JP2011217085A - Image encoding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の画像データを符号化して一つの圧縮画像データを出力する画像符号化装置に関する。 The present invention relates to an image encoding apparatus that encodes a plurality of image data and outputs one compressed image data.
金融機関の店舗に設けられるATM(automated teller machine)コーナーなどを監視する際に、複数のカメラが設置されることがある。複数のカメラを用いて異なる角度から監視することにより、死角の発生を防ぐことができる。 When monitoring an ATM (automated teller machine) corner provided at a store of a financial institution, a plurality of cameras may be installed. By monitoring from different angles using a plurality of cameras, it is possible to prevent the generation of blind spots.
各カメラが生成した映像信号は、伝送路の帯域などが制限されているため、符号化された上で伝送される。各カメラの映像を同時に表示させて監視する必要があるため、各カメラに対応する複数の映像信号を多重化して伝送する必要がある。 The video signal generated by each camera is encoded and transmitted because the bandwidth of the transmission path is limited. Since it is necessary to simultaneously display and monitor the video of each camera, it is necessary to multiplex and transmit a plurality of video signals corresponding to each camera.
下記特許文献1には、各カメラから入力される複数のフレーム映像を1系統の圧縮データに変換する映像信号符号化装置が開示されている。
特許文献1に係る映像信号符号化装置は、各カメラから入力されるフレーム映像から符号化しないフレーム映像を間引き、符号化対象のフレーム映像を抽出する。抽出されたフレーム映像は、カメラごとに配列されて、GOP(Group of Pictures)単位で符号化される。これにより、各カメラから入力される複数のフレーム映像が、1系統の圧縮データに変換される。
The video signal encoding apparatus according to
上述したように、上記特許文献1に係る映像信号符号化装置は、符号化対象のフレーム映像を抽出する。映像信号符号化装置は、GOPを生成できる数の符号化対象のフレーム映像を抽出するまで、圧縮データを生成することができない。この結果、フレーム映像が映像信号符号化装置に入力されてから1系統の圧縮データとして出力されるまでの時間(遅延)が長くなるため、各カメラの映像をリアルタイムに伝送することが困難である。
As described above, the video signal encoding apparatus according to
上記特許文献1では、符号量制御をGOP単位で行っている。GOP単位で符号量制御が行われた場合、発生符号量が目標符号量を瞬間的に大きく上回ることがある。目標符号量は、伝送路の帯域などによって決定されるため、発生符号量が目標符号量を大きく上回ることにより、伝送遅延などが発生するおそれがある。
In
本発明は、上記問題点に鑑み、映像をリアルタイムに伝送するシステムに対応した符号量制御を行う画像符号化装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image encoding apparatus that performs code amount control corresponding to a system for transmitting video in real time.
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、第1〜第N(Nは1以上の自然数)画像データを符号化する画像符号化装置であって、kを1からNまでの自然数とした場合において、前記第k画像データに含まれる第kマクロブロックの符号化順序を示す順序情報に基づいて、前記第kマクロブロックを符号化する符号化部と、符号化対象マクロブロックの量子化パラメータを決定する量子化パラメータ決定部と、を備え、前記量子化パラメータ決定部は、前記符号化部により符号化された符号化済みマクロブロック群の中から、前記符号化対象マクロブロックの直前に符号化された第1の数のマクロブロックを特定し、前記第1の数のマクロブロックごとの発生符号量の積算値を算出する符号量積算部と、前記積算値と、前記第1の数のマクロブロックあたりの目標符号量とに基づいて、前記量子化パラメータの補正値を決定し、前記補正値に基づいて前記量子化パラメータを補正する補正値決定部と、を備える。
In order to solve the above problem, the invention described in
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の画像符号化装置において、前記量子化パラメータ決定部は、前記符号化対象マクロブロックが前記第k画像データに含まれる場合、前記符号化対象マクロブロックの直前に符号化された第2の数の第kマクロブロックを特定し、前記第2の数の第kマクロブロックごとの量子化パラメータの平均値を、初期値として算出する初期値決定部、を含み、前記量子化パラメータ決定部は、前記初期値と前記補正値とに基づいて前記量子化パラメータを決定する。 According to a second aspect of the present invention, in the image encoding device according to the first aspect, the quantization parameter determining unit, when the encoding target macroblock is included in the k-th image data, An initial value determination unit that identifies the second number k-th macroblock coded immediately before the block and calculates an average value of the quantization parameter for each of the second number k-th macroblock as an initial value The quantization parameter determination unit determines the quantization parameter based on the initial value and the correction value.
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の画像符号化装置において、前記補正値決定部は、前記符号化対象マクロブロックが前記第k画像データに含まれる場合、前記符号化対象マクロブロックの直前に符号化された一つの第kマクロブロックの発生符号量に基づいて、前記補正値を決定する。 According to a third aspect of the present invention, in the image encoding device according to the first or second aspect, the correction value determining unit includes the code when the encoding target macroblock is included in the k-th image data. The correction value is determined based on the generated code amount of one k-th macroblock encoded immediately before the conversion target macroblock.
請求項4記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の画像符号化装置において、前記補正値決定部は、前記符号化対象マクロブロックの複雑さを示すアクティビティに基づいて、前記補正値を決定する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image encoding device according to the first or second aspect, the correction value determining unit is configured to determine the correction value based on an activity indicating the complexity of the encoding target macroblock. To decide.
請求項5記載の発明は、請求項4に記載の画像符号化装置において、前記補正値決定部は、前記符号化対象マクロブロックの上辺、下辺、左辺、及び右辺をそれぞれ含む4つの領域におけるアクティビティを算出し、各領域のアクティビティのうち最小のアクティビティに基づいて、前記補正値を決定する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image encoding device according to the fourth aspect, the correction value determining unit includes activities in four regions each including an upper side, a lower side, a left side, and a right side of the encoding target macroblock. And the correction value is determined based on the minimum activity among the activities in each region.
請求項6記載の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の画像符号化装置において、前記第1の数は、横方向に一列に並ぶマクロブロックのラインを構成するマクロブロックの数である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image encoding device according to any one of the first to fifth aspects, the first number is a number of macroblocks constituting a line of macroblocks arranged in a line in the horizontal direction. Is a number.
請求項7記載の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の画像符号化装置において、前記符号量積算部は、前記符号化済みマクロブロック群の中から、前記符号化対象マクロブロックの直前に符号化された第3の数のマクロブロックを特定し、前記第3の数のマクロブロックごとの発生符号量を積算して、上限比較符号量を算出し、前記量子化パラメータ決定部は、前記符号化対象マクロブロックが第k画像データに含まれ、かつ前記上限比較符号量が予め設定された上限値よりも大きい場合、前記符号化対象マクロブロックの直前に符号化された一つの第kマクロブロックの量子化パラメータを強制初期値として決定し、前記補正値決定部は、予め設定された強制補正値を用いて前記強制初期値を補正する。 According to a seventh aspect of the present invention, in the image encoding device according to any one of the first to sixth aspects, the code amount integrating unit is configured to select the encoding target macro from the encoded macroblock group. The third number of macroblocks encoded immediately before the block are specified, the generated code amount for each of the third number of macroblocks is integrated, the upper limit comparison code amount is calculated, and the quantization parameter determination When the encoding target macroblock is included in the k-th image data and the upper limit comparison code amount is larger than a preset upper limit value, the unit is encoded immediately before the encoding target macroblock. The quantization parameter of one k-th macroblock is determined as a forced initial value, and the correction value determination unit corrects the forced initial value using a preset forced correction value.
請求項8記載の発明は、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の画像符号化装置において、前記符号化部は、前記第1〜第N画像データをそれぞれ符号化する第1〜第Nの個別符号化部と、前記順序情報に基づいて、第kの符号化部が生成した第kの符号化データの出力タイミングを制御する出力制御部と、を含む。 According to an eighth aspect of the present invention, in the image encoding device according to any one of the first to seventh aspects, the encoding unit encodes the first to Nth image data, respectively. N individual encoding units, and an output control unit that controls the output timing of the k-th encoded data generated by the k-th encoding unit based on the order information.
