JP7065594B2 - 画像符号化装置及びその制御方法、並びにプログラム - Google Patents
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Description
動画像を符号化する画像符号化装置であって、
入力した動画像のフレームを、それぞれが単一の成分で構成される複数のプレーンに分離する分離手段と、
分離して得た前記複数のプレーンにおける着目プレーンをウェーブレット変換するウェーブレット変換手段と、
該ウェーブレット変換手段で得られた各サブバンドから、画像の同じ領域を表すブロックを順に抽出する抽出手段と、
量子化パラメータを用いて、前記ブロック毎にウェーブレット変換係数を量子化する量子化手段と、
該量子化手段による量子化後のウェーブレット変換係数を符号化する符号化手段とを有し、
前記量子化手段は、
前記ブロック毎に、当該ブロックの直流値及び交流値及び複数の補正パラメータとの対応関係とに基づいて、前記複数の補正パラメータの中から前記量子化パラメータを補正するための補正パラメータを選択する決定手段を含み、
前記決定手段で選択した補正パラメータで補正した量子化パラメータに従って、ウェーブレット変換係数を量子化し、
前記対応関係は、各補正パラメータを選択するために、直流値の閾値及び交流値の閾値を有しており、直流値及び交流値が小さいほど量子化パラメータが減少するように補正される減少補正パラメータが設定され、直流値及び交流値が大きいほど量子パラメータが増加するように補正される増加補正パラメータが設定されており、
前記決定手段は、
前記複数の補正パラメータの各補正パラメータが選択された回数に応じて前記対応関係を変更し、
前記減少補正パラメータが選択された回数が、予め設定された回数よりも大きい場合は、前記対応関係における直流値の閾値または交流値の閾値を小さい値に変更することを特徴とする。
図1は、第1の実施形態の画像符号化装置が適用する撮像装置100のブロック構成図である。
E(i)=C(Bi)-T/N
今、符号化しようとする着目ブロックが第i番目のブロックBkであるとする。つまり、先頭のブロックB1から直前のブロックBi-1までは、符号化が完了しているとする。この場合、符号量算出部307は、最初のブロックB1の差E(1)から、直前のブロックBi-1の差E(i-1)まで累積加算(合算)した値『ΣE(i-1)』(以下、累積符号量差)を求め、符号量制御部308に供給する。
ΣE(i-1)=Σ{C(Bk)-T/N}
又は
ΣE(i-1)=ΣC(Bk)-(i-1)×T/N
(但し、k=1、2、…、i-1)
パラメータ処理部308は、着目ブロックBiのウェーブレット変換係数に基づき、着目ブロック用の量子化パラメータを補正するための補正パラメータPxを算出し、符号量制御部309に設定する(詳細後述)。
Q=Qini+r×ΣE(i-1)+Px …(1)
ここで、Qiniは初期量子化パラメータ、rは制御感度を示す係数であり、これらは共に制御部150より設定されるものである。感度rは、その値が大きいほど、量子化パラメータQの変動幅が大きくなり、符号量の制御が容易となる。反面、ブロック刊での量子化パラメータの差が大きくなりやすいので、ブロック間の画質の差となって現れる。
AC=max{HLave,LHave,HHave}
DC=LLave
(ここで、max{…}は括弧内の最大値を返す関数である)
そして、パラメータ処理部308は、図7(a)のように、2次元座標空間で示される補正パラメータテーブルを参照し、上記処理で求めた座標{DC,AC}の位置に格納された1つの値を選択し、補正パラメータPxとして符号量制御部309に供給する。
P00<P10<P01=P20<P11=0<P21<P02<P12<P22
つまり、暗く、周波数が低いほどゼロより小さい値となり、明るく、周波数が高くなるほどゼロより大きな値(正の値)となる。
C=C00+C10+C01+C20
条件: ΣE(N)>Th_a 且つ C>Th_b
Th_01←Th_01-ΔT0
Th_02←Th_02-ΔT0
Th_10←Th_10-ΔT1
Th_20←Th_20-ΔT1 …(2)
ここで、ΔT0,ΔT1は、予め設定された正の値である。
Th_01←Th_01×R0
Th_02←Th_02×R0
Th_10←Th_10×R1
Th_20←Th_20×R1 …(2’)
なお、前G1プレーンの差分符号量ΣE(N)が負となり、且つ、補正パラメータのテーブルの閾値が初期値よりも小さい場合、閾値を元に戻すように増加させるものとする。増加処理は、以下の演算に従って実行すればよいであろう。
Th_01←Th_01+ΔT0
Th_02←Th_02+ΔT0
Th_10←Th_10+ΔT1
Th_20←Th_20+ΔT1 …(3)
