JP2002218464A - 動画像符号化データのトランスコーディングを実行するための方法、装置、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画質の劣化が生じる可能性が少ないトランス
コーディング装置を提供する。 【解決手段】 逆量子化部３は、量子化過程を含む符号
化処理により動画像データから生成されたビットストリ
ームを量子化前のデータに戻す。量子化部４は、ＣＰＵ
１から指示された量子化スケールコードに対応した量子
化スケールにより逆量子化部３の出力データの再量子化
を行う。ＣＰＵ７は、ビットストリームに含まれていた
データのうち閾値より小さな量子化スケールコードに対
応した量子化処理を経たものについては、閾値を再量子
化用の量子化スケールコードとして指定する。また、Ｃ
ＰＵ７は、処理対象の符号化困難度の時間的変化に応じ
て閾値を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動画像符号化デ
ータのトランスコーディングを実行するための方法、装
置、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像符号化データのビットレートを変
換するための手段として、動画像符号化データを復号し
て符号化前の動画像データを生成し、この動画像データ
を元の動画像符号化データよりもビット量の少ないデー
タに再度符号化してビットレートの異なった動画像符号
化データを生成するトランスコーディング装置がある。

【０００３】しかしながら、このようなトランスコーデ
ィング装置においては、逆ＤＣＴ（Discrete Cosine Tr
ansform；離散コサイン変換）や逆量子化といった不可
逆過程を経て動画像データが復号され、さらにこの動画
像データがＤＣＴや量子化という不可逆過程を経て動画
像符号化データに変換されるため、画質が劣化する問題
がある。

【０００４】以上の問題を解決する手段として、各種の
トランスコーディング装置が提供されている。例えば、
符号化の規格として周知であるＭＰＥＧ（Moving Pictu
re Experts Group）に対応したトランスコーディング装
置として、動画像符号化データに含まれるＤＣＴ係数の
量子化データを逆量子化してＤＣＴ係数に戻し、このＤ
ＣＴ係数を符号化時よりも粗い量子化スケールで再量子
化し、元の動画像符号化データよりもビット量の小さな
動画像符号化データを得るものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、動画像の符
号化時、動画像を構成する各ピクチャから得られるＤＣ
Ｔ係数は、常に同じ量子化スケールで量子化されるとは
限らず、大きな量子化スケールで量子化されるＤＣＴ係
数もあれば小さな量子化スケールで量子化されるＤＣＴ
係数もある。しかしながら、上述した従来のトランスコ
ーディング装置では、一律に量子化スケールを大きくし
てＤＣＴ係数の再量子化が行われる。このため、元々、
大きな量子化スケールで量子化されていたＤＣＴ係数が
さらに粗い量子化スケールで再量子化されることとな
り、これに伴った画質の劣化が生じるという問題があっ
た。

【０００６】本発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
であり、量子化スケールを変換して再符号化を行った場
合において、画質の劣化が生じる可能性が少ないトラン
スコーディングを行うことができる方法、装置、プログ
ラムおよび該プログラムを記録した記録媒体を提供する
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、量子化過程
を含む符号化処理により動画像データから生成された第
１の符号化データを量子化前のデータに戻す逆量子化過
程と、前記量子化前のデータを量子化する再量子化過程
を含み、該再量子化過程により得られたデータを用いて
前記動画像データに対応した第２の符号化データを生成
する再符号化過程と、前記第１の符号化データのうち、
閾値より小さな量子化スケールコードに対応した量子化
処理を経たものについては、当該符号化データに適用さ
れる前記再量子化過程における量子化スケールの量子化
スケールコードを前記閾値に変更する量子化スケール変
更過程と、前記再符号化過程の処理対象となるデータに
対応した画像の符号化困難度の時間的変化に応じて前記
閾値を変更する閾値変更過程とを具備することを特徴と
するトランスコーディング方法、この方法を構成する各
手順をコンピュータに実行させるためのプログラムおよ
びこのプログラムを記録した記録媒体を提供するもので
ある。

【０００８】また、この発明は、量子化過程を含む符号
化処理により動画像データから生成された第１の符号化
データを量子化前のデータに戻す逆量子化手段と、前記
量子化前のデータを量子化する再量子化手段を含み、該
再量子化手段により得られたデータを用いて前記動画像
データに対応した第２の符号化データを生成する再符号
化手段と、前記第１の符号化データのうち、閾値より小
さな量子化スケールコードに対応した量子化処理を経た
ものについては、当該符号化データに適用される前記再
量子化手段における量子化スケールの量子化スケールコ
ードを前記閾値に変更する量子化スケール変更手段と、
前記再符号化手段の処理対象となるデータに対応した画
像の符号化困難度の時間的変化に応じて前記閾値を変更
する閾値変更手段とを具備することを特徴とするトラン
スコーディング装置を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。 Ａ：実施形態の構成 図１は、この発明の一実施形態であるであるトランスコ
ーディング装置１００の構成を示す構成を示すブロック
図である。このトランスコーディング装置１００は、Ｍ
ＰＥＧ１に準拠した動画像圧縮符号化方法により得られ
たビットストリーム（以下、単にビットストリームとい
う）のビットレートの変換を行う装置である。図１に示
すように、トランスコーディング装置１００は、入力バ
ッファメモリ１と、可変長復号部２と、逆量子化部３
と、量子化部４と、可変長符号化部５と、出力バッファ
メモリ６と、ＣＰＵ７と、メモリ８と、ＣＰＵバス９
と、コントロールパネル１０とを有している。

