专利名称：图像处理装置和图像处理方法
技术领域：
本发明涉及例如图像编码装置，更具体而言，涉及在不执行内部内反馈控制 (intra feed back control)的情况下使生成码量(code size)与给予一幅图片的目标码 量匹配的技术领域。
背景技术：
在相关技术中，在用于发送运动图像的比特流、或者在记录介质上记录比特流的
系统等中，执行高效编码来充分高效利用传输路径或记录容量。在实现此的图像编码装置
中，使在编码器中生成的比特流的编码比特率恒定，以符合传输介质的传送速率，并且在此
约束下控制所生成的数据量，即，在编码器中用于量化的量化步长。换言之，例如，如果连
续存在具有复杂样式图样(pattern)的连续图像，则使量化步长较大来限制所生成的数据
量。相反，如果连续存在连续的简单的图像图样，则使量化步长校小来增加所生成的数据
量，从而在防止缓冲存储器溢出或者下溢的情况下同时维持固定的速率。 结果，在上述根据相关技术的图像编码装置中，在存在连续的复杂图像时量化步
长变大并且图像质量下降，而在存在连续的简单图像时量化步长变小，这使得不能获得始
终一致的图像质量。考虑到此问题，例如在专利文献l中，公开了一种图像编码装置，其中
根据每个G0P(图像图片组)的编码复杂度与多个GOP的编码复杂度的总和之比，以下述方
式计算要分配给各个GOP自身的分配码量向对于包含具有复杂样式图样的图像的GOP给
于较大分配分配大分配量，而向对于包含具有简单样式图样的图像的GOP给于较小分配较
小的分配量。 另一方面，例如，作为用于使生成码量与给予一幅图片的目标码量匹配的方法，公 知的有TM5(测试模型5)的步骤2。这是这样的一种技术，利用改该技术，分配给图像图片 的码量在多个宏块(MB)上均匀分布以便找出每个MB的目标码量，并且在该图像图片内应 用反馈控制来实现与目标码量的匹配。 另外，在诸如MPEG之类的冗余压縮方法的编码处理中，该图像编码装置在经诸如 DCT(离散余弦变换)之类的正交变换后执行量化处理，从而执行用于减少信息量的处理。 结果，该图像编码装置控制该量化的值来控制码量。此时，在量化参数和生成码量之间保持 了单调减小的关系。因此，该图像编码装置利用适当间隔的量化值来计算码量，并且使其中 间位置的码量的预测值经线性内插等，从而可以预测出生成码量(利用诸如DV之类的内 VTR执行二元搜索等)。 该方法不仅可应用到诸如MPEG 2之类的利用固定表格的编码方法，而且还可应 用到用于AVC等的上下文自适应编码方法。
专利文献1 :日本专利No. 3358620 然而，在上述TM5的步骤2的方法中，在存在如下有些情形中当在对一个序列中 的第一幅图片或者紧跟在场景改变后的一幅图片编码时，量化步长的初始值与该图像图片 的样式图样不匹配，从而导致图像质量下降。
例如，在TM5的步骤2的方法中，在该图像编码装置中，如果在直到在遵循了该样
式图样前反馈控制的部分中量化步长太大，则与其他部分相比该部分的图像质量下降。如
果量化步长太小，在该部分中则使用了太大的码量，这甚至可能影响其他部分。 另外，在该图像编码装置中，MB的目标码量被恒定地设置为某一码量，因此当在画
面上存在图像难度的偏离等时，导致不适当的码量分布。 因此，本发明的一个目的是以可靠的方式将每幅图像的生成码量抑制到低于目标 码量，而不使作为量化步长的基础的使用量化因子偏离过大。
发明内容
在为了解决这种问题的根据本发明的图像处理装置中，提供了 基本量化因子确 定单元，其被配置为确定基本量化因子，该基本量化因子关于预测在对输入图像编码时每
个图像单位的生成码量将接近所述每个图像单位的目标码量；编码单元，其被配置为通过
利用至少基于所述基本量化因子确定的使用量化因子执行量化，来针对每个反馈控制单位
对所述输入图像进行编码；以及反馈控制单元，其被配置为确认由所述编码单元针对所述
每个反馈控制单位对所述输入图像进行编码的生成码量，并且在预测所述每个图像单位的
生成码量将超过所述每个图像单位的目标码量的情况下，增大所述使用量化因子。 从而，该图像处理装置仅在受限的条件下增大使用量化因子，从而可以将使用量
化因子的波动抑制到最小。 另外，在根据本发明的图像处理方法中，提供了 基本量化因子确定步骤，其被布
置为确定基本量化因子，该基本量化因子关于预测在对输入图像编码时每个图像单位的生
成码量将接近所述每个图像单位的目标码量；编码步骤，其被布置为通过利用至少基于所
述基本量化因子确定的使用量化因子执行量化，来针对每个反馈控制单位对所述输入图像
进行编码以生成编码流；以及反馈控制步骤，其被配置为确认在所述编码步骤中针对所述
每个反馈控制单位对所述输入图像进行编码的生成码量，并且在预测所述每个图像单位的
生成码量将超过所述每个图像单位的目标码量的情况下，增大所述使用量化因子。 从而，该图像处理方法仅在受限的条件下增大使用量化因子，从而可以将使用量
化因子的波动抑制到最小。 根据本发明，仅在受限的条件下增大使用量化因子，从而可以将使用量化因子的 波动抑制到最小。因此，可以实现一种图像处理装置和图像处理方法，由此可以以可靠的方 式将每个图像单位的生成码量抑制到小于目标码量，并且不会使使用量化因子发生过大偏 离。
图1是根据本发明第一实施例的图像编码装置的配置图。 图2是用于描述根据本发明第一实施例的图像编码装置的编码处理过程的流程 图。 图3是进一步描述自适应Q矩阵交换处理的流程图。 图4是用于描述对具有离散值的QP执行的纠正、以及通过关于其间QP的内插计 算出的码量的概念图。
图5是根据本发明第二实施例的图像编码装置的配置图。 图6是针对具有反馈控制的基本QP确定处理的、用于说明该处理过程的流程图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述用于实现本发明的最佳模式(下文简称为实施例)。注 意，描述将按如下顺序进行。
1.第一实施例(利用离散选择的量化参数来预测生成码量)
2.第二实施例(反馈控制)
3.其他实施例
〈1.第一实施例> [l-l.本发明的特征] 根据本实施例的图像编码装置100和图像编码方法具有下述特征。 该图像编码装置IOO是基于利用由H. 264/AVC(高级视频编码；高级运动图像压縮
编码标准)等代表的算术编码的图像压縮方案。在执行码量控制时，为了实现在一幅图片
内的有利的码量分布，图像编码装置IOO组合并行预编码(Pre Encode)和串行预编码。从
而，图像编码装置100在限制了电路规模和等待时间(延迟时间)增大的同时执行了高精
度预测。 更具体而言，在图像编码装置100中，通过第一和第二预编码部件1和2，仅并行执 行量化和码长计算部分，而其他处理元件是共享的，从而通过电路的共用縮小了电路规模。
换言之，尽管在执行并行预编码时通常必须提供所有并行处理元件，但是在根据 本实施例的图像编码装置100中，准确识别出了在不影响精度的情况下可以共用的处理元 件，从而对于处理元件共用了电路。这限制了第一和第二预处理预编码部件1和2自身的 电路规模以及等待时间(延迟时间)的增大。 然后，在第一预编码部件1中，在量化参数(QP)的宽泛范围上执行为了限制电路 规模和处理负担而导致精度稍稍下降的并行预编码，从而粗略估计用于实现目标码量的量 化参数QP。在第二预编码部件2中，利用增强的精度在较窄的范围上执行并行预处理，从而 确定要在主编码部件3中使用的基本量化参数QPffi。这样，图像编码装置100降低了处理 负担，同时增强了图像编码的精度。此外，因为由于预处理的简化而导致的误差与比特率和 量化参数QP相关，因此预先准备了后面将详细描述的统计模型，并且根据比特率和量化参 数QP来对误差进行校正。 图1示出并说明了根据本发明实施例的图像编码装置100的配置。 图像编码装置100具有第一预编码部件1和第二预编码部件2、主编码部件3、码
量控制部件4和延迟缓冲器5和6。 第 一 预编码部件1是执行第 一 预编码的模块，并且包括画面内预测 (intra-screen prediction)模式确定部件11、画面内预测处理部件12、 DCT(离散余弦变 换)部件13、量化部件14、熵码长计算部件15和活动性计算部件16。 第二预编码部件2是执行第二预编码的模块，并且包括画面内预测处理部件21、 DCT部件22、量化部件23、熵码长计算部件24、缓冲器25、IDCT(逆DCT)部件26、和逆量化 部件27。此外，主编码部件3是执行主编码的模块，并且包括画面内预测处理部件31、 DCT
6部件32、量化部件33、熵编码部件34、缓冲器35、 IDCT部件36和逆量化部件37。
码量控制部件4是执行码量控制的模块。
[1-2.量化参数和量化矩阵的预测]
