專利名稱：圖像編碼裝置和圖像編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像編碼裝置和圖像編碼方法，并且更具體地涉及一種即使在采用長(zhǎng) GOP配置重復(fù)圖像的編碼和解碼時(shí)也能夠使圖像質(zhì)量的劣化降低的圖像編碼裝置和圖像編 碼方法。
背景技術(shù)：
到目前為止，對(duì)于諸如MPEG2 (移動(dòng)畫(huà)面專家組2)等的圖像編碼方法，保持主觀圖 像質(zhì)量以理想地分配代碼量是個(gè)大問(wèn)題。例如，靜止圖像的理想代碼量分配是這樣的狀態(tài)，其中失真被(利用固定的量化 比例)統(tǒng)一編碼。當(dāng)達(dá)到某代碼量從而使得該失真變大時(shí)，可以通過(guò)將失真向高頻分量或 復(fù)雜部分偏置而增強(qiáng)主觀圖像質(zhì)量?，F(xiàn)在，例如，對(duì)于國(guó)際公開(kāi)W096/28937，一種圖像信號(hào)編碼方法已經(jīng)被公開(kāi)，其中 解碼后的圖像的圖像質(zhì)量可以通過(guò)根據(jù)前向反饋方法采用代碼量控制來(lái)使能適于圖像質(zhì) 量信號(hào)的本地特性的控制而被改善。前向反饋方法用于通過(guò)關(guān)于多個(gè)量化比例計(jì)算等長(zhǎng)化 單位中將要生成的代碼量，來(lái)確定生成代碼量沒(méi)有超過(guò)目標(biāo)生成代碼量的范圍內(nèi)的適當(dāng)?shù)?量化比例。另一方面，對(duì)于諸如被提出作為MPEG2測(cè)試模型的TM5之類的代碼量控制，通過(guò)使 用虛擬緩沖器的余量、前一次編碼時(shí)的量化指標(biāo)以及生成代碼量之間的關(guān)系執(zhí)行反饋控制 來(lái)執(zhí)行代碼量控制。另外，為了抑制在重復(fù)圖像的編碼和解碼時(shí)的圖像質(zhì)量的劣化，例如，對(duì)于國(guó)際公 開(kāi)W02009/035144，上一次編碼時(shí)使用的量化參數(shù)和量化矩陣被檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
附帶地，對(duì)于圖像編輯處理等，當(dāng)以包括預(yù)定次序的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面的 GOP (畫(huà)面組)為單位對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼時(shí)的流、以及長(zhǎng)GOP配置的經(jīng)編碼的流被采用。 注意，參考畫(huà)面是I畫(huà)面(幀內(nèi)編碼圖像)和P畫(huà)面(預(yù)測(cè)編碼圖像)。另外，非參考畫(huà)面 是B畫(huà)面(雙向預(yù)測(cè)編碼圖像)。在使用這種長(zhǎng)GOP配置的經(jīng)編碼的流來(lái)執(zhí)行編輯處理等的情況下，對(duì)通過(guò)解碼經(jīng) 編碼的流獲取的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行各種處理，例如顏色采集、剪切編輯等。另外，經(jīng)編輯的圖像 數(shù)據(jù)被再次編碼，以生成經(jīng)編碼的流。所以，在編碼和解碼被重復(fù)的情況下，當(dāng)畫(huà)面類型不 同于上一次編碼時(shí)，與畫(huà)面類型相同的情況相比，圖像質(zhì)量的劣化可能變得顯著。例如，在 執(zhí)行編碼以通過(guò)向要被另一個(gè)畫(huà)面參考的參考畫(huà)面分配大量代碼來(lái)抑制參考畫(huà)面的圖像 質(zhì)量的劣化的情況下，整個(gè)圖像的圖像質(zhì)量的劣化將被降低。所以，當(dāng)通過(guò)提供參考畫(huà)面和 非參考畫(huà)面之間的圖像質(zhì)量差來(lái)改善主觀圖像質(zhì)量時(shí)，在非參考畫(huà)面的圖像質(zhì)量劣于在下 次編碼時(shí)被設(shè)置作為參考畫(huà)面的參考畫(huà)面的圖像質(zhì)量的情況下，整個(gè)圖像的圖像質(zhì)量的劣 化增大。
因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)期望提供一種圖像編碼裝置和圖像編碼方法，從而使得即使在通 過(guò)采用包括預(yù)定次序的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面的GOP配置重復(fù)圖像數(shù)據(jù)的編碼和解碼時(shí)， 也可以降低圖像質(zhì)量的劣化。本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施例是一種圖像編碼裝置，包括第一編碼單元，被配置為通過(guò)使 用預(yù)定的量化信息以包括預(yù)定次序的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面的GOP(畫(huà)面組)為單位對(duì)圖 像數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼，來(lái)計(jì)算生成代碼量；代碼量控制單元，被配置為基于在第一編碼單元處計(jì) 算出的生成代碼量來(lái)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化信息的設(shè)置；量化信息辨別單元，被 配置為以所述圖像數(shù)據(jù)的每幀的圖像作為是參考畫(huà)面的I畫(huà)面(幀內(nèi)編碼圖像)來(lái)執(zhí)行 DCT (離散余弦變換)系數(shù)的計(jì)算，并且在使用以代碼量控制單元處確定的量化信息作為基 準(zhǔn)的范圍內(nèi)的量化信息執(zhí)行DCT系數(shù)的除法時(shí)使得以畫(huà)面為單位的的余數(shù)的總和最小的 量化信息辨別作為執(zhí)行上一次編碼時(shí)使用的量化信息；畫(huà)面類型設(shè)置單元，被配置為以所 述GOP為單位來(lái)對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行畫(huà)面類型的設(shè)置，并且在所設(shè)置的畫(huà)面類型不同于其 量化信息已經(jīng)在量化信息辨別單元處被辨別出的畫(huà)面類型的情況下，通過(guò)控制后續(xù)畫(huà)面類 型的設(shè)置來(lái)匹配畫(huà)面類型；以及第二編碼單元，被配置為使用代碼量控制單元處設(shè)置的量 化信息，基于畫(huà)面類型設(shè)置單元處設(shè)置的畫(huà)面類型來(lái)對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼。另外，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種圖像編碼方法，該圖像編碼方法包括以下 步驟第一編碼單元通過(guò)使用預(yù)定量化信息以包括預(yù)定次序的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面的 GOP(畫(huà)面組)為單位對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼，來(lái)計(jì)算生成代碼量；代碼量控制單元基于在第 一編碼單元處計(jì)算出的生成代碼量來(lái)設(shè)置用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化信息；量化信息 辨別單元以所述圖像數(shù)據(jù)的每幀的圖像作為是參考畫(huà)面的I畫(huà)面(幀內(nèi)編碼圖像)來(lái)計(jì) 算DCT (離散余弦變換)系數(shù)，并將在使用以代碼量控制單元確定的量化信息作為基準(zhǔn)的范 圍中的量化信息執(zhí)行DCT系數(shù)的除法時(shí)使得以畫(huà)面為單位的余數(shù)的總和最小的量化信息 辨別作為執(zhí)行上一次編碼時(shí)使用的量化信息；畫(huà)面類型設(shè)置單元設(shè)置以所述GOP為單位對(duì) 所述圖像數(shù)據(jù)設(shè)置畫(huà)面類型，并且在所設(shè)置的畫(huà)面類型不同于其量化信息已經(jīng)在量化信息 辨別單元處被辨別出來(lái)的畫(huà)面類型的情況下，通過(guò)控制后續(xù)畫(huà)面類型的設(shè)置來(lái)匹配畫(huà)面類 型；以及第二編碼單元使用代碼量控制單元處設(shè)置的量化信息，基于畫(huà)面類型設(shè)置單元處 設(shè)置的畫(huà)面類型對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。對(duì)于以上配置，長(zhǎng)GOP配置被采用，圖像數(shù)據(jù)的預(yù)編碼在第一編碼單元處被執(zhí)行， 并且主編碼在第二編碼單元處被執(zhí)行。對(duì)于第一編碼單元，使用預(yù)定量化信息來(lái)執(zhí)行編碼， 以計(jì)算生成代碼量。對(duì)于代碼量控制單元，執(zhí)行量化信息的設(shè)置，以從預(yù)定量化信息和生成 代碼量之間的關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量。對(duì)于量化信息辨別單元，以圖像數(shù)據(jù)的每幀圖像作為I畫(huà)面執(zhí)行DCT系數(shù)的計(jì)算， 并且當(dāng)使用量化信息執(zhí)行DCT系數(shù)的除法時(shí)使得以畫(huà)面為單位的余數(shù)的總和最小的量化 信息被辨別作為在執(zhí)行上一次編碼時(shí)使用的量化信息。這里，被用于辨別的量化信息是以 代碼量設(shè)置單元設(shè)置的量化信息作為基準(zhǔn)的范圍中的量化信息，并且因此，辨別不必使用 所有量化信息來(lái)執(zhí)行，從而有助于在執(zhí)行上一次編碼時(shí)使用的量化信息的辨別。對(duì)于畫(huà)面類型設(shè)置單元，以GOP為單位對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行畫(huà)面類型的設(shè)置，并且當(dāng) 所設(shè)置的畫(huà)面類型和其量化信息已經(jīng)在量化信息辨別單元處被辨別出來(lái)的畫(huà)面類型不同 時(shí)，通過(guò)控制后續(xù)畫(huà)面類型的設(shè)置來(lái)匹配畫(huà)面類型。例如，在量化信息辨別單元處辨別出的I畫(huà)面的相位相對(duì)于要為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的I畫(huà)面超前時(shí)，畫(huà)面類型設(shè)置單元通過(guò)將比I畫(huà)面 早的畫(huà)面的數(shù)目減少超前畫(huà)面的數(shù)目來(lái)執(zhí)行GOP的長(zhǎng)度的調(diào)整，以匹配要為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置 的畫(huà)面類型和執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型。另外，在量化信息辨別單元處辨別出的I畫(huà) 面的相位相對(duì)于要為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的I畫(huà)面滯后時(shí)，畫(huà)面類型設(shè)置單元通過(guò)減少接下來(lái)的 一個(gè)或多個(gè)GOP的畫(huà)面的數(shù)目來(lái)執(zhí)行GOP的長(zhǎng)度的調(diào)整，以將要為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的參考畫(huà) 面和非參考畫(huà)面的畫(huà)面類型與執(zhí)行上一次編碼 時(shí)的畫(huà)面類型匹配。畫(huà)面類型的這種設(shè)置在 畫(huà)面類型設(shè)置單元處被執(zhí)行，從而可以為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置與上一次編碼的畫(huà)面類型相同的畫(huà) 面類型。對(duì)于第二編碼單元，使用代碼量控制單元處設(shè)置的量化信息(例如，通過(guò)預(yù)編碼 設(shè)置的量化參數(shù))來(lái)對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行主編碼。另外，當(dāng)對(duì)上次已經(jīng)執(zhí)行過(guò)編碼的的圖像數(shù) 據(jù)執(zhí)行主編碼時(shí)，在第二編碼單元處利用執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型來(lái)執(zhí)行編碼。另外， 代碼量控制單元處設(shè)置的量化信息被量化信息確定單元改變?yōu)樵诹炕畔⒈鎰e單元處辨 別出的量化信息，并且對(duì)于第二編碼單元，使用在執(zhí)行上一次編碼時(shí)的量化信息來(lái)對(duì)圖像 數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼。另外，當(dāng)?shù)谌幋a單元被設(shè)置用來(lái)通過(guò)使用多個(gè)不同的量化信息、以圖像數(shù)據(jù)的 每幀的圖像作為I畫(huà)面針對(duì)每個(gè)量化信息執(zhí)行編碼來(lái)計(jì)算生成代碼量時(shí)，代碼量控制單元 基于在第一編碼單元處計(jì)算出的生成代碼量執(zhí)行實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化信息的預(yù)測(cè) 和使用該量化信息時(shí)的生成代碼量的預(yù)測(cè)，根據(jù)在第三編碼單元處計(jì)算出的生成代碼量來(lái) 校正預(yù)測(cè)的生成代碼量，并且執(zhí)行量化信息的設(shè)置以使得校正后的生成代碼量實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生 成代碼量。這樣，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化信息可以被精確地辨別，并且要被用于上一次 編碼時(shí)使用的量化信息的辨別的量化信息可以被準(zhǔn)確地選擇。根據(jù)以上配置，通過(guò)使用預(yù)定量化信息以包括預(yù)定次序的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面 的GOP (畫(huà)面組)為單位對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼來(lái)計(jì)算生成代碼量。另外，基于計(jì)算出的生成 代碼量來(lái)執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化信息的設(shè)置。另外，以圖像數(shù)據(jù)的每幀的圖 像作為I畫(huà)面(幀內(nèi)編碼圖像)來(lái)計(jì)算DCT(離散余弦變換)系數(shù)。另外，使用以辨別出的 量化信息作為基準(zhǔn)的范圍中的量化信息來(lái)執(zhí)行DCT系數(shù)的除法，使得以畫(huà)面為單位的余數(shù) 的總和最小的量化信息被辨別作為在執(zhí)行上一次編碼時(shí)使用的量化信息。以GOP為單位對(duì) 圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行畫(huà)面類型的設(shè)置，并且在所設(shè)置的畫(huà)面類型不同于其量化信息在執(zhí)行上一次 編碼時(shí)被辨別出的畫(huà)面類型的情況下，后續(xù)畫(huà)面類型的設(shè)置被控制以匹配畫(huà)面類型。另外， 使用辨別出的量化信息基于設(shè)置的畫(huà)面類型來(lái)執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的編碼。這樣，即使在采用包括預(yù)定次序的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面的GOP配置執(zhí)行圖像數(shù) 據(jù)的編碼和解碼時(shí)，圖像質(zhì)量的劣化也可以被降低。


