專(zhuān)利名稱(chēng)：編碼率變換裝置、編碼率變換方法及集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了進(jìn)一步削減編碼數(shù)據(jù)的信息量而變換編碼率的技術(shù)， 更加具體地講，涉及抑制伴隨編碼率變換形成的畫(huà)質(zhì)惡化的編碼率變換裝 置等。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，用于實(shí)現(xiàn)高度壓縮的MPEG2(Moving Picture Experts Group 2: 運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組2)被用作圖像編碼技術(shù)。該技術(shù)被用于數(shù)字廣播、DVD、 網(wǎng)絡(luò)等的記錄介質(zhì)中，與這些用途相結(jié)合,可以在一定范圍內(nèi)選擇比特率(bit rate)。
例如，在選擇將高畫(huà)質(zhì)的數(shù)字廣播記錄在記錄介質(zhì)中的比特率時(shí)，不 將高畫(huà)質(zhì)的數(shù)據(jù)原樣記錄在記錄介質(zhì)中，而是為了進(jìn)一步削減信息量，變 換編碼率以使比特率減小，從而可以在記錄介質(zhì)中記錄更多的數(shù)據(jù)。并且， 為了有效利用記錄介質(zhì)的容量，變換編碼速度的高速轉(zhuǎn)錄(夕'e乂y)等需求 也在增加。
并且，在將記錄在記錄介質(zhì)中的數(shù)字廣播分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，不將高畫(huà) 質(zhì)的數(shù)據(jù)原樣分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上，而是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬來(lái)變換編碼率，使比特率 減小，從而在帶寬狹窄的網(wǎng)絡(luò)中也能夠分發(fā)影像。
作為實(shí)現(xiàn)以上目的的編碼率變換方法的一種方法有再量化型變換方 法。該方法不將輸入比特流解碼到像素級(jí)別,而是按照不同的量化尺度(scale) 對(duì)被反量化后的DCT (Discrete Cosine Transform:離散余弦變換)系數(shù)進(jìn) 行再量化，從而變換為所期望的數(shù)據(jù)量，由此，是不需將解碼進(jìn)行到像素 級(jí)別即可削減編碼率的方法。
以后，在具體說(shuō)明再量化型的編碼率變換方法之前，進(jìn)行有關(guān)MPEG2 的DCT變換和量化的具體說(shuō)明。
在MPEG2中， 一個(gè)圖片(picture)的編碼數(shù)據(jù)由一個(gè)以上的片(slice)構(gòu)
6成，一個(gè)片由一個(gè)以上的宏塊(macroblock: MB)構(gòu)成。以下把宏塊稱(chēng)為 MB。 MB具有標(biāo)題部和塊部。以下，把MB的標(biāo)題部和MB的塊部分別稱(chēng) 為MB標(biāo)題部和MB塊部。MB塊部表示多個(gè)量化DCT系數(shù)。量化DCT 系數(shù)是通過(guò)將DCT系數(shù)量化得到的系數(shù)，該DCT系數(shù)是對(duì)圖片按照預(yù)定 大小的每個(gè)塊進(jìn)行DCT (離散余弦變換)而得到的。
并且，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(4: 2: 0)的宏塊由4個(gè)亮度塊和2個(gè)色差塊合計(jì)6 個(gè)塊構(gòu)成。塊的數(shù)量因亮度和色差而不同是基于密度的觀點(diǎn)，根據(jù)人對(duì)亮 度比對(duì)色差更敏感的視覺(jué)特性而確定的。在MPEG2中，將6個(gè)塊按照亮度 Y (左上)、亮度Y (右上)、亮度Y (左下)、亮度Y (右下)、色差Cb (藍(lán) 色成分)、色差Cr (紅色成分)的順序編碼。
一個(gè)塊按照8X8大小的系數(shù)(量化DCT系數(shù))組被編碼，將該系數(shù) 組反量化、再進(jìn)行反DCT變換，即可解碼為8X8大小的像素。
塊中包含的系數(shù)組構(gòu)成為左上的系數(shù)為低頻成分，隨著向右，水平方 向成為高頻成分的系數(shù)，隨著向下，垂直方向成為高頻成分的系數(shù)，右下 的系數(shù)在水平方向和垂直方向都是高頻成分。左上角的1系數(shù)是DC成分(直 流)，其他是AC成分(交流)。
上述的量化DCT系數(shù)的反量化方法根據(jù)是不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)?IntraMB、還是進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)腎nterMB而不同。IntraMB是利用處理對(duì)象 的圖片內(nèi)的信息來(lái)壓縮數(shù)據(jù)的宏塊。并且，在IntraMB中也因DC成分和 AC成分而存在差異。InterMB是利用與處理對(duì)象的圖片不同的圖片內(nèi)的信 息來(lái)壓縮數(shù)據(jù)的宏塊。
IntraMB的DC成分按照下式進(jìn)行反量化。 (DCT系數(shù))=(反量化系數(shù))X (量化DCT系數(shù))
另一方面，IntraMB的AC成分按照下式(以下稱(chēng)為反量化的算式)進(jìn) 行反量化。
(DCT系數(shù))二 (2X量化DCT系數(shù))X量化矩陣X量化尺度/32 另外，InterMB與DC成分、AC成分無(wú)關(guān)，都按照下式(以下稱(chēng)為反 量化的算式)進(jìn)行反量化。 (DCT系數(shù))=
(2X量化DCT系數(shù)+1) X量化矩陣X量化尺度/32 (量化DCT系數(shù)
7>0時(shí))
(2X量化DCT系數(shù))X量化矩陣X量化尺度/32 (量化DCT系數(shù)二O
時(shí))
(2X量化DCT系數(shù)一1) X量化矩陣X量化尺度/32 (量化DCT系數(shù) <0時(shí))
在上式中，反量化系數(shù)和量化尺度是系數(shù)(標(biāo)量scalar),量化矩陣 由8X8大小的系數(shù)組(矢量)構(gòu)成，使用與求出的DCT系數(shù)的位置對(duì)應(yīng) 的系數(shù)。
反量化系數(shù)和量化矩陣?yán)脠D片單位指定，量化尺度利用宏塊單位指定。
并且，量化尺度不是按照原樣的值來(lái)編碼，而是從MB標(biāo)題部表示的 被編碼的量化尺度碼(量化參數(shù))根據(jù)圖1的表來(lái)變換。從量化尺度碼(量 化參數(shù))進(jìn)行的量化尺度的變換有線性型和非線性型這兩種類(lèi)型，關(guān)于按 照哪種類(lèi)型來(lái)編碼，利用圖片單位指定。
然后，量化DCT系數(shù)按照?qǐng)D2A所示的Z字形掃描和圖2B所示的交 替掃描任一方表示的順序，只有非0系數(shù)被編碼。關(guān)于采用哪一種掃描順 序，利用圖片單位指定。Z字形掃描適合于逐行圖像的編碼，交替掃描適合 于隔行圖像的編碼。以后，利用Z字形掃描進(jìn)行說(shuō)明，但與Z字形掃描相 同的理論對(duì)于交替掃描也成立。
非0系數(shù)的編碼是源自前一個(gè)非0系數(shù)的項(xiàng)目數(shù)run (=連續(xù)的0系數(shù) 的個(gè)數(shù))和非0的量化DCT系數(shù)值level被編碼，在最后的非0系數(shù)之后， EOB (End of Block)被編碼，自此以后的0系數(shù)被省略。例如，在按照從 低頻成分起7、 3、 0、 0、 1、以后全部是0的順序存在量化DCT系數(shù)的塊 中，按照(run、 level) = (0、 7)、 (0、 3)、 (2、 1)、 EOB的順序進(jìn)行編 碼。
下面，具體說(shuō)明再量化型的編碼率變換方法(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)l)。
圖3是表示MPEG2的解碼裝置10000的一例結(jié)構(gòu)的方框圖。可變長(zhǎng)
度解碼部2201解碼MPEG2流，將通過(guò)解碼得到的多個(gè)MB塊部分別表示
的信息(量化DCT系數(shù))通知反量化部2202。
首先，對(duì)于IntraMB，反量化部2202對(duì)量化DCT系數(shù)進(jìn)行反量化以恢
8復(fù)成為DCT系數(shù)，將DCT系數(shù)通知反DCT變換部2203。反DCT變換部 2203進(jìn)行反DCT變換，使DCT系數(shù)恢復(fù)為像素信息?；謴?fù)后的像素信息 通過(guò)像素復(fù)原部2206被輸出。并且，像素信息有可能在下一個(gè)圖片以后被 參照，所以被存儲(chǔ)在參照幀存儲(chǔ)部2204中。
然后，對(duì)于InterMB，由于通過(guò)反DCT變換得到的像素信息是差分值, 所以在將DCT系數(shù)輸出給像素復(fù)原部2206后還需要進(jìn)行處理。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 部2205從參照幀存儲(chǔ)部2204獲取由可變長(zhǎng)度解碼部2201解碼后的利用運(yùn) 動(dòng)矢量指定的參照?qǐng)D像，并通知像素復(fù)原部2206。像素復(fù)原部2206將參照 圖像和像素信息的差分相加，求出像素信息并輸出。復(fù)原后的像素信息與 InterMB相同，被存儲(chǔ)在參照幀存儲(chǔ)部2204中。
圖4是表示MPEG2的編碼裝置10001的一例結(jié)構(gòu)的方框圖，基本上 是與MPEG解碼裝置10000相反的結(jié)構(gòu)。
對(duì)于IntraMB，像素信息首先在DCT變換部2301被進(jìn)行DCT變換， 通過(guò)DCT變換得到的信息被通知給量化部2302。編碼率控制部2311利用 從可變長(zhǎng)度編碼部2303得到的實(shí)際的編碼比特量的實(shí)際值校正目標(biāo)的編碼 率，同時(shí)求出量化尺度，將量化尺度通知量化部2302。
量化部2302按照通過(guò)編碼率控制計(jì)算的量化尺度對(duì)DCT系數(shù)進(jìn)行量 化，把通過(guò)量化得到的信息通知可變長(zhǎng)度編碼部2303，同時(shí)由.于還被用作 參照?qǐng)D像，所以把通過(guò)量化得到的信息通知反量化部2304。可變長(zhǎng)度編碼 部2303把量化DCT系數(shù)編碼成為流。由于在下一個(gè)以后的圖片中被用作 參照?qǐng)D像，所以與解碼裝置10000相同，通過(guò)反量化部2304、反DCT變換 部2305把量化DCT系數(shù)解碼成為圖像信息，圖像信息被存儲(chǔ)在參照幀存 儲(chǔ)部2306中。
對(duì)于InterMB,為了進(jìn)行使用了參照?qǐng)D像的圖像信息量削減，首先，在 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部2307從參照幀存儲(chǔ)部2306檢測(cè)與輸入圖像的一致度高的圖像， 并計(jì)算運(yùn)動(dòng)矢量。運(yùn)動(dòng)矢量被通知運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部2308,并且，被編碼成為流 的MB標(biāo)題部的信息，因此通知可變長(zhǎng)度編碼部2303。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部2308 以運(yùn)動(dòng)矢量為基礎(chǔ)，從參照幀存儲(chǔ)部2306獲取參照?qǐng)D像，像素減法部2309 求出與輸入圖像的差分，從而削減信息量。以后與IntraMB時(shí)相同。
為了在下一個(gè)以后的圖片中被用作參照?qǐng)D像，在通過(guò)反量化部2304、反DCT變換部2305時(shí)，求出圖像信息的差分，所以像素相加部2310相加 由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部2308求出的參照?qǐng)D像時(shí)，可以解碼圖像信息，圖像信息被存 儲(chǔ)在參照幀存儲(chǔ)部2306中。
在此，在MPEG2中，MB標(biāo)題部的比特量取基本已確定的范圍的比特 量，MB標(biāo)題部的比特量在編碼流整體中所占比例極小。相反，MB塊部的 比特量按每個(gè)MB的偏差比較大，MB塊部的比特量占據(jù)編碼流的大部分。 因此，為了降低編碼流的編碼率，利用某種手段降低MB塊部的量化DCT 系數(shù)(level)的方法比較有效。
在降低量化DCT系數(shù)(level) B寸，較小的level可以利用較短的編碼 比特表述。如果level為0，則不需要level的編碼本身，所以可以降低編碼 率。
再量化型的編碼率變換裝置是利用了上述的量化的性質(zhì)的變換裝置， 其構(gòu)成為結(jié)合了 MPEG解碼裝置和MPEG編碼裝置并省略不必要的結(jié)構(gòu)。 由于不需將流解碼到圖像級(jí)別，僅通過(guò)量化即可變換編碼率，所以具有不 需要進(jìn)行DCT變換或運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)。
為了降低量化DCT系數(shù)(level),參照前述的反量化的算式得知，可 以增大量化尺度和量化矩陣任一方。首先，具體說(shuō)明作為再量化型的編碼 率變換裝置的一例的、量化尺度再變換型的編碼率變換裝置。
圖5表示量化尺度再變換型的編碼率變換裝置11000的結(jié)構(gòu)圖。
可變長(zhǎng)度解碼部2401解碼MPEG2流?？勺冮L(zhǎng)度解碼部2401不變換 包括反量化系數(shù)及量化矩陣的圖片標(biāo)題，而是將圖片標(biāo)題原樣通知可變長(zhǎng) 度編碼部2402 (未圖示)?？勺冮L(zhǎng)度解碼部2401將MB標(biāo)題部的參數(shù)通知 MB標(biāo)題存儲(chǔ)部2405，同時(shí)將MB標(biāo)題部表示的量化尺度碼變換為量化尺 度，將該量化尺度通知量化尺度增加變換部2404?？勺冮L(zhǎng)度解碼部2401將 MB塊部表示的量化DCT系數(shù)等的參數(shù)通知反量化部2406。
反量化部2406浪照輸入流的量化尺度進(jìn)行反量化，并通知量化部 2407。
另一方面，編碼率控制部2403按照目標(biāo)變換編碼率計(jì)算目標(biāo)量化尺度， 將計(jì)算出的目標(biāo)量化尺度通知量化尺度增加變換部2404。
量化尺度增加變換部2404以目標(biāo)量化尺度為參考，從輸入時(shí)的量化尺
10度變換為輸出時(shí)的新的量化尺度，將變換后的量化尺度通知量化部2407， 同時(shí)，將變換后的量化尺度通知MB標(biāo)題存儲(chǔ)部2405。
在MB標(biāo)題存儲(chǔ)部2405中，把量化尺度變換為量化尺度碼，并改寫(xiě)為 新的值。MB標(biāo)題存儲(chǔ)部2405把對(duì)應(yīng)于MB標(biāo)題的參數(shù)通知可變長(zhǎng)度編碼 部2402。由此，可以得到MB標(biāo)題部的流。
并且，量化部2407按照新的量化尺度進(jìn)行量化，把其結(jié)果得到的量化 DCT系數(shù)通知可變長(zhǎng)度編碼部2402。由此，可以得到MB塊部的流。
編碼率控制部2403隨時(shí)從可變長(zhǎng)度解碼部2401獲取解碼后的比特量， 并且從可變長(zhǎng)度編碼部2402獲得編碼后的比特量，進(jìn)行目標(biāo)編碼率的校正。
下面，具體說(shuō)明量化尺度再變換型的編碼率變換裝置11000的編碼率 控制。
在MPEG2中，在ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11/N0400 Test Model 5 (以 下記述為T(mén)M5)中記述有編碼時(shí)的編碼率控制方式，在編碼率變換中多采 用與TM5同等的方式(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。因此，首先說(shuō)明TM5。 TM5的 編碼率控制方式包括3個(gè)步驟。
步驟1是根據(jù)目標(biāo)比特率對(duì)每個(gè)圖片進(jìn)行比特分配的階段。步驟2是 以分配給每個(gè)圖片的比特為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算量化尺度的階段。步驟3是考慮視 覺(jué)特性來(lái)校正量化尺度的階段。
在步驟l，按照目標(biāo)編碼率及圖片結(jié)構(gòu)(1、 P、 B圖片)等對(duì)每個(gè)圖片 分配比特，這已利用算式進(jìn)行了規(guī)定，由于與本發(fā)明沒(méi)有直接關(guān)系，所以 省略具體說(shuō)明。
在步驟2，假定虛擬的基準(zhǔn)解碼部，進(jìn)行對(duì)虛擬緩沖器的編碼率控制。 在該編碼率控制處理中，進(jìn)行使分別分配給I、 P、 B圖片的比特量Ti、 Tp、 Tb、與實(shí)際在I、 P、 B圖片中分別產(chǎn)生的比特量Si、 Sp、 Sb分別一致的處 理。具體地講，根據(jù)對(duì)每個(gè)圖片類(lèi)型獨(dú)立設(shè)定的3種虛擬緩沖器容量，通 過(guò)宏塊單位的反饋控制來(lái)求出量化尺度。在I、 P、 B圖片內(nèi)的第j個(gè)宏塊的 編碼時(shí)使用的虛擬緩沖器的占有量di(j)、 dp(j)、 dbG)根據(jù)下式確定。 dk(j)=dk(0)+BG-l)-Tkx(j-l)/NMB (其中，k=i、 p、 b) 其中，di(O)、 dp(O)、 db(O)表示虛擬緩沖器的初期占有量。B(M)表示截 止到第(H)個(gè)宏塊的產(chǎn)生編碼量的總和。NMB表示圖片的宏塊數(shù)。根據(jù)上述虛擬緩沖器的占有量，I、 P、 B圖片內(nèi)的第j個(gè)宏塊的量化尺度mqi(j)、 mqp(j)、 mqb①據(jù)下式確定。<formula>formula see original document page 12</formula> (其中，k=i、 p、 b)
其中，r表示被稱(chēng)為動(dòng)作參數(shù)(action parameter)的常數(shù)。步驟3與本發(fā) 明沒(méi)有直接關(guān)系，所以省略具體說(shuō)明。
下面，具體說(shuō)明量化尺度再變換型的編碼率變換裝置的量化尺度變換。
通過(guò)編碼率控制得到量化尺度。但是，在編碼率變換中原樣地使用該 量化尺度未必是好辦法。例如，TM5計(jì)算與輸入流無(wú)關(guān)的量化尺度。因此， 產(chǎn)生與輸入流的量化尺度qik(j灘比，通過(guò)編碼率控制得到的量化尺度mqk(j) 比較小的情況。該情況時(shí)，如果將mqk(j)原樣地用于量化尺度，將導(dǎo)致輸 出的比特量相比輸入流增加。
但是，只要變換輸入流并輸出，就不可能使輸出流的量化誤差小于輸 入流的量化誤差，所以此處的比特量的增加完全沒(méi)有意義。因此，輸出流 的量化尺度qok(j)可以設(shè)為
<formula>formula see original document page 12</formula> (其中，k=i、 p、 b)。 并且，除此之外，還有下述方案(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2),對(duì)于輸出流的量化尺 度qok(j)，不是原樣使用通過(guò)編碼率控制得到的量化尺度mqk(j)，而是設(shè)為<formula>formula see original document page 12</formula>(其中，k=i、 p、 b) 這樣能夠抑制每個(gè)同一編碼量的畫(huà)質(zhì)惡化。無(wú)論在哪種情況下，輸出流的 量化尺度都不是原樣使用通過(guò)編碼率控制得到的量化尺度，而是參照通過(guò) 編碼率控制得到的量化尺度，將輸入流的量化尺度變換為增加方向。
下面，使用圖6說(shuō)明量化尺度再變換型的編碼率變換裝置11000的量 化的具體示例。
編碼率控制和量化尺度變換的結(jié)果是量化尺度由4變?yōu)?,即被變換為 2倍。參照前述的反量化的算式，需要使量化DCT系數(shù)與量化尺度大致成 反比例，所以需要將量化DCT系數(shù)變換為1/2倍。在具有8個(gè)非0量化DCT系數(shù)(level) 7、 -3、 2、 1、 4、 1、 -1、 1的 InterMB的塊中，本來(lái)希望變換為3.5、 -1.5、 1、 0.5、 2、 0.5、 -0.5、 0.5。 但是，由于量化DCT系數(shù)只能以整數(shù)編碼，所以3.5、 -1.5、 1、 0.5、 2、 0.5、 -0.5、 0.5分別被整數(shù)化成為3、 -1、 1、 0、 2、 0、 0、 0 (其中，小數(shù)點(diǎn)以后 的部分被舍去)，level的值減小。
并且，非0系數(shù)的個(gè)數(shù)從變換前的8個(gè)減小為變換后的4個(gè)。在對(duì)其 進(jìn)行編碼時(shí)，輸入時(shí)為50bit的編碼量可以減小為25bit，所以能夠降低編碼 率。
