JP2016184912A - 符号化装置および符号化方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、映像信号の符号化に伴う動き検知の精度向上を図ることである。【解決手段】本発明の符号化装置は、映像信号入力部と、カメラアングルおよびレンズのズーム倍率の状態情報入力部を有する符号化装置であって、符号化装置は制御部と符号化部を備え、符号化部はＩ処理部とＰ処理部と選択部とバッファメモリ部と復号部と動き相関部と重み付け部と判定部を有し、重み付け部は状態情報に応じて重み付けを変更し、選択部はＩ処理部の出力とＰ処理部の出力および判定部の出力の中で一つを選択することを特徴とする。【選択図】 図１
Description
本発明は、符号化装置および符号化方法に関するものである。
従来、ＭＰＥＧ１（Moving Picture Experts Group Phase1）、ＭＰＥＧ２、Ｈ．２６４、Ｈ．２６５等の動画像符号化は、小ブロック（１６ｘ１６）ごとに動き補償予測誤差信号とフレーム内画素信号のどちらをＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）するのが有利かを判定する。判定はブロック内分散の小さい方を用いる。選択した信号は、例えば、ＤＣＴ変換を施す。ＤＣＴ係数はブロックごとに定められた量子化ステップで量子化後、量子化代表値に対して可変長符号を割り当てる。動きベクトル情報に対しても可変長符号を割り当てるが、効率向上のため、近傍のベクトルとの差分ベクトルに対して符号を割り当てる。
先行技術文献として、例えば、特許文献１では、圧縮符号化された画像のデータについて、例えば、画像認識機能や画像合成機能を有し、背景の画像のデータを入れ換えることが可能な圧縮画像処理装置の技術が開示されている。
本発明の目的は、映像信号の符号化に伴う動きベクトル検出の精度向上を図ることである。
本発明の符号化装置は、映像信号入力部と、カメラアングルおよびレンズのズーム倍率の状態情報入力部を有する符号化装置であって、符号化装置は制御部と符号化部を備え、符号化部はＩ処理部とＰ処理部と選択部とバッファメモリ部と復号部と動き相関部と重み付け部と判定部を有し、重み付け部は状態情報に応じて重み付けを変更し、選択部はＩ処理部の出力とＰ処理部の出力および判定部の出力の中で一つを選択することを特徴とする。
また、本発明の符号化装置は、上述の符号化装置であって、符号化部はさらに動き補正部を有し、動き補正部は判定部の出力と復号部で復号する映像データを基に動き補正した映像信号を生成することを特徴とする。
また、本発明の符号化方法は、画像データのＩ処理を行うステップと、画像データのＰ処理を行うステップと、現在の画像データと１フレーム前の画像データから画像データの一致度を検出する動き相関データ検出ステップと、カメラアングルおよびレンズのズーム倍率の状態情報から一致度の重み付けを変更するステップと、動き相関データのピークを判定して動きデータを生成するステップと、動きデータに基づいて動き分と補正した画像を生成するステップと、Ｉ処理したデータとＰ処理したデータと動きデータの内の一つを選択する選択ステップとを有することを特徴とする。
さらに、本発明の符号化方法は、上述の符号化方法であって、さらに選択ステップで選択したデータを復号する復号ステップと、該ステップで復号したデータの動き補正を行う動き補正ステップとを有することを特徴とする。
本発明によれば、映像信号の符号化に伴う動きベクトル検出の精度向上を図ることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態である符号化装置は、中継車等の移動体に搭載したカメラから出力される映像信号を符号化する際に、カメラの撮影方向（アングル）とレンズのズーム倍率等の状態情報を動き補正に反映させて処理量の低減と動き検知の精度を向上させるものである。
本発明の実施形態である符号化装置は、中継車等の移動体に搭載したカメラから出力される映像信号を符号化する際に、カメラの撮影方向（アングル）とレンズのズーム倍率等の状態情報を動き補正に反映させて処理量の低減と動き検知の精度を向上させるものである。
図１は本発明の一実施例に係る符号化装置を説明するためのブロック図である。
図１において、符号化装置１２０は、カメラ１１０と状態検知部１１１とに接続されている。なお、状態検知部１１１は符号化装置１２０に内蔵されていてもよい。