圖1是示出第一實(shí)施例的配置的示圖；圖2是示出后向搜索單元的配置的示圖；圖3是舉例說(shuō)明量化參數(shù)和余數(shù)的總和的關(guān)系的示圖；圖4是舉例說(shuō)明量化參數(shù)和估計(jì)值的總和的關(guān)系的示圖；圖5是示出第一實(shí)施例的操作的流程圖6是示出量化信息設(shè)置處理的流程圖；圖7是描述用于計(jì)算量化參數(shù)和生成代碼量的處理的示圖；
圖8是示出用于計(jì)算相當(dāng)于1個(gè)GOP的生成代碼量的處理的流程圖；圖9是用于描述畫(huà)面匹配處理的示圖(部分1)；圖10是用于描述畫(huà)面匹配處理的示圖(部分2)；圖11是用于描述畫(huà)面匹配處理的示圖(部分3)；圖12是示出第二實(shí)施例的配置的示圖；圖13A至圖13C是舉例說(shuō)明量化矩陣的示圖；圖14是示出第二實(shí)施例的操作的流程圖；圖15是描述用于計(jì)算量化參數(shù)和生成代碼量的處理的示圖；圖16是示出用于I畫(huà)面的生成代碼量計(jì)算處理的流程圖；圖17是示出量化矩陣選擇操作的流程圖；圖18是示出量化矩陣轉(zhuǎn)換限制處理的流程圖；圖19是示出第二生成代碼檢測(cè)處理的流程圖；圖20是示出高頻分量開(kāi)銷(xiāo)計(jì)算操作的流程圖；圖21是描述用于計(jì)算量化參數(shù)和生成代碼量的處理的示圖；圖22是示出第二校正系數(shù)計(jì)算操作的流程圖；以及圖23是示出用于非I畫(huà)面的生成代碼量計(jì)算處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)以下順序描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。1.第一實(shí)施例的配置2.第一實(shí)施例的操作3.第二實(shí)施例的配置4.第二實(shí)施例的操作1.第一實(shí)施例的配置圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的配置。圖像編碼裝置10包括畫(huà)面類型設(shè)置單元 11、圖像重排處理單元12、用作第一編碼單元的預(yù)編碼單元20、代碼量控制單元40、延遲緩 沖器50、量化信息辨別單元60、量化信息確定單元65以及用作第二編碼單元的主編碼單元 70。預(yù)編碼單元20包括預(yù)測(cè)模式確定單元21、DCT (離散余弦變換)單元22、量化單元 23、逆量化單元24、IDCT (逆離散余弦變換)單元25、預(yù)測(cè)圖像生成單元26以及代碼長(zhǎng)度 計(jì)算單元27。量化信息辨別單元60包括預(yù)測(cè)處理單元61、DCT單元62以及后向搜索單元 63。主編碼單元70包括預(yù)測(cè)處理單元71、DCT單元72、量化單元73、逆量化單元74、IDCT 單元75、預(yù)測(cè)圖像生成單元76以及可變長(zhǎng)度編碼單元77。利用這種配置，畫(huà)面類型設(shè)置單元11根據(jù)長(zhǎng)GOP配置，為輸入圖像的每幀的圖像 數(shù)據(jù)設(shè)置作為參考圖像的I畫(huà)面(幀內(nèi)編碼圖像)和P畫(huà)面(預(yù)測(cè)編碼圖像)以及作為非 參考圖像的B畫(huà)面(雙向預(yù)測(cè)編碼圖像)中的一種畫(huà)面類型，以將其通知給圖像重排處理 單元12。另外，當(dāng)其量化信息已經(jīng)在量化信息辨別單元60處被辨別出的畫(huà)面類型不同于所設(shè)置的畫(huà)面類型時(shí)，畫(huà)面類型設(shè)置單元11通過(guò)基于由后面描述的量化信息辨別單元60供 應(yīng)的辨別信號(hào)控制后續(xù)畫(huà)面類型的設(shè)置，來(lái)匹配畫(huà)面類型。圖像重排處 理單元12根據(jù)在畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型，將輸入圖 像的圖像數(shù)據(jù)的畫(huà)面順序從顯示順序重排為編碼順序。隨后，圖像重排處理單元12將以編 碼順序重排的圖像數(shù)據(jù)輸出到預(yù)編碼單元20和延遲緩沖器50。注意，圖像編碼裝置10可 以識(shí)別每幀圖像被設(shè)置為了哪種畫(huà)面類型。例如，指示畫(huà)面類型的信息被添加到例如以編 碼順序重排后的圖像數(shù)據(jù)。另外，畫(huà)面類型可以通過(guò)將識(shí)別每幀圖像被設(shè)置為了哪種畫(huà)面 類型的信息從畫(huà)面類型設(shè)置單元11或圖像重排處理單元12供應(yīng)到預(yù)編碼單元20、主編碼 單元70等而被識(shí)別。預(yù)編碼單元20執(zhí)行在圖像數(shù)據(jù)的編碼已經(jīng)使用固定量化參數(shù)被執(zhí)行時(shí)的生成代 碼量的計(jì)算，并且將計(jì)算出的生成代碼量輸出到代碼量控制單元40。預(yù)編碼單元20的預(yù)測(cè) 模式確定單元21使用輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)以及在后面描述的預(yù)測(cè)圖像生成單元26處生成 的預(yù)測(cè)圖像數(shù)據(jù)，來(lái)確定每個(gè)宏塊的預(yù)測(cè)模式。另外，預(yù)測(cè)模式確定單元21使用所確定的 預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)圖像數(shù)據(jù)，將指示有關(guān)輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)的誤差的差分圖像數(shù)據(jù)輸出到 DCT單元22。DCT單元22執(zhí)行關(guān)于差分圖像數(shù)據(jù)的離散余弦變換以生成DCT系數(shù)，并將其輸出 到量化單元23。量化單元23使用預(yù)定的量化信息(即，固定量化參數(shù)QP(P))執(zhí)行DCT系數(shù)的量 化，并將所生成的量化后的數(shù)據(jù)輸出到逆量化單元24和代碼長(zhǎng)度計(jì)算單元27。逆量化單元24執(zhí)行關(guān)于量化后的數(shù)據(jù)的逆量化以生成DCT系數(shù)，并將其輸出到 IDCT 單元 25。IDCT單元25執(zhí)行從逆量化單元24供應(yīng)的DCT系數(shù)的逆離散余弦變換以生成差分 圖像數(shù)據(jù)，并將其輸出到預(yù)測(cè)圖像生成單元26。預(yù)測(cè)圖像生成單元26使用差分圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成本地解碼后的圖像的圖像數(shù)據(jù)。 另外，預(yù)測(cè)圖像生成單元26使用輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)來(lái)以宏塊為單位執(zhí)行當(dāng)前幀和在時(shí) 間上接下來(lái)的相鄰幀之間的運(yùn)動(dòng)估計(jì)。另外，預(yù)測(cè)圖像生成單元26基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)果執(zhí)行 本地解碼后的圖像的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以從本地解碼后的圖像的圖像數(shù)據(jù)生成預(yù)測(cè)圖像數(shù)據(jù)，并將 其輸出到預(yù)測(cè)模式確定單元21。代碼長(zhǎng)度計(jì)算單元27使用上下文自適應(yīng)可變長(zhǎng)度編碼(CAVLC)方法或者上下文 自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼(CABAC)方法來(lái)執(zhí)行關(guān)于量化后的數(shù)據(jù)的編碼，計(jì)算每個(gè)宏塊的生 成代碼量，并且將其輸出到代碼量控制單元40。CAVLC方法是比CABAC方法更簡(jiǎn)單的方法，并且CABAC方法是相比于CAVLC方法可 以減少數(shù)據(jù)量的方法?，F(xiàn)在，將對(duì)在預(yù)編碼單元20處采用可變長(zhǎng)度編碼方法以簡(jiǎn)化處理， 并且在主編碼單元70處采用算術(shù)編碼方法以減少數(shù)據(jù)量的情況進(jìn)行描述。對(duì)于可變長(zhǎng)度 編碼，一定區(qū)域的信息被高效編碼，并且對(duì)于算術(shù)編碼，可以在不用識(shí)別區(qū)域的情況下對(duì)區(qū) 域進(jìn)行高效編碼。因此，當(dāng)從可變長(zhǎng)度編碼預(yù)測(cè)算術(shù)編碼的代碼量時(shí)，會(huì)導(dǎo)致很大的誤差。 然而，相比于通常的可變長(zhǎng)度編碼，CAVLC可以通過(guò)自適應(yīng)地改變上下文而在不識(shí)別區(qū)域的 情況下高效地對(duì)區(qū)域進(jìn)行編碼。所以，誤差被減少，并且在采用CABAC方法時(shí)的生成代碼量 可以通過(guò)根據(jù)CAVLC方法進(jìn)行編碼而估計(jì)出來(lái)。因此，采用CABAC方法的主編碼單元70處的生成代碼量也可以通過(guò)在代碼長(zhǎng)度計(jì)算單元27處采用CAVLC方法而估計(jì)出來(lái)。注意，代 碼長(zhǎng)度計(jì)算單元27還可以通過(guò)采用CAVLC方法來(lái)抑制電路規(guī)模。代碼量控制單元40從比特率和GOP配置之間的關(guān)系來(lái)確定將要分配給1個(gè)GOP的 目標(biāo)生成代碼量。另外，代碼量控制單元40基于在預(yù)編碼單元20處計(jì)算出的相當(dāng)于1個(gè) GOP的生成代碼量來(lái)預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化參數(shù)以及當(dāng)采用該量化參數(shù)時(shí)的生成 代碼量。也就是說(shuō)，代碼量控制單元40預(yù)測(cè)量化參數(shù)(其中1個(gè)GOP的生成代碼量等于或 小于目標(biāo)生成代碼量，并且非常接近目標(biāo)生成代碼量)以及采用該量化參數(shù)時(shí)的生成代碼 量。另外，代碼量控制單元40從預(yù)測(cè)的生成代碼量來(lái)設(shè)置實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化參 數(shù)，并且將其輸出到量化信息確定單元65。 延遲緩沖器50將輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)延遲用于在代碼量控制單元40處設(shè)置量化 信息的時(shí)間，并且將延遲后的圖像數(shù)據(jù)輸出到量化信息辨別單元60和主編碼單元70。量化信息辨別單元60的預(yù)測(cè)處理單元61以從延遲緩沖器50供應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)的 每幀的圖像作為是參考畫(huà)面的I畫(huà)面(幀內(nèi)編碼圖像)確定最適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)模式，，并且從該 圖像數(shù)據(jù)生成預(yù)測(cè)圖像的圖像數(shù)據(jù)。另外，預(yù)測(cè)處理單元61生成指示從延遲緩沖器50供應(yīng) 的圖像數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)圖像的圖像數(shù)據(jù)之間的差的差分圖像數(shù)據(jù)，并將其輸出到DCT單元62。DCT單元62執(zhí)行關(guān)于差分圖像數(shù)據(jù)的離散余弦變換以生成DCT系數(shù)，并將其輸出 到后向搜索單元63。后向搜索單元63使用所供應(yīng)的DCT系數(shù)來(lái)執(zhí)行計(jì)算，并執(zhí)行用于上一次編碼的 量化信息的辨別。對(duì)于量化信息的辨別，例如在國(guó)際公開(kāi)W02009/035144中所公開(kāi)的，針 對(duì)每個(gè)宏塊將用于編碼的DCT系數(shù)除以用于后向搜索處理的比例改變因子(reselling factor)以獲取余數(shù)。另外，使得組成一個(gè)畫(huà)面的宏塊的余數(shù)的總和最小的比例改變因子被 檢測(cè)。注意，比例改變因子是用于從作為量化信息的量化矩陣、量化參數(shù)以及要被用于解碼 的DCT系數(shù)獲取要被用于編碼的DCT系數(shù)的變換矩陣函數(shù)。如此檢測(cè)的比例改變因子被生 成時(shí)的量化信息被辨別作為用于上一次編碼的量化信息。另外，當(dāng)余數(shù)的總和的兩個(gè)或更 多個(gè)最小值被檢測(cè)到時(shí)，具有較大值的量化參數(shù)被采用。此外，后向搜索單元63使用以代 碼量控制單元40處設(shè)置的量化信息作為基準(zhǔn)的范圍中的量化信息，來(lái)執(zhí)行用于上一次編 碼的量化信息的辨別。圖2示出了后向搜索單元63的配置。后向搜索單元63包括余數(shù)計(jì)算單元631、估 計(jì)值確定單元632以及確定單元633。余數(shù)計(jì)算單元631基于以代碼量控制單元40處設(shè)置 的量化信息作為基準(zhǔn)的范圍中的量化信息，將DCT系數(shù)除以比例改變因子，并且將所獲得 的余數(shù)輸出到估計(jì)值確定單元632。估計(jì)值確定單元632以畫(huà)面為單位計(jì)算余數(shù)的總和。另外，估計(jì)值確定單元632通 過(guò)比例改變因子對(duì)余數(shù)的總和進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以獲取估計(jì)值。圖3是舉例說(shuō)明量化信息(例 如，量化參數(shù))和余數(shù)的總和之間的關(guān)系的示圖。從圖3顯而易見(jiàn)，余數(shù)的總和具有隨著量 化參數(shù)的增大而增大的特性。因此，估計(jì)值確定單元632通過(guò)比例改變因子對(duì)余數(shù)進(jìn)行標(biāo) 準(zhǔn)化來(lái)獲取估計(jì)值，從而辨別在不受此特性影響的情況下使得余數(shù)的總和為最小的量化參 數(shù)。另外，估計(jì)值確定單元632計(jì)算組成一個(gè)畫(huà)面的宏塊的估計(jì)值的總和，并且將其輸出到 確定單元633。確定單元633檢測(cè)使得估計(jì)值的總和為最小的比例改變因子，并且將檢測(cè)出的比例改變因子的量化矩陣和量化參數(shù)輸出到量化信息確定單元65，作為執(zhí)行上一次編碼時(shí)使 用的量化參數(shù)。圖4是舉例說(shuō)明量化參數(shù)和估計(jì)值的總和之間的關(guān)系的示圖。確定單元 633根據(jù)圖4的特性將使得估計(jì)值的總和為最小的量化參數(shù)作為在執(zhí)行上一次編碼時(shí)使用
