JP2011091614A - Image encoder, and image processing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像符号化装置及び画像処理システムに関し、例えば、動画像の符号化技術に関するものである。 The present invention relates to an image encoding device and an image processing system, and, for example, relates to a moving image encoding technique.
近年、遠隔医療や遠隔監視等、ネットワークで接続された装置間で映像の送受信を行う分野において、映像の受け手に現場状況や臨場感をより正確に伝えることを目的に、同時に複数のカメラ映像を使用してマルチアングル化することに加え、個々のカメラ映像を大画面、且つ、解像度の高い映像を使用する要求が高まっている。 In recent years, in the field of transmitting and receiving images between devices connected via a network, such as telemedicine and remote monitoring, multiple camera images can be simultaneously transmitted with the aim of more accurately telling the receiver of the situation and realism. In addition to the use of multi-angles, there is a growing demand to use individual camera images with large screens and high resolution images.
例えば、遠隔医療支援システムは、患者Aの治療を行う医師Bが、遠隔地で患者Aの治療の様子を映像でモニタしている医師Cと情報交換をしながら医療行為を進めるために用いられる。遠隔監視システムは、離れた場所に設置してある複数の監視カメラの映像を見ながら、設備メンテナンス、防犯活動、災害対策等を行うために用いられる。これらのシステムがカメラ映像に求める品質は同じであり、今後も、現場の様子を正確に判断して関連作業を円滑に行うために、カメラ映像のさらなるマルチアングル化および動画像の高精細化が進むと予想される。 For example, the telemedicine support system is used by a doctor B who treats a patient A to advance medical practice while exchanging information with a doctor C who is monitoring the state of treatment of the patient A by video at a remote place. . The remote monitoring system is used to perform facility maintenance, crime prevention activities, disaster countermeasures, and the like while viewing images from a plurality of surveillance cameras installed at remote locations. These systems require the same quality of camera images, and in the future, in order to accurately determine the situation at the site and smoothly perform related work, the camera images will be further multi-angled and the moving images will be of higher definition. Expected to go forward.
動画像符号化に関し、例えば、特許文献1及び2には、カメラ映像毎の撮影対象の特徴に応じてカメラ撮像条件および符号化パラメータ(画像サイズ、圧縮率、フレーム数)を変更する方法が開示されている。また、特許文献3には、画像の注目領域情報に基づき、所定の画像領域毎(空間方向および時間方向)の画像品質設定を変更する方法が開示されている。
Regarding moving image encoding, for example,
大容量の映像データを複数個同時に送受信することは通信帯域が増加してネットワークに負荷を与え、フレームレート低下等の障害が生じるという課題がある。これを避けるために、動画像圧縮符号化技術(例えば、H.264/AVC等)を使用して映像データ量を圧縮する例がある。 Simultaneous transmission and reception of a plurality of large-capacity video data has a problem in that a communication band increases, a load is applied to the network, and a failure such as a decrease in frame rate occurs. In order to avoid this, there is an example in which the amount of video data is compressed using a moving image compression encoding technique (for example, H.264 / AVC).
しかしながら、映像データの圧縮率を上げた場合、映像品質の低下が避けられないという課題がある。特に、遠隔医療や遠隔監視等の用途においては、映像品質低下により映像の内容を正確に把握できなくなり、作業に支障をきたす場合がある。映像品質低下を防ぐために、複数の画像(複数のカメラからの画像)を符号化して伝送する場合、カメラを切り替えながら符号化・伝送することも考えられる。しかし、このような方法は、本来必要な画像を伝送できない場合もあり、監視や医療システム等、リアルタイム性が求められるシステムでは十分にニーズを満足させることができない。 However, when the compression rate of video data is increased, there is a problem that a reduction in video quality is inevitable. In particular, in applications such as telemedicine and remote monitoring, the content of the video cannot be accurately grasped due to a drop in video quality, which may hinder work. In order to prevent deterioration in video quality, when encoding and transmitting a plurality of images (images from a plurality of cameras), it is conceivable to encode and transmit while switching the cameras. However, such a method may not be able to transmit an originally required image, and cannot satisfy the needs sufficiently in a system that requires real-time performance, such as monitoring and a medical system.
また、一般的に映像符号化は大量の信号処理演算を行う必要があるため処理負荷が重いことが知られている。ユーザの運用条件に適合する最適な符号化パラメータを得るためには、GOPレイヤ以下の符号化処理の演算量を増やす必要があり、画像符号化装置のコスト増につながる。しかし、上記特許文献1乃至3に記載されている技術は、低コスト化が求められる監視装置向けということから、符号化演算量の大幅増加を避けるために画像サイズ、圧縮率、フレーム数等のシーケンスレイヤレベルの符号化パラメータの変更に留まっている。
Further, it is generally known that video coding requires heavy processing load because it requires a large amount of signal processing operations. In order to obtain optimal encoding parameters that match the user's operating conditions, it is necessary to increase the amount of calculation for encoding processing below the GOP layer, leading to an increase in the cost of the image encoding apparatus. However, since the techniques described in
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画質を落とさずに符号化効率を向上させ、符号化処理の負担を軽減すると共に、リアルタイム性に関する要求をも満足させることのできる符号化技術を提供するものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and is capable of improving encoding efficiency without reducing image quality, reducing the burden of encoding processing, and satisfying a request regarding real-time characteristics. Providing technology.
上記課題を解決するために、本発明では、撮影対象に向けられた複数台のカメラのカメラ角度情報を取得してカメラ毎の撮影対象を特定し、撮影対象に対応する符号化パラメータを格納した符号化パラメータテーブルから該当する符号化パラメータを読み出して、カメラ映像毎に符号化処理を行って符号化データを出力する。尚、符号化パラメータは、テーブルから読み出しても良いし、符号化する各画像の特徴に応じて逐一決定したものを用いても良い。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, the camera angle information of a plurality of cameras directed to a shooting target is acquired, the shooting target for each camera is specified, and the encoding parameter corresponding to the shooting target is stored. The corresponding encoding parameter is read from the encoding parameter table, the encoding process is performed for each camera image, and the encoded data is output. Note that the encoding parameters may be read from the table or may be determined one by one according to the characteristics of each image to be encoded.
