(57)【要約】【課題】シーンチェンジが発生した場合においても適切な割り当て符号量を設定して画質の向上を図ることができる動画像符号化装置及び方法を提供する。【解決手段】シーンチェンジが発生した場合にそのシーンチェンジの画像以降の画像についての符号化パラメータのデータに基づいてグループ複雑度を算出し、グループ複雑度に応じて割り当て符号量を指定し、割り当て符号量になるように画像データを画像毎に符号化して符号化データを生成する。【選択図】図２
2008182408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのイントラピクチャを含む所定数の連続画像を１グループとする処理単位で割り当て符号量になるように画像データを画像毎に符号化して符号化データを生成する符号化手段と、
前記符号化手段によって符号化されたグループの前記画像データが示す各画像についての符号化パラメータのデータに応じて前記処理単位に対するグループ複雑度を算出する複雑度算出手段と、
前記グループ複雑度に応じて前記割り当て符号量を前記符号化手段に対して指定する割り当て符号量指定手段と、
前記画像データが示す複数の画像のうちのシーンチェンジの画像を検出するシーンチェンジ検出手段と、を備えた動画像符号化装置であって、
前記複雑度算出手段は、前記シーンチェンジ検出手段によって検出されたシーンチェンジの画像以降の画像についての前記符号化パラメータのデータに基づいて前記グループ複雑度を算出することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
前記符号化手段は、前記画像データを前記割り当て符号量に対応した量子化係数に応じて量子化して量子化データを生成する量子化器と、前記量子化データを可変長符号化して前記符号化データを生成する可変長符号化器と、を備え、
前記符号化パラメータは、前記量子化係数と前記符号化データの生成ビット量とであることを特徴とする請求項１記載の動画像符号化装置。
【請求項３】
前記複雑度算出手段は、前記符号化パラメータのデータに応じて画像毎のピクチャ複雑度を算出し、
前記シーンチェンジ検出手段は前記ピクチャ複雑度に応じて画像のシーンチェンジを検出することを特徴とする請求項１記載の動画像符号化装置。
【請求項４】
前記複雑度算出手段は、前記シーンチェンジの画像がイントラピクチャであるときにはそのイントラピクチャ以降の各画像のピクチャ複雑度の平均値に基づいて前記グループ複雑度を算出し、前記シーンチェンジの画像がインターピクチャであるときにはそのインターピクチャの次の画像以降の各画像のピクチャ複雑度の平均値に基づいて前記グループ複雑度を算出することを特徴とする請求項１又は３記載の動画像符号化装置。
【請求項５】
前記画像データがグループＧＯＰ(0)，ＧＯＰ(1)，……，ＧＯＰ(n-5)，ＧＯＰ(n-4)，ＧＯＰ(n-3)，ＧＯＰ(n-2)，ＧＯＰ(n-1)，ＧＯＰ(n)，ＧＯＰ(n+1)の順に前記符号化手段によって符号化されるとし、現符号化中のグループをＧＯＰ(n)とした場合に、そのＧＯＰ(n)より過去のｊ（ｊは２以上の整数値）個のＧＯＰ(n-j)〜ＧＯＰ(n-1)のイントラピクチャの前記ピクチャ複雑度の平均値をI_cmp_ave(n)、ＧＯＰ(0)〜ＧＯＰ(n)のイントラピクチャの前記ピクチャ複雑度の平均値をall_I_cmp_ave(n)、ＧＯＰ(n-j)〜ＧＯＰ(n-1)のインターピクチャの前記ピクチャ複雑度の平均値をP_cmp_ave(n)、ＧＯＰ(0)〜ＧＯＰ(n)のイントラピクチャの前記ピクチャ複雑度の平均値をall_P_cmp_ave(n)とすると、前記グループ複雑度は、
I_cmp_ave(n)/all_I_cmp_ave(n)＋P_cmp_ave(n)/all_P_cmp_ave(n)
で表されることを特徴とする請求項１又は３記載の動画像符号化装置。
【請求項６】
１つのイントラピクチャを含む所定数の連続画像を１グループとする処理単位で割り当て符号量になるように画像データを画像毎に符号化して符号化データを生成する符号化ステップと、
前記符号化ステップにおいて符号化されたグループの前記画像データが示す各画像についての符号化パラメータのデータに応じて前記処理単位に対するグループ複雑度を算出する複雑度算出ステップと、
前記グループ複雑度に応じて前記割り当て符号量を前記符号化ステップに対して指定する割り当て符号量指定ステップと、
前記画像データが示す複数の画像のうちのシーンチェンジの画像を検出するシーンチェンジ検出ステップと、を備えた動画像符号化方法であって、
前記複雑度算出ステップは、前記シーンチェンジ検出ステップにおいて検出されたシーンチェンジの画像以降の画像についての前記符号化パラメータのデータに基づいて前記グループ複雑度を算出することを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項７】
