TWI510050B - 量化控制裝置及方法，以及量化控制程式 - Google Patents

量化控制裝置及方法，以及量化控制程式 Download PDF

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Description

量化控制裝置及方法，以及量化控制程式
本發明係關於一種影像編碼之量化控制裝置、量化控制方法以量化控制程式(program)，係用以利用內部分層(intra slice)實現低延遲者。
本案係依據於2011年3月10日提出申請之日本特願2011-052872號主張優先權，並在此引用其內容。
在進行TV電話等雙方向之影像通訊時，必須減小延遲。在此，所謂「延遲」係指從由攝影機(camera)等取得位於影像傳送側之時刻圖像(picture)至由影像接收側顯示該所取得之圖像為止之時間。
再者，所謂「圖像」係指輸入影像之一個訊框(frame)或一個場區(field)。
就如此之應用程式(application)而言，為了減小傳送影像時所需要之頻帶，係適用有影像編碼技術。在延遲時間中，影像編碼技術所影響者主要有於影像傳送側之圖像編碼處理時間、於影像接收側之編碼資料緩衝(buffering)時間、以及於影像接收側之編碼資料解碼處理時間。在編碼處理/解碼處理之延遲時間的縮短上，該等之處理高速化係為有效。用以縮短於影像接收側之編碼資料(data)的緩衝時間，後述之內部分層之利用、以及適合於內部分層之量化控制技術之利用係為有效。
為了實現再新(refresh)，就影像編碼而言，一般係 進行定期地插入內部圖像。然而，由於與中間圖像(inter picture)相比，內部圖像之編碼量係非常地大，故必須延長於影像接收側之編碼資料的緩衝時間，而有延遲時間變大之問題。
就利用內部分層之影像編碼而言，係為不利用內部圖像，取而代之使可強制性地對全部的巨區塊(macro block)進行內部編碼之頻帶朝縱或橫方向以圖像單位進行移動，從而實現再新者。並且，在並非圖像之內部分層之區域(於下述稱為非內部分層區域)中，係可進行中間編碼。
藉由以如此之方式進行，各圖像之產生編碼量係變為幾乎一定，而可縮短緩衝時間。
並且，使用縱的頻帶時雖有不稱為內部分層之情形(亦有表現為「內部行(intra column)」之情形)，惟在本案中為求簡便，將利用縱/橫頻帶之情形皆稱為內部分層。
朝縱方向適用內部分層時之概念圖係如第9圖所示。就此例而言，內部分層係從圖像之左端朝右端移動。在此，係將進行一周內部分層之圖像數(就本案而言，係從圖像之左端移動至右端之圖像數)稱為內部分層週期。
在由於封包遺漏(packet loss)等而於影像接收側無法作成正確的解碼圖像時，則在該時間點之後藉由內部分層從圖像之左端移動至右端，而可得到正確的解碼圖像(再新)。亦即，從發生封包遺漏等開始，藉由在內部分層週期的二倍之圖像數以內的時間可進行再新。
在利用內部分層時，由於內部分層區域與非內部分層 區域之產生編碼量係極為不同，故必須有可對各區域分配適當的編碼量之量化控制方法。
在專利文獻1係揭示有實現該控制方法之技術。
就專利文獻1之技術而言，係使用編碼對象圖像的瞬前之圖像的內部分層區域的產生編碼量、平均量化步驟(step)(於下述，將該等總稱為編碼資訊)而求取該區域之複雜度指標值Xi。
同樣地，使用編碼對象圖像的瞬前之圖像的非內部分層區域的編碼資訊求取該區域的複雜度指標值Xp。
並且，依據Xi以及Xp將編碼對象圖像的目標編碼量T分為內部分層區域的目標編碼量Ti及非內部分層區域的目標編碼量Tp。並且，依據Ti以及Tp，決定圖像的各巨區塊的量化步驟。
就此方法而言係有下述問題。
一般而言，由於愈縮短內部分層週期(將各圖像的內部分層區域的大小做成較小所引起的)畫質會愈惡化，故在大部分情形內部分層週期係設為0.5秒以上。內部分層週期較短時，則內部分層的面積變得非常小，例如在將內部分層週期設為0.5秒、每秒30圖像時，內部分層區域的面積係成為非內部分層區域的1/14。
