JPH11196417A

JPH11196417A - 画像符号化装置及び画像処理システム

Info

Publication number: JPH11196417A
Application number: JP35888797A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamada; 幸二山田; Kiyoshi Sakai; 潔酒井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】画質劣化の抑制を図った画像符号化装置を提
供することを目的とする。【解決手段】画像複雑度検出手段１１は、１フレーム
画像の画像複雑度を検出する。量子化スケール算出手段
１２は、１フレーム画像の情報量から量子化スケールＱ
を算出する。割合算出手段１３は、画像複雑度から算出
した正規化アクティビティＮａｃｔ、または正規化ア
クティビティＮａｃｔと動きベクトルＶとを用いて、
１フレーム内での量子化スケールが大きくなるブロック
の割合Ｒａを算出する。適応量子化実行判断手段１４
は、しきい値Ｒ１と、割合Ｒａと、を比較して、割合Ｒ
ａがしきい値Ｒ１よりも大きい場合は適応量子化を行
い、割合Ｒａがしきい値Ｒ１よりも小さい場合は適応量
子化を行わないと判断する。適応量子化スケール算出手
段１５は、適応量子化時、正規化アクティビティＮａ
ｃｔ及び割合Ｒａにもとづいて、量子化スケールＱから
適応量子化スケールＱａを算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像符号化装置及び
画像処理システムに関し、特に、画質劣化の抑制を図っ
た画像符号化装置及び画質劣化の抑制を図った画像処理
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル技術の進歩により画像
をディジタルで扱うことが可能になり、ディジタル動画
像の高画質化が望まれている。このため、高画質化のア
ルゴリズムを用いた画像符号化装置が必要とされてい
る。

【０００３】従来のＤＣＴ等の変換符号化を用いた動画
像符号化装置では、適応量子化が行われている。適応量
子化アルゴリズムは、１フレーム画像内で画像の複雑度
が大きいブロックに対しては量子化スケールを大きく
し、画像複雑度が小さいブロックに対しては量子化スケ
ールを小さくして量子化を行うものである。

【０００４】従来の適応量子化アルゴリズムでは、量子
化スケールが大きくなるブロックと量子化スケールが小
さくなるブロックとの割合に拘らず適応量子化を行って
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の適応量子化アルゴリズムでは、画像複雑度が大き
く適応量子化によって量子化スケールが大きくなるブロ
ックの数が少なく、かつ画像複雑度が小さく適応量子化
によって量子化スケールが小さくなるブロックの数が多
い場合、画像複雑度の大きいブロックは視覚的に目立ち
やすいため、適応量子化による画質の劣化が目立ちやす
いといった問題があった。

【０００６】また、量子化スケールが大きくなるブロッ
クの数が少なく、量子化スケールが小さくなるブロック
の数が多いため、１フレームの画像の符号量が増大して
しまう。この場合、１フレーム画像の情報量が増大する
にも拘らず、画質が劣化するといった問題があった。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、適応量子化アルゴリズムを制御して、画質劣
化を抑制した画像符号化装置を提供することを目的とす
る。また、本発明の他の目的は、適応量子化アルゴリズ
ムを制御して、画質劣化を抑制した画像処理システムを
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、図１に示すような画質劣化の抑制を図っ
た画像符号化装置１０において、１フレーム画像の画像
複雑度を検出する画像複雑度検出手段１１と、１フレー
ム画像の情報量から量子化スケールＱを算出する量子化
スケール算出手段１２と、画像複雑度から算出した正規
化アクティビティＮａｃｔ、または正規化アクティビ
ティＮａｃｔと動き補償で求めた動きベクトルＶとを
用いて、１フレーム内での量子化スケールが大きくなる
ブロックの割合Ｒａを算出する割合算出手段１３と、あ
らかじめ設定したしきい値Ｒ１と、割合Ｒａと、を比較
して、割合Ｒａがしきい値Ｒ１よりも大きい場合は適応
量子化を行い、割合Ｒａがしきい値Ｒ１よりも小さい場
合は適応量子化を行わないと判断する適応量子化実行判
断手段１４と、適応量子化を行う場合、正規化アクティ
ビティＮａｃｔ及び割合Ｒａにもとづいて、量子化ス
ケールＱから適応量子化スケールＱａを算出する適応量
子化スケール算出手段１５と、を有することを特徴とす
る画像符号化装置が提供される。

