WO2009157579A1 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

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WO2009157579A1
WO2009157579A1 PCT/JP2009/061805 JP2009061805W WO2009157579A1 WO 2009157579 A1 WO2009157579 A1 WO 2009157579A1 JP 2009061805 W JP2009061805 W JP 2009061805W WO 2009157579 A1 WO2009157579 A1 WO 2009157579A1
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image
unit
control unit
encoding
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孝明 渕江
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ソニー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an image encoding device, for example, and more particularly to a technique for matching a generated code amount to a one hundred picture code amount without performing intra-screen feedback control. It relates to the field.
  • Background Art Document 'Conventionally in a system that transmits a bit stream of a moving image or records it on a recording medium, high-efficiency encoding has been performed in order to efficiently use the transmission path or recording capacity. .
  • the encoding bit rate of the bit stream generated by the encoder is fixed according to the transfer rate of the transmission medium. Under this restriction, the data generation amount, that is, The quantization step in the encoder is controlled.
  • the image encoding device suppresses the amount of data generated by increasing the quantization step when, for example, images with complex patterns continue, and conversely, when the simple pattern continues, the quantization step.
  • the quantization step By reducing the value and increasing the amount of data generated, a fixed rate is maintained without causing buffer memory overflow or underflow.
  • the allocated code amount allocated to each GOP itself is determined according to the ratio of the difficulty of encoding for each GOP (Group Of Pictures) and the sum of the difficulty of encoding of a plurality of GOPs. Assign more for GOPs with complex images, and less for GOPs with simple images.
  • step 2 of TM5 (test model 5) is well known as a method for adjusting the generated code amount to the target code amount given to one picture. This is because the code amount allocated to the picture is equally distributed to the macro block (MB) as the MB target code amount, and feedback control is performed in the picture, and the target code is applied. It is a technique to match the amount.
  • MB macro block
  • the image encoding device reduces the amount of information by performing an orthogonal transform such as DCT (Discrete Cosine Transform) and then performing a quantization process. Process.
  • the image encoding device controls the amount of code by controlling the quantization value. At this time, a monotonous decreasing relationship is established between the quantization parameter and the generated code amount. For this reason, the image coding apparatus generates the code amount by actually calculating the code amount with the quantized values at appropriate intervals, and performing linear interpolation on the predictive value of the code amount located in the middle.
  • the amount of code can be predicted (binary search performed by intra VTR such as DV).
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3 3 5 8 6 2 0 publication.
  • the picture quality deteriorates because the initial value of the quantization step does not match the picture of the picture at the beginning of the sequence or the picture immediately after the scene change. There was. '
  • the quantization step for the part until Fordback follows the pattern is too large, the picture quality of that part will deteriorate compared to the other parts. If the quantized value is too small, In this case, too much code amount may be used, which may affect other parts.
  • the image encoding device since the image encoding device always keeps the MB target code amount constant, when the image difficulty is biased within the screen, the code amount distribution was inappropriate.
  • an object of the present invention is to reliably suppress the generated code amount for each image unit to be equal to or less than the target code amount without greatly changing the used quantization factor that is the basis of the quantization step. Disclosure of the invention
  • a basic quantization factor that is predicted that the generated code amount for each image unit when the input image is encoded is close to the target code amount for each image unit.
  • a basic quantization factor determination unit to be determined, and encoding that encodes an input image for each feedback control unit by performing quantization using at least the used quantization factor determined based on at least the basic quantization factor And the generated code amount of the input image encoded by the encoding unit for each feedback control unit, and predicts that the generated code amount for each image unit exceeds the target code amount for each image unit.
  • a feedback control unit for increasing the used quantization factor is provided.
  • the image processing apparatus only increases the used quantization factor under limited conditions, so that the variation of the used quantization factor can be minimized.
  • the basic quantization factor for determining the basic quantization factor that is predicted that the generated code amount for each image unit when the input image is encoded is close to the target code amount for each image unit.
  • a coding factor determination step, and encoding the input image for each feedback control unit to generate a coded stream by quantizing using the quantization factor used based on at least the basic quantization factor Check the encoding step and the generated code amount of the input image encoded in the encoding step for each feedback control unit, and the generated code amount for each image unit exceeds the target code amount for each image unit. Feedback to increase the quantization factor used And a control step.
  • the image processing method only increases the use quantization factor under limited conditions. Therefore, fluctuations in the use amount hatching factor can be suppressed to a minimum.
  • the used quantization factor is only increased under limited conditions, the variation of the used quantization factor can be minimized.
  • an image processing apparatus and an image processing method capable of reliably suppressing the generated code amount for each image unit to be equal to or less than the target code amount without greatly changing the use amount quantization factor.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an image encoding device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining in detail the processing procedure of the encoding by the image encoding device according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a flow chart that further explains the adaptive Q Matrix switching process. .
  • ⁇ 4 is a conceptual diagram explaining that the QP correction between discrete values is performed and the code amount is calculated between 3 ⁇ 4 for the QP between. '
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an image encoding device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the basic QP determination process in the feedback control. '' Best mode for carrying out the invention
  • the image encoding device 100 and the image encoding method according to this embodiment are characterized by the following.
  • the image encoding device 100 has an image compression method using arithmetic coding represented by H.264 / AVC (Advanced Video Coding).
  • the image encoding device 10 0 When performing code amount control, the image encoding device 10 0 combines parallel pre-encoding (Pre Encode) and serial pre-encoding in order to achieve good code amount distribution within a picture. As a result, the image encoding apparatus 100 performs accurate prediction while suppressing an increase in circuit scale and latency (delay time).
  • the image encoding device 100 is configured to perform quantization, code length, and calculation unit in parallel by the first and second pre-encoding units 1 and 2, and share other processing elements. Reduce circuit scale by sharing circuits.
  • FIG. 1 shows and describes the configuration of an image encoding device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding device 100 includes a first pre-encoding unit 1, a second pre-encoding unit 2, a main encoding unit 3, a code amount control unit 4, and delay buffers 5 and 6.
  • the first pre-encoding unit 1 is a module that performs the first pre-encoding, and an intra-screen prediction mode determining unit 1 1, an intra-screen prediction processing unit 1 2, a DCT (Discrete Cosine Transform) unit 1 3, A quantization unit 14, an entropy code length calculation unit 15, and an activity calculation unit 16 are provided.
  • an intra-screen prediction mode determining unit 1 1 an intra-screen prediction processing unit 1 2, a DCT (Discrete Cosine Transform) unit 1 3,
  • a quantization unit 14, an entropy code length calculation unit 15, and an activity calculation unit 16 are provided.
  • the second pre-encoding unit 2 is a module that performs the second pre-encoding, and is an intra-screen prediction processing unit 21, a DCT unit 2 2, a quantization unit 2 3, an entropy code length calculation unit. 5.
  • An IDCT (Inverse DCT) unit 26 and an inverse quantization unit 27 are provided.
  • the main encoding unit 3 is a module that performs the main encoding.
  • the code amount control unit 4 is a module that performs code amount control.
  • the image encoding device 100 selects and uses, for example, three quantization matrices Q Matrix according to the encoding difficulty level (details will be described later).
  • the image encoding device 1 0 0 sets one quantization matrix Q Matrix, and the quantization parameter within the range that the set quantization matrix Q Matrix can take.
  • the first pre-encoding part 1 The generated code amount is roughly estimated by a simple process.
  • the generated code amount estimated from the result of the pre-encoding unit 1 is referred to as a low-precision generated code amount.
  • the image encoding device 1 0 0 executes the same processing for all the quantization matrices Q Matrix, and reduces the low value when the quantization matrix Q Matrix and the quantization parameter QP are changed.
  • the accuracy generation code amount is calculated.
  • the image encoding device 100 uses the quantization parameter QP and the quantization matrix Q Matrix whose low-precision generated code amount is closest to the target code amount in the next step (second pre-encoding unit 2) Predicted quantization parameter QP d used as quantization parameter Base QP, picture quantization matrix Q Matrix used in the next step (hereinafter referred to as predicted quantization matrix Q MatrixD).
  • the image encoding device 100 uses a part of discretely selected quantization parameters QP (hereinafter referred to as a selected quantization parameter QP1) to generate low precision in the input image 9 1.
  • the code amount is calculated.
  • the image encoding device 1 0 0 calculates the low-accuracy generated code amount between the selected quantization parameters QP1 by interpolation, so that the quantization parameter Q Matrix can take all of the quantization parameters QP within the possible range.
  • the generated code amount is calculated once.
  • the input image 91 is first input to the in-screen prediction mode determination unit 11 of the first pre-encoding unit 1.
  • the intra-screen prediction mode determining unit 11 generates the difference image data in all the intra-screen prediction modes based on the input image 9 1, and also performs the intra-screen prediction based on the prediction of the generated code amount of the difference image data. Determine the mode.
  • the prediction mode (prediction direction) is determined from nine prediction modes with a minimum of 4 X 4 pixels.
  • the determined intra prediction mode is sent to the second pre-encoding unit 2 and the main encoding unit 3 as well as being sent to the intra-screen prediction processing unit 12.
  • This intra prediction mode is also used for the second pre-encoding by the second pre-encoding unit 2 and the main encoding by the main encoding unit 3.
  • the in-screen prediction processing unit 12 calculates a difference image between the predicted image and the input image 91, and generates difference image data.
  • the predicted image here is created from the input image 91 to reduce processing.
  • the first pre-encoding unit 1 can reduce the inverse quantization unit, the IDCT unit, and the buffer by performing the intra-screen prediction process using the input image, thereby reducing the circuit scale. Is possible.
  • the DCT unit 13 executes integer precision DCT processing on the difference image data and generates DCT coefficients, the DCT unit 13 sends them to the quantization unit 14.
  • the quantizing unit 14 quantizes the DCT coefficient and, when generating the quantized coefficient, sends it to the entropy code length calculating unit 15.
  • the entropy code length calculation unit 15 calculates a code amount by performing a context-adaptive variable length coding (CAVLC) on the quantized coefficient.
  • CAVLC context-adaptive variable length coding
  • the first pre-encoding is characterized in that CAVLC is used for the code amount calculation even when CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) is used as the entry-portion encoding method in this encoder. I am trying.
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the quantization unit 14 converts the selected quantization parameter QP1 corresponding to the set quantization matrix Q Matrix among the quantization parameters QP of 0 to 51 to each quantization unit 1 4-1,..., 1 4 1 Set to n.
  • This selected quantization parameter QP1 is discretely selected at an arbitrary interval from the range of quantization parameters QP that the quantization matrix Q Matrix can take.
  • the selected quantization parameter QP1 may be selected, for example, at regular intervals, or may be selected at intervals that vary according to the value of the quantization parameter QP.
  • the first pre-encoding unit 1 performs the quantization and the code length calculation in parallel on the plurality of quantization parameters QP having the same number as the above-mentioned parallel number, and generates each generated code amount. Is output to the code amount control unit 4.
  • the first pre-encoding unit 1 performs the first pre-encoding with a wide range of quantization parameters QP by parallel pre-encoding with reduced circuit scale by the quantization unit 14 and the entropy code length calculation unit 15.
  • a wide range of quantization parameters Calculate the amount of generated code for QP.
  • the activity calculation unit 1 6 calculates an activity in parallel with the determination of the in-screen prediction mode by the in-screen prediction mode determination unit 1 1, and the macro block (MB) is calculated based on the activity. ).
  • the activity calculation unit 16 compares ActivityTheshold [0] to ActivityTheshold [NumO £ ActivityGroup-2] with the activity value. Determine the activity group.
  • the dry weight parameter QP that is actually used in the quantization process is obtained by adding an offset (AdaptQPDelta) that depends on the activity group to the average quantization parameter QP (BaseQP) of the picture.
  • AdaptQPDelta an offset that depends on the activity group
  • BaseQP average quantization parameter
  • MB_QP BaseQP + AdaptQPDelta [activity— grqup] For example, if NmnOfActivityGroup is 13, each value of AdaptQPDelta is
  • AdaptQPDelta [l3] ⁇ -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 ⁇ . ,
  • the activity group number determined for each MB is input to the quantization unit 14.
  • the quantization unit 14 calculates an adaptive quantization parameter Q P t by adding an offset corresponding to the activity group to the selected quantization parameter QP1.
  • the quantization unit 14 performs a quantization process on the DCT coefficient based on the adaptive quantization parameter Q P t.
  • the first pre-encoding unit 1 similarly calculates the generated code amount by setting the next quantization matrix Q Matrix and the selected quantization parameter QP1 corresponding to the quantization matrix Q Matrix. As a result, the first pre-encoding unit 1 uses the quantization matrix Q Matrix and the selected quantization parameter corresponding to the quantization matrix Q Matrix. For QP1, the amount of generated code is calculated.
  • the code amount control unit 4 corrects the generated code amount calculated by the first pre-encoding unit 1.
  • the correction here is performed using the fact that the error has a certain tendency.
  • the second error factor is that the input image 91 is used instead of the local decode image for the intra prediction process.
  • the encoding efficiency is better than the actual encoding, and the amount of code tends to be smaller.
  • the magnitude of this error depends on the magnitude of distortion, there is a tendency for the error to increase as the bit rate decreases, in terms of the relationship between the amount of generated code and the error.
  • the relationship between the quantization parameter QP and the difference tends to increase the error as the quantization parameter QP increases. Therefore, statistical data on the magnitude of error is taken in advance and defined as a function of bit rate "r" and QP "q".
  • the code amount control unit 4 creates an average error model based on the bit rate and an average error model based on the quantization parameter QP for the generated code amount when encoded by CAVLC. deep.
  • This error model is stored in advance as, for example, a mathematical expression or a table corresponding to the quantization parameter QP and the bit rate, respectively.
  • the code amount control unit 4 calculates correction amounts C_rate and C_qp representing errors to be corrected from the quantization parameter QP and the bit rate from the corresponding error models.
  • the code amount control unit 4 selects a small value as the correction amount Cv from the correction amounts C_rate and C_qp corresponding to the quantization parameter QP and the bit rate according to the following equation.
  • correction amount C v min (C—rate, C_qp) As a result, the error correction amount becomes too large, and the corrected generated code amount Can be prevented from becoming larger than the high-precision generated code amount calculated in the second pre-encoding unit 2.
  • the correction amounts C_rate and C_qp represent the correction amount ratio (%) with respect to the generated code amount (Pre-encode code amount) calculated by the first pre-encoding unit 1.
  • the code amount control unit 4 multiplies the generated code amount calculated by the first pre-encoding unit 1 by the correction amount C v according to the following equation to obtain a correction amount for the generated code amount (hereinafter referred to as CAVLC). (Referred to as correction code amount).
  • CAVLC correction code amount Pre_Encode code amount X
  • C V code amount control unit 4 calculates the low-precision generated code amount for CAVLC by adding the CAVLC correction code amount to the generated code amount.
  • the second error factor occurs only when CABAC is selected for the entropy coding method.
  • the first pre-encoding unit 1 does not perform CABAC encoding, but predicts the low-accuracy generated code amount when CABAC encoding is performed from the CAVLC code amount. Since C4BAC has better encoding efficiency than CAVLC, the amount of generated code pre-encoded with CAVLC tends to be larger than the actual code amount. For example, in terms of the relationship between the amount of generated code and the error, the magnitude of this error tends to increase due to the fact that CABAC efficiency improves as the bit rate decreases statistically. Similarly, this is corrected by taking statistical data of the magnitude of the error in advance and creating an average error model.
  • the error due to CABAC changed to the opposite side with respect to the quantization parameter QP and the bit rate compared to the error caused in the encoding with the CAVLC code amount, and the change was found to be small.
  • CABAC correction amount the correction amount for CABAC (hereinafter referred to as CABAC correction amount) is defined as a function of bit rate "r" and QP "q".
  • CABAC correction amount the correction amount for CABAC
  • C b the correction amount C b is calculated by the following equation.
  • 'Correction amount C b min (r, q)
  • the code amount control unit 4 uses the correction amount C according to the following equation for the generated code amount (Pre-Encode code amount) calculated by the first pre-encoding unit 1.
  • v a correction amount for the generated code amount (hereinafter referred to as CABAC correction code amount) is calculated.
  • CABAC correction code amount Pre_Encode code amount X C b
  • Code amount control unit 4 calculates the low-precision generated code amount for CABAC by adding the CABAC correction code amount to the low-precision generated code amount. As shown in FIG. 2, the code amount control unit 4 corrects the CAVLC correction amount and the CABAC correction code amount (black circles) corrected for the generated code amount (represented by a square) calculated by the first pre-encoding unit 1. Can be calculated respectively.
  • the code amount control unit 4 performs quantization parameter (QP) estimation processing.
  • the first pre-encoding unit 1 performs pre-encoding with a discrete quantization parameter QP1 at an arbitrary interval to obtain the generated code amount.
  • the code quantity control unit 4 calculates the generated code quantity by interpolation for quantization parameters QP other than the selected quantization parameter QP1 within the range of quantization parameters QP that the quantization matrix Q Matrix can take (indicated by white circles).
  • the interpolation processing general interpolation processing such as linear interpolation can be used.
  • the quantized parameter QP (indicated by a square) having a discrete value obtained by the first pre-encoding unit 1 is corrected and the quantized parameter QP (black circle after correction) is corrected.
  • the amount of code is calculated by interpolation for the quantization parameter QP (indicated by a circle on white) in the meantime.
  • the code amount control unit 4 is calculated by the first pre-encoding unit 1.
  • the error in the generated code amount generated in accordance with the simplified processing in the first pre-encoding unit 1 is corrected to calculate the low-accuracy generated code amount for CAVLC.
  • the code amount control unit 4 can improve the prediction accuracy of the generated code amount by the simplified encoding process.
  • the code amount control unit 4 uses the low-precision generated code amount for CAVLC to calculate a low-precision generated code amount that is a predicted amount of the generated code amount by CABAC.
  • the code amount control unit 4 can estimate the low-accuracy generated code amount by CABAC without performing complicated CABAC.
  • the code amount control unit 4 performs low-accuracy for quantization parameters QP other than the selected quantization parameter QP1 by interpolation from the low-precision generated code amount predicted by the discretely selected selective quantization parameter QP1. Predict the amount of generated code. As a result, the code amount control unit 4 does not bother to encode the input image 91 using all the quantization parameters QP, and the configuration of the first pre-encoding unit 1 can be simplified. .
  • the code amount control unit 4 changes the quantization matrix Q Matrix according to the encoding difficulty level, and based on the low-precision generated code amount corresponding to the changed quantization matrix Q Matrix, the quantum amount closest to the target code amount
  • the quantization parameter QP is selected as the basic quantization parameter QP MB .
  • the code amount control unit 4 selects the quantization parameter QP used when the low-accuracy generated code amount closest to the target code ⁇ is generated as the neighborhood quantization parameter QPn. To do.
  • the code amount control unit 4 uses, for example, the neighborhood quantization parameter QPn selected for each quantization matrix Q Matrix as the encoding difficulty level. Of course, other indicators such as activity can be used.
  • NumOfQMatrixId be the number of quantization matrices Q Matrix to be used for switching, assign Id (identifiers) in ascending order from the gradual quantization matrix Q Matrix, and set the maximum in the range that each quantization matrix Q Matrix can take.
  • the code amount control unit 4 compares the neighboring quantization parameter QPn and QMatrixTheshold from the quantization matrix Q Matrix having a small value of Id. The code amount control unit 4 determines the quantization matrix Q Matrix having the minimum Id among the quantization matrices Q Matrix whose neighborhood quantization parameter QPn is smaller than QMatrixTheshold [Id] as the predicted quantization matrix Q MatrixD. . The code amount control unit 4 determines the near quantization parameter QPn in the prediction quantization matrix Q MatrixD as the prediction quantization parameter QPd.
  • the code amount control unit 4 predictively quantizes the quantization matrix Q Matrix having the smallest gradient among the quantization matrices Q Matrix that can take the quantization parameter QP in which the low-precision generated code amount is close to the target code amount. Determine as matrix Q MatrixD.
  • This prediction quantization matrix Q MatrixD is also used for the main encoding by the main encoding unit 3. Since the code amount control unit 4 can use the quantization matrix Q Matrix having the minimum gradient while satisfying the condition of the low-accuracy generated code amount, it is possible to prevent image quality degradation as much as possible.
  • the code amount control unit 4 uses the first pre-encoding unit 1 in order from the quantization matrix Q Matrix having a small Id in order to select a low-precision generated code amount for the selected quantization parameter QP1 in the range that the quantization matrix Matrix can take. Is calculated.
  • the code quantity control unit 4 detects a quantization matrix Q Matrix in which the neighborhood quantization parameter QPn is smaller than QMatrixTheshold [Id]
  • the code amount control unit 4 converts the quantization matrix Q Matrix and the neighborhood quantization parameter QPn into the prediction quantization matrix.
  • Q MatrixD and prediction quantization parameter QPd are determined.
  • the code amount control unit 4 causes the first pre-encoding unit 1 to start processing for the next picture.
  • the code amount control unit 4 does not cause the first pre-encoding unit 1 to calculate the low-precision generated code amount for the quantization matrix Q Matrix consisting of the next Id regarding the picture being processed. As a result, the code amount control unit 4 can shorten the processing time required to determine the predicted quantization parameter QPd and the predicted quantization matrix Q MatrixD.
  • the code amount control unit 4 determines the amount by which the low-precision generated code amount is close to the target code amount.
  • the quantization matrix Q Matrix with the smallest gradient is selected as the predicted quantization matrix Q MatrixD in order to prevent deterioration in image quality.
  • the code amount control unit 4 selects and selects the quantization parameter QP in which the low-accuracy generated code amount is closest to the target code amount in the prediction quantization matrix Q MatrixD as the prediction quantization parameter QPd.
  • the code amount control unit 4 predicts the quantization parameter QP where the low-precision generated code amount is closest to the target code amount while adaptively changing the quantization matrix Q Matrix so as not to reduce the image quality as much as possible.