但是，在整數(shù)化時(shí)(舍去小數(shù)點(diǎn)以后的部分)產(chǎn)生誤差(量化誤差)。 量化尺度是與量化DCT系數(shù)的全部的頻率成分相關(guān)的系數(shù)。因此，有可能 在從低頻成分到高頻成分的全部頻率中一律產(chǎn)生誤差。其中，對(duì)于針對(duì)低 頻成分的誤差，人的視覺(jué)非常敏感，該誤差作為塊狀的噪聲被觀察到。
在量化尺度再變換型的編碼率變換裝置中，需要僅利用量化尺度來(lái)控 制編碼率，所以為了達(dá)到目標(biāo)編碼率，必須增大量化尺度變換率，因此有 可能大規(guī)模地產(chǎn)生起因于上述低頻成分的誤差的塊噪聲。其中，量化尺度 變換率是用于變換量化尺度的值的值。
另一方面，作為再量化型的編碼率變換方法，不僅有量化尺度再變換 型的編碼率變換方式，還有量化矩陣再變換型的編碼率變換方式(參照專(zhuān) 利文獻(xiàn)3)。
量化矩陣是塊大小(8X8)的系數(shù)組。量化矩陣與量化尺度不同，系 數(shù)相對(duì)每個(gè)頻率成分是獨(dú)立的，所以如果對(duì)于每個(gè)頻率成分變更變換率并 控制量化誤差，則有可能可以解決量化尺度再變換型的編碼率變換裝置的 問(wèn)題。
圖7表示量化矩陣再變換型的編碼率變換裝置12000。
可變長(zhǎng)度解碼部2501解碼MPEG2流?？勺冮L(zhǎng)度解碼部2501將包括 通過(guò)解碼得到的量化矩陣的圖片標(biāo)題通知給圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部2505,同時(shí)通 知量化矩陣高頻域增加變換部2504。
編碼率控制部2503根據(jù)目標(biāo)變換編碼率，將該圖片的目標(biāo)編碼量通知 量化矩陣高頻域增加變換部2504。
量化矩陣高頻域增加變換部2504根據(jù)控制信息，把輸入流的量化矩陣的高頻成分(高頻域)的系數(shù)變換為增加方向，將表示所變換的系數(shù)的變
換后的量化矩陣通知量化部2507，同時(shí)將變換后的量化矩陣通知圖片標(biāo)題 存儲(chǔ)部2505。
圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部2505將圖片標(biāo)題通知可變長(zhǎng)度編碼部2502。由此，可 以得到圖片標(biāo)題的流。
然后，作為MB的處理，可變長(zhǎng)度解碼部2501將MB標(biāo)題直接通知可 變長(zhǎng)度編碼部2502 (未圖示)。并且，可變長(zhǎng)度解碼部2501將MB的塊部 的量化DCT系數(shù)等的參數(shù)通知反量化部2506。
并且，量化部2507按照新的量化矩陣進(jìn)行量化，把其結(jié)果得到的量化 DCT系數(shù)通知可變長(zhǎng)度編碼部2502。由此，可以得到MB塊部的流。
在對(duì)全部MB的處理結(jié)束后，編碼率控制部2503從可變長(zhǎng)度解碼部 2501獲得解碼后的比特量，從可變長(zhǎng)度編碼部2502獲得編碼后的比特量， 并進(jìn)行目標(biāo)編碼率的校正。
下面，具體說(shuō)明量化矩陣再變換型的編碼率變換裝置的編碼率控制。
該圖片的目標(biāo)編碼量的計(jì)算與量化尺度再變換型的編碼率變換裝置 IIOOO相同，可以適用TM5的步驟1，所以此處省略說(shuō)明。
但是，關(guān)于宏塊單位的控制，在量化尺度再變換型的編碼率變換裝置 11000中是適用TM5的步驟2,由于這是變更量化尺度的方法，所以不能 適用于本方式。
下面，具體說(shuō)明量化矩陣再變換型的編碼率變換裝置12000的量化矩 陣變換。
在此，作為控制量化矩陣的變換的一例，例如列舉下述示例，定義I、 P、 B圖片的第i個(gè)圖片的量化矩陣強(qiáng)度wi(i)、 wp(i)、 wb(i)，根據(jù)前一個(gè)圖 片的實(shí)際值(目標(biāo)與編碼結(jié)果之差)來(lái)控制其強(qiáng)度。
wk(i)-
max{l, wk(i-l)+l}(Bk(i-l)<Tk(i-l)+C時(shí)) wk(i-l) (Tk(i-l)誦C^Bk(i-l)STk(i-l)+C時(shí))
min{4, wk(i-l)-l} (Tk(i-l)-C〈Bk(i-l)時(shí)) (其中k二i、 p、 b)
其中，Ti(i-l)、 Tp(i-l)、 Tb(i-l)是表示I、 P、 B圖片的第(i-l)個(gè)圖片的
14目標(biāo)編碼量的常數(shù)。Bi(i-l)、 Bp(i-l)、 Bb(i-l)是表示I、 P、 B圖片的第(i-l) 個(gè)圖片的實(shí)際編碼量的常數(shù)。C是表示作為目標(biāo)值與實(shí)際值之差可以允許 的編碼量的常數(shù)。根據(jù)上述算式，量化矩陣被控制成為如果能夠達(dá)到目標(biāo) 編碼率則減弱強(qiáng)度，如果不能達(dá)到目標(biāo)編碼率則增強(qiáng)強(qiáng)度。
然后，對(duì)于輸出流的量化矩陣的系數(shù)，根據(jù)以下算式(以下稱(chēng)為矩陣 變換式)，從輸入流的量化矩陣的系數(shù)進(jìn)行變換。另外，輸出流和輸入流的 量化矩陣是8行8列的矩陣。
Wo(u，v"
Wi(u，v) (u+v^e (低頻成分)時(shí))
wk(i)xWi(u，v) (u+v>s (高頻成分)時(shí)) (其中k=i、 p、 b)
其中，Wi(u,v)是表示輸入流的量化矩陣的第(u，v)個(gè)的系數(shù)(u^ 7、 f0 7)的常數(shù)。Wo(u，v)是表示輸出流的量化矩陣的第(u，v)個(gè)的系數(shù)的常 數(shù)。并且，Wo(u，v)表示利用v+l行u+l列確定的系數(shù)。例如，在u-2、 v=5 時(shí)，Wo(u，v)表示利用6行3列卻定的系數(shù)。s是表示用于抑制誤差的閾值(基 準(zhǔn)頻率)的常數(shù)。
下面，使用圖8說(shuō)明量化矩陣再變換型的編碼率變換裝置12000的量 化的具體示例。
假設(shè)編碼率控制和量化矩陣變換的結(jié)果是將量化矩陣的高頻成分的系 數(shù)(s-2吋)增加為2倍。在此，在上述的矩陣變換中，假設(shè)^=2。該情況 時(shí)，量化矩陣的低頻成分的系數(shù)是量化矩陣表示的64個(gè)系數(shù)中被配置為左 上部的三角形狀的6個(gè)系數(shù)。并且，量化矩陣的高頻成分的系數(shù)是量化矩 陣表示的64個(gè)系數(shù)中被配置為左上部的三角形狀的6個(gè)系數(shù)以外的系數(shù)。
根據(jù)前述的反量化的算式，需要使量化DCT系數(shù)與量化矩陣大致成反 比例。因此，需要把量化DCT系數(shù)的高頻成分的量化DCT系數(shù)變換為1/2 倍。
非0量化DCT系數(shù)是7、 -3、 2、 1、 4、 1、 -1、 1合計(jì)8個(gè)，在其中前 半部分的3個(gè)對(duì)應(yīng)于低頻成分的InterMB的塊是變換對(duì)象時(shí)，低頻成分的 系數(shù)不需要變換。并且，高頻成分的量化DCT系數(shù)本來(lái)希望被變換成為0.5、 2、 0.5、 -0.5、 0.5，但分別被整數(shù)化為O、 2、 0、 0、 0。由此，量化DCT系數(shù)的低頻成分不產(chǎn)生量化誤差，但高頻成分由于非 O量化DCT系數(shù)的level降低、非0系數(shù)的個(gè)數(shù)削減，輸入時(shí)為50bit的編 碼量減小為35bit。因此，可以抑制起因于低頻成分的量化誤差的畫(huà)質(zhì)惡化， 同時(shí)削減編碼率。
但是，在編碼率變換裝置12000中，只能利用圖片單位設(shè)定量化矩陣， 所以不能細(xì)致地控制編碼率，最壞情況下，有可能不經(jīng)過(guò)幾十個(gè)圖片就不 能把編碼率收斂成為目標(biāo)編碼率。
例如，在把編碼率變換裝置12000適用于對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬的編碼率變 換時(shí)，至少要求以圖片單位或GOP單位跟隨編碼率。但是，在編碼率變換 裝置12000中不能滿足該要求，由于在固定時(shí)間內(nèi)分發(fā)超過(guò)網(wǎng)絡(luò)的帶寬的 流，有可能導(dǎo)致圖像紊亂。
并且，在MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中，每個(gè)圖片的比特量被規(guī)定為緩沖模型，所 以需要控制比特量以便以圖片單位進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但編碼率變換裝置 12000很難實(shí)現(xiàn)該控制，所以存在輸出違反標(biāo)準(zhǔn)的流的可能性。
另外，也存在下述的編碼率變換方式(整合方式)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)l)， 其組合了上述說(shuō)明的量化尺度再變換型的編碼率變換方式和量化矩陣再變 換型的編碼率變換方式。
圖9表示量化尺度再變換型與量化矩陣再變換型的整合方式(以后表 述為整合方式)的編碼率變換裝置13000。
編碼率變換裝置13000構(gòu)成為直接組合了圖5所示的量化尺度再變換 型的編碼率變換裝置11000、和圖7所示的量化矩陣再變換型的編碼率變換 12000，所以省略說(shuō)明。
并且，整合方式的編碼率變換裝置13000中的編碼率控制、量化矩陣 變換、量化參數(shù)變換，可以利用與量化尺度再變換型的編碼率變換裝置 11000和量化矩陣再變換型的編碼率變換12000相同的方法實(shí)施，所以省略 說(shuō)明。
并且，使用圖10說(shuō)明整合方式的編碼率變換裝置13000的量化的具體 示例。
假設(shè)編碼率控制和量化矩陣變換的結(jié)果是將量化矩陣的高頻成分的系 數(shù)(s-2吋)增加為2倍。并且，假設(shè)編碼率控制和量化尺度變換的結(jié)果是將量化尺度由4變?yōu)?，即增加為2倍。
根據(jù)前述的反量化的算式，需要使量化DCT系數(shù)與量化矩陣和量化尺 度大致成反比例。因此，需要把低頻成分的系數(shù)變換為1x1/2=1/2倍，把高 頻成分變換為1/2x1/2=1/4倍。
非0量化DCT系數(shù)是7、 -3、 2、 1、 4、 1、 -1、 l合計(jì)8個(gè)，在其中前 半部分的3個(gè)對(duì)應(yīng)于低頻成分的InterMB的塊是變換對(duì)象。這時(shí)，低頻成 分的系數(shù)被變換為將3.5、 -1.5、 1整數(shù)化得到的3、 -1、 1。高頻成分的系 數(shù)被變換為將0.25、 1、 0,25、 -0.25、 0.25整數(shù)化得到的0、 1、 0、 0、 0。 由此，可以將輸入時(shí)為50bit的編碼量減小為20bit。
在上述的整合方式的編碼率變換裝置13000中，具有組合了量化尺度 再變換型的編碼率變換裝置11000和量化矩陣再變換型的編碼率變換裝置 12000雙方的要素的性質(zhì)。并且，編碼率變換裝置13000通過(guò)改變量化尺度， 能夠以宏塊單位校正相對(duì)目標(biāo)編碼率的偏差，同時(shí)進(jìn)行變換。因此，編碼 率變換裝置13000解決了量化矩陣再變換方式中存在的不能細(xì)致地控制編 碼率的問(wèn)題。 (
并且，編碼率變換裝置13000不僅能夠通過(guò)量化尺度變換來(lái)削減編碼 量，也能夠通過(guò)量化矩陣變換來(lái)削減編碼量。因此，在量化矩陣變換中不 會(huì)產(chǎn)生低頻成分的量化誤差，所以在相同的編碼率下，能夠降低因量化尺 度變換造成的低頻成分的量化誤差的產(chǎn)生規(guī)模。因此，編碼率變換裝置 13000解決了在量化尺度再變換方式中存在的大規(guī)模地產(chǎn)生低頻成分的量 化誤差的問(wèn)題。
因此，上述的整合方式的編碼率變換裝置13000能夠以彌補(bǔ)量化尺度 再變換方式和量化矩陣再變換方式各自的缺點(diǎn)的形式，來(lái)變換量化尺度和 量化矩陣。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2001-078194號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)2001 —204028號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)2005 —210502號(hào)公報(bào)
如果使用上述的整合方式的編碼率變換裝置13000，則能夠抑制DCT 系數(shù)的低頻成分的量化誤差。但是，在編碼率變換裝置13000中，在DCT 系數(shù)的高頻成分產(chǎn)生了量化誤差時(shí)，雖然不會(huì)影響到低頻成分，但有時(shí)依舊能夠觀察到畫(huà)質(zhì)惡化的趨勢(shì)，例如畫(huà)面的精細(xì)感下降、或產(chǎn)生蚊狀噪聲
(Mosquito noise)等。
一般，編碼率和畫(huà)質(zhì)具有折衷(tradeoff)的關(guān)系。因此，在以塊級(jí)別觀 察時(shí)，不能避免因編碼率的下降和高頻系數(shù)的量化誤差造成的畫(huà)質(zhì)惡化， 但在以圖片級(jí)別觀察時(shí)，上述問(wèn)題有時(shí)未必成立。
例如，假設(shè)像相對(duì)于平坦且低精細(xì)的背景，高精細(xì)地?cái)z入較小的人的 姿態(tài)的影像那樣，圖片內(nèi)的精細(xì)度不同。該情況時(shí)，利用對(duì)應(yīng)于背景圖像 的低精細(xì)的MB的DCT系數(shù)的低頻成分的量化誤差，抑制對(duì)應(yīng)于人的圖像 的高精細(xì)的MB的DCT系數(shù)的高頻成分的量化誤差，有時(shí)能夠抑制整體的 畫(huà)質(zhì)惡化。
該情況時(shí)，期望控制成為在高精細(xì)的MB中，抑制包括高頻系數(shù)在內(nèi) 的量化誤差，在低精細(xì)的MB中，削減包括在上述MB中不能削減編碼量 的部分在內(nèi)的編碼量。
但是，在上述的整合方式的編碼率變換裝置13000中，即使利用在高 精細(xì)的MB中不增加量化尺度、在低精細(xì)的MB中大幅增加量化尺度的加 權(quán)來(lái)進(jìn)行量化尺度的控制，在圖片標(biāo)題中也使得量化矩陣的高頻成分增加。 因此，在編碼率變換裝置13000中，即使不增加量化尺度，也會(huì)產(chǎn)生高頻 成分的量化誤差。
艮P,在上述的整合方式的編碼率變換裝置13000中，不能實(shí)現(xiàn)下述的 編碼率變換，即能夠抑制全體MB的DCT系數(shù)的起因于低頻成分的量化 誤差的畫(huà)質(zhì)惡化，同時(shí)在精細(xì)度較高的MB等特定的MB中，抑制DCT系 數(shù)的不僅起因于低頻成分而且起因于高頻成分的量化誤差的畫(huà)質(zhì)惡化。
并且，以上根據(jù)MPEG2進(jìn)行了說(shuō)明，但在下述的圖像編解碼器也存 在相同的問(wèn)題，即根據(jù)DCT變換或者依據(jù)于DCT變換的正交變換來(lái)進(jìn) 行編碼的圖像編解碼器，把量化矩陣指定為圖片單位、把量化尺度指定為 宏塊單位的圖像編解碼器。作為對(duì)應(yīng)于上述情況的圖像編解碼器，例如有 JPEG、 MPEG1、 MPEG4、 H.264等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種編碼率變換裝置等，可以抑制起因于低頻成分的量化誤差的畫(huà)質(zhì)惡化，同時(shí)可 以抑制在特定的宏塊中起因于高頻成分的量化誤差的畫(huà)質(zhì)惡化。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的某個(gè)方面的編碼率變換裝置，用于 在對(duì)圖片進(jìn)行編碼的處理中，對(duì)通過(guò)至少進(jìn)行量化處理而得到的所述圖片 的編碼數(shù)據(jù)的編碼率進(jìn)行變換，該量化處理使用了將量化矩陣與量化尺度 的值相乘而得到的值，其特征在于，所述量化尺度針對(duì)構(gòu)成用于復(fù)原圖片 的編碼數(shù)據(jù)的多個(gè)宏塊的每一個(gè)而被設(shè)定了值，所述量化矩陣按照從所述 編碼數(shù)據(jù)得到的圖片單位設(shè)定，所述編碼率變換裝置具有反量化部，使 用在所述圖片的編碼時(shí)使用的第1量化矩陣對(duì)所述多個(gè)宏塊進(jìn)行反量化， 從而獲取多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)；量化矩陣變換部，使用第1變換值和大于所述第1 變換值的第2變換值將所述第1量化矩陣變換為第2量化矩陣，所述第1 變換值用于對(duì)所述第1量化矩陣所表示的多個(gè)系數(shù)中的、作為與低于預(yù)定 頻率的頻率相對(duì)應(yīng)的系數(shù)的低頻系數(shù)的值進(jìn)行變換，所述第2變換值用于 對(duì)所述多個(gè)系數(shù)中的、作為除所述低頻系數(shù)以外的系數(shù)的高頻系數(shù)的值進(jìn) 行變換；尺度值計(jì)算部，在所述第2量化矩陣是用于增大所述編碼數(shù)據(jù)的 編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的量化 尺度的值變?yōu)閜l倍而得到的變換后尺度值，在所述第2量化矩陣是用于減 小所述編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè) 宏塊相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)镻2倍而得到的變換后尺度值，其中|31 ^ 1, 0<卩2<1;以及再量化部，使用所述第2量化矩陣和與所述多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)中 的至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的宏塊相對(duì)應(yīng)的、計(jì)算出的變換后尺度值， 對(duì)所述至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化，從而生成編碼率比由所述反量化部 反量化之前的編碼率小的所述編碼數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面的編碼率變換方法，用于在對(duì)圖片進(jìn)行編碼的 處理中，對(duì)通過(guò)至少進(jìn)行量化處理而得到的所述圖片的編碼數(shù)據(jù)的編碼率 進(jìn)行變換，該量化處理使用了將量化矩陣與量化尺度的值相乘而得到的值， 其特征在于，所述量化尺度針對(duì)構(gòu)成用于復(fù)原圖片的編碼數(shù)據(jù)的多個(gè)宏塊 的每一個(gè)而被設(shè)定了值，所述量化矩陣按照從所述編碼數(shù)據(jù)得到的圖片單 位設(shè)定，所述編碼率變換方法具有反量化步驟，使用在所述圖片的編碼 時(shí)使用的第1量化矩陣對(duì)所述多個(gè)宏塊進(jìn)行反量化，從而獲取多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)；量化矩陣變換步驟，使用第1變換值和大于所述第1變換值的第2變 換值將所述第1量化矩陣變換為第2量化矩陣，所述第1變換值用于對(duì)所 述第1量化矩陣所表示的多個(gè)系數(shù)中的、作為與低于預(yù)定頻率的頻率相對(duì) 應(yīng)的系數(shù)的低頻系數(shù)的值進(jìn)行變換，所述第2變換值用于對(duì)所述多個(gè)系數(shù) 中的、作為除所述低頻系數(shù)以外的系數(shù)的高頻系數(shù)的值進(jìn)行變換；尺度值 計(jì)算步驟，在所述第2量化矩陣是用于增大所述編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣 時(shí)，計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)?(31倍而得到的變換后尺度值，在所述第2量化矩陣是用于減小所述編碼數(shù) 據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的 量化尺度的值變?yōu)镻2倍而得到的變換后尺度值，其中piSl, 0<P2<1;以 及再量化步驟，使用所述第2量化矩陣和與所述多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一 部分系數(shù)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的宏塊相對(duì)應(yīng)的、計(jì)算出的變換后尺度值，對(duì)所述至 少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化，從而生成編碼率比由所述反量化步驟反量化 之前的編碼率小的所述編碼數(shù)據(jù)。
艮P,根據(jù)本發(fā)明的編碼率變換裝置和編碼率變換方法，使用在圖片的 編碼時(shí)使用的第1量化矩陣，對(duì)構(gòu)成編碼數(shù)據(jù)的多個(gè)宏塊進(jìn)行反量化，從 而獲取多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)。使用第1變換值和大于第1變換值的第2變換值將 第1量化矩陣變換為第2量化矩陣，所述第1變換值用于變換第1量化矩 陣表示的多個(gè)系數(shù)中、與低于預(yù)定頻率的頻率相對(duì)應(yīng)的低頻系數(shù)的值，所 述第2變換值用于變換高頻系數(shù)的值。
