(57)【要約】【課題】階層符号化装置の各階層の符号化器に、各階層の符号化効率や画質を考慮して量子化パラメータを設定する必要があるが、符号化を行う度に目的にあう量子化パラメータを設定することは、量子化についての専門的な知識が必要で、また煩雑なことでもある。【解決手段】下位階層量子化パラメータ算出器１０９は、入力される上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰに基づいて、所定の演算式により下位階層量子化パラメータ保留値ＢａｓｅＱＰ’を算出する。ＢａｓｅＱＰ’は上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰの関数で表される。下位階層量子化パラメータ算出器１０９は、ＢａｓｅＱＰ’と下位階層許容量子化パラメータＣａｐＱＰとの比較結果に応じて、下位階層量子化パラメータをＢａｓｅＱＰ’又はＣａｐＱＰに決定する。これにより、上位階層と下位階層の各符号化画像の各画質のバランスのとれた符号化が専門的な知識を有しなくとも簡単にできる。【選択図】図１
2008078979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される符号化対象の動画像を縮小して得た縮小画像を下位階層量子化パラメータにより量子化した後、符号化して下位階層符号化画像を生成すると共に、前記下位階層量子化パラメータで量子化された前記縮小画像を復号して得た局所画像を拡大し、その拡大局所画像を参照して前記符号化対象の動画像との差分である差分画像を生成し、その差分画像を上位階層量子化パラメータにより量子化した後、符号化して上位階層符号化画像を生成するに際し、前記下位階層量子化パラメータと前記上位階層量子化パラメータの各値を設定することで、前記上位階層符号化画像と前記下位階層符号化画像との符号量を割り当てる動画像符号量割当装置であって、
前記上位階層量子化パラメータ及び前記下位階層量子化パラメータのうち、予め定めた一方の階層の量子化パラメータに基づき他方の階層の量子化パラメータを算出するために、前記下位階層量子化パラメータと前記上位階層量子化パラメータとの差の値に応じて、前記他方の階層の量子化パラメータを特定階層量子化パラメータとして決定するための基準量子化パラメータと、前記特定階層量子化パラメータが前記一方の階層の量子化パラメータに比べてどの程度変化するかを決定する特定階層量子化パラメータ変化率とを設定するパラメータ設定手段と、
前記一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、該一方の階層の量子化パラメータと前記基準量子化パラメータとの差に前記特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、前記基準量子化パラメータとを加算した値を前記特定階層の量子化パラメータとして算出する特定階層の量子化パラメータ算出手段と
を有することを特徴とする動画像符号量割当装置。
【請求項２】
前記パラメータ設定手段は、更に前記特定階層の量子化パラメータの制限値を示す階層許容量子化パラメータを設定する手段であり、
前記特定階層の量子化パラメータ算出手段は、前記一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、該一方の階層の量子化パラメータと前記基準量子化パラメータとの差に前記特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、前記基準量子化パラメータとを加算した値を保留値とし、その保留値が前記階層許容量子化パラメータの値以下のときは、前記保留値を前記特定階層の量子化パラメータとして決定し、前記保留値が前記階層許容量子化パラメータの値より大であるときは前記階層許容量子化パラメータを前記特定階層の量子化パラメータとして決定することを特徴とする請求項１記載の動画像符号量割当装置。
【請求項３】
入力される符号化対象の動画像を縮小して得た縮小画像を符号化して下位階層符号化画像を生成し、前記入力される符号化対象の動画像を前記下位階層符号化画像に基づく階層間予測画像を用いて符号化して上位階層符号化画像を生成した後、前記下位階層符号化画像と前記上位階層符号化画像とを多重化して出力する階層符号化装置において、
前記入力される符号化対象の動画像を縮小処理し、縮小画像を生成する縮小画像生成手段と、
前記縮小画像と下位階層量子化パラメータとを入力として受け、前記縮小画像を前記下位階層量子化パラメータで量子化した信号に対して符号化処理を行って下位階層符号化画像を生成すると共に、その下位階層符号化画像に対して局所復号処理を行って局所復号画像を生成する下位階層符号化手段と、
前記局所復号画像を拡大処理して階層間予測画像を生成する画像拡大手段と、
前記符号化対象の動画像と前記階層間予測画像と上位階層量子化パラメータとを入力として受け、前記符号化対象の動画像と前記階層間予測画像との差分を前記上位量子化パラメータで量子化した信号に対して符号化処理を行って上位階層符号化画像を生成する上位階層符号化手段と、
前記下位階層量子化パラメータ及び前記上位階層量子化パラメータのうち、予め定めた一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、前記予め定めた一方の階層の量子化パラメータに基づき他方の階層の量子化パラメータを算出するために、前記下位階層量子化パラメータと前記上位階層量子化パラメータとの差の値に応じて、前記他方の階層の量子化パラメータを特定階層量子化パラメータとして決定するための基準量子化パラメータと、前記特定階層量子化パラメータが前記一方の階層の量子化パラメータに比べてどの程度変化するかを決定する特定階層量子化パラメータ変化率とが予め設定されており、前記一方の階層の量子化パラメータと前記基準量子化パラメータとの差に前記特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、前記基準量子化パラメータとを加算した値を前記特定階層の量子化パラメータとして算出して前記下位階層符号化手段及び前記上位階層符号化手段のうち特定階層の符号化手段へ出力する量子化パラメータ算出手段と、
前記下位階層符号化画像と前記上位階層符号化画像とを多重化して出力する多重化手段と、
を有することを特徴とする階層符号化装置。
【請求項４】
前記量子化パラメータ算出手段は、更に前記特定階層の量子化パラメータの制限値を示す階層許容量子化パラメータが設定されており、前記一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、該一方の階層量子化パラメータと前記基準量子化パラメータとの差に前記特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、前記基準量子化パラメータとを加算した値を保留値とし、その保留値が前記階層許容量子化パラメータの値以下のときは、前記保留値を前記特定階層の量子化パラメータとして決定し、前記保留値が前記階層許容量子化パラメータの値より大であるときは前記階層許容量子化パラメータを前記特定階層の量子化パラメータとして決定することを特徴とする請求項３記載の階層符号化装置。
【請求項５】