符号化装置１２０は、映像信号ＶＩを入力する映像信号入力部と、状態情報Ｖｗを入力する状態情報入力部を有する。
図１において、符号化装置１２０は、カメラ１１０と状態検知部１１１とに接続されている。なお、状態検知部１１１は符号化装置１２０に内蔵されていてもよい。
符号化装置１２０は、映像信号ＶＩを入力する映像信号入力部と、状態情報Ｖｗを入力する状態情報入力部を有する。
状態検知部１１１は、カメラ１１０の撮影方向であるアングルIangleと、カメラ１１０に接続されているレンズのズーム倍率Ilensを検知して生成した状態情報Ｖｗを符号化装置１２０の重み付け部１３７に出力する。
符号化装置１２０は、制御部１２１と符号化部１３０とＳＧ（Sync Generator）部１４０で構成されている。
制御部１２１は、ビットレート制御信号とＳＵＭを入力し、ｃｏｍｐ制御信号とＩ／Ｐ／ｍ制御信号を出力する。
画像圧縮を行う符号化部１３０は、Ｉ（Intra-coded Picture）処理部１３１、Ｐ（Predictive-coded Picture）処理部１３２、選択部１３３、バッファメモリ部１３４、復号部１３５、Ｍ（Moving、動き）相関部１３６、重み付け部１３７、判定部１３８、Ｍ（Moving、動き）補正部１３９で構成されている。
ＳＧ部１４０は、符号化装置１２０の全体に同期信号を供給するものである。
制御部１２１は、ビットレート制御信号とＳＵＭを入力し、ｃｏｍｐ制御信号とＩ／Ｐ／ｍ制御信号を出力する。
画像圧縮を行う符号化部１３０は、Ｉ（Intra-coded Picture）処理部１３１、Ｐ（Predictive-coded Picture）処理部１３２、選択部１３３、バッファメモリ部１３４、復号部１３５、Ｍ（Moving、動き）相関部１３６、重み付け部１３７、判定部１３８、Ｍ（Moving、動き）補正部１３９で構成されている。
ＳＧ部１４０は、符号化装置１２０の全体に同期信号を供給するものである。
符号化部１３０は、入力された映像信号ＶＩをＩ処理部１３１で圧縮データＩ−ＣＤを生成し、Ｐ処理部１３２で圧縮データＰ−ＣＤを生成し、Ｍ相関部１３６と重み付け部１３７と判定部１３８で動きデータＭｖを生成し、選択部１３３で圧縮データＩ−ＣＤまたはＰ−ＣＤまたは動きデータＭｖを選択し、選択したデータＳ−ＣＤＭをバッファメモリ部１３４に出力し、バッファメモリ部１３４から圧縮データを出力する。なお、復号部１３５はＳ−ＣＤＭを復号し、復号した映像信号Ｖ−ＤＥＭをＭ相関部１３６に出力する。
Ｍ補正部１３９は、動きデータＭｖと映像信号Ｖ−ＤＥＭから映像信号Ｖｍ−ＤＥＭを生成し、生成した映像信号Ｖｍ−ＤＥＭをＰ処理部１３２に出力する。
制御部１２１から出力するｃｏｍｐ制御信号は、Ｉ処理とＰ処理の発生符号量を増減させる制御信号であり、Ｉ処理部とＰ処理部は量子化の粗さを変化させることで、発生符号量を増減させるものである。
また、制御部１２１から出力するＩ／Ｐ／Ｍ制御信号は、選択部１３３への制御信号であり、Ｉ処理によるデータＩ−ＣＤか、Ｐ処理のデータＰ−ＣＤか、または動きデータＭｖを選択する信号である。
また、制御部１２１に入力するＳＵＭは、バッファメモリ部１３４に貯まった圧縮データ量に関する信号である。
制御部１２１は、ＳＵＭの量の多少を見ながら、ｃｏｍｐ制御信号にて量子化の粗さ、すなわち新たな発生データ量をコントロールする。
また、制御部１２１から出力するＩ／Ｐ／Ｍ制御信号は、選択部１３３への制御信号であり、Ｉ処理によるデータＩ−ＣＤか、Ｐ処理のデータＰ−ＣＤか、または動きデータＭｖを選択する信号である。
また、制御部１２１に入力するＳＵＭは、バッファメモリ部１３４に貯まった圧縮データ量に関する信号である。
制御部１２１は、ＳＵＭの量の多少を見ながら、ｃｏｍｐ制御信号にて量子化の粗さ、すなわち新たな発生データ量をコントロールする。
（Ｉ処理部の説明）
図２はＩ処理部を説明するためのブロック図である。
図２において、I処理部１３１は、変換部２０１、量子化部２０２、ハフマン符号部２０３で構成され、入力された映像信号ＶＩを変換部２０１で例えばＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換し、量子化部２０２とハフマン符号部２０３で圧縮データＩ−ＣＤを作成して出力する。
図２はＩ処理部を説明するためのブロック図である。
