(57)【要約】【課題】符号化に用いる適切な量子化パラメータを設定し、量子化による歪みを抑えることにより、主観画像品質を向上し、符号化効率を向上させる。【解決手段】第一符号化部１１は、入力映像信号を符号化してビットストリームを生成する。復号部１２は、ビットストリームを復号して復号映像信号を生成する。評価部１３は、入力映像信号と復号映像信号の差分から画質劣化評価指標を算出する。量子化パラメータ算出部１４は、画質劣化評価指標を用いて量子化パラメータを算出する。第二符号化部１５は、量子化パラメータ算出部１４が算出した量子化パラメータを用いて入力映像信号を符号化する。【選択図】図１
2011244334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号に対し、所定の量子化パラメータを用いて符号化を行いビットストリームを生成する第一符号化部と、
前記第一符号化部が生成したビットストリームを復号して復号映像信号を生成する復号部と、
前記復号部が復号した復号映像信号と前記入力映像信号との差分に基づいて、前記復号映像信号における歪みの度合いを示す画質劣化評価指標を算出する評価部と、
前記評価部が算出した画質劣化評価指標と前記第一符号化部における発生符号量に基づいて量子化パラメータを算出する量子化パラメータ算出部と、
前記量子化パラメータ算出部が算出した量子化パラメータを用いて前記入力映像信号に対し符号化を行う第二符号化部と、
を備えることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
前記評価部は、ＳＳＩＭ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ＳＩＭｉｌａｒｉｔｙ）を用いて前記画質劣化評価指標を算出することを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。
【請求項３】
前記量子化パラメータ算出部は、次の式（１）にて定義されたレート歪み曲線ｆ（ｘｉ）に関し、
【数１】
2011244334.tif 000026
前記画質劣化評価指標をｆ（ｘｉ）とし、前記発生符号量を正規化した値をｘｉとして式（１）におけるａｉを次の式（２）により算出し、
【数２】
2011244334.tif 000027
発生符号量に対する画質劣化評価指標を表す目標符号化効率をＥｐｉｃとして、発生符号量の目標値である目標発生符号量ＴＭｂＢｉｔｉを次の式（３）により算出し、
【数３】
2011244334.tif 000028
当該目標発生符号量に基づいて前記量子化パラメータを算出することを特徴とする請求項２に記載の動画像符号化装置。
【請求項４】
第一符号化部が、入力映像信号に対し、所定の量子化パラメータを用いて符号化を行いビットストリームを生成するステップと、
復号部が、前記第一符号化部が生成したビットストリームを復号して復号映像信号を生成するステップと、
評価部が、前記復号部が復号した復号映像信号と前記入力映像信号との差分に基づいて、前記復号映像信号における歪みの度合いを示す画質劣化評価指標を算出するステップと、
量子化パラメータ算出部が、前記評価部が算出した画質劣化評価指標と前記第一符号化部における発生符号量に基づいて量子化パラメータを算出するステップと、
第二符号化部が、前記量子化パラメータ算出部が算出した量子化パラメータを用いて前記入力映像信号に対し符号化を行うステップと、
を有することを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項５】
前記評価部は、ＳＳＩＭを用いて前記画質劣化評価指標を算出することを特徴とする請求項４に記載の動画像符号化方法。
【請求項６】
前記量子化パラメータ算出部は、次の式（４）にて定義されたレート歪み曲線ｆ（ｘｉ）に関し、
【数４】
2011244334.tif 000029
前記画質劣化評価指標をｆ（ｘｉ）とし、前記発生符号量を正規化した値をｘｉとして式（４）におけるａｉを次の式（５）により算出し、
【数５】
2011244334.tif 000030
発生符号量に対する画質劣化評価指標を表す目標符号化効率をＥｐｉｃとして、発生符号量の目標値である目標発生符号量ＴＭｂＢｉｔｉを次の式（６）により算出し、
【数６】
2011244334.tif 000031