【００１０】ここで、入力バッファメモリ１は、トラン
スコーディング装置１００の処理対象であるビットスト
リームを格納するメモリである。図２は、この入力バッ
ファメモリ１に入力されたビットストリームの構造を模
式的に示したものである。図２に示すように、ビットス
トリームは、ＧＯＰ（Gro up Of Picture；ピクチャ
群）、ピクチャ、スライス、マクロブロックおよびブロ
ックの各層からなる６階層構造を有している。以下、こ
れらの各階層に対応したデータについて説明する。

【００１１】シーケンスは、動画像を構成する時系列の
ピクチャの集合である。ビットストリームは、最上位層
のデータとして、このシーケンスに対応したシーケンス
層のデータを含んでいる。このシーケンス層のデータに
は、そのシーケンスに属する各ピクチャのサイズ（水平
方向、垂直方向）や画素アスペクト比、ピクチャレート
（時間解像度）等を指定するデータが含まれている。

【００１２】シーケンス層のデータには、このシーケン
スを構成する複数のＧＯＰに対応したＧＯＰ層のデータ
が含まれている。１つのＧＯＰは、図３に例示するよう
に、一連のピクチャによって構成されている。

【００１３】ＧＯＰを構成する各ピクチャには、イント
ラピクチャ（Ｉピクチャ）、順方向予測ピクチャ（Ｐピ
クチャ）、双方向予測ピクチャ（Ｂピクチャ）の３種が
ある。これらのうちＩピクチャは、他のピクチャを参照
しないでピクチャ内符号化が行われるピクチャである。
ＰピクチャおよびＢピクチャは他のピクチャを参照した
ピクチャ間予測符号化の対象となるピクチャである。Ｇ
ＯＰ層のデータ中には、以上説明したようなＧＯＰを構
成する各ピクチャに対応したピクチャ層のデータが挿入
されている。

【００１４】１つのピクチャは、図４に示すように、複
数のスライスから構成されている。これに対応し、ピク
チャ層のデータには、そのピクチャを構成する各スライ
スに対応したスライス層のデータが挿入されている。ま
た、各スライスに対応したスライス層のデータには、そ
のスライスに適用する量子化スケールを指定するデータ
が含まれる。

【００１５】１つのスライスは、各々が１６×１６個の
画素からなる複数のマクロブロックにより構成されてい
る。スライス層のデータには、そのスライスを構成する
各マクロブロックに対応したマクロブロック層のデータ
が挿入されている。

【００１６】ここで、ＰピクチャまたはＢピクチャに対
応したマクロブロック層のデータは、各マクロブロック
毎に、当該マクロブロックのピクチャ間予測符号化のた
めに参照された他のピクチャ内の参照画像の位置を特定
する動き情報を含んでいる場合がある。

【００１７】各マクロブロックに対応したマクロブロッ
ク層のデータには、そのマクロブロックを構成する各ブ
ロックに対応したブロック層のデータが挿入されてい
る。ここで、Ｉピクチャに対応したブロック層のデータ
は、各ブロック毎に、当該ブロック内の各画素値から得
られた複数のＤＣＴ係数を量子化し、かつ、可変長符号
化することにより得られた可変長符号化データを含んで
いる。さらにＰピクチャまたはＢピクチャに対応したブ
ロック層のデータは、各ブロック毎に、当該ブロックと
その参照画像との間の差分情報に対応したＤＣＴ係数を
量子化し、かつ、可変長符号化することにより得られた
可変長符号化データを含んでいる。

【００１８】以上が本実施形態に係るトランスコーディ
ング装置１００の処理対象であるビットストリームの構
成の詳細である。このビットストリームは、ＣＰＵ７に
よる制御の下、入力バッファメモリ１から読み出され、
可変長復号部２に供給される。

【００１９】可変長復号部２は、このようにして供給さ
れるビットストリーム中の可変長符号化データを固定長
データに戻す装置である。この可変長復号部２による処
理を経たビットストリームは、ピクチャを構成する各ブ
ロックに対応したＤＣＴ係数を量子化して得られた量子
化データを含んでいる。

【００２０】逆量子化部３は、ビットストリーム中のこ
れらの量子化データの逆量子化を行い、量子化前の各Ｄ
ＣＴ係数に戻す装置である。

【００２１】量子化部４は、ＣＰＵ７からの指令に従っ
て、このようにして得られたＤＣＴ係数の再量子化を行
う装置である。ＣＰＵ７から量子化部４への指令は、量
子化スケールを特定する量子化スケールコードを含んで
いる。この量子化スケールコードとは、「１」〜「３
１」のいずれかの値をとる。量子化部４は、ＣＰＵ７に
よって指定された量子化スケールコードに対応した量子
化スケールを用いて、ＤＣＴ係数の再量子化を行う。こ
こで、量子化スケールコードが大きい程、量子化スケー
ルは粗くなり、その量子化スケールを用いて再量子化を
行ったときに得られる量子化データの符号量は少なくな
る。