在第2量化矩陣是用于增大編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與至 少一個(gè)宏塊對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)镻1倍而得到的變換后尺度值，Pl^1。 使用第2量化矩陣和與多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)的至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的宏塊 相對(duì)應(yīng)的計(jì)算出的變換后尺度值，對(duì)至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化。
在此，使用用于變換低頻系數(shù)的值的第1變換值、和用于變換高頻系 數(shù)的值的大于第1變換值的第2變換值，變換第1量化矩陣而得到的第2 量化矩陣，是低頻系數(shù)的值小于高頻系數(shù)的值的矩陣。
即，在量化時(shí)使用的第2量化矩陣是低頻系數(shù)的值小于高頻系數(shù)的值 的矩陣。另外，量化矩陣按照?qǐng)D片單位設(shè)定。并且，在量化時(shí)使用的量化 矩陣的系數(shù)的值越小，量化時(shí)的量化誤差越小。
20并且，在第2量化矩陣是用于增大編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，在量 化時(shí)使用將與至少一個(gè)宏塊對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)?31倍而得到的變換后 尺度值，P1S1。另外，量化尺度針對(duì)多個(gè)宏塊的每一個(gè)設(shè)定了值。另外， 量化尺度的值與量化時(shí)使用的前一個(gè)量化矩陣的全部系數(shù)相乘。因此，量 化尺度的值越小，量化時(shí)的量化誤差越小。
在此，在量化時(shí)使用的變換后尺度值是將與至少一個(gè)宏塊對(duì)應(yīng)的量化 尺度的值變?yōu)?倍而得到的值。該情況時(shí)，在量化時(shí)使用的第2量化矩陣 的全部系數(shù)(低頻成分和高頻成分的系數(shù))不變。
因此，通過(guò)使用低頻系數(shù)的值小于高頻系數(shù)的值的第2量化矩陣來(lái)進(jìn) 行量化，可以抑制低頻成分的量化誤差的產(chǎn)生，同時(shí)在至少一個(gè)宏塊中抑 制高頻成分的量化誤差的產(chǎn)生。即，可以抑制起因于低頻成分的量化誤差 的畫(huà)質(zhì)惡化，并且在特定的宏塊中抑制起因于高頻成分的量化誤差的畫(huà)質(zhì) 惡化。
另外，本發(fā)明也可以實(shí)現(xiàn)為使計(jì)算機(jī)執(zhí)行在編碼率變換方法中進(jìn)行的 處理的程序。并且，本發(fā)明也可以實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)該程序的計(jì)算機(jī)可以讀取的 記錄介質(zhì)、集成電路。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，使用在圖片的編碼時(shí)使用的第1量化矩陣，對(duì)構(gòu)成編碼 數(shù)據(jù)的多個(gè)宏塊進(jìn)行反量化，從而獲取多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)。將第1量化矩陣變 換為第2量化矩陣，以使第1量化矩陣表示的多個(gè)系數(shù)中與低于預(yù)定頻率 的頻率對(duì)應(yīng)的低頻系數(shù)的值小于高頻系數(shù)的值。在第2量化矩陣是用于增
大編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與至少一個(gè)宏塊對(duì)應(yīng)的量化尺度的 值變?yōu)镻1倍而得到的變換后尺度值，pl ^ 1 。使用第2量化矩陣和與多個(gè)系 數(shù)數(shù)據(jù)的至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的宏塊相對(duì)應(yīng)的計(jì)算出的變換后尺度 值，對(duì)至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化。
艮P，在量化時(shí)使用的第2量化矩陣是與低于預(yù)定頻率的頻率對(duì)應(yīng)的 低頻系數(shù)的值小于高頻系數(shù)的值的矩陣。并且，在量化時(shí)使用的量化矩陣 的系數(shù)的值越小，量化時(shí)的量化誤差越小。
并且，在第2量化矩陣是用于增大編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，在量 化時(shí)使用將與至少一個(gè)宏塊對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)閜l倍而得到的變換后尺度值，卩1^1。另外，量化尺度的值與量化矩陣的全部系數(shù)相乘。因此， 量化尺度的值越小，量化時(shí)的量化誤差越小。
在此，在量化時(shí)使用的變換后尺度值是將與至少一個(gè)宏塊對(duì)應(yīng)的量化
尺度的值變?yōu)?倍而得到的值。該情況時(shí)，在量化時(shí)使用的第2量化矩陣 的全部系數(shù)(低頻成分和高頻成分的系數(shù))不變。
因此，通過(guò)使用低頻系數(shù)的值小于高頻系數(shù)的值的第2量化矩陣來(lái)進(jìn) 行量化，可以抑制低頻成分的量化誤差的產(chǎn)生，并且在至少一個(gè)宏塊中抑 制高頻成分的量化誤差的產(chǎn)生。即，可以抑制起因于低頻成分的量化誤差 的畫(huà)質(zhì)惡化，同時(shí)在特定的宏塊中抑制起因于高頻成分的量化誤差的畫(huà)質(zhì) 惡化。


圖1是表示MPEG2的量化尺度與量化參數(shù)的對(duì)應(yīng)性的圖。 圖2A是表示MPEG2的DCT系數(shù)的編碼順序(掃描順序)的圖。 圖2B是表示MPEG2的DCT系數(shù)的編碼順序(掃描順序)的圖。 圖3是表示MPEG2的解碼裝置的一例的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖4是表示MPEG2的編碼裝置的一例的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖5是表示以往的量化尺度再變換型的編碼率變換裝置的一例的結(jié)構(gòu) 的方框圖。
圖6是表示以往的量化尺度再變換型的編碼率變換裝置的MB的變換 的一例圖。
圖7是表示以往的量化矩陣再變換型的編碼率變換裝置的一例的結(jié)構(gòu) 的方框圖。
圖8是表示以往的量化矩陣再變換型的編碼率變換裝置的MB的變換 的一例圖。
圖9是表示整合了以往的量化尺度再變換型和量化矩陣再變換型的編 碼率變換裝置的一例的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖IO是表示整合了以往的量化尺度再變換型和量化矩陣再變換型的編 碼率變換裝置的、MB的變換的一例圖。
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖12是編碼率變換處理的流程圖。
圖13是圖片處理的流程圖。
圖14是MB處理的流程圖。
圖15是量化尺度變換處理的流程圖。
圖16A是說(shuō)明量化尺度的值的變換示例的圖。
圖16B是說(shuō)明量化尺度的值的變換示例的圖。
圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置的普通MB的變換 的一例圖。
圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置的重要MB的變換 的一例圖。
圖19A是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置的量化矩陣變換 的一例圖。
圖19B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置的量化矩陣變換 的一例圖。
圖20A是表示變換前的量化矩陣的圖。
圖20B是表示通過(guò)實(shí)施方式1的處理變換后的量化矩陣的圖。 圖20C是表示針對(duì)量化矩陣使用的數(shù)值和處理的圖。 圖21是表示實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖22是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的編碼率變換裝置的量化尺度變換的 一例圖。
圖23是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的編碼率變換裝置的重要MB的變換 的一例圖。
圖24A是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的編碼率變換裝置的量化矩陣變換 的一例圖。
圖24B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的編碼率變換裝置的量化矩陣變換 的一例圖。
圖25A是表示變換前的量化矩陣的圖。
圖25B是表示通過(guò)實(shí)施方式2的處理變換后的量化矩陣的圖。
圖25C是表示針對(duì)量化矩陣使用的數(shù)值和處理的圖。
圖26是表示實(shí)施方式3的編碼率變換裝置1000B的結(jié)構(gòu)的方框圖。
23圖27是表示用于判定量化矩陣的變換方法的判定表的圖。 圖28A是表示實(shí)施方式4的編碼率變換裝置的量化矩陣變換的一例圖。 圖28B是表示實(shí)施方式4的編碼率變換裝置的量化矩陣變換的一例圖。 圖29A是表示實(shí)施方式4的編碼率變換裝置的量化DCT系數(shù)變換的一 例圖。
圖29B是表示實(shí)施方式4的編碼率變換裝置的量化DCT系數(shù)變換的一 例圖。
圖29C是表示實(shí)施方式4的編碼率變換裝置的量化DCT系數(shù)變換的一 例圖。
圖29D是表示實(shí)施方式4的編碼率變換裝置的量化DCT系數(shù)變換的一 例圖。
圖30是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的流接收記錄裝置的一例的結(jié)構(gòu)的方 框圖。
圖31是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6的網(wǎng)絡(luò)分發(fā)系統(tǒng)的一例的結(jié)構(gòu)的方框圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
101可變長(zhǎng)度解碼部；102可變長(zhǎng)度編碼部；103編碼率控制部；104 量化尺度增加變換部；104A量化尺度增加/削減變換部；105MB標(biāo)題存儲(chǔ) 部；106反量化部；107量化部；108量化矩陣低頻域削減變換部；108A量 化矩陣高頻域增加變換部；109圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部；110、 IIOA、 IIOB量化矩 陣變換控制部；1000、 IOOOA、 IOOOB編碼率變換裝置；2008廣播流接收記 錄裝置；2001、 2101編碼率變換部；2110流發(fā)送裝置；2111流接收裝置； 5000網(wǎng)絡(luò)分發(fā)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的說(shuō)明中，對(duì)相同部 件標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)。它們的名稱(chēng)和功能也相同。因此，不對(duì)它們進(jìn)行重復(fù) 的具體說(shuō)明。
(實(shí)施方式l)
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000的結(jié)構(gòu)的方框圖。
編碼率變換裝置1000具有可變長(zhǎng)度解碼部101、可變長(zhǎng)度編碼部102、 編碼率控制部103、量化尺度增加變換部104、 MB標(biāo)題存儲(chǔ)部105、量化 矩陣低頻域削減變換部108、圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部109和量化矩陣變換控制部 110。
用于復(fù)原多個(gè)圖片的流被輸入可變長(zhǎng)度解碼部101。以下，把輸入可變 長(zhǎng)度解碼部101的流稱(chēng)為輸入流。輸入流是通過(guò)圖片的編碼得到的編碼數(shù) 據(jù)。可變長(zhǎng)度解碼部101對(duì)作為輸入流的MPEG2流進(jìn)行解碼，將包括通過(guò) 解碼得到的量化矩陣的序列標(biāo)題或圖片標(biāo)題通知圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部109。并 且，可變長(zhǎng)度解碼部101在進(jìn)行序列標(biāo)題的通知的同時(shí)，將量化矩陣通知 量化矩陣低頻域削減變換部108。
并且，可變長(zhǎng)度解碼部101將MB標(biāo)題部的參數(shù)通知MB標(biāo)題存儲(chǔ)部 105。并且，可變長(zhǎng)度解碼部101在進(jìn)行參數(shù)的通知的同時(shí)，將MB標(biāo)題部 表示的量化尺度碼(量化參數(shù))變換為量化尺度，將得到的量化尺度通知 量化尺度增加變換部104和量化矩陣變換控制部110。并且，可變長(zhǎng)度解碼 部101將MB塊部的量化DCT系數(shù)等的參數(shù)通知反量化部106。
反量化部106根據(jù)被通知的參數(shù)表示的輸入流的量化矩陣和量化尺度， 進(jìn)行MB的塊部的量化DCT系數(shù)的反量化，計(jì)算DCT系數(shù)，將計(jì)算的DCT 系數(shù)通知量化部107。
編碼率控制部103在處理開(kāi)頭的圖片時(shí)，根據(jù)圖片結(jié)構(gòu)(1、 P、 B圖 片)及編碼率等的信息，確定該圖片的目標(biāo)編碼量，將所確定的目標(biāo)編碼 量通知給量化矩陣變換控制部110。并且，編碼率控制部103對(duì)每個(gè)宏塊計(jì) 算目標(biāo)量化尺度，將所計(jì)算的目標(biāo)量化尺度通知量化矩陣變換控制部110。
量化矩陣變換控制部110在處理開(kāi)頭的圖片時(shí)，根據(jù)該圖片的目標(biāo)編 碼量等計(jì)算量化矩陣的變換控制信息。并且，量化矩陣變換控制部110將 所計(jì)算的變換控制信息通知給量化矩陣低頻域削減變換部108。并且，量化 矩陣變換控制部110根據(jù)量化矩陣的控制信息，對(duì)每個(gè)宏塊校正目標(biāo)量化 尺度，將校正后的目標(biāo)量化尺度通知量化尺度增加變換部104。
量化矩陣低頻域削減變換部108根據(jù)量化矩陣的變換控制信息，將輸
25入流的量化矩陣的低頻成分的系數(shù)變換為削減方向。并且，量化矩陣低頻
域削減變換部108將變換后的量化矩陣同時(shí)通知給量化部107和圖片標(biāo)題 存儲(chǔ)部109。
量化尺度增加變換部104把目標(biāo)量化尺度作為基準(zhǔn)，評(píng)價(jià)該MB的重 要性，將輸入流的量化尺度變換為增加方向，從而計(jì)算輸出流的量化尺度。 并且，量化尺度增加變換部104將所計(jì)算的量化尺度同時(shí)通知給量化部107 和MB標(biāo)題存儲(chǔ)部105。
圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部109將由可變長(zhǎng)度解碼部101通知的序列標(biāo)題及圖片 標(biāo)題存儲(chǔ)在內(nèi)部的緩沖器(未圖示)中，按照量化矩陣低頻域削減變換部 108的請(qǐng)求改寫(xiě)內(nèi)部的緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)。并且，圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部109將存儲(chǔ) 在緩沖器中的序列標(biāo)題及圖片標(biāo)題通知可變長(zhǎng)度編碼部102。
MB標(biāo)題存儲(chǔ)部105將由可變長(zhǎng)度解碼部101通知的MB標(biāo)題存儲(chǔ)在 內(nèi)部的緩沖器(未圖示)中，按照量化尺度增加變換部104的請(qǐng)求，將量 化尺度變換為量化尺度碼，將緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)改寫(xiě)為新的值。并且，MB標(biāo) 題存儲(chǔ)部105將存儲(chǔ)在緩沖器中的MB標(biāo)題通知可變長(zhǎng)度編碼部102。
量化部107按照由量化矩陣低頻域削減變換部108計(jì)算的量化矩陣、 和由量化尺度增加變換部104計(jì)算的量化尺度，對(duì)通過(guò)由反量化部106進(jìn) 行的反量化而計(jì)算的DCT系數(shù)進(jìn)行再量化。并且，量化部107將通過(guò)再量 化得到的量化DCT系數(shù)存儲(chǔ)在量化部107的內(nèi)部的系數(shù)緩沖器(未圖示) 中。另外，量化部107將得到的量化DCT系數(shù)通知可變長(zhǎng)度編碼部102。
可變長(zhǎng)度編碼部102對(duì)包括由圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部109通知的量化矩陣的 序列標(biāo)題及圖片標(biāo)題進(jìn)行編碼。并且，可變長(zhǎng)度編碼部102對(duì)由MB標(biāo)題 存儲(chǔ)部105通知的MB標(biāo)題部所表示的信息進(jìn)行編碼。并且，可變長(zhǎng)度編 碼部102對(duì)由量化部107得到的MB的塊部的量化DCT系數(shù)進(jìn)行編碼。并 且，可變長(zhǎng)度編碼部102利用通過(guò)上述編碼得到的數(shù)據(jù)構(gòu)成MPEG2流(以 下稱(chēng)為輸出流)。
下面，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置IOOO進(jìn)行的處理(以 下稱(chēng)為編碼率變換處理)。另外，本發(fā)明的編碼率變換處理是用于減小作為 輸入流的編碼數(shù)據(jù)的編碼率的處理。即，通過(guò)進(jìn)行編碼率變換處理，處理 后的編碼數(shù)據(jù)的編碼率小于進(jìn)行編碼率變換處理之前的編碼數(shù)據(jù)的編碼率。
圖12是編碼率變換處理的流程圖。
首先，根據(jù)需要進(jìn)行編碼率控制部103的設(shè)定，在編碼率變換處理中， 編碼率控制部103被設(shè)定為能夠計(jì)算目標(biāo)比特的狀態(tài)(S301)。然后，可變 長(zhǎng)度解碼部101在輸入流中量化矩陣沒(méi)有被編碼的情況下，在流的序列標(biāo) 題的解碼之前，將按照MPEG2規(guī)定的默認(rèn)的量化矩陣設(shè)定為量化矩陣低頻 域削減變換部108使用的量化矩陣(S302)。
然后，可變長(zhǎng)度解碼部101將通過(guò)對(duì)輸入流進(jìn)行解碼得到的序列標(biāo)題 存儲(chǔ)在圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部109的內(nèi)部的緩沖器(未圖示)中(S303)。
可變長(zhǎng)度解碼部101在通過(guò)解碼得到的序列標(biāo)題中包含量化矩陣時(shí) (S304:是)，將該量化矩陣設(shè)定為量化矩陣低頻域削減變換部108使用的 量化矩陣(S305)。該情況時(shí)，在步驟S302設(shè)定的默認(rèn)的量化矩陣被序列 標(biāo)題中的量化矩陣覆蓋。
并且，在序列標(biāo)題中不包含量化矩陣時(shí)(S304:否)，直接使用在步驟 S302設(shè)定的默認(rèn)的量化矩陣。
然后，可變長(zhǎng)度編碼部102對(duì)存儲(chǔ)在圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部109中的序列標(biāo) 題的信息進(jìn)行編碼(S306)。然后進(jìn)行圖片處理(S307)。圖片處理是圖片 單位的處理。在流中的下一個(gè)序列標(biāo)題到達(dá)(S308:是)之前重復(fù)進(jìn)行圖 片處理(S308:否)。
圖13是圖片處理的流程圖。
首先，根據(jù)需要進(jìn)行編碼率控制部103的設(shè)定，在圖片處理中計(jì)算處 理對(duì)象的圖片中的目標(biāo)比特(S401)。
然后，可變長(zhǎng)度解碼部101將通過(guò)對(duì)輸入流進(jìn)行解碼得到的圖片標(biāo)題 存儲(chǔ)在圖片標(biāo)題存儲(chǔ)部109的內(nèi)部的緩沖器(未圖示)中(S402)。
可變長(zhǎng)度解碼部101在通過(guò)解碼得到的圖片標(biāo)題中包含量化矩陣時(shí) (S403:是)，將該量化矩陣設(shè)定為量化矩陣低頻域削減變換部108使用的 量化矩陣(S404)。在通過(guò)解碼得到的圖片標(biāo)題中不包含量化矩陣時(shí)(S403: 否)，量化矩陣低頻域削減變換部108直接使用通過(guò)編碼率變換處理設(shè)定的 量化矩陣。
