JP4908943B2 - 画像符号化装置及び画像符号化方法 - Google Patents
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Description
(ステップ1)の処理では、GOP内の各ピクチャに対する割り当て符号量を、割り当て対象ピクチャを含めGOP内でまだ符号化されていないピクチャに対して割り当てられる総符号量を基に配分する。この配分処理は、GOP内の符号化ピクチャの順に繰り返される。
絵柄の複雑さを示す正規化アクティビティは、次のように算出される。まず、「16×16画素」のマクロブロックをフィールド離散コサイン変換モードにおける4つの「8×8画素ブロック」と、フレーム離散コサイン変換モードにおける4つの「8×8画素ブロック」との、合計8つのブロックに分ける。そして、それぞれのブロックにおける原画の輝度信号画素値Pjの分散値var_{sblk}に基づきアクティビティを算出する。各8×8画素ブロックの分散値は、下記の式(1)で算出される。式(1)において、Pは8×8画素ブロックの輝度信号画素値Pjの平均画素値である。
act=1+min(var_{sblk}) ・・・(2)
N_act=(2×act+pred_avg_act)/(act+2×pred_avg_act)・・・(3)
MQUANT=Qsc×N_act ・・・(4)
前述のように、TM5方式では、正規化アクティビティの算出方法として、符号化対象フレームよりも符号化順で1フレーム前の平均アクティビティ実測値を平均アクティビティ予測値として使用する。そのため、正規化アクティビティのフレーム間における大きな変動を抑制することができる。しかしその反面、例えば、画像の絵柄がフレーム間で大きく変化するフラッシュやシーンチェンジ等の場合に、平均アクティビティの予測が外れるため量子化制御が適切に動作しないといった問題があった。
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態を示し、画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。以下、本実施形態の構成例について図1を参照して説明する。
まず、画像変化率算出部115について説明する。画像変化率算出部115は、少なくとも2枚のフレームの画像特徴量を比較することにより画像の変化率を算出する。画像変化率の算出は、表示順の非圧縮映像信号に対して行い、図1の前記画像並び替え部101により少なくとも1枚のフレームをバッファリングするため、符号化対象フレームの符号化開始前に算出することができる。画像変化率の算出は、例えば、フレーム内の画素値の分散を用いて算出される。以下、フレーム内の画素値の分散を用いた画像変化率の算出について説明する。
X3,2=f(VAR3 ,VAR2)・・・(6)
X3,2=VAR3 / VAR2・・・(7)
まず、IピクチャとPピクチャのみで構成されるストリームの場合における平均アクティビティ予測値の算出について図3及び図4を参照して説明する。
PRED_AVG_ACTP3 = AVG_ACTP2 × XP3P2・・・(8)
PRED_AVG__ACTP4 = AVG_ACTP2・・・(9)
PRED_AVG_ACTP3 = AVG_ACTP2 × XP3P2・・・(8)
PRED_AVG_ACTB2 = AVG_ACTP3 × XB2P3・・・(10)
PRED_AVG_ACTP3 = AVG_ACTB0 × XP3B0・・・(11)
PRED_AVG_ACTP3 = AVG_ACTB0 × XP3B0・・・(11)
PRED_AVG_ACTP3 = AVG_ACTB0 × XP3B0・・・(11)
前述した本発明の実施形態における画像符号化装置を構成する各手段、並びに画像符号化方法の各ステップは、コンピュータのRAMやROMなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記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は本発明に含まれる。
102 ブロック分割部
103 減算器
104 離散コサイン変換部
105 量子化部
106 可変長符号化部
107 バッファ部
108 逆量子化部
109 逆離散コサイン変換部
110 加算器
111 フレームメモリ
112 動き補償部
113 動き検出部
114 符号量制御部
115 画像変化率算出部
116 平均アクティビティ予測部
Claims (11)
- 入力画像の絵柄の複雑さに応じて量子化特性を変更させながら符号量制御を行う画像符号化装置であって、
入力画像データを量子化する量子化手段と、
前記入力画像データに係る画像の変化率をフレーム毎に算出する変化率算出手段と、
符号化済みフレームのアクティビティの平均を算出し、1フレーム毎に平均アクティビティの実測値を出力する実測値算出手段と、
前記実測値算出手段により出力された所定の符号済みフレームに係る平均アクティビティの実測値を、前記変化率算出手段によって算出された符号化対象フレームに対する画像の変化率に応じて変更することによって、前記符号化対象フレームに適した平均アクティビティの予測値を出力する予測手段と、
前記予測手段により出力された平均アクティビティの予測値を用いてアクティビティの正規化を行う正規化手段と、
前記正規化手段によって正規化されたアクティビティに基いて前記量子化手段における量子化処理を制御する量子化制御手段とを有し、
