(57)【要約】【課題】符号化対象ブロックの領域種別の判定精度を向上させ，視覚特性を損なうことなく効率的な符号量割り当てを実現する。【解決手段】符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを視覚特性を考慮して変更する際，符号化対象ブロックとその近傍ブロックの特徴量を算出し（Ｓ１，Ｓ２），近傍ブロックの特徴量を用いて符号化対象ブロックの特徴量を補正し，補正後の符号化対象ブロックの特徴量を用いて量子化ステップサイズの変動量を算出する（Ｓ３）。その変動量から量子化ステップサイズを算出する（Ｓ４）。近傍ブロックの特徴量を利用することで，符号化対象ブロックが複数の領域のエッジが入り組んだようなブロックであっても，従来方法よりも領域の種別を正しく判定し，最適な符号量を割り当てることが可能になる。【選択図】図１
2008005071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック単位で符号化を行う映像符号化方式において符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを視覚特性を考慮して変更する量子化ステップサイズ変更方法であって，
各ブロック単位に特徴量を算出する過程と，
符号化対象ブロックの特徴量を，符号化対象ブロックの近傍にある近傍ブロックの特徴量により補正する過程と，
補正後の符号化対象ブロックの特徴量から量子化ステップサイズの変動量を算出する過程と，
算出された量子化ステップサイズの変動量を用いて符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを算出する過程とを有する
ことを特徴とする量子化ステップサイズ変更方法。
【請求項２】
請求項１に記載の量子化ステップサイズ変更方法において，
前記近傍ブロックの特徴量により符号化対象ブロックの特徴量を補正する際，近傍ブロックの位置から重み係数を決定し，その重み係数により各近傍ブロックの特徴量を重み付けして符号化対象ブロックの特徴量を補正する
ことを特徴とする量子化ステップサイズ変更方法。
【請求項３】
ブロック単位で符号化を行う映像符号化方式において符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを視覚特性を考慮して変更する量子化ステップサイズ変更方法であって，
各ブロック単位に特徴量を算出する過程と，
符号化対象ブロックの特徴量と所定の閾値とを比較する過程と，
近傍ブロックの特徴量と前記閾値とを比較する過程と，
前記近傍ブロックと閾値との大小関係が，前記符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係と同じである近傍ブロックを選択する過程と，
選択された近傍ブロックの特徴量を利用して，符号化対象ブロックの特徴量を補正する過程と，
補正後の符号化対象ブロックの特徴量から量子化ステップサイズの変動量を算出する過程と，
算出された量子化ステップサイズの変動量を用いて符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを算出する過程とを有する
ことを特徴とする量子化ステップサイズ変更方法。
【請求項４】
ブロック単位で符号化を行う映像符号化方式において符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを視覚特性を考慮して変更する量子化ステップサイズ変更方法であって，
各ブロック単位に特徴量を算出する過程と，
符号化対象ブロックの特徴量と所定の閾値とを比較する過程と，
近傍ブロックの特徴量と前記閾値とを比較する過程と，
前記近傍ブロックと閾値との大小関係が，前記符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係と同じである近傍ブロック数を計測する過程と，
計測した近傍ブロック数から，近傍ブロック数に応じてあらかじめ定められた変動量に基づき量子化ステップサイズの変動量を算出する過程と，
算出された量子化ステップサイズの変動量を用いて符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを算出する過程とを有する
ことを特徴とする量子化ステップサイズ変更方法。
【請求項５】
請求項４に記載の量子化ステップサイズ変更方法において，
前記符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係と同じ大小関係をもつ近傍ブロック数を計測する際，近傍ブロックの位置から重み係数を決定し，近傍ブロック数を計測する際に前記決定した重み係数を加える
ことを特徴とする量子化ステップサイズ変更方法。
【請求項６】
請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の量子化ステップサイズ変更方法において，