  • the quantization parameter QPd can be selected. -[1-3. Determination of basic quantization parameters]
  • the second pre-encoding unit 2 performs the same encoding as the encoder 3 using the prediction quantization parameter QPd and the prediction quantization matrix Q MatrixD, so that the high-accuracy generated code amount is highly accurate.
  • the generated code amount calculated by the second pre-encoding unit 2 is referred to as a high-precision generated code amount.
  • the second pre-encoding unit 2 calculates not only the predicted quantization parameter QPd but also the quantization parameter QP before and after the predicted quantization parameter QPd, and uses the fluctuation rate. This predicts the amount of code generated with high accuracy near the prediction quantization parameter QPd. r
  • the code amount control unit 4 supplies the predicted quantization parameter QP d, the predicted quantization matrix Q MatrixD and the activity group of each MB to the second pre-encoding unit 2.
  • the second pre-encoding unit 2 performs the second pre-encoding based on these values.
  • the input image 9 1 is delayed through the delay buffer 5 and then displayed on the screen.
  • the intra prediction processing unit 21 calculates the difference between the predicted image and the input image .91 and generates differential image data. Then, at 0 0, the unit 22 performs DCT processing on the difference image data to generate a DCT coefficient.
  • the quantization unit 23 performs a quantization process on the DCT coefficient to generate a quantization coefficient.
  • Entropy code length calculator 2 4 uses CAVLC or CABAC. Then, each quantized coefficient is ent-py code encoded, and the amount of generated code is calculated with high accuracy.
  • the quantization unit 23 sends the quantization coefficient to the inverse quantization unit 27.
  • the inverse quantization unit 27 dequantizes the quantization coefficient and reproduces the DCT coefficient.
  • the IDCT unit 26 converts the DCT coefficient into an IDCT, generates a local decoded image, and stores it in the nofer 25.
  • the quantization unit 2 3 is composed of three-stage quantization units 2 3-1, 1, 2 3-2, 2 3-3 in this example, and the entropy code length calculation unit 2 4 is 3 in this example. It consists of two stages of entropy code length calculators 2 4-1, 1, 44-2, 24-3.
  • the quantization unit 2 3 and the entropy code length calculation unit 2 4 execute processing in parallel, and execute the 'prediction quantization parameter' QPd and the quantization parameter QP before and after the prediction quantization parameter QPd.
  • the amount of generated code with high accuracy is obtained.
  • the entropy code length calculation unit 24 selects from CABAC / CAVLC the same method as the entropy coding method of this encoding code by the encoding unit 3.
  • the code amount control unit 4 determines the basic quantization parameter QPMB of the picture used in the main encoding from the high-accuracy generated code amount obtained by the second pre-encoding.
  • the code quantity control unit 4 determines the quantization information (Q Matrix, each MB) from the determined basic quantization parameter QPMB, the predicted quantization matrix Q MatrixD, and each MB activity group. QP etc.) is sent to this encoding section 3.
  • the quantization parameter QP closest to the target code amount is selected as the basic quantization parameter QP MB .
  • the code amount control unit 4 obtains the variation rate of the highly accurate generated code amount with respect to the change of the quantization parameter QP from the result of the second pre-encoding.
  • the predicted quantization parameter QPd is calculated based on the low-accuracy generated code amount by the first pre-encoding unit 1. For this reason, the quantization parameter QP closest to the target code amount exists in the vicinity of the predicted quantization parameter QPd. When the quantization parameter QP is close, the variation rate of the generated code amount is almost constant.
  • the code amount control unit 4 determines the high-accuracy generated code for each quantization parameter QP from the fluctuation rate of the high-accuracy generated code amount in the prediction quantization parameter QPd and the quantization parameter QP before and after the prediction quantization parameter QPd.
  • the quantization parameter QP closest to the target code amount is selected as the basic quantization parameter QPMB.
  • the DiffRatio_l representing how much the amount of high-precision generated code changes when the quantization parameter QP is subtracted by “1” is obtained from the result of the second pre-encoding 2 as follows. Note that Generated—bits represents the amount of generated code in the second pre-encoding 2.
  • QP_precodel is the predicted quantization parameter QP d
  • QP_precodel-l is a quantization parameter smaller by “1” than the predicted quantization parameter QPd. It represents a single QP.
  • DiffRano_l (Generated_bits (QP_precode 1-1)-
  • DiffRatio is obtained as follows.
  • DiffRatio (DiffRatio— 1 + DiffRatio— 2) / 2
  • DiffRatio is calculated as the average value of the variation in the amount of generated code when the predicted quantization parameter QPd changes by 1 in the positive and negative directions.
  • DeltaQP be the absolute value of the difference between the quantization parameter QP with the highest precision generated code quantity closest to the target code quantity and the predicted quantization parameter QPd (QPj) recodel), and the high precision generated code quantity closest to the target code quantity.
  • the code quantity control unit 4 uses the quantization parameter QP before and after the prediction quantization parameter QPd. Increase or decrease the code amount according to the fluctuation rate when the value of the quantization parameter QP changes by “1” around the predicted quantization parameter QPd with respect to the highly accurate generated code amount.
  • the code amount control unit 4 can calculate a highly accurate generated code amount with high accuracy when the quantization parameter QP in the vicinity of the predicted quantization parameter QPd is used.
  • the code amount control unit 4 selects the quantization parameter QP closest to the target code amount as the basic quantization parameter QPMB to be used as the average quantization parameter (BaseQP) in the main encoding. Become.
  • the predicted quantization parameter QPd (QPjrecodel) estimated by the first pre-encoding unit 1, the one larger quantization parameter QP (QP_precodel + l), and one Pre-encode with a small quantization parameter QP (QP_precodel-l).
  • QP_precodel + l the one larger quantization parameter
  • QP_precodel-l the one Pre-encode with a small quantization parameter QP
  • (Local Decode) pf is the data quantized with the predicted quantization parameter QPd (QP_precodel) estimated based on the result of the first pre-encoding unit 1.
  • the data processed by inverse quantization and IDCT is the quantization output of the predictive quantization parameter QPd (QP Drecode l). This is because the input of the pre-encoding prediction process that uses the quantization parameter Q? (QP_precodel + l, QP_precodel "l) before and after the prediction quantization parameter QPd is input to the local decoding (Local Decode) screen.
  • the code amount control unit 4 has the possibility that the low code degree generated code amount is closest to the target code amount due to the prediction of the low-precision generated code amount based on the result of the first pre-encoding unit 1.
  • the high-accuracy generated code amount is calculated by the same encoding as the main encoding using the high predictive quantization parameter QPd and the quantization parameter QP before and after it.
  • the code amount control unit 4 can calculate the highly accurate generated code amount almost accurately when the predicted quantization parameter QPd and the preceding and subsequent quantization parameters QP are used.
  • the present invention focused on the fact that the fluctuation rate of the high-accuracy generated code amount accompanying the change of the quantization parameter QP is almost constant within a narrow range.
  • the code amount control unit 4 uses the quantization parameter QP in the vicinity of the prediction quantization parameter QPd based on the fluctuation rate of the highly accurate generated code amount in the prediction quantization parameter QPd and the quantization parameter QP before and after the prediction quantization parameter QPd. The amount of generated code with high accuracy is calculated. As a result, the code amount control unit 4 can output the generated code amount almost accurately with respect to the quantization parameter QP in the vicinity of the predicted quantization parameter QPd.
  • the main encoding unit 3 includes the basic quantization parameter QPMB obtained based on the result of the second pre-encoding unit 2, and the predicted quantization matrix Q Matrix, activity obtained based on the result of the first pre-encoding unit 1.
  • This encoding is performed using group, in-screen prediction mode, etc. That is, when the encoding unit 3 receives the input image 91 that has been delayed through the delay buffer 6, the in-screen prediction processing unit 3 1 performs prediction in the in-screen prediction mode determined during the first pre-encoding. Difference image data between the image and the input image 91 is calculated.
  • the DCT unit 32 performs DCT processing, and the quantization unit 33 performs quantization of DCT coefficients.
  • the output (quantization coefficient) of the quantization unit 3 3 is also sent to the inverse quantization unit 37.
  • the inverse quantization unit 37 reproduces the DCT coefficient by dequantizing the quantization coefficient.
  • the IDCT unit 36 performs IDCT conversion on the DCT coefficient, generates a prediction image, and stores it in the buffer 35.
  • the entropy coding unit 3 4 After the DCT by the DCT unit 3 2 and the quantization of the DCT coefficient by the quantization unit 3 3 as described above, the entropy coding unit 3 4 The output stream 9 2 with the target code amount is output.
  • the low accuracy when encoding with a plurality of selective quantization parameters QP1 is performed in the first pre-encoding by the first pre-encoding unit 1.
  • the estimated quantization parameter QPd that becomes the target code amount is estimated.
  • the first pre-encoding unit 1 performs encoding in parallel in order to calculate the generated code amount when encoding is performed with the selective quantization parameter QP1 of an arbitrary interval.
  • the first pre-encoding unit 1 is provided only in parallel with the quantization unit 14 and the entropy code length calculation unit 15 and shares other processing.
  • intra-screen prediction processing is performed using the input image as the predicted image.
  • CABAC CABAC is used for entropy coding
  • CABAC CABAC is used for entropy coding
  • the first pre-encoding unit 1 performs code amount calculation with a certain quantization parameter QP for code amount prediction.
  • the code amount is large (that is, when each value in the quantization coefficient is large), the generated code amount cannot be predicted.
  • CABAC is an entropy coding system that compresses data by calculating probability every l bit. Processing by l bits means that the processing time becomes longer as the amount of code increases, and the processing does not end within a certain time (for example, one frame time). Therefore, if the first pre-encoding unit 1 uses CABAC for entropy coding, and if the code amount is large, the first pre-encoding unit 1 generates code after entropy coding. The raw code amount cannot be calculated, and the generated code amount cannot be predicted at a high bit rate. .
  • the first pre-encoding unit 1 uses CAVLC for code amount calculation. In this way, the first pre-encoding unit 1 roughly estimates the low-precision generated code amount by reducing the circuit scale, reducing processing, and performing simplified pre-encoding. Then, the code amount control unit 4 selects a quantization parameter QP having a low-precision generated code amount close to the target code amount as the predicted quantization parameter QPd.
  • the pre-encoding again improves the accuracy of the quantization parameter QP estimation. increase.
  • the high-precision generated code amount is obtained by pre-encoding again with the quantization parameter QP around the predicted quantization parameter QPd roughly estimated by the first pre-encoding unit 1, and the target high-precision generation The quantization parameter QP closest to the code amount is obtained again.
  • the entropy code length calculation uses the same method (CABAC or CAVLC) as this encoding.
  • the activity calculation unit 16 calculates an activity for each MB, and divides the MB into activity groups according to the value (step S 1).
  • the intra-screen prediction mode determining unit 11 determines the intra-screen prediction mode based on the input image 91- (filter step S2).
  • This in-screen prediction mode is the second pre- It is also used in the second pre-encoding by the code part 2 and the main code by the main part 3.
  • the in-screen prediction processing unit 12 calculates difference image data between the predicted image and the input image.
  • the predicted image here, the input image 91 is used in order to reduce processing.
  • the DCT unit 13 performs integer precision DCT, and sends the DCT coefficient to the quantization unit 14 (step S 3).
  • the quantization unit 14 quantizes the DCT coefficient value using a plurality of selected quantization parameters QP 1 at arbitrary intervals as the average quantization parameter (BaseQP) of the picture.
  • the entry port code length calculation unit 15 performs variable length coding on the quantization coefficient and performs code length calculation to obtain a generated code amount for each selected quantization parameter QP 1 (step S 4).
  • the MB quantization parameter QP is encoded with a value that takes into account the activity as described above. That is, as described above, the MB quantization parameter QP is obtained by adding an offset depending on the activity group to the average quantization parameter (BaseQP) of the picture.
  • the above processing is performed for each quantization matrix Q Matrix in order to support adaptive quantization matrix Q Matrix switching processing. That is, for each quantization matrix Q Matrix, pre-encoding is performed with the discrete quantization parameter QP1 to obtain the generated code amount for one picture. At this time, the selected quantization parameter QP1 is selected so as to cover the possible range of the quantization parameter QP for each quantization matrix Q Matrix.
  • the code amount control unit 4 corrects the generated code amount calculated by the first pre-encoding unit 1 to calculate a low-precision generated code amount.
  • the code amount control unit 4 corrects the error by simplifying the precoding and calculates the low-accuracy generated code amount corresponding to the quantization parameter QP other than the selected quantization parameter QP1 by interpolation processing. (Step S5).
  • the code amount control unit 4 performs the process of step S5 on each quantization matrix Q Matrix to calculate the low-precision generated code amount for each quantization matrix Q Matrix (step S). 6). With the above processing, the low-accuracy generated code amount for all the required quantization parameters QP is obtained. Of the quantization parameters QP that can generate the low-accuracy generated code amount closest to the target code amount, The quantization matrix Q Matrix with the smallest slope is selected as the predicted quantization matrix Q MatrixD. Furthermore, the code amount control unit 4 selects a quantization parameter QP that can generate a low-precision generated code amount closest to the target code amount corresponding to the predicted quantization matrix Q MatrixD as the predicted quantization parameter QPd. (Step S7).
  • the first plane code unit 1 calculates the low-precision generated code amount.
  • the range of the selective quantization parameter QP1 can be reduced. This is the predicted quantization matrix Q MatrixD and the 'predicted quantization parameter QPd' determined by the first pre-encoding unit 1.
  • a generated code amount acquisition process is performed by the second pre-encoding unit 2 (steps S8 to S10).
  • the purpose of the second pre-encoding unit 2 is to re-encode the basic quantization parameter again by pre-encoding the estimated quantization parameter QPd estimated by the first pre-encoding unit 1 with an error. The purpose is to improve the accuracy of QPMB estimation.
  • the pre-encoding is performed again with the quantization parameter QP around the prediction quantization parameter QPd roughly estimated from the result of the first pre-encoding unit 1 to obtain a highly accurate generated code amount, and the target code amount is obtained. Find the nearest quantization parameter QP again.
  • CABAC or CAVLC CABAC or CAVLC
  • Step S8 intra prediction processing by the intra prediction processing unit 21 and DCT by the DCT unit 2 2 are performed.
  • the second pre-encoding unit 2 is quantized with the predicted quantization parameter QPd (QP_precodel) estimated from the result of the first pre-encoding unit 1 as a local decoded image (predicted image) to be used for intra prediction. Share local decoded images.
  • the prediction quantization parameter QPd QP ⁇ recodel
  • Q Matrix the quantization matrix
  • activity group determined by the result of the first pre-encoding unit 1 are used.
  • the quantization unit 2 3— 1 is set with the predicted quantization parameter QPd (QP_precodel), and the quantization unit 2 3— 2 is set to a quantization parameter QP (QP_precodel- 1) smaller than the predicted quantization parameter QPd by “1”. ) Is set, and a quantization parameter (QP_precodel + l) larger by “1” than the predicted quantization parameter QPd is set in the quantization unit 2 3 ⁇ 3.
  • the MB quantization parameter (QP) is encoded with a value that takes into account activity.
  • the code amount control unit 4 determines the basic quantization parameter QPMB from the highly accurate generated code amount obtained based on the second pre-encoding unit 2 (step S 10). Subsequently, the main encoding unit 3 performs the main encoding (step S 1 1). In this code, the basic quantization parameter QPMB of the picture determined by the result of the second pre-encoding unit 2, the prediction quantization matrix Q MatrixD; Activity Group determined by the result of the first pre-encoding unit 1 Use the to perform the encoding. In this way, a series of processing related to encoding is completed.
  • the quantization parameter (QP) closest to the target code amount is compared with the maximum quantization parameter QP (QMatrixTheshold [Id]) that can be taken in the quantization matrix Q-Matrix (step S 2 2).
  • the code amount control unit 4 if the low t-degree generated code amount in the Id-th quantization matrix Q-Matrix is smaller than the quantization parameter (QP) force S QMatrixTheshold [Id] closest to the target code amount
  • the current quantization matrix Q-Matrix is determined to be the predicted quantization matrix Q MatrixD.
  • the code quantity control unit 4 determines the quantization parameter (QP) whose low-precision generated code quantity in the predicted quantization matrix 'Q MatrixD is closest to the target code quantity as the predicted quantization parameter QPd (step S 2 3). Q Complete the Matrix decision processing procedure RT2.
  • QP quantization parameter
  • step S2 3 the quantization matrix Q-Matrix (quantization matrix Q-Matrix with ID NumOfQMatrixId) with the steepest slope is selected (step S2 3), and the Q Matrix decision processing procedure Exit RT 2.
  • the code quantity control unit 4 sets the maximum possible quantization parameter QP for each quantization matrix Q-Matrix, and the quantization matrix Q with a gentle slope. In order from -Matrix, it is determined whether or not the low-accuracy generated code amount corresponding to the quantization parameter QP estimated that the low-accurate generated code amount is closest to the target code amount is a value that is really close to the target code amount. If the values are close, the corresponding quantization matrix Q-Matrix is determined as the predicted quantization matrix Q MatrixD used in this encoder.
  • pre-encoding is performed twice in units of pictures.
  • the image code ⁇ device 1 0 0 Adopt partial parallel configuration by sharing.
  • the image encoding device 1 0 0 matches the encoding amount generated in this encoding generated in this encoding without performing on-screen feed back control to the target encoding amount given to one picture. It becomes possible.
  • the image encoding device 100 can eliminate problems of feed back control such as a bad effect due to an inappropriate initial value of the feed back parameter and an inappropriate target code amount distribution.
  • the image encoding device 100 can match the actual encoding generated code amount with the target code amount and determine the code amount distribution in consideration of visual characteristics, that is, an appropriate quantization parameter.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the image encoding apparatus 100 and the image encoding method include a computer program installed in the apparatus or a recording medium that records the program, a computer program that implements the method, or a recording medium that records the program. Can also be implemented.
  • the image encoding device 10 0 0 as the image processing device converts the DCT coefficient, which is simple encoded data obtained by encoding the input image 9 1 by simple processing, into a quantity factor.
  • the input image 91 is encoded by at least quantizing the input image 91, which is the input image, based on the selected quantization parameter QP1 that is discretely selected from the quantization parameter QP, and the input image 9 is obtained by encoding. Calculate the generated code amount of 1.
  • the image encoding device 100 corrects an error generated according to a simple process in the generated code amount of the input image by encoding, and calculates a low-accuracy generated code amount.
  • the image encoding device 1 0 0 converts the quantization parameter QP other than the selected quantization parameter QP1 by interpolation processing for a low-precision generated code amount when the input image 91 is encoded based on the selected quantization parameter QP1. Based on this, the low-accuracy generated code amount when the input image 91 is encoded is calculated.
  • the image encoding device 1 0 0 encodes all quantization parameters QP. Even without this, it is possible to calculate the low-accuracy generated code amount based on all the quantization parameters QP, thereby simplifying the calculation of the low-accurate generated code amount and reducing the calculation circuit.
  • the image encoding device 10 0 is the main code generation code amount when the input image 91 is encoded based on the low-accuracy generated code amount calculated by the encoding and interpolation processing based on the selected quantization parameter QP1.
  • the quantization parameter QP that is predicted to be closest to the target code amount is determined as the basic quantization parameter QPMB.
  • the image encoding device 100 encodes the input image 91 based on the basic quantization parameter QPMB by the encoder unit 3 (this operation).
  • the image encoding device 100 can determine the basic quantization parameter QPMB based on the low-accuracy generated code amount generated by simple processing, and therefore determines the basic quantization parameter QPMB. This process can be simplified. ⁇ 2. Second embodiment>
  • image coding is performed as shown by adding the same reference numerals to the portions corresponding to those in the first embodiment shown in FIGS.
  • the difference from the first embodiment is that the main encoding unit 3 in the apparatus 200 performs feedback control according to the actual encoding generated code amount.
  • the image encoding device 200 is a basic quantization parameter in which the encoding generated code amount is predicted to be closest to the target code amount. Through feedforward control using QPMB, Execute this encoding. Therefore, in most cases, the image encoding device 200 can suppress the encoding generated code amount to the target code amount. However, the image coding apparatus 200 rarely fails to calculate the high-accuracy generated code amount and may select an inappropriate basic quantization parameter QPMB. Therefore, in order to cope with such a case, the image encoding device 200 is configured to reliably suppress the encoding amount of code generated to the target code amount by feedback control of the encoding amount of the encoding code. .
  • the code amount control unit 4 determines, for example, the quantization parameter QP whose high-accuracy generated code amount does not exceed the target code amount and whose high-accurate generated code amount is closest to the target code amount as the basic quantization parameter QPMB. As a result, the code amount control unit 4 determines the basic quantization parameter QP MB so that the encoding generated code amount is slightly smaller than the target code amount.
  • the image coding apparatus 200 performs code amount control in accordance with an image compression method typified by H.264 / AVC (Advanced Video Coding). At this time, in order to realize a good code amount distribution in a picture and to realize Picture fixed-length coding, the following processing is performed.
  • H.264 / AVC Advanced Video Coding
  • the image encoding device 200 controls the rate by the feedback within the screen (Feed Back) in the main encoding of 3pass encoding, and keeps the code amount below a certain value.
  • Image encoding device 2 0 0 suppresses unnecessary fluctuations in quantization parameter QP due to feedback control.
  • the generated code amount for each picture is predicted not to exceed the target code amount, Only use) to change the quantization parameter QP (use quantization factor) from the basic quantization parameter QP MB .
  • the image encoding device 200 uses the adaptive quantization parameter QP t when the basic quantization parameter QP MB is the average picture BaseQP as the quantization parameter QP to be used.
  • the image encoding device 200 when it is predicted that the code generation code ⁇ will exceed the target code amount due to feedback control, the average quantization parameter BaseQP is changed to the basic quantization parameter QP MB power, Change. At this time, the image encoding device 200 suppresses unnecessary fluctuations in the average quantization parameter BaseQP only in the direction in which the quantization parameter QP increases (that is, only in the direction in which the generated code amount decreases). Change the initialization parameter BaseQP. As a result, the image encoding device 200 uses the quantization parameter QP using the adaptive quantization parameter QPt based on the changed average quantization parameter BaseQP. Once larger direction The average quantization parameter BaseQP changed to, never returns in the direction of decreasing.