然后，量化矩陣變換控制部110根據(jù)由編碼率控制部103得到的目標(biāo)編碼量等，判定是否對(duì)處理對(duì)象的圖片適用量化矩陣變換(S405)。
在適用量化矩陣變換時(shí)(S406:是)，量化矩陣變換控制部110根據(jù)由 編碼率控制部103得到的目標(biāo)編碼量等，求出量化矩陣的變換控制信息 (S407)。具體情況將在后面敘述，量化矩陣低頻域削減變換部108根據(jù)量 化矩陣的變換控制信息，將通過(guò)步驟S302、 S305、 S404的任一處理設(shè)定的 量化矩陣的低頻成分的系數(shù)變換為減小方向或增加方向(S408)。
然后，量化矩陣低頻域削減變換部108將變換后的量化矩陣存儲(chǔ)在圖 片標(biāo)題存儲(chǔ)部109中。并且，可變長(zhǎng)度編碼部102進(jìn)行存儲(chǔ)在圖片標(biāo)題存 儲(chǔ)部109中的圖片標(biāo)題的編碼(S409)。
然后，進(jìn)行MB處理(S410)。 MB處理是宏塊單位的處理。與處理對(duì) 象的圖片相對(duì)應(yīng)的宏塊的數(shù)量可以利用圖片標(biāo)題表示的信息計(jì)算得到。MB 處理針對(duì)與處理對(duì)象的圖片對(duì)應(yīng)的全部宏塊進(jìn)行。在已對(duì)全部宏塊進(jìn)行了 MB處理吋(S411:是)，該圖片處理結(jié)束，返回圖12所示的編碼率變換處 理，再次進(jìn)行步驟S308的處理。
圖14是MB處理的流程圖。
首先，編碼率控制部103根據(jù)在步驟S401計(jì)算的處理對(duì)象的圖片中的 目標(biāo)比特及處理對(duì)象的圖片的變換實(shí)際值，更新作為編碼率控制的基準(zhǔn)的 虛擬緩沖器的狀態(tài)，計(jì)算處理對(duì)象的宏塊的目標(biāo)量化尺度(S501)。
然后，量化矩陣變換控制部110根據(jù)在步驟S407求出的量化矩陣變換 控制信息，校正目標(biāo)量化尺度(S502)。并且，量化矩陣變換控制部110將 校正后的目標(biāo)量化尺度的值通知給量化尺度增加變換部104。
然后，可變長(zhǎng)度解碼部101將通過(guò)對(duì)輸入流進(jìn)行解碼得到的處理對(duì)象 的MB的MB標(biāo)題部表示的信息，存儲(chǔ)在MB標(biāo)題存儲(chǔ)部105的內(nèi)部的緩 沖器(未圖示)中(S503)。并且，可變長(zhǎng)度解碼部101將通過(guò)上述解碼得 到的處理對(duì)象的MB的MB標(biāo)題部表示的信息，通知量化矩陣變換控制部 110。處理對(duì)象的MB的MB標(biāo)題部表示的信息，表示對(duì)應(yīng)的MB的量化尺 度碼。
然后，進(jìn)行量化尺度變換處理(S504)。 圖15是量化尺度變換處理的流程圖。
首先，量化矩陣變換控制部110判定是否具有重要MB (S601)。作為一例，重要MB是表示通過(guò)被解碼精細(xì)度高于預(yù)定精細(xì)度的圖像的宏塊。 即，重要MB是通過(guò)將該重要MB解碼得到的圖像(以下稱(chēng)為解碼塊圖像) 例如表示高精細(xì)圖像的MB。即，重要MB是通過(guò)將該重要MB解碼得到 的解碼塊圖像表示頻率成分高于預(yù)定頻率的圖像的MB。
該情況時(shí)，作為一例，重要MB是如下所述的MB,即通過(guò)將MB 的MB塊部的數(shù)據(jù)量和通過(guò)變換該MB的MB標(biāo)題部表示的量化尺度碼得 到的量化尺度的值、這兩者相乘而得到的值，表示大于預(yù)定值的值的MB。 以下把除重要MB之外的MB稱(chēng)為普通MB。
量化矩陣變換控制部110在處理對(duì)象的MB是重要MB時(shí)，判定具有 重要MB(S60h是)。并且，量化矩陣變換控制部IIO在處理對(duì)象的MB 是重要MB時(shí)，將處理對(duì)象的MB是重要MB這一情況通知給量化尺度增 加變換部104。另一方面，量化矩陣變換控制部110在處理對(duì)象的MB是普 通MB時(shí)，判定沒(méi)有重要MB (S601:否)。
具體情況將在后面敘述，在判定具有重要MB時(shí)，量化尺度增加變換 部104向被通知的目標(biāo)量化尺度的值乘以某個(gè)值(例如1以下的值)，從而 計(jì)算量化尺度的值(S602)。并且，該量化尺度變換處理結(jié)束，返回圖14 所示的MB處理，進(jìn)行步驟S505的處理。
在步驟S505,量化尺度增加變換部104在判定具有重要MB時(shí)，將所 計(jì)算的量化尺度的值變換為量化尺度碼。并且，量化尺度增加變換部104 將存儲(chǔ)在MB標(biāo)題存儲(chǔ)部105中的處理對(duì)象的MB的MB標(biāo)題部表示的量 化尺度碼，替換為變換后的量化尺度碼。
并且，在步驟S505,量化尺度增加變換部104在判定沒(méi)有重要MB時(shí)， 將被通知的目標(biāo)量化尺度的值變換為量化尺度碼。并且，量化尺度增加變 換部104將存儲(chǔ)在MB標(biāo)題存儲(chǔ)部105中的處理對(duì)象的MB的MB標(biāo)題部 表示的量化尺度碼，替換為變換后的量化尺度碼。
通過(guò)以上處理，MB-標(biāo)題部表示的信息的更新處理暫且結(jié)束，轉(zhuǎn)入量 化DCT系數(shù)的變換處理。
首先，判定編碼的多個(gè)MB中是否存在尚未被解碼的MB (S506)。艮卩， 判定與對(duì)應(yīng)處理對(duì)象的MB的圖片相對(duì)應(yīng)的全部MB是否沒(méi)有被解碼。如 果存在未被解碼的MB (S506:是)，則可變長(zhǎng)度解碼部101對(duì)于編碼的處
29理對(duì)象的MB表示的多個(gè)量化DCT系數(shù)，按照預(yù)定的順序，按照每個(gè)步驟 S507的處理，逐個(gè)地進(jìn)行解碼(S507)。
在MPEG2中，IntraMB的DC系數(shù)，與量化尺度獨(dú)立地被量化。因此， 在本實(shí)施方式中，DC系數(shù)不是變換的對(duì)象。在處理對(duì)象的量化DCT系數(shù) 不是IntraMB的DC系數(shù)時(shí)，或者沒(méi)有到達(dá)塊末端EOB (End Of Block)時(shí) (S508:否)，反量化部106暫且使用與輸入流表示的處理對(duì)象的MB相對(duì) 應(yīng)的量化矩陣和量化尺度，對(duì)被解碼后的處理對(duì)象的量化DCT系數(shù)進(jìn)行反
并且，量化部107使用在S408計(jì)算的量化矩陣和在步驟S602計(jì)算的 量化尺度的值或目標(biāo)量化尺度的值，再次對(duì)通過(guò)反量化計(jì)算的DCT系數(shù)進(jìn) 行量化。由此，量化部107獲得量化DCT系數(shù)。由此完成變換(S509)。
量化部107將所得到的量化DCT系數(shù)存儲(chǔ)在量化部107的內(nèi)部的系數(shù) 緩沖器(未圖示)中(S510)。重復(fù)上述處理直到到達(dá)塊末端EOB，從而完 成一個(gè)處理對(duì)象的MB的解碼(S511)。
另外，如果對(duì)全部被編碼后的MB完成了解碼(S506:否)，則MB信 息的解碼全部結(jié)束。
最后，可變長(zhǎng)度編碼部102對(duì)存儲(chǔ)在MB標(biāo)題存儲(chǔ)部105中的全部宏 塊標(biāo)題進(jìn)行編碼(S512)。并且，可變長(zhǎng)度編碼部102對(duì)存儲(chǔ)在量化部107 的內(nèi)部的系數(shù)緩沖器(未圖示)中的全部量化DCT系數(shù)進(jìn)行編碼(S513)。 通過(guò)以上處理，MB處理結(jié)束。并且，返回圖13所示的圖片處理，再次進(jìn) 行步驟S411的處理。
通過(guò)進(jìn)行以上說(shuō)明的圖12所示的編碼率變換處理、圖13所示的圖片 處理、圖14所示的MB處理、圖15所示的量化尺度變換處理，進(jìn)行編碼 數(shù)據(jù)的解碼處理、反量化處理、量化處理、編碼處理。通過(guò)這些處理，從 輸入流生成輸出流(編碼數(shù)據(jù))。所生成的作為輸出流的編碼數(shù)據(jù)的編碼率, 小于作為輸入流的編碼數(shù)據(jù)的編碼率。
下面，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000的編碼率控制 的具體動(dòng)作。在處理輸入流中包含的開(kāi)頭的圖片時(shí)，首先被分配該圖片的 目標(biāo)編碼量T(i)。關(guān)于目標(biāo)編碼量T(i)，可以根據(jù)前面敘述的TM5的步驟1 計(jì)算得到，所以省略具體說(shuō)明。另外，需要對(duì)每個(gè)宏塊計(jì)算目標(biāo)量化尺度。
30目標(biāo)量化尺度也可以根據(jù)TM5的步驟2計(jì)算得到，所以省略具體說(shuō)明。
另外，此處作為編碼率控制方式列舉了 TM5，但也可以是其他的編碼 率控制方式。本發(fā)明不限于特定編碼率控制方式。
下面，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000進(jìn)行的、圖13 中的步驟S408的量化矩陣變換的具體處理。
在此，假設(shè)存在第i個(gè)圖片和該第i個(gè)圖片的前一個(gè)圖片(以下稱(chēng)為評(píng) 價(jià)對(duì)象圖片)。該情況時(shí)，評(píng)價(jià)對(duì)象圖片是第i一l個(gè)圖片。在此，評(píng)價(jià)對(duì)象 圖片是在第i個(gè)圖片之前成為顯示對(duì)象的圖片。并且，假設(shè)第i個(gè)圖片和評(píng) 價(jià)對(duì)象圖片是相同類(lèi)型的圖片。
并且，假設(shè)低頻成分的量化矩陣變換率是a (i—1)倍(a (i—l) <1)， 量化尺度變換率的平均值是P (i—l)倍。在此，量化矩陣變換率是用于變 換量化矩陣的系數(shù)的值。并且，量化尺度變換率是用于變換量化尺度的值 的值。該情況時(shí)，量化DCT系數(shù)變換率Y (i—l)(低頻成分的平均)可以 根據(jù)算式Y(jié) (i—l) =a (i—l) xp (i—1)計(jì)算得到。
在上述算式中，DCT系數(shù)的低頻成分的量化誤差達(dá)到最小是在Y-1時(shí)， 另外，即使Y大于l,只要是某種程度上比較小的值(此處設(shè)為ymax)，則認(rèn) 為低頻成分的圖像的畫(huà)質(zhì)惡化在允許范圍內(nèi)。在假設(shè)量化誤差超過(guò)允許范 圍時(shí)，需要進(jìn)行控制以便進(jìn)入允許范圍內(nèi)。并且，在Y小于1時(shí)，雖然不會(huì) 產(chǎn)生低頻成分的圖像的畫(huà)質(zhì)惡化，但由于編碼量增加，所以需要控制成為 使諒到1以上。
把處于和第i個(gè)圖片最近的位置的評(píng)價(jià)對(duì)象圖片(第i一l個(gè)圖片)假 設(shè)為具有與第i個(gè)圖片相同的趨勢(shì)的量化尺度(P (i) =p (i—l))。該情 況時(shí)，第i個(gè)圖片的量化矩陣變換率a (i)可以根據(jù)下式算出。
a(i)=
lxa(i-l)/V(i-l)(Y(i國(guó)l)〈1時(shí))
a(i-l) (1 ^y(i-l)^ymax時(shí))
ymaxxa(i陽(yáng)iyy(i-l) (ymax，(i畫(huà)l)時(shí)) 然后，按照該量化矩陣變換率a(i)，利用下式(以下稱(chēng)為矩陣變換式A) 變換輸入流的量化矩陣，算出輸出流的量化矩陣WoOi，v)。 Wo(u,v)-a(i)xWi(u，v) (u+v^s時(shí)(低頻成分))=Wi(u，v) (u+v〉e時(shí)(高頻成分))
其中，Wi(u,v)是表示輸入流的量化矩陣的第(u，v)個(gè)的系數(shù)(『0 7、 v^0 7)的常數(shù)。Wo(u,v)是表示輸出流的量化矩陣的第(u,v)個(gè)的系數(shù)的常 數(shù)。并且，Wo(u,v)表示利用v+l行u+l列確定的系數(shù)。例如，在11=2、 v=5 時(shí)，Wo(u,v)表示利用6行3列確定的系數(shù)。s是表示用于抑制誤差的頻率的 閾值(基準(zhǔn)頻率)的常數(shù)。
另外，此處選擇相同類(lèi)型的圖片中最近位置的圖片(評(píng)價(jià)對(duì)象圖片) 作為量化尺度的實(shí)際值，但不限于此。例如，也可以與第i個(gè)圖片的類(lèi)型無(wú) 關(guān)地選擇評(píng)價(jià)對(duì)象圖片。
并且，也可以選擇不處于和第i個(gè)圖片最近位置的圖片。并且，還可 以選擇第i個(gè)圖片前面的多個(gè)圖片，而不是只選擇一個(gè)圖片。并且，也可以 不利用第i個(gè)圖片前面的圖片的量化尺度，而利用先讀出第i個(gè)圖片的量化 尺度并算出的量化尺度，還可以利用其他方法預(yù)測(cè)量化尺度。
另外，此處在計(jì)算量化矩陣變換率時(shí)使用量化尺度變換率的平均值。 但是，不限于此，所使用的值也可以是量化尺度變換率的最小值等與量化 尺度相關(guān)的其他實(shí)際值，還可以是固定值等。并且，量化矩陣變換率的計(jì) 算方法也可以是與量化尺度無(wú)關(guān)的計(jì)算方法。
下面，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000進(jìn)行的、量化 尺度變換(圖15所示的量化尺度變換處理)的具體處理。
通過(guò)編碼率控制得到的目標(biāo)量化尺度是以TM5的步驟2為根據(jù)的，與 量化矩陣無(wú)關(guān)地進(jìn)行決定。因此，像本裝置這樣，在變換量化矩陣的編碼 率變換裝置1000中，所使用的量化尺度的值有可能不是最佳的量化尺度的 值。因此，也可以使用上述的量化矩陣變換率等校正目標(biāo)量化尺度的值。
例如，在低頻成分的量化矩陣變換率a小于1時(shí)，與不變換量化矩陣時(shí) 相比，編碼數(shù)據(jù)的編碼量為增加的方向。因此，如果直接使用通過(guò)編碼率 腔制求出的量化尺度的值，則有可能不能充分降低編碼數(shù)據(jù)的編碼量。該 情況時(shí)，為了能夠降低編碼數(shù)據(jù)的編碼量，也可以校正成為使目標(biāo)量化尺 度的值稍微偏大。
例如，校正通過(guò)編碼率控制求出的目標(biāo)量化尺度mq(j)，并按照下式計(jì)算。mq，(j)=mq(j)x(l/a)
另外，此處通過(guò)乘以1/a來(lái)進(jìn)行目標(biāo)量化尺度的校正，但也可以不是 l/a，只要是大于1的值，就可以向減小方向校正編碼數(shù)據(jù)的編碼量。并且， 也可以利用其他算式進(jìn)行目標(biāo)量化尺度的校正，還可以不進(jìn)行校正。
然后，實(shí)際算出該宏塊的量化尺度。
輸出流的量化尺度qo(j)可以利用作為現(xiàn)有技術(shù)的專(zhuān)利文獻(xiàn)2的日本特 開(kāi)2001—204028號(hào)公報(bào)公開(kāi)的技術(shù)導(dǎo)出，所以省略具體說(shuō)明。
qo(j)=
qi(j) (mq(j)〈1.5xqi(j)時(shí)) 2xqi①(1.5xqi(j) S mq①〈2xqi(j)時(shí)) mq(j) (2xqi(j)〈mq(j)時(shí)) 其中，qi(j)是輸入流的量化尺度。并且，mq(j)是目標(biāo)量化尺度。 另外，此處利用上式導(dǎo)出量化尺度qo(j)，但也可以利用其他算式導(dǎo)出。 如前面所述，在量化DCT系數(shù)變換率(低頻成分)Y-量化矩陣變換 率(低頻成分)aX量化尺度變換率p (J3=qo(j)/qi(j))小于1時(shí)，雖然DCT 系數(shù)的低頻成分的量化誤差不會(huì)增加，但是伴隨有編碼數(shù)據(jù)的編碼量的增 加。
編碼率變換的目的在于降低編碼數(shù)據(jù)的編碼率，所以即使是一部分的 MB伴隨有編碼量的增加的變換也會(huì)使變換效率惡化。因此，可以采取限定 在不伴隨有編碼量的增加的范圍內(nèi)控制輸出流的量化尺度的方法。
此時(shí)的量化尺度qo'(j)可以利用下式算出。
qo，(j)=
1/axqi(j) (mq(j)〈1.5xqi(j)時(shí)) max{l/a， 2}xqi(j)}(1.5xqi(j)^mq①〈2xqi(j)時(shí)) max {1 /axqi(j)， mq(j)} ( 2xqi①〈mq①時(shí)) 如果使用根據(jù)上式算出的量化尺度qo，(j)，則可以進(jìn)行抑制了 DCT系 數(shù)的低頻成分的量化誤差的變換。
另外，此處通過(guò)乘以1/a來(lái)抑制編碼數(shù)據(jù)的編碼量的增加，但未必一定 與1/cx相等，只要是大于1/a的值，就可以進(jìn)行不會(huì)伴隨有編碼數(shù)據(jù)的編碼 量的增加的變換。
33但是，在前面敘述的重要MB中，得知不僅抑制DCT系數(shù)的低頻成分， 如果也抑制了高頻成分的量化誤差，將能夠抑制整體的畫(huà)質(zhì)惡化。因此， 在重要MB中，優(yōu)選可以設(shè)定能夠抑制全部頻率區(qū)域的量化誤差的量化尺 度。
如前面所述，作為一例，重要MB是表示通過(guò)被解碼精細(xì)度高于預(yù)定 精細(xì)度的圖像的宏塊。該情況時(shí)，作為一例，重要MB是通過(guò)將MB的 MB塊部的數(shù)據(jù)量和通過(guò)該MB的MB標(biāo)題部表示的量化尺度碼的變換而 得到的量化尺度值、兩者相乘得到的值，表示大于預(yù)定值的值的MB。
并且，對(duì)應(yīng)重要MB的量化尺度qo"(j)可以利用下式算出。
qo"(j)=qi(j)
如果在重要MB中使用上述的量化尺度qo"(j)，則可以進(jìn)行抑制了全部 頻率區(qū)域的量化誤差的變換。
如果是除此之外的MB (普通MB)，量化尺度可以使用上述的qo，(j)。
另外，重要MB也可以使用除前述的運(yùn)算(MB塊部的數(shù)據(jù)量X量化 尺度的值)之外的運(yùn)算來(lái)確定。
下面，說(shuō)明量化尺度的值的變換示例。
圖16A和圖16B是說(shuō)明量化尺度的值的變換示例的圖。圖16A是表示 量化尺度的值的一例圖。圖16A所示的多個(gè)數(shù)字表示針對(duì)構(gòu)成圖片的編碼 數(shù)據(jù)的多個(gè)MB的每一個(gè)設(shè)定的量化尺度的值。
如圖16A所示，假設(shè)針對(duì)與通過(guò)對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼而得到的圖片的 上部相對(duì)應(yīng)的多個(gè)MB的每一個(gè)設(shè)定的量化尺度的值是"4"。并且，假設(shè) 針對(duì)與從編碼數(shù)據(jù)得到的圖片的中央部和下部相對(duì)應(yīng)的多個(gè)MB的每一個(gè) 設(shè)定的量化尺度的值是"8"。
在此，假設(shè)根據(jù)目標(biāo)編碼率進(jìn)行編碼率控制時(shí)的量化尺度的平均值是 "8"。該情況時(shí)，如果根據(jù)量化尺度的平均值變換量化尺度的值，則針對(duì) 與圖片的上部對(duì)應(yīng)的多個(gè)MB的每一個(gè)設(shè)定的量化尺度的值被從"4"變換 為"8"，針對(duì)除此之外的MB設(shè)定的量化尺度的值依舊保持"8"。
但是，在適用考慮了量化矩陣變換的編碼效率而制定的前述量化尺度 qo'(j)的算式時(shí)，在量化矩陣變換率(1=1/2時(shí)，為了維持或降低編碼數(shù)據(jù)的 編碼率，需要使量化尺度變換率P^2。因此，如圖16B所示，針對(duì)與圖片的中央部和下部對(duì)應(yīng)的多個(gè)MB的每一個(gè)設(shè)定的量化尺度的值被從"8"變 換為"16"。
但是，與圖片的中央部和下部對(duì)應(yīng)的多個(gè)MB中，針對(duì)前述重要MB 設(shè)定的量化尺度變換率P為"1"，量化尺度的值依舊保持"8"。
另外，如圖16B所示，針對(duì)與圖片的上部對(duì)應(yīng)的多個(gè)MB的每一個(gè)設(shè) 定的量化尺度的值被從"4"變換為"8"。
使用圖17說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000的量化部 107進(jìn)行的普通MB的量化的具體處理。普通MB的量化的具體處理是在圖 14中的步驟S509進(jìn)行。
假設(shè)編碼率控制及量化矩陣變換的結(jié)果是將量化矩陣的低頻成分的系 數(shù)&=2吋)設(shè)為1/2倍。即，假設(shè)低頻成分的量化矩陣變換率cx為"1/2"。 并且，假設(shè)高頻成分的量化矩陣變換率a為"1"。并且，假設(shè)編碼率控制及 量化尺度變換的結(jié)果是將量化尺度的值從"4"變?yōu)?8"，即增加為2倍。 即，假設(shè)量化尺度變換率p為"2"。假設(shè)此時(shí)的量化尺度的值"8"是前述 的目標(biāo)量化尺度的值。
在此，在前述的矩陣變換式A中，假設(shè)s-2。該情況時(shí)，量化矩陣的低 頻成分的系數(shù)是量化矩陣表示的64個(gè)系數(shù)中被配置為左上部的三角形狀的 6個(gè)系數(shù)。并且，量化矩陣的高頻成分的系數(shù)是量化矩陣表示的64個(gè)系數(shù) 中被配置為左上部的三角形狀的6個(gè)系數(shù)以外的系數(shù)。