【０００９】ここで、画像複雑度検出手段１１は、１フ
レーム画像の画像複雑度を検出する。量子化スケール算
出手段１２は、１フレーム画像の情報量から量子化スケ
ールＱを算出する。割合算出手段１３は、画像複雑度か
ら算出した正規化アクティビティＮａｃｔ、または正
規化アクティビティＮａｃｔと動き補償で求めた動き
ベクトルＶとを用いて、１フレーム内での量子化スケー
ルが大きくなるブロックの割合Ｒａを算出する。適応量
子化実行判断手段１４は、あらかじめ設定したしきい値
Ｒ１と、割合Ｒａと、を比較して、割合Ｒａがしきい値
Ｒ１よりも大きい場合は適応量子化を行い、割合Ｒａが
しきい値Ｒ１よりも小さい場合は適応量子化を行わない
と判断する。適応量子化スケール算出手段１５は、適応
量子化を行う場合、正規化アクティビティＮａｃｔ及
び割合Ｒａにもとづいて、量子化スケールＱから適応量
子化スケールＱａを算出する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の画像符号化装置の
原理図である。

【００１１】画像複雑度検出手段１１は、１フレーム画
像の全ブロックの画像複雑度を検出する。画像複雑度と
しては、例えばブロック内の画素の分散を使用する。ま
た、前フレームまたは符号化対象フレームの画像複雑度
を検出する。なお、以降の説明でブロックとは、マクロ
ブロックを指すものとする。

【００１２】量子化スケール算出手段１２は、１フレー
ム画像の情報量から量子化スケールＱを算出する。ここ
での情報量とは、符号化により発生する発生符号量及び
出力画像データを蓄えるバッファメモリ内のバッファ残
量を指す。

【００１３】割合算出手段１３は、画像複雑度から正規
化アクティビティＮａｃｔを算出する。そして、正規
化アクティビティＮａｃｔ、または正規化アクティビ
ティＮａｃｔと動き補償で求めた動きベクトルＶとを
用いて、１フレーム内での量子化スケールが大きくなる
ブロックの割合Ｒａを算出する。

【００１４】図では、量子化スケールが大きくなる（Ｎ
ａｃｔ＞１）ブロックＡの割合ＲａはＡ／（Ａ＋Ｂ）
である。なお、Ａ＋Ｂは１フレーム画像の全体ブロック
数である。

【００１５】適応量子化実行判断手段１４は、あらかじ
め設定したしきい値Ｒ１と、割合Ｒａと、を比較して、
割合Ｒａがしきい値Ｒ１よりも大きい場合は適応量子化
を行い、割合Ｒａがしきい値Ｒ１よりも小さい場合は適
応量子化を行わないと判断する。

【００１６】すなわち、画像複雑度が大きく量子化スケ
ールが大きくなるブロックの割合が少ないフレーム画像
に対しては適応量子化を行わない。適応量子化スケール
算出手段１５は、適応量子化を行う場合には、正規化ア
クティビティＮａｃｔ及び割合Ｒａにもとづいて、量
子化スケールＱから適応量子化スケールＱａを算出す
る。

【００１７】次に本発明の画像符号化装置１０をＭＰＥ
Ｇ画像符号化装置に適用した場合について説明する。図
２はＭＰＥＧ画像符号化装置の構成図である。ＭＰＥＧ
画像符号化装置１０ａは、直交変換と、動き補償フレー
ム間予測と、を組み合わせたハイブリッド方式を用いて
いる。これは動き補償フレーム間予測によって得られる
予測誤差をＤＣＴのような直交変換を用いて符号化する
方式である。なお、図１で説明した構成手段の説明は省
略する。