  • the main encoding unit 3 of the image encoding device 200 uses the basic quantization parameter QP MB determined based on the result of the second pre-encoding unit 2 as the average quantization parameter BaseQP, Encoding is performed using the quantization matrix Q Matrix and Activity Grou determined by the pre-encoding unit 1 of 1. At this time, the image encoding device 200 performs feedback control on the average quantization parameter BaseQP so that the target code amount is not exceeded.
  • the code amount control unit 4 of the image encoding device 200 executes feedback control for each feedback control unit FeedBackUnit composed of a plurality of MBs.
  • the generated code amount of the output stream 92 is supplied from the entropy encoding unit 34 to the code amount control unit 4.
  • the code quantity control unit 4 generates the generated code quantity for each MB in the second pre-encoded prediction quantization parameter QPd (QP_precodel) (that is, the quantization unit 2 3—1, the entropy code length calculation unit 2 4— 1) and the target code amount for each picture (hereinafter referred to as the picture target code amount) to the target code amount for each feedback control unit FeedBackUnit '(hereinafter referred to as the feedback target code amount) Is calculated.
  • QP_precodel the second pre-encoded prediction quantization parameter
  • the picture target code amount the target code amount
  • the accuracy of the feedback control unit (FeedBackUnit) based on the result of the second pre-encoding part 2.
  • the raw code amount is PrecodeGeneratedBits_FeedBackUnit [no], and the high per picture based on the result of the second pre-encoding part 2.
  • the feedback target code quantity (TargetBit—FeedBackUnit [no]) of the feedback control unit FeedBackUnit is obtained by the following equation. Note that no is the FeedBackUnit number (0 to the number of FeedBackUnits-1), and TargetBit is the picture target code amount.
  • TargetBit_FeedBackUnit [no] TargetBit X Pre co de Ge ner ate dBit s_Fe e dB ackUnit [no]
  • the code quantity control unit 4 sets the picture target code quantity TargetBit to the ratio of the high precision generated code quantity (PrecodeGeneratedBits—FeedBackUnit [no]) of the feedback control unit to the high precision generated code quantity (PrecodeGeneratedBits) of the picture. By multiplying, the feed knock target code amount (TargetBit_FeedBackUnit [no]) is calculated.
  • the code amount control unit 4 of the image encoding device 200 performs the following processing.
  • the code amount control unit 4 divides the encoding into the first half process and the second half process, and does not perform feedback control in the first half process.
  • the code amount control unit 4 determines the target code amount of the feedback control unit (FeedBackUnit) based on the code amount ratio of the pre-encode feedback control unit (FeedBackUnit). This code amount ratio changes depending on the variation of the quantization parameter QP. Therefore, if the image encoding device 200 performs feedback control when the generated code amount in the first half of the encoding is small, there is a possibility that the average quantization parameter BaseQP may be changed unnecessarily.
  • the image encoding device 200 selects the basic quantization parameter QP MB so that the encoding generated code amount is close to the picture target code amount. Therefore, if the average quantization parameter BaseQP is changed at an early stage of the picture, there is a possibility that this code generation code amount and the picture target code amount will deviate.
  • the code amount control unit 4 determines the switching timing of the first half process and the second half process from the standpoint of stabilizing the insulator parameter QP and keeping the main encoding generated code quantity below the target code quantity. That is, the code amount control unit 4 proceeds to the latter half process when either one of the following conditions shown in (a) and (b) is satisfied.
  • the code amount control unit 4 encodes a picture at a certain rate or more. In other words, when encoding of a certain number of MBs or more is completed, the code amount control unit 4 proceeds to the latter half of the process. This is to stabilize the quantization parameter QP.
  • the code quantity control unit 4 does not encode the remaining code quantity that can be used in the unencoded part (MB) (the value obtained by subtracting the current code quantity from the picture target code quantity). Compare the target code amount of the part (MB) (the value obtained by subtracting the target code amount from the picture target code amount to the current point, the feedback code amount). When the remaining code amount falls below a certain percentage, the process moves to the second half. This is because the amount of generated code is suppressed below the target code amount.
  • ThresholdRatio ⁇ (TargetBit ⁇ TargetBit_Accum) X ThresholdRatio
  • TargetBit_Accum and GeneratedBits_Accum are the feedback target code amount up to this point (TargetBit—FeedBackUnit [no]) and the main code generation code amount of the feedback control unit (GeneratedBits_FeedBackUnit [no ]) Integrated value.
  • ThresholcjlRatio is the allowable deviation rate.
  • the code amount control unit 4 shifts to the latter half process when the remaining code amount becomes less than the ThresholdRatio times the target code amount of the part that is not encoded.
  • the code amount control unit 4 sets the ThresholdRatio to less than 1 when controlling the generated code amount to be below the target code amount.
  • the code amount control unit 4 can shift to the latter half process when the generated code amount of the portion where the encoding has been completed falls below the target code amount and approaches the target code amount.
  • the code amount control unit 4 sets this ThresholdRatio to be greater than 1 when controlling the generated code amount to be close to the target code amount. As a result, the code amount control unit 4 When the generated code amount in the portion where the first code is over exceeds the target code amount by a certain ratio or more, the process can be shifted to the second half process. Of course, it is also possible to set the ThresholdRatio to “1”. ⁇
  • the code amount control unit 4 can enter the feedback control before the actual code amount generated by the target code amount diverges, and the remaining code amount is too small to generate this code. It is possible to reliably prevent the code amount from becoming uncontrollable.
  • the code amount control unit 4 since the absolute amount of the remaining code amount is large while the main encoding generated code amount is small, the code amount control unit 4 does not satisfy the condition unless the target code amount and the encoded code amount deviate greatly. It does not satisfy the condition, and it does not enter the second half process and enter feedback control.
  • the code amount control unit 4 satisfies the condition even if the target code amount and the code generation code amount are slightly different because the absolute amount of the remaining code amount is small if the encoding generated code amount increases. Then, the process moves to the second half of the process and enters feedback control.
  • the code quantity control unit 4 uses the average quantization parameter BaseQP as the basic quantization parameter QP MB only when it is predicted that the main encoding generated code quantity for each picture will exceed the picture target code quantity in the latter half of processing. Change to a larger direction.
  • the code amount control unit 4 changes the average quantization parameter BaseQP by “1” by one feedback process (that is, for each feedback control unit).
  • the code amount control unit 4 suppresses an excessive change in the average quantization parameter BaseQP.
  • the code amount control unit 4 predicts that the code generation amount of the encoding for each picture exceeds the target code amount when the following conditions (a) or (b) are met:
  • the average quantization parameter BaseQP is greatly increased.
  • the code amount control unit 4 confirms the immediately preceding feedback generation code amount (immediately after the completion of processing) at the end of encoding of the feedback control unit, and generates the feedback generation code amount (GeneratedBits_FeedBackUnit [cur]) and the feedback. Compare the target code amount (TargetBit_FeedBackUnit [cur]) according to the following formula.
  • the code amount control unit 4 determines whether or not to increase the average quantization parameter BaseQP. The conditions at this time are shown below.
  • the code amount control unit 4 calculates the surplus bits of the generated code amount as follows by subtracting the generated code amount from the target code amount for the portion where encoding has been completed at this time.
  • the code amount control unit 4 increases the average quantization parameter BaseQP only when it is predicted that the amount of code generated by the encoder will exceed the target code amount in the next feedback control unit. . ⁇
  • the code amount control unit 4 is the maximum code amount that is predicted to exceed the target amount of the next feedback control unit in the next feedback control unit (hereinafter referred to as the excessive maximum code amount). Is obtained from the target code amount of the next feedback control unit as follows.
  • MaxErrorRatio is the maximum ratio that the feedback generation code amount can take as an error with respect to the feedback target code amount.
  • the code amount control unit 4 compares the surplus generated code amount SurplusBits with the excess maximum code amount of the next feedback control unit. When the excess maximum code amount is larger than the surplus Bits surplus of the generated code amount, the code amount control unit 4 determines that the actual code amount generated in the next feedback control unit exceeds the target code amount. +1 for the average quantization parameter BaseQP.
  • the code amount control unit 4 performs the following operations: “The generated code amount of the previous feedback control unit is larger than the target code amount of the immediately previous feedback control unit” and “the remainder of the code amount at this point SurplusBits and the next feedback control When the value is smaller than the excess maximum code amount that may be exceeded in units, the average quantization parameter BaseQP is incremented by 1. This is because the generated code amount tends to increase and the code amount is not too large, so it is predicted that the final picture generated code amount will exceed the picture target code amount. 'In other words, the code amount control unit 4 determines that the average quantum generation amount of the part where the encoding has been completed in the next feedback control unit even if the current state is maintained does not exceed the target code amount.
  • the code amount control unit 4 avoids excessive reaction even when there is a sign that the code amount generated in the part where the encoding has ended exceeds the target code amount.
  • the average quantization parameter BaseQP can be prevented from becoming unnecessarily large, and the average quantization parameter BaseQP can be stabilized.
  • the code amount control unit 4 does not apply to (a), that is, “the generated code amount of the immediately preceding feedback control unit is smaller than the target code amount of the immediately preceding feedback control unit” or “ The remainder of the code amount at this point SurplusBits force is greater than the excess maximum code amount that may be exceeded in the next feedback control unit. '' Check if the remainder of the generated code amount is negative. If SurplusBits is negative, it means that the amount of code generated at the end of the encoding has exceeded the target code amount. At this time, the code amount control unit 4 predicts the deviation of the generated code amount from the target in the remaining encoded portion from the ratio between the target code amount of the immediately preceding feedback control unit and the generated code amount as follows. To do. The code amount control unit 4 calculates the ratio Diff_Ratio between the target code amount and the generated code amount of the immediately preceding Feed Back control unit as follows.
  • the code amount control unit 4 calculates the target code amount TargetBit-Rem of the remaining encoded portion as follows.
  • TargetBit— Rem TargetBit-TargetBit— Accum
  • the code amount control unit 4 has the same amount of generated code amount in the remaining encoded part as the ratio Diff_Ratio between the target code amount and the generated code amount of the previous feedback control unit. Assuming that there is a deviation, the deviation from the target is calculated as follows.
  • TargetBit— Rem * Diff— Ratio The code amount control unit 4 is positive when the sum of the encoded part and the unencoded part is positive. 1 (TargetBit—Rem * Diff—Ratio) -SurplusBits> 0
  • the code amount control unit 4 determines that the generated code amount of the encoded part exceeds the target code amount and “the target code amount of the previous feedback control unit” When the predicted generated code amount of the picture obtained from the ratio of the generated code amount exceeds the picture target code amount, the average quantization parameter BaseQP is incremented by 1.
  • the code amount control unit 4 has a tendency that the generated code amount tends to decrease with respect to the target code amount even if the generated code amount exceeds the target code amount at a certain time. If it is judged that the code amount falls below the target code amount, the average quantization parameter BaseQP is not incremented by 1. '
  • the image encoding device 200 does not perform feedback control at the time when the main encoding for the picture is started and performs the latter half process only when a certain condition is satisfied when the input image 91 is main-encoded.
  • the feedback control is executed as follows. That is, the image encoding device 200 performs feedback control only for the latter half of the picture in principle.
  • the image encoding device 200 even if it is the first half of a picture, if the ratio of the generated code amount of the encoded part and the target code amount is a certain value or more, the subsequent generated code Since the amount may deviate from the target code amount, feedback control is executed.
  • the image encoding device 200 predicted that the main encoding generated code amount for each picture cannot be kept below the picture target code amount in order to minimize the fluctuation of the average quantization parameter BaseQP. Only when the average quantization parameter BaseQP is increased by “1”.
  • the image encoding apparatus 200 has a feedback generated code amount larger than the feedback target code amount, and the generated code amount tends to increase more than the target code amount, and the next feedback control unit. If there is a possibility that the amount of generated code in the part encoded with the Since it is predicted that the code amount will be exceeded, the average quantization parameter BaseQP is incremented by 1. As a result, the image encoding device 200 is capable of generating an average quantization parameter BaseQP if there is a margin in the remaining code amount even when the generated code amount tends to increase more than the target code amount. +1, and the average quantization parameter BaseQP does not need to be increased unnecessarily.
  • the average quantization parameter BaseQP is not incremented by +1, the image encoding device 200 has a generated code amount exceeding the target code amount, and the final picture generated code If the amount is predicted to exceed the picture target code amount, the average quantization parameter BaseQP is incremented by 1.
  • the image coding apparatus 200 has a tendency that the generated code amount is decreasing even when the generated code amount of the encoded part exceeds the target code amount, and the generated code amount of the picture is the picture. If it is predicted that the target code amount will not be exceeded, the final average quantization parameter BaseQP can be kept from +1, and the average quantization parameter BaseQ need not be increased unnecessarily.
  • the code amount control unit 4 determines whether or not all MBs in the picture have been encoded (step S 33).
  • the code amount control unit 4 moves to the end step and ends the process.
  • the code amount control unit 4 proceeds to the next step S 3 4.
  • the code amount control unit 4 determines whether or not a certain number of MBs have been encoded (step S 3 4). As mentioned above, this occurs in the first half of encoding.
  • BaseQP may be changed unnecessarily.
  • step S 36 if the code amount control unit 4 determines that more than a certain number of MBs have been encoded, it proceeds to step S 36. On the other hand, if the code amount control unit 4 determines that it does not encode more than a certain number of MBs, it moves to step 35, and the remaining code amount (target) that can be used in the unencoded part (MB). Compare the code amount to the generated code and sign amount up to that point) and the target code amount of the unencoded part (MB), and the target code of the remaining code amount and the unencoded part It is determined whether or not the ratio to the quantity is below a certain ratio (step S 3 5).
  • the code amount control unit 4 determines that the ratio between the remaining code amount and the target code amount of the part that is not encoded is not less than a certain ratio, the MB processing is currently being performed. Is not the latter half, and the generated code amount of the encoded part is not deviated from the target code amount, so the process returns to step S 3 2 and the above processing is repeated. On the other hand, if it is determined that the amount of code that can be used is less than a certain percentage, the process proceeds to step S 36 and feedback control is executed.
  • the code amount control unit 4 determines whether or not the generated code amount of the immediately preceding feedback control unit is larger than the target code amount of the immediately preceding feedback control unit (step S 36).
  • the code amount control unit 4 determines that the generated code amount of the immediately preceding feedback control unit is larger than the target code amount of the immediately preceding feedback control unit, the remainder of the code amount at this point is It is determined whether or not there is a possibility of overlap in the next feedback control unit (step S 37). If the generated code amount of the immediately preceding feedback control unit is smaller than the target code amount of the immediately preceding feedback control unit, the code amount control unit 4 proceeds to step S 39.
  • step S 3 8 the code amount control unit 4 determines that the remainder of the code amount at this time may exceed the next feedback control unit, it increments the average quantization parameter BaseQP by 1 (step S 3 8 ) Return to step S 3 2. On the other hand, the code amount control unit 4 can exceed the remainder of the code amount at this point in the next feedback control unit. If it is determined that there is no sex, proceed to step S 39.
  • step S 39 the code amount control unit 4 determines whether or not the generated code amount of the encoded part exceeds the target code amount (step S 39).
  • the code amount control unit 4 determines that the generated code amount of the encoded portion does not exceed the target code amount, the code amount control unit 4 returns to step S 3 2 and repeats the above processing.
  • the code amount control unit 4 obtains it from the ratio between the target code amount and the generated code amount of the immediately preceding feedback control unit. It is determined whether or not the predicted generated code amount of the picture exceeds the target picture code amount (step S 40). If the code amount control unit 4 determines that the predicted code amount of the picture does not exceed the picture target code amount, the code amount control unit 4 returns to step S 3 2 and repeats the above processing.
  • step S 3 8 When the code amount control unit 4 determines that the predicted generated code amount of the picture exceeds the target code amount of the picture, it increments the average quantization parameter BaseQP by 1 (step S 3 8) and step S 3 2 Return to and repeat the above process. Thus, the code amount control unit 4 continues this process until it is determined in step S 33 that all MBs have been encoded.
  • the image encoding device 200 can encode a picture with a substantially fixed length without using a binary search method. Scale and power consumption can be reduced, and encoding delay can be shortened. At this time, since the image encoding device 200 can suppress unnecessary fluctuations in the average quantization parameter BaseQP due to feedback control, even if feedback conversion is introduced, the optimal code amount distribution, that is, the picture It is possible to distribute the code amount considering the visual characteristics by making the code amount of picture generation coincide with the target code amount.
  • the image encoding apparatus and the image encoding method include a computer program installed in the apparatus or a recording medium recording the program, and the method.
  • the present invention can also be implemented as a computer program or a recording medium on which the program is recorded.
  • the series of encoding processes described above can be executed by hardware, or can be executed by software.
  • an image encoding device 100 is virtually formed in CPU and RAM. Then, the encoding process is executed by expanding the encoding program stored in the ROM into the RAM.
  • the image encoding device 200 is capable of predicting that the amount of code generated by the encoding for each picture when the input image 91 is encoded is predicted to be close to the picture target code amount.
  • the basic quantum trap parameter QPMB as a factor is determined.
  • Image ⁇ Encoder 2 0 0 quantizes using adaptive quantization parameter Qf »t based on at least average quantization parameter BaseQP as a used quantization factor determined based on at least basic quantization parameter QP MB
  • the input image 91 is encoded for each feedback control unit. '.
  • the image encoding device 200 checks the generated code amount of the encoded input image 91 for each feedback control unit, and predicts that the generated code amount for each image unit exceeds the target code amount for each image unit. In this case, the value of the adaptive quantization parameter QPt is increased by increasing the average quantization parameter BaseQP.
  • the image encoding device 200 increases the average quantization parameter BaseQP in a limited manner in a state where the main encoding generated code amount for each picture is adjusted in advance to be close to the picture target code amount. It is possible to prevent the value of the quantization parameter QP (adaptive quantization parameter QPt) used from changing unnecessarily. '
  • Patent Document 2 In the coding method with quantization such as AVC, it has been confirmed that the image quality is deteriorated by performing the coding multiple times. To prevent this image quality degradation, the quantization parameter QP used in the previous encoding is detected and used again. A technique called “search” has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Patents: 3 ⁇ 4: donation 2 International application number PCT / JP 2 0 0 8 8 0 6 6 9 1 7
  • the image encoding device 200 can suppress fluctuations in the quantization parameter QP used as much as possible, the quantization parameter QP used can be prevented from deviating from the search range of the back search. It is not necessary to reduce the detection rate.
  • the image encoding device 200 has a tendency that the amount of generated feedback code for each feedback control unit tends to increase, and the generated code of the portion encoded from the target code amount of the portion encoded in the picture that is the image unit. If there is not enough code amount after subtracting the amount, it is predicted that the code generation code amount will exceed the picture target code amount.
  • the image encoding device 200 determines that the generated code amount for each feedback control unit tends to increase when the generated code amount of the immediately preceding feedback control unit is larger than the target code amount of the immediately preceding feedback control unit. To do.
  • the image encoding device 200 determines that there is no excess code amount.
  • the image encoding apparatus 200 tends to increase the amount of code generated by feedback, and increases the average quantization parameter BaseQP only in a limited case where there is not enough code amount. Unnecessary fluctuations in the parameter BaseQP can be prevented.
  • the image encoding device 200 detects that the generated code amount of the portion encoded in the picture exceeds the target code amount of the encoded portion, and the target code amount and the generated code amount If the picture generation code amount exceeds the picture target code amount when it is assumed that the ratio does not change, the picture generation code amount is predicted to exceed the picture target code amount.
  • the image coding apparatus 200 has a picture generation code amount prediction value (picture prediction generation code amount) obtained from a ratio between the feedback target code amount of the immediately preceding feedback control unit and the feedback generation code amount exceeding the target code amount. If it is assumed that the ratio between the target code amount and the generated code amount does not change, it is determined that the picture generated code amount exceeds the picture target code amount.
  • the image coding apparatus 200 can only perform a limited case where the picture generation code amount exceeds the picture target code amount when the ratio of the feedback generation code amount and the feedback target code amount is maintained. Since the average quantization parameter BaseQP is increased, unnecessary fluctuations in the average quantization parameter BaseQP can be prevented. ''
  • the image encoding device 200 predicts whether or not the amount of code generated at the second half of the picture exceeds the target code amount of the picture.
  • the image encoding device 200 does not execute feedback control as much as possible in the first half of which the remaining portion to be encoded is large and the fluctuation of the average quantization parameter BaseQP has a large effect on the picture generation code amount.
  • the image encoding device 200 can prevent the balance of the picture generation code amount from being lost due to the change in the average quantization parameter BaseQP unnecessarily in the first half.
  • the image encoding device 200 When the generated code amount of the portion encoded in the picture deviates from the target code amount of the encoded portion, the image encoding device 200 does not generate the picture generated code amount regardless of the position in the picture. Predict whether the picture target code amount will be exceeded or not.
  • the image encoding device 200 detects when the generated code amount of the portion encoded in the picture is smaller than the value obtained by multiplying the allowable shift amount ThresholdRatio with respect to the target code amount of the encoded portion.
  • the occurrence code of the part encoded in the picture It is determined that the signal amount deviates from the target code amount of the encoded part. 'As a result, the image encoding device 200 can execute feedback control even at an early stage of a picture, for example, if it fails to estimate the basic quantization parameter QP MB , and can cope with unexpected situations. it can.
  • the image encoding device 200 increases the average quantization parameter BaseQP by 1 when predicting that the picture generation code amount exceeds the picture target code amount.
  • the image encoding device 200 can suppress the change of the average quantization parameter BaseQP to the minimum, and can stabilize the image quality in the picture.
  • the image encoding device 200 determines the basic quantization parameter QPMB so that the generated code amount when the input image 91 is encoded is smaller than the target code amount.
  • the image encoding device 200 can suppress the picture generation code amount, and thus can be more easily controlled so that the picture generation code amount does not exceed the picture target code amount.
