JP4709074B2 - 動画像符号化方法,装置,そのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
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Description
Φt は変換行列Φに対する転置行列を表す。なお,変換行列Φは次式で表される整数要素の直交行列である。
さらに,Cに対して,量子化パラメータqを用いた量子化が次式のとおり施される。なおJMでは,正規化は量子化の中に組み込まれている。
一方,H.264の復号処理では,Vに対して,次式のように逆量子化を施し,変換係数の復号値を得る。
まず,量子化誤差信号に対する視覚感度に基づく重み付けについて,説明する。本実施形態では,次式のR−Dコストを用いる。
変換行列Φ(N×N行列)の第k列ベクトル(N次元ベクトル)をφk とすると,同行列に対する基底画像は,次式より得られる。なお,H.264の場合,Nとして取りうる値は4または8のいずれかである。
ここで,a,b,c,dは視覚感度関数の関数形を定めるパラメータ(以後,モデルパラメータと呼ぶ)であり,例えば,次のような値をとる。次の値は,上から順に,非特許文献2,非特許文献3,非特許文献4による。
(a,b,c,d)=(0.2 ,0.45,−0.18,1 ) (14)
(a,b,c,d)=(0.246 ,0.615 ,−0.25,1 ) (15)
また,式(12)において,ηは以下の値とする。
Wk,l U (r)≦1
Wk,l V (r)≦1
これは,
g(η)≦1
となることから,
あるフレームにおいて,時間軸方向の大きな変化(高速なカメラパン・チルト,シーンチェンジ等)が発生した場合,そのフレームの画質に対する感度は極端に低下する。これは,時間マスキング効果として知られる視覚特性である。そこで,時間軸方向の大きな変化が発生したフレームに対しては,感度係数が小さな値になるよう制御する。本実施形態では,この感度係数の制御に視距離パラメータを用いる。
(1)フレーム毎に視距離パラメータを制御する場合:
r=r1 …グローバル動きベクトルの大きさが閾値以上の場合
r=r2 …それ以外の場合 (20)
ここで,r1 >r2 とする。なお,グローバル動きベクトルの算出については,例えば,非特許文献5の方法による。
(2)マクロブロック毎に視距離パラメータを制御する場合:
r=r1 ’…マクロブロックの動きベクトルの大きさが閾値以上の場合
r=r2 ’…それ以外の場合 (21)
なお,マクロブロック内のサブマクロブロックが異なる動きベクトルを有する場合には,以下のようになる。
r=r2 ’…それ以外の場合 (22)
ここで,r1 ’>r2 ’とする。
本発明の実施形態の処理について,図1の処理フローチャートに従って説明する。なお,予測モードの選択以外の処理については,従来の動画像符号化処理と同様であるため,予測モードの選択以外の処理部分の説明は省略する。
本発明の実施形態に係る装置構成図を図3に示す。なお,本実施形態により選択した最適な予測モードを用いて動画像を符号化する処理部の構成については,従来の一般的な動画像符号化装置の構成と同様であるので,ここでは,予測モードを選択する処理構成の部分だけを説明する。
102 モード記憶部
103 符号量算出部
104 符号量記憶部
105 重み付き歪み量算出部
106 重み付き歪み量記憶部
107 未定乗数算出部
108 未定乗数記憶部
109 コスト算出部
110 コスト記憶部
111 最小コスト判定部
112 最小コスト記憶部
113 最適モード更新部
114 最適モード記憶部
115 最終モード判定部
116 モード設定部
117 最適モード出力部
201 変換係数正規化部
202 正規化変換係数記憶部
203 変換係数復号部
204 復号変換係数記憶部
205 歪み量算出部
206 歪み量記憶部
207 感度係数乗算部
208−1,208−2 感度係数記憶部
209 視距離パラメータ算出部
210 視距離パラメータ記憶部
211 感度係数選択部
212 歪み量記憶部
213 歪み量和算出部
Claims (6)
- フレーム内予測およびフレーム間予測に関する予測モードを設定し,設定した予測モードによる予測により得られた予測誤差信号に対して,直交変換および量子化による情報圧縮を行う動画像符号化方法において,
歪み量,符号量および未定乗数からなるラグランジェのコスト関数に基づき予測モードを決定する際,
直交変換を施すブロック内の周波数成分に対して,所定の視覚感度関数によって算出された視覚感度の値を乗じたものと前記直交変換を施すブロック内の周波数成分との比を,感度係数として算出する過程と,
各予測モードごとに,前記感度係数を二乗誤差に乗じて得られる重み付き歪み量を算出する過程と,
前記重み付き歪み量を用いてコスト関数を設定し,該コスト関数を用いて各予測モードのコストを算出する過程と,
前記コスト関数を用いて算出されたコストを最小化する予測モードを選択する過程とを有する
ことを特徴とする動画像符号化方法。 - 請求項1記載の動画像符号化方法において,
前記視覚感度関数は,少なくともパラメータの一つとして視距離を画像の幅で除した視距離パラメータを有し,該視距離パラメータの減少関数であり,
前記感度係数を算出する際,フレーム内の大局的な動き量に応じて,動き量が大きい場合の視距離パラメータが,動き量が小さい場合の視距離パラメータより大きな値となるように設定し,前記感度係数を各フレーム毎に適応的に変化させる
ことを特徴とする動画像符号化方法。 - 請求項1記載の動画像符号化方法において,
前記視覚感度関数は,少なくともパラメータの一つとして視距離を画像の幅で除した視距離パラメータを有し,該視距離パラメータの減少関数であり,
前記感度係数を算出する際,ブロック内の動き量に応じて,動き量が大きい場合の視距離パラメータが,動き量が小さい場合の視距離パラメータより大きな値となるように設定し,前記感度係数を各ブロック毎に適応的に変化させる
ことを特徴とする動画像符号化方法。 - フレーム内予測およびフレーム間予測に関する予測モードを設定し,設定した予測モードによる予測により得られた予測誤差信号に対して,直交変換および量子化による情報圧縮を行う動画像符号化装置において,
各予測モードに対して,符号量を算出する手段と,
直交変換を施すブロック内の周波数成分に対して,所定の視覚感度関数によって算出された視覚感度の値を乗じたものと前記直交変換を施すブロック内の周波数成分との比を,感度係数として算出し,各予測モードごとに,前記感度係数を二乗誤差に乗じて得られる重み付き歪み量を算出する手段と,
各予測モードに対して,量子化パラメータを入力としてラグランジュの未定乗数を算出する手段と,
前記符号量と前記重み付き歪み量と前記未定乗数とによって定められるコスト関数を用いて各予測モードのコストを算出する手段と,
前記コスト関数を用いて算出されたコストを最小化する予測モードを選択する手段とを備える
ことを特徴とする動画像符号化装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の動画像符号化方法を,コンピュータに実行させるための動画像符号化プログラム。
- 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の動画像符号化方法を,コンピュータに実行させるための動画像符号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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