【００２２】可変長符号化部５は、再量子化により得ら
れた量子化データを可変長符号化する装置である。

【００２３】出力バッファメモリ６は、以上の処理によ
り得られたビットストリームを格納するメモリである。
この出力バッファメモリ６に格納されたビットストリー
ムは、出力ストリームデータとして他の装置に送信され
る。

【００２４】コントロールパネル１０は、このトランス
コーディング装置１００の動作を指定するためのコマン
ド入力を受け付けるための装置である。

【００２５】ＣＰＵ７は、このトランスコーデイング装
置１００の各部を制御する制御中枢である。ＣＰＵ７の
制御機能のうち主要なものを挙げると次の通りである。

【００２６】ａ．各要素間のデータ流通制御 ＣＰＵ７は、処理対象であるビットストリームを入力バ
ッファメモリ１から順次取り出して可変長復号部２に引
き渡し、可変長復号部２の出力データを逆量子化部３に
引き渡し、逆量子化部３の出力データを量子化部４に引
き渡し、量子化部４の出力データを可変長符号化部５に
引き渡し、可変長符号化部５の出力データを出力バッフ
ァメモリ６に書き込む。

【００２７】ｂ．量子化部４が再量子化に使用する量子
化スケールを指定する処理 処理対象であるビットストリームは、動画像シーケンス
の各部に対応したＤＣＴ係数の量子化に使用された量子
化スケールを特定する量子化スケールコードを含んでい
る。ＣＰＵ７は、ビットストリームに含まれていた元の
量子化スケールコードのうち予め計算された閾値（下限
値）以上の量子化スケールコードについては、そのまま
再量子化用の量子化スケールコードとして再量子化部４
に対して指定する。また、元の量子化スケールコードの
うち上記の閾値より小さな量子化スケールコードについ
ては、元の量子化スケールコードの代わりに閾値を再量
子化用の量子化スケールコードとして指定する。

【００２８】ｃ．量子化スケールコードの閾値制御 ＣＰＵ７は、上記のデータ流通制御の過程において、上
記の閾値を決定するための必要なパラメータを取得し、
このパラメータから量子化スケールコードの閾値を計算
する。

【００２９】Ｂ：実施形態の動作 図５〜図１２は本実施形態においてＣＰＵ７によって実
行される処理の内容を示すフローチャートである。以
下、これらのフローチャートを参照し、本実施形態の動
作を説明する。

【００３０】ＣＰＵ７は、入力バッファメモリ１内のビ
ットストリームの処理を開始するに先立ち、ビットスト
リームのファイルサイズ（全ビット量）を取得する（ス
テップＳ１）。次に、ＣＰＵ７は、トランスコーディン
グの制御に必要な各変数の初期化を行う（ステップＳ
２）。以上の処理が終わると、ＣＰＵ７は、入力バッフ
ァメモリ１内のビットストリームの処理を開始する（ス
テップＳ３）。

【００３１】このステップＳ３では、図６にフローを示
すシーケンス層の処理を実行する。まず、ＣＰＵ７は、
例えばコントロールパネル１０を介してユーザからの入
力を受け付けるなどの方法により、目標変換レートtr_r
ateを得る（ステップＳ１０１）。この目標変換レートt
r_rateは、再符号化により得ようとするビットストリー
ムのビット量の再符号化前のビット量に対する比であ
る。

【００３２】次に、ＣＰＵ７は、入力バッファメモリ内
のビットストリームを先頭から順に読み出す。そして、
ビットストリーム中にシーケンスヘッダを見つけると、
そのシーケンスヘッダの出力バッファメモリ６への書き
込みなどのシーケンスヘッダの処理を行う（ステップＳ
１０２）。

【００３３】次に、ＣＰＵ７は、ビットストリームのビ
ットレートを指定するデータbit_rate_valueを入力バッ
ファメモリ１から読み出し（ステップＳ１０３）、その
データに「４００」を乗じて、処理対象であるビットス
トリームのビットレートbit_rateを求める（ステップＳ
１０４）。

【００３４】次に、ＣＰＵ７は、ステップＳ１０３にお
いて求めたビットレートbit_rateに対して、ステップＳ
１０１において得た目標変換レートtr_rateを乗算し、
再符号化後のビットストリームのビットレートである目
標変換ビットレートtr_bit_rateを求める（ステップＳ
１０５）。

【００３５】その後、ＣＰＵ７は、ＧＯＰ層のデータの
開始を示すＧＯＰスタートコードが見つかるまで、入力
バッファメモリ１からのビットストリームの読み出しを
続ける（ステップＳ１０６）。そして、ＣＰＵ７は、Ｇ
ＯＰスタートコードを読み出すと、図７にフローを示す
ＧＯＰ層の処理を実行する（ステップＳ１０７）。

【００３６】このＧＯＰ層の処理において、ＣＰＵ７
は、まず、最初のＧＯＰに対応したＧＯＰヘッダを入力
バッファメモリ１から読み出し、そのＧＯＰヘッダの出
力バッファメモリへの書き込みなどのＧＯＰヘッダの処
理を行う（ステップＳ２０１）。次に、ＣＰＵ７は、次
式に示す演算により、１ＧＯＰ当たりのビット割り当て
量r_addを求める。 r_add＝tr_ bit_rate × N／picture_rate ……（１） 上記式において、tr_bit_rateは、ステップＳ１０５に
おいて得られた目標変換ビットレート、Nは１ＧＯＰ当
たりのピクチャ数、picture_rateは１秒当たりのピクチ
ャ数である。