即ち、本発明による画像符号化装置は、複数台のカメラのそれぞれが撮影する対象を特定するための撮影対象特定情報をそれぞれのカメラから取得し、撮影対象特定情報に基づいてそれぞれのカメラの撮影対象を特定し、それぞれのカメラからの画像を符号化するのに最も効率が良く、それぞれのカメラの撮影対象に対応する複数の符号化パラメータ(最適符号化パラメータ)を取得する。そして、画像符号化装置は、取得した複数の符号化パラメータを用いて、それぞれのカメラから送られてくる各撮影対象の連続する画像をそれぞれ符号化し(時分割ではなくそれぞれのカメラから連続する画像が入力されて、それを符号化する)、撮影対象毎の符号化データを生成し、それぞれの符号化データを多重化し、その多重化データを出力する。ここで、撮影対象特定情報は、それぞれのカメラの撮影対象に対する設定角度(必要に応じてカメラの高さ)の情報を含み、ユーザからの入力指示に基づいて、それぞれのカメラに対してカメラ角度設定信号が送信され、それぞれのカメラが所望の撮影対象を撮影可能なように制御される。 That is, the image encoding device according to the present invention acquires shooting target specifying information for specifying a target to be shot by each of a plurality of cameras from each camera, and shooting of each camera based on the shooting target specifying information. A plurality of encoding parameters (optimal encoding parameters) corresponding to the shooting target of each camera are acquired most efficiently in identifying the target and encoding an image from each camera. Then, the image encoding device uses the acquired plurality of encoding parameters to encode each continuous image of each subject to be sent from each camera (an image continuous from each camera instead of time division). Is encoded), and encoded data for each subject is generated, each encoded data is multiplexed, and the multiplexed data is output. Here, the shooting target specifying information includes information of a set angle (camera height if necessary) with respect to the shooting target of each camera, and the camera angle with respect to each camera based on an input instruction from the user. A setting signal is transmitted, and each camera is controlled so as to be able to photograph a desired subject.
符号化パラメータは、撮影対象の画像の特徴に基づいて生成され、当該撮影対象を符号化する際の符号化モード、量子化パラメータ、マクロブロックサイズ、及び動きベクトル探索範囲の情報を含んでいる。 The encoding parameter is generated based on the characteristics of the image to be imaged, and includes information on an encoding mode, a quantization parameter, a macroblock size, and a motion vector search range when the imaged object is encoded.
また、本発明に従って、複数台のカメラで撮影された画像を符号化して伝送する画像符号化装置と、伝送されてきた符号化データを復号してモニタに出力する画像復号化装置と、を備える画像処理システムとしても構築することが可能である。この場合、画像符号化装置は、複数台のカメラのそれぞれが撮影する対象を特定するための撮影対象特定情報をそれぞれのカメラから取得し、この撮影対象特定情報に基づいてそれぞれのカメラの撮影対象を特定する。そして、画像符号化装置は、それぞれのカメラの撮影対象に対応して撮影対象ごとに、撮影対象の画像を符号化するのに最も効率が良い符号化パラメータを格納する符号化パラメータテーブルから、それぞれのカメラの撮影対象に対応する複数の符号化パラメータを取得し、これら複数の符号化パラメータを用いて、それぞれのカメラから送られてくる各撮影対象の連続する画像をそれぞれ符号化し、撮影対象毎の符号化データを生成し、それぞれの符号化データと撮影対象に対応する各符号化パラメータを多重化し、多重化データを生成する。この多重化データは、画像復号化装置に送信される。一方、画像復号化装置は、多重化データを受信し、多重化データに含まれる撮影対象毎の符号化データに対して、対応する符号化パラメータを用いて復号化処理を実行し、撮影対象毎の復号画像を生成し、撮影対象毎の復号画像をモニタに出力する。 In addition, according to the present invention, an image encoding device that encodes and transmits images captured by a plurality of cameras, and an image decoding device that decodes the transmitted encoded data and outputs the decoded data to a monitor are provided. It can also be constructed as an image processing system. In this case, the image encoding device acquires shooting target specifying information for specifying a target to be shot by each of the plurality of cameras from each camera, and the shooting target of each camera based on the shooting target specifying information. Is identified. Then, the image encoding device, for each shooting target corresponding to the shooting target of each camera, from the encoding parameter table that stores the most efficient encoding parameters for encoding the shooting target image, respectively, A plurality of encoding parameters corresponding to the shooting target of each camera, and using the plurality of encoding parameters, a continuous image of each shooting target sent from each camera is encoded, Encoded data is generated, and each encoded data and each encoding parameter corresponding to the object to be imaged are multiplexed to generate multiplexed data. This multiplexed data is transmitted to the image decoding apparatus. On the other hand, the image decoding apparatus receives the multiplexed data, performs a decoding process on the encoded data for each imaging target included in the multiplexed data using a corresponding encoding parameter, and The decoded image is generated, and the decoded image for each subject is output to the monitor.
なお、画像符号化装置に接続されたカメラの台数が画像復号化装置に接続されたモニタの台数よりも多い場合には、撮影対象毎の復号画像のスケーリング処理が実行され、モニタに全ての復号画像が表示できるようにする。 Note that when the number of cameras connected to the image encoding device is larger than the number of monitors connected to the image decoding device, the decoding process of the decoded image for each shooting target is executed, and all the decoding is performed on the monitor. Allow images to be displayed.