因此，就編碼對象圖像的內部分層與瞬前的圖像的內部分層而言，係有影像性質極為不同之情形，而此時複雜度指標值Ti係不正確，並導致畫質惡化。
在該狀況中，雖可容易地類推出利用1內部分層週期 前之圖像(編碼對象圖像、及圖像上之內部分層位置相同之圖像)的內部分層的編碼資訊，惟由於在時間上極為分離，故在攝影對象移動時等，內部分層的影像性質係極為不同，而同樣地導致畫質惡化。
為了處理該問題，係考量將專利文獻2中所揭示之技術與專利文獻1之技術組合之技術。
專利文獻2之技術雖並非利用內部分層之情形之技術，惟係為在利用瞬前的圖像的編碼資訊來求取編碼對象圖像的複雜度指標值時，依據編碼對象圖像與瞬前圖像的各活動性測度(activity measure：對象區塊之紋路(texture)愈為精細(邊緣較多)，則取得愈大的值之顯示圖像特性之值)，而對編碼對象圖像的複雜度指標值進行補正者。在淡入/淡出(fade-in/out)時等，編碼對象圖像與瞬前的圖像性質有若干不同之情形係為有效。
於專利文獻1之技術中，若將專利文獻2之技術應用於求取內部分層的複雜度指標值之處理，則在編碼對象圖像的內部分層與瞬前或一個內部分層週期前的圖像的內部分層性質不同時，係可使畫質提高。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開平07-095564號公報
專利文獻2：日本特開2009-055262號公報
然而，於專利文獻1之技術中應用專利文獻2之技術時，在用以求取編碼對象圖像的內部分層及複雜度指標值所利用之內部分層的紋路極為不同之情形(例如，分別顯像出不同攝影對象之情形等)，依然有複雜度指標值的精度較低之情形，而使畫質變差。
此在如H.264之使用內部預測進行編碼之方式上係為顯著。就H.264而言，係利用鄰近於編碼對象的區塊之解碼畫素，並切換多方向外插預測、平均值預測等複數個預測模型(model)來進行預測。亦即，在處理對象的圖像中具有符合於預測模型之紋路的區域係可進行高精度的預測，而產生編碼量較小。
另一方面，就具有不符合預測模型之紋路的區域而言，即便與具有符合於預測模型之紋路的區域相比活動性明顯較小，其產生編碼量係較大。
因此，於專利文獻1之技術中應用專利文獻2之技術時，例如相對於瞬前的圖像的內部分層的活動性，編碼對象圖像的內部分層的活動性明顯較小時，係將編碼對象圖像的複雜度指標值補正為更小之值。然而，在編碼對象圖像的內部分層的紋路未符合於內部預測的預測模型時，若將複雜度指標值予以補正為較小，則有畫質惡化之問題。
本發明係有鑑於如此之情事所開發者，目的在於提供一種影像編碼之量化控制裝置、量化控制方法以及量化控制程式，係利用內部分層而實現低延遲。
本發明係提供利用內部分層之影像編碼裝置所具備之量化控制裝置，該裝置係具備：類似度計算手段，將類似度設為二個不同之內部分層之圖像愈類似則取愈大的值之指標，並求取編碼對象圖像的內部分層區域與複數個已編碼完成圖像之內部分層區域的各者之類似度；圖像選擇手段，依據由前述類似度計算手段所求取之前述類似度而從複數個已編碼完成之圖像中選擇類似度成為最大之圖像；以及量化步驟決定手段，依據由前述圖像選擇手段所選擇之前述圖像的編碼資訊，來決定前述編碼對象圖像之編碼所利用之量化步驟。
就較佳例而言，復具備：臨限值判定手段，係判定由前述圖像選擇手段所選擇之前述選擇圖像的類似度是否大於預定之臨限值；且前述量化步驟決定手段係在由前述臨限值判定手段所判定之結果為前述類似度大於前述臨限值時，執行決定前述編碼所利用之量化步驟之處理，而前述類似度為前述臨限值以下時，則不利用選擇圖像，而依據預定的初始值來決定編碼對象圖像之編碼所利用之量化步驟。
就典型而言，前述類似度計算手段係依據關於內部分層之區塊單位之活動性的合計值之差分絕對值，來求取前述類似度。
就另一個較佳例而言，前述類似度計算手段係就前述已編碼完成圖像中，針對在內部分層的圖像平面上的位置與在編碼對象圖像的內部分層圖像平面上的位置較接近之 圖像來求取前述類似度。
