JP2014017554A - Image encoder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動画像の符号化装置及び方法に関し、特にフレーム内符号化のタイミング制御に関する。 The present invention relates to a moving image coding apparatus and method, and more particularly to timing control of intraframe coding.
近年、撮像した動画像データを、ネットワークを介して表示装置や蓄積装置に転送する、ネットワークカメラが知られている。動画像を転送する際、未圧縮で転送するとデータ量が大きいため、データ量を小さくするために、通常は符号化を行い圧縮して転送する。このような動画像符号化方式として、例えば、H.264がある。H.264では、動画像を時間順に並んだ複数枚の画像(フレーム)に分割し、基準となるフレームの画像に対して内符号化(フレーム内符号化)を行って基準画像を生成する。また、基準となるフレーム以外の画像と、この基準画像との差分画像を生成する(フレーム間符号化)。この基準画像をIフレーム、差分画像をP、Bフレームと称する。Iフレームはフレーム単体で圧縮されているため、P、Bフレームに比べてデータ量が大きい。カメラは、P、Bフレームの基準となるIフレームを、適当な間隔で送信する必要があり、これにしたがったタイミングでフレーム内符号化を行う必要がある。 In recent years, network cameras that transfer captured moving image data to a display device or a storage device via a network are known. When transferring a moving image, the amount of data is large if it is transferred without compression. Therefore, in order to reduce the amount of data, encoding is usually performed after compression and transfer. An example of such a moving image encoding method is H.264. In H.264, a moving image is divided into a plurality of images (frames) arranged in time order, and a reference image is generated by performing inner coding (intraframe coding) on a reference frame image. Further, a difference image between the image other than the reference frame and the reference image is generated (inter-frame encoding). This reference image is called an I frame, and the difference image is called a P or B frame. Since the I frame is compressed as a single frame, the amount of data is larger than that of the P and B frames. The camera needs to transmit I frames, which serve as a reference for P and B frames, at appropriate intervals, and it is necessary to perform intraframe encoding at a timing according to this.
特許文献1には、フレーム内符号化のタイミングを周期的および非周期的に制御する設定値を、カメラ内部の情報を用いて設定し、両設定値を調整する技術が記載されている。特許文献1には、この非周期的なタイミングとして、カメラの各撮影画角での撮影開始時とすることが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes a technique for setting a setting value for controlling the timing of intraframe encoding periodically and aperiodically using information in the camera and adjusting both setting values. Patent Document 1 describes that the aperiodic timing is the start of shooting at each shooting angle of view of the camera.
特許文献1では、カメラ内部のフレーム内符号化の要求が考慮されているが、カメラ外部からのフレーム内符号化の要求は考慮されていない。ここで、外部からのフレーム内符号化の要求とは、動画像配信の開始に合わせた要求や、クライアントから別途に受ける要求といったものがある。外部からの要求を考慮した場合、フレーム内符号化がより多く行われるため、結果としてデータ量が大きくなるという課題が存在する。 In Patent Document 1, a request for intra-frame coding inside the camera is considered, but a request for intra-frame coding from the outside of the camera is not considered. Here, the request for intra-frame coding from the outside includes a request in accordance with the start of moving image distribution and a request received separately from the client. Considering the external request, more intra-frame coding is performed, resulting in a problem that the amount of data increases.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、外部からのフレーム内符号化の要求を受けた場合に、フレーム内符号化の実行を制限して、いたずらに符号化データが増加することを防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and when receiving an intra-frame coding request from the outside, the execution of intra-frame coding is restricted and the coded data increases unnecessarily. The purpose is to prevent.
上記目的を達成するために、本発明の一態様による画像符号化装置は以下の構成を有する。すなわち、動画像データを所定のフレーム間隔でフレーム内符号化し、他のフレームをフレーム間符号化する符号化手段と、フレーム内符号化の要求を前記符号化手段の外部から受信して、該要求に応じて前記符号化手段にフレーム内符号化を実行させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記要求の一部を、前記符号化手段にフレーム内符号化を実行させることなく破棄することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image encoding apparatus according to an aspect of the present invention has the following arrangement. That is, encoding means for encoding moving image data at predetermined frame intervals and inter-frame encoding other frames, and receiving a request for intra-frame encoding from outside the encoding means, And a control unit that causes the encoding unit to execute intra-frame encoding according to the control unit, wherein the control unit discards a part of the request without causing the encoding unit to perform intra-frame encoding. It is characterized by that.
