JP2016165147A - 画像符号化装置、画像復号装置、画像符号化方法及び画像復号方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シーン内・シーン間適応符号化部6が、データ記録部2に記録されたマスターストリーム内のシーン映像単位の符号化データの中で、シーン間予測判定部5により予測参照に用いる代わりの符号化データが検索されていない符号化データと、シーン間予測判定部5により検索された符号化データとを予測参照に用いて、そのMPEG−2ビデオビットストリームをスレーブストリームに変換する。
【選択図】図1
Description
一方、近年のHDD内蔵型デジタル録画機器やクラウド型システム等においては、膨大な記録空間内において、多数の圧縮された映像ストリームが管理されるため、条件によっては、異なる映像シーケンス間でも映像の内容が類似する状況が増加する。
以下の特許文献1には、HDD内蔵型デジタル録画機器において、複数の異なる録画番組間で比較を行い、その比較結果に基づいて得られる差分情報を圧縮符号化することで、複数の録画番組を高い圧縮効率で記録する技術が開示されている。
また、映像ストリーム全般にわたって画像信号レベルでの比較を実施しているため、処理量が増加してしまう課題もあった。
また、この発明は、効率的に圧縮されている画像を復号することができる画像復号装置及び画像復号方法を得ることを目的とする。
実施の形態1.
この実施の形態1では、MPEG−2ビデオビットストリームを受信し、そのMPEG−2ビデオビットストリームを再圧縮して記録する機器ないしシステムにおいて、品質低下を抑制して効率的に再圧縮を行う画像符号化装置と、当該画像符号化装置から出力された符号化データに基づいて映像信号を再生する画像復号装置について説明する。
図1において、シーン相関測定パラメータ算出部1は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、MPEG−2映像符号化方式によって圧縮符号化されたMPEG−2ビデオビットストリーム(第1の映像符号化データ)を入力すると、そのMPEG−2ビデオビットストリームに含まれている各シーンの映像(以下、「シーン映像」と称する)毎に、他のシーン映像との相関を測定する尺度となるシーン相関測定パラメータを算出する処理を実施する。
ここで、シーンは、所定の時間の単位でもよいし、MPEG−2ビデオビットストリームのデータ構造を規定するGOP(Group Of Picture)、即ち、MPEG−2ビデオビットストリームに対してランダムアクセスが可能なデータ単位(2つのIピクチャ間に含まれる全ピクチャデータ)などでもよい。
なお、シーン相関測定パラメータ算出部1はシーン相関測定パラメータ算出手段を構成している。
また、データ記録部2は後述するH.264変換部4により変換されたマスターストリーム(第2の映像符号化データ)を記録するとともに、後述する多重化部7から出力されたスレーブ符号化データなどを記録する。
スレーブ符号化データの詳細は後述するが、シーン内・シーン間適応符号化部6により変換されたスレーブストリーム(第3の映像符号化データ)の中で、シーン間予測判定部5により検索された符号化データを用いずに変換されたシーン映像単位の符号化データ(シーン内予測符号化データ)と、シーン間予測判定部5により検索された符号化データなどを示すスレーブストリーム符号化管理情報とから構成されている。
なお、データ記録部2はデータ記録手段を構成している。
シーン相関測定パラメータAは、再圧縮方法識別信号が「MPEG−2ビデオビットストリームをマスターストリームとして再圧縮する」旨を指示している際に算出されたパラメータであり、シーン相関測定パラメータBは、再圧縮方法識別信号が「MPEG−2ビデオビットストリームをスレーブストリームとして再圧縮する」旨を指示している際に算出されたパラメータである。
また、シーン間予測判定部5は予測参照に用いる符号化データが見つかれば(相関が高いシーン映像が存在する場合)、「当該処理対象のシーンでは、マスターストリーム内の相関が高いシーン映像の符号化データを利用して符号化を行う」旨を示し、予測参照に用いる符号化データが見つからなければ(相関が高いシーン映像の符号化データが存在しない場合)、「当該処理対象のシーンでは、マスターストリーム内の符号化データを使用せず、シーン内に閉じた符号化を行う」旨を示すスレーブストリーム符号化管理情報をシーン内・シーン間適応符号化部6及び多重化部7に出力する処理を実施する。
