JP2007060498A

JP2007060498A - Ｊｐｅｇ圧縮装置

Info

Publication number: JP2007060498A
Application number: JP2005245830A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Yasuda; 和弘安田
Original assignee: Aiphone Co Ltd
Current assignee: Aiphone Co Ltd
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-03-08

Abstract

【課題】カメラで撮像した動画像を瞬時に伝送路に伝送してモニタなどの画像表示部に表示させることができ、而もＪＰＥＧ画像圧縮を効率よく行う。
【解決手段】動画像の過去フレームのデータ量から現フレームの圧縮率を、過去フレームのデータ量としてのメモリサイズが入力されて決定する圧縮率判定部２０１と、圧縮率判定部２０１で決定された圧縮率から計算された量子化テーブルを作成する量子化テーブル作成部２０２と、計算された量子化テーブルに基づきＪＰＥＧ圧縮を行って動画像のビットレートの偏在を抑制して画像圧縮を行うＪＰＥＧ符号化部２０３とを備えたＪＰＥＧ圧縮装置２００を玄関子機２に内蔵する。
【選択図】図１

Description

本発明はＪＰＥＧ圧縮装置に係り、特にＪＰＥＧ規格で画像圧縮した動画像を一定のビットレートに収まるようにして、規定のフレームレートで送信することができるＪＰＥＧ圧縮装置に関する。

従来から、カラー静止画像を圧縮伸張する標準方式としてＪＰＥＧ（Joint Picture Expert Group）が使用され、動画像が一定のビットレートに収まるように、ビデオ・テープ・レコーダによる映像の巻き戻し及び再生と、量子化ブロック及びハフマン符号化ブロックによる圧縮を繰り返すＪＰＥＧ圧縮技術を用いた適応型簡易モーションＪＰＥＧ圧縮装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この適応型簡易モーションＪＰＥＧ圧縮装置によれば、データ量が抑制され、良好な動画圧縮データを得ることができる。

特許第３０７５２０７号公報

しかしながら、背景技術に示した適応型簡易モーションＪＰＥＧ圧縮装置では、動画像のデータ量が一定のビットレートに収まるようにするために、ビデオ・テープ・レコーダによる映像の巻き戻し動作を複数回行う必要があるので、玄関子機のカメラで撮像された動画像を瞬時に伝送路に伝送して親機のモニタで再生するテレビドアホン装置には適さなかった。

本発明は、このような従来の難点を解決するためになされたもので、カメラで撮像した動画像を瞬時に伝送路に伝送してモニタなどの画像表示部に表示させることができ、而もＪＰＥＧ画像圧縮を効率よく行うことができるＪＰＥＧ圧縮装置を提供することを目的とする。

本発明のＪＰＥＧ圧縮装置における第１の態様は、動画像の過去フレームのデータ量から現フレームの圧縮率を、過去フレームのデータ量としてのメモリサイズが入力されて決定する圧縮率判定部と、圧縮率判定部で決定された圧縮率から計算された量子化テーブルを作成する量子化テーブル作成部と、計算された量子化テーブルに基づきＪＰＥＧ圧縮を行って動画像のビットレートの偏在を抑制して画像圧縮を行うＪＰＥＧ符号化部とを備えるものである。

このようなＪＰＥＧ圧縮装置によれば、動画像の過去フレームのデータ量を基準にして現フレームの圧縮率を決定し、その圧縮率に基づき作成した量子化テーブルでＪＰＥＧ画像圧縮することができるので、動画像のビットレートの偏在を抑制することができる。これは前のフレームである過去フレームと現フレームとの画像内容は、通常は近似してデータ量がほぼ同じだからである。したがって、ＪＰＥＧ圧縮した動画像を一定のビットレートに収まるようにして、規定のフレームレートで送信することが可能になる。

また、本発明のＪＰＥＧ圧縮装置における第２の態様は、動画像の過去フレームのデータ量から現フレームの圧縮率を、過去フレームのデータ量としてのメモリサイズが入力されて決定する圧縮率判定部と、圧縮率判定部で決定された圧縮率から計算された量子化テーブルを作成する量子化テーブル作成部と、計算された量子化テーブルからＪＰＥＧ圧縮を行って動画像のビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したとき現フレームを間引きして画像圧縮を中断するＪＰＥＧ符号化部とを備えるものである。