[1-2-1.计算低精度生成码量] 图像编码装置100根据编码复杂度(后面将给出具体描述)来自适应地选择并 使用例如三个量化矩阵Q Matrix。图像编码装置100设置一个量化矩阵Q Matrix,并且 还通过第一预编码部件1的简单处理来针对正设置的量化矩阵Q Matrix可取的量化参数 QP的范围粗略地估计生成码量。此后，作为第一预编码部件1的结果而估计出的生成码 量将称作低精度生成码量。图像编码装置100针对所有量化矩阵Q Matrix执行相同的处 理，并且计算在改变量化矩阵Q Matrix和量化参数QP时的低精度生成码量。然后，图像 编码装置100将使得低精度生成码量变为得最接近目标码量的量化参数QP和量化矩阵Q Matrix设置为预测量化参数QPd(该量化参数QPd将用作下一步骤中的图片的平均量化参 数Base QP)和将在下一步骤中使用的图片的量化矩阵Q Matrix(下文将称作预测量化矩 阵QMatrixD)。 此时，图像编码装置100通过使用一些离散选择的量化参数QP(下文将称作所选 量化参数QP1)来计算输入图像91的低精度生成码量。图像编码装置IOO通过内插来计算 所选量化参数QP1之间的低精度生成码量，从而针对量化矩阵Q Matrix可取的量化参数QP 的全部范围计算低精度生成码量。 实践中，输入图像91首先被输入到第一预编码部件1的画面内预测模式确定部件 11。画面内预测模式确定部件11基于输入图像91生成所有画面内预测模式的不同图像 数据，并且还基于对不同图像数据的生成码量的预测来确定画面内预测模式。该预测模式 (预测方向)是以4X4像素为最小单位从九个预测方向中确定的。 该确定出的画面内预测模式被发送到画面内预测处理部件12，并且还被发送到第 二预编码部件2和主编码部件3。该画面内预测模式也用于第二预编码部件2的第二编码 和主编码部件3的主编码。 接下来，画面内预测处理部件12计算预测图像和输入图像91之间的差值图像，并 且生成差值图像数据。此时的预测图像是从输入图像91创建的，以便减少处理。这样，在 第一预编码部件l中，通过利用输入图像执行画面内预测处理可以消除逆量化部件、IDCT 部件和缓冲器，从而可以縮小电路规模。 DCT部件13对差值图像数据执行整数精度DCT处理，从而生成DCT系数，并且然后 将它们发送到量化部件14。量化部件14对DCT系数执行量化，生成量化的系数，并且然后 将它们发送到熵码长计算部件15。熵码长计算部件15通过对这些量化的系数执行上下文 自适应可变长度编码(CAVLC)来计算码量。根据CAVLC，可以根据环境条件来自适应地选择 高效编码方案。 如上所述，第一预编码的特征之一在于CAVLC被用于码量计算，即使在主编码中 CABAC(上下文自适应二进制算术编码)被用作熵编码方案也如此。应当注意，CABAC是上 下文自适应二进制算术编码。 在这里，量化部件14包括并行提供的量化部件14-1、…、14-n(n = 1、2、3…)，并 且熵码长计算部件15包括并行提供的熵码长计算部件15-1、…、15-n(n二 1、2、3…)。n
7的值被设置为例如15。量化部件14在量化部件14-l、…、14-n中的每个中设置0和51之 间的量化参数QP中的与正被设置的量化矩阵Q Matrix相对应的所选量化参数QP1。所选 量化参数QP1是从该量化矩阵Q Matrix可取的量化参数QP的范围中、按照任意间隔离散 选择的。注意，所选量化参数QPl可以是例如按照固定间隔选择的，或者可以是按照随着量 化参数QP的值而变化的间隔选择的。在此配置下，第一预编码部件1针对与上述并行布置 的数目相等的多个量化参数QP来并行执行量化和码长计算，并向码量控制部件4输出各个 生成码量。 就是说，第一预编码部件1采用量化部件14和熵码长计算部件15来利用有限的 电路规模、通过并行预编码来在量化参数QP的宽广范围上执行第一预编码，从而针对量化 参数QP的宽广范围计算生成码量。 在这里，与画面内预测模式确定部件11对画面内预测模式的确定同时并行地，活
动性计算部件16计算活动性，并且按照活动性来分组每个宏块(MB)。换言之，例如，假设分
组成NumOfActivityGroup，活动性计算部件16将活动性的值与ActivityTheshold[O]至A
ctivityTheshold[Num0fActivityGroup-2]相比较来确定活动性群组。 注意，在量化处理中实际使用的量化参数QP是通过将一偏移(Ad即tQpDelta，其
依赖于活动性群组)与图片的平均量化参数QP(BaseQP)相加得到的。 MB—QP = BaseQp+Ad即tQpDelta [activity—group] 例如，如果NumOfActivityGroup等于13，则可以如下确定AdaptQpDelta的每个 值 Ad即tQpDelta[13] = {_6，-5，-4，-3，-2，-1， 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6}。
针对每个MB确定的活动性群组号被输入到量化部件14。量化部件14将根据该 活动性群组的偏移与每个所选量化参数QP1相加来计算自适应量化参数QPt。量化部件14 基于该自适应量化参数QPt对DCT系数执行量化处理。 第一预编码部件1设置下一个量化矩阵Q Matrix和与该量化矩阵QMatrix相对 应的所选量化参数QP1，从而类似地计算生成码量。结果，第一预编码部件1针对量化矩阵 Q Matrix和与该量化矩阵Q Matrix相对应的所选量化参数QP1独立地计算出了生成码量。 [OO57] [1-2-2.校正生成码量中的误差] 码量控制部件4对在第一预编码部件1中计算出的生成码量执行校正。
这里的校正是利用了误差具有一定的趋势这一事实来执行的。
误差的第一个原因是使用输入图像91用于画面内预测处理，而不是本地解码图 像。在该情形中，由于用于画面内预测的图像不受编解码导致的失真的影响，所以编码效率 变得比实际编码好，并且从而所获得的码量趋向于稍小。由于这种误差的量级依赖于失真 的量级，所以生成码量与误差之间的关系使得随着比特率变小误差趋向变大。另外，量化参 数QP和误差之间的关系使得随着量化参数QP变大误差趋向变大。因此，预先收集关于误 差的量级的统计数据，并定义为比特率"r"和QP "q"的函数。 具体而言，码量控制部件4针对在采用CAVLC编码时的生成码量，预先分别为比特 率准备每个平均误差模型，并且为量化参数QP准备平均误差模型。这些误差模型预先被存 储为例如与量化参数QP和比特率中的每个相对应的数学表达式和表。根据量化参数QP和 比特率，码量控制部件4根据相应的误差模型计算分别指示要校正的误差的校正量C_rate和C_qp。在与量化参数QP和比特率相对应的校正量C_rate和C_qp中，码量控制部件4根 据下式选择值较小的一个作为校正量Cv。
校正量Cv = min (C_rate， C_qp) 这可以防止误差校正的量变得太大以至于经校正的生成码量比在第二预编码部
件2中计算的高精度生成码量大的情形。注意，校正量C_rate和C_qp每个指示校正量对
由第一预编码部件1计算出的每个生成码量(预编码码量)的比率(％ )。 码量控制部件4根据下式将由第一预编码部件1计算出的每个生成码量与校正量
Cv相乘，从而针对生成码量计算出校正量(下文中称作CAVLC校正码量)。 CAVLC校正码量=预编码码量X Cv 码量控制部件4通过将CAVLC校正码量与每个生成码量相加来针对CAVLC计算低 精度生成码量。 误差的第二个原因仅在CABAC被选为熵编码方案时发生。在第一预编码部件1中， 不执行利用CABAC的编码，并且在采用CABAC编码时的低精度生成码量是从基于CAVLC的 码量预测的。由于CABAC提供了比CAVLC更好的编码效率，所以在采用CAVLC的预编码时 的生成码量趋向于比实际码量稍大。例如，生成码量与误差之间的关系使得在统计上看，随 着由于CABAC的效率提高而导致比特率变小，该误差的量级趋向变大。类似地，这也是通过 预先收集关于误差的量级的统计数据，并且准备平均误差模型来校正的。
已发现与在基于CAVLC的码量的编码时发生的误差相比，由于CABAC导致的误差 与量化参数QP和比特率相反地改变，并且该改变量较小。 因此，针对CABAC的校正量(下文称作CABAC校正量)被定义为比特率"r"和 QP "q"的函数。此时，校正量Cb由下式计算。
校正量Cb = min (r， q) 码量控制部件4根据下式将由第一预编码部件1计算出的每个生成码量(预编码 码量)与校正量Cv相乘，从而针对生成码量计算出校正量(下文称作CABAC校正码量)。
CABAC校正码量=预编码码量X Cb 码量控制部件4通过将CABAC校正码量与每个低精度生成码量相加来针对CABAC 计算低精度生成码量。如图2所示，码量控制部件4可以针对由第一预编码部件1计算出 的每个生成码量(由方块指示)计算经校正的CAVLC校正量和CABAC校正码量(由黑圆指 示)。 接下来，码量控制部件4执行量化参数(QP)的估计处理。如上所述，第一预编码部 件1通过对按照任意间隔选择的量化参数QP1的离散值执行预编码，来获取生成码量。码 量控制部件4针对量化矩阵Q Matrix可取的量化参数QP的范围中的、除所选量化参数QP1 之外的量化参数QP，通过内插(由白圆指示)来计算生成码量。可以使用诸如线性内插之 类的常见内插处理作为该内插处理。 换言之，如图2所示，对在第一预编码部件1中获得的量化参数QP的离散值(由 方框指示)执行校正来获得经校正的量化参数QP (由黑圆指示)，并且进一步通过对其间的 量化参数QP进行内插(由白圆指示)来计算码量。 这样，码量控制部件4针对根据第一预编码部件1中的简化处理发生的生成码量 误差，校正了第一预编码部件1计算出的生成码量，从而针对CAVLC计算出低精度生成码
9量。结果，码量控制部件4可以通过简化的编码处理来增强生成码量的预测精度。通过利用 CAVLC的低精度生成码量，码量控制部件4计算出了低精度生成码量，该低精度生成码量代 表CABAC的生成码量的预测量。从而，码量控制部件4可以在不执行要求复杂处理的CABAC 的情况下估计出CABAC的低精度生成码量。根据利用离散选择的所选量化参数QP1预测的 低精度生成码量，码量控制部件4通过内插处理对除所选量化参数QP1之外的量化参数QP 预测了低精度生成码量。结果，不需要码量控制部件4利用所有量化参数QP来对输入图像 91编码，从而可以简化第一预编码部件1的配置。
[1-2-3.确定预测量化矩阵] 如上所述，针对量化矩阵Q Matrix可取的所有量化参数QP计算了低精度生成码 量。码量控制部件4被配置为根据编码复杂度来改变量化矩阵Q Matrix,并且基于与改变 后的量化矩阵Q Matrix相对应的低精度生成码量来选择最接近目标码量的量化参数QP作 为基本量化参数QP b。 码量控制部件4为每个量化矩阵Q Matrix选择在产生最接近目标码量的低精度 生成码量时使用的量化参数QP来作为相邻量化参数QPn。码量控制部件4例如使用为每个 量化矩阵Q Matrix选择的相邻量化参数QPn作为编码复杂度。当然，也可以使用诸如活动 性之类的其他指标。在这里，要切换使用的量化矩阵Q Matrix的数目为NumOfQMatrixId， 并且从具有最缓斜率的量化矩阵Q Matrix开始按照升序指派Id(标识符)，每个量化矩阵 Q Matrix可取的范围内的最小量化参数QP为QmatrixTheshold[Id]。