動画像符号化方法を実行するコンピュータ読取可能なプログラムであって、
１つのイントラピクチャを含む所定数の連続画像を１グループとする処理単位で割り当て符号量になるように画像データを画像毎に符号化して符号化データを生成する符号化ステップと、
前記符号化ステップにおいて符号化されたグループの前記画像データが示す各画像についての符号化パラメータのデータに応じて前記処理単位に対するグループ複雑度を算出する複雑度算出ステップと、
前記グループ複雑度に応じて前記割り当て符号量を前記符号化ステップに対して指定する割り当て符号量指定ステップと、
前記画像データが示す複数の画像のうちのシーンチェンジの画像を検出するシーンチェンジ検出ステップと、を備え、
前記複雑度算出ステップは、前記シーンチェンジ検出ステップにおいて検出されたシーンチェンジの画像以降の画像についての前記符号化パラメータのデータに基づいて前記グループ複雑度を算出することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像の画像データを符号化する動画像符号化装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像の画像データを符号化する動画像符号化装置として、ＭＰＥＧ方式の符号化後の発生符号量及び量子化スケールに応じて符号化の複雑度（難易度）を算出してその複雑度に応じて次の符号化の目標符号量（割り当て符号量）を定める装置が公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
かかる従来の動画像符号化装置においては、画像内容が大きく変化するシーンチェンジが発生した場合にはその前後で画像の実際の複雑度が変化する故、過去の発生符号量及び量子化スケールを用いて複雑度の算出を行い、その複雑度に応じて次の符号化の目標符号量を定めることは適当でないため、複雑度を初期値にリセットしてリセット後の複雑度に応じて次の符号化の目標符号量が定められている。
【特許文献１】特開２００５−４５７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる従来の動画像符号化装置においては、シーンチェンジが発生した場合には上記のように、複雑度を初期値にリセットしてしまい、画像の複雑度に無関係に次の符号化の割り当て符号量が、予め定められた一定の符号量となるので、その後において適切な複雑度が算出されるまでにおいては画像に最適な符号化動作が行われず、符号化画像データによる復号再生画像の画質を劣化させてしまうことがあるという問題点があった。例えば、複雑度が低い画像にシーンチェンジされた場合に一定の符号量が割り当て符号量として設定されると、過多な符号量となり、逆に複雑度が高い画像にシーンチェンジされた場合に過小な符号量となるので、画質を劣化させてしまう。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題には、上記の欠点が一例として挙げられ、シーンチェンジが発生した場合においても適切な割り当て符号量を設定して画質の向上を図ることができる動画像符号化装置及び方法並びにプログラムを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の動画像符号化装置は、１つのイントラピクチャを含む所定数の連続画像を１グループとする処理単位で割り当て符号量になるように画像データを画像毎に符号化して符号化データを生成する符号化手段と、前記符号化手段によって符号化されたグループの前記画像データが示す各画像についての符号化パラメータのデータに応じて前記処理単位に対するグループ複雑度を算出する複雑度算出手段と、前記グループ複雑度に応じて前記割り当て符号量を前記符号化手段に対して指定する割り当て符号量指定手段と、前記画像データが示す複数の画像のうちのシーンチェンジの画像を検出するシーンチェンジ検出手段と、を備えた動画像符号化装置であって、前記複雑度算出手段は、前記シーンチェンジ検出手段によって検出されたシーンチェンジの画像以降の画像についての前記符号化パラメータのデータに基づいて前記グループ複雑度を算出することを特徴としている。
【０００７】
請求項６に係る発明の動画像符号化方法は、１つのイントラピクチャを含む所定数の連続画像を１グループとする処理単位で割り当て符号量になるように画像データを画像毎に符号化して符号化データを生成する符号化ステップと、前記符号化ステップにおいて符号化されたグループの前記画像データが示す各画像についての符号化パラメータのデータに応じて前記処理単位に対するグループ複雑度を算出する複雑度算出ステップと、前記グループ複雑度に応じて前記割り当て符号量を前記符号化ステップに対して指定する割り当て符号量指定ステップと、前記画像データが示す複数の画像のうちのシーンチェンジの画像を検出するシーンチェンジ検出ステップと、を備えた動画像符号化方法であって、前記複雑度算出ステップは、前記シーンチェンジ検出ステップにおいて検出されたシーンチェンジの画像以降の画像についての前記符号化パラメータのデータに基づいて前記グループ複雑度を算出することを特徴としている。
