JP6574148B2 - Transcoding system, transcoding method, computer-readable recording medium, and encoding apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、トランスコードシステム、トランスコード方法、コンピュータ可読記録媒体、復号装置および符号化装置に関する。 The present invention relates to a transcoding system, a transcoding method, a computer-readable recording medium, a decoding device, and an encoding device.
イントラ予測(フレーム内予測)またはインター予測(フレーム間予測)と、残差変換と、エントロピー符号化とを用いた動画像符号化方式が提案されている。そのような動画像符号化により生成される動画像のビットストリームから設定の異なる動画像のビットストリームを生成することをトランスコードと呼ぶ。例えば、解像度は同一のままビットレートのみを削減する場合や、解像度を縮小した映像を生成する場合にトランスコードが利用される。 A moving picture coding scheme using intra prediction (intraframe prediction) or inter prediction (interframe prediction), residual conversion, and entropy coding has been proposed. Generating moving image bitstreams having different settings from moving image bitstreams generated by such moving image encoding is called transcoding. For example, transcoding is used when reducing only the bit rate while maintaining the same resolution, or when generating a video with reduced resolution.
非特許文献1には、MPEG−2に準拠したトランスコードに関して、再量子化に用いる量子化パラメータを制限することで、量子化ノイズを抑制する方式が開示されている。 Non-Patent Document 1 discloses a method for suppressing quantization noise by limiting quantization parameters used for re-quantization with respect to transcoding conforming to MPEG-2.
しかしながら、非特許文献1に記載されるようなMPEG−2を入力ビットストリームとする手法では、デブロッキングフィルタによる平滑化が考慮されていない。したがって、再量子化における強すぎる制約による性能の低下が懸念される。 However, in the method of using MPEG-2 as an input bit stream as described in Non-Patent Document 1, smoothing by a deblocking filter is not considered. Therefore, there is a concern about performance degradation due to too strong restrictions in requantization.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トランスコードにおける処理量の低減とトランスコードによる画質劣化の抑制とを両立できる技術の提供にある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a technique that can achieve both reduction in the amount of processing in transcoding and suppression of image quality deterioration due to transcoding.
本発明のある態様は、トランスコードシステムに関する。このトランスコードシステムは、動画像のビットストリームを取得する第1取得手段と、取得されたビットストリームとは設定の異なる新たなビットストリームを出力する出力手段と、取得されたビットストリームをエントロピー復号する復号手段と、エントロピー復号の結果から、ブロックごとに、動きベクトルと誤差信号の量と動きベクトルの圧縮モードとを取得する第2取得手段と、取得された誤差信号の量に基づいて、新たなビットストリームの生成の際、対応する符号化対象のブロックに対して、取得された動きベクトルを適用するか否かを判定する第1判定手段と、取得された圧縮モードに基づいて、新たなビットストリームの生成の際、符号化対象のブロックに対して取得された圧縮モードを適用するか否かを判定する第2判定手段と、を備える。 One embodiment of the present invention relates to a transcoding system. The transcoding system includes a first acquisition unit that acquires a bit stream of a moving image, an output unit that outputs a new bit stream having a setting different from that of the acquired bit stream, and entropy-decodes the acquired bit stream. Based on the result of the entropy decoding, the decoding means, the second acquisition means for acquiring the motion vector, the amount of the error signal, and the compression mode of the motion vector for each block, based on the acquired amount of the error signal, a new When generating a bitstream, a first determination unit that determines whether or not to apply the acquired motion vector to the corresponding block to be encoded, and a new bit based on the acquired compression mode When generating a stream, a second judgment is made to determine whether or not to apply the acquired compression mode to the encoding target block. And means, the.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, or those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other between apparatuses, methods, systems, computer programs, recording media storing computer programs, and the like are also included in the present invention. It is effective as an embodiment of
本発明によれば、トランスコードにおける処理量の低減とトランスコードによる画質劣化の抑制とを両立できる。 According to the present invention, it is possible to reduce both the amount of processing in transcoding and the suppression of image quality deterioration due to transcoding.
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面において説明上重要ではない部材の一部は省略して表示する。 Hereinafter, the same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated description is appropriately omitted. In addition, in the drawings, some of the members that are not important for explanation are omitted.
