(57)【要約】      （修正有）【課題】トランスコードにおける処理量の低減とトランスコードによる画質劣化の抑制とを両立する。【解決手段】トランスコード装置１００は、動画像のビットストリームを取得し、取得したビットストリームとは設定の異なる新たなビットストリームを出力する符号化部１０４と、取得されたビットストリームをエントロピー復号する復号部１０２と、エントロピー復号の結果から、ブロックごとに、動きベクトルと誤差信号の量とを取得する取得部１４０と、取得された誤差信号の量に基づいて、新たなビットストリームの生成の際、対応する符号化対象のブロックに対して、取得された動きベクトルを適用するか否かを判定する判定部１４２と、を備える。【選択図】図２
2018011194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像のビットストリームを取得する第１取得手段と、
取得された前記ビットストリームとは設定の異なる新たなビットストリームを出力する出力手段と、
取得された前記ビットストリームをエントロピー復号する復号手段と、
エントロピー復号の結果から、ブロックごとに、動きベクトルと誤差信号の量とを取得する第２取得手段と、
取得された前記誤差信号の量に基づいて、前記新たなビットストリームの生成の際、対応する符号化対象のブロックに対して、取得された前記動きベクトルを適用するか否かを判定する第１判定手段と、を備えるトランスコードシステム。
【請求項２】
適用すると判定された場合、前記符号化対象のブロックに対して、取得された前記動きベクトルを用いてインター予測を行う予測手段をさらに備える請求項１に記載のトランスコードシステム。
【請求項３】
適用すると判定された場合、前記符号化対象のブロックに対する動き探索を非活性化する制御手段をさらに備える請求項１または２に記載のトランスコードシステム。
【請求項４】
前記第１判定手段は、取得された前記誤差信号の量がゼロの場合は適用すると判定し、そうでない場合は適用しないと判定する請求項１から３のいずれか１項に記載のトランスコードシステム。
【請求項５】
前記第２取得手段は、エントロピー復号の結果から、ブロックごとに、動きベクトルの圧縮モードをさらに取得し、
本トランスコードシステムはさらに、取得された前記圧縮モードに基づいて、前記新たなビットストリームの生成の際、前記符号化対象のブロックに対して取得された前記圧縮モードを適用するか否かを判定する第２判定手段を備える請求項１から４のいずれか１項に記載のトランスコードシステム。
【請求項６】
前記第２判定手段は、取得された前記圧縮モードが他のブロックの動きベクトルを再利用するモードである場合、適用すると判定する請求項５に記載のトランスコードシステム。
【請求項７】
前記第２取得手段は、エントロピー復号の結果から、ブロックごとに、量子化値をさらに取得し、
本トランスコードシステムはさらに、取得された前記量子化値に基づいて、前記符号化対象のブロックの量子化における量子化値の下限を設定する設定手段を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のトランスコードシステム。
【請求項８】
前記設定手段は、取得された前記ビットストリームの解像度と前記新たなビットストリームの解像度との比および取得された前記量子化値に基づいて、前記下限を設定する請求項７に記載のトランスコードシステム。
【請求項９】
復号装置と前記復号装置とは別体の符号化装置とを備え、
前記復号装置は前記第１取得手段と前記復号手段と前記第２取得手段とを含み、
前記符号化装置は前記出力手段と前記第１判定手段とを含み、
前記復号装置と前記符号化装置とは非圧縮映像伝送インタフェースにより接続され、前記復号装置は前記非圧縮映像伝送インタフェースの映像信号に前記第２取得手段により取得される情報を重畳し、前記符号化装置は前記映像信号に重畳された情報を抽出する請求項１から８のいずれか１項に記載のトランスコードシステム。
【請求項１０】
動画像のビットストリームを取得することと、
取得された前記ビットストリームとは設定の異なる新たなビットストリームを出力することと、
取得された前記ビットストリームをエントロピー復号することと、
エントロピー復号の結果から、ブロックごとに、動きベクトルと誤差信号の量とを取得することと、