的量化信息。另外，后向搜索單元63將指示量化信息已經(jīng)被辨別出的畫(huà)面的信息信號(hào)輸出到 畫(huà)面類型設(shè)置單元11。這里，在使用通過(guò)對(duì)具有長(zhǎng)GOP配置的經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼而獲 得的圖像數(shù)據(jù)已經(jīng)執(zhí)行后向搜索的情況中，當(dāng)要被用于后向搜索的畫(huà)面為I畫(huà)面時(shí)，將DCT 系數(shù)除以基于用于上一次編碼的量化信息的比例改變因子時(shí)的余數(shù)較小。然而，當(dāng)要被用 于后向搜索的畫(huà)面是P畫(huà)面或B畫(huà)面時(shí)，余數(shù)不像I畫(huà)面那樣小。因此，可以基于用于上一 次編碼的量化系數(shù)是否已被辨認(rèn)出來(lái)檢測(cè)在上一次編碼中被設(shè)置為I畫(huà)面的幀。后向搜索 單元63生成指示在上一次編碼中被設(shè)置為I畫(huà)面的幀的信息信號(hào)，并將其輸出到畫(huà)面類型 設(shè)置單元11。
量化信息確定單元65將在量化信息辨別單元60處辨別出的量化信息輸出到主編 碼單元70。另外，當(dāng)在量化信息辨別單元60處辨別出所述量化信息時(shí)，量化信息確定單元 65將在代碼量控制單元40處設(shè)置的量化信息改變?yōu)樵诹炕畔⒈鎰e單元60處辨認(rèn)出的量 化信息，并將其輸出到主編碼單元70。因此，在輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)是沒(méi)有被編碼的原始圖 像的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，量化信息辨別單元60不被允許辨別其量化信息，因此在預(yù)編碼處理中設(shè) 置的量化信息被輸出到主編碼單元70。另外，在輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)是現(xiàn)在正被編碼的圖 像數(shù)據(jù)時(shí)，在量化信息辨別單元60處辨別出的量化信息被輸出到主編碼單元70。主編碼單元70使用從量化信息確定單元65供應(yīng)的量化信息來(lái)執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的編 碼。主編碼單元70的預(yù)測(cè)處理單元71基于畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型來(lái)生 成預(yù)測(cè)圖像數(shù)據(jù)。預(yù)測(cè)處理單元71生成指示預(yù)測(cè)圖像數(shù)據(jù)和輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)之間的 誤差的差分圖像數(shù)據(jù)，并將其輸出到DCT單元72。DCT單元72執(zhí)行關(guān)于差分圖像數(shù)據(jù)的離散余弦變換以生成DCT系數(shù)，并將其輸出 到量化單元73。量化單元73使用從量化信息確定單元65供應(yīng)的量化信息來(lái)執(zhí)行DCT系數(shù)的量 化，并將量化后的數(shù)據(jù)輸出到逆量化單元74和可變長(zhǎng)度編碼單元77。逆量化單元74執(zhí)行關(guān)于量化后的數(shù)據(jù)的逆量化以生成DCT系數(shù)，并將其輸出到 IDCT 單元 75。IDCT單元75執(zhí)行從逆量化單元74供應(yīng)的DCT系數(shù)的逆離散余弦變換以生成差分 圖像數(shù)據(jù)，并將其輸出到預(yù)測(cè)圖像生成單元76。預(yù)測(cè)圖像生成單元76使用差分圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成本地解碼后的圖像的圖像數(shù)據(jù)。 另外，預(yù)測(cè)圖像生成單元76使用來(lái)自延遲緩沖器50的圖像數(shù)據(jù)來(lái)以宏塊為單位執(zhí)行當(dāng)前 幀和在時(shí)間上接下來(lái)的相鄰幀之間的運(yùn)動(dòng)估計(jì)。另外，預(yù)測(cè)圖像生成單元76基于運(yùn)動(dòng)估計(jì) 結(jié)果執(zhí)行本地解碼后的圖像的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以生成預(yù)測(cè)圖像，并將其輸出到預(yù)測(cè)處理單元71?？勺冮L(zhǎng)度編碼單元77通過(guò)CAVLC方法或CABAC方法來(lái)執(zhí)行關(guān)于量化后的數(shù)據(jù)的 編碼以生成經(jīng)編碼的流，并輸出這些流?？勺冮L(zhǎng)度編碼單元77例如使用CABAC方法執(zhí)行量 化后的數(shù)據(jù)的編碼，以減少數(shù)據(jù)量并生成經(jīng)編碼的流。當(dāng)對(duì)上一次已經(jīng)執(zhí)行了編碼的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼時(shí)，如此配置的圖像編碼裝置10將畫(huà)面類型設(shè)置為等同于在執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型來(lái)執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的編碼。另外， 圖像編碼裝置10使用用于上一次編碼的量化信息來(lái)執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的編碼。2.第一實(shí)施例的操作 接下來(lái)，將描述第一實(shí)施例的操作。圖5是示出第一實(shí)施例的操作的流程圖。注 意，圖5示出了 1個(gè)GOP的處理。在步驟STl，圖像編碼裝置10執(zhí)行畫(huà)面類型的設(shè)置。圖像編碼裝置10根據(jù)GOP (畫(huà) 面組)配置在畫(huà)面類型設(shè)置單元11處為每幀的圖像數(shù)據(jù)設(shè)置畫(huà)面類型，并且進(jìn)行到步驟 ST2。在步驟ST2，圖像編碼裝置10執(zhí)行圖像的重排。圖像編碼裝置10基于畫(huà)面類型設(shè) 置單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型，在圖像重排處理單元12處將圖像數(shù)據(jù)從顯示順序重排到編 碼順序，并進(jìn)行到步驟ST3。在步驟ST3，圖像編碼裝置10執(zhí)行預(yù)編碼處理。圖像編碼裝置10使用所設(shè)置的畫(huà) 面類型在預(yù)編碼單元20處執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的編碼以計(jì)算生成代碼量，并且進(jìn)行到步驟ST4。在步驟ST4，圖像編碼裝置10辨別生成代碼量是否已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)于IfGOP的量。 在預(yù)編碼單元20處計(jì)算的生成代碼量已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)于1個(gè)GOP的量的情況下，圖像編碼裝 置10進(jìn)行到步驟ST7，并且在生成代碼量沒(méi)有達(dá)到相當(dāng)于IfGOP的量的情況下，返回步驟 ST3。在步驟ST7，圖像編碼裝置10執(zhí)行量化信息設(shè)置處理。圖像編碼裝置10基于通過(guò) 執(zhí)行預(yù)編碼處理獲取的生成代碼量來(lái)設(shè)置實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化信息，并且進(jìn)行到步 驟ST8。注意，量化信息設(shè)置處理將隨后描述。在步驟ST8，圖像編碼裝置10執(zhí)行后向搜索處理。圖像編碼裝置10執(zhí)行從延遲緩 沖器50讀出圖像數(shù)據(jù)，并且以所讀出的圖像數(shù)據(jù)的每幀的圖像作為是參考畫(huà)面的I畫(huà)面來(lái) 執(zhí)行DCT系數(shù)的計(jì)算。另外，圖像編碼裝置10將如下的量化信息辨別為用于上一次編碼的 量化信息，并進(jìn)行到步驟ST9，所述如下的量化信息使得在使用以在步驟ST7中設(shè)置的量化 信息作為基準(zhǔn)的范圍中的量化信息執(zhí)行DCT系數(shù)的除法時(shí)以畫(huà)面為單位的余數(shù)的總和最 小。在步驟ST9，圖像編碼裝置10辨別用于上一次編碼的量化信息是否已經(jīng)被辨別 出。在后向搜索處理已經(jīng)被執(zhí)行的情況下，量化信息(例如，量化參數(shù))和量化矩陣已經(jīng)被 辨別出，圖像編碼裝置10進(jìn)行到步驟ST10，而在沒(méi)有量化信息已經(jīng)被辨別出的情況下，進(jìn) 行到步驟ST13。在步驟ST10，圖像編碼裝置10辨別畫(huà)面類型是否匹配。在畫(huà)面類型設(shè)置單元11 處設(shè)置的畫(huà)面類型和其量化信息在量化信息辨別單元60處已經(jīng)被辨別出的畫(huà)面類型不匹 配的情況下，圖像編碼裝置10進(jìn)行到步驟STl 1，并且在畫(huà)面類型匹配的情況下進(jìn)行到步驟 ST12。在步驟STl 1，圖像編碼裝置10執(zhí)行畫(huà)面類型匹配處理。圖像編碼裝置10調(diào)整后 續(xù)GOP的GOP長(zhǎng)度以匹配要被設(shè)置到圖像數(shù)據(jù)的畫(huà)面類型和執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類 型，并且進(jìn)行到步驟ST12。在執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型是參考畫(huà)面時(shí)，圖像編碼裝置 10確定要為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的畫(huà)面類型為參考畫(huà)面，并且在執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型是 非參考畫(huà)面時(shí)，圖像編碼裝置10確定要為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的畫(huà)面類型為非參考畫(huà)面。
在步驟ST12，圖像編碼裝置10執(zhí)行量化信息改變處理。圖像編碼裝置10將在步 驟ST7中設(shè)置的量化信息改變?yōu)樵诓襟EST8中的后向搜索處理中辨別出的量化信息，并且 進(jìn)行到步驟ST13。例如，圖像編碼裝置10將步驟ST7中設(shè)置的量化參數(shù)改變?yōu)樵诓襟EST8 中辨別出的量化參數(shù)。在步驟ST13，圖像編碼裝置10執(zhí)行主編碼處理。在用于上一次編碼的量化信息 沒(méi)有被辨別出的情況下，圖像編碼裝置10使用在步驟ST7中設(shè)置的量化信息來(lái)執(zhí)行編碼。 另外，在用于上一次編碼的量化信息已經(jīng)被辨別出的情況下，圖像編碼裝置10使用在步驟 ST12中改變了的量化信息(即，用于上一次編碼的量化信息)來(lái)執(zhí)行量化。圖6舉例說(shuō)明了示出量化信息設(shè)置處理的流程圖。在步驟ST21，代碼量控制單元 40執(zhí)行量化參數(shù)的預(yù)測(cè)。代碼量控制單元40基于在預(yù)編碼單元20處計(jì)算出的生成代碼量 來(lái)預(yù)測(cè)用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化參數(shù)，并進(jìn)行到步驟ST22。圖7是用于描述用于計(jì)算量化參數(shù)和后面描述的生成代碼量的處理的示圖。代碼 量控制單元40根據(jù)在預(yù)編碼單元20處使用固定量化參數(shù)QP (ρ)執(zhí)行編碼時(shí)的生成代碼量 BT(p)，將宏塊分類為多個(gè)群組。另外，代碼量控制單元40從預(yù)先為每個(gè)群組規(guī)定的指示量 化參數(shù)和生成代碼量之間的關(guān)系的多個(gè)預(yù)測(cè)曲線中選擇相應(yīng)群組的預(yù)測(cè)曲線，例如預(yù)測(cè)曲 線CB。另外，代碼量控制單元40使用所選擇的預(yù)測(cè)曲線CB來(lái)預(yù)測(cè)使得生成代碼量等于或 小于目標(biāo)生成代碼量BT (t)并且為與之最接近的值的量化參數(shù)。在步驟ST22，代碼量控制單元40計(jì)算相當(dāng)于1個(gè)GOP的生成代碼量。代碼量控制 單元40計(jì)算預(yù)測(cè)量化參數(shù)的相當(dāng)于1個(gè)GOP的生成代碼量，并且進(jìn)行到步驟ST23。在步驟ST23，代碼量控制單元40辨別相當(dāng)于1個(gè)GOP的生成代碼量是否大于目 標(biāo)生成代碼量。當(dāng)生成代碼量不大于目標(biāo)生成代碼量時(shí)，代碼量控制單元40進(jìn)行到步驟 ST24，并且當(dāng)生成代碼量大于目標(biāo)生成代碼量時(shí)，進(jìn)行到步驟ST25。在步驟ST24，代碼量控制單元40從預(yù)測(cè)的量化參數(shù)設(shè)置要被用于主編碼處理的 量化參數(shù)。當(dāng)生成代碼量和目標(biāo)生成代碼量之間的差小時(shí)，代碼量控制單元40確定預(yù)測(cè)的 量化參數(shù)作為要被用于主編碼處理的量化參數(shù)。例如，當(dāng)生成代碼量小于預(yù)測(cè)的量化參數(shù) 被減小1時(shí)的生成代碼量的增量時(shí)，代碼量控制單元40確定預(yù)測(cè)的量化參數(shù)作為要被用于 主編碼處理的量化參數(shù)，并且結(jié)束該處理。