入力される符号化対象の動画像を縮小して得た縮小画像を下位階層量子化パラメータにより量子化した後、符号化して下位階層符号化画像を生成すると共に、前記下位階層量子化パラメータで量子化された前記縮小画像を復号して得た局所画像を拡大し、その拡大局所画像を参照して前記符号化対象の動画像との差分である差分画像を生成し、その差分画像を上位階層量子化パラメータにより量子化した後、符号化して上位階層符号化画像を生成するに際し、前記下位階層量子化パラメータと前記上位階層量子化パラメータの各値を設定することで、前記上位階層符号化画像と前記下位階層符号化画像との符号量を割り当てを、コンピュータにより実行させる階層符号量割当プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記上位階層量子化パラメータ及び前記下位階層量子化パラメータのうち、予め定めた一方の階層の量子化パラメータに基づき他方の階層の量子化パラメータを算出するために、前記下位階層量子化パラメータと前記上位階層量子化パラメータとの差の値に応じて、前記他方の階層の量子化パラメータを特定階層量子化パラメータとして決定するための基準量子化パラメータと、前記特定階層量子化パラメータが前記一方の階層の量子化パラメータに比べてどの程度変化するかを決定する特定階層量子化パラメータ変化率とを設定するパラメータ設定手段と、
前記一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、該一方の階層の量子化パラメータと前記基準量子化パラメータとの差に前記特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、前記基準量子化パラメータとを加算した値を前記特定階層の量子化パラメータとして算出する特定階層の量子化パラメータ算出手段と、
して機能させることを特徴とする符号量割当プログラム。
【請求項６】
前記パラメータ設定手段は、更に前記特定階層の量子化パラメータの制限値を示す階層許容量子化パラメータを設定する手段であり、
前記特定階層の量子化パラメータ算出手段は、前記一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、該一方の階層の量子化パラメータと前記基準量子化パラメータとの差に前記特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、前記基準量子化パラメータとを加算した値を保留値とし、その保留値が前記階層許容量子化パラメータの値以下のときは、前記保留値を前記特定階層の量子化パラメータとして決定し、前記保留値が前記階層許容量子化パラメータの値より大であるときは前記階層許容量子化パラメータを前記特定階層の量子化パラメータとして決定することを特徴とする請求項５記載の符号量割当プログラム。
【請求項７】
入力される符号化対象の動画像を縮小して得た縮小画像を符号化して下位階層符号化画像を生成し、前記入力される符号化対象の動画像を前記下位階層符号化画像に基づく階層間予測画像を用いて符号化して上位階層符号化画像を生成した後、前記下位階層符号化画像と前記上位階層符号化画像とを多重化して出力する階層符号化をコンピュータにより実行させる階層符号化プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記入力される符号化対象の動画像を縮小処理し、縮小画像を生成する縮小画像生成手段と、
前記縮小画像と下位階層量子化パラメータとを入力として受け、前記縮小画像を前記下位階層量子化パラメータで量子化した信号に対して符号化処理を行って下位階層符号化画像を生成すると共に、その下位階層符号化画像に対して局所復号処理を行って局所復号画像を生成する下位階層符号化手段と、
前記局所復号画像を拡大処理して階層間予測画像を生成する画像拡大手段と、
前記符号化対象の動画像と前記階層間予測画像と上位階層量子化パラメータとを入力として受け、前記符号化対象の動画像と前記階層間予測画像との差分を前記上位量子化パラメータで量子化した信号に対して符号化処理を行って上位階層符号化画像を生成する上位階層符号化手段と、
前記下位階層量子化パラメータ及び前記上位階層量子化パラメータのうち、予め定めた一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、前記予め定めた一方の階層の量子化パラメータに基づき他方の階層の量子化パラメータを算出するために、前記下位階層量子化パラメータと前記上位階層量子化パラメータとの差の値に応じて、前記他方の階層の量子化パラメータを特定階層量子化パラメータとして決定するための基準量子化パラメータと、前記特定階層量子化パラメータが前記一方の階層の量子化パラメータに比べてどの程度変化するかを決定する特定階層量子化パラメータ変化率とが予め設定されており、前記一方の階層の量子化パラメータと前記基準量子化パラメータとの差に前記特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、前記基準量子化パラメータとを加算した値を前記特定階層の量子化パラメータとして算出して前記下位階層符号化手段及び前記上位階層符号化手段のうち特定階層の符号化手段へ出力する量子化パラメータ算出手段と、
前記下位階層符号化画像と前記上位階層符号化画像とを多重化して出力する多重化手段と、
して機能させることを特徴とする階層符号化プログラム。
【請求項８】
前記量子化パラメータ算出手段は、更に前記特定階層の量子化パラメータの制限値を示す階層許容量子化パラメータが設定されており、前記一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、該一方の階層量子化パラメータと前記基準量子化パラメータとの差に前記特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、前記基準量子化パラメータとを加算した値を保留値とし、その保留値が前記階層許容量子化パラメータの値以下のときは、前記保留値を前記特定階層の量子化パラメータとして決定し、前記保留値が前記階層許容量子化パラメータの値より大であるときは前記階層許容量子化パラメータを前記特定階層の量子化パラメータとして決定することを特徴とする請求項７記載の階層符号化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動画像階層符号量割当装置、階層符号化装置、階層符号量割当プログラム及び階層符号化プログラムに係り、特に各階層の量子化パラメータを自動的に決定し符号化を行うための動画像階層符号量割当装置、階層符号化装置、階層符号量割当プログラム及び階層符号化プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像の符号化には、単純な１階層のみの符号化に対し、多重の符号化構成を有する階層符号化がある。階層符号化は、下位階層の符号化系列のみで復号が可能であり、上位階層の符号化系列を復号し、下位階層の符号化結果と合成することで、より高画質な再生画像を得ることができるものである。例えば、空間方向の階層化を行う場合、入力画像を縮小した低解像度画像を作成し、その低解像度画像を下位階層で符号化する一方、入力画像を上位階層で符号化し、それら下位階層と上位階層の出力符号化系列を多重化して出力符号化系列を作成するというのが基本的な構成である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は一般的な動画像空間方向階層符号化装置の一例のブロック図を示す。図６に示すように、この動画像空間方向階層符号化装置は、符号化画像入力端子４０１、画像縮小器４０２、下位階層符号化器４０３、画像拡大器４０４、上位階層符号化器４０５、多重化器４０６、ビットストリーム出力端子４０７、上位階層量子化パラメータ入力端子４０８、下位階層量子化パラメータ入力端子４０９からなる。