図２において、I処理部１３１は、変換部２０１、量子化部２０２、ハフマン符号部２０３で構成され、入力された映像信号ＶＩを変換部２０１で例えばＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換し、量子化部２０２とハフマン符号部２０３で圧縮データＩ−ＣＤを作成して出力する。
（Ｐ処理部の説明）
図３はＰ処理部を説明するためのブロック図である。
図３において、Ｐ処理部１３２は、差分部３０４、変換部３０１、量子化部３０２、ハフマン符号部３０３で構成され、差分部３０４で入力された現フレームの映像信号ＶＩと前フレームの映像信号Ｖｍ−ＤＥＭとの差分をとり、差分の映像信号を変換部３０１で例えばＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換し、量子化部３０２とハフマン符号部３０３で圧縮データＰ−ＣＤを作成して出力する。
なお、昨今、ハフマン符号部はエントロピー符号化部等と呼ばれることもある。
図３はＰ処理部を説明するためのブロック図である。
図３において、Ｐ処理部１３２は、差分部３０４、変換部３０１、量子化部３０２、ハフマン符号部３０３で構成され、差分部３０４で入力された現フレームの映像信号ＶＩと前フレームの映像信号Ｖｍ−ＤＥＭとの差分をとり、差分の映像信号を変換部３０１で例えばＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換し、量子化部３０２とハフマン符号部３０３で圧縮データＰ−ＣＤを作成して出力する。
なお、昨今、ハフマン符号部はエントロピー符号化部等と呼ばれることもある。
（Ｍ相関部の説明）
図４はＭ相関部を説明するためのブロック図である。
図４において、Ｍ相関部１３６は、メモリｉ部４０１、メモリｄｅｍ部４０２、一致度検出部４０３で構成されている。
メモリｉ部４０１は、映像信号ＶＩを記憶し、一致度検出部４０３に出力する。
メモリｄｅｍ部４０２は、映像信号Ｖ−ＤＥＭを記憶し、一致度検出部４０３に出力する。
一致度検出部４０３は、映像信号ＶＩと映像信号Ｖ−ＤＥＭの一致度を検出し、検出した一致度信号ｃｍを出力する。一致度信号ｃｍは、以降では画素数３ｘ３、動き探索範囲を±１とした例で説明するが、実機においては、例えば、画素数８ｘ８、動き探索範囲を±７などと大きなブロックでかつ探索範囲も広いことが多い。
図４はＭ相関部を説明するためのブロック図である。
図４において、Ｍ相関部１３６は、メモリｉ部４０１、メモリｄｅｍ部４０２、一致度検出部４０３で構成されている。
メモリｉ部４０１は、映像信号ＶＩを記憶し、一致度検出部４０３に出力する。
メモリｄｅｍ部４０２は、映像信号Ｖ−ＤＥＭを記憶し、一致度検出部４０３に出力する。
一致度検出部４０３は、映像信号ＶＩと映像信号Ｖ−ＤＥＭの一致度を検出し、検出した一致度信号ｃｍを出力する。一致度信号ｃｍは、以降では画素数３ｘ３、動き探索範囲を±１とした例で説明するが、実機においては、例えば、画素数８ｘ８、動き探索範囲を±７などと大きなブロックでかつ探索範囲も広いことが多い。
（判定部の説明）
図５は判定部を説明するためのブロック図である。
図５において、判定部１３８は、ピーク検出部５０１、ピーク値比較部５０２、位置記憶＆置換部５０３で構成されている。
ピーク検出部５０１は、一致度信号ｃｍからピークを検出し、位置記憶＆置換部５０３に出力する。
ピーク値比較部５０２は、一致度信号ｃｍからピーク値を比較し、位置記憶＆置換部５０３に出力する。
位置記憶＆置換部５０３は、ピーク検出部５０１とピーク値比較部５０２から出力された信号から動きデータＭｖとして出力する。
図５は判定部を説明するためのブロック図である。
図５において、判定部１３８は、ピーク検出部５０１、ピーク値比較部５０２、位置記憶＆置換部５０３で構成されている。
ピーク検出部５０１は、一致度信号ｃｍからピークを検出し、位置記憶＆置換部５０３に出力する。
ピーク値比較部５０２は、一致度信号ｃｍからピーク値を比較し、位置記憶＆置換部５０３に出力する。
位置記憶＆置換部５０３は、ピーク検出部５０１とピーク値比較部５０２から出力された信号から動きデータＭｖとして出力する。
（カメラアングルの違いによる画像の説明）
図６は移動中カメラのアングルの違いによる画像について説明するための図である。
図６（Ａ）は、カメラ１１０を搭載した中継車６１１がマラソンや駅伝等の走者６０１〜６０３を左面から撮影した場合である。
