JPH08256335A - 量子化パラメータ決定装置及び方法 - Google Patents

量子化パラメータ決定装置及び方法

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JPH08256335A JP34776595A JP34776595A JPH08256335A JP H08256335 A JPH08256335 A JP H08256335A JP 34776595 A JP34776595 A JP 34776595A JP 34776595 A JP34776595 A JP 34776595A JP H08256335 A JPH08256335 A JP H08256335A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 入力データと制御信号とに応じて量子化パラ
メータを発生する量子化パラメータ決定装置及び方法を
提供する。 【解決手段】 現フレームの各スライスに対し候補量子
化パラメータを決定するＱｐ調整器１３０と、処理中の
現フレームのスライスを表すスライス番号信号Ｃ２を発
生するコントローラ１５０と、現フレームの２番目のス
ライスが処理されているとき候補量子化パラメータを格
納するメモリ１４０と、処理されているスライスに応じ
て、メモリ１４０に格納されている前フレームの２番目
のスライスの候補量子化パラメータと、Ｑｐ調整器１３
０からの候補量子化パラメータのいずれかをそのスライ
スに対する量子化パラメータとして選択するセレクタ１
６０とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号を符号化
する装置及び方法に関し、特に、伝送すべき映像信号か
ら取出した変換係数を量子化する際の量子化ステップサ
イズを適切に決定することによって、伝送された映像信
号の画質を向上させる量子化パラメータ決定装置及び方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高精細度テレビやテレビ電話シ
ステムような多様な電子製品において、映像信号はディ
ジタル形態で伝送される。一連の映像「フレーム」から
なる映像信号がディジタル形態で表される場合、映像フ
レームの各ラインが「画素」と呼ばれる一連のディジタ
ルデータにより表されるため大量のディジタルデータが
必要となる。しかし、通常の伝送チャネルの利用可能な
周波数帯域は制限されているため、その制限されたチャ
ネルを通じて大量のディジタルデータを伝送するには、
一般に、伝送されるディジタルデータの量を圧縮する映
像信号符号化装置が用いられる。
【０００３】従来の映像信号符号化装置は、典型的に
は、変換符号化器（例えば、離散的コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）符号化器）を含んでおり、この変換符号化器は、映
像信号に含まれる複数（例えば８×８個）の画素からな
る複数のブロックを、例えば８×８個の変換係数からな
る複数のブロックに順に変換するのに用いられる。この
変換係数ブロックは、その後、量子化回路に伝送されて
量子化される。この量子化されたデータは、ランレング
ス符号化と可変長符号化を用いて引き続いて処理された
後、バッファに入力され、バッファに一時的に格納され
た後、例えば、伝送装置に供給される。
【０００４】映像信号符号化装置では、変換係数ブロッ
クの量子化方法によって、符号化された映像信号のビッ
トレートが決まると共に、符号化された映像信号から復
元される映像信号の画質が決まる。従来の量子化回路
は、量子化を行うために、いわゆる量子化パラメータを
用いることによって調節される量子化ステップサイズの
マトリックスを含んでいる。それらについては、“国際
標準化機構標準化委員会初案（ISO Standard Committee
Draft）11172-2に含まれているＭＰＥＧ（Moving Pict
ure Expert Group）の映像符号化シンタックス（synta
x）”に記述されている。
【０００５】量子化ステップサイズは、符号化された映
像信号のビットレート及び符号化された映像信号を作る
過程で採用される量子化の細かさを直接決定する。即
ち、量子化ステップサイズが小さければ小さいほど、デ
ータの量が多くなり、これを表すのに必要とされる符号