取得された前記誤差信号の量に基づいて、前記新たなビットストリームの生成の際、対応する符号化対象のブロックに対して、取得された前記動きベクトルを適用するか否かを判定することと、を含むトランスコード方法。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか１項に記載のトランスコードシステムとしてコンピュータを機能させるプログラムを有することを特徴とするコンピュータ可読記録媒体。
【請求項１２】
請求項１から９のいずれか１項に記載のトランスコードシステムに含まれる前記第１取得手段と前記復号手段とを備える復号装置。
【請求項１３】
請求項１から９のいずれか１項に記載のトランスコードシステムに含まれる前記出力手段を備える符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスコードシステム、トランスコード方法、コンピュータ可読記録媒体、復号装置および符号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イントラ予測（フレーム内予測）またはインター予測（フレーム間予測）と、残差変換と、エントロピー符号化とを用いた動画像符号化方式が提案されている。そのような動画像符号化により生成される動画像のビットストリームから設定の異なる動画像のビットストリームを生成することをトランスコードと呼ぶ。例えば、解像度は同一のままビットレートのみを削減する場合や、解像度を縮小した映像を生成する場合にトランスコードが利用される。
【０００３】
非特許文献１には、ＭＰＥＧ−２に準拠したトランスコードに関して、再量子化に用いる量子化パラメータを制限することで、量子化ノイズを抑制する方式が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「削減符号量による歪み増加特性を考慮したMPEG-2ビデオトランスコーダ再量子化符号量制御方式に関する基礎検討」、永吉 功ほか、映像情報メディア学会誌、Vol. 55 (2001) No. 12、2001
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１に記載されるようなＭＰＥＧ−２を入力ビットストリームとする手法では、デブロッキングフィルタによる平滑化が考慮されていない。したがって、再量子化における強すぎる制約による性能の低下が懸念される。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トランスコードにおける処理量の低減とトランスコードによる画質劣化の抑制とを両立できる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、トランスコードシステムに関する。このトランスコードシステムは、動画像のビットストリームを取得する第１取得手段と、取得されたビットストリームとは設定の異なる新たなビットストリームを出力する出力手段と、取得されたビットストリームをエントロピー復号する復号手段と、エントロピー復号の結果から、ブロックごとに、動きベクトルと誤差信号の量とを取得する第２取得手段と、取得された誤差信号の量に基づいて、新たなビットストリームの生成の際、対応する符号化対象のブロックに対して、取得された動きベクトルを適用するか否かを判定する第１判定手段と、を備える。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トランスコードにおける処理量の低減とトランスコードによる画質劣化の抑制とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係るトランスコード装置を備えるケーブルテレビシステムの構成を示す模式図である。
【図２】図１のトランスコード装置の機能および構成を示すブロック図である。
【図３】図２の第１インター予測部の機能および構成を示すブロック図である。
【図４】図２の第２インター予測部の機能および構成を示すブロック図である。
【図５】図２の符号化制御部における一連の処理を示すフローチャートである。
【図６】変形例に係るトランスコードシステムの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面において説明上重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１２】