【００１８】直交変換手段２３ａは、ブロック化された
画像信号または減算器２２で計算された予測誤差Ｄ０を
ブロック単位に直交変換し、変換係数を求める。適応量
子化手段２４ａは、適応量子化スケール算出手段１５に
よって決定された適応量子化スケールを用いて変換係数
を量子化し、符号化データＤ１を生成する。可変長符号
化手段２７−１は量子化データＤ１を可変長符号化１、
符号化データＤ１ａを生成する。発生符号量検出手段２
７は可変長符号化により発生した発生符号量を検出す
る。バッファメモリ２９は、符号化画像データを蓄え、
出力する。

【００１９】また、バッファ残量検出手段２８は、符号
化画像データのバッファメモリ２９に対するバッファ残
量を検出する。発生符号量とバッファ残量は、量子化ス
ケール算出手段１２にフィードバックされて、次のブロ
ックのための量子化スケールＱが計算される。

【００２０】逆量子化手段２４ｂは、適応量子化手段２
４ａから出力された量子化データＤ１を量子化値に戻
す。逆直交変換手段２３ｂは、この量子化値を逆直交変
換し、逆変換係数を求めて量子化差分データＤ２を再生
する。

【００２１】この量子化差分データＤ２は、前のフレー
ムの予測誤差Ｄ３に加算器２５で加算され、局部復号画
像Ｆ１としてフレームメモリ２１ｂに蓄えられる。動き
補償予測手段２６は、フレームメモリ２１ｂに蓄えられ
た局部復号画像Ｆ１を使って、次のフレームを予測する
ための動きベクトルの推定と動き補償とを行う。また、
動きベクトルは割合算出手段１３に送られる。

【００２２】なお、本発明の画像符号化装置１０を適用
するのは符号化側のみであり、復号化側の画像復号化装
置は従来の装置のままでよい。このため、符号化及び復
号化を有する画像処理システムに本発明の画像符号化装
置１０を適用できる。

【００２３】次に正規化アクティビティＮａｃｔの算
出について説明する。まず、画像複雑度検出手段１１
で、１フレーム画像の全ブロックの画像複雑度を検出す
る。この画像複雑度は割合算出手段１３内に格納され
る。さらに動き補償予測手段２６で求めた動きベクトル
Ｖも格納される。

【００２４】そして、割合算出手段１３で正規化アクテ
ィビティＮａｃｔを計算する。例えば、１フレーム画
像を４つのブロックに分け、各ブロックの画素の輝度値
の分散をＶａｒとすれば、アクティビティａｃｔ及び
正規化アクティビティＮａｃｔは、次式で求められ
る。なお、式中のａｖｇａｃｔは前フレームのａｃｔ
の平均値である。

【００２５】

【数１】ａｃｔ＝１＋ｍｉｎ（Ｖａｒ０，Ｖａｒ１，Ｖａｒ２，Ｖａｒ３，） …（１ａ）Ｎａｃｔ＝（２×ａｃｔ＋ａｖｇａｃｔ）／（ａｃｔ＋２×ａｖｇａｃｔ） …（１ｂ）次に割合Ｒの算出、適応量子化実行判断及び適応量子化
スケールＱａの算出について詳しく説明する。図３〜図
５は割合Ｒ及びしきい値Ｒ１との関係を示す図である。

【００２６】割合算出手段１３は正規化アクティビティ
Ｎａｃｔを求めた後、さらに１フレーム内での量子化
スケールが大きくなるブロックの割合Ｒを算出する。図
３は動きベクトルＶを考慮せずに割合Ｒを算出する場合
である。量子化スケールが大きくなる（Ｎａｃｔ＞
１）ブロックＡの割合ＲａはＡ／（Ａ＋Ｂ）である。な
お、Ａ＋Ｂは１フレーム画像の全体ブロック数である。
図中のＴは、適応量子化制御係数であり後述する。

【００２７】また、適応量子化実行判断手段１４はあら
かじめ設定したしきい値Ｒ１と、割合Ｒａと、を比較し
て、割合Ｒａがしきい値Ｒ１よりも大きい場合は適応量
子化を行い、割合Ｒａがしきい値Ｒ１よりも小さい場合
は適応量子化を行わないと判断する。

【００２８】その後、適応量子化スケール算出手段１５
は、適応量子化を行う場合には、正規化アクティビティ
Ｎａｃｔ及び割合Ｒａにもとづいて、量子化スケール
Ｑから適応量子化スケールＱａを算出する。

