JP2005244346A - 動画像符号化装置及びその方法、プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 入力画像の分散を算出する分散算出部105と、入力画像に対してフィルタ処理を行うプリフィルタ部101と、フィルタ処理された入力画像に対して量子化と符号化する符号化部102と、符号化データに対して復号化を行う局所復号化部103と、符号化部102の入力画像と前記復号化部103の出力である再構成画像からブロック歪みを検出する検出部106と、符号化部102における符号量と符号化歪み量との関係を規定するR−Dモデル算出部109と、視覚感度を評価するための視覚感度モデル算出部107と、入力ピクチャの目標符号量、前記規定及び前記視覚感度評価に基づいて、プリフィルタ部101におけるフィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出部108とを具える。
【選択図】 図1
Description
TM5では、次の3つのステップ(ステップ1〜3)から構成され、GOP(Group of Pictures)毎にビット・レートが一定になるように、Q(量子化(quantization))スケールを制御している。
今、図14に示す通りに、現GOP内の10番目のピクチャP3(Pピクチャ)の符号化に先立ち、ピクチャP3の目標符号量を算出するものとする。ステップ1の処理は、次式で表される。
以上の処理から算出したピクチャP3の目標符号量Tpに基づき、ステップ2以降において、Qスケールを算出する。
プリフィルタを用いる符号量制御手法として、特許文献1として、「動画像符号化におけるプリフィルタ制御方法及び装置」がある。この手法によれば、符号化部の前段にあるプリフィルタであるLPF(以下、プリフィルタLPF)によって、符号化部に入力される各ピクチャの空間周波数を制御することで、量子化歪みを低減している。
F2(フィルタ係数、Qスケール)
関数F1及びF2の交差点をバランス点と称して、この点において符号量と画質の整合が最も優れているQスケールとプリフィルタLPFのフィルタ係数が得られるとしている。
同様に、プリフィルタを用いる符号量制御手法のもう一つの従来技術として、特許文献2として、「動画像符号化方法」が提案されている。
次に、I、P及びBそれぞれについて算出した符号化難易度Yi、Yp及びYbからフィルタ係数パラメータZを次式から算出する。
即ち、各フィルタ係数Sに対応するフィルタ係数Zに幅をもたせることによって、急激なフィルタ係数Zの変化を回避している。
Test Model 5(Test Model Editing Commitee: "Test Model 5", ISO/IEC JTC/SC29/WG11/N0400(Apr.1993))
動画像を所定単位で符号化する動画像符号化において、量子化処理における重み付けパラメータを用いて、入力画像を所定の目標符号量に符号化する動画像符号化装置であって
前記入力画像の分散を算出する分散算出手段と、
前記入力画像に対して、与えられたフィルタ特性によりフィルタ処理を行うフィルタ手段と、
前記フィルタ手段でフィルタ処理された入力画像に対して、量子化処理を行い、符号化する符号化手段と、
前記符号化手段が出力する符号化データに対して復号化処理を行う復号化手段と、
前記符号化手段の入力画像と前記復号化手段の出力である再構成ピクチャからブロック歪みを検出する検出手段と、
前記符号化手段における符号量と符号化歪み量との関係を規定する規定式を決定する規定式決定手段と、
前記分散算出手段で算出された分散及び少なくとも前記検出手段の検出結果を含む、視覚感度を評価するための評価式を決定する評価式決定手段と、
前記入力画像の目標符号量、前記規定式及び前記度評価式に基づいて、前記フィルタ手段における前記フィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出手段と
を備える。
動画像を所定単位で符号化する動画像符号化において、量子化処理における重み付けパラメータを用いて、入力画像を所定の目標符号量に符号化する動画像符号化方法であって
前記入力画像の分散を算出する分散算出工程と、
前記入力画像に対して、与えられたフィルタ特性によりフィルタ処理を行うフィルタ工程と、
前記フィルタ工程でフィルタ処理された入力画像に対して、量子化処理を行い、符号化する符号化工程と、
前記符号化工程が出力する符号化データに対して復号化処理を行う復号化工程と、
前記符号化工程の入力画像と前記復号化工程の出力である再構成ピクチャからブロック歪みを検出する検出工程と、
前記符号化工程における符号量と符号化歪み量との関係を規定する規定式を決定する規定式決定工程と、
前記分散算出工程で算出された分散及び少なくとも前記検出工程の検出結果を含む、視覚感度を評価するための評価式を決定する評価式決定工程と、
前記入力画像の目標符号量、前記規定式及び前記評価式に基づいて、前記フィルタ工程における前記フィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出工程と