前記大小関係を比較する閾値として，現フレームの特徴量の平均値，符号化済みフレームの特徴量の平均値，またはあらかじめ定めた定数のいずれかを用いて，大小関係を比較する
ことを特徴とする量子化ステップサイズ変更方法。
【請求項７】
請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の量子化ステップサイズ変更方法において，
前記量子化ステップサイズの変動量を算出する際，前記符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係から，量子化ステップサイズを増加または減少させる方向を決定する
ことを特徴とする量子化ステップサイズ変更方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の量子化ステップサイズ変更方法において，
前記各ブロックの特徴量を算出する際，ブロック内の輝度信号のＬ１分散，Ｌ２分散，または平均値の統計量から特徴量を算出する
ことを特徴とする量子化ステップサイズ変更方法。
【請求項９】
ブロック単位で符号化を行う映像符号化方式において符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを視覚特性を考慮して算出する量子化ステップサイズ算出装置であって，
各ブロック単位に特徴量を算出する手段と，
算出した特徴量を記憶する手段と，
前記特徴量を記憶する手段に記憶された特徴量を読み出し，符号化対象ブロックの特徴量を，符号化対象ブロックの近傍にある近傍ブロックの特徴量により補正する手段と，
補正後の符号化対象ブロックの特徴量から量子化ステップサイズの変動量を算出する手段と，
算出された量子化ステップサイズの変動量を用いて符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを算出する手段とを備える
ことを特徴とする量子化ステップサイズ算出装置。
【請求項１０】
ブロック単位で符号化を行う映像符号化方式において符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを視覚特性を考慮して算出する量子化ステップサイズ算出装置であって，
各ブロック単位に特徴量を算出する手段と，
算出した特徴量を記憶する手段と，
所定の閾値を記憶する手段と，
前記特徴量を記憶する手段から読み出した符号化対象ブロックの特徴量と前記閾値を記憶する手段に記憶された閾値とを比較する手段と，
前記特徴量を記憶する手段から読み出した近傍ブロックの特徴量と前記閾値を記憶する手段に記憶された閾値とを比較する手段と，
前記近傍ブロックと閾値との大小関係が，前記符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係と同じである近傍ブロックを選択する手段と，
選択された近傍ブロックの特徴量を利用して，符号化対象ブロックの特徴量を補正する手段と，
補正後の符号化対象ブロックの特徴量から量子化ステップサイズの変動量を算出する手段と，
算出された量子化ステップサイズの変動量を用いて符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを算出する手段とを備える
ことを特徴とする量子化ステップサイズ算出装置。
【請求項１１】
ブロック単位で符号化を行う映像符号化方式において符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを視覚特性を考慮して算出する量子化ステップサイズ算出装置であって，
各ブロック単位に特徴量を算出する手段と，
算出した特徴量を記憶する手段と，
所定の閾値を記憶する手段と，
前記特徴量を記憶する手段から読み出した符号化対象ブロックの特徴量と前記閾値を記憶する手段に記憶された閾値とを比較する手段と，
前記特徴量を記憶する手段から読み出した近傍ブロックの特徴量と前記閾値を記憶する手段に記憶された閾値とを比較する手段と，
前記近傍ブロックと閾値との大小関係が，前記符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係と同じである近傍ブロック数を計測する手段と，
計測した近傍ブロック数から，近傍ブロック数に応じてあらかじめ定められた変動量に基づき量子化ステップサイズの変動量を算出する手段と，
算出された量子化ステップサイズの変動量を用いて符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを算出する手段とを備える
ことを特徴とする量子化ステップサイズ算出装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の量子化ステップサイズ変更方法を，コンピュータに実行させるための量子化ステップサイズ変更処理プログラム。
