JP5256803B2 - トランスコーダ - Google Patents

Description

本発明は、入力画像を復号画像に復号化して、復号画像を出力画像に符号化するトランスコーダに関する。

画像圧縮技術は、画像データの伝送負担および記憶負担を低減させるため、広範囲に利用されている。従来の符号化方式としてＭＰＥＧ２などが存在しており、新規の符号化方式としてＨ．２６４などが存在している。トランスコーダは、画像データの伝送負担および記憶負担を低減させるため、異なる符号化方式間における方式変換を実行する。

トランスコーダは、第１段階として、第１符号化方式による圧縮画像を入力して、第１符号化方式により伸張画像を生成する。トランスコーダは、第２段階として、第２符号化方式により伸張画像を圧縮して、第２符号化方式による圧縮画像を出力する。

特許文献１が開示する符号化装置は、入力画像を圧縮して圧縮画像を出力する。符号化装置は、出力符号量が一定の目標符号量以下になるように、符号量制御を実行する。特許文献１が開示する符号化装置は、トランスコーダの構成要素に含まれるときにも、以上と同様な符号量制御を実行する。

特開平１０−３１３４６３号公報

特許文献１が開示する符号化装置は、出力符号量が一定の目標符号量以下になるように、符号量制御を実行する。符号化装置は、入力画像が細かい画像であるときには、または、入力画像が動きの多い画像であるときには、圧縮後の画質を圧縮前の画質と比較して大幅に劣化させる可能性がある。特許文献１が開示する符号化装置は、トランスコーダの構成要素に含まれるときにも、以上と同様な可能性がある。

そこで、本発明は前記問題点に鑑み、圧縮後の画質を圧縮前の画質と比較して大幅に劣化させることなく、適切な符号量制御を実行する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、入力画像を復号画像に復号化して、前記復号画像を出力画像に符号化するトランスコーダであって、前記復号画像が順方向予測画像又は双方向予測画像である場合、前記復号画像の第１の特性及び第２の特性に基づいて、前記復号画像を含む複数の画像により構成される画像グループのカテゴリーを設定するカテゴリー設定部と、前記画像グループのカテゴリーに基づいて、前記画像グループの目標符号量を設定する符号量設定部と、前記画像グループの目標符号量に基づいて、前記画像グループに含まれる各画像を符号化するための量子化ステップ値を設定する量子化ステップ値設定部と、を備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のトランスコーダにおいて、前記第１の特性は、前記復号画像の細かさであり、前記トランスコーダは、さらに、前記復号画像の細かさを示す前記復号画像の精細量を計算する精細量計算部、を備えることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載のトランスコーダにおいて、前記カテゴリー設定部は、前記復号画像の精細量が所定精細量より大きいときには、前記画像グループのカテゴリーを第１カテゴリーに設定する第１カテゴリー設定部と、前記復号画像の精細量が前記所定精細量以下であるときには、前記画像グループのカテゴリーを第２カテゴリーに設定する第２カテゴリー設定部と、を含み、前記符号量設定部は、前記画像グループのカテゴリーが前記第１カテゴリーであるときには、前記画像グループの目標符号量を第１符号量に設定する第１符号量設定部と、前記画像グループのカテゴリーが前記第２カテゴリーであるときには、前記画像グループの目標符号量を前記第１符号量より小さい第２符号量に設定する第２符号量設定部と、を含むことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３に記載のトランスコーダにおいて、前記符号量設定部は、前記画像グループの目標符号量を暫定的に暫定符号量に設定する暫定符号量設定部、を含み、前記第１符号量設定部は、前記暫定符号量に対して第１補正符号量分の補正を実行することにより、前記画像グループの目標符号量を前記第１符号量に設定する第１符号量補正部、を含み、前記第２符号量設定部は、前記暫定符号量に対して第２補正符号量分の補正を実行することにより、前記画像グループの目標符号量を前記第２符号量に設定する第２符号量補正部、を含むことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、前記復号画像の精細量は、前記復号画像の各隣接画素間における画素値の差分絶対値を、前記復号画像の全隣接画素間について加算した値に対して、前記復号画像の全ブロック数による除算により規格化した値、を含むことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、前記第２の特性は、前記復号画像の動きの激しさであり、前記トランスコーダは、さらに、前記復号画像の動きの激しさを示す前記復号画像の動き量を計算する動き量計算部、を備えることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６に記載のトランスコーダにおいて、前記カテゴリー設定部は、前記復号画像の動き量が所定動き量より大きいときには、前記画像グループのカテゴリーを第３カテゴリーに設定する第３カテゴリー設定部と、前記復号画像の動き量が前記所定動き量以下であるときには、前記画像グループのカテゴリーを第４カテゴリーに設定する第４カテゴリー設定部と、を含み、前記符号量設定部は、前記画像グループのカテゴリーが前記第３カテゴリーであるときには、前記画像グループに含まれる復号画像のうち参照画像の符号量比率を第１比率に設定して、前記画像グループに含まれる復号画像のうち予測画像の符号量比率を第２比率に設定する第３符号量設定部と、前記画像グループのカテゴリーが前記第４カテゴリーであるときには、前記画像グループに含まれる復号画像のうち参照画像の符号量比率を前記第１比率より大きい第３比率に設定して、前記画像グループに含まれる復号画像のうち予測画像の符号量比率を前記第２比率より小さい第４比率に設定する第４符号量設定部と、を含むことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項６または請求項７に記載のトランスコーダにおいて、前記復号画像の動き量は、前記復号画像の各ブロックにおける動きベクトルの符号量を、前記復号画像の全ブロックについて加算した値に対して、前記復号画像の全ブロック数による除算により規格化した値、を含むことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項６または請求項７に記載のトランスコーダにおいて、前記復号画像の動き量は、前記復号画像の各ブロックにおける動きベクトルの長さを、前記復号画像の全ブロックについて加算した値に対して、前記復号画像の全ブロック数による除算により規格化した値、を含むことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、前記符号量設定部は、前記画像グループの目標符号量を所定上限符号量より小さく設定する符号量上限設定部と、前記画像グループの目標符号量を所定下限符号量より大きく設定する符号量下限設定部と、を含むことを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、前記符号量設定部は、後続の画像グループについて設定した目標符号量が、先行の画像グループについて設定した目標符号量より大きいときには、前記量子化ステップ値設定部に出力する前記後続の画像グループについて設定した目標符号量を、前記先行の画像グループについて設定した目標符号量から前記後続の画像グループについて設定した目標符号量まで、一段階で変更する符号量増加部、を含むことを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、前記符号量設定部は、後続の画像グループについて設定した目標符号量が、先行の画像グループについて設定した目標符号量より小さいときには、前記量子化ステップ値設定部に出力する前記後続の画像グループについて設定した目標符号量を、前記先行の画像グループについて設定した目標符号量から前記後続の画像グループについて設定した目標符号量まで、所定速度より緩やかに変更する符号量減少部、を含むことを特徴とする。