表示画面６１２は、カメラ１１０が撮影した画像を表示しており、走者６０１〜６０３がほぼ静止状態であるのに対し、背景の左から右への動きが大きい状態である。
図６（Ｂ）は、カメラ１１０を搭載した中継車６２１がマラソンや駅伝等の走者６０４，６０５を正面から撮影した場合である。
表示画面６２２は、カメラ１１０が撮影した画像を表示しており、走者６０４，６０５がほぼ静止状態であるのに対し、背景の中央から周辺への動きが大きい状態である。
図６は移動中カメラのアングルの違いによる画像について説明するための図である。
図６（Ａ）は、カメラ１１０を搭載した中継車６１１がマラソンや駅伝等の走者６０１〜６０３を左面から撮影した場合である。
表示画面６１２は、カメラ１１０が撮影した画像を表示しており、走者６０１〜６０３がほぼ静止状態であるのに対し、背景の左から右への動きが大きい状態である。
図６（Ｂ）は、カメラ１１０を搭載した中継車６２１がマラソンや駅伝等の走者６０４，６０５を正面から撮影した場合である。
表示画面６２２は、カメラ１１０が撮影した画像を表示しており、走者６０４，６０５がほぼ静止状態であるのに対し、背景の中央から周辺への動きが大きい状態である。
（移動中カメラの画角の違いによる画像の説明）
図７は移動中カメラの画角の違いによる画像について説明するための図である。
図７（Ａ）は、カメラ１１０を搭載した中継車７１１がマラソンや駅伝等の走者７０１，７０２を正面から撮影し、レンズが望遠設定（例えば、ズーム倍率を１０倍）の場合である。
表示画面７２１は、カメラ１１０が撮影した画像を表示しており、走者７０１，７０２が大きく表示され、ほぼ静止状態であるのに対し、背景の中央から周辺への動きがある状態である。
図７（Ｂ）は、カメラ１１０を搭載した中継車７１１がマラソンや駅伝等の走者７０１，７０２を正面から撮影し、レンズが広角設定（例えば、ズーム倍率を１倍）の場合である。
表示画面７２２は、カメラ１１０が撮影した画像を表示しており、走者７０１，７０２が小さく表示され、ほぼ静止状態であるのに対し、背景の中央から周辺への動きがある状態である。
図７は移動中カメラの画角の違いによる画像について説明するための図である。
図７（Ａ）は、カメラ１１０を搭載した中継車７１１がマラソンや駅伝等の走者７０１，７０２を正面から撮影し、レンズが望遠設定（例えば、ズーム倍率を１０倍）の場合である。
表示画面７２１は、カメラ１１０が撮影した画像を表示しており、走者７０１，７０２が大きく表示され、ほぼ静止状態であるのに対し、背景の中央から周辺への動きがある状態である。
図７（Ｂ）は、カメラ１１０を搭載した中継車７１１がマラソンや駅伝等の走者７０１，７０２を正面から撮影し、レンズが広角設定（例えば、ズーム倍率を１倍）の場合である。
表示画面７２２は、カメラ１１０が撮影した画像を表示しており、走者７０１，７０２が小さく表示され、ほぼ静止状態であるのに対し、背景の中央から周辺への動きがある状態である。
（画角による横方向動きベクトルの低下説明）
図８は本発明の一実施例に係る符号化装置の画角による横方向動きベクトルの低下について説明するための図である。
図８（Ａ）はカメラのアングルと画角を説明するための図である。
図８（Ａ）おいて、カメラ１１０は、中継車８１１に走行方向におけるアングル（撮影方向）をＡ°とし、撮影方向をＣ（Center）とし、撮影方向のＬ（Left）端を＋Ｚ°とし、撮影方向のＲ（Right）端を−Ｚ°とする。背景は観客および街並み８０１である。
図８（Ｂ）は、カメラが図８（Ａ）のときの表示画面８２１である。Ｌ端が表示画面８２１の左端であり、Ｃが表示画面８２１の中央であり、Ｒ端が表示画面８２１の右端である。
中継車８１１が走行しているため、表示画面８２１の観客および街並み８０１は、Ａがプラスの場合には左から右へと移動し、Ａがマイナスの場合には右から左へと移動する。
図８は本発明の一実施例に係る符号化装置の画角による横方向動きベクトルの低下について説明するための図である。
図８（Ａ）はカメラのアングルと画角を説明するための図である。
図８（Ａ）おいて、カメラ１１０は、中継車８１１に走行方向におけるアングル（撮影方向）をＡ°とし、撮影方向をＣ（Center）とし、撮影方向のＬ（Left）端を＋Ｚ°とし、撮影方向のＲ（Right）端を−Ｚ°とする。背景は観客および街並み８０１である。