また、画像符号化及び復号化装置のそれぞれに、複数台のカメラの撮影対象に対する角度設定を入力するための入力部を設けても良い。そして、それぞれの入力部からの入力された角度設定情報に基づいて、複数台のカメラの角度が調整される。 Further, each of the image encoding and decoding devices may be provided with an input unit for inputting angle settings with respect to the imaging targets of a plurality of cameras. Then, the angles of the plurality of cameras are adjusted based on the angle setting information input from each input unit.
さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。 Further features of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the present invention and the accompanying drawings.
本発明によれば、画質を落とさずに符号化効率を向上させ、符号化処理の負担を軽減すると共に、リアルタイム性に関する要求をも満足させることのできる符号化技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an encoding technique capable of improving encoding efficiency without reducing image quality, reducing the burden of encoding processing, and satisfying a request regarding real-time characteristics.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。また、各図において共通の構成については同一の参照番号が付されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that this embodiment is merely an example for realizing the present invention and does not limit the technical scope of the present invention. In each drawing, the same reference numerals are assigned to common configurations.
<画像符号化装置の構成>
図1は、本発明の実施形態による画像符号化装置100の概略構成を示す図である。画像符号化装置100は、複数台のカメラ1乃至N(107、108乃至109)と接続され、各カメラに対してカメラ角度設定信号112を送信して撮影角度の設定を行い、または各カメラからカメラ角度取得信号113を受信するためのカメラ制御部102と、符号化処理負荷が削減可能となるように撮影対象毎に対応する符号化パラメータを予め格納した符号化パラメータテーブル105と、符号化パラメータテーブル105から撮影対象に対応する符号化パラメータの読み出し制御を行うための符号化制御部104と、各カメラの撮影映像に対して符号化制御部104が読み出した符号化パラメータを使用して画像を符号化(例えば、H.264に準拠した方法で)した後に1本の符号化データに多重する符号化部103と、符号化データをネットワーク経由で画像復号化装置114へ送信、または画像復号化装置114が送出する各カメラに対するカメラ角度設定信号112を受信するための送受信部1(106)と、カメラ角度取得信号113からカメラ毎に撮影対象を特定し、各部の動作を統括制御するための符号化全体制御部101を備える。
<Configuration of Image Encoding Device>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an
また、画像符号化装置100と画像復号化装置114は、例えばネットワークを介して接続されている。また、画像符号化装置100には各カメラが出力する映像信号111を表示するためのモニタ1(111)が接続されている。同様に画像復号化装置114にも映像信号を表示するためのモニタ2(115)が接続されている。
The
<カメラ角度取得信号>
図2は、カメラ角度取得信号113の伝達手順を説明するための図である。カメラ制御部102は、画像符号化装置100に接続したN台のカメラ107、108乃至109からカメラの撮影角度を示すカメラ角度取得信号113を受信して、符号化全体制御部101に伝達する。カメラ角度とは、所定の水平基準線または垂直基準線を基準とする水平方向および垂直方向のカメラの角度のことである。そして、符号化全体制御部101は、カメラ角度取得信号113からカメラ毎の撮影対象を特定し、その特定した対象物を示す撮影対象部位情報(θ1,θ2,h)200を符号化制御部104に伝達する。ここで、θ1及びθ2はカメラの水平及び垂直方向の角度、hはカメラの設置高さを示している。
<Camera angle acquisition signal>
FIG. 2 is a diagram for explaining the transmission procedure of the camera
<カメラ角度>
図3は、カメラ角度の定義を説明するための図である。ここでは、撮影対象である人が診察台303に仰向けに寝ており、カメラを診察台の方向に向けて人の身体の一部を撮影している状況を例に説明する。
<Camera angle>
FIG. 3 is a diagram for explaining the definition of the camera angle. Here, a situation is described in which a person who is a subject of imaging is sleeping on his / her back on the examination table 303 and a part of the person's body is photographed with the camera facing the examination table.
図3(a)は、水平方向のカメラ角度の定義を示す図である。カメラ300は人301の全身が見渡せる位置に任意に設置するが、撮影開始した時点でカメラ300と診療台303の位置は固定しているものとする。カメラの向きは水平および垂直方向に常に自由に可動できるものとする。また、人301は診察台303上に設定した有効撮影領域302の内側に仰向けに寝るようにする。この時、カメラ300が人301の身体の水平方向のどの部位を撮影しているかを特定するために、水平基準線305を基準とする水平方向のカメラ角度θ1(304)を測定する。
FIG. 3A is a diagram illustrating the definition of the camera angle in the horizontal direction. The
図3(b)は、垂直方向のカメラ角度の定義を示す図である。カメラ300、診察台303、人301の位置関係は、図3(a)と同じとする。この時、カメラ300が人301の身体の垂直方向のどの部位を撮影しているかを特定するために、垂直基準線307を基準とする垂直方向のカメラ角度θ2(306)を測定する。
FIG. 3B is a diagram showing the definition of the camera angle in the vertical direction. The positional relationship among the
