックの画質劣化の度合を推定
でき、その画質劣化の度合を基に量子化ステップを決定
することができる。
With such a method, it is possible to estimate the degree of image quality deterioration of a small block in a spatiotemporal image called a frame group, and to determine the quantization step based on the degree of image quality deterioration.

【0069】以上述べた第4の実施例では、特徴量数を
2とし、特徴量を輝度分散、動きベクトルの大きさとし
たが、特徴量数および特徴量の種類は、これにとらわれ
るものではない。さらに、フレーム群での統計量を平均
値としたが、分散などの他の統計量でも差し支えない。
さらに、画質劣化の程度を算出する方法、量子化制御パ
ラメータの算出法についても任意に定めることができ
る。また、フレーム間符号化方式など他の符号化方式で
も、本実施例と同様に使用可能である。
In the fourth embodiment described above, the number of feature amounts was set to 2, and the feature amount was set to the luminance dispersion and the magnitude of the motion vector. However, the number of feature amounts and the types of feature amounts are not limited to this. . Further, although the statistic amount in the frame group is the average value, other statistic amounts such as variance may be used.
Furthermore, the method of calculating the degree of image quality deterioration and the method of calculating the quantization control parameter can be arbitrarily determined. Also, other coding methods such as the interframe coding method can be used as in the present embodiment.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、画像信
号の特徴から、時空間画像内の小ブロックの符号化によ
る画質の劣化を推定し、小ブロック毎に量子化ステップ
を設定することにより、劣化の目立ちやすい領域では、
細かい量子化を行うことで劣化を目立たなくすることが
でき、劣化の目立たない領域では粗い量子化を行うこと
で情報量を削減できる。結果として、画像信号符号化の
際、適切な情報量の割り当てを行う手段として有効であ
り、視覚的な劣化が低減できる。
As described above, according to the present invention, the deterioration of the image quality due to the coding of the small blocks in the spatiotemporal image is estimated from the characteristics of the image signal, and the quantization step is set for each small block. Therefore, in the area where deterioration is apt to stand out,
Degradation can be made inconspicuous by performing fine quantization, and the amount of information can be reduced by performing coarse quantization in a region where degradation is inconspicuous. As a result, it is effective as a means for allocating an appropriate amount of information when the image signal is encoded, and visual deterioration can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の可変ビットレートの画
像信号符号化装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a variable bit rate image signal encoding apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例の可変ビットレートの画
像信号符号化装置の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a variable bit rate image signal encoding apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例の可変ビットレートの画
像信号符号化装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a variable bit rate image signal encoding apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図4】フレーム群と小ブロックの関係を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a frame group and small blocks.

【図5】本発明の第4の実施例の可変ビットレートの画
像信号符号化装置の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a variable bit rate image signal encoding device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】輝度変化の異なる画像の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of images with different luminance changes.

【図7】可変ビットレート画像信号符号化装置の従来例
の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional example of a variable bit rate image signal encoding device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 入力端子 102 小ブロック分割部 103A,110A 直交変換部 103B,110B 離散コサイン変換部 104 量子化部 105 量子化ステップ 106 可変長符号化部 107 発生情報量計算部 108,108A フレームメモリ 109 小ブロック分割部 111 量子化部 112A,112B,112C,112D 量子化ス
テップ算出部 113 フレーム単位の発生情報量 114 発生情報量統計量算出部 115 フレーム群最大発生情報量 116 フレーム群平均発生情報量 117 最大レート 118 平均レート 119 量子化ステップ 120 可変長符号化部 121 出力端子 122 各特徴量算出部 123 フレーム単位統計量算出部 124 各特徴量のフレーム単位統計量 125A,125B フレーム群統計量算出部 126 各特徴量のフレーム群統計量 127A,127B,127C,127D 画質劣化