并且，當(dāng)生成代碼量和目標(biāo)生成代碼量之間的差 大時(shí)，代碼量控制單元40減小預(yù)測(cè)的量化參數(shù)的值以減小差，并且將此確定為要被用于主 編碼處理的量化參數(shù)。在步驟ST25，代碼量控制單元40增大預(yù)測(cè)的量化參數(shù)的值。代碼量控制單元40 根據(jù)生成代碼量和目標(biāo)生成代碼量之間的差來(lái)確定增大量，增大預(yù)測(cè)的量化參數(shù)的值，并 且進(jìn)行到步驟ST26。在步驟ST26，代碼量控制單元40計(jì)算相當(dāng)于1個(gè)GOP的生成代碼量。代碼量控制 單元40使用在步驟ST25中更新的量化參數(shù)以與步驟ST22相同的方式來(lái)計(jì)算相當(dāng)于1個(gè) GOP的生成代碼量，并且進(jìn)行到步驟ST27。在步驟ST27，代碼量控制單元40辨別目標(biāo)生成代碼量是否能夠?qū)崿F(xiàn)。當(dāng)辨別出 目標(biāo)生成代碼量不能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)，代碼量控制單元40返回到步驟ST23，并且當(dāng)辨別出目標(biāo)生 成代碼量能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)，確定在步驟ST25中更新的量化參數(shù)作為要被用于主編碼處理的量 化參數(shù)，并且結(jié)束該處理。例如，代碼量控制單元40確定使用在主編碼處理中更新的量化參數(shù)時(shí)的生成代碼量等于或小于目標(biāo)生成代碼量。此外，代碼量控制單元40確定使用比在 主編碼處理中更新的量化參數(shù)小1的量化參數(shù)時(shí)的生成代碼量超過(guò)了目標(biāo)生成代碼量。此 時(shí)，代碼量控制單元40辨別出目標(biāo)生成代碼量是能夠?qū)崿F(xiàn)的，并且確定更新后的量化參數(shù) 作為要被用于主編碼處理的量化參數(shù)。注意，量化信息設(shè)置處理不限于在圖6中的流程圖中示出的處理。例如，量化參數(shù) 的增大量或減少量被根據(jù)生成代碼量和目標(biāo)生成代碼量之間的差而設(shè)置，以再次執(zhí)行生成 代碼量的計(jì)算。并且，當(dāng)生成代碼量和目標(biāo)生成代碼量之間的差變小時(shí)，可以通過(guò)一次將量 化參數(shù)增大或減少1來(lái)搜索使得目標(biāo)生成代碼量能夠?qū)崿F(xiàn)的量化參數(shù)。圖8是舉例說(shuō)明用于計(jì)算相當(dāng)于1個(gè)GOP的生成代碼量的處理的流程圖。在步驟 ST31，代碼量控制單元40使用預(yù)測(cè)的量化參數(shù)來(lái)計(jì)算I畫(huà)面的生成代碼量，并且進(jìn)行到步 驟 ST32。在步驟ST32，代碼量控制單元40辨別下一個(gè)畫(huà)面是否為I畫(huà)面。當(dāng)下一個(gè)畫(huà)面不 是I畫(huà)面時(shí)，代碼量控制單元40進(jìn)行到步驟ST33，并且當(dāng)下一個(gè)畫(huà)面是I畫(huà)面時(shí)，結(jié)束用于 計(jì)算相當(dāng)于1個(gè)GOP的生成代碼量的處理。在步驟ST33，代碼量控制單元40使用預(yù)測(cè)的量化參數(shù)來(lái)計(jì)算非I畫(huà)面(S卩，P畫(huà) 面或B畫(huà)面)的生成代碼量，并且返回到步驟ST32。接下來(lái)，將使用圖9至圖11描述畫(huà)面匹配處理。圖9示出了在上一次編碼時(shí)設(shè)置 的畫(huà)面類型的相位比在畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型的相位超前的情況。也就 是說(shuō)，圖9示出了在比畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的I畫(huà)面早的畫(huà)面處辨別出量化信息的 情況。并且，圖10示出了在上一次編碼時(shí)設(shè)置的畫(huà)面類型的相位比在畫(huà)面類型設(shè)置單元11 處設(shè)置的畫(huà)面類型的相位延遲并且該相位的延遲量小的情況。也就是說(shuō)，圖10示出了在比 畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的I畫(huà)面晚并且與該I畫(huà)面略微分離的畫(huà)面處辨別出量化信 息的情況。另外，圖11示出了在上一次編碼時(shí)設(shè)置的畫(huà)面類型的相位比在畫(huà)面類型設(shè)置單 元11處設(shè)置的畫(huà)面類型的相位延遲并且該相位的延遲量大的情況。也就是說(shuō)，圖11示出 了在比畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的I畫(huà)面晚并且被與該I畫(huà)面顯著分離的畫(huà)面處辨別 出量化信息的情況。注意，在圖9至圖11中，“Br”表示根據(jù)H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)可以被用作參 考圖像的B畫(huà)面。并且，圖9至圖11示出了在圖像重排處理單元12處執(zhí)行圖像重排之前 的次序的畫(huà)面類型。對(duì)于在畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的G0P，其量化信息已經(jīng)在量化信息辨別單元 60處被辨認(rèn)出的畫(huà)面的編號(hào)將被作為檢測(cè)出的畫(huà)面編號(hào)PNB。并且，從檢測(cè)出的畫(huà)面編號(hào) 開(kāi)始的比I畫(huà)面早的B畫(huà)面的數(shù)目被作為B畫(huà)面的數(shù)目BN。當(dāng)所設(shè)置的畫(huà)面類型不同于其 量化信息已經(jīng)在量化信息辨認(rèn)單元60處已經(jīng)被辨認(rèn)出的畫(huà)面類型時(shí)，畫(huà)面類型設(shè)置單元 11調(diào)整后續(xù)GOP的GOP長(zhǎng)度。畫(huà)面類型設(shè)置單元11調(diào)整GOP長(zhǎng)度，以匹配要為圖像數(shù)據(jù)設(shè) 置的畫(huà)面類型和執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型。畫(huà)面類型設(shè)置單元11執(zhí)行表達(dá)式(1)的 計(jì)算，以設(shè)置下一個(gè)GOP的GOP長(zhǎng)度GL。GL = PNB-BN(1)圖9中的(A)表示上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型。并且圖9中的(B)和(C)表示 執(zhí)行匹配處理時(shí)的畫(huà)面類型。在上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型的相位超前的情況下，即，在 GOP長(zhǎng)度GL具有負(fù)值的情況下，等于該負(fù)值的量的B畫(huà)面被從下一個(gè)GOP的頭部去除。在圖9中，上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型的相位超前例如相當(dāng)于1個(gè)畫(huà)面，并且檢測(cè)出的畫(huà)面 編號(hào)PNB為“1”。并且，B畫(huà)面的數(shù)目為“2”，因此GOP長(zhǎng)度GL為“_1”。因此，如圖9中的 (B)中所示，例如，位于比下一個(gè)GOP的I畫(huà)面更早的位置的B畫(huà)面中一個(gè)畫(huà)面“Bi”被去 除。所以，當(dāng)從下一個(gè)GOP中去除相位超前的畫(huà)面的數(shù)目的頭部B畫(huà)面時(shí)，在畫(huà)面類型設(shè)置 單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型和在上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型可以被匹配。并且，如圖9中的(C)中所示，例如，下一個(gè)GOP的GOP長(zhǎng)度被減少1個(gè)畫(huà)面，并且 P畫(huà)面被設(shè)置為最后畫(huà)面。所以，當(dāng)將下一個(gè)GOP長(zhǎng)度減少等于該負(fù)值的量時(shí)，對(duì)于其GOP 長(zhǎng)度已經(jīng)被減小的GOP的下一個(gè)G0P，畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型和上一次編 碼中設(shè)置的畫(huà)面類型可以被匹配。所以，在上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型的相位比畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的 畫(huà)面類型超前的情況下，GOP長(zhǎng)度的調(diào)整通過(guò)將比I畫(huà)面早的畫(huà)面的數(shù)目減少超前畫(huà)面的 數(shù)目來(lái)執(zhí)行，從而使得要為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的畫(huà)面類型可以與執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型 相匹配。例如，要為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的I畫(huà)面可以被與執(zhí)行上一次編碼時(shí)的I畫(huà)面相匹配。圖10中的(A)表示在上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型。并且，圖10中的(B)、(C) 和(D)表示執(zhí)行匹配處理時(shí)的畫(huà)面類型。在上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型的相位延遲小的 情況下，下一個(gè)GOP的GOP長(zhǎng)度將被作為計(jì)算出的GOP長(zhǎng)度GL。在圖10中，量化參數(shù)和量 化矩陣首先在畫(huà)面“B4”中被檢測(cè)出，并且比I畫(huà)面早的B畫(huà)面的數(shù)目為“2”，因此，GOP長(zhǎng) 度GL為“4-2 = 2”。因此，如圖10中的(B)中所示，例如，下一個(gè)GOP的GOP長(zhǎng)度將被設(shè)置 為“2”。所以，在下一個(gè)GOP具有此GOP長(zhǎng)度GL時(shí)，對(duì)于下一個(gè)之后的G0P，畫(huà)面類型設(shè)置 單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型可以被與上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型相匹配。此外，在相位延遲小的情況下，GOP長(zhǎng)度GL變?yōu)樾≈?，并且因此短GOP被生成。因 此，畫(huà)面類型設(shè)置單元11調(diào)整下一個(gè)GOP和下一個(gè)之后的GOP的畫(huà)面類型，以不生成短 G0P。畫(huà)面類型設(shè)置單元11對(duì)在畫(huà)面類型設(shè)置單元11處要為后續(xù)畫(huà)面設(shè)置的畫(huà)面類型與 上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型進(jìn)行匹配。在這種情況下，I畫(huà)面和P畫(huà)面之間的間隔GM被 用來(lái)將下一個(gè)GOP的GOP長(zhǎng)度設(shè)置為(G0P長(zhǎng)度GL+間隔GM的整數(shù)倍)。例如，在圖10中，I畫(huà)面和P畫(huà)面之間的間隔GM為“3”，并且GOP長(zhǎng)度GL為“2”， 因此下一個(gè)GOP的GOP長(zhǎng)度將例如為“2+3X2”，如圖10中的(C)中所示。所以，對(duì)于下一 個(gè)之后的G0P，畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面可以被與上一次編碼 中設(shè)置的畫(huà)面類型相匹配。另外，對(duì)于隨后的G0P，畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型 和上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型被匹配。另外，通過(guò)將調(diào)整抑制到最小從而不產(chǎn)生短G0P，在畫(huà)面類型設(shè)置單元11處將要 設(shè)置的畫(huà)面類型可以被與上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型相匹配。在這種情況下，GOP長(zhǎng)度 將被設(shè)置為“G0P的常規(guī)數(shù)目_(間隔GM的整數(shù)倍-GL) ”。在圖10中，GOP的常規(guī)數(shù)目為 “12”，間隔GM為“3”，并且GOP長(zhǎng)度GL為“2”，所以如圖10中的(D)中所示，下一個(gè)GOP的 GOP長(zhǎng)度將為“12-(3-2)”。所以，對(duì)于下一個(gè)之后的G0P，通過(guò)將調(diào)整抑制到最小，在畫(huà)面類 型設(shè)置單元11處將要設(shè)置的畫(huà)面類型可以被與上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型相匹配，因 此可以通過(guò)將調(diào)整抑制到最小來(lái)降低圖像質(zhì)量的劣化。圖11中的(A)示出了上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型。并且，圖11中的⑶和(C) 表示執(zhí)行匹配處理時(shí)的畫(huà)面類型。在上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型的相位延遲大的情況下，下一個(gè)GOP的GOP長(zhǎng)度將被設(shè)置作為計(jì)算出的GOP長(zhǎng)度GL。在圖11中，量化信息首先在 畫(huà)面“B10”中被辨別出，并且比I畫(huà)面早的B畫(huà)面的數(shù)目為“2”，因此GOP長(zhǎng)度GL為“10-2 =8”。因此，如圖11中的(B)中所示，例如，下一個(gè)GOP的GOP長(zhǎng)度將被設(shè)置為“8”。所以， 在下一個(gè)GOP具有GOP長(zhǎng)度GL的情況下，對(duì)于下一個(gè)之后的G0P，在畫(huà)面類型設(shè)置單元11 處將要設(shè)置的畫(huà)面類型可以被與上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型相匹配。