条件1:前G1プレーンが補正過多であった。
条件2:前G1プレーンの総符号量が目標符号量T未満(つまり、E(N)<0)であり、G1プレーンの補正パラメータテーブルの閾値が、初期設定した値よりも小さい。
AC= αn×max{HLave(n)、LHave(n)、HHave(n)+αn-1×max{HLave(n-1)、LHave(n-1)、HHave(n-1)+…+α1×max{HLave(1)、LHave(1)、HHave(1)
そして、ウェーブレット変換をn回行う場合には、パラメータ処理部308は、上記のようにして算出したDC値、AC値に基づいて補正パラメータを選択すればよい。
上記第1の実施形態では、RAW画像からG1,G2,R,Bプレーンを分離し、それぞれを符号化するものとして説明した。符号化データからRAW画像を再構成できれば良いので、上記4つのプレーンに限定されるものではない。
第1の実施形態では、前G1プレーンの符号化処理にて補正過多があった場合、補正パラメータテーブルの閾値を小さくすることで、着目G1プレーンの符号化処理中には負の補正パラメータの選択されにくくするようにした。しかし、複数のフレームに渡って補正過多が発生する可能性は否定できない。補正過多が連続して発生すると、目標符号量Tを超えるフレームが連続してしまい、許容できる符号量の上限を超える可能性があることを意味する。
P00<P10<P01=P20<P11=0<P21<P02<P12<P22
補正過多が発生して、その連続回数がM0回未満の場合には第1の実施形態に従った処理を行う。そして、補正過多がM0回連続した場合、制御部150はパラメータ処理部308に対して、以下の設定を行う。
P00<P10<P01=P20=0<P11<P21<P02<P12<P22
そして、更に、補正過多がM1回連続した場合、制御部150はパラメータ処理部308に対して、以下の設定を行う。
P00<P10=0<P01=P20<P11<P21<P02<P12<P22
つまり、補正過多の回数が増えるほど、明、高周波から暗、低周波に向かって、正の補正パラメータの個数を増やしていく。還元すれば、補正過多の回数が増えるほど、暗、低周波から明、高周波に向かって負の補正パラメータの数を減らしていく。
P00<P10<P01=P20<P11=0<P21<P02<P12<P22
に戻す処理を行う。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (11)
- 動画像を符号化する画像符号化装置であって、
入力した動画像のフレームを、それぞれが単一の成分で構成される複数のプレーンに分離する分離手段と、
分離して得た前記複数のプレーンにおける着目プレーンをウェーブレット変換するウェーブレット変換手段と、
該ウェーブレット変換手段で得られた各サブバンドから、画像の同じ領域を表すブロックを順に抽出する抽出手段と、
量子化パラメータを用いて、前記ブロック毎にウェーブレット変換係数を量子化する量子化手段と、
該量子化手段による量子化後のウェーブレット変換係数を符号化する符号化手段とを有し、
前記量子化手段は、
前記ブロック毎に、当該ブロックの直流値及び交流値及び複数の補正パラメータとの対応関係とに基づいて、前記複数の補正パラメータの中から前記量子化パラメータを補正するための補正パラメータを選択する決定手段を含み、
前記決定手段で選択した補正パラメータで補正した量子化パラメータに従って、ウェーブレット変換係数を量子化し、
前記対応関係は、各補正パラメータを選択するために、直流値の閾値及び交流値の閾値を有しており、直流値及び交流値が小さいほど量子化パラメータが減少するように補正される減少補正パラメータが設定され、直流値及び交流値が大きいほど量子パラメータが増加するように補正される増加補正パラメータが設定されており、
前記決定手段は、
前記複数の補正パラメータの各補正パラメータが選択された回数に応じて前記対応関係を変更し、
前記減少補正パラメータが選択された回数が、予め設定された回数よりも大きい場合は、前記対応関係における直流値の閾値または交流値の閾値を小さい値に変更する
ことを特徴とする画像符号化装置。 - 前記量子化手段は、符号化対象の着目ブロックより前に生成された符号化データの符号量に従って決定される量子化パラメータを前記決定手段で決定した補正パラメータで補正し、当該補正後の量子化パラメータに従って前記着目ブロックにおけるウェーブレット変換係数を量子化する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。 - 第i番目のブロックBiの符号化データの符号量をC(Bi)と表し、
前記着目プレーンの目標符号量をT、前記着目プレーンに含まれるブロック数をNとし、
