JP2020145584A - Transmitting apparatus, receiving apparatus and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送信装置、受信装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a transmitter, a receiver, and a program.
映像圧縮技術のひとつに軽圧縮と呼ばれる圧縮技術がある。この圧縮技術は、圧縮率は数分の一程度で高くないが低遅延で圧縮処理が可能であり、LLVC(Low Latency Video Codec)や、VC2、TICO(Tiny Codec)/JPEG−XSが存在する(例えば、非特許文献1乃至4参照)。
One of the video compression technologies is a compression technology called light compression. This compression technology has a compression rate of about a fraction and is not high, but can perform compression processing with low delay, and there are LLVC (Low Latency Video Codec), VC2, TICO (Tiny Codec) / JPEG-XS. (See, for example, Non-Patent
いずれの軽圧縮技術も1映像フレーム内の水平方向画素列(以下、適宜「ライン」と呼ぶ)を単位として、数ラインごとにWavelet変換を適用し、映像信号を低周波数成分と高周波数成分とに分け、高周波数成分を中心にエントロピー符号化などを行って圧縮処理する。処理単位が数ラインごとで完結しているため、数ラインレベルの低遅延で圧縮処理が可能となっている。 In each of the light compression technologies, the Wavelet transform is applied every few lines in units of horizontal pixel strings (hereinafter, appropriately referred to as "lines") in one video frame, and the video signal is divided into low frequency components and high frequency components. It is divided into two parts, and compression processing is performed by performing entropy coding or the like centering on high frequency components. Since the processing unit is completed every few lines, compression processing is possible with a low delay of several lines.
限られた伝送容量の回線を用いて、数ラインレベルの低遅延性が求められる映像伝送を行うために映像を軽圧縮して伝送する場合、伝送容量の条件によって、軽圧縮するだけでは伝送容量が足りないことがある。このとき、映像を分割し、分割した映像を軽圧縮し、複数の回線を用いて伝送する方法がある。 When lightly compressing and transmitting video in order to perform video transmission that requires low delay at the level of several lines using a line with a limited transmission capacity, depending on the conditions of the transmission capacity, the transmission capacity can be simply compressed. May be missing. At this time, there is a method of dividing the video, lightly compressing the divided video, and transmitting the divided video using a plurality of lines.
軽圧縮するには、2K/4K/8Kなど、特定のフォーマットに特化したシステムが必要になる。しかし、異なるフォーマットの映像を伝送する場合、映像を共通のフォーマットに分割すれば、その共通フォーマットのシステムを構築することで柔軟に対応することが可能になる。 For light compression, a system specialized for a specific format such as 2K / 4K / 8K is required. However, when transmitting video in different formats, if the video is divided into a common format, it becomes possible to flexibly deal with it by constructing a system in that common format.
映像を分割する方式としては、2SI(2−Sample Interleave Division)やSQD(Square Division)という方式が存在する。2SIは、映像フレームの偶数及び奇数ラインそれぞれを水平方向に2画素間隔でサンプリングして4分割して分割フレームを生成する方式である。SQDは、映像フレームを田の字状に4分割して分割フレームを生成する方式である。 As a method for dividing the video, there are methods such as 2SI (2-Simple Interleave Division) and SQD (Quare Division). 2SI is a method in which even-numbered and odd-numbered lines of a video frame are sampled in the horizontal direction at intervals of 2 pixels and divided into four to generate a divided frame. SQD is a method of generating a divided frame by dividing the video frame into four in a rice field shape.
本発明者らは、鋭意検討の結果、従来の分割方式である2SIやSQDで映像フレームを分割した後に各分割フレームを軽圧縮すると、非分割の映像フレームをそのまま軽圧縮した場合と比較して画質が劣化するという知見を得た。 As a result of diligent studies, the present inventors have divided the video frame by the conventional division method 2SI or SQD and then lightly compressed each divided frame, as compared with the case where the undivided video frame is lightly compressed as it is. We obtained the finding that the image quality deteriorates.
