[发明专利]活动图像编码控制方法、活动图像编码装置以及活动图像编码程序

说明书

技术领域

本发明涉及用于对视频信号进行编码以使得虚拟解码器中的编码图像缓冲器（CPB：Coded Picture Buffer）等虚拟缓冲器不会发生失效且像质的劣化不会增大的活动图像编码技术。

本申请针对在2010年5月12日已向日本提出申请的日本专利申请2010－109874号、日本专利申请2010－109875号、日本专利申请2010－109876号、日本专利申请2010－109877号、日本专利申请2010－109878号主张优先权，并在此援引它们的内容。

背景技术

在视频信号的编码中，需要以使解码器不失效的方式进行编码。在H.264编码方式中规定有将解码器模型化的虚拟解码器HRD（假定参考解码器（Hypothetical Reference Decoder））。H.264的编码器需要以使虚拟解码器不失效的方式进行编码。本发明是用于抑制虚拟解码器的CPB的失效，具体而言抑制CPB的下溢（underflow）并且减轻像质劣化的技术。

图1中表示CPB下溢的概念图。在固定位速率的情况下，编码流以该位速率被输入到CPB（图1的参考符号RS1）。将各时刻下的CPB内的编码流的数据量称为“剩余代码量”。虚拟解码器从CPB中抽取对应于各图像的编码流。这时，CPB剩余代码量即刻相应地减少和该图像对应的代码量。虽然在图1中示出固定位速率时的例子，但在可变位速率的情况下亦同样。

如图1所示，CPB下溢是指在虚拟解码器试图从CPB中抽取图像的编码流时，该图像的编码流在CPB内出现不足的状况。在基于H.264的编码中，需要一边进行编码一边验证CPB的状态，创建不会产生CPB下溢的流。如前所述，虚拟解码器的CPB在H.264中被标准化，进一步的细节被记载于例如下述的非专利文献1。

此外，在其他的编码标准中也规定有与CPB相同的概念。例如在MPEG（运动图像专家组（Moving Picture Experts Group））-2中有VBV（视频缓存检验器（Video Buffering Verifier）），在此将这种解码器的缓冲器模型总称为“虚拟缓冲器”。以下说明中的“CPB”能够以“虚拟缓冲器”这种词语来改变称呼而广义地进行解释。

在视频信号的编码方法中有一次（onepass）编码和多次（multipass）编码的技术。在一次编码中一般是对输入视频的图像逐次地进行编码。另一方面在多次编码中则对输入视频进行多次编码。在二次编码中，利用一次编码后的结果来进行第二次编码。下面，将一次编码的现有技术作为“现有技术a”，将二次编码的现有技术作为“现有技术ｂ”来进行说明。

＜现有技术a＞

在一次编码中，因对所输入的图像逐次地进行编码，故不知道较之于编码对象图像而言未来图像的性质。因而，从在过去已编码的图像的发生代码量等推定未来图像的复杂度，抑制CPB下溢。例如，在专利文献1的技术中，在各图像的编码前，将从在过去已编码的结果所获得的视频的复杂度设为GOP(图像组（Group Of Pictures）)的剩余视频的复杂度的推定值。以该复杂度的推定值作为前提，从CPB的剩余代码量推定使能够在GOP的剩余视频的编码利用的最大代码量发生的量化参数，并将其作为编码对象图像的编码的量化参数的下限值加以利用，从而抑制CPB下溢。因此，在从单纯场景转换到复杂场景这种情况下，在单纯场景的编码时假设未来也同等，使代码量进行发生，而在复杂场景下CPB中没有用来维持像质所需要的剩余代码量，最终利用大的量化参数进行编码。作为结果，存在像质大幅度劣化的问题。

＜现有技术ｂ＞

在二次编码中，对输入视频的全部图像进行编码，并在第二次编码中利用这时已发生的各图像的代码量。在此方法中，与一次编码的情况不同，由于在第二次编码时知道视频的各部分的复杂程度，所以能期待能够抑制像质的劣化并且抑制CPB下溢。例如在专利文献2的技术中，在第一次编码中求各帧的复杂度，并求各帧的分配代码量。然后，验证在此分配代码量下是否产生CPB下溢，并在产生CPB下溢时修正分配代码量。这样，由于知道各帧的复杂度，所以能期待抑制CPB下溢并且维持像质。但是，由于此方法是对输入视频的全部帧进行两次编码，所以存在需要的运算量多的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利公开2006－295535号公报；

专利文献2:日本专利公开2003－018603号公报。

非专利文献