本発明に係るトランスコーダは、カテゴリー設定部、符号量設定部、量子化ステップ値設定部を備える。カテゴリー設定部は、復号画像の細かさおよび復号画像の動きの激しさという復号画像の特性に基づいて、復号画像の種別を設定する。符号量設定部は、復号画像の種別に基づいて、出力画像の目標符号量を設定する。量子化ステップ値設定部は、出力画像の目標符号量に基づいて、出力画像の量子化ステップ値を設定する。

トランスコーダは、復号画像の細かさに応じて、出力画像の目標符号量を設定できる。トランスコーダは、復号画像の動きの激しさに応じて、出力画像の目標符号量を参照画像および予測画像にそれぞれ割り振ることができる。トランスコーダは、圧縮後の画質を圧縮前の画質と比較して大幅に劣化させることなく、適切な符号量制御を実行できる。

｛第１の実施の形態｝
［トランスコーダの構成要素］
以下、図面を参照しつつ、第１の実施の形態について説明する。図１は、トランスコーダ１の構成要素を示すブロック図である。トランスコーダ１は、デコーダ１１、エンコーダ１２、アクティビティ検出部１１３などから構成される。

デコーダ１１は、トランスコーダ１の外部から、入力画像を入力する。デコーダ１１は、自身における符号化方式により、入力画像を復号画像に復号化する。デコーダ１１は、エンコーダ１２に、復号画像を出力する。

エンコーダ１２は、デコーダ１１から、復号画像を入力する。エンコーダ１２は、自身における符号化方式により、復号画像を出力画像に符号化する。エンコーダ１２は、トランスコーダ１の外部に、出力画像を出力する。

デコーダ１１は、復号画像生成部１１１、動き量検出部１１２などから構成される。エンコーダ１２は、周波数変換部１２１、量子化部１２２、符号化部１２３、カテゴリー設定部１２４、符号量設定部１２５、量子化ステップ値設定部１２６などから構成される。