本発明の画像符号化装置は、第1の数のマクロブロック単位で符号量制御を行う。このため、第kマクロブロックが符号化されて生成される圧縮データのビットレートが、目標ビットレートを瞬間的に大きく超えることを防止することができる。したがって、本発明は、伝送遅延などを抑制することができる。 The image coding apparatus according to the present invention performs code amount control in units of the first number of macroblocks. For this reason, it is possible to prevent the bit rate of the compressed data generated by encoding the k-th macroblock from instantaneously greatly exceeding the target bit rate. Therefore, the present invention can suppress transmission delay and the like.
符号化対象マクロブロックが第k画像データに含まれる場合、第1の数のマクロブロックは、第k画像データを除く他の画像データの符号化済みマクロブロックを含む。このため、他の画像データの符号化済みマクロブロックの発生符号量が大きく変化した場合であっても、画像符号化装置は、符号化対象マクロブロックの量子化パラメータの補正値を、発生符号量の変化に応じて変更することができる。したがって、本発明は、圧縮データのビットレートを柔軟に制御できる。 When the encoding target macroblock is included in the kth image data, the first number of macroblocks includes encoded macroblocks of other image data excluding the kth image data. For this reason, even when the generated code amount of a coded macroblock of other image data has changed significantly, the image coding apparatus sets the correction value of the quantization parameter of the encoding target macroblock as the generated code amount. It can be changed according to the change of. Therefore, the present invention can flexibly control the bit rate of the compressed data.
{1.画像伝送システムの全体構成}
図1は、本発明の実施の形態に係る画像伝送システムの構成を示す図である。図1に示す画像伝送システム100は、カメラ1a,1bと、画像符号化装置2と、監視装置4a,4bとを備える。画像伝送システム100は、金融機関の店舗に設けられたATMコーナーをリアルタイムに監視するシステムである。
{1. Overall configuration of image transmission system}
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image transmission system according to an embodiment of the present invention. An
カメラ1a,1bは、ATMコーナーを異なる角度から撮影できるように取り付けられる。カメラ1a,1bは、ATMコーナーの様子を撮影して、非圧縮画像データ31a,31bを生成する。画像符号化装置2は、カメラ1a,1bとともに、ATMコーナーに設置される。画像符号化装置2には、非圧縮画像データ31a,31bのフレームが同期して入力される。画像符号化装置2は、非圧縮画像データ31a,31bの符号化及び多重化を行って、多重化圧縮データ33を生成する。多重化圧縮データ33は、無線通信網などを介して、ATMコーナーを監視するモニタ室へ送信される。
The
監視装置4a,4bは、モニタ室に設置され、多重化圧縮データ33を受信する。監視装置4a,4bは、多重化圧縮データ33に対して逆多重化及び復号化処理を行って、カメラ1a,1bに対応する映像を表示する。カメラ1a,1bは、同じ場所(ATMコーナー)を異なる角度から撮影している。このため、カメラ1a,1bの映像を表示するタイミングがずれないように、監視装置4a,4bは、カメラ1a,1bの映像を同期して表示させる。モニタ室に常駐する監視員は、監視装置4a,4bに表示される映像を見ることにより、ATMコーナーを遠隔監視する。
The
本実施の形態では、画像符号化装置2が、非圧縮画像データ31a,31bをそれぞれ符号化して、多重化圧縮データ33を生成する点を中心に説明する。
In the present embodiment, the description will be focused on the point that the
非圧縮画像データ31a,31bのマクロブロックは、予め設定された区分単位に基づいて、一つ以上のマクロブロックで構成されるマクロブロックグループ(以下、「MBグループ」と呼ぶ。)にそれぞれ区分される。非圧縮画像データ31aのMBグループと、非圧縮画像データ31bのMBグループとが交互に符号化されることにより、多重化圧縮データ33が生成される。
The macroblocks of the
画像符号化装置2は、符号化対象マクロブロック(以下、符号化対象MBと呼ぶ。)の量子化パラメータを決定する。量子化パラメータは、所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、符号化対象MBの符号化の直前に符号化された所定数のマクロブロックの発生符号量の総和とに基づいて決定される。つまり、画像符号化装置2は、非圧縮画像データ31a,31bを符号化して多重化圧縮データ33を生成するときに、所定数のマクロブロック単位で符号量制御を実行する。GOP単位よりも短い単位時間で符号量制御が行われるため、多重化圧縮データ33のビットレートが、予め設定される目標ビットレートを上回ることを防ぐことができる。
The
非圧縮画像データ31aのマクロブロックが符号化対象MBである場合、直前に符号化された所定数のマクロブロックは、非圧縮画像データ31bのマクロブロックを含む。画像符号化装置2は、非圧縮画像データ31aのマクロブロックの量子化パラメータを決定するときに、非圧縮画像データ31bの符号化済みマクロブロックの符号量を利用する。したがって、非圧縮画像データ31bの符号化データの符号量が大きく変化しても、多重化圧縮データ33のビットレートを安定的に制御することができる。
When the macroblock of the
{2.画像符号化装置2の構成}
図2は、画像符号化装置2の機能的構成を示すブロック図である。図2に示すように、画像符号化装置2は、順序決定部21と、符号化部22と、量子化パラメータ決定部23と、多重化部24と、通信部25とを備える。
{2. Configuration of Image Encoding Device 2}
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
順序決定部21は、非圧縮画像データ31a,31bのマクロブロックを符号化する順序を決定する。順序情報41が、決定された順序に基づいて作成される。順序決定部21は、順序情報41を符号化部22及び多重化部24へ出力する。
The
符号化部22は、順序情報41に基づいて、非圧縮画像データ31a,31bのマクロブロックを符号化して符号化データ32a,32bを生成する。非圧縮画像データ31a,31bの符号化には、例えば、H.264あるいはMPEG2などの符号化方式が用いられる。符号化部22は、符号化した符号化対象MBの発生符号量Eaを量子化パメータ決定部23に出力する。発生符号量Eaは、次の符号化対象MBの量子化パラメータQPを決定するときに使用される。
Based on the
量子化パラメータ決定部23は、非圧縮画像データ31a,31bの各マクロブロックの量子化に用いられる量子化パラメータQPを決定する。量子化パラメータ決定部23は、発生符号量積算部231と、初期値決定部232と、補正値決定部233とを備える。
The quantization
発生符号量積算部231は、符号化対象MBの直前に符号化された所定数のマクロブロックの発生符号量を積算する。初期値決定部232は、符号化対象MBの量子化パラメータQPの初期値を決定する。補正値決定部233は、所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、直前に符号化された所定数のマクロブロックの積算値とに基づいて、初期値の補正に用いる補正値を算出する。量子化パラメータ決定部23は、初期値と補正値との和を、量子化パラメータQPとして符号化部22に出力する。
The generated code amount integrating unit 231 integrates the generated code amounts of a predetermined number of macroblocks encoded immediately before the encoding target MB. The initial
多重化部24は、符号化された非圧縮画像データ31a,31bのマクロブロックを符号化された順に配列することにより、多重化圧縮データ33を生成する。
The multiplexing
通信部25は、多重化圧縮データ33に対して誤り訂正信号の付加、及びデジタル変調などを行う。通信部25は、デジタル変調された多重化圧縮データ33を、無線通信を利用して監視装置4a,4bに送信する。
The
{3.画像符号化装置2の動作}
以下、画像符号化装置2の動作について詳しく説明する。
{3. Operation of Image Encoding Device 2}
Hereinafter, the operation of the
{3.1.符号化順序の決定}
最初に、順序決定部21が、非圧縮画像データ31a,31bの各マクロブロックを符号化する順序(符号化順序)を決定する。符号化順序を決定するにあたり、順序決定部21は、非圧縮画像データ31aのマクロブロックから第1MBグループを、非圧縮画像データ31bのマクロブロックから第2MBグループを生成する。
{3.1. Determination of encoding order}
First, the
図3は、非圧縮画像データ31a,31bのマクロブロックの構成を示す図である。図3に示すように、非圧縮画像データ31a,31bの各フレームは、36個のマクロブロックで構成されている。非圧縮画像データ31a,31bのフレームレートは、同一である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of macroblocks of
非圧縮画像データ31a,31bは、横6個×縦6個のマクロブロックで構成されている。非圧縮画像データ31aのマクロブロックには、左上から右下に向かってMa0〜Ma35の番号が付与されている。非圧縮画像データ31bのマクロブロックには、左上から右下に向かってMb0〜Mb35の番号が付与されている。
The
非圧縮画像データ31a,31bにおいて、横方向に一列に並ぶ6個のマクロブロックの集合を、マクロブロックライン(MBライン)と呼ぶ。非圧縮画像データ31aは、MBラインLa1,La2,La3,La4,La5,La6を有する。非圧縮画像データ31bは、MBラインLb1,Lb2,Lb3,Lb4,Lb5,Lb6を有する。
In the
順序決定部21は、非圧縮画像データ31a,31bのマクロブロックを予め設定された区分単位に基づいて区分することにより、第1MBグループ及び第2MBグループを生成する。区分単位として、マクロブロック、及びMBラインなどを用いることができる。
The
区分単位としてマクロブロックが設定されていた場合、マクロブロックMa0〜Ma35のそれぞれが第1MBグループとして区分される。マクロブロックMb0〜Mb35のそれぞれが第2MBグループとして区分される。区分単位としてMBラインが設定されていた場合、MBラインLa1〜La6が、それぞれ第1MBグループとして区分される。MBラインLb1〜Lb6が、それぞれ第2MBグループとして区分される。 When a macroblock is set as a partition unit, each of the macroblocks Ma0 to Ma35 is partitioned as the first MB group. Each of the macro blocks Mb0 to Mb35 is divided as the second MB group. When the MB line is set as the division unit, the MB lines La1 to La6 are each divided as the first MB group. The MB lines Lb1 to Lb6 are each divided as the second MB group.