【００３７】次に、ＣＰＵ７は、次式に示す演算によ
り、許容量capaを求める（ステップＳ２０３）。 capa＝fsize／10000 ……（２） ただし、fsizeは、入力ビットストリームのファイルサ
イズである。

【００３８】許容量capaは、再符号化後のビットストリ
ームのビット量が１ＧＯＰ当たりのビット割り当て量r_
addから求めたビット量を越えてしまう場合のその超過
分の許容量である。さらに詳述すると、本実施形態で
は、基本的に、再符号化後のビットストリームのビット
量が１ＧＯＰ当たりのビット割り当て量r_addから求め
たビット量（例えば先頭からｋ番目のＧＯＰの処理をし
たときにはｋ×r_add）を越えないように、再量子化の
際の量子化スケールの制御が進められる。しかし、量子
化スケールを粗くすることが画質の劣化を招く場合に
は、量子化スケールを粗くせず、ある許容量の範囲内に
おいて再符号化後のビットストリームのビット量が１Ｇ
ＯＰ当たりのビット割り当て量r_addから求めたビット
量を越えることを認めている。これが許容量capaであ
る。

【００３９】次に、ＣＰＵ７は、余裕量Ｒを求める（ス
テップＳ２０４）。この演算は次のようにして行われ
る。すなわち、これから処理するデータが例えばｋ番目
のＧＯＰに対応したものであったとした場合、ｋ−１番
目のＧＯＰに対応した再符号化が終わった時点における
再符号化後のビットストリームの目標ビット量を目標変
換ビットレートtr_bit_rateから算出する。次に、前Ｇ
ＯＰ、すなわち、ｋ−１番目のＧＯＰに対応した再符号
化が終わった時点における再符号化後のビットストリー
ムのビット量を上記の目標ビット量から差し引き、余裕
量Ｒを求めるのである。次に、ＣＰＵ７は、ｋ−１番目
のＧＯＰに対応した再符号化の終了時点での余裕量Ｒに
１ＧＯＰ当たりのビット割り当て量r_addを加え、その
結果をｋ番目のＧＯＰに対応した余裕量Ｒ_kとする（以
上、ステップＳ２０４）。この余裕量Ｒの演算は数式に
より表すことができる。 Ｒ_k＝Ｒ_k-1−Ｂ_k-1＋r_add ……（３） 上記式（３）において、Ｒ_kはｋ番目のＧＯＰのときの
余裕量、Ｂ_kはｋ番目のＧＯＰの符号量である。

【００４０】次に、ＣＰＵ７は、処理対象であるｋ番目
のＧＯＰに対応したデータに適用する量子化スケールコ
ードの閾値qthの演算を行う（ステップＳ２０５）。な
お、この演算の詳細については後述する。

【００４１】その後、ＣＰＵ７は、ピクチャ層のデータ
の開始を示すピクチャスタートコードが見つかるまで、
入力バッファメモリ１からのビットストリームの読み出
しを続ける（ステップＳ２０６）。そして、ＣＰＵ７
は、ピクチャスタートコードを読み出すと、図８にフロ
ーを示すピクチャ層の処理を実行する（ステップＳ２０
７）。このようにして最初のＧＯＰに対応した処理が終
わると、２番目以降の各ＧＯＰについても以上説明した
ステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理が繰り返される。

【００４２】次に、図８を参照し、ピクチャ層の処理に
ついて説明する。このピクチャ層の処理において、ＣＰ
Ｕ７は、まず、最初のピクチャに対応したピクチャヘッ
ダを入力バッファメモリ１から読み出し、そのピクチャ
ヘッダの出力バッファメモリへの書き込みなどのピクチ
ャヘッダの処理を行う（ステップＳ３０１）。

【００４３】その後、ＣＰＵ７は、スライス層のデータ
の開始を示すスライススタートコードが見つかるまで、
入力バッファメモリ１からのビットストリームの読み出
しを続ける（ステップＳ３０２）。そして、ＣＰＵ７
は、スライススタートコードを読み出すと、図１０にフ
ローを示すスライス層の処理を実行する（ステップＳ３
０３）。このようにして最初のピクチャに対応した処理
が終わると、２番目以降の各ピクチャについても以上説
明したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理が繰り返され
る。

【００４４】次に、図９を参照し、スライス層の処理に
ついて説明する。このスライス層の処理において、ＣＰ
Ｕ７は、まず、最初のスライスに対応したスライスヘッ
ダを入力バッファメモリ１から読み出し、そのスライス
ヘッダの出力バッファメモリへの書き込みなどのスライ
スヘッダの処理を行う（ステップＳ４０１）。

【００４５】次に、ＣＰＵ７は、スライスヘッダから量
子化スケールコードq_scale_codeを取り出す（ステップ
Ｓ４０２）。このスライスヘッダから取り出された量子
化スケールコードは、このスライスヘッダに続く各スラ
イスに対応したデータを得るために用いられた量子化ス
ケールを指定している。

