JP2008205534A - 符号化方式変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1符号化方式で符号化された第1符号化データを、第2符号化データに変換する符号化方式変換装置であって、第1符号化データを復号化するH.264デコーダ101と、第1符号化データを復号化することによって得られるデコード情報のうち第1符号化データの符号化タイプ以外のいずれかを用いて、第2符号化方式におけるデブロックフィルタのフィルタ強度を算出するデブロックフィルタの強度算出部103と、デブロックフィルタの強度算出部103により算出されたフィルタ強度に従って、ブロック境界のノイズを軽減するデブロックフィルタ104とを備える。
【選択図】図1
Description
図1は、第1の画像圧縮符号化方式を第2の画像圧縮符号化方式に変換する符号化方式変換装置の概略的構成を示すブロック図である。ここで、第1の画像圧縮方式は例えば、低解像度のH.264/AVC、第2の画像圧縮方式は高解像度のH.264/AVCであるとする。図1に示す本実施の形態の符号化方式変換装置は、復号化信号の符号化タイプだけでなく、さらにそれ以外の情報に基づいてエンコーダ内のデブロックフィルタの強度及びフィルタ位置を決定する符号化方式変換装置であって、H.264デコーダ101、H.264エンコーダ102、デブロックフィルタの強度算出部103、デブロックフィルタ104、復号情報解析部105及び符号情報解析部106を備える。なお、ここではH.264デコーダ101を備え、第1の画像圧縮方式をH.264/AVCとしたが、本発明はこれに限定されず、H.264デコーダ101の代わりにMPEG2デコーダを備えることとし、第1の画像圧縮方式をMPEG2としてもよい。
図5(a)は、イントラMB数フィルタ強度評価値生成部320が保持するフィルタ強度評価値対応表の一例を示す図である。第1の画像圧縮方式において、イントラMB数が多い場合には、ブロックノイズが目立ちやすい。面内予測において、予測誤差を直交変換するH.264に対して、MPEG系の画像符号化方式では入力された画素値をそのまま直交変換するので情報量が多く、情報量を削減すると量子化誤差が目立ちやすい。このような場合は、第2の画像圧縮方式のH.264エンコーダ102内のデブロックフィルタの強度を大きくすることで、ブロックノイズを軽減できる。イントラMB数フィルタ強度評価値生成部320は、第1の画像圧縮方式において、イントラMB数があらかじめ定めた所定の閾値を超えた場合に、第2の画像圧縮方式でデブロックフィルタの強度を大きくする。所定の閾値を超えた場合とは、画面の3/4以上のMBがイントラMBである場合などを意味する。画面中央の矩形領域の3/4以上のMBがイントラMBである場合としてもよい。その際に、イントラMB数フィルタ強度評価値生成部320は、デコード情報から得られたイントラMB数で、図5(a)に示したフィルタ強度評価値対応表をテーブル引きすることによって、フィルタ強度評価値を算出することができる。
図5(b)は、符号化領域タイプフィルタ強度評価値生成部323が保持するフィルタ強度評価値対応表の一例を示す図である。例えば、符号化領域タイプフィルタ強度評価値生成部323は、第1の画像圧縮方式でのピクチャタイプに応じて、H.264エンコーダ102でのフィルタ強度評価値を同図に示すフィルタ強度評価値対応表からテーブル引きする。例えば、第1の画像圧縮方式でIピクチャであれば、面内予測されているので、イントラMBと同じ理由で量子化誤差が目立ちやすい。このような場合、デブロックフィルタの強度を大きくすることで、ブロックノイズを軽減できるので、フィルタ強度評価値対応表をテーブル引きすることによって、フィルタ強度評価値5を出力する。