【００２９】すなわち、１フレーム画像内で画像複雑度
の大きいブロックの量子化スケールを量子化スケール算
出手段１２で計算された量子化スケールＱより大きくす
る。また、１フレーム画像内で画像複雑度の小さいブロ
ックの量子化スケールを量子化スケール算出手段１２で
計算された量子化スケールＱより小さくする。

【００３０】このようにして量子化スケールＱから量子
化スケールＱａへの変換を行った後、量子化スケールＱ
ａを適応量子化手段２４ａへ送信する。図４は動きベク
トルＶを考慮して割合Ｒを算出する場合である。量子化
スケールが大きくなる（Ｎａｃｔ＞１）ブロックＡの
割合ＲｂはＡ／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）である。なお、Ａ＋Ｂ＋
Ｃは１フレーム画像の全体ブロック数である。また、動
きベクトルＶ１を境にＢのブロックよりもＣのブロック
の方が動きが大きい。すなわち、動きベクトルを考慮し
た場合、適応量子化を行う領域に量子化スケールが小さ
くなり、かつ動きベクトルがしきい値以上の領域は含ま
ない。

【００３１】適応量子化実行判断手段１４はあらかじめ
設定したしきい値Ｒ１と、割合Ｒｂ、を比較して、割合
Ｒｂがしきい値Ｒ１よりも大きい場合は適応量子化を行
い、割合Ｒｂがしきい値Ｒ１よりも小さい場合は適応量
子化を行わないと判断する。

【００３２】その後、適応量子化スケール算出手段１５
は、適応量子化を行う場合には、正規化アクティビティ
Ｎａｃｔ、及び割合Ｒｂにもとづいて、量子化スケー
ルＱから適応量子化スケールＱａを算出する。

【００３３】すなわち、１フレーム画像内で画像複雑度
の大きいブロックの量子化スケールを量子化スケール算
出手段１２で計算された量子化スケールＱより大きくす
る。また、１フレーム画像内で画像複雑度が小さく、動
きベクトルＶ１以下のブロックの量子化スケールを量子
化スケール算出手段１２で計算された量子化スケールＱ
より小さくする。

【００３４】このようにして量子化スケールＱから量子
化スケールＱａへの変換を行った後、量子化スケールＱ
ａを適応量子化手段２４ａへ送信する。図５は動きベク
トルＶを考慮して割合Ｒを算出する場合でさらに、量子
化スケールが大きくなるブロックＡと、１フレーム画像
の全ブロック数Ａ＋Ｂ＋Ｃから量子化スケールが小さく
かつ動きベクトルＶが一定のしきい値Ｖ１以上のブロッ
クＣを減算したブロック数と、の割合を算出する。

【００３５】すなわち、この場合の量子化スケールが大
きくなる（Ｎａｃｔ＞１）ブロックＡの割合ＲｃはＡ
／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）−Ｃである。適応量子化実行判断手段
１４はあらかじめ設定したしきい値Ｒ１と、割合Ｒｃ
と、を比較して、割合Ｒｃがしきい値Ｒ１よりも大きい
場合は適応量子化を行い、割合Ｒｃがしきい値Ｒ１より
も小さい場合は適応量子化を行わないと判断する。

【００３６】その後、適応量子化スケール算出手段１５
は、適応量子化を行う場合には、正規化アクティビティ
Ｎａｃｔ、及び割合Ｒｃにもとづいて、量子化スケー
ルＱから適応量子化スケールＱａを算出する。

【００３７】すなわち、１フレーム画像内で画像複雑度
の大きいブロックの量子化スケールを量子化スケール算
出手段１２で計算された量子化スケールＱより大きくす
る。また、１フレーム画像内で画像複雑度が小さく、動
きベクトルＶ１以下のブロックの量子化スケールを量子
化スケール算出手段１２で計算された量子化スケールＱ
より小さくする。