当該目標発生符号量に基づいて前記量子化パラメータを算出することを特徴とする請求項５に記載の動画像符号化方法。
【請求項７】
コンピュータに、請求項４から６のいずれかの項に記載の動画像符号化方法を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像符号化装置、動画像符号化方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、動画像の符号化を行う際には、予測符号化とブロック分割変換符号化を行う。予測符号化では、フレーム内予測符号化及び動き補償フレーム間予測符号化（例えば、非特許文献１参照）を行うことにより予測誤差信号を生成する。予測誤差信号とは、マクロブロックにおける画素値と該画素値の予測値との差分を表す信号である。マクロブロックとは、隣接する複数の画素（例えば、８×８画素）を集めた領域であり、符号化を行う対象である。フレーム内予測符号化では、隣接する符号化済みのマクロブロックの画素値からマクロブロックにおける画素値を予測することにより、高い圧縮率を実現している。一方、動き補償フレーム間予測符号化では、隣り合うフレーム間の差分信号を用いるフレーム間予測符号化に加えて、フレームにある物体が符号化済みのフレームからどれだけ動いたかを表す情報（動きベクトル）を用いてマクロブロックの画素値を予測する。これにより、高い圧縮率を実現する。ブロック分割変換符号化では、フレーム内予測符号化及び動き補償フレーム間予測符号化による予測誤差信号を符号化する。すなわち、マクロブロック単位で予測誤差信号に離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行うことにより、高い圧縮率を実現している。
【０００３】
図４は、予測符号化とブロック分割変換符号化を組み合わせた符号化を行う動画像符号化装置２０の機能構成を示すブロック図である。
動画像符号化装置２０は、予測符号化部２１と、ブロック分割変換符号化部２２と、量子化部２３とを含んで構成される。予測符号化部２１は、符号化の対象である映像信号（以下、入力映像信号とする）を入力とし、入力映像信号におけるマクロブロックに対してフレーム内予測符号化及び動き補償フレーム間予測符号化を行う。そして、予測符号化部２１は、生成した予測誤差信号をブロック分割変換符号化部２２に出力する。ブロック分割変換符号化部２２は、入力された予測誤差信号に対して離散コサイン変換を行うことにより、周波数成分に変換し、変換した周波数成分を直交変換係数とする。これにより、空間的な冗長度を取り除く。量子化部２３は、ブロック分割変換符号化部２２が変換した直交変換係数を指定した値（以下、量子化ステップとする）で除算した結果を整数値に丸め、整数値に丸めた結果を量子化値とする。つまり、量子化部２３は、入力された直交変換係数を所定の量子化代表値のいずれかに対応付けする。これにより、量子化による歪みを許しながら大幅な符号量の削減を行う。
【０００４】
ここで、符号化を行う際、量子化部２３は、最初に各マクロブロックに対して量子化パラメータ（０から５１までの整数値）を決定し、決定した量子化パラメータに基づいて量子化ステップを導出する。量子化パラメータとは、量子化ステップを決定するパラメータである。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣでは量子化パラメータと量子化ステップの対数が比例する。具体的には、量子化パラメータが６増加すると量子化ステップが２倍になる。そして、量子化部２３は、直交変換係数を量子化ステップで除算した結果を整数値に丸めることにより量子化値を算出する。
【０００５】
非特許文献２には、画像の類似度を客観的に評価する手法であるＳＳＩＭ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ＳＩＭｉｌａｒｉｔｙ）が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ITU-T Rec. H.264 - ISO/IEC 14496-10, "Advanced video coding for generic audiovisual service",Mar. 2010. http://www.itu.int/rec/T-REC-H.264 2009, 2009.
