(57)【要約】【課題】符号化処理と全く異なる前処理を実施することによる演算量の増大を招くことなく、動画像の滑らかさを保持したままネットワークの帯域に合う符号化を行うことができるようにする。【解決手段】シーンチェンジ検出部１２によりシーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合、シーンチェンジ検出部１２により推定された符号量と目標符号量決定部１１により決定されたピクチャ目標符号量の大小関係に応じてＱＰを更新し、シーンチェンジ検出部１２によりシーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合、そのＱＰを動画像の画質を最低保証の画質まで落とす量子化パラメータに更新する。【選択図】図１
2011061534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像信号における各ピクチャを複数のスライスに分割して、上記スライスに含まれている単位領域毎に量子化パラメータを用いて圧縮符号化し、上記スライスの圧縮符号化結果を示す圧縮符号化データを出力する圧縮符号化手段と、目標のビットレートからピクチャの目標符号量を決定する目標符号量決定手段と、上記圧縮符号化手段によるスライス単位の圧縮符号化が完了する毎に、今回圧縮符号化が行われたスライスに含まれている単位領域の個数及び上記スライスの圧縮符号化データの符号量から、上記量子化パラメータと同じ量子化パラメータを用いて、上記スライス以降のスライスの圧縮符号化が行われた場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量を推定し、上記推定の符号量と上記目標符号量決定手段により決定された目標符号量から、シーンチェンジの有無を判定するシーンチェンジ判定手段と、上記シーンチェンジ判定手段によりシーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合、上記シーンチェンジ判定手段により推定された符号量と上記目標符号量決定手段により決定された目標符号量の大小関係に応じて上記量子化パラメータを更新し、上記シーンチェンジ判定手段によりシーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合、上記量子化パラメータを動画像の画質を最低保証の画質まで落とすパラメータに更新する量子化パラメータ更新手段とを備えた動画像符号化装置。
【請求項２】
動画像信号における各ピクチャを複数の単位領域に分割して、上記単位領域毎に量子化パラメータを用いて圧縮符号化し、上記単位領域の圧縮符号化結果を示す圧縮符号化データを出力する圧縮符号化手段と、目標のビットレートからピクチャの目標符号量を決定する目標符号量決定手段と、上記圧縮符号化手段による単位領域単位の圧縮符号化が完了する毎に、今回圧縮符号化が行われた単位領域の圧縮符号化データの符号量から、上記量子化パラメータと同じ量子化パラメータを用いて、上記単位領域以降の単位領域の圧縮符号化が行われた場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量を推定し、上記推定の符号量と上記目標符号量決定手段により決定された目標符号量から、シーンチェンジの有無を判定するシーンチェンジ判定手段と、上記シーンチェンジ判定手段によりシーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合、上記シーンチェンジ判定手段により推定された符号量と上記目標符号量決定手段により決定された目標符号量の大小関係に応じて上記量子化パラメータを更新し、上記シーンチェンジ判定手段によりシーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合、上記量子化パラメータを動画像の画質を最低保証の画質まで落とすパラメータに更新する量子化パラメータ更新手段とを備えた動画像符号化装置。
【請求項３】
シーンチェンジ判定手段は、目標符号量決定手段により決定された目標符号量を定数倍して、推定の符号量が定数倍後の目標符号量より大きければ、シーンチェンジが有ると判定し、推定の符号量が定数倍後の目標符号量より大きくなければ、シーンチェンジが無いと判定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の動画像符号化装置。
【請求項４】
シーンチェンジ判定手段は、目標符号量決定手段により決定された目標符号量を定数倍して、推定の符号量が定数倍後の目標符号量より大きければ、シーンチェンジが有ると判定し、推定の符号量が定数倍後の目標符号量より大きくなければ、シーンチェンジが無いと判定するものであって、
圧縮符号化手段による圧縮符号化済みの単位領域の個数が増えて、未だ圧縮符号化が行われていない単位領域の個数が減ってくると、上記定数倍の値を小さくすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の動画像符号化装置。
【請求項５】
シーンチェンジ判定手段は、画像内容の更新頻度が高い単位領域を示す更新高頻度領域情報を入力して、更新頻度が高い単位領域を認識し、上記単位領域におけるシーンチェンジの判定処理を実施しない旨を量子化パラメータ更新手段に通知し、
上記量子化パラメータ更新手段は、上記シーンチェンジ判定手段からシーンチェンジの判定処理を実施しない旨の通知を受けると、上記単位領域の圧縮符号化データの符号量が抑えられる量子化パラメータを圧縮符号化手段に出力することを特徴とする請求項１または請求項２記載の動画像符号化装置。
【請求項６】
圧縮符号化手段が動画像信号における各ピクチャを複数のスライスに分割して、上記スライスに含まれている単位領域毎に量子化パラメータを用いて圧縮符号化し、上記スライスの圧縮符号化結果を示す圧縮符号化データを出力する圧縮符号化処理ステップと、目標符号量決定手段が目標のビットレートからピクチャの目標符号量を決定する目標符号量決定処理ステップと、上記圧縮符号化処理ステップによるスライス単位の圧縮符号化が完了する毎に、シーンチェンジ判定手段が、今回圧縮符号化が行われたスライスに含まれている単位領域の個数及び上記スライスの圧縮符号化データの符号量から、上記量子化パラメータと同じ量子化パラメータを用いて、上記スライス以降のスライスの圧縮符号化が行われた場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量を推定し、上記推定の符号量と上記目標符号量決定処理ステップで決定された目標符号量から、シーンチェンジの有無を判定するシーンチェンジ判定処理ステップと、量子化パラメータ更新手段が上記シーンチェンジ判定処理ステップでシーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合、上記シーンチェンジ判定処理ステップで推定された符号量と上記目標符号量決定処理ステップで決定された目標符号量の大小関係に応じて上記量子化パラメータを更新し、上記シーンチェンジ判定処理ステップでシーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合、上記量子化パラメータを動画像の画質を最低保証の画質まで落とすパラメータに更新する量子化パラメータ更新処理ステップとを備えた動画像符号化方法。
【請求項７】
圧縮符号化手段が動画像信号における各ピクチャを複数の単位領域に分割して、上記単位領域毎に量子化パラメータを用いて圧縮符号化し、上記単位領域の圧縮符号化結果を示す圧縮符号化データを出力する圧縮符号化処理ステップと、目標符号量決定手段が目標のビットレートからピクチャの目標符号量を決定する目標符号量決定処理ステップと、上記圧縮符号化処理ステップによる単位領域単位の圧縮符号化が完了する毎に、シーンチェンジ判定手段が、今回圧縮符号化が行われた単位領域の圧縮符号化データの符号量から、上記量子化パラメータと同じ量子化パラメータを用いて、上記単位領域以降の単位領域の圧縮符号化が行われた場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量を推定し、上記推定の符号量と上記目標符号量決定処理ステップで決定された目標符号量から、シーンチェンジの有無を判定するシーンチェンジ判定処理ステップと、量子化パラメータ更新手段が上記シーンチェンジ判定処理ステップでシーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合、上記シーンチェンジ判定処理ステップで推定された符号量と上記目標符号量決定処理ステップで決定された目標符号量の大小関係に応じて上記量子化パラメータを更新し、上記シーンチェンジ判定処理ステップでシーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合、上記量子化パラメータを動画像の画質を最低保証の画質まで落とすパラメータに更新する量子化パラメータ更新処理ステップとを備えた動画像符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動画像信号における各ピクチャを圧縮符号化し、その圧縮符号化結果を示す圧縮符号化データを出力する動画像符号化装置及び動画像符号化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
「ＭＰＥＧ」や「ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６ｘ」等の国際標準映像符号化方式では、映像信号の各フレームを圧縮符号化する際、そのフレームを構成する輝度信号１６×１６画素と、その輝度信号１６×１６画素に対応する色差信号８×８画素分とをまとめたブロックデータ（以下、「マクロブロック」と称する）を一単位として、動き探索処理／動き補償処理や、直交変換処理／変換係数量子化処理を実施することで圧縮符号化し、圧縮符号化結果をビットストリームとして出力する方法が採用されている。
そのビットストリームを復号する場合でも、マクロブロック単位に復号処理を実施して、最終的に１画像全部のマクロブロックを復号することで、復号画像を出力する。
【０００３】
ここで、動画像符号化装置がリアルタイムの動画像をネットワーク経由で遠隔地に伝送する場合、リアルタイムの動画像を「ＭＰＥＧ」や「ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６ｘ」等の国際標準映像符号化方式で一旦圧縮してから、ネットワーク経由で遠隔地に伝送するが、ネットワークの帯域が限られている場合、そのネットワークの帯域に合わせた符号化を行う必要がある。
しかし、動画像の圧縮符号化の性質として、同一画質の圧縮をかけても、その動画像の中身に依存して、圧縮効率が変化する性質があることが知られている。
【０００４】
即ち、動画像はリアルタイムに入力されるものであるため、動画像における連続する２枚の画像の相関が高いか低いかは事前に把握することができないが、動画像における連続する２枚の画像の相関が高ければ（２枚の画像が似ている場合）、効率よく動画像を圧縮することができる。一方、例えば、シーンチェンジのように、２枚の画像の相関が低ければ（２枚の画像が全く異なる場合）、動画像の圧縮効率が著しく低下する。
