WO2011086779A1 - 画像処理装置 - Google Patents

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WO2011086779A1
WO2011086779A1 PCT/JP2010/071272 JP2010071272W WO2011086779A1 WO 2011086779 A1 WO2011086779 A1 WO 2011086779A1 JP 2010071272 W JP2010071272 W JP 2010071272W WO 2011086779 A1 WO2011086779 A1 WO 2011086779A1
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image processing
macroblock
code amount
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PCT/JP2010/071272
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達可敏充
長谷川弘
小室武明
山田雅登
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株式会社メガチップス
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Publication date
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    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding

Definitions

  • the present invention relates to an image processing apparatus, and more particularly to a code amount control algorithm in moving image compression.
  • the code amount control is a technique for optimizing the image quality by controlling the generated code amount (see, for example, Patent Documents 1 and 2 below).
  • the current code amount control algorithm generally performs code amount control in GOP (Group Of Picture) units or frame units. For example, in the code amount control for each frame, the allocated code amount for one frame is calculated, and the quantization parameter for each macroblock in the frame is controlled so as not to exceed the code amount.
  • GOP Group Of Picture
  • the average interval for obtaining the target constant bit rate is long, and a relatively large value is allowed as the peak value of the code amount. Can be achieved.
  • a long average interval means that the buffer time is large, and the amount of delay associated with the encoding process inevitably increases. Therefore, code amount control in units of GOPs or frames is suitable for an application without a delay restriction such as reproduction of a recorded program, but is not suitable for an application with a severe delay restriction.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to obtain an image processing apparatus capable of reducing a delay amount as compared with a case where code amount control is performed in GOP units or frame units. Is.
  • An image processing apparatus includes: an encoder that performs an encoding process including a quantization process for an image signal; and a control unit that controls a quantization parameter in the quantization process. Determines the quantization parameter for the current macroblock to be processed as an increase / decrease value with respect to the reference value, and a target code amount per predetermined number of macroblocks less than the total number of macroblocks included in one frame, and immediately before The increase / decrease value is determined based on a difference from the generated code amount regarding the predetermined number of processed macroblocks.
  • the control unit determines the quantization parameter related to the current macroblock to be processed as an increase / decrease value with respect to the reference value, and is less than the total number of macroblocks included in one frame.
  • the increase / decrease value is determined based on the difference between the target code amount per predetermined number of macroblocks and the generated code amount related to the predetermined number of macroblocks processed immediately before. Therefore, the amount of delay can be reduced as compared with the case where code amount control is performed in GOP units or frame units.
  • control unit further determines the activity evaluation value for each region of the four sides in the current macroblock to be processed.
  • the increase / decrease value is determined based on the minimum value.
  • control unit further determines an increase / decrease value based on the minimum value of the activity evaluation value for each of the four regions in the current macroblock to be processed. Therefore, even when a complex image is included in a part of the macroblock, it is possible to avoid a situation where the quantization parameter is set too large due to the influence of the complex image.
  • control unit further includes a prediction obtained by a motion search process related to a current macroblock to be processed.
  • the increase / decrease value is determined based on the sum of absolute values of errors.
  • control unit further determines the increase / decrease value based on the absolute value sum of the prediction errors obtained by the motion search process for the current macroblock to be processed. Therefore, an appropriate quantization parameter can be set according to the absolute value sum of the prediction errors of the macroblock. For example, regarding a macroblock in which the sum of absolute values of prediction errors is less than a predetermined threshold value, it can be determined that the generated code amount is small, and an adjustment can be made to decrease the increase / decrease value by a predetermined value.
  • the image processing apparatus is the image processing apparatus according to any one of the first to third aspects, in particular, the control unit further based on the generated code amount related to the macroblock processed last time. The increase / decrease value is determined.
  • the control unit further determines the increase / decrease value based on the generated code amount regarding the macroblock processed last time. Therefore, when the generated code amount related to the macroblock processed last time is smaller than the target code amount, it is possible to improve the image quality by setting the quantization parameter related to the current macroblock to be processed small. On the other hand, when the generated code amount related to the previously processed macroblock is larger than the target code amount, the generated code amount can be suppressed by setting the quantization parameter related to the current macroblock to be processed large. .
  • the image processing apparatus is the image processing apparatus according to the first aspect, in which the control unit further includes a target code amount per predetermined number of macroblocks and the predetermined code processed immediately before.
  • the increase / decrease value is determined on the basis of the difference between the generated code amount regarding the number of macroblocks and a predetermined attribute value regarding the current macroblock to be processed.
  • the control unit further includes a difference between a target code amount per predetermined number of macroblocks and a generated code amount related to the predetermined number of macroblocks processed immediately before,
  • the increase / decrease value is determined based on a predetermined attribute value regarding the macro block to be processed. Accordingly, it is possible to set an appropriate quantization parameter according to the difference between the target code amount and the generated code amount and the predetermined attribute value. For example, for macroblocks with attributes that are conspicuous in image quality degradation, the image quality can be improved by setting a small quantization parameter. On the other hand, for macroblocks with attributes that are less noticeable in image quality degradation, The generated code amount can be suppressed by setting a large parameter.
  • the image quality can be improved by setting the quantization parameter small, while the target code amount is
  • the generated code amount is larger than the amount (that is, when the surplus code amount is small)
  • the generated code amount can be suppressed by setting the quantization parameter large.
  • control unit is configured to determine the attribute based on a result of edge extraction processing related to a current macroblock to be processed. It is characterized by determining a value.
  • control unit determines the attribute value based on the result of the edge extraction process related to the current macroblock to be processed. Therefore, when it is determined that the character is included in the macroblock as a result of the edge extraction process, the image quality can be improved by setting the attribute value so that the quantization parameter becomes small. .
  • control unit further determines the activity evaluation value for each region of the four sides in the current macroblock to be processed.
  • the attribute value is determined based on a minimum value.
  • control unit further determines the attribute value based on the minimum value of the activity evaluation value regarding each region of the four sides in the current macroblock to be processed. Therefore, when a complex image is included in a part of a macroblock, by setting an attribute value that decreases the quantization parameter, the quantization parameter is excessively increased due to the influence of the complex image. It is possible to avoid the situation that is set.
  • control unit further includes an activity evaluation value regarding the entire region of the current macroblock to be processed.
  • the attribute value is determined based on the above.
  • control unit further determines the attribute value based on the activity evaluation value regarding the entire region of the current macroblock to be processed. Therefore, when the activity evaluation value is small, image quality can be improved by setting an attribute value so that the quantization parameter is small. On the other hand, when the activity evaluation value is large, the quantum evaluation parameter value is small. The amount of generated code can be suppressed by setting an attribute value that increases the optimization parameter.
  • the control unit sets a quantization parameter related to a current macroblock to be processed.
  • the quantization parameter is increased with respect to the previously processed macroblock, when the reference value is less than the predetermined value, the predetermined value is used as the reference value.
  • the control unit increases the quantization parameter related to the current macroblock to be processed with respect to the quantization parameter related to the macroblock processed last time
  • the reference value is When it is less than the predetermined value, the predetermined value is used as the reference value. Therefore, since the quantization parameter can be increased quickly, the generated code amount can be effectively suppressed.
  • the control unit sets a quantization parameter related to a current macroblock to be processed. In the case of decreasing the quantization parameter for the macroblock processed last time, if the reference value exceeds a predetermined value, the predetermined value is used as the reference value.
  • the control unit decreases the quantization parameter related to the current macroblock to be processed with respect to the quantization parameter related to the macroblock processed last time
  • the reference value is When the predetermined value is exceeded, the predetermined value is used as the reference value. Accordingly, since the quantization parameter can be quickly reduced, the image quality can be effectively improved.
  • the predetermined value is an activity evaluation value relating to the entire region of the current macroblock to be processed. It is characterized in that it is set to a different value according to this.
  • the predetermined value is set to a different value according to the activity evaluation value relating to the entire region of the current macroblock to be processed. Therefore, an appropriate predetermined value can be set according to the degree of complexity of the image.
  • the predetermined value differs according to a predetermined attribute value relating to a current macroblock to be processed. It is set to a value.
  • the predetermined value is set to a different value according to the predetermined attribute value regarding the current macroblock to be processed. Therefore, it is possible to set an appropriate predetermined value according to the conspicuous degree of image quality degradation.
  • the predetermined value is a target code amount per predetermined number of macroblocks, and It is characterized in that it is set to a different value depending on the difference from the generated code amount related to the predetermined number of macro blocks processed immediately before.
  • the predetermined value varies depending on a difference between a target code amount per predetermined number of macroblocks and a generated code amount related to the predetermined number of macroblocks processed immediately before. Set to a value. Therefore, it is possible to set an appropriate predetermined value according to the excess degree of the code amount.
  • the image processing apparatus is the image processing apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects, and in particular, the control unit further includes a current processing target in a previously processed frame.
  • the increase / decrease value is determined based on the generated code amount related to the area corresponding to the macroblock.
  • control unit further determines the increase / decrease value based on the generated code amount related to the region corresponding to the current macroblock to be processed in the previously processed frame. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the region where the quantization parameter is set to be large is concentrated in the same place in the frame, and thus it is possible to avoid the deterioration of the image quality due to the continuous region in a plurality of frames. Become.
  • the image processing device is the image processing device according to any one of the first to thirteenth aspects, and in particular, the control unit further includes a macroblock ahead of the current macroblock to be processed.
  • the increase / decrease value is determined based on the occurrence state of a character area in a plurality of macroblocks.
  • control unit further determines an increase / decrease value based on the occurrence state of the character area in a plurality of macroblocks ahead of the current macroblock to be processed. . Therefore, if a situation in which a large number of character areas occur is assumed earlier, the quantization parameter for the current macroblock to be processed is set to a large value and the generated code amount is suppressed in advance, thereby preventing future exception processing. Occurrence can be suppressed.