画像符号化装置がコンピュータで構成されている場合、データ記録部2をコンピュータのメモリ上に構成するとともに、シーン相関測定パラメータ算出部1、スイッチ3、H.264変換部4、シーン間予測判定部5、シーン内・シーン間適応符号化部6及び多重化部7の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図2はこの発明の実施の形態1による画像符号化装置の処理内容(画像符号化方法)を示すフローチャートである。
図3において、MPEG−2復号部11はスイッチ3からMPEG−2ビデオビットストリームが与えられると、そのMPEG−2ビデオビットストリーム内の各々のシーン映像の符号化データに対する復号処理を実施して、シーン映像単位に復号画像を生成する処理を実施する。
スイッチ12はシーン間予測判定部5から出力されたスレーブストリーム符号化管理情報に含まれているシーン間予測指示フラグが、マスターストリーム内のシーン映像単位の符号化データを予測参照に用いない旨を示していれば、MPEG−2復号部11により生成された復号画像をシーン内予測符号化部14に出力し、そのシーン間予測指示フラグが、マスターストリーム内のシーン映像単位の符号化データを予測参照に用いる旨を示していれば、MPEG−2復号部11により生成された復号画像をシーン間予測符号化部15に出力する処理を実施する。
シーン間予測符号化部15はスイッチ12から出力された復号画像の時間相関と、その復号画像とシーン間予測参照箇所抽出部13により生成されたマスターストリーム復号画像における同一時刻位置の画像データ間の相関とを利用して、H.264の動き補償処理ないしイントラ予測を用いた圧縮符号化処理を実行して、その処理結果であるシーン間予測符号化データを出力する処理を実施する。
図4において、データ記録部2は図1の画像符号化装置のデータ記録部2と同じ記録部である。
スイッチ21は外部から与えられるストリーム種別識別信号が「当該符号化データをマスターストリームとして復号する」旨を指示している場合、データ記録部2に記録されているマスターストリームを読み込んでH.264復号部22に出力し、そのストリーム種別識別信号が「当該符号化データをスレーブ符号化データとして復号する」旨を指示している場合、データ記録部2に記録されているスレーブ符号化データを多重分離部23に出力する処理を実施する。
復号ストリーム成型部24は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、データ記録部2に記録されている複数のマスターストリームのうち、多重分離部23により分離されたスレーブストリーム符号化管理情報に含まれているマスターストリームIDが示すマスターストリームを読み出すとともに、そのマスターストリームの中から、そのスレーブストリーム符号化管理情報に含まれているマスターシーンIDが示すシーン映像の符号化データを抽出し、その符号化データを多重分離部23により分離されたスレーブストリームの対応するシーン映像の位置に埋め込むことで、復号ストリームを成型する処理を実施する。
なお、多重分離部23、復号ストリーム成型部24及びスレーブ映像復号部25から第2の映像復号手段が構成されている。
画像復号装置がコンピュータで構成されている場合、データ記録部2をコンピュータのメモリ上に構成するとともに、スイッチ21、H.264復号部22、多重分離部23、復号ストリーム成型部24及びスレーブ映像復号部25の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図5はこの発明の実施の形態1による画像復号装置の処理内容(画像符号化方法)を示すフローチャートである。
最初に、図1の画像符号化装置の処理内容を説明する。
シーン相関測定パラメータ算出部1は、MPEG−2映像符号化方式によって圧縮符号化されたMPEG−2ビデオビットストリームを入力すると、そのMPEG−2ビデオビットストリームのシーン映像毎に、他のシーン映像との相関を測定する尺度となるシーン相関測定パラメータを算出する(図2のステップST1)。
ここで、シーンは、所定の時間の単位でもよいし、MPEG−2ビデオビットストリームのデータ構造を規定するGOP、即ち、MPEG−2ビデオビットストリームに対してランダムアクセスが可能なデータ単位(2つのIピクチャ間に含まれる全ピクチャデータ)などでもよい。
シーン相関測定パラメータ算出部1により算出されたシーン映像毎のシーン相関測定パラメータは、データ記録部2に記録される。
シーン相関測定パラメータは、「2つのシーンの間の類似度」を測ることを可能とする量を用いるものである。