このようなＪＰＥＧ圧縮装置によれば、動画像の過去フレームのデータ量を基準にして現フレームの圧縮率を決定し、その圧縮率に基づき作成した量子化テーブルでＪＰＥＧ画像圧縮する際、動画像のビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したとき現フレームを間引きして画像圧縮を中断することができるので、動画像の伝送遅延を防ぎ動画再生が正常に行われる。なお、計算された量子化テーブルからＪＰＥＧ画像圧縮を行って動画像のビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したときとは、過去フレームと現フレームとの画像が近似せず、過去フレームのデータ量より現フレームのデータ量のほうが多い場合などが該当する。
また、本発明のＪＰＥＧ圧縮装置における第３の態様は、動画像の過去フレームのデータ量から現フレームの圧縮率を、過去フレームのデータ量としてのメモリサイズが入力されて決定する圧縮率判定部と、圧縮率判定部で決定された圧縮率から計算された量子化テーブルを作成する量子化テーブル作成部と、計算された量子化テーブルからＪＰＥＧ画像圧縮を行って動画像のビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したとき現フレームを間引きして動画像の伝送を中断するデータ伝送部とを備えるものである。

このようなＪＰＥＧ圧縮装置によれば、動画像の過去フレームのデータ量を基準にして現フレームの圧縮率を決定し、その圧縮率に基づき作成した量子化テーブルでＪＰＥＧ画像圧縮する際、動画像のビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したとき現フレームを間引きし、データ伝送部で動画像の伝送を中断することができるので、データ量が少なくなり動画再生が正常に行われる。なお、計算された量子化テーブルからＪＰＥＧ画像圧縮を行って動画像のビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したときとは、過去フレームと現フレームとの画像が近似せず、過去フレームのデータ量より現フレームのデータ量のほうが多い場合などが該当する。

本発明のＪＰＥＧ圧縮装置によれば、カメラで撮像した動画像を瞬時に伝送路に伝送してモニタなどの画像表示部に表示させることができる。また、本発明のＪＰＥＧ圧縮装置によれば、ＪＰＥＧ画像圧縮を効率よく行うことができる。

以下、本発明のＪＰＥＧ圧縮装置を実施するための最良の形態例について、図面を参照して説明する。参照する図１は、本発明のＪＰＥＧ圧縮装置を示す図で、（Ａ）はＪＰＥＧ圧縮装置が適用されるテレビドアホン装置の構成図、（Ｂ）はＪＰＥＧ圧縮装置のブロック図である。また、図２は、ＪＰＥＧ画像圧縮におけるフレームの状態を示す図で、（Ａ）は最初のフレームの説明図、（Ｂ）は過去フレーム、現フレームの説明図である。図３は、量子化テーブルの変化の状態を示す説明図である。図４は、ＪＰＥＧ画像圧縮を示す図で（Ａ）は符号化のブロック図、（Ｂ）は復号化のブロック図である。

本発明のＪＰＥＧ圧縮装置は図１（Ａ）に示すように、例えばテレビドアホン装置１に適用されている。このテレビドアホン装置１は、玄関に設置される玄関子機２と、玄関子機２と接続ラインＬ１で接続され室内に設置される親機３とを備えている。

玄関子機２は、来訪者を親機３に知らせる呼出ボタン２１と、玄関周りを撮影するカメラ２２と、親機３と通話を行うための子機スピーカ２３及び子機マイク２４とを備えている。親機３は、玄関子機２と通話を行うための親機スピーカ３１および親機マイク３２と、来訪者と通話および終話を行うための通話ボタン３３と、玄関子機２のカメラ２２で撮像された画像を表示するための映像表示部であるモニタ３４とを備えている。

このようなテレビドアホン装置１の玄関子機２に、図１（Ｂ）に示すようなＪＰＥＧ圧縮装置２００が内蔵されている。ＪＰＥＧ圧縮装置２００は、動画像の過去フレームｆｐ（図２参照）のデータ量から現フレームｆｎ（図２参照）の圧縮率を、過去フレームｆｐのデータ量としてのメモリサイズが入力されて決定する圧縮率判定部２０１と、圧縮率判定部２０１で決定された圧縮率から計算された量子化テーブルｑｔ（図３参照）を作成する量子化テーブル作成部２０２と、計算された量子化テーブルｑｔからＪＰＥＧ圧縮を行って動画像のビットレートの偏在を抑制して画像圧縮を行うＪＰＥＧ符号化部２０３とを備えている。圧縮率判定部２０１は量子化テーブル作成部２０２に接続され、量子化テーブル作成部２０２はＪＰＥＧ符号化部２０３に接続されている。ＪＰＥＧ符号化部２０３には、カメラ２２、圧縮率判定部２０１及びデータ伝送部２０４がそれぞれ接続されている。

データ伝送部２０４は接続ラインＬ１に接続され、計算された量子化テーブルｑｔからＪＰＥＧ圧縮を行って動画像のビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したとき現フレームを間引きして動画像の伝送を中断する制御機能を有している。即ち、現フレームｆｎのビットレートが予め定められた動画像のビットレートを上まわって偏在したときに、現フレームｆｎを間引きして画像圧縮を中断する。