実施の形態に係るトランスコード装置は、入力されたビットストリームの復号結果から、動きベクトル(Motion Vector, MV)と誤差(残差)信号の有無と符号化単位の復号量子化値とを抽出する。トランスコード装置は、誤差信号の無いブロックについては抽出された動きベクトルと同じ動きベクトルを符号化部に送ると共に誤差信号を送らない。また、トランスコード装置は、入力解像度と出力解像度との違いから補正値QPoffsetを導出する。トランスコード装置は、符号化単位に適用する符号化量子化値を、復号量子化値にQPoffsetを加算して得られる値以上に設定する。この結果、入力ビットストリームに含まれる符号化ノイズ自体の符号化を低減または除去しつつ、動きベクトルを再利用することでトランスコード装置における処理量を低減できる。 The transcoding device according to the embodiment extracts a motion vector (Motion Vector, MV), the presence / absence of an error (residual) signal, and a decoded quantization value of a coding unit from an input bitstream decoding result. . The transcoding device sends the same motion vector as the extracted motion vector to the encoding unit and does not send an error signal for a block having no error signal. Further, the transcoding device derives a correction value QPoffset from the difference between the input resolution and the output resolution. The transcoding device sets the coded quantization value applied to the coding unit to be equal to or greater than the value obtained by adding QPoffset to the decoded quantization value. As a result, it is possible to reduce the amount of processing in the transcoding device by reusing motion vectors while reducing or eliminating the encoding noise itself included in the input bitstream.
図1は、実施の形態に係るトランスコード装置100を備えるケーブルテレビシステム10の構成を示す模式図である。ケーブルテレビシステム10は、放送事業者サーバ12と、センター設備14と、ケーブルネットワーク16と、エンドユーザ18と、を備える。放送事業者サーバ12は放送事業者により運営され、比較的高解像度または高ビットレートの動画像を有線または無線によりセンター設備14に提供する。センター設備14は放送事業者サーバ12およびケーブルネットワーク16と接続される。センター設備14は、実施の形態に係るトランスコード装置100を備える。センター設備14は放送事業者サーバ12から動画像を取得し、取得された動画像の設定すなわち解像度やビットレートを、トランスコード装置100を利用してケーブルネットワーク16の仕様に合うよう変更する。センター設備14は、トランスコードの結果得られた動画像をケーブルネットワーク16に送信する。複数のエンドユーザ18のそれぞれはケーブルネットワーク16と接続され、ケーブルネットワーク16から取得された動画像をセットトップボックスや他の復号装置を使用して再生する。例えば、放送事業者サーバ12が送信する動画像の解像度は4K、ビットレートは35Mbpsであり、センター設備14からケーブルネットワーク16に送信される動画像の解像度はHD(High Definition)、ビットレートは10Mbpsである。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a
なお、ケーブルテレビシステム10は一例であり、実施の形態に係るトランスコード装置100は動画像の復号およびそれに続く符号化を含む任意のシステムやサービスに適用可能である。そのようなシステムやサービスでは、ケーブルネットワーク16の代わりにインターネットや電話網などが用いられてもよい。
The
より具体的には、放送事業者サーバ12は動画像を符号化して入力ビットストリームBSIを生成する。トランスコード装置100は放送事業者サーバ12から入力ビットストリームBSIを取得し、取得された入力ビットストリームBSIを復号し、設定を変えて符号化することで出力ビットストリームBSTを生成する。トランスコード装置100は生成された出力ビットストリームBSTをケーブルネットワーク16に出力する。エンドユーザ18はケーブルネットワーク16から出力ビットストリームBSTを取得し、それを復号する。入力ビットストリームBSI、出力ビットストリームBSTはいずれもHEVC(High Efficiency Video Coding)に準拠した構造を有する。
More specifically, the
図2は、図1のトランスコード装置100の機能および構成を示すブロック図である。図2および以降のブロック図に示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのCPUをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解される。
FIG. 2 is a block diagram showing the function and configuration of the
トランスコード装置100は、復号部102と、符号化部104と、動き処理部106と、解像度変換部146と、を備える。復号部102は、入力ビットストリームBSIを取得し、取得された入力ビットストリームBSIを復号して動画像を再構成し、再構成動画像を解像度変換部146に出力する。解像度変換部146は、公知の解像度変換技術を使用して再構成動画像の解像度を変換する。解像度変換部146は、解像度が変換された再構成動画像を符号化部104に出力する。符号化部104は、再構成動画像を取得し、取得された再構成動画像を符号化することで新たなビットストリームである出力ビットストリームBSTを生成し、生成された出力ビットストリームBSTをケーブルネットワーク16へ出力する。
The
動き処理部106は、復号部102における入力ビットストリームBSIのパース処理の結果から、動きベクトルの再利用に関する情報を取得する。動き処理部106は、取得された情報に基づいて、動きベクトルを再利用しても画質が担保される場合には動きベクトルを再利用して動き探索をスキップするよう、符号化部104に作用する。動き処理部106はまた、後述のパース処理の結果から得られる復号量子化値と解像度変換部146における入出力間の解像度比とに基づいて、符号化部104における量子化の符号化量子化値を制御する。
