JP4936557B2 - 符号化装置 - Google Patents
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Description
今から符号化を行うピクチャの目標符号量を決定する。現在のGOPにおいて利用可能な符号量であるRgopが以下の式(1)により演算される。即ち、
Rgop = (ni+np+nb)*(bits_rate/picture_rate) ・・・(1)
ここで、ni,np,nbはそれぞれ、現GOPにおけるIピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャの残りピクチャ数である。bits_rateは目標ビットレートを示す。picture_rateはピクチャレートを示す。
Xi=Ri*Qi
Xp=Rp*Qp (2)
Xb=Rb*Qb
ここで、複雑度Xi,Xp,Xbは、コンプレキシティ(Complexity)とも呼ばれる。Ri、Rp及びRbはそれぞれ、Iピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャを符号化した結果得られる符号量である。Qi、Qp及びQbはそれぞれ、Iピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャ内のすべてのマクロブロックにおけるQスケール(量子化スケール)の平均値である。
Ti=max{(Rgop/(1+((Np*Xp)/(Xi*Kp))+((Nb*Xb)/(Xi*Kb)))),(bit_rate/(8*picture_rate))}
Tp=max{(Rgop/(Np+(Nb*Kp*Xb)/(Kb*Xp))),(bit_rate/(8*picture_rate))} (3)
Tb=max{(Rgop/(Nb+(Np*Kb*Xp)/(Kp*Xb))),(bit_rate/(8*picture_rate))}
ただし、Np及びNbは、現GOP内のそれぞれPピクチャ及びBピクチャの残りの枚数を示す。定数Kp=1.0、Kb=1.4である。
Iピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャ毎に仮想バッファを使用し、式(3)で求めた目標符号量と発生符号量との差分を管理する。各仮想バッファのデータ蓄積量に基づき、実際の発生符号量が目標符号量に近づくように、次にエンコードするマクロブロックについて、Qスケールの参照値が設定される。例えば、現在のピクチャタイプがPピクチャの場合には、目標符号量と発生符号量との差分は、次の(4)式に従う演算処理により求めることができる。即ち、
dp,j=dp,0+Bp,j-1-((Tp*(j-1))/MB_cnt) (4)
ここで、添字jはピクチャ内のマクロブロックの番号を示す。dp,0は仮想バッファの初期フルネスを示す。Bp,jはj番目のマクロブロックまでの総符号量を示す。MB_cntはピクチャ内のマクロブロック数を示す。
Qj=(dj*31)/r (5)
となり、ここで、
r = 2*bits_rate/picture_rate (6)
である。
復号画像の画質が視覚的に良好になるように、エンコード対象のマクロブロックの空間アクティビティに基づいて、量子化スケールを最終的に決定する。具体的には、
ACTj =1+min(vblk1,vblk2,……,vblk8) (7)
vblk1〜vblk4は、フレーム構造のマクロブロックにおける8×8のサブブロックにおける空間アクティビティを示す。vblk5〜vblk8は、フィールド構造のマクロブロックにおける8×8のサブブロックの空間アクティビティを示す。空間アクティビチィ自体は、以下の式(8),(9)により求めることができる。即ち、
vblk=Σ(PI-Pbar)2 (8)
Pbar=(1/64)*ΣPi (9)
ここで、Piはi番目のマクロブロックにおける画素値である。式(8),(9)中のΣはi=1〜64の累積加算を示す。
N_ACTj=(2*ACTj+AVG_ACT)/(ACTj+2*AVG_ACT) (10)
ここで、AVG_ACTは、以前に符号化したピクチャにおけるACTjの参照値である。最終的に量子化スケール(Qスケール値)MQUANTjは、以下の式(11)により求められる。即ち、
MQUANTj=Qj *N_ACTj (11)
とする。
12・・・フレーム並べ替え装置
14・・・加減算器
16・・・直交変換器
18・・・量子化器
20・・・可変長符号化装置
22・・・バッファ
24・・・出力端子
26・・・逆量子化器
28・・・逆直交変換器
30・・・加算器
32・・・ビデオバッファ(フレームメモリ)