【０００４】
符号化画像入力端子４０１は、符号化する動画像を入力する端子である。画像縮小器４０２は符号化画像入力端子４０１より入力された符号化する入力画像に対し画像の縮小を行い、縮小画像を生成する機能と、生成した縮小画像を下位階層符号化器４０３に供給する機能とを有する。
【０００５】
下位階層符号化器４０３は、下位階層符号化画像と、下位階層量子化パラメータを入力として受け、下位階層ビットストリームと、局所復号画像を生成する機能と、生成した下位階層ビットストリームは多重化器４０６へ供給し、局所復号画像は画像拡大器４０４へ供給する機能とを有する。下位階層符号化器４０３の詳細は後述する。画像拡大器４０４は、入力した局所復号画像に対し拡大処理を行い、拡大画像を生成する機能と、生成した拡大画像を上位階層符号化器４０５へ供給する機能とを有する。
【０００６】
上位階層符号化器４０５は、入力端子４０１から符号化する入力画像を、画像拡大器４０４から拡大した局所復号画像を、上位階層量子化パラメータ入力端子４０８から上位階層量子化パラメータをそれぞれ入力として受け、画像の符号化を行い、上位階層ビットストリームを出力する機能を有する。上位階層符号化器４０５の詳細は後述する。多重化器４０６は、下位階層ビットストリームと、上位階層ビットストリームとを入力として受け、予め定められた方法でビットストリームを出力形式として多重化し、出力する機能を有する。
【０００７】
ビットストリーム出力端子４０７は、多重化器４０６より出力されたビットストリームを外部へ出力する端子である。上位階層量子化パラメータ入力端子４０８は、上位階層符号化器４０５の符号化における量子化パラメータを入力する端子である。下位階層量子化パラメータ入力端子４０９は、下位階層符号化器４０３の符号化における量子化パラメータを入力する端子である。
【０００８】
次に、図６の動画像空間方向階層符号化装置の動作手順を図７のフローチャートを用いて説明する。まず、下位階層符号化器４０３で符号化すべき下位階層符号化画像を作成する（ステップＳ３０１）。このステップＳ３０１では、入力端子４０１より入力された符号化画像に対して画像縮小器４０２により所定の画像縮小処理を施し、符号化画像の縮小画像を下位階層符号化画像として作成する。
【０００９】
次に、下位階層の符号化を行う（ステップＳ３０２）。このステップＳ３０２では、下位階層符号化器４０３が、下位階層量子化パラメータ入力端子４０９からの下位階層量子化パラメータと画像縮小器４０２よりの下位階層符号化画像とを入力として受け、所定の符号化を行い、得られた下位階層ビットストリームと局所復号画像のうち、下位階層ビットストリームは多重化器４０６へ送り、局所復号画像は画像拡大器４０４へ送る。下位階層符号化器４０３の詳細については後述する。
【００１０】
続いて、上位階層符号化器４０５で階層間予測画像として用いる画像を作成する（ステップＳ３０３）。このステップＳ３０３では、画像拡大器４０４が、下位階層符号化器４０３より出力された局所復号画像を入力として受け、所定の画像拡大処理を施し、階層間予測画像を作成する。そして作成した階層間予測画像を上位階層符号化器４０５へ送る。
【００１１】
続いて、上位階層符号化器４０５により上位階層の符号化を行う（ステップＳ３０４）。上位階層符号化器４０５は、入力された上位階層符号化画像に対し、所定の符号化を行う。そして、上位階層ビットストリームを多重化器４０６へ送る。上位階層符号化器４０５の詳細については後述する。
【００１２】
そして、多重化器４０６において、上位階層符号化ビットストリームと下位階層ビットストリームを多重化し、一つのビットストリームを作成する（ステップＳ３０５）。多重化器４０６は、下位階層符号化器４０３より下位階層ビットストリームを、上位階層符号化器４０５より上位階層ビットストリームをそれぞれ取得し、所定の多重化を行う。そして作成したビットストリームをビットストリーム出力端子４０７より外部へ出力し、処理を終了する。
【００１３】
次に、下位階層符号化器４０３の詳細について説明する。図８は下位階層符号化器４０３の構成図の一例である。動画像符号化器は一般にフレーム間予測による時間方向の冗長性を取り除くことを行うが、ここでは簡単のためフレーム間予測を行わない符号化器を挙げ説明を行う。下位階層符号化器４０３は、図８に示すように、下位階層符号化画像入力端子４０３１、直交変換器４０３２、量子化器４０３３、局所復号器４０３４、エントロピー符号化器４０３５、局所復号画像出力端子４０３６、ビットストリーム出力端子４０３７、量子化パラメータ入力端子４０３８からなる。
【００１４】
下位階層符号化画像入力端子４０３１は、図６の画像縮小器４０２に接続している。直交変換器４０３２は、入力画像に対し直交変換を行い、直交変換係数を生成する機能を有する。量子化器４０３３は、入力した直交変換係数に量子化を行い、量子化した直交変換係数を生成する機能を有する。量子化幅は量子化パラメータ入力端子４０３８から入力された下位階層量子化パラメータにより決定される。量子化パラメータは量子化幅を制御するためのパラメータである。例えばＨ．２６４では、量子化パラメータは０から５１の範囲を取る。量子化パラメータが小さいほど発生する符号量が大きくなり、符号化画像を高画質で符号化することができる。
【００１５】
局所復号器４０３４は、入力した量子化した直交変換係数に対し、所定の逆量子化・逆直交変換を施し、局所復号画像を作成する機能を有する。エントロピー符号化器４０３５は、入力した量子化した直交変換係数に対し、所定のエントロピー符号化を行い、ビットストリームを生成する機能を有する。局所復号画像出力端子４０３６は、局所復号画像を出力する端子である。ビットストリーム出力端子４０３７は、作成したビットストリームを出力する端子である。量子化パラメータ入力端子４０３８は、量子化幅を決定するための量子化パラメータを入力する端子である。
【００１６】
次に、図８の下位階層符号化器の動作を図９のフローチャートと共に説明する。まず、入力画像に対し直交変換を行い、直交変換係数を生成する（ステップＳ４０１）。このステップＳ４０１では、図８の下位階層符号化画像入力端子４０３１より入力された入力画像が直交変換器４０３２で直交変換され、直交変換係数が生成される。
【００１７】
次に、量子化を行い、量子化した直交変換係数を生成する（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２では、図８の量子化器４０３３が直交変換係数と量子化パラメータが入力され、量子化パラメータから所定の方法により量子化幅を求め、直交変換係数を量子化し、量子化された直交変換係数を生成する。
【００１８】
続いて、局所復号画像を生成する（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０３では、局所復号器４０３４が量子化された直交変換係数を入力として受け、その量子化された直交変換係数に対して所定の逆量子化・逆直交変換を施し、局所復号画像を生成する。生成した局所復号画像は局所復号画像出力端子４０３６から、図６の画像拡大器４０４に送られる。
【００１９】
続いて、エントロピー符号化を行う（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０４では、エントロピー符号化器４０３５が入力された量子化された直交変換係数に対し所定のエントロピー符号化を行い、ビットストリームを生成する。生成したビットストリームはビットストリーム出力端子４０３８より図６の多重化器４０６へ送られ、下位階層符号化処理を終了する。