カメラの高さhと、水平方向のカメラ角度θ1と、垂直方向のカメラ角度θ2(306)の情報からから有効撮影領域302内の座標を特定することができる。即ち、これらの情報からカメラが撮影している人の身体のある一点の位置を特定することになる。なお、全てのカメラの高さが同一であれば、改めて高さhを設定する必要はない。
The coordinates in the
<符号化処理の概要>
図4は、カメラ角度取得信号113から符号化パラメータを決定してカメラ映像の符号化処理実行手順を示す図である。
<Outline of encoding process>
FIG. 4 is a diagram showing a procedure for executing a camera video encoding process by determining an encoding parameter from the camera
符号化制御部104は、符号化全体制御部101から撮影対象部位情報400を受信し、その情報を基に対象部位の符号化処理に使用する符号化パラメータ401を符号化パラメータテーブルから読み出して符号化部103に提供する。そして、符号化部103は、取得した符号化パラメータ401を使用し、カメラから送られてきた映像信号403の符号化処理を実行して符号化データ402を生成・出力する。
The
図5は、符号化パラメータテーブル105について説明するための図である。そして、図5(a)は、人501の身体の部位毎に記号を割当てた例である。この記号は、符号化全体制御部101が出力する撮影対象部位情報に当たる。同図の例では、頭部をA(502)、左腕をB1(503)、右腕をB2(504)、腹部をC(505)、左足をD1(506)、右足をD2(507)と定義している。また、図5(b)は、符号化パラメータテーブル105の内容(例)を示す図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the encoding parameter table 105. FIG. 5A shows an example in which a symbol is assigned to each body part of the
図5(b)に示されるように、符号化パラメータテーブル105は、対象部位514と符号化パラメータ515の2つの項目を有している。対象部位514の項は、図5(a)に示した人501の身体の部位を示す記号、すなわち撮影対象部位情報を格納している。また、符号化パラメータ515の項は、対象部位の映像の符号化に適した符号化パラメータを格納する。
As shown in FIG. 5B, the encoding parameter table 105 has two items, a
符号化制御部104は、符号化全体制御部101から取得した撮影対象部位情報と符号化パラメータテーブル105の対象部位514の項を比較し、両者が一致した箇所の符号化パラメータ515を読み出して符号化部103に伝達する。なお、撮影対象部位情報と符号化パラメータテーブル105の対象部位514の項が一致しなかった場合は、符号化制御部104は、エラーである旨を符号化部103に伝達する。
The
図5では、概略説明として対象部位の区分を大まかに定義したが、人501の身体の部位をさらに詳細に分類して、それぞれの部位に対応する符号化パラメータを用意するようにしても良い。
In FIG. 5, the classification of the target part is roughly defined as an outline description. However, the part of the body of the
図6は、符号化パラメータテーブル105に格納する符号化パラメータ606の一例を示す図である。映像の符号化パラメータには様々な種類がある。例えば、動画像圧縮の国際標準規格H.264/AVCでは、画像サイズやフレームレート等、映像圧縮全体の構成を決定するための符号化パラメータがシーケンスレイヤレベル(以下、上位レイヤと称する)に定義されている。一方、シーケンスレイヤレベルよりも下のレイヤにはGOPレイヤ、ピクチャレイヤ、スライスレイヤ、マクロブロックレイヤ(以下、下位レイヤと称する)がある。下位レイヤには、細分化した画像領域について、その領域の画像品質を考慮しながら符号化を実施するための符号化パラメータが存在する。例えば、符号化モード601、量子化パラメータ602、マクロブロックサイズ603等がある。符号化パラメータテーブル105は、これらのパラメータを予め格納する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the
一般的に、これら下位レイヤの符号化パラメータの最適解を決めるために、映像データに所定の演算を行いながら最も符号化効率の良いパラメータを探し出す必要がある。また、符号化パラメータの最適解を求めるための演算処理は下位レイヤになる程、演算量が大きく、処理負荷が重いことが知られている。 In general, in order to determine the optimum solution for the encoding parameters of these lower layers, it is necessary to find a parameter with the highest encoding efficiency while performing a predetermined calculation on the video data. In addition, it is known that the calculation processing for obtaining the optimum solution of the encoding parameter has a large calculation amount and a heavy processing load as it becomes a lower layer.
そこで、本発明の画像符号化装置100は、符号化の処理負荷を軽減するため、符号化パラメータテーブル105に、撮影の対象部位毎に符号化に最適な符号化パラメータを予め設定しておき、撮影対象部位が特定できた段階で、その部位に関連づけられている符号化パラメータを読み出して、符号化処理に適用する。なお、最適な符号化パラメータは、例えば、非特許文献1や非特許文献2で開示された方法を用いて求めることができる。つまり、体の部位によって周波数成分の分布(偏り)が異なってくるため、各部位を符号化するのに適するパラメータを求めて符号化処理を実行するものである。なお、本実施形態では符号化パラメータテーブルを用意しているが、これに限られるものではなく、部位を特定した後に逐一符号化パラメータを算出するようにしても良い。また、該当部位に関して初回のみ符号化パラメータを求めて順次テーブルを完成させるようにしても良い。
Therefore, in order to reduce the processing load of encoding, the
また、符号化処理負荷軽減のために、符号化パラメータ105の項目として、所定の制限をかけた動きベクトル探索範囲604を設定することもできる。処理負荷の大きな符号化処理の一例に、動きベクトル探索処理が挙げられる。動きベクトル探索は、注目画像が動いた方向と動き量を求める演算処理であるが、注目画像が動く可能性のある全ての範囲について、2つのマクロブロックの画像を1画素精度で比較する必要があるため、多量の繰り返し演算が必要である。
In order to reduce the encoding processing load, a motion
しかし、本発明の画像符号化装置100は、小規模の動きしか生じない物体の撮影を対象にしているため、動きベクトル探索範囲に所定の制限を設定したとしても、符号化後の画質に対しても大きな障害とならずに、演算量を削減することが可能になる。
However, since the
図6に示した符号化パラメータは一例であり、その他の符号化パラメータを追加して格納しても良い。 The encoding parameter shown in FIG. 6 is an example, and other encoding parameters may be added and stored.