  • the image processing device is the image processing device according to any one of the first to fifteenth aspects, and is characterized in that the macroblock includes an intra macroblock. .
  • the macro block includes an intra macro block. Therefore, the same code amount control can be performed for intra macroblocks.
  • An image processing apparatus is characterized in that, in the image processing apparatus according to the sixteenth aspect, a predetermined upper limit value is set for the quantization parameter related to the intra macroblock. To do.
  • a predetermined upper limit value is set for the quantization parameter related to the intra macroblock.
  • image quality degradation tends to be noticeable when the quantization parameter is set to a large value. Therefore, it is possible to suppress image quality degradation by setting an upper limit value for the quantization parameter for the intra macroblock. .
  • the image processing device is the image processing device according to any one of the first to seventeenth aspects, and particularly the control unit generates occurrences related to a plurality of predetermined macroblocks processed immediately before.
  • the code amount exceeds a predetermined threshold set according to the maximum allowable code amount
  • a value obtained by adding a constant value to the quantization parameter for the previously processed macroblock is set as the current processing target. It is characterized in that it is set as a quantization parameter for a macroblock.
  • the control unit causes the generated code amount related to the predetermined plurality of macroblocks processed immediately before to exceed a predetermined threshold set according to the maximum allowable code amount.
  • a predetermined threshold set according to the maximum allowable code amount.
  • the present invention it is possible to reduce the delay amount as compared with the case where the code amount control is performed in GOP units or frame units.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a first configuration example of a control unit illustrated in FIG. 2. It is a figure which shows an example of the determination method of an increase / decrease value. It is a figure which shows an example of the determination method of an increase / decrease value. It is a figure which shows an example of the determination method of an increase / decrease value. It is a block diagram which shows the 2nd structural example of the control part shown in FIG. It is a figure which shows an example of the determination method of an increase / decrease value.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a first configuration example of a control unit illustrated in FIG. 2. It is a figure which shows an example of the determination method of an increase / decrease value. It is a figure which shows an example of the determination method of an increase / decrease value. It is a figure which shows an example of the determination method of an increase / decrease value. It is a block diagram which shows the 2nd structural example of the control part shown in FIG. It is a figure which shows an example of the determination method
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a third configuration example of the control unit illustrated in FIG. 2. It is a flowchart which shows an example of the determination method of an attribute value. It is a figure which shows an example of the determination method of an increase / decrease value. It is a figure which shows an example of the determination method of a predetermined value. It is a figure which shows an example of the determination method of a predetermined value.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an encoding process in units of macroblocks.
  • FIG. 1 illustrates an image of one frame having 1280 pixels in the row direction (horizontal direction) and 720 pixels in the column direction (vertical direction).
  • One frame is divided into macroblocks every 16 pixels in the row direction and every 16 pixels in the column direction. Therefore, one frame is divided into 80 macroblocks in the row direction and 45 macroblocks in the column direction.
  • a set of 80 macroblocks corresponding to one row is called a macroblock line.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the image processing apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the image processing apparatus 1 includes an encoder 2 and a control unit 3.
  • the encoder 2 complies with a moving image standard such as MPEG-2 or MPEG-4, and performs image processing such as quantization processing and encoding processing on the image signal S1 before compression encoding.
  • the image signal S4 after compression encoding is output.
  • the image signal S4 is transmitted from the image processing apparatus 1 to a display device (not shown) via a wireless LAN or the like, and a moving image is displayed on the display device.
  • the control unit 3 receives the image signals S1 and S4 and also receives a signal S2A indicating the maximum allowable code amount per macroblock and a signal S2B indicating the target code amount per macroblock.
  • the maximum allowable code amount per macroblock is the maximum bit rate (for example, 18 Mbps) from the image processing apparatus 1 to the display apparatus, the frame rate of the moving image (for example, 60 fps), and the macroblock in one frame. It is calculated based on the total number (for example, 3600).
  • the target code amount per macroblock is based on the target bit rate (for example, 14 Mbps) from the image processing apparatus 1 to the display apparatus, the frame rate of the moving image, and the total number of macroblocks in one frame. Calculated. Based on these signals S1, S2A, S2B, and S4, the control unit 3 controls the quantization parameter in the quantization process in the encoder 2 with the control signal S3.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a first configuration example of the control unit 3 shown in FIG.
  • the control unit 3 includes an overall evaluation value calculation unit 10, a partial evaluation value calculation unit 11, a parameter determination unit 12, a storage unit 13, and a bit number counter 14.
  • the image signal S1 is input to the overall evaluation value calculation unit 10 and the partial evaluation value calculation unit 11.
  • the signals S2A and S2B are input to the parameter determination unit 12.
  • the image signal S4 is input to the bit number counter 14.
  • the control signal S3 is output from the parameter determination unit 12.
  • the overall evaluation calculation unit 10 calculates an activity evaluation value ACT1 (details will be described later) regarding the entire region of the current macroblock to be processed based on the image signal S1.
  • the partial evaluation value calculation unit 11 calculates the minimum value ACT2 (details will be described later) of the activity evaluation values related to a plurality of partial regions of the current macroblock to be processed based on the image signal S1.
  • the storage unit 13 stores data related to various threshold values and constant values described later.
  • the bit number counter 14 obtains the generated code amount based on the image signal S4.
  • the parameter determination unit 12 uses the average value of the quantization parameter related to one macroblock line traced back from the current macroblock to be processed as the reference value QP2. However, for the first macroblock, a predetermined constant value is used as the reference value QP2. When the total number of processed macroblocks is less than one macroblock line, the average value of the quantization parameters related to the processed macroblock is used as the reference value QP2.
  • the increase / decrease value QP3A is determined.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method for determining the increase / decrease value QP3A.
  • the increase / decrease value QP3A is set to a value ⁇ 0 (eg, ⁇ 4).
  • the increase / decrease value QP3A is set to a value ⁇ 1 (for example, ⁇ 2).
  • the increase / decrease value QP3A is set to a value ⁇ 2 (for example, ⁇ 1).
  • the increase / decrease value QP3A is set to a value ⁇ 3 (eg, 1).
  • the increase / decrease value QP3A is set to a value ⁇ 4 (for example, 2).
  • the increase / decrease value QP3A is set to a value ⁇ 5 (for example, 4).
  • the parameter determination unit 12 has four regions in the current macroblock to be processed (that is, a region of vertical 4 pixels ⁇ horizontal 16 pixels including the upper side, vertical 4 pixels ⁇ horizontal 16 pixels including the lower side, left side
  • the increase / decrease value QP3B is determined based on the minimum value (ACT2) of the activity evaluation value regarding the vertical 16 pixel ⁇ horizontal 4 pixel region including the right side and the vertical 16 pixel ⁇ horizontal 4 pixel region including the right side).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method for determining the increase / decrease value QP3B.
  • the minimum value ACT2 is less than the threshold value Th10 (for example, 2)
  • the increase / decrease value QP3B is set to the value ⁇ 0 (for example, ⁇ 4).
  • the increase / decrease value QP3B is set to the value ⁇ 1 (for example, ⁇ 2).
  • the increase / decrease value QP3B is set to the value ⁇ 2 (for example, 0).
  • the increase / decrease value QP3B is set to the value ⁇ 3 (for example, 2).
  • the activity evaluation value is an index (pixel information) indicating the degree of variation of pixel values in a macroblock. For example, the sum of absolute differences between the average luminance value of the macroblock and the luminance value of each pixel is calculated. , And obtained by dividing by the number of pixels in the macroblock.
  • the parameter determination unit 12 determines the increase / decrease value QP3C based on the generated code amount (PB) related to the macroblock processed last time.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method for determining the increase / decrease value QP3C.
  • the increase / decrease value QP3C is set to a value ⁇ 0 (for example, ⁇ 2).
  • the increase / decrease value QP3C is set to the value ⁇ 1 (for example, ⁇ 1).
  • the increase / decrease value QP3C is set to a value ⁇ 2 (for example, 1).
  • the increase / decrease value QP3C is set to a value ⁇ 3 (for example, 2).
  • the parameter determination unit 12 determines the quantization parameter QP1 related to the current macroblock to be processed as the increase / decrease value QP3 with respect to the reference value QP2.
  • the reference value QP2 is less than the predetermined value K1.
  • a predetermined value K1 is used as the reference value QP2.
  • the parameter determination unit 12 reduces the quantization parameter related to the current macroblock to be processed with respect to the quantization parameter related to the previously processed macroblock, and the reference value QP2 exceeds the predetermined value K2. Uses the predetermined value K2 as the reference value QP2.
  • the predetermined values K1 and K2 are set to different values according to the activity evaluation value (ACT1) regarding the entire area of the current macroblock to be processed.
  • the predetermined value K1 is set to 20 when the activity evaluation value ACT1 is less than 5, 25 when the activity evaluation value ACT1 is less than 5 and less than 10, and 30 when it is 10 or more.
  • the predetermined value K2 is set to 25 when the activity evaluation value ACT1 is less than 5, and to 51 when the activity evaluation value ACT1 is 5 or more.
  • the macroblocks to be processed by the image processing apparatus 1 include intra macroblocks (macroblocks that do not use inter-frame prediction) at a predetermined frequency (for example, one or two in one macroblock line).
  • a predetermined upper limit value QPM (for example, 30) is set in the quantization parameter for the intra macroblock.
  • the parameter determination unit 12 determines the quantization parameter for the intra macro block. Is set to the upper limit value QPM.