【００３８】このようにして量子化スケールＱから量子
化スケールＱａへの変換を行った後、量子化スケールＱ
ａを適応量子化手段２４ａへ送信する。次に２つのしき
い値を設定して、適応量子化アルゴリズムの制御を行う
場合について説明する。適応量子化実行判断手段１４
は、第１のしきい値Ｒ１と、第１のしきい値Ｒ１よりも
大きい第２のしきい値Ｒ２と、を有する。

【００３９】そして、割合Ｒが第２のしきい値Ｒ２より
も大きい場合は適応量子化を行い、割合Ｒが第１のしき
い値Ｒ１よりも小さい場合は適応量子化を行わない。ま
た、適応量子化スケール算出手段１５は、適応量子化実
行判断手段１４で割合Ｒが第１のしきい値Ｒ１と、第２
のしきい値Ｒ２との間にあると判断された場合には、量
子化スケールＱの変化量を段階的に小さく設定し、これ
を適応量子化手段２４ａへ送信する。

【００４０】図６〜図８は割合Ｒ及び２つのしきい値Ｒ
１、Ｒ２との関係を示す図である。図６は動きベクトル
Ｖを考慮せずに割合Ｒを算出する場合である。量子化ス
ケールが大きくなる（Ｎａｃｔ＞１）ブロックＡの割
合ＲｄはＡ／（Ａ＋Ｂ）である。なお、Ａ＋Ｂは１フレ
ーム画像の全体ブロック数である。

【００４１】また、適応量子化実行判断手段１４はあら
かじめ設定したしきい値Ｒ１、Ｒ２と、割合Ｒｄと、を
比較して、割合Ｒｄがしきい値Ｒ２よりも大きい場合は
適応量子化を行い、割合Ｒｄがしきい値Ｒ１よりも小さ
い場合は適応量子化を行わないと判断する。

【００４２】その後、適応量子化スケール算出手段１５
は、適応量子化を行う場合には、正規化アクティビティ
Ｎａｃｔ及び割合Ｒｄにもとづいて、量子化スケール
Ｑから適応量子化スケールＱａを算出する。

【００４３】すなわち、１フレーム画像内で画像複雑度
の大きいブロックの量子化スケールを量子化スケール算
出手段１２で計算された量子化スケールＱより大きくす
る。また、１フレーム画像内で画像複雑度の小さいブロ
ックの量子化スケールを量子化スケール算出手段１２で
計算された量子化スケールＱより小さくする。

【００４４】このようにして量子化スケールＱから量子
化スケールＱａへの変換を行った後、量子化スケールＱ
ａを適応量子化手段２４ａへ送信する。一方、しきい値
Ｒ１とＲ２の間に割合Ｒｅがある場合は、適応量子化ス
ケール算出手段１５は、量子化スケールＱの変化量を段
階的に設定する。

【００４５】図７は動きベクトルＶを考慮して割合Ｒを
算出する場合である。量子化スケールが大きくなる（Ｎ
ａｃｔ＞１）ブロックＡの割合ＲｅはＡ／（Ａ＋Ｂ＋
Ｃ）である。なお、Ａ＋Ｂ＋Ｃは１フレーム画像の全体
ブロック数である。また、動きベクトルＶ１を境にＢの
ブロックよりもＣのブロックの方が動きが大きい。

【００４６】適応量子化実行判断手段１４はあらかじめ
設定したしきい値Ｒ１、Ｒ２と、割合Ｒｅと、を比較し
て、割合Ｒｅがしきい値Ｒ２よりも大きい場合は適応量
子化を行い、割合Ｒｅがしきい値Ｒ１よりも小さい場合
は適応量子化を行わないと判断する。

【００４７】その後、適応量子化スケール算出手段１５
は、適応量子化を行う場合には、正規化アクティビティ
Ｎａｃｔ、及び割合Ｒｅにもとづいて、量子化スケー
ルＱから適応量子化スケールＱａを算出する。

【００４８】すなわち、１フレーム画像内で画像複雑度
の大きいブロックの量子化スケールを量子化スケール算
出手段１２で計算された量子化スケールＱより大きくす
る。また、１フレーム画像内で画像複雑度が小さく、動
きベクトルＶ１以下のブロックの量子化スケールを量子
化スケール算出手段１２で計算された量子化スケールＱ
より小さくする。