34・・・動き予測動き補償装置
36・・・スイッチ
38・・・符号量制御装置
40・・・量子化制御装置
42・・・フレーム特徴検出装置
44・・・フレーム動き検出装置
46・・・PSNR算出装置
48・・・フリッカ検出装置
Claims (9)
- 複数のフレームを含む入力動画データを、フレーム内符号化とフレーム間符号化とを用いて符号化する符号化手段と、
所定数のフレームからなる符号化単位の符号量が目標符号量となるように、前記符号化単位に含まれるフレームのうち、まだ符号化されていないフレームについて、フレーム内符号化を行うフレーム内符号化ピクチャとフレーム間符号化を行うフレーム間符号化ピクチャとを含む複数のピクチャタイプ毎に目標符号量を設定する設定処理を前記符号化単位内のフレームの順に繰り返し、前記ピクチャタイプ毎に設定した目標符号量に従って、前記符号化手段により符号化される前記動画データの符号量をフレーム毎に制御する符号量制御手段と、
前記符号化手段により符号化された動画データを復号し、局所復号データを出力する局所復号手段と、
前記入力画像データに含まれる複数のフレームの複雑度をそれぞれ検出する特徴検出手段と、
前記入力動画データにおけるフレーム間の動き量を複数の前記フレームについてそれぞれ検出する動き検出手段と、
前記入力動画データと前記局所復号データとを用いて、複数の前記フレームそれぞれの符号化歪み量を算出する符号化歪み算出手段と、
前記特徴検出手段の出力と、前記動き検出手段の出力と、前記符号化歪み量算出手段の出力とに従い、前記入力動画データにおけるフレーム毎に、前記符号化手段により符号化された動画データにフリッカが発生することを検出するフリッカ検出手段
とを備え、
前記フリッカ検出手段は、前記フリッカが発生することを検出した場合、前記フレーム内符号化ピクチャと前記フレーム間符号化ピクチャの目標符号量をそれぞれ前記設定処理により設定された目標符号量から変更することを特徴とする符号化装置。 - 前記フリッカ検出手段は、前記特徴検出手段で検出される複雑度がその基準値より多く、前記動き検出手段で検出される前記フレーム間の動き量がその基準値より少なく、且つ、前記歪み量算出手段で算出される前記符号化歪み量がその基準値より大きい場合に、前記符号化画像にフリッカが発生すると判定することを特徴とする請求項1に記載の符号化装置。
- 前記フリッカ検出手段は、前記フリッカが発生することを検出した場合、前記フレーム内符号化ピクチャの目標符号量を少なくし、前記フレーム間符号化ピクチャの目標符号量を増加させることを特徴とする請求項1又は2に記載の符号化装置。
- 前記特徴検出手段は、前記入力動画データを直交変換することにより得られる交流成分量を前記複雑度とすることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の符号化装置。
- 前記特徴検出手段は、前記入力動画データを所定サイズに分割したブロックを直交変換することにより交流成分を算出し、全ブロックの前記交流成分の総和を前記複雑度として算出することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の符号化装置。
- 前記動き検出手段は、前記入力動画データの隣接するフレーム間で一方のフレームの画像の座標をずらしながら相関を算出し、前記相関が最も高くなる座標ずれ量を前記動き量として算出することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の符号化装置。
- 前記動き検出手段は、前記入力動画データを画面内で分割したブロック毎に、隣接するフレーム間で一方の画像の座標をずらしながら相関が最も高くなる座標ずれ量を算出し、算出した座標ずれ量の全ブロックの総和を前記動き量として算出することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の符号化装置。
- 前記符号化歪み量算出手段は、前記入力動画データと前記局所復号画像から前記局所復号画像のPSNR(Peak Signal to Noise Ratio)を算出する手段であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の符号化装置。
- 前記フレーム内符号化ピクチャはIピクチャであり、前記フレーム間符号化ピクチャはPピクチャまたはBピクチャであることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の符号化装置。
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