  • the parameter determination unit 12 sets a predetermined threshold at which the generated code amount for the predetermined number of macroblocks processed immediately before (for example, 15 macroblock lines corresponding to the allowable transmission delay) is set according to the maximum allowable code amount. If the value exceeds the value (for example, 98% of the maximum allowable code amount), the predetermined exception process is executed without performing the quantization parameter determination process by the algorithm described above. Specifically, the parameter determination unit 12 sets a value obtained by adding a constant value (for example, 2) to the quantization parameter related to the previously processed macroblock as the quantization parameter related to the current macroblock to be processed. The exception process is continued until the generated code amount becomes equal to or less than the threshold value.
  • a constant value for example, 2
  • FIG. 7 is a block diagram showing a second configuration example of the control unit 3 shown in FIG.
  • a SAD calculation unit 15 is added to the configuration shown in FIG.
  • the SAD calculation unit 15 calculates the absolute value sum (SAD) of prediction errors obtained by the motion search process for the current macroblock to be processed.
  • the parameter determination unit 12 adjusts the increase / decrease value QP3 based on the absolute value sum SAD of prediction errors regarding the current macroblock to be processed.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an adjustment method of the increase / decrease value QP3.
  • a threshold Th30 (for example, 500) related to the absolute value sum SAD of prediction errors is set in advance, and the parameter determination unit 12 determines that the absolute value sum SAD of prediction errors related to the current macroblock to be processed is less than the threshold Th30.
  • a predetermined value ⁇ 0 eg, ⁇ 3
  • a predetermined value ⁇ 1 for example, 0
  • Other processes of the parameter determination unit 12 are the same as described above.
  • the control unit 3 determines the quantization parameter QP1 related to the current macroblock to be processed as the increase / decrease value QP3 with respect to the reference value QP2, and within one frame.
  • the difference ⁇ B1 between the target code amount per predetermined number of macroblocks (one macroblock line in the above example) less than the total number of macroblocks included in and the generated code amount related to the predetermined number of macroblocks processed immediately before Based on this, an increase / decrease value QP3A is determined. Therefore, the amount of delay can be reduced as compared with the case where code amount control is performed in GOP units or frame units.
  • the control unit 3 calculates the increase / decrease value QP3B based on the minimum value ACT2 of the activity evaluation value for each of the four regions in the current macroblock to be processed. decide. Therefore, even when a complex image is included in a part of the macroblock, it is possible to avoid a situation in which the quantization parameter QP1 is set too large due to the influence of the complex image.
  • the control unit 3 calculates the increase / decrease value QP3 based on the absolute value sum SAD of the prediction errors obtained by the motion search process for the current macroblock to be processed. adjust. Therefore, an appropriate quantization parameter can be set according to the absolute value sum SAD of the prediction error of the macroblock. For example, with respect to a macroblock in which the absolute value sum SAD of prediction errors is less than a predetermined threshold value Th30, it can be determined that the generated code amount is a small area, and the adjustment value QP3 can be adjusted to be decreased by a predetermined value. .
  • the control unit 3 determines the increase / decrease value QP3C based on the generated code amount PB related to the macroblock processed last time. Therefore, when the generated code amount related to the macroblock processed last time is smaller than the target code amount, the image quality can be improved by setting the quantization parameter QP1 related to the current macroblock to be processed to a small value. . On the other hand, when the generated code amount related to the macroblock processed last time is larger than the target code amount, the generated code amount can be suppressed by setting the quantization parameter QP1 related to the current macroblock to be processed to a large value. Become.
  • the control unit 3 increases the quantization parameter QP1 related to the current macroblock to be processed with respect to the quantization parameter related to the macroblock processed last time.
  • the reference value QP2 is less than the predetermined value K1
  • the predetermined value K1 is used as the reference value QP2. Therefore, since the quantization parameter can be increased quickly, the generated code amount can be effectively suppressed.
  • the control unit 3 reduces the quantization parameter QP1 related to the current macroblock to be processed with respect to the quantization parameter related to the macroblock processed last time.
  • the reference value QP2 exceeds the predetermined value K2
  • the predetermined value K2 is used as the reference value QP2. Accordingly, since the quantization parameter can be quickly reduced, the image quality can be effectively improved.
  • the predetermined values K1 and K2 are set to different values according to the activity evaluation value ACT1 related to the entire region of the current macroblock to be processed. Accordingly, it is possible to set appropriate predetermined values K1 and K2 according to the degree of complexity of the image.
  • the macro block to be processed includes an intra macro block. Therefore, the same code amount control can be performed for intra macroblocks.
  • a predetermined upper limit value QPM is set for the quantization parameter related to the intra macroblock.
  • image quality degradation tends to be noticeable when the quantization parameter is set to a large value. Therefore, it is possible to suppress image quality degradation by setting the upper limit value QPM for the quantization parameter for the intra macroblock. Become.
  • the control unit 3 determines that the generated code amount related to the predetermined plurality of macroblocks processed immediately before (15 macroblock lines in the above example) is the maximum allowable code.
  • a predetermined threshold value that is set according to the amount is exceeded, a value obtained by adding a constant value to the quantization parameter for the previously processed macroblock is used as the quantization parameter for the current macroblock to be processed. Set.
  • the generated code amount exceeds the threshold value, a situation where the generated code amount exceeds the maximum allowable code amount is avoided by forcibly setting a large quantization parameter. It becomes possible.
  • FIG. FIG. 9 is a block diagram showing a third configuration example of the control unit 3 shown in FIG.
  • a Sobel filter processing unit 20 is added to the configuration shown in FIG.
  • the Sobel filter processing unit 20 executes edge extraction processing using a Sobel filter for the current macroblock to be processed.
  • the parameter determination unit 12 uses, as the reference value QP2, the average value of the quantization parameter related to one macroblock line traced back from the current macroblock to be processed. However, for the first macroblock, a predetermined constant value is used as the reference value QP2. When the total number of processed macroblocks is less than one macroblock line, the average value of the quantization parameters related to the processed macroblock is used as the reference value QP2.
  • the increase / decrease value QP4A (corresponding to the increase / decrease value QP3A in the first embodiment) is determined.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a method for determining the increase / decrease value QP4B.
  • the parameter determination unit 12 determines the quantization parameter QP1 related to the current macroblock to be processed as the increase / decrease value QP4 with respect to the reference value QP2.
  • the reference value QP2 is less than the predetermined value K3.
  • a predetermined value K3 is used as the reference value QP2.
  • the parameter determination unit 12 determines that the reference value QP2 exceeds the predetermined value K4. Uses the predetermined value K4 as the reference value QP2.
  • the predetermined values K3 and K4 are set to different values according to the difference ⁇ B2 and the attribute value W.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a method for determining the predetermined value K3.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a method for determining the predetermined value K4.
  • the parameter determination unit 12 corrects the increase / decrease value QP4 based on the generated code amount related to the region corresponding to the current macroblock to be processed in the previously processed frame. Specifically, when the generated code amount related to the macroblock at the same location one frame before exceeds the target code amount, a constant value (for example, 6) is added to the increase / decrease value QP4 obtained for the current macroblock to be processed. ) Is added. This correction processing can also be applied to the first embodiment.
  • the parameter determination unit 12 corrects the increase / decrease value QP4 based on the occurrence state of the character area in a plurality of macroblocks ahead of the current macroblock to be processed. Specifically, for a plurality of macroblocks (for example, one macroblock line) ahead of the current macroblock to be processed in the same frame, the character area occurrence ratio is obtained based on the result of Sobel filter processing. When the occurrence ratio exceeds a predetermined threshold value, a constant value (for example, 5) is added to the increase / decrease value QP4 obtained for the current macroblock to be processed. This correction processing can also be applied to the first embodiment.
  • the macro blocks that are the processing target of the image processing apparatus 1 include intra macro blocks at a predetermined frequency.
  • a predetermined upper limit value QPM (for example, 30) is set in the quantization parameter for the intra macroblock.
  • the parameter determination unit 12 determines the quantization parameter for the intra macro block. Is set to the upper limit value QPM.
  • the parameter determination unit 12 sets the generated code amount for the predetermined number of macroblocks processed immediately before (for example, 15 macroblock lines) according to the maximum allowable code amount.
  • the threshold value for example, 98% of the maximum allowable code amount
  • the predetermined exception processing is executed without performing the quantization parameter determination processing by the algorithm described above.
  • the parameter determination unit 12 sets a value obtained by adding a constant value (for example, 2) to the quantization parameter related to the previously processed macroblock as the quantization parameter related to the current macroblock to be processed. The exception process is continued until the generated code amount becomes equal to or less than the threshold value.
  • the control unit 3 determines the quantization parameter QP1 related to the current macroblock to be processed as the increase / decrease value QP4 with respect to the reference value QP2, and within one frame.
  • the difference ⁇ B1 between the target code amount per predetermined number of macroblocks (one macroblock line in the above example) less than the total number of macroblocks included in and the generated code amount related to the predetermined number of macroblocks processed immediately before Based on this, an increase / decrease value QP4A is determined. Therefore, the amount of delay can be reduced as compared with the case where code amount control is performed in GOP units or frame units.
  • the control unit 3 determines the target code amount per predetermined number of macroblocks (15 macroblock lines in the above example) and the predetermined number processed immediately before.
  • the increase / decrease value QP4B is determined on the basis of the difference ⁇ B2 from the generated code amount related to the macroblock and the predetermined attribute value W related to the current macroblock to be processed. Therefore, an appropriate quantization parameter can be set according to the difference ⁇ B2 between the target code amount and the generated code amount and the predetermined attribute value W. For example, for macroblocks with attributes that are conspicuous in image quality degradation, the image quality can be improved by setting a small quantization parameter.
  • the generated code amount can be suppressed by setting a large parameter.
  • the generated code amount is small with respect to the target code amount (that is, when the surplus code amount is large)
  • the image quality can be improved by setting the quantization parameter small
  • the target code amount is
  • the generated code amount is larger than the amount (that is, when the surplus code amount is small)
  • the generated code amount can be suppressed by setting the quantization parameter large.