【００４９】このようにして量子化スケールＱから量子
化スケールＱａへの変換を行った後、量子化スケールＱ
ａを適応量子化手段２４ａへ送信する。一方、しきい値
Ｒ１とＲ２の間に割合Ｒｅがある場合は、適応量子化ス
ケール算出手段１５は、量子化スケールＱの変化量を段
階的に設定する。

【００５０】図８は動きベクトルＶを考慮して割合Ｒを
算出する場合でさらに、量子化スケールが大きくなるブ
ロックＡと、１フレーム画像の全ブロック数Ａ＋Ｂ＋Ｃ
から量子化スケールが小さくかつ動きベクトルＶが一定
のしきい値Ｖ１以上のブロックＣを減算したブロック数
と、の割合を算出する。

【００５１】すなわち、この場合の量子化スケールが大
きくなる（Ｎａｃｔ＞１）ブロックＡの割合ＲｆはＡ
／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）−Ｃである。適応量子化実行判断手段
１４はあらかじめ設定したしきい値Ｒ１、Ｒ２と、割合
Ｒｆと、を比較して、割合Ｒｆがしきい値Ｒ２よりも大
きい場合は適応量子化を行い、割合Ｒｆがしきい値Ｒ１
よりも小さい場合は適応量子化を行わないと判断する。

【００５２】その後、適応量子化スケール算出手段１５
は、適応量子化を行う場合には、正規化アクティビティ
Ｎａｃｔ、及び割合Ｒｆにもとづいて、量子化スケー
ルＱから適応量子化スケールＱａを算出する。

【００５３】すなわち、１フレーム画像内で画像複雑度
の大きいブロックの量子化スケールを量子化スケール算
出手段１２で計算された量子化スケールＱより大きくす
る。また、１フレーム画像内で画像複雑度が小さく、動
きベクトルＶ１以下のブロックの量子化スケールを量子
化スケール算出手段１２で計算された量子化スケールＱ
より小さくする。

【００５４】このようにして量子化スケールＱから量子
化スケールＱａへの変換を行った後、量子化スケールＱ
ａを適応量子化手段２４ａへ送信する。一方、しきい値
Ｒ１とＲ２の間に割合Ｒｆがある場合は、適応量子化ス
ケール算出手段１５は、量子化スケールＱの変化量を段
階的に設定する。

【００５５】次に本発明の適応量子化制御の流れについ
てフローチャートを用いて説明する。図９は本発明の適
応量子化制御の流れを示すフローチャートである。画像
複雑度の基準として、符号化対象フレームの複雑度を用
いた場合である。〔Ｓ１〕１フレーム画像の情報量を算出する。例えば、
ＭＰＥＧ画像符号化装置１０ａでは、発生符号量検出手
段２７が発生符号量、バッファ残量検出手段２８がバッ
ファメモリ２９内のバッファ残量、といった情報量を算
出する。〔Ｓ２〕量子化スケール算出手段１２は、発生符号量や
バッファ残量などの情報量から量子化スケールＱを算出
する。〔Ｓ３〕割合算出手段１３は、１フレーム画像の全ブロ
ックのアクティビティａｃｔｊを算出する。〔Ｓ４〕割合算出手段１３は、１フレーム画像の全ブロ
ックのアクティビティａｃｔｊから正規化アクティビテ
ィＮａｃｔｊを算出する。〔Ｓ５〕割合算出手段１３は、１フレーム内での量子化
スケールが大きくなるブロックの割合Ｒを算出する。こ
こで割合Ｒの算出式は次式となる。

【００５６】

【数２】Ｒ＝Ｎｕｍ／ＮｕｍＡｌｌ …（２）ここで、Ｎｕｍは１フレーム内で量子化スケールが大き
くなる、すなわちＮａｃｔ＞１となるブロック数であ
る。

【００５７】ＮｕｍＡｌｌは、１フレームの全ブロック
数、または１フレームの全ブロック数から量子化スケー
ルが小さくて、動きベクトルがしきい値とした動きベク
トルＶ以上のブロック数である。〔Ｓ６〕適応量子化実行判断手段１４は、しきい値と割
合Ｒとを比較して適応量子化を実行するか否かを判断す
る。実行する場合はステップＳ７へ、実行しない場合は
ステップＳ８へ行く。〔Ｓ７〕適応量子化スケール算出手段１５は、量子化ス
ケール算出手段１２で求めた量子化スケールＱを次式に
より適応量子化スケールＱａｊに変換する。式中のＴは
適応量子化制御係数であり、ＮｕｍとＮｕｍＡｌｌから
算出したパラメータである。なお、量子化スケールが小
さくて、動きベクトルがしきい値以下の領域には適応量
子化を行わない場合もある。