復号画像生成部１１１は、入力画像について、復号化、逆量子化、周波数逆変換を実行することにより、復号画像を生成する。

動き量検出部１１２は、復号画像が生成される過程において、復号画像について、動き量を検出する。動き量は、復号画像の動きの激しさを示す量である。動き量の具体的な計算方法については、図２において後述する。

アクティビティ検出部１１３は、復号画像について、アクティビティを検出する。アクティビティは、復号画像の細かさを示す量である。アクティビティの具体的な計算方法については、図２において後述する。

周波数変換部１２１は、復号画像について、周波数変換を実行する。量子化部１２２は、後述の量子化ステップ値設定部１２６により設定された出力画像の量子化ステップ値に基づいて、周波数変換後の復号画像について、量子化を実行する。符号化部１２３は、周波数変換後および量子化後の復号画像について、符号化を実行する。

カテゴリー設定部１２４は、アクティビティ検出部１１３により検出された復号画像のアクティビティ、および、動き量検出部１１２により検出された復号画像の動き量に基づいて、復号画像の種別を設定する。具体例として、カテゴリー設定部１２４は、復号画像について画像が細かいかどうか、および、復号画像について画像の動きが多いかどうかに基づいて、復号画像の種別を設定する。

符号量設定部１２５は、カテゴリー設定部１２４により設定された復号画像の種別に基づいて、出力画像の目標符号量を設定する。具体例として、符号量設定部１２５は、画像が細かい復号画像については、出力画像の目標符号量を多く割り振る。符号量設定部１２５は、画像の動きが多い復号画像については、画像の動きが少ない復号画像と比較して、出力画像の目標符号量を予測画像に多く割り振る。

量子化ステップ値設定部１２６は、符号量設定部１２５により設定された出力画像の目標符号量に基づいて、出力画像の量子化ステップ値を設定する。具体例として、量子化ステップ値設定部１２６は、画像が細かい復号画像については、出力画像の量子化ステップ値を小さく設定する。量子化ステップ値設定部１２６は、画像の動きが多い復号画像については、画像の動きが少ない復号画像と比較して、予測画像において出力画像の量子化ステップ値を小さく設定する。

［カテゴリー設定の処理の流れ］
図２は、カテゴリー設定の処理の流れを示すフローチャートである。カテゴリー設定単位は、任意の画像単位である。カテゴリー設定単位は、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）単位であってもよい。カテゴリー設定単位は、隣接シーンチェンジ間の画像単位であってもよい。

カテゴリー設定部１２４は、カテゴリー設定単位のうちから、カテゴリー設定を実行するために利用する復号画像を選択する。カテゴリー設定部１２４は、選択した復号画像がＰピクチャであるかどうかを判断する（ステップＳ１１）。

カテゴリー設定部１２４は、選択した復号画像がＰピクチャであるときには（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、カテゴリー設定を実行する。

カテゴリー設定部１２４は、選択した復号画像がＰピクチャでないときには（ステップＳ１１においてＮＯ）、カテゴリー設定を実行しない。カテゴリー設定部１２４は、選択した復号画像がＰピクチャとなるまで（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、カテゴリー設定単位のうちから、カテゴリー設定を実行するために利用する復号画像を選択する。

まず、カテゴリー設定部１２４が、選択した復号画像がＰピクチャでないときには（ステップＳ１１においてＮＯ）、カテゴリー設定を実行しない理由について説明する。次に、カテゴリー設定部１２４が、選択した復号画像がＰピクチャであるときには（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、カテゴリー設定を実行する理由について説明する。

カテゴリー設定部１２４は、選択した復号画像がＩピクチャであるときには、そのＩピクチャから動き量を取得できないため、動き量の大小を後述のステップＳ１７において判断できない。そのため、カテゴリー設定部１２４は、カテゴリー設定を実行しない。

カテゴリー設定部１２４は、選択した復号画像がＢピクチャであるときには、そのＢピクチャから動き量を取得できるため、動き量の大小を後述のステップＳ１７において判断できる。しかし、Ｂピクチャは連続して通信されることが通常であるため、カテゴリー設定部１２４の処理負担は大きい。そのため、カテゴリー設定部１２４は、カテゴリー設定を実行しない。ただし、カテゴリー設定部１２４は、Ｂピクチャを選択して、カテゴリー設定を実行してもよい。

カテゴリー設定部１２４は、選択した復号画像がＰピクチャであるときには、そのＰピクチャから動き量を取得できるため、動き量の大小を後述のステップＳ１７において判断できる。そして、Ｐピクチャは連続して通信されないことが通常であるため、カテゴリー設定部１２４の処理負担は小さい。そのため、カテゴリー設定部１２４は、カテゴリー設定を実行する。