  • the control unit 3 determines the attribute value W based on the result of the edge extraction process regarding the current macroblock to be processed. Therefore, when it is determined that the character is included in the macroblock as a result of the edge extraction process, the image quality can be improved by setting the attribute value W so that the quantization parameter becomes small. it can.
  • the control unit 3 determines the attribute value W based on the minimum value ACT2 of the activity evaluation value for each of the four regions in the current macroblock to be processed. decide. Therefore, when a complex image is included in a part of a macroblock, by setting an attribute value W such that the quantization parameter becomes small, the quantization parameter becomes excessive due to the influence of the complex image. It is possible to avoid a situation where the setting is large.
  • the control unit 3 determines the attribute value W based on the activity evaluation value ACT1 related to the entire region of the current macroblock to be processed. Therefore, when the activity evaluation value ACT1 is small, image quality can be improved by setting the attribute value W so that the quantization parameter becomes small. On the other hand, when the activity evaluation value ACT1 is large Can suppress the amount of generated codes by setting an attribute value W that increases the quantization parameter.
  • the control unit 3 increases the quantization parameter QP1 related to the current macroblock to be processed with respect to the quantization parameter related to the macroblock processed last time.
  • the reference value QP2 is less than the predetermined value K3
  • the predetermined value K3 is used as the reference value QP2. Therefore, since the quantization parameter can be increased quickly, the generated code amount can be effectively suppressed.
  • the control unit 3 reduces the quantization parameter QP1 related to the current macroblock to be processed with respect to the quantization parameter related to the macroblock processed last time.
  • the reference value QP2 exceeds the predetermined value K4
  • the predetermined value K4 is used as the reference value QP2. Accordingly, since the quantization parameter can be quickly reduced, the image quality can be effectively improved.
  • the predetermined values K3 and K4 are set to different values according to the predetermined attribute value W regarding the current macroblock to be processed. Accordingly, it is possible to set appropriate predetermined values K3 and K4 according to the degree of conspicuous deterioration in image quality.
  • the predetermined values K3 and K4 are the target code amount per predetermined number of macroblocks (15 macroblock lines in the above example) and the code processed immediately before. It is set to a different value according to the difference ⁇ B2 from the generated code amount for a predetermined number of macroblocks. Accordingly, it is possible to set appropriate predetermined values K3 and K4 according to the surplus degree of the code amount.
  • control unit 3 increases or decreases the value QP4 based on the generated code amount related to the region corresponding to the current macroblock to be processed in the previously processed frame. To decide. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the region where the quantization parameter is set to be large is concentrated in the same place in the frame, and thus it is possible to avoid the deterioration of the image quality due to the continuous region in a plurality of frames. Become.
  • the control unit 3 uses the characters in a plurality of macroblocks (one macroblock line in the above example) ahead of the current macroblock to be processed.
  • the increase / decrease value QP4 is determined based on the occurrence state of the region. Therefore, if a situation in which a large number of character areas occur is assumed earlier, the quantization parameter for the current macroblock to be processed is set to a large value and the generated code amount is suppressed in advance, thereby preventing future exception processing. Occurrence can be suppressed.
  • the macro block to be processed includes an intra macro block. Therefore, the same code amount control can be performed for intra macroblocks.
  • a predetermined upper limit value QPM is set for the quantization parameter related to the intra macroblock.
  • image quality degradation tends to be noticeable when the quantization parameter is set to a large value. Therefore, it is possible to suppress image quality degradation by setting the upper limit value QPM for the quantization parameter for the intra macroblock. Become.
  • the control unit 3 determines that the generated code amount related to the predetermined plurality of macroblocks processed immediately before (15 macroblock lines in the above example) is the maximum allowable code.
  • a predetermined threshold value that is set according to the amount is exceeded, a value obtained by adding a constant value to the quantization parameter for the previously processed macroblock is used as the quantization parameter for the current macroblock to be processed. Set.
  • the generated code amount exceeds the threshold value, a situation where the generated code amount exceeds the maximum allowable code amount is avoided by forcibly setting a large quantization parameter. It becomes possible.

Abstract

　ＧＯＰ単位やフレーム単位で符号量制御を行う場合と比較すると、遅延量を削減することが可能な画像処理装置を得る。画像処理装置（１）は、画像信号に対する量子化処理を含むエンコード処理を実行するエンコーダ（２）と、量子化処理における量子化パラメータを制御する制御部（３）とを備える。制御部（３）は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータ（ＱＰ１）を、基準値（ＱＰ２）に対する増減値（ＱＰ３）として決定し、１フレーム内に含まれるマクロブロックの総数未満の所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差に基づいて、増減値（ＱＰ３）を決定する。望ましくは、制御部（３）はさらに、現在の処理対象のマクロブロックに関する活発性評価値等の画素情報に基づいて増減値（ＱＰ３）を決定する。

Description

画像処理装置
　本発明は、画像処理装置に関し、特に、動画像圧縮における符号量制御アルゴリズムに関する。
　符号量制御とは、発生符号量を制御することによって画質の最適化を図る技術である（例えば下記特許文献１，２参照）。現行の符号量制御アルゴリズムでは、ＧＯＰ（Group Of Picture）単位又はフレーム単位で符号量制御を行うものが一般的である。例えばフレーム単位の符号量制御では、１フレームに対する割り当て符号量が算出され、当該符号量を超えないように、フレーム内の各マクロブロックに対する量子化パラメータが制御される。
特開平１０－２１５４６０号公報 特開平１０－２４３３９９号公報