【００２０】
次に、上位階層符号化器４０５の詳細について説明する。図１０は上位階層符号化器４０５の構成図の一例のブロック図を示す。上位階層符号化器４０５は、図１０に示すように、上位階層符号化画像入力端子４０５１、差分器４０５２、階層間予測画像入力端子４０５３、直交変換器４０５４、量子化器４０５５、量子化パラメータ入力端子４０５６、エントロピー符号化器４０５７、ビットストリーム出力端子４０５８からなる。
【００２１】
上位階層符号化画像入力端子４０５１は、図６の符号化画像入力端子４０１に接続している。差分器４０５２は、符号化画像入力端子４０１より入力された符号化画像と、階層間予測画像入力端子４０５３より入力された階層間予測画像との差分を取り、差分画像を作成する機能と、作成した差分画像を直交変換器４０５４へ送る機能を有する。階層間予測画像入力端子４０５３は、図６の画像拡大器４０４と接続しており、階層間予測画像を入力する端子である。
【００２２】
直交変換器４０５４は、図８の直交変換器４０３２と同様の機能を有する。量子化器４０５５は、図８の量子化器４０３３と同様の機能を有する。量子化パラメータ入力端子４０５６は、量子化幅を決定するための量子化パラメータを入力する端子である。エントロピー符号化器４０５７は、図８のエントロピー符号化器４０３５と同様の機能を有する。ビットストリーム出力端子４０５８は、図６の多重化器４０６と接続しており、上位階層ビットストリームを出力する端子である。
【００２３】
次に、図１０の上位階層符号化器の動作を、図１１のフローチャートと共に説明する。まず、ステップＳ４０１は、符号化画像と階層間予測画像との差分画像を作成するステップである。このステップＳ４０１では、図１０の差分器４０５２に、符号化画像と階層間予測画像が入力され差分画像を作成する。そして作成した差分画像を直交変換器４０５４へ送る。
【００２４】
続くステップＳ４０２は、差分画像に対し直交変換を行い、直交変換係数を生成するステップである。このステップＳ４０２では図１０の差分器４０５２より入力された差分画像が直交変換器４０５４で直交変換され、直交変換係数が生成される。
【００２５】
続いて、直交変換係数に対して量子化が行われ、量子化した直交変換係数を生成する（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０３では、図１０の量子化器４０５５が直交変換係数と量子化パラメータが入力され、量子化パラメータから所定の方法により量子化幅を求め、直交変換係数を量子化し、量子化された直交変換係数を生成する。
【００２６】
そして、最後にエントロピー符号化が行われる（ステップＳ４０４）。このステップＳ４０４では、エントロピー符号化器４０５７が入力された量子化された直交変換係数に対し所定のエントロピー符号化を行い、ビットストリームを生成する。生成したビットストリームはビットストリーム出力端子４０５８より図６の多重化器４０６へ送られ、上位階層符号化処理を終了する。
【００２７】
【特許文献１】特許第２６６６６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
ここで、上記の従来の階層符号化装置における量子化について考える。量子化は、本来連続値である直交変換係数を離散値に変換するステップである。量子化により直交変換係数の丸めが行われ、発生する符号量を少なくすることができる。特に、高周波数成分に関しては、量子化による符号化画像の視覚的劣化は目立ちにくいため、画像符号化では量子化による符号量の削減は広く使われている。一般には、量子化パラメータによる発生符号量・符号化画像の画質の制御を行う。例えば、ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ.２６４では、量子化パラメータは「０」から「５１」の範囲の値を取り、量子化パラメータの値が小さいほど発生符号量が多く高画質な符号化画像を得ることができる。
【００２９】
さて、図６のような階層符号化装置を構成する場合、各階層の符号化器４０３、４０５にそれぞれ量子化パラメータを設定する必要がある。例えば上位階層の符号化効率を高めたいのであれば、下位階層に割当てる符号量を減らした方がよい。すなわち、上位階層の量子化パラメータを小さく、下位階層の量子化パラメータを大きくとればよい。また、上位階層の符号化画像と下位階層の符号化画像の画質差を同程度にしたいのであれば、そうなるような各階層の量子化パラメータを各階層の符号化器４０３、４０５に与え、符号化を行えばよい。しかし、符号化を行う度に目的にあう量子化パラメータを各階層について入力するという操作には、量子化についての専門的な知識が必要となるし、また煩雑なことでもある。
【００３０】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、各階層の画質差が同程度になるような量子化パラメータの設定が、専門的な知識を有しなくとも簡単に可能となる動画像階層符号量割当装置、階層符号化装置、階層符号量割当プログラム及び階層符号化プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記の目的を達成するため、第１の発明は入力される符号化対象の動画像を縮小して得た縮小画像を下位階層量子化パラメータにより量子化した後、符号化して下位階層符号化画像を生成すると共に、下位階層量子化パラメータで量子化された縮小画像を復号して得た局所画像を拡大し、その拡大局所画像を参照して符号化対象の動画像との差分である差分画像を生成し、その差分画像を上位階層量子化パラメータにより量子化した後、符号化して上位階層符号化画像を生成するに際し、下位階層量子化パラメータと上位階層量子化パラメータの各値を設定することで、上位階層符号化画像と下位階層符号化画像との符号量を割り当てる動画像符号量割当装置であって、
上位階層量子化パラメータ及び下位階層量子化パラメータのうち、予め定めた一方の階層の量子化パラメータに基づき他方の階層の量子化パラメータを算出するために、下位階層量子化パラメータと上位階層量子化パラメータとの差の値に応じて、他方の階層の量子化パラメータを特定階層量子化パラメータとして決定するための基準量子化パラメータと、特定階層量子化パラメータが一方の階層の量子化パラメータに比べてどの程度変化するかを決定する特定階層量子化パラメータ変化率とを設定するパラメータ設定手段と、一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、該一方の階層の量子化パラメータと基準量子化パラメータとの差に特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、基準量子化パラメータとを加算した値を特定階層の量子化パラメータとして算出する特定階層の量子化パラメータ算出手段とを有することを特徴とする。
【００３２】
階層符号化では、下位階層量子化パラメータを下位階層符号化の際に設定すると共に、上位階層量子化パラメータを上位階層符号化の際に設定することで、上位階層符号化画像と下位階層符号化画像との符号量を割り当てる。本発明では、下位階層量子化パラメータと上位階層量子化パラメータのうち、一方の階層の量子化パラメータを基準として、その一方の階層の量子化パラメータと基準量子化パラメータとの差に特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、基準量子化パラメータとを加算した値を他方の階層の量子化パラメータとして算出するようにしたため、上位階層の符号化画像と下位階層の符号化画像の符号量を専門的な知識を有しなくとも簡単に割り当てることができる。