図８（Ｂ）は、カメラが図８（Ａ）のときの表示画面８２１である。Ｌ端が表示画面８２１の左端であり、Ｃが表示画面８２１の中央であり、Ｒ端が表示画面８２１の右端である。
中継車８１１が走行しているため、表示画面８２１の観客および街並み８０１は、Ａがプラスの場合には左から右へと移動し、Ａがマイナスの場合には右から左へと移動する。
図８（Ｃ）はカメラの画角による横方向動きベクトルの低下について説明するためのテーブル図である。
図８（Ｃ）において、例えば、Ａが３０°であり、Ｚが４５°の場合、動きベクトルは、Ｌ端で０．９７、Ｃｅｎｔｅｒで０．５０、Ｒ端で−０．２６に低下する。
なお、図８（Ｃ）の画角による横方向動きベクトルの低下テーブルは、例えば、重み付け部１３７に記憶されている。
図８（Ｃ）において、例えば、Ａが３０°であり、Ｚが４５°の場合、動きベクトルは、Ｌ端で０．９７、Ｃｅｎｔｅｒで０．５０、Ｒ端で−０．２６に低下する。
なお、図８（Ｃ）の画角による横方向動きベクトルの低下テーブルは、例えば、重み付け部１３７に記憶されている。
（符号化装置の動作説明）
（静止画像の場合）
次に、本発明の一実施例に係る符号化装置の動作について説明する。
図９Ａは本発明の一実施例に係る符号化装置の静止画像時における動作を説明するための図である。
図９Ｂは図９Ａの一致度信号ｃｍを検出するための処理過程を説明するための図である（その１）。
図９Ｃは図９Ａの一致度信号ｃｍを検出するための処理過程を説明するための図である（その２）。
図９Ｄは図９Ａと図１０Ａのブロックを説明するための図である。
図９Ａ（Ａ）は、カメラ１１０から出力された１フレーム前の映像信号ＶＩを２次元表示した図である。
図９Ａ（Ｂ）は、カメラ１１０から出力された現フレームの映像信号ＶＩを２次元表示した図である。
図９Ａ（Ａ）（Ｂ）において、画像サイズは１２画素ｘ９画素であり、横軸がＸで縦軸がＹであり、数値がアドレスを示している。表記はＶＩ（Ｘ，Ｙ）とする。
図９Ａ（Ｃ）は、復号部１３５から出力された映像信号Ｖ−ＤＥＭを２次元表示した図である。
カメラ１１０から出力された映像信号ＶＩが静止画のため、図９Ａの（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、同一の映像信号である。
（静止画像の場合）
次に、本発明の一実施例に係る符号化装置の動作について説明する。
図９Ａは本発明の一実施例に係る符号化装置の静止画像時における動作を説明するための図である。
図９Ｂは図９Ａの一致度信号ｃｍを検出するための処理過程を説明するための図である（その１）。
図９Ｃは図９Ａの一致度信号ｃｍを検出するための処理過程を説明するための図である（その２）。
図９Ｄは図９Ａと図１０Ａのブロックを説明するための図である。
図９Ａ（Ａ）は、カメラ１１０から出力された１フレーム前の映像信号ＶＩを２次元表示した図である。
図９Ａ（Ｂ）は、カメラ１１０から出力された現フレームの映像信号ＶＩを２次元表示した図である。
図９Ａ（Ａ）（Ｂ）において、画像サイズは１２画素ｘ９画素であり、横軸がＸで縦軸がＹであり、数値がアドレスを示している。表記はＶＩ（Ｘ，Ｙ）とする。
図９Ａ（Ｃ）は、復号部１３５から出力された映像信号Ｖ−ＤＥＭを２次元表示した図である。
カメラ１１０から出力された映像信号ＶＩが静止画のため、図９Ａの（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、同一の映像信号である。
図９Ａ（Ｄ）は、Ｍ相関部１３６から出力される一致度信号ｃｍを説明するための図である。
図４において、Ｍ相関部１３６のメモリｉ部４０１は映像信号ＶＩを記憶し、メモリｄｅｍ部４０２は映像信号Ｖ−ＤＥＭを記憶する。
一致度検出部４０３は、メモリｉ部４０１から出力される映像信号ＶＩとメモリｄｅｍ部４０２から出力される映像信号Ｖ−ＤＥＭの一致度を検出し、Ｘ，Ｙ＝（−１，−１）の一致度を演算し、続いてＸ，Ｙ＝０，−１、Ｘ，Ｙ＝＋１，−１・・・と演算し、３ｘ３のマトリクス検出した一致度信号ｃｍを出力する。
上述の一致度信号ｃｍの出力については、例えば、図９Ｂ及び図９Ｃに示したように一致度検出される。そして、図９Ａ（Ｄ）がＶＩ（１，１）の一致度信号ｃｍを示し、映像信号ＶＩが静止画であるため、ｃｍ（０，０）の位置で一致度が最高値となっている。
図４において、Ｍ相関部１３６のメモリｉ部４０１は映像信号ＶＩを記憶し、メモリｄｅｍ部４０２は映像信号Ｖ−ＤＥＭを記憶する。