圖17所示的兩個(gè)量化矩陣中左側(cè)的量化矩陣是進(jìn)行變換之前的量化矩 陣(以下稱(chēng)為變換前量化矩陣)。并且，圖17所示的兩個(gè)量化矩陣中右側(cè) 的量化矩陣是變換之后的量化矩陣(以下稱(chēng)為變換后量化矩陣)。
圖17所示的變換后量化矩陣是在圖13中的步驟S408的處理中，由量 化矩陣低頻域削減變換部108使用低頻成分的量化矩陣變換率a "1/2"，對(duì) 變換前量化矩陣進(jìn)行變換而得到的矩陣。
在圖17所示的變換后量化矩陣中，高頻成分的系數(shù)的值保持原狀，低 頻成分的系數(shù)的值減小(1/2倍)。因此，在使用圖17所示的變換后量化矩 陣進(jìn)行量化時(shí)，編碼數(shù)據(jù)的編碼量(編碼率)增大。SP，圖17所示的變換 后量化矩陣是用于增大編碼數(shù)據(jù)的編碼量(編碼率)的矩陣。
并且，圖17所示的表示量化DCT系數(shù)的兩個(gè)矩陣中，左側(cè)的矩陣是
35進(jìn)行量化之前的矩陣(以下稱(chēng)為再量化前矩陣)。即，圖17所示的再量化 前矩陣是通過(guò)由反量化部106進(jìn)行反量化的處理得到的矩陣。并且，圖17 所示的表示量化DCT系數(shù)的兩個(gè)矩陣中，右側(cè)的矩陣是通過(guò)進(jìn)行再量化得 到的矩陣(以下稱(chēng)為再量化后矩陣)。
圖17所示的再量化后矩陣是通過(guò)在圖14中的步驟S509的處理中，由 量化部107使用圖17所示的變換后量化矩陣和算出的量化尺度的值"8"， 對(duì)再量化前矩陣進(jìn)行再量化而得到的矩陣。
根據(jù)前述的反量化的算式，需要使量化DCT系數(shù)與量化矩陣和量化尺 度大致成反比例。因此，需要將低頻成分的量化DCT系數(shù)變換為2 (1/a) 倍X1/2 (1/p)倍=1倍。并且，需要將高頻成分的量化DCT系數(shù)變換為1 (1/a)倍X1/2 (1/p)倍=1/2倍。
在此，圖17所示的再量化前矩陣表示的非0量化DCT系數(shù)是7、 -3、 2、 1、 4、 1、 -1、 l合計(jì)8個(gè)。并且，8個(gè)非0量化DCT系數(shù)中前半部分的 3個(gè)系數(shù)(7、 -3、 2)是把對(duì)應(yīng)于低頻成分的InterMB的塊作為變換對(duì)象的 量化DCT系數(shù)。
該情況時(shí)，如圖17中的再量化后矩陣所示，低頻成分的量化DCT系 數(shù)不需要變換。并且，如圖17中的再量化后矩陣所示，高頻成分的量化 DCT系數(shù)被變換為將0.5、 2、 0.5、 -0.5、 0.5整數(shù)化得到的0、 2、 0、 0、 0。
由此，可以將輸入時(shí)為50bit的編碼量減小為35bit。因此，可以削減 編碼數(shù)據(jù)的編碼率，而低頻成分不會(huì)產(chǎn)生量化誤差。
下面，使用圖18說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000的 量化部107進(jìn)行的重要MB的量化的具體處理。重要MB的量化的具體處 理是在圖14中的步驟S509進(jìn)行。
在圖17的說(shuō)明中，在普通MB中，由于把量化尺度的值變換為2倍， 所以高頻成分產(chǎn)生了量化誤差。但是，在重要MB中，為了使髙頻成分也 不產(chǎn)生量化誤差，將量化尺度設(shè)定為1倍。即，把量化尺度變換率p設(shè)為"l"。 該情況時(shí)，算出的量化尺度的值是通過(guò)圖16中的步驟S602的處理算出的 值。通過(guò)該處理，算出量化尺度的值"4"。
圖18與圖17相同，表示變換前量化矩陣、變換后量化矩陣、再量化 前矩陣和再量化后矩陣。圖18所示的變換后量化矩陣與圖17所示的變換后量化矩陣相同，所以不重復(fù)具體說(shuō)明。
圖18所示的再量化后矩陣是通過(guò)在圖14中的步驟S509的處理中，由 量化部107使用圖18所示的變換后量化矩陣和算出的量化尺度的值"4"， 對(duì)圖18所示的再量化前矩陣進(jìn)行再量化而得到的矩陣。
根據(jù)前述的反量化的算式，需要使量化DCT系數(shù)與量化矩陣和量化尺 度大致成反比例。因此，需要將低頻成分的量化DCT系數(shù)變換為2 (lAx) XI (1/J3) =2倍。并且，需要將高頻成分的量化DCT系數(shù)變換為1 (1/a) XI (1/J3) =1倍。
在此，圖18所示的再量化前矩陣表示的非0量化DCT系數(shù)是7、 -3、 2、 1、 4、 1、 -1、 l合計(jì)8個(gè)。并且，8個(gè)非0量化DCT系數(shù)中前半部分的 3個(gè)系數(shù)(7、 -3、 2)是把對(duì)應(yīng)于低頻成分的InterMB的塊作為變換對(duì)象的 量化DCT系數(shù)。
該情況時(shí)，如圖18中的再量化后矩陣所示，低頻成分的量化DCT系 數(shù)被變換為輸入時(shí)的2倍的14、 -6、 4。并且，如圖18中的再量化后矩陣 所示，高頻成分的量化DCT系數(shù)不需要從輸入時(shí)的系數(shù)進(jìn)行變換。
只要變換倍率是整數(shù)，低頻成分的量化DCT系數(shù)就是整數(shù)，所以不會(huì) 產(chǎn)生新的量化誤差。高頻成分的量化DCT系數(shù)不需要變換，所以不會(huì)產(chǎn)生 量化誤差。
由此，雖然輸入時(shí)為50bit的編碼量增加為59bit，但是可以在從低頻 成分到高頻成分的全部頻率范圍中不產(chǎn)生量化誤差地進(jìn)行變換。
如果重要MB在對(duì)應(yīng)于圖片的全部MB中占多數(shù)，則上述的編碼量的 增加將成為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)編碼率的重大障礙。但是，如果重要MB在對(duì)應(yīng)于圖 片的全部MB中數(shù)量足夠少，則可以通過(guò)削減其他普通MB的編碼量來(lái)彌 補(bǔ)上述的編碼量的增加。
因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000中，通過(guò)使量化 矩陣的低頻成分的系數(shù)整體上小于輸入值，可以抑制低頻成分的量化誤差 的產(chǎn)生，并且抑制包括重要MB中的高頻成分的量化誤差的產(chǎn)生。
艮P，根據(jù)本實(shí)施方式的處理，可以抑制起因于低頻成分的量化誤差的 畫(huà)質(zhì)惡化，同時(shí)在作為重要MB的特定宏塊中抑制起因于高頻成分的量化 誤差的畫(huà)質(zhì)惡化。另外，在本實(shí)施方式中，如圖19A所示，列舉了宏塊的類(lèi)型是InteiMB， 而且量化矩陣的全部系數(shù)固定的情況。但是，不限于此，如圖19B所示， 本實(shí)施方式的處理也可以在宏塊的類(lèi)型是IntraMB、量化矩陣的系數(shù)不是固 定值而是各種值的情況下進(jìn)行。
并且，可以只在InterMB和IntraMB任一方適用使用了量化矩陣的編 碼率變換，也可以在InterMB和IntraMB雙方中改變量化矩陣的變換倍率等。
另外，在本實(shí)施方式中，如圖19A所示，列舉了量化矩陣的系數(shù)不產(chǎn) 生變換誤差的情況，但如圖19B所示，也可以使量化矩陣的系數(shù)產(chǎn)生變換 誤差。
另夕卜，本發(fā)明把MPEG2作為前提進(jìn)行了記述。但是，不限于MPEG2， 只要是利用圖片單位設(shè)定量化矩陣、利用宏塊單位設(shè)定量化參數(shù)的編碼， 例如JPEG、 MPEG1、 MPEG4、 H.264等都可以適用本發(fā)明。
另外，本發(fā)明把DCT變換作為前提進(jìn)行了記述，但只要是能夠?qū)D像 數(shù)據(jù)分解為低頻成分的正交變換，也可以是其他的變換方法。
另外，像本發(fā)明這樣的MPEG2的IntraMB的DC成分等，在幾種編解 碼器中，有時(shí)被實(shí)施DC成分等不屬于量化尺度的適用對(duì)象等的特殊的量化 及編碼。但是，關(guān)于這些特殊的系數(shù)，如圖l犯所示，也可以不作為本發(fā) 明中的量化矩陣變換的對(duì)象。
圖20A是表示變換前的量化矩陣的圖。圖20B是表示通過(guò)實(shí)施方式1 的處理變換后的量化矩陣的圖。圖20C是表示針對(duì)圖20B所示的量化矩陣 使用的數(shù)值和處理的圖。
另外，在本實(shí)施方式中，把量化矩陣的低頻成分的變換對(duì)象系數(shù)設(shè)為 符合u+v^2的系數(shù)，但u+v蕓2中的"2"也可以是2之外的數(shù)字。并且， 也可以利用在編碼時(shí)使用的掃描順序(Z字形掃描)(0 63)。并且，也可 以設(shè)為像圖20B所示的量化矩陣MA那樣的掃描順序(Z字形掃描)^ 一l、 即沒(méi)有變換區(qū)域。
并且，還可以設(shè)為像圖20B所示的量化矩陣MB那樣的掃描順序(Z 字形掃描)^63、即把全部系數(shù)設(shè)為變換區(qū)域。此外，只要是能夠分離低 頻成分和髙頻成分的方法，則可以是任何方法。并且，這些基準(zhǔn)也可以不 固定，可以按每個(gè)圖片而變化等。
38另外，在本實(shí)施方式中，把量化矩陣的變換對(duì)象系數(shù)的變換率設(shè)為固
定，但也可以像圖20C所示的量化矩陣MC那樣，即使變換對(duì)象系數(shù)不是 以固定的變換率變換，只要(變換后的量化矩陣系數(shù))^ (變換前的量化 矩陣系數(shù))X量化矩陣變換率a成立即可。
另外，在本實(shí)施方式中，不改變量化矩陣的非變換對(duì)象的系數(shù)，但也 可以像圖20B所示的量化矩陣MD那樣，即使改變非變換對(duì)象的系數(shù)，也 不會(huì)影響本發(fā)明的宗旨。
另外，在本實(shí)施方式中，關(guān)于量化矩陣的變換對(duì)象的系數(shù)使用符合u +vS固定值的系數(shù)或者掃描順序(Z字形掃描)。但是，不限于此，也可以 像圖20B所示的量化矩陣ME那樣，把量化矩陣的變換對(duì)象系數(shù)設(shè)為符合 條件固定值而且固定值的系數(shù)。
并且，也可以使用像圖20B所示的量化矩陣MF那樣的掃描順序(交 替掃描)，還可以利用其他方法確定。另外，在使用掃描順序時(shí)，關(guān)于利用 哪種掃描順序，可以根據(jù)是逐行圖像還是隔行圖像來(lái)確定，也可以根據(jù)流 是按照哪種掃描順序被編碼的來(lái)確定。
另外，在本實(shí)施方式中，把進(jìn)行每個(gè)MB的編碼率控制作為前提，但 是，未必一定是每個(gè)MB，例如也可以使全部MB是相同的量化尺度等。
并且，在本實(shí)施方式中，即使把變換倍率設(shè)定為1倍以上，只要小于 量化矩陣的低頻成分的變換倍率(1/a)倍，則編碼數(shù)據(jù)的編碼量進(jìn)一步增 加。在編碼率變換中，可以允許小于變換倍率lAx倍，也可以不允許小于變 換倍率1/a倍，而將變換倍率提高為lAx以上。
另外，在本實(shí)施方式中，把量化矩陣的低頻系數(shù)的變換限定為lAx倍(a: 整數(shù))進(jìn)行了說(shuō)明，但是未必一定是l/a倍，只要是小于l的值，則可以是 任意有理數(shù)。
另外，在本實(shí)施方式中，把量化參數(shù)的變換限定為整數(shù)倍進(jìn)行了說(shuō)明， 但是未必一定是整數(shù)倍，只要是大于1的值，則可以是任意有理數(shù)。
另外，在本實(shí)施方式中，在低頻成分時(shí)，把量化矩陣的變換倍率X量 化參數(shù)的變換倍率為1以上作為前提進(jìn)行了記述，但即使是小于1的值時(shí)， 只要大于高頻成分，則可以是任意的值。
另外，在本實(shí)施方式中，把使用4: 2: 0 (亮度、色差、色差)的6塊結(jié)構(gòu)的編解碼器作為前提進(jìn)行了記述，但是本發(fā)明也可以在具有4: 2: 2 等其他塊結(jié)構(gòu)的圖像編解碼器中實(shí)施。
另外，在本實(shí)施方式中，把在變換量化DCT系數(shù)時(shí)舍去小數(shù)點(diǎn)以后的
部分作為前提進(jìn)行了記述，但是本發(fā)明也可以在對(duì)小數(shù)點(diǎn)以后的部分進(jìn)行 四舍五入、或利用其他方法進(jìn)行整數(shù)化時(shí)實(shí)施。
另外，本實(shí)施方式的編碼率變換裝置使反量化部和量化部獨(dú)立，但是
反量化部和量化部也可以成為一體，并直接從輸入流的量化DCT系數(shù)算出 輸出流的量化DCT系數(shù)。
另外，本實(shí)施方式的編碼率變換裝置1000直接輸出通過(guò)再量化得到的 量化DCT系數(shù)，但本發(fā)明也可以適用于對(duì)通過(guò)再量化得到的量化DCT系 數(shù)進(jìn)行例如基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)男Ｕ笤佥敵龅那闆r。此外，在從輸入流變換 為輸出流時(shí)，只要是不一次恢復(fù)為圖像即直接通過(guò)再量化來(lái)變換的方法， 就可以實(shí)施本發(fā)明。 (實(shí)施方式2)
在實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000中，例如在MPEG2中，量化尺 度的值只能取1 112的范圍。因此，在輸入流的量化尺度的值是接近112 的值時(shí)，量化尺度變換率p無(wú)法增大。該情況時(shí)，有時(shí)將不能抵消因量化矩 陣形成的低頻成分的編碼量增加，不能充分削減編碼率。
并且，在實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000中，在MPEG2中，量化 矩陣的系數(shù)只能取1 255的范圍。因此，在輸入流的量化矩陣的低頻成分 的系數(shù)已經(jīng)是在某種程度上接近1的值時(shí)，將不能增大低頻成分的量化矩 陣變換率a,所以有時(shí)不能充分改善畫(huà)質(zhì)惡化情況。
在本發(fā)明的實(shí)施方式2中，說(shuō)明用于解決上述問(wèn)題的編碼率變換裝置。
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖21是表示實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖21所示的編碼率變換裝置1000A與圖11所示的編碼率變換裝置 1000相比，不同之處是設(shè)置量化矩陣變換控制部110A來(lái)取代量化矩陣變 換控制部110,設(shè)置量化矩陣高頻域增加變換部108A來(lái)取代量化矩陣低頻 域削減變換部108，設(shè)置量化尺度增加屑lj減變換部104A來(lái)取代量化尺度增 加變換部104。除此之外與編碼率變換裝置1000的結(jié)構(gòu)相同，所以不重復(fù)
40具體說(shuō)明。
量化矩陣變換控制部110A進(jìn)行的是,在實(shí)施方式1中說(shuō)明的量化矩陣 變換控制部110進(jìn)行的處理的說(shuō)明中，將"量化矩陣低頻域削減變換部108" 和"量化尺度增加變換部104"分別替換為"量化矩陣高頻域增加變換部 108A"和"量化尺度增加/削減變換部104A"的處理，所以不重復(fù)具體說(shuō) 明。
量化矩陣變換控制部110A在處理開(kāi)頭的圖片時(shí)，根據(jù)該圖片的目標(biāo)編 碼量及量化矩陣的變換實(shí)際結(jié)果等計(jì)算量化矩陣的變換控制信息，并通知 量化矩陣高頻域增加變換部108A。并且，量化矩陣變換控制部UOA根據(jù) 量化矩陣的控制信息，對(duì)每個(gè)宏塊校正目標(biāo)量化尺度，將校正后的目標(biāo)量 化尺度通知量化尺度增加/削減變換部104A。
量化矩陣高頻域增加變換部108A根據(jù)量化矩陣的變換控制信息，將輸 入流的量化矩陣的高頻成分的系數(shù)變換為增加方向。并且，量化矩陣高頻 域增加變換部108A將變換后的量化矩陣同時(shí)通知給量化部107和圖片標(biāo)題 存儲(chǔ)部109。
量化尺度增加/削減變換部104A把目標(biāo)量化尺度作為基準(zhǔn)，或者進(jìn)行 重要MB的判定，將輸入流的量化尺度變換為增加方向或減小方向，從而 計(jì)算輸出流的量化尺度。并且，量化尺度增加/削減變換部104A將變換后 的量化尺度同時(shí)通知給量化部107和MB標(biāo)題存儲(chǔ)部105。
根據(jù)圖12 圖14所示的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置的處理流程，說(shuō) 明本發(fā)明的實(shí)施方式2的編碼率變換裝置的處理流程。
S301 S308、 S401 S407與實(shí)施方式1相同，所以省略說(shuō)明。量化矩 陣高頻域增加變換部108A根據(jù)量化矩陣的變換控制信息，將在步驟S302、 S305、 S404的任一處理中設(shè)定的輸入流的量化矩陣的高頻成分變換為增加 方向(S408)。
S409 S411、 S501 S5O4與實(shí)施方式l相同，所以省略說(shuō)明。量化尺 度增加/削減變換部104A進(jìn)行S502的目標(biāo)量化尺度的校正及重要MB的判 定等，將該宏塊的量化尺度的輸入值變換為增加方向或削減方向。S505 S513與實(shí)施方式l相同，所以省略說(shuō)明。
說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的編碼率變換裝置的編碼率控制的具體動(dòng)作。在處理開(kāi)頭的圖片時(shí)，首先需要計(jì)算該圖片的目標(biāo)編碼量T(i),這可 以根據(jù)TM5的步驟1計(jì)算得到，所以省略具體說(shuō)明。另外，需要對(duì)宏塊計(jì) 算目標(biāo)量化尺度，這也可以根據(jù)TM5的步驟2計(jì)算得到，所以省略具體說(shuō) 明。
另外，此處作為編碼率控制方式列舉了 TM5，但也可以是其他的編碼 率控制方式。本發(fā)明并不依存于特定的編碼率控制方式。
下面，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A進(jìn)行的、圖 13中的步驟S408的量化矩陣變換的具體處理。
在此，假設(shè)存在第i個(gè)圖片和該第i個(gè)圖片的前一個(gè)圖片(以下稱(chēng)為評(píng) 價(jià)對(duì)象圖片)。該情況時(shí)，評(píng)價(jià)對(duì)象圖片是第i一l個(gè)圖片。在此，評(píng)價(jià)對(duì)象 圖片是在第i個(gè)圖片之前成為顯示對(duì)象的圖片。并且，假設(shè)第i個(gè)圖片和評(píng) 價(jià)對(duì)象圖片是相同類(lèi)型的圖片。
并且，假設(shè)高頻成分(高頻域)的量化矩陣變換率是a (i —1)倍(a (i一l) >1)，量化尺度變換率的平均值是P (i—l)倍。該情況時(shí)，量化 DCT系數(shù)變換率y (i—1)(高頻成分的平均)可以根據(jù)算式y(tǒng) (i—1) =a (i一l) Xp (i—1)計(jì)算得到。
在此，DCT系數(shù)的低頻的量化誤差達(dá)到最小是在r^時(shí)，另外，即使 Y大于1，只要是某種程度上比較小的值(此處設(shè)為ymax)，則認(rèn)為畫(huà)質(zhì)惡化 被控制在允許范圍內(nèi)。
在假設(shè)超過(guò)允許范圍時(shí)，需要進(jìn)行控制以便進(jìn)入允許范圍內(nèi)。并且， 在Y小于1時(shí)，雖然不會(huì)產(chǎn)生畫(huà)質(zhì)惡化，但由于編碼量增加，所以需要控制 成為使Y達(dá)到1以上。
把處于和第i個(gè)圖片最近的位置的評(píng)價(jià)對(duì)象圖片假設(shè)為具有與第i個(gè)圖 片相同的趨勢(shì)的量化尺度(P (i) =|3 (i—l))。該情況時(shí)，第i個(gè)圖片的 量化矩陣變換率(高頻域)a (i)可以根據(jù)下式算出。
a(i)=
lxa(i-l)/y(i-l)(y(i曙l)〈1時(shí))
a(i-l) (l勿(i國(guó)l)Symax時(shí)) ymaxxa(i國(guó)1 1)( 7max〈y(i-1)時(shí)) 然后，按照該量化矩陣變換率a(i)，利用下式(以下稱(chēng)為矩陣變換式B)
42變換輸入流的量化矩陣，算出輸出流的量化矩陣Wo(u，v)。 Wo(u， v)=
Wi(u，v) (u+v^s (低頻成分)時(shí))
a(i)xWi(u,v) (u+v>s (高頻成分)時(shí))
其中，Wi(u，v)是表示輸入流的量化矩陣的第(u，v)個(gè)的系數(shù)(u-0 7、 f0 7)的常數(shù)。Wo(u，v)是表示輸出流的量化矩陣的第(u,v)個(gè)的系數(shù)的常 數(shù)。并且，Wo(u，v)表示利用v+l行u+l列確定的系數(shù)。例如，在u-2、 v=5 時(shí)，Wo(u，v)表示利用6行3列確定的系數(shù)。s是表示用于抑制誤差的頻率的 閾值(基準(zhǔn)頻率)的常數(shù)。
另外，此處選擇相同圖片類(lèi)型而且在最近位置的圖片(評(píng)價(jià)對(duì)象圖片) 作為量化尺度實(shí)際值，但不限于此。例如，也可以與第i個(gè)圖片的類(lèi)型無(wú)關(guān) 地選擇評(píng)價(jià)對(duì)象圖片。
并且，也可以選擇不處于和第i個(gè)圖片最近位置的圖片。并且，還可 以選擇第i個(gè)圖片前面的多個(gè)圖片，而不是只選擇一個(gè)圖片。并且，也可以 不利用第i個(gè)圖片前面的圖片的量化尺度，而利用先讀出第i個(gè)圖片的量化 尺度并算出的量化尺度，還可以利用其他方法預(yù)測(cè)量化尺度。