The
復号部102は、エントロピー復号部108と、第1フレームバッファ110と、第1インループフィルタ112と、第1逆量子化・逆変換部114と、第1インター予測部116と、第1イントラ予測部118と、第1加算部120と、を含む。
The
エントロピー復号部108は入力ビットストリームBSIを受信し、受信した入力ビットストリームBSIをエントロピー復号し、レベル値とサイド情報とを取り出す。なお、ビットストリームからサイド情報およびレベル値を得る処理はパース(parse)処理と称される。このようにして得られたサイド情報およびレベル値を用いて画素値を再構成することは、復号処理と称される。
The
入力ビットストリームBSIが表す動画像のフレームは複数のブロックに分割されている。ブロックのサイズは様々であり、複数のブロックは四分木構造を有する。本実施の形態におけるフレームのブロックへの分割は、HEVCにおけるブロック分割に準じる。すなわち、もっとも大きな処理サイズであるCTU(Coding Tree Unit)のサイズは64×64であり、これを繰り返し四分割した32×32、16×16、8×8のサイズが存在する。 A moving image frame represented by the input bitstream BSI is divided into a plurality of blocks. The block sizes vary, and the plurality of blocks have a quadtree structure. The division of the frame into blocks in the present embodiment is in accordance with the block division in HEVC. That is, the size of CTU (Coding Tree Unit), which is the largest processing size, is 64 × 64, and there are 32 × 32, 16 × 16, and 8 × 8 sizes obtained by repeatedly dividing this into four.
サイド情報は、復号部102やエンドユーザ18に設けられた復号装置において使用される、画素値の再構成に必要な情報であり、イントラ予測またはインター予測の何れを使用したかを示す予測モード、動き情報、量子化値、ブロックサイズ等の関連情報を含む。
Side information is information necessary for reconstruction of pixel values used in a decoding device provided in the
伝送時の符号量を低減するため、インター予測で用いられる動きベクトルは基本的に圧縮されて伝送される。動きベクトルの圧縮モードには少なくともマージモードと高度予測モードとの2つがある。 In order to reduce the amount of codes during transmission, motion vectors used in inter prediction are basically compressed and transmitted. There are at least two motion vector compression modes, a merge mode and an advanced prediction mode.
マージモードでは、処理対象ブロックの周囲にあるいくつかの符号化済みブロックの動きベクトルを候補とし、候補からマージ先としてひとつの動きベクトルを選択し、選択された動きベクトルを再利用することで処理対象ブロックの動きベクトルを生成する。この場合、動き情報は、符号化のインター予測でマージ先として選択された動きベクトル候補の識別子であるマージ識別子と参照フレーム識別子との組を含む。
高度予測モードでは、処理対象ブロックの周囲にあるいくつかの符号化済みブロックの動きベクトルを候補とし、候補から予測動きベクトルを選択し、選択された予測動きベクトルに差分動きベクトルを加算することにより、処理対象ブロックの動きベクトルを生成する。この場合、動き情報は、符号化のインター予測で予測動きベクトルとして選択された動きベクトル候補の識別子である予測識別子と差分動きベクトルと参照フレーム識別子との組を含む。
In merge mode, processing is performed by selecting motion vectors of several encoded blocks around the block to be processed as candidates, selecting one motion vector as a merge destination from the candidates, and reusing the selected motion vector. A motion vector of the target block is generated. In this case, the motion information includes a set of a merge identifier and a reference frame identifier that are identifiers of motion vector candidates selected as a merge destination in the inter prediction of encoding.
In the advanced prediction mode, motion vectors of several encoded blocks around the processing target block are used as candidates, a prediction motion vector is selected from the candidates, and a difference motion vector is added to the selected prediction motion vector. Then, a motion vector of the processing target block is generated. In this case, the motion information includes a set of a prediction identifier, a difference motion vector, and a reference frame identifier that are identifiers of motion vector candidates selected as prediction motion vectors in the inter prediction of encoding.
