(57)【要約】【課題】第１の符号化方式による量子化歪みを含んだ画像に近づけるために必要以上の符号量を浪費することが少なくなり符号化効率を向上できるようにする。【解決手段】本発明は、第１の符号化方式により符号化された画像の入力ストリームを、第２の符号化方式により符号化した画像のストリームに変換する符号化方式変換装置において、入力ストリームの画像を第１の符号化方式で復号する復号手段と、復号手段により復号された復号画像を第２の符号化方式で符号化する符号化手段と、復号手段による復号により得られる第１の量子化パラメータを参照して、第２の符号化方式による符号化に係る第２の量子化パラメータを調整する量子化パラメータ制御手段とを備える符号化方式変換装置である。【選択図】      図１
2015186120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の符号化方式により符号化された画像の入力ストリームを、第２の符号化方式により符号化した画像のストリームに変換する符号化方式変換装置において、
上記入力ストリームの画像を第１の符号化方式で復号する復号手段と、
上記復号手段により復号された復号画像を第２の符号化方式で符号化する符号化手段と、
上記復号手段による復号により得られる第１の量子化パラメータを参照して、第２の符号化方式による符号化に係る第２の量子化パラメータを調整する量子化パラメータ制御手段と
を備えることを特徴とする符号化方式変換装置。
【請求項２】
上記量子化パラメータ制御手段が、上記復号手段による復号により、第１の符号化方式による符号化処理で用いられた第１の量子化パラメータ値より小さくならないように、第２の量子化パラメータ値を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の符号化方式変換装置。
【請求項３】
上記量子化パラメータ制御手段が、上記復号手段による復号により得られた第１の量子化パラメータを参照して、第２の量子化パラメータに基づいてレート歪最適化処理に係るラグランジュ乗数を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の符号化方式変換装置。
【請求項４】
第１の符号化方式により符号化された画像の入力ストリームを、第２の符号化方式により符号化した画像のストリームに変換する符号化方式変換装置において、
上記入力ストリームの画像を第１の符号化方式で復号する復号手段と、
上記復号手段により復号された復号画像を第２の符号化方式で符号化する符号化手段と、
上記符号化手段において用いる、第２の符号化方式による符号化に係る第２の量子化パラメータに基づいて決定されるレート歪最適化処理に係るラグランジュ乗数を、上記復号手段による復号により得られる第１の量子化パラメータを参照して調整するラグランジュ乗数制御手段と
を備えることを特徴とする符号化方式変換装置。
【請求項５】
上記量子化パラメータ制御手段もしくはラグランジュ乗数制御手段が、上記第１の量子化パラメータのスケール情報を、上記第２の量子化パラメータのスケール情報に変換したうえで制御に用いるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の符号化方式変換装置。
【請求項６】
上記符号化手段が、上記ラグランジュ乗数制御手段からの上記ラグランジュ乗数を用いて、上記第２の符号化方式に係る符号化処理の動きベクトル探索を行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の符号化方式変換装置。
【請求項７】
上記符号化手段が、上記ラグランジュ乗数制御手段からの上記ラグランジュ乗数を用いて、上記第２の符号化方式に係る符号化処理の符号化モードの選択を行うことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の符号化方式変換装置。
【請求項８】
上記符号化手段が、上記ラグランジュ乗数制御手段からの上記ラグランジュ乗数を用いて、上記第２の符号化方式に係る変換係数の量子化の最適化処理を行うことを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の符号化方式変換装置。
【請求項９】
上記復号手段が、上記第１の量子化パラメータに加えて、復号画像に係る動きベクトル情報や符号化モード情報を抽出して上記符号化手段に与えて、
上記符号化手段が、上記復号手段からの動きベクトル情報や符号化モード情報を、第２の符号化方式による符号化処理に利用する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の符号化方式変換装置。
【請求項１０】