  • the image encoding device 200 sets a value less than 1 as the allowable deviation amount ThresholdRatio. As a result, the image encoding apparatus 200 performs feedback control when the generated code amount of the encoded portion is smaller than the target code amount of the encoded portion but comes close. Since it can be executed, it is possible to reliably control the picture generation code amount so that it does not exceed the picture target code amount.
  • the image encoding apparatus 200 is based on the low-accuracy generated code amount calculated by encoding the input image 91 using a wide range of quantization parameters QP (selection quantization parameter QP1). Determine the predicted quantization parameter QPd that is predicted to be in the vicinity of the basic quantization parameter QPMB, and input image using the predicted quantization parameter QPd and the quantization parameter QP in the vicinity of the predicted quantization parameter QPd 9
  • the basic quantization parameter QPmb is determined based on the high-accuracy generated code amount calculated by encoding 1.
  • the image encoding device 200 determines the basic quantization parameter QPMB with high accuracy, and uses the basic quantization parameter QPMB. This makes it possible to make the main code generation code amount for each picture close to the picture target code amount. Therefore, the image encoding device 200 can rarely change the average quantization parameter BaseQP by feedback control, and can suppress the fluctuation of the average quantization parameter BaseQP as much as possible.
  • the image encoding device 20 is configured such that when the generated code amount of the picture exceeds the target code amount of the picture, the generated code amount of the encoded portion and the target code amount of the encoded portion. Feedback control is executed so that the average quantization parameter BaseQP is increased only when it is predicted.
  • the image encoding device 200 can reliably make the picture generation code amount equal to or less than the picture target code amount while suppressing the fluctuation of the average quantization parameter BaseQP to the minimum.
  • the present invention can realize an image processing apparatus and an image processing method capable of reliably reducing the picture generation code amount below the target picture code amount while maintaining uniform image quality.
  • the image encoding device 200 determines the predicted quantization parameter QPd based on the result of the first pre-encoding unit 1, and the result of the second pre-encoding unit 2
  • the first encoding unit 1 may be applied to a two-pass configuration in which the basic quantization parameter QP MB is determined or an image encoding device having a configuration of 4 bars or more.
  • the input image 91 is encoded by intra prediction, orthogonal transformation by DCT, quantization and CAVLC or CABAC). Said about the case.
  • the present invention is not limited to this, any of which may be omitted, and at least the input image 91 may be quantized. Also, the input image 91 can be encoded using encoding methods other than these.
  • a feedback bar composed of a plurality of MBs.
  • the case where the feedback generated code amount is confirmed for each block control unit has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the size of the feedback control unit is not limited.
  • the feedback control unit may be set to MB or slice. ...
  • the generated code amount for each picture as an image unit is suppressed below the target code amount.
  • the present invention is not limited to this.
  • the generated code amount may be suppressed to a target code amount or less for each slice or for a plurality of pictures as an image unit.
  • the average quantization parameter BaseQP is increased by 1 for feedback control for one feedback control unit.
  • the present invention is not limited to this, and may be increased by 2 or more depending on conditions.
  • the generated code amount for each feedback control unit tends to increase.
  • the present invention is not limited to this. For example, it is determined that the generated code amount per feedback control unit tends to increase depending on whether or not the generated code amount exceeds the target code amount for each of a plurality of immediately preceding feedback control units.
  • the generated code amount for each image unit is the target code for each image unit.
  • the case where the amount was predicted to be exceeded was described.
  • the present invention is not limited to this, and it may be predicted that the generated code amount for each image unit exceeds the target code amount for each image unit by any one of the methods, or by other methods.
  • the picture generation code amount exceeds the target code amount of the picture from the ratio of the immediately preceding feedback generation code amount and the feedback target code amount. It was.
  • This is the present invention
  • it may be predicted whether the picture generated code amount exceeds the target code amount of the picture from the ratio of the target code amount and the generated code amount for each of a plurality of feedback control units or MBs.
  • the feedback control is automatically executed when entering the latter half of the picture.
  • the present invention is not limited to this.
  • the feedback control may be executed only when the generated code amount of the portion that has been encoded exceeds the target code amount.
  • the present invention is not limited to this, and feedback control may be executed according to various other conditions.
  • the basic quantization parameter QPMB is determined so that the amount of code generated by this encoder is slightly below the target pixel code amount.
  • the present invention is not limited to this, and the basic quantization parameter QPMB may be determined so that the encoding generated code amount is closest to the picture target code amount.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to various encoding schemes that adaptively select a VLC table.
  • a quantization scale is used as a quantization factor.
  • the first precoding unit 1, the second precoding unit 2 and the code amount control unit 4 as the basic quantization factor determination unit, and the book as the encoding unit
  • the image encoding device 200 as an image processing device is configured by the encoding unit 3 and the code amount control unit 4 as a feedback control unit
  • the present invention is not limited to this, and the image processing device of the present invention is constituted by a basic quantization factor determination unit, an encoding unit, and a feedback control unit having various other configurations. You may make it comprise a device.

Abstract

本発明は、使用量子化因子を大きく変動させることなく、画像単位ごとの発生符号量を目標符号量以下に確実に抑制することができる。 画像符号化装置（２００）は、入力画像（９１）を符号化したときの本エンコード発生符号量が目標符号量の近傍になると予測される基本量子化因子としての基本量子化パラメータ（QPＭＢ）を決定する。画像符号化装置（２００）は、少なくとも基本量子化パラメータ（QPＭＢ）に基づいて決定された使用量子化因子としての平均量子化パラメータBaseQPに基づく適応量子化パラメータ（QPt）を用いて量子化することにより、入力画像（９１）をフィードバック制御単位ごとに符号化する。画像符号化装置（２００）は、符号化された入力画像（９１）の発生符号量をフィードバック制御単位ごとに確認し、画像単位ごとの発生符号量が画像単位ごとの目標符号量を超えると予測する場合に、平均量子化パラメータBaseQPを増大させることにより、適応量子化パラメータ（QPt）の値を増大させる。

Description

画像処理装置及び画像処理方法 技術分野 . 本発明は、 例えば画像符号化装置等に係り、 特に 1 ピクチャに与えられた百 標符号量に画面内フィードバック制御を行わずに発生符号量を合わせ込む技術分 野に関する。 明 背景技術 書 ' 従来、 動画のビットストリームを伝送したり記録メディアに記録したりするシ ステム等においては、 伝送路或いは記録容量を効率良く利用するために、 高能率 符号化が実施されている。 これを実現する画像符号化装置では、 エンコーダで発 生するビットストリームの符号化ビットレートは伝送メディアの転送レートに合. わせて一定とされており、 この制限の下でデータ発生量、 つまり、 エンコーダに おける量子化の量子化ステップが制御されている。 すなわち、 画像符号化装置は、 例えば絵柄が複雑な画像が連続するときは量子化ステップを大きくしてデータ発 生量を抑圧し、 これとは逆に単純な絵柄が連続するときは量子化ステップを小さ くしてデータ発生量を増加させることで、 バッファメモリのオーバーフロー又は アンダーフローを生じさせないようにして固定レートを保持している。
従って、 このような従来技術に係る画像符号化装置は、 複雑な画像が連続する ときは量子化ステップが大きくなり画質を劣化させ、 単純な画像が連続するとき は量子化ステップが小さくなり全体を通じて均 な画質を得ることができなかつ た。 この問題に鑑みて、 例えば特許文献 1では、 G O P (Group Of Pictures)毎 の符号化の難易度と複数の G O Pの符号化の難易度の総和の比に従って各 G O P 自身に割り当てられる割当符号量を、 絵柄が複雑な画像を含む G O Pに対しては 多く割り当て、 絵柄が単純な画像を含む G O Pに対しては少なく割り当てるよう に算出する画像符号化装置が開示されている。
一方、 1ピクチャに与えられた目標符号量に発生符号量を合わせ込む方法とし て、 例えば TM5 (test model 5) の step2が良く知られている。 これは、 ピク チヤに割り当てられた符号量をマクロブロック （MB； Macro block) に均等に 配分したものを MB の目標符号量とし、 ピクチャ内でフィードバック （feed back) 制御をかける事で、 目標符号量に合わせ込む手法である。
また、. MPEG 等の冗長圧縮方式の符号化処理において、 画像符号化装置は DCT (Discrete Cosine Transform；離散コサイン変換） 等の直行変換を施した 後、 量子化処理を行うことで情報量を減らす処理を行う。 そして、 画像符号化装 置は、 この量子化の値を制御して、 符号量の制御を行う。 このとき、 量子化パラ メータと発生符号量との間には単調な減少関係が成立する。 このため、 画像符号 化装置は、 適当な間隔の量子化値で実際に符号量を計算して、 その中間に位置す る符号量の予測値については直線的な補間を行う等すれば、 発生符号量を予測す ることができる （DV等のイントラ VTRで行われるバイナリサーチ等） 。
この方法は、 MPEG2 等の固定テーブルを使用した符号化方式だけでなく、 AVC 等で用いられる適応型 (Context Adaptive) な符号化方式においても適用 可能である。 . 特許文献 1 特許第 3 3 5 8 6 2 0号公報。 しかしながら、 前述した TM5の step2の方法では、 シーケンス先頭ピクチャ やシーンチェンジ直後ピクチャのェンコ一ドにおいて、 量子化ステップの初期値 が、 そのピクチヤの絵柄に合ったものではないため、 画質が劣化する場合があつ た。 '
例えば TM5の step2の方法において、 · 画像符号化装置は、 フォードバックが 絵柄に追従するまでの部分の量子化ステップが大きすぎる場合は、 その部分の画 質が他の部分に比べて劣化してしまい、 量子化値が小さすぎる場合は、 その部分 で符号量を使いすぎてしまい、 他の部分にその影響が及ぶおそれがある。
また、 画像符号化装置は、 MBの目標符号量を常に一定にしているため、' 画面 内で画の難しさに偏りがある時などは、 不適切な符号量配分になっていた。
そこで、 本発明は、 量子化ステップの基になる使用量子化因子を大きく変動さ せることなく、 画像単位ごとの発生符号量を目標符号量以下に確実に抑制するこ とを課題とする。 発明の開示
かかる課題を解決するため本発明の画像処理装置においては入力画像を符号化 したときの画像単位ごとの発生符号量が画像単位ごとの目標符号量の近傍になる と予測される基本量子化因子を決定する基本量子化因子決定部と、 少なくとも基 本量子化因子に基づいて決定された使用量子化因子を用いて量子化することによ り、 入力画像をフィードバック制御単位ごとに符号化する符号化部と、 符号化部 によつて符号化された入力画像の発生符号量をフィードバック制御単位ごとに確 認し、 画像単位ごとの発生符号量が画像単位ごとの目標符号量を超えると予測す る場合に、 使用量子化因子を増大させるフィードバック制御部とを設けるように した。 '
これにより、 画像処理装置は、 限定的な条件において、 使用量子化因子を増大 のみさせるため、 使用量子化因子の変動を最小限に抑制することができる。
また、.本発明の画像処理方法では、 入力画像を符号化したときの画像単位ごと の発生符号量が画像単位ごとの目標符号量の近傍になると予測される基本量子化 因子を決定する基本量子化因子決定ステップと、 少なくとも基本量子化因子に基 づいて決定された使用量子化因子を用いて量子化することにより、 入力画像をフ イードバック制御単位ごとに符号化して符号化ストリームを生成する符号化ステ ップと、 符号化ステップにおいて符号化された入力画像の発生符号量をフィ一ド バック制御単位ごとに確認し、 画像単位ごとの発生符号量が画像単位ごとの目標 符号量を超えると予測する場合に、 使用量子化因子を増大させるフィ一ドバック 制御ステップとを設けるようにした。
これにより、 画像処理方法は、 限定的な条件において、 使用量子化因子を増大 のみさせる.ため、 使用量芋化因子の変動を最小限に抑制することができる。
本発明によれば、 限定的な条件において、 使用量子化因子を増大のみさせる ため、 使用量子化因子の変動を最小限に抑制することができる。 かくして使用量 子化因子を大きく変動させることな-く、 画像単位ごとの発生符号量を目標符号量 以下に確実に抑制することができる画像処理装置及び画像処理方法を実現できる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の形態に係る画像符号化装置の構成図。
図 2は、 本発明の第 1-の実施の形態に係る画像符号化装置による符号化の処理 手順を詳細に 明するフローチヤ一ト。
図 3は、 適応的な Q Matrixの切り替え処理について更に説明するフローチヤ ート。 . ·
囪 4は、 離散的な値の QPの補正を行い、 間の QPについて ¾間により符号量 を計算することを説明する概念図。 '
図 5は、 本発明の第 2の形態に係る画像符号化装置の構成図。
図 6は、 フィードバック制御での基本 QPの決定処理について、 その処理手順 を説明するフローチャート。 ' 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照して、 本発明を実埯するための最良の形態 （以下、 単に実施 の形態と称する） について詳細に説明する。 なお説明は以下の順序で行う。
1 . 第 1の実施の形態 （離散的な選択量子化パラメータを用いた発生符号量の 推測）
2 . 第 2の実施の形態 （フィードバック制御）
3 . 他の実施の形態 ' < 1 . 第 1の実施の形態〉
[ 1 - 1 . 本発明の特徴]
この実施の形態に係る画像符号化装置 1 0 0及び画像符号化方法は、 以下など を特徴とする。
画像符号化装置 1 0 0は、 H . 2 6 4 /AVC (Advanced Video Coding;高度 動画像圧縮符号化標準） 等に代表される算術符号化を用いた画像圧縮方^:でなる。 画像符号化装置 1 0 0は、 符号量制御を行う際に、 ピクチャ内で良好な符号量分 布を実現するために、 並列プレエンコード （Pre Encode) と直列プレエンコー ドを組み合わせる。 これにより、 画像符号化装置 1 0 0は、 回路規模と Latency (遅延時間） の増加を抑えつつ、 精度のよい予測を行う。
より詳細には、 画像符号化装置 1 0 0は、 第 1及び第 2のプレエンコード部 1 及び 2により、 量子化と符号長,計算部のみ並列に行い、 他の処理要素は共用する ことで、 回路共通化による回路規模の削減を図る。
つまり、 本来であれば、 並列プレエンコードを行う場合には、 全ての処理要素 を並列に設ける必要があるところ、 この実施の形態に係る画像符号化装置 1 0 0 では、 精度に影響なく共通化できる処理要素を的確に特定し、 該処理要素につき 回路を共通化する。 これにより、 第 1及び第 2のプレエンコード部 1及び 2自体 の回路規模と latency (遅延時間） の増加を抑える。
そして、 第 1のプレエンコ一.ド部 1.では、 少し精度を落とし回路規模並びに処 理負荷を抑えた並列プレエンコードを広い範囲の量子化パラメータ （QP) で行 い 目標符号量を実現する QPを粗く見積もる。 第 2のプレエンコード部 2では、 精度を上げた並列プレエンコードを狭い範囲で行い、 本ェンコ一ド部 3で使用す る基本量子化パラメータ QPM Bを決定する。 以上により、 画像符号化装置 1 0 0 は、.画像符号化の精度を上げつつ処理負荷を軽減する。 さらに、 プレエンコード を簡略化したことによる誤差がビットレートゃ量子化パラメータ QPと相関を持 つことから、 詳細は後述するような統計モデルを予め作成しておき、 ビットレー 卜や量子化パラメータ QPから誤差の補正を行うこととしている。 図 1には、 本発明の一実施の形態に係る画像符号化装置 1 0 0の構成を示し説 明する。
この画像符号化装置 1 0 0は、 第 1のプレエンコード部 1、 第 2のプレエンコ ード部 2、 本エンコード部 3、 符号量制御部 4、 ディレイバッファ 5， 6を有し ている。
第 1のプレエンコード部 1は、 第 1のプレエンコードを行うモジュールであり 画面内予測モード決定部 1 1、 画面内予測処理部 1 2、 DCT (Discrete Cosine Transform；離散コサイン変換） 部 1 3、 量子化部 1 4、 ェントロピー符号長計 算部 1 5、 アクティビティ （Activity) 計算部 1 6を備えている。
第 2のプレエンコード部 2は、 第 2のプレエンコードを行うモジュールであり 画面内予測処理部 2 1、 DCT部 2 2、 量子化部 2 3、 ェントロピー符号長計算 部.2 4、 ノ ッファ 2 5、 IDCT (Inverse DCT) 部 2 6、 逆量子化部 2 7を備え ている。
そして、 本エンコード部 3は、 本エンコードを行うモジュールであり、 画面内 予測処理部 3 1、 DCT部 3 2、 量子化部 3 3、 ェントロピー符号化部 3 4、 バ ッファ 3 5、 IDCT部 3 6、 逆量子化部 3 7を備えている。
符号量制御部 4は、 符号量制御を行うモジュールである。
[ 1 - 2 . 量子化パラメータ及び量子化行列の予測]
[ 1 - 2 - 1 . 低精度発生符号量の算出] '
画像符号化装置 1 0 0は、 符号化難易度に応じて例えば 3つの量子化行列 Q Matrix を適用的に選択して使用する （詳しくは後述する） 。 画像符号化装置 1 0 0は、 一の量子化行列 Q Matrixを設定すると共に、 当該設定された量子化行 列 Q Matrixの取り得る範囲の量子化パラメータ. QPについて、 第 1のプレエン コード部 1による簡易な処理によって発生符号量を粗く見積もる。 以下、 当該プ レエンコード部 1の結果により見積もられた発生符号量を低精度発生符号量と呼 ぶ。 画像符号化装置 1 0 0は、 全ての量子化行列 Q Matrixについて同様の処理 を実行し、 量子化行列 Q Matrix及び量子化パラメータ QPを変更したときの低 精度発生符号量を算出する。 そして画像符号化装置 1 0 0は、 低精度発生符号量 が目標符号量に最も近くなる量子化パラメータ QP及び量子化行列 Q Matrixを 次のステップ （第 2のプレエンコード部 2 ) でピクチャの平均量子化パラメータ Base QPとして使用する予測量子化パラメータ QP d、 次のステップで使用する ピクチャの量子化行列 Q Matrix (以下、 これを予測量子化行列 Q MatrixDと呼 ぶ） とする。
このとき画像符号化装置 1 0 0は、 離散的に選択された一部の量子化パラメ一 タ QP (以下、 これを選択量子化パラメータ QP1と呼ぶ） を用いて入力画像 9 1 における低精度発生符号量を算出する。 画像符号化装置 1 0 0は、 選択量子化パ ラメータ QP1 間の低精度発生符号量を補間によって算出することにより、 量子 化行列 Q Matrixが取り得る範囲の量子化パラメニタ QPの全てについて、 低精 1度発生符号量を算出するようになされている。
実際上、 入力画像 9 1は、 最初に第 1のプレエンコード部 1の画面内予測モー ド決定部 1 1に入力される。 画面内予測モード決定部 1 1は、 この入力画像 9 1 に基づいて、 全ての画面内予測モードによって差分画像データを生成すると共に、 当該差分画像データの発生符号量の予測に基づいて画面内予測モードを決定する。 予測モード （予測方向） は、 最小 4 X 4画素単位で 9通りの予測モードの中から 決定されることになる。
この決定された画面内予測モードは、 画面内予測処理部 1 2に送出されると共 に、 第 2のプレエンコード部 2や本エンコード部 3にも送出される。 この画面内 予測モードは、 第 2のプレエンコード部 2による第 2のプレエンコード、 本ェン コード部 3による本エンコードでも使用される。
次に画面内予測処理部 1 2は、 予測画像と入力画像 9 1との差分画像を計算し、 差分画像データを生成する。 ここでの予測画像は、 処理を削減するため入力画像 9 1から作られる。 このように、 第 1のプレエンコード部 1は、 入力画像を用い て画面内予測処理を行うことで、 逆量子化部、 IDCT部、 バッファを削減するこ とができ、 回路規模を削減することが可能となる。 DCT部 1 3は、 差分画像データに対して整数精度 DCT処理を実行し、 DCT 係数を生成すると、 これを量子化部 1 4に送出する。 量子化部 1 4は、 この DCT係数について量子化を行い、'量子化係数を生成すると、 これをエントロピ 一符号長計算部 1 5に送出する。 ェントロピー符号長計算部 1 5は、 量子化係数 に対し、 コンテキス ト適応型可変長符号化方式 （CAVLC； Context-Adaptive Variable Length Coding) を行うことにより符号量を計算する。 CAVLCによれ ば、 周囲の状況に応じて高効率の符号化方式を適応的に選択できる。