<画像復号化装置の構成>
図7は、画像復号化装置114の概略構成を示す図である。画像復号化装置114は、画像符号化装置100から送信されてきた映像の符号化データを受信するための送受信部2(702)と、符号化データを元の映像信号に復号するための復号化部700と、各部の動作を統括制御するための復号化全体制御部701と、を備える。また、画像復号化装置114は、複数台のモニタ703、704乃至705と接続され、復号した映像信号が各モニタに表示される。モニタに表示する映像は、画像符号化装置100に接続した複数台のカメラと1対1の関係となるように表示しても良い。また、1台のモニタに複数の映像を集約して表示するようにしても良い。表示の形態については、図9を用いて後述する。
<Configuration of image decoding apparatus>
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
復号化部700は、画像符号化装置100から送信されてきた符号化パラメータを用いて復号化処理する。このようにすれば、画像復号化装置としては特別な構成は不要である。一方、画像復号化装置114が符号化パラメータテーブル105と同様のテーブルを備えれば、画像符号化装置100から符号化パラメータを伝送する必要はなくなるので、伝送符号量を少なくすることができるという利点はある。
The
<カメラ角度設定処理>
図8は、画像符号化装置100に接続した複数台のカメラのカメラ角度を設定する手順を示す図である。
<Camera angle setting process>
FIG. 8 is a diagram illustrating a procedure for setting camera angles of a plurality of cameras connected to the
各カメラ1乃至N(107、108乃至109)のカメラ角度は、モニタ1(110)の映像を見ながら画像符号化装置100の入力I/F1(インターフェース)800を操作して、各カメラの水平方向および垂直方向を設定することができるようになっている。
The camera angles of the
カメラ角度の設定情報は、符号化全体制御部101を経由してカメラ制御部102に伝達される。そして、カメラ制御部102は、各カメラにカメラ角度設定信号112を送ることで角度調節機構部を可動させて、所望のカメラ角度に設定する。
The camera angle setting information is transmitted to the
別の例として、画像復号化装置114からの遠隔操作により画像符号化装置100に接続した複数台のカメラのカメラ角度を設定することもできる。画像符号化装置100からネットワーク116経由で送られてきた各カメラ1乃至N(107、108乃至109)の映像信号をモニタ2で表示し、その映像を見ながら画像復号化装置114の入力I/F2(801)を操作して、各カメラの水平方向および垂直方向を設定する。カメラ角度の設定情報は、復号化全体制御部701を経由して送受信部702に送られ、ネットワーク116を介して、画像符号化装置100に送信される。
As another example, the camera angles of a plurality of cameras connected to the
画像符号化装置100は、受信したカメラ角度の設定情報を符号化全体制御部101経由でカメラ制御部102に伝達する。そして、カメラ制御部102は、各カメラにカメラ角度設定信号112を送り、角度調節機構部を可動させて、所望のカメラ角度に合わせる。
The
画像符号化装置100の入力I/F1(800)および画像復号化装置114の入力I/F2(801)は、ボタンやスティック等の物理的な機構のものでも良いし、プログラムのGUIとして表示されたソフトウエアI/Fでも良い。
The input I / F1 (800) of the
なお、画像符号化装置100または画像復号化装置114にモニタが1台しか接続されていない場合は、表示するカメラ映像を切り替えながら設定する。或いは、複数個の映像を集約して表示した場合は、設定対象のカメラの映像を一時的に拡大する等の方法で操作対象であることを明らかにした上でカメラ角度を設定するようにしても良い。
When only one monitor is connected to the
<映像表示例>
図9は、画像復号化装置におけるモニタに複数台分のカメラ映像を表示する例を示す図である。同図では、画像符号化装置100に接続したカメラが3台、画像復号化装置114に接続されたモニタが1〜3台である時の例を示している。ここでは、1台目のカメラ映像を映像1、2台目のカメラの映像を映像2、3台目のカメラの映像を映像3と称する。
<Example of video display>
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which a plurality of camera images are displayed on a monitor in the image decoding apparatus. In the figure, an example is shown in which there are three cameras connected to the
図9(a)は、カメラ映像とモニタを1対1の関係で表示している例である。映像1をモニタ1(900)に、映像2をモニタ2(901)に、映像3をモニタ3(903)にそれぞれ表示する。
FIG. 9A shows an example in which the camera video and the monitor are displayed in a one-to-one relationship.
図9(b)は、3台分のカメラ映像を1台のモニタ1(904)に集約して表示している例である。映像1は映像2および映像3より相対的に大きく拡大して表示する。
FIG. 9B is an example in which three camera images are displayed together on one monitor 1 (904).
図9(c)は、3台分のカメラ映像をモニタ1(904)とモニタ2(901)に振り分けて表示している例である。映像1はモニタ1(904)に表示し、映像2および映像3はモニタ2(901)に集約して表示する。
FIG. 9C is an example in which camera images for three cameras are displayed separately on the monitor 1 (904) and the monitor 2 (901).
同図の表示例は一例である。同図の例に示したカメラ映像とモニタの表示の組合せのみに制限されず、この他の組合せでカメラ映像を表示しても良い。 The display example in the figure is an example. The present invention is not limited to the combination of the camera video and the monitor display shown in the example of the figure, and the camera video may be displayed in other combinations.