另外，此處在計(jì)算量化矩陣變換率時(shí)使用量化尺度變換率的平均值。 但是，不限于此，所使用的值也可以是量化尺度變換率的最小值等與量化 尺度相關(guān)的其他實(shí)際值，還可以是固定值等。并且，量化矩陣變換率的計(jì) 算方法也可以是與量化尺度無(wú)關(guān)的計(jì)算方法。
下面，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A進(jìn)行的、量 化尺度變換(圖15所示的量化尺度變換處理)的具體處理。
通過(guò)編碼率控制算出的目標(biāo)量化尺度是根據(jù)TM5的步驟2算出并確定 的，與量化矩陣無(wú)關(guān)地進(jìn)行決定。因此，在本實(shí)施方式的編碼率變換裝置 1000A中，所使用的量化尺度的值有可能不是最佳的量化尺度的值。
在量化矩陣變換率(高頻域)比較大時(shí)，編碼量是減小的方向。因此, 如果直接使用通過(guò)編碼率控制求出的量化尺度的值，則將有可能使得編碼 量被過(guò)度削減。該情況時(shí)，為了使編碼量的削減變得稍微緩和，也可以校 正成為使目標(biāo)量化尺度的值稍微偏小。
例如，校正通過(guò)編碼率控制得到的目標(biāo)量化尺度mq(j)，并按照下式計(jì)算。
mq，(j)=mq(j)x(l/a)
另外，此處通過(guò)乘以1/a來(lái)進(jìn)行目標(biāo)量化尺度的校正，但也可以不是 l/a，只要是小于1的值，就可以向增加方向校正編碼數(shù)據(jù)的編碼量。并且， 也可以利用其他算式進(jìn)行目標(biāo)量化尺度的校正，還可以不進(jìn)行校正。
然后，實(shí)際算出該宏塊的量化尺度。輸出流的量化尺度qo(j)可以利用 作為現(xiàn)有技術(shù)的專(zhuān)利文獻(xiàn)2的日本特開(kāi)2001—20402S號(hào)公報(bào)公開(kāi)的技術(shù)導(dǎo) 出，所以省略具體說(shuō)明。
q。(j)=
qi(j) (mq(j)〈1.5xqi(j)時(shí))
2xqi(j)(1.5xq,mq①〈2xqi(j)時(shí))
mq(j) (2xqi(j)〈mq(j)時(shí)) 其中，qi(j)是輸入流的量化尺度，并且mq(j)是目標(biāo)量化尺度。 另外，此處利用上式導(dǎo)出量化尺度qo(j),但也可以利用其他算式導(dǎo)出。 如果使用上述的量化尺度，則能夠進(jìn)行抑制了 DCT系數(shù)的低頻成分的 量化誤差的變換。
但是，在前面敘述的重要MB中，得知不僅抑制DCT系數(shù)的低頻成分， 如果也抑制了高頻成分的量化誤差，將能夠抑制整體的畫(huà)質(zhì)惡化。因此， 在重要MB中，優(yōu)選可以設(shè)定能夠抑制全部頻率區(qū)域的量化誤差的量化尺 度。
如前面所述，重要MB是通過(guò)將MB的MB塊部的數(shù)據(jù)量和通過(guò)該 MB的MB標(biāo)題部表示的量化尺度碼的變換而得到的量化尺度的值、兩者相 乘而得到的值，表示大于預(yù)定值的值的MB。
并且，對(duì)應(yīng)重要MB的量化尺度qo"(D可以利用下式算出。
qo，，(j)=l/—(j)
如果在重要MB中使用上述的量化尺度qo"(j)，則可以進(jìn)行抑制了全部
頻率區(qū)域的量化誤差的變換。
如果是除此之外的MB (普通MB)，量化尺度可以使用上述的qo(j)。 另外，重要MB也可以使用除前述的運(yùn)算(MB塊部的數(shù)據(jù)量X量化
尺度的值)之外的運(yùn)算來(lái)確定。下面，說(shuō)明量化尺度的值的變換示例。
在此，假設(shè)變換前的量化尺度的值是圖16A所示的值。如前面所述， 圖16A所示的多個(gè)數(shù)字表示針對(duì)構(gòu)成圖片的編碼數(shù)據(jù)的多個(gè)MB的每一個(gè) 設(shè)定的量化尺度的值。
在此，假設(shè)根據(jù)目標(biāo)編碼率進(jìn)行編碼率控制時(shí)的量化尺度的平均值是 "8"。該情況時(shí)，如果根據(jù)量化尺度的平均值變換量化尺度的值，如圖22 所示，針對(duì)與圖片的上部對(duì)應(yīng)多個(gè)MB的每一個(gè)設(shè)定的量化尺度的值被從 "4"變換為"8"，針對(duì)除此之外的MB設(shè)定的量化尺度的值依舊保持"8"。
但是，在量化矩陣變換率ot-l/2時(shí)，將與圖片的中央部和下部對(duì)應(yīng)多 個(gè)MB中，針對(duì)前述重要MB設(shè)定的量化尺度變換率P設(shè)為"1/2"，以使量 化誤差為最小。因此，針對(duì)重要MB設(shè)定的量化尺度被變換為減小方向， 從"4"變?yōu)?8"。
使用圖23說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A的量化部 107進(jìn)行的重要MB的量化的具體處理。重要MB的量化的具體處理是在圖 14中的步驟S509進(jìn)行。
假設(shè)編碼率控制及量化矩陣變換的結(jié)果是將量化矩陣的低頻成分的系 數(shù)"=2時(shí))增加為2倍。即，假設(shè)高頻成分的量化矩陣變換率a為"2"。 并且，假設(shè)低頻成分的量化矩陣變換率a為"1"。
并且，在重要MB中，為了不產(chǎn)生高頻成分的量化誤差，將量化尺度 的值減小為1/2倍。即，把量化尺度變換率p設(shè)為"1/2"。該情況時(shí)，算出 的量化尺度的值是通過(guò)圖16中的步驟S602的處理算出的值。通過(guò)該處理， 算出量化尺度的值"2"。
在此，在前述的矩陣變換式B中，假設(shè)8=2。該情況時(shí)，量化矩陣的低 頻成分的系數(shù)是量化矩陣表示的64個(gè)系數(shù)中被配置為左上部的三角形狀的 6個(gè)系數(shù)。并且，量化矩陣的高頻成分的系數(shù)是量化矩陣表示的64個(gè)系數(shù) 中被配置為左上部的三角形狀的6個(gè)系數(shù)以外的系數(shù)。
圖23與圖17相同，表示變換前量化矩陣、變換后量化矩陣、再量化 前矩陣和再量化后矩陣。
圖23所示的變換后量化矩陣是通過(guò)在圖13中的步驟S408的處理中， 由量化矩陣高頻域增加變換部108A使用高頻成分的量化矩陣變換率ot"2"，對(duì)圖23所示的變換前量化矩陣進(jìn)行變換而得到的矩陣。
在圖23所示的變換后量化矩陣中，低頻成分的系數(shù)的值保持原狀，高 頻成分的系數(shù)的值增大(2倍)。因此，在使用圖23所示的變換后量化矩陣 進(jìn)行量化時(shí)，編碼數(shù)據(jù)的編碼量(編碼率)減小。即，圖23所示的變換后 量化矩陣是用于減小編碼數(shù)據(jù)的編碼量(編碼率)的矩陣。
圖23所示的再量化后矩陣是通過(guò)在圖14中的步驟S509的處理中，由 量化部107使用圖23所示的變換后量化矩陣和算出的量化尺度的值"2"， 對(duì)圖23所示的再量化前矩陣進(jìn)行再量化而得到的矩陣。
根據(jù)前述的反量化的算式，需要使量化DCT系數(shù)與量化矩陣和量化尺 度大致成反比例。因此，需要將低頻成分的量化DCT系數(shù)變換為1 (lAx) X2(l/p) =2倍。并且，需要將高頻成分的量化DCT系數(shù)變換為1/2(1/a) X2 (1/p) =1倍。
在此，圖23的再量化前矩陣表示的非0量化DCT系數(shù)是7、 -3、 2、 1、 4、 1、 -1、 l合計(jì)8個(gè)。并且，8個(gè)非0量化DCT系數(shù)中前半部分的3個(gè)系 數(shù)(7、 -3、 2)是把對(duì)應(yīng)于低頻成分的InterMB的塊作為變換對(duì)象的量化 DCT系數(shù)。
該情況時(shí)，如圖23中的再量化后矩陣所示，低頻成分的量化DCT系 數(shù)被變換為輸入時(shí)的2倍的14、 -6、 4。并且，如圖23中的再量化后矩陣 所示，高頻成分的量化DCT系數(shù)不需要變換。
此時(shí)，只要變換倍率是整數(shù)，低頻成分的量化DCT系數(shù)就是整數(shù)。因 此，不會(huì)產(chǎn)生新的量化誤差。并且，高頻成分的量化DCT系數(shù)不需要從輸 入進(jìn)行變換，所以不會(huì)產(chǎn)生量化誤差。
由此，雖然輸入時(shí)為50bit的編碼量增加為59bit，但是可以在從低頻 成分到高頻成分的全部頻率范圍中不產(chǎn)生量化誤差地進(jìn)行變換。
如果重要MB在對(duì)應(yīng)于圖片的全部MB中占多數(shù)，則上述的編碼量的 增加將成為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)編碼率的重大障礙。但是，如果重要MB在對(duì)應(yīng)于圖 片的全部MB中數(shù)量足夠少，則可以通過(guò)削減其他普通MB的編碼量來(lái)彌 補(bǔ)上述的編碼量的增加。
因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A中，通過(guò)使量 化矩陣的低頻成分的系數(shù)整體上小于輸入值，可以抑制低頻成分的量化誤
46差的產(chǎn)生，并且抑制包括重要MB中的高頻成分的量化誤差的產(chǎn)生。
艮P，根據(jù)本實(shí)施方式的處理，可以抑制起因于低頻成分的量化誤差的 畫(huà)質(zhì)惡化，同時(shí)在作為重要MB的特定宏塊中抑制起因于高頻成分的量化 誤差的畫(huà)質(zhì)惡化。
另外，在本實(shí)施方式中，如圖24A所示，列舉了宏塊的類(lèi)型是InterMB， 而且量化矩陣的全部系數(shù)固定的情況。但是，不限于此，如圖24B所示， 本實(shí)施方式的處理也可以在宏塊的類(lèi)型是IntraMB、量化矩陣的系數(shù)不是固 定值而是各種值的情況下進(jìn)行。
并且，可以只在InterMB和IntraMB任一方適用使用了量化矩陣的編 碼率變換，也可以在InterMB和IntraMB雙方中改變量化矩陣的變換倍率等。
另外，本發(fā)明把MPEG2作為前提進(jìn)行了記述。但是，不限于MPEG2， 只要是利用圖片單位設(shè)定量化矩陣、利用宏塊單位設(shè)定量化參數(shù)的編碼， 例如JPEG、 MPEG1、 MPEG4、 H.264等都可以適用本發(fā)明。
另外，本發(fā)明把DCT變換作為前提進(jìn)行了記述，但只要是能夠?qū)D像 數(shù)據(jù)分解為低頻成分的正交變換，也可以是其他的變換方法。
另外，像本發(fā)明這樣的MPEG2的IntraMB的DC成分等，在幾種編解 碼器中,有時(shí)被實(shí)施DC成分等不屬于量化尺度的適用對(duì)象等的特殊的量化 及編碼。但是，關(guān)于這些特殊的系數(shù)，如圖24B所示，也可以不作為本發(fā) 明中的量化矩陣變換的對(duì)象。
圖25A是表示變換前的量化矩陣的圖。圖25B是表示通過(guò)實(shí)施方式2 的處理變換后的量化矩陣的圖。圖25C是表示針對(duì)圖25B所示的量化矩陣 使用的數(shù)值和處理的圖。
另外，在本實(shí)施方式中，把量化矩陣的高頻成分的變換對(duì)象系數(shù)設(shè)為 符合u+v^3的系數(shù)，但u+v^3中的"3"也可以是3之外的數(shù)字。并且， 也可以利用在編碼時(shí)使用的掃描順序(Z字形掃描)(0 63)。并且，也可 以設(shè)為像圖25B所示的量化矩陣MAA那樣的掃描順序(Z字形掃描)^0、 即把全部系數(shù)設(shè)為變換區(qū)域。
并且，還可以設(shè)為像圖25B所示的量化矩陣MBA那樣的掃描順序(Z 字形掃描)^64、即設(shè)為沒(méi)有變換區(qū)域。此外，只要是能夠分離低頻成分 和高頻成分的方法，則可以是任何方法。并且，這些基準(zhǔn)也可以不固定，可以按每個(gè)圖片而變化等。
另外，在本實(shí)施方式中，把量化矩陣的變換對(duì)象系數(shù)的變換率設(shè)為固
定，但也可以像圖25B所示的量化矩陣MCA那樣，即使變換對(duì)象系數(shù)不 是以固定的變換率變換，只要(變換后的量化矩陣系數(shù))^ (變換前的量 化矩陣系數(shù))X量化矩陣變換率a成立即可。
另外，在本實(shí)施方式中，作為一例，量化矩陣變換率使用了2，但只要 大于1，則也可以是其他整數(shù)。例如，也可以像圖25B所示的量化矩陣MDA 那樣，只要大于l，則量化矩陣變換率也可以是小數(shù)。
另外，在本實(shí)施方式中，關(guān)于量化矩陣的變換對(duì)象的系數(shù)使用符合u 十v^固定值的系數(shù)或者掃描順序(Z字形掃描)。但是，不限于此，也可以 像圖25B所示的量化矩陣MEA那樣，把量化矩陣的變換對(duì)象系數(shù)設(shè)為符合 條{牛u^固定值而且固定值的系數(shù)。
并且，也可以使用像圖25B所示的量化矩陣MFA那樣的掃描順序(交 替掃描)，還可以利用其他方法確定。另外，在使用掃描順序時(shí)，關(guān)于利用 哪種掃描順序，可以根據(jù)是逐行圖像還是隔行圖像來(lái)確定，也可以根據(jù)流 是按照哪種掃描順序被編碼的來(lái)確定。
另外，在本實(shí)施方式中，把進(jìn)行每個(gè)MB的編碼率控制作為前提，但 是，未必一定是每個(gè)MB，例如也可以使全部MB是相同的量化尺度等。
并且，在本實(shí)施方式中，把量化矩陣的高頻成分的變換限定為整數(shù)倍 進(jìn)行了說(shuō)明，但是未必一定是整數(shù)倍，只要大于1的值，則可以是任意有 理數(shù)。
另外，在本實(shí)施方式中，把量化尺度變換率限定為1/a倍(a:整數(shù)) 進(jìn)行了說(shuō)明。但是，量化尺度變換率未必一定是1/a,只要是小于l的值， 則可以是任意有理數(shù)。
另外，在本實(shí)施方式中，把使用4: 2: 0 (亮度、色差、色差)的6 塊結(jié)構(gòu)的編解碼器作為前提進(jìn)行了記述，但是本發(fā)明也可以在具有4: 2: 2
等其他塊結(jié)構(gòu)的圖像編解碼器中實(shí)施。
另外，在本實(shí)施方式中，把在變換量化DCT系數(shù)時(shí)舍去小數(shù)點(diǎn)以后的 部分作為前提進(jìn)行了記述，但是本發(fā)明也可以在對(duì)小數(shù)點(diǎn)以后的部分進(jìn)行 四舍五入、或利用其他方法進(jìn)行整數(shù)化時(shí)實(shí)施。另外，本實(shí)施方式的編碼率變換裝置使反量化部和量化部彼此獨(dú)立，
但是反量化部和量化部也可以成為一體，并直接從輸入流的量化DCT系數(shù) 算出輸出流的量化DCT系數(shù)。
另外，本實(shí)施方式的編碼率變換裝置1000A直接輸出通過(guò)再量化得到 的量化DCT系數(shù)，但本發(fā)明也可以適用于對(duì)通過(guò)再量化得到的量化DCT 系數(shù)進(jìn)行例如基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)男Ｕ笤佥敵龅那闆r。此外，在從輸入流變 換為輸出流時(shí)，只要是不一次恢復(fù)為圖像而是直接通過(guò)再量化來(lái)變換的方 法，就可以實(shí)施本發(fā)明。 (實(shí)施方式3)
在實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1O00A中，在MPEG2中，量化矩陣 只能取1 255的范圍。因此，在輸入流的量化矩陣的高頻域(高頻成分) 的系數(shù)已經(jīng)是接近255的值時(shí)，將不能增大高頻成分的量化矩陣變換率a。 結(jié)果，不能充分削減高頻成分的編碼率，所以有時(shí)不能充分削減編碼率。
并且，在實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A中，在MPEG2中，量 化尺度只能取1 112的范圍。因此，在輸入流的量化尺度己經(jīng)是接近l的 值時(shí)，將不能把重要MB中的量化尺度變換率p設(shè)為充分小的值。結(jié)果，不 能完全抑制因量化矩陣的高頻域削減而產(chǎn)生的量化誤差，有時(shí)導(dǎo)致畫(huà)質(zhì)的 惡化。
艮P,能夠進(jìn)行使畫(huà)質(zhì)惡化最小的量化處理的編碼率變換裝置，根據(jù)輸 入流的量化矩陣及量化尺度的值而不同。艮P，根據(jù)量化矩陣及量化尺度的 值，有時(shí)是圖11所示的實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000能夠進(jìn)行使畫(huà) 質(zhì)惡化最小的量化處理。編碼率變換裝置1000是進(jìn)行用于變換量化矩陣的 量化矩陣低頻域削減變換的裝置。量化矩陣低頻域削減變換是用于減小變 換對(duì)象的量化矩陣中的低頻成分的系數(shù)的變換。
并且，根據(jù)量化矩陣及量化尺度的值，有時(shí)是圖21所示的實(shí)施方式2 的編碼率變換裝置1000A能夠進(jìn)行使畫(huà)質(zhì)惡化最小的量化處理。編碼率變 換裝置1000A是進(jìn)行用于變換量化矩陣的量化矩陣高頻域削減變換的裝 置。量化矩陣低頻域削減變換是用于增大變換對(duì)象的量化矩陣中的高頻成 分的系數(shù)的變換。
并且，根據(jù)量化矩陣及量化尺度的值，有時(shí)是圖9所示的以往的編碼率變換裝置13000能夠進(jìn)行使畫(huà)質(zhì)惡化最小的量化處理。
在本發(fā)明的實(shí)施方式3中，說(shuō)明用于解決上述問(wèn)題的編碼率變換裝置。 下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖26是表示實(shí)施方式3的編碼率變換裝置1000B的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖26所示的編碼率變換裝置1000B與圖11所示的編碼率變換裝置 1000相比,不同之處是設(shè)置量化矩陣變換控制部110B來(lái)取代量化矩陣變換 控制部110，還設(shè)置量化矩陣高頻域增加變換部108A和量化尺度增加/削減 變換部104A。除此之外與編碼率變換裝置1000的結(jié)構(gòu)相同，所以不重復(fù) 具體說(shuō)明。
量化矩陣變換控制部IIOB在處理開(kāi)頭的圖片時(shí)，判定是否可以在量化 矩陣的變換中適用量化矩陣低頻域削減變換和量化矩陣高頻域增加變換中 的某一方。關(guān)于該判定的具體情況將在后面敘述。另外，當(dāng)在量化矩陣的 變換中可以適用量化矩陣低頻域削減變換和量化矩陣高頻域增加變換雙方 時(shí)，量化矩陣變換控制部110B確定在量化矩陣的變換中適用哪一種變換。
當(dāng)在量化矩陣的變換中適用量化矩陣低頻域削減變換時(shí)，編碼率變換 裝置1000B進(jìn)行與實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000相同的處理，所以不 重復(fù)具體說(shuō)明。
當(dāng)在量化矩陣的變換中適用量化矩陣高頻域增加變換時(shí)，編碼率變換 裝置1000B進(jìn)行與實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A相同的處理，所以 不重復(fù)具體說(shuō)明。
當(dāng)在量化矩陣的變換中不適用量化矩陣低頻域削減變換和量化矩陣高 頻域增加變換的任一方時(shí)，量化矩陣變換控制部110B進(jìn)行與圖9所示的以 往的編碼率變換裝置13000相同的處理，所以不重復(fù)具體說(shuō)明。
說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3的編碼率變換裝置1000B的編碼率變換方法 判定的具體動(dòng)作。
如前面所述，用于變換量化矩陣的量化矩陣低頻域削減變換和量化矩 陣高頻域增加變換，根據(jù)量化矩陣及量化尺度的值，未必一定是最佳的方 法。因此，優(yōu)選按照量化矩陣及量化尺度的值選擇最佳的方法。但是，量 化尺度的值被分散到全部MB的MB標(biāo)題中進(jìn)行編碼。因此，為了知道量 化尺度的值，需要先讀出全部MB的量化尺度的值。為了先讀出量化尺度的值，需要將輸入流解碼兩次。因此，使之具有 與處理對(duì)象的圖片的量化尺度的值相同的趨勢(shì)，可以利用過(guò)去的同一圖片 類(lèi)型的量化尺度的值代替。
首先，量化矩陣變換控制部110B判定在處理對(duì)象的圖片中使用的量化 矩陣是否符合以下4個(gè)條件JA、 JB、 JC、 JD中的某一個(gè)。
(JA)量化矩陣的高頻域系數(shù)的最大值接近標(biāo)準(zhǔn)上限
(JB)量化矩陣的低頻域系數(shù)的最小值接近標(biāo)準(zhǔn)下限
(JC)符合JA、 JB雙方
(JD)不符合JA、 JB任一方 然后，量化矩陣變換控制部110B判定在處理對(duì)象的圖片中使用的量化 尺度的值是否符合以下4個(gè)條件Ja、 Jb、 Jc、 Jd中的某一個(gè)。
(Ja)量化尺度的最大值接近標(biāo)準(zhǔn)上限
(Jb)量化尺度的最小值接近標(biāo)準(zhǔn)下限
(Jc)符合Ja、 Jb雙方
(Jd)不符合Ja、 Jb任一方 針對(duì)上述量化矩陣和量化尺度的判定結(jié)果的組合，關(guān)于適合量化矩陣 低頻域削減變換(以下稱(chēng)為方法1)和量化矩陣高頻域增加變換(以下稱(chēng)為 方法2)的哪一種編碼率變換，可以參照?qǐng)D27所示的判定表T100進(jìn)行判定。 判定表T100是用于在量化矩陣的變換中判定是否可以適用方法1、方法2 的表。