このように第 1のプレエンコードでは、 本ェンコ一ドにおいてェント口ピー符 号化方式として CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) を用 いる場合でも、 符号量計算に CAVLCを用いることを特徴の一つとしている。 尚、 CABACとは、 コンテキスト適応型 2値算術符号化方式である。
ここで、 量子化部 1 4は、 並列に設けられた量子化部 1 4— 1 , ··· , 1 4 - n ( n = 1 , 2 , 3 · · ) により構成され、 エントロピー侍号長計算部 1 5は、 並 列に設けられたエントロピー符号長計算部 1 5— 1， ···， 1 5— n ( n = l , 2 , 3 · · ) により構成されている。 nの値は、 例えば 1 5に設定されている。 量子 化部 1 4は、 0〜5 1でなる量子化パラメータ QPのうち、 設定されている量子 化行列 Q Matrixに対応した選択量子化パラメータ QP1を各量子化部 1 4— 1 , …， 1 4一 nに設定する。 この選択量子化パラメータ QP1 は、 量子化行列 Q Matrix が取り得る量子化パラメータ QP の範囲から、 任意の間隔で離散的に選 択される。 なお選択量子化パラメータ QP1 は、 例えば一定間隔で選択されても' 良く、 量子化パラメータ QPの値に応じて変化する間隔で選択されても良い。 こ のような構成の下、 第 1のプレエンコード部 1は、 量子化と符号長計算を、 上記 並列数と同数の複数の量子化パラメータ QPに対して並列に実行し、 それぞれの 発生符号量を符号量制御部 4に出力する。
即ち、 第 1のプレエンコード部 1は、 量子化部 1 4、 エントロピー符号長計算 部 1 5による回路規模を抑えた並列プレエンコードにより、 広い範囲の量子化パ ラメータ QPで第 1のプレエンコードを行うことで、 広い範囲の量子化パラメ一 タ QPに対する発生符号量を算出する。'
ここで、 アクティビティ計算部 1 6は、 画面内予測モード決定部 1 1による画 面内予測モードの決定と同時並行して、 アクティビティ （Activity) を計算し、 該アクティビティによりマクロブロック （MB； Macro Block) をグループ分け する。 つまり、 NmnOfActivityGroup, のグループに分ける場合を想定すると、 ァ ク テ ィ ビ テ ィ 計 算 部 1 6 は 、 ActivityTheshold[0] 〜 ActivityTheshold[NumO£ActivityGroup - 2] とァクティビティの値とを比較す ることにより、 アクティビティグループを決定する。
尚、 量子化処理において実際に使用される量干化パラメータ QPは、 ピクチャ の平均量子化パラメータ QP (BaseQP)に対して、 アクティビティグループに依 存したオフセット (AdaptQPDelta)を加えることで求められる。
MB_QP = BaseQP + AdaptQPDelta [activity— grqup] 例えば、 NmnOfActivityGroupを 13とするなら、 AdaptQPDeltaの各値は、
AdaptQPDelta[l3] = {-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} とすることができる。 ,
各 MBに対して決定ざれたァクティビティグループ （Activity Group) 番号は、 量子化部 1 4に入力される。 量子化部 1 4は、 選択量子化パラメータ QP1 に対 し、 アクティビティグループに応じたオフセットを付加して適応量子化パヲメ一 タ Q P tを算出する。 量子化部 1 4は、 適応量子化パラメータ Q P tに基づいて、 DCT係数に対する量子化処理を実行する。
第 1のプレエンコード部 1は、 次の量子化行列 Q Matrix及び当該量子化行列 Q Matrixに対応する選択量子化パラメータ QP1を設定することにより、 同様に して発生符号量を算出する。 この結果、 第 1のプレエンコード部 1は、 量子化行 列 Q Matrix 及び当該量子化行列 Q Matrix に対応する選択量子化パラメータ QP1について、 発生符号量をそれぞれ算出することになる。
[ 1 - 2 - 2 . 発生符号量の誤差の補正]
符号量制御部 4は、 第 1のプレエンコード部 1において算出された発生符号量 に対して補正を行う。
ここでの補正は、 誤差が、 ある程度の傾向を持っている事を利用して行う。
—つ目の誤差要因は、 画面内予測処理にローカルデコード （Local Decode) 画ではなく入力画像 9 1を用いている事である。 この場合、 面面内予測に使う画 にコーデック （Codec) による歪がのっていないので、 実際のエンコードより符 号化効率が良くなり、 符号量が少なめに出る傾向がある。 この誤差の大きさは、 歪の大きさに依存するので、 発生符号量と誤差の関係では、 ビットレート （Bit rate) が小さくなると誤差が大きくなる傾向がある。 また、 量子化パラメータ QP と^差の関係では、 量子化パラメータ QPが大きくなると誤差が大きくなる 傾向にある。 よって、 予め誤差の大きさの統計データを取り、 ビットレート "r" と QP "q" の関数として定義する。
具体的に、 符号量制御部 4は、 CAVLC によって符号化されたときの発生符号 量について、 ビットレートによる平均的な誤差のモデル、 量子化パラメータ QP による平均的な誤差のモデルをそれぞれ作成しておく。 この誤差モデルは、 量子 化パラメータ QP及びビットレートにそれぞれ対応する例えば数式やテーブルと して予め記憶される。 符号量制御部 4は、 量子化パラメータ QP及びビットレー トから補正すべき誤差を表す補正量 C_rate、 C_qpを、 対応する誤差モデルから それぞれ算出する。 符号量制御部 4は、 量子化パラメータ QP及びビッ トレート に対応する補正量 C_rate、 C_qpのうち、 次式に従って小さい値を補正量 C vと して選択する。 補正量 C v =min (C—rate、 C_qp) これにより、 誤差の補正量が大きくなり過ぎてしまい、 補正された発生符号量 が第 2のプレエンコード部 2において算出される高精度発生符号量よりも大きく なってしまうことを防止し得るようになされている。 なおこの補正量 C_rate、 C_qp は、 第 1 のプレエンコード部 1によって算出された発生符号量 （Pre- Encode符号量） に対する補正量 割合 （％) を表している。
符号量制御部 4は、 第 1のプレエンコード部 1によって算出された発生符号量 に対し、 次式に従って補正量 C vを乗算することにより、 発生符号量に対する補 正量 （以下、 これを CAVLC補正符号量と呼ぶ） を算出する。
CAVLC補正符号量 = Pre_Encode符号量 X C V 符号量制御部 4は、 発生符号量に対して CAVLC補正符号量を加算することに より、 CAVLCについての低精度発生符号量を算出する。
二つ目の誤差要因は、 エントロピー符号化方式で CABAC を選択したときの み発生するものである。 第 1のプレエンコード部 1では、 CABAC による符号化 を実行せず、 CAVLCの符号量から CABACによって符号化したときの低精度発 生符号量を予測する。 C4BAC は CAVLC より符号化効率が良いので、 CAVLC でプレエンコードした発生符号量は、 実際の符号量より多めに出る傾向がある。 例えば、 発生符号量と誤差の関係では、 この誤差の大きさは統計的に見てビット レ ト （Bit rate) が小さくなると CABACの効率が良くなることに起因して、 大きくなる傾向にある。 これも同様に、 予め誤差の大きさの統計データを取り、 平均的な誤差のモデルを作成しておくことで補正する。
CABAC に起因する誤差は、 CAVLC の符号量による符号化において生じる誤 差と比較して、 量子化パラメータ QP及びビットレートに関し反対側に変化し、 その変化量は小さいことが明らかになった。
そこで、 CABACについての補正量 （以下、 これを CABAC補正量と呼ぶ） を ビットレート "r" と QP "q" の関数として定義する。 このとき、 補正量 C b は、 次式によって算出される。 '補正量 C b =min ( r，q ) 符号量制御部 4は、 第 1のプレエンコード部 1によって算出された発生符号量 (Pre-Encode符号量） に対し、 次式に従って捕正量 C vを乗算することにより、 発生符号量に対する補正量 （以下、 これを CABAC 補正符号量と呼ぶ） を算出 する。
CABAC補正符号量 = Pre_Encode符号量 X C b 符号量制御部 4は、 低精度発生符号量に対して CABAC 補正符号量を加算す ることにより、 CABAC についての低精度発生符号量を算出する。 符号量制御部 4は、 図 2に示すように、 第 1のプレエンコード部 1によって算出された発生符 号量 （四角で表す） に対して補正された CAVLC補正量及び CABAC補正符号量 (黒丸で表す） をそれぞれ算出することができる。
次に、 符号量制御部 4は、 量子化パラメータ（QP)の推定処理を行う。 上述し たように、 第 1のプレエンコ ド部 1は、 任意の間隔で、 離散的な値の選択量子 化パラメータ QP1 でプレエンコードを行って発生符号量を取得している。 符号 量制御部 4は、 量子化行列 Q Matrixの取り得る量子化パラメータ QPの範囲の うち、 選択量子化パラメータ QP1以外の量子化パラメータ QP に関して、 補間 により発生符号量を計算する （白丸で示す） 。 補間処理としては、 線形補間など 一般的な補間処理を用いることができる。
即ち、 図 2に示されるように、 第 1のプレエンコード部 1で得た離散的な値の 量子化パラメータ QP (四角で示す） ついて、 補正を行い補正後の量子化パラメ ータ QP (黒丸で示す） を得て、 更に、 その間の量子化パラメータ QP (白に丸 で示す） について補間により符号量を計算することになる。
このように、 符号量制御部 4は、 第 1のプレエンコード部 1によって算出され た発生符号量に対し、 当該'第 1のプレエンコード部 1において簡易化した処理に 応じて発生する発生符号量の誤差を補正して CAVLCについての低精度発生符号 量を算出する。 これにより、 符号量制御部 4は、 簡易化された符号化処理による 発生符号量の予測精度を向上させ得る。 符号量制御部 4は、 CAVLC についての 低精度発生符号量を用いて CABAC による発生符号量の予測量である低精度発 生符号量を算出する。 これにより、 符号量制御部 4は、 処理の複雑な CABAC を行うことなく、 CABAC による低精度発生符号量を見積もることができる。 符 号量制御部 4は、 離散的に選択された選択量子化パラメータ QP1 によって予測 された低精度発生符号量から、 補間処理により、 当該選択量子化パラメータ QP1 以外の量子化パラメータ QPについての低精度発生符号量を予測する。 これによ り、 符号量制御部 4は、 わざわざ全ての量子化パラメータ QPを用いて入力画像 9 1を符号化せずに済み、 第 1のプレエンコード部 1の構成を簡易にすることが できる。
[ 1 - 2 - 3 . 予測量子化行列の決定]
上述したように、 量子化行列 Q Matrix が取り得る全ての量子化パラメータ QP について、 低精度発生符号量が算出された。 符号量制御部 4は、 符号化難易 度に応じて量子化行列 Q Matrixを変更し、 変更された量子化行列 Q Matrixに 対応する低精度発生符号量に基づいて、 目標符号量に最も近い量子化パラメータ QPを基本量子化パラメータ QPMBとして選択するようになされている。
符号量制御部 4は、 量子化行列 Q Matrix毎に、 .目標符号畺に一番近い低精度 発生符号量が生成されたときに使用された量子化パラメータ QPを近傍量子化パ ラメータ QPn として選択する。 符号量制御部 4は、 符号化難易度として、 例え ば各量子化行列 Q Matrix毎に選択された近傍量子化パラメータ QPnを使用す る。 もちろん、 アクティビティなど別の指標を用いることも可能である。 ここで は、 切り替えて使う量子化行列 Q Matrixの数を NumOfQMatrixIdとし、 傾斜 め緩やかな量子化行列 Q Matrixから昇順に Id (識別子） を付け、 各量子化行列 Q Matrix の取り得る範囲における最大の量子化パラメータ QP を QMatrixTheshold[Id] とする。
符号量制御部 4は、 Idの値の小さい量子化行列 Q Matrixから近傍量子化パラ メータ QPn と QMatrixTheshold とを比較する。 符号量制御部 4は、 近傍量子 化パラメータ QPnが QMatrixTheshold[Id]より小さい量子化行列 Q Matrixの うち、 最小の Idを有する量子化行列 Q Matrixを予測量子.化行列 Q MatrixDと して決定する。 符号量制御部 4は、 当該予測量子化行列 Q MatrixDにおける近 傍量子化パラメータ QPnを予測量子ィ ί:パラメータ QPdとして決定する。
すなわち符号量制御部 4.は、 低精度発生符号量が目標符号量に近い量子化パラ メータ QPを取り得る量子化行列 Q Matrixのうち、 最小の傾斜を有する量子化 行列 Q Matrixを予測量子化行列 Q MatrixD として決定する。 この予測量子化 行列 Q MatrixDは本エンコード部 3による本エンコードにも使用されることに なる。 符号量制御部 4は、 低精度発生符号量の条件を満たす中で最小の傾斜を有 する量子化行列 Q Matrixを用いることができるため、 画質の劣化を極力防止す ることができる。
なお、 符号量制御部 4は、 第 1のプレエンコード部 1によって Id の小さい量 子化行列 Q Matrixから順に当該量子化行列 Matrixの取り得る範囲の選択量 子化パラメータ QP1 について低精度発生符号量を算出する。 そして符号量制御 部 4は、 近傍量子化パラメータ QPnが QMatrixTheshold[Id]より小さい量子化 行列 Q Matrixを検出した場合には、 当該量子化行列 Q Matrix及ぴ近傍量子化 パラメータ QPnを予測量子化行列 Q MatrixD及び予測量子化パラメータ QPd として決定する。 このとき符号量制御部 4は、 第 1のプレエンコード部 1に次の ピクチャに対する処理を開始させる。 すなわち符号量制御部 4は、 第 1のプレエ ンコード部 1に処理中のピクチヤに関する次の Id でなる量子化行列 Q Matrix についての低精度発生符号量を算出させない。 これにより、 符号量制御部 4は、 予測量子化パラメータ QPd及び予測量子化行列 Q MatrixDを決定するのに要す る処理時間を短縮し得る。
このように、 符号量制御部 4は、 低精度発生符号量が目標符号量に近くなる量 子化パラメータ QPを取り得る量子化行列 Q Matrixのうち、 画質の低下を防止 するために最も傾斜の小さい量子化行列 Q Matrixを予測量子化行列 Q MatrixD として選択する。 符号量制御部 4は、 予測量子化行列 Q MatrixDにおいて低精 度発生符号量が目標符号量に最も近くなる量子化パラメータ QPを予測量子化パ ラメータ QPd として選,択する。 これにより、 符号量制御部 4は、 画質を極力低 下させないように適応的に量子化行列 Q Matrixを変更しつつ、 低精度発生符号 量が目標符号量に最も近くなる量子化パラメータ QP を予測量子化パラメータ QPdとして選択することができる。 - [ 1 - 3 . 基本量子化パラメータの決定]
第 2のプレエンコード部 2は、 予測量子化パラメータ QPd及び予測量子化行 列 Q MatrixDを用いて実際にエンコーダ 3と同様の符号化を実行することによ り、 高精度発生符号量を高い精度で算出する。 以下、 この第 2のプレエンコード 部 2によって算出された発生符号量を高精度発生符号量と呼ぶ。 このとき第 2の プレエンコード部 2は、 予測量子化パラメータ QPd だけでなく、 当該予測量子 化パラメータ QPdの前後の量子化パラメータ QPを用いて高精度発生符号量を 算出し、 その変動率を用いて予測量子化パラメータ QPd近傍の高精度発生符号 量を予測する。 r
符号量制御部 4は、 予測量子化パラメータ QP d、 予測量子化行列 Q MatrixD 及び各 MB のァクティビティグループを第 2のプレエンコード部 2に供給する。 第 2のプレエンコード部 2は、 これらの値に基づいて第 2のプレエンコードを行 第 2のプレエンコード部 2では、 入力画像 9 1が、 ディレイバッファ 5を介し て遅延処理された後に画面内予測処理部 2 1に入力される。 画面内予測処理部 2 1は、 予測画像と入力画像.9 1と.の差分を計算し、 差分画像データを生成する。 そして、 0〇で部2 2は、 差分画像データに対して DCT処理を実行し DCT係数 を生成する。 量子化部 2 3は、 DCT係数に対して量子化処理を実行し、 量子化 係数を生成する。 ェントロピー符号長計算部 2 4は、 CAVLC又は CABACを用 いて量子化係数をそれぞれェント口ピー符号化し、 高精度発生符号量を計算する。 尚、 第 2のプレエンコード部 2における処理の過程において、 量子化部 2 3は 量子化係数を逆量子化部 2 7に送出する。 逆量子化部 2 7は、.量子化係数を逆量 子化して DCT係数を再生する。 そして、 IDCT部 2 6は DCT係数を IDCT変 換し、 ローカルデコード画像を生成し、 ノ ッファ 2 5に保存することになる。 ここで、 量子化部 2 3は、 この例では 3段の量子化部 2 3— 1， 2 3 - 2 , 2 3— 3により構成され、 エントロピー符号長計算部 2 4は、 この例では 3段のェ ントロピー符号長計算部 2 4— 1， 2 4 - 2 , 2 4— 3により構成されている。
3段と少なくしているのは、 既に第 1のプレエンコードで量子化パラメータ' QP が広い範囲で粗く見積もられているからである。
このような構成の下、 量子化部 2 3、 エントロピー符号長計算部 2 4は、 並列 に処理を実行し、'予測量子化パラメータ 'QPd及び当該予測量子化パラメータ QPd の前後の量子化パラメータ QP での高精度発生符号量を得ることになる。 このとき、 エントロピー符号長計算部 2 4は、 本エンコード部 3による本ェンコ ードのエントロピー符号化方式と同じ方式を CABAC/CAVLCのいずれかから選 択する。
続いて、 符号量制御部 4は、 第 2のプレエンコードにより得られた高精度発生 符号量から、 本エンコードで使用するピクチャの基本量子化パラメータ QPMBを 決定する。 そして、 符号量制御部 4は、 この決定されたピ:クチャの基本量子化パ ラメータ QPMBや予測量子化行列 Q MatrixD、 各 MBのアクティビティグルー プから、 量子化の情報 （Q Matrix, 各 MBの QP等） を本エンコード部 3に送 出する。
より詳細には、 目標符号量が、 第 2のプレエンコードで得られた高精度発生符 号量に挟まれている場合、 つまり、
Generate d_bits(QP_precode 1+1) <=Target— bits'
Figure imgf000018_0001
の場合には、 目標符号量に最も近い量子化パラメータ QPを基本量子化パラメ一 タ QPMBとして選択する。
そうでない場合、 符号量制御部 4は、 量子化パラメータ QPの変化に対する高 精度発生符号量の変動率を、 第 2のプレエンコードの結果から求める。 予測量子 化パラメータ QPd は、 第 1のプレエンコード部 1による低精度発生符号量に基 づいて算出されている。 このため目標符号量に最も近い量子化パラメータ QPは、 予測量子化パラメータ QPd の近傍に存在する。 量子化パラメータ QP の値が近 い場合、 発生符号量の変動率は略一定である。 そこで、 符号量制御部 4は、 予測 量子化パラメータ QPd及び当該予測量子化パラメータ QPdの前後の量子化パラ メータ QPにおける高精度発生符号量の変動率から各量子化パラメータ QPでの 高精度発生符号量を予測し、 目標符号量に最も近い量子化パラメータ QPを基本 量子化パラメータ QPMBと、して選択する。
まず、 量子化パラメータ QPが 「1」 減算されたときに、 高精度発生符号量が 何％変わるかを表す DiffRatio_lを、 第 2のプレエンコード 2の转果から以下の ようにして求める。 なお、 Generated— bits は第 2のプレエンコード 2における 発生符号量を表しており、 QP_precodel は、 予測量子化パラメータ QP dを、 QP_precodel-lは予測量子化パラメータ QPd より' 「1」 小さい量子化パラメ一 タ QPを表している。
DiffRano_l = (Generated_bits(QP_precode 1 - 1) -
Generated— bits(<¾P—precodel ) / Generated— bits((¾P—precodel) 量子化パラメータ QPが 「1」 加算されたときに、 高精度発生符号量が何％変 わるかを表す Difffiatio— 2を、 第 2のプレエンコード 2の結果から以下のよう にして求める。 QP_precodel+lは予測量子化パラメータ QPdより 「1」 大きい. 量子化パラメータ QPを表している。 Diff atio一 2 = (Generated_bits(QP_precode l) -
Generated_bits(QP_precodel+l))/ Generated— bits(QP—precode 1+1) 予測量子化パラメータ QPdの近傍における高精度発生符号量の変動率
DiffRatio 、 以下のようにして求める。
DiffRatio = (DiffRatio— 1 + DiffRatio— 2) / 2 すなわち、 予測量子化パラメータ QPdから正負の方向にそれぞれ 「1」 だけ 変化したときの発生符号量の変動の平均値として DiffRatioを算出する。
DeltaQPを、 高精度発生符号量が目標符号量に最も近い量子化パラメータ QP と予測量子化パラメータ QPd (QPj)recodel) との差の絶対値とすると、 目標 符号量に最も近い高精度発生符号量に対応する量子化パラメータ QPが予測量子 化パラメータ QPd より 1だけ小さい量子化パラメータ QP (QPjrecodel-l) より小さいときには、 高精度発生符号量が目標符号量に最も近い量子化パラメ一 タ QPの高精度発生符号量 （Generated— bits(QP) ) を以下のように算出する。
Generated— bits(QP)
二 Generated— bits(QP_precode 1-1) X (1.0 + DiffRatio) A(DeltaQP-l) 目槔符号量に最も近い高精度発生符号量に対応する量子化パラメータ . QPが予 測量子化パラメ ータ QPd よ り 1 だけ大きい量子化パラ メ ータ QP (QP_j>recodel+l) より大きいときには、 高精度発生符号量が目標符号量に最 も近い量子化パラメータ QP の高精度発生符号量 （Generated— bits(QP) ) を以 下のように算出する。 Generated— bits(QP)
= Generated— bits(QP jrecodel+l) X (1.0 - Diff atio) A (DeltaQP- 1) すなわち、 符号量制御部 4は、 予測量子化パラメータ QPd の前後の量子化パ ラメータ QP を用いたときの高精度発生符号量に対し、 予測量子化パラメータ QPd を中心に量子化パラメータ QP の値が 「1」 だけ変化したときの変動率に 応じた符号量だけ増減させる。 符号量制御部 4は、 予測量子化パラメータ QPd の近傍の量子化パラメータ QPを用いた場合の高精度発生符号量を高い精度で算 出する,ことができる。
以上のようにして、 符号量制御部 4は、 目標符号量に最も近い量子化パラメ一 タ QP を本エンコードにおいて平均量子化パラメータ （BaseQP) として使用す る基本量子化パラメータ QPMBとして選択することになる。
上述したように、 第 2のプレエンコード部 2では、.第 1のプレエンコード部 1 により推定された予測量子化パラメータ QPd (QPjrecodel) と、 ひとつ大き い 量子化パラメータ QP (QP_precodel+l) , ひとつ小さい量子化パラメータ QP (QP_precodel-l) でプレエンコードする。 ここで、 回路規模削減のため、 前述したように、 量子化部 2 3とェントロピー符号長計算部 2 4のみ並列化し、 その他の処理は共用する。
このとき、 画面内予測処理で使用する ーカルデコード. (Local Decode) pf は、 第 1のプレエンコード部 1の結果に基づいて推定された予測量子化パラメ一 タ QPd ( QP_precodel ) で量子化したデータとする。 つまり、 逆量子化と IDCT で処理されるデータは、 予測量子化パラメータ QPd (QP Drecode l) の 量子化の出力である。 これは、 予測量子化パラメータ QPd の前後の量子化パラ メータ Q? (QP_precodel+l、 QP_precodel"l) を使うプレエンコードの画面内 予測処理の入力を、 自分自身のローカルデコード （Local Decode) 画ではなく、 予測量子化パラメータ QPd ( QPjrecodel ) の口一力ルデコード （ Local Decode) 画で代用することを意味する。 このように、 符号量制御部 4は、 第 1 のプレエンコード部 1の結果に基づく 低精度発生符号量の予測により、 低^!度発生符号量が目標符号量に最も近くなる 可能性が極めて高い予測量子化パラメータ QPd及びその前後の量子化パラメ一 タ QPによって本エンコードと同様の符号化によつて高精度発生符号量を算出す る。 これにより、 符号量制御部 4は、 予測量子化パラメータ QPd及びその前後 の量子化パラメータ QPを用いた場合の高精度発生符号量をほぼ正確に算出する ことができる。 さらに本発明は、 狭い範囲内では量子化パラメータ QPの変化に 伴う高精度発生符号量の変動率がほぼ一定であることに着目した。 符号量制御部 4は、 予測量子化パラメータ QPd及びその前後の量子化パラメータ QPにおけ る高精度発生符号量の変動率に基づいて、 予測量子化パラメータ QPd の近傍の 量子化パラメータ QPを用いたときの高精度発生符号量を算出する。 これにより 符号量制御部 4は、 予測量子化パラメータ QPd の近傍の量子化パラメータ QP についても、 ほぼ正確に高精度発生符号量を 出することができる。
[ 1 - 4 . 本ェンコ一ド]
本エンコード部 3は、 第 2のプレエンコード部 2の結果に基づいて得られる基 本量子化パラメータ QPMB、 並びに第 1のプレエンコード部 1の結果に基づいて 得られる予測量子化行列 Q Matrix, アクティビティグループ、 画面内予測モー ド等を使用して本エンコードを行う。 即ち、 本エンコード部 3は、 ディレイバッ ファ 6を介して遅延処理された入力画像 9 1を受けると、 画面内予測処理部 3 1 では第 1のプレエンコード時に決定された画面内予測モードで、 予測画像と入力 画像 9 1との差分画像データが計算される。 DCT部 3 2は DCT処理を行い、 量子化部 3 3は DCT係数の量子化を行う。 量子化部 3 3の出力 （量子化係数） は逆量子化部 3 7にも送られる。 逆量子化部 3 7は、 量子化係数を逆量子化して DCT係数を再生する。 そして、 . IDCT部 3 6は DCT係数を IDCT変換し、 予測 画像を生成し、 バッファ 3 5に保存する。
こうして、 前述したような DCT 部 3 2による DCT、 量子化部 3 3による DCT係数の量子化を経て、 エントロピー符号化部 3 4によりエントロピー符号 化がなされ、 目標符号量とされた出力ス トリーム 9 2が出力される。
[ 1 - 5 . まとめ]
このように、 この実施の形態に係る画像符号化装置 1 0 0では、 第 1のプレエ ンコード部 1による第 1のプレエンコードにおいて、 複数の選択量子化パラメ一 タ QP1 でエンコードした時の低精度発生符号量を粗く計算することにより、 目 標符号量になる予測量子化パラメータ QPdを見積もる。
このとき、 第 1のプレエンコード部 1は、 任意の間隔の選択量子化パラメータ QP1でェンコ一ドした場合の発生符号量を計算するために、 並列にェンコ一ドを 行うこととしている。
一般的には、 並列にエンコードを行うためには、 回路規 '摸が非常に大きくな'つ てしまうが、 この実施の形態では、 回路規模削減のために並列エンコードを実現 しつつ、 出来るだけ共通に処理を行うようにして問題を解消している。
即ち、 より具体的に、 第 1のプレエンコード部 1は、 先に説明したように、 量 子化部 1 4とェントロピー符号長計算部 1 5のみ並列に設け、 他の処理は共用す る。 また、 逆量子化部、 IDCT部、 バッファを削減するために、 予測画像として 入力画像を用いて、 画面内予測処理を行うこととしている。
一方、 エントロピー符号化で CABAC を用いる場合、 高いビットレートでは、 処理できない事である。 即ち、 第 1のプレエンコード部 1は、 仮にエントロピー 符号化で CABAC を用いる場合、 符号量予測のために、 ある量子化パラメータ QPで符号量計算を行おうとしたとき、 その量子化パラメータ QP での符号量が 大きい場合 （すなわち量子化係数における各値が大きい場合） 、 発生符号量を予 測することが出来ない。
CABAC は l bit 毎に確率計算を行ってデータを圧縮してぃくェントロピー符 号化方式である。 l bit ずつ処理するということは、 符号量が多くなると処理時 間が長くなることを意味し、 一定の時間内 （例えば 1フレームの時間） に処理が 終了しなくなる。 よって、 第 1のプレエンコード部 1は、 仮にエントロピー符号 化で CABAC を用いる場合、 符号量が多い場合は、 エントロピー符号化後の発 生符号量を計算することができなくなり、 高いビットレートにおいて発生符号量 を予測することができないのである。 .