　ＧＯＰ単位又はフレーム単位の符号量を目標符号量として制御する方法では、目標コンスタントビットレートを得るための平均区間が長く、符号量のピーク値として比較的大きな値が許容されるため、画質の向上を図ることが可能である。しかしながら、平均区間が長いということはバッファ時間が大きいことを意味し、エンコード処理に伴う遅延量が必然的に大きくなる。従って、ＧＯＰ単位又はフレーム単位の符号量制御は、記録番組の再生等のような遅延制限のないアプリケーションには適しているが、遅延制限の厳しいアプリケーションには適していない。
　本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、ＧＯＰ単位やフレーム単位で符号量制御を行う場合と比較すると、遅延量を削減することが可能な画像処理装置を得ることを目的とするものである。
　本発明の第１の態様に係る画像処理装置は、画像信号に対する量子化処理を含むエンコード処理を実行するエンコーダと、前記量子化処理における量子化パラメータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、基準値に対する増減値として決定し、１フレーム内に含まれるマクロブロックの総数未満の所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差に基づいて、前記増減値を決定することを特徴とするものである。
　第１の態様に係る画像処理装置によれば、制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、基準値に対する増減値として決定し、１フレーム内に含まれるマクロブロックの総数未満の所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差に基づいて、増減値を決定する。従って、ＧＯＰ単位やフレーム単位で符号量制御を行う場合と比較すると、遅延量を削減することが可能となる。
　本発明の第２の態様に係る画像処理装置は、第１の態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックにおける四辺の各領域に関する活発性評価値の最小値に基づいて、前記増減値を決定することを特徴とするものである。
　第２の態様に係る画像処理装置によれば、制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックにおける四辺の各領域に関する活発性評価値の最小値に基づいて、増減値を決定する。従って、複雑な画像がマクロブロックの一部に含まれている場合であっても、その複雑な画像の影響によって量子化パラメータが過剰に大きく設定される事態を回避することが可能となる。
　本発明の第３の態様に係る画像処理装置は、第１又は第２の態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックに関する動き探索処理によって得られる予測誤差の絶対値和に基づいて、前記増減値を決定することを特徴とするものである。
　第３の態様に係る画像処理装置によれば、制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックに関する動き探索処理によって得られる予測誤差の絶対値和に基づいて、増減値を決定する。従って、マクロブロックの予測誤差の絶対値和に応じて、適切な量子化パラメータを設定することが可能となる。例えば、予測誤差の絶対値和が所定のしきい値未満であるマクロブロックに関しては、発生符号量が少ない領域と判断して、増減値を所定値だけ下げるという調整を行うことができる。
　本発明の第４の態様に係る画像処理装置は、第１～第３のいずれか一つの態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部はさらに、前回処理したマクロブロックに関する発生符号量に基づいて、前記増減値を決定することを特徴とするものである。
　第４の態様に係る画像処理装置によれば、制御部はさらに、前回処理したマクロブロックに関する発生符号量に基づいて、増減値を決定する。従って、前回処理したマクロブロックに関する発生符号量が目標符号量より小さい場合には、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを小さく設定することにより、画質の向上を図ることが可能となる。一方、前回処理したマクロブロックに関する発生符号量が目標符号量より大きい場合には、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを大きく設定することにより、発生符号量を抑制することが可能となる。
　本発明の第５の態様に係る画像処理装置は、第１の態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部はさらに、所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差と、現在の処理対象のマクロブロックに関する所定の属性値とに基づいて、前記増減値を決定することを特徴とするものである。
　第５の態様に係る画像処理装置によれば、制御部はさらに、所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差と、現在の処理対象のマクロブロックに関する所定の属性値とに基づいて、増減値を決定する。従って、目標符号量と発生符号量との差と、所定の属性値とに応じて、適切な量子化パラメータを設定することが可能となる。例えば、画質の劣化が目立ちやすい属性のマクロブロックに関しては、量子化パラメータを小さく設定することにより、画質の向上を図ることができ、一方、画質の劣化が目立ちにくい属性のマクロブロックに関しては、量子化パラメータを大きく設定することにより、発生符号量を抑制することができる。また、目標符号量に対して発生符号量が少ない場合（つまり余剰の符号量が多い場合）には、量子化パラメータを小さく設定することにより、画質の向上を図ることができ、一方、目標符号量に対して発生符号量が多い場合（つまり余剰の符号量が少ない場合）には、量子化パラメータを大きく設定することにより、発生符号量を抑制することができる。
　本発明の第６の態様に係る画像処理装置は、第５の態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関するエッジ抽出処理の結果に基づいて、前記属性値を決定することを特徴とするものである。
　第６の態様に係る画像処理装置によれば、制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関するエッジ抽出処理の結果に基づいて、属性値を決定する。従って、エッジ抽出処理の結果、マクロブロック内に文字が含まれていると判定された場合には、量子化パラメータが小さくなるような属性値を設定することにより、画質の向上を図ることができる。
　本発明の第７の態様に係る画像処理装置は、第６の態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックにおける四辺の各領域に関する活発性評価値の最小値に基づいて、前記属性値を決定することを特徴とするものである。
　第７の態様に係る画像処理装置によれば、制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックにおける四辺の各領域に関する活発性評価値の最小値に基づいて、属性値を決定する。従って、複雑な画像がマクロブロックの一部に含まれている場合には、量子化パラメータが小さくなるような属性値を設定することにより、その複雑な画像の影響によって量子化パラメータが過剰に大きく設定される事態を回避することが可能となる。
　本発明の第８の態様に係る画像処理装置は、第６又は第７の態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックの全体領域に関する活発性評価値に基づいて、前記属性値を決定することを特徴とするものである。
　第８の態様に係る画像処理装置によれば、制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックの全体領域に関する活発性評価値に基づいて、属性値を決定する。従って、活発性評価値が小さい場合には、量子化パラメータが小さくなるような属性値を設定することにより、画質の向上を図ることができ、一方、活発性評価値が大きい場合には、量子化パラメータが大きくなるような属性値を設定することにより、発生符号量を抑制することができる。
　本発明の第９の態様に係る画像処理装置は、第１～第８のいずれか一つの態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して増加させる場合において、前記基準値が所定値未満である場合には、前記基準値として前記所定値を用いることを特徴とするものである。
　第９の態様に係る画像処理装置によれば、制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して増加させる場合において、基準値が所定値未満である場合には、基準値として所定値を用いる。従って、量子化パラメータを素早く増加させることができるため、効果的に発生符号量を抑制することが可能となる。
　本発明の第１０の態様に係る画像処理装置は、第１～第９のいずれか一つの態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して減少させる場合において、前記基準値が所定値を超える場合には、前記基準値として前記所定値を用いることを特徴とするものである。
　第１０の態様に係る画像処理装置によれば、制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して減少させる場合において、基準値が所定値を超える場合には、基準値として所定値を用いる。従って、量子化パラメータを素早く減少させることができるため、効果的に画質を向上することが可能となる。
　本発明の第１１の態様に係る画像処理装置は、第９又は第１０の態様に係る画像処理装置において特に、前記所定値は、現在の処理対象のマクロブロックの全体領域に関する活発性評価値に応じて異なる値に設定されることを特徴とするものである。
　第１１の態様に係る画像処理装置によれば、所定値は、現在の処理対象のマクロブロックの全体領域に関する活発性評価値に応じて異なる値に設定される。従って、画像の複雑度合いに応じて適切な所定値を設定することが可能となる。
　本発明の第１２の態様に係る画像処理装置は、第９又は第１０の態様に係る画像処理装置において特に、前記所定値は、現在の処理対象のマクロブロックに関する所定の属性値に応じて異なる値に設定されることを特徴とするものである。
　第１２の態様に係る画像処理装置によれば、所定値は、現在の処理対象のマクロブロックに関する所定の属性値に応じて異なる値に設定される。従って、画質の劣化の目立ち度合いに応じて適切な所定値を設定することが可能となる。
　本発明の第１３の態様に係る画像処理装置は、第９、第１０、又は第１２の態様に係る画像処理装置において特に、前記所定値は、所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差に応じて異なる値に設定されることを特徴とするものである。
　第１３の態様に係る画像処理装置によれば、所定値は、所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差に応じて異なる値に設定される。従って、符号量の余剰の度合いに応じて適切な所定値を設定することが可能となる。
　本発明の第１４の態様に係る画像処理装置は、第１～第１３のいずれか一つの態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部はさらに、前回処理したフレーム内における、現在の処理対象のマクロブロックに対応する領域に関する発生符号量に基づいて、前記増減値を決定することを特徴とするものである。
　第１４の態様に係る画像処理装置によれば、制御部はさらに、前回処理したフレーム内における、現在の処理対象のマクロブロックに対応する領域に関する発生符号量に基づいて、増減値を決定する。従って、量子化パラメータが大きく設定されている領域がフレーム内の同一箇所に集中する事態を回避できるため、複数のフレームにおいて当該領域が連続することに起因する画質の劣化を回避することが可能となる。
　本発明の第１５の態様に係る画像処理装置は、第１～第１３のいずれか一つの態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックよりも先の複数のマクロブロック内における、文字領域の発生状況に基づいて、前記増減値を決定することを特徴とするものである。
　第１５の態様に係る画像処理装置によれば、制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックよりも先の複数のマクロブロック内における、文字領域の発生状況に基づいて、増減値を決定する。従って、先に文字領域が多く発生する状況が想定された場合には、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを大きく設定して予め発生符号量を抑制することにより、将来の例外処理の発生を抑制することが可能となる。
　本発明の第１６の態様に係る画像処理装置は、第１～第１５のいずれか一つの態様に係る画像処理装置において特に、前記マクロブロックはイントラマクロブロックを含むことを特徴とするものである。
　第１６の態様に係る画像処理装置によれば、マクロブロックにはイントラマクロブロックが含まれる。従って、イントラマクロブロックに関しても同様の符号量制御を行うことが可能となる。
　本発明の第１７の態様に係る画像処理装置は、第１６の態様に係る画像処理装置において特に、前記イントラマクロブロックに関する量子化パラメータには、所定の上限値が設定されていることを特徴とするものである。
　第１７の態様に係る画像処理装置によれば、イントラマクロブロックに関する量子化パラメータには、所定の上限値が設定されている。イントラマクロブロックに関しては、量子化パラメータを大きい値に設定すると画質の劣化が目立ちやすいため、イントラマクロブロックに関する量子化パラメータに上限値を設定することにより、画質の劣化を抑制することが可能となる。