推定部 128A,128B,128C,128D 画質劣化
の程度 129A,129B 輝度分散算出部 130A,130B 動き量算出部 131 フレーム単位平均値算出部 132 輝度分散のフレーム単位平均値 133 動き量のフレーム単位平均値 134A,134B フレーム群平均値算出部 135A,135B 輝度分散のフレーム群平均値 136A,136B 動き量のフレーム群平均値 141 平均量子化ステップ算出部 142 平均量子化ステップ 143A,143B 動き量 144A,144B 輝度値の分散
101 Input Terminal 102 Small Block Dividing Unit 103A, 110A Orthogonal Transforming Unit 103B, 110B Discrete Cosine Transforming Unit 104 Quantizing Unit 105 Quantization Step 106 Variable Length Encoding Unit 107 Generated Information Amount Computing Unit 108, 108A Frame Memory 109 Small Block Dividing Part 111 Quantizer 112A, 112B, 112C, 112D Quantization step calculator 113 Frame-by-frame generated information amount 114 Generated information amount statistic calculator 115 Frame group maximum generated information amount 116 Frame group average generated information amount 117 Maximum rate 118 Average rate 119 Quantization step 120 Variable length coding unit 121 Output terminal 122 Each feature amount calculation unit 123 Frame unit statistic calculation unit 124 Frame unit statistic amount 125A, 125B frame group statistic calculation unit 12 of each feature amount Frame group statistics of each feature amount 127A, 127B, 127C, 127D Image quality deterioration estimation unit 128A, 128B, 128C, 128D Degree of image quality deterioration 129A, 129B Luminance variance calculation unit 130A, 130B Motion amount calculation unit 131 Frame unit average value calculation Part 132 Luminance variance frame unit average value 133 Motion amount frame unit average value 134A, 134B Frame group average value calculation unit 135A, 135B Luminance variance frame group average value 136A, 136B Motion amount frame group average value 141 Average quantization Step calculation unit 142 Average quantization step 143A, 143B Motion amount 144A, 144B Dispersion of luminance value

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された各フレームのディジタル画像
信号を小ブロックに分割し、一定の量子化ステップで符
号化し、発生情報量を測定し、その測定結果から量子化
ステップを算出して前記ディジタル画像信号を符号化す
る可変ビットレート画像信号符号化装置において、 入力された各フレームの画像信号を分割した小ブロック
毎に1種類または複数種類の特徴量を算出する特徴量算
出手段と、ある符号化単位に前記特徴量の統計量を算出
する第1の統計量算出手段と、複数フレームにわたる各
特徴量の統計量を算出する第2の統計量算出手段と、前
記特徴量の符号化単位の統計量と複数フレームにわたる
各特徴量の統計量から符号化対象フレームの画質の劣化
の程度を推定する画質劣化推定手段と、前記発生情報量
と前記画質の劣化の程度から符号化単位の量子化ステッ
プを算出し、設定する量子化ステップ算出手段を有する
ことを特徴とする可変ビットレート画像信号符号化装
置。
1. A digital image signal of each input frame is divided into small blocks, coded at a fixed quantization step, the amount of generated information is measured, and the quantization step is calculated from the measurement result to obtain the digital signal. In a variable bit rate image signal encoding device for encoding an image signal, a feature amount calculation means for calculating one or more types of feature amounts for each small block obtained by dividing an image signal of each input frame, and a certain code A first statistic calculating unit that calculates a statistic of the feature amount in a unit of encoding; a second statistic calculating unit that calculates a statistic of the feature amount over a plurality of frames; An image quality deterioration estimating means for estimating the degree of deterioration of the image quality of the encoding target frame from the statistical amount and the statistical amount of each characteristic amount over a plurality of frames, and the generated information amount and the degree of deterioration of the image quality. Calculating a quantization step of the encoding unit from the variable bit-rate image signal encoding apparatus characterized by having a quantization step calculating unit configured to set.