一致度検出部４０３は、メモリｉ部４０１から出力される映像信号ＶＩとメモリｄｅｍ部４０２から出力される映像信号Ｖ−ＤＥＭの一致度を検出し、Ｘ，Ｙ＝（−１，−１）の一致度を演算し、続いてＸ，Ｙ＝０，−１、Ｘ，Ｙ＝＋１，−１・・・と演算し、３ｘ３のマトリクス検出した一致度信号ｃｍを出力する。
上述の一致度信号ｃｍの出力については、例えば、図９Ｂ及び図９Ｃに示したように一致度検出される。そして、図９Ａ（Ｄ）がＶＩ（１，１）の一致度信号ｃｍを示し、映像信号ＶＩが静止画であるため、ｃｍ（０，０）の位置で一致度が最高値となっている。
図９Ａ（Ｅ）は、判定部１３８から出力される動きデータＭｖを説明するための図である。
判定部１３８に入力される信号は、Ｍ相関部１３６から出力される一致度信号ｃｍに重み付け部１３７で所定の係数が乗算される。
重み付け部１３７で乗算される係数は、図８（Ｃ）の画角による横方向動きベクトルのテーブルによる。
判定部１３８に入力される信号は、Ｍ相関部１３６から出力される一致度信号ｃｍに重み付け部１３７で所定の係数が乗算される。
重み付け部１３７で乗算される係数は、図８（Ｃ）の画角による横方向動きベクトルのテーブルによる。
例えば、カメラ１１０のＡが３０°でＺが４５°、画面位置がＬ端の場合は一致度信号ｃｍに０．９７を乗算する。また、カメラ１１０のＡが３０°でＺが４５°、画面位置がＲ端の場合は一致度信号ｃｍに０．２６（−０．２６の絶対値）を乗算する。
図５において、判定部１３８に入力された重み付けされた一致度信号ｃｍは、ピーク検出部５０１でピークを検出され、ピーク値比較部５０２で１フレーム前の一致度信号ｃｍと比較され、位置記憶＆置換部５０３に入力される。
位置記憶＆置換部５０３は、一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値がある場合にはピーク位置を記憶し、置換して出力する。
位置記憶＆置換部５０３は、一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値がある場合にはピーク位置を記憶し、置換して出力する。
図９Ａ（Ｅ）は、一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値がある場合であるのでピーク位置を記憶し、Ｍｖ＝０，０に置換した場合である。
なお、ピークの位置を記憶する記憶部と、置換するための置換テーブルは、例えば、位置記憶＆置換部５０３に有している。
図９Ａの処理は、例えば、図９Ｄの各ブロック単位で行う。
なお、ピークの位置を記憶する記憶部と、置換するための置換テーブルは、例えば、位置記憶＆置換部５０３に有している。
図９Ａの処理は、例えば、図９Ｄの各ブロック単位で行う。
（動画像の場合）
図１０Ａは本発明の一実施例に係る符号化装置の動画像時における動作を説明するための図である。
図１０Ｂは図１０Ａの一致度信号ｃｍを検出するための処理過程を説明するための図である（その１）。
図１０Ｃは図１０Ａの一致度信号ｃｍを検出するための処理過程を説明するための図である（その２）。
図１０Ａ（Ａ）は、カメラ１１０から出力された１フレーム前の映像信号ＶＩを２次元表示した図である。
図１０Ａ（Ｂ）は、カメラ１１０から出力された現フレームの映像信号ＶＩを２次元表示した図である。図１０Ａ（Ｂ）は、図１０Ａ（Ａ）から右へ１ブロック移動した場合である。
図１０Ａ（Ａ）（Ｂ）において、画像サイズは１２画素ｘ９画素であり、横軸がＸで縦軸がＹであり、数値がアドレスを示している。表記はＶＩ（Ｘ，Ｙ）とする。
図１０Ａ（Ｃ）は、復号部１３５から出力された映像信号Ｖ−ＤＥＭを２次元表示した図である。
図１０Ａは本発明の一実施例に係る符号化装置の動画像時における動作を説明するための図である。
図１０Ｂは図１０Ａの一致度信号ｃｍを検出するための処理過程を説明するための図である（その１）。
図１０Ｃは図１０Ａの一致度信号ｃｍを検出するための処理過程を説明するための図である（その２）。
図１０Ａ（Ａ）は、カメラ１１０から出力された１フレーム前の映像信号ＶＩを２次元表示した図である。
図１０Ａ（Ｂ）は、カメラ１１０から出力された現フレームの映像信号ＶＩを２次元表示した図である。図１０Ａ（Ｂ）は、図１０Ａ（Ａ）から右へ１ブロック移動した場合である。
図１０Ａ（Ａ）（Ｂ）において、画像サイズは１２画素ｘ９画素であり、横軸がＸで縦軸がＹであり、数値がアドレスを示している。表記はＶＩ（Ｘ，Ｙ）とする。