【０００８】
請求項７に係る発明のプログラムは、動画像符号化方法を実行するコンピュータ読取可能なプログラムであって、１つのイントラピクチャを含む所定数の連続画像を１グループとする処理単位で割り当て符号量になるように画像データを画像毎に符号化して符号化データを生成する符号化ステップと、前記符号化ステップにおいて符号化されたグループの前記画像データが示す各画像についての符号化パラメータのデータに応じて前記処理単位に対するグループ複雑度を算出する複雑度算出ステップと、前記グループ複雑度に応じて前記割り当て符号量を前記符号化ステップに対して指定する割り当て符号量指定ステップと、前記画像データが示す複数の画像のうちのシーンチェンジの画像を検出するシーンチェンジ検出ステップと、を備え、前記複雑度算出ステップは、前記シーンチェンジ検出ステップにおいて検出されたシーンチェンジの画像以降の画像についての前記符号化パラメータのデータに基づいて前記グループ複雑度を算出することを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
かかる請求項１に係る発明の動画像符号化装置、請求項６に係る発明の動画像符号化方法及び請求項７に係る発明のプログラムによれば、シーンチェンジが発生した場合にはグループ複雑度がシーンチェンジの画像以降の画像についての符号化パラメータのデータに基づいて設定され、グループ複雑度に対応した割り当て符号量になるように画像データが画像毎に符号化される。よって、複雑度が低い画像にシーンチェンジされた場合には過多な符号量への符号化が防止され、逆に複雑度が高い画像にシーンチェンジされた場合に過小な符号量への符号化が防止され、適切な符号化が行われるので、その符号化画像データによる復号再生画像の画質の向上を図ることができる。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明による動画像符号化装置の構成を示している。この動画像符号化装置は、符号化部１と符号化制御部２とから構成される。
【００１２】
符号化部１は、演算器１１、ＤＣＴ変換器１２、量子化器１３、可変長符号化器１４、バッファ１５、逆量子化器１６、逆ＤＣＴ変換器１７、演算器１８、フレームメモリ１９、動き補償器２０及び動きベクトル検出器２１からなり、ＭＰＥＧ２規格準拠の符号化を行う。
【００１３】
演算器１１は、入力された画像データからマクロブロック毎に、動き補償器２０により動き補償された予測画像データを減算し、その差分データをＤＣＴ変換器１２に出力する。マクロブロックとは画像データを例えば、１６画素×１６画素に分割して得られた各ブロックである。なお、入力画像データのマクロブロック化の処理ブロックは図１には示していない。ＤＣＴ変換器１２は演算器１１の出力データを２次元離散コサイン変換を行う。量子化器１３は、ＤＣＴ変換後の画像データを後述する割り当て符号量に対応した量子化係数を用いて量子化して量子化データを生成し、それを可変長符号化器１４及び逆量子化器１６に出力する。可変長符号化器１４は、量子化器１３から供給された量子化データと、動きベクトル検出器２１から供給された動きベクトルを可変長符号化してそれを符号化データとしてバッファ１５を介して出力する。
【００１４】
逆量子化器１６は、量子化器１３より入力された量子化データを逆量子化し、逆ＤＣＴ変換器１７に出力する。逆ＤＣＴ変換器１７は逆量子化後のデータを逆ＤＣＴ変換して演算器１８に供給する。演算器１８は、動き補償器２０により動き補償された予測画像データと逆ＤＣＴ変換器１７より入力された誤差分データとを加算して元の画像データに変換し、その変換した画像データをフレームメモリ１９に供給して記憶させる。
【００１５】
動きベクトル検出器２１は、フレームメモリ１９から読み出された画像データを参照して入力された画像データの動きベクトルを検出し、その動きベクトルを可変長符号化器１４及び動き補償器２０に出力する。動き補償器２０は、フレームメモリ１９から読み出された画像データを、動きベクトルに対応して動き補償して予測画像データを生成する。
【００１６】
符号化制御部２は、複雑度算出部２６、シーンチェンジ検出部２７及び割り当て符号量算出部２８を備えている。
【００１７】