第1逆量子化・逆変換部114は、エントロピー復号部108におけるパース処理の結果得られるレベル値をブロックごとに逆量子化および逆変換して誤差信号を生成する。第1加算部120は、復号対象のブロックがイントラ予測されたものであるかインター予測されたものであるかに応じて、第1インター予測部116または第1イントラ予測部118のいずれか一方が出力する復号対象のブロックの予測画像と第1逆量子化・逆変換部114によって生成された復号対象のブロックの誤差信号とを加算し、復号対象のブロックを再生する。第1加算部120は、再生された復号対象のブロックを第1イントラ予測部118と第1インループフィルタ112とに出力する。
The first inverse quantization /
第1インター予測部116には、第1フレームバッファ110から復号対象のブロックの参照フレームが入力される。第1インター予測部116は、参照フレームに基づくフレーム間予測により復号対象のブロックの予測画像を生成し、出力する。第1イントラ予測部118は、復号対象のブロックが属するフレームの既に再生されたブロックを使用してフレーム内予測を行い、復号対象のブロックの予測画像を生成し、出力する。第1インループフィルタ112は例えばデブロックフィルタである。第1インループフィルタ112は、フレームに対応する局所復号画像を生成して第1フレームバッファ110に出力する。この局所復号画像は、第1インター予測部116におけるフレーム間予測に使用されると同時に、再構成動画像のフレームとして解像度変換部146に出力される。
The first
図3は、第1インター予測部116の機能および構成を示すブロック図である。第1インター予測部116は、MV復元部302と、MVバッファ304と、予測画像生成部306と、を含む。MV復元部302は、エントロピー復号部108から復号対象のブロックの動き情報を取得し、取得された動き情報に基づいて復号対象のブロックの動きベクトルを復元する。MV復元部302は、復元された動きベクトルと取得された動き情報に含まれる参照フレーム識別子とを復号対象のブロックに対応付けてMVバッファ304に登録すると共に、予測画像生成部306に渡す。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the function and configuration of the first
MV復元部302は、マージモードの場合、MVバッファ304を参照し、動き情報に含まれるマージ識別子によって特定される動きベクトル候補を特定する。MV復元部302は、特定された動きベクトル候補を再利用することで復号対象のブロックの動きベクトルを生成する。MV復元部302は、生成された動きベクトルと動き情報に含まれる参照フレーム識別子とをMVバッファ304および予測画像生成部306に出力する。
MV復元部302は、高度予測モードの場合、MVバッファ304を参照し、動き情報に含まれる予測識別子によって特定される動きベクトル候補を特定する。MV復元部302は、特定された動きベクトル候補と動き情報に含まれる差分動きベクトルとを加算することで復号対象のブロックの動きベクトルを生成する。MV復元部302は、生成された動きベクトルと動き情報に含まれる参照フレーム識別子とをMVバッファ304および予測画像生成部306に出力する。
In the merge mode, the
In the case of the advanced prediction mode, the
予測画像生成部306は、MV復元部302から取得した参照フレーム識別子で特定される参照フレームを第1フレームバッファ110から取得する。予測画像生成部306は、MV復元部302から取得した動きベクトルと第1フレームバッファ110から取得した参照フレームとから、復号対象のブロックの予測画像を生成する。
The predicted
図2に戻り、符号化部104は、第2フレームバッファ122と、第2インループフィルタ124と、第2インター予測部126と、第2イントラ予測部128と、減算部130と、第2加算部132と、変換・量子化部134と、第2逆変換・逆量子化部136と、エントロピー符号化部138と、を含む。解像度変換部146から出力された解像度変換後の再構成動画像のフレームは、ブロックごとに減算部130と第2インター予測部126と第2イントラ予測部128とに入力される。
Returning to FIG. 2, the
第2インター予測部126には、第2フレームバッファ122から符号化対象のブロックの参照フレームが入力される。第2インター予測部126は、参照フレームに基づくフレーム間予測により符号化対象のブロックの予測画像を生成し、出力する。第2イントラ予測部128には、符号化対象のフレームの既に処理したブロックの画像データが第2加算部132から入力される。第2イントラ予測部128は、符号化対象のフレームの他のブロックに基づき、符号化対象のブロックの予測画像を生成し、出力する。符号化対象のブロックにフレーム間予測を適用するか、フレーム内予測を適用するかに応じて、第2インター予測部126から出力される予測画像または第2イントラ予測部128から出力される予測画像のいずれかが減算部130および第2加算部132に出力される。
The second
減算部130は、ブロック単位で符号化対象の画像と予測画像との誤差信号を生成する。減算部130は、符号化対象のブロックと、第2インター予測部126が出力した予測画像または第2イントラ予測部128が出力した予測画像と、の誤差を示す誤差信号を出力する。変換・量子化部134は、ブロック単位で誤差信号を変換(例えば、直交変換)および量子化し、レベル値を生成する。変換・量子化部134は、生成されたレベル値をエントロピー符号化部138および第2逆変換・逆量子化部136に出力する。エントロピー符号化部138は、変換・量子化部134によって生成されたレベル値と第2インター予測部126から提供された動き情報などのサイド情報とをエントロピー符号化して、出力ビットストリームBSTを生成し、出力する。