此外，在下一個(gè)GOP具有此GOP長(zhǎng)度GL的情況下，對(duì)于下一個(gè)GOP，I畫(huà)面或P畫(huà) 面可以被設(shè)置代替上一次編碼中設(shè)置的P畫(huà)面，以降低圖像質(zhì)量的劣化。也就是說(shuō)，當(dāng)GOP 長(zhǎng)度GL不是I畫(huà)面和P畫(huà)面之間的間隔GM的整數(shù)倍時(shí)，對(duì)于B畫(huà)面將在頭部側(cè)執(zhí)行邊緣 數(shù)目的調(diào)整。如圖11中的⑶中所示，例如，作為頭部側(cè)的B畫(huà)面的“Bi”被去除。所以，在上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型的相位相比于畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè) 置的畫(huà)面類型被延遲的情況下，如圖10和11中所示，GOP長(zhǎng)度的調(diào)整通過(guò)減少接下來(lái)的一 個(gè)或多個(gè)GOP的畫(huà)面數(shù)目而被執(zhí)行，從而使得要為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面 的畫(huà)面類型可以被與執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型相匹配。此外，如圖10中的(B)和(C) 以及圖11中所示，GOP長(zhǎng)度的調(diào)整被執(zhí)行，從而使得要為圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的I畫(huà)面可以被與 執(zhí)行上一次編碼時(shí)的I畫(huà)面相匹配。所以，當(dāng)執(zhí)行畫(huà)面匹配處理時(shí)，畫(huà)面類型設(shè)置單元11可以執(zhí)行畫(huà)面類型的設(shè)置， 以與上一次編碼中設(shè)置的畫(huà)面類型相匹配。所以，當(dāng)通過(guò)提供參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面的圖 像質(zhì)量的差別來(lái)改善主題圖像質(zhì)量時(shí)，可以防止圖像質(zhì)量相比于參考畫(huà)面較差的非參考畫(huà) 面在下一次編碼中被設(shè)置為參考圖像。所以，即使在圖像數(shù)據(jù)的編碼和解碼被重復(fù)時(shí)，圖像 質(zhì)量的劣化也可以被降低。另外，在用于上一次編碼的量化信息已經(jīng)在量化信息辨別單元60處被辨別出的 情況下，量化信息改變處理被執(zhí)行，從而在代碼量控制單元40處設(shè)置的量化信息被改變?yōu)?在量化信息辨別單元60處辨別出的量化信息。所以，在用于上一次編碼的量化信息已經(jīng)被 辨別出的情況下，在主編碼單元70處使用辨別出的量化信息來(lái)執(zhí)行編碼。所以，在主編碼 單元70處使用用于上一次編碼時(shí)的量化信息執(zhí)行編碼，可以防止量化失真被重復(fù)疊加，從 而即使在圖像數(shù)據(jù)的編碼和解碼被重復(fù)時(shí)也可以降低圖像質(zhì)量的劣化。此外，對(duì)于在量化信息辨別單元60處對(duì)用于上一編碼的量化信息的辨別，要被辨 別的量化信息的范圍以通過(guò)執(zhí)行預(yù)編碼處理設(shè)置的量化信息作為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)置。所以，即使 計(jì)算不是利用所有的量化信息執(zhí)行的，用于上一次編碼的量化信息也可以被辨別出，因此 量化信息辨別單元60處的計(jì)算量可以被減少。3.第二實(shí)施例的配置接下來(lái)，將給出以比第一實(shí)施例更高的精確度來(lái)執(zhí)行量化信息的設(shè)置并且所設(shè)置 的量化信息被使用從而進(jìn)一步有助于在量化信息辨別單元60處對(duì)用于上一次編碼的量化 信息的辨別的情況的描述。注意，對(duì)于第二實(shí)施例，將給出關(guān)于量化矩陣的設(shè)置也是在代碼 量控制單元處被執(zhí)行的情況的描述。對(duì)于第二實(shí)施例，另外提供了用作第三編碼單元的內(nèi)部預(yù)編碼單元30，從而利用 在內(nèi)部預(yù)編碼單元30處計(jì)算出的生成代碼量來(lái)提高諸如量化參數(shù)等之類的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。圖12示出了第二實(shí)施例的配置。圖像編碼裝置IOa包括畫(huà)面類型設(shè)置單元11、 圖像重排處理單元12、用作第一編碼單元的預(yù)編碼單元20、用作第三編碼單元的內(nèi)部預(yù)編
15碼單元30、代碼量控制單元40a、延遲緩沖器50、量化信息辨別單元60、量化信息確定單元 65以及用作第二編碼單元的主編碼單元70。注意，在圖12中，預(yù)編碼單元20和主編碼單 元70具有與第一實(shí)施例相同的配置，因此預(yù)編碼單元20和主編碼單元70示意性地在圖12 中示出。內(nèi)部預(yù)編碼單元30包括畫(huà)面內(nèi)預(yù)測(cè)處理單元31、DCT單元32、量化單元33、逆量 化單元34、IDCT單元35、內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像生成單元36以及代碼長(zhǎng)度計(jì)算單元37。另外，量化 單元33配置有多級(jí)量化單元33-1至33-n，并且代碼長(zhǎng)度計(jì)算單元37配置有多級(jí)代碼長(zhǎng)度 計(jì)算單元37-1至37-n。利用這種配置，畫(huà)面類型設(shè)置單元11根據(jù)上面所描述的長(zhǎng)GOP配置，設(shè)置關(guān)于輸 入圖像的每幀的圖像數(shù)據(jù)的畫(huà)面類型。另外，當(dāng)所設(shè)置的畫(huà)面類型與其量化信息已經(jīng)在量 化信息辨別單元60處被辨認(rèn)出的畫(huà)面類型不同時(shí)，通過(guò)控制后續(xù)畫(huà)面類型的設(shè)置來(lái)對(duì)畫(huà) 面類型進(jìn)行匹配。圖像重排處理單元12根據(jù)在畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型，將輸入圖 像的圖像數(shù)據(jù)的畫(huà)面順序從顯示順序重排為編碼順序。預(yù)編碼單元20執(zhí)行在圖像數(shù)據(jù)的 編碼已經(jīng)使用固定量化參數(shù)被執(zhí)行時(shí)的生成代碼量的計(jì)算，并且將計(jì)算出的生成代碼量輸 出到代碼量控制單元40a。內(nèi)部預(yù)編碼單元30利用多個(gè)量化信息對(duì)作為I畫(huà)面的所有圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼，并 且計(jì)算針對(duì)每個(gè)量化信息的生成代碼量，以將其輸出到代碼量控制單元40a。內(nèi)部預(yù)編碼單 元30的畫(huà)面內(nèi)預(yù)測(cè)處理單元31生成指示輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)和在內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像生成單元 36處生成的預(yù)測(cè)圖像數(shù)據(jù)之間的誤差的差分圖像數(shù)據(jù)，以將其輸出到DCT單元32。DCT單元32執(zhí)行關(guān)于差分圖像數(shù)據(jù)的離散余弦變換以生成DCT系數(shù)，并將其輸出 到量化單元33。量化單元33配置有多級(jí)(例如，9級(jí))量化單元33-1至33_9。量化單元33_1至 33-9通過(guò)結(jié)合多個(gè)量化信息(例如，3個(gè)不同的量化參數(shù)QP(iO)、QP(il)和QP(i2)以及三 個(gè)不同的量化矩陣QMF、QNN和QMS)而根據(jù)九個(gè)條件執(zhí)行量化。量化單元33_1至33_9將 通過(guò)執(zhí)行DCT系數(shù)的量化獲取的量化后的數(shù)據(jù)輸出到代碼長(zhǎng)度計(jì)算單元37。另外，量化單 元33選擇在量化單元33-1至33-9處生成的量化后的數(shù)據(jù)之一，并將其輸出到逆量化單元 34。圖13A至圖13C舉例說(shuō)明了量化矩陣QMF、QMN和QMS。圖13A示出了量化矩陣 QMF0對(duì)于量化矩陣QMF，所有的矩陣值都是相等的值。也就是說(shuō)，量化矩陣QMF是具有平坦 (flat)特性的量化矩陣。圖13B示出了量化矩陣QMN。對(duì)于量化矩陣QMN，高頻分量的矩陣 值大于低頻分量的矩陣值。也就是說(shuō)，量化矩陣QMN是具有共同特性的量化矩陣(其中，高 頻分量的降低被執(zhí)行)。圖13C示出了量化矩陣QMS。對(duì)于量化矩陣QMS，高頻分量的矩陣 值是相比于量化矩陣QMN更大的值。也就是說(shuō)，量化矩陣QMS是具有這樣的特性的量化矩 陣，其中高頻分量的降低相比于量化矩陣QMN被進(jìn)一步增大。逆量化單元34執(zhí)行關(guān)于從量化單元33供應(yīng)的量化后的數(shù)據(jù)的逆量化以生成DCT 系數(shù)數(shù)據(jù)，并將其輸出到IDCT單元35。 IDCT單元35執(zhí)行從逆量化單元34供應(yīng)的DCT系數(shù)數(shù)據(jù)的逆離散余弦變換以生成 差分圖像數(shù)據(jù)，并將其輸出到內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像生成單元36。
內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像生成單元36使用差分圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成本地解碼后的圖像的圖像數(shù) 據(jù)。另外，內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像生成單元36將本地解碼后的圖像的圖像數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)圖像數(shù)據(jù)輸 出到畫(huà)面內(nèi)預(yù)測(cè)處理單元31。代碼長(zhǎng)度計(jì)算單元37配置有與量化單元33相對(duì)應(yīng)的多級(jí)(例如，9級(jí))代碼長(zhǎng)度 計(jì)算單元37-1至37-9。代碼長(zhǎng)度計(jì)算單元37-1至37_9使用與預(yù)編碼單元20的代碼長(zhǎng)度 計(jì)算單元27相同的方法執(zhí)行編碼以計(jì)算每個(gè)宏塊的生成代碼量，并將其輸出到代碼量控 制單元40a。代碼量控制單元40a從在內(nèi)部預(yù)編碼單元30處計(jì)算出的生成代碼量來(lái)計(jì)算可以 識(shí)別是否存在很多高頻分量的識(shí)別值，并且在確定該識(shí)別值大于閾值并且存在很多高頻分 量時(shí)選擇減少高頻分量的量化矩陣。另外，當(dāng)確定該識(shí)別值等于或小于閾值并且存在較少 高頻分量時(shí)，代碼量控制單元40a選擇其中高頻分量的減少比較小的量化矩陣。另外，代碼量控制單元40a從比特率和GOP配置之間的關(guān)系，確定要被分配給1個(gè) GOP的目標(biāo)生成代碼量。代碼量控制單元40a基于在預(yù)編碼單元20處計(jì)算出的相當(dāng)于1個(gè) GOP的生成代碼量來(lái)預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化參數(shù)和采用該量化參數(shù)時(shí)的生成代碼 量。也就是說(shuō)，代碼量控制單元40a預(yù)測(cè)其中相當(dāng)于1個(gè)GOP的生成代碼量等于或小于目標(biāo) 生成代碼量并且非常接近目標(biāo)生成代碼量的量化參數(shù)和采用該量化參數(shù)時(shí)的生成代碼量。另外，代碼量控制單元40a根據(jù)在內(nèi)部預(yù)編碼單元30處計(jì)算出的生成代碼量來(lái)對(duì) 預(yù)測(cè)的生成代碼量進(jìn)行校正。另外，代碼量控制單元40a從校正后的生成代碼量，設(shè)置用于 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化參數(shù)和量化矩陣。這里，當(dāng)設(shè)置不同于在預(yù)編碼單元20處采用 的量化矩陣的量化矩陣時(shí)，代碼量控制單元40a計(jì)算校正系數(shù)。另外，代碼量控制單元40a 使用校正系數(shù)來(lái)校正預(yù)測(cè)的生成代碼量。例如，代碼量控制單元40a從在內(nèi)部預(yù)編碼單元 30處計(jì)算出的生成代碼量中選擇在采用預(yù)編碼單元20處采用的量化矩陣時(shí)的生成代碼量 BT和采用所選擇的量化矩陣時(shí)的生成代碼量。代碼量控制單元40a從所選擇的兩個(gè)生成代 碼量計(jì)算校正系數(shù)。延遲緩沖器50將輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)延遲用于在代碼量控制單元40a處設(shè)置量 化信息的時(shí)間，并且將延遲后的圖像數(shù)據(jù)輸出到量化信息辨別單元60和主編碼單元70。量化信息辨別單元60以圖像數(shù)據(jù)的每幀的圖像作為是參考畫(huà)面的I畫(huà)面來(lái)計(jì)算 DCT系數(shù)。另外，量化信息辨別單元60使用以代碼量控制單元40a處確定的量化信息為基 準(zhǔn)的范圍中的量化信息來(lái)執(zhí)行DCT系數(shù)的除法，并且將使得以畫(huà)面為單位的余數(shù)的總和最 小的量化信息辨別為執(zhí)行上一次編碼時(shí)使用的量化信息。主編碼單元70基于畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型，使用在代碼量控制 單元40a處設(shè)置的量化信息來(lái)執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的編碼。另外，在量化信息已經(jīng)在量化信息辨 別單元60處被辨別出并且在代碼量控制單元40a處設(shè)置的量化信息被量化信息確定單元 65改變?yōu)樵诹炕畔⒈鎰e單元60處辨別出的量化信息的情況下，主編碼單元70使用改變 后的量化信息來(lái)執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的編碼。4.第二實(shí)施例的操作接下來(lái)，將描述第二實(shí)施例的操作。圖14是示出第二實(shí)施例的操作的流程圖。注 意，與圖5中所示的圖像編碼設(shè)備的操作相對(duì)應(yīng)的處理將由相同的步驟編號(hào)指代。在步驟ST1，圖像編碼裝置IOa執(zhí)行畫(huà)面類型的設(shè)置，并且進(jìn)行到步驟ST2。