例えば、MPEG−2ビデオビットストリームのIピクチャ符号化データに含まれるDCT係数のDC成分から縮小画像を構成して、その縮小画像の輝度平均や輝度分散などのテクスチャ特徴、あるいは、その縮小画像の色平均や色分散などの色特徴を示す量を生成して、そのテクスチャ特徴又は色特徴を示す量をシーン相関測定パラメータとして利用することが考えられる。
また、そのDC成分からなる縮小画像に対して、以下の非特許文献1に開示されている「Image Signature」を生成し、「Image Signature」をシーン相関測定パラメータとして利用するようにしてもよい。
[非特許文献1]
西川,P.Brasnett他、“MPEG−7 技術 Image Signature:画像同定技術”、三菱電機技報2008年12月号
具体的には、シーン先頭の「Image Signature」、または、シーン内に含まれる複数のIピクチャの縮小画像に対応する「Image Signature」の集合をシーン相関測定パラメータとして利用することが考えられる。
[非特許文献2]
A. Kadyrov、 M. Petrou、 “The Trace Transform and Its Applications”、IEEE Trans.Pattern Analysis and Machine Intelligence、vol.23 no.8 pp.811−828 2001
[非特許文献3]
工藤、西川、“画像同定技術(Visual Signature)”、 三菱電機技報2011年11月号
これにより、処理量は増加するが、実際の画像データに即した特徴量を抽出することができる。
一方、その再圧縮方法識別信号が「MPEG−2ビデオビットストリームをスレーブストリームとして再圧縮する」旨を指示していれば(ステップST2)、シーン相関測定パラメータ算出部1から出力されたMPEG−2ビデオビットストリームをシーン内・シーン間適応符号化部6に与える。
シーン相関測定パラメータAは、再圧縮方法識別信号が「MPEG−2ビデオビットストリームをマスターストリームとして再圧縮する」旨を指示している際に算出されたパラメータであり、シーン相関測定パラメータBは、再圧縮方法識別信号が「MPEG−2ビデオビットストリームをスレーブストリームとして再圧縮する」旨を指示している際に算出されたパラメータである。
以下、シーン間予測判定部5による符号化データの検索処理を具体的に説明する。
次に、シーン間予測判定部5は、MPEG−2ビデオビットストリーム内のシーン映像毎に、当該シーン映像に対するマスターストリーム内の各々のシーン映像の相関値を比較し、最も相関値が大きいマスターストリーム内のシーン映像を探索する。
シーン間予測判定部5は、最も相関値が大きいマスターストリーム内のシーン映像を探索すると、その相関値が予め設定している所定値以上であれば、そのシーン映像の符号化データを予測参照に用いるシーン映像に決定する。
一方、その相関値が予め設定している所定値に満たなければ、そのマスターストリーム内のシーン映像の符号化データを予測参照に用いないものとする。
一方、シーン内・シーン間適応符号化部6が予測参照に用いる符号化データが見つからなければ(MPEG−2ビデオビットストリーム内のシーン映像と相関が高いマスターストリーム内のシーン映像が存在しない場合)、「当該処理対象のシーンでは、マスターストリーム内の符号化データを使用せず、シーン内に閉じた符号化を行う」旨を示すスレーブストリーム符号化管理情報をシーン内・シーン間適応符号化部6及び多重化部7に出力する。
シーン相関測定パラメータAについては、後々、別のスレーブストリームを生成する際に必要となるため、データ記録部2に保存しておくように構成してもよいし、データ記録部2の記録容量を確保するため、スレーブストリームを生成する度に、マスターストリームから随時生成するように構成してもよい。
なお、スレーブストリームを生成する際に、マスターストリームを使用しないようにする場合には、シーン相関測定パラメータAも不要になるため、データ記録部2から消去するように構成する。
図6に示すマスターストリームは、データ記録部2に記録されている1以上のマスターストリームのうち、スレーブストリーム符号化管理情報に含まれているマスターストリームIDが示すマスターストリームであり、H.264映像符号化方式によって生成されている。
スレーブストリームは、スレーブストリーム符号化管理情報に含まれているシーン間予測指示フラグによって、マスターストリーム内のシーン映像単位の符号化データと、マスターストリーム内のシーン映像単位の符号化データが代わりに使用されない符号化データとに分類される。