【非特許文献２】Zhou Wang, Alan Conrad Bovik, Hamid Rahim Sheikh, Eero P. Simoncelli, "Image QualityAssessment: From Error Visibility to Structural Similarity," IEEE Transactions on Image Pro-cessing, vol. 13, no. 4, pp. 600-612, Apr. 2004.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術では、量子化部２３において量子化を行うことで符号量を削減しているが、この時量子化による歪みを許容しているため、歪みが発生する場合がある。しかしながら、発生した歪みがどの様な歪みなのか、どの程度歪んでいるのかを、事前に知る事は出来ない。それ故、量子化する際に用いる量子化パラメータを事前に最適化することは困難であり、その結果、量子化による歪みが画像の品質に悪影響を与える場合がある、という問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、符号化する際に用いる適切な量子化パラメータを設定し、量子化による歪みを抑えることにより、主観画像品質を向上し、符号化効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、入力映像信号に対し、所定の量子化パラメータを用いて符号化を行いビットストリームを生成する第一符号化部と、前記第一符号化部が生成したビットストリームを復号して復号映像信号を生成する復号部と、前記復号部が復号した復号映像信号と前記入力映像信号との差分に基づいて、前記復号映像信号における歪みの度合いを示す画質劣化評価指標を算出する評価部と、前記評価部が算出した画質劣化評価指標と前記第一符号化部における発生符号量に基づいて量子化パラメータを算出する量子化パラメータ算出部と、前記量子化パラメータ算出部が算出した量子化パラメータを用いて前記入力映像信号に対し符号化を行う第二符号化部と、を備えることを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１０】
（２）また、本発明の一態様は、上記の動画像符号化装置において、前記評価部は、ＳＳＩＭを用いて前記画質劣化評価指標を算出することを特徴とする。
【００１１】
（３）また、本発明の一態様は、上記の動画像符号化装置において、前記量子化パラメータ算出部は、次の式（１）にて定義されたレート歪み曲線ｆ（ｘｉ）に関し、
【数１】
2011244334.tif 000003
前記画質劣化評価指標をｆ（ｘｉ）とし、前記発生符号量を正規化した値をｘｉとして式（１）におけるａｉを次の式（２）により算出し、
【数２】
2011244334.tif 000004
発生符号量に対する画質劣化評価指標を表す目標符号化効率をＥｐｉｃとして、発生符号量の目標値である目標発生符号量ＴＭｂＢｉｔｉを次の式（３）により算出し、
【数３】
2011244334.tif 000005
当該目標発生符号量に基づいて前記量子化パラメータを算出することを特徴とする。
【００１２】
（４）また、本発明の一態様は、第一符号化部が、入力映像信号に対し、所定の量子化パラメータを用いて符号化を行いビットストリームを生成するステップと、復号部が、前記第一符号化部が生成したビットストリームを復号して復号映像信号を生成するステップと、評価部が、前記復号部が復号した復号映像信号と前記入力映像信号との差分に基づいて、前記復号映像信号における歪みの度合いを示す画質劣化評価指標を算出するステップと、量子化パラメータ算出部が、前記評価部が算出した画質劣化評価指標と前記第一符号化部における発生符号量に基づいて量子化パラメータを算出するステップと、第二符号化部が、前記量子化パラメータ算出部が算出した量子化パラメータを用いて前記入力映像信号に対し符号化を行うステップと、を有することを特徴とする動画像符号化方法である。
【００１３】
（５）また、本発明の一態様は、上記の動画像符号化方法において、前記評価部は、ＳＳＩＭを用いて前記画質劣化評価指標を算出することを特徴とする。