複雑度算出部２６には量子化器１３の量子化で用いられる量子化係数と、また可変長符号化器１４によって生成される符号化データの生成ビット量とが符号化パラメータのデータとして供給される。複雑度算出部２６は量子化係数と生成ビット量とに応じてピクチャ（画像）単位のピクチャ複雑度及びＧＯＰ単位のグループ複雑度を算出する。シーンチェンジ検出部２７は複雑度算出部２６から供給される１ピクチャの複雑度に応じてピクチャがシーンチェンジであるか否かの判別を行う。シーンチェンジ検出部２７によるシーンチェンジの判別結果は複雑度算出部２６及び割り当て符号量算出部２８に供給される。割り当て符号量算出部２８にはシーンチェンジの判別結果の他に、複雑度算出部２６からＧＯＰ単位の複雑度がデータとして供給される。ＧＯＰはGroup Of Pictureの略である。入力されたフレーム単位の画像データは符号化部１ではイントラピクチャ（Ｉピクチャ）、インターピクチャ（Ｐピクチャ）及びバイディレクショナルピクチャ（Ｂピクチャ）のいずれか１のピクチャとしての符号化され、Ｉピクチャの発生から次のＩピクチャの発生前までが１ＧＯＰである。割り当て符号量算出部２８はシーンチェンジの判別結果及びＧＯＰ単位の複雑度に応じて次のＧＯＰの割り当て符号量を決定し、それを符号化制御情報として量子化器１３に供給する。シーンチェンジの判別結果については割り当て符号量算出部２８においてはシーンチェンジが発生した場合にそれに応じて複雑度が急激に変化しても割り当て符号量を急激に変化させない等の制御に用いられる。
【００１８】
次に、かかる構成の動画像符号化装置の動作について図２及び図３に示した複雑度算出部２６の動作フローチャートを参照しつつ説明する。なお、この説明においては各ＧＯＰは先頭にＩピクチャ、その後に６つのＰピクチャが続くグループであるとする。ＧＯＰはＧＯＰ(0)，ＧＯＰ(1)，……，ＧＯＰ(n-5)，ＧＯＰ(n-4)，ＧＯＰ(n-3)，ＧＯＰ(n-2)，ＧＯＰ(n-1)，ＧＯＰ(n)，ＧＯＰ(n+1)の順に続き、ＧＯＰ(n)が現ピクチャのＧＯＰであるとする。
【００１９】
複雑度算出部２６は、現ピクチャについて量子化器１３からの量子化係数と可変長符号化器１４からの生成ビット量が供給されると、ピクチャの複雑度を算出する（ステップＳ１）。その複雑度は、次式(1)によって表される。
複雑度＝量子化係数×生成ビット量   ……(1)
ピクチャの複雑度はシーンチェンジ検出部２７に供給され、シーンチェンジ検出部２７はピクチャの複雑度の今回値がその前回値から所定値以上の変化をしている場合に、今回のピクチャをシーチェンジのピクチャであると判別し、所定値に満たない変化である場合には、シーチェンジのピクチャではないと判別する。そのシーンチェンジの判別結果は複雑度算出部２６及び割り当て符号量算出部２８に供給される。
【００２０】
複雑度算出部２６は、ＧＯＰ(n)の現ピクチャのシーンチェンジの判別結果を受けると、現ピクチャがＧＯＰ(n)の先頭のピクチャであるか否かを判別する（ステップＳ２）。すなわち、Ｉピクチャであるか否かを判別する。ＧＯＰ(n)の先頭のピクチャであるならば、シーンチェンジがＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-1)の間で発生したか否かを判別する（ステップＳ３）。ＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-1)の間でのシーンチェンジが発生していない場合には、ＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-1)のピクチャ情報を利用してＩピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)を算出する（ステップＳ４）。ステップＳ４で算出した平均複雑度I_cmp_ave(n)及びP_cmp_ave(n)を用いてＧＯＰの複雑度Ｄ(n)を算出する（ステップＳ５）。ピクチャ情報とは式(1)に示されたピクチャ複雑度である。
【００２１】
ＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-1)の間でのシーンチェンジが発生している場合には、シーンチェンジがＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-2)の間で発生したか否かを判別する（ステップＳ６）。シーンチェンジがＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-2)の間で発生した場合には、更に、Ｉピクチャでシーンチェンジが発生したか否かを判別する（ステップＳ７）。ＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-2)の間でＩピクチャでシーンチェンジが発生した場合には、シーンチェンジのＧＯＰ以降のピクチャ情報を利用してＩピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)を算出する（ステップＳ８）。ステップＳ８で算出した平均複雑度I_cmp_ave(n)及びP_cmp_ave(n)を用いてステップＳ５に進んでＧＯＰの複雑度Ｄ(n)を算出する。