カテゴリー設定部１２４は、連続して通信されるカテゴリー設定単位について、カテゴリー設定を実行する。カテゴリー設定部１２４は、今回のカテゴリー設定を実行するにあたり、前回のカテゴリー設定を利用しないため、カテゴリーＩＤを０に初期化する（ステップＳ１２）。カテゴリーＩＤは、アクティビティおよび動き量に基づいて設定される復号画像の種別である。

カテゴリー設定部１２４は、選択した復号画像がＰピクチャでないときには、カテゴリー設定を実行しない。カテゴリー設定部１２４は、トランスコード開始時に最初にＰピクチャを選択するまでのカテゴリーＩＤとして、初期値または前回のトランスコード終了時にＰピクチャを選択したときのカテゴリーＩＤを保持すればよい。

カテゴリー設定部１２４は、選択したＰピクチャについて、アクティビティ検出部１１３からアクティビティを取得する（ステップＳ１３）。カテゴリー設定部１２４は、取得したアクティビティを、アクティビティの所定閾値と比較する（ステップＳ１４）。

アクティビティは、復号画像の細かさを示す量である。本発明においては、アクティビティは、復号画像の各隣接画素間における画素値の差分絶対値を、復号画像の全隣接画素間について加算した値に対して、復号画像の全ブロック数による除算により規格化した値として定義される。

カテゴリー設定部１２４は、取得したアクティビティがアクティビティの所定閾値より大きいときには（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、ステップＳ１２において初期化されたカテゴリーＩＤに１を加算する（ステップＳ１５）。すなわち、カテゴリー設定部１２４は、カテゴリーＩＤを０から１に更新する。

カテゴリー設定部１２４は、取得したアクティビティがアクティビティの所定閾値以下であるときには（ステップＳ１４においてＮＯ）、ステップＳ１２において初期化されたカテゴリーＩＤに１を加算することはない。すなわち、カテゴリー設定部１２４は、カテゴリーＩＤを０から１に更新することはない。

カテゴリー設定部１２４は、選択したＰピクチャについて、動き量検出部１１２から動き量を取得する（ステップＳ１６）。カテゴリー設定部１２４は、取得した動き量を、動き量の所定閾値と比較する（ステップＳ１７）。

動き量は、復号画像の動きの激しさを示す量である。本発明においては、動き量は、復号画像の各ブロックにおける動きベクトルの符号量を、復号画像の全ブロックについて加算した値に対して、復号画像の全ブロック数による除算により規格化した値として定義される。または、動き量は、復号画像の各ブロックにおける動きベクトルの長さを、復号画像の全ブロックについて加算した値に対して、復号画像の全ブロック数による除算により規格化した値として定義される。

カテゴリー設定部１２４は、取得した動き量が動き量の所定閾値より大きいときには（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、ステップＳ１２において初期化されたカテゴリーＩＤ、または、ステップＳ１５において更新されたカテゴリーＩＤに、２を加算する（ステップＳ１８）。すなわち、カテゴリー設定部１２４は、カテゴリーＩＤを０から２に更新する、または、カテゴリーＩＤを１から３に更新する。

カテゴリー設定部１２４は、取得した動き量が動き量の所定閾値以下であるときには（ステップＳ１７においてＮＯ）、ステップＳ１２において初期化されたカテゴリーＩＤ、または、ステップＳ１５において更新されたカテゴリーＩＤに、２を加算することはない。すなわち、カテゴリー設定部１２４は、カテゴリーＩＤを０から２に更新することはなく、または、カテゴリーＩＤを１から３に更新することはない。

カテゴリー設定部１２４は、アクティビティおよび動き量に基づいて、カテゴリーＩＤを０、１、２、３のいずれかに設定する。カテゴリー設定部１２４は、符号量設定部１２５に、設定したカテゴリーＩＤを出力する。

［符号量設定の処理の流れ］
図３は、符号量設定の処理の流れを示すフローチャートである。符号量設定単位は、カテゴリー設定単位と同様である。符号量設定部１２５は、カテゴリー設定部１２４からカテゴリーＩＤを取得する（ステップＳ２１）。符号量設定部１２５は、取得したカテゴリーＩＤに基づいて、目標符号量および符号量比率を設定する。

符号量設定部１２５は、今回の目標符号量の設定を実行するにあたり、前回の目標符号量の設定を利用しないため、補正符号量を−２Ｍｂｐｓに初期化する（ステップＳ２２）。補正符号量は、符号量設定単位について先頭ピクチャを利用してあらかじめ設定されている目標符号量に対して、補正として加算または減算されるべき符号量である。