2SIは、映像フレーム内の離散的な画素を統合して分割フレームを生成するものであるため、高周波数成分が大幅に増加することで、画質劣化につながると考えられる。 Since 2SI integrates discrete pixels in a video frame to generate a divided frame, it is considered that a significant increase in high frequency components leads to deterioration of image quality.
SQDは、映像フレームを田の字状に分割するため、映像フレームの一部にある高周波数成分を持つ箇所が一部の分割フレームに集中し、この一部の分割フレームに画質劣化が生じたと考えられる。 Since the SQD divides the video frame into a T-shape, the parts with high frequency components in a part of the video frame are concentrated in some of the divided frames, and the image quality deteriorates in some of the divided frames. Conceivable.
そこで、本発明は、映像フレームを分割したことで生じる軽圧縮時の画質の劣化を低減し、高品質な映像伝送を実現する送信装置、受信装置、及びプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a transmitting device, a receiving device, and a program that reduce the deterioration of image quality during light compression caused by dividing a video frame and realize high-quality video transmission.
第1の態様に係る送信装置は、入力される映像フレームを垂直方向に分割することなく、前記映像フレーム内のK個(K≧1)の水平方向画素列を分割単位として前記映像フレームを水平方向に分割することにより、前記映像フレームからL個(L≧2)の分割フレームを生成する映像分割部と、前記L個の分割フレームのそれぞれに対して、該分割フレーム内のM個(M≧1)の水平方向画素列を圧縮単位とする軽圧縮技術を用いた圧縮処理を行うことにより、前記L個の分割フレームからL個の圧縮分割フレームを生成する映像圧縮部と、伝送路を介して前記L個の圧縮分割フレームを受信装置に送信する送信部とを備えることを要旨とする。 The transmission device according to the first aspect does not divide the input video frame in the vertical direction, but horizontally divides the video frame using K (K ≧ 1) horizontal pixel rows in the video frame as a division unit. For each of the video division unit that generates L (L ≧ 2) divided frames from the video frame by dividing in the direction and the L divided frames, M (M) in the divided frame. A video compression unit that generates L compression division frames from the L division frames and a transmission line by performing compression processing using a light compression technique using the horizontal pixel sequence of ≧ 1) as a compression unit. The gist is to include a transmission unit that transmits the L compression-divided frames to the receiving device via the transmission unit.
第2の態様に係る受信装置は、送信装置から伝送路を介してL個(L≧2)の圧縮分割フレームを受信する受信部と、前記L個の圧縮分割フレームのそれぞれに対して、該圧縮分割フレーム内のM個(M≧1)の水平方向画素列を復号単位とする軽圧縮技術を用いた復号処理を行うことにより、前記L個の圧縮分割フレームからL個の分割フレームを生成する映像復号部と、前記L個の分割フレームを水平方向に結合することなく、各分割フレーム内のK個(K≧1)の水平方向画素列を結合単位として前記L個の分割フレームを垂直方向に結合することにより、前記L個の分割フレームに対応する元の映像フレームを復元する映像結合部とを備えることを要旨とする。 The receiving device according to the second aspect is the receiving unit that receives L (L ≧ 2) compression division frames from the transmission device via the transmission line, and the L compression division frames for each of the L compression division frames. L division frames are generated from the L compression division frames by performing decoding processing using a light compression technique in which M (M ≧ 1) horizontal pixel strings in the compression division frame are used as the decoding unit. The L divided frames are vertically combined with the K (K ≧ 1) horizontal pixel strings in each divided frame as a coupling unit without horizontally combining the video decoding unit and the L divided frames. It is a gist to include a video coupling portion that restores the original video frame corresponding to the L divided frames by combining in the direction.