【請求項１３】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の量子化ステップサイズ変更方法を，コンピュータに実行させるための量子化ステップサイズ変更処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，映像符号化の技術に関するものであり，特に，映像符号化における符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを，視覚特性を考慮して変更する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＥＧ−２などの映像符号化方式では，画像をブロックに分割し，ブロック単位に割り当て符号量を変更することができる。この割り当て符号量は，量子化ステップサイズによって制御される。割り当て符号量を増加する場合には，量子化ステップサイズを小さくし，逆に割り当て符号量を減少させる場合には，量子化ステップサイズを大きくする。
【０００３】
ＭＰＥＧ−２テストモデル（非特許文献１参照）では，効率よく符号量を割り当てるために，人間の視覚特性を考慮した符号量の割り当てを行う仕組みが採用されている。この方法は，人間の歪に対する感度差を利用した方法であり，輝度変化が少ない場所（以下，平坦部という）では歪が目立ちやすく，輝度変化の多い場所（テクスチャ部という）では歪が目立ちにくいという特性を利用している。平坦部およびテクスチャ部を判別するための特徴量としては，符号化対象ブロックでの輝度信号の分散が用いられ，それに基づいて量子化ステップサイズが変更される。
【０００４】
しかし，単純に分散で比較した場合，平坦部とテクスチャ部，もしくは平坦部と平坦部の境界がブロック内に存在した場合，その分散は，単なる平坦部に比べて大きくなる。このため，このまま量子化ステップサイズを大きくすると，エッジ部での歪が目立つ。そこで，ＭＰＥＧ−２テストモデルでは，１６画素×１６画素のブロックを８画素×８画素の小ブロックに４分割し，分割された小ブロックごとの分散を求め，４つの小ブロックの最小分散をブロックの分散としている。このような方法によれば，エッジ部でも平坦領域が存在すれば，分散が小さくなり，細かく量子化される。
【０００５】
図１０は，ＭＰＥＧ−２テストモデルでの量子化ステップサイズ算出処理のフローチャートである。
【０００６】
まず，符号化対象ブロックを８×８画素の小ブロックに４分割し，分割された小ブロックごとに輝度の分散を求める（ステップＳ１００）。
【０００７】
【数１】
2008005071.tif 000003
【０００８】
求めた分散ｖａｒ0 ，ｖａｒ1 ，ｖａｒ2 ，ｖａｒ3 の最小値を，符号化対象ブロックの特徴量ａｃｔとする（ステップＳ１０１）。
【０００９】
ａｃｔ＝ｍｉｎ（ｖａｒ0 ，ｖａｒ1 ，ｖａｒ2 ，ｖａｒ3 ）＋１        (5) 
続いて，量子化ステップサイズの変動量Ｎact を次式から求める（ステップＳ１０２）。
【００１０】
【数２】
2008005071.tif 000004
【００１１】
ここで，ａｃｔavg は，直前の符号化済みフレームの特徴量の平均値である。
【００１２】
この結果を用いて，符号化対象ブロックの量子化ステップサイズＱＰを算出する（ステップＳ１０３）。符号化対象ブロックの量子化ステップサイズＱＰは，量子化制御等で算出された基本の量子化ステップサイズＱＰ0 と先に求めた量子化ステップサイズの変動量Ｎact との積とする。
【００１３】
ＱＰ＝ＱＰ0 ・Ｎact                                                 (7) 
ＭＰＥＧ−２テストモデルでは，以上のようにして視覚特性を考慮した量子化制御を実現している。
【００１４】
なお，量子化ステップサイズをブロックごとに変更する技術が記載された先行技術文献としては，例えば，特許文献１，特許文献２などがある。
【００１５】
特許文献１には，上述のＭＰＥＧ−２テストモデルに対し，ブロックの平坦度を加味して量子化ステップサイズを変更する技術が記載されている。しかし，特許文献１の技術は符号化対象ブロックに閉じた技術であり，特許文献１の技術では，後述する本発明の課題を解決することはできない。
【００１６】
特許文献２には，演算コストの削減を目的として，量子化ステップサイズを変更するための特徴量を算出する際に，上述のＭＰＥＧ−２テストモデルにある特徴量を算出せずに，符号化過程で求めた値を流用することで，演算コストの削減を実現する技術が記載されている。しかし，この方法も符号化対象ブロックに閉じた方法である。すなわち，特許文献２の方法で流用する特徴量は，符号化対象ブロックの値のみから算出しており，近傍ブロックの値を用いて符号化対象ブロックの特徴量の計算または補正は行っていない。そのため，特許文献２の技術によっても，後述する本発明の課題を解決することはできない。