図5(c)は、符号量フィルタ強度評価値生成部321が保持するフィルタ強度評価値対応表の一例を示す図である。デブロックフィルタの強度算出部103は、前記デコード情報である前記量子化パラメータの平均値が大きいほど、高いフィルタ強度を算出する前記デブロックフィルタ強度算出手段の一例である。第1の画像圧縮方式において、量子化を荒くおこなった場合、つまり、量子化ステップが大きい場合には、復号化信号にブロックノイズが目立ちやすくなる。このように量子化パラメータが大きい場合には、デブロックフィルタの強度算出部103は、第2の画像圧縮方式において、デブロックフィルタの強度を強くする。そのために、符号量フィルタ強度評価値生成部321は、図5(c)に示すような第1の画像圧縮方式の特性に応じた量子化ステップの閾値を設け、その閾値と量子化ステップを比較する。閾値を超える場合には、第2の画像圧縮方式の特性に応じたデブロックフィルタの強度を強くするためのフィルタ強度評価値を出力する。このフィルタ強度評価値が、デブロックフィルタの強度算出部103で、重み付け加算によって総合評価されることにより、第1の画像圧縮方式にも第2の画像圧縮方式にも適合するようデブロックフィルタの強度を強めブロックノイズを軽減することができる。通常、ブロックノイズは、画像符号化処理単位の画像領域境界に生じやすい。例えば、マクロブロック同士の境界や、直行変換サイズのブロックの境界が上げられる。そこで、第1の画像圧縮方式と第2の画像圧縮方式の画像符号化処理単位及び、直行変換サイズに合わせて、第2の画像圧縮方式でのデブロックフィルタの適用位置を切り替えるとより効果が高い。
図5(d)は、符号量フィルタ強度評価値生成部321が保持するフィルタ強度評価値対応表の一例を示す図である。このフィルタ強度評価値対応表は、量子化スケールと符号量の積であるコンプレキシティと、フィルタ強度評価値との対応を示すテーブルである。デブロックフィルタの強度算出部103は、前記デコード情報である前記量子化パラメータの平均値と前記符号量との演算によって得られるコンプレキシティの値が大きいほど、高いフィルタ強度を算出する前記デブロックフィルタ強度算出手段の一例である。第1の画像圧縮方式において、量子化スケールと符号量の積であるコンプレキシティが大きい場合つまり、対象画像が圧縮し難い場合には、ブロックノイズが目立ちやすい。このとき、第2の画像圧縮方式において、デブロックフィルタの強度を強くすることでブロックノイズが軽減できる。逆に、量子化スケールと符号量の積が小さい場合つまり、対象画像が圧縮し易い場合には、画像に対し十分な符号量が割り当てられ、ブロックノイズが発生しにくい。このような場合にデブロックフィルタを用いると画像のブロック境界にボケが生じるので、適用しない、または、フィルタ強度をコンプレキシティに応じて弱める。量子化スケールと符号量の積は一般的に画像の複雑度を示すコンプレキシティと呼ばれる。コンプレキシティの算出は、量子化ステップと符号量とを重み付け加算することで簡略化してもよい。また、関数による所定の簡易演算でもよい。評価値の算出方法は、量子化ステップによる算出方法と同様に、図5(d)に示すようなテーブルを作成することでおこなうことができる。
図5(e)は、動きベクトルフィルタ強度評価値生成部322が保持するフィルタ強度評価値対応表の一例を示す図である。デブロックフィルタの強度算出部103は、前記デコード情報である前記動きベクトルの絶対値の総和及び前記動きベクトルの単純総和のいずれかについて、その値が大きいほど、高いフィルタ強度を算出する前記デブロックフィルタ強度算出手段の一例である。第1の画像圧縮方式において、ピクチャ単位またはスライス単位などでの動きベクトルの総和が大きい場合、つまり画面全体が一定方向に動いている場合、動きベクトルが正しいブロックを示さないので、ブロックノイズが目立ちやすい。このような場合は、第2の画像圧縮方式でデブロックフィルタの強度を大きくすることで、ブロックノイズを軽減できる。量子化ステップによる算出方法と同様に図5(e)に示すようなテーブルを作成することでフィルタ強度評価値を算出することができる。
図5(f)は、フィルタ強度決定器が保持する対応表の一例を示す図である。図5(f)の対応表は、各フィルタ強度評価値生成部から出力されたフィルタ強度評価値の重み付け加算値と、フィルタ強度との関係を示している。デブロックフィルタの強度算出部103は、例えば、前述の動きベクトルの総和による評価値、イントラMB数による評価値、コンプレキシティによる評価値、量子化スケールによる評価値をそれぞれ、MVCost、IntraCost、ComplexityCost、QuantCostと表記する。次にこれらの評価値の重み付け加算値をTotalCostと表す。