<符号化処理手順>
図10は、画像符号化装置100における符号化処理の手順を説明するためのフローチャートである。
<Encoding procedure>
FIG. 10 is a flowchart for explaining the procedure of the encoding process in the
画像符号化装置100を起動後、符号化全体制御部101は、まず初期化を行うと同時に画像符号化装置100に接続したカメラの台数Nを取得する(ステップ1000)。
After starting the
次に、カメラ制御部102がカメラ(N台)の撮影角度を設定(ステップ1001)した後、符号化全体制御部101が、最終的なカメラ(N台)のカメラ角度情報(水平方向および垂直方向)を取得して(ステップ1002)、そのカメラ角度情報からカメラ(N台)の撮影対象部位を特定する(ステップ1003)。
Next, after the
次に、符号化部103は、特定した対象部位を基に符号化パラメータテーブルを参照して、カメラ(N台)の映像符号化に使用する符号化パラメータを取得する(ステップ1004)。そして、符号化全体制御部101は、送受信部1(106)と画像復号化装置114との通信接続を行い(ステップ1005)、送受信部1(106)は、画像符号化装置100と接続したカメラ台数Nを画像復号化装置114へ送信する(ステップ1006)。
Next, the
続いて、符号化部103は、カメラ(N台)の映像の符号化処理を実行して符号化データを生成し(ステップ1007)、送受信部1(106)は、符号化データを画像復号化装置114へ送信する(1008)。
Subsequently, the
最後に、符号化全体制御部101は、符号化処理を終了するかどうかを判断し(ステップ1009)、符号化処理を終了する場合は、画像復号化装置114との通信を切断し(ステップ1010)、画像符号化装置100の処理を終了させる。一方、符号化処理を続行する場合には、処理はステップ1007に戻る。
Finally, the overall
<復号化処理手順>
図11は、画像復号化装置114の復号化処理手順を説明するためのフローチャートである。
<Decryption procedure>
FIG. 11 is a flowchart for explaining the decoding processing procedure of the
画像復号化装置114を起動後、復号化全体制御部701は、まず初期化を行い(ステップ1100)、画像符号化装置100と通信接続を行う(ステップ1101)。送受信部2(702)が、画像符号化装置100と接続しているカメラの台数Nの情報を受信する(ステップ1102)。さらに、送受信部2(702)が画像符号化装置100から符号化データを受信し(ステップ1103)、復号化部700が、符号化データを対応する符号化パラメータを用いてカメラ(N台)毎の映像に復号する(ステップ1104)。
After starting the
続いて、復号化全体制御部701は、画像復号化装置114に接続されたモニタを制御して復号した映像を表示させる(ステップ1105)。
Subsequently, the overall
さらに、復号化全体制御部701は、次の符号化データの受信があるかどうかを判断し(ステップ1106)、符号化データの受信がある場合は処理を処理ステップ1103に戻し、符号化データの受信がない場合は、画像符号化装置100との通信を切断して画像復号化装置114の処理を終了する(ステップ1107)。
Further, the overall
<システム運用例>
図12は、本発明の画像符号化装置100を使用したシステムの運用の一例であって、遠隔医療支援システムの概略構成例を示す図である。
<System operation example>
FIG. 12 is a diagram showing an example of the operation of a system using the
本発明の画像符号化装置100は、複数台(N台)のカメラ(107、108乃至109)およびモニタ1(110)と接続されている。また、画像符号化装置100はネットワーク116を介して画像復号化装置114と接続されている。さらに、画像復号化装置114は、モニタ2(115)と接続されている。
The
画像符号化装置100は、画像符号化装置100に接続された複数台のカメラで診察台1203に仰向けに寝た患者1200の特定の部位を撮影して得られた画像を、カメラ毎に映像を符号化して、画像復号化装置114に送信する。ここで、画像符号化装置100と画像復号化装置114は、遠隔地の関係にあっても良い。また、画像符号化装置100側には患者1200と、患者1200に対して直接、医療行為を行う医師1(1201)がいる。画像復号化装置114側には医師2(1202)がおり、画像符号化装置100から送られてきた映像を観察しながら画像符号化装置100側の医師1(1201)に対して、医療行為に関する助言等を行うことができる。
The
<まとめ>
本発明の実施形態では、撮影対象(例えば診察台に横たわった患者の各部位)に向けられた複数台のカメラのカメラ角度を取得してカメラ毎の撮影対象を特定し、撮影対象に対応する符号化パラメータを格納した符号化パラメータテーブルから該当する符号化パラメータを読み出して、カメラ映像毎に符号化処理を行って符号化データを出力する。このようにすることにより、本来複雑な演算を行わずにカメラ映像の圧縮に使用する符号化パラメータを簡単な手順で取得することができるため、符号化処理負荷の削減につながり、画像符号化装置の低コスト化が可能になる。
<Summary>
In the embodiment of the present invention, the camera angle of a plurality of cameras directed to the imaging target (for example, each part of the patient lying on the examination table) is acquired to specify the imaging target for each camera, and corresponds to the imaging target. The corresponding encoding parameter is read from the encoding parameter table storing the encoding parameter, the encoding process is performed for each camera image, and the encoded data is output. In this way, since it is possible to acquire the encoding parameters used for the compression of the camera video without a complicated operation by a simple procedure, the encoding processing load is reduced, and the image encoding device The cost can be reduced.
符号化パラメータは、それぞれのカメラからの画像の特徴に基づいて、それぞれのカメラの撮影対象に対応して決定され、各画像を符号化するのに最も効率が良い最適なパラメータである。この符号化パラメータは、テーブルから読み出しても良いし、符号化する各画像の特徴に応じて逐一決定したものを用いても良い。このように、符号化効率が最も良い符号化パラメータを用いて符号化しているので、各カメラの画像を断片的に符号化して伝送するのではなく、各カメラの連続画像をそのまま符号化して伝送することが可能となり、その結果、ネットワーク通信帯域削減にもつながる。また、十分な情報量の画像のリアルタイム性を確保することが可能となる。 The encoding parameter is determined in accordance with the imaging target of each camera based on the feature of the image from each camera, and is the optimum parameter with the highest efficiency for encoding each image. This encoding parameter may be read from a table, or may be determined one by one according to the characteristics of each image to be encoded. In this way, since encoding is performed using the encoding parameter with the best encoding efficiency, the images of each camera are not encoded and transmitted, but the continuous images of each camera are encoded and transmitted as they are. As a result, network communication bandwidth can be reduced. In addition, it is possible to ensure the real-time property of an image having a sufficient amount of information.