符号量設定部１２５は、取得したカテゴリーＩＤが１または３であるときには（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、補正符号量を＋４Ｍｂｐｓに設定する（ステップＳ２４）。すなわち、符号量設定部１２５は、符号量設定単位について先頭ピクチャを利用してあらかじめ設定した目標符号量に対して、補正符号量として４Ｍｂｐｓを加算することにより、符号量設定単位について補正後の目標符号量を設定する。

符号量設定部１２５は、取得したカテゴリーＩＤが０または２であるときには、（ステップＳ２３においてＮＯ）、補正符号量を−２Ｍｂｐｓに設定したままである。すなわち、符号量設定部１２５は、符号量設定単位について先頭ピクチャを利用してあらかじめ設定した目標符号量に対して、補正符号量として２Ｍｂｐｓを減算することにより、符号量設定単位について補正後の目標符号量を設定する。

符号量設定部１２５は、今回の符号量比率の設定を実行するにあたり、前回の符号量比率の設定を利用しないため、符号量比率をＩ：Ｐ：Ｂ＝４：２：１に初期化する（ステップＳ２５）。符号量比率は、ステップＳ２２またはステップＳ２４において設定された補正後の目標符号量が、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャにそれぞれ割り振られる比率である。

符号量設定部１２５は、取得したカテゴリーＩＤが２または３であるときには（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、符号量比率をＩ：Ｐ：Ｂ＝２：２：１に設定する（ステップＳ２７）。すなわち、符号量設定部１２５は、ステップＳ２２またはステップＳ２４において設定された補正後の目標符号量を、Ｐピクチャ、Ｂピクチャに多く割り振る。

符号量設定部１２５は、取得したカテゴリーＩＤが０または１であるときには（ステップＳ２６においてＮＯ）、符号量比率をＩ：Ｐ：Ｂ＝４：２：１に設定したままである。すなわち、符号量設定部１２５は、ステップＳ２２またはステップＳ２４において設定された補正後の目標符号量を、Ｐピクチャ、Ｂピクチャに多く割り振ることはない。

符号量設定部１２５は、カテゴリーＩＤに基づいて、補正符号量を−２Ｍｂｐｓまたは＋４Ｍｂｐｓに設定して、符号量比率をＩ：Ｐ：Ｂ＝４：２：１またはＩ：Ｐ：Ｂ＝２：２：１に設定する。符号量設定部１２５は、量子化ステップ値設定部１２６に、設定した補正後の目標符号量および符号量比率を出力する。

量子化ステップ値設定部１２６は、補正後の目標符号量および符号量比率に基づいて、量子化ステップ係数を設定する。量子化ステップ値設定部１２６は、入力画像の量子化ステップ値に量子化ステップ係数を乗算することにより、出力画像の量子化ステップ値を設定する。

図４は、補正符号量および符号量比率を示す図である。カテゴリーＩＤが０、１、２、３に設定されているときに、補正符号量および符号量比率がどのように設定されているかが示されている。

カテゴリーＩＤが０であるときについて説明する。カテゴリー設定部１２４が取得したアクティビティは、アクティビティの所定閾値以下である（ステップＳ１４においてＮＯ）。すなわち、カテゴリー設定単位中の復号画像は、平坦な画像である。カテゴリー設定部１２４が取得した動き量は、動き量の所定閾値以下である（ステップＳ１７においてＮＯ）。すなわち、カテゴリー設定単位中の復号画像は、動きが少ない画像である。

カテゴリーＩＤが１であるときについて説明する。カテゴリー設定部１２４が取得したアクティビティは、アクティビティの所定閾値より大きい（ステップＳ１４においてＹＥＳ）。すなわち、カテゴリー設定単位中の復号画像は、細かい画像である。カテゴリー設定部１２４が取得した動き量は、動き量の所定閾値以下である（ステップＳ１７においてＮＯ）。すなわち、カテゴリー設定単位中の復号画像は、動きが少ない画像である。

カテゴリーＩＤが２であるときについて説明する。カテゴリー設定部１２４が取得したアクティビティは、アクティビティの所定閾値より以下である（ステップＳ１４においてＮＯ）。すなわち、カテゴリー設定単位中の復号画像は、平坦な画像である。カテゴリー設定部１２４が取得した動き量は、動き量の所定閾値より大きい（ステップＳ１７においてＹＥＳ）。すなわち、カテゴリー設定単位中の復号画像は、動きが多い画像である。