【００３３】
また、第２の発明は、第１の発明におけるパラメータ設定手段を、更に特定階層の量子化パラメータの制限値を示す階層許容量子化パラメータを設定する手段とし、特定階層の量子化パラメータ算出手段を、一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、一方の階層の量子化パラメータと基準量子化パラメータとの差に特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、基準量子化パラメータとを加算した値を保留値とし、その保留値が階層許容量子化パラメータの値以下のときは、保留値を特定階層の量子化パラメータとして決定し、保留値が階層許容量子化パラメータの値より大であるときは階層許容量子化パラメータを特定階層の量子化パラメータとして決定することを特徴とする。
【００３４】
この発明では、一方の階層の量子化パラメータと基準量子化パラメータとの差に特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、基準量子化パラメータとを加算した値を保留値とし、この保留値を階層許容量子化パラメータの値と大小比較して得られた比較結果に基づいて、特定階層の量子化パラメータを決定するようにしたため、各階層間の符号量割当を階層許容量子化パラメータによって制御できる。
【００３５】
また、上記の目的を達成するため、第３の発明は、入力される符号化対象の動画像を縮小して得た縮小画像を符号化して下位階層符号化画像を生成し、入力される符号化対象の動画像を下位階層符号化画像に基づく階層間予測画像を用いて符号化して上位階層符号化画像を生成した後、下位階層符号化画像と上位階層符号化画像とを多重化して出力する階層符号化装置において、
入力される符号化対象の動画像を縮小処理し、縮小画像を生成する縮小画像生成手段と、縮小画像と下位階層量子化パラメータとを入力として受け、縮小画像を下位階層量子化パラメータで量子化した信号に対して符号化処理を行って下位階層符号化画像を生成すると共に、その下位階層符号化画像に対して局所復号処理を行って局所復号画像を生成する下位階層符号化手段と、局所復号画像を拡大処理して階層間予測画像を生成する画像拡大手段と、符号化対象の動画像と階層間予測画像と上位階層量子化パラメータとを入力として受け、符号化対象の動画像と階層間予測画像との差分を上位量子化パラメータで量子化した信号に対して符号化処理を行って上位階層符号化画像を生成する上位階層符号化手段と、下位階層量子化パラメータ及び上位階層量子化パラメータのうち、予め定めた一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、予め定めた一方の階層の量子化パラメータに基づき他方の階層の量子化パラメータを算出するために、下位階層量子化パラメータと上位階層量子化パラメータとの差の値に応じて、他方の階層の量子化パラメータを特定階層量子化パラメータとして決定するための基準量子化パラメータと、特定階層量子化パラメータが一方の階層の量子化パラメータに比べてどの程度変化するかを決定する特定階層量子化パラメータ変化率とが予め設定されており、一方の階層の量子化パラメータと基準量子化パラメータとの差に特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、基準量子化パラメータとを加算した値を特定階層の量子化パラメータとして算出して下位階層符号化手段及び上位階層符号化手段のうち特定階層の符号化手段へ出力する量子化パラメータ算出手段と、下位階層符号化画像と上位階層符号化画像とを多重化して出力する多重化手段(106)と、を有することを特徴とする。
【００３６】
この発明では、下位階層量子化パラメータ及び上位階層量子化パラメータのうち、予め定めた一方の階層の量子化パラメータに基づいて、他方の階層（特定階層）の量子化パラメータを自動的に算出し、算出した特定階層の量子化パラメータと上記の一方の階層の量子化パラメータをそれぞれ対応する符号化手段に供給して符号化させるようにしたため、上位階層の符号化画像と下位階層の符号化画像の各画質のバランスがとれた符号化を、専門的な知識を有しなくとも簡単にできる。
【００３７】
また、上記の目的を達成するため、第４の発明は、第３の発明における量子化パラメータ算出手段を、更に特定階層の量子化パラメータの制限値を示す階層許容量子化パラメータが設定されており、一方の階層の量子化パラメータを入力として受け、一方の階層量子化パラメータと基準量子化パラメータとの差に特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、基準量子化パラメータとを加算した値を保留値とし、その保留値が階層許容量子化パラメータの値以下のときは、保留値を特定階層の量子化パラメータとして決定し、保留値が階層許容量子化パラメータの値より大であるときは階層許容量子化パラメータを特定階層の量子化パラメータとして決定することを特徴とする。
【００３８】
この発明では、一方の階層の量子化パラメータと基準量子化パラメータとの差に特定階層量子化パラメータ変化率を乗じて得られた値と、基準量子化パラメータとを加算した値を保留値とし、この保留値を階層許容量子化パラメータの値と大小比較して得られた比較結果に基づいて、特定階層の量子化パラメータを決定するようにしたため、上位階層と下位階層の各階層間の符号化画像の画質差を考慮した特定階層の量子化パラメータの制御が、階層許容量子化パラメータによって簡単にできる。
【００３９】
また、上記の目的を達成するため、第５の発明は、第１の発明の符号量割り当てを、コンピュータにより実行させる階層符号量割当プログラムであり、第６の発明は第２の発明の符号量割り当てをコンピュータにより実行させる階層符号量割当プログラムであることを特徴とし、それぞれ第１、第２の発明と同様の作用効果が得られる。
【００４０】
更に、上記の目的を達成するため、第７の発明は、第３の発明の階層符号化装置の各手段を、コンピュータにより機能させることを特徴とする階層符号化プログラムであり、第８の発明は、第４の発明の階層符号化装置の各手段を、コンピュータにより機能させることを特徴とする階層符号化プログラムであり、それぞれ第３、第４の発明と同様の作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００４１】
第１、第５の発明の動画像符号量割当装置、階層符号量割当プログラムによれば、下位階層量子化パラメータと上位階層量子化パラメータのうち、一方の階層の量子化パラメータを基準として、他方の階層の量子化パラメータを算出するようにしたため、上位階層の符号化画像と下位階層の符号化画像の符号量を専門的な知識を有しなくとも簡単に割り当てることができる。
【００４２】
また、第２、第６の発明の動画像符号量割当装置、階層符号量割当プログラムによれば、上位階層と下位階層の各階層間の符号量割当を階層許容量子化パラメータによって制御するようにしたため、各階層間の画質差・符号化効率が極端に悪くならない範囲において適切に符号量割当ができる。
【００４３】
また、第３、第７の発明の階層符号化装置、階層符号化プログラムによれば、下位階層量子化パラメータ及び上位階層量子化パラメータのうち、予め定めた一方の階層の量子化パラメータに基づいて、他方の階層（特定階層）の量子化パラメータを自動的に算出し、算出した特定階層の量子化パラメータと上記の一方の階層の量子化パラメータをそれぞれ対応する符号化手段に供給して符号化させることにより、上位階層の符号化画像と下位階層の符号化画像の各画質差を、専門的な知識を有しなくともできるだけ抑えることができると共に、符号化効率の高い符号化を行うことができる。