区分単位は、一つ以上のマクロブロックによりMBグループが構成されるように設定されていればよい。たとえば、区分単位として4個のマクロブロックが設定されている場合、非圧縮画像データ31aのマクロブロックMa0〜Ma3,Ma4〜Ma7などが、第1MBグループとして区分される。
The partition unit may be set so that the MB group is configured by one or more macroblocks. For example, when four macroblocks are set as a division unit, the macroblocks Ma0 to Ma3 and Ma4 to Ma7 of the
順序決定部21は、MBグループを生成した後に、第1MBグループと第2MBグループとが交互に符号化されるように、MBグループの符号化順序を決定する。
After generating the MB group, the
図4は、マクロブロック単位でMBグループが生成された場合における符号化順序を示す図である。この場合、順序決定部21は、マクロブロックMa0,Mb0,Ma1,Mb1,Ma2,Mb2,・・・,Mb34,Ma35,Mb35の順に符号化されるように、符号化順序を決定する。つまり、非圧縮画像データ31aのマクロブロックと非圧縮画像データ31bのマクロブロックとが交互に符号化されるように、符号化順序が決定される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an encoding order when an MB group is generated in units of macroblocks. In this case, the
図5は、MBライン単位でMBグループが生成された場合における符号化順序を示す図である。この場合、順序決定部21は、MBラインLa1,Lb1,La2,Lb2,La3,Lb3,・・・,La6,Lb6の順に符号化されるように、符号化順序を決定する。つまり、非圧縮画像データ31aのMBラインと非圧縮画像データ31bのMBラインとが交互に符号化されるように、符号化順序が決定される。各MBラインのマクロブロックは、左側から順(マクロブロックの番号の小さい順)に符号化される。
FIG. 5 is a diagram illustrating an encoding order when MB groups are generated in units of MB lines. In this case, the
{3.2.符号化処理の概略}
順序決定部21は、MBグループの符号化順序を示す順序情報41を符号化部22へ出力する。符号化部22は、順序情報41に基づいて、マクロブロックMa0〜Ma35,Mb0〜Mb35をMBグループごとに符号化する。
{3.2. Outline of encoding process}
The
図6は、マクロブロックの符号化の流れを示すフローチャートである。マクロブロックMa16が符号化対象MBであるとする。図6を参照して、符号化部22は、順序情報41に基づいて、符号化対象MBを特定する(ステップS1)。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of encoding a macroblock. Assume that the macroblock Ma16 is the encoding target MB. Referring to FIG. 6, encoding
量子化パラメータ決定部23は、符号化対象MBの量子化パラメータQPを決定するにあたり、例外条件に該当するか否かを判定する(ステップS2)。例外条件に該当する場合(ステップS2においてYes)は、量子化パラメータQPは、例外処理(ステップS10)の実行により決定される。例外処理は、所定数のマクロブロックあたりの目標符号量と、符号化対象MBの符号化直前に符号化されたマクロブロックの発生符号量の積算値とを用いることなく、量子化パラメータQPを決定する処理である。
The quantization
例外条件に該当しない場合(ステップS2においてNo)、量子化パラメータ決定部23は、ステップS3〜S7の処理により量子化パラメータQPを決定する。
If the exception condition is not met (No in step S2), the quantization
初期値決定部232は、符号化対象MBの量子化パラメータQPの初期値を算出する(ステップS3)。補正値決定部233は、補正値V1を決定する(ステップS4)。補正値V1は、所定数あたりのマクロブロックの目標符号量と、符号化対象MBの直前に符号化された所定数のマクロブロックの発生符号量の積算値とに基づいて算出される。
The initial
補正値決定部233は、符号化対象MBの画像の複雑さを示すアクティビティに基づいて、補正値V2を決定する(ステップS5)。補正値決定部233は、符号化対象MBが属する非圧縮画像データの符号化済みマクロブロックのうち、直前に符号化されたマクロブロックの発生符号量に基づいて、補正値V3を決定する(ステップS6)。量子化パラメータ決定部23は、初期値と、補正値V1,V2,V3とを合計することにより、符号化対象MBの量子化パラメータQPを決定する(ステップS7)。
The correction
符号化部22は、決定された量子化パラメータQPを用いて、符号化対象MBを符号化する(ステップS8)。符号化対象MBがマクロブロックMa0〜Ma35のいずれかである場合、符号化されたマクロブロックは、符号化データ32aとして多重化部24に出力される。符号化対象MBがマクロブロックMb0〜Mb35のいずれかである場合、符号化されたマクロブロックは、符号化データ32bとして多重化部24に出力される。
The
非圧縮画像データ31a,31bの全てのマクロブロックの符号化が終了していなければ(ステップS9においてNo)、画像符号化装置2は、ステップS1の処理に戻る。全てのマクロブロックの符号化が終了したのであれば(ステップS9においてYes)、画像符号化装置2は、図6に示す処理を終了する。
If encoding of all the macroblocks of the
多重化部24は、符号化データ32a,32bを入力された順に配列することにより、多重化圧縮データ33を生成する。図7は、多重化圧縮データ33の構成を示す模式図である。多重化圧縮データ33は、ストリームヘッダ34と、ストリームデータSa,Sbとを備える。ストリームヘッダ34は、多重化圧縮データ33の再生時に使用する制御情報などを含む。
The multiplexing
ストリームデータSaは、非圧縮画像データ31aに対応し、グループヘッダ35aと符号化データ32aとを含む。グループヘッダ35aは、非圧縮画像データ31aの識別情報と、第1MBグループを構成するマクロブロックを特定する情報とを含む。
The stream data Sa corresponds to the
ストリームデータSbは、非圧縮画像データ31bに対応し、グループヘッダ35bと符号化データ32bとを含む。グループヘッダ35bは、非圧縮画像データ31bの識別情報と、第2MBグループを構成するマクロブロックを特定する情報とを含む。
The stream data Sb corresponds to the
多重化部24は、符号化データ32a,32bが入力されるたびにストリームデータSa,Sbを生成する。グループヘッダ35a,35bは、順序情報41に基づいて作成される。ストリームデータSa,Sbは、多重化圧縮データ33として監視装置4a,4bへ順次送信される。
The multiplexing
画像符号化装置2は、非圧縮画像データ31a,31bのうちMBグループに対応するデータが入力されていれば、非圧縮画像データ31a,31bの符号化を開始することができる。したがって、非圧縮画像データ31a,31bの符号化に伴って発生する遅延を短縮することができる。
The
監視装置4a,4bは、多重化圧縮データ33を継続的に受信する。監視装置4a,4bは、多重化圧縮データ33を逆多重化して、符号化データ32a,32bを取得する。符号化データ32a,32bがカメラ1a,1bのどちらに対応しているかは、グループヘッダ35a,35bに基づいて確認することができる。
The
監視装置4a,4bは、符号化データ32a,32bを取得した順に復号化して、復号化したデータを生成する。監視装置4aは、カメラ1aの映像を表示するように設定されている場合、カメラ1aに対応する復号化データを表示する。監視装置4bは、カメラ1bの映像を表示するように設定されている場合、カメラ1bに対応する復号化データを表示する。
The
以下、量子化パラメータQPを決定する処理(ステップS3〜S7、図6参照)について、ステップごとに詳しく説明する。特に説明のない限り、符号化対象MBは、マクロブロックMa16であるとする。 Hereinafter, the process of determining the quantization parameter QP (steps S3 to S7, see FIG. 6) will be described in detail for each step. Unless otherwise specified, it is assumed that the encoding target MB is the macroblock Ma16.