このため、特に相関が低い画像が入力された場合には、ネットワークの帯域に合わせた符号化を行う必要性が高い。
【０００５】
相関が低い画像が入力された場合に、ネットワークの帯域に合わせた符号化を行う方法として、例えば、以下の特許文献１に開示されているフレームスキップを用いる方法が知られている。
ここで、「フレームスキップ」は、本来、符号化すべき動画像のコマを飛ばすことを意味しており、フレームスキップを用いる方法は、動画像の圧縮効率が低い場合に、フレームスキップを発生させることで、ネットワークの帯域に合わせるものである。
このように、フレームスキップを用いれば、容易にネットワークの帯域に合う符号化が可能になるが、動画像の滑らかさが失われて、シーンチェンジの度に一時的に動画像が止まって見える現象が発生する。このため、動画像が本来有している動きの滑らかさが失われることが問題となる。
【０００６】
また、ネットワークの帯域に合わせた符号化を行う方法として、例えば、以下の特許文献２に開示されているシーンチェンジを予め検出する方法が知られている。
特許文献２に開示されている方法は、符号化処理と全く異なる前処理として、予めシーンチェンジを検出する処理を実施し、シーンチェンジが検出された場合には、予め画質を落として圧縮することで、ネットワークの帯域に合わせるものである。
人間の視覚解像度の時間応答特性を勘案すると、シーンチェンジ直後の画像だけが多少荒い画質であっても、それほど目立たないとされるため、シーンチェンジ直後の画像の画質を落とすこと自体は実用上悪くない方法である。
しかし、この方法では、動画像の滑らかさも失われないが、符号化処理と全く異なる前処理として、シーンチェンジを検出する処理を実施する必要があるため、極めて演算量が多くなり、リアルタイムの動画像の符号化には向いていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２６２２９７号公報（段落番号［００３１］）
【特許文献２】特開２００６−２１１２２８号公報（段落番号［００２２］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の動画像符号化装置は以上のように構成されているので、フレームスキップを用いれば、容易にネットワークの帯域に合う符号化が可能になるが、動画像が本来有している動きの滑らかさが失われてしまう課題があった。
符号化処理と全く異なる前処理として、予めシーンチェンジを検出する処理を実施して、シーンチェンジ直後の画像の画質だけを落とせば、動画像の滑らかさが失われることなく、ネットワークの帯域に合う符号化が可能になるが、符号化処理と全く異なる別の前処理を行う必要があるため、極めて演算量が多くなり、リアルタイムの動画像の符号化が困難である課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、符号化処理と全く異なる前処理を実施することによる演算量の増大を招くことなく、動画像の滑らかさを保持したままネットワークの帯域に合う符号化を行うことができる動画像符号化装置及び動画像符号化方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る動画像符号化装置は、圧縮符号化手段によるスライス単位の圧縮符号化が完了する毎に、今回圧縮符号化が行われたスライスに含まれている単位領域の個数及び上記スライスの圧縮符号化データの符号量から、同じ量子化パラメータを用いて、そのスライス以降のスライスの圧縮符号化が行われた場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量を推定し、その推定の符号量と目標符号量決定手段により決定された目標符号量から、シーンチェンジの有無を判定するシーンチェンジ判定手段を設け、量子化パラメータ更新手段が、シーンチェンジ判定手段によりシーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合、シーンチェンジ判定手段により推定された符号量と目標符号量決定手段により決定された目標符号量の大小関係に応じて上記量子化パラメータを更新し、シーンチェンジ判定手段によりシーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合、上記量子化パラメータを動画像の画質を最低保証の画質まで落とすパラメータに更新するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、圧縮符号化手段によるスライス単位の圧縮符号化が完了する毎に、今回圧縮符号化が行われたスライスに含まれている単位領域の個数及び上記スライスの圧縮符号化データの符号量から、同じ量子化パラメータを用いて、そのスライス以降のスライスの圧縮符号化が行われた場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量を推定し、その推定の符号量と目標符号量決定手段により決定された目標符号量から、シーンチェンジの有無を判定するシーンチェンジ判定手段を設け、量子化パラメータ更新手段が、シーンチェンジ判定手段によりシーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合、シーンチェンジ判定手段により推定された符号量と目標符号量決定手段により決定された目標符号量の大小関係に応じて上記量子化パラメータを更新し、シーンチェンジ判定手段によりシーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合、上記量子化パラメータを動画像の画質を最低保証の画質まで落とすパラメータに更新するように構成したので、符号化処理と全く異なる前処理を実施することによる演算量の増大を招くことなく、動画像の滑らかさを保持したままネットワークの帯域に合う符号化を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による動画像符号化装置を示す構成図である。
【図２】動画像信号における各ピクチャを複数のスライスに分割する様子を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による動画像符号化装置のシーンチェンジ検出部１２の処理内容を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による動画像符号化装置のＱＰ決定部１３の処理内容を示すフローチャートである。
【図５】符号化終了時点におけるＱＰの更新方法の一例を示す説明図である。
【図６】シーンチェンジが有る場合、ＱＰを少し上げるだけでは、ビットストリームの符号量の合計値が目標符号量を大幅に上回ってしまうことを示す説明図である。
【図７】シーンチェンジが有る場合のＱＰの更新方法の一例を示す説明図である。
【図８】シーンチェンジが有る場合のＱＰの更新方法の一例を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２による動画像符号化装置を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による動画像符号化装置のＱＰ決定部３３の処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】シーンチェンジが有る場合のＱＰの更新方法の一例を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態４による動画像符号化装置を示す構成図である。
【図１３】映像内容更新頻度高領域マップを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による動画像符号化装置を示す構成図である。
この実施の形態１では、符号化方式が「Ｈ．２６４／ＡＶＣ」である例を説明する。
したがって、図１の動画像符号化装置は、動画像信号と目標ビットレートを入力し、ビットストリームのビットレートが目標ビットレートと一致するように、Ｈ．２６４／ＡＶＣ符号化方式で動画像信号を圧縮符号化し、その圧縮符号化結果であるビットストリーム（動画像圧縮符号化データ）を出力する。
【００１４】
図１において、画質制御部１は目標符号量決定部１１、シーンチェンジ検出部１２及びＱＰ決定部１３から構成されており、スライスエンコード部２により動画像信号が圧縮符号化される際に用いられるＱＰ（量子化パラメータ）を調整することで、動画像の画質を制御する処理を実施する。
スライスエンコード部２はスライスヘッダエンコード部２１及びマクロブロックエンコード部２２から構成されており、動画像信号における各ピクチャを複数のスライスに分割して、そのスライスに含まれているマクロブロック（単位領域）毎に、画質制御部１のＱＰ決定部１３により決定されたＱＰを用いて圧縮符号化し、そのスライスの圧縮符号化結果を示す動画像圧縮符号化データを出力する処理を実施する。なお、スライスエンコード部２は圧縮符号化手段を構成している。
【００１５】
画質制御部１の目標符号量決定部１１は目標ビットレートを入力すると、その目標ビットレートからピクチャの目標符号量（Ｔａｒｇｅｔ＿Ｃｏｄｅｓ：以降、「Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ」略す）を決定する処理を実施する。なお、目標符号量決定部１１は目標符号量決定手段を構成している。
シーンチェンジ検出部１２はスライスエンコード部２によるスライス単位の圧縮符号化が完了する毎に、今回圧縮符号化が行われたスライスに含まれている単位領域の個数及び上記スライスの圧縮符号化データの符号量から、そのスライスの圧縮符号化に用いられたＱＰと同じＱＰを用いて、そのスライス以降のスライスの圧縮符号化が行われた場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量（Ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿Ｃｏｄｅｓ：以降、「Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ」と略す）を推定し、その推定の符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）と目標符号量決定部１１により決定された目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）からシーンチェンジの有無を判定して、シーンチェンジが有れば、検出フラグをＱＰ決定部１３に出力する処理を実施する。なお、シーンチェンジ検出部１２はシーンチェンジ判定手段を構成している。
【００１６】