一例としては、符号化レートが低い場合には、量子化誤差によるブロックノイズが支配的となるので、a0を0、a1を0、a2を1、a3を1などとし、影響の大きい係数の重みを大きく設定するとよい。
フィルタ強度調節部108は、前記デブロックフィルタ強度算出手段によって算出された前記フィルタ強度に対応する量子化パラメータが第2符号化方式の規格で定められた値の範囲を越える場合、前記フィルタ強度を変化させず、かつ、第2符号化方式の規格で定められた範囲内の値をとる量子化パラメータを選択し、選択した量子化パラメータから決まる量子化ステップに、量子化ステップの倍率である量子化マトリックスを乗算して、乗算後の量子化ステップが、前記デブロックフィルタ強度算出手段によって算出された前記フィルタ強度に対応する量子化パラメータに対応する値となるよう調節するフィルタ強度調節手段の一例であり、H.264エンコーダ102は、前記フィルタ強度調節手段によって選択された第2符号化方式の規格で定められた範囲内の値をとる前記量子化パラメータと、乗算された前記量子化マトリックスの値とを符号化する符号化手段の一例である。すなわち、フィルタ強度調節部108は、disable_deblocking_filter_idcが1以外の場合、つまりデブロックフィルタ処理を実行する際、フィルタ強度の初期値を、量子化パラメータQPからテーブル引きすることで決定する。この初期値に対して、上記のFilterOffsetAとFilterOffsetBにより強度を微調整することができる。FilterOffsetAとFilterOffsetBは共に−6から6までの整数値をとり、全部で13段階の調整が可能である。初期値のQPとFilterOffsetAの加算により決定される値INDEXにより決まるフィルタ強度をα、QPとFilterOffsetBの加算により決定される値INDEXにより決まるフィルタ強度をβとする。具体例を示す。仮に量子化パラメータが30、FilterOffsetAが1である場合、INDEXは、30+1=31となり、量子化パラメータ31の場合の初期フィルタ強度αが設定される。図6は、INDEXとフィルタ強度αとの対応を示すテーブルである。同図において、INDEXは、符号化される量子化パラメータである。このことは、量子化パラメータが30の時は、量子化パラメータが24から36までの各QPに対応する初期フィルタ強度しか設定できないことを意味する。βもαと同様に決定される。また、H.264では、weightScaleと呼ばれる量子化マトリックスが存在する。これは、量子化の際に、DCT係数の周波数成分毎に量子化ステップの倍率を設定するための仕組みである。この仕組みにより量子化パラメータが30より小さい場合でも、weightScaleを大きくすると量子化パラメータを36とした場合の量子化スケールを用いて量子化を行うことができる。H.264では量子化パラメータが6大きくなると量子化ステップが2倍になるように設計されている。このことから、量子化パラメータが30の場合でもweightScaleを2倍に設定すると量子化パラメータが36のときの量子化ステップとすることができる。本来weightScaleは、量子化ステップをDCT係数の周波数成分毎に変更し、特定の周波数成分の係数を量子化により保護し、主観画質を向上するために導入された。本発明では、この仕組みを転用することで、デブロックフィルタの強度設定の範囲を拡大する。次に、このことを簡略化した式で再度説明する。H.264では量子化パラメータが6大きくなると量子化ステップが2倍になるように設計されているので、量子化パラメータを量子化ステップに変換する関数は次のように示せる。
Qstep(30)=2×const×2^((30−30%6)/6)=2×const×2^5=const×2^6
となる。
Qstep(36)=1×const×2^((36−36%6)/6)=const×2^6
となり、weightScale=2の場合のQstep(30)とweightScale=1の場合のQstep(36)は等しくなる。
102 H.264エンコーダ
103 デブロックフィルタの強度算出部
104 デブロックフィルタ
105 復号情報解析部
106 符号情報解析部
107 量子化部
108 フィルタ強度調節部
109 デブロックフィルタ位置決定部