【００１４】
（６）また、本発明の一態様は、上記の動画像符号化方法において、前記量子化パラメータ算出部は、次の式（４）にて定義されたレート歪み曲線ｆ（ｘｉ）に関し、
【数４】
2011244334.tif 000006
前記画質劣化評価指標をｆ（ｘｉ）とし、前記発生符号量を正規化した値をｘｉとして式（４）におけるａｉを次の式（５）により算出し、
【数５】
2011244334.tif 000007
発生符号量に対する画質劣化評価指標を表す目標符号化効率をＥｐｉｃとして、発生符号量の目標値である目標発生符号量ＴＭｂＢｉｔｉを次の式（６）により算出し、
【数６】
2011244334.tif 000008
当該目標発生符号量に基づいて前記量子化パラメータを算出することを特徴とする。
【００１５】
（７）また、本発明の一態様は、コンピュータに、上述のいずれかの動画像符号化方法を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、映像入力信号を一度符号化した結果に対する画質劣化評価指標を用いて、再度映像入力信号を符号化する際に用いる量子化パラメータを算出している。このため、適切な量子化パラメータが設定可能となり、主観的な画像品質が向上し、符号化効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態による動画像符号化装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態による符号化処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態における動画像符号化装置にて実験を行った結果を示すグラフである。
【図４】従来技術における動画像符号化装置の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
図１は、本実施形態による動画像符号化装置１０の機能構成を示すブロック図である。
動画像符号化装置１０は、第一符号化部１１と、復号部１２と、評価部１３と、量子化パラメータ算出部１４と、第二符号化部１５とを含んで構成される。第一符号化部１１は、符号化の対象となる映像信号（以下、入力映像信号とする）を入力とし、入力映像信号に対して符号化を行い、符号化した結果をビットストリームとする。そして、第一符号化部１１は、ビットストリームを復号部１２に出力する。具体的には、第一符号化部１１は、まず、入力映像信号における各マクロブロックに対して予測符号化とブロック分割変換符号化を行う。次に、第一符号化部１１は、ブロック分割変換符号化を行った結果である直交変換係数を量子化ステップで除算する。そして、第一符号化部１１は、除算した結果を整数値に丸めて量子化値を算出する。このとき、第一符号化部１１は、予め各マクロブロックに設定された量子化パラメータから量子化ステップを算出する。本実施形態では、量子化パラメータと量子化ステップの対数が比例する。このため、第一符号化部１１は、次の式（７）により量子化ステップＱＳを算出する。ここで、ＱＰは量子化パラメータである。以下、第一符号化部１１が行う符号化を第一符号化とする。
【００１９】
【数７】
2011244334.tif 000009
【００２０】
復号部１２は、入力されたビットストリームを復号し、復号した結果を復号映像信号とする。そして、復号部１２は、復号映像信号を評価部１３に出力し、復号時に取得したビットストリームの符号化情報を量子化パラメータ算出部１４及び第二符号化部１５に出力する。符号化情報とは、入力映像信号を第一符号化した際の情報であり、マクロブロックタイプ及びマクロブロック発生符号量を含む。マクロブロックタイプとは、マクロブロックを予測符号化及びブロック分割変換符号化した結果である。マクロブロック発生符号量（発生符号量）は、マクロブロックを符号化した際に発生する符号量である。
【００２１】