码量控制部件4从具有最小Id值的量化矩阵Q Matrix起，将相邻量化参数QPn与 QmatrixTheshold相比较。码量控制部件4将相邻量化参数QPn小于QmatrixTheshold[Id] 的量化矩阵Q Matrix中的具有最小Id的量化矩阵Q Matrix确定为预测量化矩阵Q MatrixD。码量控制部件4将该预测量化矩阵Q MatrixD中的相邻量化参数QPn确定为预 测量化参数QPd。 就是说，码量控制部件4将可取低精度生成码量最接近目标码量的量化参数 QP的量化矩阵Q Matrix中的、具有最小斜率的量化矩阵Q Matrix作为预测量化矩阵Q MatrixD。该预测量化矩阵Q MatrixD也被用于主编码部件3的主编码。由于码量控制部 件4可以使用满足低精度生成码量条件的量化矩阵Q Matrix中具有最小斜率的量化矩阵 Q Matrix，所以可以尽可能地防止图像质量恶化。 注意，码量控制部件4针对量化矩阵Q Matrix可取的所选量化参数QP1的范围， 从具有较小Id值的量化矩阵Q Matrix起顺序计算低精度生成码量。然后，在检测到相邻 量化参数QPn小于QmatrixTheshold [Id]的量化矩阵Q Matrix时，码量控制部件4确定量 化矩阵Q Matrix和相邻量化参数QPn作为预测量化矩阵Q MatrixD和预测量化参数QPd。 此时，码量控制部件4使第一预编码部件1开始对下一幅图片的处理。就是说，码量控制部 件4不使第一预编码部件1针对正处理的图像计算具有下一个Id的量化矩阵Q Matrix的 低精度生成码量。这使得码量控制部件4可以縮短确定预测量化参数QPd和预测量化矩阵 Q MatrixD所需的处理时间。 这样，从可取低精度生成码量变得接近目标码量的量化参数QP的量化矩阵Q Matrix中，码量控制部件4选择具有最小斜率的量化矩阵QMatrix作为预测量化矩阵Q MatrixD,以防止图像质量恶化。码量控制部件4选择使得低精度生成码量接近目标码量的
10预测量化矩阵Q MatrixD中的量化参数QP作为预测量化参数QPd。结果，码量控制部件4 可以选择使低精度生成码量最接近目标码量的量化参数QP作为预测量化参数QPd，同时以 使图像质量降低最小化的方式来自适应地改变量化矩阵QMatrix。
[1-3.确定基本量化参数] 第二预编码部件2通过使用预测量化参数QPd和预测量化矩阵QMatrixD来实际 执行与编码器3类似的编码，从而计算具有较高精度的高精度生成码量。下文中，由第二预 编码部件2计算出的生成码量将称作高精度生成码量。此时，第二预编码部件2通过使用 预测量化参数QPd以及该预测量化参数QPd前后的量化参数QP来计算高精度生成码量，并 且通过使用它们的变化率来预测与该预测量化参数QPd相邻的高精度生成码量。
码量控制部件4将每个MB的活动性群组、预测量化参数QPd和预测量化矩阵Q MatrixD提供给第二预编码部件2。第二预编码部件2基于这些值执行第二预编码。
在第二预编码部件2中，输入图像91在经延迟缓冲器5延迟处理后被输入到画面 内预测处理部件21。画面内预测处理部件21计算预测图像和该输入图像91之间的差值， 并且生成差值图像数据。然后，DCT部件22对该差值图像数据执行DCT处理来生成DCT系 数。量化部件23对这些DCT系数执行量化处理来生成经量化的系数。熵码长计算部件24 通过使用CAVLC或CABAC来对经量化的系数中的每个执行熵编码，从而计算高精度生成码 注意，在第二预编码部件2中的处理期间，量化部件23将经量化的系数发送到逆 量化部件27。逆量化部件27对经量化的系数应用逆量化来再现DCT系数。然后，IDCT部 件26将DCT系数变换成IDCT，从而生成本地解码图像，并且将该本地解码图像存储到缓冲 器25中。 在这里，量化部件23在该示例中包括三级量化部件23-1、23-2和23_3。熵码长计 算部件24在该示例中包括三级熵码长计算部件24-1、24-2和24_3。级数仅为3的原因在 于通过宽广范围上的第一预编码已粗略估计了量化参数QP。 在此配置下，量化部件23和熵码长计算部件24利用预测量化参数QPd以及该预 测量化参数QPd前后的量化参数并行执行处理，从而获得高精度生成码量。此时，熵码长计 算部件24从CABAC/CAVLC中选择与用于主编码部件3中的主编码的熵编码方案相同的编 码方案。 然后，码量控制部件4从通过第二预编码获得的高精度生成码量确定要在主编码 中使用的、圉片的基本量化参数QPmb。然后，根据每个MB的活动性群组、该确定的图片的基 本量化参数QPmb和预测量化矩阵QMatrixD，码量控制部件4发送关于量化的信息(例如， 每个MB的QP和Q Matrix)到主编码部件3。 更具体而言，如果目标码量夹在第二预编码获得的高精度生成码量之间，即， 如果Generated—bits(QP_precodel+l) < = Target—bits < = Generated—bits(QP_ precodel-1)，则最接近目标码量的量化参数QP被选为基本量化参数QPM。
否则，码量控制部件4从第二预编码的结果中寻找高精度生成码量相对量化参数 QP的改变的变化率。基于第一预编码部件1所获得的低精度生成码量计算预测量化参数 QPd。结果，最接近目标码量的量化参数QP存在于该预测量化参数QPd附近。如果量化参 数QP的值接近，则生成码量的变化率基本恒定。因此，码量控制部件4根据该预测量化参数QPd以及在该预测量化参数QPd前后的量化参数QP的高精度生成码量的变化率，预测各 个量化参数QP的高精度生成码量，并且选择最接近目标码量的量化参数QP作为基本量化
参数QP B。 首先，从第二预编码2的结果中如下找出DiffRatio_l， DiffRatio_l指示在量化 参数QP被减去"1"时高精度生成码量改变的百分比。注意，Generated—bits指示第二预 编码2中的生成码量，QP_precodel指示预测量化参数QPd，并且QP_precodel-l指示比预 测量化参数QPd小"1"的量化参数QP。 DiffRatio_l = (Generated_bits(QP_precodel_l)_Generated_bits (QP_ precodel))/Generated—bits(QP_precodel) 从第二预编码2的结果中如下找出DiffRatio—2，DiffRatio—2指示在量化参数QP 被加上"l"时高精度生成码量改变的百分比。注意，并且QP_preCOdel+l指示比预测量化 参数QPd大"1"的量化参数QP。 DiffRatio_2 = (Generated_bits(QP_precode 1)_Generated_bits (QP_ precodel+1))/Generated—bits(QP_precodel+l) 如下找出在预测量化参数QPd附近的高精度生成码量的变化率DiffRatio。
DiffRatio = (DiffRatio_l+DiffRatio_2)/2 就是说，DiffRatio被计算为在量化参数QP被从预测量化参数QPd在正方向和负 方向中的每个方向上改变"1"时生成码量的变动的平均值。 令DeltaQP为使得高精度生成码量最接近目标码量的量化参数QP和预测量化参 数QPd(QP—precodel)之间的差值的绝对值，则当与最接近目标码量的高精度生成码量相 对应的量化参数QP小于比该预测量化参数QP小1的量化参数QP(QP—precodel-l)时，如下 计算出使高精度生成码量最接近目标码量的量化参数QP的高精度生成码量(Generated— bits(QP))。 Generated—bits(QP) = Generated—bits(QP_precodel_l)X (1. 0+DiffRatio)'( DeltaQP-1) 当与最接近目标码量的高精度生成码量相对应的量化参数QP大于比该预测量化 参数QP大1的量化参数QP(QP—precodel+l)时，如下计算出使高精度生成码量最接近目标 码量的量化参数QP的高精度生成码量(GeneratecLbits(QP))。 Ge證ated—bits(QP) = Ge證ated—bits (QP_precode 1+1) X (1. 0-DiffRatio)' (DeltaQP-1) 就是说，码量控制部件4将在使用一个预测量化参数QPd前后的量化参数QP时的 每个高精度生成码量增大或减小根据在量化参数QP的值围绕该预测量化参数QPd改变"1" 时的变化率的码量。码量控制部件4高精度地计算出使用在该预测量化参数QPd附近的量 化参数QP时的高精度生成码量。 以上述方式，码量控制部件4选择最接近目标码量的量化参数QP作为要用作主编 码中的平均量化参数(BaseQP)的基本量化参数QPM。 如上所述，在第二预编码部件2中，利用由第一预编码部件1估计出的预测量化参 数QPd(QP_precodel)、以及下一个较大的量化参数QP (QP_precodel+l)和下一个较小的量 化参数QP(QP—precodel-l)，执行了预编码。在这里，为了縮小电路规模，如上所述，仅量化