The
第2逆変換・逆量子化部136は、変換・量子化部134における処理とは逆の処理を行って誤差信号を生成(再生成)する。第2加算部132は、第2逆変換・逆量子化部136が出力する誤差信号と、第2インター予測部126が出力した予測画像または第2イントラ予測部128が出力した予測画像と、を加算して符号化対象のブロックを生成し、第2イントラ予測部128と第2インループフィルタ124とに出力する。第2インループフィルタ124は、符号化対象のフレームに対応する局所復号画像を生成して第2フレームバッファ122に出力する。この局所復号画像は、第2インター予測部126におけるフレーム間予測に使用される。
The second inverse transform /
動き処理部106は、取得部140と、判定部142と、符号化制御部144と、を含む。取得部140は、エントロピー復号部108における入力ビットストリームBSIのエントロピー復号の結果から、ブロックごとに、動き情報と動きベクトルと動きベクトルの圧縮モードと誤差信号の有無と復号量子化値とを取得する。特に、復号量子化値はCU(Coding Unit)単位で取得される。基本的に動きベクトルはエントロピー復号の結果に直接含まれるわけではない。取得部140は、図3を参照して説明した第1インター予測部116のMV復元部302における復元処理と同様の処理により動きベクトルを生成してもよい。あるいはまた、取得部140は、第1インター予測部116のMVバッファ304を参照して動きベクトルを取得してもよい。
The
判定部142は、誤差信号の有無に基づいて、出力ビットストリームBSTの生成の際、対応する符号化対象のブロックに対して、判定部142によって取得された動きベクトルを適用するか否かを判定する。判定部142は、誤差信号が無い場合は適用すると判定し、そうでない場合は適用しないと判定する。判定部142は適用すると判定した場合、取得部140によって取得された動き情報と動きベクトルと圧縮モードとを符号化制御部144に出力する。判定部142は、適用しないと判定した場合、無効値を符号化制御部144に出力する。以下、判定部142の出力を判定出力と称す。誤差信号がある場合には、再符号化による新規動きベクトル探索により、適切な動きベクトルが見つかる可能性があるため、無効値が出力される。誤差信号がない場合には、動き補償予測により正確に予測されているとみなせるため、再符号化においても同一の動きベクトルを利用し、かつ予測誤差信号を送らない方がよい。
Based on the presence / absence of an error signal, the
符号化制御部144は、判定部142の判定出力に基づいて、符号化部104における符号化対象のブロックのインター予測を制御する。以下、符号化制御部144の機能を第2インター予測部126の構成と併せて説明する。
The
図4は、第2インター予測部126の機能および構成を示すブロック図である。第2インター予測部126は、動き情報生成部402と、MVバッファ404と、予測画像生成部406と、動き探索部408と、を含む。動き探索部408は、符号化対象のブロックを取得する。動き探索部408は、第2フレームバッファ122を参照し、公知の動き探索(Motion Estimation)技術を使用して符号化対象のブロックの動きベクトルおよび参照フレームを決定する。この決定の際、符号化コスト等により最適な動きベクトルの圧縮モードが選択される。動き探索部408は、決定された動きベクトルおよび決定された参照フレームを特定する参照フレーム識別子を、MVバッファ404と予測画像生成部406とに渡す。
FIG. 4 is a block diagram illustrating the function and configuration of the second
MVバッファ404は、動き探索部408から取得された動きベクトルおよび参照フレーム識別子を符号化対象のブロックに対応付けて保持する。
予測画像生成部406は、動き探索部408から取得された参照フレーム識別子で特定される参照フレームを第2フレームバッファ122から取得する。予測画像生成部406は、動き探索部408から取得された動きベクトルと第2フレームバッファ122から取得した参照フレームとから、符号化対象のブロックの予測画像を生成する。
The
The predicted
動き情報生成部402は、動き探索部408においてどの圧縮モードが選択されたかを特定する。特定された圧縮モードがマージモードである場合には、動き情報生成部402は、動き探索部408で決定されたマージ識別子および参照フレーム識別子を含む動き情報を生成し、エントロピー符号化部138に出力する。特定された圧縮モードが高度予測モードである場合には、動き情報生成部402は、動き探索部408で決定された予測識別子、差分動きベクトルおよび参照フレーム識別子を含む動き情報を生成し、エントロピー符号化部138に出力する。
The motion
以上は、判定部142において適用しないと判定された場合の第2インター予測部126の処理である。すなわち、符号化制御部144が判定出力として無効値を受けた場合、符号化制御部144は第2インター予測部126に作用しない。判定部142において適用すると判定された場合、第2インター予測部126は符号化対象のブロックに対して、取得部140によって取得された動きベクトルを用いてインター予測を行う。すなわち、符号化制御部144が判定出力として動き情報と動きベクトルと圧縮モードとを受けた場合、符号化制御部144は、動き探索を行わずに動きベクトルを再利用するよう第2インター予測部126を制御する。