ＱＰ決定部１３はシーンチェンジ検出部１２から検出フラグが出力されない場合（シーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合）、シーンチェンジ検出部１２により推定された符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）と目標符号量決定部１１により決定された目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）の大小関係に応じて、スライスエンコード部２に出力するＱＰを更新し、シーンチェンジ検出部１２から検出フラグが出力された場合（シーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合）、スライスエンコード部２に出力するＱＰを動画像の画質を最低保証の画質まで落とす量子化パラメータに更新する処理を実施する。なお、ＱＰ決定部１３は量子化パラメータ更新手段を構成している。
【００１７】
スライスエンコード部２のスライスヘッダエンコード部２１はＱＰ決定部１３により決定されたＱＰを含むスライスヘッダを符号化し、そのスライスヘッダの符号化結果をビットストリーム（動画像圧縮符号化データ）として出力する処理を実施する。
マクロブロックエンコード部２２は動画像信号における各ピクチャを複数のスライスに分割する処理を実施する。
また、マクロブロックエンコード部２２はスライスエンコード部２１によるスライスヘッダの符号化が完了すると、スライスに含まれているマクロブロック毎に、画質制御部１のＱＰ決定部１３により決定されたＱＰを用いて圧縮符号化し、そのマクロブロックの圧縮符号化結果をビットストリーム（動画像圧縮符号化データ）として出力する処理を実施する。
【００１８】
なお、スライスエンコード部２は、スライス単位の圧縮符号化が完了する毎に、マクロブロックエンコード部２２により今回圧縮符号化が行われたスライスに含まれているマクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ＿ＭＢｓ）を画質制御部１に出力するとともに、スライスヘッダエンコード部２１から出力されたビットストリームの符号量（Ｈｅａｄｅｒ＿Ｃｏｄｅｓ：以降、「Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ」と略す）と、マクロブロックエンコード部２２から出力されたビットストリームの符号量の累積値（Ｍａｃｒｏｂｌｏｃｋ＿Ｃｏｄｅｓ：以降、「Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ」と略す）とを合計し、合計の符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を画質制御部１に出力する。
【００１９】
図１では、動画像符号化装置の構成要素である目標符号量決定部１１、シーンチェンジ検出部１２、ＱＰ決定部１３、スライスヘッダエンコード部２１及びマクロブロックエンコード部２２がそれぞれ専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵが実装されている半導体集積回路や、ワンチップマイコン）で構成されているものを想定しているが、動画像符号化装置がコンピュータで構成される場合、目標符号量決定部１１、シーンチェンジ検出部１２、ＱＰ決定部１３、スライスヘッダエンコード部２１及びマクロブロックエンコード部２２の処理内容が記述されているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
【００２０】
図２は動画像信号における各ピクチャを複数のスライスに分割する様子を示す説明図である。
図２の例では、１つのフレームを５つのスライスに分割している様子を示している。
符号化は、マクロブロック単位にラスタースキャン順に行われ、一般に１つのマクロブロックの符号量は、少なければ１ビットであり、算術符号が用いられる場合は、それ以下となる場合もある。一方、多ければ１００バイト以上であることもある。
【００２１】
この実施の形態１では、動画像符号化装置がスライスを画質の調整単位とするものについて説明する。
図３はこの発明の実施の形態１による動画像符号化装置のシーンチェンジ検出部１２の処理内容を示すフローチャートである。
また、図４はこの発明の実施の形態１による動画像符号化装置のＱＰ決定部１３の処理内容を示すフローチャートである。
【００２２】
次に動作について説明する。
画質制御部１の目標符号量決定部１１は、目標ビットレートを入力すると、その目標ビットレートからピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）を決定し、そのピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）をシーンチェンジ検出部１２及びＱＰ決定部１３に出力する。
ピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）は動画像信号のピクチャ毎に決定されるが、ピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）の決定方法として、例えば、この実施の形態１においては、ＭＰＥＧ−２に開示されている「ＴＭ−５のＳＴＥＰ１」の方法を用い、目標ビットレートから計算する。
【００２３】
ＱＰ決定部１３は、スライスエンコード部２に出力するＱＰ（量子化パラメータ）を決定する。
ＱＰ決定部１３によるＱＰの決定方法の詳細は後述するが、動画像信号における先頭のピクチャの符号化を開始する際には、予め設定されているＱＰの初期値をスライスエンコード部２に出力する。例えば、この実施の形態１においては、符号化方式が「Ｈ．２６４／ＡＶＣ」であるため、ＱＰの初期値として“ＱＰ＝３０”を用いることとする。このＱＰは、中庸な画質を想定している量子化パラメータである。
また、先頭ピクチャ以外のピクチャ（２番目〜最後のピクチャ）の符号化を開始する際には、前ピクチャの最終処理で決定したＱＰを、現ピクチャの先頭スライス（先頭スライスに含まれているマクロブロック）の圧縮符号化に用いるＱＰとしてスライスエンコード部２に出力する。
なお、ＱＰ決定部１３は、詳細は後述するが、各ピクチャのスライス（先頭スライスを除く）に含まれているマクロブロックの圧縮符号化に用いるＱＰをスライス単位で更新する。
【００２４】
スライスエンコード部２のスライスヘッダエンコード部２１は、ＱＰ決定部１３がＱＰを決定すると、そのＱＰを含むスライスヘッダを符号化し、そのスライスヘッダの符号化結果をビットストリーム（動画像圧縮符号化データ）として出力する。
このとき、スライスエンコード部２は、スライスヘッダエンコード部２１から出力されたビットストリームの符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ）を記憶する。
【００２５】
マクロブロックエンコード部２２は、動画像信号を入力すると、図２に示すように、その動画像信号における各ピクチャを複数のスライスに分割する。図２では、５つのスライスに分割している例を示している。
マクロブロックエンコード部２２は、スライスエンコード部２１によるスライスヘッダの符号化が完了すると、スライスに含まれているマクロブロック毎に、ＱＰ決定部１３により決定されたＱＰを用いて圧縮符号化し、そのマクロブロックの圧縮符号化結果をビットストリーム（動画像圧縮符号化データ）として出力する。ただし、ビットストリームを出力する際、ストリームを単位としてまとめて出力する。
【００２６】
このとき、スライスエンコード部２は、マクロブロックエンコード部２２から出力されたビットストリームの符号量の累積値（Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を記憶し、１つのスライスの圧縮符号化が終了すると、スライスヘッダエンコード部２１から出力されたビットストリームの符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ）と、マクロブロックエンコード部２２から出力されたビットストリームの符号量の累積値（Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）とを合計し、合計の符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を画質制御部１に出力する。
また、スライスエンコード部２は、マクロブロックエンコード部２２により今回圧縮符号化が行われたスライスに含まれているマクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓを画質制御部１に出力する。
【００２７】
なお、１つのスライスの圧縮符号化を終了させるトリガーとして様々な方法があり、一般に知られている方法として、「スライスの符号量が一定値を超えたらスライスの符号化を終了する方法」や「スライスに含まれているマクロブロックの数が一定値を超えたらスライスの符号化を終了する方法」などがある。
この実施の形態１では、例えば、「スライスの符号量が一定値を超えたらスライスの符号化を終了する方法」を使用するものとする。即ち、Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓの合計値が、ある固定の閾値（例えば、１０００バイト）を超えたら、スライスの符号化を終了するものとする。
【００２８】
画質制御部１のシーンチェンジ検出部１２は、スライスエンコード部２によるスライス単位の圧縮符号化が完了する毎に、シーンチェンジの有無を判定する。
ＱＰ決定部１３は、シーンチェンジ検出部１２によるシーンチェンジの検出結果に応じて、スライスエンコード部２に出力するＱＰをスライス単位に更新する。
以下、シーンチェンジ検出部１２及びＱＰ決定部１３の処理内容を具体的に説明する。
【００２９】
一般に、画質とＱＰと符号量は密接な関係があり、その依存の程度は、動画像によって差があるが、符号化方式が「Ｈ．２６４／ＡＶＣ」の場合、画質とＱＰは反比例し、画質と符号量は比例の関係にあるため、ＱＰと符号量は反比例の関係にある。
したがって、スライスエンコード部２から出力されるビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）がピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）と一致するように画質を制御するには、図５に示すように、１つのスライスに含まれている全てのマクロブロックの圧縮符号化が終了したとき、その時点での目標符号量（符号化途中時点の目標符号量）とビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を比較し、ビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）が目標符号量を上回っていれば、ＱＰを上げるように更新し、ビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）が目標符号量を下回っていれば、ＱＰを下げるように更新すればよいことが知られている。
【００３０】