本發明亦提供在利用內部分層之影像編碼裝置所具備之量化控制裝置中對量化進行控制之量化控制方法，係包含：類似度計算步驟，將類似度設為二個不同之內部分層之圖像愈類似則取愈大的值之指標，並求取編碼對象圖像的內部分層區域與複數個已編碼完成圖像之內部分層區域的各者之類似度；圖像選擇步驟，依據由前述類似度計算步驟所求取之前述類似度而從複數個已編碼完成之圖像中選擇類似度成為最大之圖像；以及量化步驟決定步驟，依據由前述圖像選擇步驟所選擇之前述圖像的編碼資訊，來決定前述編碼對象圖像之編碼所利用之量化步驟。
就較佳例而言，復具有：臨限值判定步驟，係判定由前述圖像選擇步驟所選擇之前述選擇圖像的類似度是否大於預定之臨限值；且前述量化步驟決定步驟係在由前述臨限值判定步驟所判定之結果為前述類似度大於前述臨限值時，執行決定前述編碼所利用之量化步驟之處理，而前述類似度為前述臨限值以下時，則不利用選擇圖像，而依據預定的初始值來決定編碼對象圖像之編碼所利用之量化步驟。
就典型而言，前述類似度計算步驟係依據關於內部分層之區塊單位之活動性的合計值之差分絕對值，來求取前述類似度。
就另一個較佳例而言，前述類似度計算步驟係就前述已編碼完成圖像中，針對在內部分層的圖像平面上的位置 與在編碼對象圖像的內部分層圖像平面上的位置較接近之圖像來求取前述類似度。
本發明亦提供使利用內部分層之影像編碼裝置上之電腦執行量化控制處理之量化控制程式，該程式係使前述電腦執行下述步驟：類似度計算步驟，將類似度設為二個不同之內部分層之圖像愈類似則取愈大的值之指標，並求取編碼對象圖像的內部分層區域與複數個已編碼完成圖像之內部分層區域的各者之類似度；圖像選擇步驟，依據由前述類似度計算步驟所求取之前述類似度而從複數個已編碼完成之圖像中選擇類似度成為最大之圖像；以及量化步驟決定步驟，依據由前述圖像選擇步驟所選擇之前述圖像的編碼資訊，來決定前述編碼對象圖像之編碼所利用之量化步驟。
依據本發明，與先前技術不同，係為了求取編碼對象圖像的內部分層的複雜度指標值，而可利用與該內部分層性質類似之已編碼完成之內部分層，故可得到比先前技術更能提升畫質之功效。
<第1實施形態>
於下述係參照圖式說明本發明第1實施形態之影像編碼裝置。
第1圖係顯示該實施形態的構成之方塊圖。第1圖所示之影像編碼裝置1係屬於產生以H.264為基準之編碼資 料之構成，並屬於輸入輸入圖像及輸入圖像號碼，從而輸出編碼資料者。
並且，在參照第1圖說明影像編碼裝置1的構成時，針對以H.264為基準之影像編碼裝置所普遍具有之習知的功能/構成，只要未與本發明之說明有直接關聯則省略其說明。
於本實施形態中，以H.264為基準之影像編碼裝置1之中，量化控制部2係與以往的裝置構成不同。
第2圖係顯示第1圖所示之量化控制部2之構成。本實施形態之量化控制部2係由類似度計算部21、圖像選擇部22、分配編碼量決定部23以及量化步驟決定部24所構成。
接著，參照第1圖針對第1圖所示之影像編碼裝置1的基本動作進行說明。
影像編碼裝置1係由於產生以H.264為基準之編碼資料，而以區塊為單位進行多種處理。
針對輸入圖像的編碼對象區塊，係計算與內部預測部3或中間預側部4所輸出之預測圖像區塊之差分，而由差分所構成之差分圖像區塊係輸入至正交變換/量化部5。正交變換/量化部5係對差分圖像區塊施行正交變換，並對正交變換係數進行量化。該結果所得之正交變換係數量化值係於可變長編碼部6中予以可變長編碼。
另一方面，正交變換係數量化值亦輸入至逆量化/逆正交變換部7。就逆量化/逆正交變換部7而言，係對正 交變換係數量化值進行逆量化，並對所逆量化之變換係數施行逆正交變換。並且，量化及逆量化係利用量化控制部2所輸出之以區塊為單位之量化步驟而予以進行。該量化控制之動作係於後述。
並且，以此方式所逆正交變換之區塊係輸入至內部預測部3，並利用於別的區塊之內部預測。就內部預測部3而言，對於輸入圖像的編碼對象區塊，係利用由逆量化/逆正交變換部7所輸出之區塊的畫素進行內部預測。