The above is the processing of the second
より具体的には、符号化制御部144は、判定部142において適用すると判定された場合、符号化対象のブロックに対する動き探索が行われないよう動き探索部408を非活性化する。併せて符号化制御部144は、判定出力に含まれる動きベクトルおよび参照フレーム識別子をMVバッファ404と予測画像生成部406とに渡し、判定出力に含まれる圧縮モードと動き情報とを動き情報生成部402に渡す。これにより、動き探索部408が非活性化されても、動き情報生成部402、MVバッファ404および予測画像生成部406は予測画像の生成および動き情報の生成のために必要な情報を符号化制御部144から得ることができる。
More specifically, the
図2に戻り、符号化制御部144はさらに、変換・量子化部134を制御する。解像度変換部146は、解像度変換部146に入力される再構成動画像の解像度r_inと解像度変換部146から出力される再構成動画像の解像度r_outとの比であるr_in/r_out(縮小率r_out/r_inの逆数)に比例する補正値QPoffset(負の値)を符号化制御部144に出力する。符号化制御部144は、変換・量子化部134における符号化量子化値を、(1)レート制御から導出される量子化値、(2)取得部140によって取得された復号量子化値+解像度変換部146から取得された補正値QPoffset、のうちの大きい方に設定する。言い換えると、符号化制御部144は、取得部140によって取得された復号量子化値および解像度変換部146から取得された補正値QPoffsetに基づいて、符号化量子化値の下限を設定する。これにより、入力ビットストリームBSIの量子化ノイズの符号化が抑制される。
Returning to FIG. 2, the
補正値QPoffsetについて、例えば、1/2に縮小する場合、解像度変換部146は補正値QPoffsetとして−6を出力し、1/4に縮小する場合、補正値QPoffsetとして−12を出力する。これは、縮小によって信号の量子化ノイズが低減し、入力ビットストリームBSIに含まれる量子化ノイズが低減するためである。なお、量子化値は6増加するごとに量子化ステップが2倍となるように設計されている。
For example, when the correction value QPoffset is reduced to ½, the
なお、解像度変換部146がない場合は、符号化制御部144は、変換・量子化部134における符号化量子化値を、(1)レート制御から導出される量子化値、(2)取得部140によって取得された復号量子化値、のうちの大きい方に設定する。
When the
以上の構成によるトランスコード装置100の動作を説明する。
図5は、図2の符号化制御部144における一連の処理を示すフローチャートである。符号化制御部144は、符号化対象のブロックについて、判定部142の判定出力が無効値か否かを判定する(S502)。無効値である場合(S502のYES)、符号化制御部144は処理を終了する。無効値でない場合(S502のNO)、符号化制御部144は判定出力に含まれる圧縮モードに基づいて、出力ビットストリームBSTの生成の際、符号化対象のブロックに対して取得部140によって取得された圧縮モードを適用するか否かを判定する(S504)。より具体的には、符号化制御部144は判定出力に含まれる圧縮モードがマージモードである場合には適用すると判定し、そうでなければ適用しないと判定する。符号化制御部144は、判定出力に含まれる圧縮モードがマージモードである場合(S504のYES)、第2インター予測部126における動きベクトルの圧縮モードをマージモードに固定する(S506)。マージモードでない場合(S504のNO)またはステップS506の処理の後、符号化制御部144は第2インター予測部126における動き探索を非活性化する(S508)。符号化制御部144は、動き探索の代わりに、判定出力に含まれる動きベクトルおよび参照フレーム識別子を第2インター予測部126のMVバッファ404および予測画像生成部406に提供する(S510)。
The operation of the
FIG. 5 is a flowchart showing a series of processes in the
本明細書の記載に基づき、各部を、図示しないCPUや、インストールされたアプリケーションプログラムのモジュールや、システムプログラムのモジュールや、ハードディスクから読み出したデータの内容を一時的に記憶する半導体メモリなどにより実現できることは本明細書に触れた当業者には理解される。 Based on the description in this specification, each unit can be realized by a CPU (not shown), a module of an installed application program, a module of a system program, a semiconductor memory that temporarily stores the contents of data read from a hard disk, or the like. Will be understood by those of ordinary skill in the art having touched this specification.