カテゴリーＩＤが３であるときについて説明する。カテゴリー設定部１２４が取得したアクティビティは、アクティビティの所定閾値より大きい（ステップＳ１４においてＹＥＳ）。すなわち、カテゴリー設定単位中の復号画像は、細かい画像である。カテゴリー設定部１２４が取得した動き量は、動き量の所定閾値より大きい（ステップＳ１７においてＹＥＳ）。すなわち、カテゴリー設定単位中の復号画像は、動きが多い画像である。

カテゴリーＩＤが１または３であるときには（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、符号量設定単位中の復号画像は、細かい画像である。そのため、補正符号量として、＋４Ｍｂｐｓが設定されている（ステップＳ２４）。

カテゴリーＩＤが０または２であるときには（ステップＳ２３においてＮＯ）、符号量設定単位中の復号画像は、平坦な画像である。そのため、補正符号量として、−２Ｍｂｐｓが設定されている（ステップＳ２２）。

カテゴリーＩＤが２または３であるときには（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、符号量設定単位中の復号画像は、動きが多い画像である。そのため、符号量比率として、Ｉ：Ｐ：Ｂ＝２：２：１が設定されている（ステップＳ２７）。すなわち、ＰピクチャおよびＢピクチャに多くの補正後の目標符号量が割り振られる。

カテゴリーＩＤが０または１であるときには（ステップＳ２６においてＮＯ）、符号量設定単位中の復号画像は、動きが少ない画像である。そのため、符号量比率として、Ｉ：Ｐ：Ｂ＝４：２：１が設定されている（ステップＳ２５）。すなわち、ＰピクチャおよびＢピクチャに多くの補正後の目標符号量が割り振られることはない。

第１の実施の形態においては、復号画像の細かさに応じて、目標符号量が適応的に設定される。また、復号画像の動きの激しさに応じて、参照画像および予測画像の符号量比率が適応的に設定される。

長期間にわたる目標符号量の平均値を固定したときには、第１の実施の形態は、従来技術よりさらに効果的に、画像が細かく画像の動きが多い復号画像について、圧縮後の画質を高画質に維持できる。画像が細かく画像の動きが多い復号画像について、圧縮後の画質を固定したときには、第１の実施の形態は、従来技術よりさらに効果的に、長期間にわたる目標符号量の平均値を抑制できる。

｛第２の実施の形態｝
次に、第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態においては、アクティビティの所定閾値は、１個のみ準備されている。そのため、復号画像の細かさは、２段階で評価される。また、動き量の所定閾値は、１個のみ準備されている。そのため、復号画像の動きの激しさは、２段階で評価される。

第２の実施の形態においては、アクティビティの所定閾値は、複数個準備されている。そのため、復号画像の細かさは、多段階で評価される。また、動き量の所定閾値は、複数個準備されている。そのため、復号画像の動きの激しさは、多段階で評価される。

第２の実施の形態におけるトランスコーダ１は、第１の実施の形態におけるトランスコーダ１と同様な構成要素から構成される。第２の実施の形態におけるカテゴリー設定部１２４および符号量設定部１２５は、第１の実施の形態におけるカテゴリー設定部１２４および符号量設定部１２５と異なる処理を実行する。

カテゴリー設定部１２４は、ステップＳ１４に代えて、取得したアクティビティを、複数個のアクティビティの所定閾値と比較する。カテゴリー設定部１２４は、ステップＳ１５に代えて、アクティビティの比較結果に基づいて、カテゴリーＩＤを設定する。

カテゴリー設定部１２４は、ステップＳ１７に代えて、取得した動き量を、複数個の動き量の所定閾値と比較する。カテゴリー設定部１２４は、ステップＳ１８に代えて、動き量の比較結果に基づいて、カテゴリーＩＤを設定する。

符号量設定部１２５は、ステップＳ２２からステップＳ２４までに代えて、取得したカテゴリーＩＤに基づいて、補正符号量を多段階で設定する。符号量設定部１２５は、ステップＳ２５からステップＳ２７までに代えて、取得したカテゴリーＩＤに基づいて、符号量比率を多段階で設定する。

図５（ａ）は、補正符号量を示す図である。カテゴリーＩＤが０から段階的に増加するに従って、補正符号量が段階的に増加することが、概略的に示されている。

図５（ｂ）は、符号量比率を示す図である。カテゴリーＩＤが０から段階的に増加するに従って、補正後の目標符号量に対するＩピクチャに割り振られる符号量の比率が段階的に減少して、補正後の目標符号量に対するＰピクチャおよびＢピクチャに割り振られる符号量の比率が段階的に増加することが、概略的に示されている。