再者，由逆量化/逆正交變換部7所輸出之區塊亦輸入至迴路濾波器(loop filter)部8。就迴路濾波部8而言，在輸入1圖像份之區塊時，則適用迴路濾波器(編碼迴路內之濾波處理)。以此方式適用了迴路濾波器之圖像係成為與解碼側所得到之解碼圖像同等。解碼圖像係儲存於解碼圖像記憶體(memory)9。
中間預測部4係在每次對輸入圖像的編碼對象區塊進行中間預測時，將解碼圖像記憶體9所儲存之解碼圖像設為參照圖像。
內部分層控制部10係決定將多少寬度之內部分層插入至輸入圖像的哪個位置(圖像之哪個區塊包含於內部分層)。
內部分層之位置係於每次輸入圖像前進時階段性地變更，故利用顯示輸入圖像的輸入順序之輸入圖像號碼。並且，將編碼對象區塊是否包含於內部分層通知於內部/中間切換開關(switch)11。
在編碼對象區塊包含於內部分層時，內部/中間切換開關11一定選擇內部預測。另一方面，在編碼對象區塊未包含於內部分層時，內部/中間切換開關11則一定選擇中間預測。
並且，在編碼對象區塊未包含於內部分層時，雖因應預測效率而對內部預測/中間愈側進行切換之構成亦可，惟在此為求簡便係設為一定進行中間預測。
接著，參照第3圖說明第2圖所示之量化控制部2的動作。在此，係針對為了對某一個圖像進行編碼而決定各區塊的量化步驟之處理進行說明。
再者，本實施形態所利用之內部分層插入例係由第4圖所示。內部分層週期係設為6圖像，且各圖像之內部分層的寬度係設為相同。再者，將前頭圖像以外之全部圖像設為作為P圖像進行編碼。亦即，與具有B圖像之情形不同，係以輸入圖像之順序予以編碼。
就第2圖所示之量化控制部2而言，係輸入有編碼對象圖像及複數個已編碼完成圖像(其中，並非解碼圖像而為原圖像)。就本實施形態而言，係設為輸入有1內部分層週期份之已編碼完成圖像(亦即6張)。並且，該等圖像係輸入至類似度計算部21。再者，指定內部分層係位於各圖像的那個位置之內部分層資訊亦輸入至類似度計算部21。
利用該等，就類似度計算部21而言，係求取編碼對象圖像的內部分層、以及各者的已編碼完成圖像之內部分層 的類似度C(i)，i=0至5(i係已編碼完成圖像的索引(index))(步驟S1)。
上述所謂的類似度係顯示二個不同內部分層區域的圖像之類似程度的指標值。類似度係例如利用各個內部分層內之相對座標相同之畫素值的差分絕對值和(於下述稱為SAD)。此時，C(i)愈小則成為二個內部分層愈類似。
接著，編碼對象圖像的內部分層、及各個已編碼完成圖像之內部分層的類似度C(i)、i=0至5係輸入至圖像選擇部22。
就圖像選擇部22而言，係以C(i)為基準，而求取內部分層的類似度最高之已編碼完成圖像i_select(步驟S2)。亦即，係求取SAD值最小者作為C(i_select)。並且，將編碼完成圖像i_select作為選擇圖像，並將選擇圖像的索引i_select(選擇圖像資訊)通知至分配編碼量決定部23。
接著，分配編碼量決定部23係求取內部分層區域及非內部分層區域的複雜度指標值，並決定各個區域的分配編碼量。
非內部分層區域的複雜度指標值Xp之求取方法係由習知方法求得。在此，設為利用關於瞬前的圖像的非內部分層區域之編碼資訊(產生編碼量、平均量化步驟)來求得複雜度指標值Xp者(步驟S3)。具體而言，將瞬前的圖像的非內部分層區域的產生編碼量設為Gp、平均量化步驟設為Qp_ave時，則可由Xp=Gp×Qp_ave求得。
接著，求取內部分層區域的複雜度指標值Xi(步驟S4)。Xi係利用關於在圖像選擇部22所選擇之已編碼完成圖像i_select(選擇圖像)的內部分層區域之編碼資訊(產生編碼量、平均量化步驟)來求得。在此於分配編碼量決定部23係輸入有關於上述複數個已編碼完成圖像的內部分層區域之編碼資訊。
具體而言，將選擇圖像的內部分層區域的產生編碼量設為Gi_select、將平均量化步驟設為Qp_select_ave時，則可由Xi=Gi_select×Qp_select_ave求得。
最後，量化步驟決定部24係算出編碼對象圖像之內部分層區域及非內部分層區域的分配編碼量(分別設為Xi、Xp)，並使用各個分配編碼量求取各區塊的量化步驟。此處理以習知方法進行即可。為了使內部分層區域及非內部分層區域所利用之量化步驟幾乎同等，係以下述方法求取分配編碼量。