第3の態様に係るプログラムは、送信装置に、入力される映像フレームを垂直方向に分割することなく、前記映像フレーム内のK個(K≧1)の水平方向画素列を分割単位として前記映像フレームを水平方向に分割することにより、前記映像フレームからL個(L≧2)の分割フレームを生成する映像分割処理と、前記L個の分割フレームのそれぞれに対して、該分割フレーム内のM個(M≧1)の水平方向画素列を圧縮単位とする軽圧縮技術を用いた圧縮処理を行うことにより、前記L個の分割フレームからL個の圧縮分割フレームを生成する映像圧縮処理と、伝送路を介して前記L個の圧縮分割フレームを受信装置に送信する送信処理とを実行させることを要旨とする。 The program according to the third aspect does not divide the video frame input to the transmission device in the vertical direction, and uses K (K ≧ 1) horizontal pixel sequences in the video frame as a division unit for the video. A video division process that generates L (L ≧ 2) divided frames from the video frame by dividing the frame in the horizontal direction, and M in the divided frame for each of the L divided frames. Video compression processing that generates L compression division frames from the L division frames by performing compression processing using a light compression technology that uses a number of (M ≧ 1) horizontal pixel strings as a compression unit. The gist is to execute a transmission process of transmitting the L compression-divided frames to a receiving device via a transmission line.
第4の態様に係るプログラムは、受信装置に、送信装置から伝送路を介してL個(L≧2)の圧縮分割フレームを受信する受信処理と、前記L個の圧縮分割フレームのそれぞれに対して、該圧縮分割フレーム内のM個(M≧1)の水平方向画素列を復号単位とする軽圧縮技術を用いた復号処理を行うことにより、前記L個の圧縮分割フレームからL個の分割フレームを生成する映像復号処理と、前記L個の分割フレームを水平方向に結合することなく、各分割フレーム内のK個(K≧1)の水平方向画素列を結合単位として前記L個の分割フレームを垂直方向に結合することにより、前記L個の分割フレームに対応する元の映像フレームを復元する映像結合処理とを実行させることを要旨とする。 The program according to the fourth aspect is for the reception process of receiving L (L ≧ 2) compression division frames from the transmission device via the transmission line to the receiving device, and for each of the L compression division frames. Then, by performing a decoding process using a light compression technique in which M (M ≧ 1) horizontal pixel strings in the compression division frame are used as the decoding unit, L divisions are performed from the L compression division frames. The video decoding process for generating a frame and the L division using the K (K ≧ 1) horizontal pixel strings in each division frame as a combination unit without horizontally combining the L division frames. The gist is to execute a video combining process that restores the original video frames corresponding to the L divided frames by combining the frames in the vertical direction.
本発明によれば、映像フレームを分割したことで生じる軽圧縮時の画質の劣化を低減し、高品質な映像伝送を実現する送信装置、受信装置、及びプログラムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a transmission device, a reception device, and a program that reduce deterioration of image quality during light compression caused by dividing a video frame and realize high-quality video transmission.
図面を参照して実施形態について説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。 An embodiment will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals.
(システム構成)
まず、本実施形態に係るシステム構成について説明する。図1は、本実施形態に係るシステム構成を示す図である。
(System configuration)
First, the system configuration according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing a system configuration according to the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態に係るシステムは、送信装置1と、受信装置2とを有する。送信装置1は、伝送路3を介して受信装置2に映像伝送を行う。
As shown in FIG. 1, the system according to the present embodiment includes a
IP(Internet Protocol)技術を用いて番組制作を行うIP制作システムの規格化・実用化が議論されている。この番組制作システムを用いれば、中継現場から既存インフラであるIP回線を用いて、番組制作に必要な映像・音声素材などを放送局に伝送することで、放送局側から番組制作を行う、IPリモート制作が可能になる。IPリモート制作の実現には、中継現場と放送局で映像・音声素材などを、ほぼリアルタイムに共有する必要がある。 The standardization and practical application of an IP production system that produces programs using IP (Internet Protocol) technology is being discussed. If this program production system is used, the video and audio materials required for program production are transmitted from the relay site to the broadcasting station using the IP line, which is the existing infrastructure, so that the broadcasting station can produce the program. Remote production becomes possible. In order to realize IP remote production, it is necessary to share video and audio materials in near real time between the relay site and the broadcasting station.