実施の形態に係るトランスコード装置は、入力されたビットストリームの復号結果から、動きベクトル（Motion Vector, MV）と誤差（残差）信号の有無と符号化単位の復号量子化値とを抽出する。トランスコード装置は、誤差信号の無いブロックについては抽出された動きベクトルと同じ動きベクトルを符号化部に送ると共に誤差信号を送らない。また、トランスコード装置は、入力解像度と出力解像度との違いから補正値ＱＰｏｆｆｓｅｔを導出する。トランスコード装置は、符号化単位に適用する符号化量子化値を、復号量子化値にＱＰｏｆｆｓｅｔを加算して得られる値以上に設定する。この結果、入力ビットストリームに含まれる符号化ノイズ自体の符号化を低減または除去しつつ、動きベクトルを再利用することでトランスコード装置における処理量を低減できる。
【００１３】
図１は、実施の形態に係るトランスコード装置１００を備えるケーブルテレビシステム１０の構成を示す模式図である。ケーブルテレビシステム１０は、放送事業者サーバ１２と、センター設備１４と、ケーブルネットワーク１６と、エンドユーザ１８と、を備える。放送事業者サーバ１２は放送事業者により運営され、比較的高解像度または高ビットレートの動画像を有線または無線によりセンター設備１４に提供する。センター設備１４は放送事業者サーバ１２およびケーブルネットワーク１６と接続される。センター設備１４は、実施の形態に係るトランスコード装置１００を備える。センター設備１４は放送事業者サーバ１２から動画像を取得し、取得された動画像の設定すなわち解像度やビットレートを、トランスコード装置１００を利用してケーブルネットワーク１６の仕様に合うよう変更する。センター設備１４は、トランスコードの結果得られた動画像をケーブルネットワーク１６に送信する。複数のエンドユーザ１８のそれぞれはケーブルネットワーク１６と接続され、ケーブルネットワーク１６から取得された動画像をセットトップボックスや他の復号装置を使用して再生する。例えば、放送事業者サーバ１２が送信する動画像の解像度は４Ｋ、ビットレートは３５Ｍｂｐｓであり、センター設備１４からケーブルネットワーク１６に送信される動画像の解像度はＨＤ（High Definition）、ビットレートは１０Ｍｂｐｓである。
【００１４】
なお、ケーブルテレビシステム１０は一例であり、実施の形態に係るトランスコード装置１００は動画像の復号およびそれに続く符号化を含む任意のシステムやサービスに適用可能である。そのようなシステムやサービスでは、ケーブルネットワーク１６の代わりにインターネットや電話網などが用いられてもよい。
【００１５】
より具体的には、放送事業者サーバ１２は動画像を符号化して入力ビットストリームＢＳＩを生成する。トランスコード装置１００は放送事業者サーバ１２から入力ビットストリームＢＳＩを取得し、取得された入力ビットストリームＢＳＩを復号し、設定を変えて符号化することで出力ビットストリームＢＳＴを生成する。トランスコード装置１００は生成された出力ビットストリームＢＳＴをケーブルネットワーク１６に出力する。エンドユーザ１８はケーブルネットワーク１６から出力ビットストリームＢＳＴを取得し、それを復号する。入力ビットストリームＢＳＩ、出力ビットストリームＢＳＴはいずれもＨＥＶＣ（High Efficiency Video Coding）に準拠した構造を有する。
【００１６】
図２は、図１のトランスコード装置１００の機能および構成を示すブロック図である。図２および以降のブロック図に示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解される。
【００１７】
トランスコード装置１００は、復号部１０２と、符号化部１０４と、動き処理部１０６と、解像度変換部１４６と、を備える。復号部１０２は、入力ビットストリームＢＳＩを取得し、取得された入力ビットストリームＢＳＩを復号して動画像を再構成し、再構成動画像を解像度変換部１４６に出力する。解像度変換部１４６は、公知の解像度変換技術を使用して再構成動画像の解像度を変換する。解像度変換部１４６は、解像度が変換された再構成動画像を符号化部１０４に出力する。符号化部１０４は、再構成動画像を取得し、取得された再構成動画像を符号化することで新たなビットストリームである出力ビットストリームＢＳＴを生成し、生成された出力ビットストリームＢＳＴをケーブルネットワーク１６へ出力する。
【００１８】
動き処理部１０６は、復号部１０２における入力ビットストリームＢＳＩのパース処理の結果から、動きベクトルの再利用に関する情報を取得する。動き処理部１０６は、取得された情報に基づいて、動きベクトルを再利用しても画質が担保される場合には動きベクトルを再利用して動き探索をスキップするよう、符号化部１０４に作用する。動き処理部１０６はまた、後述のパース処理の結果から得られる復号量子化値と解像度変換部１４６における入出力間の解像度比とに基づいて、符号化部１０４における量子化の符号化量子化値を制御する。