【００４６】次に、ＣＰＵ７は、ステップＳ４０２にお
いてスライスヘッダから取り出された量子化スケールコ
ードq_scale_codeがＧＯＰ層の処理（図７）において求
めた閾値qthよりも小さいか否かを判断する（ステップ
Ｓ４０３）。この判断結果が「ＮＯ」である場合、ＣＰ
Ｕ７は、再量子化用の量子化スケールコードaq_scale_c
odeをスライスヘッダから取り出された量子化スケール
コードq_scale_codeとする（ステップＳ４０４）。一
方、この判断結果が「ＹＥＳ」である場合、ＣＰＵ７
は、再量子化用の量子化スケールコードaq_scale_code
を閾値qthとする（ステップＳ４０５）。

【００４７】このように、スライスヘッダから取り出さ
れた量子化スケールコードq_scale_codeのうち閾値qth
以上のもの（すなわち、ある限度を越えて粗い量子化ス
ケールに対応したもの）は、そのまま再量子化用の量子
化スケールコードaq_scale_codeとして使用される。そ
の一方、閾値qthよりも小さいもの（すなわち、ある限
度を越えて細かい量子化スケールに対応したもの）は、
その量子化スケールコードq_scale_codeの代わりに閾値
qthが再量子化用の量子化スケールコードaq_scale_code
として使用される。このため、閾値qthを大きくすれ
ば、それだけ再符号化後のビットストリームのビット量
が低減されることとなる。

【００４８】このようにして、最初のスライスに適用す
べき再量子化用の量子化スケールコードaq_scale_code
が決まると、ＣＰＵ７は、図１０にフローを示すマクロ
ブロック層の処理を実行する（ステップＳ４０６）。そ
して、以上のようにして最初のスライスに対応した処理
が終わると、２番目以降の各スライスについても以上説
明したステップＳ４０１〜Ｓ４０６の処理が繰り返され
る。

【００４９】次に、図１０を参照し、マクロブロック層
の処理について説明する。マクロブロック層のデータに
は、量子化スケールコードが含まれる場合がある。ある
マクロブロックに対応したマクロブロック層のデータ中
にそのような量子化スケールコードが含まれていた場
合、そのマクロブロック以降、新たな量子化スケールコ
ードが定義されるまでの間の各マクロブロックに対応し
た動画像符号化データは、その量子化スケールコードに
対応した量子化スケールにより量子化が行われている。

【００５０】そこで、マクロブロック層の処理では、Ｃ
ＰＵ７は、そのような量子化スケールコードq_scale_co
deがマクロブロック層のデータ中に含まれているか否か
を判断する（ステップＳ５０１）。

【００５１】この判断結果が「ＮＯ」である場合には、
その時点において求められている最新の量子化スケール
コードq _scale_codeを用いてブロック層の処理を実行
する（ステップＳ５０５）。

【００５２】これに対し、ステップＳ５０１の判断結果
が「ＹＥＳ」である場合には、マクロブロック層のデー
タ中の量子化スケールコードq_scale_codeがＧＯＰ層の
処理（図７）において求めた閾値qthよりも小さいか否
かを判断する（ステップＳ５０２）。

【００５３】この判断結果が「ＮＯ」である場合、ＣＰ
Ｕ７は、マクロブロック層のデータ中の量子化スケール
コードq_scale_codeを再量子化用の量子化スケールコー
ドaq_scale_codeとする（ステップＳ５０３）。一方、
この判断結果が「ＹＥＳ」である場合、ＣＰＵ７は、閾
値qthを再量子化用の量子化スケールコードaq_scale_co
deとする（ステップＳ５０４）。

【００５４】そして、ステップＳ５０３またはＳ５０４
により再量子化用の量子化スケールコードaq_scale_cod
eが決まると、ＣＰＵ７は、ブロック層の処理を実行す
る（ステップＳ５０５）。

【００５５】このブロック層の処理では、ブロック層の
データを可変長復号部２により可変長符号化前のデータ
に戻し、さらに逆量子化部３により量子化前のデータに
戻す。そして、この量子化前のデータに対し、量子化部
４により、再量子化用の量子化スケールコードaq_scale
_codeに対応した量子化スケールによる量子化を施し、
この結果得られる量子化データを可変長符号化部５によ
って可変長符号化し、出力バッファメモリ６に書き込
む。

【００５６】以上のようにして、最初のマクロブロック
に対応した処理が終わると、同一スライスに属する残り
のマクロブロックについても、以上説明したステップＳ
５０１〜Ｓ５０５の処理が繰り返される。

【００５７】次に、図１１および図１２を参照し、ＧＯ
Ｐ層の処理（図７）のステップＳ２０５において実行さ
れる量子化スケールコードの閾値qthの計算処理につい
て説明する。なお、以下では、説明の便宜上、ＣＰＵ７
がこれからｋ番目のＧＯＰに対応した処理を行う場合を
例に挙げる。

【００５８】まず、ＣＰＵ７は、ｋ−１番目のＧＯＰに
対応した再符号化を終えた時点における再符号化後の全
ビットストリームの平均ビットレートを算出する。そし
て、この平均ビットレートがシーケンス層の処理（図
６）のステップＳ１０５において得られた目標変換ビッ
トレートtr_bit_rateよりも大きいか否かを判断する
（ステップＳ６０１）。