を備える。
動画像を所定単位で符号化する動画像符号化において、量子化処理における重み付けパラメータを用いて、入力画像を所定の目標符号量に符号化する動画像符号化装置の制御を実現するプログラムであって
前記入力画像の分散を算出する分散算出工程のプログラムコードと、
前記入力画像に対して、与えられたフィルタ特性によりフィルタ処理を行うフィルタ工程のプログラムコードと、
前記フィルタ工程でフィルタ処理された入力画像に対して、量子化処理を行い、符号化する符号化工程のプログラムコードと、
前記符号化工程が出力する符号化データに対して復号化処理を行う復号化工程と、
前記符号化工程の入力画像と前記復号化工程の出力である再構成ピクチャからブロック歪みを検出する検出工程のプログラムコードと、
前記符号化工程における符号量と符号化歪み量との関係を規定する規定式を決定する規定式決定工程のプログラムコードと、
前記分散算出工程で算出された分散及び少なくとも前記検出工程の検出結果を含む、視覚感度を評価するための評価式を決定する評価式決定工程のプログラムコードと、
前記入力画像の目標符号量、前記規定式及び前記評価式に基づいて、前記フィルタ工程における前記フィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出工程のプログラムコードと
を備える。
動画像を所定単位で符号化する動画像符号化において、量子化処理における重み付けパラメータを用いて、入力画像を所定の目標符号量に符号化する動画像符号化装置であって
前記入力画像の分散を算出する分散算出手段と、
前記入力画像に対して、与えられたフィルタ特性によりフィルタ処理を行うフィルタ手段と、
前記フィルタ手段でフィルタ処理された入力画像に対して、量子化処理を行い、符号化する符号化手段と、
前記符号化手段が出力する符号化データに対して復号化処理を行う復号化手段と、
前記符号化手段の入力画像と前記復号化手段の出力である再構成画像からブロック歪みを検出する検出手段と、
前記入力画像の目標符号量、前記分散算出手段の出力及び前記検出手段の出力に応じて、前記フィルタ手段における前記フィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出手段と
を備えることを特徴とする。
動画像を所定単位で符号化する動画像符号化において、量子化処理における重み付けパラメータを用いて、入力画像を所定の目標符号量に符号化する動画像符号化方法であって
前記入力画像の分散を算出する分散算出工程と、
前記入力画像に対して、与えられたフィルタ特性によりフィルタ処理を行うフィルタ工程と、
前記フィルタ工程でフィルタ処理された入力画像に対して、量子化処理を行い、符号化する符号化工程と、
前記符号化工程が出力する符号化データに対して復号化処理を行う復号化工程と、
前記符号化工程の入力画像と前記復号化工程の出力である再構成画像からブロック歪みを検出する検出工程と、
前記入力画像の目標符号量、前記分散算出工程の算出結果及び前記検出工程の検出結果に応じて、前記フィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出工程と
を備えることを特徴とする。
図1は本発明の実施形態1の動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。また、図2は本発明の実施形態1の動画像符号化装置が実行する処理を示すフローチャートである。
座標(x,y)、ピクチャサイズをM×N画素、着目するピクチャの平均をAVEとした場合、ピクチャの分散Siは、次式で算出される。
Sfは、符号化部102の入力ピクチャの分散であり、プリフィルタ部101の出力ピクチャの分散に相当する。分散Sfは、実施形態1における動画像符号化装置100の入力ピクチャの分散Si及びプリフィルタ部101のフィルタ特性に応じて変化する変数である。
更に、式(6)中のフィルタ歪み量MSEfは、次式として定義する。
尚、式(5)〜式(7)で使用される変数及び定数の一覧を図5に示す。
[拘束条件式]
また、必要条件式として次式を定義する。
[必要条件式]
また、αはプリフィルタ部101を構成したフィルタの種類に依存する係数であり、動画像符号化装置100を構成した際に予め定める定数である。
また、βcは定数であり、直前のピクチャにおいて使用したRc、Si及びQcの値を、式(12)に再度代入することで得る。但し、実施形態1においては、Qスケールを算出する精度を高めるために、次式を用いてステップS209で、R−QモデルRQc(Rc,Sf)を更新する。
以上、ステップS200〜ステップS206までの処理が完了した後、ステップS207で、プリフィルタ部101及び符号化部102の処理を実行する。
以上説明したように、実施形態1によれば、以上のステップS200〜ステップS209の処理を、動画像符号化処理装置100にピクチャを入力する毎に繰り返し行うことにより、画質の劣化具合や人間の視覚特性を考慮した、プリフィルタ部101及び符号化部102の制御を実現することができる。