評価部１３は、入力映像信号と復号映像信号を入力とし、各マクロブロックにおける入力映像信号と復号映像信号の差分（以下、差分信号とする）に基づいて、第一符号化による画質劣化評価指標を算出する。画質劣化評価指標は、歪みの度合いを示す指標である。本実施形態における画質劣化評価指標は、各マクロブロック内の輝度値の差分、分散、共分散の指標より求めるＳＳＩＭである。ＳＳＩＭは、値が大きいほど画像の歪みが小さく、値が小さいほど歪みが大きいことを表す。なお、画質劣化評価指標は、差分信号の差分絶対値和または差分自乗和でもよい。そして、評価部１３は、画質劣化評価指標を量子化パラメータ算出部１４に出力する。
ここで、評価部１３は、ＳＳＩＭを次の式（８）により算出する。ｘは入力映像信号における画像、ｙは復号映像信号における画像を表す。また、α１、β１、γ１は定数である。
【００２２】
【数８】
2011244334.tif 000010
【００２３】
式（８）を構成する要素はそれぞれ次の式（９）、式（１０）、式（１１）にて定義される。
【００２４】
【数９】
2011244334.tif 000011
【００２５】
【数１０】
2011244334.tif 000012
【００２６】
【数１１】
2011244334.tif 000013
【００２７】
ここで、ｌ（ｘ，ｙ）は輝度値比較関数、ｃ（ｘ，ｙ）はコントラスト値比較関数、ｓ（ｘ，ｙ）は構造比較関数である。また、ここで用いられているμｘは次の式（１２）にて定義される。ここで、ｌｘｉは、入力映像信号におけるｉ番目のマクロブロックの輝度値である。また、Ｎは正の整数であり、マクロブロック数である。
【００２８】
【数１２】
2011244334.tif 000014
【００２９】
また、μｙは次の式（１３）にて定義される。ここで、ｌｙｉは、復号映像信号におけるｉ番目のマクロブロックの輝度値である。
【００３０】
【数１３】
2011244334.tif 000015
【００３１】
また、σｘは次の式（１４）にて定義される。
【００３２】
【数１４】
2011244334.tif 000016
【００３３】
また、σｙは次の式（１５）にて定義される。
【００３４】
【数１５】
2011244334.tif 000017
【００３５】
また、σｘｙは次の式（１６）にて定義される。
【００３６】
【数１６】
2011244334.tif 000018
【００３７】
量子化パラメータ算出部１４は、復号部１２から出力された符号化情報と評価部１３から出力された画質劣化評価指標に基づいて、第二符号化部１５が符号化を行う際に用いる量子化パラメータをマクロブロック毎に算出する。ここで、量子化パラメータ算出部１４は、符号化情報としてはマクロブロック発生符号量を用いる。量子化パラメータの決定方法の詳細については後述する。そして、量子化パラメータ算出部１４は、各マクロブロックにおける量子化パラメータの組合せである量子化パラメータセットを第二符号化部１５に出力する。
【００３８】
第二符号化部１５は、入力映像信号と、量子化パラメータ算出部１４により出力された量子化パラメータセットと、復号部１２により出力された符号化情報を用いて符号化を行う。つまり、第二符号化部１５は、符号化情報に含まれるマクロブロックタイプに対して量子化パラメータセットで指定された値を適用しながら符号化を行い、符号化した結果を符号化ストリームとして出力する。具体的には、第二符号化部１５は、まず、量子化パラメータセットにて指定された量子化パラメータから量子化ステップを算出する。そして、第二符号化部１５は、マクロブロックタイプを量子化ステップで除算し、除算した結果を整数値に丸めて量子化値を算出する。以下、第二符号化部１５における符号化を第二符号化とする。
【００３９】
次に、図２を参照して動画像符号化装置１０による符号化処理について説明する。図２は、本実施形態による符号化処理の手順を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１において、第一符号化部１１が、入力映像信号に対して第一符号化を行う。次に、ステップＳ１０２において、復号部１２が、第一符号化を行った結果であるビットストリームを復号する。そして、ステップＳ１０３において、評価部１３が、入力映像信号と復号映像信号の差分から画像劣化評価指標ＳＳＩＭを算出する。
【００４０】