前記変化率算出手段は、フレーム内の画素値の分散値を算出する分散値算出手段を備え、前記分散値算出手段によって算出された前記符号化対象フレームの分散値と、前記予測手段が予測値を出力するときに参照する参照フレームの分散値とに基いて、前記画像の変化率をフレーム毎に算出することを特徴とする画像符号化装置。 - 前記予測手段は、前記符号化対象フレームの分散値が、前記参照フレームの分散値よりも小さいときは、前記符号化対象フレームの平均アクティビティの予測値を、前記参照フレームの平均アクティビティよりも小さくすることを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。
- 前記予測手段は、前記符号化対象フレームの分散値が、前記参照フレームの分散値よりも大きいときは、前記符号化対象フレームの平均アクティビティの予測値を、前記参照フレームの平均アクティビティよりも大きくすることを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。
- 前記予測手段は、前記符号化対象フレームの分散値と、前記参照フレームの分散値とが同じであるときは、前記符号化対象フレームの平均アクティビティの予測値を、前記参照フレームの平均アクティビティとすることを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。
- 前記予測手段は、画像変化率が「1.0」を中心に所定範囲内の場合は、画像の変化がないものとし、前記符号化対象フレームの平均アクティビティの予測値を、前記参照フレームの平均アクティビティとすることを特徴とする請求項4に記載の画像符号化装置。
- 前記予測手段は、前記符号化対象フレームと以前に入力されたフレームとの相関性に応じて、前記参照フレームを変更することを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。
- 前記予測手段は、前記符号化対象フレームよりも符号化順で少なくとも1フレーム前の符号化済フレームの平均アクティビティに応じて、前記符号化対象フレームの平均アクティビティを予測値を出力することを特徴とする請求項6に記載の画像符号化装置。
- 前記予測手段は、前記符号化対象フレームよりも符号化順で1フレーム前の平均アクティビティ実測値を画像の変化率に応じて変更するとともに、1フレームだけ直前直後のフレームとの相関がなくなる場合においては、符号化順で直後のフレームに関しては、少なくとも符号化順で2フレーム前の平均アクティビティ実測値を平均アクティビティ予測値としてそのまま使用することを特徴とする請求項7に記載の画像符号化装置。
- 入力画像の絵柄の複雑さに応じて量子化特性を変更させながら符号量制御を行う画像符号化方法であって、
入力画像データを量子化する量子化工程と、
前記入力画像データに係る画像の変化率をフレーム毎に算出する変化率算出工程と、
符号化済みフレームのアクティビティの平均を算出し、1フレーム毎に平均アクティビティの実測値を出力する実測値算出工程と、
前記実測値算出工程により出力された所定の符号済みフレームに係る平均アクティビティの実測値を、前記変化率算出工程によって算出された符号化対象フレームに対する画像の変化率に応じて変更することによって、前記符号化対象フレームに適した平均アクティビティの予測値を出力する予測工程と、
前記予測工程により出力された平均アクティビティの予測値を用いてアクティビティの正規化を行う正規化工程と、
前記正規化工程によって正規化されたアクティビティに基いて前記量子化工程における量子化処理を制御する量子化制御工程とを有し、
前記変化率算出工程は、フレーム内の画素値の分散値を算出する分散値算出工程を備え、前記分散値算出工程によって算出された前記符号化対象フレームの分散値と、前記予測工程が予測値を出力するときに参照する参照フレームの分散値とに基いて、前記画像の変化率をフレーム毎に算出することを特徴とする画像符号化方法。 - 入力画像の絵柄の複雑さに応じて量子化特性を変更させながら符号量制御を行う画像符号化方法の各工程をコンピュータに実行させるプログラムであって、
入力画像データを量子化する量子化工程と、
前記入力画像データに係る画像の変化率をフレーム毎に算出する変化率算出工程と、
符号化済みフレームのアクティビティの平均を算出し、1フレーム毎に平均アクティビティの実測値を出力する実測値算出工程と、
前記実測値算出工程により出力された所定の符号済みフレームに係る平均アクティビティの実測値を、前記変化率算出工程によって算出された符号化対象フレームに対する画像の変化率に応じて変更することによって、前記符号化対象フレームに適した平均アクティビティの予測値を出力する予測工程と、
前記予測工程により出力された平均アクティビティの予測値を用いてアクティビティの正規化を行う正規化工程と、
前記正規化工程によって正規化されたアクティビティに基いて前記量子化工程における量子化処理を制御する量子化制御工程とをコンピュータに実行させ、
前記変化率算出工程は、フレーム内の画素値の分散値を算出する分散値算出工程を備え、前記分散値算出工程によって算出された前記符号化対象フレームの分散値と、前記予測工程が予測値を出力するときに参照する参照フレームの分散値とに基いて、前記画像の変化率をフレーム毎に算出することを特徴とするプログラム。 - 請求項10に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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