【００５９】この判断結果が「ＹＥＳ」である場合、す
なわち、これまでのところ再符号化後のビットスットリ
ームのビット量が予定よりも多くなっている場合には、
ＣＰＵ７は、ビットレート制御パラメータqth_rを
“１”にする（ステップＳ６０２）。一方、ステップＳ
６０１の判断結果が「ＮＯ」である場合にはビットレー
ト制御パラメータqth_rを“０”にする（ステップＳ６
０３）。このビットレート制御パラメータqth_rは、再
符号化後の平均ビットレートを目標変換ビットレートtr
_bit_rateに近づける制御を行うためのパラメータであ
り、再量子化に使用する量子化スケールコードの増減に
用いられる。

【００６０】次に、ＣＰＵ７は、ｋ−１番目のＧＯＰに
対応した再符号化前のビットストリームについての符号
化困難度（complexity）と、最初からｋ−１番目までの
ｋ−１個のＧＯＰに対応した再符号化前のビットストリ
ームについての平均的な符号化困難度を計算する（ステ
ップＳ６０４）。ここで、前者の符号化困難度は、ｋ−
１番目のＧＯＰに対応したデータの量子化に適用された
平均的な量子化スケールコードと、ｋ−１番目のＧＯＰ
に対応したビットストリームのビット量とを乗算するこ
とにより求められる。また、後者の符号化困難度は、ｋ
−１番目までのｋ−１個のＧＯＰに対応したデータの量
子化に適用された平均的な量子化スケールコードと、ｋ
−１個のＧＯＰに対応したビットストリームのビット量
とを乗算することにより求められる。

【００６１】次に、ＣＰＵ７は、これまでの全ＧＯＰに
ついての平均的な符号化困難度が直前（ｋ−１番目）の
ＧＯＰに対応した符号化困難度よりも大きいか否かを判
断する（ステップＳ６０５）。この判断結果が「ＹＥ
Ｓ」である場合、ＣＰＵ７は、画質調整パラメータqth_
cを「２」とする。ここで、画質調整パラメータqth_c
は、画質の変化に応じて量子化スケールコードの閾値qt
hを増減させるときにその増減幅を指定するパラメータ
である。

【００６２】ステップＳ６０５の判断結果が「ＮＯ」で
ある場合、ＣＰＵ１は、余裕量Ｒが「０」より大きく、
かつ、前回のＧＯＰ（ｋ−１番目のＧＯＰ）に適用した
画質調整パラメータqth_cが「２」であるか否かを判断
する（ステップＳ６０７）。この判断結果が「ＹＥＳ」
である場合、ＣＰＵ７は、画質調整パラメータqth_cを
「−２」とする（ステップＳ６０８）。

【００６３】ステップＳ６０７の判断結果が「ＮＯ」で
ある場合、ＣＰＵ７は、余裕量Ｒが１ＧＯＰ当たりのビ
ット割り当て量r_addより大きいか否かを判断する（ス
テップＳ６０９）。この判断結果が「ＹＥＳ」である場
合、ＣＰＵ７は、画質調整パラメータqth_cを「−１」
とする（ステップＳ６１０）。

【００６４】ステップＳ６０９の判断結果が「ＮＯ」で
ある場合、ＣＰＵ７は、余裕量Ｒが−capaよりも小さい
か否か、すなわち、ビット量が目標ビット量を越えてお
り、その超過分が許容量capaを越えているか否かを判断
する（ステップＳ６１１）。ＣＰＵ７は、この判断結果
が「ＹＥＳ」である場合には画質調整パラメータqth_c
を「２」とし（ステップＳ６１２）、「ＮＯ」である場
合には画質調整パラメータqth_cを「０」とする（ステ
ップＳ６１２）。

【００６５】以上のようにして画質調整パラメータqth_
cが得られると、ＣＰＵ７は、この画質調整パラメータq
th_cと、ステップＳ６０１〜Ｓ６０３において得られた
ビットレート制御パラメータqth_rと、現在の量子化ス
ケールコードの閾値qthとを用いて、次式の演算を行
い、ｋ番目のＧＯＰに適用する閾値qthを求める（ステ
ップＳ６１４）。 qth＝qth＋qth_r＋qth_c ……（４）

【００６６】次にＣＰＵ７は、以上のようにして求めた
閾値qthが、ＭＰＥＧ１およびＭＰＥＧ２において使用
可能な量子化スケールコードの範囲「１」〜「３１」か
ら外れた場合にその範囲内に収めるための補正処理を行
う。すなわち、ＣＰＵ７は、閾値qthが「３１」より大
きい場合にはqth＝「３１」とし（ステップＳ６１５、
Ｓ６１６）、閾値qthが「１」より小さい場合にはqth＝
「１」とし（ステップＳ６１５、Ｓ６１７、Ｓ６１
８）、それ以外の場合にはステップＳ６１４において求
めた閾値qthの変更は行わない（ステップＳ６１５、Ｓ
６１７、Ｓ６１９）。以上が、ＧＯＰ層の処理（図８）
のステップＳ２０６において実行される量子化スケール
コードの閾値qthの計算処理の詳細である。

【００６７】以上の計算処理を総括すると次のようにな
る。 （１）量子化スケールコードの閾値qthは、現在、再量
子化の対象となっているＧＯＰの直前のＧＯＰに対応し
た符号化困難度がそれまでの各ＧＯＰについての平均的
な符号化困難度がよりも小さい場合、「２」だけ増加す
る（ステップＳ６０６）。従って、本実施形態によれ
ば、画像の符号化困難度が低下に素早く乗じて、再量子
化の量子化スケールを粗くし、ビット量を減少させるこ
とができる。