図５の例では、Ａ，Ｃの符号化終了時点のとき、ビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）が目標符号量を上回っているため、ＱＰをやや上げて、次のスライスに含まれているマクロブロックの圧縮符号化における符号量を抑制している。
また、Ｂの符号化終了時点のとき、ビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）が目標符号量を下回っているため、ＱＰをやや下げて、次のスライスに含まれているマクロブロックの圧縮符号化における符号量を多くしている。
【００３１】
シーンチェンジが無い場合（隣接画像間の相関が高い場合）、図５に示す方法でＱＰを決定すれば、ビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）が概ねピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）と一致するように画質を制御することができる。
しかし、シーンチェンジが有る場合（隣接画像間の相関が低い場合）、図５に示す方法でＱＰを決定すると、図６に示すように、ＱＰをやや上げるぐらいでは、符号量を抑制することができなくなり、ビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）が目標符号量を大幅に上回ってしまう状況が発生する。
【００３２】
ビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）が目標符号量を大幅に上回ってしまうと、上記の特許文献１に開示されている「フレームスキップを用いる方法」を使用しなければ、ネットワークの帯域に合わせた符号化を行うことができなくなる。
この実施の形態１では、図６に示すような状況の発生を防止するために、シーンチェンジ検出部１２がシーンチェンジを検出すると、ＱＰ決定部１３が、シーンチェンジが有る場合に適するＱＰに更新するようにしている。
【００３３】
シーンチェンジが有る場合、例えば、図７に示すように、最初のスライスに含まれているマクロブロックの全ての圧縮符号化が行われた段階で、最初のスライスに含まれているマクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓと、それらのマクロブロックのビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）から、それらのマクロブロックの圧縮符号化に用いられたＱＰと同じＱＰを用いて、残りのスライスに含まれているマクロブロックの圧縮符号化が継続された場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）を推定することが可能である。
【００３４】
そこで、シーンチェンジ検出部１２は、１つスライスに含まれている全てのマクロブロックの圧縮符号化が終了して、スライスエンコード部２からビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）と、そのスライスに含まれているマクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓを受けると（図３のステップＳＴ１）、マクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓに対する符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を表す直線（傾きが（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）／Ｐ＿ＭＢｓの直線）を用いて、当該ピクチャ（５つのスライス）に含まれている全てのマクロブロックが圧縮符号化された場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）を推定する（ステップＳＴ２）。
【００３５】
次に、シーンチェンジ検出部１２は、シーンチェンジの有無を判定する際に用いる閾値として、シーンチェンジ検出ポイントを算出する（ステップＳＴ３）。
例えば、目標符号量決定部１１により決定されたピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）を定数倍することで（図７の例では、Ｎ＝３．０として、Ｎ倍している）、シーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）を算出する。
次に、シーンチェンジ検出部１２は、推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）とシーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）を比較し（ステップＳＴ４）、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がシーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）より大きければ、シーンチェンジが有ると判定し（ステップＳＴ５）、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がシーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）より大きくなければ、シーンチェンジが無いと判定する（ステップＳＴ６）。
なお、シーンチェンジ検出部１２は、シーンチェンジが有ると判定すると、シーンチェンジが有る旨を示す検出フラグをＱＰ決定部１３に出力する。
【００３６】
図７では、最初のスライスの圧縮符号化が終了した時点で、シーンチェンジの有無を判定する例を示しているが、図８に示すように、最初のスライスではない途中のスライスの圧縮符号化が終了した時点（図８では、４番目のスライスの圧縮符号化が終了した時点）で、シーンチェンジの有無を判定するようにしてもよい。
図８の例では、１番目〜４番目のスライスに含まれているマクロブロックの個数に対する符号量の合計値を表す直線（直線の傾きは、４番目のスライスに含まれているマクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓに対する４番目のスライスに含まれているマクロブロックの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）で表されている）を用いて、当該ピクチャ（５つのスライス）に含まれている全てのマクロブロックが圧縮符号化された場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）を推定する。
【００３７】
ここで、シーンチェンジ検出部１２の処理内容を式で表すと以下のようになる。
・マクロブロック数関連変数
Ｓ＿ＭＢｓ（Ｓｕｍ＿ＭＢｓ）：符号化済マクロブロック累積合計数
Ｐ＿ＭＢｓ：直前スライス符号化ＭＢ数
・符号量関連変数
Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ：ピクチャ目標符号量
Ｓ＿Ｃｏｄｅｓ（Ｓｕｍ＿Ｃｏｄｅｓ）：符号化済累積符号量
Ｐ＿Ｃｏｄｅｓ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ＿Ｃｏｄｅｓ）：直前スライス符号量
（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓに相当）
Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ：推定符号量
・定数
Ｔ＿ＭＢｓ（Ｔｏｔａｌ＿ＭＢｓ）：ピクチャのトータルのマクロブロック数
Ｎ＝３．０
【００３８】
ＳＴＥＰ（１）    ピクチャ符号化開始時に初期化
Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ：目標符号量決定部１１から出力される
Ｓ＿ＭＢｓ＝０
Ｓ＿Ｃｏｄｅｓ＝０
ＳＴＥＰ（２）    各スライスエンコード終了後のシーンチェンジ検出
Ｐ＿ＭＢｓ    ：スライスエンコード部２から出力される
Ｐ＿Ｃｏｄｅｓ：スライスエンコード部２から出力される
2011061534.tif 000003
2011061534.tif 000004
式（１）が成立する場合に、シーンチェンジが有ると判定する
ＳＴＥＰ（３）    次のスライスの検出処理に備える累積値の更新
Ｓ＿ＭＢｓ＝Ｓ＿ＭＢｓ＋Ｐ＿ＭＢｓ
Ｓ＿Ｃｏｄｅｓ＝Ｓ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｐ＿Ｃｏｄｅｓ
ピクチャの符号化が終了であれば、ＳＴＥＰ（１）に戻り、ピクチャの符号化が終了でなければ、ＳＴＥＰ（２）に戻る。
【００３９】
ＱＰ決定部１３は、シーンチェンジ検出部１２によるシーンチェンジの検出処理が終了するまで待機し（図４のステップＳＴ１１）、シーンチェンジ検出部１２から推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）と検出フラグが出力されると、シーンチェンジが有るものと認識し、シーンチェンジ検出部１２から推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）だけが出力されて、検出フラグが出力されなければ、シーンチェンジが無いものと認識する（ステップＳＴ１２）。
【００４０】
ＱＰ決定部１３は、シーンチェンジが無いものと認識すると、目標符号量決定部１１により決定されたピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）に定数Ｔｈ１（例えば、Ｔｈ１＝０．９５）を乗算するとともに、そのピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）に定数Ｔｈ２（例えば、Ｔｈ２＝１．０５）を乗算する。
ＱＰ決定部１３は、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）とＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ１を比較するとともに（ステップＳＴ１３）、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）とＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ２を比較する（ステップＳＴ１４）。
【００４１】
ＱＰ決定部１３は、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ１より小さければ、次のスライスに含まれているマクロブロックの圧縮符号化における符号量をやや多くするため、次のスライスに含まれているマクロブロックの圧縮符号化に用いるＱＰであるＮ＿ＱＰをやや下げる（Ｎ＿ＱＰ＝Ｎ＿ＱＰ−１）ように更新する（ステップＳＴ１５）
このＱＰの更新処理は、図５におけるＢの符号化終了時点の更新処理に相当する。
【００４２】