本実施の形態に係るトランスコード装置100によると、符号化ノイズに起因する予測誤差信号の発生や異なる量子化ステップに起因する差分信号の発生を抑制できる。その結果、再符号化において原画像を参照できないトランスコード装置100においても、入力ビットストリームBSIに含まれる符号化ノイズそのものの符号化を低減できる。
According to transcoding
また、本実施の形態に係るトランスコード装置100では、インター予測がよく当たっているブロックについては、再符号化における動き探索が非活性化され、入力ビットストリームBSIから得られた動きベクトルが再利用される。インター予測があまり当たっていないブロックについては、動きベクトルは再利用されず、再符号化において新規に動きベクトルが検出される。したがって、出力ビットストリームBSTが表す動画像の画質を高く保ちつつ、動き探索に係る処理量を低減できる。
Also, in the
また、本実施の形態に係るトランスコード装置100では、入力ビットストリームBSIの復号対象のブロックについてマージモードが選択されている場合、対応する符号化対象のブロックについてもマージモードが選択されるよう構成される。一般に、画像上の同じ物体に属するブロックについてマージモードが選択されることが多い。そこで、復号側でマージモードであったものについては再符号化においてもマージモードに固定することで、「同じ物体」という情報を引き継ぐことができ、画質の維持、向上を図ることができる。また、圧縮モードのなかでもマージモードは符号量削減効果が比較的高いので、マージモードに固定することで出力ビットストリームBSTの符号量を低減できる。
Also, in
以上、実施の形態に係るトランスコード装置100の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、各構成要素や各処理の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解される。
The configuration and operation of
実施の形態では、判定部142は誤差信号の有無を判定基準としたが、これに限られず、誤差信号の有無を含む誤差信号の量を判定基準としてもよい。例えば、取得部140は誤差信号の量を取得し、判定部142は取得された量と閾値とを比較してもよい。
In the embodiment, the
実施の形態では、トランスコード装置100が復号部102と符号化部104と動き処理部106と解像度変換部146とを備える場合を説明したが、これに限られない。図6は、変形例に係るトランスコードシステム600の構成を示す模式図である。トランスコードシステム600は、復号装置602と、該復号装置602とは別体の符号化装置604と、を備える。復号装置602は、復号部102と解像度変換部146と取得部140とを備える。符号化装置604は、判定部142と符号化制御部144と符号化部104とを備える。復号装置602と符号化装置604とは有線(例えば、HD−SDI)または無線により接続される。本例では、復号装置602と符号化装置604とは非圧縮映像伝送インタフェース606により接続される。復号装置602は入力ビットストリームBSIを取得する。復号装置602から符号化装置604へ解像度変換後の再構成動画像が映像信号SMPとして非圧縮映像伝送インタフェース606を介して送信される。符号化装置604は出力ビットストリームBSTを出力する。
In the embodiment, the case where the
復号装置602は、非圧縮映像伝送インタフェース606を通じて伝送される映像信号SMPに、取得部140によって取得された動き情報と動きベクトルと圧縮モードと誤差信号の有無と復号量子化値とを重畳する(または、映像信号SMPに埋め込む)。符号化装置604は非圧縮映像伝送インタフェース606を通じて受信した映像信号SMPから、重畳されている各種情報を抽出する(または、映像信号SMPから取り出す)。埋め込み方法として、例えば輝度成分のLSBを利用してもよい。非圧縮映像は本来ロスレスであるが、そもそも入力ビットストリームBSIを復号して得られる再構成画像には符号化ノイズが含まれているため、符号化に必要なデータを埋め込んでも影響は小さい。本変形例によると、取得部140により取得された情報の伝送のために別途ケーブル等を設ける必要はないので、トランスコードシステム600をよりシンプルに構成できる。
The
10 ケーブルテレビシステム、 12 放送事業者サーバ、 14 センター設備、 16 ケーブルネットワーク、 18 エンドユーザ、 100 トランスコード装置。 10 cable TV system, 12 broadcaster server, 14 center equipment, 16 cable network, 18 end user, 100 transcoding device.