12部件23和熵码长计算部件24被并行化，其他处理是共享的。 此时，用于画面内预测处理的本地解码图像是利用基于第一预编码部件1的结果 估计出的预测量化参数QPd(QP—precodel)量化的数据。就是说，在逆量化和IDCT中要处 理的数据是预测量化参数QPd(QP—precodel)的量化输出。这意味着在利用该预测量化参 数QPd前后的量化参数QP(QP_precodel+l和QP_precodel-l)的预编码中画面内预测处 理的输入不是这些量化参数自身的本地解码图像，而是用预测量化参数QPd(QP—precodel) 的本地解码图像所替换了。 这样，通过基于第一预编码部件1的结果预测低精度生成码量，码量控制部件4利 用非常可能使低精度生成码量最接近目标码量的预测量化参数QPd、以及其前后的量化参 数QP，通过与主编码相同的编码计算出高精度生成码量。结果，码量控制部件4能非常准确 地计算在使用该预测量化参数QPd以及其前后的量化参数QP时的高精度生成码量。此外， 本发明集中于这样的事实在较窄范围内，高精度生成码量伴随量化参数QP改变的变化率 基本恒定。码量控制部件4基于预测量化参数QPd以及高精度生成码量伴随该QPd前后的 量化参数QP的变化率，计算出了使用与预测量化参数QPd相邻的量化参数QP时的高精度 生成码量。结果，码量控制部件4也为与预测量化参数QPd相邻的量化参数QP非常准确地 计算出了高精度生成码量。
[1-4.主编码] 主编码部件3通过利用下述参数执行主编码基于第二预编码部件2的结果而
获得的基本量化参数QPM、以及基于第一预编码部件1的结果而获得的预测量化矩阵Q Matrix、活动性群组、画面内预测模式等。换言之，在主编码部件3中，当接收到经由延迟缓 冲器6经延迟的输入图像91后，在画面内预测处理部件31中，按照在第一预编码时确定的 画面内预测模式计算预测图像和输入图像91之间的差值图像数据。DCT部件32执行DCT 处理，并且量化部件33执行对DCT系数的量化。量化部件33的输出(经量化的系数)也 被发送到逆量化部件37。逆量化部件37对经量化的系数应用逆量化来再现DCT系数。然 后，IDCT部件36将DCT系数变换成IDCT来生成预测图像，并将该预测图像存储到缓冲器 35中。这样，在上述DCT部件32的DCT和量化部件33对DCT系数的量化之后，熵编码部 件34执行熵编码，并且输出被设置为目标码量的输出流92。
[1-5.结论] 这样，在根据本实施例的图像编码装置100中，在第一预编码部件1的第一预编码 中，粗略计算出在利用多个所选量化参数QP1执行编码时的低精度生成码量，从而估计实 现目标码量的预测量化参数QPd。 此时，第一预编码部件1并行执行编码以便计算在利用按照任意间隔选择的量化 参数QP1执行编码时的生成码长度。 —般来说，为了并行执行编码，电路规模就非常大。然而，为了縮小电路规模，本实 施例通过使处理可能共用同时实现并行编码来解决了该问题。 换言之，更具体而言，在第一预编码部件1中，如前所述，仅量化部件14和熵码长 计算部件15是并行提供的，而其他处理是共享的。另外，为了消除逆量化部件、IDCT部件 和缓冲器，输入图像被用作预测图像来执行画面内预测处理。
另一方面，当在熵编码中利用CABAC时，通常不能以高比特率地执行处理。换言 之，在第一预编码部件1中，如果在熵编码中使用CABAC，当在给定的用于码量预测的量化 参数QP情况下执行码量计算时，如果在该量化参数QP情况下码量较大(即，如果每个量化 系数的值较大)，则不能预测出生成码量。 CABAC是一种通过针对每1比特执行概率计算来压縮数据的熵编码方案。 一次处 理l比特意味着随着码量变得越大，处理时间变得越长，从而处理不能在特定时段(例如， l帧的时段)中完成。因此，如果在熵编码中使用CABAC，当码量较大时，第一预编码部件1 不能计算出熵编码后的生成码量，使得不能高比特率地预测出生成码量。
因此，在第一实施例中，第一预编码部件1使用CAVLC用于码量计算。这样，在第 一预编码部件1中，通过利用縮小的电路规模和减少的处理来执行简化预编码，粗略地估 计出了低精度生成码量。然后，码量控制部件4选择低精度生成码量接近目标码量的量化 参数QP作为预测量化参数QPd。 在第二预编码部件2中，考虑到第一预编码部件1对预测量化参数QPd的估计有 误差这一事实，再次执行预编码，从而增强了量化参数QP估计的精度。换言之，通过利用第 一预编码部件1粗略估计出的预测量化参数QPd附近的量化参数QP再次执行预编码，获取 了高精度生成码量，并且再次找出最接近目标高精度生成码量的量化参数QP。熵码长计算 使用与主编码相同的方案(CABAC或CAVLC)。 注意，尽管存在由于用于画面内预测处理的输入(本地解码图像)的差值导致的 误差，但是由于量化参数QP的值基本相同，并且由于编码导致的失真的量也基本相同，因 此这可以忽略不计。
[1-6.过程] 在下文中，参考图3的流程图，将详细描述根据本发明实施例的图像编码装置100 的编码过程RT1。该过程的一部分或全部也对应于根据一实施例的图像编码方法。
首先，活动性计算部件16计算各个MB的活动性，并且根据它们的值将MB划分成 活动性群组(步骤Sl)。 然后，画面内预测模式确定部件11基于输入图像91来确定画面内预测模式(步 骤S2)。该画面内预测模式也用于第二预编码部件2的第二预编码和主编码部件3的主编 码。 接下来，画面内预测处理部件12计算预测图像和输入图像之间的差值图像数据。 输入图像91被用作这里的预测图像来减少处理。然后，DCT部件13执行整数精度DCT，并 将DCT系数发送给量化部件14 (步骤S3)。 量化部件14利用按照任意间隔选择的多个所选量化参数QP1作为一幅图片的平 均量化参数(BaseQP)来量化DCT系数值。熵码长计算部件15将经量化的系数编码成可变 长度码，并且执行码长计算，从而针对各个所选量化参数QP1获取生成码量(步骤S4)。此 时，如上所述，每个MB的量化参数QP被赋予一个考虑了活动性的值，并且被编码。换言之， 如上所述，通过将一个依赖于活动性群组的偏移与一幅图片的平均量化参数(BaseQP)相 加而找出每个MB的量化参数QP。 注意，为了应对自适应量化矩阵Q Matrix交换处理，上述处理被针对每个量化矩 阵Q Matrix执行。换言之，对于每个量化矩阵Q Matrix,利用所选量化参数QP1的离散(不
14连续)值执行预编码来获取一幅图片的生成码量。此时，选择所选量化参数QP1以使得覆 盖针对每个量化矩阵QMatrix可取的量化参数QP的范围。 接下来，码量控制部件4对第一预编码部件1计算出的生成码量执行校正处理，从 而计算出低精度生成码量。码量控制部件4对由于预编码的简化导致的误差执行校正，并 且采用内插处理来计算与所选量化参数QPl之外的量化参数QP相对应的低精度生成码量 (步骤S5)。 码量控制部件4针对每个量化矩阵Q Matrix执行步骤S5中的处理，从而计算每 个量化矩阵Q Matrix的低精度生成码量(步骤S6)。由于通过上述处理找出了针对所有所 要求的量化参数QP的低精度生成码量，所以在这些量化参数QP中的可产生最接近目标码 量的量化参数QP中，具有最小斜率的量化矩阵Q Matrix被选作预测量化矩阵Q MatrixD。 此外，码量控制部件4选择与该预测量化矩阵Q MatrixD相对应的、可产生最接近目标码量 的低精度生成码量的量化参数QP作为预测量化参数QPd(步骤S7)。另外，通过如上选择量 化矩阵Q Matrix,限制了可取的量化参数QP的范围，从而在第一预编码部件1中计算生成 码量时可以縮小所选量化参数QP1的范围。这些作为在第一预编码部件1中确定的预测量 化矩阵Q MatrixD和预测量化参数QPd。 然后，执行第二预编码部件2的生成码量获取处理(步骤S8至S 10)。第二预编 码部件2的目的是通过再次执行预编码来增强基本量化参数QPffi估计的精度，这是考虑到 了第一预编码部件1对预测量化参数QPd的估计有误差这一事实进行的。
换言之，通过利用在作为第一预编码部件1的结果而粗略估计出的预测量化参数 QPd附近的量化参数QP再次执行预编码，获取了高精度生成码量，并且再次找出最接近目 标码量的量化参数QP。熵码长计算使用与主编码相同的方案(CABAC或CAVLC)。
具体而言，画面内预测处理部件21的画面内预测处理和DCT部件22的DCT是利 用作为第一预编码部件l的结果而确定的画面内预测模式执行的(步骤S8)。作为要在画 面内预测中使用的本地解码图像(预测图像)，在第二预编码部件2中，共享了利用作为第 一预编码部件1的结果而估计出的预测量化参数QPd(QP—precodel)量化的本地解码图像。
在量化时，使用了作为第一预编码部件1的结果而确定的活动性群组、预测量化 参数QPd(QP—precodel)和量化矩阵Q Matrix。该预测量化参数QPd (QP_precodel)被设置 在量化部件23-1中，比该预测量化参数QPd小"1"的预测量化参数QPd(QP_precodel-l) 被设置到量化部件23-2中，并且比该预测量化参数QPd大"l"的预测量化参数QPd(QP_ precodel+1)被设置到量化部件23_3中。 此外，每个MB的量化参数(QP)被赋予一个考虑了活动性的值，并且被编码。通过 上述第二预编码，可以获取一幅图片的高精度生成码量(步骤S9)。 然后，码量控制部件4根据基于第二预编码部件2而获得的高精度生成码量来确 定基本量化参数QP b (步骤S10)。 然后，主编码部件3执行主编码(步骤Sll)。在主编码中，通过利用作为第二预编 码部件2的结果而确定的一幅图片的基本量化参数QP^、以及作为第一预编码部件1的结 果而确定的预测量化矩阵QMatrixD和活动性群组执行了编码。这样一来，结束了与编码相 关的一系列处理。 下文中，参考图4的流程图，进一步描述在图像编码装置100的编码过程RT1的步骤S7中执行的Q Matrix确定过程RT2。 在该过程开始时，在首先将Id初始化为Id = 0(步骤S21)后，码量控制部件4从 Id值较小的量化矩阵Q Matrix起将低精度生成码量最接近目标码量的量化参数(QP)与在 该量化矩阵Q Matrix中可取的最大参数QP(QmatrixTheshold[Id])相比较(步骤S22)。 