また、スレーブストリーム符号化管理情報に含まれているマスターシーンIDによって、マスターストリーム上でのマスターシーン(予測参照に用いるシーン)が特定される。
まず、シーン内・シーン間適応符号化部6のMPEG−2復号部11は、スイッチ3からMPEG−2ビデオビットストリームが与えられると、そのMPEG−2ビデオビットストリーム内の各々のシーン映像の符号化データに対する復号処理を実施して、シーン映像単位に復号画像を生成する(ステップST4)。
そのシーン間予測指示フラグが、マスターストリーム内のシーン映像単位の符号化データを予測参照に用いる旨を示していれば(ステップST5)、MPEG−2復号部11により生成された復号画像をシーン間予測符号化部15に出力する。
シーン間予測参照箇所抽出部13は、マスターシーンIDが示すシーン映像の符号化データを抽出すると、その符号化データに対するH.264復号処理を実施して、そのシーン映像の復号画像であるマスターストリーム復号画像を生成する(ステップST7)。
前者は抽出処理が簡易となる利点があるが、IDRピクチャを頻繁に挿入することになるため、マスターストリーム自体の圧縮効率が制限されるというトレードオフの関係がある。
後者は逆に、IDR挿入の影響を受けないので、マスターストリーム自体の圧縮効率を維持することができるが、シーン先頭のピクチャを正常に復号可能となる最も時間的に近いIDRピクチャ位置から符号化データを抽出して復号するなど、抽出処理が複雑になるというトレードオフの関係がある。これらは実際の装置の要求条件に基づいて構成することが可能である。
図7において、記号I,P,Bは、マスターストリームから抽出されるシーン映像単位の符号化データの中の各ピクチャの符号化タイプを示しており、記号I’,P’,B’は、記号I,P,Bのピクチャの時刻位置に対応するスレーブストリーム上の各ピクチャの符号化タイプを示している。
図7では、I’,P’,B’ピクチャは、マスターストリーム上の対応するI,P,Bピクチャと等価なシーン内予測符号化に加えて、同一時刻位置に対応するピクチャからのシーン間予測参照も可能とする構成を図示している。
このことは、本発明が、I’,P’,B’ピクチャに対して、I,P,Bピクチャと常に等価な予測符号化処理を実行する制約を課すものではない。
この実施の形態1では、説明の便宜上、マスターストリーム上から抽出される符号化データは、IDRピクチャから始まり(図7のIピクチャは「IDRピクチャ」とする)、Pピクチャ及びBピクチャの符号化データを用いて符号化されているものとし、スレーブストリームのI’,P’,B’ピクチャは、I,P,Bピクチャと等価な予測符号化処理とシーン間予測符号化処理とを併用するものとする。
シーン内予測符号化部14は、スイッチ12から復号画像を受けると、マスターストリーム内の符号化データを一切使用することなく、その復号画像に対してH.264圧縮符号化処理を実施し、その符号化処理結果であるシーン内予測符号化データを出力する(ステップST9)。
これにより、スレーブストリーム上でのランダムアクセス性を維持しながら、符号化効率を高める効果が得られる。
なお、シーン間予測は、マクロブロック、ないし動き補償予測の単位となるブロックなど、所定の処理単位で使用するかしないかを局所的に選択可能とし、予測効率が高まる画像上の局所箇所のみシーン間予測を利用可能とするように構成する。
このように構成することによって、スレーブ符号化データに対応する映像信号を再生するために、図4のスレーブ映像復号部25をまったく新しい処理仕様でなく、標準仕様に準拠した既存の復号装置を採用して所望の動作を実現することが可能になる。
多重化部7は、シーン内・シーン間適応符号化部6により変換されたスレーブストリームと、シーン間予測判定部5から出力されたスレーブストリーム符号化管理情報とを多重化し、その多重化結果をスレーブ符号化データとしてデータ記録部2に記録する(ステップST11)。
スレーブストリームは、それ単体で復号・映像再生を行う形式とせず、復号・映像再生を行う際、マスターストリームの符号化データをシーン映像毎に、適応的に抽出・追加するように構成する。
マスターストリームはデータ記録部2に記録されているので、マスターストリームの符号化データの抽出・追加処理は、スレーブストリームに対応する映像を復号再生する場合に随時実行するように構成すればよい。
これによって、マスターストリームを符号化に使用するシーン映像については、実際には復号に必要になるマスターストリームの符号化データを逐一記録データとして含まないように構成できるため、品質劣化を伴うことなく、スレーブストリームとして記録すべきデータ量を削減することができ、データ記録部2の記録容量を効率的に使用することができる。