【００１９】
復号部１０２は、エントロピー復号部１０８と、第１フレームバッファ１１０と、第１インループフィルタ１１２と、第１逆量子化・逆変換部１１４と、第１インター予測部１１６と、第１イントラ予測部１１８と、第１加算部１２０と、を含む。
【００２０】
エントロピー復号部１０８は入力ビットストリームＢＳＩを受信し、受信した入力ビットストリームＢＳＩをエントロピー復号し、レベル値とサイド情報とを取り出す。なお、ビットストリームからサイド情報およびレベル値を得る処理はパース（ｐａｒｓｅ）処理と称される。このようにして得られたサイド情報およびレベル値を用いて画素値を再構成することは、復号処理と称される。
【００２１】
入力ビットストリームＢＳＩが表す動画像のフレームは複数のブロックに分割されている。ブロックのサイズは様々であり、複数のブロックは四分木構造を有する。本実施の形態におけるフレームのブロックへの分割は、ＨＥＶＣにおけるブロック分割に準じる。すなわち、もっとも大きな処理サイズであるＣＴＵ（Coding Tree Unit）のサイズは６４×６４であり、これを繰り返し四分割した３２×３２、１６×１６、８×８のサイズが存在する。
【００２２】
サイド情報は、復号部１０２やエンドユーザ１８に設けられた復号装置において使用される、画素値の再構成に必要な情報であり、イントラ予測またはインター予測の何れを使用したかを示す予測モード、動き情報、量子化値、ブロックサイズ等の関連情報を含む。
【００２３】
伝送時の符号量を低減するため、インター予測で用いられる動きベクトルは基本的に圧縮されて伝送される。動きベクトルの圧縮モードには少なくともマージモードと高度予測モードとの２つがある。
【００２４】
マージモードでは、処理対象ブロックの周囲にあるいくつかの符号化済みブロックの動きベクトルを候補とし、候補からマージ先としてひとつの動きベクトルを選択し、選択された動きベクトルを再利用することで処理対象ブロックの動きベクトルを生成する。この場合、動き情報は、符号化のインター予測でマージ先として選択された動きベクトル候補の識別子であるマージ識別子と参照フレーム識別子との組を含む。
高度予測モードでは、処理対象ブロックの周囲にあるいくつかの符号化済みブロックの動きベクトルを候補とし、候補から予測動きベクトルを選択し、選択された予測動きベクトルに差分動きベクトルを加算することにより、処理対象ブロックの動きベクトルを生成する。この場合、動き情報は、符号化のインター予測で予測動きベクトルとして選択された動きベクトル候補の識別子である予測識別子と差分動きベクトルと参照フレーム識別子との組を含む。
【００２５】
第１逆量子化・逆変換部１１４は、エントロピー復号部１０８におけるパース処理の結果得られるレベル値をブロックごとに逆量子化および逆変換して誤差信号を生成する。第１加算部１２０は、復号対象のブロックがイントラ予測されたものであるかインター予測されたものであるかに応じて、第１インター予測部１１６または第１イントラ予測部１１８のいずれか一方が出力する復号対象のブロックの予測画像と第１逆量子化・逆変換部１１４によって生成された復号対象のブロックの誤差信号とを加算し、復号対象のブロックを再生する。第１加算部１２０は、再生された復号対象のブロックを第１イントラ予測部１１８と第１インループフィルタ１１２とに出力する。
【００２６】
第１インター予測部１１６には、第１フレームバッファ１１０から復号対象のブロックの参照フレームが入力される。第１インター予測部１１６は、参照フレームに基づくフレーム間予測により復号対象のブロックの予測画像を生成し、出力する。第１イントラ予測部１１８は、復号対象のブロックが属するフレームの既に再生されたブロックを使用してフレーム内予測を行い、復号対象のブロックの予測画像を生成し、出力する。第１インループフィルタ１１２は例えばデブロックフィルタである。第１インループフィルタ１１２は、フレームに対応する局所復号画像を生成して第１フレームバッファ１１０に出力する。この局所復号画像は、第１インター予測部１１６におけるフレーム間予測に使用されると同時に、再構成動画像のフレームとして解像度変換部１４６に出力される。
【００２７】