【００２２】
ＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-2)の間でＩピクチャでなくＰピクチャでシーンチェンジが発生した場合には、シーンチェンジのＰピクチャの次のピクチャ以降のピクチャ情報を利用してＩピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)を算出する（ステップＳ９）。ステップＳ９で算出した平均複雑度I_cmp_ave(n)及びP_cmp_ave(n)を用いてステップＳ５に進んでＧＯＰの複雑度Ｄ(n)を算出する。
【００２３】
ステップＳ６においてシーンチェンジがＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-2)の間で発生していないと判別した場合、すなわちシーンチェンジがＧＯＰ(n-1)で発生した場合には、Ｉピクチャでシーンチェンジが発生したか否かを判別する（ステップＳ１０）。ＧＯＰ(n-1)のＩピクチャでシーンチェンジが発生した場合には、ＧＯＰ(n-1)のピクチャ情報を利用してＩピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)＝I_cmp(n-1)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)を算出する（ステップＳ１１）。ＧＯＰ(n-1)のＩピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)はＩピクチャの複雑度I_cmp(n-1)である。ステップＳ１１で算出した平均複雑度I_cmp_ave(n)及びP_cmp_ave(n)を用いてステップＳ５に進んでＧＯＰの複雑度Ｄ(n)を算出する。
【００２４】
ＧＯＰ(n-1)のＰピクチャでシーンチェンジが発生した場合には、更に、ＧＯＰ(n-1)のＰピクチャのうちの最後のＰピクチャでシーンチェンジが発生したか否かを判別する（ステップＳ１２）。ＧＯＰ(n-1)の最後のＰピクチャ以外のＰピクチャでシーンチェンジが発生した場合には、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)を初期値１．０に等しくさせ、ＧＯＰ(n-1)のシーンチェンジ以降のＰピクチャ情報を利用してＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)を算出する（ステップＳ１３）。ＧＯＰ(n-1)の最後のＰピクチャでシーンチェンジが発生した場合には、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)を各々初期値１．０に等しくさせる（ステップＳ１４）。ステップＳ１３又はＳ１４で得られた平均複雑度I_cmp_ave(n)及びP_cmp_ave(n)を用いてステップＳ５に進んでＧＯＰの複雑度Ｄ(n)を算出する。
【００２５】
複雑度Ｄ(n)は次式(2)によって算出される。
【００２６】
Ｄ(n)＝ｆ(i)＋ｇ(p)  ……(2)
ここで、ｆ(i)及びｇ(p)は次式(3)によって設定される。
【００２７】
【数１】
2008182408.tif 000003
all_I_cmp_ave(n)はＧＯＰ(0)〜ＧＯＰ(n)のＩピクチャの平均複雑度であり、式(4)によって表される。また、all_P_cmp_ave(n)はＧＯＰ(0)〜ＧＯＰ(n)のＰピクチャの平均複雑度であり、式(5)によって表される。
【００２８】
【数２】
2008182408.tif 000004
図４はＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-1)の間でのシーンチェンジが発生していない場合のピクチャ列を示している。なお、この図４及び後述の図５〜図９においてＩがＩピクチャを示し、ＰがＰピクチャを示している。図４のシーンチェンジ発生の場合には、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)は式(6)〜(8)によって算出される。なお、これらの式において、ＭはＧＯＰ(n)中のＰピクチャの総数であり、Ｐ(n_m)はＧＯＰ(n)中のｍ番目のＰピクチャを示している。また、I_cmp(a)はＧＯＰ(a)中のＩピクチャの複雑度を示し、P_cmp(a)はＧＯＰ(a)中のＰピクチャの複雑度を示し、P_cmp(n_i)はＧＯＰ(n)中のｉ番目のＰピクチャの複雑度を示している。
【００２９】
【数３】
2008182408.tif 000005