第２の実施の形態においては、復号画像の細かさに応じて、目標符号量が適応的に多段階で設定される。また、復号画像の動きの激しさに応じて、参照画像および予測画像の符号量比率が適応的に多段階で設定される。

長期間にわたる目標符号量の平均値を固定したときには、第２の実施の形態は、第１の実施の形態よりさらに効果的に、画像が細かく画像の動きが多い復号画像について、圧縮後の画質を高画質に維持できる。画像が細かく画像の動きが多い復号画像について、圧縮後の画質を固定したときには、第２の実施の形態は、第１の実施の形態よりさらに効果的に、長期間にわたる目標符号量の平均値を抑制できる。

｛変形例｝
両実施の形態において、補正後の目標符号量は、所定上限符号量を設定されてもよい。補正符号量は、所定上限符号量に応じて設定されればよい。トランスコーダ１は、回線速度を超えて出力画像を出力することを防止できる。

両実施の形態において、補正後の目標符号量は、所定下限符号量を設定されてもよい。補正符号量は、所定下限符号量に応じて設定されればよい。トランスコーダ１は、画質を劣化させて出力画像を出力することを防止できる。

両実施の形態において、符号量設定部１２５は、今回設定した補正後の目標符号量が前回設定した補正後の目標符号量より大きいときには、量子化ステップ値設定部１２６に出力する補正後の目標符号量を、前回設定したものから今回設定したものまで、一段階で変更すればよい。トランスコーダ１は、画像が平坦な復号画像から画像が細かい復号画像への移行時に、画質を劣化させることを防止できる。

両実施の形態において、符号量設定部１２５は、今回設定した補正後の目標符号量が前回設定した補正後の目標符号量より小さいときには、量子化ステップ値設定部１２６に出力する補正後の目標符号量を、前回設定したものから今回設定したものまで、緩やかに変更すればよい。具体例として、符号量設定部１２５は、前回設定した補正符号量が＋４Ｍｂｐｓであり、今回設定した補正符号量が−２Ｍｂｐｓであるときには、ピクチャ毎、Ｐピクチャ毎、ＧＯＰ毎などに補正符号量を１Ｍｂｐｓずつ減少させることにより、補正符号量を＋４Ｍｂｐｓから−２Ｍｂｐｓまで緩やかに変更すればよい。トランスコーダ１は、画像が細かい復号画像から画像が平坦な復号画像への移行時に、画質を劣化させることを防止できる。

トランスコーダの構成要素を示すブロック図である。 カテゴリー設定の処理の流れを示すフローチャートである。 符号量設定の処理の流れを示すフローチャートである。 補正符号量および符号量比率を示す図である。 補正符号量および符号量比率を示す図である。

符号の説明

１ トランスコーダ
１１ デコーダ
１２ エンコーダ
１１２ 動き量検出部
１１３ アクティビティ検出部
１２２ 量子化部
１２４ カテゴリー設定部
１２５ 符号量設定部
１２６ 量子化ステップ値設定部

Claims (12)