上記第１の符号化方式又は上記第２の符号化方式が、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ方式であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の符号化方式変換装置。
【請求項１１】
上記第１の符号化方式又は上記第２の符号化方式が、Ｈ．２６５／ＭＰＥＧ−Ｈ  ＨＥＶＣ方式であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の符号化方式変換装置。
【請求項１２】
第１の符号化方式により符号化された画像の入力ストリームを、第２の符号化方式により符号化した画像のストリームに変換する符号化方式変換プログラムにおいて、
コンピュータを、
上記入力ストリームの画像を第１の符号化方式で復号する復号手段、
上記復号手段により復号された復号画像を第２の符号化方式で符号化する符号化手段、
上記復号手段による復号により得られる第１の量子化パラメータを参照して、第２の符号化方式による符号化に係る第２の量子化パラメータを調整する量子化パラメータ制御手段
として機能させることを特徴とする符号化方式変換プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化方式変換装置及びプログラムに関し、特に符号化方式の異なる映像ストリームのトランスコードを行う符号化方式変換装置及びプログラムに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＭＰＥＧ（Moving  Picture  Experts  Group）により規格化されたＭＰＥＧ−２やＨ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ（Advanced  Video  Coding：以下、ＡＶＣとも呼ぶ。）等に代表される映像符号化方式による映像情報の圧縮符号化処理は、入力された対象画像を分割した処理単位ごとに、動き補償予測等を行った予測画像と、入力された対象画像との差分である予測残差信号に、離散コサイン変換等の空間変換を施した変換係数を量子化して、これをエントロピー符号化することによって高効率の映像圧縮を実現している。
【０００３】
近年、更なる高画質化、高圧縮効率化のため、Ｈ．２６５／ＭＰＥＧ−Ｈ  ＨＥＶＣ（High  Efficiency  Video  Coding：以下、ＨＥＶＣとも呼ぶ。）が規定されている。
【０００４】
これら種々の映像符号化方式が混在して使用されており、符号化方式の異なる映像ストリームへのトランスコード技術が必要とされている。
【０００５】
符号化方式の異なる映像ストリームへの変換の場合、入力となる第１の符号化方式によるストリームをデコードし、復号画像を入力として第２の符号化方式によるエンコードを行う方法が一般に用いられる（図３参照）。
【０００６】
このようなトランスコードを効率的に行う方法として、例えば特許文献１では、第１の符号化方式によるストリームから得られる動きベクトル情報を利用して第２の符号化方式によるエンコードを行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３０９８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、第１の符号化方式による復号画像を入力画像として第２の符号化方式による符号化処理を行う場合、第１の符号化方式による復号画像は量子化による量子化歪みを含んでおり、第１の符号化方式による符号化前の本来の映像から劣化した映像を符号化することとなる。
【０００９】
このような場合、第２の符号化方式による符号化の際に、通常の符号化処理のように量子化歪みを小さくするように多くの符号量を使用しても第１の符号化方式による量子化歪みを含んだ画像に近づくだけで必ずしも本来の画像に対する画質を改善しているとは限らなかった。
【００１０】
そのため、第１の符号化方式による量子化歪みを含んだ画像に近づけるために必要以上の符号量を浪費することが少なくなり符号化効率を向上させることができる符号化方式変換装置及びプログラムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、次のような構成を備える。
【００１２】
第１の本発明は、第１の符号化方式により符号化された画像の入力ストリームを、第２の符号化方式により符号化した画像のストリームに変換する符号化方式変換装置において、（１）入力ストリームの画像を第１の符号化方式で復号する復号手段と、（２）復号手段により復号された復号画像を第２の符号化方式で符号化する符号化手段と、（３）復号手段による復号により得られる第１の量子化パラメータを参照して、第２の符号化方式による符号化に係る第２の量子化パラメータを調整する量子化パラメータ制御手段とを備えることを特徴とする符号化方式変換装置である。
【００１３】