実施形態2として、符号化部にMPEG−4符号化方式に適用した例を詳細に説明する。
実施形態2では、図9に示すように、ストリーム全体を、複数のピクチャからなるシーケンスに分割する。符号量制御は、このシーケンスを一つの単位として行い、シーケンス単位で、それぞれ同一のビット・レートになるように符号化する。例えば、このシーケンスは、MPEG−4符号化方式のシンタックスにおいて、Group_of_VideoObjectPlane()に対応する。
[処理の相違点1]
実施形態2においても、実施形態1と同様に、MPEG符号化部802のR−DモデルRc(Sf,MSEc)を定義する。尚、実施形態2の動画像符号化処理装置800が対象とするピクチャ・タイプはIピクチャ及びPピクチャの2つとする。
101 プリフィルタ部
102 符号化部
103 局所復号化部
104 符号量制御部
105 分散算出部
106 ブロック歪み検出部
107 視覚感度モデル算出部
108 パラメータ算出部
109 R−Dモデル算出部
110 フィルタ特性算出部
111 R−Qモデル算出部
Claims (10)
- 動画像を所定単位で符号化する動画像符号化において、量子化処理における重み付けパラメータを用いて、入力画像を所定の目標符号量に符号化する動画像符号化装置であって
前記入力画像の分散を算出する分散算出手段と、
前記入力画像に対して、与えられたフィルタ特性によりフィルタ処理を行うフィルタ手段と、
前記フィルタ手段でフィルタ処理された入力画像に対して、量子化処理を行い、符号化する符号化手段と、
前記符号化手段が出力する符号化データに対して復号化処理を行う復号化手段と、
前記符号化手段の入力画像と前記復号化手段の出力である再構成画像からブロック歪みを検出する検出手段と、
前記符号化手段における符号量と符号化歪み量との関係を規定する規定式を決定する規定式決定手段と、
前記分散算出手段で算出された分散及び少なくとも前記検出手段の検出結果を含む、視覚感度を評価するための評価式を決定する評価式決定手段と、
前記入力画像の目標符号量、前記規定式及び前記評価式に基づいて、前記フィルタ手段における前記フィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出手段と
を備えることを特徴とする動画像符号化装置。 - 前記規定式決定手段は、前記規定式を、前記フィルタ手段でフィルタ処理された入力画像の分散及び前記符号化手段の符号化歪み量を用いて決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の動画像符号化装置。 - 前記評価式は、前記検出手段の検出結果と、前記フィルタ手段でフィルタ処理された入力画像の分散及び前記符号化手段における符号化歪み量を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の動画像符号化装置。 - 前記パラメータ算出手段は、前記入力画像の目標符号量を拘束条件として、前記規定式と前記評価式の二つの式を最適にする前記フィルタ手段でフィルタ処理された入力画像の分散と、前記符号化手段における符号化歪み量を算出する
ことを特徴する請求項1に記載の動画像符号化装置。 - 前記パラメータ算出手段は、前記符号化手段における符号化歪み量から前記入力画像の目標符号量を算出することで、前記量子化処理の重み付けパラメータを算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の動画像符号化装置。 - 前記パラメータ算出手段は、前記フィルタ手段でフィルタ処理された入力画像の分散及び前記符号化手段における符号化歪み量を、前記入力画像の目標符号量が、前記規定式から得られる前記符号化手段の符号量と等しいことを拘束条件として、前記評価式が最大あるいは最小となるラグランジュ未定乗数法を用いて算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の動画像符号化装置。 - 動画像を所定単位で符号化する動画像符号化において、量子化処理における重み付けパラメータを用いて、入力画像を所定の目標符号量に符号化する動画像符号化方法であって
前記入力画像の分散を算出する分散算出工程と、
前記入力画像に対して、与えられたフィルタ特性によりフィルタ処理を行うフィルタ工程と、
前記フィルタ工程でフィルタ処理された入力画像に対して、量子化処理を行い、符号化する符号化工程と、
前記符号化工程が出力する符号化データに対して復号化処理を行う復号化工程と、
前記符号化工程の入力画像と前記復号化工程の出力である再構成画像からブロック歪みを検出する検出工程と、
前記符号化工程における符号量と符号化歪み量との関係を規定する規定式を決定する規定式決定工程と、
前記分散算出工程で算出された分散及び少なくとも前記検出工程の検出結果を含む、視覚感度を評価するための評価式を決定する評価式決定工程と、