【００４４】
更に、第４、第８の発明の階層符号化装置、階層符号化プログラムによれば、上位階層と下位階層の各階層間の符号化画像の画質差を考慮した特定階層の量子化パラメータの制御が階層許容量子化パラメータによって簡単にできるため、各階層の符号化画像間の画質差・符号化効率が極端に悪くならない範囲において、画質の高い特定階層の符号化画像を生成することができる。例えば、多少下位階層の符号化画像の画質を犠牲にしてでも上位階層の画質を高めたいであるとか、下位階層の符号量をできるだけ抑えたい場合であるといった、ユーザの好みに応じた符号化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
次に、本発明の一実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる階層符号化装置の一実施の形態のブロック図を示す。図１に示すように、この実施の形態の階層符号化装置は、符号化対象画像入力端子１０１、画像縮小器１０２、下位階層符号化器１０３、画像拡大器１０４、上位階層符号化器１０５、多重化器１０６、ビットストリーム出力端子１０７、上位階層量子化パラメータ入力端子１０８、下位階層量子化パラメータ算出器１０９からなる。
【００４６】
符号化対象画像入力端子１０１は、符号化する動画像を入力する端子である。画像縮小器１０２は符号化画像入力端子１０１より入力された符号化する入力動画像に対し画像の縮小を行い、縮小画像を生成する機能と、生成した縮小画像を下位階層符号化器１０３に供給する機能とを有する。下位階層符号化器１０３は、下位階層符号化画像と、下位階層量子化パラメータを入力として受け、下位階層ビットストリームと局所復号画像とを生成する機能と、生成した下位階層ビットストリームは多重化器１０６へ供給し、局所復号画像は画像拡大器１０４へ供給する機能とを有する。下位階層符号化器１０３は図８に示した下位階層符号化器４０３と同様の構成である。画像拡大器１０４は、入力した局所復号画像に対し拡大処理を行い、拡大画像を生成する機能と、生成した拡大画像を上位階層符号化器１０５へ供給する機能とを有する。
【００４７】
上位階層符号化器１０５は、入力端子１０１から符号化する入力画像を、画像拡大器１０４から拡大した局所復号画像を、上位階層量子化パラメータ入力端子１０８から上位階層量子化パラメータをそれぞれ入力として受け、画像の符号化を行い、上位階層ビットストリームを出力する機能を有する。上位階層符号化器１０５の構成は前記図１０のブロック図に示した上位階層符号化器４０５と同様の構成である。多重化器１０６は、下位階層ビットストリームと、上位階層ビットストリームとを入力として受け、予め定められた方法でビットストリームを出力形式として多重化し、出力する機能を有する。
【００４８】
ビットストリーム出力端子１０７は、多重化器１０６より出力されたビットストリームを外部へ出力する端子である。上位階層量子化パラメータ入力端子１０８は、上位階層符号化器１０５の符号化における量子化パラメータを入力する端子である。下位階層量子化パラメータ算出器１０９は本実施の形態の特徴をなす動画像階層符号量割当装置で、入力端子１０８から上位階層量子化パラメータを取得する機能と、下位階層量子化パラメータを算出する機能と、算出した下位階層量子化パラメータを出力する機能とを有する。
【００４９】
次に、図１の階層符号化装置の動作を図２のフローチャートを併せ参照して説明する。まず、上位階層量子化パラメータ入力端子１０８より、上位階層量子化パラメータが入力され、下位階層量子化パラメータ算出器１０９へ送られる。下位階層量子化パラメータ算出器１０９は、上位階層量子化パラメータが入力されると、下位階層量子化パラメータを算出し、下位階層符号化器１０３へ送る（ステップＳ１０１）。下位階層量子化パラメータ算出器１０９の詳細な動作については後述する。
【００５０】
続いて、下位階層符号化器１０３で符号化されるべき下位階層符号化対象画像が作成される（ステップＳ１０２）。すなわち、ステップＳ１０２では符号化対象画像入力端子１０１より入力された符号化対象動画像が画像縮小器１０２に送られ、画像縮小器１０２により符号化対象画像に対し所定の画像縮小処理が施され、符号化対象画像の縮小画像が作成される。そして、この符号化対象画像の縮小画像が下位階層符号化対象画像として下位階層符号化器１０３へ送られる。
【００５１】
続いて、下位階層の符号化が行われる（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３では、下位階層符号化器１０３は、画像縮小器１０２から入力された下位階層符号化対象画像に対し下位階層量子化パラメータに基づいて所定の符号化を行い、下位階層符号化画像を生成すると共に局所復号画像を生成する。生成された下位階層符号化画像である下位階層ビットストリームは、多重化器１０６へ供給され、生成された局所復号画像は画像拡大器１０４へ供給される。下位階層符号化器１０３は従来例に示した図６の下位階層符号化器４０３と同様の動作を行う。
【００５２】
続いて、上位階層符号化器１０５で階層間予測画像として用いる上位階層予測画像を作成する（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０４では、画像拡大器１０４が、下位階層符号化器１０３より出力された局所復号画像を取得して所定の画像拡大処理を施し、階層間予測画像を作成し、作成したその階層間予測画像を上位階層符号化器１０５へ供給する。
【００５３】
続いて、上位階層の符号化を行う（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５では、上位階層符号化器１０５が、入力端子１０１から入力された符号化対象画像に対し、画像拡大器１０４からの上位階層予測画像を用いた所定の符号化を行い、上位階層符号化画像を生成する。生成された上位階層符号化画像は、上位階層ビットストリームとして多重化器１０６へ供給される。上位階層符号化器１０５は、図６に示した従来例の上位階層符号化器４０５と同様の動作を行う。
【００５４】
そして、上位階層符号化ビットストリームと下位階層ビットストリームを多重化し、一つのビットストリームを作成する（ステップＳ１０６）。すなわち、多重化器１０６は、下位階層符号化器１０２より下位階層ビットストリームを、上位階層符号化器１０５より上位階層ビットストリームをそれぞれ取得し、所定の多重化を行う。そして作成したビットストリームをビットストリーム出力端子１０７より外部へ出力し、処理を終了する。
【００５５】
次に、図１の下位階層量子化パラメータ算出器１０９について説明する。まず、下位階層量子化パラメータ算出器１０９で用いる各パラメータについて説明する。このパラメータには、ＥｎｈＱＰ、ＢａｓｅＱＰ、ＣｅｎｔｅｒＱＰ、σ、ＣａｐＱＰ、ＢａｓｅＱＰ’がある。これらのパラメータは符号化装置内で所定値を予め保持しておいてもよいし、符号化時にユーザが入力してもよい。
【００５６】
上記のパラメータのうち、ＥｎｈＱＰは、上位階層量子化パラメータである。ＥｎｈＱＰは図１の上位階層量子化パラメータ入力端子１０８から下位階層量子化パラメータ算出器１０９へ入力される。ＢａｓｅＱＰは、下位階層量子化パラメータである。ＢａｓｅＱＰは、図１の下位階層量子化パラメータ算出器１０９の出力であり、下位階層符号化器１０３へ送られる。