然后，如果在第Id个量化矩阵Q Matrix中其低精度生成码量最接近目标码量的量化参数 (QP)小于QmatrixTheshold[Id]，则码量控制部件4将当前量化矩阵Q Matrix确定为预 测量化矩阵Q MatrixD。此外，在确定该预测量化矩阵Q MatrixD中低精度生成码量最接 近目标码量的量化参数(QP)作为预测量化参数QPd(步骤S23)后，码量控制部件4结束Q Matrix确定过程RT2。 另一方面，如果在步骤S22中在第Id个量化矩阵Q Matrix中其低精度生成码 量最接近目标码量的量化参数(QP)大于等于QmatrixTheshold[Id]，则码量控制部件 4递增Id(步骤S24)。码量控制部件4判断Id是否等于量化矩阵Q Matrix的总数减 "1" (Num0预atrixld-1)(步骤S25)。然后，如果Id = Num0预atrixld-1不为真，则处理返 回到步骤S22，并且检查下一个量化矩阵Q Matrix。另一方面，如果Id = NumO预atrixId-l 为真，则选择具有最陡斜率的量化矩阵Q Matrix(ID为Num0预atrixld-1的量化矩阵Q Matrix)，然后Q Matrix确定过程RT2结束。 通过图4中的该Q Matrix确定过程RT2，对于每个量化矩阵QMatrix，码量控制部 件4设置了可取的最大参数QP，并且从具有最缓斜率的量化矩阵Q Matrix起按顺序判断与 低精度生成码量被估计为最接近目标码量的量化参数QP相对应的低精度生成码量是否真 地指示了接近目标码量的值。然后，如果该值接近，则相应的量化矩阵Q Matrix被确定为 将在主编码中使用的预测量化矩阵Q MatrixD。 如上所述，根据本发明实施例，以图片为基础执行了两次预编码。然后，为了作为 效率增强的结果来解决处理量增大和用于编码的电路规模增大的问题，图像编码装置100 采用了基于电路的部分共用的部分并行配置。结果，简化了预编码器的配置，同时通过统计 数据校正了由于简化导致的误差。 因此，图像编码装置100可以使主编码中生成的主编码生成码量与给予一幅图片
的目标码量匹配，而不执行内反馈控制。因此，图像编码装置ioo可以消除利用反馈控制的
问题，例如由反馈参数的不合适初始值和不适当的目标码量失真导致的不利影响。结果，图
像编码装置ioo可以使主编码生成码量与目标码量匹配，并且确定考虑了视觉特性的码量
失真，即，适当的量化参数。 注意，本发明不限于上述实施例，而是在不脱离其范围的情况下可作出多种改进 或修改。 例如，上述图像编码装置100和图像编码方法也可以实现为安装在装置中的计算 机程序或者记录了该程序的记录介质、以及实现该方法的计算机程序或记录了该程序的记 录介质。 [l-7.操作和效果] 根据上述配置，在作为图像处理装置的图像编码装置100中，对于通过简单处理 对输入图像91编码而获得的作为简单编码数据的DCT系数，至少通过基于从作为量化因子 的量化参数QP中离散选择的所选量化参数QP1对作为输入图像的输入图像91进行量化来对输入图像91进行了编码，从而计算出编码时输入图像91的生成码量。 图像编码装置100对在根据该简单处理发生的编码时输入图像的生成码量的误
差进行校正，从而计算出低精度生成码量。 图像编码装置100通过对当基于所选量化参数QP1对输入图像91编码时的低精 度生成码量进行内插处理，来计算基于除所选量化参数QP1之外的量化参数QP对输入图像 91编码时的低精度生成码量。 结果，图像编码装置100可以在无需对所有量化参数QP编码的情况下计算基于所 有量化参数QP的低精度生成码量，从而可以简化对低精度生成码量的计算并且减少计算 电路。 基于通过基于所选量化参数QP1和内插处理的编码计算出的低精度生成码量，图 像编码装置100将使得在编码输入图像91时的主编码生成码量被预测为最接近目标码量 的量化参数QP确定为基本量化参数QPmb。图像编码装置100基于该基本量化参数QPmb、利 用主编码部件3来对输入图像91执行编码(主编码)。 结果，图像编码装置100可以基于通过简单处理产生的低精度生成码量来确定基 本量化参数QPmb，从而可以简化用于确定基本量化参数QPmb的处理。
〈2.第二实施例> 图5至6示出的第二实施例(例如图1至4中所示第一实施例的由相同的标号标 出的部分示出的)与第一实施例不同在于根据图像编码装置200的主编码部件3根据实际 生成的主编码生成码量的执行反馈控制。
[2-1.利用主编码的反馈控制] 图像编码装置200以与第一实施例相同的方式，通过利用使得主编码生成码量被 预测为最适合目标码量的基本量化参数QPmb的前馈控制来执行主编码。因此，图像编码装 置200可以将主编码生成码量抑制到目标码量。然而，在非常偶然的情况下，图像编码装置 200不能计算出高精度生成码量，结果选择了不合适的基本量化参数QP『因此，为了应对 这种情况，图像编码装置200通过主编码生成码量的反馈控制来以可靠的方式将编码生成 码量抑制到目标码量。注意，在第二实施例中，码量控制部件4将例如使得高精度生成码量 不超过目标码量、并且还最接近目标码量的量化参数QP确定为基本量化参数QPM。从而， 码量控制部件4确定了基本量化参数QPmb，使得主编码生成码量变得稍小于目标码量。
如图5所示，图像编码装置200执行以下处理来在根据由H. 264/AVC(高级视频编 码；高级运动图像压縮编码标准)等代表的图像压縮方法执行码量控制时实现图片内良好 的码量分布，并且还实现图片固定长度编码。
利用第3关编码的主编码，图像编码装置200根据画面内反馈(intra-screen feedback)(反馈)执行速率控制来将码量抑制到某一值或更小。
为了抑制由于反馈控制导致的量化参数QP的不必要波动，如果预测每幅图片的 生成码量不超过目标码量，则图像编码装置200从单独使用视觉特征(活动性)的基本量 化参数QPM开始改变要使用的量化参数QP (使用量化因子)。换言之，图像编码装置200将 以基本量化参数QP b作为平均图片BaseQP的自适应量化参数QPt作为要使用的量化参数 QP。
如果预测主编码生成码量由于反馈控制超过目标码量，则图像编码装置200从
17基本量化参数QPM开始改变平均量化参数BaseQP。此时，为了抑制平均量化参数BaseQP 的不必要波动，图像编码装置200仅在量化参数QP变大的方向上改变平均量化参数 BaseQP(即，仅在生成码量变小的方向上)。结果，图像编码装置200将基于改变后的平均 量化参数BaseQP的自适应量化参数QPt作为要使用的量化参数QP。注意，在变大方向上改 变了一次的自适应量化参数QPt将不再返回到变小方向上。 具体而言，图像编码装置200的主编码部件3利用量化矩阵Q Matrix和活动性群 组执行编码，其中活动性群组是由第一预编码部件1利用基于第二预编码2的结果而被确 定为平均量化参数BaseQP的基本量化参数QPffi而确定的。此时，图像编码装置200使平均 量化参数BaseQP经过反馈控制，以免超过目标码量。 图像编码装置200的码量控制部件4针对由多个MB构成的每个反馈控制单位 FeedBackUnit来执行反馈控制。输出流92的生成码量被从熵编码部件34提供给码量控制 部件4。码量控制部件4使用利用第二预编码的预测量化参数QPd (QP_preC0del)得到的每 个MB的生成码量(即，量化部件23-1和熵码长计算部件24-1的输出)来根据每幅图片的 目标码量(下文称作"图片目标码量")计算每个反馈控制单位FeedBackUnit的目标码量 (下文称作"反馈目标码量")。 现在，如果将基于第二预编码部件2的结果的、反馈控制单位(FeedBackUnit)的 高精度生成码量记为PrecodeGeneratedBits—FeedBackUnit[no]，并且将基于第二预编码 部件2的结果的、每幅图片的高精度生成码量记为PrecodeGeneratedBits，则利用下式获 得反馈控制单位FeedBackUnit的反馈目标码量(TargetBit_FeedBackUnit [no])。注意，no 是FeedBackUnit的号码(0至FeedBackUnit计数-1)，并且TargetBit是图片目标码量。
TargetBit—FeedBackUnit [no] = TargetBitXPrecodeGeneratedBits_FeedBackUnit[no]/ PrecodeGeneratedBits 换言之，码量控制部件4将反馈控制单位的高精度生成码量 (PrecodeGeneratedBits_FeedBackUnit[no])对图片高精度生成码量的百分比乘以图片目 标码量TargetBit，从而计算出反馈目标码量(TargetBit_FeedBackUnit [no])。
具体而言，图像编码装置200的码量控制部件4执行例如下式处理。
(1)码量控制部件4将编码分成前半部分处理和后半部分处理，并且在前半部分 处理中不执行反馈控制。码量控制部件4根据预编码的反馈控制单位(FeedBackUnit)中 的码量比来确定反馈控制单位(FeedBackUnit)的目标码量。该码量比根据量化参数QP的 参数波动而改变。因此，当在前半部分编码时生成码量较小时执行反馈控制后，图像编码装 置200可能改变到不必要的平均量化参数BaseQP。换言之，图像编码装置200选择基本量 化参数QPMB，使得主编码生成码量接近图片目标码量。因此，当在图片的前级平均量化参数 BaseQP偏离时，在主编码生成码量和图片目标码量之间存在差异。 (2)码量控制部件4根据量化参数QP的稳定性的两个方面确定前半部分处理和后 半部分处理之间的切换定时，从而将主编码生成码量抑制到目标码量或者更小。换言之，如 果满足以下(a)和(b)所示的条件之一，码量控制部件4就前进到后半部分处理。
(a)当对一幅图片的一定百分比或者更多编码时，即，当对一定数量或更多MB编 码时，码量控制部件4前进到后半部分处理。这是为了稳定量化参数QP。