1. 入力画像を復号画像に復号化して、前記復号画像を出力画像に符号化するトランスコーダであって、
   前記復号画像が順方向予測画像又は双方向予測画像である場合、前記復号画像の第１の特性及び第２の特性に基づいて、前記復号画像を含む複数の画像により構成される画像グループのカテゴリーを設定するカテゴリー設定部と、
   前記画像グループのカテゴリーに基づいて、前記画像グループの目標符号量を設定する符号量設定部と、
   前記画像グループの目標符号量に基づいて、前記画像グループに含まれる各画像を符号化するための量子化ステップ値を設定する量子化ステップ値設定部と、
   を備えることを特徴とするトランスコーダ。
2. 請求項１に記載のトランスコーダにおいて、
   前記第１の特性は、前記復号画像の細かさであり、
   前記トランスコーダは、さらに、
   前記復号画像の細かさを示す前記復号画像の精細量を計算する精細量計算部、
   を備えることを特徴とするトランスコーダ。
3. 請求項２に記載のトランスコーダにおいて、
   前記カテゴリー設定部は、
   前記復号画像の精細量が所定精細量より大きいときには、前記画像グループのカテゴリーを第１カテゴリーに設定する第１カテゴリー設定部と、
   前記復号画像の精細量が前記所定精細量以下であるときには、前記画像グループのカテゴリーを第２カテゴリーに設定する第２カテゴリー設定部と、
   を含み、
   前記符号量設定部は、
   前記画像グループのカテゴリーが前記第１カテゴリーであるときには、前記画像グループの目標符号量を第１符号量に設定する第１符号量設定部と、
   前記画像グループのカテゴリーが前記第２カテゴリーであるときには、前記画像グループの目標符号量を前記第１符号量より小さい第２符号量に設定する第２符号量設定部と、
   を含むことを特徴とするトランスコーダ。
4. 請求項３に記載のトランスコーダにおいて、
   前記符号量設定部は、
   前記画像グループの目標符号量を暫定的に暫定符号量に設定する暫定符号量設定部、
   を含み、
   前記第１符号量設定部は、
   前記暫定符号量に対して第１補正符号量分の補正を実行することにより、前記画像グループの目標符号量を前記第１符号量に設定する第１符号量補正部、
   を含み、
   前記第２符号量設定部は、
   前記暫定符号量に対して第２補正符号量分の補正を実行することにより、前記画像グループの目標符号量を前記第２符号量に設定する第２符号量補正部、
   を含むことを特徴とするトランスコーダ。
5. 請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
   前記復号画像の精細量は、
   前記復号画像の各隣接画素間における画素値の差分絶対値を、前記復号画像の全隣接画素間について加算した値に対して、前記復号画像の全ブロック数による除算により規格化した値、
   を含むことを特徴とするトランスコーダ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
   前記第２の特性は、前記復号画像の動きの激しさであり、
   前記トランスコーダは、さらに、
   前記復号画像の動きの激しさを示す前記復号画像の動き量を計算する動き量計算部、
   を備えることを特徴とするトランスコーダ。
7. 請求項６に記載のトランスコーダにおいて、
   前記カテゴリー設定部は、
   前記復号画像の動き量が所定動き量より大きいときには、前記画像グループのカテゴリーを第３カテゴリーに設定する第３カテゴリー設定部と、
   前記復号画像の動き量が前記所定動き量以下であるときには、前記画像グループのカテゴリーを第４カテゴリーに設定する第４カテゴリー設定部と、
   を含み、
   前記符号量設定部は、
   前記画像グループのカテゴリーが前記第３カテゴリーであるときには、前記画像グループに含まれる復号画像のうち参照画像の符号量比率を第１比率に設定して、前記画像グループに含まれる復号画像のうち予測画像の符号量比率を第２比率に設定する第３符号量設定部と、
   前記画像グループのカテゴリーが前記第４カテゴリーであるときには、前記画像グループに含まれる復号画像のうち参照画像の符号量比率を前記第１比率より大きい第３比率に設定して、前記画像グループに含まれる復号画像のうち予測画像の符号量比率を前記第２比率より小さい第４比率に設定する第４符号量設定部と、
   を含むことを特徴とするトランスコーダ。
8. 請求項６または請求項７に記載のトランスコーダにおいて、
   前記復号画像の動き量は、
   前記復号画像の各ブロックにおける動きベクトルの符号量を、前記復号画像の全ブロックについて加算した値に対して、前記復号画像の全ブロック数による除算により規格化した値、
   を含むことを特徴とするトランスコーダ。
9. 請求項６または請求項７に記載のトランスコーダにおいて、
   前記復号画像の動き量は、
   前記復号画像の各ブロックにおける動きベクトルの長さを、前記復号画像の全ブロックについて加算した値に対して、前記復号画像の全ブロック数による除算により規格化した値、
   を含むことを特徴とするトランスコーダ。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
    前記符号量設定部は、
    前記画像グループの目標符号量を所定上限符号量より小さく設定する符号量上限設定部と、
    前記画像グループの目標符号量を所定下限符号量より大きく設定する符号量下限設定部と、
    を含むことを特徴とするトランスコーダ。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
    前記符号量設定部は、
    後続の画像グループについて設定した目標符号量が、先行の画像グループについて設定した目標符号量より大きいときには、前記量子化ステップ値設定部に出力する前記後続の画像グループについて設定した目標符号量を、前記先行の画像グループについて設定した目標符号量から前記後続の画像グループについて設定した目標符号量まで、一段階で変更する符号量増加部、
    を含むことを特徴とするトランスコーダ。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のトランスコーダにおいて、
    前記符号量設定部は、
    後続の画像グループについて設定した目標符号量が、先行の画像グループについて設定した目標符号量より小さいときには、前記量子化ステップ値設定部に出力する前記後続の画像グループについて設定した目標符号量を、前記先行の画像グループについて設定した目標符号量から前記後続の画像グループについて設定した目標符号量まで、所定速度より緩やかに変更する符号量減少部、
    を含むことを特徴とするトランスコーダ。

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