Ti=T×(Xi/(Xi+Xp))
Tp=T×(Xp/(Xi+Xp))
在此，T係為圖像整體的分配編碼量。此數式之根據係屬習知(例如參照專利文獻1)故省略說明。
並且，依據Ti決定內部分層區域之以區塊為單位之分配編碼量，且依據Tp決定非內部分層區域之以區塊為單位之分配編碼量，而求取各區塊的量化步驟(步驟S5)。
如前述，就先前技術而言，在編碼對象圖像及瞬前的圖像的內部分層區域中，在紋路明顯地不同時，複雜度指 標的推測精度較低。就本實施形態而言，係求取複數個已編碼完成圖像及編碼對象圖像的內部分層的類似度，而選擇為了求取複雜度指標值所利用之已編碼完成圖像。藉此，編碼對象圖像之內部分層區域及紋路所類似之已編碼完成之內部分層區域的編碼資訊係可利用，故複雜度指標值的精度比先前技術更高，而可進行符合於內部分層區域的性質之編碼量分配，可期待實現更高畫質。
<第2實施形態>
接著，參照第5圖，說明本發明第2實施形態之影像編碼裝置。茲對第5圖所示之處理動作與第3圖所示之處理動作相同之部分賦予相同之符號，並省略其說明。
第5圖所示之處理動作與第3圖所示之處理動作之不同點在於，新設置有步驟S6、S7。
於步驟S2中，圖像選擇部22在求得選擇圖像後，對選擇圖像的類似度與預定的臨限值進行比較，而判定類似度是否比預定的臨限值更大(步驟S6)。並且，如上述類似度C(i)為SAD時，「類似度是否大於預定的臨限值」之判定在實際上係成為「C(i_select)是否小於預定的臨限值」之判定。
該判定之結果，類似度比預定的臨限值更大時，則視為選擇圖像的內部分層及編碼對象圖像的內部分層在影像的性質上係為相似，並將選擇圖像索引i_select通知至分配編碼量決定部23，且與第3圖所示之處理動作同樣地進行步驟S4、S5之處理。
另一方面，選擇圖像的類似度比預定的臨限值更小時，則判定為選擇圖像的內部分層及編碼對象圖像的內部分層在影像的性質上為不同，且圖像選擇部22係將null資料通知至分配編碼量決定部23。此時，分配編碼量決定部23係以預定的初始值對複雜度指標值Xi進行初始化(步驟S7)。
初始值係只要為關於各種性質的圖像之平均性的值即可。就該代表例而言，係有MPEG-2 TM5所利用之初始值，並只要應用該初始值即可。就MPEG-2 TM5而言，係定義下述來作為一個圖像的複雜度指標值X。
X=(160＊bit_rate)/115
只要對該者以相對於圖像的內部分層的面積來進行量表化(scaling)即可。具體而言，由於在本實施形態中係將內部分層週期設為6圖像，故內部分層區域的複雜度指標值Xi係以下述方式進行計算。
Xi=X×(1/6)
在選擇圖像的內部分層的類似度明顯較小時，則成為選擇圖像及編碼對象圖像的內部分層係在複雜度上完全不同。例如，編碼對象圖像的內部分層的紋路與選擇圖像的內部分層相比較明顯較複雜時，分配編碼量變小，且有畫質惡化之情形。因此，在選擇圖像的內部分層的類似度較小時，由於係以預定的初始值對複雜度指標值進行初始化，故可防止極端的畫質惡化。
<第3實施形態>
接著，參照第6圖，說明本發明第3實施形態之影像編碼裝置。茲對第6圖所示之處理動作與第3圖所示之處理動作相同之部分賦予相同之符號，並省略其說明。
第6圖所示之處理動作與第3圖所示之處理動作之不同點在於，將第3圖所示之步驟S1、S2替換為第6圖所示之步驟S11、S21。就本實施形態而言，係利用上述之圖像活動性(值)來求取類似度計算部21之類似度。
具體而言，係求取內部分層內的各區塊的活動性的合計值(稱為合計活動性)，並將編碼對象圖像的內部分層的合計活動性與已編碼完成圖像之內部分層的合計活動性之差分絕對值設為類似度(步驟S11)。
以將區塊分割為4個子區塊(sub block)，且求取各子區塊之畫素值的分散作為四個分散值的最小值來求得區塊的活動性。合計活動性的差分絕對值係通知至圖像選擇部22。