図３は、第１インター予測部１１６の機能および構成を示すブロック図である。第１インター予測部１１６は、ＭＶ復元部３０２と、ＭＶバッファ３０４と、予測画像生成部３０６と、を含む。ＭＶ復元部３０２は、エントロピー復号部１０８から復号対象のブロックの動き情報を取得し、取得された動き情報に基づいて復号対象のブロックの動きベクトルを復元する。ＭＶ復元部３０２は、復元された動きベクトルと取得された動き情報に含まれる参照フレーム識別子とを復号対象のブロックに対応付けてＭＶバッファ３０４に登録すると共に、予測画像生成部３０６に渡す。
【００２８】
ＭＶ復元部３０２は、マージモードの場合、ＭＶバッファ３０４を参照し、動き情報に含まれるマージ識別子によって特定される動きベクトル候補を特定する。ＭＶ復元部３０２は、特定された動きベクトル候補を再利用することで復号対象のブロックの動きベクトルを生成する。ＭＶ復元部３０２は、生成された動きベクトルと動き情報に含まれる参照フレーム識別子とをＭＶバッファ３０４および予測画像生成部３０６に出力する。
ＭＶ復元部３０２は、高度予測モードの場合、ＭＶバッファ３０４を参照し、動き情報に含まれる予測識別子によって特定される動きベクトル候補を特定する。ＭＶ復元部３０２は、特定された動きベクトル候補と動き情報に含まれる差分動きベクトルとを加算することで復号対象のブロックの動きベクトルを生成する。ＭＶ復元部３０２は、生成された動きベクトルと動き情報に含まれる参照フレーム識別子とをＭＶバッファ３０４および予測画像生成部３０６に出力する。
【００２９】
予測画像生成部３０６は、ＭＶ復元部３０２から取得した参照フレーム識別子で特定される参照フレームを第１フレームバッファ１１０から取得する。予測画像生成部３０６は、ＭＶ復元部３０２から取得した動きベクトルと第１フレームバッファ１１０から取得した参照フレームとから、復号対象のブロックの予測画像を生成する。
【００３０】
図２に戻り、符号化部１０４は、第２フレームバッファ１２２と、第２インループフィルタ１２４と、第２インター予測部１２６と、第２イントラ予測部１２８と、減算部１３０と、第２加算部１３２と、変換・量子化部１３４と、第２逆変換・逆量子化部１３６と、エントロピー符号化部１３８と、を含む。解像度変換部１４６から出力された解像度変換後の再構成動画像のフレームは、ブロックごとに減算部１３０と第２インター予測部１２６と第２イントラ予測部１２８とに入力される。
【００３１】
第２インター予測部１２６には、第２フレームバッファ１２２から符号化対象のブロックの参照フレームが入力される。第２インター予測部１２６は、参照フレームに基づくフレーム間予測により符号化対象のブロックの予測画像を生成し、出力する。第２イントラ予測部１２８には、符号化対象のフレームの既に処理したブロックの画像データが第２加算部１３２から入力される。第２イントラ予測部１２８は、符号化対象のフレームの他のブロックに基づき、符号化対象のブロックの予測画像を生成し、出力する。符号化対象のブロックにフレーム間予測を適用するか、フレーム内予測を適用するかに応じて、第２インター予測部１２６から出力される予測画像または第２イントラ予測部１２８から出力される予測画像のいずれかが減算部１３０および第２加算部１３２に出力される。
【００３２】
減算部１３０は、ブロック単位で符号化対象の画像と予測画像との誤差信号を生成する。減算部１３０は、符号化対象のブロックと、第２インター予測部１２６が出力した予測画像または第２イントラ予測部１２８が出力した予測画像と、の誤差を示す誤差信号を出力する。変換・量子化部１３４は、ブロック単位で誤差信号を変換（例えば、直交変換）および量子化し、レベル値を生成する。変換・量子化部１３４は、生成されたレベル値をエントロピー符号化部１３８および第２逆変換・逆量子化部１３６に出力する。エントロピー符号化部１３８は、変換・量子化部１３４によって生成されたレベル値と第２インター予測部１２６から提供された動き情報などのサイド情報とをエントロピー符号化して、出力ビットストリームＢＳＴを生成し、出力する。
【００３３】
第２逆変換・逆量子化部１３６は、変換・量子化部１３４における処理とは逆の処理を行って誤差信号を生成（再生成）する。第２加算部１３２は、第２逆変換・逆量子化部１３６が出力する誤差信号と、第２インター予測部１２６が出力した予測画像または第２イントラ予測部１２８が出力した予測画像と、を加算して符号化対象のブロックを生成し、第２イントラ予測部１２８と第２インループフィルタ１２４とに出力する。第２インループフィルタ１２４は、符号化対象のフレームに対応する局所復号画像を生成して第２フレームバッファ１２２に出力する。この局所復号画像は、第２インター予測部１２６におけるフレーム間予測に使用される。