320 イントラMB数フィルタ強度評価値生成部
321 符号量フィルタ強度評価値生成部
322 動きベクトルフィルタ強度評価値生成部
323 符号化領域タイプフィルタ強度評価値生成部
Claims (15)
- 第1符号化方式で符号化された第1符号化データを、第2符号化データに変換する符号化方式変換装置であって、
前記第1符号化データを復号化する復号化手段と、
前記第1符号化データを復号化することによって得られるデコード情報のうち前記第1符号化データの符号化タイプ以外のいずれかを用いて、第2符号化方式におけるデブロックフィルタのフィルタ強度を算出するデブロックフィルタ強度算出手段と、
前記デブロックフィルタ強度算出手段により算出された前記フィルタ強度に従って、ブロック境界のノイズを軽減するデブロックフィルタ手段と
を備えることを特徴とする符号化方式変換装置。 - 前記デブロックフィルタ強度算出手段は、複数の各前記デコード情報の値を評価するための評価値を重み付け加算し、前記加算結果に対応する1つのフィルタ強度を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の符号化方式変換装置。 - 前記符号化方式変換装置は、さらに、
前記第1符号化データを復号化することによって得られるシンタックス・エレメントと付加情報とから、符号量、量子化パラメータの平均値、イントラマクロブロック数、動きベクトルの絶対値の総和及び動きベクトルの単純総和のいずれかを前記デコード情報として算出する復号情報解析手段を備え、
前記デブロックフィルタ強度算出手段は、前記復号情報解析手段によって算出された前記デコード情報を用いて前記フィルタ強度を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の符号化方式変換装置。 - 前記符号化方式変換装置は、さらに、
前記第2符号化データを生成する際に得られるシンタックス・エレメントと付加情報とから、量子化パラメータの平均値、目標符号量及び符号化ターゲットレートのいずれかを符号化情報として算出する符号化情報解析手段を備え、
前記デブロックフィルタ強度算出手段は、前記デコード情報および前記符号化情報から少なくとも一つを用いて、前記フィルタ強度を算出する
ことを特徴とする請求項3記載の符号化方式変換装置。 - 前記復号化情報解析手段は、さらに、前記第1符号化データの直交変換の単位となったブロックサイズを取得し、
前記符号化情報解析手段は、さらに、前記第2符号化データの直交変換の単位となったブロックサイズを取得し、
前記符号化方式変換装置は、さらに、
前記復号化情報解析手段と前記符号化情報解析手段とによって取得されたブロックサイズのうち、いずれか一方のブロックサイズのブロック境界を、デブロックフィルタを施すべきデブロックフィルタ位置と決定する第1デブロックフィルタ位置決定手段を備え、
前記デブロックフィルタ手段は、前記第1デブロックフィルタ位置決定手段によって決定されたデブロックフィルタ位置に、デブロックフィルタを施す
ことを特徴とする請求項4記載の符号化方式変換装置。 - 前記デブロックフィルタ強度算出手段は、前記第1符号化方式がH.264/AVC規格である場合、H.264/AVC規格のシンタックス・エレメントであるdeblocking_filter_control_present_flag及びdisable_deblocking_filter_idc、slice_alpha_c0_offset_div2、slice_beta_offset_div2のうち、少なくとも一つを用いて前記デブロックフィルタ手段のフィルタ強度を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の符号化方式変換装置。 - 前記符号化方式変換装置は、さらに、前記第1符号化方式がH.264/AVC規格である場合、H.264/AVC規格のシンタックス・エレメントであるdeblocking_filter_control_present_flagと、disable_deblocking_filter_idcとを用いて前記デブロックフィルタ手段のフィルタ位置を決定する第2デブロックフィルタ位置決定手段を備え、
前記デブロックフィルタ手段は、前記第2デブロックフィルタ位置決定手段によって決定されたデブロックフィルタ位置に、デブロックフィルタを施す