この点、 第 1の実施の形態において、 第 1のプレエンコード部 1は、 符号量計 算に CAVLCを用いる。 このように、 第 1のプレエンコード部 1では、 回路規模 を削減し、 処理を削減し、 簡略化したプレエンコードを行うことで、 低精度発生 符号量を粗く見積もる。 そして符号量制御部 4は、 目標符号量に近い低精度発生 符号量を有する量子化パラメータ QPを予測量子化パラメータ QPd として選択 する。
第 2のプレエンコード部 2では、 第 1のプレエンコード部 1による予測量子化 パラメータ QPd の推定が誤差を持っていることに鑑み、 再度プレエンコードす ることで、 量子化パラメータ QP推定の精度を上げる。 即ち、 第 1のプレエンコ ード部 1により大まかに見積もった予測量子化パラメータ QPd の周辺の量子化 パラメータ QPで、 再度プレエンコードすることにより高精度発生符号量を取得 し、 目標とする高精度発生符号量に一番近い量子化パラメータ QPを再度求める。 エン ロピー符号長計算は、 本エンコードと同じ方式 (CABAC 又は CAVLC)を 用いる。
尚、 画面内予測処理の入力 （ローカルデコード画像） が異なる事による誤差は 存在するが、 量子化パラメータ QPが略同じ値であり、 エンコードによる歪も略 同じ量であるので、 無視できるものとする。
[ 1 - 6 . 処理手順] ' 以下、 図 3のフローチャートを参照して、 本発明の一実施の形態に係る画像符 号化装置 1 0 0による符号化の処理手順 R T 1を詳細に説明する。 この処理手順 の一部または全部は、 一実施の形態に係る画像符号化方法にも相当する。
先ず、 アクティビティ計算部 1 6は、 MB毎にアクティビティを計算じ、 その 値に応じて MBをアクティビティグループに分ける （ステップ S 1 ) 。
続いて、 画面内予測モード決定部 1 1は、 入力画像 9 1-に基づいて画面内予測 モードを決定する （ろテツプ S 2 ) 。 この画面内予測モードは、 第 2のプレエン コード部 2による第 2のプレエンコード、 本ェンコ一ド部 3による本ェンコ一ド でも使用される。
次に画面内予測処理部 1 2は、 予測画像と入力画像と.の差分画像データを計算 する。 ここでの予測画像は、 処理を削減するため入力画像 9 1が用いられる。 次 いで、 DCT部 1 3は、 整数精度 DCTを行い、 DCT係数を量子化部 1 4に送出 する （ステップ S 3 ) 。
量子化部 1 4は、 任意の間隔の複数の選択量子化パラメータ QP 1をピクチャ の平均量子化パラメータ （BaseQP) として DCT係数値を量子化する。 ェント 口ピー符号長計算部 1 5は、 量子化係数を可変長符号化し、 符号長計算を行うこ とで、 選択量子化パラメータ Q P 1 ごとの発生符号量を取得する （ステップ S 4 ) 。 この時、 MBの量子化パラメータ QPは、-前述したようにアクティビティ を考慮した値が与えられて、 エンコードされる。 即ち、 前述したように、 MBの 量子化パラメータ QP は、 ピクチャの平均量子化パラメータ （BaseQP) に対し て、 ァクティビティグループに依存したオフセットを加えることで求められる。 尚、 適応的な量子化行列 Q Matrix切り替え処理に対応させる場合には、 上記 の処理を量子化行列 Q Matrix毎に行う。 つまり、 量子化行列 Q Matrix毎に、 離散的な （飛び飛びの） 値の選択量子化パラメータ QP1 でプレエンコードを行 つて、 1ピクチャ分の発生符号量を取得する。 この時、 量子化行列 Q Matrix毎 に量子化パラメータ QPの取り得る範囲をカバーするように選択量子化パラメ一 タ QP1を選択する。
次に符号量制御部 4が、 第 1のプレエンコード部 1によって算出された発生符 号量の補正処理を行い、 低精度発生符号量を算出する。 符号量制御部 4は、 プレ ェンコ一ドを簡略化したことによる誤差の補正を行うと共に、 補間処理により、 選択量子化パラメータ QP1 以外の量子化パラメータ QP に対応する低精度発生 符号量を算出する （ステップ S 5 ) 。
符号量制御部 4は、 各量子化行列 Q Matrixに対し、 ステップ S 5の処理を実 行し、 量子化行列 Q Matrix ごとの低精度発生符号量を算出する （ステップ S 6 ) 。 以上の処理で、 必要となる全ての量子化パラメータ QPに対する低精度発 生符号量が求められるので、 その中で目標符号量に最も近い低精度発生符号量を 生成し得る量子化パラメータ QP のうち、 傾斜の最も小さい量子化行列 Q Matrixを予測量子化行列 Q MatrixDとして選択する。 さらに符号量制御部 4は、 予測量子化行列 Q MatrixDに対応する目標符号量に最 ^近い低精度発生符号量 を生成し得る量子化パラメータ QPを予測量子化パラメータ QPd として選択す る。 （ステップ S 7 ) 。 また、 上記の様に量子化行列 Q Matrixを選択すること で、 取り得る量子化パラメータ QPの範囲を限定することになり、 第 1のプレ ンコード部 1で低精度発生符号量を算出する際の選択量子化パラメータ QP1 の 範囲を減らすことが可能になる。 これが、 第 1のプレエンコード部 1にて決定さ れた予測量子化行列 Q MatrixDと'予測量子化パラメータ QPdとなる。
続いて、 第 2のプレエンコード部 2による発生符号量取得処理を行う （ステツ プ S 8〜S 1 0 ) 。 この第 2のプレエンコード部 2の目的は、 第 1のプレエンコ ード部 1による予測量子化パラメータ QPd の推定が誤差を持っていることに鑑 みて、 再度プレエンコードすることで、 基本量子化パラメータ QPMB推定の精度 を上げることにある。
即ち、 第 1のプレエンコード部 1の結果により大まかに見積もった予測量子化 パラメータ QPdの周辺の量子化パラメータ QPで、 再度プレエンコードするこ とにより高精度発生符号量を取得し、 目標符号量に一番近い量子化パラメータ QP を再度求める。 エン トロ ピー符号長計算は、 本エンコードと同じ方式 (CABAC又は C AVLC)が用いられる。
具体的には、 第 1のプレエンコード部 1.の結果により決定された画面内予測モ 一ドを用いて画面内予測処理部 2 1による画面内予測処理及び DCT部 2 2によ る DCT を行う （ステップ S 8 ) 。 第 2のプレエンコード部 2は、 画面内予測で 使用するローカルデコード画像 （予測画像），として、 第 1のプレエンコード部 1 の結果により推定された予測量子化パラメータ QPd (QP_precodel) で量子化 したローカルデコード画像を共用する。 量子化に際しては、 第 1のプレエンコード部 1の結果により決定された予測量 子化パラメータ QPd (QP^recodel) 、 量子化行列 Q Matrix及びァクティビテ イグループ （Activity Group) が用いられる。 量子化部 2 3— 1には予測量子化 パラメータ QPd (QP_precodel) が設定され、 量子化部 2 3— 2には予測量子 化パラメータ QPd よりも「1」 だけ小さい量子化パラメータ QP (QP_precodel- 1 ) が設定され、 量子化部 2 3— 3には予測量子化パラメータ QPd より も 「 1」 だけ大きい量子化パラメータ （QP_precodel+l) が設定される。
さらに、 MB の量子化パラメータ （QP) には、 アクティビティを考慮した値 が与えられてエンコードされる。 以上の第 2のプレエンコードにより、 1ピクチ ャの高精度発生符号量を取得することができる （ステップ S 9 ) 。
続いて、 符号量制御部 4は、 第 2のプレエンコード部 2 基づいて得られた高 精度発生符号量から基本量子化パラメータ QPMBを決定する （ステップ S 1 0 ) 。 続いて、 本ェンコ ド部 3が本エンコードを行う （ステップ S 1 1 ) 。 本ェン コードでは、 第 2のプレエンコード部 2の結果により決定されたピクチャの基本 量子化パラメータ QPMB、 第 1のプレエンコード部 1の結果により決定された予 測量子化行列 Q MatrixD; Activity Group を使用してェンコ一ドを行う。 こう して符号化に関わる一連の処理を終了する。
以下、 図 4のフローチャートを参照して、. 画像符号化装置 1 0 0による符号化 の処理手順 R T 1のステップ S 7において実行される Q Matrix決定処理手順 R T 2について更に説明する。
この処理を開始すると、 符号量制御部 4は、 先ず Id を ld=0 にィニシャライ ズした後 （ステップ S 2 1 ) 、 Id の値の小さい量子化行列 Q-Matrix から、 低 精度発生符号量が目標符号量に最も近い量子化パラメータ (QP) と、 量子化行 列 Q-Matrixにおいて取り得る最大の量子化パラメータ QP (QMatrixTheshold [Id] ) とを比較する （ステップ S 2 2 ) 。 そして、 符号量制御部、 4は、 Id 番 目の量子化行列 Q-Matrixでの低 t度発生符号量が目標符号量に最も近い量子化 パラメータ （QP) 力 S QMatrixTheshold[Id]より小さければ、 現在の量子化行列 Q-Matrix を予測量子化行列 Q MatrixD に決定する。 さらに符号量制御部 4は、 予測量子化行列' Q MatrixDにおける低精度発生符号量が目標符号量に最も近い 量子化パラメータ （QP) を予測量子化パラメータ QPdに決定すると （ステップ S 2 3 ) 、 Q Matrix決定処理手順 R T 2を終了する。
一方、 ステップ S 2 2において、 符号量制御部 4は、 Id番目の量子化行列 Q- Matrix での低精度発生符号量が目標符号量に最も近い量子化パラメータ （QP) 力 S QMatrixTheshold[Id]以上であれば、 Id をインクリメント （ステップ S 2 4 ) する。 符号量制御部 4は、 Id=量子化行列 Q-Matrix 'の総数よりも 「1」 小 さレヽ （ NumOfQMatrixId- 1) であるか否かを判断する （ステップ S 2 5 ) 。 そ して、 Id = NumOfQMatrixId- 1 でなければステップ S 2 2に戻り、 次の量子化 行列 Q-Matrix をチェックする。 一方、 Id = NumOfQMatrixId- 1 であれば、 一 番急峻な傾斜を有する量子化行列 Q-Matrix (ID NumOfQMatrixId の量子 化行列 Q-Matrix) が選択され （ステップ S 2 3 ) 、 Q Matrix決定処理手順 R T 2を終了する。
この図 4の Q Matrix決定処理手順 R T 2により、 符号量制御部 4は、 量子化 行列 Q-Matrix毎に、 取り得る最大の量子化パラメータ QPを設定して、 傾斜の 緩やかな量子化行列 Q-Matrixから順に、 低精度発生符号量が目標符号量に最も 近いと推定された量子化パラメータ QPに対応する低精度発生符号量が目標符号 量に本当に近い値を示すか否かを判断する。 そして、 近い値であれば対応する量 子化行列 Q-Matrixを本ェンコ一ドで用いる予測量子化行列 Q MatrixD として 決定することになる。
以上説明したように、 本発明の一実施の形態では、 ピクチャ単位の 2回のプレ エンコードを実施する。 そして、 画像符号^^装置 1 0 0は、 効率向上のためには、 処理量が増大し、 それに起因してェンコ一ドの回路規模が増大するとの問題を解 消するために、 回路一部共有化による部分的並列構成を採用する。 これにより、 プレエンコーダの構成を簡略化しつつ、 該簡略化に伴う誤差を統計データで補正 する。 従って、 画像符号化装置 1 0 0は、 1ピクチャに与えられた目標符号量に、 画 面内 Feed Back制御を行わずに本ェンコ一ドにおいて発生する本ェンコ一ド発 生符号量を合わせ込むことが可能になる。 これにより、 画像符号化装置 1 0 0は、 Feed Back パラメータの不適切な初期値による弊害や、 不適切な目標符号量配 分など、 Feed Back 制御の問題を取り除くことが可能になる。 その結果、 画像 符号化装置 1 0 0は、 目標符号量に本エンコード発生符号量を一致させ、 視覚特 性を考慮した符号量配分、 つまり適切な量子化パラメータの決定が可能となる。 なお、 本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、 その趣旨を逸 脱しない範囲で種々の改良や変更が可能である。
たとえば、 上記画像符号化装置 1 0 0及び画像符号化方法は、 該装置に実装さ れるコンピュータプログラム或いは該プログラムを記録した記録媒体、 該方法を 実施するコンピュータプログラム或いは該プログラムを記録した記録媒体として の実施も可能である。
[ 1 - 7 . 動作及び効果]
以上の構成によれば、 画像処理装置としての画像符号化装置 1 0 0は、 入力画 像 9 1が簡易な処理により符号化されてなる簡易符号化データである DCT係数 を、 量^化因子である量子化パラメータ QPから離散的に選択された選択量子化 パラメータ QP1 に基づいて入力画像である入力画像 9 1を少なくとも量子化す ることにより入力画像 9 1を符号化し、 符号化による入力画像 9 1の発生符号量 を算出する。
画像符号化装置 1 0 0は、 符号化による入力画像の発生符号量における簡易な' 処理に応じて発生する誤差を補正し、 低精度発生符号量を算出する。
画像符号化装置 1 0 0は、 選択量子化パラメータ QP1 に基づいて入力画像 9 1が符号化されたときの低精度発生符号量に対する補間処理により、 選択量子化 パラメータ QP1以外の量子化パラメータ QP に基づいて入力画像 9 1が符号化 されたときの低精度発生符号量を算出する。
これにより、 画像符号化装置 1 0 0は、 全ての量子化パラメータ QPを符号化 しなくても、 当該全ての量子化パラメータ QPに基づく低精度発生符号量を算出 することができ、 低精度発生符号量の算出を簡易にすると共に、 算出回路を削減 することができる。
画像符号化装置 1 0 0は、 選択量子化パラメータ QP1 に基づく符号化及び補 間処理により算出された低精度発生符号量に基づいて、 入力画像 9 1を符号化し たときの本ェンコード発生符号量が目標符号量に最も近いと予測される量子化パ ラメータ QPを基本量子化パラメータ QPMBとして決定する。 画像符号化装置 1 0 0は、 本ェンコ一ド部 3により基本量子化パラメータ QPMBに基づいて入力画 像 9 1を符号化 （本ェンユード） する。
これにより、 画像符号化装置 1 0 0は、 簡易な処理により生成された低精度発 生符号量に基づいて基本量子化パラメータ QPMBを決定することができるため、 基本量子化パラメータ QPMBを決定するための処理を簡易化することができる。 < 2 . 第 2の実施の形態 >
図 5〜図 6に示す第 2の寒施の形態においては、 図 1〜図 4に示した第 1の実 施の形態と対応する箇所に同一符号を附して示すように、 画像符号化装置 2 0 0 における本エンコード部 3が、 実際に発生した本ェンコ一ド発生符号量に応じて フィードバック制御を行う点が、 第 1の実施の形態と異なっている。
[ 2— 1 . 本エンコードにおけるフィードバック制御]
画像符号化装置 2 0 0は、 第 1の実施の形態と同様、 本エンコード発生符号量 が目標符号量に最も近くなると予測される基本量子化パラメ一.タ QPMBを用いた フィードフォワード制御により、 本エンコードを実行する。 このため、 画像符号 化装置 2 0 0は、 殆どの場合、 本エンコード発生符号量を目標符号量に抑えるこ とができる。 しかしながら、 画像符号化装置 2 0 0は、 ごく稀に高精度発生符号 量の算出を失敗し、 不適切な基本量子化パラメータ QPMBを選択してしまう場合 がある。 そこで、 画像符号化装置 2 0 0は、 かかる場合に対処するべく、 本ェン コード発生符号量のフィードバック制御により、 本ェンコ一ド発生符号量を目標 符号量に確実に抑えるようになされている。 なお、 第 2の実施の形態において、 符号量制御部 4は、 例えば高精度発生符号量が目標符号量を超えず、 かつ高精度 発生符号量が目標符号量に最も近い量子化パラメータ QPを基本量子化パラメ一 タ QPMBに決定する。 これにより、 符号量制御部 4は、 本エンコード発生符号量 が目標符号量より少し小さくなるように基本量子化パラメータ QPMBを決定して いる。
図 5に示すように、 画像符号化装置 2 0 0は、 H.264/AVC (Advanced Video Coding;高度動画像圧縮符号化標準） などに代表される画像圧縮方式に従い、 符 号量制御を行う際に、 ピクチャ内で良好な符号量分布を実現し、 且つ、 Picture 固定長符号化を実現するために、 以下の処理を実施する。
• 画像符号化装置 2 0 0は、 3passエンコードの本エンコードにおいて、 画面 内フィードバッグ （Feed Back) によるレート'制御を行い、 符号量を一定値以下 に抑える。
• 画像符号化装置 2 0 0は、 フィードバック制御による量子化パラメータ QP の不要な変動を抑えるため、 ピクチャごとの発生符号量が目標符号量を超えない と予測される場合には、 視覚特性 （アクティビティ） によってのみ、 使用する量 子化パラメータ QP (使用量子化因子） を基本量子化パラメータ Q P MBから変更 する。 すなわち、 画像符号化装置 2 0 0は、 基本量子化パラメータ Q P M Bを平 均ピクチャ BaseQP としたときの適応量子化パラメータ QP tを、 使用する量子 化パラメータ QPとする。
• 画像符号化装置 2 0 0は、 フィードバック制御により、 本ェンコ一ド発生符 号暈が目標符号量を超えてしまう と予測される場合、 平均量子化パラメータ BaseQPを基本量子化パラメータ QPMB力、ら変更する。 このとき、 画像符号化装 置 2 0 0は、 平均量子化パラメータ BaseQP の不要な変動を抑えるため、 量子 化パラメータ QPが大きくなる方向にのみ （すなわち発生符号量が小さくなる方 向にのみ） 平均量子化パラメータ BaseQP を変更する。 この結果、 画像符号化 装置 2 0 0は、 変更された平均量子化パラメータ BaseQP に基づく適応量子化 パラメータ QPt を使用する量子化パラメータ QP とする。 なお一旦大きい方向 に変更された平均量子化パラメータ BaseQP は、 小さくなる方向に戻ることは ない。
具体的に、 画像符号化装置 2 0 0の本エンコード部 3は、 第 2のプレエンコー 'ド部 2の結果に基づいて決定された基本量子化パラメータ QPMBを平均量子化パ ラメータ BaseQP とし、 第 1のプレエンコード部 1により決定された量子化行 列 Q Matrix, Activity Grou を使用してエンコードを行う。 この時、 画像符号 化装置 2 0 0は、 目標符号量を越えることが無い様に平均量子化パラメータ BaseQPをフィードバック制御する。
画像符号化装置 2 0 0の符号量制御部 4は、 複数の MB からなるフィードバ ック制御単位 FeedBackUnit ごとに、 フィードバック制御を実行する。 符号量 制御部 4には、 ェントロピー符号化部 3 4から出力ス トリーム 9 2の発生符号量 が供給される。 符号量制御部 4は、 第 2のプレエンコードの予測量子化パラメ一 タ QPd (QP_precodel) での MB毎の発生符号量 （つまり、 量子化部 2 3— 1、 エントロピー符号長計算部 2 4— 1の出力） を用い、 ピクチャごとの目標符号量 (以下、 これをピクチャ目標符号量と呼ぶ） から、 フィードバック制御単位 FeedBackUnit 毎の目標符号量'（以下、 これをフィードバック目標符号量と呼 ぶ） を算出する。
いま、 第 2のプレエンコード部 2の結果に基づくフィードバック制御単位 ( FeedBackUnit ) の 高 精 度. ¾ 生 符 号 量 を PrecodeGeneratedBits_FeedBackUnit[no]、 第 2のプレエンコー ド部 2の結果 に基づくピクチャごとの高精度発生符号量を PrecodeGeneratedBitsとすると、 フ ィ ー ドバッ ク制御単位 FeedBackUnit のフ ィ ー ドバ ッ ク 目標符号量 ( TargetBit— FeedBackUnit [no] ) は次式で求め られる。 なお、 no は FeedBackUnitの番号 (0〜 FeedBackUnit個数- 1)、 TargetBitはピクチャ目標 符号量である。
TargetBit_FeedBackUnit[no] =TargetBit X Pre co de Ge ner ate dBit s_Fe e dB ackUnit [no]
I PrecodeGeneratedBits すなわち、 符号量制御部 4は、 フィードバヅク制御単位の高精度発生符号量 (PrecodeGeneratedBits— FeedBackUnit[no] ) のピクチャの高精度発生符号量 ( PrecodeGeneratedBits ) に対する割合に対し、 ピクチャ 目標符号量 TargetBit を乗算する こ と に よ り 、 フ ィ ー ドノく ッ ク 目 標符号量 (TargetBit_FeedBackUnit[no]) を算出する。
具体的に、 画像符号化装置 2 0 0の符号量制御部 4は、 以下の様な処理を行う。