まず、スイッチ21は、外部から与えられるストリーム種別識別信号にしたがってデータ記録部2に記録されている符号化データの復号処理手順の選択を行う。
即ち、スイッチ21は、外部から与えられるストリーム種別識別信号が「当該符号化データをマスターストリームとして復号する」旨を指示している場合(図5のステップST21)、データ記録部2に記録されているマスターストリームを読み込んで、そのマスターストリームをH.264復号部22に出力する(ステップST22)。
一方、そのストリーム種別識別信号が「当該符号化データをスレーブ符号化データとして復号する」旨を指示している場合(ステップST21)、データ記録部2に記録されているスレーブ符号化データを読み込んで、そのスレーブ符号化データを多重分離部23に出力する(ステップST23)。
また、復号ストリーム成型部24は、読み出したマスターストリームの中から、そのスレーブストリーム符号化管理情報に含まれているマスターシーンIDが示すシーン映像の符号化データを抽出する。図6のマスターストリームにおいて、斜線が施されている部分のシーン映像の符号化データを抽出する。
そして、復号ストリーム成型部24は、マスターストリームから抽出した符号化データをスレーブストリームの対応するシーン映像の位置に埋め込むことにより、復号ストリームを成型する(ステップST26)。
この構成によって、復号ストリームは、例えば、マスターストリームをベースビューとするストリーム(H.264勧告 Annex Hに規定されるMVC(マルチビュー符号化)形式のストリーム)として成型することが可能である。
また、変換符号化に用いる符号化方式もH.264に限定するものではない。
また、スレーブ符号化データに対応する映像信号の符号化データフォーマットとして、H.264の勧告Annex Hに規定されるMVCを例に挙げたが、これもMVC形式に限定するものではなく、この実施の形態1における画像符号化装置や画像復号装置の構成に従うことによって、他の同様の標準符号化方式に対応するように構成することができる。
上記実施の形態1では、マスターストリームとして再圧縮する「MPEG−2ビデオビットストリーム」、または、スレーブストリームとして再圧縮する「MPEG−2ビデオビットストリーム」がシーン相関測定パラメータ算出部1に入力されるものを示したが、マスターストリームとして再圧縮する「MPEG−2ビデオビットストリーム」とスレーブストリームとして再圧縮する「MPEG−2ビデオビットストリーム」とが単一のビデオビットストリームに含まれており、単一のビデオビットストリームがシーン相関測定パラメータ算出部1に入力されるものであってもよい。
スイッチ31は外部から与えられる再圧縮方法識別信号が、「シーン相関測定パラメータ算出部1に入力されるMPEG−2ビデオビットストリームの前半部分がマスターストリームとして再圧縮するビデオビットストリームであり、後半部分がスレーブストリームとして再圧縮するビデオビットストリームである」旨を指示している場合、シーン相関測定パラメータ算出部1から出力されたMPEG−2ビデオビットストリームを分割して、そのMPEG−2ビデオビットストリームの前半部分をH.264変換部4に与え、そのMPEG−2ビデオビットストリームの後半部分をシーン内・シーン間適応符号化部6に与える処理を実施する。なお、スイッチ31は符号化データ分割手段を構成している。
上記実施の形態1では、マスターストリームとして再圧縮する「MPEG−2ビデオビットストリーム」、または、スレーブストリームとして再圧縮する「MPEG−2ビデオビットストリーム」がシーン相関測定パラメータ算出部1に入力される例を示しているが、この実施の形態2では、図9に示すように、マスターストリームとして再圧縮する「MPEG−2ビデオビットストリーム」とスレーブストリームとして再圧縮する「MPEG−2ビデオビットストリーム」とが単一のビデオビットストリームに含まれており、単一のビデオビットストリームがシーン相関測定パラメータ算出部1に入力される例について説明する。
スイッチ31には、「シーン相関測定パラメータ算出部1に入力されるMPEG−2ビデオビットストリームの前半部分がマスターストリームとして再圧縮するビデオビットストリームであり、後半部分がスレーブストリームとして再圧縮するビデオビットストリームである」旨を指示する再圧縮方法識別信号が外部から入力される。
