JPH1032830A - Re-encoding method and device for image information - Google Patents

Re-encoding method and device for image information

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JPH1032830A
JPH1032830A JP20420196A JP20420196A JPH1032830A JP H1032830 A JPH1032830 A JP H1032830A JP 20420196 A JP20420196 A JP 20420196A JP 20420196 A JP20420196 A JP 20420196A JP H1032830 A JPH1032830 A JP H1032830A
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JP
Japan
Prior art keywords
encoding
step size
quantization step
image information
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP20420196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Takishima
康弘 滝嶋
Shigeyuki Sakasawa
茂之 酒澤
Masahiro Wada
正裕 和田
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.)
KDDI Corp
Original Assignee
Kokusai Denshin Denwa KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Kokusai Denshin Denwa KK filed Critical Kokusai Denshin Denwa KK
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Priority to US08/893,379 priority patent/US6856650B1/en
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  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve re-encoding image quality by deciding a quantization step size of the re-encoding mode by a certain rule with respect to a quantization step size of the preceding stage encoding mode. SOLUTION: An encoding control part 13 decides a picture type at a picture type deciding part 70, based on the I/P/B information of the preceding stage encoding mode on the output of a preprocessing part. Deciding part for a quantization step size 71 selects the quantization step sizes of the re-encoding mode in every macro block, based on the Q information of the preceding stage encoding mode, the image feature value of the output of an encoding part and the encoding date respectively. In this selection process, the quantization step size Q2 for the re-encoding mode is set larger than the quantization step size Q1 for the preceding stage encoding mode, and also a Q rule is selected which is larger than the size Q1 by a multiple of natural number is satisfied. Then an image block position deciding part 72 sets the image block position of the re-encoding mode, so as to keep the image block boundary of the preceding stage encoding mode. Thus, an encoding part performs a re-encoding operation, based on the re-encoding parameter of the output of the part 13.

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、画像情報を複数回
符号化する場合の再符号化方法及び装置に関し、特に、
デジタルテレビジョン伝送、デジタル画像蓄積・伝送シ
ステム、画像データベース等における画像情報の再符号
化方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a re-encoding method and apparatus for encoding image information a plurality of times.
The present invention relates to a method and apparatus for re-encoding image information in digital television transmission, a digital image storage / transmission system, an image database, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、符号化ビットストリームからデジ
タル画像情報を復号し、それを異なる符号化条件にて再
符号化して伝送や蓄積を行うアプリケーションが増加し
ている。例えば、放送の分野においては、画像素材の収
集、テレビ局間の1次分配、家庭への2次分配等、編集
処理及び符号化処理を交えながらのデジタル信号の縦列
的な伝送、即ち1つの画像を複数回処理する階層的な伝
送が行われ、さらに放送形態が多様化するに従ってこの
階層的な伝送と異なったより自由度の高い伝送方式が普
及しつつある。また、画像データベース等に格納されラ
イブラリとして利用されるビデオクリップについては、
多くのユーザからソースが提供されると同時に、多くの
ユーザがこれを利用し、かつ編集及び符号化を交えて反
復的に伝送・蓄積することが行われる。
2. Description of the Related Art In recent years, applications for decoding digital image information from an encoded bit stream, re-encoding it under different encoding conditions, and transmitting or storing the information have been increasing. For example, in the field of broadcasting, the collection of image materials, the primary distribution between television stations, the secondary distribution to homes, etc., cascading transmission of digital signals while performing editing processing and encoding processing, that is, one image Is performed a plurality of times, and as the broadcasting form becomes more diversified, a transmission scheme having a higher degree of freedom, which is different from the hierarchical transmission, is becoming widespread. For video clips stored in an image database or the like and used as a library,
At the same time as the source is provided by many users, many users utilize it and transmit and store it repeatedly with editing and encoding.

【0003】画像情報を複数回符号化すると画像情報は
符号化履歴を有することとなるが、このような画像情報
についても、従来技術では、その符号化履歴を無視した
形で再符号化が行われる。即ち、再符号化時にもその再
符号化器毎に独立のパラメータ、例えばその再符号化器
における圧縮率だけを考慮して処理が行われる。
[0003] When image information is encoded a plurality of times, the image information has an encoding history. In the prior art, such image information is re-encoded in a form ignoring the encoding history. Will be That is, at the time of re-encoding, processing is performed in consideration of only an independent parameter for each re-encoder, for example, only the compression ratio of the re-encoder.

【0004】本願出願人は、このような符号化履歴を無
視した再符号化が大幅な画質劣化を引き起こすことを定
量的に解析し、その結果に鑑みて、前段符号化における
符号化パラメータを読出してこれに適応する符号化パラ
メータを決定し、この決定した符号化パラメータを用い
て画像情報の再符号化を行うことを既に提案している
(特開平8−111870号公報)。
The applicant of the present application has quantitatively analyzed that re-encoding ignoring such an encoding history causes significant image quality deterioration, and in view of the result, reads out the encoding parameters in the pre-encoding. Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-111870 has already proposed that an encoding parameter adapted to this is determined, and image information is re-encoded using the determined encoding parameter.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本願出願人のこの提案
技術においては、再符号化時の量子化ステップサイズ
を、前段符号化の量子化ステップサイズを考慮した親和
性の高い値としている。しかしながら、このような方法
で決定した量子化ステップサイズを用いて再符号化して
も、充分な画質向上を得ることができなかった。
In the proposed technique of the applicant of the present invention, the quantization step size at the time of re-encoding is set to a value having a high affinity in consideration of the quantization step size of the pre-encoding. However, even if re-encoding is performed using the quantization step size determined by such a method, sufficient image quality improvement cannot be obtained.