本発明によれば、転送する動画像データが大きくなるのを防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the moving image data to be transferred from becoming large.
以下、本発明の好適な実施形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態]
以下、図1〜2、6を参照して、本発明の第1の実施形態による画像符号化装置について説明する。
[First embodiment]
Hereinafter, an image encoding device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、画像符号化装置10と、画像符号化装置10から送信された動画像データを受信するクライアント14の構成が示されている。画像符号化装置10において、撮像部11は、センサー(不図示)から動画像データを取得し、符号化部12に送る。符号化部12は、動画像データをH.264の形式に圧縮して通信部13に送る。通信部13は、圧縮された動画像データをパケットの単位に分割し、ネットワークを介してクライアント14へ配信する。配信処理部15は、クライアント14からの配信要求に応じて、通信部13を制御して動画像の配信や停止の処理を行う。また、配信処理部15は、クライアント14に対してユーザー認証なども行う。
FIG. 1 shows a configuration of an image encoding device 10 and a
符号化部12は、所定の一定のフレーム間隔でフレーム内符号化を行い、他のフレームについてはフレーム間符号化を行い、それぞれIフレームおよびP、Bフレームを生成する。制御部16は、符号化部12に対して基準となるタイミングを設定し、符号化部12は、この基準タイミングからフレーム内符号化を開始して、その後一定間隔のタイミングでフレーム内符号化を行う。また、符号化部12は、一定間隔でのフレーム内符号化を行うことに加えて、制御部16からの要求に応じたタイミングでフレーム内符号化を行う。制御部16は、カメラ外部からの要求を受けると、これを符号化部12へ送る。
The
カメラ外部からの要求のタイミングとしては、以下の二つの場合がある。一つ目は、クライアント14から動画像配信の要求を受けて、配信を開始するタイミングである。H.264では、圧縮されたデータの再生を開始する際、フレーム内符号化した基準画像を必要とする。したがって、配信処理部15は、ユーザー認証など配信開始の準備が完了後、フレーム内符号化を行うよう制御部16を介して符号化部12に要求を送る。符号化部12は、要求に応じたタイミングでフレーム内符号化を行い、続いてフレーム間符号化も開始する。符号化されたデータは通信部13に送られ、クライアント14への動画像の配信が開始される。なお、符号化部12は、解像度や画質が同じ動画像に対して、一種類の符号化しか行うことができない。したがって、複数のクライアントから同じ解像度等の動画像を要求された場合、通信部13は、複製した同じデータを全クライアントに送る。つまり、フレーム内符号化が行われた場合は、全クライアントに同じ動画像データが配信される。
There are the following two cases as the timing of the request from the outside of the camera. The first is the timing when the distribution of the moving image is received from the
二つ目は、クライアント14から要求される任意のタイミングである。配信処理部15は、動画像配信の制御とは別に、クライアント14から任意のフレーム内符号化の要求を受け付ける。配信処理部15はこの要求を制御部16へ送り、制御部16は、フレーム内符号化を行うよう符号化部12に要求を送る。符号化部12は、要求に応じたタイミングでフレーム内符号化を行う。
The second is an arbitrary timing requested from the
したがって、フレーム内符号化が行われるタイミングは、3種類となる。すなわち、従来の符号化部で行う一定間隔のタイミングと、クライアント14への動画像配信の開始時と、クライアント14からの任意のタイミングである。
Therefore, there are three types of timing at which intra-frame encoding is performed. In other words, there are a predetermined interval timing performed by the conventional encoding unit, a start of moving image distribution to the
続いて、本実施形態によるフレーム内符号化を行うタイミングについて、図2のフローチャートを用いて説明する。 Next, the timing for performing intra-frame coding according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップ21では、配信処理部15はクライアント14から動画像配信の要求を受けて、ユーザー認証などを行い、クライアント14への動画像の配信が開始可能であるかどうかを判定する。配信を可能と判定した場合(ステップ21のYES)、配信処理部15は制御部16を介して符号化部12に要求を送り、ステップ25へ進む。ステップ25では、符号化部12は、要求に応じたタイミングでフレーム内符号化を行う。符号化されたデータは通信部13を介してクライアント14へ配信される。これにより、クライアント14は、動画像配信の受信が可能になると直ちに基準画像を受信して、直ちに動画像を再生することができる。ステップ21で配信の開始が可能になったクライアントがない場合(ステップ21のNO)は、ステップ22へ進む。ステップ22では、配信処理部15はクライアント14からフレーム内符号化の要求を受けているか否かを判定する。要求を受けていない場合(ステップ22のNO)はステップ21へ戻る。要求を受けていた場合(ステップ22のYES)はステップ23へ進む。
In