図１０Ａ（Ｃ）は、復号部１３５から出力された映像信号Ｖ−ＤＥＭを２次元表示した図である。
図１０Ａ（Ｄ）は、Ｍ相関部１３６から出力される一致度信号ｃｍを説明するための図である。
図４において、Ｍ相関部１３６のメモリｉ部４０１は映像信号ＶＩを記憶し、メモリｄｅｍ部４０２は映像信号Ｖ−ＤＥＭを記憶する。
一致度検出部４０３は、メモリｉ部４０１から出力される映像信号ＶＩとメモリｄｅｍ部４０２から出力される映像信号Ｖ−ＤＥＭの一致度を検出し、先の静止画像の場合と同様に、Ｘ，Ｙ＝（−１，−１）の一致度を演算し、続いてＸ，Ｙ＝０，−１、Ｘ，Ｙ＝＋１，−１・・・と演算し、３ｘ３のマトリクス検出した一致度信号ｃｍを出力する。
上述の一致度信号ｃｍの出力については、例えば、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示したように一致度検出される。そして、図１０Ａ（Ｄ）がＶＩ（１，１）の一致度信号ｃｍを示していて、映像信号ＶＩが動画像であるため、ｃｍ（１，０）の位置で一致度が最高値となっている。
図４において、Ｍ相関部１３６のメモリｉ部４０１は映像信号ＶＩを記憶し、メモリｄｅｍ部４０２は映像信号Ｖ−ＤＥＭを記憶する。
一致度検出部４０３は、メモリｉ部４０１から出力される映像信号ＶＩとメモリｄｅｍ部４０２から出力される映像信号Ｖ−ＤＥＭの一致度を検出し、先の静止画像の場合と同様に、Ｘ，Ｙ＝（−１，−１）の一致度を演算し、続いてＸ，Ｙ＝０，−１、Ｘ，Ｙ＝＋１，−１・・・と演算し、３ｘ３のマトリクス検出した一致度信号ｃｍを出力する。
上述の一致度信号ｃｍの出力については、例えば、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示したように一致度検出される。そして、図１０Ａ（Ｄ）がＶＩ（１，１）の一致度信号ｃｍを示していて、映像信号ＶＩが動画像であるため、ｃｍ（１，０）の位置で一致度が最高値となっている。
図１０Ａ（Ｅ）は、判定部１３８から出力される動きデータＭｖを説明するための図である。
判定部１３８に入力される信号は、Ｍ相関部１３６から出力される一致度信号ｃｍに重み付け部１３７で所定の係数が乗算される。
重み付け部１３７で乗算される係数は、図８（Ｃ）の画角による横方向動きベクトルのテーブルによる。
判定部１３８に入力される信号は、Ｍ相関部１３６から出力される一致度信号ｃｍに重み付け部１３７で所定の係数が乗算される。
重み付け部１３７で乗算される係数は、図８（Ｃ）の画角による横方向動きベクトルのテーブルによる。
例えば、カメラ１１０のＡが３０°でＺが４５°、画面位置がＬ端の場合は一致度信号ｃｍに０．９７を乗算する。また、カメラ１１０のＡが３０°でＺが４５°、画面位置がＲ端の場合は一致度信号ｃｍに０．２６（−０．２６の絶対値）を乗算する。
図５において、判定部１３８に入力された重み付けされた一致度信号ｃｍは、ピーク検出部５０１でピークを検出され、ピーク値比較部５０２で１フレーム前の一致度信号ｃｍと比較され、位置記憶＆置換部５０３に入力される。
位置記憶＆置換部５０３は、一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値がある場合にはピーク位置を記憶し、一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値がない場合にはＭｖ＝０，０に置換して出力する。なお、理想上で比較した場合には一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値画像がある場合であっても、撮像条件やその品質等により、必ずしも一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値が得られない場合もあり、そのような場合にはＭｖ＝０，０に置換して出力することも可能であり、また、所定のピーク値を適宜撮像条件等を考慮し状況により変更することも可能である。