在步驟ST2，圖像編碼裝置IOa執(zhí)行圖像的重排。在步驟ST3，圖像編碼裝置IOa執(zhí)行預(yù)編碼處 理。在步驟ST4，圖像編碼裝置IOa辨別在預(yù)編碼處理中計(jì)算出的生成代碼量是否已經(jīng)達(dá)到 相當(dāng)于1個(gè)G0P。在預(yù)碼單元20處計(jì)算出來(lái)的生成代碼量已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)于IfGOP的情況 下，圖像編碼裝置IOa進(jìn)行到步驟ST7，并且在生成代碼量還沒(méi)有達(dá)到相當(dāng)于1個(gè)GOP的情 況下，返回到步驟ST3。在步驟ST5，圖像編碼裝置IOa執(zhí)行內(nèi)部預(yù)編碼處理。圖像編碼裝置IOa在內(nèi)部 預(yù)編碼單元30處以圖像數(shù)據(jù)的每幀作為I畫(huà)面執(zhí)行編碼以計(jì)算生成代碼量，并進(jìn)行到步驟 ST6。另外，圖像編碼裝置IOa通過(guò)在內(nèi)部預(yù)編碼處理中結(jié)合多個(gè)量化信息(例如，三個(gè)不 同的量化參數(shù)QP(iO)、QP(il)和QP(i2)以及三個(gè)不同的量化矩陣QMF、QMN和QMS)根據(jù)9 個(gè)條件并行地執(zhí)行編碼，來(lái)計(jì)算生成代碼量。在步驟ST6，圖像編碼裝置IOa辨別生成代碼量是否已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)于1個(gè)G0P。在 內(nèi)部預(yù)編碼單元30處計(jì)算出的生成代碼量已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)于1個(gè)GOP的情況下，圖像編碼裝 置IOa進(jìn)行到步驟ST7。另外，在生成代碼量還沒(méi)有達(dá)到相當(dāng)于1個(gè)GOP的情況下，圖像編 碼裝置IOa返回到步驟ST5。在步驟ST7，圖像編碼裝置IOa執(zhí)行量化信息設(shè)置處理。在步驟ST8，圖像編碼裝置 IOa執(zhí)行后向搜索處理。在步驟ST9中，圖像編碼裝置IOa辨別用于上一次編碼的量化信息 是否已經(jīng)被辨別出。在后向搜索處理已經(jīng)被執(zhí)行并且量化信息(例如，量化參數(shù)和量化矩 陣)已經(jīng)被辨別出的情況下，圖像編碼裝置IOa進(jìn)行到步驟ST10，并且在沒(méi)有量化信息已經(jīng) 被辨別出的情況下，進(jìn)行到步驟ST13。在步驟ST10，圖像編碼裝置IOa辨別畫(huà)面類型是否 被匹配。在畫(huà)面類型設(shè)置單元11處設(shè)置的畫(huà)面類型和其量化信息已經(jīng)在量化信息辨別單 元60處被辨別出的畫(huà)面類型沒(méi)有被匹配的情況下，圖像編碼裝置IOa進(jìn)行到步驟ST11，并 且在畫(huà)面類型被匹配的情況下，進(jìn)行到步驟ST12。在步驟ST11，圖像編碼裝置IOa執(zhí)行畫(huà) 面類型匹配處理。在步驟ST12，圖像編碼裝置IOa執(zhí)行量化信息改變處理。在步驟ST13， 圖像編碼裝置IOa執(zhí)行主編碼處理。另外，圖像編碼裝置IOa執(zhí)行圖6中所示的量化信息設(shè)置處理，以及圖8中所示的 用于計(jì)算相當(dāng)于1個(gè)GOP的生成代碼量的處理等，并且執(zhí)行用于以高精確度方式實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 生成代碼量的量化信息的設(shè)置。接下來(lái)，描述根據(jù)第二實(shí)施例的生成代碼量計(jì)算處理。圖15是用于描述在提供內(nèi)部預(yù)編碼處理單元30的情況下的量化參數(shù)和后面描述 的生成代碼量計(jì)算處理的示圖。代碼量控制單元40a根據(jù)在預(yù)編碼單元20處使用固定量 化參數(shù)QP (P)執(zhí)行編碼時(shí)的生成代碼量BT (ρ)來(lái)將宏塊分類為多個(gè)群組。另外，如上所述， 代碼量控制單元40a從預(yù)先為每個(gè)群組提供的指示量化參數(shù)和生成代碼量之間的關(guān)系的 多個(gè)預(yù)測(cè)曲線中選擇相應(yīng)群組的預(yù)測(cè)曲線，例如預(yù)測(cè)曲線CB。另外，如圖15中所示，代碼量 控制單元40a使用所選擇的預(yù)測(cè)曲線CB來(lái)預(yù)測(cè)使得生成代碼量等于或小于目標(biāo)生成代碼 量BT(t)并變?yōu)榕c之非常接近的值的量化參數(shù)QP (t)。代碼量控制單元40a使用此預(yù)測(cè)的 量化參數(shù)QP(t)來(lái)預(yù)測(cè)I畫(huà)面的生成代碼量以及非I畫(huà)面的生成代碼量。在使用預(yù)測(cè)的量化參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)I畫(huà)面的生成代碼量的情況下，代碼量控制單元 40a基于預(yù)編碼處理的生成代碼量來(lái)預(yù)測(cè)采用預(yù)測(cè)的量化參數(shù)時(shí)的生成代碼量。該預(yù)測(cè)的 生成代碼量將被稱為第一生成代碼量。另外，代碼量控制單元40a從在內(nèi)部預(yù)編碼處理中 獲取的生成代碼量來(lái)計(jì)算在預(yù)測(cè)的量化參數(shù)被采用時(shí)的生成代碼量。該計(jì)算出來(lái)的生成代碼量將被稱為第二生成代碼量。代碼量控制單元40a從第一生成代碼量和第二生成代碼量計(jì)算校正系數(shù)。另外， 代碼量控制單元40a利用計(jì)算出的校正系數(shù)來(lái)校正第一生成代碼量，并且將校正后的第一 生成代碼量作為在預(yù)測(cè)的量化參數(shù)被采用時(shí)的I畫(huà)面的生成代碼量。另外，代碼量控制單 元40a計(jì)算指示I畫(huà)面中的高頻分量的狀態(tài)的高頻分量開(kāi)銷(xiāo)(cost)，并且使用計(jì)算出來(lái)的 高頻分量開(kāi)銷(xiāo)來(lái)執(zhí)行第一生成代碼量的校正。在使用預(yù)測(cè)的量化參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)非I畫(huà)面的生成代碼量的情況下，代碼量控制單元 40a基于預(yù)編碼處理的生成代碼量來(lái)預(yù)測(cè)在預(yù)測(cè)的量化參數(shù)被采用時(shí)的生成代碼量。該預(yù) 測(cè)的生成代碼量將被稱為第三生成代碼量。另外，代碼量控制單元40a計(jì)算非I畫(huà)面中的 校正系數(shù)，使用該校正系數(shù)來(lái)執(zhí)行第三生成代碼量的校正，并且將校正后的第三生成代碼 量作為在預(yù)測(cè)的量化參數(shù)被采用時(shí)的非I畫(huà)面的生成代碼量。圖16是示出在預(yù)測(cè)的量化參數(shù)被采用時(shí)的用于I畫(huà)面的生成代碼量計(jì)算處理的 流程圖。在步驟ST41，代碼量控制單元40a預(yù)測(cè)第一生成代碼量。代碼量控制單元40a預(yù) 測(cè)在采用預(yù)測(cè)的量化參數(shù)時(shí)的生成代碼量，并將其作為第一生成代碼量，并且進(jìn)行到步驟 ST42。例如，如圖15中所示，代碼量控制單元40a使用所選擇的預(yù)測(cè)曲線CB來(lái)預(yù)測(cè)使得生 成代碼量具有等于或小于目標(biāo)生成代碼量BT (t)并與之非常接近的值的量化參數(shù)，并且預(yù) 測(cè)在采用該預(yù)測(cè)的量化參數(shù)時(shí)的生成代碼量。也就是說(shuō)，代碼量控制單元40a將預(yù)測(cè)的量 化參數(shù)QP (t)的生成代碼量BT (pt)作為第一生成代碼量，并且進(jìn)行到步驟ST42。注意，量 化參數(shù)QP(P)應(yīng)該預(yù)先被設(shè)置為小值，從而使得在使用量化參數(shù)QP(P)執(zhí)行編碼時(shí)的生成 代碼量變得大于目標(biāo)生成代碼量。在如此設(shè)置量化參數(shù)QP(P)的情況下，基本量化參數(shù)可 以被設(shè)置，以降低等于或小于目標(biāo)生成代碼量并與之非常接近的生成代碼量。在步驟ST42，代碼量控制單元40a執(zhí)行量化矩陣選擇操作。圖17是示出量化矩 陣選擇操作的流程圖。在步驟ST51，代碼量控制單元40a辨別預(yù)編碼單元20的生成代碼 量是否等于或大于上限值。當(dāng)生成代碼量小于上限值時(shí)，代碼量控制單元40a進(jìn)行到步驟 ST52，并且當(dāng)生成代碼量等于或大于上限值時(shí)，進(jìn)行到步驟ST54。在步驟ST52，代碼量控制單元40a辨別預(yù)編碼單元20的生成代碼量是否等于或小 于下限值。當(dāng)生成代碼量大于下限值時(shí)，代碼量控制單元40a進(jìn)行到步驟ST53，并且當(dāng)生成 代碼量等于或小于下限值時(shí)，進(jìn)行到步驟ST56。在步驟ST53，代碼量控制單元40a辨認(rèn)是否存在很多高頻分量。代碼量控制單元 40a計(jì)算識(shí)別值，通過(guò)該識(shí)別值，可以從內(nèi)部預(yù)編碼單元30的生成代碼量確定是否存在很 多高頻分量。代碼量控制單元40a計(jì)算在采用量化矩陣QMN時(shí)的生成代碼量相對(duì)于在采用 量化矩陣QMF時(shí)的生成代碼量的百分比，并且將其作為識(shí)別值。在確定計(jì)算出的識(shí)別值大 于閾值THva并且存在很多高頻分量的情況下，代碼量控制單元40a進(jìn)行到步驟ST55，并且 在確定計(jì)算出的識(shí)別值等于或小于閾值THva并且存在較少高頻分量的情況下，進(jìn)行到步 驟 ST56。在步驟ST54，代碼量控制單元40a選擇量化矩陣QMS。由于預(yù)編碼單元20的生成 代碼量等于或大于上限值，所以代碼量控制單元40a選擇圖13C中所示的量化矩陣QMS。在 選擇量化矩陣QMS的情況下，高頻分量被大大減少，并且生成代碼量變小。
在步驟ST55，代碼量控制單元40a選擇量化矩陣QMN。由于預(yù)編碼單元20的生成 代碼量被包括在上限值和下限值之間的范圍內(nèi)，并且高頻分量沒(méi)有被確定為小，所以代碼 量控制單元40a選擇通常采用的圖13B中所示的量化矩陣QMN。在步驟ST56，代碼量控制單元40a選擇量化矩陣QMF。由于預(yù)編碼單元20的生成 代碼量等于或小于下限值，或者生成代碼量被包括在上限值和下限值之間的范圍內(nèi)，但是 高頻分量被確定為小，所以代碼量控制單元40a選擇圖13A中所示的量化矩陣QMF。在選擇 量化矩陣QMF的情況下，可以防止低頻分量和高頻分量被減少。所以，代碼量控制單元40a在確定存在很多高頻分量時(shí)選擇用于減少高頻分量的 量化矩陣QMN，并且在確定存在較少高頻分量時(shí)選擇高頻分量的減少比量化矩陣QMN小的 量化矩陣QMF。因此，例如，沒(méi)有使用用于減少高頻分量的量化矩陣對(duì)已經(jīng)通過(guò)編碼和解碼 處理減少了高頻分量的圖像進(jìn)行編碼，因此可以防止其圖像質(zhì)量的劣化。另外，當(dāng)預(yù)編碼單 元20處計(jì)算出的生成代碼量等于或大于上限值時(shí)，高頻分量的減少比量化矩陣QMN大的量 化矩陣QMS被選擇，因此用于降低生成代碼量的量化矩陣可以被選擇。注意，對(duì)于圖17中所示的量化矩陣選擇操作，量化矩陣是根據(jù)生成代碼量選擇 的，但是量化矩陣的選擇可以根據(jù)圖16中步驟ST41中根據(jù)生成代碼量計(jì)算出的量化參數(shù) QP (t)的值來(lái)執(zhí)行。例如，當(dāng)量化參數(shù)QP (t)的值小于步驟ST51中所確定的第一參數(shù)值時(shí)， 在步驟ST54中量化矩陣QMS被選擇。另外，可以作出如下布置，即，當(dāng)量化參數(shù)QP(t)的值 大于在步驟ST51中確定的第二參數(shù)值(大于第一值的值)時(shí)，在步驟ST56中量化參數(shù)QMF 被選擇。代碼量控制單元40a在圖16中的步驟ST42中執(zhí)行量化矩陣設(shè)置操作，并且進(jìn)行 到步驟ST43。在步驟ST43，代碼量控制單元40a執(zhí)行量化矩陣轉(zhuǎn)換限制處理。代碼量控制單元 40a例如通過(guò)對(duì)于GOP中相似圖像選擇不同的量化矩陣并頻繁執(zhí)行量化矩陣轉(zhuǎn)換來(lái)執(zhí)行量 化矩陣轉(zhuǎn)換限制處理以防止圖像質(zhì)量變得不穩(wěn)定。圖18是示出量化矩陣轉(zhuǎn)換限制處理的流程圖。在步驟ST61中，代碼量控制單元 40a辨別GOP中的所有畫(huà)面是否已經(jīng)選擇了相同的量化矩陣。當(dāng)GOP中的所有畫(huà)面沒(méi)有選 擇相同的量化矩陣時(shí)，代碼量控制單元40a進(jìn)行到步驟ST62。另外，當(dāng)GOP中的所有畫(huà)面選 擇相同的量化矩陣時(shí)，代碼量控制單元40a結(jié)束轉(zhuǎn)換限制處理。在步驟ST62，代碼量控制單元40a搜索要被最頻繁地采用的最頻繁量化矩陣。代 碼量控制單元40a將GOP中被最頻繁地采用的量化矩陣作為最頻繁量化矩陣QMmx，并且進(jìn) 行到步驟ST63。在步驟ST63，代碼量控制單元40a辨別是否存在兩個(gè)或更多個(gè)最頻繁量化矩陣 QMmx。當(dāng)存在兩個(gè)或更多個(gè)最頻繁量化矩陣QMmx時(shí)，代碼量控制單元40a進(jìn)行到步驟ST64， 并且當(dāng)存在單個(gè)最頻繁量化矩陣QMmx時(shí)，進(jìn)行到步驟ST66。在步驟ST64，代碼量控制單元40a辨別在最頻繁量化矩陣QMmx中是否包括量化矩 陣QMN。當(dāng)在最頻繁量化矩陣QMmx中包括量化矩陣QMN時(shí)，代碼量控制單元40a進(jìn)行到步 驟ST65。另外，當(dāng)在最頻繁量化矩陣QMmx中沒(méi)有包括量化矩陣QMN時(shí)，S卩，在量化矩陣QMF 和量化矩陣QMS已經(jīng)被選擇作為最頻繁量化矩陣QMmx的情況下，代碼量控制單元40a結(jié)束 穩(wěn)定性控制操作。在量化矩陣QMF和量化矩陣QMS已經(jīng)被選擇作為最頻繁量化矩陣QMmx