(b)码量控制部件4将尚未被编码的部分(MB)的可用剩余码量(通过从图片目标
码量减去该时刻之前的主编码生成码量而获得的值)与尚未被编码的部分(MB)的目标码
量(通过从图片目标码量减去该时刻之前的反馈目标码量而获得的值)相比较。在剩余码
量达到一定百分比或者较小时，码量控制部件4前进到后半部分处理。这是为了将主编码
生成码量抑制到目标码量或者更小。 条件(2) (b)由下式表示。 (TargetBit-GeneratedBits—Accum) < (TargetBit-TargetBit—Accum)XThresholdRatio 在这里，TargetBit_Accum禾P GeneratedBits_Accum分别是直到该时刻反馈目标 码量的的积分值(TargetBit—FeedBackUnit[no])和直到该时刻反馈控制单位的主编码生 成码量的积分值。另外，ThresholdRatio是可容忍的偏离百分比(tolerable deviation percentage)。在主编码生成码量是目标码量的情形中，剩余码量等于尚未被编码部分的目 标码量。另一方面，在主编码生成码量超过目标码量的情形中，剩余码量小于尚未编码部分 的目标码量。例如，当剩余码量小于尚未被编码部分的目标码量的ThresholdRatio倍时， 码量控制部件4前进到后半部分处理。在执行控制使得生成码量必须小于目标码量的情形 中，码量控制部件4将ThresholdRatio设置为小于1。因此，当已编码部分的生成码量小 于目标码量、并且趋近该目标码量时，码量控制部件4前进到后半部分处理。另外，在执行 控制使得生成码量接近目标码量的情形中，码量控制部件4将ThresholdRatio设置为大于 1。从而，当已编码部分的生成码量超过目标码量一定比率或更多时，码量控制部件4可以 前进到后半部分处理。无许多言，也可以将ThresholdRatio设置为"l"。
因此，码量控制部件4在目标码量和实际主编码生成码量之间存在差异之前可以 进入反馈控制，因此可以以可靠的方式防止剩余码量太小以至于码量控制部件4不能控制 主编码生成码量的情形。 换言之，在主编码生成码量较小时，剩余码量的绝对值较大，因此除非目标码量和 主编码生成码量之间的差异非常大，否则条件得不到满足，所以码量控制部件4不能前进 到后半部分处理以进入反馈控制。在主编码生成码量增大后，剩余码量的绝对值较小，因 此即使在目标码量和主编码生成码量之间存在一些差异，条件也得到满足，码量控制部件4 前进到后半部分处理以进入反馈控制。 (3)通过主编码部件，码量控制部件4仅在预测每幅图片的主编码生成码量将 超过图片目标码量的情形中，在增大平均量化参数BaseQP的方向上改变平均量化参数 BaseQP，以使得大于基本量化参数QPffi。在增大平均量化参数BaseQP的情形中，码量控制部 件4在一次反馈处理中(即，对于每个反馈控制单位)将平均量化参数BaseQP改变l。从 而，码量控制部件4抑制了平均量化参数BaseQP的过度改变。 如果满足了下述(a)和(b)的条件之一，则码量控制部件4预测出每幅图片的主 编码生成码量将超过图片目标码量，并且增大平均量化参数BaseQP。 (a)码量控制部件4在以反馈控制单位的编码结束前立即(在处理结束后立即) 确认反馈生成码量，并且根据下式对反馈生成码量(GeneratedBits_FeedBackUnit[cur]) 与反馈目标码量(TargetBit_FeedBackUnit[cur])进行比较。
GeneratedBits—FeedBackUnit[cur] > TargetBit—FeedBackUnit[cur]
当反馈生成码量(GeneratedBits_FeedBackUnit[cur])大于反馈目标码量 (TargetBit_FeedBackUnit[cur])时，生成码量趋向于增大，因此这表明以下述编码方式生 成的主编码生成码量可能超过目标码量。此时，码量控制部件4判断是否增大平均量化参 数BaseQP。此时的状况将在下面示出。 码量控制部件4针对此时已被编码的部分从目标码量减去生成码量，从而如下计 算出生成码量的剩余部分。 SurplusBits = TargetBit—Accum-GeneratedBits—Accum 码量控制部件4仅在预测出下一反馈控制单位中的主编码生成码量将超过目标 码量的情形中才增大平均量化参数BaseQP。 码量控制部件4如下根据下一反馈控制单位中的目标码量获得预测将超过 下一反馈单位中的目标码量的最大码量(下文将称作"过度最大码量")。在这里， MaxErrorRatio是可作为误差的、反馈生成码量对反馈目标码量的最大比率。
TargetBit—FeedBackUnit[next] XMaxErrorRatio
码量控制部件4基于此执行以下判断。 SurplusBits < TargetBit—FeedBackUnit [next] XMaxErrorRatio
码量控制部件4对生成码量的剩余部分SurplusBits与下一反馈控制单位中的过 度最大码量进行比较。如果该过度最大码量大于生成码量的剩余部分SurplusBits,则码量 控制部件4判断已被编码的部分的主编码生成码量可能超过下一反馈控制单位中的目标 码量，并且将平均量化参数BaseQP增大1。 换言之，在"最近反馈控制单位中的生成码量比最近反馈控制单位的目标码量大" 并且"此部分的码量的剩余部分SurplusBits比关于在下一反馈控制单位中可能超出的过 度最大码量小"时，码量控制部件4将平均量化参数BaseQP增大1。这是因为生成码量趋 向于增大，并且码量的剩余部分的余量不足，因此预测出最终图片生成码量将超过图片目 标码量。 换言之，当确定即使维持当前状态已编码部分的主编码生成码量也不会超过下一 反馈控制单位中的目标码量时，码量控制部件4不将平均量化参数BaseQP增大1 。因此，即 使存在迹象表明已编码部分的主编码生成码量可能超过目标码量，码量控制部件4也可以 避免过度反应，防止不必要地过度增大平均量化参数BaseQP，使得平均量化参数BaseQP稳 定。 (b)在不满足(a)的情形中，S卩，在"最近反馈控制单位中的生成码量比最近反 馈控制单位的目标码量大"或"此部分的码量的剩余部分SurplusBits比关于在下一反 馈控制单位中可能超出的过度最大码量小"时，码量控制部件4确定生成码量的剩余部分 SurplusBits是否为负。如果SurplusBits为负，则这意味着编码结束时的主编码生成码量 超过目标码量。此时，码量控制部件4例如如下基于最近反馈控制单位中的生成码量和目 标码量之比来预测剩余编码部分的生成码量从目标的偏离。 码量控制部件4如下计算最近反馈控制单位中的生成码量和目标码量之比Diff_ Ratio。Diff—Ratio = (Ge證atedBits—FeedBackUnit [cur] —TargetBit—FeedBackUnit[cur])/TargetBit—FeedBackUnit[cur]
20
码量控制部件4如下计算出剩余编码部分的目标码量TargetBit_Rem。
TargetBit_Rem = TargetBit-TargetBit—Accum 码量控制部件4假设剩余编码部分的目标码量偏离与最近反馈控制单位中的生 成码量和目标码量之比Diff_Ratio相同的比率，并且如下计算从目标的偏离。
TargetBit_RenpWiff_Ratio 如果通过将已编码部分和尚未编码部分相加而获得的值为正并且满足以下条件，
则码量控制部件4将平均量化参数BaseQP增大1。 (TargetBit_Rem*Diff_Ratio)_SurplusBits > 04 在"已编码部分的生成码量超过了目标码量"并且"最近反馈控制单位中的目标码 量和生成码量之比而获得的图片预测生成码量超过图片目标码量"时，码量控制部件4将平 均量化参数BaseQP增大1。 换言之，即使某一时刻的生成码量超过了目标码量，但是在确定生成码量相对于 目标码量具有减小趋势并且结果图片生成码量不会超过图片目标码量的情况下，码量控制 部件4也不将平均量化参数BaseQP增大1。 因此，在使输入图像19经主编码时，图像编码装置200在开始对图片的主编码时
不执行反馈控制，而是仅在满足一定条件时执行反馈控制作为后半部分处理。 换言之，图像编码装置200实质上仅对图片的后半部分执行反馈控制。甚至在
图片的前半部分中，如果已编码部分的生成码量与目标码量之比超过一定比率或者更高，
在随后的生成码量和目标码量之间可能存在差异，则因此图像编码装置200也执行反馈控制。 图像编码装置200由于反馈控制而将平均量化参数BaseQP的波动抑制到最小，并 且因此仅在预测每幅图片的主编码生成码量将不容易被抑制到图片目标码量或者更小时， 才将平均量化参数BaseQP增大1。 换言之，在反馈生成码量大于反馈目标码量的情形中，生成码量与目标码量相比 趋向增大，并且在下一反馈控制单位中编码部分的生成码量也可能超过目标码量，预测最 终图片生成码量将超过图片目标码量，因此图像编码装置200将平均量化参数BaseQP增大 1。 因此，即使在生成码量与目标码量相比趋向增大，如果剩余码量存在一定余地，图 像编码装置200也可以防止平均量化参数BaseQP被增大1，并且因此防止不必要地增大了 平均量化参数BaseQP 。 此外，在平均量化参数BaseQP尚未被增大1的情形中，如果已编码部分的生成码 量超过了目标码量，则预测最终图片的生成码量将超过图片目标码量，因此图像编码装置 200将平均量化参数BaseQP增大1。 因此，即使在已编码部分的生成码量超过了目标码量，如果生成码量有减小趋势， 预测图片生成码量将不会超过图片目标码量，则图像编码装置200可以防止平均量化参数 BaseQP被增大1，因此防止不必要地增大了平均量化参数BaseQP。