【0006】従って本発明の目的は、符号化履歴を持つ
画像に対して、より良好な画質向上を図ることができる
画像情報の再符号化方法及び装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for re-encoding image information which can improve the image quality of an image having an encoding history.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、符号化
履歴を有する画像情報を再符号化する方法であって、前
段符号化における量子化ステップサイズQ1 に対して再
符号化時の量子化ステップサイズQ2 を、Q2 ≧Q1
つQ2 =n×Q1 (ただし、nは自然数)となるように
決定し、該決定した量子化ステップサイズQ2 を用いて
入力された画像情報の再符号化を行う画像情報の再符号
化方法が提供される。
According to the present invention SUMMARY OF], a method of re-encoding image information with encoded history, at the time of re-encoding the quantized step size Q 1 in the front stage coding The quantization step size Q 2 is determined so that Q 2 ≧ Q 1 and Q 2 = n × Q 1 (where n is a natural number), and input using the determined quantization step size Q 2 . An image information re-encoding method for re-encoding image information is provided.

【0008】さらに本発明によれば、符号化履歴を有す
る画像情報を再符号化する装置であって、前段符号化に
おける量子化ステップサイズQ1 に対して再符号化時の
量子化ステップサイズQ2 を、Q2 ≧Q1 かつQ2 =n
×Q1 (ただし、nは自然数)となるように決定する手
段と、該決定手段によって決定された量子化ステップサ
イズQ2 を用いて入力された画像情報の再符号化を行う
再符号化手段とを備えた画像情報の再符号化装置が提供
される。
Further, according to the present invention, there is provided an apparatus for re-encoding image information having an encoding history, wherein a quantization step size Q 1 in re-encoding is compared with a quantization step size Q 1 in pre-encoding. 2 with Q 2 ≧ Q 1 and Q 2 = n
× Q 1 (where n is a natural number), and re-encoding means for re-encoding input image information using the quantization step size Q 2 determined by the determination means. And a device for re-encoding image information comprising:

【0009】前段符号化における量子化ステップサイズ
1 に対して再符号化時の量子化ステップサイズQ2
が、Q2 ≧Q1 かつQ2 =n×Q1 (ただし、nは自然
数)となる規則を用いて、量子化ステップサイズQ2
決めることにより、再符号化の画質を大幅に向上させる
ことができる。
The quantization step size Q 2 at the time of re-encoding is compared with the quantization step size Q 1 at the time of the first- stage encoding.
However, by using a rule that satisfies Q 2 ≧ Q 1 and Q 2 = n × Q 1 (where n is a natural number), the image quality of re-encoding is greatly improved by determining the quantization step size Q 2 . be able to.

【0010】前段符号化における量子化ステップサイズ
1 は、入力した画像情報の性質から推定してもよい
し、入力する画像情報と共に供給されるものを抽出する
ようにしてもよい。
[0010] quantization step size Q 1 in the front stage coding may be estimated from the properties of the input image information, it may be extracted what is supplied with image information to be input.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態にお
ける画像情報再符号化装置を概略的に示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an image information re-encoding device according to an embodiment of the present invention.

【0012】同図において、10は符号化履歴を有しな
い画像情報(原画情報)又はMPEG−2による符号化
履歴を有する画像情報が前段の符号化パラメータを伴っ
て又は前段の符号化パラメータを伴うことなしに入力さ
れる入力線路、11は各フレームについて画像情報と共
に入力された前段符号化における符号化パラメータを抽
出するか又は入力された画像情報の性質から前段符号化
における符号化パラメータを推定する前処理部、12は
同じく符号化履歴を有しない画像情報又は符号化履歴を
有する画像情報が入力され、実際に情報圧縮のための符
号化を行う符号化部、13は前処理部11から与えられ
る前段の符号化パラメータ等から符号化部12の符号化
動作を制御する符号化制御部、14は符号化部12から
の符号化ビットストリームが出力される出力線路をそれ
ぞれ示している。符号化履歴を有しない画像情報(原画
情報)が入力される場合はこの図1の装置は1回目の符
号化装置として働き、符号化履歴を有する画像情報が入
力される場合はこの図1の装置は再符号化装置として働
く。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes image information having no coding history (original image information) or image information having an MPEG-2 coding history accompanied by a preceding coding parameter or accompanied by a preceding coding parameter. The input line 11, which is input without any problem, extracts the encoding parameters in the pre-encoding inputted together with the image information for each frame, or estimates the encoding parameters in the pre-encoding from the properties of the inputted image information. The pre-processing unit 12 receives image information having no encoding history or image information having an encoding history, and an encoding unit that actually performs encoding for information compression. An encoding control unit which controls the encoding operation of the encoding unit 12 based on the encoding parameters and the like at the preceding stage. Ream respectively show output lines is output. When image information (original image information) having no encoding history is input, the apparatus of FIG. 1 functions as a first encoding apparatus, and when image information having an encoding history is input, the apparatus of FIG. The device acts as a re-encoder.