20的情況下，對(duì)于選擇量化矩陣QMF的畫(huà)面和選擇量化矩陣QMS的畫(huà)面，估計(jì)生成代碼量完全 不同并且圖像互不類似。因此，穩(wěn)定性控制操作結(jié)束。在步驟ST65，代碼量控制單元40a將量化矩陣QMN設(shè)置為最頻繁量化矩陣QMmx， 并且進(jìn)行到步驟ST66。在步驟ST66，代碼量控制單元40a從GOP的頭部開(kāi)始執(zhí)行量化矩陣的重新核對(duì)，并 且進(jìn)行到步驟ST67。在步驟S67,代碼量控制單元40a辨別量化矩陣QM是否等于最頻繁量化矩陣 QMmx。當(dāng)畫(huà)面的量化矩陣QM不等于最頻繁量化矩陣QMmx時(shí)，代碼量控制單元40a進(jìn)行到 步驟ST68，并且當(dāng)二者相等時(shí)，進(jìn)行到步驟ST70。在步驟ST68，代碼量控制單元40a辨別量化矩陣QM或最頻繁量化矩陣QMmx是否 為量化矩陣QMN。當(dāng)量化矩陣QM或最頻繁量化矩陣QMmx為量化矩陣QMN時(shí)，代碼量控制單 元40a進(jìn)行到步驟ST69。另外，當(dāng)它們二者都不是量化矩陣QMN時(shí)，代碼量控制單元40a進(jìn) 行到步驟ST70。也就是說(shuō)，當(dāng)量化矩陣QM和最頻繁量化矩陣QMmx之一是量化矩陣QMF，并 且另一個(gè)是量化矩陣QMS時(shí)，如上所述，圖像被估計(jì)為互不類似，因此代碼量控制單元40a 進(jìn)行到步驟ST70。在步驟ST69，代碼量控制單元40a改變確定條件，以執(zhí)行量化矩陣的重新選擇。代 碼量控制單元40a校正確定條件，以選擇與最頻繁量化矩陣已經(jīng)從其選擇出來(lái)的圖像相類 似的圖像中的最頻繁量化矩陣，再次執(zhí)行量化矩陣的選擇，并且進(jìn)行到步驟ST70。代碼量控 制單元40a在最頻繁量化矩陣很容易被選擇的方向中校正在圖17中的步驟ST51中采用的 上限值或在步驟ST53中采用的閾值Thva，再次執(zhí)行量化矩陣的選擇，并進(jìn)行到步驟ST70。在步驟ST70，代碼量控制單元40a辨別當(dāng)前畫(huà)面是否是GOP的最后畫(huà)面。當(dāng)當(dāng)前 畫(huà)面不是最后畫(huà)面時(shí)，代碼量控制單元40a返回到步驟ST67，并且在GOP的最后畫(huà)面時(shí)，結(jié) 束轉(zhuǎn)換限制處理。在執(zhí)行量化矩陣轉(zhuǎn)換限制處理的情況下，對(duì)于GOP中的類似圖像，相同的量化矩 陣被選擇，因此量化矩陣的轉(zhuǎn)換被減少，并且圖像質(zhì)量可以被穩(wěn)定。在圖16中的步驟ST44，代碼量控制單元40a執(zhí)行第二生成代碼量的計(jì)算。代碼量 控制單元40a從內(nèi)部預(yù)編碼單元30處計(jì)算出來(lái)的生成代碼量檢測(cè)量化參數(shù)QP (t)中的生 成代碼量BT (it)，并且將其作為第二生成代碼量。這里，在預(yù)編碼單元20處采用量化矩陣 QMN的情況下，代碼量控制單元40a從使用量化參數(shù)QP ( 0)至QP ( 2)以及量化矩陣QMN執(zhí) 行編碼時(shí)的生成代碼量BT(iON)、BT(ilN)和BT(i2N)中檢測(cè)量化參數(shù)QP(t)中的生成代碼 量BT (it)，并且將其作為第二生成代碼量。圖19是示出第二生成代碼量檢測(cè)處理的流程圖。在步驟ST81，代碼量控制單元 40a從內(nèi)部預(yù)編碼處理中采用的量化參數(shù)檢測(cè)最接近預(yù)測(cè)的量化參數(shù)的量化參數(shù)。代碼量 控制單元40a例如從量化參數(shù)QP (iO)至QP(i2)中選擇最接近量化參數(shù)QP (t)的量化參數(shù)， 將其作為量化參數(shù)QP (ia)，并且進(jìn)行到步驟ST82。在步驟ST82，代碼量控制單元40a從內(nèi)部預(yù)編碼處理中采用的量化參數(shù)中選擇 第二最接近預(yù)測(cè)的量化參數(shù)的量化參數(shù)。代碼量控制單元40a例如從量化參數(shù)QP (iO)至 QP ( 2)中檢測(cè)第二最接近量化參數(shù)QP (t)的量化參數(shù)，將其作為量化參數(shù)QP (ib)，并進(jìn)行 到步驟ST83。
在步驟ST83，代碼量控制單元40a計(jì)算采用預(yù)測(cè)的量化參數(shù)時(shí)的生成代碼量。代 碼量控制單元40a使用采用量化參數(shù)QP (ia)和量化矩陣QMN時(shí)的生成代碼量BT (iaN)、以 及采用量化參數(shù)QP (ib)和量化矩陣QMN時(shí)的生成代碼量BT (ibN)來(lái)執(zhí)行插值處理。代碼量 控制單元40a執(zhí)行諸如線性插值、曲線插值之類的插值處理來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)的量化參數(shù)QP(t) 的生成代碼量BT (it)。代碼量控制單元40a如此計(jì)算第二生成代碼量BT(it)，并且從圖16中的步驟 ST44進(jìn)行到步驟ST45。在步驟ST45，代碼量控制單元40a計(jì)算第一校正系數(shù)。代碼量控制單元40a使用 從預(yù)編碼處理結(jié)果檢測(cè)出的第一生成代碼量BT(pt)以及從內(nèi)部預(yù)編碼處理結(jié)果檢測(cè)出的 第二生成代碼量BT (it)來(lái)執(zhí)行表達(dá)式(2)的計(jì)算，以計(jì)算第一校正系數(shù)C (i)，并且進(jìn)行到 步驟ST46。C (i) = BT (it)/BT (pt)(2)在步驟ST46，代碼量控制單元40a計(jì)算高頻分量開(kāi)銷(xiāo)。代碼量控制單元40a計(jì)算 指示I畫(huà)面中的高頻分量的狀態(tài)的高頻分量開(kāi)銷(xiāo)H(i)。圖20是示出高頻分量開(kāi)銷(xiāo)計(jì)算操作的流程圖。另外，圖21示出了來(lái)自內(nèi)部預(yù)編 碼單元的輸出。在圖20中，在步驟ST91中，代碼量控制單元40a選擇內(nèi)部預(yù)編碼處理中的量化參 數(shù)的最小值。例如，如圖21中所示，對(duì)于內(nèi)部預(yù)編碼處理，在量化參數(shù)QP(iO)、QP(il)和 QP(i2) (QP(iO) <QP(il) <QP(i2))被采用的情況下，代碼量控制單元40a選擇量化參數(shù) QP(iO)，并且進(jìn)行到步驟ST92。在步驟ST92，代碼量控制單元40a選擇采用最小量化參數(shù)時(shí)的生成代碼量以及從 高頻到低頻的量化步驟平坦的量化參數(shù)。例如，量化矩陣QMF將是矩陣值為固定值并且其 從高頻到低頻的量化步驟平坦的矩陣。量化矩陣QMN將是這樣的矩陣，其中高頻的矩陣值 是大于低頻的矩陣值的值，并且高頻相對(duì)于低頻被粗略量化。量化矩陣QMN將是這樣的矩 陣，其中高頻的矩陣值是大于低頻的矩陣值的值，并且高頻相對(duì)于低頻被粗略量化。量化矩 陣QMS將是這樣的矩陣，其中高頻的矩陣值比量化矩陣QMN更大的值，并且在高頻的衰減比 量化矩陣QMN更急劇的狀態(tài)中量化被執(zhí)行。在這種情況下，由于量化參數(shù)QP (i0)被選擇作 為最小量化參數(shù)，所以代碼量控制單元40a選擇采用量化參數(shù)QP ( 0)和量化矩陣QMF時(shí)的 生成代碼量BT (iOF)，并且進(jìn)行到步驟ST93。在步驟ST93，代碼量控制單元40a選擇采用最小量化參數(shù)時(shí)的生成代碼量和用于 相對(duì)于低頻較為粗略地量化高頻的通常量化矩陣。例如，代碼量控制單元40a選擇采用量 化參數(shù)QP ( 0)和量化矩陣QMN時(shí)的生成代碼量BT ( 0Ν)，并且進(jìn)行到步驟ST94。在步驟ST94，代碼量控制單元40a計(jì)算高頻分量開(kāi)銷(xiāo)。代碼量控制單元40a執(zhí)行 表達(dá)式(3)的計(jì)算，以計(jì)算高頻分量開(kāi)銷(xiāo)H(i)。H(i) = BT(i0F)/BT(i0N)(3)當(dāng)如此計(jì)算高頻開(kāi)銷(xiāo)時(shí)，代碼量控制單元40a從圖16中的步驟ST46進(jìn)行到步驟 ST47,并且執(zhí)行第二校正系數(shù)的計(jì)算。第二校正系數(shù)是用于將預(yù)測(cè)的生成代碼量校正為采 用主編碼單元70處使用的量化矩陣時(shí)的生成代碼量的校正系數(shù)。注意，主編碼單元70處 使用的量化矩陣是在步驟ST42和ST43中選擇用于每個(gè)畫(huà)面的量化矩陣，并且在下面的描述將被作為量化矩陣QMW。圖22是示出第二校正系數(shù)計(jì)算操作的流程圖。在步驟ST101，代碼量控制單元40a 辨別所選擇的矩陣QMW是否為量化矩陣QMN。當(dāng)所選擇的量化矩陣QMW不是量化矩陣QMN 時(shí)，代碼量控制單元40a進(jìn)行到步驟ST102，并且當(dāng)所選擇的量化矩陣QMW是量化矩陣QMN 時(shí)，進(jìn)行到步驟ST108。在步驟ST102，代碼量控制單元40a執(zhí)行量化參數(shù)的讀取。代碼量控制單元40a讀 入在步驟ST41中預(yù)測(cè)的量化參數(shù)QP (t)，并且進(jìn)行到步驟ST103。在步驟ST103，代碼量控制單元40a選擇最接近內(nèi)部預(yù)編碼單元30處使用的量化 參數(shù)的量化參數(shù)。代碼量控制單元40a例如從量化參數(shù)QP (i0)至QP(i2)中選擇最接近量 化參數(shù)QP (t)的量化參數(shù)，將其作為量化參數(shù)QP (ia)，并且進(jìn)行到步驟ST104。在步驟ST104，代碼量控制單元40a計(jì)算量化參數(shù)QP (ia)中的系數(shù)Ma。代碼量控 制單元40a將采用量化參數(shù)QP(ia)中的量化矩陣QMN時(shí)的生成代碼量作為BT(iaN)。另外， 對(duì)于量化參數(shù)QP (ia)，在采用量化矩陣選擇操作中選擇的量化參數(shù)QMM時(shí)的生成代碼量被 作為BT(iaM)。代碼量控制單元40a使用表達(dá)式(4)來(lái)計(jì)算系數(shù)Ma，并進(jìn)行到步驟ST105。Ma = BT(iaN)/BT(iaM)(4)在步驟ST105，代碼量控制單元40a選擇與內(nèi)部預(yù)編碼單元30處使用的量化參數(shù) 第二最接近的量化參數(shù)。代碼量控制單元40a例如從量化參數(shù)QP (iO)至QP(i2)中選擇與 量化參數(shù)QP (t)第二最接近的參數(shù)，將其作為量化參數(shù)QP (ib)，并且進(jìn)行到步驟ST106。在步驟ST106，代碼量控制單元40a計(jì)算量化參數(shù)QP (ib)中的系數(shù)Mb。代碼量控 制單元40a將采用量化參數(shù)QP(ib)中的量化矩陣QMN時(shí)的生成代碼量作為BT(ibN)。另夕卜， 對(duì)于量化參數(shù)QP (ib)，采用量化矩陣選擇操作中選擇的量化參數(shù)QMM時(shí)的生成代碼量被作 為BT(ibM)。代碼量控制單元40a使用表達(dá)式(5)來(lái)計(jì)算系數(shù)Mb，并且進(jìn)行到步驟ST107。Mb = BT(ibN)/BT(ibM)(5)在步驟ST107，代碼量控制單元40a從系數(shù)Ma和Mb來(lái)計(jì)算關(guān)于量化參數(shù)QP (t)的 第二校正系數(shù)Mt。代碼量控制單元40a使用系數(shù)Ma和系數(shù)Mb執(zhí)行插值處理(例如，表達(dá) 式(6)中所示的線性插值)，以計(jì)算第二校正系數(shù)Mt。Mt = Ma+ (Mb-Ma) + (Qp (t) -Qp (ia)) / (QP (ib) -QP (ia))(6)在步驟ST108，代碼量控制單元40a將第二校正系數(shù)Mt作為“1”。由于預(yù)編碼單 元20處使用的量化矩陣和主編碼單元70處使用的量化矩陣二者均為量化矩陣QMN，所以代 碼量控制單元40a將第二校正系數(shù)Mt作為“ 1 ”，并且結(jié)束該處理。在這樣計(jì)算第二校正系數(shù)的情況下，例如，圖21中所示，最接近量化參數(shù)QP (t)的 參數(shù)是量化參數(shù)QP (i 1)，并且第二最接近量化參數(shù)QP (t)的參數(shù)是量化參數(shù)QP (iO)，并且 在量化矩陣QMS已經(jīng)被選擇的情況下，第二校正系數(shù)Mt可以是通過(guò)執(zhí)行表達(dá)式(4)至(6) 的計(jì)算而計(jì)算出來(lái)的，其中，BT(iaN) =BT(ilN),BT(iaM) = BT (ils)、BT (ibN) =BT(iON)、 BT (ibN) = BT(iON)、BT(ibM) = BT (iOs)、QP (ia) = QP (il)，以及 QP (ib) =QP(iO)。這樣，在圖16中的步驟ST47中計(jì)算第二系數(shù)之后，代碼量控制單元40a進(jìn)行到步 驟ST48，并且執(zhí)行第一生成代碼量的校正。代碼量控制單元40a使用生成代碼量BT (pt)和 校正系數(shù)C(i)來(lái)執(zhí)行表達(dá)式(7)的計(jì)算，以計(jì)算校正后的生成代碼量BT(itc)。BT(itc) = BT(pt) XC(I) XMt(7)
接下來(lái)，將使用圖23中所示的流程圖給出關(guān)于采用預(yù)測(cè)的量化參數(shù)時(shí)的非I畫(huà)面 生成代碼量計(jì)算處理的描述。在步驟ST111，代碼量控制單元40a執(zhí)行第三生成代碼量的檢 測(cè)。代碼量控制單元40a根據(jù)在預(yù)編碼單元20中使用固定量化參數(shù)QP (ρ)執(zhí)行編碼時(shí)的生 成代碼量BT(p)，將宏塊分類成多個(gè)群組。另外，代碼量控制單元40a從預(yù)先為每個(gè)群組提 供的指示量化參數(shù)和生成代碼量之間的關(guān)系的多個(gè)預(yù)測(cè)曲線中選擇相應(yīng)群組的預(yù)測(cè)曲線。 另外，代碼量控制單元40a將在使用所選擇的預(yù)測(cè)曲線已經(jīng)預(yù)測(cè)出的量化參數(shù)QP (t)中的 生成代碼量BT (ut)作為第三生成代碼量，并進(jìn)行到步驟STl 12。在步驟ST112，代碼量控制單元40a計(jì)算非I畫(huà)面中的高頻分量開(kāi)銷(xiāo)。代碼量控制 單元40a執(zhí)行與以上的圖12中所示的高頻分量開(kāi)銷(xiāo)計(jì)算相同的處理，以計(jì)算非I畫(huà)面中的 高頻開(kāi)銷(xiāo)H(U)。在這種情況下，高頻分量H(U)的計(jì)算被使用表達(dá)式(8)執(zhí)行。H(u) = BT(iOF)/BT(iON)(8)注意，在表達(dá)式(8)中，生成代碼量BT(iOF)和BT(iON)是在將用于計(jì)算高頻分量 開(kāi)銷(xiāo)的非I畫(huà)面的圖像數(shù)據(jù)作為I畫(huà)面進(jìn)行內(nèi)部預(yù)編碼處理時(shí)的生成代碼量。這樣，在步驟ST112中計(jì)算高頻分量開(kāi)銷(xiāo)之后，代碼量控制單元40a進(jìn)行到步驟 ST113，以計(jì)算第一校正系數(shù)。代碼量控制單元40a使用在I畫(huà)面中計(jì)算出的校正系數(shù)C(i)、 高頻分量開(kāi)銷(xiāo)H(i)以及在步驟ST112中計(jì)算出的高頻分量開(kāi)銷(xiāo)H(u)執(zhí)行表達(dá)式(9)的計(jì) 算，以計(jì)算校正系數(shù)C (ic)，并進(jìn)行到步驟STl 14。C (ic) = C(I) XH(I)/H(U)(9)在步驟ST114，代碼量控制單元40a執(zhí)行第二校正系數(shù)計(jì)算處理。代碼量控制單 元40a執(zhí)行參考圖22描述的第二校正系數(shù)計(jì)算處理，以從對(duì)應(yīng)于非I畫(huà)面的內(nèi)部預(yù)測(cè)單元 30的I畫(huà)面中計(jì)算出的生成代碼量來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)于非I畫(huà)面的第二校正系數(shù)Mtu，并進(jìn)行到 步驟STl 15。在步驟ST115，代碼量控制單元40a執(zhí)行第二生成代碼量的校正。代碼量控制單元 40a使用生成代碼量BT(ut)和校正系數(shù)C(ic)以及Mtu來(lái)執(zhí)行表達(dá)式(10)的計(jì)算，以計(jì) 算校正后的生成代碼量BT (utc)。注意，校正系數(shù)Mtu是使用非I畫(huà)面的生成代碼量以與I 畫(huà)面相同的方式計(jì)算出的校正系數(shù)。BT(Utc) = BT(Ut) XC (ic) XMtu(10)這樣，代碼量控制單元40a執(zhí)行非I畫(huà)面的生成代碼量的校正。另外，代碼量控制 單元40a確定使得1個(gè)GOP的校正后的生成代碼量的總和等于或小于目標(biāo)生成代碼量并且 非常接近目標(biāo)生成代碼量的量化參數(shù)。主編碼單元70使用在代碼量控制單元40a處確定 的量化矩陣和量化參數(shù)執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的編碼，并輸出經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)。在使用第二實(shí)施例執(zhí)行以上操作的情況下，可以通過(guò)預(yù)編碼處理和內(nèi)部預(yù)編碼處 理來(lái)執(zhí)行精確的量化信息的設(shè)置。因此，此設(shè)置的量化信息被作為參考，從而可以最佳地設(shè) 置用于執(zhí)行對(duì)用于上一次編碼的量化信息的辨別的范圍。另外，當(dāng)沒(méi)有進(jìn)行編碼的原始圖像的圖像數(shù)據(jù)被輸入時(shí)，使用在代碼量控制單元 40a處設(shè)置的量化矩陣和量化參數(shù)在主編碼單元處執(zhí)行編碼。所以，編碼后的數(shù)據(jù)可以被輸 出，其中，生成代碼量等于或小于目標(biāo)生成代碼量，并且圖像中很少有劣化。另外，使用在預(yù) 編碼單元20處計(jì)算出的生成代碼量和在內(nèi)部預(yù)編碼單元30處計(jì)算出的生成代碼量，基于 高頻分量的辨別結(jié)果從多個(gè)不同量化矩陣中選擇量化矩陣。所以，相對(duì)于目標(biāo)生成代碼量