一方、そのMPEG−2ビデオビットストリームの後半部分がシーン内・シーン間適応符号化部6に与えられることで、そのMPEG−2ビデオビットストリームの後半部分がスレーブストリームに変換され、そのスレーブストリームとシーン間予測判定部5から出力されたスレーブストリーム符号化管理情報とが多重化されているスレーブ符号化データがデータ記録部2に記録される。
例えば、テレビ番組などでは、1つの番組内に相関が高いシーン映像が含まれていることが多いが、上記のように、マスターストリームとスレーブストリームが単一のビデオビットストリームに含まれている場合、相関が高いシーン映像を効率よく検索して利用することができる。
一般的に、時間的に近いシーン映像から予測する方が、時間的に遠いシーン映像から予測するよりも符号化効率がよいが、図11に示すように、マスターストリームとスレーブストリームが交互に繰り返されている場合には、マスターストリームとスレーブストリームの時間的な距離が近づくため、符号化効率が高いストリームを生成することが可能になる。
図12の例では、MPEG−2ビデオビットストリーム内のマスターストリームの個数が2個であり、MPEG−2ビデオビットストリーム内のスレーブストリームの個数が6個であるため、スレーブストリームの時間的な長さが、マスターストリームの時間的な長さの3倍となっている。
このように、スレーブストリームの時間的な長さを、マスターストリームの時間的な長さより長くすることで、シーン間相関を用いた符号化を行うシーン映像が増えるため、符号化効率の改善に寄与する。
このとき、マスターシーンの符号化管理情報に対して、マスターストリームとスレーブストリームの長さ情報を多重化するようにしてもよい。
シーンチェンジ前後では、シーン映像間に相関がない可能性が高いため、図13に示すように、シーンチェンジ直後のシーン映像がマスターストリームであれば、シーンチェンジによる符号化効率の低下を防ぐことが可能になる。
そこで、シーンチェンジ直後のシーン映像が必ずマスターストリームであるMPEG−2ビデオビットストリームがシーン相関測定パラメータ算出部1に入力されるものであってもよい。
例えば、フラグ通知手段を構成する多重化部7が、当該符号化管理情報をデータ記録部2に記録することで、画像復号装置にシグナリングするようにしてもよいし、当該符号化管理情報を画像復号装置に送信することで、画像復号装置にシグナリングするようにしてもよい。
このようにすることで、映像の特性に応じて、マスターストリームとするのか、スレーブストリームとするのかを自由に決定することができるようになり、符号化効率を改善することができる。
このような場合、事前に、符号化中のシーン映像とは明らかに性質が異なるシーン映像を検出し、そのシーン映像内で閉じた形でシーン相関測定パラメータを検出して符号化を行うことが考えられる。
このようにすることで、シーン相関測定パラメータを検出するシーン映像を減らして、処理量を低減することができるので、符号化中のシーン映像とは明らかに性質が異なるシーン映像が飛ばされている(当該シーン映像のストリームを含んでいない)MPEG−2ビデオビットストリームがシーン相関測定パラメータ算出部1に入力されるものであってもよい。
しかし、ユーザが編集機能を操作することで、マスターストリームが削除されてしまう状況が発生することがある。
また、マスターストリームからの予測については再符号化を行うなどの処理を行うことで、マスターストリームが消去されることによって復号が不可能になることを防ぐようにしてもよい。
上記実施の形態1,2では、マスターストリーム及びスレーブ符号化データがデータ記録部2に記録されるものを示したが、マスターストリームについては、データ記録部2に記録せずに、画像符号化装置及び画像復号装置の外部装置に記録されるようにしてもよい。
図16はレコード(画像符号化装置、画像復号装置)がネットワークに接続されているシステム例を示す構成図である。
また、サーバの管理者が特定のユーザに限り、マスターストリームを開示するシステムを構成することが可能になり、このような構成にすることで、セキュアな映像管理が可能になる。
上記実施の形態1では、シーン間予測符号化部15が、スイッチ12から復号画像を受けると、その復号画像の時間相関と、その復号画像とシーン間予測参照箇所抽出部13により生成されたマスターストリーム復号画像における同一時刻位置の画像データ間の相関とを利用して、H.264の動き補償処理ないしイントラ予測を用いた圧縮符号化処理を実行して、その処理結果であるシーン間予測符号化データを出力するものを示したが(I,P,Bピクチャのそれぞれにおいて、同一時刻位置に対応するピクチャからのシーン間予測を可能にしている)、図17に示すように、Iピクチャに限り、シーン間予測を可能にしてもよい。あるいは、図18に示すように、I,Pピクチャに限り、シーン間予測を可能にしてもよい。