ビットも増え、量子化ステップサイズが大きければ大き
いほど、データの量が少なくなり、これを表すのに必要
とされる符号ビットも少なくなる。しかし、符号ビット
の数が多いほど、映像信号フレームをより正確に表現す
ることができる。従って、予め定められた特定のビット
レートの下で、最良の画質を実現するためには、量子化
パラメータを適切に選択する必要がある。
【０００６】従来の符号化装置で処理される映像データ
は、複数のスライスからなる複数のフレームからなり、
各スライスは、複数のマクロブロック（予め定められた
数の一組のブロック）から構成されている。
【０００７】従来の符号化装置では、量子化パラメータ
は、以下に述べるように、各スライスのスタートに於い
て再調整される。また、マクロブロックのスタートに於
いてリセットすることもできる。
【０００８】量子化パラメータを決定する簡単な方法の
一つは、バッファの使用率をモニターすることである。
即ち、バッファがオーバフローに近づくと量子化ステッ
プサイズを増大し、バッファの使用率が低い場合は量子
化ステップサイズを小さくする。
【０００９】量子化パラメータを決定する他の方法で
は、バッファの使用率だけでなく局所的な画像の内容も
考慮される。詳述すると、量子化ステップサイズは、映
像が滑らかな領域においては小さい値に設定され、映像
が複雑な領域においては大きい値に設定される。この方
式では、映像が滑らかな領域において濃淡のむらが抑え
られる代わりに、映像が複雑な領域において量子化雑音
が増加する。しかし、この量子化雑音は映像の詳細な部
分によってマスクされる。
【００１０】前述した従来の方法では、マクロブロック
単位で決定される場合を除いて、ある映像フレームのス
ライスに対する量子化パラメータは、バッファの使用率
とその前のスライス（前スライス）の映像の複雑さに基
づいて概ね決定される。
【００１１】しかし、前フレームの最後のスライスの特
性が、現フレームの１番目のスライスの特性と非常に異
なることがあるため、映像信号の現フレームの１番目の
スライスに対する量子化パラメータを決定する際に、前
スライス（即ち、前フレームの最後のスライス）を考慮
することは適切ではない。従って、現フレームの１番目
のスライスに対する量子化パラメータを求めるために
は、前スライスの複雑さの代わりに、他の映像の特性を
用いる方法を考案することが好ましい。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、映像信号符号化装置に用いられ、入力データ及
び制御信号に応じて、量子化ステップサイズを決定する
量子化パラメータを発生する量子化パラメータ決定装置
及び方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、複数のスライスよりなる複数の
フレームを有する入力データを量子化し、符号化して、
該符号化されたデータをバッファを通じて伝送する映像
信号符号化装置に用いられる装置であって、前記入力デ
ータと前記バッファの使用率を表す制御信号とに応じ
て、量子化ステップサイズを決定する量子化パラメータ
を発生する量子化パラメータ決定装置であって、前記制
御信号に応じて、現フレームのスライスの各々に対する
候補量子化パラメータを決定する調整手段と、前記入力
データに応じて、前記映像信号符号化装置で処理されて
いる前記現フレームの前記スライスを表すスライス番号
信号を発生する制御手段と、前記スライス番号信号が、
前記現フレームの２番目のスライスが前記映像信号符号
化装置で処理中であることを示す場合、前記候補量子化
パラメータを格納する格納手段と、前記スライス番号信
号が、前記現フレームの１番目のスライスが処理中であ
ることを示す場合には、前記格納手段に既に格納されて
いる前フレームの２番目のスライスに対する候補量子化
パラメータを量子化パラメータとして選択すると共に、
前記スライス番号信号が、前記現フレームの前記１番目
のスライス以外のスライスが処理中であることを示す場
合には、それらの各スライスに対する前記候補量子化パ
ラメータを量子化パラメータとして選択する選択手段と
を含むことを特徴とする量子化パラメータ決定装置が提
供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】図１には、本発明の量子化パラメータ決定
方法を用いた映像信号符号化装置の概略的なブロック図