{3.3.初期値QPiの決定(ステップS3)}
初期値決定部232は、マクロブロックMa16の量子化パラメータQPの初期値QPiを算出する(ステップS3)。マクロブロックMa0〜Ma15は、MBグループの区分単位に関係なく、既に符号化されている(図4及び図5参照)。初期値決定部232は、マクロブロックMa16が属する非圧縮画像データ31aの符号化済みマクロブロックのうち、マクロブロックMa16の直前に符号化された所定数(6個)のマクロブロックMa10〜Ma15を特定する。所定数(6個)は、1MBラインのマクロブロック数である。初期値決定部232は、特定したマクロブロックMa10〜Ma15の量子化パラメータQPの平均を算出し、算出した平均値を初期値QPiとして決定する。
{3.3. Determination of initial value QPi (step S3)}
The initial
初期値QPiは、マクロブロックMa16の量子化パラメータQPの基準となる値である。初期値QPiに補正値V1,V2,V3が加算されることにより、マクロブロックMa16の量子化パラメータQPが決定される。 The initial value QPi is a value that serves as a reference for the quantization parameter QP of the macroblock Ma16. By adding the correction values V1, V2, and V3 to the initial value QPi, the quantization parameter QP of the macroblock Ma16 is determined.
このように、初期値決定部232は、符号化対象MBが属する非圧縮画像データの符号化済みのマクロブロックのうち、符号化対象MBの直前に符号化された所定数のマクロブロックの平均値を、符号化対象MBの初期値QPiとして算出する。マクロブロックMa16の初期値QPiが、非圧縮画像データ31aの符号化済みマクロブロックの量子化パラメータQPから大きく変化することがない。したがって、非圧縮画像データ31aから生成される符号化データ32aの画質が急激な変化を防止することができる。
As described above, the initial
{3.4.補正値V1の決定(ステップS4)}
次に、補正値決定部233が、補正値V1を決定する(ステップS4)。補正値V1は、非圧縮画像データ31a,31bの符号化済みマクロブロックの発生符号量に基づいて算出される。ステップS4の処理については、MBグループがマクロブロック単位で構成されているときと、MBライン単位で構成されているときとに分けて説明する。
{3.4. Determination of correction value V1 (step S4)}
Next, the correction
(MBグループがマクロブロック単位で構成されているとき)
補正値V1は、所定数(6個)のマクロブロックあたりに設定された目標符号量と、マクロブロックMa16の直前に符号化された6個のマクロブロックの発生符号量の積算値(ライン発生符号量)との差に基づいて決定される。以下、所定数(6個)あたりのマクロブロックの目標符号量を、ライン目標符号量と呼ぶ。所定数が、1MBライン当たりのマクロブロック数(6個)に設定されているためである。
(When MB group is configured in macroblock units)
The correction value V1 is an integrated value (line generation code) of the target code amount set per predetermined number (6) of macroblocks and the generated code amount of six macroblocks encoded immediately before the macroblock Ma16. It is determined on the basis of the difference from the amount. Hereinafter, the target code amount of macroblocks per predetermined number (six) is referred to as a line target code amount. This is because the predetermined number is set to the number of macro blocks (6) per 1 MB line.
ライン目標符号量の算出について説明する。量子化パラメータ決定部23は、マクロブロック1個あたりの目標符号量(MB目標符号量)を予め算出しておく。MB目標符号量は、多重化圧縮データ33の目標ビットレートTR(36Mbps、図2参照)と、非圧縮画像データ31a,31bのフレームレート(30fps)と、非圧縮画像データ31a,31bのマクロブロックの総数(72個)に基づいて算出される。MB目標符号量に、1MBラインあたりのマクロブロック数(6個)を乗じることにより、ライン目標符号量が算出される。
The calculation of the line target code amount will be described. The quantization
補正値決定部233は、既に符号化されたマクロブロックMa0〜Ma15,Mb0〜Mb15(符号化済みマクロブロック群)の中から、マクロブロックMa16の符号化直前に符号化された所定数(6個)のマクロブロックを特定する。図8は、ライン発生符号量の計算対象を示す図である。図8に示すように、マクロブロックMa16の符号化直前に符号化された6個のマクロブロックは、符号化された順に、マクロブロックMa13,Mb13,Ma14,Mb14,Ma15,Mb15である。これは、非圧縮画像データ31aのマクロブロックと、非圧縮画像データ31bのマクロブロックとが交互に符号化されるためである(図3参照)。
The correction
符号化対象MBが変化することにより、ライン発生符号量の計算対象が変化する。図8に示すように、マクロブロックMb16が符号化対象MBとなった場合、マクロブロックMa14〜Ma16,Mb13〜Mb15が、ライン発生符号量の計算対象となる。マクロブロックMa17が符号化対象MBとなった場合、マクロブロックMa14〜Ma16,Mb14〜Mb16が、ライン発生符号量の計算対象となる。マクロブロック単位でMBグループが構成された場合、ライン発生符号量の計算対象となる非圧縮画像データ31aのマクロブロックと、非圧縮画像データ31bのマクロブロックとの比率は、一対一となる。
As the encoding target MB changes, the line generation code amount calculation target changes. As shown in FIG. 8, when the macroblock Mb16 becomes the encoding target MB, the macroblocks Ma14 to Ma16 and Mb13 to Mb15 are the targets for calculating the line generation code amount. When the macroblock Ma17 becomes the encoding target MB, the macroblocks Ma14 to Ma16 and Mb14 to Mb16 are targets for calculating the line generation code amount. When an MB group is configured in units of macroblocks, the ratio between the macroblocks of the
マクロブロックMa16が符号化対象MBであるときの説明に戻る。発生符号量積算部231は、マクロブロックMa13〜Ma15,Mb13〜Mb15の発生符号量を積算して、ライン発生符号量を算出する。補正値決定部233は、ライン発生符号量からライン目標符号量を差し引いた差分値ΔB1を算出する。
Returning to the description when the macroblock Ma16 is the encoding target MB. The generated code amount integrating unit 231 calculates the line generated code amount by integrating the generated code amounts of the macroblocks Ma13 to Ma15 and Mb13 to Mb15. The correction
補正値決定部233は、算出した差分値ΔB1と、予め設定された変動値決定テーブル51とに基づいて、補正値V1を決定する。
The correction
図9は、補正値決定テーブル51を示す図である。図9に示すように、差分値ΔB1がしきい値Th00(−1000ビット)よりも小さければ、補正値V1は、−4に設定される。差分値ΔB1がしきい値Th00以上であり、かつ、しきい値Th01(−500ビット)よりも小さければ、補正値V1は、−2に設定される。差分値ΔB1がしきい値Th01以上であり、かつ、しきい値Th02(0ビット)よりも小さければ、補正値V1は、−1に設定される。差分値ΔB1が、しきい値Th02以上であり、かつ、しきい値Th03(500ビット)よりも小さければ、補正値V1は、+1に設定される。差分値ΔB1が、しきい値Th03以上であり、かつ、しきい値Th04(1000ビット)よりも小さければ、補正値V1は、+2に設定される。差分値ΔB1が、しきい値Th04以上であれば、補正値V1は、+4に設定される。 FIG. 9 is a diagram showing the correction value determination table 51. As shown in FIG. 9, if the difference value ΔB1 is smaller than the threshold value Th00 (−1000 bits), the correction value V1 is set to −4. If the difference value ΔB1 is equal to or greater than the threshold value Th00 and smaller than the threshold value Th01 (−500 bits), the correction value V1 is set to −2. If the difference value ΔB1 is equal to or larger than the threshold value Th01 and smaller than the threshold value Th02 (0 bit), the correction value V1 is set to -1. If the difference value ΔB1 is equal to or greater than the threshold value Th02 and smaller than the threshold value Th03 (500 bits), the correction value V1 is set to +1. If the difference value ΔB1 is greater than or equal to the threshold value Th03 and smaller than the threshold value Th04 (1000 bits), the correction value V1 is set to +2. If the difference value ΔB1 is equal to or greater than the threshold value Th04, the correction value V1 is set to +4.