【請求項2】 前記量子化ステップ算出手段は、前記画
質の劣化の程度(D i)と、前記発生情報量であるフレ
ーム群最大発生情報量(Gmax)およびフレーム群平均
発生情報量(Gave)と、制御パラメータであるフレー
ム単位での発生情報量の上限である最大レート
(Bmax)およびフレーム群の全発生情報量のフレーム
当たりの平均の上限である平均レート(Bave)と、前
記発生情報量の計測に用いた量子化ステップ(Qp)か
ら、符号化時の平均発生情報量が前記平均レート(B
ave)を越えない量子化ステップQi ’=Qp・Gave
aveを定め、次に量子化ステップQ=Qi ’・Di
決定し、決定された量子化ステップにて量子化した際、
前記最大レートBmax を越えるフレームに対しては、発
生情報量が前記最大レートBmaxを越えない量子化ステ
ップQi=Qp・Gmax/Bmaxを新たに設定する、請求項
1記載の符号化装置。
2. The quantization step calculation means is configured to
Degradation of quality (D i) And the amount of generated information
Maximum amount of generated information (Gmax) And frame group average
Amount of information generated (Gave) And the control parameter
Maximum rate, which is the upper limit of the amount of generated information
(Bmax) And the frame of the total amount of generated information of the frame group
Average rate (Bave) And before
The quantization step (Qp)
From the average rate (B
ave) Quantization step Q not exceedingi ’= Qp・ Gave/
Bave, Then the quantization step Q = Qi ’・ Di To
When quantized by the determined quantization step,
The maximum rate Bmax If the frame exceeds
The amount of raw information is the maximum rate BmaxQuantization step that does not exceed
Up Qi= Qp・ Gmax/ BmaxClaims to newly set
1. The encoding device according to 1.
【請求項3】 前記特徴量がフレーム内輝度信号分散と
動きベクトルの大きさである請求項1または2記載の符
号化装置。
3. The encoding device according to claim 1, wherein the feature amount is an intra-frame luminance signal variance and a magnitude of a motion vector.
【請求項4】 前記画質劣化推定手段は、符号化対象フ
レームの両特徴量の平均値とフレーム群の両特徴量の平
均値から、符号化対象フレームの画質の劣化の程度を推
定する、請求項3記載の符号化装置。
4. The image quality deterioration estimating means estimates the degree of deterioration of the image quality of the encoding target frame from the average value of both characteristic amounts of the encoding target frame and the average value of both characteristic amounts of the frame group. Item 3. The encoding device according to item 3.
【請求項5】 前記量子化ステップ算出手段は、前記発
生情報量であるフレーム群最大発生情報量(Gmax) お
よびフレーム群平均発生情報量(Gave) と、制御パラ
メータであるフレーム単位での発生情報量の上限である
最大レート(Bmax )およびフレーム群の全発生情報量
のフレーム当たりの平均の上限である平均レート(B
ave )と、発生情報量の計測時に用いた量子化ステップ
(Qp)から、符号化時の平均発生情報量が前記平均レ
ート(Bave) を越えない平均量子化ステップQall
p ・Gave /Baveを定め、算出された平均量子化ス
テップ(Qall) にて量子化した際、最大レートBmax
を越えるフレームに対しては、発生情報量がBmax を越
えない平均量子化ステップQall =Gp ・Gmax /B
maxを新たに設定する平均量子化ステップ算出手段を有
し、前記画質の劣化の程度Dと前記平均量子化ステップ
all から、符号化対象小ブロックの量子化ステップQ
=Qall ・Dを求める請求項1、3、4のいずれか1項
記載の符号化装置。
5. The quantization step calculation means calculates the amount of generated information in the frame group maximum generated information amount (G max ), the frame group average generated information amount (G ave ), and the control parameter in units of frames. The maximum rate (B max ) which is the upper limit of the generated information amount and the average rate (B which is the upper limit of the average per frame of all the generated information amount of the frame group)
ave ) and the quantization step (Q p ) used when measuring the generated information amount, the average quantization step Q all = where the average generated information amount during encoding does not exceed the average rate (B ave ).
When Q p · G ave / B ave is determined and quantized by the calculated average quantization step (Q all ), the maximum rate B max is obtained.
For a frame exceeding 1.0 , the average quantization step Q all = G p · G max / B in which the amount of generated information does not exceed B max.
An average quantization step calculation means for newly setting max is provided, and the quantization step Q of the small block to be encoded is calculated from the degree of deterioration D of the image quality and the average quantization step Q all.
The coding device according to any one of claims 1, 3, and 4, wherein = Q all · D is obtained.
【請求項6】 前記画質劣化推定手段は符号対象小ブロ
ックの特徴量と、該特徴量のフレーム群内の全小ブロッ
クの平均値から、符号化対象小ブロックの画質の劣化の
程度を推定する、請求項5記載の符号化装置。
6. The image quality deterioration estimating means estimates the degree of deterioration of the image quality of the encoding target small block from the feature amount of the encoding target small block and the average value of all the small blocks in the frame group of the feature amount. The encoding device according to claim 5.
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