図５はＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-2)の間のＧＯＰ(n-s)でＩピクチャでシーンチェンジが発生した場合のピクチャ列を示している。ｓは５≦ｓ≦２であり、図４ではｓ＝２である。この場合には、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)は次式(9)〜(11)によって算出される。
【００３０】
【数４】
2008182408.tif 000006
図６はＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-2)の間のＧＯＰ(n-s)でＰピクチャＰ(n-s_m)でシーンチェンジが発生した場合のピクチャ列を示している。図５ではｓ＝２である。この場合には、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)は次式(12)〜(14)によって算出される。
【００３１】
【数５】
2008182408.tif 000007
図７はＧＯＰ(n-1)のＩピクチャでシーンチェンジが発生した場合のピクチャ列を示しており、この場合には、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)は次式(15)〜(17)によって算出される。
【００３２】
【数６】
2008182408.tif 000008
図８はＧＯＰ(n-1)の最後のＰピクチャＰ(n-1_M)以外のＰピクチャＰ(n-1_m)でシーンチェンジが発生した場合のピクチャ列を示しており、この場合には、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)は式(18)のように初期値に設定され、Ｐピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)は式(19)によって算出される。
【００３３】
【数７】
2008182408.tif 000009
図９はＧＯＰ(n-1)の最後のＰピクチャＰ(n-1_M)でシーンチェンジが発生した場合のピクチャ列を示しており、この場合には、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)は次式(20),(21)の如く設定される。
【００３４】
【数８】
2008182408.tif 000010
このように計算又は設定されたＩピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)と、別途算出されたＩピクチャの平均複雑度all_I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度all_P_cmp_ave(n)とを用いて式(2)及び(3)からＧＯＰの複雑度Ｄ(n)が算出される。そして、ＧＯＰの複雑度Ｄ(n)を用いて割り当て符号量算出部２８では符号化制御情報である次のＧＯＰ(n+1)の割り当て符号量が算出される。例えば、複雑度Ｄ(n)が大なるほどＧＯＰ(n+1)の割り当て符号量が大となるようにされる。そして、算出された割り当て符号量になるようにその割り当て符号量に対応した量子化係数を用いて量子化器１３ではＧＯＰ(n+1)のＤＣＴ変換後の画像データの量子化が行われる。
【００３５】
かかる実施例の動画像符号化装置においては、シーンチェンジが発生した場合にはそのシーンチェンジが発生したピクチャがＩピクチャであるならば、そのＩピクチャ以降のＩピクチャの情報を含んでＩピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)が算出され、シーンチェンジが発生したピクチャがＰピクチャであるならば、そのＰピクチャの次のＰピクチャ以降のＰピクチャの情報からＰピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)が算出され、それらが複雑度Ｄ(n)の算出に用いられる。よって、シーンチェンジより前のピクチャの情報が複雑度Ｄ(n)の算出に用いられないので、より正確な複雑度Ｄ(n)の算出が可能となり、ＧＯＰ(n+1)の割り当て符号量を正確に決定することができる。この結果、符号化が適切に行われるので、復号再生した場合に動画像の画質の向上を図ることができる。
【００３６】
なお、上記した実施例においては、ＧＯＰ(n-1)の最後のＰピクチャＰ(n-1_M)以外のＰピクチャＰ(n-1_m)でシーンチェンジが発生した場合に、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)を式(18)のように初期値に設定しているが、次式(22)で示すように、ＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-1)のＰピクチャの平均複雑度の増減率を利用してＩピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)を算出しても良い。