また、ＪＰＥＧ符号化部２０３は、計算された量子化テーブルｑｔからＪＰＥＧ画像圧縮を行って動画像のビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したとき現フレームｆｎを間引きして画像圧縮を中断する制御機能を有している。

このＪＰＥＧ圧縮装置２００でＪＰＥＧ画像圧縮された動画像を再生するために、親機３はＪＰＥＧ復号部３０２を有している。ＪＰＥＧ復号部３０２にはモニタ３４及びデータ伝送部３０１が接続されている。データ伝送部３０１は接続ラインＬ１に接続されている。

このように構成されたテレビドアホン装置１の動作について、映像系を中心に説明する。

来訪者が室内の居住者を呼び出すために、玄関子機２の呼出ボタン２１を押下すると、呼出信号が接続ラインＬ１を介して親機３に伝送される。親機３ではこの呼出信号に基づき親機スピーカ３１から呼出音が報音される。呼出音を確認した居住者が親機３の通話ボタン３３を押下すると、玄関子機２と親機３との間で通話路が形成され、来訪者と居住者との通話が成立する。

この際、玄関子機２のカメラ２２が駆動されるので、カメラ２２で撮像された来訪者の映像である映像信号がＪＰＥＧ圧縮装置２００のＪＰＥＧ符号化部２０３に出力される。ＪＰＥＧ符号化部２０３は映像信号を圧縮率判定部２０１に出力するので、圧縮率判定部２０１では最初のフレームｆｆ（図２（Ａ）参照）の圧縮率として予め設定されていた初期値を量子化テーブル作成部２０２に出力する。量子化テーブル作成部２０２は、この圧縮率判定部２０１で決定された初期値である圧縮率の場合は標準の量子化テーブルをＪＰＥＧ符号化部２０３に出力する。ＪＰＥＧ符号化部２０３は、標準の量子化テーブルに基づきＪＰＥＧ画像圧縮を行う。このＪＰＥＧ画像圧縮は具体的には図４（Ａ）に示すように、最初のフレーム（原画像データ）ｆｆを、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、量子化及びエントロピー符号化してＪＰＥＧ圧縮データとする。この最初のフレームｆｆのＪＰＥＧ圧縮データはデータ伝送部２０４に出力されるので、接続ラインＬ１を介して親機３のデータ伝送部３０１に伝送される。

次に、２フレーム目の情報がＪＰＥＧ符号化部２０３から圧縮率判定部２０１に出力されると、圧縮率判定部２０１は２フレーム目を現フレームｆｎとし、前フレームとなる最初のフレームｆｆを過去フレームｆｐとする。そして、圧縮率判定部２０１は、過去フレームｆｐのデータ量から現フレームｆｎの圧縮率を、過去フレームｆｐのデータ量としてのメモリサイズに基づき決定する。即ち、現フレームｆｎのデータ量が、過去フレームｆｐに基づき設定された動画像のビットレートを上回る場合には圧縮率を上げ、下回る場合は圧縮率を下げる。したがって、ＪＰＥＧ圧縮した動画像を一定のビットレートに収めることができるので、規定のフレームレートで送信することが可能になる。

この現フレームｆｎの圧縮率の情報は量子化テーブル作成部２０２に出力されるので、量子化テーブル作成部２０２は圧縮率判定部２０１で決定された現フレームｆｎの圧縮率に基づく量子化テーブルｑｔを作成する。この量子化テーブルｑｔの情報はＪＰＥＧ符号化部２０３に出力されるので、ＪＰＥＧ符号化部２０３はこの量子化テーブルｑｔに基づいた量子化をする。したがって、図４（Ａ）に示すように、現フレーム（２フレーム目）ｆｎを、ＤＣＴ、量子化テーブルｑｔに基づいた量子化及びエントロピー符号化してＪＰＥＧ圧縮データとする。この現フレーム（２フレーム目）ｆｎのＪＰＥＧ圧縮データはデータ伝送部２０４に出力されるので、接続ラインＬ１を介して親機３のデータ伝送部３０１に伝送される。

また、３フレーム目以降の各フレームも２フレーム目と同様に、動画像の過去フレームｆｐのデータ量から現フレームｆｎの圧縮率を、圧縮率判定部２０１により過去フレームｆｐのデータ量としてのメモリサイズが入力されて決定し、量子化テーブル作成部２０２により圧縮率判定部２０１で決定された圧縮率から計算された量子化テーブルｑｔを作成し、ＪＰＥＧ符号化部２０３により量子化テーブル作成部２０２で計算された量子化テーブルｑｔに基づきＪＰＥＧ圧縮を行ってＪＰＥＧ圧縮データとする。この現フレーム（３フレーム目以降の各フレーム）ｆｎのＪＰＥＧ圧縮データはデータ伝送部２０４に出力されるので、接続ラインＬ１を介して親機３のデータ伝送部３０１に伝送される。