シーン間予測を制限することで、相関が高いシーン映像の場合、符号化効率は落ちるが、変換する際の処理量を削減することができる。
例えば、シーン途中でシーンチェンジがある場合など、相関が高いシーン映像が先頭のみの場合は、先頭のIピクチャのみシーン間予測を実施し、また、ほぼ同一のシーンである場合は、I,P,Bピクチャのすべてに対してシーン間予測を実施するように構成にすることで、符号化効率を落とすことなく、処理量を削減することができる効果を奏する。
以下、図19に示す処理内容を説明する。
シーン相関測定パラメータ算出部1は、MPEG−2映像符号化方式によって圧縮符号化されたMPEG−2ビデオビットストリームを入力すると、上記実施の形態1と同様に、そのMPEG−2ビデオビットストリームのシーン映像毎に、他のシーン映像との相関を測定する尺度となるシーン相関測定パラメータを算出する(ステップST31)。
一方、その再圧縮方法識別信号が「MPEG−2ビデオビットストリームをスレーブストリームとして再圧縮する」旨を指示していれば(ステップST32)、上記実施の形態1と同様に、シーン相関測定パラメータ算出部1から出力されたMPEG−2ビデオビットストリームをシーン内・シーン間適応符号化部6に与える。
以下、シーン間予測判定部5による符号化データの検索処理を具体的に説明する。
次に、シーン間予測判定部5は、MPEG−2ビデオビットストリーム内のシーン映像毎に、当該シーン映像に対するマスターストリーム内の各々のシーン映像の相関値を比較し、最も相関値が大きいマスターストリーム内のシーン映像を探索する。
シーン間予測判定部5は、最も相関値が大きいマスターストリーム内のシーン映像を探索すると、上記実施の形態1と同様に、その相関値が予め設定している所定値以上であれば、そのシーン映像の符号化データを予測参照に用いるシーン映像に決定する。
一方、その相関値が予め設定している所定値に満たなければ、そのマスターストリーム内のシーン映像の符号化データを予測参照に用いないものとする。
一方、シーン内・シーン間適応符号化部6が予測参照に用いる符号化データが見つからなければ(MPEG−2ビデオビットストリーム内のシーン映像と相関が高いマスターストリーム内のシーン映像が存在しない場合)、上記実施の形態1と同様に、「当該処理対象のシーンでは、マスターストリーム内の符号化データを使用せず、シーン内に閉じた符号化を行う」旨を示すスレーブストリーム符号化管理情報をシーン内・シーン間適応符号化部6及び多重化部7に出力する。
以下、シーン内・シーン間適応符号化部6によるストリームの変換処理を具体的に説明する。
そのシーン間予測指示フラグが、マスターストリーム内のシーン映像単位の符号化データを予測参照に用いる旨を示していれば、上記実施の形態1と同様に、MPEG−2復号部11により生成された復号画像をシーン間予測符号化部15に出力する。
シーン間予測参照箇所抽出部13は、マスターシーンIDが示すシーン映像の符号化データを抽出すると、上記実施の形態1と同様に、その符号化データに対するH.264復号処理を実施して、そのシーン映像の復号画像であるマスターストリーム復号画像を生成する。
また、シーン間予測符号化部15は、例えば、シーン相関度が第1の相関度より高いが、予め設定された閾値である第2の相関度より低い場合、I,Pピクチャに限り、シーン相関を利用することにして(ステップSTST35,ST37)、図18に示すように、I,Pピクチャのみシーン間予測を実施して、再符号化を行う(ステップST38)。
なお、シーン間予測符号化部15は、シーン間予測を実施して、再符号化を行うと、その再符号化結果であるシーン間予測符号化データをスレーブストリーム多重化部16に出力する。
多重化部7は、上記実施の形態1と同様に、シーン内・シーン間適応符号化部6により変換されたスレーブストリームと、シーン間予測判定部5から出力されたスレーブストリーム符号化管理情報とを多重化し、その多重化結果をスレーブ符号化データとしてデータ記録部2に記録する(ステップST41)。
Claims (8)
- 第1の映像符号化方式に従う映像符号化データ内のシーン映像データ毎に、他のシーン映像データを用いる予測参照を選択的に適用して第2の映像符号化方式に従う映像符号化データに変換する映像符号化データ変換手段を備える画像符号化装置であって、