ＱＰ決定部１３は、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ２より大きければ、次のスライスに含まれているマクロブロックの圧縮符号化における符号量をやや抑えるため、次のスライスに含まれているマクロブロックの圧縮符号化に用いるＱＰであるＮ＿ＱＰをやや上げる（Ｎ＿ＱＰ＝Ｎ＿ＱＰ＋１）ように更新する（ステップＳＴ１６）
このＱＰの更新処理は、図５におけるＡ，Ｃの符号化終了時点の更新処理に相当する。
【００４３】
ＱＰ決定部１３は、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ１より大きく、かつ、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ２より小さい場合、現スライスに含まれているマクロブロックに用いられたＱＰを、引き続き、次のスライスに含まれているマクロブロックの圧縮符号化に用いても、ネットワークの帯域に合う符号化が可能であるため、そのＱＰの更新処理を実施しない。
【００４４】
ＱＰ決定部１３は、シーンチェンジが有るものと認識すると、次のスライスに含まれているマクロブロックの圧縮符号化に用いるＱＰであるＮ＿ＱＰを、動画像の画質を最低保証の画質まで落とす量子化パラメータであるＭＡＸ＿ＱＰ（例えば、ＭＡＸ＿ＱＰ＝５１）に更新する（ステップＳＴ１７）。
Ｈ．２６４では、規格の定める最大ＱＰ値が“５１”であるため、単純にＭＡＸ＿ＱＰ＝５１としてもよいが、ＱＰ＝５１で符号化した場合は一般に画質が低下し過ぎるため、例えば、ＭＡＸ＿ＱＰ＝４０などとして、最低画質を保証することも可能である。
このＱＰの更新処理は、図７及び図８に示されている符号化終了時点の更新処理に相当する。
【００４５】
ＱＰ決定部１３は、次のスライスに含まれているマクロブロックの圧縮符号化に用いるＮ＿ＱＰを決定すると、そのＮ＿ＱＰをスライスエンコード部２に出力する（ステップＳＴ１８）。
ＱＰ決定部１３におけるステップＳＴ１１〜ＳＴ１８の処理は、ピクチャの最終スライスに係るＱＰの決定が完了するまで繰り返し実施する（ステップＳＴ１９）。
【００４６】
このように、シーンチェンジが有る場合、急激にＱＰを上昇されることで、以降のマクロブロックの符号量を抑えられるため、トータルのピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）を遵守することが可能となる。
この際、ＱＰを急激に上昇させることで画質が低下するが、一般に人間の視覚解像度の時間応答特性の観点から、シーンチェンジ直後の画像だけが多少荒い画質であっても、それほど目立たないとされる。このため、シーンチェンジ直後の画像の画質を落とすこと自体は問題がない。
【００４７】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、スライスエンコード部２によるスライス単位の圧縮符号化が完了する毎に、今回圧縮符号化が行われたスライスに含まれているマクロブロックの個数及び上記スライスの圧縮符号化データの符号量から、同じＱＰを用いて、そのスライス以降のスライスの圧縮符号化が行われた場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量を推定し、その推定の符号量と目標符号量決定部１１により決定されたピクチャ目標符号量から、シーンチェンジの有無を判定するシーンチェンジ検出部１２を設け、ＱＰ決定部１３が、シーンチェンジ検出部１２によりシーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合、シーンチェンジ検出部１２により推定された符号量と目標符号量決定部１１により決定されたピクチャ目標符号量の大小関係に応じてＱＰを更新し、シーンチェンジ検出部１２によりシーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合、そのＱＰを動画像の画質を最低保証の画質まで落とす量子化パラメータに更新するように構成したので、符号化処理と全く異なる前処理を実施することによる演算量の増大を招くことなく、動画像の滑らかさを保持したままネットワークの帯域に合う符号化を行うことができる効果を奏する。
【００４８】
なお、この実施の形態１では、符号化方式が「Ｈ．２６４／ＡＶＣ」である例を説明したが、これはあくまでも一例であり、例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣと類似の符号化方式（例えば、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４  Ｖｉｓｕａｌ、ＳＭＰＴＥ  ＶＣ−１）についても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４９】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による動画像符号化装置を示す構成図である。
この実施の形態２でも、上記実施の形態１と同様に、符号化方式が「Ｈ．２６４／ＡＶＣ」である例を説明する。
したがって、図９の動画像符号化装置は、動画像信号と目標ビットレートを入力し、ビットストリームのビットレートが目標ビットレートと一致するように、Ｈ．２６４／ＡＶＣ符号化方式で動画像信号を圧縮符号化し、その圧縮符号化結果であるビットストリーム（動画像圧縮符号化データ）を出力する。
【００５０】
図９において、画質制御部３は目標符号量決定部３１、シーンチェンジ検出部３２及びＱＰ決定部３３から構成されており、スライスエンコード部４により動画像信号が圧縮符号化される際に用いられるＱＰ（量子化パラメータ）を調整することで、動画像の画質を制御する処理を実施する。
スライスエンコード部４はスライスヘッダエンコード部４１及びマクロブロックエンコード部４２から構成されており、動画像信号における各ピクチャを複数のマクロブロック（単位領域）に分割して、そのマクロブロック毎に、画質制御部３のＱＰ決定部３３により決定されたＱＰを用いて圧縮符号化し、そのマクロブロックの圧縮符号化結果を示す動画像圧縮符号化データを出力する処理を実施する。なお、スライスエンコード部４は圧縮符号化手段を構成している。
【００５１】
画質制御部３の目標符号量決定部３１は図１の目標符号量決定部１１と同様に、目標ビットレートを入力すると、その目標ビットレートからピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）を決定する処理を実施する。なお、目標符号量決定部３１は目標符号量決定手段を構成している。
シーンチェンジ検出部３２はスライスエンコード部４によるマクロブロック単位の圧縮符号化が完了する毎に、今回圧縮符号化が行われたマクロブロックの圧縮符号化データの符号量から、そのマクロブロックの圧縮符号化に用いられたＱＰと同じＱＰを用いて、そのマクロブロック以降のマクロブロックの圧縮符号化が行われた場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）を推定し、その推定の符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）と目標符号量決定部３１により決定された目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）からシーンチェンジの有無を判定して、シーンチェンジが有れば、検出フラグをＱＰ決定部３３に出力する処理を実施する。なお、シーンチェンジ検出部３２はシーンチェンジ判定手段を構成している。
【００５２】
ＱＰ決定部３３はシーンチェンジ検出部３２から検出フラグが出力されない場合（シーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合）、シーンチェンジ検出部３２により推定された符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）と目標符号量決定部３１により決定された目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）の大小関係に応じて、スライスエンコード部４に出力するＱＰを更新し、シーンチェンジ検出部３２から検出フラグが出力された場合（シーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合）、スライスエンコード部４に出力するＱＰを動画像の画質を最低保証の画質まで落とす量子化パラメータに更新する処理を実施する。なお、ＱＰ決定部３３は量子化パラメータ更新手段を構成している。
【００５３】
スライスエンコード部４のスライスヘッダエンコード部４１はＱＰ決定部３３により決定されたＱＰを含むスライスヘッダを符号化し、そのスライスヘッダの符号化結果をビットストリーム（動画像圧縮符号化データ）として出力する処理を実施する。
マクロブロックエンコード部４２は動画像信号における各ピクチャを複数のマクロブロックに分割する処理を実施する。
また、マクロブロックエンコード部４２はスライスヘッダエンコード部４１によるスライスヘッダの符号化が完了すると、マクロブロック毎に、画質制御部３のＱＰ決定部３３により決定されたＱＰを用いて圧縮符号化し、そのマクロブロックの圧縮符号化結果をビットストリーム（動画像圧縮符号化データ）として出力する処理を実施する。
【００５４】
なお、スライスエンコード部４は、マクロブロック単位の圧縮符号化が完了する毎に、マクロブロックエンコード部４２により圧縮符号化が行われたマクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓ（この実施の形態２では、常に、Ｐ＿ＭＢｓ＝１となる）を画質制御部３に出力するとともに、スライスヘッダエンコード部４１から出力されたビットストリームの符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ）と、マクロブロックエンコード部４２から出力されたビットストリームの符号量（Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）とを合計し、合計の符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を画質制御部３に出力する。
【００５５】
図９では、動画像符号化装置の構成要素である目標符号量決定部３１、シーンチェンジ検出部３２、ＱＰ決定部３３、スライスヘッダエンコード部４１及びマクロブロックエンコード部４２がそれぞれ専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵが実装されている半導体集積回路や、ワンチップマイコン）で構成されているものを想定しているが、動画像符号化装置がコンピュータで構成される場合、目標符号量決定部３１、シーンチェンジ検出部３２、ＱＰ決定部３３、スライスヘッダエンコード部４１及びマクロブロックエンコード部４２の処理内容が記述されているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