親機３のデータ伝送部３０１に伝送された各ＪＰＥＧ圧縮データはＪＰＥＧ復号部３０２に出力されるので、各ＪＰＥＧ圧縮データは復号化される。このＪＰＥＧ圧縮データの復号化は具体的には図４（Ｂ）に示すように、ＪＰＥＧ圧縮データを、エントロピー復号化、逆量子化及び逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）して復号画像データを得る。この復号画像データはモニタ３４に出力されるので、モニタ３４に玄関子機２のカメラ２２で撮像した来訪者の映像を瞬時に映し出すことができる。

なお、ＪＰＥＧ圧縮装置２００のＪＰＥＧ符号化部２０３は、現フレームｆｎのビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したときには、現フレームｆｎを間引きすると共に画像圧縮を中断するので、動画像の伝送遅延を防ぎ動画再生が正常に行われる。

また、玄関子機２のデータ伝送部２０４は、現フレームｆｎのビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したときには、現フレームｆｎを間引きすると共に現フレームｆｎの伝送を中断するので、データ量が少なくなり動画再生が正常に行われる。

テレビドアホン装置１による通話が終了すると、居住者は親機３３の通話ボタン３３を押下して通話路が遮断され、来訪者と居住者との通話が終了する。したがって、玄関子機２のカメラ２２と親機３のモニタ３４とは駆動を停止する。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

本発明のＪＰＥＧ圧縮装置における好ましい実施の形態例を示す図で、（Ａ）はＪＰＥＧ圧縮装置が適用されるテレビドアホン装置の構成図、（Ｂ）はＪＰＥＧ圧縮装置のブロック図である。本発明のＪＰＥＧ圧縮装置によるＪＰＥＧ画像圧縮におけるフレームの状態を示す図で、（Ａ）は最初のフレームの説明図、（Ｂ）は過去フレーム、現フレームの説明図である。本発明のＪＰＥＧ圧縮装置における量子化テーブルを示す説明図である。本発明のＪＰＥＧ圧縮装置におけるＪＰＥＧ画像圧縮を示す図で（Ａ）は符号化のブロック図、（Ｂ）は復号化のブロック図である。

符号の説明

２０１……圧縮率判定部
２０２……量子化テーブル作成部
２０３……ＪＰＥＧ符号化部
２０４……データ伝送部
ｆｐ……過去フレーム
ｆｎ……現フレーム
ｑｔ……計算された量子化テーブル

Claims

動画像の過去フレーム（ｆｐ）のデータ量から現フレーム（ｆｎ）の圧縮率を、前記過去フレームのデータ量としてのメモリサイズが入力されて決定する圧縮率判定部（２０１）と、前記圧縮率判定部で決定された圧縮率から計算された量子化テーブル（ｑｔ）を作成する量子化テーブル作成部（２０２）と、計算された量子化テーブルに基づきＪＰＥＧ圧縮を行って前記動画像のビットレートの偏在を抑制して画像圧縮を行うＪＰＥＧ符号化部（２０３）とを備えることを特徴とするＪＰＥＧ圧縮装置。
動画像の過去フレーム（ｆｐ）のデータ量から現フレーム（ｆｎ）の圧縮率を、前記過去フレームのデータ量としてのメモリサイズが入力されて決定する圧縮率判定部（２０１）と、前記圧縮率判定部で決定された圧縮率から計算された量子化テーブル（ｑｔ）を作成する量子化テーブル作成部（２０２）と、計算された量子化テーブルからＪＰＥＧ圧縮を行って前記動画像のビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したとき現フレームを間引きして画像圧縮を中断するＪＰＥＧ符号化部（２０３）とを備えることを特徴とするＪＰＥＧ圧縮装置。
動画像の過去フレーム（ｆｐ）のデータ量から現フレーム（ｆｎ）の圧縮率を、前記過去フレームのデータ量としてのメモリサイズが入力されて決定する圧縮率判定部（２０１）と、前記圧縮率判定部で決定された圧縮率から計算された量子化テーブル（ｑｔ）を作成する量子化テーブル作成部（２０２）と、計算された量子化テーブルからＪＰＥＧ圧縮を行って前記動画像のビットレートが一定の閾値を上まわって偏在したとき現フレームを間引きして前記動画像の伝送を中断するデータ伝送部（２０４）とを備えることを特徴とするＪＰＥＧ圧縮装置。