24僅通過(guò)量化參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的情況，圖像質(zhì)量的劣化被進(jìn)一步降低。另外，通過(guò)使用用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化參數(shù)執(zhí)行預(yù)編碼處理預(yù)測(cè)出的生 成代碼量被根據(jù)通過(guò)執(zhí)行內(nèi)部預(yù)編碼處理計(jì)算出的生成代碼量而校正。另外，量化參數(shù)被 確定，從而使得校正后的生成代碼量實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)生成代碼量。所以，即使在宏塊的生成代碼 量和量化參數(shù)之間的關(guān)系根據(jù)圖像而改變時(shí)，也可以精確地執(zhí)行生成代碼量的預(yù)測(cè)。另外，本說(shuō)明書(shū)中描述的一系列處理可以通過(guò)硬件、軟件、或者它們二者的組合配 置來(lái)執(zhí)行。在通過(guò)軟件執(zhí)行處理的情況下，其中記錄了處理序列的程序可以通過(guò)被安裝到 容納于專用硬件中的計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器而被執(zhí)行，或者可以通過(guò)被安裝到能夠執(zhí)行各種處 理的通用計(jì)算機(jī)中而被執(zhí)行。例如，程序可以被預(yù)先記錄在用作記錄介質(zhì)的硬盤(pán)或ROM(只讀存儲(chǔ)器)中，或者 可以被暫時(shí)或永久地存儲(chǔ)(或記錄)在諸如柔性盤(pán)、CD-ROM(致密盤(pán)只讀存儲(chǔ)器)、MO (磁 光)盤(pán)、DVD (數(shù)字通用盤(pán))、磁盤(pán)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等的可移除介質(zhì)中。這樣的可移除介質(zhì)可 以被提供作為所謂的封裝軟件。注意，除了諸如以上所述程序被從可移除記錄介質(zhì)安裝到計(jì)算機(jī)中以外，程序還 可以經(jīng)由諸如LAN(局域網(wǎng))、互聯(lián)網(wǎng)等的網(wǎng)絡(luò)無(wú)線地或通過(guò)電纜被從下載站點(diǎn)傳輸?shù)接?jì)算 機(jī)。計(jì)算機(jī)可以接收如此傳輸?shù)某绦颍詫⑵浒惭b在諸如內(nèi)置型硬盤(pán)等的記錄介質(zhì)中。本發(fā)明包含涉及于2009年7月27日在日本專利局遞交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng) JP2009-173907公開(kāi)的內(nèi)容，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。注意，本發(fā)明不應(yīng)該被以將本發(fā)明限制于以上實(shí)施例的方式來(lái)理解。通過(guò)本發(fā)明 的實(shí)施例，本發(fā)明已經(jīng)以說(shuō)明性示例的模式被公開(kāi)，并且很明顯，在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)和 精神的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以想到各種修改或變型。也就是說(shuō)，為了理解本發(fā)明 的本質(zhì)和精神，應(yīng)該參考權(quán)利要求書(shū)。
權(quán)利要求
一種圖像編碼裝置，包括第一編碼單元，被配置為通過(guò)使用預(yù)定量化信息以包括預(yù)定次序的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面的GOP(畫(huà)面組)為單位對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼，來(lái)計(jì)算生成代碼量；代碼量控制單元，被配置為基于在所述第一編碼單元處計(jì)算出的生成代碼量，來(lái)執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化信息的設(shè)置；量化信息辨別單元，被配置為以所述圖像數(shù)據(jù)的每幀的圖像作為是參考畫(huà)面的I畫(huà)面(幀內(nèi)編碼圖像)來(lái)執(zhí)行DCT(離散余弦變換)系數(shù)的計(jì)算，以及將在使用以所述代碼量控制單元確定的量化信息作為基準(zhǔn)的范圍內(nèi)的量化信息執(zhí)行所述DCT系數(shù)的除法時(shí)使得以畫(huà)面為單位的余數(shù)的總和最小的量化信息辨別作為執(zhí)行上一次編碼時(shí)使用的量化信息；畫(huà)面類型設(shè)置單元，被配置為以所述GOP為單位來(lái)對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行畫(huà)面類型的設(shè)置，并且在所設(shè)置的畫(huà)面類型不同于其量化信息已經(jīng)在所述量化信息辨別單元處被辨別出的畫(huà)面類型的情況下，通過(guò)控制后續(xù)畫(huà)面類型的設(shè)置來(lái)匹配畫(huà)面類型；以及第二編碼單元，被配置為使用所述代碼量控制單元處設(shè)置的量化信息，基于所述畫(huà)面類型設(shè)置單元處設(shè)置的畫(huà)面類型，來(lái)執(zhí)行對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)的編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像編碼裝置，其中，所述畫(huà)面類型設(shè)置單元調(diào)整GOP的長(zhǎng) 度，以將要為所述圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的畫(huà)面類型與在執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像編碼裝置，其中，在所述量化信息辨別單元處辨別出I畫(huà) 面的相位相對(duì)于要為所述圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的I畫(huà)面超前時(shí)，所述畫(huà)面類型設(shè)置單元通過(guò)將比 所述I畫(huà)面早的畫(huà)面的數(shù)目減少超前畫(huà)面的數(shù)目來(lái)執(zhí)行GOP的長(zhǎng)度的調(diào)整，以將要為所述 圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的畫(huà)面類型與執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像編碼裝置，其中，在所述量化信息辨別單元處辨別出I畫(huà) 面的相位相對(duì)于要為所述圖像數(shù)據(jù)設(shè)置的I畫(huà)面延遲時(shí)，所述畫(huà)面類型設(shè)置單元通過(guò)減少 接下來(lái)的一個(gè)或多個(gè)GOP的畫(huà)面數(shù)目來(lái)執(zhí)行GOP的長(zhǎng)度的調(diào)整，以將要為所述圖像數(shù)據(jù)設(shè) 置的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面的畫(huà)面類型與執(zhí)行上一次編碼時(shí)的畫(huà)面類型匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像編碼裝置，其中，所述畫(huà)面類型設(shè)置單元對(duì)要為所述圖 像數(shù)據(jù)設(shè)置的I畫(huà)面和執(zhí)行上一次編碼時(shí)的I畫(huà)面進(jìn)行匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像編碼裝置，還包括量化信息確定單元，被配置為在所述量化信息辨別單元處辨別出所述量化信息時(shí)，將 在所述代碼量控制單元處設(shè)置的量化信息改變?yōu)樗隽炕畔⒈鎰e單元辨別出的所述量 化信息；其中，所述第二編碼單元使用在所述量化信息確定單元處確定的量化信息來(lái)執(zhí)行所述 圖像數(shù)據(jù)的編碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像編碼裝置，還包括第三編碼單元，被配置為通過(guò)使用多個(gè)不同的量化信息，以所述圖像數(shù)據(jù)的每幀的圖 像作為I畫(huà)面針對(duì)每個(gè)所述量化信息執(zhí)行編碼，來(lái)計(jì)算生成代碼量；其中，所述代碼量控制單元基于在所述第一編碼單元處計(jì)算出的生成代碼量，執(zhí)行實(shí) 現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化信息的預(yù)測(cè)和在使用該量化信息時(shí)的生成代碼量的預(yù)測(cè)，根據(jù)在 所述第三編碼單元處計(jì)算出的生成代碼量來(lái)校正預(yù)測(cè)的生成代碼量，并且執(zhí)行量化信息的 設(shè)置以使得校正后的生成代碼量實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)生成代碼量。
8. 一種圖像編碼方法，包括以下步驟第一編碼單元通過(guò)使用預(yù)定量化信息以包括預(yù)定次序的參考畫(huà)面和非參考畫(huà)面的 GOP (畫(huà)面組)為單位對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼，來(lái)計(jì)算生成代碼量；代碼量控制單元基于在所述第一編碼單元處計(jì)算出的生成代碼量來(lái)設(shè)置用于實(shí)現(xiàn)目 標(biāo)生成代碼量的量化信息；量化信息辨別單元以所述圖像數(shù)據(jù)的每幀的圖像作為是參考畫(huà)面的I畫(huà)面(幀內(nèi)編碼 圖像)來(lái)計(jì)算DCT (離散余弦變換)系數(shù)，并將在使用以所述代碼量控制單元確定的量化信 息作為基準(zhǔn)的范圍內(nèi)的量化信息執(zhí)行所述DCT系數(shù)的除法時(shí)使得以畫(huà)面為單位的余數(shù)的 總和最小的量化信息辨別作為在執(zhí)行上一次編碼時(shí)使用的量化信息；畫(huà)面類型設(shè)置單元以所述GOP為單位對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)設(shè)置畫(huà)面類型，并且在所設(shè)置的 畫(huà)面類型不同于其量化信息已經(jīng)在所述量化信息辨別單元處被辨別出的畫(huà)面類型的情況 下，通過(guò)控制后續(xù)畫(huà)面類型的設(shè)置來(lái)匹配畫(huà)面類型；以及第二編碼單元使用在所述代碼量控制單元處設(shè)置的量化信息，基于在所述畫(huà)面類型設(shè) 置單元處設(shè)置的畫(huà)面類型，來(lái)對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
全文摘要
公開(kāi)了一種圖像編碼裝置和圖像編碼方法。圖像編碼裝置包括第一編碼單元，用于通過(guò)對(duì)每個(gè)GOP(畫(huà)面組)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來(lái)計(jì)算生成代碼量；代碼量控制單元，用于基于生成代碼量來(lái)設(shè)置用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生成代碼量的量化信息；量化信息辨別單元，用于計(jì)算DCT(離散余弦變換)系數(shù)，以及將在執(zhí)行DCT系數(shù)的除法時(shí)使得對(duì)于每個(gè)畫(huà)面的余數(shù)的總和最小的量化信息辨別作為用于執(zhí)行上一次編碼的量化信息；畫(huà)面類型設(shè)置單元，用于對(duì)每個(gè)GOP的圖像數(shù)據(jù)設(shè)置畫(huà)面類型，以及當(dāng)所設(shè)置的畫(huà)面類型不同于辨別出的量化信息的畫(huà)面類型時(shí)通過(guò)控制后續(xù)畫(huà)面類型的設(shè)置來(lái)匹配畫(huà)面類型；以及第二編碼單元，用于基于所設(shè)置的編碼類型來(lái)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101969554SQ20101023390
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者小籔恭平, 渕江孝明 申請(qǐng)人:索尼公司