【００３４】
動き処理部１０６は、取得部１４０と、判定部１４２と、符号化制御部１４４と、を含む。取得部１４０は、エントロピー復号部１０８における入力ビットストリームＢＳＩのエントロピー復号の結果から、ブロックごとに、動き情報と動きベクトルと動きベクトルの圧縮モードと誤差信号の有無と復号量子化値とを取得する。特に、復号量子化値はＣＵ（Coding Unit）単位で取得される。基本的に動きベクトルはエントロピー復号の結果に直接含まれるわけではない。取得部１４０は、図３を参照して説明した第１インター予測部１１６のＭＶ復元部３０２における復元処理と同様の処理により動きベクトルを生成してもよい。あるいはまた、取得部１４０は、第１インター予測部１１６のＭＶバッファ３０４を参照して動きベクトルを取得してもよい。
【００３５】
判定部１４２は、誤差信号の有無に基づいて、出力ビットストリームＢＳＴの生成の際、対応する符号化対象のブロックに対して、判定部１４２によって取得された動きベクトルを適用するか否かを判定する。判定部１４２は、誤差信号が無い場合は適用すると判定し、そうでない場合は適用しないと判定する。判定部１４２は適用すると判定した場合、取得部１４０によって取得された動き情報と動きベクトルと圧縮モードとを符号化制御部１４４に出力する。判定部１４２は、適用しないと判定した場合、無効値を符号化制御部１４４に出力する。以下、判定部１４２の出力を判定出力と称す。誤差信号がある場合には、再符号化による新規動きベクトル探索により、適切な動きベクトルが見つかる可能性があるため、無効値が出力される。誤差信号がない場合には、動き補償予測により正確に予測されているとみなせるため、再符号化においても同一の動きベクトルを利用し、かつ予測誤差信号を送らない方がよい。
【００３６】
符号化制御部１４４は、判定部１４２の判定出力に基づいて、符号化部１０４における符号化対象のブロックのインター予測を制御する。以下、符号化制御部１４４の機能を第２インター予測部１２６の構成と併せて説明する。
【００３７】
図４は、第２インター予測部１２６の機能および構成を示すブロック図である。第２インター予測部１２６は、動き情報生成部４０２と、ＭＶバッファ４０４と、予測画像生成部４０６と、動き探索部４０８と、を含む。動き探索部４０８は、符号化対象のブロックを取得する。動き探索部４０８は、第２フレームバッファ１２２を参照し、公知の動き探索（Motion Estimation）技術を使用して符号化対象のブロックの動きベクトルおよび参照フレームを決定する。この決定の際、符号化コスト等により最適な動きベクトルの圧縮モードが選択される。動き探索部４０８は、決定された動きベクトルおよび決定された参照フレームを特定する参照フレーム識別子を、ＭＶバッファ４０４と予測画像生成部４０６とに渡す。
【００３８】
ＭＶバッファ４０４は、動き探索部４０８から取得された動きベクトルおよび参照フレーム識別子を符号化対象のブロックに対応付けて保持する。
予測画像生成部４０６は、動き探索部４０８から取得された参照フレーム識別子で特定される参照フレームを第２フレームバッファ１２２から取得する。予測画像生成部４０６は、動き探索部４０８から取得された動きベクトルと第２フレームバッファ１２２から取得した参照フレームとから、符号化対象のブロックの予測画像を生成する。
【００３９】
動き情報生成部４０２は、動き探索部４０８においてどの圧縮モードが選択されたかを特定する。特定された圧縮モードがマージモードである場合には、動き情報生成部４０２は、動き探索部４０８で決定されたマージ識別子および参照フレーム識別子を含む動き情報を生成し、エントロピー符号化部１３８に出力する。特定された圧縮モードが高度予測モードである場合には、動き情報生成部４０２は、動き探索部４０８で決定された予測識別子、差分動きベクトルおよび参照フレーム識別子を含む動き情報を生成し、エントロピー符号化部１３８に出力する。
【００４０】
以上は、判定部１４２において適用しないと判定された場合の第２インター予測部１２６の処理である。すなわち、符号化制御部１４４が判定出力として無効値を受けた場合、符号化制御部１４４は第２インター予測部１２６に作用しない。判定部１４２において適用すると判定された場合、第２インター予測部１２６は符号化対象のブロックに対して、取得部１４０によって取得された動きベクトルを用いてインター予測を行う。すなわち、符号化制御部１４４が判定出力として動き情報と動きベクトルと圧縮モードとを受けた場合、符号化制御部１４４は、動き探索を行わずに動きベクトルを再利用するよう第２インター予測部１２６を制御する。