符号化パラメータとしては、撮影対象の画像の特徴に基づいて生成され、当該撮影対象を符号化する際の符号化モード、量子化パラメータ、マクロブロックサイズ、及び動きベクトル探索範囲の情報等が挙げられる。例えば、手術中の患者等、動きが少ない画像を符号化する場合には、動きベクトルの探索範囲を通常の動きがある場合に比べて狭めることができるので、符号化効率を向上させることができる。 Examples of the encoding parameter include information on an encoding mode, a quantization parameter, a macroblock size, and a motion vector search range that are generated based on the characteristics of the image to be imaged and the imaged object is encoded. . For example, when coding an image with little motion, such as a patient during surgery, the motion vector search range can be narrowed compared to when there is normal motion, so that coding efficiency can be improved. .
また、符号化パラメータを符号化データに多重化して画像復号化装置に伝送すれば、画像復号化装置側で符号化パラメータテーブルを備える必要がなく、既存の画像復号化装置をそのまま用いることができる。 Also, if the encoding parameters are multiplexed with the encoded data and transmitted to the image decoding device, the image decoding device does not need to have an encoding parameter table, and the existing image decoding device can be used as it is. .
なお、画像符号化装置に接続されたカメラの台数が画像復号化装置に接続されたモニタの台数よりも多い場合には、撮影対象毎の復号画像のスケーリング処理が実行され、モニタに全ての復号画像が表示できるようにする。これにより、画像復号化装置側のモニタの数をカメラ台数に合わせる必要がなくなり、システム全体としてのコストを削減することが可能となる。 Note that when the number of cameras connected to the image encoding device is larger than the number of monitors connected to the image decoding device, the decoding process of the decoded image for each shooting target is executed, and all the decoding is performed on the monitor. Allow images to be displayed. As a result, it is not necessary to match the number of monitors on the image decoding apparatus side with the number of cameras, and the cost of the entire system can be reduced.
また、画像符号化及び復号化装置のそれぞれに、複数台のカメラの撮影対象に対する角度設定を入力するための入力部を設けても良い。そして、それぞれの入力部からの入力された角度設定情報に基づいて、複数台のカメラの角度が調整される。このようにすることにより、画像復号装置側からもカメラの撮影位置を調整することができる。 Further, each of the image encoding and decoding devices may be provided with an input unit for inputting angle settings with respect to the imaging targets of a plurality of cameras. Then, the angles of the plurality of cameras are adjusted based on the angle setting information input from each input unit. In this way, the shooting position of the camera can be adjusted also from the image decoding device side.
100…画像符号化装置、101…符号化全体制御部、102…カメラ制御部、103…符号化部、104…符号化制御部、105…符号化パラメータテーブル、106…送受信部1、107…カメラ1、108…カメラ2、109…カメラN、110…モニタ1、111…映像信号、112…カメラ角度設定信号、113…カメラ角度取得信号、114…画像復号化装置、115…モニタ2、116…ネットワーク
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数台のカメラのそれぞれが撮影する対象を特定するための撮影対象特定情報を前記それぞれのカメラから取得するカメラ制御部と、
前記撮影対象特定情報に基づいて前記それぞれのカメラの撮影対象を特定し、前記それぞれのカメラからの画像を符号化するのに最も効率が良く、前記それぞれのカメラの撮影対象に対応する複数の符号化パラメータを取得する符号化制御部と、
前記複数の符号化パラメータを用いて、前記それぞれのカメラから送られてくる各撮影対象の連続する画像をそれぞれ符号化し、前記撮影対象毎の符号化データを生成し、それぞれの符号化データを多重化する符号化部と、
前記多重化された符号化データを出力する送受信部と、
を備えることを特徴とする画像符号化装置。 An image encoding device that encodes and transmits images captured by a plurality of cameras,
A camera control unit for acquiring shooting target specifying information for specifying a target to be shot by each of the plurality of cameras from the respective cameras;
The plurality of codes corresponding to the shooting targets of the respective cameras are most efficient for specifying the shooting targets of the respective cameras based on the shooting target specifying information and encoding the images from the respective cameras. An encoding control unit for acquiring encoding parameters;
Using the plurality of encoding parameters, a continuous image of each imaging target sent from each camera is encoded, and encoded data for each imaging target is generated, and each encoded data is multiplexed. An encoding unit
A transceiver for outputting the multiplexed encoded data;
An image encoding device comprising:
さらに、前記それぞれのカメラの撮影対象に対応して前記撮影対象ごとに最適な符号化パラメータを格納する符号化パラメータテーブルを備え、
前記符号化制御部は、前記特定した撮影対象に対応する符号化パラメータを前記符号化パラメータテーブルから取得することを特徴とする画像符号化装置。 In claim 1,
Furthermore, an encoding parameter table for storing an optimal encoding parameter for each imaging object corresponding to the imaging object of each camera is provided,
The encoding control unit acquires an encoding parameter corresponding to the identified imaging target from the encoding parameter table.
前記撮影対象特定情報は、前記それぞれのカメラの撮影対象に対する設定角度の情報を含み、
前記カメラ制御部は、入力指示に基づいて、前記それぞれのカメラに対してカメラ角度設定信号を送信して前記それぞれのカメラが所望の撮影対象を撮影可能なように制御することを特徴とする画像符号化装置。 In claim 2,
The shooting target specifying information includes information on a setting angle with respect to a shooting target of each camera,
The camera control unit transmits a camera angle setting signal to each of the cameras based on an input instruction, and controls each of the cameras so that a desired shooting target can be shot. Encoding device.
前記符号化パラメータは、前記撮影対象の画像の特徴に基づいて生成され、当該撮影対象を符号化する際の符号化モード、量子化パラメータ、マクロブロックサイズ、及び動きベクトル探索範囲の情報を含むことを特徴とする画像符号化装置。 In claim 2,
The encoding parameter is generated based on the characteristics of the image to be imaged, and includes information on an encoding mode, a quantization parameter, a macroblock size, and a motion vector search range when the imaged object is encoded. An image encoding device characterized by the above.