( 1 ) 符号量制御部 4は、 エンコードを前半処理、 後半処理に分け、 前半処理 ではフィードバック制御を行わない。 符号量制御部 4は、 プレエンコードのフィ 一ドバック制御単位 （FeedBackUnit) の符号量比によりフィードバック制御単 位 （FeedBackUnit) の目標符号量を決定している。 この符号量比は、 量子化パ ラメータ QPの変動により変化する。 よって、 画像符号化装置 2 0 0は、 ェンコ ード前半の発生符号量が少ない時点でフィードバック制御を行うと、 不必要な平 均量子化パラメータ BaseQP の変更を行ってしまう可能性がある。 言い換える と、 画像符号化装置 2 0 0は、 本エンコード発生符号量がピクチャ目標符号量に 近くなるよう、 基本量子化パラメータ Q P M Bを選定している。 従って、 ピクチ ャの早い段階で平均量子化パラメータ BaseQP を変動させてしまうと、 本ェン' コード発生符号量とピクチャ目標符号量とが乖離してしまう可能性が生じてしま うためである。
( 2 ) 符号量制御部 4は、 暈子化パラメータ QPの安定化と、 本エンコード発 生符号量を目標符号量以下に抑えることの両面から前半処理、 後半処理の切り替 えタイミングを判定する。 すなわち、 符号量制御部 4は、 （a ) 及び （b ) に示 す以下に示す条件のうちのいずれか一方を満たす場合に、 後半処理に移行する。
( a ) 符号量制御部 4は、 ピクチャを一定割合以上エンコードしている、 換 言すれば、 一定数以上の MB をエンコードし終えとき、 後半処理に移行する。 量子化パラメータ QPを安定化させるためである。
( b ) 符号量制御部 4は、 エンコードしていない部分 （MB) で使用できる 残り符号量 （ピクチャ目標符号量からその時点までの本ェンコード発生符号量を 減算した値） と、 エンコードしていない部分 （MB) の目標符号量 （ピクチャ目 標符号量からその時点までのフィ,一ドバック目標符号量を減算した値） とを比較 する。 残り符号量が一定割合以下になると、 後半処理に移行する。 本エンコード 発生符号量を目標符号量以下に抑えるためである。
この （2 ) ( b ) の条件を式で表すと以下のようになる。
(TargetBit— Generate dBits_Accum)
< (TargetBit― TargetBit_Accum) X ThresholdRatio ここで、 TargetBit_Accum、 GeneratedBits_Accum は、 それぞれこの時点ま でのフィードバック目標符号量 （TargetBit— FeedBackUnit[no]) 、 フィードバ ック制御単位の本ェンコード発生符号量 (GeneratedBits_FeedBackUnit[no]) の積算値である。 また、 ThresholcjlRatio は、 許容できるずれの割合である。 本 ェンコ一ド発生符号量が目標符号量になっている場合、 残り符号量とェンコ一ド していない部分の目槔符号量がイコールとなる。 一方、 本エンコード発生符号量 が目標符号量をオーバーしている場合、 残り符号量がェンコ一ドしていない部分 の目標符号量よりも小さくなる。 例えば、 符号量制御部 4は、 残り符号量がェン コードして.いない部分の目標符号量の ThresholdRatio倍未満になったとき、 後 半処理に移行する。 符号量制御部 4,は、 発生符号量が目標符号量を必ず下回るよ うに制御する場合、 ThresholdRatio を 1未満に設定する。 これにより、 符号量 制御部 4は、 エンコードが終了した部分の発生符号量が目標符号量を下回り、 か つ当該目標符号量に近づいてきた'ときに後半処理に移行することができる。 また、 符号量制御部 4は、 発生符号量が目標符号量の近傍になるよう制御する場合、 こ の ThresholdRatio を 1超に設定する。 これにより、 符号量制御部 4は、 ェンコ 一ドが終了した部分の発生符号量が目撢符号量を一定の比率以上で上回ったとき に後半処理に移行することができる。 もちろん、. ThresholdRatio を 「1」 に設 定することも可能である。 ·
これにより、 '符号量制御部 4は、 目標符号量 実際の本ェンコ一ド発生符号量 が乖離する前に、 フィードバック制御に入ることができ、 残り.符号量が少なすぎ て本ェンコ一ド発生符号量が制御できなくなることを確実に防止することができ る。
言い換えると、 符号量制御部 4は、 本エンコード発生符号量の少ないうちは、 残り符号量の絶対量が大きいため、 目標符号量と本ェンコ一ド発生符号量が極め て大きく乖離しない限り、 条件を満たすことはなく、 後半処理に移行してフィー ドバック制御に入ることはない。 符号量制御部 4は、 本エンコード発生符号量が. 大きくなつてきたら、 残り符号量の絶対量が小さいため、 目標符号量と本ェンコ 一ド発生符号量が小さく乖離しただけでも条件を満たすことになり、 後半処理に 移行して、 フィードバック制御に入ることになる。
( 3 ) 符号量制御部 4は、 後半処理において、 ピクチャごとの本エンコード発 生符号量がピクチャ目標符号量を超えると予想した場合にのみ、 平均量子化パラ メータ BaseQP を基本量子化パラメータ QPMBより大きくする方向に変更する。 符号量制御部 4は、 平均量子化パラメータ BaseQP を大きくする場合には、 一 回のフィードバック処理 （すなわちフィードバック制御単位ごと） で、 平均量子 化パラメータ BaseQP を 「1」 のみ変化させる。 これにより、 符号量制御部 4 は、 過剰な平均量子化パラメータ BaseQP の変化.を抑えるようになされている。 符号量制御部 4は、 以下の （a ) 又は （b ) めいずれかの条件に当て嵌まる場 合、 ピクチャごとの本ェンコ一ド発生符号量がピクチャ目檫符号量を超えると予 想し、 平均量子化パラメータ BaseQPを大きく十る。
( a ) 符号量制御部 4は、 フィードバック制御単位のエンコードが終了した 時点で直前 （処理を終えた直後） のフィードバック発生符号量を確認し、 フィー ドバック発生符号量 （GeneratedBits_FeedBackUnit[cur] ) とフィードバック 目標符号量 （TargetBit_FeedBackUnit[cur]) とを次式に従って比較する。
GeneratedBits_FeedBackUnit[cur] > TargetBit_FeedBackUnitlcur] フィードバック発生符号量 （GeneratedBits_FeedBackUnit[cur] ) がフィー ドバック目標符号量 （TargetBit_FeedBackUnit[cur]) より大きいことは、 発生 符号量が増大する傾向にあるため、 以降のェンコ一ドにおいて生じる本ェンコ一 ド発生符号量が目標符号量を超える可能性があることを示唆している。 このとき、 符号量制御部 4は、 平均量子化パラメータ BaseQP を大きくするか否かを判別 する。 このときの条件を以下に示す。
符号量制御部 4は、 この時点でエンコードが終了した部分についての目標符号 量から発生符号量を減算することにより、 発生符号量の余り SurplusBits を以 下の様に計算する。
SurplusBits ― TargetBit一 Accum ― Generate dBits_Accum 符号量制御部 4は、 次のフィードバック制御単位において本ェンコ一ド発生符 号量が目標符号量を超えると予測した場合にのみ、 平均量子化パラメータ BaseQPを大きくする。 ·
符号量制御部 4は、 次のフィードバック制御単位の目標符^;量に対して次のフ イードバック制御単位でオーバーすると予測される最大の符号量 （以下、 これを 過剰最大符号量と呼ぶ） を、 次のフィードバック制御単位の目標符号量から以下 の様に求める。 ここで、 MaxErrorRatio は、 フィードバック発生符号量がフィ 一ドバック目標符号量に対する誤差として取り得る最大比率である。 '
Tar getBit_Fee dBackUnit [next] X MaxErrorRatio これを元に、 以下の判定を行う
SurplusBits < TargetBit_FeedBackUnit[next] x MaxErrorRatio 符号量制御部 4は、 発生符号量の余り SurplusBits と次のフィードバック制 御単位の過剰最大符号量とを比較する。 符号量制御部 4は、 発生符号量の余り SurplusBits よりも過剰最大符号量が大きい場合、 次のフィードバック制御単位 においてェンコ一ドが終了した部分の本ェンコ一ド発生符号量が目標符号量を超 える可能性があると判別し、 平均量子化パラメータ BaseQPを + 1する。
すなわち、 符号量制御部 4は、. 「直前のフィードバック制御単位の発生符号量 力 直前のフィードバック制御単位の目標符号量より大きい」 且つ、 「この時点 での符号量の余り SurplusBits 、 次のフィードバック制御単位でオーバ す る可能性のある過剰最大符号量より小さい」 とき、 平均量子化パラメータ BaseQPを + 1する。 発生符号量が増大する傾向にあり、 かつ符号量の余りに余 裕がないため、 最終的なピクチャ発生符号量がピクチャ目標符号量を超えてしま うと予測されるからである。 ' 言い換えると、 符号量制御部 4は、 現状維持でも次のフィードバック制御単位 でェンコ一ドが終了した部分の本ェンコ一ド発生符号量が目標符号量を超えない と判断されれば、 平均量子化パラメータ BaseQP を + 1しない。 これにより、. 符号量制御部 4は、 ェンコ一ドが終了した部分の本ェンコ一ド発生符号量が目標 符号量を超えそうな兆候が見られた時でも、 過度に反応することを避け、 平均量 子化パラメータ BaseQP を不要に大きくし過ぎることを防止し、 平均量子化パ ラメータ BaseQPを安定化させ得る。
( b ) 符号量制御部 4は、 （a ) に当て嵌まらない場合、 すなわち 「直前のフ イードバック制御単位の発生符号量が、 直前のフィードバック制御単位の目標符 号量より小さい」 又は 「この時点での符号量の余り SurplusBits 力 次のフィ ードバック制御単位でオーバーする可能性のある過剰最大符号量より大きい」 と き、 発生符号量の余り SurplusBits が負であるかを確認する。 SurplusBits が 負である場合、 ェンコ一ドが終了した時点での本ェンコ一ド発生符号量が目標符 号量を超えてしまっていることを意味している。 このとき、 符号量制御部 4は、 以下の様に、 直前のフィードバック制御単位の目標符号量と発生符号量の比から、 残りの符号化部分での発生符号量の、 目標からのずれを予測する。 符号量制御部 4は、 直前の Feed Back制御単位の目標符号量と発生符号量の 比 Diff_Ratioを以下のように算出する。
Diff— Ratio :
(GeneratedBits— FeedBackUnit[curj - TargetBit— FeedBackUnit[cur])
I TargetBit_FeedBackUnit[cur] 符号量制御部 4は、 残りの符号化部分の目標符号量 TargetBit— Rem を以下の ように算出する。
TargetBit— Rem = TargetBit - TargetBit— Accum 符号量制御部 4は、 残りの符号化部分での発生符号量が、 直前のフィードバッ ク制御単位の目標符号量と発生符号量の比 Diff_Ratio と同一比率でずれると仮 定し、 目標からのずれを、 以下のように算出する。
TargetBit— Rem * Diff— Ratio 符号量制御部 4は、 符号化した部分と符号化してない部分の れを足したもの が、 正であり、 以下の条件を満たす場合、 平均量子化パラメータ BaseQP を +1 する。 (TargetBit— Rem * Diff— Ratio) -SurplusBits > 0 符号量制御部 4は、 「エンコードした部分の発生符号量が、 目標符号量を超え ている」 且つ、 「直前のフィードバック制御単位の目標符号量と発生符号量の比 から求めたピクチャの予測発生符号量が、 ピクチャ目標符号量を超えている」 時、 平均量子化パラメータ BaseQPを + 1する。
すなわち、 符号量制御部 4は、 ある時点で発生符号量が目標符号量を超えてい ても、 目標符号量に対して発生符号量が減少傾向にあるため最終的にはピクチャ 発生符号量がピクチャ目標符号量以下に収まると判断されれば、 平均量子化パラ メータ BaseQPを + 1しない。 '
このように、 画像符号化装置 2 0 0は、 入力画像 9 1を本ェンコ一ドする際、 ピクチャに対する本エンコードを開始した時点ではフィードバック制御を実行せ ず、 一定条件を満たしたときのみ後半処理としてフィードバック制御を実行する。 すなわち、 画像符号化装置 2 0 0は、 原則的にピクチャの後半部分に対しての みフィードバック制御を実行する。 画像符号化装置 2 0 0は、 ピクチャの前半部 分であっても、.ェンコ一ドした部分の発生符号量と目標符号量との比率が一定以 上となる場合には、 以降の発生符号量が目標符号量から乖離する可能性があるた め、 フィードバック制御を実行する。
画像符号化装置 2 0 0は、 フィードバック制御として、 平均量子化パラメータ BaseQPの変動を最小限に抑制するため、 ピクチャごとの本エンコード発生符号 量をピクチャ目標符号量以下に抑えることができないと予測したときのみ、 平均 量子化パラメータ BaseQPを 「1」 だけ増大させる。
すなわち、 画像符号化装置 2 0 0は、 フィードバック発生符号量がフィードバ. ック目標符号量よりも.大きく、 発生符号量が目標符号量よりも増大する傾向があ り、 かつ次のフィードバック制御単位でェンコ一ドした部分の発生符号量,が目標 符号量を超える可能性がある場合、 最終的なピクチャ発生符号量がピクチャ目標 符号量を超えると予測されるため、 平均量子化パラメータ BaseQP を + 1する。 これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 発生符号量が目標符号量よりも増大す る傾向がある場合であっても、 残り符号量に余裕がある場合には、 平均量子化パ ラメータ BaseQP を + 1しないようにでき、 平均量子化パラメータ BaseQP を 不要に増大させずに済む。
さらに、 画像符号化装置 2 0 0は、 平均量子化パラメータ BaseQP を + 1し ていない場合において、 ェンコ一ドした部分の発生符号量が目標符号量を超えて おり、 最終的なピクチャの発生符号量がピクチャ目標符号量を超えると予測され る場合には、 平均量子化パラメータ BaseQPを + 1する。
これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 エンコードした部分の発生符号量が目 標符号量を超えている場合であっても、 発生符号量が減少傾向にあり、 ピクチャ の発生符号量がピクチャ目標符号量を超えないと予測される場合には、 最終的な 平均量子化パラメータ BaseQP を + 1しないようにでき、 平均量子化パラメ一 タ BaseQ を不要に増大させずに済む。
[ 2— 2 . 処理手順] - 以下、 図 6のフローチャートを参照して、 フィードバック制御処理手順 RT 4 について説明する。 この処理を開始すると、 符号量制御部 4は、 プレエンコード で決定された基本量子化パラメータ QPMBを平均量子化パラメータ BaseQP に セットする （ステップ S 3 1 ) 。 続いて、 符号量制御部 4は、 フィードバック制 御単位 FeedBackUnit ごとに入力画像 9 1をェンコ一ドする （ステップ S 3 2 ) 。
続いて、 符号量制御部 4は、 ピクチャにおける全ての MB をエンコードした か否かを判断する （ステップ S 3 3 ) 。 ここで、 符号量制御部 4は、 全ての MB をエンコードした場合には、 終了ステップへ移って処理を終了する。 一方、 符号 量制御部 4は、 全ての MB をエンコードしていない場合には、 次のステップ S 3 4へ移る。 符号量制御部 4は、 一定数以上の MB をエンコードしたか否かを 判断する （ステップ S 3 4 ) 。 これは、 前述したように、 エンコード前半の発生 符号量が少ない時点で、 フィードバック制御を行う と平均量子化パラメータ
BaseQPを不必要に変更する可能性があるからである。
ここで、 符号量制御部 4は、 一定数以上の MB をエンコードしたと判断した 場合には、 ステップ S 3 6に移行する。 一方、 符号量制御部 4は、 一定数以上の MBをエンコードしていないと判断した場合には、 ステップ 3 5に移り、 ェンコ ードしていない部分 （MB) で使用できる残り符号量 （目標符号量からその時点 までの発生符、号量を引いたもの） と、 エンコードしていない部分 （MB) の目標 符号量とを比較し、 残り符号量とェンコ一ドしていない部分の目標符号量との比 率が一定割合以下か否かを判断する （ステップ S 3 5 ) 。 ここで、 符号量制御部 4は、 残り符号量とェンコ一ドしていない部分の目標符号量との比率が一定割合 以下でないと判断した場合には、 現在ェンコ一ド処理.している M Bが後半部分で はなく、 かつェンコ一ドした部分の発生符号量が目標符号量から乖離もしていな いため、 ステップ S 3 2に戻り上記処理を繰り返す。 一方、 使用できる符号量が 一定割合以下であると判断した場合にはステップ S 3 6に移行し、 フィードバッ ク制御を実行する。
続いて、 符号量制御部 4は、 直前のフィードバック制御単位の発生符号量が、 直前のフィードバック制御単位の目標符号量より大きいか否かを判断する （ステ ップ S 3 6 ) 。 ここで、 符号量制御部 4は、 直前のフィードバック制御単位の発 生符号量が、 直前のフィードバック制御単位の目標符号量より大きいと判断した 場合には、 この時点での符号量の余りが、 次のフィードバック制御単位でオーバ 一する可^性があるか否かを判断する （ステップ S 3 7 ) 。 符号量制御部 4は、 直前のフィードバック制御単位の発生符号量が、 直前のフィードバック制御単位 の目標符号量より小さい場合には、 ステップ S 3 9へ移る。
符号量制御部 4は、 この時点での符号量の余りが、 次のフィー バック制御単 位でオーバーする可能性があると判断した場合、 平均量子化パラメータ BaseQP を + 1し （ステップ S 3 8 ) 、 ステップ S 3 2に戻る。 一方、 符号量制御部 4は、 この時点での符号量の余りが、 次のフィードバック制御単位でオーバーする可能 性がないと判断した場合、 ステップ S 3 9に進む。
そして、 ステヅプ S 3 9において、 符号量制御部 4は、 エンコードした部分の 発生符号量が、 目標符号量を超えてい,るか否かを判断する （ステップ S 3 9 ) 。 ここで、 符号量制御部 4は、 エンコードした部分の発生符号量が、 目標符号量を 超えていないと判断した場合には、 ステップ S 3 2に戻り、 上記処理を繰り返す。 一方、 符号量制御部 4は、 エンコードした部分の発生符号量が、 目標符号量を 超えていると判断した場合には、 直前のフィードバック制御単位の目標符号量と 発生符号量の比から求めたピクチャの予測発生符号量がピクチャ目標符号量を超 えているか否かを判断する （ステップ S 4 0 ) 。 そして、 符号量制御部 4は、 ピ クチャの予測発生符号量がピクチャ目標符号量を超えていないと判断した場合に は、 ステップ S 3 2に戻り、 上記処理を繰り返す。
_符号量制御部 4は、 ピクチャの予測発生符号量がピクチャ目標符号量を超えて いると判断した場合には、 平均量子化パラメータ BaseQP を + 1し （ステップ S 3 8 ) 、 ステップ S 3 2に戻り、 上記処理を繰り返す。 こうして、 符号量制御 部 4は、 ステップ S 3 3において、 全ての MB をエンコードしたと判断するま で、 この処理を継続する。
以上説明したように、 本実施の形態によれば、 画像符号化装置 2 0 0は、 二分 探索法を用いることなく、 ピクチャをほぼ固定長にして符号化する事が可能にな るため、 回路規模、 消費電力を小さくすることができ、 符号化遅延も短く出来る。 この際、 画像符号化装置 2 0 0は、 フィードバック制御による平均量子化パラメ ータ BaseQP の不要な変動が抑えられるため、 フィードバック翻御を導入して いても、 最適な符号量配分つまり'、 ピクチャ目標符号量にピクチャ発生符号量を 一致させ、 視覚特性を考慮した符号量配分が可能になる。
なお、 本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、 その趣旨を逸 脱しない範囲で種々の改良や変更が可能である。
たとえば、 上記画像符号化装置及び画像符号化方法は、 該装置に実装されるコ ンピュータプログラム或いは該プロ.グラムを記録した記録媒体、 該方法を実施す るコンピュータプログラム或いは該プログラムを記録した記録媒体としての実施 も可能である。
上述した一連の符号化処理は、 ハードウェアにより実行させることもでき、 ま た、 ソフトウェアにより実行させることも可能である。 符号化処理をソフトゥェ ァによって実現する場合、 C P U及び R AMに仮想的に画像符号化装置 1 0 0が 形成される。 そして、 R OMに格納された符号化プログラムを R AMに展開する ことにより、 符号化処理が実行される。
[ 2 - 3 . 動作及ぴ効果]
以上の構成において、 画像符号化装置 2 0 0は、 入力画像 9 1を符号化したと きのピクチャごとの本ェンコ一ド発生符号量がピクチャ目標符号量の近傍になる と予測される基本量子化因子としての基本量子く匕パラメータ QPMBを決定する。 画像 ^号化装置 2 0 0は、 少なくとも基本量子化パラメータ QPMBに基づいて 決定された使用量子^因子としての平均量子化パラメータ BaseQP に基づく適 応量子化パラメータ Qf»t を用いて量子化することにより、 入力画像 9 1をフィ ードバック制御単位ごとに符号化する。 ' .