例えば、送信装置1は中継現場に設けられ、受信装置2は放送局に設けられる。伝送路3は、中継現場と放送局との間のIP回線により構成される有線伝送路である。
For example, the
送信装置1が番組制作に必要な映像素材を受信装置2(放送局)に伝送することで、中継現場に代わって放送局側で番組制作が可能になる。
When the transmitting
IP回線(伝送路3)の伝送容量は限られている。このIP回線を用いて中継現場と放送局でリアルタイムに映像を共有するため、送信装置1は、映像分割を行った後に、軽圧縮技術を用いた圧縮処理を行う。
The transmission capacity of the IP line (transmission line 3) is limited. In order to share the video in real time between the relay site and the broadcasting station using this IP line, the
送信装置1には、2K/4K/8Kといった複数のフォーマットの映像素材がカメラなどから入力される。このような複数のフォーマットの映像素材を効率よく同一の送信装置1で伝送するために、送信装置1は、図2に示すように、映像のフォーマットを2Kフォーマットに統一化するように映像分割を行う。
Video materials in a plurality of formats such as 2K / 4K / 8K are input to the
図2に示す例において、送信装置1は、4Kフォーマットの映像フレームを4個の2Kフォーマットの分割フレームに分割し、8Kフォーマットの映像フレームを16個の2Kフォーマットの分割フレームに分割する。映像分割の詳細については後述する。なお、図2は映像分割の概念を示すものであって、分割フレームの形状などについては実際のものとは異なることに留意すべきである。
In the example shown in FIG. 2, the
このように、2Kフォーマットに統一化することで、軽圧縮からIPパケット化までの処理を共通化することができ、同一の送信装置1で複数のフォーマットに対応できる。そのため、2K/4K/8K映像素材が混在する制作現場に柔軟に対応でき、サイズの小さい2Kフォーマットで統一化するため回線利用の観点からも、効率的に映像伝送を行うことができる。
By unifying to the 2K format in this way, it is possible to standardize the processing from light compression to IP packetization, and the
(送信装置)
次に、本実施形態に係る送信装置1について説明する。
(Transmitting device)
Next, the
図1に示すように、送信装置1は、映像分割部11と、映像圧縮部12と、送信部13とを有する。映像分割部11には、カメラなどから映像信号が入力され、映像信号に含まれる映像フレームごとに映像分割を行う。
As shown in FIG. 1, the
映像分割部11は、入力される映像フレーム内のK個(K≧1)のラインを分割単位として映像フレームを分割することにより、この映像フレームからL個(L≧2)の分割フレームを生成し、L個の分割フレームを映像圧縮部12に出力する。ラインとは、映像フレーム内の1画素分の水平方向成分をいい、水平方向画素列に相当する。
The
映像分割部11は、入力される映像フレームを垂直方向に分割することなく、映像フレームを水平方向に分割して分割フレームを生成する。このような新たな映像分割の方式をLLD(Linear Line Division)と呼ぶ。
The
映像圧縮部12が数ラインごとに圧縮処理を行うため、映像分割部11も、ライン単位での映像分割を行うこととしている。本実施形態では、映像分割部11が分割処理を行う分割単位に相当するライン数“K”は、映像圧縮部12が圧縮処理を行う圧縮単位に相当するライン数“M”と等しい。以下において、K=M=2である一例について説明するが、軽圧縮技術の方式に応じて、K及びMが“1”であってもよいし、K及びMが“3”以上の値であってもよい。
Since the
映像分割部11は、分割フレームのフォーマットを予め規定されたフォーマット(すなわち、2Kフォーマット)とするように、映像フレームのフォーマットに応じてLの値を決定する。具体的には、映像分割部11は、映像フレームが4Kフォーマットである場合、L=“4”と決定する。映像分割部11は、映像フレームが8Kフォーマットである場合、L=“16”と決定する。
The
図3は、映像分割部11の動作例を示す図である。図3において、8Kフォーマットの映像フレームをLLDで分割する一例を示している。
FIG. 3 is a diagram showing an operation example of the
第1に、映像分割部11は、図3(a)に示すように、垂直方向に連続する2個のラインを分割単位として映像フレームを分割する。映像分割部11は、1個の分割フレームを生成する際に、垂直方向に間隔をおいて2個のラインを映像フレームからN個(N≧2)抽出することにより、(2×N)個のラインからなる分割フレームを生成する。
First, as shown in FIG. 3A, the