位置記憶＆置換部５０３は、一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値がある場合にはピーク位置を記憶し、一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値がない場合にはＭｖ＝０，０に置換して出力する。なお、理想上で比較した場合には一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値画像がある場合であっても、撮像条件やその品質等により、必ずしも一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値が得られない場合もあり、そのような場合にはＭｖ＝０，０に置換して出力することも可能であり、また、所定のピーク値を適宜撮像条件等を考慮し状況により変更することも可能である。
図１０Ａ（Ｅ）は、一致度信号ｃｍに所定ピークに達する有効な相関値がある場合であるのでピーク位置を記憶し、Ｍｖ＝１，０に置換した場合である。
本発明の実施形態である符号化装置は、カメラが移動撮影時、カメラの撮影方向（アングル）とレンズのズーム倍率を動きベクトル検出の重み付けに適用することにより、動きベクトル検出の精度を高めることができ、かつ動きベクトルの処理量を低減することができる。
図１１のように、Ｍ相関は、入力ＶＩを１フレーム遅延した信号で行う構成でもよい。なお、１１０１が入力ＶＩを１フレーム遅延させるためのフレームメモリ部である。
図１１のように、Ｍ相関は、入力ＶＩを１フレーム遅延した信号で行う構成でもよい。なお、１１０１が入力ＶＩを１フレーム遅延させるためのフレームメモリ部である。
以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された符号化装置に限定されるものではなく、上記以外の符号化装置に広く適用することができることは言うまでもない。
なお、本発明の実施形態である符号化装置がＦＰＵ（Field Pickup Unit）等の一部であってもよい。
なお、本発明の実施形態である符号化装置がＦＰＵ（Field Pickup Unit）等の一部であってもよい。
画像データの動き量を少ない処理で生成できることによって、４Ｋ（横3840画素ｘ縦2160画素）や８Ｋ（横7680画素ｘ縦4320画素）等の高画素カメラの映像信号から圧縮データを生成する用途にも適用できる。
１１０：カメラ、１１１：状態検知部、１２０：符号化装置、１２１：制御部、１３０：符号化部、１３１：Ｉ処理部、１３２：Ｐ処理部、１３３：選択部、１３４：バッファメモリ部、１３５：復号部、１３６：Ｍ相関部、１３７重み付け部、１３８：判定部、１３９：Ｍ補正部、１４０：ＳＧ部、２０１，３０１：変換部、２０２，３０２：量子化部、２０３，３０３：ハフマン符号部、３０４：差分部、４０１：メモリｉ部、４０２：メモリｄｅｍ部、４０３：一致度検出部、５０１：ピーク検出部、５０２：ピーク値比較部、５０３：位置記憶＆置換部。
Claims (4)
- 映像信号入力部と、カメラアングルおよびレンズのズーム倍率の状態情報入力部を有する符号化装置であって、
前記符号化装置は、制御部と符号化部を備え、
前記符号化部は、Ｉ処理部とＰ処理部と選択部とバッファメモリ部と復号部と動き相関部と重み付け部と判定部を有し、
前記重み付け部は、前記状態情報に応じて重み付けを変更し、
前記選択部は、前記Ｉ処理部の出力と前記Ｐ処理部の出力および判定部の出力の中で一つを選択することを特徴とする符号化装置。 - 請求項１に記載の符号化装置において、
前記符号化部は、さらに動き補正部を有し、
前記動き補正部は、前記判定部の出力と前記復号部で復号する映像データを基に動き補正した映像データを生成することを特徴とする符号化装置。 - 画像データのＩ処理を行うステップと、画像データのＰ処理を行うステップと、現在の画像データと１フレーム前の画像データから画像データの一致度を検出する動き相関データ検出ステップと、カメラアングルおよびレンズのズーム倍率の状態情報から前記一致度の重み付けを変更するステップと、前記動き相関データのピークを判定して動きデータを生成するステップと、動きデータに基づいて動き分と補正した画像を生成するステップと、Ｉ処理したデータとＰ処理したデータと動きデータの内の一つを選択する選択ステップとを有することを特徴とする符号化方法。
- 請求項３に記載の符号化方法において、
さらに前記選択ステップで選択したデータを復号する復号ステップと、該ステップで復号したデータの動き補正を行う動き補正ステップとを有することを特徴とする符号化方法。
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