ステップ23では、制御部16は、前回にクライアントから要求を受けて最後にフレーム内符号化を行った時からの経過時間と、予め設定された特定の期間を比較する。この経過時間が特定の期間を経過していれば(ステップ23のYES)、ステップ25へ進む。また、制御部16が初めてフレーム内符号化の要求を受けた場合もステップ25へ進む。この経過時間が特定の期間を経過していなければ(ステップ23のNO)、ステップ24に進む。ステップ24では、制御部16は、前回にクライアントから要求を受けて符号化部12がフレーム内符号化を行った時からの要求の受信回数の累積値を保持しておき、この累積値と特定の回数を比較する。この累積値が特定の回数以下だと(ステップ24のNO)ステップ21に戻る。この累積値が特定の回数を超えると(ステップ24のYES)、制御部16は符号化部12に要求を送り、ステップ25に進む。ステップ25では、符号化部12は、要求に応じたタイミングでフレーム内符号化を行い、その後ステップ26に進む。ステップ26では、制御部16は、ステップ23で求めた時間と、ステップ24で求めた回数をリセットする。以上の処理は、クライアントが複数存在しており、各々がフレーム内符号化の要求を送る場合においても同様である。
In
図6は、図2によるフローチャートにしたがったフレーム内符号化のタイミング図である。図6には、外部(クライアント)からの要求を全て受けて符号化部12がフレーム内符号化を行う場合(図6左)と、本実施形態による要求を一部のみ受けてフレーム内符号化を行う場合(図6右)が示されている。符号化部12は一定間隔のタイミング601〜604でフレーム内符号化を行っている。また、これらとは別に、クライアント14から要求を受けて、符号化部12はフレーム内符号化を行っている。外部(クライアント14)からの要求を全て受ける場合、制御部16は要求605〜607を符号化部12に送り、符号化部12はそれぞれタイミング608〜610でフレーム内符号化を行う。一方、本実施形態では、制御部16は要求611〜613のうち、最初の要求611のみを符号化部12に送り、その後の一定期間中に受信した要求612および613を破棄する。符号化部12は最初の要求611のみを受けて、タイミング614でフレーム内符号化を行う。
FIG. 6 is a timing diagram of intra-frame encoding according to the flowchart of FIG. FIG. 6 shows a case where the
このように、制御部16がクライアントからのフレーム内符号化の要求を一部間引く(破棄する)ことで、フレーム内符号化が不必要に多くなることを防ぎ、結果として符号化データがいたずらに増加するのを防止することができる。したがって、画像符号化装置自体や、ネットワーク、蓄積装置に過大な負荷が発生しない画像符号化装置を提供することができる。なお、図2に示した実施形態に限らず、図2において、ステップ23とステップ24を逆にしても良く、またステップ23とステップ24のいずれか一方の条件のみを用いても良い。
In this way, the control unit 16 thins out (destroys) a part of the intra-frame encoding request from the client, thereby preventing the intra-frame encoding from becoming unnecessarily large, and as a result, the encoded data is mischievous. The increase can be prevented. Therefore, it is possible to provide an image encoding device that does not cause an excessive load on the image encoding device itself, the network, or the storage device. In addition to the embodiment shown in FIG. 2,
[第2実施形態]
以下、図3〜5を参照して、本発明の第2実施形態による画像符号化装置について説明する。なお、本実施形態による画像符号化装置の構成は、第1実施形態と同様であり、図1のように示される。続いて、本実施形態によるフレーム内符号化を行うタイミングについて、図3のフローチャートを用いて説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, an image encoding device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The configuration of the image encoding device according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and is shown in FIG. Next, the timing for performing intra-frame coding according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップ31では、配信処理部15はクライアント14から動画像配信の要求を受けて、ユーザー認証などを行い、クライアント14への動画像の配信が開始可能であるかどうかを判定する。配信の開始が可能と判定した場合(ステップ31のYES)、配信処理部15は制御部16を介して符号化部12に要求を送り、ステップ34へ進む。ステップ34では、符号化部12はフレーム内符号化を行う。符号化されたデータは通信部13を介してクライアント14へ配信される。これにより、クライアント14は基準画像を受信して、直ちに動画像を再生することができる。ステップ31で配信の開始が可能になったクライアントがない場合(ステップ31のNO)は、ステップ32へ進む。ステップ32では、配信処理部15はクライアント14からフレーム内符号化の要求を受けているか否かを判定する。要求を受けていない場合(ステップ32のNO)はステップ31に進む。要求を受けていた場合(ステップ32のYES)はステップ33へ進む。
In
ステップ33では、制御部16は、前回にクライアントから要求を受けてフレーム内符号化を行った後に最初に要求を受けた時からの経過時間、もしくは、クライアントから初めて要求を受けた時からの経過時間と予め設定された特定の期間を比較する。この経過時間が特定の期間を経過していなければ(ステップ33のNO)、ステップ31へ戻る。一方、この経過時間が特定の期間を経過していれば(ステップ33のYES)任意の時間が経過後、再度ステップ33の判断を行う。制御部16は符号化部12に要求を送り、ステップ34に進む。ステップ34では、符号化部12はフレーム内符号化を行い、その後ステップ35に進む。ステップ35では、制御部16は、ステップ33で求めた時間をリセットする。