　本発明の第１８の態様に係る画像処理装置は、第１～第１７のいずれか一つの態様に係る画像処理装置において特に、前記制御部は、直前に処理した所定の複数のマクロブロックに関する発生符号量が、最大許容符号量に応じて設定される所定のしきい値を超えている場合には、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに定数値を加算した値を、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータとして設定することを特徴とするものである。
　第１８の態様に係る画像処理装置によれば、制御部は、直前に処理した所定の複数のマクロブロックに関する発生符号量が、最大許容符号量に応じて設定される所定のしきい値を超えている場合には、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに定数値を加算した値を、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータとして設定する。このように、発生符号量がしきい値を超えている場合には強制的に量子化パラメータを大きく設定するという例外処理を行うことにより、発生符号量が最大許容符号量を超える事態を回避することが可能となる。
　本発明によれば、ＧＯＰ単位やフレーム単位で符号量制御を行う場合と比較すると、遅延量を削減することが可能となる。
　この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
マクロブロック単位でのエンコード処理の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図２に示した制御部の第１の構成例を示すブロック図である。 増減値の決定手法の一例を示す図である。 増減値の決定手法の一例を示す図である。 増減値の決定手法の一例を示す図である。 図２に示した制御部の第２の構成例を示すブロック図である。 増減値の決定手法の一例を示す図である。 図２に示した制御部の第３の構成例を示すブロック図である。 属性値の決定手法の一例を示すフローチャートである。 増減値の決定手法の一例を示す図である。 所定値の決定手法の一例を示す図である。 所定値の決定手法の一例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
　実施の形態１．
　図１は、マクロブロック単位でのエンコード処理の一例を示す図である。図１には、行方向（横方向）に１２８０画素、列方向（縦方向）に７２０画素を有する１フレームの画像を例示している。１フレームは、行方向に１６画素ごと、列方向に１６画素ごとにマクロブロックとして分割される。従って、１フレームは、行方向に８０個、列方向に４５個のマクロブロックに分割される。なお、１行分に相当する８０個のマクロブロックの集合は、マクロブロックラインと称される。
　図２は、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置１の構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像処理装置１は、エンコーダ２及び制御部３を備えて構成されている。エンコーダ２は、ＭＰＥＧ－２又はＭＰＥＧ－４等の動画像に関する規格に準拠しており、圧縮符号化前の画像信号Ｓ１に対して量子化処理及び符号化処理等の画像処理を施すことにより、圧縮符号化後の画像信号Ｓ４を出力する。画像信号Ｓ４は、画像処理装置１から無線ＬＡＮ等によって表示装置（図示しない）に伝送され、表示装置において動画像が表示される。
　制御部３には、画像信号Ｓ１，Ｓ４が入力されるとともに、１マクロブロックあたりの最大許容符号量を示す信号Ｓ２Ａと、１マクロブロックあたりの目標符号量を示す信号Ｓ２Ｂとが入力される。ここで、１マクロブロックあたりの最大許容符号量は、画像処理装置１から表示装置への最大ビットレート（例えば１８Ｍｂｐｓ）と、動画像のフレームレート（例えば６０ｆｐｓ）と、１フレーム内のマクロブロックの総数（例えば３６００個）とに基づいて算出される。同様に、１マクロブロックあたりの目標符号量は、画像処理装置１から表示装置への目標ビットレート（例えば１４Ｍｂｐｓ）と、動画像のフレームレートと、１フレーム内のマクロブロックの総数とに基づいて算出される。制御部３は、これらの信号Ｓ１，Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂ，Ｓ４に基づいて、エンコーダ２内での量子化処理における量子化パラメータを、制御信号Ｓ３によって制御する。
　図３は、図２に示した制御部３の第１の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、制御部３は、全体評価値演算部１０、部分評価値演算部１１、パラメータ決定部１２、記憶部１３、及びビット数カウンタ１４を備えて構成されている。画像信号Ｓ１は、全体評価値演算部１０及び部分評価値演算部１１に入力される。信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂは、パラメータ決定部１２に入力される。画像信号Ｓ４は、ビット数カウンタ１４に入力される。制御信号Ｓ３は、パラメータ決定部１２から出力される。
　全体評価演算部１０は、画像信号Ｓ１に基づいて、現在の処理対象のマクロブロックの全体領域に関する活発性評価値ＡＣＴ１（詳細は後述）を算出する。部分評価値演算部１１は、画像信号Ｓ１に基づいて、現在の処理対象のマクロブロックの複数の部分領域に関する活発性評価値の最小値ＡＣＴ２（詳細は後述）を算出する。記憶部１３には、後述する各種のしきい値や定数値等に関するデータが記憶されている。ビット数カウンタ１４は、画像信号Ｓ４に基づいて発生符号量を求める。
　以下、本実施の形態に係る画像処理装置１の動作について説明する。パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を、基準値ＱＰ２に対する増減値ＱＰ３として決定する。つまり、パラメータ決定部１２は、ＱＰ１＝ＱＰ２＋ＱＰ３なる演算を行うことにより、量子化パラメータＱＰ１を求める。
　パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックから遡った１マクロブロックラインに関する量子化パラメータの平均値を、基準値ＱＰ２として用いる。但し、先頭のマクロブロックに関しては、所定の定数値が基準値ＱＰ２として用いられる。また、処理済みのマクロブロックの総数が１マクロブロックラインに満たない場合には、処理済みのマクロブロックに関する量子化パラメータの平均値が基準値ＱＰ２として用いられる。
　また、パラメータ決定部１２は、ＱＰ３＝ＱＰ３Ａ＋ＱＰ３Ｂ＋ＱＰ３Ｃなる演算を行うことにより、増減値ＱＰ３を求める。
　具体的に、パラメータ決定部１２は、１マクロブロックラインあたりの目標符号量と、直前に処理した１マクロブロックラインに関する発生符号量との差（ΔＢ１＝発生符号量－目標符号量）に基づいて、増減値ＱＰ３Ａを決定する。図４は、増減値ＱＰ３Ａの決定手法の一例を示す図である。差ΔＢ１がしきい値Ｔｈ００（例えば－１０００ビット）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ａは値α０（例えば－４）に設定される。差ΔＢ１がしきい値Ｔｈ００以上かつしきい値Ｔｈ０１（例えば－５００ビット）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ａは値α１（例えば－２）に設定される。差ΔＢ１がしきい値Ｔｈ０１以上かつしきい値Ｔｈ０２（例えば０ビット）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ａは値α２（例えば－１）に設定される。差ΔＢ１がしきい値Ｔｈ０２以上かつしきい値Ｔｈ０３（例えば５００ビット）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ａは値α３（例えば１）に設定される。差ΔＢ１がしきい値Ｔｈ０３以上かつしきい値Ｔｈ０４（例えば１０００ビット）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ａは値α４（例えば２）に設定される。差ΔＢ１がしきい値Ｔｈ０４以上である場合には、増減値ＱＰ３Ａは値α５（例えば４）に設定される。
　また、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックにおける四辺の各領域（つまり、上辺を含む縦４画素×横１６画素の領域、下辺を含む縦４画素×横１６画素の領域、左辺を含む縦１６画素×横４画素の領域、及び右辺を含む縦１６画素×横４画素の領域）に関する活発性評価値の最小値（ＡＣＴ２）に基づいて、増減値ＱＰ３Ｂを決定する。図５は、増減値ＱＰ３Ｂの決定手法の一例を示す図である。最小値ＡＣＴ２がしきい値Ｔｈ１０（例えば２）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ｂは値β０（例えば－４）に設定される。最小値ＡＣＴ２がしきい値Ｔｈ１０以上かつしきい値Ｔｈ１１（例えば５）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ｂは値β１（例えば－２）に設定される。最小値ＡＣＴ２がしきい値Ｔｈ１１以上かつしきい値Ｔｈ１２（例えば１０）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ｂは値β２（例えば０）に設定される。最小値ＡＣＴ２がしきい値Ｔｈ１２以上かつしきい値Ｔｈ１３（例えば３０）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ｂは値β３（例えば２）に設定される。最小値ＡＣＴ２がしきい値Ｔｈ１３以上である場合には、増減値ＱＰ３Ｂは値β４（例えば４）に設定される。なお、活発性評価値は、マクロブロック内における画素値のばらつきの度合いを示す指標（画素情報）であり、例えば、そのマクロブロックの輝度平均値と各画素の輝度値との差分絶対値和を、そのマクロブロック内の画素数で除算した値として得られる。
　また、パラメータ決定部１２は、前回処理したマクロブロックに関する発生符号量（ＰＢ）に基づいて、増減値ＱＰ３Ｃを決定する。図６は、増減値ＱＰ３Ｃの決定手法の一例を示す図である。発生符号量ＰＢがしきい値Ｔｈ２０（例えば１マクロブロックあたりの目標符号量の１／２）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ｃは値γ０（例えば－２）に設定される。発生符号量ＰＢがしきい値Ｔｈ２０以上かつしきい値Ｔｈ２１（例えば目標符号量）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ｃは値γ１（例えば－１）に設定される。発生符号量ＰＢがしきい値Ｔｈ２１以上かつしきい値Ｔｈ２２（例えば目標符号量の３／２）未満である場合には、増減値ＱＰ３Ｃは値γ２（例えば１）に設定される。発生符号量ＰＢがしきい値Ｔｈ２２以上である場合には、増減値ＱＰ３Ｃは値γ３（例えば２）に設定される。
　上記の通り、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を、基準値ＱＰ２に対する増減値ＱＰ３として決定する。ここで、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して増加させる場合において、基準値ＱＰ２が所定値Ｋ１未満である場合には、基準値ＱＰ２として所定値Ｋ１を用いる。同様に、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して減少させる場合において、基準値ＱＰ２が所定値Ｋ２を超える場合には、基準値ＱＰ２として所定値Ｋ２を用いる。
　所定値Ｋ１，Ｋ２は、現在の処理対象のマクロブロックの全体領域に関する活発性評価値（ＡＣＴ１）に応じて異なる値に設定される。例えば、所定値Ｋ１は、活発性評価値ＡＣＴ１が５未満である場合は２０に、５以上１０未満である場合には２５に、１０以上である場合には３０に、それぞれ設定される。また例えば、所定値Ｋ２は、活発性評価値ＡＣＴ１が５未満である場合には２５に、５以上である場合には５１に、それぞれ設定される。
　画像処理装置１の処理対象であるマクロブロックには、所定の頻度（例えば１マクロブロックラインに１個又は２個の割合）でイントラマクロブロック（フレーム間予測を用いないマクロブロック）が含まれる。ここで、イントラマクロブロックに関する量子化パラメータには、所定の上限値ＱＰＭ（例えば３０）が設定されている。パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックがイントラマクロブロックである場合において、上述のアルゴリズムによって決定した量子化パラメータＱＰ１が上限値ＱＰＭを超える場合には、そのイントラマクロブロックに関する量子化パラメータを上限値ＱＰＭに設定する。
　また、パラメータ決定部１２は、直前に処理した所定数のマクロブロック（許容伝送遅延に相当する例えば１５マクロブロックライン）に関する発生符号量が、最大許容符号量に応じて設定される所定のしきい値（例えば最大許容符号量の９８％）を超えている場合には、上述したアルゴリズムによる量子化パラメータの決定処理を行わずに、所定の例外処理を実行する。具体的に、パラメータ決定部１２は、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに定数値（例えば２）を加算した値を、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータとして設定する。当該発生符号量が当該しきい値以下となるまで、例外処理は継続される。