【0013】図2は、本実施形態における前処理部11
の構成例を概略的に示すブロック図である。
FIG. 2 shows a pre-processing unit 11 according to this embodiment.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of FIG.

【0014】同図において、20は入力した画像情報が
前段の符号化パラメータ情報を伴っているかどうかを検
出し分類する検出分類器、21aは前段の符号化パラメ
ータとして前段符号化において各フレームがどのピクチ
ャタイプ(I/P/B)で処理されたかを推定してI/
P/B情報を出力するピクチャタイプ推定器、21bは
前段の符号化パラメータとして前段符号化における各フ
レームのピクチャタイプ(I/P/B)情報を抽出して
そのI/P/B情報を出力するピクチャタイプ読出器、
22aは前段の符号化パラメータとして前段符号化にお
ける量子化ステップサイズ(Q)を推定してQ情報を出
力する量子化ステップサイズ推定器、22bは前段の符
号化パラメータとして前段符号化の量子化ステップサイ
ズ(Q)情報を抽出してそのQ情報を出力する量子化ス
テップサイズ読出器、23aは前段の符号化パラメータ
として前段符号化におけるブロック境界を推定して画像
ブロック境界情報を出力するブロック境界推定器、23
bは前段の符号化パラメータとして前段符号化における
画像ブロック境界情報を抽出してその画像ブロック境界
情報を出力するブロック境界読出器をそれぞれ示してい
る。
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a detection / classifier for detecting and classifying whether or not input image information is accompanied by coding parameter information of a preceding stage. It is estimated whether the image is processed by the picture type (I / P / B)
Picture type estimator 21b for outputting P / B information, 21b extracts picture type (I / P / B) information of each frame in the preceding coding as a preceding coding parameter and outputs the I / P / B information Picture type reader,
22a is a quantization step size estimator for estimating a quantization step size (Q) in pre-stage encoding as a preceding-stage encoding parameter and outputting Q information, and 22b is a quantization step size of the preceding stage encoding as a preceding-stage encoding parameter. A quantization step size reader 23a for extracting size (Q) information and outputting the Q information, 23a for estimating a block boundary in the previous-stage coding as a preceding-stage coding parameter and outputting image block boundary information Bowl, 23
“b” denotes a block boundary readout unit that extracts image block boundary information in the former-stage coding as a preceding-stage coding parameter and outputs the image block boundary information.

【0015】検出分類器20の制御によって、入力した
画像情報が前段の符号化パラメータ情報を伴っていない
場合(符号化履歴があるのに前段の符号化パラメータ情
報を伴っていない場合又は符号化履歴が全くない場合)
には、ピクチャタイプ推定器21a、量子化ステップサ
イズ推定器22a及びブロック境界推定器23aが動作
して各符号化パラメータの推定を行う。これとは逆に、
入力した画像情報が前段の符号化パラメータ情報を伴っ
ている場合には、ピクチャタイプ読出器21b、量子化
ステップサイズ読出器22b及びブロック境界読出器2
3bが動作して各符号化パラメータの抽出を行う。な
お、ピクチャタイプ読出器21b、量子化ステップサイ
ズ読出器22b及びブロック境界読出器23bは、各フ
レームのヘッダに記録されている符号化パラメータを単
に読出すような構成となっている。前処理部11は、ピ
クチャタイプ読出器21b、量子化ステップサイズ読出
器22b及びブロック境界読出器23bを設けることな
く、ピクチャタイプ推定器21a、量子化ステップサイ
ズ推定器22a及びブロック境界推定器23aのみを設
けた構成であってもよい。この場合、入力される全ての
画像情報について、符号化パラメータを推定することと
なる。
Under the control of the detection classifier 20, when the input image information does not accompany the preceding coding parameter information (when the coding history exists but does not accompany the preceding coding parameter information, or when the coding history If there is no)
, The picture type estimator 21a, the quantization step size estimator 22a, and the block boundary estimator 23a operate to estimate each encoding parameter. On the contrary,
When the input image information accompanies the preceding-stage encoding parameter information, the picture type reader 21b, the quantization step size reader 22b, and the block boundary reader 2
3b operates to extract each encoding parameter. The picture type reader 21b, the quantization step size reader 22b, and the block boundary reader 23b are configured to simply read the encoding parameters recorded in the header of each frame. The preprocessing unit 11 includes only the picture type estimator 21a, the quantization step size estimator 22a, and the block boundary estimator 23a without providing the picture type reader 21b, the quantization step size reader 22b, and the block boundary reader 23b. May be provided. In this case, encoding parameters are estimated for all input image information.