前記映像符号化データ変換手段は、第1の映像符号化データ内のシーン映像単位の符号化データを変換するにあたって、予測参照に用いるべき他のシーン映像単位の符号化データを探索し、探索されたシーン映像単位の符号化データを予測参照に用いるか否かを選択して、前記第1のシーン映像単位の符号化データを第2の映像符号化方式に従う映像符号化データに変換するとともに、探索されたシーン映像単位の符号化データを予測参照に用いたか否かを示すメタデータを生成することを特徴とする画像符号化装置。 - 前記映像符号化データ変換手段は、第1の映像符号化データ内のシーン映像毎に、他のシーン映像との相関を測定する尺度となるシーン相関測定パラメータを算出するシーン相関測定パラメータ算出手段を備え、
該シーン相関測定パラメータ算出手段から出力されるパラメータ値に基づいて、第1の映像符号化データ内のシーン映像単位の符号化データを変換するにあたって予測参照に用いるべき他のシーン映像単位の符号化データを探索することを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。 - 前記映像符号化データ変換手段により変換された第2の映像符号化方式に従う映像符号化データに、前記メタデータを多重して記録するデータ記録手段を備えることを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。
- 前記映像符号化データ変換手段は、探索元となる映像符号化データと探索されたシーン映像単位の符号化データを予測参照に用いて変換した第2の映像符号化方式に従う映像符号化データとを、ネットワークで接続される異なる装置に記録することを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。
- 映像符号化データに対する復号処理を実施して、再生映像を生成する画像復号装置において、
映像符号化データのシーン映像単位の符号化データごとに、前記映像符号化データのメタデータに基づいて、当該シーン映像単位の符号化データが、他のシーン映像単位の符号化データを予測参照して符号化されているか否かを判定するとともに、他のシーン映像単位の符号化データを予測参照して符号化されている場合は予測参照に用いる他のシーン映像単位の符号化データのロケーションを特定する判定手段と、
前記判定手段の結果、他のシーン映像単位の符号化データを予測参照して符号化されている場合には、前記判定手段により特定されるロケーションから予測参照先の符号化データを取得し、復号対象のシーン映像単位の符号化データとともに復号処理を行う復号手段とを備え、
前記メタデータは、前記ロケーションが含まれるシーン映像単位の符号化データを識別する識別情報を含むことを特徴とする画像復号装置。 - 前記シーン映像単位は、映像符号化データの符号化順序及び予測参照関係の繰り返し単位であることを特徴とする請求項5記載の画像復号装置。
- 映像符号化データ変換手段が、第1の映像符号化方式に従う映像符号化データ内のシーン映像データ毎に、他のシーン映像データを用いる予測参照を選択的に適用して第2の映像符号化方式に従う映像符号化データに変換する画像符号化方法であって、
前記映像符号化データ変換手段により、第1の映像符号化データ内のシーン映像単位の符号化データを変換するにあたって、予測参照に用いるべき他のシーン映像単位の符号化データを探索し、次いで探索されたシーン映像単位の符号化データを予測参照に用いるか否かを選択し、次いで前記第1のシーン映像単位の符号化データを第2の映像符号化方式に従う映像符号化データに変換するとともに、探索されたシーン映像単位の符号化データを予測参照に用いたか否かを示すメタデータを生成することを特徴とする画像符号化方法。 - 映像符号化データに対する復号処理を実施して、再生映像を生成する画像復号方法において、
判定手段が、映像符号化データのシーン映像単位の符号化データごとに、前記映像符号化データのメタデータに基づいて、当該シーン映像単位の符号化データが、他のシーン映像単位の符号化データを予測参照して符号化されているか否かを判定するとともに、他のシーン映像単位の符号化データを予測参照して符号化されている場合は予測参照に用いる他のシーン映像単位の符号化データのロケーションを特定する判定処理ステップと、
復号手段が、前記判定処理ステップの結果、他のシーン映像単位の符号化データを予測参照して符号化されている場合には、前記判定処理ステップにより特定されるロケーションから予測参照先の符号化データを取得し、復号対象のシーン映像単位の符号化データとともに復号処理を行う復号処理ステップとを備え、
前記メタデータは、前記ロケーションが含まれるシーン映像単位の符号化データを識別する識別情報を含むことを特徴とする画像復号方法。
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