In
このように、制御部16は、最初にクライアントからの要求を受信してから一定時間の間に受信した要求は破棄する。そして、制御部16は、最初に受信した要求を遅延させて、符号化部12に送り、符号化部12は、この遅延された要求を受けてフレーム内符号化を行う。このような処理により、フレーム内符号化が不必要に多くなることを防ぎ、結果として符号化データがいたずらに増加するのを防止することができる。以上の処理は、クライアントが複数存在しており、各々がフレーム内符号化の要求を送る場合においても同様である。
As described above, the control unit 16 discards a request received within a certain period of time after receiving a request from a client for the first time. Then, the control unit 16 delays the first received request and sends it to the
なお、図3では、フレーム内符号化のタイミングを制御する方法として、要求を遅延させる方法について説明したが、この方法に限らない。例えば、制御部16が符号化部12と連携して、従来の一定間隔のフレーム内符号化のタイミングを制御しても良い。図4と図5を用いてその方法を示す。
In FIG. 3, the method for delaying the request has been described as a method for controlling the timing of the intra-frame coding. However, the method is not limited to this method. For example, the control unit 16 may control the timing of conventional intraframe encoding at regular intervals in cooperation with the
図4と図5は、図3によるフローチャートにしたがったフレーム内符号化のタイミング図である。図4には、制御部16がクライアント14からの要求を遅延させている間に、符号化部12が一定間隔のタイミング401〜404でフレーム内符号化を行う場合の制御が示されている。まず、要求を遅延させている間に一定間隔でのフレーム内符号化が行われない場合の処理について説明する(図4左)。制御部16は、図3で示したフローチャートに従い、要求405を受信しても直ちにこの要求を符号化部12に送らず、遅延させる。そして、制御部16は、その後、一定期間中に受信した要求406を破棄する。制御部16は、最初の要求405を受信した後に一定期間が経過した後、要求を符号化部12に送り、符号化部12はタイミング407でフレーム内符号化を行う。
4 and 5 are timing diagrams of intra-frame coding according to the flowchart of FIG. FIG. 4 shows control when the
次に、要求を遅延させている間に一定間隔でのフレーム内符号化が行われる場合の処理について説明する(図4右)。制御部16は、要求408を遅延させ、要求409を破棄しており、ここで、要求408を遅延させている間に一定間隔のフレーム内符号化がタイミング403で行われている。この場合、制御部16は、タイミング403でフレーム内符号化が行われたことにより、要求408と409によるフレーム内符号化は不必要と判断し、一定期間の経過後に行う予定だったタイミング410でのフレーム内符号化をキャンセルする。すなわち、制御部16は、受信した外部からの要求を符号化部12に送らない。
Next, processing when intra-frame coding is performed at regular intervals while the request is delayed will be described (right in FIG. 4). The control unit 16 delays the
また、図5には、一定間隔のフレーム内符号化のタイミングを調整する場合の制御が示されている。符号化部12は一定間隔のタイミング51でフレーム内符号化を行い、その後タイミング52〜54でフレーム内符号化を行うことを予定している。制御部16は、図3で示したフローチャートに従い、要求405を受信しても直ちにこの要求を符号化部12に送らず、遅延させる。そして、制御部16は、その後、一定期間中に受信した要求56を破棄する。制御部16は最初の要求55を受信した後に一定期間が経過した後、要求を符号化部12に送り、符号化部12はタイミング52でフレーム内符号化を行う。ここで、符号化部12は、本来、タイミング52で、一定間隔のフレーム内符号化を行う予定だったものを、制御部16の制御によりタイミング57でフレーム内符号化を行う。すなわち、クライアントからの要求による符号化と一定間隔のタイミングによる符号化を併せて、一度だけ符号化を行う。また、制御部16は、以降に予定されていた一定間隔のフレーム内符号化のタイミング53〜54について、タイミング57に対して一定間隔となるように、タイミング57を基準タイミングとして符号化部12に設定する。
FIG. 5 shows control when adjusting the timing of intra-frame coding at regular intervals. The