【特許文献１】特開平７−１０７４８１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５２５２７号公報
【非特許文献１】ＭＰＥＧ−２テストモデル：MPEG-2, Test Model 5(TM5), Doc.ISO/IEC JTC1/SC29/WG11/N0400, Test Model Editing Committee, Apr. 1993.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ＭＰＥＧ−２テストモデルの従来方法は，画像信号の特徴量を利用することで，ある程度視覚特性に則した符号量割り当てが可能になっている。しかし，画像信号の特性によっては，必ずしも視覚特性に一致した符号量割り当てが実現できているとはいえない。
【００１８】
図１１は，従来技術の問題点を説明する図である。この図では，４つのマクロブロックＡ〜Ｄの位置関係を示している。従来技術では，マクロブロック中のブロックの輝度分散の最小値を特徴量としている。マクロブロックＢ〜Ｄでは，少なくとも１つのブロックが平坦領域なので，各マクロブロックの特徴量は小さくなる。しかし，マクロブロックＡは，顔の境界や，目などにより，すべてのブロックの輝度分散が大きくなる。このため，マクロブロックＡの特徴量が大きくなる。この結果，同じ顔の一部でありながら，マクロブロックＢ〜Ｄは細かく量子化されるのに対し，マクロブロックＡは粗く量子化され，顔の一部に量子化歪が集中し，視覚的な妨害となる。
【００１９】
このように，複数の領域のエッジなどが入り組んだ領域では，特徴量が増加する可能性があり，視覚特性と符号量割り当てが乖離するという問題がある。特に，ビットレートが低い場合や，変動量を大きくした場合に顕著になり，効率的な符号量割り当てができない。
【００２０】
本発明は，上記の問題点の解決を図り，近傍ブロックの特徴量を利用することで，符号化対象ブロックの領域種別の判定精度を向上させ，視覚特性を損なうことなく効率的な符号量割り当てを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は，上記の課題を解決するため，符号化対象ブロックの特徴量だけでなく，近傍ブロックの特徴量も利用して量子化ステップサイズを変化させることを特徴とする。
【００２２】
すなわち，従来方法では，ブロック内に複数のエッジが存在する場合，そのブロックをテクスチャ部と判断してしまうことがある。これに対し，本発明では，複数の領域のエッジが集中することでテクスチャ部と判断されるブロックに対し，近傍ブロックの特徴量と組み合わせて判断することで，エッジ部であるかどうかを認定することを行う。また，周辺にテクスチャ部が多く存在する場合には，符号化対象ブロックも符号化歪が目立ちにくいテクスチャ部である可能性が高いため，量子化ステップサイズをより粗くして発生符号量をセーブすることができるようにする。
【００２３】
このように本発明は，近傍ブロックの特徴量を利用することで，符号化対象ブロックの領域の種別（平坦部，テクスチャ部，エッジ部）の判定精度を向上させることができ，従来方法に比べて最適な符号量割り当てが可能となる。
【００２４】
図１は，本発明の概要を示す量子化ステップサイズ変更処理フローチャートである。図１において，従来技術と大きく異なる点はステップＳ２とステップＳ３である。図１に示すように，本発明では，従来の符号化対象ブロックの特徴量に加えて，符号化対象ブロックの近傍ブロックの特徴量を算出する（ステップＳ１，Ｓ２）。従来技術では，符号化対象ブロックの特徴量のみから量子化ステップサイズの変動量を算出していたが，本発明では，符号化対象ブロックとその近傍ブロックの特徴量から，量子化ステップサイズ変動量を算出し（ステップＳ３），これをもとに量子化ステップサイズを算出し変化させる（ステップＳ４）。
【００２５】
量子化ステップサイズの変動量を算出する方法として，以下の方法がある。
・符号化対象ブロックの特徴量を補正する方法
・特徴量の平均値との大小関係から量子化ステップサイズの変動量を算出する方法
まず，符号化対象ブロックの特徴量を補正する方法について説明する。この方法では，符号化対象ブロックの特徴量を近傍ブロックの特徴量により補正し，補正後の特徴量を符号化対象ブロックの特徴量として，量子化ステップサイズの変動量を算出する。
【００２６】
図２は，符号化対象ブロックの特徴量を補正する場合の量子化ステップサイズ変更処理フローチャートである。
・ステップＳ１０：符号化対象ブロックの特徴量を算出する。
・ステップＳ１１：その近傍ブロックの特徴量を算出する。
・ステップＳ１２：次に，符号化対象ブロックの特徴量を近傍ブロックの特徴量で補正する。
・ステップＳ１３：補正された特徴量から量子化ステップサイズの変動量を算出する。
・ステップＳ１４：変動量を用いて量子化ステップサイズを算出する。
【００２７】