　図７は、図２に示した制御部３の第２の構成例を示すブロック図である。図３に示した構成に対して、ＳＡＤ演算部１５が追加されている。ＳＡＤ演算部１５は、現在の処理対象のマクロブロックに関して、そのマクロブロックに関する動き探索処理によって得られる予測誤差の絶対値和（ＳＡＤ）を算出する。パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックに関する予測誤差の絶対値和ＳＡＤに基づいて、増減値ＱＰ３を調整する。図８は、増減値ＱＰ３の調整手法の一例を示す図である。予測誤差の絶対値和ＳＡＤに関するしきい値Ｔｈ３０（例えば５００）が予め設定されており、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックに関する予測誤差の絶対値和ＳＡＤがしきい値Ｔｈ３０未満である場合には、上述のアルゴリズムによって求めた増減値ＱＰ３に対して所定値σ０（例えば－３）を加算する。一方、予測誤差の絶対値和ＳＡＤがしきい値Ｔｈ３０以上である場合には、増減値ＱＰ３に対して所定値σ１（例えば０）を加算する。パラメータ決定部１２のその他の処理は、上記と同様である。
　このように本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を、基準値ＱＰ２に対する増減値ＱＰ３として決定し、１フレーム内に含まれるマクロブロックの総数未満の所定数のマクロブロック（上記の例では１マクロブロックライン）あたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差ΔＢ１に基づいて、増減値ＱＰ３Ａを決定する。従って、ＧＯＰ単位やフレーム単位で符号量制御を行う場合と比較すると、遅延量を削減することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックにおける四辺の各領域に関する活発性評価値の最小値ＡＣＴ２に基づいて、増減値ＱＰ３Ｂを決定する。従って、複雑な画像がマクロブロックの一部に含まれている場合であっても、その複雑な画像の影響によって量子化パラメータＱＰ１が過剰に大きく設定される事態を回避することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックに関する動き探索処理によって得られる予測誤差の絶対値和ＳＡＤに基づいて、増減値ＱＰ３を調整する。従って、マクロブロックの予測誤差の絶対値和ＳＡＤに応じて、適切な量子化パラメータを設定することが可能となる。例えば、予測誤差の絶対値和ＳＡＤが所定のしきい値Ｔｈ３０未満であるマクロブロックに関しては、発生符号量が少ない領域と判断して、増減値ＱＰ３を所定値だけ下げるという調整を行うことができる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、前回処理したマクロブロックに関する発生符号量ＰＢに基づいて、増減値ＱＰ３Ｃを決定する。従って、前回処理したマクロブロックに関する発生符号量が目標符号量より小さい場合には、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を小さく設定することにより、画質の向上を図ることが可能となる。一方、前回処理したマクロブロックに関する発生符号量が目標符号量より大きい場合には、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を大きく設定することにより、発生符号量を抑制することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して増加させる場合において、基準値ＱＰ２が所定値Ｋ１未満である場合には、基準値ＱＰ２として所定値Ｋ１を用いる。従って、量子化パラメータを素早く増加させることができるため、効果的に発生符号量を抑制することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して減少させる場合において、基準値ＱＰ２が所定値Ｋ２を超える場合には、基準値ＱＰ２として所定値Ｋ２を用いる。従って、量子化パラメータを素早く減少させることができるため、効果的に画質を向上することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、所定値Ｋ１，Ｋ２は、現在の処理対象のマクロブロックの全体領域に関する活発性評価値ＡＣＴ１に応じて異なる値に設定される。従って、画像の複雑度合いに応じて適切な所定値Ｋ１，Ｋ２を設定することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、処理対象であるマクロブロックにはイントラマクロブロックが含まれる。従って、イントラマクロブロックに関しても同様の符号量制御を行うことが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、イントラマクロブロックに関する量子化パラメータには、所定の上限値ＱＰＭが設定されている。イントラマクロブロックに関しては、量子化パラメータを大きい値に設定すると画質の劣化が目立ちやすいため、イントラマクロブロックに関する量子化パラメータに上限値ＱＰＭを設定することにより、画質の劣化を抑制することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、直前に処理した所定の複数のマクロブロック（上記の例では１５マクロブロックライン）に関する発生符号量が、最大許容符号量に応じて設定される所定のしきい値を超えている場合には、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに定数値を加算した値を、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータとして設定する。このように、発生符号量がしきい値を超えている場合には強制的に量子化パラメータを大きく設定するという例外処理を行うことにより、発生符号量が最大許容符号量を超える事態を回避することが可能となる。
　実施の形態２．
　図９は、図２に示した制御部３の第３の構成例を示すブロック図である。図３に示した構成に対して、ソベルフィルタ処理部２０が追加されている。ソベルフィルタ処理部２０は、現在の処理対象のマクロブロックに関して、ソベルフィルタを用いてエッジ抽出処理を実行する。
　以下、本実施の形態に係る画像処理装置１の動作について説明する。上記と同様に、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を、基準値ＱＰ２に対する増減値Ｑ４として決定する。つまり、パラメータ決定部１２は、ＱＰ１＝ＱＰ２＋ＱＰ４なる演算を行うことにより、量子化パラメータＱＰ１を求める。
　上記実施の形態１と同様に、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックから遡った１マクロブロックラインに関する量子化パラメータの平均値を、基準値ＱＰ２として用いる。但し、先頭のマクロブロックに関しては、所定の定数値が基準値ＱＰ２として用いられる。また、処理済みのマクロブロックの総数が１マクロブロックラインに満たない場合には、処理済みのマクロブロックに関する量子化パラメータの平均値が基準値ＱＰ２として用いられる。
　また、パラメータ決定部１２は、ＱＰ４＝ＱＰ４Ａ＋ＱＰ４Ｂなる演算を行うことにより、増減値ＱＰ４を求める。
　具体的に、パラメータ決定部１２は、１マクロブロックラインあたりの目標符号量と、直前に処理した１マクロブロックラインに関する発生符号量との差（ΔＢ１＝発生符号量－目標符号量）に基づいて、増減値ＱＰ４Ａ（上記実施の形態１における増減値ＱＰ３Ａに相当する）を決定する。
　また、パラメータ決定部１２は、許容伝送遅延に相当する例えば１５マクロブロックラインあたりの目標符号量と、直前に処理した１５マクロブロックラインに関する発生符号量との差（ΔＢ２＝発生符号量－目標符号量）を求める。さらに、パラメータ決定部１２は、ソベルフィルタ処理の結果であるエッジ判定値Ｅと、上記の活発性評価値ＡＣＴ１と、上記の最小値ＡＣＴ２とに基づいて、現在の処理対象のマクロブロックに関する属性値Ｗを決定する。図１０は、属性値Ｗの決定手法の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、エッジ判定値Ｅがしきい値Ｔｈ８１以上である場合には、そのマクロブロックは文字領域であると判定し、属性値Ｗ＝０とする。また、最小値ＡＣＴ２がしきい値Ｔｈ８３未満である場合には、そのマクロブロックは画質の劣化が非常に目立つ領域であると判定し、属性値Ｗ＝１とする。また、最小値ＡＣＴ２がしきい値Ｔｈ８３以上かつしきい値Ｔｈ８２未満である場合には、そのマクロブロックは画質の劣化が目立ちやすい領域であると判定し、属性値Ｗ＝２とする。また、活発性評価値ＡＣＴ１がしきい値Ｔｈ８４未満である場合には、そのマクロブロックは画質の劣化が目立ちにくい領域であると判定し、属性値Ｗ＝３とする。また、活発性評価値ＡＣＴ１がしきい値Ｔｈ８４以上である場合には、そのマクロブロックは画質の劣化が目立たない領域であると判定し、属性値Ｗ＝４とする。
　そして、パラメータ決定部１２は、差ΔＢ２と属性値Ｗとに基づいて、増減値ＱＰ４Ｂを決定する。図１１は、増減値ＱＰ４Ｂの決定手法の一例を示す図である。例えば属性値Ｗ＝０に設定されたマクロブロックに関する増減値ＱＰ４Ｂは、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ４１未満である場合には例えば２に設定され、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ４１以上である場合には例えば１に設定される。また、例えば属性値Ｗ＝４に設定されたマクロブロックに関する増減値ＱＰ４Ｂは、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ４２未満である場合には例えば５に設定され、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ４２以上かつしきい値Ｔｈ４３未満である場合には例えば３に設定され、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ４３以上である場合には例えば１に設定される。
　上記の通り、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を、基準値ＱＰ２に対する増減値ＱＰ４として決定する。ここで、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して増加させる場合において、基準値ＱＰ２が所定値Ｋ３未満である場合には、基準値ＱＰ２として所定値Ｋ３を用いる。同様に、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して減少させる場合において、基準値ＱＰ２が所定値Ｋ４を超える場合には、基準値ＱＰ２として所定値Ｋ４を用いる。
　所定値Ｋ３，Ｋ４は、差ΔＢ２と属性値Ｗとに応じて異なる値に設定される。図１２は、所定値Ｋ３の決定手法の一例を示す図である。例えば属性値Ｗ＝０に設定されたマクロブロックに関する所定値Ｋ３は、差ΔＢ２に拘わらず例えば２０に設定される。また、例えば属性値Ｗ＝４に設定されたマクロブロックに関する所定値Ｋ３は、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ５１未満である場合には例えば４０に設定され、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ５１以上かつしきい値Ｔｈ５２未満である場合には例えば３０に設定され、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ５２以上である場合には例えば２０に設定される。図１３は、所定値Ｋ４の決定手法の一例を示す図である。例えば属性値Ｗ＝０に設定されたマクロブロックに関する所定値Ｋ４は、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ６１未満である場合には例えば５１に設定され、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ６１以上かつしきい値Ｔｈ６２未満である場合には例えば４０に設定され、差ΔＢ２がしきい値Ｔｈ６２以上である場合には例えば３５に設定される。また、例えば属性値Ｗ＝４に設定されたマクロブロックに関する所定値Ｋ４は、差ΔＢ２に拘わらず例えば５１に設定される。
　また、パラメータ決定部１２は、前回処理したフレーム内における、現在の処理対象のマクロブロックに対応する領域に関する発生符号量に基づいて、増減値ＱＰ４を補正する。具体的には、１フレーム前の同一箇所のマクロブロックに関する発生符号量が目標符号量を超えている場合には、現在の処理対象のマクロブロックに関して求めた増減値ＱＰ４に、定数値（例えば６）を加算する。この補正処理は、上記実施の形態１にも適用可能である。
　また、パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックよりも先の複数のマクロブロック内における、文字領域の発生状況に基づいて、増減値ＱＰ４を補正する。具体的には、同一フレーム内において現在の処理対象のマクロブロックよりも先の複数のマクロブロック（例えば１マクロブロックライン）に関して、ソベルフィルタ処理の結果に基づいて文字領域の発生割合を求める。そして、その発生割合が所定のしきい値を超えている場合には、現在の処理対象のマクロブロックに関して求めた増減値ＱＰ４に、定数値（例えば５）を加算する。この補正処理は、上記実施の形態１にも適用可能である。
　上記実施の形態１と同様に、画像処理装置１の処理対象であるマクロブロックには、所定の頻度でイントラマクロブロックが含まれる。ここで、イントラマクロブロックに関する量子化パラメータには、所定の上限値ＱＰＭ（例えば３０）が設定されている。パラメータ決定部１２は、現在の処理対象のマクロブロックがイントラマクロブロックである場合において、上述のアルゴリズムによって決定した量子化パラメータＱＰ１が上限値ＱＰＭを超える場合には、そのイントラマクロブロックに関する量子化パラメータを上限値ＱＰＭに設定する。