圖27中的判定表T100所示的"JA"、 "JB"、 "JC"、 "JD"指前述條件 JA、 JB、 JC、 JD。圖27中的判定表T100所示的"Ja"、 "Jb"、 "Jc"、 "Jd" 指前述條件Ja、 Jb、 Jc、 Jd。
例如，通過(guò)前述的判定，在判定符合條件JB和條件Ja時(shí)，根據(jù)判定 表TIOO，判定方法l (量化矩陣低頻域削減變換)適合于量化矩陣的變換。
另外，在圖27所示的判定表T100中，被設(shè)為"哪個(gè)都可以適用"的 部位表示可以適用方法l、方法2任一方法。
另外，在圖27所示的判定表T100中，被設(shè)為"哪個(gè)都不適用"的部 位表示在適用方法l、方法2的任一方法時(shí)，都產(chǎn)生不能充分削減編碼率， 并且產(chǎn)生畫(huà)質(zhì)惡化等的弊端。因此，不適用方法l、方法2的任一方的變換方法，而適用以往的編碼率變換。
關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式3的編碼率變換裝置1000B中的編碼率控制、 量化矩陣變換、量化尺度變換的具體動(dòng)作，與實(shí)施方式1的編碼率變換裝 置1000和實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A相同，所以省略說(shuō)明。
另外，在本實(shí)施方式中，把整合了實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000 和實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A的編碼率變換裝置1000B作為前提 進(jìn)行了說(shuō)明。但是，不限于此，有關(guān)是否變換量化尺度的判定，也可以適 用于實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000和實(shí)施方式2的編碼率變換裝置 1000A。
另外，在本實(shí)施方式中，關(guān)于是否進(jìn)行量化矩陣變換的判定，使用了 量化矩陣及量化尺度的最大值、最小值，但也可以使用平均值等其他基準(zhǔn) 值進(jìn)行判定。
例如，在實(shí)施方式1的編碼率變換裝置IOOO進(jìn)行的處理中，假設(shè)量化 矩陣變換率(低頻域)aX量化尺度變換率p二l成立。此時(shí)，最能夠抑制 低頻成分的量化誤差，另外考慮到根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在量化尺度變換率=2成立 時(shí)期望提高每個(gè)編碼量的畫(huà)質(zhì)，則優(yōu)選設(shè)為量化矩陣變換率01=1/2。但是， 在量化矩陣的低頻成分的系數(shù)是奇數(shù)時(shí)，有時(shí)因?yàn)榱炕仃囎儞Q時(shí)的變換 誤差而產(chǎn)生畫(huà)質(zhì)惡化。
并且，例如，在實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A進(jìn)行的處理中， 假設(shè)量化尺度變換率P是小于1而且具有小數(shù)的實(shí)數(shù)。該情況時(shí)，將減小量 化尺度的值。但是，由于P不是整數(shù)，所以在向量化尺度的編碼時(shí)使用的量 化尺度碼(量化參數(shù))變換時(shí)，量化尺度碼相對(duì)于量化尺度被離散定義， 導(dǎo)致變換誤差的產(chǎn)生增多。結(jié)果，有時(shí)與畫(huà)質(zhì)的惡化相關(guān)。
考慮到上述性質(zhì)，關(guān)于是否進(jìn)行量化矩陣變換的判定，也可以適用下 述方法進(jìn)行判定，即使用量化矩陣及量化尺度的變換誤差，使變換誤差 減小。
并且，在MPEG2中，量化DCT系數(shù)只能取-2047 2047的范圍。因 此，在實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000和實(shí)施方式2的編碼率變換裝置 1000A進(jìn)行的處理中，在輸入流的量化DCT系數(shù)已經(jīng)是接近-2047或2047 的值時(shí)，在重要MB中也不能增加量化DCT系數(shù)，所以有時(shí)產(chǎn)生畫(huà)質(zhì)惡化?？紤]到上述性質(zhì)，關(guān)于是否進(jìn)行量化矩陣變換的判定，也可以使用量
化DCT系數(shù)的最大值等的量化DCT系數(shù)。 (實(shí)施方式4)
在實(shí)施方式1的編碼率變換裝置中，假設(shè)量化矩陣是一種類(lèi)型，或者 對(duì)全部的量化矩陣進(jìn)行相同的變換。但是，在MPEG2中，可以定義IntraMB 和InterMB用的兩種量化矩陣。
在MPEG2的IntraMB和InterMB中，在產(chǎn)生量化誤差時(shí)對(duì)于畫(huà)質(zhì)造成 的影響不同。在IntraMB中，由于不存在參照?qǐng)D像，所以低頻成分的量化 誤差原樣地影響到畫(huà)質(zhì)。另一方面，在InterMB中，低頻成分的量化誤差 是相對(duì)于與參照?qǐng)D像的差分的誤差，不是相對(duì)于參照?qǐng)D像自身的誤差，所 以對(duì)圖片的影響比較小的情況居多。
因此，如果對(duì)IntraMB和InterMB進(jìn)行相同的降低低頻成分的量化誤 差的處理，則導(dǎo)致在InterMB中過(guò)度地進(jìn)行誤差降低處理，有可能成為編 碼率削減的障礙。
本發(fā)明的實(shí)施方式4是用于應(yīng)對(duì)前述要求的編碼率變換裝置。
并且，在11.264扭幼？10￡!16中可以定義以下8個(gè)量化矩陣。
1.4x4， IntraMB,亮度
2.4x4, IntraMB,色差(藍(lán)色成分)
3.4x4, IntraMB,色差(紅色成分)
4.4x4, InterMB,亮度
5.4x4， InterMB,色差(藍(lán)色成分)
6.4x4， InterMB,色差(紅色成分)
7.8x8， IntraMB,亮度
8.8x8， InterMB,亮度
在此，R264的IntraMB與MPEG2的IntraMB不同，基本上是畫(huà)面內(nèi) 預(yù)測(cè)，所以與InterMB相同，產(chǎn)生相對(duì)與參照?qǐng)D像的差分的誤差。但是， 參照?qǐng)D像是相同圖片，與InterMB相比，相關(guān)性比較低，所以IntraMB中的 量化誤差對(duì)像素造成的影響依舊比較大。
在此，在MPEG2中，塊大小是固定的8x8，但在H.264 High Profile 中，亮度的塊大小可以根據(jù)每個(gè)宏塊選擇4x4、 8x8。并且，色差的塊大小是固定的4x4。在塊大小是8x8時(shí)存在64個(gè)系數(shù)，在塊大小是4x4時(shí)只存 在16個(gè)系數(shù)，所以如果不據(jù)此改變用于判定是否是低頻成分的基準(zhǔn)頻率的 位置，將不能按照意圖進(jìn)行變換。
本發(fā)明的實(shí)施方式4是用于應(yīng)對(duì)前述要求的編碼率變換裝置。
并且，在亮度和色差中，量化誤差對(duì)人的視覺(jué)造成的影響不同。相比 亮度，人對(duì)色差更敏感，在色差中，相比藍(lán)色，人對(duì)紅色更敏感。因此， 如果針對(duì)亮度、色差(藍(lán)色成分)、色差(紅色成分)進(jìn)行相同的量化誤差 的降低處理，將導(dǎo)致對(duì)于亮度過(guò)度地進(jìn)行誤差降低處理。因此，有可能成 為編碼率削減的障礙。
本發(fā)明的實(shí)施方式4是用于應(yīng)對(duì)前述要求的編碼率變換裝置。
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
本發(fā)明的實(shí)施方式4的編碼率變換裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的圖11所 示的編碼率變換裝置1000的結(jié)構(gòu)相同，所以不重復(fù)具體說(shuō)明。另外，在實(shí) 施方式4中，量化矩陣變換控制部110和量化矩陣低頻域削減變換部108 獨(dú)立地控制并變換多個(gè)量化矩陣。
說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式4的編碼率變換的具體示例。
如前面所述，要求根據(jù)塊類(lèi)型(亮度、色差(藍(lán)色成分)、色差(紅色 成分))、預(yù)測(cè)類(lèi)型(IntraMB或InterMB)、塊大小(8x8、 4x4)，獨(dú)立地變 更量化矩陣變換方法。
圖28A和圖28B表示在R264的編碼率變換裝置中，根據(jù)塊類(lèi)型、預(yù) 測(cè)類(lèi)型、塊大小來(lái)變更量化矩陣的變換方法的一例。另外，根據(jù)塊類(lèi)型、 預(yù)測(cè)類(lèi)型、塊大小來(lái)變更量基準(zhǔn)頻率和用于變換量化矩陣的值(量化矩陣 變換率)的處理，由量化矩陣低頻域削減變換部108進(jìn)行。
圖28A和圖28B所示的變換圖案(pattem)PA用于將進(jìn)行低頻域變換的 基準(zhǔn)頻率設(shè)定為符合u+v^-l的頻率，即，不進(jìn)行量化矩陣的低頻域系數(shù) 的變換。
圖28A和圖28B所示的變換圖案PB用于將進(jìn)行低頻域變換的基準(zhǔn)頻 率設(shè)定為符合u+v^1的頻率，將量化矩陣變換率設(shè)定為1/2。
圖28A和圖28B所示的變換圖案PC用于將進(jìn)行低頻域變換的基準(zhǔn)頻 率設(shè)定為符合u+v^2的頻率，將量化矩陣變換率設(shè)定為1/4。圖28A和圖28B所示的變換圖案PD用于將進(jìn)行低頻域變換的基準(zhǔn)頻 率設(shè)定為符合u+v^3的頻率，將量化矩陣變換率設(shè)定為1/2。
在圖28A和圖28B中示出了量化矩陣的全部系數(shù)為16時(shí)的變換示例， 但上述的變換圖案不限于該量化矩陣。在圖28A所示的表中，表示根據(jù)塊 類(lèi)型、預(yù)測(cè)類(lèi)型(IntraMB或InterMB)、塊大小的組合(矩陣序號(hào)M0 M7)，適用變換圖案PA PD中的哪一個(gè)。
圖29A、圖29B、圖29C、圖29D表示實(shí)施方式4的編碼率變換裝置 使用圖28B所示的變換后的量化矩陣，對(duì)H.264的每個(gè)宏塊進(jìn)行變換后的 量化DCT系數(shù)的變換率。
圖29A表示按照利用對(duì)應(yīng)于矩陣序號(hào)M0的變換圖案PA變換后的量 化矩陣，將4x4大小的亮度的MB再量化后的量化DCT系數(shù)的變換率。該 情況時(shí)，表示通過(guò)再量化，亮度的MB表示的全部量化DCT系數(shù)被設(shè)為1 倍。
并且，圖29A表示按照利用對(duì)應(yīng)于矩陣序號(hào)Ml的變換圖案PB變換 后的量化矩陣，將色差(藍(lán)色成分)的MB再量化后的量化DCT系數(shù)的變 換率。該情況時(shí)，表示通過(guò)再量化，色差(藍(lán)色成分)的MB表示的多個(gè) 量化DCT系數(shù)中、只有左上部的一個(gè)量化DCT系數(shù)被設(shè)為2倍。
并且，圖29A表示按照利用對(duì)應(yīng)于矩陣序號(hào)M2的變換圖案PC變換 后的量化矩陣，將色差(紅色成分)的MB再量化后的量化DCT系數(shù)的變 換率。該情況時(shí)，表示通過(guò)再量化，色差(紅色成分)的MB表示的多個(gè) 量化DCT系數(shù)中、只有左上部的3個(gè)量化DCT系數(shù)被設(shè)為4倍。
圖29B、圖29C和圖29D所示的矩陣與在圖29A中說(shuō)明的矩陣相同， 所以不重復(fù)具體說(shuō)明。
例如，圖29C表示按照利用對(duì)應(yīng)于矩陣序號(hào)M6的變換圖案PD變換 后的量化矩陣，將亮度的MB反量化后的量化DCT系數(shù)的變換率。該情況 時(shí)，表示通過(guò)反量化，亮度的MB表示的多個(gè)量化DCT系數(shù)中、只有左上 部的6個(gè)量化DCT系數(shù)被設(shè)為2倍。
圖29A、圖29B、圖29C和圖29D所示的矩陣表示的數(shù)值越大，編碼 量越大，但可以降低量化誤差。
如上所述，根據(jù)塊類(lèi)型、預(yù)測(cè)類(lèi)型、塊大小的性質(zhì)，按照其組合對(duì)量化誤差的降低程度賦予差別，從而可以在向所要求的編碼率變換時(shí)抑制畫(huà) 質(zhì)惡化。
另外，在本實(shí)施方式中，把塊類(lèi)型包括亮度、色差(藍(lán)色成分)、色差 (紅色成分)的類(lèi)型作為前提進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以存在其他類(lèi)型。
另外，在本實(shí)施方式中，把預(yù)測(cè)類(lèi)型包括Intra、 Inter作為前提進(jìn)行了 說(shuō)明，但也可以存在其他類(lèi)型。
另外，在本實(shí)施方式中，把塊大小包括8x8、4x4作為前提進(jìn)行了說(shuō)明， 但也可以存在其他大小。
另外，在本實(shí)施方式中，把可以根據(jù)塊類(lèi)型、預(yù)測(cè)類(lèi)型、塊大小獨(dú)立 地進(jìn)行量化矩陣的定義的編碼作為前提進(jìn)行了說(shuō)明。但是，不限于此，只 要是在除此之外的屬性中也能夠獨(dú)立地進(jìn)行量化矩陣的定義的編碼，也可 以根據(jù)該屬性獨(dú)立地變換量化矩陣。
另外，在本實(shí)施方式中，把預(yù)測(cè)類(lèi)型及塊大小在MB內(nèi)是固定的作為 前提進(jìn)行了說(shuō)明，但在預(yù)測(cè)類(lèi)型及塊大小在MB內(nèi)可以變化時(shí)，也能夠?qū)?施本發(fā)明。
另外，在本實(shí)施方式中，列舉了使InterMB的量化矩陣變換率低于 IntraMB的量化矩陣變換率的示例。但是，例如在畫(huà)面間的相關(guān)性比較低、 InterMB的誤差對(duì)畫(huà)質(zhì)造成的影響較大的情況下，也存在進(jìn)行相反設(shè)置更好 的情況。
本發(fā)明的宗旨在于根據(jù)參照類(lèi)型(InterMB、 IntraMB)來(lái)變更量化矩 陣變換，不依賴于哪一方的變換率是否增大。并且，這對(duì)于塊類(lèi)型(亮度、 色差)、塊大小(8x8、 4x4)也相同。
另外，在本實(shí)施方式中，把實(shí)施方式1的編碼率變換裝置1000作為基 準(zhǔn)進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明的宗旨在于根據(jù)塊類(lèi)型、預(yù)測(cè)類(lèi)型、塊大小 等的屬性來(lái)改變量化矩陣的變換方法。因此，本發(fā)明也可以適用于實(shí)施方 式2的編碼率變換裝置1000A。 (實(shí)施方式5)
并且，在實(shí)施方式1 2的編碼率變換裝置中，假設(shè)量化尺度是一種類(lèi) 型，并且對(duì)全部類(lèi)型的量化尺度進(jìn)行相同的變換。但是，由于預(yù)測(cè)類(lèi)型 (IntraMB/InterMB)只能對(duì)于每個(gè)宏塊進(jìn)行切換，所以在IntraMB的量化尺度、InterMB的量化尺度中，也可以變更變換方法。
并且，R264中的塊大小(亮度8x8或4x4)也只能對(duì)于每個(gè)宏塊進(jìn)行 切換，所以同樣也可以變更變換方法。另外，塊類(lèi)型(亮度、色差(藍(lán)色 成分)、色差(紅色成分))在一個(gè)宏塊中存在多種類(lèi)型，但在MPEG2中， 兩者的量化尺度是共通的。
并且，在H.264 High Profile中，盡管存在亮度、色差(藍(lán)色成分)、色 差(紅色成分)這三種量化尺度，但是各個(gè)量化尺度的比率在圖片內(nèi)是固 定的。因此，不能對(duì)每個(gè)宏塊獨(dú)立設(shè)定三種量化尺度。在除MPEG2、 H.264 之外的可以獨(dú)立變更各個(gè)量化尺度的編解碼器中，可以分別變更量化尺度 的變換方法。
本發(fā)明的實(shí)施方式5的編碼率變換裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的圖11所 示的編碼率變換裝置1000的結(jié)構(gòu)相同，所以不重復(fù)具體說(shuō)明。
本發(fā)明的實(shí)施方式5的編碼率變換裝置的量化矩陣變換控制部110和 量化尺度增加變換部104,與實(shí)施方式4相同，根據(jù)塊類(lèi)型(亮度、色差(藍(lán) 色成分)、色差(紅色成分))、預(yù)測(cè)類(lèi)型(IntraMB或InterMB)、塊大小等 的屬性，變更用于改變量化尺度的值的值(量化尺度變換率p)。另外，其 他處理與在實(shí)施方式l中說(shuō)明的處理相同，所以不重復(fù)具體說(shuō)明。
另外，本發(fā)明也可以適用于實(shí)施方式2的編碼率變換裝置1000A。該 情況時(shí)，量化矩陣變換控制部110A和量化尺度增加/削減變換部104A與實(shí) 施方式4相同，根據(jù)塊類(lèi)型(亮度、色差(藍(lán)色成分)、色差(紅色成分))、 預(yù)測(cè)類(lèi)型(IntraMB或InterMB)、塊大小等的屬性，變更用于改變量化尺度 的值的值(量化尺度變換率p)。 (實(shí)施方式6)
在本實(shí)施方式中，說(shuō)明實(shí)施方式1 5所示的編碼率變換裝置的應(yīng)用示 例或者使用該編碼率變換裝置的系統(tǒng)。
圖30是表示使用編碼率變換裝置的廣播流接收記錄裝置2008及其系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。廣播流接收記錄裝置2008具有編碼率變換部2001、廣播接 收部2003、 AV復(fù)用分離部2004、 AV復(fù)用部2005、 HDD控制部2006和 HDD 2007。另外，廣播流接收記錄裝置2008內(nèi)的編碼率變換部2001進(jìn)行 與實(shí)施方式1 5所示的編碼率變換裝置相同的處理。廣播流接收記錄裝置2008接收數(shù)字廣播波2002并動(dòng)作，變換從廣播 波接收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼率，并記錄在HDD 2007中。
數(shù)字廣播波2002在被調(diào)制的狀態(tài)下承載于載波上被傳輸。數(shù)字廣播波 2002包括多個(gè)節(jié)目(program)。多個(gè)節(jié)目中的各個(gè)節(jié)目包括按照MPEG2被 編碼后的影像數(shù)據(jù)、按照ACC被編碼后的聲音數(shù)據(jù)、以及字幕信息及數(shù)據(jù) 廣播等的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
廣播接收部2003解調(diào)數(shù)字廣播波2002。并且，廣播接收部2003從通 過(guò)解調(diào)得到的多個(gè)節(jié)目中分離出所期望的一個(gè)節(jié)目，把分離出來(lái)的節(jié)目通 知AV復(fù)用分離部2004。
AV復(fù)用分離部2004從將影像數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)復(fù)用得到的 流中，只提取影像數(shù)據(jù)，將影像數(shù)據(jù)通知編碼率變換部2001。 AV復(fù)用分離 部2004將除影像數(shù)據(jù)之外的數(shù)據(jù)通知AV復(fù)用部2005。
編碼率變換部2001把影像數(shù)據(jù)變換為所期望的編碼率，把變換后的影 像數(shù)據(jù)(編碼率變換后的影像數(shù)據(jù))通知AV復(fù)用部2005。 AV復(fù)用部2005 對(duì)編碼率變換后的影像數(shù)據(jù)、原始的聲音數(shù)據(jù)、和系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用，再 構(gòu)成一個(gè)節(jié)目，將再構(gòu)成的一個(gè)節(jié)目通知HDD控制部2006。 HDD控制部 2006將節(jié)目記錄在HDD 2007中。
在日本的BS數(shù)字廣播中，一個(gè)節(jié)目的編碼率是24Mbps。因此，在將 1小時(shí)的節(jié)目原樣記錄在HDD中時(shí)，HDD需要是10Gbyte以上的容量。即 使HDD具有250Gbyte的容量，也只能記錄20小時(shí)左右。因此，具有想要 在HDD中記錄更長(zhǎng)時(shí)間的節(jié)目的要求。
本實(shí)施方式的廣播流接收記錄裝置利用影像數(shù)據(jù)在節(jié)目中約占90%的 特點(diǎn)，將影像數(shù)據(jù)的編碼率變換為例如1/2倍，從而可以滿足上述要求。
另外，在本實(shí)施方式中，廣播流接收記錄裝置2008接收數(shù)字廣播波 2002并進(jìn)行處理。但是，不限于此，廣播流接收記錄裝置2008也可以接收 并處理沒(méi)有進(jìn)行編碼率變換的記錄在HDD中的流、以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的 流。
并且，在本實(shí)施方式中，把廣播流接收記錄裝置2008接收的數(shù)據(jù)的記 錄目的地設(shè)為HDD。但是，不限于此，也可以利用DVD等光盤(pán)和存儲(chǔ)卡 等其他記錄介質(zhì)。(實(shí)施方式7)