第２の本発明は、第１の符号化方式により符号化された画像の入力ストリームを、第２の符号化方式により符号化した画像のストリームに変換する符号化方式変換装置において、（１）入力ストリームの画像を第１の符号化方式で復号する復号手段と、（２）復号手段により復号された復号画像を第２の符号化方式で符号化する符号化手段と、（３）符号化手段において用いる、第２の符号化方式による符号化に係る第２の量子化パラメータに基づいて決定されるレート歪最適化処理に係るラグランジュ乗数を、復号手段による復号により得られる第１の量子化パラメータを参照して調整するラグランジュ乗数制御手段とを備えることを特徴とする符号化方式変換装置である。
【００１４】
第３の本発明は、第１の符号化方式により符号化された画像の入力ストリームを、第２の符号化方式により符号化した画像のストリームに変換する符号化方式変換プログラムにおいて、コンピュータを、（１）入力ストリームの画像を第１の符号化方式で復号する復号手段、（２）復号手段により復号された復号画像を第２の符号化方式で符号化する符号化手段、（３）復号手段による復号により得られる第１の量子化パラメータを参照して、第２の符号化方式による符号化に係る第２の量子化パラメータを調整する量子化パラメータ制御手段として機能させることを特徴とする符号化方式変換プログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１の符号化方式による量子化歪みを含んだ画像に近づけるために必要以上の符号量を浪費することが少なくなり符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る符号化方式変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態に係る符号化方式変換装置１Ａの構成を示すブロック図である。
【図３】従来の符号化方式変換装置の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】
【００１７】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明に係る符号化方式変換装置及びプログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る符号化方式変換装置１の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る符号化方式変換装置１は、各部を搭載した専用ＩＣチップ等のハードウェア的に構成しても良いし、又は、ＣＰＵが実行するプログラムを中心としてソフトウェア的に構成して良いが、機能的には、図１で表すことができる。
【００１９】
図１において、第１の実施形態に係る符号化方式変換装置１は、デコード部１１、エンコード部１２、量子化パラメータ制御部１１１を有する。
【００２０】
符号化方式変換装置１は、第１の符号化方式で符号化された入力ストリームを第１の符号化方式で復号し、その復号で得られた復号画像を、第２の符号化方式で符号化することで、符号化方式を変換した画像を出力ストリームとして出力するものである。
【００２１】
ここで、第１の符号化方式及び第２の符号化方式は、種々の映像符号化方式とすることができ、例えば、ＭＰＥＧ−２、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ、Ｈ．２６５／ＭＰＥＧ−Ｈ  ＨＥＶＣ等のいずれかを適用することができる。なお、第１の符号化方式と第２の符号化方式は、異なる種類の符号化方式であっても良いし、又は、同じ種類の符号化方式であっても良い。
【００２２】
デコード部１１は、第１の符号化方式で符号化された入力ストリームを第１の符号化方式でエントロピー復号して復号画像を生成し、その復号画像をエンコード部１２に与えるものである。また、デコード部１１は、エントロピー復号により得られた符号化単位の量子化パラメータを、量子化パラメータ制御部１１１に与えるものである。
【００２３】
図１に示すように、デコード部１１は、エントロピー復号部１０１、逆量子化部１０２、逆変換部１０３、予測画像生成部１０４、加算部１１２を有する。
【００２４】
エントロピー復号部１０１は、入力された入力ストリームをエントロピー復号して、符号化処理単位毎の変換係数、符号化モード情報、動きベクトル情報等を獲得する。また、エントロピー復号部１０１は、復号により得た、量子化パラメータを逆量子化部１０２に与える。
【００２５】
ここで、入力ストリームの符号化方式（第１の符号化方式）がＭＰＥＧ−２の場合、エントロピー復号部１０１はハフマン符号化方式等を適用できる。この場合、エントロピー復号部１０１は、８×８離散コサイン変換の変換係数、１６×１６ブロック又は８×８ブロックのインター予測情報等を獲得する。
【００２６】