【0016】図3は、ピクチャタイプ推定器21aの構
成例を概略的に示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration example of the picture type estimator 21a.

【0017】この例において、ピクチャタイプ推定器2
1aは、フレーム内符号化におけるIピクチャの同定を
行うものであり、入力画像情報の全フレームをフレーム
内符号化する(ただし、量子化ステップサイズ等は固定
した状態とする)フレーム内符号器30と、符号化した
ビットストリームからSNR値を計算するSNR計算器
31と、計算して得たSNR値からIピクチャの位相
(フレーム位置)を検出するIピクチャ検出器32とか
ら構成されている。
In this example, picture type estimator 2
1a is for identifying an I picture in intra-frame encoding, and encodes all frames of the input image information in the frame (however, the quantization step size and the like are fixed). And an SNR calculator 31 for calculating an SNR value from an encoded bit stream, and an I picture detector 32 for detecting a phase (frame position) of an I picture from the calculated SNR value.

【0018】図4は、Iピクチャの同定を行う場合のフ
レーム内符号化におけるSNR値の特性を表わしたもの
であり、横軸はフレーム番号、縦軸はSNR値をそれぞ
れ示しており、パラメータとして量子化ステップサイ
ズ、量子化マトリクス、及び画像種類を用いている。同
図から分かるように、フレーム内符号化におけるSNR
値は、量子化マトリクスや前段量子化、画像種類等に依
存せず、前段符号化時にIピクチャ処理されたフレーム
の方が他のピクチャ(Pピクチャ、Bピクチャ)で処理
されたフレームより高い値を有している。従って、Iピ
クチャのフレーム位置を容易に検出することができる。
FIG. 4 shows the characteristics of the SNR value in the intra-frame coding when the I picture is identified. The horizontal axis shows the frame number, and the vertical axis shows the SNR value. The quantization step size, quantization matrix, and image type are used. As can be seen from the figure, the SNR in intra-frame encoding
The value does not depend on the quantization matrix, the pre-stage quantization, the image type, etc., and the value of the frame processed by the I picture at the time of the pre-stage encoding is higher than the frame processed by other pictures (P picture, B picture) have. Therefore, the frame position of the I picture can be easily detected.

【0019】なお、図3のピクチャタイプ推定器21a
は、Iピクチャの同定のみを行うものであるが、Iピク
チャの同定の後、同様の方法でさらにPピクチャの同定
を行うようにしてもよい。Iピクチャ及びPピクチャの
同定を行えばBピクチャの位置が自動的に同定されるこ
とは言うまでもない。
The picture type estimator 21a shown in FIG.
Performs only the identification of the I picture, but after the identification of the I picture, the identification of the P picture may be further performed in the same manner. Needless to say, if the I picture and the P picture are identified, the position of the B picture is automatically identified.

【0020】図5は、量子化ステップサイズ推定器22
aの構成例を概略的に示すブロック図である。
FIG. 5 shows a quantization step size estimator 22.
FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of FIG.

【0021】この量子化ステップサイズ推定器22a
は、例えば、入力画像情報について例えばDCT処理、
ME処理等の前処理をする前処理器50と、前処理され
た信号の分布を計算する信号分布計算器51と、計算し
て得た分布から前段符号化時の量子化ステップサイズを
判定するQ判定器52とから構成されている。
This quantization step size estimator 22a
Is, for example, DCT processing for input image information,
A pre-processor 50 for performing pre-processing such as ME processing, a signal distribution calculator 51 for calculating a distribution of pre-processed signals, and determining a quantization step size at the time of pre-encoding from the calculated distribution. And a Q determiner 52.

【0022】図6は、ブロック境界推定器23aの構成
例を概略的に示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a configuration example of the block boundary estimator 23a.

【0023】このブロック境界推定器23aは、画像情
報のケプストラムを計算するケプストラム計算器60
と、計算して得たケプストラムからブロック歪位置を判
定して画像ブロック境界を検出する検出器61とから構
成されており、画像のブロック符号化において発生する
ブロック歪が周期性を有することから画像情報のケプス
トラムを求めてブロック境界を推定するものである。こ
のような、画像情報のケプストラム特性については、小
田他、「画像信号に対するケプストラム情報の基本特性
について」、1995年電子情報通信学会総合大会、D
−361、87頁、1995年3月に記載されている。
The block boundary estimator 23a includes a cepstrum calculator 60 for calculating a cepstrum of image information.
And a detector 61 that determines a block distortion position from a cepstrum obtained by calculation and detects an image block boundary. Since the block distortion generated in block coding of an image has periodicity, A block boundary is estimated by obtaining a cepstrum of information. For such cepstrum characteristics of image information, see Oda et al., “Basic characteristics of cepstrum information for image signals”, IEICE General Conference, 1995, D.
-361, p. 87, March 1995.

【0024】図7は、本実施形態における符号化制御部
13の構成例を概略的に示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram schematically showing a configuration example of the encoding control unit 13 in the present embodiment.