図3(a)に示す例において、映像分割部11は、映像フレームの1ライン目、2ライン目、9ライン目、10ライン目・・・を抽出し、これらの抽出したラインからなる1個の分割フレームを生成する。この分割フレームは、4Kフォーマットの分割フレームである。
In the example shown in FIG. 3A, the
映像分割部11は、映像フレームの3ライン目、4ライン目、11ライン目、12ライン目・・・を抽出し、これらの抽出したラインからなる1個の分割フレームを生成する。この分割フレームは、4Kフォーマットの分割フレームである。
The
映像分割部11は、映像フレームの5ライン目、6ライン目、13ライン目、14ライン目・・・を抽出し、これらの抽出したラインからなる1個の分割フレームを生成する。この分割フレームは、4Kフォーマットの分割フレームである。
The
映像分割部11は、映像フレームの7ライン目、8ライン目、15ライン目、16ライン目・・・を抽出し、これらの抽出したラインからなる1個の分割フレームを生成する。この分割フレームは、4Kフォーマットの分割フレームである。
The
その結果、映像分割部11は、図3(b)に示すように、4Kフォーマットの4個の分割フレームを生成する。
As a result, the
第2に、映像分割部11は、図3(b)に示すように、垂直方向に連続する2個のラインを分割単位として、4Kフォーマットの4個の分割フレームのそれぞれをさらに4分割して2Kフォーマットの16個の分割フレームを生成する。4Kフォーマットの分割フレームから2Kフォーマットの分割フレームを生成する方法については、8Kフォーマットの映像フレームから4Kフォーマットの分割フレームを生成する方法と同様である。
Secondly, as shown in FIG. 3B, the
その結果、映像分割部11は、図3(c)に示すように、2Kフォーマットの16個の分割フレームを生成し、2Kフォーマットの16個の分割フレームを映像圧縮部12に出力する。
As a result, as shown in FIG. 3C, the
なお、図3(b)及び図3(c)に示すように、分割フレームは、水平方向に細長い形状を有している。 As shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the divided frame has an elongated shape in the horizontal direction.
8Kフォーマットの映像フレームを4Kフォーマットの4個の分割フレームに分割した後、4Kフォーマットの4個の分割フレームを2Kフォーマットの16個の分割フレームに分割する一例について説明した。しかしながら、4Kフォーマットを経由せずに、8Kフォーマットの映像フレームを直接的に2Kフォーマットの16個の分割フレームに分割してもよい。 An example of dividing an 8K format video frame into four 4K format divided frames and then dividing four 4K format divided frames into 16 2K format divided frames has been described. However, the video frame in the 8K format may be directly divided into 16 divided frames in the 2K format without going through the 4K format.
また、入力される映像フレームが8Kフォーマットである一例について説明したが、入力される映像フレームが4Kフォーマットであってもよい。入力される映像フレームが4Kフォーマットである場合、映像分割部11は、上記と同様な方法で分割処理を行い、4Kフォーマット1個の映像フレームを2Kフォーマット4個の映像フレームに分割することになる。
Further, although an example in which the input video frame is in the 8K format has been described, the input video frame may be in the 4K format. When the input video frame is in the 4K format, the
映像圧縮部12は、映像分割部11が出力するL個の分割フレームのそれぞれに対して、分割フレーム内のM個のラインを圧縮単位とする軽圧縮技術を用いた圧縮処理を行うことにより、L個の分割フレームからL個の圧縮分割フレームを生成し、L個の圧縮分割フレームを送信部13に出力する。
The
軽圧縮技術は、圧縮処理単位がMライン(本実施形態では、M=2)ごとで完結しているため、圧縮率は数分の1程度であるものの、低遅延で圧縮処理を行うことができる。 In the light compression technology, since the compression processing unit is completed for each M line (M = 2 in this embodiment), the compression rate is about a fraction, but the compression processing can be performed with low delay. it can.