が示されている。
【００１６】この映像信号符号化装置へのデータは、映
像データに対して離散的コサイン変換を適用することに
よって得られた変換係数のブロックの形態で入力され
る。量子化器１００は入力データを受け取って、量子化
パラメータ決定ブロック１０で決定された量子化パラメ
ータに基づいて受け取ったデータを量子化する。
【００１７】詳述すると、量子化器１００には、基本量
子化ステップサイズのマトリックスを格納したメモリが
組み込まれている。基本量子化ステップサイズは、一つ
の基準ステップサイズが各変換係数ブロックに含まれる
変換係数の一つに対応するように整列されている（国際
標準化機構標準化委員会初案11172-2参照）。
【００１８】量子化器１００は、変換係数のブロックの
他に、量子化パラメータ決定ブロック１０から量子化パ
ラメータＱｐを受け取る。量子化器１００は、基本量子
化ステップサイズマトリックスと量子化パラメータとを
用いて、量子化されたデータ、即ち、量子化された形態
の変換係数ブロックを出力する。変換係数ブロックの各
係数を量子化するのに用いられる実際の量子化ステップ
サイズは、量子化パラメータＱｐと基本量子化ステップ
サイズマトリックスの各基準量子化ステップサイズとを
掛け合わせることによって求められる。
【００１９】その後、量子化されたデータは、通常の可
変長符号化ブロック１１０へ入力される。この可変長符
号化ブロック１１０は、ランレングス符号化及びハフマ
ン符号化法を用いて、符号化された映像データを発生す
る。
【００２０】符号化された映像データは、バッファ１２
０に一時的に格納された後、伝送装置を通じて受信機
（図示せず）へ伝送される。
【００２１】量子化パラメータ決定ブロック１０は、Ｑ
ｐ調整器１３０、メモリ１４０、コントローラ１５０及
びセレクタ１６０を含む。
【００２２】バッファ１２０の使用率を表す信号Ｃ１
が、Ｑｐ調整器１３０へ供給される。このＱｐ調整器１
３０においては、量子化パラメータＱｐが従来の量子化
パラメータ決定方法と同様に、バッファ１２０の使用率
に応じて決定される。Ｑｐ調整器１３０により決定され
たＱｐは、セレクタ１６０及びメモリ１４０へ供給され
る。
【００２３】一方、入力データは、コントローラ１５０
へも供給される。この入力データに応じて、コントロー
ラ１５０は、符号化装置でその時処理されているフレー
ムのスライスを表すスライス番号信号Ｃ２を発生する。
【００２４】メモリ１４０は、コントローラ１５０から
のスライス番号信号Ｃ２に応じて、各フレームの２番目
のスライスに対するＱｐを格納する。即ち、処理中のフ
レーム（現フレーム）の２番目のスライスのＱｐがメモ
リ１４０へ入力されると、メモリ１４０の内容（即ち、
前フレームの２番目のスライスに対するＱｐ）は現フレ
ームの２番目のスライスに対するＱｐに更新される。他
のスライスに対するＱｐは格納されない。格納されたＱ
ｐは、セレクタ１６０へ入力される。
【００２５】セレクタ１６０においては、スライス番号
信号Ｃ２に応じて、Ｑｐ調整器１３０からのＱｐ、また
はメモリ１４０に格納されているＱｐが選択される。Ｃ
２が現フレームの１番目のスライスが処理中であること
を表す場合、メモリ１４０に格納されているＱｐが選択
され、そうでない場合（即ち、Ｃ２が１番目のスライス
以外のスライスが処理中であることを表す場合）は、Ｑ
ｐ調整器１３０からのＱｐが選択される。即ち、現フレ
ームの１番目のスライスに対するＱｐとしては前フレー
ムの２番目のスライスに対するＱｐが選択され、１番目
のスライス以外のスライスに対しては、Ｑｐはバッファ
の使用率に応じて決定される。
【００２６】公知のように、多くの場合、現フレームの
映像特性は前フレームの映像特性と類似しているため、
現フレームの１番目のスライスの映像特性は、前フレー
ムの２番目のスライスの映像特性と余り変わらない。こ
のことから、前フレームの２番目のスライスに対するＱ
ｐを現フレームの１番目のスライスに対するＱｐとして
用いる方が、前フレームの最後のスライスの映像特性に
よって概ね決定されるバッファの使用率に応じて決定す
るより効果的であると言える。更に、前フレームの１番
目のスライスに対するＱｐを、現フレームの１番目のス
ライスに対するＱｐとして用いることはできないが、そ
れは、そのようにすると全てのフレームの１番目のスラ
イスに対するＱｐが同じになってしまうからである。