このように、補正値決定部233は、非圧縮画像データ31bの符号化済みマクロブロックの発生符号量を用いて、マクロブロックMa16の補正値V1を決定する。
As described above, the correction
(MBグループがMBライン単位で構成される場合)
MBグループがMBライン単位で構成されている場合における、補正値V1の決定について説明する。ライン発生符号量の計算対象となるマクロブロックが、MBグループがマクロブロック単位で構成されているときと異なる。図10は、MBグループがMBライン単位で構成されている場合における、ライン発生符号量の計算対象を示す図である。
(When MB group is composed of MB lines)
The determination of the correction value V1 when the MB group is configured in units of MB lines will be described. The macro block for which the line generation code amount is calculated is different from the case where the MB group is configured in units of macro blocks. FIG. 10 is a diagram illustrating a calculation target of the line generation code amount when the MB group is configured in units of MB lines.
図10に示すように、補正値決定部233は、マクロブロックMa16が符号化対象MBとなる直前に符号化された6個のマクロブロックとして、マクロブロックMb10,Mb11,Ma12〜Ma15を特定する。MBグループがMBライン単位で構成された場合、同一のMBラインに属するマクロブロックは、番号が小さいものから順に符号化される。MBラインLa3では、Ma12〜Ma15が、マクロブロックMa16が符号化される直前に符号化された6個のマクロブロックのうち4個分に該当する。図5に示すように、MBラインLa3の直前に符号化されるMBラインは、MBラインLb2である。このため、MBラインLb2のマクロブロックMb10,Mb11が、マクロブロックMa16の直前に符号化された6個のマクロブロックのうち2個分に該当する。
As illustrated in FIG. 10, the correction
発生符号量積算部231は、補正値決定部233が特定したマクロブロックMb10,Mb11,Ma12〜Ma15の発生符号量を積算して、ライン発生符号量を算出する。ライン発生符号量が算出された後の、補正値V1の算出方法は、上記と同様である。このように、マクロブロックMa16の補正値V1は、MBグループがMBライン単位で構成されるときも、非圧縮画像データ31aの符号化済みマクロブロックの発生符号量に基づいて決定される。
The generated code amount integrating unit 231 calculates the line generated code amount by integrating the generated code amounts of the macroblocks Mb10, Mb11, Ma12 to Ma15 specified by the correction
符号化対象MBが変化することにより、ライン発生符号量の計算対象が変化する。マクロブロックMa16が符号化された後に、マクロブロックMa17,Mb12,Mb13が、符号化対象MBとして特定される。マクロブロックMa17が符号化対象MBのとき、ライン発生符号量の計算対象は、マクロブロックMb11,Ma12〜Ma16である。マクロブロックMb12が符号化対象MBのとき、ライン発生符号量の計算対象は、マクロブロックMa12〜Ma17である。マクロブロックMb13が符号化対象MBのとき、ライン発生符号量の計算対象は、マクロブロックMa13〜Ma17,Mb12である。MBグループがMBライン単位で構成された場合、ライン発生符号量の計算対象となる非圧縮画像データ31aのマクロブロックと、非圧縮画像データ31bのマクロブロックとの比率が変化する。
As the encoding target MB changes, the line generation code amount calculation target changes. After the macroblock Ma16 is encoded, the macroblocks Ma17, Mb12, and Mb13 are specified as encoding target MBs. When the macroblock Ma17 is the encoding target MB, the line generation code amount calculation targets are the macroblocks Mb11, Ma12 to Ma16. When the macroblock Mb12 is the encoding target MB, the calculation target of the line generation code amount is the macroblocks Ma12 to Ma17. When the macroblock Mb13 is the encoding target MB, the line generation code amount calculation targets are the macroblocks Ma13 to Ma17 and Mb12. When the MB group is configured in units of MB lines, the ratio between the macro block of the
以上のように、補正値V1は、所定数のマクロブロックあたりの目標符号量(ライン目標符号量)と、符号化対象MBが符号化される直前に符号化された所定数のマクロブロックの発生符号量の積算値(ライン発生符号量)とに基づいて決定される。本実施の形態では、GOP単位やフレーム単位より短い時間単位で発生した発生符号量に基づいて補正される。したがって、多重化圧縮データ33のビットレートが、瞬間的に目標ビットレートTRを大きく上回ることを防止できるため、伝送遅延の発生を防ぐことができる。
As described above, the correction value V1 generates the target code amount (line target code amount) per predetermined number of macroblocks and the occurrence of the predetermined number of macroblocks encoded immediately before the encoding target MB is encoded. It is determined based on the integrated value of the code amount (line generation code amount). In the present embodiment, correction is performed based on the amount of generated code generated in units of time shorter than GOP units or frame units. Therefore, since the bit rate of the multiplexed
符号化対象MBの補正値V1を、他の非圧縮画像データの符号化済みマクロブロックの発生符号量に基づいて決定する。一方の非圧縮画像データから生成された符号化データのビットレートが小さい場合に、他方の非圧縮画像データから生成された符号化データのビットレートを高く設定することが可能となり、柔軟な符号量制御が可能となる。 The correction value V1 of the encoding target MB is determined based on the generated code amount of the encoded macroblock of other uncompressed image data. When the bit rate of encoded data generated from one non-compressed image data is low, the bit rate of encoded data generated from the other uncompressed image data can be set high, and the flexible code amount Control becomes possible.
{3.5.補正値V2の決定(ステップS5)}
次に、補正値V2の決定処理(ステップS5)について説明する。補正値V2は、符号化対象MBのアクティビティに基づいて決定される。
{3.5. Determination of correction value V2 (step S5)}
Next, the correction value V2 determination process (step S5) will be described. The correction value V2 is determined based on the activity of the encoding target MB.