【００６８】（２）前回のＧＯＰにおいて画像の符号化
困難度が低下しなかったが、再符号化後のビットストリ
ームのビット量が目標ビット量よりも少なく、かつ、直
前のＧＯＰの処理において量子化スケールコードの閾値
qthを「２」だけ増加した場合には、今回のＧＯＰの処
理における量子化スケールコードの閾値qthは「２」だ
け減少する（ステップＳ６０８）。

【００６９】（３）符号化困難度が低下しておらず、再
符号化後のビットストリームのビット量の目標ビット量
からの不足分がr_addより多く、かつ、直前のＧＯＰの
処理において量子化スケールコードの閾値qthを「２」
だけ増加しなかった場合には、今回のＧＯＰの処理にお
ける量子化スケールコードの閾値qthは「１」だけ減少
する（ステップＳ６１０）。

【００７０】（４）符号化困難度が低下しておらず、再
符号化後のビットストリームのビット量の目標ビット量
からの超過分が許容量capaを越えている場合には、今回
のＧＯＰの処理における量子化スケールコードの閾値qt
hは「２」だけ増加する（ステップＳ６１２）。

【００７１】（５）平均ビットレートが目標変換ビット
レートを越えている場合には今回のＧＯＰの処理におけ
る量子化スケールコードの閾値qthは「１」だけ増加す
る（ステップＳ６０２）。

【００７２】Ｃ：実施形態の効果 以上説明した本実施形態によれば、各ＧＯＰに属する各
データの再量子化処理において、閾値qth以上の量子化
スケールコードに対応した量子化スケールにより量子化
されていたデータは、元の量子化スケールにより再量子
化される。従って、元々粗い量子化スケールにより量子
化されていたデータをさらに粗い量子化スケールによっ
て量子化してしまい、画質を劣化させる、という不具合
を防止することができる。一方、閾値qthよりも小さな
量子化スケールコードに対応した量子化スケールにより
量子化されていたデータは、閾値qthに対応した量子化
スケールにより再量子化される。そして、量子化スケー
ルコードの閾値qthは、現在、再量子化の対象となって
いるＧＯＰの直前のＧＯＰに対応した符号化困難度がそ
れまでの各ＧＯＰについての平均的な符号化困難度がよ
りも小さい場合に「２」だけ増加する。従って、本実施
形態によれば、画像の符号化困難度が低下に素早く乗じ
て、再量子化の量子化スケールを粗くし、ビット量を減
少させることができる。

【００７３】Ｄ：変形例 以上、この発明の一実施形態について説明したが、上記
実施例はあくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で
変形を行うことが可能である。例えば以下に示す変形例
が考えられる。

【００７４】（変形例１）量子化スケールコードの閾値
の計算処理の後半部分（図１２）を図１３に示すものに
置き換えてもよい。図１３に示す処理は、図１２におけ
るステップＳ６０９〜Ｓ６１３の処理を含んでいない。
図１３に示す処理の内容を総括すると、次の通りであ
る。

【００７５】（１）現在、再量子化の対象となっている
ＧＯＰの直前のＧＯＰに対応した符号化困難度がそれま
での各ＧＯＰについての平均的な符号化困難度がよりも
小さい場合、量子化スケールコードの閾値qthを「２」
だけ増加させる（ステップＳ６０５およびＳ６０６）。

【００７６】（２）前回のＧＯＰにおいて画像の符号化
困難度が低下しなかったが、再符号化後のビットストリ
ームのビット量が目標ビット量よりも少なく、かつ、直
前のＧＯＰの処理において量子化スケールコードの閾値
qthを「２」だけ増加した場合には、今回のＧＯＰの処
理における量子化スケールコードの閾値qthを「２」だ
け減少させる（ステップＳ６０５、Ｓ６０７およびＳ６
０８）。

【００７７】（３）前回のＧＯＰにおいて画像の符号化
困難度が低下しなかったが、再符号化後のビットストリ
ームのビット量が目標ビット量以上であったり、あるい
は直前のＧＯＰの処理において量子化スケールコードの
閾値qthを「２」だけ増加しなかった場合には、今回の
ＧＯＰの処理における量子化スケールコードの閾値qth
を「２」だけ増加させる（ステップＳ６０５、Ｓ６０７
およびＳ６０６）。本変形例においても、符号化困難度
の低下に乗じて、量子化スケールコードの閾値を大きく
し、再符号化後のビット量を低減することができる。

【００７８】（変形例２）上記実施形態においては、余
裕量Ｒの符号および符号化困難度の変化に応じて量子化
スケールコードの閾値qthを制御したが、さらに余裕量
Ｒや符号化困難度の変化量をランク分けし、余裕量Ｒや
符号化困難度の変化量がいずれのランクに属するかによ
り閾値の増減の幅を変えるようにしてもよい。

【００７９】（変形例３）平均的な符号化困難度の求め
方についても変形が可能である。例えば、過去の各ＧＯ
Ｐに対応した符号化困難度に対しては重み係数を乗じて
平均化してもよい。その場合の各重み係数は、直前のＧ
ＯＰに対応した符号化困難度に乗じる重み係数を最も大
きくし、過去に遡るに従って符号化困難度に乗じる重み
係数を小さくする。過去のＧＯＰほど、現在のＧＯＰと
の関係が希薄であることを考慮する趣旨である。