この方法では，符号化対象ブロックの特徴量を補正する際に，近傍ブロックの位置ごとに重み係数を決定し，その重み係数により各近傍ブロックの特徴量を重み付けして，符号化対象ブロックの特徴量を補正してもよい。
【００２８】
また，現フレームの特徴量の平均値，符号化済みフレームの特徴量の平均値，あらかじめ定めた定数などを閾値として，符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係と同じ大小関係をもつ近傍ブロックを選択し，選択された近傍ブロックのみを利用して，符号化対象ブロックの特徴量を補正することもできる。例えば，近傍ブロックの特徴量が大きく，符号化対象ブロックの特徴量が小さい場合，近傍ブロックの影響により補正後の特徴量が大きくなり，結果として符号化対象ブロックの特徴量が小さいにもかかわらず，量子化ステップサイズを増加させる可能性がある。補正に利用する近傍ブロックを選択することで，そのような問題を回避することができる。
【００２９】
次に，特徴量の平均値との大小関係から量子化ステップサイズの変動量を算出する方法について説明する。この方法では，符号化対象ブロックの特徴量と近傍ブロックの特徴量とについて閾値との大小関係を調べ，符号化対象ブロックと同じ大小関係を持つ近傍ブロック数から，量子化ステップサイズの変動量を算出する。
【００３０】
図３は，特徴量の平均値との大小関係から量子化ステップサイズの変動量を算出する場合の量子化ステップサイズ変更処理フローチャートである。
・ステップＳ２０：符号化対象ブロックの特徴量を算出する。
・ステップＳ２１：その近傍ブロックの特徴量を算出する。
・ステップＳ２２：符号化対象ブロックの特徴量と所定の閾値とを比較する。
・ステップＳ２３：また，近傍ブロックの特徴量と所定の閾値とを比較する。
・ステップＳ２４：閾値との大小関係が符号化対象ブロックと同じ近傍ブロック数を計測する。
・ステップＳ２５：計測により得られた値から，量子化ステップサイズの変動量を算出する。
・ステップＳ２６：変動量を用いて量子化ステップサイズを算出する。
【００３１】
ここでも，閾値として，現フレームの特徴量の平均値，符号化済みフレームの特徴量の平均値，あらかじめ定めた定数などを利用する。また，符号化対象ブロックと閾値との大小関係と同じ大小関係をもつ近傍ブロック数を計測する際，近傍ブロックの位置ごとに重み係数を決定し，その重み係数を計測して，近傍ブロック数としても良い。例えば，符号化対象ブロックと接する上下左右の近傍ブロックを４と計測し，対角線上に存在する近傍ブロックは１と計測する。
【００３２】
また，量子化ステップサイズの増加／減少の判定は，符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係により決定することもできる。例えば，符号化対象ブロックの特徴量が閾値より小さい場合には，量子化ステップサイズは，減少させる方向とする。
【００３３】
なお，本発明で用いる重み係数は，あらかじめ近傍ブロックの位置に応じて定義しておくか，符号化対象ブロックと接する距離に応じて算出しても良い。また，本発明で用いる各ブロックの特徴量として，ブロック内の輝度信号の統計量（Ｌ１分散，Ｌ２分散，平均値）を想定している。これ以外にも，色差信号の統計量も利用することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のような方法によれば，視覚特性に基づいて量子化ステップサイズを変動させる際，符号化対象ブロックと近傍ブロックの特徴量を考慮することができ，より効率的な量子化制御が可能となり，符号化効率の向上を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に本発明の実施例を示す。本実施例では，従来方法と同様に，マクロブロックサイズを１６×１６画素とし，マクロブロックを４つの８×８画素の小ブロックに分割し，各小ブロックごとに算出される分散の最小値を符号化対象ブロックの特徴量とする。この特徴量から，量子化ステップサイズ変動量Ｎact を決定する。ベースとなる量子化ステップサイズＱＰfrは，フレーム内で一定とする。
【００３６】
図４に，符号化対象ブロック（Ｃｕｒｒｅｎｔ  ＭＢ）と近傍ブロック（ＭＢ  Ａ〜Ｈ）の関係を示す。図４に示すように，近傍ブロックは，符号化対象ブロックの周囲８ブロックを利用する。
【００３７】
図５に，近傍ブロックに付与した重み係数の例を示す。各近傍ブロックの位置に応じて図５に示すような重み係数ｗi （ｉ＝１，２，... ，８）を用いる。ただし，画面端等で近傍ブロックが存在しない場合には，ｗi ＝０として処理を行う。
【００３８】
まず，実施例１について説明する。図６に，実施例１のフローチャートを示す。まず，符号化対象フレーム内の全ブロックの特徴量ｖａｒj を算出する（ステップＳ３０）。続いて，全ブロックについて，次式により，特徴量を補正する（ステップＳ３１）。なお，特徴量の補正に用いる近傍ブロックの特徴量は，補正前の値を利用する。