補正値決定部233は、符号化対象MBの上下左右の領域のアクティビティを算出する。具体的には、符号化対象MBの上辺を含む縦4画素×横16画素の領域(上側領域)のアクティビティを算出する。同様に、下辺を含む縦4画素×横16画素の領域(下側領域)と、左辺を含む縦16画素×横4画素の領域(左側領域)と、右辺を含む縦16画素×横4画素の領域(右側領域)とにおけるアクティビティがそれぞれ算出される。アクティビティは、各領域に存在する画素の画素値のばらつき度合いを示す数値である。たとえば、ある領域における全画素の画素値の輝度平均値と、各画素の輝度値との差分絶対値を、アクティビティとして算出することができる。
The correction
補正値決定部233は、上下左右の各領域のアクティビティの中で、最小値を有する最小アクティビティACTを選択する。最小アクティビティACTと、予め設定された補正値決定テーブル52とに基づいて、補正値V2が決定される。図11は、補正値決定テーブル52を示す図である。
The correction
図11に示すように、最小アクティビティACTが、しきい値Th10(2)よりも小さければ、補正値V2は、−4に設定される。最小アクティビティACTが、しきい値Th10以上であり、かつ、しきい値Th11(5)よりも小さければ、補正値V2は、−2に設定される。最小アクティビティACTが、しきい値Th11以上であり、かつ、しきい値Th12(10)よりも小さければ、補正値V2は、0に設定される。最小アクティビティACTが、しきい値Th12以上であり、かつ、しきい値Th13(30)よりも小さければ、補正値V2は、+2に設定される。最小アクティビティACTが、しきい値Th03以上であれば、補正値V2は、+4に設定される。 As shown in FIG. 11, if the minimum activity ACT is smaller than the threshold value Th10 (2), the correction value V2 is set to −4. If the minimum activity ACT is equal to or greater than the threshold value Th10 and smaller than the threshold value Th11 (5), the correction value V2 is set to −2. If minimum activity ACT is equal to or greater than threshold value Th11 and is smaller than threshold value Th12 (10), correction value V2 is set to zero. If the minimum activity ACT is equal to or greater than the threshold value Th12 and smaller than the threshold value Th13 (30), the correction value V2 is set to +2. If the minimum activity ACT is equal to or greater than the threshold value Th03, the correction value V2 is set to +4.
このように、補正値決定部233は、符号化対象MBの上下左右の領域のアクティビティのうち最小アクティビティACTに基づいて、量子化パラメータQPの補正に用いられる補正値V2を決定する。符号化対象MBの画像の複雑さに応じて量子化パラメータQPを補正することにより、画質を極端に劣化させることなく符号量制御を実行することが可能となる。
As described above, the correction
補正値V2の決定において、最小アクティビティACTに代えて、符号化対象MBのアクティビティを用いてもよい。この場合、補正値決定部233は、符号化対象MBの全領域(縦16画素×横16画素)のアクティビティを算出して、補正値V2を決定する。
In determining the correction value V2, the activity of the encoding target MB may be used instead of the minimum activity ACT. In this case, the correction
{3.6.補正値V3の決定(ステップS6)}
次に、補正値V3の決定処理(ステップS6)について説明する。補正値V3は、符号化対象MBの直前に符号化された一つのマクロブロックの発生符号量に基づいて決定される。マクロブロック単位でMBグループが構成された場合における、補正値V3の決定について説明する。
{3.6. Determination of correction value V3 (step S6)}
Next, the correction value V3 determination process (step S6) will be described. The correction value V3 is determined based on the generated code amount of one macro block encoded immediately before the encoding target MB. The determination of the correction value V3 when the MB group is configured in units of macro blocks will be described.
図8を参照する。符号化対象MBがマクロブロックMa16であるとする。補正値決定部233は、補正値V3を決定するときに、非圧縮画像データ31aの符号化済みマクロブロックの中で、マクロブロックMa16の直前に符号化されたマクロブロックMa15の発生符号量を用いる。つまり、補正値決定部233は、符号化対象MBと同じ非圧縮画像データに属する符号化済みマクロブロック中で、直前に符号化された符号化済みマクロブロックの発生符号量を取得する。補正値決定部233は、取得した発生符号量(参照発生符号量RA)に基づいて、補正値V3を決定する。
Please refer to FIG. Assume that the encoding target MB is the macroblock Ma16. When determining the correction value V3, the correction
補正値決定部233は、マクロブロックMa15の発生符号量(参照発生符号量RA)と、予め設定された補正値値決定テーブル53とに基づいて、補正値V3を決定する。図12は、変動値決定テーブル53を示す図である。
The correction
参照発生符号量RAが、しきい値Th20(MB目標符号量の1/2)よりも小さければ、補正値V3は、−2に設定される。MB目標符号量とは、上述したように、マクロブロック1個あたりの目標符号量である。参照発生符号量RAが、しきい値Th20以上であり、かつ、しきい値Th21(MB目標符号量)よりも小さければ、補正値V3は、−1に設定される。参照発生符号量RAが、しきい値Th21以上であり、かつ、しきい値Th22(MB目標符号量の3/2)よりも小さければ、補正値V3は、+1に設定される。参照発生符号量RAが、しきい値Th22以上であれば、補正値V3は、+2に設定される。 If the reference generated code amount RA is smaller than the threshold value Th20 (1/2 of the MB target code amount), the correction value V3 is set to -2. The MB target code amount is the target code amount per macroblock as described above. If reference generated code amount RA is equal to or greater than threshold value Th20 and is smaller than threshold value Th21 (MB target code amount), correction value V3 is set to -1. If reference generated code amount RA is equal to or greater than threshold value Th21 and smaller than threshold value Th22 (3/2 of the MB target code amount), correction value V3 is set to +1. If the reference generated code amount RA is equal to or greater than the threshold value Th22, the correction value V3 is set to +2.
このように、補正値決定部233は、参照発生符号量RAがMB目標符号量よりも大きければ、量子化パラメータQPが大きくなるように、補正値V3を設定する。これにより、符号化対象MBに対応する符号化データのビットレートを抑制することができる。参照発生符号量RAがMB目標符号量よりも小さければ、量子化パラメータQPが小さくなるように、補正値V3を設定する。これにより、符号化対象MBの画質を向上させることができる。
In this way, the correction
{3.7.量子化パラメータQPの算出(ステップS7)}
補正値V1,V2,V3を決定した(ステップS4〜S6、図6参照)後に、量子化パラメータ決定部23は、初期値決定部232が算出した初期値QPiに、補正値V1,V2,V3を加算した値を、符号化対象MB(マクロブロックMa16)の量子化パラメータQPとして決定する(ステップS7)。
{3.7. Calculation of quantization parameter QP (step S7)}
After determining the correction values V1, V2, and V3 (steps S4 to S6, see FIG. 6), the quantization
量子化パラメータ決定部23は、マクロブロックMa16の量子化パラメータQPを符号化部22に出力する。符号化部22は、入力された量子化パラメータQPを用いてマクロブロックMa16を符号化する(ステップS8)。符号化部22は、符号化されたマクロブロックMa16を、符号化データ32aとして多重化部24に出力する。
The quantization
{3.8.例外処理(ステップS10)}
以下、図6に示す例外条件の判定(ステップS2)と、例外処理(ステップS10)とについて詳しく説明する。例外処理(ステップS10)は、上限比較符号量が、目標ビットレートに基づいて設定された上限値を超えるおそれがあるときに実行される処理である。例外処理では、符号化対象MBの量子化パラメータQPが、ライン発生符号量や符号化対象MBの最小アクティビティなどを考慮することなく、強制的に設定される。
{3.8. Exception Processing (Step S10)}
The exception condition determination (step S2) and exception processing (step S10) shown in FIG. 6 will be described in detail below. The exceptional process (step S10) is a process executed when the upper limit comparison code amount may exceed the upper limit set based on the target bit rate. In the exception process, the quantization parameter QP of the encoding target MB is forcibly set without considering the line generation code amount and the minimum activity of the encoding target MB.