ことを特徴とする請求項1の符号化方式変換装置。 - 前記デブロックフィルタ強度算出手段は、前記デコード情報である前記量子化パラメータの平均値が大きいほど、高いフィルタ強度を算出する
ことを特徴とする請求項3記載の符号化方式変換装置。 - 前記デブロックフィルタ強度算出手段は、前記デコード情報である前記量子化パラメータの平均値と前記符号量との演算によって得られるコンプレキシティの値が大きいほど、高いフィルタ強度を算出する
ことを特徴とする請求項3記載の符号化方式変換装置。 - 前記デブロックフィルタ強度算出手段は、前記デコード情報である前記イントラマクロブロック数が画面内で占める割合が大きいほど、高いフィルタ強度を算出する
ことを特徴とする請求項3記載の符号化方式変換装置。 - 前記デブロックフィルタ強度算出手段は、前記デコード情報である前記動きベクトルの絶対値の総和及び前記動きベクトルの単純総和のいずれかについて、その値が大きいほど、高いフィルタ強度を算出する
ことを特徴とする請求項3記載の符号化方式変換装置。 - 前記符号化方式変換装置は、
前記デブロックフィルタ強度算出手段によって算出された前記フィルタ強度に対応する量子化パラメータが第2符号化方式の規格で定められた値の範囲を越える場合、前記フィルタ強度を変化させず、かつ、第2符号化方式の規格で定められた範囲内の値をとる量子化パラメータを選択し、選択した量子化パラメータから決まる量子化ステップに、量子化ステップの倍率である量子化マトリックスを乗算して、乗算後の量子化ステップが、前記デブロックフィルタ強度算出手段によって算出された前記フィルタ強度に対応する量子化パラメータに対応する値となるよう調節するフィルタ強度調節手段と、
前記フィルタ強度調節手段によって選択された第2符号化方式の規格で定められた範囲内の値をとる前記量子化パラメータと、乗算された前記量子化マトリックスの値とを符号化する符号化手段とを備え、
前記デブロックフィルタ手段は、前記デブロックフィルタ強度算出手段によって算出されたフィルタ強度でデブロックフィルタを施す
ことを特徴とする請求項1記載の符号化方式変換装置。 - 前記フィルタ強度調節手段は、前記フィルタ強度に対応する量子化パラメータが第2符号化方式の規格で定められた値の範囲を越える場合、量子化マトリックスが乗算される前の量子化ステップに対応する前記量子化パラメータと、前記量子化パラメータの直前に符号化された量子化パラメータとの差分が最小となるように前記量子化パラメータを選択し、
前記符号化手段は、量子化マトリックスが乗算される前の量子化ステップに対応する前記量子化パラメータと、前記量子化パラメータの直前に符号化された量子化パラメータとの差分を符号化する
ことを特徴とする請求項12記載の符号化方式変換装置。 - 第1符号化方式で符号化された第1符号化データを、第2符号化データに変換する符号化方式変換方法であって、
前記第1符号化データを復号化する復号化ステップと、
前記第1符号化データを復号化することによって得られるデコード情報のうち前記第1符号化データの符号化タイプ以外のいずれかを用いて、第2符号化方式におけるデブロックフィルタのフィルタ強度を算出するデブロックフィルタ強度算出ステップと、
前記デブロックフィルタ強度算出ステップにより算出された前記フィルタ強度に従って、ブロック境界のノイズを軽減するデブロックフィルタステップと
を含むことを特徴とする符号化方式変換方法。 - 第1符号化方式で符号化された第1符号化データを、第2符号化データに変換する符号化方式変換装置のためのプログラムであって、コンピュータに
前記第1符号化データを復号化する復号化ステップと、前記第1符号化データを復号化することによって得られるデコード情報のうち前記第1符号化データの符号化タイプ以外のいずれかを用いて、第2符号化方式におけるデブロックフィルタのフィルタ強度を算出するデブロックフィルタ強度算出ステップと、前記デブロックフィルタ強度算出ステップにより算出された前記フィルタ強度に従って、ブロック境界のノイズを軽減するデブロックフィルタステップとを実行させるプログラム。
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