【００３９】
【数３】
2008005071.tif 000005
【００４０】
ここで，ｖａｒj は符号化対象ブロックの特徴量，ｖａｒＮi は近傍ブロック（ｉ＝１，２，... ，８）の特徴量を示す。続いて，補正した特徴量の平均値ａｃｔ（式中では上線付きのａｃｔ；以下，同様）を算出する（ステップＳ３２）。補正後の特徴量ａｃｔj と，補正後の特徴量の平均値ａｃｔから，符号化対象ブロックの量子化ステップサイズの変動量Ｎact j を算出する（ステップＳ３３）。
【００４１】
【数４】
2008005071.tif 000006
【００４２】
符号化対象ブロックの量子化ステップサイズＱＰは，ベースとなる量子化ステップサイズＱＰfrと，先に求めた変動量Ｎact j との積とする（ステップＳ３４）。
【００４３】
ＱＰj ＝ＱＰfr・Ｎact j                                           (10)
このようにして，視覚特性を考慮した量子化制御を実現している。
【００４４】
図７は，実施例１の装置構成例を示す図である。実施例１の量子化ステップサイズ算出装置１０は，ブロック特徴量算出部１１，特徴量記憶部１２，符号化対象ブロック特徴量抽出部１３，近傍ブロック特徴量抽出部１４，符号化対象ブロック特徴量補正部１５，量子化ステップサイズ変動量算出部１６，量子化ステップサイズ算出部１７を備える。
【００４５】
ブロック特徴量算出部１１は，符号化対象フレーム内の全ブロックの特徴量を算出し，算出した特徴量を特徴量記憶部１２に格納する。符号化対象ブロック特徴量抽出部１３は，特徴量記憶部１２に格納された符号化対象ブロックの特徴量を読み出し，符号化対象ブロック特徴量補正部１５へ送る。また，近傍ブロック特徴量抽出部１４は，符号化対象ブロックの近傍にあるブロックの各特徴量を特徴量記憶部１２から読み出し，符号化対象ブロック特徴量補正部１５へ送る。
【００４６】
符号化対象ブロック特徴量補正部１５は，符号化対象ブロックの特徴量を近傍ブロックの特徴量により補正する。量子化ステップサイズ変動量算出部１６は，補正後の符号化対象ブロックの特徴量を用いて，符号化対象ブロックの量子化ステップサイズの変動量を算出する。量子化ステップサイズ算出部１７は，量子化ステップサイズ変動量算出部１６が算出した変動量とベースとなる量子化ステップサイズとを用いて，符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを算出する。以上の処理を，符号化対象フレームの各符号化対象ブロックについて繰り返す。
【００４７】
以上の実施例１において，符号化対象ブロックの特徴量の補正に用いる近傍ブロックの特徴量として，すべての近傍ブロックの特徴量を利用するのではなく，後述する実施例２の方法と同様の方法により符号化対象ブロックと同じ特性を持つ近傍ブロックを選択し，選択した近傍ブロックだけを利用して，符号化対象ブロックの特徴量を補正する実施も可能である。
【００４８】
次に，実施例２について説明する。図８に実施例２のフローチャートを示す。本実施例では，大小関係比較のための閾値として，符号化対象フレームの特徴量の平均値を用いている。以下に手順を説明する。
【００４９】
まず，実施例１と同様，符号化対象フレーム内の全ブロックの特徴量ｖａｒj を算出する（ステップＳ４０）。続いて，符号化対象フレームの特徴量の平均値ｖａｒ（式中では上線付きのｖａｒ；以下，同様）を算出する（ステップＳ４１）。続いて，符号化対象ブロックの特徴量ｖａｒj とフレーム内平均値ｖａｒを比較する（ステップＳ４２）。
【００５０】
次に，近傍ブロックの特徴量ｖａｒＮi とフレーム内平均値ｖａｒを比較し（ステップＳ４３），符号化対象ブロックと同じ大小関係を持つ近傍ブロックの数を計測して，この値をスコアｓｃｏｒｅとする（ステップＳ４４）。例えば，ｖａｒj ＞ｖａｒであれば，特徴量のフレーム内平均値ｖａｒよりも大きい特徴量を持つ近傍ブロックの数を調べ，スコアｓｃｏｒｅとする。ここで，スコアｓｃｏｒｅを計測する際，近傍ブロックの位置により，加算する値を重み付けする。
【００５１】
本実施例では，図５に示す重み係数を利用する。例えば，符号化対象ブロックと同じ大小関係を持つ近傍ブロックが，上下左右の位置（ＭＢ  Ｂ，ＭＢ  Ｄ，ＭＢ  Ｅ，ＭＢ  Ｇ）の場合には２を加え，それ以外の近傍ブロック（ＭＢ  Ａ，ＭＢ  Ｃ，ＭＢ  Ｆ，ＭＢ  Ｈ）では１を加える。このようにして求めたスコアｓｃｏｒｅから量子化ステップサイズの変動量を算出する（ステップＳ４５）。
【００５２】
本実施例では，あらかじめスコアｓｃｏｒｅの取りうる範囲である０〜１２に対応する変動量テーブル（ルックアップテーブル）を用意し，それぞれの値に応じて量子化ステップサイズの変動量Ｎact j に変換する。
【００５３】
