(57)【要約】【課題】動画像の圧縮符号化において、目標符号量制御と上限符号量制御を両立する。【解決手段】目標符号量と現フレームまでの発生符号量の累積誤差量から次フレームの符号量を決定する動画像の符号量制御過程において、予め累積誤差量が大きくなることが想定される場合に累積誤差量の値の範囲を限定する過程を有することを特徴とする。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力動画像データの圧縮符号化を行う画像処理方法であって、
目標符号量と現フレームまでの発生符号量の累積誤差量から次フレームの符号量を決定する動画像の符号量制御過程において、
記憶する累積誤差量の値の範囲を限定する過程をさらに有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
圧縮符号化の圧縮率の範囲を限定する過程と、
前記圧縮率範囲での想定符号量を算出する過程と、
をさらに有し、
前記記憶する累積誤差量の値の範囲を限定する過程を実行するのは、
目標符号量とともに圧縮率の下限が設定された場合であり、
かつ、圧縮率の下限における想定符号量が目標符号量と所定の範囲内である場合であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記限定される累積誤差量の値の範囲は、目標符号量を下回った場合の負の累積量に対して適用されるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
負の累積量の範囲を 0 として、目標符号量を下回った場合の符号量誤差量を保持しないことを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
【請求項５】
入力動画像データの圧縮符号化を行う画像処理装置であって、
目標符号量と現フレームまでの発生符号量の累積誤差量から次フレームの符号量を決定する動画像の符号量制御手段において、
記憶する累積誤差量の値の範囲を限定する手段をさらに有することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理方法に関し、特に動画像データを圧縮符号化する際の符号量制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像データの圧縮符号化の際には、目的や精度、機器の構成等に合わせて様々な符号量制御方法が用いられている。
【０００３】
非特許文献１では、与えられた目標符号量になるように、直前までの符号量を基に次の量子化パラメーターを決定するアルゴリズムが開示されている。特許文献１では、符号量制御の際に適用される量子化パラメーターの範囲に制限を設け、過剰な画像品質による符号化を回避する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2011-71778号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】MPEG-2 Video Test Model Editing Committee. MPEG-2 Video Test Model 5. ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N0400, April 1993
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
符号量制御の目的の一つに、符号量の上限制御がある。与えられた画像品質を保つように制御する場合、画像の複雑さが増すと符号量が増大する。そのため符号量に上限を設け、与えられた映像品質では上限を越える場合に量子化パラメーターを制御することが行われる。
【０００７】
ここで与えられた上限符号量を目標符号量とし、与えられた画像品質に相当するように量子化パラメーターの範囲を決定すれば、画像の複雑さが増した時は目標符号量になるように制御され、複雑さが減じた時は目標画像品質に制御される。目標符号量通りに常時制御する場合と同一の方法であるので、搭載機器の記憶装置の容量等を増やすことなく符号量上限制御も追加することができる。
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では以下の課題がある。次の量子化パラメーターは直前までの符号量を基に決定されるが、より具体的には直前までの符号量と与えられた目標符号量との誤差量によって決定される。即ち、誤差量が正値であれば目標符号量を上回っているので次の量子化パラメーターは符号量が直前までよりも少なくなるように決定され、誤差量が負値であれば目標符号量を下回った分を回復するように量子化パラメーターが決定される。
【０００９】
ここで目標符号量通りに常時制御している場合の誤差量は正負いずれの値もとり得るが、絶対値としては小さな値になることが期待される。これに対し、符号量の上限制御として制御している場合に画像の複雑さが低い状態が続くと、符号量が目標（上限）を下回り続けるので負の誤差量が大きくなり続ける。この状態で画像が複雑になると、負の誤差量分を解消されるまで目標（上限）を上回る符号量を生成するように量子化パラメーターが決定されてしまうので、上限符号量を一時的に超過してしまう。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、目標符号量制御と上限符号量制御を両立することを可能とした画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像処理方法は、
入力動画像データの圧縮符号化を行う画像処理方法であって、
目標符号量と現フレームまでの発生符号量の累積誤差量から次フレームの符号量を決定する動画像の符号量制御過程において、