【００４１】
より具体的には、符号化制御部１４４は、判定部１４２において適用すると判定された場合、符号化対象のブロックに対する動き探索が行われないよう動き探索部４０８を非活性化する。併せて符号化制御部１４４は、判定出力に含まれる動きベクトルおよび参照フレーム識別子をＭＶバッファ４０４と予測画像生成部４０６とに渡し、判定出力に含まれる圧縮モードと動き情報とを動き情報生成部４０２に渡す。これにより、動き探索部４０８が非活性化されても、動き情報生成部４０２、ＭＶバッファ４０４および予測画像生成部４０６は予測画像の生成および動き情報の生成のために必要な情報を符号化制御部１４４から得ることができる。
【００４２】
図２に戻り、符号化制御部１４４はさらに、変換・量子化部１３４を制御する。解像度変換部１４６は、解像度変換部１４６に入力される再構成動画像の解像度ｒ＿ｉｎと解像度変換部１４６から出力される再構成動画像の解像度ｒ＿ｏｕｔとの比であるｒ＿ｉｎ／ｒ＿ｏｕｔ（縮小率ｒ＿ｏｕｔ／ｒ＿ｉｎの逆数）に比例する補正値ＱＰｏｆｆｓｅｔ（負の値）を符号化制御部１４４に出力する。符号化制御部１４４は、変換・量子化部１３４における符号化量子化値を、（１）レート制御から導出される量子化値、（２）取得部１４０によって取得された復号量子化値＋解像度変換部１４６から取得された補正値ＱＰｏｆｆｓｅｔ、のうちの大きい方に設定する。言い換えると、符号化制御部１４４は、取得部１４０によって取得された復号量子化値および解像度変換部１４６から取得された補正値ＱＰｏｆｆｓｅｔに基づいて、符号化量子化値の下限を設定する。これにより、入力ビットストリームＢＳＩの量子化ノイズの符号化が抑制される。
【００４３】
補正値ＱＰｏｆｆｓｅｔについて、例えば、１／２に縮小する場合、解像度変換部１４６は補正値ＱＰｏｆｆｓｅｔとして−６を出力し、１／４に縮小する場合、補正値ＱＰｏｆｆｓｅｔとして−１２を出力する。これは、縮小によって信号の量子化ノイズが低減し、入力ビットストリームＢＳＩに含まれる量子化ノイズが低減するためである。なお、量子化値は６増加するごとに量子化ステップが２倍となるように設計されている。
【００４４】
なお、解像度変換部１４６がない場合は、符号化制御部１４４は、変換・量子化部１３４における符号化量子化値を、（１）レート制御から導出される量子化値、（２）取得部１４０によって取得された復号量子化値、のうちの大きい方に設定する。
【００４５】
以上の構成によるトランスコード装置１００の動作を説明する。
図５は、図２の符号化制御部１４４における一連の処理を示すフローチャートである。符号化制御部１４４は、符号化対象のブロックについて、判定部１４２の判定出力が無効値か否かを判定する（Ｓ５０２）。無効値である場合（Ｓ５０２のＹＥＳ）、符号化制御部１４４は処理を終了する。無効値でない場合（Ｓ５０２のＮＯ）、符号化制御部１４４は判定出力に含まれる圧縮モードに基づいて、出力ビットストリームＢＳＴの生成の際、符号化対象のブロックに対して取得部１４０によって取得された圧縮モードを適用するか否かを判定する（Ｓ５０４）。より具体的には、符号化制御部１４４は判定出力に含まれる圧縮モードがマージモードである場合には適用すると判定し、そうでなければ適用しないと判定する。符号化制御部１４４は、判定出力に含まれる圧縮モードがマージモードである場合（Ｓ５０４のＹＥＳ）、第２インター予測部１２６における動きベクトルの圧縮モードをマージモードに固定する（Ｓ５０６）。マージモードでない場合（Ｓ５０４のＮＯ）またはステップＳ５０６の処理の後、符号化制御部１４４は第２インター予測部１２６における動き探索を非活性化する（Ｓ５０８）。符号化制御部１４４は、動き探索の代わりに、判定出力に含まれる動きベクトルおよび参照フレーム識別子を第２インター予測部１２６のＭＶバッファ４０４および予測画像生成部４０６に提供する（Ｓ５１０）。
【００４６】
本明細書の記載に基づき、各部を、図示しないＣＰＵや、インストールされたアプリケーションプログラムのモジュールや、システムプログラムのモジュールや、ハードディスクから読み出したデータの内容を一時的に記憶する半導体メモリなどにより実現できることは本明細書に触れた当業者には理解される。
【００４７】
本実施の形態に係るトランスコード装置１００によると、符号化ノイズに起因する予測誤差信号の発生や異なる量子化ステップに起因する差分信号の発生を抑制できる。その結果、再符号化において原画像を参照できないトランスコード装置１００においても、入力ビットストリームＢＳＩに含まれる符号化ノイズそのものの符号化を低減できる。