【0025】この符号化制御部13は、符号化部12か
らの画像特徴量及び符号化状態を受け取ると共に前処理
部11から前段の符号化における符号化パラメータを受
け取り、これらを後述のごとく参照することにより、符
号化部12の符号化における適切なパラメータを決定
し、この符号化部12の動作を制御する。符号化制御部
13は、さらに、符号化履歴を持たない画像情報が入力
された場合には、初期パラメータにより規定される制
御、即ち入力画像の性質(画像特徴量)及び符号化状態
のみを参照し、従来の単一符号化における符号化制御と
同様の符号化制御を行う。
The encoding control unit 13 receives the image feature amount and the encoding state from the encoding unit 12, and also receives the encoding parameters in the preceding stage encoding from the preprocessing unit 11, and refers to these as described later. Thus, an appropriate parameter in the encoding of the encoding unit 12 is determined, and the operation of the encoding unit 12 is controlled. Further, when image information having no encoding history is input, the encoding control unit 13 refers to only the control defined by the initial parameters, that is, only the property (image feature amount) and the encoding state of the input image. Then, the same coding control as that of the conventional single coding is performed.

【0026】図7に示すように、符号化制御部13は、
前処理部11のピクチャタイプ推定器21a又はピクチ
ャタイプ読出器21bから与えられる前段符号化におけ
るI/P/B情報に基づいて、各フレーム毎に、今回の
再符号化のピクチャタイプを決定するピクチャタイプ決
定部70と、前処理部11の量子化ステップサイズ推定
器22a又は量子化ステップサイズ読出器22bから与
えられる前段符号化におけるQ情報と符号化部12から
与えられる画像特徴量及び符号化状態とに基づいて、各
マクロブロック毎に、今回の再符号化の量子化ステップ
サイズを決定する量子化ステップサイズ決定部71と、
前処理部11のブロック境界推定器23a又はブロック
境界読出器23bから与えられる前段符号化における画
像ブロック境界情報に基づいて、一連の符号化画像を全
て処理する毎に、再符号化の画像ブロック位置を決定す
る画像ブロック位置決定部72とを備えている。
As shown in FIG. 7, the coding control unit 13
Picture for determining the picture type of the current re-encoding for each frame based on I / P / B information in the pre-encoding given from the picture type estimator 21a or the picture type reader 21b of the pre-processing unit 11. Q information in the pre-stage encoding provided from the type determination unit 70 and the quantization step size estimator 22a or the quantization step size reader 22b of the pre-processing unit 11, the image feature quantity and the encoding state provided from the encoding unit 12 A quantization step size determination unit 71 that determines a quantization step size of the current re-encoding for each macro block based on
Based on the image block boundary information in the pre-encoding given from the block boundary estimator 23a or the block boundary readout unit 23b of the pre-processing unit 11, every time a series of coded images is processed, the image block position of re-encoding And an image block position determining unit 72 for determining the image block position.

【0027】ピクチャタイプ決定部70では、入力され
るI/P/B情報に応じて、そのフレームに関する前段
符号化がIピクチャタイプである場合は、再符号化時の
符号化をIピクチャタイプで行うように選択する。この
ように、Iピクチャの位相を前段符号化の場合と同一に
なるようにすることが最も重要であるが、Pピクチャ及
びBピクチャについても、前段符号化の場合と同一位相
となるようにしてもよい。
In accordance with the input I / P / B information, if the pre-stage encoding for the frame is the I-picture type, the picture type determining unit 70 performs the encoding at the time of re-encoding by the I-picture type. Choose to do. As described above, it is most important that the phase of the I picture is the same as that in the case of the preceding coding. However, the P picture and the B picture are also made to have the same phase as that of the preceding coding. Is also good.

【0028】周知のようにMPEG−2の符号化におい
ては、フレーム内符号化(I)、前方向フレーム間予測
符号化(P)及び両方向フレーム間予測符号化(B)と
いう3種類の異なる予測タイプを周期的に組み合わせる
ことによって、符号化効率の向上を図っている。各ピク
チャタイプで予測・符号化された映像フレームは、互い
に異なる信号性質を有しているため、再符号化時には、
これを考慮した予測ピクチャタイプを選択することが重
要となる。即ち、ピクチャタイプの周期、例えばGOP
周期(N)、I/P周期(M)と共にその位相が前段符
号化の場合と一致させて制御すると、大幅な画質劣化を
防止することができるのである。
As is well known, in MPEG-2 encoding, there are three different types of prediction, namely intra-frame encoding (I), forward inter-frame prediction encoding (P), and bidirectional inter-frame prediction encoding (B). The coding efficiency is improved by periodically combining the types. Video frames predicted and encoded in each picture type have different signal properties from each other.
It is important to select a prediction picture type in consideration of this. That is, the cycle of the picture type, for example, GOP
If the phase and the cycle (N) and the I / P cycle (M) are controlled so as to coincide with the case of the preceding-stage encoding, it is possible to prevent a significant deterioration in image quality.