【００５８】

【数３】Ｑａｊ＝Ｔ×Ｎａｃｔｊ×Ｑ …（３）〔Ｓ８〕量子化スケール算出手段１２で求めた量子化ス
ケールＱにもとづいて、フレーム毎の固定量子化を行
う。〔Ｓ９〕適応量子化スケールＱａｊにもとづいて適応量
子化を行う。

【００５９】次に本発明の適応量子化制御の流れに対
し、画像複雑度の基準として、前フレームの画像複雑度
を用いた場合についてフローチャートを用いて説明す
る。図１０は前フレームの画像複雑度を用いて行った適
応量子化制御の流れを示すフローチャートである。ただ
し、適応量子化を実行するものとして説明する。〔Ｓ１０〕１フレーム画像の情報量を算出する。例え
ば、ＭＰＥＧ画像符号化装置１０ａでは、発生符号量検
出手段２７が発生符号量、バッファ残量検出手段２８が
バッファメモリ２９内のバッファ残量、といった情報量
を算出する。〔Ｓ１１〕量子化スケール算出手段１２は、発生符号量
やバッファ残量などの情報量から量子化スケールＱｊを
算出する。〔Ｓ１２〕割合算出手段１３は、符号化対象の全ブロッ
クのアクティビティａｃｔｊを算出する。〔Ｓ１３〕割合算出手段１３は、符号化対象の全ブロッ
クのアクティビティａｃｔｊと前フレームのアクティビ
ティの平均値から正規化アクティビティＮａｃｔｊを
算出する。〔Ｓ１４〕割合算出手段１３は、ＮａｃｔｊからＮｕ
ｍとＮｕｍＡｌｌをカウントする。〔Ｓ１５〕適応量子化スケール算出手段１５は、前フレ
ームの割合であるＮｕｍ／ＮｕｍＡｌｌからＴを算出
し、適応量子化スケールＱａｊを算出する。

【００６０】

【数４】Ｑａｊ＝Ｔ×Ｎａｃｔ×Ｑｊ …（４）〔Ｓ１６〕適応量子化スケールＱａｊにもとづいて適応
量子化を行う。〔Ｓ１７〕１フレームの残りの情報量から次のブロック
の量子化スケールＱｊを算出する。〔Ｓ１８〕１フレーム終了の場合はステップＳ１９へ、
そうでなければステップＳ１２へ戻る。〔Ｓ１９〕割合ＲであるＮｕｍ／ＮｕｍＡｌｌを求め
る。これが次回のフレームに対しての量子化スケール変
換に用いられる。

【００６１】以上説明したように、本発明の画像符号化
装置１０では、１フレーム内での量子化スケールが大き
くなるブロック数の割合がしきい値以下の場合には、適
応量子化を実行しない構成とした。これにより、画質劣
化を抑制でき、高画質化に寄与することが可能になる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像符号
化装置は、１フレーム内での量子化スケールが大きくな
るブロックの割合を算出し、この割合としきい値とを比
較して適応量子化を実行すべきかどうかの判断を行う構
成とした。これにより、１フレーム画像内で画像複雑度
が大きく量子化スケールが大きくなるブロックの割合が
少ない場合は適応量子化を行わないと判断するため、１
フレーム画像の情報量が増大し、かつ画像複雑度の大き
い部分に対して、画質劣化を抑制することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像符号化装置の原理図である。