次に、ステップＳ１０４において、量子化パラメータ算出部１４が、目標符号化効率（Ｅｐｉｃ）の算出を行う。ここで、目標符号化効率Ｅｐｉｃ＝（∂Ｄ／∂Ｒ）とは、発生符号量に対する歪みを表す値である．Ｄは歪みを表し、評価部１３で得られる画質劣化評価指標の値である。つまり、ＤにはＳＳＩＭの値が入る。また、Ｒは符号化情報に含まれるマクロブロック発生符号量が入る。例えば、第一符号化の結果におけるマクロブロック発生符号量の平均値（平均マクロブロック発生符号量）とＳＳＩＭの平均値（平均ＳＳＩＭ）を用いる場合は、Ｅｐｉｃ＝（∂Ｄ／∂Ｒ）=平均ＳＳＩＭ／平均マクロブロック発生符号量である。
【００４１】
次に、ステップＳ１０５において、量子化パラメータ算出部１４は、各マクロブロックにおけるレート歪み曲線ｆ(ｘｉ)を求める。ここで、ｘの添え字であるｉは、正の整数であり、ｉ番目のマクロブロックを意味する。レート歪み曲線ｆ(ｘｉ)は次の式（１７）で定義する。
【００４２】
【数１７】
2011244334.tif 000019
【００４３】
ここでｘｉは、復号部１２より得られる第一符号化時のマクロブロック発生符号量を正規化した値である。また、ｆ(ｘｉ)は、評価部１３により得られる第一符号化時の画質劣化評価指標が入る。ａｉはｆ(ｘｉ)を一意に定める変数である。すなわち、量子化パラメータ算出部１４は、式（１７）式を求めるために、次の式（１８）によりａｉを算出する。
【００４４】
【数１８】
2011244334.tif 000020
【００４５】
ここで、マクロブロック発生符号量は０から３２００ビットまでと定義されるが、式（１８）ではマクロブロック発生符号量を３２００で割り、値域を０から１までとしたものがｘｉに入る。
【００４６】
次に、ステップＳ１０６において、量子化パラメータ算出部１４は、レート歪み曲線ｆ(ｘｉ)上で目標符号化効率Ｅｐｉｃを満たす目標発生符号量ＴＭｂＢｉｔｉを求める。目標発生符号量ＴＭｂＢｉｔｉとは、第二符号化におけるマクロブロック発生符号量の目標値である。目標符号化効率Ｅｐｉｃ＝（∂Ｄ／∂Ｒ）は定義より、ｆ(ｘｉ)上における傾きを意味することは明らかである。すなわち、ｆ(ｘｉ)をｘｉについて微分したｆ′(ｘｉ)とＥｐｉｃが等しくなるようなｘｉが目標発生符号量ＴＭｂＢｉｔｉであると言える。そこで、量子化パラメータ算出部１４は、次の式（１９）式を用いてＴＭｂＢｉｔｉを求める。
【００４７】
【数１９】
2011244334.tif 000021
【００４８】
ここで，ｘｉ＝ＴＭｂＢｉｔｉであるため、量子化パラメータ算出部１４は、次の式（２０）により目標発生符号量ＴＭｂＢｉｔｉを求める。
【００４９】
【数２０】
2011244334.tif 000022
【００５０】
次に、ステップＳ１０７において、量子化パラメータ算出部１４は、第二符号化後のマクロブロック発生符号量が先ほど求めたＴＭｂＢｉｔｉとなる量子化パラメータを求めるために、量子化パラメータ対マクロブロック発生符号量の関係を表す曲線(ＱＰ−ＧｅｎＢｉｔ曲線：ｇ(ｙｉ))を算出する。量子化パラメータとマクロブロック発生符号量の値には、量子化パラメータの増加にしたがいマクロブロック発生符号量が減少していくという単調減少の関係がある。また、単調減少における減少幅が徐々に減少していくという特徴があるため、二次関数の第四象限に当てはまると考えられる。よって、ＱＰ−ＧｅｎＢｉｔ曲線（ｇ(ｙｉ)）を次の式（２１）のように二次式で定義する。
【００５１】
【数２１】
2011244334.tif 000023
【００５２】
ここで、ｙｉは第二符号化時の量子化パラメータ、α及びβは予め定めておく定数、γｉはｇ(ｙｉ)を一意に定める定数、ｇ(ｙｉ)はマクロブロック発生符号量である。また、ｉはｉ番目のマクロブロックを示す。第二符号化時の量子化パラメータを求めるにあたり、量子化パラメータ算出部１４は、まず初めに次の式（２２）に、第一符号化部より得られる第一符号化時の量子化パラメータおよびマクロブロック発生符号量を代入し、γｉを求め、各マクロブロックのＱＰ−ＧｅｎＢｉｔ曲線（ｇ(ｙｉ)）を一意に定める。
【００５３】
【数２２】
2011244334.tif 000024
【００５４】