Ｎact j ＝ＱＰoffset［ｓｃｏｒｅ］                            (11)
なお，変動量テーブルに格納するスコアｓｃｏｒｅに応じた変動量の値は，例えば各種のサンプル画像などを用いた実験によりあらかじめ適当な値を定め，変動量テーブル中に設定しておくようにする。
【００５４】
符号化対象ブロックの量子化ステップサイズＱＰは，ベースとなる量子化ステップサイズＱＰfrと先に求めた変動量Ｎact j から算出する（ステップＳ４６）。ただし，符号化対象ブロックの特徴量ｖａｒj とフレーム内平均値ｖａｒの大小関係により，式が異なる。
【００５５】
【数５】
2008005071.tif 000007
【００５６】
このようにして，視覚特性を考慮した量子化制御を実現している。
【００５７】
図９は，実施例２の装置構成例を示す図である。実施例２の量子化ステップサイズ算出装置２０は，ブロック特徴量算出部２１，特徴量記憶部２２，符号化対象ブロック特徴量抽出部２３，近傍ブロック特徴量抽出部２４，閾値記憶部２５，比較部２６，比較部２７，近傍ブロック数計測部２８，量子化ステップサイズ変動量算出部２９，変動量テーブル３０，量子化ステップサイズ算出部３１を備える。
【００５８】
ブロック特徴量算出部２１は，符号化対象フレーム内の全ブロックの特徴量を算出し，算出した特徴量を特徴量記憶部２２に格納する。符号化対象ブロック特徴量抽出部２３は，特徴量記憶部２２に格納された符号化対象ブロックの特徴量を読み出し，比較部２６へ送る。また，近傍ブロック特徴量抽出部２４は，符号化対象ブロックの近傍にあるブロックの各特徴量を特徴量記憶部２２から読み出し，比較部２７へ送る。
【００５９】
比較部２６は，符号化対象ブロックの特徴量と閾値記憶部２５に記憶されている閾値との大小比較を行う。また，比較部２７は，各近傍ブロックの特徴量と閾値記憶部２５に記憶されている閾値との大小比較を行う。実施例２では，閾値記憶部２５に記憶される閾値は，符号化対象フレーム内の全ブロックの特徴量の平均値である。
【００６０】
近傍ブロック数計測部２８は，比較部２６および比較部２７の比較結果から，近傍ブロックと閾値との大小関係が，符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係と同じである近傍ブロックの数（スコアｓｃｏｒｅ）を計測する。このスコアｓｃｏｒｅの計測では，近傍ブロックの位置により加算する値を重み付けする。量子化ステップサイズ変動量算出部２９は，計測した近傍ブロック数（スコアｓｃｏｒｅ）をもとに，あらかじめスコアｓｃｏｒｅに応じて変動量が設定されている変動量テーブルを参照し，該当する変動量を量子化ステップサイズの変動量とする。量子化ステップサイズ算出部３１は，量子化ステップサイズ変動量算出部２９が求めた変動量とベースとなる量子化ステップサイズとを用いて，符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを算出する。以上の処理を，符号化対象フレームの各符号化対象ブロックについて繰り返す。
【００６１】
なお，本実施例では，量子化ステップサイズの変動をベースの量子化ステップサイズに対する積により算出しているが，加減算によっても実現することができる。また，全ブロックの特徴量を先に求めることで，特徴量の平均値として符号化対象フレームの特徴量の平均値を用いているが，直前の符号化済みフレームの特徴量の平均値を用いても良い。
【００６２】
実施例２では，スコアと量子化ステップサイズの変動量を１つの変動量テーブル（ルックアップテーブル）から求めているが，増加用と減少用の２種類のテーブルを用意しても良い。また，スコアをパラメータとする式から求めることも可能である。加えて，変動量を増加または減少だけに限定することもできる。
【００６３】
本発明は，実施例１，２で説明した技術的要素を組み合わせて実施することも可能である。本発明の実施の形態の特徴を列挙すると以下のとおりである。
（１）実施の形態１は，ブロック単位で符号化を行う映像符号化方式において，符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを視覚特性を考慮して変更する際，各ブロック単位に特徴量を算出する手段と，符号化対象ブロックと近傍ブロックの特徴量を抽出する手段と，抽出した各ブロックの特徴量から量子化ステップサイズの変動量を算出する手段を有し，符号化対象ブロックと近傍ブロックの特徴量を用いて符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを変更することを特徴とする。
（２）実施の形態２は，実施の形態１において，符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを変更する際，符号化対象ブロックの特徴量を近傍ブロックの特徴量により補正し，補正後の特徴量から量子化ステップサイズの変動量を算出することを特徴とする。