【0029】図8は、2種類の画像について、ピクチャ
タイプの周期を固定して(N=15、M=3)再符号化
を行った場合において、位相の異なる際の符号化画質特
性を比較して示す特性図であり、横軸はフレーム番号、
縦軸は2種類の画像についてのSNR値をそれぞれ示し
ており、パラメータとしてフレームオフセット量を用い
ている。ただし、量子化ステップサイズは、固定してい
る(Q=12)。
FIG. 8 shows a comparison of the coded picture quality characteristics at different phases when re-encoding is performed on two types of images with the picture type cycle fixed (N = 15, M = 3). The horizontal axis is the frame number,
The vertical axis shows the SNR values for the two types of images, respectively, and uses the frame offset amount as a parameter. However, the quantization step size is fixed (Q = 12).

【0030】同図より、I/Pピクチャの位相が一致す
ることによって画質劣化が緩和されるが、その劣化を最
小に抑えるためには、GOP位相(Iピクチャの位置)
をも一致させることが必要であることが分かる。
As can be seen from the figure, the image quality deterioration is alleviated by matching the phases of the I / P pictures, but in order to minimize the deterioration, the GOP phase (the position of the I picture)
It is also necessary to match.

【0031】量子化ステップサイズ決定部71では、符
号化部12から与えられる画像特徴量及び符号化状態等
から再符号化時のビットレート等に適合する最適な量子
化ステップサイズを選択するが、本実施形態ではその際
に、再符号化時の量子化ステップサイズQ2 を、前段符
号化時の量子化ステップサイズQ1 に対して、次のQ規
則を満たすように決定する。即ち、Q2 ≧Q1 かつQ2
=n×Q1 (ただし、nは自然数)というQ規則を満た
すように設定する。符号化履歴を有する画像では、量子
化により信号レベルの分布が符号化履歴のない画像と大
きく異なるため、量子化ステップサイズと量子化歪との
間に単調な関係が成立しない。即ち、前段及び再符号化
時の量子化ステップサイズの組み合わせにより、符号化
歪は一定の関係式で表わされる複雑な変化をする。この
ため、このように前段符号化の量子化ステップサイズを
考慮した量子化ステップサイズの設定が必要となる。
The quantization step size determination unit 71 selects an optimal quantization step size suitable for a bit rate at the time of re-encoding from the image feature amount and the encoding state supplied from the encoding unit 12. in that case in the present embodiment, the quantization step size Q 2 at the time of re-encoding, on the quantized step size to Q 1 at the previous stage coding is determined so as to satisfy the following Q rules. That is, Q 2 ≧ Q 1 and Q 2
= N × Q 1 (where n is a natural number). In an image having an encoding history, the distribution of signal levels is significantly different from an image having no encoding history due to quantization, so that a monotonous relationship is not established between the quantization step size and the quantization distortion. That is, the coding distortion changes in a complicated manner represented by a certain relational expression according to the combination of the quantization step size at the previous stage and at the time of re-encoding. Therefore, it is necessary to set the quantization step size in consideration of the quantization step size of the pre-encoding as described above.

【0032】図9は、このQ規則に従った量子化ステッ
プサイズを用いて再符号化した場合及びこのQ規則に従
わない量子化ステップサイズを用いて再符号化した場
合、それぞれの画質特性を示す特性図であり、横軸はビ
ットレート、縦軸はSNR値をそれぞれ示している。
FIG. 9 shows image quality characteristics when re-encoding using a quantization step size according to the Q rule and when re-encoding using a quantization step size not according to the Q rule. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a graph, in which a horizontal axis indicates a bit rate and a vertical axis indicates an SNR value.

【0033】同図からも分かるように、上述のQ規則を
用いて再符号化した場合に、前段符号化レートよりやや
低いレートにおける再符号化画質が向上している。Q規
則を用いて再符号化した場合に符号化歪が小さくなる根
拠を以下説明する。
As can be seen from the figure, when the re-encoding is performed using the above-described Q rule, the re-encoded image quality at a rate slightly lower than the preceding encoding rate is improved. The grounds for reducing the encoding distortion when re-encoding using the Q rule will be described below.

【0034】1回目の符号化における歪をE1 、量子化
ステップサイズをQ1 とし、2回目の符号化における歪
をE2 、量子化ステップサイズをQ2 とする。
The distortion in the first encoding is E 1 , the quantization step size is Q 1 , the distortion in the second encoding is E 2 , and the quantization step size is Q 2 .

【数1】 (Equation 1)

【0035】この数式をグラフに表わすと、図10に示
すごとき量子化ステップサイズQ1及びQ2 に対する再
符号化歪E2 の特性図が得られる。同図より、Q2 がQ
1 の倍数であるときに再符号化歪E2 が相対的に小さく
なっていることが分かる。
When this equation is represented by a graph, a characteristic diagram of the re-encoding distortion E 2 with respect to the quantization step sizes Q 1 and Q 2 as shown in FIG. 10 is obtained. From the figure, Q 2 is Q
It can be seen that re-coding distortion E 2 is relatively small when a multiple of 1.

【0036】画像ブロック位置決定部72では、前段符
号化における画像ブロック境界がそのまま維持されるよ
うに、再符号化の画像ブロック位置を設定する。
The image block position determining section 72 sets the image block position for re-encoding so that the image block boundary in the preceding encoding is maintained as it is.