また、入力ストリームの符号化方式がＡＶＣの場合、エントロピー復号部１０１はコンテキスト適応可変長符号化方式（ＣＡＶＬＣ）やコンテキスト適応算術符号化方式（ＣＡＢＡＣ）等を適用でき、エントロピー復号部１０１は、４×４又は８×８の２通りのいずれかのブロックサイズの整数係数、４×４ブロックで９種類・８×８ブロックで９種類・１６×１６ブロックで４種類のいずれかのモードで予測したイントラ予測情報、１６×１６を７種類のいずれかのモードで動きを予測したインター予測情報等を獲得する。
【００２７】
さらに、入力ストリームの符号化方式がＨＥＶＣの場合、エントロピー復号部１０１はコンテキスト適用算術符号化方式（ＣＡＢＡＣ）等を適用でき、エントロピー復号部１０１は、４×４〜３２×３２のいずれかのブロックサイズの整数係数、４×４〜６４×６４ブロックの３５種類のいずれかのモードで予測したイントラ予測情報、８×４／４×８〜６４×６４のいずれかで動きを予測したインター予測情報等を獲得する。
【００２８】
エントロピー復号部１０１は、符号化処理単位毎の量子化パラメータを第１の量子化パラメータとして量子化パラメータ制御部１１１に供給する。
【００２９】
ここで、量子化パラメータについて簡単に説明する。例えば、第１の符号化方式がＭＥＰＧ−２の場合、画像を符号化する符号化器では、映像を構成する画像を所定の符号化処理単位で、符号化処理を行う。このとき、符号化器は、入力された画像と、動き補償予測等の処理により得られた予測画像との差分を算出して、生成した予測残差信号に離散コサイン等の空間変換を行い、その空間変換により変換係数の組が得られる。符号化器では、符号化すべき情報量を削減するために、上記変換係数を量子化する。量子化とは、所定の量子化ステップで変換係数をスケーリングした後、スケーリング後の変換係数を所定のレベル値（整数値）に離散化することをいい、この量子化ステップを決定する指標を量子化パラメータという。
【００３０】
量子化パラメータは、ＭＰＥＧ−２等の場合、量子化ステップサイズを表しており、ＡＶＣやＨＥＶＣの場合、量子化ステップサイズの対数に比例する値を示す。
【００３１】
エントロピー復号部１０１は、エントロピー復号により得られた符号化処理単位毎の量子化パラメータを抽出し、その符号化処理単位の量子化パラメータを第１の量子化パラメータとして量子化パラメータ制御部１１１に供給する。
【００３２】
逆量子化部１０２は、エントロピー復号部１０１により復号された変換係数を、量子化パラメータに従って逆量子化するものである。
【００３３】
逆変換部１０３は、逆量子化された変換係数を逆変換（逆離散コサイン変換等）して、残差画像を生成するものである。
【００３４】
予測画像生成部１０４は、逆変換部１０３により逆変換された残差画像と、動き補償やイントラ予測等を行って予測画像を生成するものである。
【００３５】
加算部１１２は、予測画像生成部１０４で予測画像と、逆変換部１０３からの残差画像とを加算して、復号画像を生成するものである。加算部１１２は、生成した復号画像をエンコード部１２に出力する。
【００３６】
エンコード部１２は、デコード部１１により復号された復号画像を、第２の符号化方式で符号化した符号化画像を出力ストリームとして出力するものである。
【００３７】
図１において、エンコード部１２は、変換部１０５、量子化部１０６、エントロピー符号化部１０７、逆量子化部１０８、逆変換部１０９、予測画像生成部１１０、減算部１１３、加算部１１４を有する。
【００３８】
減算部１１３は、符号化処理単位毎に、予測画像生成部１１０で動き補償予測やイントラ予測を行って生成した予測画像と、入力された復号画像との差分である予測残差信号を求めるものである。
【００３９】
変換部１０５は、減算部１１３からの映像情報を例えば離散コサイン等の空間変換を施すものである。
【００４０】
量子化部１０６は、変換部１０５による空間変換により得られた変換係数等を、量子化パラメータ制御部１１１により制御された第２の量子化パラメータに従って量子化するものである。量子化部１０６は、量子化した変数係数を、エントロピー符号化部１０７及び逆量子化部１０８に与える。
【００４１】
逆量子化部１０８は、量子化部１０６からの量子化された変数係数を、第２の量子化パラメータに従って逆量子化するものである。
【００４２】
逆変換部１０９は、逆量子化部１０８により逆量子化された変換係数を逆変換（逆離散コサイン変換等）して、残差画像を生成するものである。
【００４３】
予測画像生成部１１０は、動き補償予測やイントラ予測等を行って予測画像を生成するものである。予測画像生成部１１０は、生成した予測画像を減算部１１３及び加算部１１４に与える。
【００４４】
加算部１１４は、予測画像生成部１１０で生成された予測画像と、逆変換部１０３からの残差画像とを加算して、出力ストリームを第２の符号化方式の復号器で復号した場合に得られる復号画像を生成するものである。この生成された復号画像は、符号化処理の参照画像として予測画像生成部１１０に与えられる。