上限比較符号量は、符号化対象MBの直前に符号化された12個の符号化済みマクロブロックの発生符号量の積算値である。12個の符号化済みマクロブロックは、非圧縮画像データ31a,31bのそれぞれのマクロブロック数(36個)の1/3に相当する。
The upper limit comparison code amount is an integrated value of generated code amounts of 12 encoded macroblocks encoded immediately before the encoding target MB. The twelve encoded macroblocks correspond to one third of the number of macroblocks (36) of the
ステップS2の処理について、MBグループがマクロブロック単位で構成されているケースを例に説明する。MBグループがMBライン単位で構成されている場合も、ステップS2,S10の処理は、同様に実行される。 The process of step S2 will be described by taking as an example a case where the MB group is configured in units of macroblocks. Even when the MB group is configured in units of MB lines, the processes in steps S2 and S10 are similarly executed.
量子化パラメータ決定部23は、順序情報41と、符号化対象MBの位置とに基づいて、上限比較符号量の計算対象となるマクロブロックを特定する。図13は、上限比較符号量の計算対象を示す図である。MBグループがマクロブロック単位で構成されている場合、非圧縮画像データ31a,31bのマクロブロックは、交互に符号化される(図4参照)。このため、符号化対象MBがマクロブロックMa8である場合、マクロブロックMa2〜Ma7,Mb2〜Mb7が計算対象となる。発生符号量積算部231は、特定された符号化済みのマクロブロックMa2〜Ma7,Mb2〜Mb7の発生符号量を積算する。これにより、上限比較符号量が算出される。
The quantization
マクロブロックMb20が符号化対象MBである場合、上限比較符号量の計算対象は、マクロブロックMa15〜Ma20,マクロブロックMb14〜Mb19となる。マクロブロックMa33が符号化対象MBである場合、上限比較符号量の計算対象は、マクロブロックMa27〜Ma32,Mb27〜Mb32となる。このように、マクロブロック単位でMBグループが構成された場合、上限比較符号量の計算対象となる非圧縮画像データ31aのマクロブロックと、非圧縮画像データ31bのマクロブロックとの比率は、一対一となる。MBグループがMBライン単位で構成された場合、ライン発生符号量と同様に、上限比較符号量の計算対象となる非圧縮画像データ31aのマクロブロックと、非圧縮画像データ31bのマクロブロックとの比率は、符号化対象MBの位置に応じて変化する。
When the macroblock Mb20 is the encoding target MB, the calculation targets of the upper limit comparison code amount are the macroblocks Ma15 to Ma20 and the macroblocks Mb14 to Mb19. When the macroblock Ma33 is the encoding target MB, the calculation targets of the upper limit comparison code amount are the macroblocks Ma27 to Ma32 and Mb27 to Mb32. As described above, when an MB group is configured in units of macroblocks, the ratio between the macroblocks of the
量子化パラメータ決定部23は、非圧縮画像データ31a,31bの符号化処理が例外条件に該当するか否かを、上限比較符号量と上限値とに基づいて判定する(ステップS2)。上限値の算出方法を説明する。量子化パラメータ決定部23は、上限比較符号量の計算対象となるマクロブロックの数(12個)をMB目標符号量に乗じた値を、許容符号量として算出する。許容符号量に所定の係数を乗じた値が、上限値として量子化パラメータ決定部23に設定される。所定の係数の値は、たとえば、0.98が設定される。
The quantization
上限比較符号量が上限値以下である場合、量子化パラメータ決定部23は、符号化処理が例外条件を満たしていないと判定する(ステップS2においてNo)。この場合、上述したステップS3〜S7が実行されることにより、量子化パラメータQPが決定される。
When the upper limit comparison code amount is equal to or less than the upper limit value, the quantization
上限比較符号量が上限値よりも大きい場合、量子化パラメータ決定部23は、符号化処理が例外条件を満たしていると判定し(ステップS2においてYes)、例外処理(ステップS10)を実行する。これは、多重化圧縮データ33のビットレートが、目標ビットレートTRを上回る可能性があるためである。
When the upper limit comparison code amount is larger than the upper limit value, the quantization
ステップS2の処理において、符号化対象MBの直前に符号化された符号化済みマクロブロックの数が12個に満たないことがある。この場合、例外条件に該当するか否かの判定(ステップS2)は、下記の計算方法で算出された上限比較符号量と、許容発生符号量とを比較することにより実行される。符号化済みマクロブロックの数が4個であれば、上限比較符号量は、4個の符号化済みマクロブロックの発生符号量の総和となる。許容発生符号量は、MB目標符号量に符号化済みマクロブロックの数(4個)を乗じた値である。また、符号化済みマクロブロックが存在しない場合(マクロブロックMa0が符号化対象MBである場合)、ステップS2の処理は省略される。これは、上限比較符号量を算出することができないためである。 In the process of step S2, the number of encoded macroblocks encoded immediately before the encoding target MB may be less than twelve. In this case, the determination as to whether or not the exception condition is satisfied (step S2) is performed by comparing the upper limit comparison code amount calculated by the following calculation method with the allowable generated code amount. If the number of encoded macroblocks is four, the upper limit comparison code amount is the sum of the generated code amounts of the four encoded macroblocks. The allowable generated code amount is a value obtained by multiplying the MB target code amount by the number of encoded macroblocks (four). Further, when there is no encoded macroblock (when the macroblock Ma0 is the encoding target MB), the process of step S2 is omitted. This is because the upper limit comparison code amount cannot be calculated.
例外処理(ステップS10)について詳しく説明する。上述のように、符号化対象MBがマクロブロックMa8である。このため、量子化パラメータ決定部23は、非圧縮画像データ31aの符号化済みマクロブロックの中で、マクロブロックMa8の直前に符号化されたマクロブロックMa7の量子化パラメータQPを取得する。量子化パラメータ決定部は、取得したマクロブロックMa7の量子化パラメータQPを、マクロブロックMa8の初期値(強制初期値)に設定する。量子化パラメータ決定部23は、強制初期値に予め設定されている強制補正値を加算した値を、マクロブロックMa8の量子化パラメータQPとして決定する。
The exception process (step S10) will be described in detail. As described above, the encoding target MB is the macroblock Ma8. For this reason, the quantization
このように、符号化処理が例外条件に該当する場合、量子化パラメータ決定部23は、符号化対象MBが属する非圧縮画像データのマクロブロックの中で、直前に符号化されたマクロブロックを特定する。特定されたマクロブロックの量子化パラメータQPより大きい値が、符号化対象MBの量子化パラメータQPとして決定される。これにより、符号化対象MBの符号化によって発生する符号量を抑制することができるため、多重化圧縮データ33のビットレートが目標ビットレートを超えることを防止することができる。
As described above, when the encoding process satisfies the exceptional condition, the quantization
{変形例1}
上記実施の形態では、二つの画像データ(非圧縮画像データ31a,31b)が画像符号化装置2に入力される例を説明した。しかし、画像符号化装置2に入力される非圧縮画像データの数は、三つ以上でもよい。この場合、入力された非圧縮画像データごとにMBグループが生成される。順序決定部21は、各非圧縮画像データのMBグループが順番に符号化されるように符号化順序を決定する。
{Modification 1}
In the above-described embodiment, an example in which two pieces of image data (
具体的には、画像符号化装置2は、第1、第2、・・・、第Nの画像データを入力する。符号化部22は、第k画像データに含まれる第kマクロブロックの符号化順序を示す順序情報41に基づいて、第kマクロブロックを符号化する。Nは、1以上の自然数である。kは、1からNまでの自然数である。発生符号量積算部231は、符号化対象MB(第kマクロブロック)の補正値V1の決定に用いるライン発生符号量を計算するときに、符号化対象MBの直前に符号化された6個の符号化済みマクロブロックの発生符号量を積算して、ライン発生符号量を算出する。ライン発生符号量の計算対象には、第k画像データを除く他の画像データの符号化済みマクロブロックが含まれる。符号化対象MB(第kマクロブロック)の量子化パラメータQPは、直前に符号化された6個のマクロブロックの発生符号量に応じて補正される。したがって、画像符号化装置2は、多重化圧縮データ33のビットレートを安定的に制御できる。
Specifically, the
{変形例2}
上記実施の形態では、一つの符号化部22が、非圧縮画像データ31a,31bのマクロブロックを符号化する例を説明した。しかし、画像符号化装置2は、非圧縮画像データ31a,31bをそれぞれ符号化する二つの符号化部を備えてもよい。
{Modification 2}
In the above embodiment, an example in which one
図14は、本実施の形態の変形例2に係る画像符号化装置2の機能的構成を示すブロック図である。図14に示す画像符号化装置2は、符号化部22に代えて、符号化部22aと、符号化部22bとを備える。符号化部22a,22bは、非圧縮画像データ31a,31bのマクロブロックをそれぞれ符号化して、符号化データ32a,32bを生成する。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
画像符号化装置2は、符号化部22a,22bの他に、出力制御部26を新たに備える。出力制御部26は、順序情報41に基づいて、符号化部22aが符号化データ32aを出力するタイミングと、符号化部22bが符号化データ22bを出力するタイミングとを制御する。多重化部24は、符号化部22a,22bから入力された順に、符号化データ32a,32bを配列して、多重化圧縮データ33を生成する。非圧縮画像データ31a,31bの符号化が並列的に実行されるため、非圧縮画像データ31a,31bの符号化に伴う遅延を短縮することができる。