【００４８】
また、本実施の形態に係るトランスコード装置１００では、インター予測がよく当たっているブロックについては、再符号化における動き探索が非活性化され、入力ビットストリームＢＳＩから得られた動きベクトルが再利用される。インター予測があまり当たっていないブロックについては、動きベクトルは再利用されず、再符号化において新規に動きベクトルが検出される。したがって、出力ビットストリームＢＳＴが表す動画像の画質を高く保ちつつ、動き探索に係る処理量を低減できる。
【００４９】
また、本実施の形態に係るトランスコード装置１００では、入力ビットストリームＢＳＩの復号対象のブロックについてマージモードが選択されている場合、対応する符号化対象のブロックについてもマージモードが選択されるよう構成される。一般に、画像上の同じ物体に属するブロックについてマージモードが選択されることが多い。そこで、復号側でマージモードであったものについては再符号化においてもマージモードに固定することで、「同じ物体」という情報を引き継ぐことができ、画質の維持、向上を図ることができる。また、圧縮モードのなかでもマージモードは符号量削減効果が比較的高いので、マージモードに固定することで出力ビットストリームＢＳＴの符号量を低減できる。
【００５０】
以上、実施の形態に係るトランスコード装置１００の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、各構成要素や各処理の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解される。
【００５１】
実施の形態では、判定部１４２は誤差信号の有無を判定基準としたが、これに限られず、誤差信号の有無を含む誤差信号の量を判定基準としてもよい。例えば、取得部１４０は誤差信号の量を取得し、判定部１４２は取得された量と閾値とを比較してもよい。
【００５２】
実施の形態では、トランスコード装置１００が復号部１０２と符号化部１０４と動き処理部１０６と解像度変換部１４６とを備える場合を説明したが、これに限られない。図６は、変形例に係るトランスコードシステム６００の構成を示す模式図である。トランスコードシステム６００は、復号装置６０２と、該復号装置６０２とは別体の符号化装置６０４と、を備える。復号装置６０２は、復号部１０２と解像度変換部１４６と取得部１４０とを備える。符号化装置６０４は、判定部１４２と符号化制御部１４４と符号化部１０４とを備える。復号装置６０２と符号化装置６０４とは有線（例えば、ＨＤ−ＳＤＩ）または無線により接続される。本例では、復号装置６０２と符号化装置６０４とは非圧縮映像伝送インタフェース６０６により接続される。復号装置６０２は入力ビットストリームＢＳＩを取得する。復号装置６０２から符号化装置６０４へ解像度変換後の再構成動画像が映像信号ＳＭＰとして非圧縮映像伝送インタフェース６０６を介して送信される。符号化装置６０４は出力ビットストリームＢＳＴを出力する。
【００５３】
復号装置６０２は、非圧縮映像伝送インタフェース６０６を通じて伝送される映像信号ＳＭＰに、取得部１４０によって取得された動き情報と動きベクトルと圧縮モードと誤差信号の有無と復号量子化値とを重畳する（または、映像信号ＳＭＰに埋め込む）。符号化装置６０４は非圧縮映像伝送インタフェース６０６を通じて受信した映像信号ＳＭＰから、重畳されている各種情報を抽出する（または、映像信号ＳＭＰから取り出す）。埋め込み方法として、例えば輝度成分のＬＳＢを利用してもよい。非圧縮映像は本来ロスレスであるが、そもそも入力ビットストリームＢＳＩを復号して得られる再構成画像には符号化ノイズが含まれているため、符号化に必要なデータを埋め込んでも影響は小さい。本変形例によると、取得部１４０により取得された情報の伝送のために別途ケーブル等を設ける必要はないので、トランスコードシステム６００をよりシンプルに構成できる。
【符号の説明】
【００５４】
１０  ケーブルテレビシステム、  １２  放送事業者サーバ、  １４  センター設備、  １６  ケーブルネットワーク、  １８  エンドユーザ、  １００  トランスコード装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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