就圖像選擇部22而言，合計活動性的差分絕對值係將最小的已編碼完成圖像作為選擇圖像，並將選擇圖像的索引i_select通知至分配編碼量決定部23(步驟S21)。
並且，就利用活動性之類似度而言，係可利用下述所示者。就前述之例而言，雖求得各區塊的活動性的合計值的差分絕對值，惟亦可將各區塊的活動性的差分絕對值的總和作為類似度。
在此，將內部分層A、B的各區塊的活動性分別設為act_A(j)、act_B(j)、j=0、1、2、…、N-1。j係作 為內部分層內的巨區塊的索引，而N為內部分層的區塊數(巨區塊之數量)。再者，內部分層A、B之區塊j係設為在內部分層內之相對位置為相同者。此時，類似度C係以下述之式求取。
再者，亦可不以區塊為單位之活動性，而以內部分層為單位求取活動性，並將二個內部分層的活動性的差分絕對值作為類似度。以內部分層為單位之活動性係將內部分層分割為複數個區塊(例如面積為均等之四個區塊)，並求取各個區塊之畫素值的分散值，且將各區塊的分散值的最小值設為內部分層的活動性
就典型的類似度的指標而言，雖有利用二個內部分層的各畫素的差分值的絕對值和(SAD)等畫素單位的差分之尺度，惟係有演算量較多之問題。
另一方面，於二個內部分層拍攝有相同攝影對象時，由於各個的內部分層的以區塊為單位之活動性的合計值係成為相近之值，故關於以區塊為單位之活動性的合計值之差分絕對值作為類似度的尺度係為有效。
再者，以區塊為單位之活動性對於量化控制以外之模式判定係為有效，且如專利文獻1所述已為習知所用。亦即，為了模式判定等而已經求得活動性時，若將該活動性 引用至本發明之類似度計算，則與SAD相比較可大幅刪減演算量。就典型而言係如下述。
將內部分層的畫素數設為N時，每1圖像之二個內部分層間的SAD計算的演算量係積和演算次數為2N-1，而絕對值的演算次數為N。另一方面，若藉由模式判定等事先求取以區塊為單位(假設區塊在縱橫皆為16畫素)之活動性，則關於每1畫像的內部分層的以區塊為單位之活動性合計值之差分絕對值的演算量係積和演算次數為N/256，而絕對值的演算次數為1。
如此，在已求得活動性時，與SAD等將利用以畫素為單位的差分之尺度作為類似度之情形相比較，可一面維持畫質一面刪減演算量。
<第4實施形態>
接著，參照第7圖，說明本發明第4實施形態之影像編碼裝置。茲對第7圖所示之處理動作與第3圖所示之處理動作相同之部分賦予相同之符號，並省略其說明。
第7圖所示之處理動作與第3圖所示之處理動作之不同點在於，將第3圖所示之步驟S1替換為第6圖所示之S12。
就本實施形態而言，將藉由類似度計算部21求取類似度之對象限定為6張已編碼完成圖像之中，在編碼對象圖像的內部分層與圖像平面上相鄰接者。
就限定之方法而言，例如，計算編碼對象圖像的內部分層的圖像平面上之座標值與已編碼完成圖像的內部分層 的圖像平面上之座標值之差分絕對值，而限定為將該差分絕對值成為預定值以下之已編碼完成圖像的內部分層作為相鄰接者。內部分層的圖像平面上的座標值係例如可考量，設為圖像平面之內部分層的左端及右端的水平方向座標值的中點之座標值。
若決定相鄰接之內部分層，且將前述預定值設為一個內部分層之寬，則第8圖所示之已編碼完成圖像的內部分層係被選擇。就此例而言，係選擇在編碼對象圖像的瞬前之已編碼完成圖像(在圖像平面上，內部分層為左鄰，第8圖之A)、1內部週期前之圖像(圖像平面上，內部分層為相同位置，第8圖之B)、1內部週期前的圖像的下一個圖像(在圖像平面上，內部分層為右鄰，第8圖之C)。
此時，求取該等內部分層及編碼對象圖像的內部分層的類似度，並將類似度通知至圖像選擇部22(步驟S12)。
類似度計算所利用之過去的圖像存在有多數個時，係有類似度計算的演算量變多之問題。然而，就利用內部分層之TV電話等應用程式而言，與運動(sports)影像等不同，動作量較小，故編碼對象圖像的內部分層所拍攝之攝影對象於圖像平面上被拍攝於空間性較近之已編碼完成之內部分層的可能性較高。
因此，就本實施例而言，由於將類似度計算的對象限定為在編碼對象的內部分層與圖像平面上之位置為空間性相近之已編碼完成之內部分層，故可一面維持畫質一面刪減演算量。