【００３７】
【数９】
2008182408.tif 000011
この式(22)によりシーンチェンジ前後のＰピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)からシーンチェンジ後のＩピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)を予測することができるので、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)を初期値１に設定する場合に比べてより正確な複雑度Ｄ(n)の算出が可能となり、ＧＯＰ(n+1)の割り当て符号量を正確に決定することができる。
【００３８】
また、上記した実施例においては、複雑度Ｄ(n)の算出に用いられるｆ(i)及びｇ(p)は式(3)の算出方法に限らず、例えば、次式(23)のように算出することができる。その式(3)及び(23)中のall_I_cmp_ave(n)及びall_P_cmp_ave(n)の各々は固定値でも良い。
【００３９】
【数１０】
2008182408.tif 000012
更に、上記した実施例においては、入力ストリームとしてＩピクチャ及びＰピクチャのみのストリームについて説明したが、Ｂピクチャを含むストリームについてもＢピクチャの平均複雑度B_cmp_ave(n)を例えば、Ｐピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)と同様に算出し、ｈ(b)＝B_cmp_ave(n)/all_B_cmp_ave(n)を求めることにより、複雑度Ｄ(n)＝ｆ(i)＋ｇ(p)＋ｈ(b)を算出することができる。
【００４０】
また、上記した実施例においては、Ｉピクチャの平均複雑度I_cmp_ave(n)及びＰピクチャの平均複雑度P_cmp_ave(n)の算出に過去の５つのＧＯＰ(n-5)〜ＧＯＰ(n-1)を用いているが、本発明ではこれに限定されず、過去のＧＯＰの数ｊとして５以外の２以上の整数値を用いてＧＯＰ(n-ｊ)〜ＧＯＰ(n-1)についてＩピクチャ及びＰピクチャの平均複雑度を算出しても良い。
【００４１】
更に、シーンチェンジ検出部２７はピクチャの複雑度からシーンチェンジの画像を検出しているが、本発明はこれに限定されず、例えば、画像の輝度変化によるシーンチェンジ検出方法を用いることができる。
【００４２】
以上のように、本発明によれば、シーンチェンジが発生した場合には複雑度Ｄ(n)がシーンチェンジの画像以降の画像についての符号化パラメータのデータに基づいて設定されるので、複雑度Ｄ(n)にはシーンチェンジ前の画像の複雑度がほとんど反映されない。よって、そのような複雑度Ｄ(n)に対応した割り当て符号量になるように画像データが画像毎に符号化されるので、その符号化画像データによる再生画像の画質の向上を図ることができる。
【００４３】
本発明はＤＶＤ／ＨＤＤレコーダ等の画像の符号化機能を備えた製品に適用可能である。また、本発明はコンピュータが符号化プログラムを実行することより上記した図２及び図３にフローチャートとして示した如き複雑度算出動作を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の装置中の複雑度算出部の動作を示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートの追加部分である。
【図４】シーンチェンジの非発生時のＩピクチャ及びＰピクチャの平均複雑度の算出に用いる範囲を示す図である。
【図５】ＧＯＰ(n-2)のＩピクチャでシーンチェンジの発生時のＩピクチャ及びＰピクチャの平均複雑度の算出に用いる範囲を示す図である。
【図６】ＧＯＰ(n-2)のＰピクチャでシーンチェンジの発生時のＩピクチャ及びＰピクチャの平均複雑度の算出に用いる範囲を示す図である。
【図７】ＧＯＰ(n-1)のＩピクチャでシーンチェンジの発生時のＩピクチャ及びＰピクチャの平均複雑度の算出に用いる範囲を示す図である。
【図８】ＧＯＰ(n-1)の最後のＰピクチャ以外のＰピクチャでシーンチェンジの発生時のＰピクチャの平均複雑度の算出に用いる範囲を示す図である。
【図９】ＧＯＰ(n-1)の最後のＰピクチャでシーンチェンジの発生時にはＩピクチャ及びＰピクチャの平均複雑度の算出に過去のピクチャ情報を用いないことを示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  符号化部
２  符号化制御部
１３  量子化器
１４  可変長符号化器
２６  複雑度算出部
２７  シーンチェンジ検出部
２８  割り当て符号量算出部
【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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