図１０はこの発明の実施の形態２による動画像符号化装置のＱＰ決定部３３の処理内容を示すフローチャートである。
【００５６】
上記実施の形態１では、動画像符号化装置がスライスを画質の調整単位とするものについて説明したが、この実施の形態２では、マクロブロックを画質の調整単位とするものについて説明する。
マクロブロック単位で画質を調整することにより、より細かな画質の制御が可能となる。
【００５７】
次に動作について説明する。
画質制御部３の目標符号量決定部３１は、目標ビットレートを入力すると、図１の目標符号量決定部１１と同様に、その目標ビットレートからピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）を決定し、そのピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）をシーンチェンジ検出部３２及びＱＰ決定部３３に出力する。
ピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）は動画像信号のピクチャ毎に決定されるが、ピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）の決定方法として、例えば、この実施の形態２においては、ＭＰＥＧ−２に開示されている「ＴＭ−５のＳＴＥＰ１」の方法を用い、目標ビットレートから計算する。
【００５８】
ＱＰ決定部３３は、スライスエンコード部４に出力するＱＰを決定する。
ＱＰ決定部３３によるＱＰの決定方法の詳細は後述するが、動画像信号における先頭のピクチャの符号化を開始する際には、予め設定されているＱＰの初期値をスライスエンコード部４に出力する。例えば、この実施の形態２においては、符号化方式が「Ｈ．２６４／ＡＶＣ」であるため、ＱＰの初期値として“ＱＰ＝３０”を用いることとする。
また、先頭ピクチャ以外のピクチャ（２番目〜最後のピクチャ）の符号化を開始する際には、前ピクチャの最終処理で決定したＱＰを、現ピクチャの先頭マクロブロックの圧縮符号化に用いるＱＰとしてスライスエンコード部４に出力する。
なお、ＱＰ決定部３３は、詳細は後述するが、各ピクチャに含まれているマクロブロックの圧縮符号化に用いるＱＰをマクロブロック単位で更新する。
【００５９】
スライスエンコード部４は、動画像信号における各ピクチャを複数のマクロブロックに分割し、マクロブロック毎に、ＱＰ決定部３３から出力されたＱＰを用いて圧縮符号化し、そのマクロブロックの圧縮符号化結果を示すビットストリームを出力する。
ただし、スライスエンコード部４におけるマクロブロックの圧縮符号化の処理は、スライスにおける先頭のマクロブロックを符号化する場合と、先頭以外のマクロブロックを符号化する場合とで異なる。
【００６０】
（１）スライスにおける先頭のマクロブロックを符号化する場合の処理内容
スライスエンコード部４のスライスヘッダエンコード部４１は、ＱＰ決定部３３がＱＰを決定すると、そのＱＰを含むスライスヘッダを符号化し、そのスライスヘッダの符号化結果をビットストリームとして出力する。
このとき、スライスエンコード部４は、スライスヘッダエンコード部４１から出力されたビットストリームの符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ）を記憶する。
【００６１】
マクロブロックエンコード部４２は、動画像信号を入力すると、その動画像信号における各ピクチャを複数のマクロブロックに分割する。
マクロブロックエンコード部４２は、スライスエンコード部４によるスライスヘッダの符号化が完了すると、ＱＰ決定部１３により決定されたＱＰを用いて、スライスにおける先頭のマクロブロックを圧縮符号化し、そのマクロブロックの圧縮符号化結果をビットストリームとして出力する。
【００６２】
このとき、スライスエンコード部４は、マクロブロックエンコード部４２から出力されたビットストリームの符号量（Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を記憶し、先頭のマクロブロックの圧縮符号化が終了すると、スライスヘッダエンコード部４１から出力されたビットストリームの符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ）と、マクロブロックエンコード部４２から出力されたビットストリームの符号量（Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）とを合計し、合計の符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を画質制御部３に出力する。
また、スライスエンコード部４は、マクロブロックエンコード部４２により圧縮符号化が行われたマクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓ（この実施の形態２では、常に、Ｐ＿ＭＢｓ＝１となる）を画質制御部３に出力する。
【００６３】
（２）スライスにおける先頭以外のマクロブロックを符号化する場合の処理内容
スライスエンコード部４は、スライスヘッダのビットストリームに含まれる符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ）を“０”として、マクロブロックのエンコードを行う。
マクロブロックエンコード部４２は、ＱＰ決定部１３により決定されたＱＰを用いて、スライスにおける先頭以外の１つのマクロブロックを圧縮符号化し、そのマクロブロックの圧縮符号化結果をビットストリームとして出力する。
【００６４】
このとき、スライスエンコード部４は、マクロブロックエンコード部４２から出力されたビットストリームの符号量（Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を記憶し、先頭以外の１つのマクロブロックの圧縮符号化が終了すると、スライスヘッダエンコード部４１から出力されたビットストリームの符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ）＝０と、マクロブロックエンコード部４２から出力されたビットストリームの符号量（Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）とを合計し、合計の符号量（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を画質制御部３に出力する。
また、スライスエンコード部４は、マクロブロックエンコード部４２により圧縮符号化が行われたマクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓ（この実施の形態２では、常に、Ｐ＿ＭＢｓ＝１となる）を画質制御部３に出力する。
【００６５】
画質制御部３のシーンチェンジ検出部３２は、スライスエンコード部４によるマクロブロック単位の圧縮符号化が完了する毎に、シーンチェンジの有無を判定する。
ＱＰ決定部３３は、シーンチェンジ検出部３２によるシーンチェンジの検出結果に応じて、スライスエンコード部４に出力するＱＰをマクロブロック単位に更新する。
以下、シーンチェンジ検出部３２及びＱＰ決定部３３の処理内容を具体的に説明する。
【００６６】
シーンチェンジ検出部３２は、スライスエンコード部４によるマクロブロック単位の圧縮符号化が終了する毎に、スライスエンコード部４からビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）と、圧縮符号化が行われたマクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓ＝１を受けると、マクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓに対する符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）を表す直線（傾きが（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）／Ｐ＿ＭＢｓの直線）を用いて、当該ピクチャに含まれている全てのマクロブロックが圧縮符号化された場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）を推定する。
【００６７】
ここでは、単一のマクロブロックで直線の傾き（（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）／Ｐ＿ＭＢｓ）を計算しているが、単一のマクロブロックで直線の傾きを計算すると、局所性依存度が高くなり過ぎてしまうため、直線の傾きを計算する場合、複数のマクロブロックを用いることが望ましい。
この実施の形態２では、シーンチェンジ検出部３２の処理内容を式で表すが（詳細は後述する）、処理内容を示す式では、直線の傾きを計算するための複数のマクロブロックを「マクロブロックユニット」と称し、そのマクロブロックユニットに含まれるマクロブロックの個数をＵ＿ＭＢｓ（Ｕｎｉｔ＿ＭＢｓ）とする。ただし、Ｕ＿ＭＢｓは所定の定数である。
また、マクロブロックユニットに含まれる符号量をＵ＿Ｃｏｄｅｓ（Ｕｎｉｔ＿Ｃｏｄｅｓ）とする。実際は、マクロブロックユニットに含まれる個々のマクロブロックの符号量を管理しながら、マクロブロックユニットに含まれる符号量Ｕ＿Ｃｏｄｅｓを更新する必要がある。
【００６８】
次に、シーンチェンジ検出部３２は、図１のシーンチェンジ検出部１２と同様に、シーンチェンジの有無を判定する際に用いる閾値として、シーンチェンジ検出ポイントを算出する。
例えば、目標符号量決定部３１により決定されたピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）を定数倍することで（図７の例では、Ｎ＝３．０として、Ｎ倍している）、シーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）を算出する。
【００６９】
次に、シーンチェンジ検出部３２は、図１のシーンチェンジ検出部１２と同様に、推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）とシーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）を比較し、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がシーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）より大きければ、シーンチェンジが有ると判定し、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がシーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）より大きくなければ、シーンチェンジが無いと判定する。