[2-2.处理过程] 将参考图6的流程图描述反馈控制处理过程RT4。在开始该处理时，码量控制部 件4将利用预编码确定的基本量化参数QPffi设置给平均量化参数BaseQP (步骤S31)。随后，码量控制部件4针对每个反馈控制单位FeedBackUnit对输入图像91进行编码(步骤 S32)。 随后，码量控制部件4判断是否一幅图片的所有MB都已被编码(步骤S33)。在这 里，如果所有MB都已被编码，则码量控制部件4前进到结束步骤来结束该处理。另一方面， 如果并非所有MB都已被编码，则码量控制部件4前进到下一步骤S34。码量控制部件4判 断是否一定数目或更多的MB已被编码(步骤S34)。换言之，如上所述，由于在编码的前半 部分当码量较小时执行反馈控制时，平均量化参数BaseQP可能被不必要地改变。
在这里，如果判断一定数目或更多的MB已被编码，则码量控制部件4前进到步骤 S36。另一方面，如果判断不是一定数目或更多的MB已被编码，码量控制部件4则前进到步 骤S35，对尚未编码部分(MB)的可用剩余码量(通过从目标码量减去直到此时的生成码量 而获得的码量)和尚未编码部分的目标码量进行比较，并且判断该尚未编码部分的剩余码 量和目标码量之比是否为一特定百分比或更小(步骤S35)。在这里，如果判断该尚未编码 部分的剩余码量和目标码量之比不是一特定百分比或更小，则现在正被编码处理的MB不 是后半部分，并且已编码部分的生成码量和目标码量之间不存在差异，因此码量控制部件4 返回到步骤S32，重复上述处理。另一方面，如果确定可用码量为一特定百分比或更小，则码 量控制部件4前进到步骤S36以执行反馈控制。 随后，码量控制部件4判断最近反馈控制单位中的生成码量是否大于该最近反馈 控制单位中的目标码量(步骤S36)。在这里，如果判断最近反馈控制单位中的生成码量大 于该最近反馈控制单位中的目标码量，则码量控制部件4判断此时码量的剩余部分在下一 反馈控制单位中是否可能超过(步骤S37)。如果最近反馈控制单位中的生成码量小于该最 近反馈控制单位中的目标码量，则码量控制部件4前进到步骤S39。 如果判断此时码量的剩余部分在下一反馈控制单位中可能超过，则码量控制部件 4将平均量化参数BaseQP增大1(步骤S38)，然后返回到步骤S32。另一方面，如果判断此 时码量的剩余部分在下一反馈控制单位中可能不超过，则码量控制部件4前进到步骤S39。
随后，在步骤S39中，码量控制部件4判断已编码部分的生成码量是否超过了目标 码量(步骤S39)。在这里，如果判断已编码部分的生成码量未超过目标码量，则码量控制部 件4返回到步骤S32以重复上述处理。 另一方面，如果判断已编码部分的生成码量超过了目标码量，则码量控制部件4 判断根据最近反馈控制单位中的目标码量和生成码量之比而获得的图片预测生成码量是 否超过图片目标码量(步骤S40)。随后，如果判断该图片预测生成码量未超过图片目标码 量，则码量控制部件4返回到步骤S32以重复上述处理。 如果判断该图片预测生成码量超过了图片目标码量，则码量控制部件4将平均量 化参数BaseQP增大1 (步骤S38)，随后返回到步骤S32以重复上述处理。从而，码量控制部 件4继续该处理，直到判断出所有MB都已被编码为止。 如上所述，根据本实施例，图像编码装置200可以在不利用二元搜索(binary search)的情况下利用固定长度对图片进行编码，因此可以降低电路规模和功耗，并且可以 縮短编码延迟。此时，图像编码装置200抑制了由于反馈控制导致的平均量化参数BaseQP 的不必要的波动，并且因此即使已实现了反馈控制，也可以执行最优码量分布，即，使图片 生成码量与图片目标码量一致的码量分布，并且考虑到视觉特征。
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注意，本发明不限于上述实施例，而是可以在不脱离本发明的实质的情况下作出 多种修改和改变。 例如，上述图像编码装置和图像编码方法可实现为安装到该装置中的计算机程 序、记录了该程序的记录介质、用于实现该方法的计算机程序、或者记录了该程序的记录介 质。 编码处理的上述序列可由硬件执行，并且也可以由软件执行。在由软件执行编码 处理序列的情形中，100实质上被形成在CPU和RAM中。随后，存储在ROM中的编码程序被 加载到RAM中，从而执行了编码处理。
[2-3.操作和优点] 利用上述布置，图像编码装置200确定作为基本量化因子的基本量化参数QPffi，对 于该基本量化因子，预测在对输入图像91编码时每幅图片的主编码生成码量将接近图片 目标码量。 图像编码装置200通过利用作为至少基于基本量化参数QP^确定的使用量化因子 的、基于平均量化参数BaseQP的自适应量化参数QPt执行量化，来针对每个反馈控制单位 对输入图像91进行编码。 图像编码装置200针对每个反馈控制单位确认经编码输入图像91的生成码量，并 且如果预测每个图像单位的生成码量将超过每个图像单位的目标码量，则增大平均量化参 数BaseQP，从而增大自适应量化参数QPt的值。 从而，图像编码装置200在预先调整每幅图片的主编码生成码量使得接近图片目 标码量的状态中以受限的方式来增大平均量化参数BaseQP，从而可以防止要使用的量化参 数QP(自适应量化参数QPt)的值不必要地偏离。 在伴随例如AVC等的编码方法中，确认了由于多次执行编码导致的图像质量的恶 化。为了防止图像质量的这种恶化，提出了称作向后搜索的技术，在该技术中检测出最近编 码时使用的量化参数QP，并且再次使用(例如，参见专利文献2)。
专利文献2 :国际申请No. PCT/JP 2008/066917 利用这种向后搜索，基于预测量化参数QPd设置向后搜索的范围，从而通过限制 向后搜索的搜索范围可以简化处理。 图像编码装置200可以尽可能地抑制要使用的量化参数QP的波动，因此可以防止
要使用的量化参数QP偏离向后搜索的搜索范围，并且可以防止向后搜索的检测率恶化。 如果每个反馈控制单位的反馈生成码量趋向增大，并且通过从作为图像单位的图
片中的已编码部分的目标码量减去该已编码部分的生成码量而获得的码量的剩余部分余
量不足，则图像编码装置200预测出图片生成码量将超过图片目标码量。 当最近反馈控制单位中的生成码量大于最近反馈控制单位中的目标码量时，图像
编码装置200判断每个反馈控制单位的生成码量趋向增大。 当最近反馈控制单位中的生成码量小于可能超过目标码量的过度最大码量时，图 像编码装置200判断码量的剩余部分余量不足。 因此，图像编码装置200仅在有限的情形中增大平均量化参数BaseQP，所述情 形包括反馈生成码量趋向增大和码量的剩余部分余量不足，从而可以防止平均量化参数 BaseQP的不必要波动。
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在假设图片的已编码部分的生成码量超过该已编码部分的目标码量，并且目标码 量和生成码量之比不变时，如果图片生成码量超过了图片目标码量，则图像编码装置200 预测图片生成码量将超过图片目标码量。 在根据最近反馈控制单位中的反馈目标码量和反馈生成码量之比而获得的图片
生成码量的预测值(图片预测生成码量)超过了目标码量的情形中，当假设目标码量和生
成码量之比不变时，图像编码装置200确定图片生成码量将超过图片目标码量。 从而，图像编码装置200仅在有限的情形中增大平均量化参数BaseQP，所述情形
包括在维持反馈生成码量和反馈目标码量的当前状态之比的情况下图片生成码量超过图
片目标码量，从而可以防止平均量化参数BaseQP的不必要的波动。
图像编码装置200预测在图片的后半部分中图片生成码量是否将超过图片目标码量。 从而，图像编码装置200在从现在起还有许多剩余部分要被编码的前半部分中不 执行反馈控制，并且平均量化参数BaseQP的波动尽可能大地影响图片生成码量。结果，图 像编码装置200可以防止由于在前半部分中平均量化参数BaseQP不必要地偏离导致图片 生成码量不均衡。 在图片的已编码部分的生成码量和该已编码部分的目标码量之间存在差异的情 形中，图像编码装置200预测图片生成码量是否将超过图片目标码量，而不考虑图片的位置。 在图片的已编码部分的生成码量比通过将该已编码部分的目标码量与可容忍的 偏离量ThresholdRatio相乘而获得的值小的情形中，图像编码装置200判断出在该图片的 已编码部分的生成码量和该已编码部分的目标码量之间存在差异。 从而，例如，在对基本量化参数QPM的估计失败的情形中，图像编码装置200可以 甚至在图片的较早级处执行反馈控制，从而可以应对意外状况。 在预测出图片生成码量将超过图片目标码量的情形中，图像编码装置200将平均 量化参数BaseQP增大1。 从而，图像编码装置200可以将平均量化参数BaseQP的波动抑制到最小，并且稳 定图片内图片的质量。 图像编码装置200确定基本量化参数QPmb，使得在对输入图像91进行编码时的生 成码量小于目标码量。 从而，图像编码装置200可以抑制图片生成码量，从而实现明显的控制使得图片 生成码量不超过图片目标码量。 图像编码装置200将小于1的值设置为可容忍的偏离量ThresholdRatio。从而，在 已编码部分的生成码量小于该已编码部分的目标码量但是不接近其时，图像编码装置200 可以执行反馈控制，从而可以以可靠的方式执行控制，使得图片生成码量不超过图片目标码量。 图像编码装置200基于通过利用覆盖了较宽范围的量化参数QP(所选量化参数 QP1)对输入图像91进行编码而计算出的生成码量来确定被预测接近基本量化参数QP^的 预测量化参数QPd，并且基于通过利用该预测量化参数QPd和在该预测量化参数QPd附近的 量化参数QP对输入图像91进行编码而计算出的高精度生成码量来确定基本量化参数QP^。