【００５７】
また、ＣｅｎｔｅｒＱＰは、基準量子化パラメータである。ＥｎｈＱＰ＝ＣｅｎｔｅｒＱＰであるときは、ＢａｓｅＱＰ＝ＥｎｈＱＰとなる。そうでないときは、上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰと基準量子化パラメータＣｅｎｔｅｒＱＰとの距離（差）に応じて下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰが決定される。
【００５８】
また、σは、下位階層量子化パラメータ絞り率（下位階層量子化パラメータ変化率）であり、下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰが上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰに比べどの程度変化するかを決定するパラメータである。σ＝１であれば、ＢａｓｅＱＰ＝ＥｎｈＱＰとなる。σ＜１であれば、上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰが基準量子化パラメータＣｅｎｔｅｒＱＰより大きいときは、下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰが上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰより小さくなり、逆に上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰが基準量子化パラメータＣｅｎｔｅｒＱＰより小さいときは、下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰが上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰより大きくなる。
【００５９】
また、ＣａｐＱＰは、下位階層許容量子化パラメータである。ＣａｐＱＰは下位階層量子化パラメータの最小値を記憶しておく。下位階層許容量子化パラメータＣａｐＱＰは、下位階層符号量に制限が付く場合に使用する。もし、下位階層の符号量に制限をつけないのであれば、ＣａｐＱＰ＝０とするか、ＣａｐＱＰ自体を用いなくてもよい。更に、ＢａｓｅＱＰ’は下位階層量子化パラメータ保留値であり、下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰを決定するまでの一時保存のためのパラメータである。
【００６０】
次に、下位階層量子化パラメータ算出器１０９の動作について、図３のフローチャートと共に詳細に説明する。まず、図１の下位階層量子化パラメータ算出器１０９は、上位階層量子化パラメータ入力端子１０８から上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰを入力として受ける（ステップＳ２０１）。下位階層量子化パラメータ算出器１０９は、上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰを取得すると、基準量子化パラメータＣｅｎｔｅｒＱＰと、下位階層量子化パラメータ絞り率σと、下位階層許容量子化パラメータＣａｐＱＰをそれぞれ設定する（ステップＳ２０２）。これらのパラメータＣｅｎｔｅｒＱＰ、σ、ＣａｐＱＰは下位階層量子化パラメータ算出器１０９に予め設定してあってもよいし、符号化時にユーザからの入力として受け付けてもよい。ユーザからの入力を受け付ける場合は、下位階層量子化パラメータ算出器１０９にそれぞれのパラメータを入力するための入力端子が追加される。
【００６１】
続いて、下位階層量子化パラメータ算出器１０９は、下位階層量子化パラメータ保留値ＢａｓｅＱＰ’を算出する（ステップＳ２０３）。ＢａｓｅＱＰ’は後述するように上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰの関数で表され、上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰが基準量子化パラメータＣｅｎｔｅｒＱＰと等しければ、ＢａｓｅＱＰ’＝ＣｅｎｔｅｒＱＰとなり、上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰが基準量子化パラメータＣｅｎｔｅｒＱＰより小さければ、ＢａｓｅＱＰ’＞ＥｎｈＱＰとなり、上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰが基準量子化パラメータＣｅｎｔｅｒＱＰより大きければＢａｓｅＱＰ’＜ＥｎｈＱＰとなる。すなわち、下位階層量子化パラメータ保留値ＢａｓｅＱＰ’がとり得る範囲は上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰよりも狭まる形となる。ステップＳ２０３の詳細については後述することにし、このまま図３の説明を続ける。
【００６２】
続いて、下位階層量子化パラメータ算出器１０９は、下位階層許容量子化パラメータＣａｐＱＰと下位階層量子化パラメータ保留値ＢａｓｅＱＰ’とを比較する（ステップＳ２０４）。この比較の結果、ＣａｐＱＰ≧ＢａｓｅＱＰ’であればステップＳ２０５へ進み、そうでないときはステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０５は、下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰを決定するステップであり、ＣａｐＱＰ≧ＢａｓｅＱＰ’のときにＢａｓｅＱＰ＝ＢａｓｅＱＰ’とする。ステップＳ２０６も下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰを決定するステップであり、ＣａｐＱＰ＜ＢａｓｅＱＰ’のときにＢａｓｅＱＰ＝ＣａｐＱＰとする。そして、下位階層量子化パラメータ算出器１０９は、ステップＳ２０５又はＳ２０６で決定した下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰを出力する（ステップＳ２０７）。
【００６３】
次に、図３のステップＳ２０３の詳細について説明する。図４はステップＳ２０３の動作を説明するための図で、縦軸が下位階層量子化パラメータ保留値ＢａｓｅＱＰ’、横軸が上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰを示す。ステップＳ２０３では、次式により位階層量子化パラメータ保留値ＢａｓｅＱＰ’を算出している。
【００６４】
BaseQP’＝σ・（EnhQP−CenterQP）+CenterQP
＝σ・EnhQP＋(1−σ)・CenterQP        （１）
図４ではσ＝０.８、ＣｅｎｔｅｒＱＰ＝３２とする。これらの値を上式に代入すると、
ＢａｓｅＱＰ’＝０.８×ＥｎｈＱＰ＋６.４
で表され、図４では直線Iで示される。ここで、ＣｅｎｔｅｒＱＰ＝３２であるため、ＥｎｈＱＰ＝３２のときは、上式からＢａｓｅＱＰ’＝３２となる。ＥｎｈＱＰ＝１２であればＢａｓｅＱＰ’＝１６となり、ＥｎｈＱＰ＝４７であればＢａｓｅＱＰ’＝４４となる。従って、前述したように、下位階層量子化パラメータ保留値ＢａｓｅＱＰ’がとり得る範囲は上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰよりも狭まる形となる。なお、図４の点線IIはＢａｓｅＱＰ’＝ＥｎｈＱＰの直線を示す。