なお、シーンチェンジ検出部３２は、シーンチェンジが有ると判定すると、シーンチェンジが有る旨を示す検出フラグをＱＰ決定部３３に出力する。
【００７０】
ここで、シーンチェンジ検出部３２の処理内容を式で表すと以下のようになる。
・マクロブロック数関連変数
Ｓ＿ＭＢｓ：符号化済マクロブロック累積合計数
Ｐ＿ＭＢｓ：直前符号化済マクロブロック数（実施の形態２では必ず１となる）
・符号量関連変数
Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ：ピクチャ目標符号量
Ｓ＿Ｃｏｄｅｓ：符号化済累積符号量
Ｐ＿Ｃｏｄｅｓ：直前マクロブロック符号量
Ｕ＿Ｃｏｄｅｓ：マクロブロックユニット符号量
Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ：推定符号量
・定数
Ｔ＿ＭＢｓ：ピクチャのトータルのマクロブロック数
Ｕ＿ＭＢｓ：マクロブロックユニットに含まれるマクロブロック数（例えば１０個）
Ｎ＝３．０
【００７１】
ＳＴＥＰ（１）    ピクチャ符号化開始時に初期化
Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ：目標符号量決定部３１から出力される
Ｓ＿ＭＢｓ＝０
Ｓ＿Ｃｏｄｅｓ＝０
ＳＴＥＰ（２）    各マクロブロックエンコード終了後のシーンチェンジ検出
Ｐ＿Ｃｏｄｅｓ：スライスエンコード部４から出力される
Ｕ＿Ｃｏｄｅｓの更新
2011061534.tif 000005
2011061534.tif 000006
2011061534.tif 000007
2011061534.tif 000008
式（２）が成立する場合に、シーンチェンジが有ると判定する
【００７２】
ピクチャの符号化が終了であれば、ＳＴＥＰ（１）に戻り、ピクチャの符号化が終了でなければ、スライスエンコード部４からビットストリームの符号量の合計値（Ｈ＿Ｃｏｄｅｓ＋Ｍ＿Ｃｏｄｅｓ）と、圧縮符号化が行われたマクロブロックの個数Ｐ＿ＭＢｓ＝１とを受ける毎に、ＳＴＥＰ（２）の処理を繰り返し実施する。
【００７３】
ＱＰ決定部３３は、シーンチェンジ検出部３２がマクロブロック単位でシーンチェンジの有無を判定する毎に、その判定結果に応じて、スライスエンコード部４に出力するＱＰを更新する。
ＱＰ決定部３３は、マクロブロック単位でＱＰを更新する点で、スライス単位でＱＰを更新する図１のＱＰ決定部１３と相違している。
【００７４】
ＱＰ決定部３３は、シーンチェンジ検出部３２によるマクロブロック単位のシーンチェンジの検出処理が終了するまで待機し（ステップＳＴ２１）、シーンチェンジ検出部３２から推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）と検出フラグが出力されると、シーンチェンジが有るものと認識し、シーンチェンジ検出部３２から推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）だけが出力されて、検出フラグが出力されなければ、シーンチェンジが無いものと認識する（ステップＳＴ２２）。
【００７５】
ＱＰ決定部３３は、シーンチェンジが無いものと認識すると、目標符号量決定部３１により決定されたピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）に定数Ｔｈ１（例えば、Ｔｈ１＝０．９５）を乗算するとともに、そのピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）に定数Ｔｈ２（例えば、Ｔｈ２＝１．０５）を乗算する。
ＱＰ決定部３３は、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）とＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ１を比較するとともに（ステップＳＴ２３）、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）とＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ２を比較する（ステップＳＴ２４）。
【００７６】
ＱＰ決定部３３は、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ１より小さければ、次のマクロブロックの圧縮符号化における符号量をやや多くするため、次のマクロブロックの圧縮符号化に用いるＱＰであるＮ＿ＱＰをやや下げる（Ｎ＝Ｎ＿ＱＰ−１）ように更新する（ステップＳＴ２５）
このＱＰの更新処理は、図５におけるＢの符号化終了時点の更新処理に相当する。
【００７７】
ＱＰ決定部３３は、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ２より大きければ、次のマクロブロックの圧縮符号化における符号量をやや抑えるため、次のマクロブロックの圧縮符号化に用いるＱＰであるＮ＿ＱＰをやや上げる（Ｎ＿ＱＰ＝Ｎ＿ＱＰ＋１）ように更新する（ステップＳＴ２６）
このＱＰの更新処理は、図５におけるＡ，Ｃの符号化終了時点の更新処理に相当する。
【００７８】
ＱＰ決定部３３は、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ１より大きく、かつ、その推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）がＴ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｔｈ２より小さい場合、現マクロブロックに用いられたＱＰを、引き続き、次のマクロブロックの圧縮符号化に用いても、ネットワークの帯域に合う符号化が可能であるため、そのＱＰの更新処理を実施しない。
【００７９】
ＱＰ決定部３３は、シーンチェンジが有るものと認識すると、次のマクロブロックの圧縮符号化に用いるＱＰであるＮ＿ＱＰを、動画像の画質を最低保証の画質まで落とす量子化パラメータであるＭＡＸ＿ＱＰ（例えば、ＭＡＸ＿ＱＰ＝５１）に更新する（ステップＳＴ２７）。
Ｈ．２６４では、規格の定める最大ＱＰ値が“５１”であるため、単純にＭＡＸ＿ＱＰ＝５１としてもよいが、ＱＰ＝５１で符号化した場合は一般に画質が低下し過ぎるため、例えば、ＭＡＸ＿ＱＰ＝４０などとして、最低画質を保証することも可能である。
このＱＰの更新処理は、図７及び図８に示されている符号化終了時点の更新処理に相当する。
【００８０】
ＱＰ決定部３３は、次のマクロブロックの圧縮符号化に用いるＮ＿ＱＰを決定すると、そのＮ＿ＱＰをスライスエンコード部４に出力する（ステップＳＴ２８）。
ＱＰ決定部３３におけるステップＳＴ２１〜ＳＴ２８の処理は、ピクチャの最終マクロブロックに係るＱＰの決定が完了するまで繰り返し実施する（ステップＳＴ２９）。
【００８１】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、スライスエンコード部４によるマクロブロック単位の圧縮符号化が完了する毎に、今回圧縮符号化が行われたマクロブロックの圧縮符号化データの符号量から、そのマクロブロックの圧縮符号化に用いられたＱＰと同じＱＰを用いて、そのマクロブロック以降のマクロブロックの圧縮符号化が行われた場合の当該ピクチャの圧縮符号化データの符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）を推定し、その推定の符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）と目標符号量決定部３１により決定された目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）からシーンチェンジの有無を判定するシーンチェンジ検出部３２を設け、ＱＰ決定部３３が、シーンチェンジ検出部３２によりシーンチェンジが無い旨の判定がなされた場合、シーンチェンジ検出部３２により推定された符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）と目標符号量決定部３１により決定された目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）の大小関係に応じて、スライスエンコード部４に出力するＱＰを更新し、シーンチェンジ検出部３２によりシーンチェンジが有る旨の判定がなされた場合、スライスエンコード部４に出力するＱＰを動画像の画質を最低保証の画質まで落とす量子化パラメータに更新するように構成したので、符号化処理と全く異なる前処理を実施することによる演算量の増大を招くことなく、動画像の滑らかさを保持したままネットワークの帯域に合う符号化を行うことができる効果を奏する。
【００８２】
また、この実施の形態２によれば、マクロブロック単位でＱＰを調整しているので、上記実施の形態１よりも、早い段階でシーンチェンジを検出することが可能となり、より細かな画質制御を行うことができる効果を奏する。
【００８３】
なお、この実施の形態２では、符号化方式が「Ｈ．２６４／ＡＶＣ」である例を説明したが、これはあくまでも一例であり、例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣと類似の符号化方式（例えば、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４  Ｖｉｓｕａｌ、ＳＭＰＴＥ  ＶＣ−１）についても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００８４】
実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、シーンチェンジ検出部１２，３２が、シーンチェンジの有無を判定する際に用いる閾値として、シーンチェンジ検出ポイントを算出する際、目標符号量決定部１１，３１により決定されたピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）を定数倍することで（図７の例では、Ｎ＝３．０として、Ｎ倍している）、シーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）を算出しているものについて示したが、定数倍を固定値とせずに、定数倍を適宜変更することで、符号化済みのマクロブロックの個数に連動して、
シーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）を変動させるようにしてもよい。
即ち、スライスエンコード部２，４による圧縮符号化済みのマクロブロックの個数が増えて、未だ圧縮符号化が行われていないマクロブロックの個数が減ってくると、定数倍の値（Ｎの値）を小さくすることで（Ｎを変数化する）、シーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）を下げるようにしてもよい。
【００８５】