画像符号化装置 2 0 0は、 符号化された入力画像 9 1の発生符号量をフィード バック制御単位ごとに確認し、 画像単位ごとの発生符号量が画像単位ごとの目標 符号量を超えると予測する場合に、 平均量子化パラメータ BaseQP を増大させ ることにより、 適応量子化 ラメータ QPtの値を増大させる。
これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 ピクチャごとの本エンコード発生符号 量がピクチャ目標符号量の近傍になるよう予め調整された状態において、 限定的 に平均量子化パラメータ BaseQP を増大させるため、 使用する量子化パラメ一 タ QP (適応量子化パラメータ QPt) の値が不要に変動することを防止すること ができる。 '
AVC などの量子化を伴う符号化方式では、 複数回に亘つて符号化を実行する ことによる画質の劣化が確認されている。 この画質の劣化を防止するため、 前回 の符号化の際に使用された量子化パラメータ QPを検出して再度使用するバック サーチと呼ばれる手法が提案されている （例えば特許文献 2参照） 。 特許: ¾：献 2 国際出願番号 P C T/ J P 2 0 0 8ノ 0 6 6 9 1 7。
このバックサーチでは、 予測量子化パラメータ QPd に基づいてバックサーチ の検索範囲を設定することにより、 バックサーチの検索範囲を限定して処理を簡 易にすることができる。
画像符号化装置 2 0 0は、 使用する量子化パラメータ QPの変動を極力抑制す ることができるため、 使用する量子化パラメータ QPがバックサーチの検索範囲 から外れてしまうことを抑制でき、 バックサーチの検出率を低下させずに済む。 画像符号化装置 2 0 0は、 フィードバック制御単位ごとのフィードバック発生 符号量が増大する傾向にあり、 かつ画像単位であるピクチャにおいて符号化され た部分の目標符号量から符号化された部分の発生符号量を減算した符号量の余り に余裕がない場合、 ピクチャ発生符号量がピクチャ目標符号量を超えると予測す る。
画像符号化装置 2 0 0は、 直前のフィードバック制御単位の発生符号量が、 直 前のフィードバック制御単位の目標符号量より大きいとき、 フィードバック制御 単位ごとの発生符号量が増大する傾向にあると判別する。
画像符号化装置 2 0 0は、 次のフィードバック制御単位における発生符号量が 目標符号量を超える可能性のある適剰最大符号量より小さいとき、 符号量の余り に余裕がないと判別する。
これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 フィードバック発生符号量が増大する 傾向にあり、 符号量の余りに余裕がないといった限定的な場合にのみ平均量子化 パラメータ BaseQP を増大させるため、 平均量子化パラメータ BaseQP の不要 な変動を防止することができる。
画像符号化装置 2 0 0は、 ピクチャにおいて符号化された部分の発生符号量が 当該符号化された部分の目標符号量を超えており、 かつ目標符号量と発生符号量 の比率が変化しないと仮定したときにピクチャ発生符号量がピクチャ目標符号量 を超える場合に、 ピクチャ発生符号量がピクチャ目標符号量を超えると予測する。 画像符号化装置 2 0 0は、 直前のフィードバック制御単位のフィードバック目 標符号量とフィードバック発生符号量の比から求めたピクチャ発生符号量の予測 値 （ピクチャ予測発生符号量） が目標符号量を超えた場合に、 目標符号隼と発生 符号量の比率が変化しないと仮定したときにピクチャ発生符号量がピクチャ目標 符号量を超えると判別する。
これにより'、 画像符号化装置 2 0 0は、 フィードバック発生符号量とフィード バック目標符号量の比率が現状維持された場合にピクチャ発生符号量がピクチャ 目標符号量を超えるといった限定的な場合にのみ平均量子化パラメータ BaseQP を増大させるため、 平均量子化パラメータ BaseQP の不要な変動を防止するこ とができる。 ' '
画像符号化装置 2 0 0は、 ピクチャにおける後半部分において、 ピク,チヤ発生 符号量がピクチャ目標符号量を超えるか否かを予測する。
これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 これからエンコードされる残り部分が 多ぐ、 平均量子化パラメータ BaseQP の変動がピクチャ発生符号量に大きな影 響を与える前半部分において極力フィードバック制御を実行しない。 この結果、 画像符号化装置 2 0 0は、 前半部分において不要に平均量子化パラメータ BaseQPが変動したことによりピクチャ発生符号量のバランスが崩れることを防 止できる。
画像符号化装置 2 0 0は、 ピクチャにおいて符号化された部分の発生符号量が 当該符号化された部分の目標符号量と乖離する場合には、 ピクチャにおける位置 に拘らず、 ピクチャ発生符号量がピクチャ目標符号量を超えかるか否かを予測す る。
画像符号化装置 2 0 0は、 ピクチャにおいて符号化された部分の発生符号量が、 当該符号化された部分の目標符号量に対して許容されるずれ量 ThresholdRatio を乗算した値よりも小さい場合に、 ピクチャにおいて符号化された部分の発生符 号量が当該符号化された部分の目標符号量と乖離すると判別する。' これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 例えば基本量子化パラメータ QPMBの 推測に失敗した場合には、 ピクチャの早い段階でもフィードバック制御を実行で き、 不測の事態にも対応することができる。
画像符号化装置 2 0 0は、 ピクチャ発生符号量がピクチャ目標符号量を超える と予測する場合に、 平均量子化パラメータ BaseQPを 1だけ増大させる。
これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 平均量子化パラメータ BaseQP の変 動を最小限に抑制でき、 ピクチャ内における画質を安定させ得る。
画像符号化装置 2 0 0は、 入力画像 9 1を符号化したときの発生符号量が目標 符号量よりも小さくなるよう、 基本量子化パラメータ QPMBを決定する。
これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 ピクチャ発生符号量を抑制できるため、 ピクチャ発生符号量がピクチャ目標符号量を超えないように一段と制御し易くな る。 '
画像符号化装置 2 0 0は、 許容されるずれ量 ThresholdRatio として、 1未満 の値を設定する。 これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 符号化された部分の発 生符号量が、. 当該符号化された部分の目標符号量より小さいものの近接してきた 場合に、 フィ^-ドバック制御を実行できるため、 ピクチャ発生符号量がピクチャ 目標符号量を超えないように確実に制御することができる。
画像符号化.装置 2 0 0は、 広範囲に亘る量子化パラメータ QP (選択量子化パ ラメータ QP1) を用いて入力画像 9 1を符号化することにより算出された低精度 発生符号量に基づいて、 基本量子化パラメータ QPMBの近傍であると予測される 予測量子化パラメータ QPdを決定し、 当該予測量子化パラメータ QPd及び当該 予測量子化パラメータ QPdの近傍の量子化パラメータ QPを用いて入力画像 9
1を符号化することにより算出された高精度発生符号量に基づいて、 基本量子化 パラメータ QPmbを決定する。
これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 高い精度で基本量子化パラメータ QPMBを決定している こめ、 当該基本量子化パラメータ QPMBを用いることによ りピクチャごとの本ェンコード発生符号量をピクチャ目標符号量に近くできる。 従って、 画像符号化装置 2 0 0は-、 極稀にフィードバック制御による平均量子化 パラメータ BaseQP を変動させるだけで済み、 平均量子化パラメータ BaseQP の変動を極力抑制できる。
以上の構成によれば、 画像符号化装置 2 0ひは、 符号化された部分の発生符号 量及び当該符号化された部分の目標符号量から、 ピクチャ発生符号量がピクチャ 目標符号量を超えると予測された場合にのみ平均量子化パラメータ BaseQPを増 大させるよう、 フィードバック制御を実行する。
これにより、 画像符号化装置 2 0 0は、 平均量子化パラメータ BaseQPの変動 を最小限に抑制しつつ確実にピクチャ発生符号量をピクチャ目標符号量以下にす ることができる。 かくして本発明は、 均質な画質を維持しつつ確実にピクチャ発 生符号量をピクチャ目標符号量以下にすることができる画像処理装置及び画像処 理方法を実現できる。
< 3 . 他の実施の形態 > , .
なお上述した第 2の実施の形態においては、 画像符号化装置 2 0 0が第 1 の プレエンコード部 1の結果に基づいて予測量子化パラメータ QPd を決定し、 第 2のプレエンコード部 2の結果に基づいて基本量子化パラメータ QPMBを決定す る 3パス構成でなるようにした場合について述べた。 本発明はこれに限らず、 例 えば第 1のエンコード部 1が基本量子化パラメータ QPMBを決定する 2パス構成 や、 4バ 以上の構^でなる画像符号化装置に本発明を適用するようにしても良 い。
また上述した第 1及び第 2の実施の形態においては、 入力画像 9 1を画面内予 測、 DCTによる直交変換、 量子化及び CAVLC又は CABACにょ^)符号化によ つて符号化するようにした場合について述べた。 本発明はこれに限らず、 いずれ を省略しても良く、 少なくとも入力画像 9 1を量子化すれば良い。 また、 これら 以外の符号化方法を用いて入力画像 9 1を符号化することもできる。
さらに上述した第 2の実施の形態においては、 複数の MB でなるフィードバ ック制御単位ごとにフィードバック発生符号量を確認するようにした場合につい て述べた。 本発明はこれに限らず、 フィードバック制御単位のサイズに制限はな く、 例えばフィードバック制御単位を MB やスライスに設定するようにしても 良い。 . . . ノ
さらに上述した第 2の実施の形態においては、 画像単位としてピクチャごとの 発生符号量を目標符号量以下に抑制するようにした場合について述べた。 本発明 はこれに限らず、 例えば画像単位としてスライスごとや複数のピクチャごとに発 生符号量を目標符号量以下に抑制するようにしても良い。
さらに上述した第 2の実施の形態においては、 1のフィードバック制御単位に 対するフィードバック制御につき、 平均量子化パラメータ BaseQP を 1だけ増 大させるようにした場合について述べた。 本発明はこれに限らず、 条件に応じて 2以上増大させるようにしても良い。
さらに上述した第 1及び第 2の実施の形態においては、 直前のフィードバック 発生符号量がフィードバック目標符号量を超えた場合に、 フィードバック制御単 位ごとの発生符号量が増大する傾向にあると判別するようにした場合について述 ベた。 本発明はこれに限らず、 例えば直前の複数のフィードバック制御単位ごと に発生符号量が目標符号量を超えるか否かにより、 フィードバック制御単位ごと の発生符号量が増大する傾向にあると判別するようにしても良い。
さらに、 上述した第 2の実施の形態においては、 （3 ) ( a ) 及び （3 ) ( b ) のいずれかに該当するときに、 画像単位ごとの発生符号量が上記画像単位 ごとの目標符号量を超えると予測するようにした場合について述べた。 本発明は これに限らず、 いずれか一方に該当する場合や、 他の手法により画像単位ごとの 発生符号量が上記画像単位ごとの目標符号量を超えると予測するようにしても良 い。
さらに上述した第 2の実施の形態においては、 直前のフィードバック発生符号 量とフィードバック目標符号量の比率からピクチャ発生符号量がピクチャの目標 符号量を超えるか否かを予測するようにした場合について述べた。 本発明はこれ に限らず、 例えば複数のフィードバック制御単位ごとや M Bごとの目標符号量と 発生符号量の比率からピクチヤ発生符号量がピクチャの目標符号量を超えるか否 かを予測するようにしても良い。
さらに上述した第 2の実施の形態においては、 ピクチャの後半部分に入ると、 自動的にフィードバック制御を実行するようにした場合について述べた。'本発明 はこれに限らず、 例えばェンコ一ドした部分の発生符号量が目標符号量を超えた 場合にのみフィードバック制御を実行するようにしても良い。
さらに上述した第 2の実施の形態においては、 ェンコ一ドした部分の発生符号 量が目標符号量を超えた場合にフィ一ドバッグ制御を実行するようにした場合に ついて述べた。 本発明はこれに限らず、 その他種々の条件に応じてフィードバッ ク制御を実行するようにしても良い。
さらに上述した第 2の実施の形態においては、 本ェンコ一ド発生符号量がピク チヤ目標符号量を少し下回るように基本量子化パラメータ QPMBを決定するよう にした場合について述べた。 本発明はこれに限らず、 本エンコード発生符号量が ピクチャ目標符号量に最も近くなるよう基本量子化パラメータ QPMBを決定して も良い。
さらに、 上述した第 1及び第 2の実施の形態においては、 AVC に本発明を適 用するようにした場合について述べた。 本発明はこれに限らず、 適応的に VLC テーブルを選択する種々の符号化方式に本発明を適用することが可能である。 例 えば MPEG-2 に本発明を適用する場合、 量子化因子として量子化スケールが用 レ、られる。 '
さらに上述した第 2の実施の形態においては、 基本量子化因子決定部としての 第 1のプレコード部 1、 第 2のプレコード部 2及び符号量制御部 4と.、 符号化部 としての本ェンコ一ド部 3と、 フィードバック制御部としての符号量制御部 4と によって画像処理装置どしての画像符号化装置 2 0 0を構成するようにした場合 について述べた。 本発明はこれに らず、 その他種々の構成による基本量子化因 子決定部と、 符号化部と、 フィードバック制御部とによって本発明の画像処理装 置を構成するようにしても良い。

Claims

請 求 の 範 囲 '
1 . 入力画像を符号化したときの画像単位ごとの発生符号畺が上記画像単位ごと の目標符号量の近傍になると予測される基本暈子化因子を決定する基本量子化因 子決定部と、
少なくとも上記基本量子化因子に基づいて決定された使用量子化因子を用いて 量子化することにより、 上記入力画像をフィードバック制御単位ごとに符号化す る符号化部と、
上記符号化部によって符号化された上記入力画像の発生符号量を上記フィード バック制御単位ごとに確認し、 上 f己画像単位ごとの発生符号量が上記画像単位ご との目標符号量を超えると予測する場合に、 上記使用量子化因子を増大させるフ イードバック制御部と
を有する画像処理装置。 ，
2 . 上記フィードバック制御部は、
上記フィードバック制御単位ごとの発生符号量が増大する傾向にあり、 かつ上 記画像単位において符号化された部分の目標符号量から符号化された部分の発生 符号量を減算した符号量の余りに余裕がない場合、 上記画像単位ごとの発生符号 量が上記画像単位ごとの目標符号量を超えると予測する
請求項 1に記載の画像処理装置。
3 . 上記フィードバック制御部は、 . .
直前のフィードバック制御単位の発生符号量が、 直前のフィードバック制御単 位の目標符号量より大きいとき、 上記フィードバック制御単位ごとの発生符号量 が増大する傾向にあると判別する .
請求項 2に記載の画像処理装置。
4 . 上記フィードバック制御部は、
上記符号量の余りが、 次のフィードバック制御単位における発生符号量が目標 符号量を超える可能性 ある過剰最大符号量より小さいとき、 上記符号量の余り に余裕がないと判別する
請求項 3に記載の画像処理装置。
5 . 上記フィードバック制御部は、
上記画像単位において符号化された部分の発生符号量が当該符号化された部分 の上記目標符号量を超えており、 かつ目標符号量と発生符号量の比率が変化しな いと仮定したときに画像単位ごとの発生符号量が上記画像単位ごとの目標符号量 を超える場合に、 画像単位ごとの発生符号量が上記画像単位ごとの目標符号量を 超えると予測する
請求項2に記載の画像処理装置。
6 . 上記フィードバック制御部は、 . .
直前のフィードバック制御単位の目標符号量と発生符号量の比から求めた画像 単位の発生符号量の予測値が目標符号量を超えた場合に、 上記目標符号量と発生 符号量の比率が変化しないと仮定したときに画像単位ごとの発生符号量が上記画 像単位ごとの目標符号量を超えると判別する
請求項 5に記載の画像処理装置。
7 . 上記フィードバック制御部は、
上記画像単位における後半部分において、 上記画像単位ごとの発生符号量が上 記画像単位ごとの目標符号量を超えかるか否かを予測する
請求項 6に記載の画像処理装置。
8 . 上^フィードバック制御部は、
上記画像単位において符号化された部分の発生符号量が当該符号化された部分 の目標符号量と乖離する場合には、 上記画像単位における位置に拘らず、 上記画 像単位ごとの発生符号量が上記画像単位ごとの目標符号量を超えかるか否かを予 測する
請求項 7に記載の画像処理装置。
9 . 上記フィードバック制御部は、
上記画像単位において符号化されだ部分の発生符号量が、 当該符号化された部 分の目標符号量に対して許容されるずれ量を乗算した値よりも小さい場合に、 上 記画像単位において符号化された部分の発生符号量が当該符号化された部分の目 標符号量と乖離すると判別する
請求項 1に記載の画像処理装置。
1 0 . 上記フィードバック制御部は、
上記画像単位ごとの発生符号量が上記画像単位ごとの目標符号量を超えると予 測する場合に、 上記使用量子化因子を 1だけ増大させる
を有する請求項 1に記載の画像処理装置。
1 1 . 上記基本量子化因子は、 _
上記入力画像を符号化したときの発生符号量が上記目標符号量よりも小さくな るよう、 上記基本量子化因子を決定する
請求項 9に記載の画像処理装置。
1 2 . 上記許容ざれるずれ量は、 1未満の値でなる
請求項 1 1に記載の画像処理装置。
1 3 . 上記符号化部は、
上記画像単位ごとに決定される上記基; φ:量子化因子を平均量子化因子とし、 当 該平均量子化因子に対してアクティビティに応じたオフセットが付加された値を、 上記使用量子化因子として使用し、 '
上記フィードバック制御部は、
上記平均量子化因子を増大させることにより、 上記使用量子化因子を増大させ る
請求項 1に記載の画像処理装置。
1 4 . 上記基本量子化因子決定部は、
広範囲に亘る量子化因子を用いて上記入力画像を符号化することにより算出さ れた発生符号量に基づいて、 基本量子化因子の近傍であると予測される予測量子 化因子を決定し、 当該予測量子化因子及び当該予測量子化因子の近傍の量子化因 子を用いて上記入力画像を符号化することにより算出された発生符号量に基づい て、 上記基本量子化因子を決定する
請求項 7に記載の画像処理装置。
1 5 . 入力画像を符号化したときの画像単位ごとの発生符号量が上記画像単位ご との目標符号量の近傍になると予測される基本量子化因子を決定する基本量子化 因子決定ステップと、
少なくとも上己基本量子化因子に基づいて決定された使用量子化因子を用いて 量子化することにより、 上記入力画像をフィードバック制御単位ごとに符号化し て符号化ストリームを生成する符号化ステップと、
上記符号化ステップにおいて符号化された上記入力画像の発生符号量を上記フ ィ一ドバック制御単位 とに確認し、 上記画像単位ごとの発生符号量が上記菌像 単位ごとの目標符号量を超えると予測する場合に、 上記使用量子化因子を増大さ- せるフィードバッグ制御ステップと
を有する画像処理方法。
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