於典型例中，輸入影像的圖像率(picture rate)設為每秒30圖像、內部分層週期為0.5秒，在針對1內部分層週期份之全部過去圖像進行類似度計算時，係必須針對過去15張圖像之各者進行類似度計算。相對於此，就一例而言，將類似度計算之對象設為與編碼對象圖像的內部分層位置為相同之過去圖像(1內部分層週期前之圖像)、具有編碼對象圖像的內部分層的左鄰、右鄰的內部分層之過去圖像時，係成為針對過去的三張圖像之各者進行類似度計算，故演算量變為1/5。
如上述所說明，為了解決本發明之課題，係在每次求取編碼對象圖像的內部分層的複雜度指標值時，係求取複數個已編碼完成圖像及編碼對象圖像的內部分層之類似度，並利用對內部分層之類似度最高之已編碼完成圖像進行編碼時之編碼資訊，來求取編碼對象圖像的內部分層的複雜度指標值。
藉由利用如此之方法，與先前技術不同，為了求取編碼對象圖像之內部分層的複雜度指標值，由於可利用與該內部分層性質類似之已編碼完成之內部分層，故可比先前技術使畫質更加提升。
並且，亦可將用以實現第2圖之處理部的功能之程式(program)記錄於電腦(computer)可讀取之記錄媒體，並藉由使電腦系統(computer system)讀取並執行該記錄媒體所記錄之程式，從而進行量化控制處理。
在此所謂「電腦系統」係設為包含OS與周邊機器等硬 體(hardware)者。
再者，「電腦可讀取之記錄媒體」係指軟式磁碟(flexible disk)、磁光碟(magneto-optical disk)、ROM、CD-ROM等可攜媒體、電腦系統所內藏之硬碟等記憶裝置。且所謂「電腦可讀取之記憶媒體」亦包含以經由網際網路(internet)等網路(network)或電話線路等通訊線路來傳送程式時之伺服器(server)、或成為用戶端(client)之電腦系統內部的揮發性記憶體(RAM)之方式，在一定時間內保持程式者。
再者，上述程式亦可從將該程式儲存於記憶裝置等之電腦系統中，經由傳送媒體或藉由傳送媒體中之傳送波，傳送至其他電腦系統。在此，所謂傳送程式之「傳送媒體」係指具有以網際網路等網路(通訊網)、或電話線路等通訊線路(通訊線)之方式對資訊進行傳送之功能之媒體者。
再者，上述程式係可為用以實現前述功能的一部分者。再者，亦可為將前述之功能藉由與已由電腦系統記錄之程式組合來實現者，亦即所謂差分檔案(file)(差分程式)。
(產業上之可利用性)
可適用於必須利用內部分層來實現低延遲之影像編碼中進行量化控制之用途。
1‧‧‧影像編碼裝置
2‧‧‧量化控制裝置
3‧‧‧內部預測部
4‧‧‧中間預測部
5‧‧‧正交變換/量化部
6‧‧‧可變長編碼部
7‧‧‧逆量化/逆正交變換部
8‧‧‧迴路濾波器部
9‧‧‧解碼圖像記憶體
10‧‧‧內部分層控制部
11‧‧‧內部/中間切換開關
21‧‧‧類似度計算部
22‧‧‧圖像選擇部
23‧‧‧分配編碼量決定部
24‧‧‧量化步驟決定部
S1至S7‧‧‧步驟
S11、S12、S21‧‧‧步驟
第1圖係為顯示本發明第1實施形態之影像編碼裝置之構成之方塊圖。
第2圖係為顯示第1圖所示之量化控制部2之構成之方塊圖。
第3圖係為顯示第2圖所示之量化控制部2的處理動作之流程圖。
第4圖係為顯示第1實施形態所利用之內部分層插入例之說明圖。
第5圖係為顯示本發明第2實施形態之量化控制部2的處理動作之流程圖。
第6圖係為顯示本發明第3實施形態之量化控制部2的處理動作之流程圖。
第7圖係為顯示本發明第4實施形態之量化控制部2的處理動作之流程圖。
第8圖係為顯示第4實施形態之設為候補之已編碼完成圖像之一例之說明圖。
第9圖係為顯示朝縱方向適用內部分層時之概念之說明圖。
2‧‧‧量化控制裝置
21‧‧‧類似度計算部
22‧‧‧圖像選擇部
23‧‧‧分配編碼量決定部
24‧‧‧量化步驟決定部

Claims (9)