从而，图像编码装置200以高精度确定出基本量化参数QPffi，从而利用该基本量化 参数QPM可以使主编码生成码量接近图片目标码量。因此，图像编码装置200极少必须利 用反馈控制来使平均量化参数BaseQP波动，从而可以尽可能地抑制平均量化参数BaseQP 的波动。 根据上述布置，图像编码装置200仅在根据已编码部分的生成码量和该已编码部 分的目标码量预测出图片生成码量将超过图片目标码量的情形中才执行反馈控制来增大 平均量化参数BaseQP 。 从而，图像编码装置200可以以可靠的方式将图片生成码量抑制到图片目标码量 或者更小，同时将平均量化参数BaseQP的波动抑制到最小。因此，本发明可以实现一种图 像处理装置和图像处理方法，利用其可将可以以可靠的方式将图片生成码量抑制到图片目 标码量或者更小，同时维持一致的图像质量。
[3.其他实施例] 注意，在上述第二实施例中，描述了包括三关(three pass)配置的情形，其中图像 编码装置200基于预编码部件1的结果确定预测量化参数QPd，并且基于第二预编码部件2 的结果确定基本量化参数qpmb。本发明不限于此，例如，本发明可应用于包括预编码部件1 确定基本量化参数QPmb的两关配置、或者四关或更多关配置的图像编码装置。
另外，在上述第一和第二实施例中，描述了利用画面内预测、根据DCT的正交变 换、量化和根据CAVLC或CABAC的编码对输入图像91进行编码的情形。本发明不限于此， 并且可以省略任一种，只要输入图像91至少经量化。另外，还可以利用除这些之外的方法 对输入图像91进行编码。 此外，在上述第二实施例中，描述了针对由多个MB构成的每个反馈控制单位来确 认反馈生成码量的情形。本发明不限于此，反馈控制单位的大小不受限，例如可以将反馈控 制单位设置为一个MB或片断。 此外，在上述第二实施例中，描述了将作为图像单位的每幅图片的生成码量抑制 到目标码量或更小。本发明不限于此，例如，可以将作为图像单位的每幅图片或每多幅图片 的生成码量抑制到目标码量或更小。 此外，在上述第二实施例中，描述了对于单个反馈控制单位的反馈控制将平均量 化参数BaseQP增大1的情形。本发明不限于此，而是根据条件可将平均量化参数BaseQP 增大2或更多。 此外，在上述第一和第二实施例中，描述了下述情形如果最近反馈生成码量超过 了反馈目标码量，则确定每个反馈控制单位的生成码量趋向增大。本发明不限于此，例如， 可以根据对于每最近多个反馈控制单位生成码量是否超过目标码量来判断每个反馈控制 单位的生成码量是否趋向增大。 此外，在上述第二实施例中，描述了下述情形在落入(3) (a)和(3) (b)之一时，预 测出每个图像单位的生成码量将超过上述每个图像单位的目标码量。本发明不限于此，而 是可以在落入任一个的情形中或者采用另一种技术来预测每个图像单位的生成码量将超 过上述每个图像单位的目标码量。 此外，在上述第二实施例中，描述了根据最近反馈生成码量和反馈目标码量之比 来预测图片生成码量是否将超过图片目标码量的情形。本发明不限于此，例如，可以根据每多个反馈控制单位或每个MB的目标码量和生成码量之比来预测图片生成码量是否将超过 图片目标码量。 此外，在上述第二实施例中，描述了在进入图片的第二部分时自动执行反馈控制。 本发明不限于此，例如，可以仅在已编码部分的生成码量超过了目标码量的情形中才执行 反馈控制。 此外，在上述第二实施例中，描述了在已编码部分的生成码量超过了目标码量的 情形中执行反馈控制。本发明不限于此，而是可以根据其他多种类型的条件来执行反馈控 制。 此外，在上述第二实施例中，描述了基本量化参数qpmb被确定为使得主编码生成 码量稍小于图片目标码量的情形。本发明不限于此，而是基本量化参数QP b可被确定为使 得主编码生成码量最接近图片目标码量。 此外，在上述第二实施例中，描述了将本发明应用于AVC的情形。本发明不限于 此，而是可以将本发明应用于自适应地选择VLC表的多种类型的编码方法。例如，如果本发 明被应用到MPEG-2，则可以将量化尺度作为量化因子。 此外，在上述第二实施例中，描述了下述情形作为图像处理装置的图像编码装置 200配置为包括预编码部件1、第二预编码部件2、作为基本量化因子确定部件的码量控制 部件4、作为编码部件的主编码部件3、以及作为反馈控制部件的码量控制部件4。本发明不 限于此，而是本发明的图像处理装置可配置为包括根据其他类型配置的基本量化因子确定 部件、编码部件和反馈控制部件。
权利要求
一种图像处理装置，包括基本量化因子确定单元，其被配置为确定预测在对输入图像编码时每个图像单位的生成码量将接近所述每个图像单位的目标码量的基本量化因子；编码单元，其被配置为通过利用至少基于所述基本量化因子确定的使用量化因子执行量化，来针对每个反馈控制单位对所述输入图像进行编码；以及反馈控制单元，其被配置为确认由所述编码单元针对所述每个反馈控制单位对所述输入图像进行编码的生成码量，并且在预测所述每个图像单位的生成码量将超过所述每个图像单位的目标码量的情况下，增大所述使用量化因子。
2. 如权利要求1所述的图像处理装置，其中，在所述每个反馈控制单位的生成码量趋 向增大、并且通过从利用所述每个图像单位所编码的部分的目标码量中减去该已编码部分 的生成码量而获得的剩余码量余量不足的情况下，所述反馈控制单元预测所述每个图像单 位的生成码量将超过所述每个图像单位的目标码量。
3. 如权利要求2所述的图像处理装置，其中，当最近反馈控制单位的生成码量大于该 最近反馈控制单位的目标码量时，所述反馈控制单元确定所述每个反馈控制单位的生成码 量趋向增大。
4. 如权利要求3所述的图像处理装置，其中，当所述剩余码量小于使得下一反馈控制 单位的生成码量有可能超过目标码量的过度最大码量时，所述反馈控制单元确定所述剩余 码量余量不足。
5. 如权利要求2所述的图像处理装置，其中，在所述图像单位编码的部分的生成码量 超过该已编码部分的所述目标码量、并且在假定每个图像单位的目标码量和所述每个图像 单位的生成码量之比不变时所述生成码量超过所述目标码量的情况下，所述反馈控制单元 预测每个图像单位的生成码量将超过所述每个图像单位的目标码量。
6. 如权利要求5所述的图像处理装置，其中，在根据最近反馈控制单位的目标码量和 生成码量之比获得的每个图像单位的生成码量的预测值超过目标码量的情况下，所述反馈 控制单元在假定所述目标码量和生成码量之比不变时，确定每个图像单位的生成码量超过 所述每个图像单位的目标码量。
7. 如权利要求6所述的图像处理装置，其中，所述反馈控制单元预测在所述图像单位 的后半部分所述每个图像单位的生成码量是否将超过所述每个图像单位的目标码量。
8. 如权利要求7所述的图像处理装置，其中，在所述图像单位编码的部分的生成码量 与该已编码部分的目标码量之间存在差异的情况下，所述反馈控制单元预测所述每个图像 单位的生成码量是否将超过所述每个图像单位的目标码量，而不考虑所述图像单位的位 置。
9. 如权利要求1所述的图像处理装置，其中，在所述图像单位编码的部分的生成码量 小于通过将该已编码部分的目标码量与一可容忍的偏离量相乘而获得的值的情况下，所述 反馈控制单元确定在所述图像单位编码的部分的生成码量与该已编码部分的目标码量之 间存在差异。
10. 如权利要求1所述的图像处理装置，其中，在预测所述每个图像单位的生成码量将 超过所述每个图像单位的目标码量的情况下，所述反馈控制单元将所述使用量化因子增大
11. 如权利要求9所述的图像处理装置，其中，所述基本量化因子确定单元确定所述基 本量化因子，以便将对所述输入图像编码时的生成码量减小到小于所述目标码量。
12. 如权利要求11所述的图像处理装置，其中，所述可容忍的偏离值由小于1的值构成。
13. 如权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述编码单元将针对所述每个图像单位 确定的所述基本量化因子作为平均量化因子，并且使用通过将该平均量化因子与根据活动 性的偏移量相加而获得的值作为所述使用量化因子；并且其中，所述反馈控制单元通过增大所述平均量化因子来增大所述使用量化因子。
14. 如权利要求7所述的图像处理装置，其中，所述基本量化因子确定单元基于通过利 用覆盖较宽范围的量化因子对所述输入图像进行编码而计算出的生成码量来确定被预测 接近基本量化因子的预测量化因子，并且基于通过利用所述预测量化因子和在该预测量化 因子附近的量化因子对所述输入图像进行编码而计算出的生成码量来确定所述基本量化 因子。
15. —种图像处理方法，包括基本量化因子确定步骤，其被布置为确定预测在对输入图像编码时每个图像单位的生成码量将接近所述每个图像单位的目标码量的基本量化因子；编码步骤，其被布置为通过利用至少基于所述基本量化因子确定的使用量化因子执行量化，来针对每个反馈控制单位对所述输入图像进行编码以生成编码流；以及反馈控制步骤，其被配置为确认在所述编码步骤中针对所述每个反馈控制单位对所述 输入图像进行编码的生成码量，并且在预测所述每个图像单位的生成码量将超过所述每个 图像单位的目标码量的情况下，增大所述使用量化因子。
全文摘要
在不极大地改变使用量化因子的情况下，可以可靠地将每个图像单位的生成码量减小到低于目标码量。一种图像编码装置(200)确定用作基本量化因子的基本量化参数(QPMB)，对于该基本量化因子，在对输入图像(91)进行编码时生成的码量被预测为接近等于目标码量。装置(200)至少利用作为基于根据基本量化参数(QPMB)确定的使用量化因子的、基于平均量化参数BaseQP的自适应量化参数(QPt)来对图像数据进行量化，从而针对每个反馈控制单位对输入图像(91)进行编码。装置(200)检查针对每个反馈控制单位的、经编码的输入图像(91)的码量。当装置(200)预测针对每个图像单位生成的码量超过每个图像单位的目标码量时，装置(200)增大平均量化参数BaseQP，从而增大自适应量化参数(QPt)的值。
文档编号H04N7/26GK101779468SQ200980100147
公开日2010年7月14日 申请日期2009年6月23日 优先权日2008年6月27日
发明者渕江孝明 申请人:索尼公司