在本實(shí)施方式中，說(shuō)明實(shí)施方式1 5所示的編碼率變換裝置的應(yīng)用示 例或者使用該編碼率變換裝置的系統(tǒng)。
圖31是表示使用編碼率變換裝置的網(wǎng)絡(luò)分發(fā)系統(tǒng)5000的一例的結(jié)構(gòu) 的方框圖。
網(wǎng)絡(luò)分發(fā)系統(tǒng)5000包括流發(fā)送裝置2110、流接收裝置2111和網(wǎng)絡(luò) 2109。流發(fā)送裝置2110向網(wǎng)絡(luò)2109發(fā)送編碼流。流接收裝置2111從網(wǎng)絡(luò) 2109接收編碼流。
網(wǎng)絡(luò)分發(fā)系統(tǒng)5000是將記錄在流發(fā)送裝置2110的HDD中的AV流通 過(guò)網(wǎng)絡(luò)2109分發(fā)，并通過(guò)流接收裝置2111再現(xiàn)的系統(tǒng)。
流發(fā)送裝置2110具有編碼率變換部2101、 HDD 2102、 HDD控制部 2103、 AV復(fù)用分離部2104、 AV復(fù)用部2105、和網(wǎng)絡(luò)控制部2106。另外， 流發(fā)送裝置2110內(nèi)的編碼率變換部2101進(jìn)行與實(shí)施方式1 5所示的編碼 率變換裝置相同的處理。在HDD 2102中存儲(chǔ)有包括影像流、聲音流和系 統(tǒng)流的一個(gè)節(jié)目。
HDD控制部2103從HDD 2102讀出流，將所讀出的流通知AV復(fù)用分 離部2104。 AV復(fù)用分離部2104與實(shí)施方式6相同，只將影像流分離出來(lái)， 將分離出來(lái)的影像流通知編碼率變換部2101。除影像流之外的流被通知給 AV復(fù)用部2105。
編碼率變換部2101對(duì)影像流的編碼率進(jìn)行變換，將變換后的影像流通 知AV復(fù)用部2105。 AV復(fù)用部2105生成將影像流和聲音流和系統(tǒng)流再次 復(fù)用得到的一個(gè)AV流，將所生成的流通知網(wǎng)絡(luò)控制部2106。
網(wǎng)絡(luò)控制部2106將接收到的AV流發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)2109。網(wǎng)絡(luò)控制部2106 檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)2109能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的編碼率，將檢測(cè)到的編碼率的信息通知編 碼率變換部2101。
流接收裝置2111具有網(wǎng)絡(luò)控制部2107和AV再現(xiàn)部2108。網(wǎng)絡(luò)控制 部2107從網(wǎng)絡(luò)2109接收AV流，將接收到的AV流通知AV再現(xiàn)部2108。 AV再現(xiàn)部2108進(jìn)行AV復(fù)用分離及AV流的解碼，并再現(xiàn)影像(也包括數(shù) 據(jù)廣播或字幕)、聲音。另外，AV再現(xiàn)部與編碼率變換沒(méi)有直接關(guān)系，所 以省略具體結(jié)構(gòu)。例如，在日本的BS數(shù)字廣播中，每一個(gè)節(jié)目的編碼率是24Mbps。但 是，在網(wǎng)絡(luò)中也在同時(shí)傳輸除AV流之外的數(shù)據(jù)，所以在網(wǎng)絡(luò)中不能保障 24Mbps的帶寬的情況居多。并且，在網(wǎng)絡(luò)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以傳輸?shù)膸?隨時(shí)根據(jù)電波狀態(tài)而變化。因此，在網(wǎng)絡(luò)中不能保障24Mbps的帶寬的情況 很多。在不能保障帶寬時(shí)，由于AV流的數(shù)據(jù)遺漏，導(dǎo)致流的解碼頻繁出現(xiàn) 錯(cuò)誤。因此，幾乎不能進(jìn)行AV再現(xiàn)。
流發(fā)送裝置2110使網(wǎng)絡(luò)控制部2106檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)2109的狀態(tài)，將在網(wǎng)絡(luò) 2109中可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的帶寬的信息通知編碼率變換部2101。由此，編碼 率變換部2101可以把AV流變換為能夠在網(wǎng)絡(luò)2109中傳輸?shù)木幋a率。由此， 數(shù)據(jù)不會(huì)在網(wǎng)絡(luò)2109上遺漏，流接收裝置2111能夠正常進(jìn)行AV再現(xiàn)。
另外，在本實(shí)施方式中，把流發(fā)送裝置2110接收的數(shù)據(jù)設(shè)為從HDD 2102讀出的數(shù)據(jù)。但是，不限于此，流發(fā)送裝置2110接收的數(shù)據(jù)也可以是 數(shù)字廣播波中包含的數(shù)據(jù)、或從其他記錄介質(zhì)讀出的數(shù)據(jù)。
另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式1 7中，構(gòu)成編碼率變換裝置的各個(gè)功能 單元可以典型地實(shí)現(xiàn)為在需要CPU及存儲(chǔ)器的信息設(shè)備上動(dòng)作的程序。但 是，不限于此，也可以把構(gòu)成編碼率變換裝置的各個(gè)功能單元的一部分或 全部實(shí)現(xiàn)為集成電路即LSI。這些LSI可以形成為獨(dú)立的單片，也可以形成 為包含一部分或全部的單片。在此，把使用的集成電路設(shè)為L(zhǎng)SI，但根據(jù)集 成程度的不同，使用的集成電路可以是IC、系統(tǒng)LSI、超級(jí)(super)LSI、特 級(jí)(ultra)LSI等任一種。
并且，集成電路化的方法不限于LSI，也可以利用專(zhuān)用電路或通用處理 器實(shí)現(xiàn)。也可以采用在制作LSI后能夠編程的FPGA (Field Programmable Gate Array:現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)、能夠再構(gòu)成LSI內(nèi)部的電路單元的連接 和設(shè)定的可重構(gòu)處理器。
另外，如果伴隨半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展或利用派生的其他技術(shù)替換LSI的 集成電路化的技術(shù)問(wèn)世，當(dāng)然也可以使用該技術(shù)進(jìn)行功能單元的集成化。 還存在適用生物技術(shù)等的可能性。
此次公開(kāi)的實(shí)施方式只是示例，不能理解為限制方式。本發(fā)明的范圍 利用權(quán)利要求示出而不是上述的說(shuō)明，包括與權(quán)利要求均等的意思以及范 圍內(nèi)的全部變更。產(chǎn)業(yè)上的可利用性
如上所述，本方面涉及的編碼率變換裝置，例如對(duì)于在廣播流接收記 錄裝置或向網(wǎng)絡(luò)的流發(fā)送裝置等中降低影像流的編碼率有用。
權(quán)利要求
1.一種編碼率變換裝置，用于在對(duì)圖片進(jìn)行編碼的處理中，對(duì)通過(guò)至少進(jìn)行量化處理而得到的所述圖片的編碼數(shù)據(jù)的編碼率進(jìn)行變換，該量化處理使用了將量化矩陣與量化尺度的值相乘而得到的值，其特征在于，所述量化尺度針對(duì)構(gòu)成用于復(fù)原圖片的編碼數(shù)據(jù)的多個(gè)宏塊的每一個(gè)而被設(shè)定了值，所述量化矩陣按照從所述編碼數(shù)據(jù)得到的圖片單位設(shè)定，所述編碼率變換裝置具有反量化部，使用在所述圖片的編碼時(shí)使用的第1量化矩陣對(duì)所述多個(gè)宏塊進(jìn)行反量化，從而獲取多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)；量化矩陣變換部，使用第1變換值和大于所述第1變換值的第2變換值將所述第1量化矩陣變換為第2量化矩陣，所述第1變換值用于對(duì)所述第1量化矩陣所表示的多個(gè)系數(shù)中的、作為與低于預(yù)定頻率的頻率相對(duì)應(yīng)的系數(shù)的低頻系數(shù)的值進(jìn)行變換，所述第2變換值用于對(duì)所述多個(gè)系數(shù)中的、作為除所述低頻系數(shù)以外的系數(shù)的高頻系數(shù)的值進(jìn)行變換；尺度值計(jì)算部，在所述第2量化矩陣是用于增大所述編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)棣?倍而得到的變換后尺度值，在所述第2量化矩陣是用于減小所述編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)棣?倍而得到的變換后尺度值，其中β1≥1，0＜β2＜1；以及再量化部，使用所述第2量化矩陣和與所述多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的宏塊相對(duì)應(yīng)的、計(jì)算出的變換后尺度值，對(duì)所述至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化，從而生成編碼率比由所述反量化部反量化之前的編碼率小的所述編碼數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼率變換裝置，其特征在于， 所述量化矩陣變換部通過(guò)將所述低頻系數(shù)的值變?yōu)閍l倍，從而將所述第1量化矩陣變換為所述第2量化矩陣，其中0<al<l 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼率變換裝置，其特征在于，所述尺度值計(jì)算部，在所述第2量化矩陣是用于增大所述編碼數(shù)據(jù)的 編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與構(gòu)成所述編碼數(shù)據(jù)的所述多個(gè)宏塊的每一個(gè)相 對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)镻3倍而得到的變換后尺度值，其中p3^ 1/otl。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼率變換裝置，其特征在于， 所述量化矩陣變換部通過(guò)將所述高頻系數(shù)的值變?yōu)閍2倍，從而將所述第1量化矩陣變換為所述第2量化矩陣，其中a2〉1 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的編碼率變換裝置，其特征在于， 還具有塊判定部，該塊判定部判定在所述多個(gè)宏塊中是否具有特定宏塊，該特定宏塊是表示通過(guò)被解碼、精細(xì)度將高于預(yù)定精細(xì)度的圖像的宏 塊，在判定為具有所述特定宏塊、而且第2量化矩陣是用于增大所述編碼 數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，所述尺度值計(jì)算部計(jì)算將與全部所述特定宏塊的 每一個(gè)相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)閜l倍而得到的變換后尺度值，在判定為 具有所述特定宏塊、而且所述第2量化矩陣是用于減小所述編碼數(shù)據(jù)的編 碼率的矩陣時(shí)，所述尺度值計(jì)算部計(jì)算將與全部所述特定宏塊的每一個(gè)相 對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)镻2倍而得到的變換后尺度值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的編碼率變換裝置，其特征在于， 所述特定宏塊是在所述多個(gè)宏塊中，通過(guò)將宏塊的數(shù)據(jù)量和與該宏塊相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值相乘而得到的值表示大于預(yù)定值的值的宏塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼率變換裝置，其特征在于， 所述量化矩陣變換部，對(duì)于所述多個(gè)宏塊的每一個(gè)，根據(jù)對(duì)應(yīng)的宏塊的類(lèi)型、預(yù)測(cè)方法和大小中的至少一方，變更所述預(yù)定頻率、和用于使所 述第1量化矩陣所表示的所述多個(gè)系數(shù)的至少一部分變化的值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼率變換裝置，其特征在于， 所述尺度值計(jì)算部，對(duì)于所述多個(gè)宏塊中的每一個(gè)，根據(jù)對(duì)應(yīng)的宏塊的類(lèi)型、預(yù)測(cè)方法和大小中的至少一方，變更|31或|32。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼率變換裝置，其特征在于， 還具有判定部，該判定部根據(jù)所述第1量化矩陣表示的所述多個(gè)系數(shù)的值和與所述至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值，判定第1變換處理和 第2變換處理中的至少一方是否能夠適用于所述第1量化矩陣的變換，所述第1變換處理通過(guò)將所述低頻系數(shù)的值變?yōu)?d倍從而將所述第1量化矩陣變換為所述第2量化矩陣，所述第2變換處理通過(guò)將所述高頻系數(shù)的值 變?yōu)閍2倍從而將所述第1量化矩陣變換為所述第2量化矩陣，其中0<(xl<l， a2>l，在具有通過(guò)所述判定部判定為能夠適用的處理時(shí)，所述量化矩陣變換 部進(jìn)行被判定為能夠適用的處理，在所述量化矩陣變換部進(jìn)行所述第1變換處理時(shí)，所述尺度值計(jì)算部 計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)镻1倍 而得到的變換后尺度值，在所述量化矩陣變換部進(jìn)行所述第2變換處理時(shí)， 所述尺度值計(jì)算部計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的量化 尺度的值變?yōu)镻2倍而得到的變換后尺度值。
10. —種編碼率變換方法，用于在對(duì)圖片進(jìn)行編碼的處理中，對(duì)通過(guò)至 少進(jìn)行量化處理而得到的所述圖片的編碼數(shù)據(jù)的編碼率進(jìn)行變換，該量化 處理使用了將量化矩陣與量化尺度的值相乘而得到的值，其特征在于，所述量化尺度針對(duì)構(gòu)成用于復(fù)原圖片的編碼數(shù)據(jù)的多個(gè)宏塊的每一個(gè) 而被設(shè)定了值，所述量化矩陣按照從所述編碼數(shù)據(jù)得到的圖片單位設(shè)定，所述編碼率變換方法具有反量化步驟，使用在所述圖片的編碼時(shí)使用的第1量化矩陣對(duì)所述多個(gè)宏塊進(jìn)行反量化，從而獲取多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)；量化矩陣變換步驟，使用第1變換值和大于所述第1變換值的第2變 換值將所述第1量化矩陣變換為第2量化矩陣，所述第1變換值用于對(duì)所 述第1量化矩陣所表示的多個(gè)系數(shù)中的、作為與低于預(yù)定頻率的頻率相對(duì) 應(yīng)的系數(shù)的低頻系數(shù)的值進(jìn)行變換，所述第2變換值用于對(duì)所述多個(gè)系數(shù) 中的、作為除所述低頻系數(shù)以外的系數(shù)的高頻系數(shù)的值進(jìn)行變換；尺度值計(jì)算步驟，在所述第2量化矩陣是用于增大所述編碼數(shù)據(jù)的編 碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的量化尺 度的值變?yōu)閜l倍而得到的變換后尺度值，在所述第2量化矩陣是用于減小 所述編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏 塊相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)閜2倍而得到的變換后尺度值，其中pl^1，0<P2<1;以及再量化步驟，使用所述第2量化矩陣和與所述多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)中的至少 一部分系數(shù)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的宏塊相對(duì)應(yīng)的、計(jì)算出的變換后尺度值，對(duì)所述 至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化，從而生成編碼率比由所述反量化步驟反量 化之前的編碼率小的所述編碼數(shù)據(jù)。
11. 一種集成電路，用于在對(duì)圖片進(jìn)行編碼的處理中，對(duì)通過(guò)至少進(jìn)行 量化處理而得到的所述圖片的編碼數(shù)據(jù)的編碼率進(jìn)行變換，該量化處理使 用了將量化矩陣與量化尺度的值相乘而得到的值，其特征在于，所述量化尺度針對(duì)構(gòu)成用于復(fù)原圖片的編碼數(shù)據(jù)的多個(gè)宏塊的每一個(gè) 而被設(shè)定了值，所述量化矩陣按照從所述編碼數(shù)據(jù)得到的圖片單位設(shè)定，所述集成電路具有反量化部，使用在所述圖片的編碼時(shí)使用的第1量化矩陣對(duì)所述多個(gè) 宏塊進(jìn)行反量化，從而獲取多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)；量化矩陣變換部，使用第1變換值和大于所述第1變換值的第2變換 值將所述第1量化矩陣變換為第2量化矩陣，所述第1變換值用于對(duì)所述 第1量化矩陣所表示的多個(gè)系數(shù)中的、作為與低于預(yù)定頻率的頻率相對(duì)應(yīng) 的系數(shù)的低頻系數(shù)的值進(jìn)行變換，所述第2變換值用于對(duì)所述多個(gè)系數(shù)中 的、作為除所述低頻系數(shù)以外的系數(shù)的高頻系數(shù)的值進(jìn)行變換；尺度值計(jì)算部，在所述第2量化矩陣是用于增大所述編碼數(shù)據(jù)的編碼 率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的量化尺度 的值變?yōu)閖31倍而得到的變換后尺度值，在所述第2量化矩陣是用于減小所 述編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與所述多個(gè)宏塊中的至少一個(gè)宏塊 相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)镻2倍而得到的變換后尺度值，其中P1^1, 0<|32<1;以及再量化部，使用所述第2量化矩陣和與所述多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一 部分系數(shù)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的宏塊相對(duì)應(yīng)的、計(jì)算出的變換后尺度值，對(duì)所述至 少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化，從而生成編碼率比由所述反量化部反量化之 前的編碼率小的所述編碼數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種編碼率變換裝置，使用在圖片的編碼時(shí)使用的第1量化矩陣對(duì)構(gòu)成編碼數(shù)據(jù)的多個(gè)宏塊進(jìn)行反量化，從而獲取多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)。使用第1變換值和大于第1變換值的第2變換值將第1量化矩陣變換為第2量化矩陣(S408)，該第1變換值用于變換第1量化矩陣表示的多個(gè)系數(shù)中、與低于預(yù)定頻率的頻率相對(duì)應(yīng)的低頻系數(shù)的值，該第2變換值用于變換高頻系數(shù)的值。在第2量化矩陣是用于增大編碼數(shù)據(jù)的編碼率的矩陣時(shí)，計(jì)算將與至少一個(gè)宏塊相對(duì)應(yīng)的量化尺度的值變?yōu)棣?倍而得到的變換后尺度值，β1≥1。使用第2量化矩陣和與多個(gè)系數(shù)數(shù)據(jù)的至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的宏塊相對(duì)應(yīng)的計(jì)算出的變換后尺度值，對(duì)該至少一部分系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化。
文檔編號(hào)H04N7/30GK101578878SQ20088000142
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者和田由之, 池田浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社