Claims (11)
取得された前記ビットストリームとは設定の異なる新たなビットストリームを出力する出力手段と、
取得された前記ビットストリームをエントロピー復号する復号手段と、
エントロピー復号の結果から、ブロックごとに、動きベクトルと誤差信号の量と動きベクトルの圧縮モードとを取得する第2取得手段と、
取得された前記誤差信号の量に基づいて、前記新たなビットストリームの生成の際、対応する符号化対象のブロックに対して、取得された前記動きベクトルを適用するか否かを判定する第1判定手段と、
取得された前記圧縮モードに基づいて、前記新たなビットストリームの生成の際、前記符号化対象のブロックに対して取得された前記圧縮モードを適用するか否かを判定する第2判定手段と、を備えるトランスコードシステム。 First acquisition means for acquiring a bit stream of a moving image;
Output means for outputting a new bitstream having a different setting from the acquired bitstream;
Decoding means for entropy decoding the acquired bitstream;
Second acquisition means for acquiring, for each block, a motion vector, an amount of an error signal, and a motion vector compression mode from the result of entropy decoding;
First determining whether to apply the acquired motion vector to a corresponding encoding target block when generating the new bitstream based on the acquired amount of the error signal A determination means;
Second determination means for determining whether to apply the acquired compression mode to the block to be encoded when generating the new bitstream based on the acquired compression mode; Transcoding system comprising.
本トランスコードシステムはさらに、取得された前記量子化値に基づいて、前記符号化対象のブロックの量子化における量子化値の下限を設定する設定手段を備える請求項1から5のいずれか1項に記載のトランスコードシステム。 The second acquisition means further acquires a quantization value for each block from the result of entropy decoding,
6. The transcoding system according to claim 1, further comprising a setting unit configured to set a lower limit of a quantization value in quantization of the block to be encoded based on the acquired quantization value. The transcoding system described in 1.
前記復号装置は前記第1取得手段と前記復号手段と前記第2取得手段とを含み、
前記符号化装置は前記出力手段と前記第1判定手段と前記第2判定手段とを含み、
前記復号装置と前記符号化装置とは非圧縮映像伝送インタフェースにより接続され、前記復号装置は前記非圧縮映像伝送インタフェースの映像信号に前記第2取得手段により取得される情報を重畳し、前記符号化装置は前記映像信号に重畳された情報を抽出する請求項1から7のいずれか1項に記載のトランスコードシステム。 A decoding device and an encoding device separate from the decoding device;
The decoding device includes the first acquisition unit, the decoding unit, and the second acquisition unit,
The encoding device includes the output means, the first determination means, and the second determination means,
The decoding device and the encoding device are connected by an uncompressed video transmission interface, and the decoding device superimposes information acquired by the second acquisition means on a video signal of the uncompressed video transmission interface, and the encoding The transcoding system according to claim 1, wherein the apparatus extracts information superimposed on the video signal .
取得された前記ビットストリームとは設定の異なる新たなビットストリームを出力することと、
取得された前記ビットストリームをエントロピー復号することと、
エントロピー復号の結果から、ブロックごとに、動きベクトルと誤差信号の量と動きベクトルの圧縮モードとを取得することと、
取得された前記誤差信号の量に基づいて、前記新たなビットストリームの生成の際、対応する符号化対象のブロックに対して、取得された前記動きベクトルを適用するか否かを判定することと、
取得された前記圧縮モードに基づいて、前記新たなビットストリームの生成の際、前記符号化対象のブロックに対して取得された前記圧縮モードを適用するか否かを判定することと、を含むトランスコード方法。 Getting a video bitstream,
Outputting a new bit stream having a different setting from the acquired bit stream;
Entropy decoding the acquired bitstream;
Obtaining the motion vector, the amount of error signal, and the motion vector compression mode for each block from the result of entropy decoding;
Determining whether to apply the acquired motion vector to a corresponding block to be encoded when generating the new bitstream based on the amount of the acquired error signal; ,
Determining whether or not to apply the acquired compression mode to the block to be encoded when generating the new bitstream based on the acquired compression mode. Code method .
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