（３）実施の形態３は，上記実施の形態２において，近傍ブロックの特徴量により符号化対象ブロックの特徴量を補正する際，近傍ブロックの位置から重み係数を決定し，決定した重み係数により各近傍ブロックの特徴量を重み付けして符号化対象ブロックの特徴量を補正することを特徴とする。
（４）実施の形態４は，上記実施の形態１から３のいずれかにおいて，符号化対象ブロックの量子化ステップサイズを変更する際，符号化対象ブロックの特徴量と閾値とを比較する手段と，近傍ブロックの特徴量と閾値とを比較する手段と，符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係と同じ大小関係をもつ近傍ブロックを選択する手段とを有し，選択された近傍ブロックのみを利用して，符号化対象ブロックの特徴量を補正することを特徴とする。
（５）実施の形態５は，上記実施の形態１において，近傍ブロックの特徴量から量子化ステップサイズの変動量を算出する際，符号化対象ブロックの特徴量と閾値とを比較する手段と，近傍ブロックの特徴量と閾値とを比較する手段と，符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係と同じ大小関係をもつ近傍ブロック数を計測する手段と，計測した近傍ブロック数から量子化ステップサイズの変動量を算出する手段とを有することを特徴とする。
（６）実施の形態６は，上記実施の形態５において，符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係と同じ大小関係をもつ近傍ブロックの数を計測する際，近傍ブロックの位置から重み係数を算出する手段と，ブロック数を計測する際に決定した重み係数を加える手段とを有し，計測した近傍ブロック数から量子化ステップサイズの変動量を算出する手段を有することを特徴とする。
（７）実施の形態７は，上記実施の形態４，５，６において，大小関係を比較する閾値として，現フレームの特徴量の平均値，符号化済みフレームの特徴量の平均値，または，あらかじめ定めた定数のいずれかを用いて，大小関係を比較する手段を有することを特徴とする。
（８）実施の形態８は，上記実施の形態５において，近傍ブロックの特徴量から量子化ステップサイズの変動量を算出する際，符号化対象ブロックの特徴量と閾値との大小関係から，量子化ステップサイズを増加または減少させる方向を決定することを特徴とする。
（９）実施の形態９は，上記実施の形態３，６において，重み係数を決定する際，符号化対象ブロックと近傍ブロックが接する距離に応じて重み係数を決定することを特徴とする。
（１０）実施の形態１０は，上記実施の形態１〜９のいずれかにおいて，各ブロックの特徴量を算出する際，ブロック内の輝度信号の統計量（Ｌ１分散，Ｌ２分散，平均値）から特徴量を算出する手段を有することを特徴とする。
【００６４】
以上の量子化ステップサイズ変更の処理は，コンピュータとソフトウェアプログラムとによっても実現することができ，そ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提供することも，ネットワークを通して提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の概要を示す処理フローチャートである。
【図２】符号化対象ブロックの特徴量を補正する場合の量子化ステップサイズ変更処理フローチャートである。
【図３】特徴量の平均値との大小関係から量子化ステップサイズの変動量を算出する場合の量子化ステップサイズ変更処理フローチャートである。
【図４】符号化対象ブロックと近傍ブロックの関係を示す図である。
【図５】近傍ブロックに付与した重み係数の例を示す図である。
【図６】実施例１のフローチャートである。
【図７】実施例１の装置構成例を示す図である。
【図８】実施例２のフローチャートである。
【図９】実施例２の装置構成例を示す図である。
【図１０】ＭＰＥＧ−２テストモデルでの量子化ステップサイズ算出処理のフローチャートである。
【図１１】従来技術の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０，２０  量子化ステップサイズ算出装置
１１，２１  ブロック特徴量算出部
１２，２２  特徴量記憶部
１３，２３  符号化対象ブロック特徴量抽出部
１４  ２４  近傍ブロック特徴量抽出部
１５        符号化対象ブロック特徴量補正部
１６，２９  量子化ステップサイズ変動量算出部
１７，３１  量子化ステップサイズ算出部
２５        閾値記憶部
２６，２７  比較部
２８        近傍ブロック数計測部
３０        変動量テーブル
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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