【００２７】上記に於いて、本発明の特定の実施例につ
いて説明したが、本明細書に記載した特許請求の範囲を
逸脱することなく、当業者は種々の変更を加え得ること
は勿論である。
【００２８】
【発明の効果】従って、本発明によれば、量子化ステッ
プサイズを決定する量子化パラメータを用いることによ
って、映像の画質をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の量子化パラメータ決定装置が組み込ま
れた映像信号符号化装置の概略的なブロック図である。
【符号の説明】
１０ 量子化パラメータ決定ブロック １００ 量子化器 １１０ 可変長符号化ブロック １２０ バッファ １３０ Ｑｐ調整器 １４０ メモリ １５０ コントローラ １６０ セレクタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のスライスよりなる複数のフレー
    ムを有する入力データを量子化し、符号化して、該符号
    化されたデータをバッファを通じて伝送する映像信号符
    号化装置に用いられる装置であって、前記入力データと
    前記バッファの使用率を表す制御信号とに応じて、量子
    化ステップサイズを決定する量子化パラメータを発生す
    る量子化パラメータ決定装置であって、 前記制御信号に応じて、現フレームのスライスの各々に
    対する候補量子化パラメータを決定する調整手段と、 前記入力データに応じて、前記映像信号符号化装置で処
    理されている前記現フレームの前記スライスを表すスラ
    イス番号信号を発生する制御手段と、 前記スライス番号信号が、前記現フレームの２番目のス
    ライスが前記映像信号符号化装置で処理中であることを
    示す場合、前記候補量子化パラメータを格納する格納手
    段と、 前記スライス番号信号が、前記現フレームの１番目のス
    ライスが処理中であることを示す場合には、前記格納手
    段に既に格納されている前フレームの２番目のスライス
    に対する候補量子化パラメータを量子化パラメータとし
    て選択すると共に、前記スライス番号信号が、前記現フ
    レームの前記１番目のスライス以外のスライスが処理中
    であることを示す場合には、それらの各スライスに対す
    る前記候補量子化パラメータを量子化パラメータとして
    選択する選択手段とを含むことを特徴とする量子化パラ
    メータ決定装置。
  2. 【請求項２】 複数のスライスよりなる複数のフレー
    ムを有する入力データを量子化し、符号化して、該符号
    化されたデータをバッファを通じて伝送する映像信号符
    号化装置に用いられる方法であって、前記入力データと
    前記バッファの使用率を表す制御信号とに応じて、量子
    化ステップサイズを決定する量子化パラメータを発生す
    る量子化パラメータ決定方法であって、 前記制御信号に応じて、現フレームのスライスの各々に
    対する候補量子化パラメータを決定する第１過程と、 前記入力データに応じて、前記映像信号符号化装置で処
    理されている前記現フレームの前記スライスを表すスラ
    イス番号信号を発生する第２過程と、 前記スライス番号信号が、前記現フレームの２番目のス
    ライスが前記映像信号符号化装置で処理中であることを
    示す場合、前記候補量子化パラメータを格納する第３過
    程と、 前記スライス番号信号が、前記現フレームの１番目のス
    ライスが処理中であることを示す場合には、既に格納さ
    れている前フレームの２番目のスライスに対する候補量
    子化パラメータを量子化パラメータとして選択すると共
    に、前記スライス番号信号が前記現フレームの前記１番
    目のスライス以外のスライスが処理中であることを示す
    場合には、前記第１過程で現フレームの各スライスに対
    し決定した前記候補量子化パラメータを量子化パラメー
    タとして選択する第４過程とを含むことを特徴とする量
    子化パラメータ決定方法。
JP34776595A 1994-12-14 1995-12-14 量子化パラメータ決定装置及び方法 Expired - Lifetime JP3814321B2 (ja)

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