  1. 一種量化控制裝置，為利用內部分層之影像編碼裝置所具備者，其特徵在於具備：類似度計算手段，將類似度設為二個不同之內部分層之圖像愈類似則取愈大的值之指標，並求取編碼對象圖像的內部分層區域與複數個已編碼完成圖像之內部分層區域的各者之類似度；圖像選擇手段，依據由前述類似度計算手段所求取之前述類似度而從複數個已編碼完成之圖像中選擇類似度成為最大之圖像；以及量化步驟決定手段，依據由前述圖像選擇手段所選擇之前述圖像的編碼資訊，來決定前述編碼對象圖像之編碼所利用之量化步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之量化控制裝置，復具備：臨限值判定手段，係判定由前述圖像選擇手段所選擇之前述選擇圖像的類似度是否大於預定之臨限值；且前述量化步驟決定手段係在由前述臨限值判定手段所判定之結果為前述類似度大於前述臨限值時，執行決定前述編碼所利用之量化步驟之處理，而前述類似度為前述臨限值以下時，則不利用選擇圖像，而依據預定的初始值來決定編碼對象圖像之編碼所利用之量化步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之量化控制裝置，其中， 前述類似度計算手段係依據關於內部分層之區塊單位之活動性的合計值之差分絕對值，來求取前述類似度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之量化控制裝置，其中，前述類似度計算手段係就前述已編碼完成圖像中，針對在內部分層的圖像平面上的位置與在編碼對象圖像的內部分層圖像平面上的位置相對地較靠近之圖像來求取前述類似度。
  5. 一種量化控制方法，係在利用內部分層之影像編碼裝置所具備之量化控制裝置中對量化進行控制者，其特徵係具有：類似度計算步驟，將類似度設為二個不同之內部分層之圖像愈類似則取愈大的值之指標，並求取編碼對象圖像的內部分層區域與複數個已編碼完成圖像之內部分層區域的各者之類似度；圖像選擇步驟，依據由前述類似度計算步驟所求取之前述類似度而從複數個已編碼完成之圖像中選擇類似度成為最大之圖像；以及量化步驟決定步驟，依據由前述圖像選擇步驟所選擇之前述圖像的編碼資訊，來決定前述編碼對象圖像之編碼所利用之量化步驟。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之量化控制方法，復具有：臨限值判定步驟，係判定由前述圖像選擇步驟所選擇之前述選擇圖像的類似度是否大於預定之臨限值；且 前述量化步驟決定步驟係在由前述臨限值判定步驟所判定之結果為前述類似度大於前述臨限值時，執行決定前述編碼所利用之量化步驟之處理，而前述類似度為前述臨限值以下時，則不利用選擇圖像，而依據預定的初始值來決定編碼對象圖像之編碼所利用之量化步驟。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之量化控制方法，其中，前述類似度計算步驟係依據關於內部分層之區塊單位之活動性的合計值之差分絕對值，來求取前述類似度。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之量化控制方法，其中，前述類似度計算步驟係就前述已編碼完成圖像中，針對在內部分層的圖像平面上的位置與在編碼對象圖像的內部分層圖像平面上的位置相對地較近之圖像來求取前述類似度。
  9. 一種量化控制程式，係使利用內部分層之影像編碼裝置上之電腦執行量化控制處理之量化控制程式，該程式使前述電腦執行下述步驟：類似度計算步驟，將類似度設為二個不同之內部分層之圖像愈類似則取愈大的值之指標，並求取編碼對象圖像的內部分層區域與複數個已編碼完成圖像之內部分層區域的各者之類似度；圖像選擇步驟，依據由前述類似度計算步驟所求取之前述類似度而從複數個已編碼完成之圖像中選擇類似度成為最大之圖像；以及 量化步驟決定步驟，依據由前述圖像選擇步驟所選擇之前述圖像的編碼資訊，來決定前述編碼對象圖像之編碼所利用之量化步驟。
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