ＱＰ−ＧｅｎＢｉｔ曲線はマクロブロックによって様々な曲線を描くが，それぞれの曲線はほとんど交わることがないという特徴を持つ。一方で、マクロブロックの特徴によって同一量子化パラメータ時のマクロブロック発生符号量は大きく異なる。そこで、曲線の形状およびＸ軸方向の位置を定めるα及びβの値を事前に定めておく。α及びβを決定するにあたり、実験により予め複数のマクロブロックについて量子化パラメータ０から５１について符号化を行い、マクロブロック発生符号量およびＳＳＩＭのデータをとる。符号化結果より，全マクロブロックの平均マクロブロック発生符号量及び平均ＳＳＩＭを各量子化パラメータについてとり，それらの点(５２点)に対して最小自乗法を用いることで近似曲線を求める。ここで得られた二次曲線のｙ２ｉとｙｉの係数をそれぞれα及びβとして定める。本実施形態では、α=０．９１８４６９７５、β＝−９５．０７９８７５と定める。
【００５５】
次に、ステップＳ１０８において、量子化パラメータ算出部１４は、式（２２）で求めたＱＰ−ＧｅｎＢｉｔ曲線（ｇ(ｙｉ)）を一意に定める変数γｉおよび，式（２０）で求めた目標発生符号量ＴＭｂＢｉｔｉを次の式（２３）へ代入し、第二符号化時の量子化パラメータｙｉを求める
【００５６】
【数２３】
2011244334.tif 000025
【００５７】
ここで、ｙｉの解を一意に求めるために、０≦ｙｉ≦５１という制約を設ける。
【００５８】
そして、ステップＳ１０９において、量子化パラメータ算出部１４は、全てのマクロブロックについて、量子化パラメータｙｉを算出したか否かを判定する。全てのマクロブロックにおける量子化パラメータｙｉを算出した場合には、ステップＳ１１０へ進む。一方、全てのマクロブロックにおける量子化パラメータｙｉを算出していない場合には、ステップＳ１０５へ戻る。そして、全てのマクロブロックについてｙｉを求めた後、ステップＳ１１０において、第二符号化部１５が、量子化パラメータｙｉを用いて第二符号化を行う。
【００５９】
図３は、本実施形態における動画像符号化装置１０にて実験を行った結果を示すグラフである。本図において、横軸はマクロブロック発生符号量（単位はｋｂｉｔ／ｓ）であり、縦軸は画質劣化評価指標ＳＳＩＭである。また、実線１０１は第二符号化を行った結果を示しており、実線１０２は第一符号化を行った結果を示している。本図における実験は、ＩＴＥ（映像情報メディア学会）における標準画像の一つであるＳｏｃｃｅｒＡｃｃｔｉｏｎのＳＤＴＶ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）サイズ（７２０×４８０）、インタレース、フレーム数４５０フレームについて行った。ＳＳＩＭは、値が大きいほど画像の歪みが小さく、値が小さいほど歪みが大きいことを表す。このため、図示するように、第二符号化を行った結果は、第一符号化を行った結果と比べて符号化効率が向上していることが確認できる。
【００６０】
このように、本実施形態によれば、動画像符号化装置１０は、画像劣化評価指標から量子化パラメータを算出し、算出した量子化パラメータを用いて第二符号化を行っている。このため、最適な量子化パラメータを設定可能となり、主観的な画像品質が向上し符号化効率を向上することができる。
【００６１】
また、図２に示す各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、符号化処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００６２】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００６３】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０…動画像符号化装置  １１…第一符号化部  １２…復号部  １３…評価部  １４…量子化パラメータ算出部  １５…第二符号化部
【図１】
2011244334.tif 000032
【図２】
2011244334.tif 000033
【図３】
2011244334.tif 000034
【図４】
2011244334.tif 000035