前記複数台のカメラのそれぞれが撮影する前記各部位を特定するための撮影部位特定情報を前記それぞれのカメラから取得するカメラ制御部と、
前記それぞれのカメラの撮影部位に対応して前記撮影部位ごとに、前記撮影部位の画像を符号化するのに最も効率が良い符号化パラメータを格納する符号化パラメータテーブルと、
前記撮影部位特定情報に基づいて前記それぞれのカメラの撮影部位を特定し、特定された撮影部位のそれぞれに対応する複数の符号化パラメータを取得する符号化制御部と、
前記複数の符号化パラメータを用いて、前記それぞれのカメラから送られてくる各撮影部位の連続する画像をそれぞれ符号化し、前記撮影部位毎の符号化データを生成し、それぞれの符号化データを前記符号化パラメータと共に多重化して多重化データを生成する符号化部と、
前記多重化データを出力する送受信部と、
を備えることを特徴とする画像符号化装置。 An image encoding device for encoding and transmitting an image of each part of the human body obtained by photographing a human body with a plurality of cameras,
A camera control unit for acquiring imaging part specifying information for specifying each part to be imaged by each of the plurality of cameras from the respective cameras;
An encoding parameter table storing an encoding parameter most efficient for encoding an image of the imaging part for each imaging part corresponding to the imaging part of each camera;
An encoding control unit that specifies the imaging region of each of the cameras based on the imaging region specifying information, and acquires a plurality of encoding parameters corresponding to each of the specified imaging region;
Using the plurality of encoding parameters, each of the imaging parts sent from the respective cameras is encoded continuously, and encoded data for each of the imaging parts is generated. An encoding unit that multiplexes together with encoding parameters to generate multiplexed data;
A transceiver for outputting the multiplexed data;
An image encoding device comprising:
前記画像符号化装置は、
前記複数台のカメラのそれぞれが撮影する対象を特定するための撮影対象特定情報を前記それぞれのカメラから取得するカメラ制御部と、
前記それぞれのカメラの撮影対象に対応して前記撮影対象ごとに、前記撮影対象の画像を符号化するのに最も効率が良い符号化パラメータを格納する符号化パラメータテーブルと、
前記撮影対象特定情報に基づいて前記それぞれのカメラの撮影対象を特定し、前記符号化パラメータテーブルから前記それぞれのカメラの撮影対象に対応する複数の符号化パラメータを取得する符号化制御部と、
前記複数の符号化パラメータを用いて、前記それぞれのカメラから送られてくる各撮影対象の連続する画像をそれぞれ符号化し、前記撮影対象毎の符号化データを生成し、それぞれの符号化データと前記撮影対象に対応する各符号化パラメータを多重化し、多重化データを生成する符号化部と、
前記多重化された符号化データを前記画像復号化装置に送信する符号化側送受信部と、を備え、
前記画像復号化装置は、
前記多重化データを受信する復号化側送受信部と、
前記多重化データに含まれる前記撮影対象毎の符号化データに対して、対応する前記符号化パラメータを用いて復号化処理を実行し、前記撮影対象毎の復号画像を生成する復号化部と、
前記撮影対象毎の復号画像をモニタに出力する復号化制御部と、を備えることを特徴とする画像処理システム。 An image processing system comprising: an image encoding device that encodes and transmits images captured by a plurality of cameras; and an image decoding device that decodes transmitted encoded data and outputs the decoded data to a monitor. ,
The image encoding device includes:
A camera control unit for acquiring shooting target specifying information for specifying a target to be shot by each of the plurality of cameras from the respective cameras;
An encoding parameter table storing an encoding parameter that is most efficient for encoding the image to be imaged for each image capturing object corresponding to the image capturing object of each camera;
An encoding control unit that specifies the imaging target of each of the cameras based on the imaging target specifying information, and acquires a plurality of encoding parameters corresponding to the imaging target of each of the cameras from the encoding parameter table;
Using the plurality of encoding parameters, each continuous image of each imaging target sent from each of the cameras is encoded to generate encoded data for each imaging target, and each encoded data and the An encoding unit that multiplexes each encoding parameter corresponding to the imaging target and generates multiplexed data;
An encoding side transmission / reception unit for transmitting the multiplexed encoded data to the image decoding device,
The image decoding device includes:
A decoding side transceiver for receiving the multiplexed data;
A decoding unit that performs a decoding process on the encoded data for each shooting target included in the multiplexed data using the corresponding encoding parameter, and generates a decoded image for each shooting target;
An image processing system comprising: a decoding control unit that outputs a decoded image for each photographing target to a monitor.
前記画像符号化装置に接続されたカメラの台数が前記画像復号化装置に接続されたモニタの台数よりも多い場合、前記復号化制御部は、前記撮影対象毎の復号画像のスケーリング処理を実行し、前記モニタに全ての復号画像を表示することを特徴とする画像処理システム。 In claim 6,
When the number of cameras connected to the image encoding device is larger than the number of monitors connected to the image decoding device, the decoding control unit executes a scaling process of the decoded image for each shooting target An image processing system displaying all decoded images on the monitor.
前記画像符号化及び復号化装置のそれぞれは、さらに、前記複数台のカメラの前記撮影対象に対する角度設定を入力するための入力部を備え、
前記カメラ制御部は、前記入力部からの前記角度設定情報に基づいて、前記複数台のカメラの角度を調整することを特徴とする画像処理システム。 In claim 6,
Each of the image encoding and decoding devices further includes an input unit for inputting an angle setting with respect to the shooting target of the plurality of cameras,
The image processing system, wherein the camera control unit adjusts angles of the plurality of cameras based on the angle setting information from the input unit.
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