[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

本发明涉及以不会发生虚拟解码器（decoder）中的编码图像缓冲器（CPB：Coded Picture Buffer）等虚拟缓冲器的崩溃，而且画质的恶化不会变大的方式对视频信号进行编码用的活动图像编码技术。

本申请基于2010年5月7日在日本申请的日本特愿2010-106851号、日本特愿2010-106852号、日本特愿2010-106853号、日本特愿2010-106854号以及日本特愿2010-106855号主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术

在视频信号的编码中，需要以不使解码器崩溃的方式进行编码。在H.264编码方式中，规定了将解码器模型化的虚拟解码器HRD（Hypothetical Reference Decoder：虚拟参考解码器）。H.264的编码器需要以不使虚拟解码器崩溃的方式进行编码。本发明是用于抑制虚拟解码器的CPB的崩溃，具体地说是用于抑制CPB的下溢（under flow）的技术。

在图1中示出CPB下溢的概念图。在固定比特率的情况下，如箭头A1所示，以该比特率向CPB输入编码流。将各时刻的CPB内的编码流的数据量称为“剩余代码量”。虚拟解码器从CPB中选出与各图像对应的编码流。此时，CPB剩余代码量瞬间减少与该图像对应的代码量的量。虽然示出了在固定比特率的情况下的例子，但在可变比特率的情况下也是相同的。

所谓CPB下溢指的是，如图1所示，在用箭头A2示出的各时刻，在虚拟解码器欲选出图像的编码流的时候，在CPB内该图像的编码流不足的状况。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，做成不产生CPB下溢的流。如前述的那样，虚拟解码器的CPB在H.264中被标准化，进一步的细节记载于例如下述的非专利文献1。

另外，在其它的编码标准中也规定有与CPB相同的概念，例如在MPEG-2中有VBV（Video Buffering Verifier：视频缓存检验器），在此将这样的解码器的缓冲器模型统称为“虚拟缓冲器”。在以下的说明中的“CPB”能改看作称为“虚拟缓冲器”的术语，能广义地进行解释。

在视频信号的编码方法中有单通路编码和多通路编码技术。在单通路编码中，一般来说对输入视频的图像逐次进行编码。另一方面，在多通路编码中对输入视频进行多次编码。在二通路编码中利用利用一次编码后的结果进行第二次编码。以下，将单通路编码的现有技术作为“现有技术a”、将二通路编码的现有技术作为“现有技术b”进行说明。

<现有技术a>

因为在单通路编码中对输入的图像逐次进行编码，所以从编码对象图像不知道未来的图像的性质。因此，在欲在单通路编码中抑制CPB下溢的情况下，存在抑制了过多的产生代码量、使画质过大地恶化的情况。例如，在专利文献1的技术中，在各图像的编码前，将从过去编码的结果得到的视频的复杂度作为GOP的剩余视频的复杂度的估计值。以该复杂度的估计值为前提，估计出产生能利用于GOP的剩余视频的编码的最大代码量的量化参数，将此作为编码对象图像的编码的量化参数的下限值进行利用。与估计的复杂度进行比较，可知存在在GOP的剩余的视频不复杂的情况下，过多地抑制代码量、导致画质恶化的问题。

<现有技术b>

在二通路编码中，对输入视频的全部图像进行编码，在第二次编码中利用此时产生的各图像的代码量。在该方法中，与单通路编码的情况不同，因为知道第二次编码时视频的各部分的复杂度，所以可期待能一边抑制画质的恶化一边抑制CPB下溢。例如在专利文献2的技术中，在第一次编码中求出各帧的复杂度，求出各帧的分配代码量。而且，验证在该分配代码量中是否产生CPB下溢，在产生CPB下溢的情况下修正分配代码量。即，因为已知各帧的复杂度，所以能只在产生CPB下溢的情况下修正分配代码量，结果是，与现有技术a相比较能一边抑制画质恶化一边抑制CPB下溢。然而，因为在该方法中需要对输入视频的全部帧进行二次编码，所以存在运算量变多的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-295535号公报

专利文献2：日本特开2003-018603号公报

非专利文献

非专利文献1：角野、菊池、铃木，“修订三版H.264/AVC教科书”，Impress R＆D发行，2009，pp.189-191。

发明内容

发明要解决的课题