【００４５】
エントロピー符号化部１０７は、量子化部１０６からの量子化された変換係数を、所定のエントロピー符号化方式で符号化を行い、予測画像生成部１１０が用いた動きベクトル情報や予測モード情報と共に出力ストリームとして出力するものである。
【００４６】
なお、所定のエントロピー符号化方式は、第２の符号化方式がＭＰＥＧ−２の場合、ハフマン符号化方式等を適用できる。また、第２の符号化方式がＡＶＣの場合、コンテキスト適応可変長符号化方式（ＣＡＶＬＣ）やコンテキスト適応算術符号化方式（ＣＡＢＡＣ）等を適用できる。さらに、第２の符号化方式がＨＥＶＣの場合、コンテキスト適用算術符号化方式（ＣＡＢＡＣ）等を適用できる。
【００４７】
量子化パラメータ制御部１１１は、エントロピー復号部１０１から第１の量子化パラメータと、エンコード部１２が施す第２の符号化方式に係る第２の量子化パラメータとを取得し、第１の量子化パラメータを参照して、第２の量子化パラメータの値が必要以上に小さくならないように制御するものである。
【００４８】
ここで、第２の量子化パラメータは、符号化方式の変換先である第２の符号化方式で用いられるものであり、例えば出力ストリームのビットレートを制御するレート制御部等から供給できるようにしても良い。
【００４９】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係る符号化方式変換装置１における動作を、図１を参照しながら詳細に説明する。
【００５０】
まず、図１において、第１の符号化方式により符号化されたストリームがデコード部１１に入力する。デコード部１１では、エントロピー復号部１０１が入力ストリームに対してエントロピー復号を行い、例えば離散コサイン変換等の変換係数、符号化モード情報、動きベクトル情報等が獲得される。
【００５１】
エントロピー復号部１０１により得られた変換係数は、逆量子化部１０２・逆変換部１０３により逆量子化・逆変換され、予測画像生成部１０４により動き補償やイントラ予測等が行なわれて生成された予測画像と加算されて、復号画像が求められる。
【００５２】
加算部１１２で得られた復号画像は、第２の符号化方式による符号化対象画像として、エンコード部１２に供給されると共に、後続する入力ストリームの復号処理の参照画像として予測画像生成部１０４に供給される。
【００５３】
デコード部１１において、エントロピー復号部１０１では逆量子化部１０２で用いる量子化パラメータが復号され、この符号化処理単位毎の量子化パラメータが第１の量子化パラメータとして量子化パラメータ制御部１１１に供給される。
【００５４】
量子化パラメータ制御部１１１では、第２の符号化方式による符号化のために、例えば図示しないレート制御部等から第２の量子化パラメータが設定される。
【００５５】
ここで、エントロピー復号部１０１から得られる第１の量子化パラメータは復号画像がどの程度の量子化誤差を含んでいるかの指標となり、第２の量子化パラメータを必要以上に小さくしても量子化誤差を含んだ復号画像をより忠実に再現する方向に働くだけで、必ずしも第１の符号化方式による符号化前の本来の映像に近づくとは限らない。
【００５６】
つまり、第２の符号化方式での符号化の際、符号量を削減するために量子化がなされる。量子化パラメータの値を小さくすると、復号画像の歪みは小さくなるが、符号量は多くなる。逆に、量子化パラメータの値を大きくすると、復号画像の歪みは大きくなるが、符号量を少なくすることができる。従って、復号画像の画像品質を向上させるためには、量子化パラメータの値を小さくすることがなされる。しかし、必要以上に第２の量子化パラメータの値を小さくすぎても本来の映像に近づくことはなく、その一方で符号量が多くなるため、符号化効率が低下するとともに符号化方式変換に係る処理負荷が大きくなる。
【００５７】
そこで、量子化パラメータ制御部１１１は、第１の量子化パラメータを参照して、第２の量子化パラメータに対して、値が大きくならないように制限をかける制御を行う。
【００５８】
例えば、量子化パラメータ制御部１１１は、単純に第１の量子化パラメータが下限値となるように又は下限値に近くなるように、第２の量子化パラメータの値を制限するようにしても良い。これにより、第１の符号化方式で復号した復号画像と同等の画像品質としながら、第２の符号化方式での符号量を減らすことができる。
【００５９】
また例えば、量子化パラメータ制御部１１１は、第１の量子化パラメータの値の大きさに応じて、所定の関数式を用いて、第２の量子化パラメータの値が第１の量子化パラメータの値に近づくように補正する等しても良い。
【００６０】