The
符号化部22a,22bは、符号化部22(図2参照)と同様に、二つの非圧縮画像データのマクロブロックをそれぞれ符号化してもよい。この場合、図14に示す画像符号化装置2は、四つの非圧縮画像データから多重化圧縮データ33を生成することができる。
The
上記実施の形態では、フレームが同期した非圧縮画像データ31a,31bがカメラ1a,1bから画像符号化装置2に入力される例を説明した。しかし、画像符号化装置2が、自装置の内部で、フレームが同期した非圧縮画像データ31a,31bを生成してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which
1a,1b カメラ
2 画像符号化装置
4a,4b 監視装置
21 順序決定部
22 符号化部
23 量子化パラメータ決定部
24 多重化部
25 通信部
26 出力制御部
231 発生符号量積算部
232 初期値決定部
233 補正値決定部
1a,
Claims (8)
kを1からNまでの自然数とした場合において、前記第k画像データに含まれる第kマクロブロックの符号化順序を示す順序情報に基づいて、前記第kマクロブロックを符号化する符号化部と、
符号化対象マクロブロックの量子化パラメータを決定する量子化パラメータ決定部と、
を備え、
前記量子化パラメータ決定部は、
前記符号化部により符号化された符号化済みマクロブロック群の中から、前記符号化対象マクロブロックの直前に符号化された第1の数のマクロブロックを特定し、前記第1の数のマクロブロックごとの発生符号量の積算値を算出する符号量積算部と、
前記積算値と、前記第1の数のマクロブロックあたりの目標符号量とに基づいて、前記量子化パラメータの補正値を決定し、前記補正値に基づいて前記量子化パラメータを補正する補正値決定部と、
を備える画像符号化装置。 An image encoding device that encodes first to Nth (N is a natural number of 1 or more) image data,
an encoding unit for encoding the k-th macroblock based on order information indicating the encoding order of the k-th macroblock included in the k-th image data when k is a natural number from 1 to N; ,
A quantization parameter determining unit that determines a quantization parameter of a macroblock to be encoded;
With
The quantization parameter determination unit
A first number of macroblocks encoded immediately before the encoding target macroblock are identified from the group of encoded macroblocks encoded by the encoding unit, and the first number of macroblocks is specified. A code amount integration unit for calculating an integrated value of the generated code amount for each block;
A correction value determination for determining a correction value for the quantization parameter based on the integrated value and a target code amount per the first number of macroblocks and correcting the quantization parameter based on the correction value And
An image encoding device comprising:
前記量子化パラメータ決定部は、前記符号化対象マクロブロックが前記第k画像データに含まれる場合、前記符号化対象マクロブロックの直前に符号化された第2の数の第kマクロブロックを特定し、前記第2の数の第kマクロブロックごとの量子化パラメータの平均値を、初期値として算出する初期値決定部、
を含み、
前記量子化パラメータ決定部は、前記初期値と前記補正値とに基づいて前記量子化パラメータを決定する画像符号化装置。 The image encoding device according to claim 1,
The quantization parameter determination unit identifies a second number of kth macroblocks encoded immediately before the encoding target macroblock when the encoding target macroblock is included in the kth image data. , An initial value determination unit that calculates an average value of quantization parameters for each of the second number k-th macroblocks as an initial value;
Including
The quantization parameter determination unit is an image encoding device that determines the quantization parameter based on the initial value and the correction value.
前記補正値決定部は、前記符号化対象マクロブロックが前記第k画像データに含まれる場合、前記符号化対象マクロブロックの直前に符号化された一つの第kマクロブロックの発生符号量に基づいて、前記補正値を決定する画像符号化装置。 In the image coding device according to claim 1 or 2,
When the encoding target macroblock is included in the k-th image data, the correction value determining unit is configured to generate a code amount of one k-th macroblock encoded immediately before the encoding target macroblock. An image encoding device for determining the correction value.
前記補正値決定部は、前記符号化対象マクロブロックの複雑さを示すアクティビティに基づいて、前記補正値を決定する画像符号化装置。 In the image coding device according to claim 1 or 2,
The correction value determination unit is an image encoding device that determines the correction value based on an activity indicating the complexity of the encoding target macroblock.
前記補正値決定部は、前記符号化対象マクロブロックの上辺、下辺、左辺、及び右辺をそれぞれ含む4つの領域におけるアクティビティを算出し、各領域のアクティビティのうち最小のアクティビティに基づいて、前記補正値を決定する画像符号化装置。 The image encoding device according to claim 4, wherein
The correction value determination unit calculates activities in four regions each including an upper side, a lower side, a left side, and a right side of the encoding target macroblock, and the correction value is determined based on a minimum activity among the activities in each region. An image encoding device for determining
前記第1の数は、横方向に一列に並ぶマクロブロックのラインを構成するマクロブロックの数である画像符号化装置。 The image encoding device according to any one of claims 1 to 5,
The image encoding apparatus according to claim 1, wherein the first number is the number of macroblocks constituting a line of macroblocks arranged in a line in a horizontal direction.
前記符号量積算部は、前記符号化済みマクロブロック群の中から、前記符号化対象マクロブロックの直前に符号化された第3の数のマクロブロックを特定し、前記第3の数のマクロブロックごとの発生符号量を積算して、上限比較符号量を算出し、
前記量子化パラメータ決定部は、前記符号化対象マクロブロックが第k画像データに含まれ、かつ前記上限比較符号量が予め設定された上限値よりも大きい場合、前記符号化対象マクロブロックの直前に符号化された一つの第kマクロブロックの量子化パラメータを強制初期値として決定し、
前記補正値決定部は、予め設定された強制補正値を用いて前記強制初期値を補正する画像符号化装置。 The image encoding device according to any one of claims 1 to 6,
The code amount integrating unit identifies a third number of macroblocks encoded immediately before the encoding target macroblock from the encoded macroblock group, and the third number of macroblocks The amount of generated code for each is integrated to calculate the upper limit comparison code amount,
When the encoding target macroblock is included in the k-th image data and the upper limit comparison code amount is larger than a preset upper limit value, the quantization parameter determination unit immediately precedes the encoding target macroblock. A quantization parameter of one encoded k-th macroblock is determined as a forced initial value;
The correction value determination unit is an image encoding device that corrects the forced initial value using a preset forced correction value.
前記符号化部は、
前記第1〜第N画像データをそれぞれ符号化する第1〜第Nの個別符号化部と、
前記順序情報に基づいて、第kの符号化部が生成した第kの符号化データの出力タイミングを制御する出力制御部と、
を含む画像符号化装置。 The image encoding device according to any one of claims 1 to 7,
The encoding unit includes:
First to Nth individual encoding units for encoding the first to Nth image data respectively;
An output control unit that controls the output timing of the k-th encoded data generated by the k-th encoding unit based on the order information;
An image encoding device including:
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