【0037】符号化部12は、再符号化のための画像情
報を取り込み、符号化制御部13から与えられた符号化
パラメータを用いて再符号化を行い、再符号化したビッ
トストリームを出力する。この符号化部12及び符号化
制御部13のその他の構成及び動作は一般的な符号化装
置の場合と同様である。
The encoding section 12 takes in image information for re-encoding, performs re-encoding using the encoding parameters given from the encoding control section 13, and outputs a re-encoded bit stream. . Other configurations and operations of the encoding unit 12 and the encoding control unit 13 are the same as those of a general encoding device.

【0038】以下、一般的な符号化装置についてその構
成を簡単に説明すると、符号化装置は、動き補償付き予
測手段と、直行変換手段と、量子化手段と、符号化手段
と、バッファ手段とを直列に接続し、バッファ手段の出
力を量子化制御手段に帰還させて上述の量子化手段を制
御するように構成されている。動き補償付き予測手段
は、入力した現時刻の現画像とその直前の前画像とのM
×Mブロック単位での動きを例えばブロックマッチング
法によって検出し、前画像から動きを考慮した現画像の
予測画像を作り、現画像と予測画像との差分画像を出力
する。直交変換手段は、入力された差分画像をN×Nの
ブロックに分割し、例えば離散余弦変換(DCT)等で
画像をブロック毎に直交変換し、画像ブロック情報を量
子化手段へ出力する。量子化手段は、与えられた量子化
ステップサイズに基づいて画像ブロック情報を量子化
し、量子化された画像情報を出力する。符号化手段は、
量子化された画像情報を、例えば連続するゼロデータの
個数とそれに続く非ゼロデータのレベルを複合したハフ
マン符号化法等で可変長符号化し、符号化された画像情
報をバッファ手段へ出力する。バッファ手段は、例えば
ファーストイン・ファーストアウト(FIFO)メモリ
で構成され、符号化された画像情報を一時的に格納する
と共に、FIFOの法則に従って一定のビットレートで
出力する。量子化制御手段は、バッファ手段の占有量を
一定時間おきに観測し、この占有量に応じて量子化手段
に与える量子化ステップサイズを決定し、符号発生量を
制御する。
The configuration of a general encoding apparatus will be briefly described below. The encoding apparatus includes a prediction unit with motion compensation, an orthogonal transformation unit, a quantization unit, an encoding unit, and a buffer unit. Are connected in series, and the output of the buffer means is fed back to the quantization control means to control the above-mentioned quantization means. The prediction means with motion compensation calculates the M of the input current image and the immediately preceding image.
A motion in units of × M blocks is detected by, for example, a block matching method, a predicted image of the current image is created from the previous image in consideration of the motion, and a difference image between the current image and the predicted image is output. The orthogonal transform unit divides the input difference image into N × N blocks, orthogonally transforms the image for each block by, for example, discrete cosine transform (DCT), and outputs image block information to the quantization unit. The quantization means quantizes the image block information based on the given quantization step size, and outputs the quantized image information. Encoding means,
The quantized image information is subjected to variable-length coding by a Huffman coding method or the like in which the number of continuous zero data and the level of the subsequent non-zero data are combined, and the coded image information is output to the buffer means. The buffer means is constituted by, for example, a first-in first-out (FIFO) memory, temporarily stores the encoded image information, and outputs the image information at a constant bit rate according to the FIFO rule. The quantization control means monitors the occupancy of the buffer means at regular intervals, determines the quantization step size to be given to the quantization means according to the occupancy, and controls the code generation amount.

【0039】以上述べた実施形態においては、符号化パ
ラメータとして、ピクチャタイプ、量子化ステップサイ
ズ及び画像ブロック境界を用いているが、その他に、ピ
クチャフォーマットや動ベクトル等も符号化パラメータ
として用いてもよい。
In the embodiment described above, the picture type, the quantization step size, and the image block boundary are used as the encoding parameters. However, in addition, a picture format, a motion vector, and the like may be used as the encoding parameters. Good.

【0040】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
The embodiments described above all show the present invention by way of example and not by way of limitation, and the present invention can be embodied in other various modifications and alterations. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the appended claims and their equivalents.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、前段符号化における量子化ステップサイズQ1 に対
して再符号化時の量子化ステップサイズQ2 が、Q2
1 かつQ2 =n×Q1 (ただし、nは自然数)となる
規則を用いて量子化ステップサイズQ2 を決めているの
で、再符号化の画質を大幅に向上させることができる。
According to the present invention described above in detail, according to the present invention, the quantization step size Q 2 at the time of re-encoding the quantized step size Q 1 in the front stage coding, Q 2
Q 1 and Q 2 = n × Q 1 (where, n is a natural number) since the decided quantization step size Q 2 using the rules to be, the quality of the re-encoding can be greatly improved.