【００８０】（変形例４）上記実施形態においてはＧＯ
Ｐ毎に符号化困難度や余裕量Ｒの演算を行うことにより
量子化スケールコードの閾値qthを制御したが、ＭＰＥ
Ｇ１およびＭＰＥＧ２による他の層、例えば、スライス
毎に閾値qthを制御してもよい。

【００８１】（変形例５）ＭＰＥＧ２に準拠した符号化
方法により得られたビットストリームの再符号化に上記
実施形態を適用してもよい。

【００８２】（変形例６）本発明は、以上説明したトラ
ンスコーディング装置を生産し、販売するといった態様
で実施する他、本発明に係るトランスコーディング方法
をコンピュータによって実行するためのプログラムをコ
ンピュータ読み取りが可能な記録媒体に記録して一般ユ
ーザに頒布し、あるいは電気通信回線を介して一般ユー
ザに提供するという態様により実施することも可能であ
る。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビット量を低減するための再符号化を行う場合に画質の
劣化が生じる可能性を少なくすることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態に係るトランスコーデ
ィング装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 本実施形態の処理対象であるビットストリー
ムのデータ構造を示す図である。

【図３】 同ビットストリームによって表されるＧＯＰ
を例示する図である。

【図４】 同ビットストリームによって表されるピクチ
ャ、スライス、マクロブロック、ブロックを例示する図
である。

【図５】 同実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】 同実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】 同実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】 同実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。

【図９】 同実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１０】 同実施形態の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１１】 同実施形態の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１２】 同実施形態の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１３】 同実施形態の変形例の動作を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１……入力バッファメモリ、２……可変長復号化部、３
……逆量子化部 ４……量子化部、５……可変長符号化部、６……出力バ
ッファメモリ ７……ＣＰＵ、８……メモリ、９……ＣＰＵバス、１０
……コントロールパネル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 量子化過程を含む符号化処理により動画
   像データから生成された第１の符号化データを量子化前
   のデータに戻す逆量子化過程と、 前記量子化前のデータを量子化する再量子化過程を含
   み、該再量子化過程により得られたデータを用いて前記
   動画像データに対応した第２の符号化データを生成する
   再符号化過程と、 前記第１の符号化データのうち、閾値より小さな量子化
   スケールコードに対応した量子化処理を経たものについ
   ては、当該符号化データに適用される前記再量子化過程
   における量子化スケールの量子化スケールコードを前記
   閾値に変更する量子化スケール変更過程と、 前記再符号化過程の処理対象となるデータに対応した画
   像の符号化困難度の時間的変化に応じて前記閾値を変更
   する閾値変更過程とを具備することを特徴とするトラン
   スコーディング方法。
2. 【請求項２】 量子化過程を含む符号化処理により動画
   像データから生成された第１の符号化データを量子化前
   のデータに戻す逆量子化過程と、 前記量子化前のデータを量子化する再量子化過程を含
   み、該再量子化過程により得られたデータを用いて前記
   動画像データに対応した第２の符号化データを生成する
   再符号化過程と、 前記第１の符号化データのうち、閾値より小さな量子化
   スケールコードに対応した量子化処理を経たものについ
   ては、当該符号化データに適用される前記再量子化過程
   における量子化スケールの量子化スケールコードを前記
   閾値に変更する量子化スケール変更過程と、 前記再符号化過程の処理対象となるデータに対応した画
   像の符号化困難度の時間的変化に応じて前記閾値を変更
   する閾値変更過程とをコンピュータに実行させるための
   プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録
   媒体。
3. 【請求項３】 量子化過程を含む符号化処理により動画
   像データから生成された第１の符号化データを量子化前
   のデータに戻す逆量子化過程と、 前記量子化前のデータを量子化する再量子化過程を含
   み、該再量子化過程により得られたデータを用いて前記
   動画像データに対応した第２の符号化データを生成する
   再符号化過程と、 前記第１の符号化データのうち、閾値より小さな量子化
   スケールコードに対応した量子化処理を経たものについ
   ては、当該符号化データに適用される前記再量子化過程
   における量子化スケールの量子化スケールコードを前記
   閾値に変更する量子化スケール変更過程と、 前記再符号化過程の処理対象となるデータに対応した画
   像の符号化困難度の時間的変化に応じて前記閾値を変更
   する閾値変更過程とをコンピュータに実行させるための
   プログラム。
4. 【請求項４】 量子化過程を含む符号化処理により動画
   像データから生成された第１の符号化データを量子化前
   のデータに戻す逆量子化手段と、 前記量子化前のデータを量子化する再量子化手段を含
   み、該再量子化手段により得られたデータを用いて前記
   動画像データに対応した第２の符号化データを生成する
   再符号化手段と、 前記第１の符号化データのうち、閾値より小さな量子化
   スケールコードに対応した量子化処理を経たものについ
   ては、当該符号化データに適用される前記再量子化手段
   における量子化スケールの量子化スケールコードを前記
   閾値に変更する量子化スケール変更手段と、 前記再符号化手段の処理対象となるデータに対応した画
   像の符号化困難度の時間的変化に応じて前記閾値を変更
   する閾値変更手段とを具備することを特徴とするトラン
   スコーディング装置。