【図２】ＭＰＥＧ画像符号化装置の構成図である。

【図３】割合及びしきい値との関係を示す図である。

【図４】割合及びしきい値との関係を示す図である。

【図５】割合及びしきい値との関係を示す図である。

【図６】割合及び２つのしきい値との関係を示す図であ
る。

【図７】割合及び２つのしきい値との関係を示す図であ
る。

【図８】割合及び２つのしきい値との関係を示す図であ
る。

【図９】本発明の適応量子化制御の流れを示すフローチ
ャートである。

【図１０】前フレームの画像複雑度を用いて行った適応
量子化制御の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０画像符号化装置１１画像複雑度検出手段１２量子化スケール算出手段１３割合算出手段１４適応量子化実行判断手段１５適応量子化スケール算出手段Ｖ動きベクトルＱ量子化スケールＱａ適応量子化スケールＮａｃｔ正規化アクティビティＡ、Ｂブロック数Ｒａ割合Ｒ１しきい値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画質劣化の抑制を図った画像符号化装置
において、１フレーム画像の画像複雑度を検出する画像複雑度検出
手段と、前記１フレーム画像の情報量から量子化スケールを算出
する量子化スケール算出手段と、前記画像複雑度から算出した正規化アクティビティ、ま
たは前記正規化アクティビティと動き補償で求めた動き
ベクトルとを用いて、１フレーム内での量子化スケール
が大きくなるブロックの割合を算出する割合算出手段
と、あらかじめ設定したしきい値と、前記割合と、を比較し
て、前記割合が前記しきい値よりも大きい場合は適応量
子化を行い、前記割合が前記しきい値よりも小さい場合
は前記適応量子化を行わないと判断する適応量子化実行
判断手段と、前記適応量子化を行う場合、前記正規化アクティビティ
及び前記割合にもとづいて、前記量子化スケールから適
応量子化スケールを算出する適応量子化スケール算出手
段と、を有することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】前記画像複雑度検出手段は、符号化対象
フレームの前記画像複雑度を検出することを特徴とする
請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項３】前記画像複雑度検出手段は、前フレーム
の前記画像複雑度を検出することを特徴とする請求項１
記載の画像符号化装置。
【請求項４】前記割合算出手段は、量子化スケールが
大きくなるブロックと、前記１フレーム画像の全ブロッ
ク数から量子化スケールが小さくなりかつ前記動きベク
トルが一定のしきい値以上のブロックを減算したブロッ
ク数と、の前記割合を算出することを特徴とする請求項
１記載の画像符号化装置。
【請求項５】前記適応量子化実行判断手段は、第１の
しきい値と、前記第１のしきい値よりも大きい第２のし
きい値と、を有し、前記割合が前記第２のしきい値より
も大きい場合は前記適応量子化を行い、前記割合が前記
第１のしきい値よりも小さい場合は前記適応量子化を行
わないことを特徴とする請求項１記載の画像符号化装
置。
【請求項６】前記適応量子化スケール算出手段は、前
記適応量子化実行判断手段で前記割合が前記第１のしき
い値と、前記第２のしきい値との間にあると判断された
場合には、前記量子化スケールの変化量を段階的に小さ
く設定することを特徴とする請求項５記載の画像符号化
装置。
【請求項７】画質劣化の抑制を図った画像処理システ
ムにおいて、１フレーム画像の画像複雑度を検出する画像複雑度検出
手段と、前記１フレーム画像の情報量から量子化スケー
ルを算出する量子化スケール算出手段と、前記画像複雑
度から算出した正規化アクティビティ、または前記正規
化アクティビティと動き補償で求めた動きベクトルとを
用いて、１フレーム内での量子化スケールが大きくなる
ブロックの割合を算出する割合算出手段と、あらかじめ
設定したしきい値と、前記割合と、を比較して、前記割
合が前記しきい値よりも大きい場合は適応量子化を行
い、前記割合が前記しきい値よりも小さい場合は前記適
応量子化を行わないと判断する適応量子化実行判断手段
と、前記適応量子化を行う場合、前記正規化アクティビ
ティ及び前記割合にもとづいて、前記量子化スケールか
ら適応量子化スケールを算出する適応量子化スケール算
出手段と、から構成され、画像の符号化を行う画像符号
化装置と、符号化された前記画像の復号化を行う画像復号化装置
と、を有することを特徴とする画像処理システム。