【００６５】
（１）式で示すような関数を取った理由は以下の通りである。量子化パラメータを小さくすれば発生符号量が大きくなり、符号化画像の画質は高くなる。階層間の量子化パラメータを同じにすれば概ね同程度の画質となるが、量子化パラメータの大きさにより多少のズレを生ずる。一例を挙げると、ある動画像を階層符号化する場合、各階層の量子化パラメータをＥｎｈＱＰ＝ＢａｓｅＱＰ＝３０にすると、階層間の符号化画像の画質を同程度にできる。
【００６６】
それよりも上位階層の画質を高く符号化したい場合、上位階層の量子化パラメータＥｎｈＱＰを「１０」で符号化したときは、下位階層の量子化パラメータＢａｓｅＱＰを「１０」で符号化すると下位階層の画質が上位階層の画質を上回ってしまうため、ＢａｓｅＱＰ＝１５程度で符号化することで階層間の符号化画像の画質を同程度にする。
【００６７】
逆に、上位階層の画質を抑え、発生符号量を減らすような符号化を行う場合、上位階層の量子化パラメータＥｎｈＱＰを「４０」で符号化するとする。このときは、下位階層の量子化パラメータＢａｓｅＱＰを「４０」で符号化すると、下位階層の符号化画像の画質が上位階層の画質より悪くなってしまう。そこで、ＢａｓｅＱＰ＝３５程度で符号化し、階層間の符号化画質を同程度にする。
【００６８】
このように、階層間の画質を同程度にするためには、上位階層の量子化パラメータＥｎｈＱＰが小さいときは下位階層の量子化パラメータＢａｓｅＱＰを多少大きくし、逆に上位階層の量子化パラメータＥｎｈＱＰが大きいときは下位階層の量子化パラメータＢａｓｅＱＰを多少小さくすることで各階層の符号化画像の画質が同程度になるように符号化できるという傾向がある。本実施の形態はそのような傾向に着目してなされたものであり、図４にIで示した特性に従って上位階層の量子化パラメータＥｎｈＱＰと下位階層の量子化パラメータＢａｓｅＱＰを設定することにより、各階層の画質差が同程度になるような量子化パラメータの設定が可能となる。
【００６９】
また、下位階層の発生符号量について制限がある場合がある。下位階層は移動携帯端末等、転送速度・周波数帯域が十分確保できない装置への導入が一般的な用途となる。そのため、下位階層に多くの符号量を割当てることは好ましくない場合も存在するであろう。下位階層許容量子化パラメータＣａｐＱＰはそういった用途に対応するための仕組みであり、ＣａｐＱＰを設定することにより、限られた帯域の中でできるだけ画質の高い下位階層符号化画像を符号化することが可能となる。
【００７０】
すなわち、本実施の形態によれば、図３のステップＳ２０４でＢａｓｅＱＰ’がＣａｐＱＰ以下であると判定されたときには、同図のステップＳ２０５でＢａｓｅＱＰをステップＳ２０３で算出したＢａｓｅＱＰ’と同じ値とすることで、できるだけ画質の高い下位階層符号化画像を符号化し、ステップＳ２０４でＢａｓｅＱＰ’がＣａｐＱＰより大であると判定されたときには、ステップＳ２０６でＢａｓｅＱＰを下位階層許容量子化パラメータＣａｐＱＰに設定し、下位階層の画質が上位階層の画質をかなり下回って符号化されないようにすることで、階層間の符号化画像の画質を同程度にすることができる。このようにして、本実施の形態によれば、各階層の画質差が同程度になるような量子化パラメータの設定が、専門的な知識を有しなくとも簡単に可能となる。
【００７１】
なお、図４では関数を表すためσとＣｅｎｔｅｒＱＰというパラメータを設定したが、必ずしもこれらの形である必要はない。例えばσの代わりに下位階層最大量子化パラメータ（または下位階層最小量子化パラメータ）を与える構成であっても本発明と等価となる。
【００７２】
また、本実施の形態では、上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰを入力とし、下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰを算出する手続きについて説明したが、同様の手続きにより、下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰを入力とし、上位階層量子化パラメータＥｎｈＱＰを算出するように構成することも可能である。この場合、ステップＳ２０３と同様にして上位階層量子化パラメータの保留値を算出し、その保留値が上位階層用の階層許容量子化パラメータの値以下であるときには、その保留値を上位階層量子化パラメータとして決定し、そうでないときは上位階層用の階層許容量子化パラメータを上位階層量子化パラメータとして決定する。
【００７３】
なお、本発明は、上記の階層符号化装置、復号装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを含むものである。図５は入力装置２０１、出力装置２０２、中央処理装置２０３、外部記憶装置２０４、一時記憶装置２０５、通信装置２０６とが双方向バス２０７に接続された構成の情報処理装置２００において、上記の階層符号化装置、復号装置の機能を、コンピュータである中央処理制御装置２０３に実現させるためのプログラムを含むものである。このプログラム２０８は、記録媒体から読み取られて中央処理制御装置２０３に取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送され通信装置２０６で受信されて中央処理制御装置２０３に取り込まれてもよい。
【００７４】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図３のステップＳ２０４〜Ｓ２０６を削除し、ステップＳ２０３で算出した下位階層量子化パラメータ保留値ＢａｓｅＱＰ’を下位階層量子化パラメータＢａｓｅＱＰとして出力することも用途によっては可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の階層符号化装置の一実施の形態のブロック図である。
【図２】図１の動作説明用フローチャートである。
【図３】図１中の下位階層量子化パラメータ算出器の動作説明用フローチャートである。
【図４】図３における下位階層量子化パラメータ保留値と上位階層量子化パラメータとの関係を示す図である。
【図５】本発明の階層符号化プログラム、または階層復号プログラムを実行する情報処理装置の一例の機能ブロック図である。
【図６】従来の階層符号化装置の一例のブロック図である。
【図７】図６に示す従来装置の動作説明用フローチャートである。
【図８】図６中の下位階層符号化器の一例のブロック図である。
【図９】図８の下位階層符号化器の動作説明用フローチャートである。
【図１０】図６中の上位階層符号化器の一例のブロック図である。
【図１１】図１０の上位階層符号化器の動作説明用フローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１０１  符号化対象画像入力端子
１０２  画像縮小器
１０３  下位階層符号化器
１０４  画像拡大器
１０５  上位階層符号化器
１０６  多重化器
１０７  ビットストリーム出力端子
１０８  上位階層量子化パラメータ入力端子
１０９  下位階層量子化パラメータ算出器
２００  情報処理装置
２０１  入力装置
２０２  出力装置
２０３  中央演算処理装置
２０４  外部記憶装置
２０５  一時記憶装置
２０６  通信装置
２０７  双方向バス
２０８  プログラム
【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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