　また、上記実施の形態１と同様に、パラメータ決定部１２は、直前に処理した所定数のマクロブロック（例えば１５マクロブロックライン）に関する発生符号量が、最大許容符号量に応じて設定される所定のしきい値（例えば最大許容符号量の９８％）を超えている場合には、上述したアルゴリズムによる量子化パラメータの決定処理を行わずに、所定の例外処理を実行する。具体的に、パラメータ決定部１２は、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに定数値（例えば２）を加算した値を、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータとして設定する。当該発生符号量が当該しきい値以下となるまで、例外処理は継続される。
　このように本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を、基準値ＱＰ２に対する増減値ＱＰ４として決定し、１フレーム内に含まれるマクロブロックの総数未満の所定数のマクロブロック（上記の例では１マクロブロックライン）あたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差ΔＢ１に基づいて、増減値ＱＰ４Ａを決定する。従って、ＧＯＰ単位やフレーム単位で符号量制御を行う場合と比較すると、遅延量を削減することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、所定数のマクロブロック（上記の例では１５マクロブロックライン）あたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差ΔＢ２と、現在の処理対象のマクロブロックに関する所定の属性値Ｗとに基づいて、増減値ＱＰ４Ｂを決定する。従って、目標符号量と発生符号量との差ΔＢ２と、所定の属性値Ｗとに応じて、適切な量子化パラメータを設定することが可能となる。例えば、画質の劣化が目立ちやすい属性のマクロブロックに関しては、量子化パラメータを小さく設定することにより、画質の向上を図ることができ、一方、画質の劣化が目立ちにくい属性のマクロブロックに関しては、量子化パラメータを大きく設定することにより、発生符号量を抑制することができる。また、目標符号量に対して発生符号量が少ない場合（つまり余剰の符号量が多い場合）には、量子化パラメータを小さく設定することにより、画質の向上を図ることができ、一方、目標符号量に対して発生符号量が多い場合（つまり余剰の符号量が少ない場合）には、量子化パラメータを大きく設定することにより、発生符号量を抑制することができる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックに関するエッジ抽出処理の結果に基づいて、属性値Ｗを決定する。従って、エッジ抽出処理の結果、マクロブロック内に文字が含まれていると判定された場合には、量子化パラメータが小さくなるような属性値Ｗを設定することにより、画質の向上を図ることができる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックにおける四辺の各領域に関する活発性評価値の最小値ＡＣＴ２に基づいて、属性値Ｗを決定する。従って、複雑な画像がマクロブロックの一部に含まれている場合には、量子化パラメータが小さくなるような属性値Ｗを設定することにより、その複雑な画像の影響によって量子化パラメータが過剰に大きく設定される事態を回避することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックの全体領域に関する活発性評価値ＡＣＴ１に基づいて、属性値Ｗを決定する。従って、活発性評価値ＡＣＴ１が小さい場合には、量子化パラメータが小さくなるような属性値Ｗを設定することにより、画質の向上を図ることができ、一方、活発性評価値ＡＣＴ１が大きい場合には、量子化パラメータが大きくなるような属性値Ｗを設定することにより、発生符号量を抑制することができる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して増加させる場合において、基準値ＱＰ２が所定値Ｋ３未満である場合には、基準値ＱＰ２として所定値Ｋ３を用いる。従って、量子化パラメータを素早く増加させることができるため、効果的に発生符号量を抑制することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータＱＰ１を、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して減少させる場合において、基準値ＱＰ２が所定値Ｋ４を超える場合には、基準値ＱＰ２として所定値Ｋ４を用いる。従って、量子化パラメータを素早く減少させることができるため、効果的に画質を向上することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、所定値Ｋ３，Ｋ４は、現在の処理対象のマクロブロックに関する所定の属性値Ｗに応じて異なる値に設定される。従って、画質の劣化の目立ち度合いに応じて適切な所定値Ｋ３，Ｋ４を設定することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、所定値Ｋ３，Ｋ４は、所定数のマクロブロック（上記の例では１５マクロブロックライン）あたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差ΔＢ２に応じて異なる値に設定される。従って、符号量の余剰の度合いに応じて適切な所定値Ｋ３，Ｋ４を設定することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、前回処理したフレーム内における、現在の処理対象のマクロブロックに対応する領域に関する発生符号量に基づいて、増減値ＱＰ４を決定する。従って、量子化パラメータが大きく設定されている領域がフレーム内の同一箇所に集中する事態を回避できるため、複数のフレームにおいて当該領域が連続することに起因する画質の劣化を回避することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、現在の処理対象のマクロブロックよりも先の複数のマクロブロック（上記の例では１マクロブロックライン）内における、文字領域の発生状況に基づいて、増減値ＱＰ４を決定する。従って、先に文字領域が多く発生する状況が想定された場合には、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを大きく設定して予め発生符号量を抑制することにより、将来の例外処理の発生を抑制することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、処理対象であるマクロブロックにはイントラマクロブロックが含まれる。従って、イントラマクロブロックに関しても同様の符号量制御を行うことが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、イントラマクロブロックに関する量子化パラメータには、所定の上限値ＱＰＭが設定されている。イントラマクロブロックに関しては、量子化パラメータを大きい値に設定すると画質の劣化が目立ちやすいため、イントラマクロブロックに関する量子化パラメータに上限値ＱＰＭを設定することにより、画質の劣化を抑制することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像処理装置１によれば、制御部３は、直前に処理した所定の複数のマクロブロック（上記の例では１５マクロブロックライン）に関する発生符号量が、最大許容符号量に応じて設定される所定のしきい値を超えている場合には、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに定数値を加算した値を、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータとして設定する。このように、発生符号量がしきい値を超えている場合には強制的に量子化パラメータを大きく設定するという例外処理を行うことにより、発生符号量が最大許容符号量を超える事態を回避することが可能となる。
　この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示的であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１　画像処理装置
　２　エンコーダ
　３　制御部
　１０　全体評価値演算部
　１１　部分評価値演算部
　１２　パラメータ決定部
　１３　記憶部
　１４　ビット数カウンタ
 
 

Claims (18)

  1. 　画像信号に対する量子化処理を含むエンコード処理を実行するエンコーダと、
    　前記量子化処理における量子化パラメータを制御する制御部と
    を備え、
    　前記制御部は、
    　現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、基準値に対する増減値として決定し、
    　１フレーム内に含まれるマクロブロックの総数未満の所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差に基づいて、前記増減値を決定する、画像処理装置。
  2. 　前記制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックにおける四辺の各領域に関する活発性評価値の最小値に基づいて、前記増減値を決定する、請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 　前記制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックに関する動き探索処理によって得られる予測誤差の絶対値和に基づいて、前記増減値を決定する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
  4. 　前記制御部はさらに、前回処理したマクロブロックに関する発生符号量に基づいて、前記増減値を決定する、請求項１～３のいずれか一つに記載の画像処理装置。
  5. 　前記制御部はさらに、所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差と、現在の処理対象のマクロブロックに関する所定の属性値とに基づいて、前記増減値を決定する、請求項１に記載の画像処理装置。
  6. 　前記制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関するエッジ抽出処理の結果に基づいて、前記属性値を決定する、請求項５に記載の画像処理装置。
  7. 　前記制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックにおける四辺の各領域に関する活発性評価値の最小値に基づいて、前記属性値を決定する、請求項６に記載の画像処理装置。
  8. 　前記制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックの全体領域に関する活発性評価値に基づいて、前記属性値を決定する、請求項６又は７に記載の画像処理装置。
  9. 　前記制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して増加させる場合において、前記基準値が所定値未満である場合には、前記基準値として前記所定値を用いる、請求項１～８のいずれか一つに記載の画像処理装置。
  10. 　前記制御部は、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータを、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに対して減少させる場合において、前記基準値が所定値を超える場合には、前記基準値として前記所定値を用いる、請求項１～９のいずれか一つに記載の画像処理装置。
  11. 　前記所定値は、現在の処理対象のマクロブロックの全体領域に関する活発性評価値に応じて異なる値に設定される、請求項９又は１０に記載の画像処理装置。
  12. 　前記所定値は、現在の処理対象のマクロブロックに関する所定の属性値に応じて異なる値に設定される、請求項９又は１０に記載の画像処理装置。
  13. 　前記所定値は、所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に処理した当該所定数のマクロブロックに関する発生符号量との差に応じて異なる値に設定される、請求項９，１０，１２のいずれか一つに記載の画像処理装置。
  14. 　前記制御部はさらに、前回処理したフレーム内における、現在の処理対象のマクロブロックに対応する領域に関する発生符号量に基づいて、前記増減値を決定する、請求項１～１３のいずれか一つに記載の画像処理装置。
  15. 　前記制御部はさらに、現在の処理対象のマクロブロックよりも先の複数のマクロブロック内における、文字領域の発生状況に基づいて、前記増減値を決定する、請求項１～１３のいずれか一つに記載の画像処理装置。
  16. 　前記マクロブロックはイントラマクロブロックを含む、請求項１～１５のいずれか一つに記載の画像処理装置。
  17. 　前記イントラマクロブロックに関する量子化パラメータには、所定の上限値が設定されている、請求項１６に記載の画像処理装置。
  18. 　前記制御部は、直前に処理した所定の複数のマクロブロックに関する発生符号量が、最大許容符号量に応じて設定される所定のしきい値を超えている場合には、前回処理したマクロブロックに関する量子化パラメータに定数値を加算した値を、現在の処理対象のマクロブロックに関する量子化パラメータとして設定する、請求項１～１７のいずれか一つに記載の画像処理装置。
     
     
     
     
     
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