なお、上述したように、量子化パラメータは、符号化方式がＭＰＥＧ−２等の場合、量子化ステップサイズであり、符号化方式がＡＶＣやＨＥＶＣの場合、量子化ステップサイズに比例する値であり、量子化パラメータの種類は異なる。そこで、量子化パラメータ制御部１１１は、第１の量子化パラメータと第２の量子化パラメータとが同じ種類のパラメータとなるように変換処理を行う。
【００６１】
例えば、第１の符号化方式がＭＰＥＧ−２であり、第２の符号化方式がＨＥＶＣである場合、量子化パラメータ制御部１１１は、第１の量子化パラメータである量子化ステップサイズを、量子化ステップサイズの対数に比例する値に変換するようにしても良い。逆に、第１の符号化方式がＡＶＣであり、第２の符号化方式がＭＰＥＧ−２である場合、量子化パラメータ制御部１１１は、第１の量子化パラメータである量子化ステップサイズの対数を、量子化ステップサイズに変換するようにしても良い。これにより、第１の量子化パラメータと第２の量子化パラメータとが同じ種類のパラメータにすることができる。
【００６２】
また、第１の符号化方式と第２の符号化方式とでブロックサイズが異なる場合、量子化パラメータ制御部１１１は、ブロックサイズの変換処理を行うようにしても良い。これにより、変換後のブロックサイズにおいて対応する位置の量子化パラメータの値を求めることができる。
【００６３】
エンコード部１２では、デコード部１１からの復号画像が符号化対象画像として入力される。
【００６４】
エンコード部１２では、減算部１１３が、入力された復号画像を処理単位ごとに、予測画像生成部１１０で動き補償予測やイントラ予測を行って生成した予測画像と、入力された復号画像との差分である予測残差信号を求める。
【００６５】
減算部１１３からの予測残差信号は、変換部１０５により、例えば離散コサイン変換等の空間変換がなされ、空間変換により変換係数の組が得られる。
【００６６】
量子化部１０６では、量子化パラメータ制御部１１１により制御された符号化処理単位毎の第２の量子化パラメータに従って、変換係数が量子化される。
【００６７】
量子化された変換係数は、エントロピー符号化部１０７により例えば可変長符号や算術符号を用いた所定のエントロピー符号化がなされる。そのエントロピー符号化された情報は、予測画像生成部１１０で用いられた動きベクトル情報や予測モード情報と共に、出力ストリームとして出力される。
【００６８】
また、量子化部１０６により量子化された変換係数は、逆量子化部１０８、逆変換部１０９で逆量子化・逆変換される。逆変換された変換係数は、加算部１１４により、予測画像生成部１１０からの予測画像と加算される。これにより、出力ストリームを第２の符号化方式の復号器で復号した場合に得られる復号画像が生成される。また、加算部１１４からの出力される画像は、後続の画像の符号化処理の参照画像として予測画像生成部１１０に供給する。
【００６９】
以上の処理によって、第１の符号化方式によるストリームを第２の符号化方式によるストリームに変換することができる。
【００７０】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
【００７１】
第１の符号化方式による量子化歪みを含んだ画像に近づけるために必要以上の符号量を浪費することが少なくなり符号化効率を向上させることができる。
【００７２】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明に係る符号化方式変換装置及びプログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７３】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
第１の実施形態では、第２の符号化方式による符号化処理に用いる第２の量子化パラメータに対する制御を行う量子化パラメータ制御部を設けたのに対し、第２の実施形態では、第２の符号化方式による符号化処理で使用される、レート歪最適化処理のためのラグランジュ乗数に対して制御を行う点で異なる。
【００７４】
図２は、第２の実施形態に係る符号化方式変換装置１Ａの構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る符号化方式変換装置１Ａは、各部を搭載した専用ＩＣチップ等のハードウェア的に構成しても良いし、又は、ＣＰＵが実行するプログラムを中心としてソフトウェア的に構成して良いが、機能的には、図２で表すことができる。
【００７５】
図２において、第２の実施形態に係る符号化方式変換装置１Ａは、デコード部１１、エンコード部２２、ラグランジュ乗数制御部２１１を有する。
【００７６】
デコード部１１は、第１の実施形態と同様に、エントロピー復号部１０１、逆量子化部１０２、逆変換部１０３、予測画像生成部１０４、加算部１１２を有する。デコード部１１は、第１の実施形態と同一又は対応するものであるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７７】