予め累積誤差量が大きくなることが想定される場合に累積誤差量の値の範囲を限定する過程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、目標符号量制御と上限符号量制御を両立することを可能とした画像処理方法を提供することができる。
【００１３】
一つの画像処理方法で二つの符号量制御が可能であるので、搭載機器の記憶装置の容量等を増やす必要がなく、安価な構成を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係わる装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる累積誤差量範囲の算出方法の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係わる装置の構成例を示すブロック図である。
【００１６】
以下、図１、図２を参照して、本発明の第１の実施例による、符号量制御方法について説明する。
【００１７】
図１において、画像符号化装置１０は画像データを入力とし、符号化器１１で圧縮符号化したデータを出力する装置である。符号化器１１はパラメーターによって発生符号量を制御可能な符号化方法に基づくものであればよく、例えば量子化パラメーターによって符号量を制御するH.264/MPEG-4 AVC (ISO/IEC 14496-10)がある。
【００１８】
符号化器１１で符号化されたデータは画像符号化装置１０の出力となるとともに、符号量計測部１５に分岐する。符号量計測部１５は１フレーム毎の符号量を計測し、符号量誤差記憶部１６に出力する。
【００１９】
符号量誤差記憶部１６は後述の制御部１４から設定された目標符号量と前記符号量計測部１５から入力された発生符号量との差分量を算出する。さらに前記算出した差分量を記憶しているそれまでの累積差分量に加算し、制御部１４から設定された累積誤差範囲を越えていなければそのままの値を、越えて得れば範囲上限もしくは下限値を、新たな累積差分量として記憶する。記憶した累積差分量は後述の割当符号量演算部１３に対して出力する。
【００２０】
割当符号量算出部１３は制御部１４から設定された目標符号量やフレームレート等の符号化設定値と、前述の符号量誤差記憶部１６から入力された累積誤差量から次のフレームに割り当てる符号量を算出する。具体的な算出方法は前述の非特許文献１等に開示されているのでここでは省略する。算出した割当符号量は後述の量子化パラメーター算出部１２に出力する。
【００２１】
量子化パラメーター算出部１２は制御部１４から設定された入力画像サイズ、符号化方式（フレーム内予測符号化もしくはフレーム間予測符号化）等から、前述の割当符号量算出部１３から入力された割当符号量に相当する量子化パラメーターを算出する。具体的な算出方法は前述の非特許文献１等に開示されているのでここでは省略する。
【００２２】
さらに制御部１４から量子化パラメーターの範囲が設定されていれば、前記算出した量子化パラメーターの値が範囲内にあるかどうかを調べ、範囲外の場合は範囲の上限値もしくは下限値を量子化パラメーターの値とする。算出した量子化パラメーターは前述の符号化器１１に出力され、次フレームの符号化時に使用される。
【００２３】
制御部１４は画像符号化装置１０に対する設定入力を受けて前述の各部を制御して符号量を制御する。ここで画像符号化装置１０の設定項目は目標符号量、累積誤差範囲、量子化パラメーターの範囲の他、入力画像の水平・垂直のサイズ（ピクセル数）、フレームレートやフレーム内予測符号化の頻度等である。前述した通り、目標符号量と累積誤差範囲は符号量誤差記憶部１６に設定される。また目標符号量や入力画像サイズ等は割当符号量算出部１３や量子化パラメーター算出部１２に設定される。
【００２４】
なお累積誤差範囲を画像符号化装置１０への設定入力とせず、制御部１４で算出するようにしてもよい。以下、累積誤差範囲の算出方法を図２とともに説明する。図２は累積誤差量範囲の算出方法の流れを示すフローチャートである。
【００２５】
まずステップs20で量子化パラメーターの範囲が設定入力として与えられていない場合は映像品質の範囲が与えられていない、即ち符号量の上限制御を行う場合ではないので累積誤差範囲を設定せず（範囲制限なし）処理を終了する。
【００２６】
範囲設定が与えられた場合はステップs22で設定された入力画像サイズとフレームレート設定値、フレーム内予測符号化の頻度、量子化パラメーターの範囲から見込まれる最大と平均の符号量を算出する。算出に用いる入力画像の最大と平均の複雑さは、予め設定された統計や経験から得た値を用いるが、入力画像に合わせられるように画像符号化装置１０の設定入力項目に加えてもよい。
【００２７】
次にステップs24で前記算出された最大・平均符号量と目標符号量を比較する。目標符号量が算出された最大符号量よりも平均符号量に近い場合は、符号量の上限制御を行う場合ではないので累積誤差範囲を設定せず（範囲制限なし）処理を終了する。逆に最大符号量に近い場合はステップs26に進み、符号量誤差範囲を限定する。具体的には負の誤差量の範囲を絶対値が小さくなるように制限する。負の誤差量を保持しないように誤差量範囲の下限を0にしてもよい。
【００２８】
以上で累積誤差量範囲の算出方法の説明を終える。
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【００３０】
本発明の画像処理は、累積誤差量の値の範囲を限定する手段を有する画像処理装置として実現することも可能である。また本発明の画像処理は、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。
【符号の説明】
【００３１】
１０  画像符号化装置、１１  符号化器、１６  符号量誤差記憶部
【図１】
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【図２】
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