前記入力画像の目標符号量、前記規定式及び前記評価式に基づいて、前記フィルタ工程における前記フィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出工程と
を備えることを特徴とする動画像符号化方法。 - 動画像を所定単位で符号化する動画像符号化において、量子化処理における重み付けパラメータを用いて、入力画像を所定の目標符号量に符号化する動画像符号化装置の制御を実現するプログラムであって
前記入力画像の分散を算出する分散算出工程のプログラムコードと、
前記入力画像に対して、与えられたフィルタ特性によりフィルタ処理を行うフィルタ工程のプログラムコードと、
前記フィルタ工程でフィルタ処理された入力画像に対して、量子化処理を行い、符号化する符号化工程のプログラムコードと、
前記符号化工程が出力する符号化データに対して復号化処理を行う復号化工程と、
前記符号化工程の入力画像と前記復号化工程の出力である再構成画像からブロック歪みを検出する検出工程のプログラムコードと、
前記符号化工程における符号量と符号化歪み量との関係を規定する規定式を決定する規定式決定工程のプログラムコードと、
前記分散算出工程で算出された分散及び少なくとも前記検出工程の検出結果を含む、視覚感度を評価するための評価式を決定する評価式決定工程のプログラムコードと、
前記入力画像の目標符号量、前記規定式及び前記評価式に基づいて、前記フィルタ工程における前記フィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出工程のプログラムコードと
を備えることを特徴とするプログラム。 - 動画像を所定単位で符号化する動画像符号化において、量子化処理における重み付けパラメータを用いて、入力画像を所定の目標符号量に符号化する動画像符号化装置であって
前記入力画像の分散を算出する分散算出手段と、
前記入力画像に対して、与えられたフィルタ特性によりフィルタ処理を行うフィルタ手段と、
前記フィルタ手段でフィルタ処理された入力画像に対して、量子化処理を行い、符号化する符号化手段と、
前記符号化手段が出力する符号化データに対して復号化処理を行う復号化手段と、
前記符号化手段の入力画像と前記復号化手段の出力である再構成画像からブロック歪みを検出する検出手段と、
前記入力画像の目標符号量、前記分散算出手段の出力及び前記検出手段の出力に応じて、前記フィルタ手段における前記フィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出手段と
を備えることを特徴とする動画像符号化装置。 - 動画像を所定単位で符号化する動画像符号化において、量子化処理における重み付けパラメータを用いて、入力画像を所定の目標符号量に符号化する動画像符号化方法であって
前記入力画像の分散を算出する分散算出工程と、
前記入力画像に対して、与えられたフィルタ特性によりフィルタ処理を行うフィルタ工程と、
前記フィルタ工程でフィルタ処理された入力画像に対して、量子化処理を行い、符号化する符号化工程と、
前記符号化工程が出力する符号化データに対して復号化処理を行う復号化工程と、
前記符号化工程の入力画像と前記復号化工程の出力である再構成画像からブロック歪みを検出する検出工程と、
前記入力画像の目標符号量、前記分散算出工程の算出結果及び前記検出工程の検出結果に応じて、前記フィルタ特性及び量子化処理における重み付けパラメータを算出するパラメータ算出工程と
を備えることを特徴とする動画像符号化方法。
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JP2004048173A JP4478480B2 (ja) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | 動画像符号化装置及びその方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005244346A5 JP2005244346A5 (ja) | 2007-04-12 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4999865B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2012-08-15 | 日本電信電話株式会社 | 映像処理方法および装置、映像処理プログラム並びにプログラムを記録した記憶媒体 |
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2004
- 2004-02-24 JP JP2004048173A patent/JP4478480B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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