ラグランジュ乗数制御部２１１は、デコード部１１のエントロピー復号部１０１から第１の量子化パラメータと、エンコード部１２が施す第２の符号化方式に係る第２の量子化パラメータとを取得し、第１の量子化パラメータを参照して、第２の量子化パラメータに基づいて決定されるレート歪み最適化処理のためのラグランジュ乗数を、必要以上に小さな値とならないように制御するものである。
【００７８】
エンコード部２２は、変換部１０５、量子化部２０６、エントロピー符号化部１０７、逆量子化部１０８、逆変換部１０９、予測画像生成部２１０、減算部１１３、加算部１１４を有する。なお、エンコード部２２における、量子化部２０６及び予測画像生成部２１０以外の構成要素は、第１の実施形態と同一又は対応する構成要素であるため、図２では図１と同一の符号を付している。
【００７９】
予測画像生成部２１０は、第１の実施形態と同様に、動き補償予測やイントラ予測等を行って予測画像を生成するものである。また、予測画像生成部２１０は、ラグランジュ乗数制御部２１１で算出されたラグランジュ乗数λを用いて、動き補償に用いる動きベクトルの探索や、予測モードの選択を行う。
【００８０】
量子化部２０６は、ラグランジュ乗数制御部２１１により算出されたラグランジュ乗数λを用いたレート歪最適化処理により、変換部１０５により変換された変換係数を量子化するものである。
【００８１】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態に係る符号方式変換装置１Ａにおける動作を、図２を参照しながら詳細に説明する。
【００８２】
第１の符号化方式により符号化されたストリームがデコード部１１に入力する。デコード部１１では、第１の実施形態と同様に、エントロピー復号部１０１が入力ストリームに対してエントロピー復号を行い、例えば離散コサイン変換等の変換係数、符号化モード情報、動きベクトル情報等が獲得される。
【００８３】
エントロピー復号部１０１により得られた変換係数は、逆量子化部１０２・逆変換部１０３により逆量子化・逆変換され、予測画像生成部１０４により動き補償やイントラ予測等が行なわれて生成された予測画像と加算されて、復号画像が求められる。なお、デコード部１１における復号画像を獲得する動作は、第１の実施形態と同様にして求めることができる。
【００８４】
エントロピー復号部１０１では逆量子化部１０２で用いる量子化パラメータが復号され、この符号化処理単位毎の量子化パラメータが第１の量子化パラメータとしてラグランジュ乗数制御部２１１に供給される。
【００８５】
ラグランジュ乗数制御部２１１では、エントロピー復号部１０１から第１の量子化パラメータを参照して、入力される第２の符号化方式に係る第２の量子化パラメータに基づいて決定されるレート歪み最適化処理のためのラグランジュ乗数を、必要以上に小さな値とならないように制御する。
【００８６】
ここで、ＨＥＶＣ等の符号化方式においては、予測モードや動き補償のための動きベクトルなど、複数の符号化候補から選択が可能であり、符号化候補選択を最適に行うことは符号化効率に大きな影響を与える。このような符号化候補の選択等に利用する技術としてレート歪最適化技術がある。
【００８７】
レート歪最適化技術は、複数の符号化モード等の選択肢について、その選択肢を選択した場合の入力画像に対する歪Ｄと、その選択肢で符号化したときに発生する符号量Ｒと、ラグランジュ乗数入で表されるＲＤコストＪ（Ｊ＝Ｄ＋λＲ）を最小化するような選択をすることによって、レートと歪のトレードオフが最適となるような符号化をする方法である。
【００８８】
ラグランジュ乗数λは、通常量子化パラメータに依存する関数として算出され、歪Ｄとして２乗ノルムを用いる場合は量子化ステップの２乗に比例するような値、歪Ｄとして絶対値ノルムを用いる場合は量子化ステップに比例するような値として算出される。
【００８９】
ＨＥＶＣ等では量子化パラメータが量子化ステップの対数を表すような値であるため、指数関数的な関数によりラグランジュ乗数λが算出される。したがって、例えば、量子化パラメータが小さくなるにしたがって、ラグランジュ乗数λは小さな値となり、符号量Ｒを小さくするよりも歪Ｄを小さくするような候補を優先するように働く。
【００９０】
しかしながら、第１の符号化方式により符号化されたストリームの復号画像を符号化対象画像とする符号化変換処理では、量子化誤差を含んだ復号画像に対する符号化効率を最適化しても、必ずしも第１の符号化方式による符号化前の本来の映像に対する符号化効率が最適であるとは限らない。これは、レート歪最適化処理において、量子化誤差を含んだ復号画像に対する歪ＤでＲＤコストＪを評価しているためである。
【００９１】