前記着目ブロックが第i番目のブロックBiであって、着目ブロックBiの直流値、交流値に基づいて決定される前記補正パラメータをPxと表したとき、
前記量子化手段は、前記着目ブロックBi用の量子化パラメータQを、
Q=Qini+r×Σ{C(Bk)-T/N}+Px
(ここで、Σはk=1、2、…、i-1の合算を表し、Qiniは初期の量子化パラメータ、rは予め設定された感度を表す係数を示す)
として決定することを特徴とする請求項2に記載の画像符号化装置。 - 前記決定手段は、
サブバンドLL,HL,LH,HHにおける、前記着目ブロックのウェーブレット変換係数の平均値LLave、HLave、LHave,HHaveを求め、前記着目ブロックの直流値を示すDC値、及び、交流値を示すAC値を次式に従って決定し、
DC=LLave
AC=max{HLave,LHave,HHave}
(ここで、max{…}は括弧内の最大値を返す関数である)
予め設定された直流値と交流値の2次元座標空間に割り当てられた1つの値を、前記DC値、AC値が表す座標に基づいて前記補正パラメータであるPxとして選択する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像符号化装置。 - 前記2次元座標空間は、直流値及び交流値の軸方向に沿って予め設定された個数の閾値に従って分割されたn×m個の領域で構成され、
前記n×m個の領域に割り当てられる値は、直流値が小さく、交流値が小さいほどゼロより小さい値となり、直流値が大きく、交流値が大きいほどゼロより大きな値が割り当てられる
ことを特徴とする請求項4に記載の画像符号化装置。 - 前記着目プレーンが属するフレームの1つ前のフレームにおける、前記着目プレーンと同じ成分のプレーンを前プレーンとしたとき、
負の値の前記補正パラメータの選択回数が予め設定された回数を上回り、符号化データの符号量が目標符号量を超過したことを表す補正過多が、前記前プレーンにおいてあったか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記前プレーンの符号化にて前記補正過多があったと判定された場合、前記n×m個の領域を決定するための閾値を、より小さい値に補正する補正手段と、
を更に有することを特徴とする請求項5に記載の画像符号化装置。 - 前記分離手段は、ベイヤ配列のフレームの画像から、前記ベイヤ配列の2×2画素それぞれの成分であるG1プレーン、G2プレーン、Rプレーン、Bプレーンを分離する
ことを特徴とする請求項6に記載の画像符号化装置。 - 前記補正手段の補正が、予め設定されたフレーム数に渡った連続して行われた場合、前記n×m個の領域に割り当てられた値のうち、負の値を持つ領域の個数を減らす手段を更に有することを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の画像符号化装置。
- 動画像を符号化する画像符号化装置の制御方法であって、
入力した動画像のフレームを、それぞれが単一の成分で構成される複数のプレーンに分離する分離工程と、
分離して得た前記複数のプレーンにおける着目プレーンをウェーブレット変換するウェーブレット変換工程と、
該ウェーブレット変換工程で得られた各サブバンドから、画像の同じ領域を表すブロックを順に抽出する抽出工程と、
量子化パラメータを用いて、前記ブロック毎にウェーブレット変換係数を量子化する量子化工程と、
該量子化工程による量子化後のウェーブレット変換係数を符号化する符号化工程とを有し、
前記量子化工程は、
前記ブロック毎に、当該ブロックの直流値及び交流値及び複数の補正パラメータとの対応関係に基づいて、前記複数の補正パラメータの中から前記量子化パラメータを補正するための補正パラメータを選択する決定工程を含み、
前記決定工程で選択した補正パラメータで補正した量子化パラメータに従って、ウェーブレット変換係数を量子化し、
前記対応関係は、各補正パラメータを選択するために、直流値の閾値及び交流値の閾値を有しており、直流値及び交流値が小さいほど量子化パラメータが減少するように補正される減少補正パラメータが設定され、直流値及び交流値が大きいほど量子パラメータが増加するように補正される増加補正パラメータが設定されており、
前記決定工程は、
前記複数の補正パラメータの各補正パラメータが選択された回数に応じて前記対応関係を変更し、
前記減少補正パラメータが選択された回数が、予め設定された回数よりも大きい場合は、前記対応関係における直流値の閾値または交流値の閾値を小さい値に変更する
ことを特徴とする画像符号化装置の制御方法。 - コンピュータが読み込み実行することで、前記コンピュータに、請求項10に記載の方法の各工程を実行させるためのプログラム。
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