図4を用いて遅延させているフレーム内符号化をキャンセルする方法、図5を用いて一定間隔でフレーム内符号化を行うタイミングを調整する方法について示したが、これらは両方を組み合わせても良い。また、一定間隔でフレーム内符号化を行うタイミングを調整する方法は、第1実施形態で示したフレーム内符号化を行った後に、クライアントからのフレーム内符号化の要求を適度に間引く場合にも適用可能である。 Although the method for canceling the delayed intra-frame coding using FIG. 4 and the method for adjusting the timing of performing the intra-frame coding at regular intervals using FIG. 5 have been described, these may be combined. . In addition, the method of adjusting the timing of performing intra-frame coding at regular intervals can be used even when the request for intra-frame coding from the client is appropriately thinned out after performing intra-frame coding shown in the first embodiment. Applicable.
このように、本実施形態で示したように、外部(クライアント)からのフレーム内符号化の要求を遅延させ、この遅延させた要求以外の要求を破棄することで、符号化データがいたずらに増加するのを防止することができる。これにより、画像符号化装置自体や、ネットワーク、蓄積装置に過大な負荷が発生しない画像符号化装置を提供することができる。 In this way, as shown in this embodiment, the encoded data increases unnecessarily by delaying the intra-frame encoding request from the outside (client) and discarding the requests other than the delayed request. Can be prevented. As a result, it is possible to provide an image encoding device that does not cause an excessive load on the image encoding device itself, the network, or the storage device.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
Claims (9)
フレーム内符号化の要求を前記符号化手段の外部から受信して、該要求に応じて前記符号化手段にフレーム内符号化を実行させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記要求の一部を、前記符号化手段にフレーム内符号化を実行させることなく破棄することを特徴とする画像符号化装置。 Encoding means for intra-frame encoding of moving image data at predetermined frame intervals and inter-frame encoding of other frames;
Control means for receiving an intra-frame encoding request from outside the encoding means and causing the encoding means to execute intra-frame encoding in response to the request;
The image coding apparatus according to claim 1, wherein the control unit discards a part of the request without causing the coding unit to perform intra-frame coding.
前記制御手段は、前記配信処理手段によりデータの配信が開始可能であると判断された場合に、前記符号化手段にフレーム内符号化を実行させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像符号化装置。 A distribution processing unit that performs control for distributing the data encoded by the encoding unit via a network;
4. The control unit according to claim 1, wherein when the distribution processing unit determines that data distribution can be started, the control unit causes the encoding unit to perform intra-frame encoding. The image encoding device according to item 1.
動画像データを所定のフレーム間隔でフレーム内符号化し、他のフレームをフレーム間符号化する符号化工程と、
フレーム内符号化の要求を前記符号化工程の外部から受信して、該要求に応じて前記符号化工程にフレーム内符号化を実行させる制御工程と、を備え、
前記制御工程は、前記要求の一部を、前記符号化工程にフレーム内符号化を実行させることなく破棄することを特徴とする画像符号化方法。 An image encoding method comprising:
An encoding step of intra-frame encoding moving image data at predetermined frame intervals and inter-frame encoding of other frames;
Receiving a request for intra-frame encoding from outside the encoding step, and causing the encoding step to perform intra-frame encoding in response to the request, and
The image encoding method according to claim 1, wherein the control step discards a part of the request without causing the encoding step to perform intra-frame encoding.
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