具体的には、シーンチェンジ検出部１２，３２がシーンチェンジ検出ポイントを算出する際、例えば、符号化済みのマクロブロックの個数が、ピクチャ全体のマクロブロックの個数の半分より少ない段階では、定数倍を示すＮの値として“３”を使用し、符号化済みのマクロブロックの個数が、ピクチャ全体のマクロブロックの個数の半分に到達すると、定数倍を示すＮの値として“２”を使用するものとする。
【００８６】
図１１はシーンチェンジが有る場合のＱＰの更新方法の一例を示す説明図である。
図１１の例では、符号化済みのマクロブロックの個数が、ピクチャ全体のマクロブロックの個数の半分に到達しているので、シーンチェンジ検出部１２，３２が、目標符号量決定部１１，３１により決定されたピクチャ目標符号量（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ）を２倍することで、シーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×２）を算出している。
このため、この実施の形態３におけるシーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×２）が、上記実施の形態１，２におけるシーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×３）より小さな値になるため、上記実施の形態１，２よりシーンチェンジが有ると判定される可能性が高くなる。
【００８７】
ピクチャの先頭付近では、画質調整で符号量を調整することが可能なマクロブロック（未だ圧縮符号化が行われていないマクロブロックの個数）が数多く残っているため、シーンチェンジ検出ポイントを大きくして、シーンチェンジが検出されなくてもかまわないが、圧縮符号化済みのマクロブロックの個数が増えて、画質調整で符号量を調整することが可能なマクロブロックの個数が減ってくると、仮に、推定符号量（Ｅ＿Ｃｏｄｅｓ）が大きなシーンチェンジ（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）を超えることで、シーンチェンジを検出して、符号量の調整を行っても、その符号量の調整が間に合わず、符号量がオーバーする可能性がある。
【００８８】
そこで、この実施の形態３では、圧縮符号化済みのマクロブロックの個数が増えて、画質調整で符号量を調整することが可能なマクロブロックの個数（未だ圧縮符号化が行われていないマクロブロックの個数）が減ってきたら、なるべく早い段階からシーンチェンジを検出して、符号量の調整を行うことができるようにするために、シーンチェンジ検出ポイントを下げるようにしている。
【００８９】
以下、シーンチェンジ検出部１２，３２によるシーンチェンジ検出ポイントの算出に用いるＮの計算方法を説明する。
Ｎの計算方法は下記の式（３）で示される。
式（３）では、Ｎは、ピクチャ全体のマクロブロックの個数に対する未だ圧縮符号化が行われていないマクロブロックの個数の割合に依存しており、最大値ＮMAX（例えば、３．０）から最小値ＮMIN（例えば、１．２）まで順次減少する。
2011061534.tif 000009
【００９０】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、スライスエンコード部２，４による圧縮符号化済みのマクロブロックの個数が増えて、未だ圧縮符号化が行われていないマクロブロックの個数が減ってくると、定数倍の値（Ｎの値）を小さくすることで（Ｎを変数化する）、シーンチェンジ検出ポイント（Ｔ＿Ｃｏｄｅｓ×Ｎ）を下げるように構成したので、なるべく早い段階からシーンチェンジを検出して、符号量の調整を行うことができるようになり、符号量がオーバーする可能性を低減することができる。ひいては、動画像の滑らかさを保持したままネットワークの帯域に合う符号化を行うことができる効果を奏する。
【００９１】
実施の形態４．
図１２はこの発明の実施の形態４による動画像符号化装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１２では、上記実施の形態１における図１の動画像符号化装置に適用する例を示しているが、上記実施の形態２における図９の動画像符号化装置に適用するようにしてもよい。
シーンチェンジ検出部５１は図１のシーンチェンジ検出部１２又は図９のシーンチェンジ検出部３２と同様にして、シーンチェンジの有無を判定する処理を実施する。
ただし、シーンチェンジ検出部５１は画像内容の更新頻度が高いマクロブロックを示す更新高頻度領域情報である映像内容更新頻度高領域マップを入力して、更新頻度が高いマクロブロックを認識すると、そのマクロブロックにおけるシーンチェンジの判定処理（または、更新頻度が高いマクロブロックを含むスライスにおけるシーンチェンジの判定処理）を実施しない旨をＱＰ決定部５２に通知する処理も実施する。なお、シーンチェンジ検出部５１はシーンチェンジ判定手段を構成している。
【００９２】
ＱＰ決定部５２は図１のＱＰ決定部１３又は図９のＱＰ決定部３３と同様にして、ＱＰを決定する処理を実施する。
ただし、ＱＰ決定部５２はシーンチェンジ検出部５１からシーンチェンジの判定処理を実施しない旨の通知を受けると、シーンチェンジの判定処理が行われないマクロブロックの圧縮符号化データの符号量が抑えられるＱＰをスライスエンコード部２に出力する処理も実施する。なお、ＱＰ決定部５２は量子化パラメータ更新手段を構成している。
図１３は映像内容更新頻度高領域マップを示す説明図である。
【００９３】
上記実施の形態１では、シーンチェンジ検出部１２がスライス単位でシーンチェンジの有無を判定し、上記実施の形態２では、シーンチェンジ検出部３２がマクロブロック単位でシーンチェンジの有無を判定するものについて示したが、この実施の形態４では、更新頻度が高いマクロブロックについては、シーンチェンジの有無を判定しないものについて説明する。
即ち、この実施の形態４では、システムとして動画像の内容がある程度既知である場合、特に更新頻度が高い画像内の領域が既知である場合、その領域についてはシーンチェンジの有無を判定しないで、上記実施の形態１〜３よりも、高度な画質制御を行うものについて説明する。
具体的には、以下の通りである。
【００９４】
シーンチェンジ検出部５１は、画像内容の更新頻度が高いマクロブロックを示す映像内容更新頻度高領域マップを入力する。
映像内容更新頻度高領域マップは、ピクチャにおいて、更新頻度が高いマクロブロックを示す情報であり、図１３の例では、ピクチャの左上の領域が、更新頻度が高いマクロブロックであることを示している。
更新頻度が高いマクロブロックは、符号量が多くなるため、事前に早い段階から画質の調整を図る必要性がある領域である。
画像内容の更新頻度が高いものとして、例えば、字幕スーパーや、激しく動くマスコットキャラクターなどが考えられ、これらはシステムとして、動画像のどの位置にあるかが事前に分かり得るものが多い。
【００９５】
シーンチェンジ検出部５１は、映像内容更新頻度高領域マップを入力すると、その映像内容更新頻度高領域マップを参照して、画像内容の更新頻度が高いマクロブロックを認識し、そのマクロブロックにおけるシーンチェンジの判定処理（または、更新頻度が高いマクロブロックを含むスライスにおけるシーンチェンジの判定処理）を実施しない旨をＱＰ決定部５２に通知する。
なお、画像内容の更新頻度が高いマクロブロックを除くマクロブロックについては、上記実施の形態１〜３と同様にして、シーンチェンジの有無を判定する。
【００９６】
ＱＰ決定部５２は、シーンチェンジ検出部５１によりシーンチェンジの有無が判定されたマクロブロック（または、シーンチェンジの有無が判定されたマクロブロックのみを含むスライス）の圧縮符号化に用いるＱＰについては、上記実施の形態１〜３と同様にして決定する。
【００９７】
ＱＰ決定部５２は、シーンチェンジ検出部５１からシーンチェンジの判定処理を実施しない旨の通知を受けたマクロブロック（または、シーンチェンジの判定処理を実施しない旨の通知を受けたマクロブロックを含むスライス）の圧縮符号化に用いるＱＰについては、そのマクロブロックでシーンチェンジが無いものとして、そのマクロブロックの圧縮符号化データの符号量が抑えられるＱＰを決定する。
即ち、ＱＰ決定部５２は、更新頻度が高いマクロブロックの圧縮符号化に用いるＱＰを決定するに際して、図４又は図１０のフローチャートにおける定数Ｔｈ１，Ｔｈ２を変数として、Ｔｈ１，Ｔｈ２を算出し、図４又は図１０のフローチャートにおいて、その算出したＴｈ１，Ｔｈ２を用いることでＱＰを決定する。
【００９８】
ＱＰ決定部５２は、以下のようにして、図４又は図１０のフローチャートに適用するＴｈ１，Ｔｈ２を算出する。
・定数
ＴｈMAX：例えば、１．０
ＴｈMIN：例えば、０．７
Ｆ＿ＭＢｓ：１ピクチャに含まれている更新頻度が高いマクロブロックの個数
・マクロブロック数関連変数
Ｒ＿ＭＢｓ：未符号化の更新頻度が高いマクロブロックの個数
・ＱＰ更新のための閾値変数
Ｔｈ１：ＱＰを減少させるための閾値
Ｔｈ２：ＱＰを増加させるための閾値
Ｔｈ：Ｔｈ１，Ｔｈ２を算出するための中間変数
2011061534.tif 000010
Ｔｈ１＝Ｔｈ−０．０５
Ｔｈ２＝Ｔｈ＋０．０５
【００９９】
このように，Ｔｈ１，Ｔｈ２を変数化して、図４又は図１０のフローチャートを適用することにより、予め更新頻度の高いマクロブロックに符号量を多めに割り当てることを可能にして、事前に早い段階から画質の調整を図ることが可能となる。このため、目標符号量を守れる可能性を高めて、動画像の滑らかさも失われないようにすることを可能にしている。
よって、この実施の形態４によれば、上記実施の形態１〜３よりも更に細かな画質制御を行うことができる。
【符号の説明】
【０１００】
１  画質制御部、２  スライスエンコード部（圧縮符号化手段）、３  画質制御部、４  スライスエンコード部（圧縮符号化手段）、１１  目標符号量決定部（目標符号量決定手段）、１２  シーンチェンジ検出部（シーンチェンジ判定手段）、１３  ＱＰ決定部（量子化パラメータ更新手段）、２１  スライスヘッダエンコード部、２２  マクロブロックエンコード部、３１  目標符号量決定部（目標符号量決定手段）、３２  シーンチェンジ検出部（シーンチェンジ判定手段）、３３  ＱＰ決定部（量子化パラメータ更新手段）、４１  スライスヘッダエンコード部、４２  マクロブロックエンコード部、５１  シーンチェンジ検出部（シーンチェンジ判定手段）、５２  ＱＰ決定部（量子化パラメータ更新手段）。
【図１】
2011061534.tif 000011
【図２】
2011061534.tif 000012
【図３】
2011061534.tif 000013
【図４】
2011061534.tif 000014
【図５】
2011061534.tif 000015
【図６】
2011061534.tif 000016
【図７】
2011061534.tif 000017
【図８】
2011061534.tif 000018
【図９】
2011061534.tif 000019
【図１０】
2011061534.tif 000020
【図１１】
2011061534.tif 000021
【図１２】
2011061534.tif 000022
【図１３】
2011061534.tif 000023