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

【図1】本発明の一実施形態における画像情報再符号化
装置を概略的に示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating an image information re-encoding device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施形態における前処理部の構成例を概
略的に示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of a preprocessing unit in the embodiment of FIG. 1;

【図3】図2の前処理部におけるピクチャタイプ推定器
の構成例を概略的に示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of a picture type estimator in a preprocessing unit in FIG. 2;

【図4】Iピクチャの同定を行う場合のフレーム内符号
化におけるSNR値の特性を表わす特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating characteristics of an SNR value in intra-frame encoding when an I picture is identified.

【図5】図2の前処理部における量子化ステップサイズ
推定器の構成例を概略的に示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of a quantization step size estimator in the preprocessing unit in FIG. 2;

【図6】図2の前処理部におけるブロック境界推定器の
構成例を概略的に示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of a block boundary estimator in the preprocessing unit in FIG. 2;

【図7】図1の実施形態における符号化制御部の構成例
を概略的に示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of an encoding control unit in the embodiment of FIG. 1;

【図8】ピクチャタイプの周期を固定して再符号化を行
った場合において、位相の異なる際の符号化画質特性を
比較して示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a comparison between coded image quality characteristics at different phases when re-encoding is performed with a fixed picture type cycle.

【図9】Q規則に従った量子化ステップサイズを用いて
再符号化した場合及びQ規則に従わない量子化ステップ
サイズを用いて再符号化した場合それぞれの画質特性を
示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating image quality characteristics when re-encoding using a quantization step size according to the Q rule and when re-encoding using a quantization step size not according to the Q rule;

【図10】量子化ステップサイズQ1 及びQ2 に対する
再符号化歪E2 の特性を表わす特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing characteristics of re-encoding distortion E 2 with respect to quantization step sizes Q 1 and Q 2 .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 入力線路 11 前処理部 12 符号化部 13 符号化制御部 14 出力線路 20 検出分類器 21a ピクチャタイプ推定器 21b ピクチャタイプ読出器 22a 量子化ステップサイズ推定器 22b 量子化ステップサイズ読出器 23a ブロック境界推定器 23b ブロック境界読出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Input line 11 Preprocessing part 12 Encoding part 13 Encoding control part 14 Output line 20 Detection classifier 21a Picture type estimator 21b Picture type reader 22a Quantization step size estimator 22b Quantization step size reader 23a Block boundary Estimator 23b Block boundary reader

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 符号化履歴を有する画像情報を再符号化
する方法であって、前段符号化における量子化ステップ
サイズQ1 に対して再符号化時の量子化ステップサイズ
2 を、Q2 ≧Q1 かつQ2 =n×Q1 (ただし、nは
自然数)となるように決定し、該決定した量子化ステッ
プサイズQ2 を用いて入力された画像情報の再符号化を
行うことを特徴とする画像情報の再符号化方法。
1. A method for re-encoding image information with encoded history, the quantization step size Q 2 at the time of re-encoding the quantized step size Q 1 in the front stage coding, Q 2 ≧ Q 1 and Q 2 = n × Q 1 (where n is a natural number), and re-encode the input image information using the determined quantization step size Q 2. A method for re-encoding image information as a feature.
【請求項2】 前段符号化における量子化ステップサイ
ズQ1 が、入力した画像情報の性質から推定されること
を特徴とする請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the quantization step size Q 1 in the pre-encoding is estimated from the properties of the input image information.
【請求項3】 前段符号化における量子化ステップサイ
ズQ1 が、入力する画像情報と共に供給されることを特
徴とする請求項1に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the quantization step size Q 1 in the pre-encoding is supplied together with the input image information.
【請求項4】 符号化履歴を有する画像情報を再符号化
する装置であって、前段符号化における量子化ステップ
サイズQ1 に対して再符号化時の量子化ステップサイズ
2 を、Q2 ≧Q1 かつQ2 =n×Q1 (ただし、nは
自然数)となるように決定する手段と、該決定手段によ
って決定された量子化ステップサイズQ2 を用いて入力
された画像情報の再符号化を行う再符号化手段とを備え
たことを特徴とする画像情報の再符号化装置。
4. A device for re-encoding image information with encoded history, the quantization step size Q 2 at the time of re-encoding the quantized step size Q 1 in the front stage coding, Q 2 Means for determining so as to satisfy ≧ Q 1 and Q 2 = n × Q 1 (where n is a natural number), and re-input of image information input using the quantization step size Q 2 determined by the determining means. A re-encoding device for image information, comprising: re-encoding means for performing encoding.
【請求項5】 前段符号化における量子化ステップサイ
ズQ1 を入力した画像情報の性質から推定する手段をさ
らに備えたことを特徴とする請求項4に記載の装置。
5. The apparatus according to claim 4, further comprising: means for estimating a quantization step size Q 1 in the preceding-stage coding from properties of input image information.
【請求項6】 入力する画像情報と共に供給される前段
符号化における量子化ステップサイズQ1 を抽出する手
段をさらに備えたことを特徴とする請求項4に記載の装
置。
6. The apparatus according to claim 4, further comprising means for extracting a quantization step size Q 1 in the pre-encoding supplied together with the input image information.
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