そこで、第２の実施形態では、デコード部１１による復号処理の過程で得られる第１の量子化パラメータをエントロピー復号部１０１が抽出して、エントロピー復号部１０１が第１の量子化パラメータをラグランジュ乗数制御部２１１に供給し、エンコード部２２において復号画像に含まれる量子化誤差を考慮したレート歪最適化を行うように、ラグランジュ乗数制御部２１１がラグランジュ乗数λを制御する。
【００９２】
ここで、ラグランジュ乗数制御部２１１では、例えば、ラグランジュ乗数λの算出に用いる第２の量子化パラメータが第１の量子化パラメータよりも小さい場合は第１の量子化パラメータを用いてラグランジュ乗数λを算出する。あるいは、第１の量子化パラメータの値から所定のオフセット分だけ小さな値より、第２の量子化パラメータが小さな場合は、ラグランジュ乗数制御部２１１は、第１の量子化パラメータから所定のオフセット分小さな値をラグランジュ乗数λの算出に用いる。上記の他に、ラグランジュ乗数制御部２１１は、第１の量子化パラメータの値と第２の量子化パラメータの値とを用いて種々の関数に従ってラグランジュ乗数λを算出するようにしても良い。
【００９３】
エンコード部２２では、予測画像生成部２１０が、ラグランジュ乗数制御部２１１で算出されたラグランジュ乗数λを用いて、動き補償に用いる動きベクトルの探索や、予測モードの選択を行う。
【００９４】
また、量子化部２０６において、レート歪最適化技術を用いる量子化処理を行う場合は、この量子化処理で用いるラグランジュ乗数λとしてラグランジュ乗数制御部２１１で算出されたラグランジュ乗数λを用いるようにしても良い。
【００９５】
なお、例えば、予測画像生成部２１０は、動きベクトル探索では歪Ｄに絶対値ノルムを用いて、モード選択には２乗ノルムを用いるなど複数の用途のラグランジュ乗数λを用いるようにしても良く、ラグランジュ乗数制御部２１１は、それぞれの用途のための、複数のラグランジュ乗数λを算出するように構成しても良い。
【００９６】
以上の処理によって、第１の符号化方式によるストリームを第２の符号化方式によるストリームに変換する。
【００９７】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば以下のような効果が得られる。
【００９８】
第１の符号化方式による量子化歪みを考慮したレート歪最適化処理を行うことにより必要以上の歪の最小化作用を抑制でき、符号量の浪費を回避することで符号化効率を向上させることができる。
【００９９】
（Ｃ）他の実施形態
本発明は、上述した第１及び第２の実施形態に限定されず、その他のさまざまな符号化方式変換処理に利用可能である。
【０１００】
例えば、異なる符号化方式間のトランスコード処理に限定されず、同じ符号化方式間のビットレート変換や解像度変換等のトランスコード処理においても適用可能である。
【０１０１】
上記第１及び第２の実施形態は、第１の符号化方式のストリームから得られる情報として量子化パラメータの利用に関して説明したが、その他にも動きベクトル情報や符号化モード情報を抽出して第２の符号化方式による符号化処理を効率的に行うように構成しても良い。
【０１０２】
また、本発明は、上述した第１及び第２の実施形態で説明した構成を有する装置として構成するようにしても良い。例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、携帯電話機、スマートフォン、ゲーム機、携帯端末、テレビジョン受像機、セットトップボックス、デジタルカメラ等に、本発明の構成が搭載されるようにしても良い。また、装置に搭載されるＣＰＵが本発明に係るプログラムを実行して実施するようにしても良い。
【０１０３】
また、１台の装置上でなく、複数台の装置で連携して本発明を実現できるようにしても良い。さらに、本発明は、インターネットに代表されるネットワークと接続可能であり、ネットワークから入力ストリームを受信して符号化方式を変換するようにしても良い。
【０１０４】
また、本発明に係る符号化方式変換装置を搭載する装置は、ＤＶＤディスクやＢｌｕ−Ｒａｙ（登録商標）ディスクやフラッシュ記憶装置等の記録媒体（ディスク）やデジタルビデオカメラ等の映像装置から入力ストリームを入力して、ディスプレイに出力映像を出力したり又は別の記録媒体（ディスク）に記録したりするようにしても良い。
【符号の説明】
【０１０５】
１及び１Ａ…符号化変換装置、
１１…デコード部、１０１…エントロピー復号部、１０２…逆量子化部、１０３…逆変換部、１０４…予測画像生成部、１０５…加算部、
１２…エンコード部、１０５…変換部、１０６及び２０６…量子化部、１０８…逆量子化部、１０９…逆変換部、１１０及び２１０…予測画像生成部、１１３…減算部、１１４…加算部、
１１１…量子化パラメータ制御部、２１１…ラグランジュ乗数制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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