本実施形態では、軽圧縮技術としてTICOを用いる一例について説明するが、LLVCやVC2などの他の方式を用いてもよい。 In this embodiment, an example in which TICO is used as the light compression technique will be described, but other methods such as LLVC and VC2 may be used.
図4は、TICOにおける圧縮処理を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a compression process in TICO.
図4に示すように、TICOは、連続する2ラインに対して水平方向と垂直方向にウェーブレット変換を行い、画素情報を高周波成分と低周波成分とで4つ(LL、HL、LH、HH)に分ける。LL領域は、元の映像フレームを水平・垂直方向を1/2ダウンサンプルした最も低周波の信号である。LLと、HL、LH、HHとを用いることで、元の画素数の映像フレームを復元することができる。この後エントロピー符号化などによって情報量を削減することで、非可逆の圧縮を行う。ここで、人の視覚では映像の高周波数成分を認識しにくいため、主に高周波数成分を対象に非可逆圧縮される。 As shown in FIG. 4, TICO performs wavelet transform in the horizontal direction and the vertical direction for two consecutive lines, and obtains four pixel information (LL, HL, LH, HH) with a high frequency component and a low frequency component. Divide into. The LL region is the lowest frequency signal obtained by down-sampling the original video frame in the horizontal and vertical directions by 1/2. By using LL and HL, LH, and HH, it is possible to restore a video frame having the original number of pixels. After that, lossy compression is performed by reducing the amount of information by entropy coding or the like. Here, since it is difficult for human vision to recognize the high frequency component of the image, the high frequency component is mainly lossy compressed.
図5は、映像分割部11が出力する分割フレームを映像圧縮部12がTICOを用いて圧縮する様子を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state in which the
図5(b)に示すように、分割フレームの1、2ライン目は図5(a)に示す元の映像フレームの1、2ライン目に相当し、分割フレームの3、4ライン目は図5(a)に示す元の映像フレームの9、10ライン目に相当する構成になる。 As shown in FIG. 5 (b), the first and second lines of the divided frame correspond to the first and second lines of the original video frame shown in FIG. 5 (a), and the third and fourth lines of the divided frame are shown in FIG. The configuration corresponds to the 9th and 10th lines of the original video frame shown in 5 (a).
分割フレームは、元の映像フレームとは異なる構成になるが、分割単位と圧縮単位とを合わせることにより、2ライン単位で行うウェーブレット変換の処理は同等になるため、分割したことによって生じる軽圧縮時の画質劣化を低減することが可能になる。 The divided frame has a different configuration from the original video frame, but by combining the divided unit and the compression unit, the wavelet transform processing performed in units of two lines becomes the same, so during light compression caused by the division. It is possible to reduce the deterioration of image quality.
送信部13は、映像圧縮部12が出力するL個の圧縮分割フレームを、伝送路3を介して受信装置2に送信する。送信部13は、IPパケット化部13aと、送信バッファ13bとを有する。
The
IPパケット化部13aは、映像圧縮部12が出力するL個の圧縮分割フレームをIPパケット化し、IPパケットを送信バッファ13bに出力する。
The
送信バッファ13bは、IPパケット化部13aが出力するIPパケットを一時的に蓄積し、IPパケットを伝送路3に出力する。
The
なお、送信部13は、複数の通信回線を用いてL個の圧縮分割フレームを並列的に送信してもよい。例えば、送信部13は、L個の通信回線を介してL個の圧縮分割フレームを並列的に送信する。
The
(受信装置)
次に、本実施形態に係る受信装置2について説明する。本実施形態に係る受信装置2は、上述した送信装置1が行う処理の逆処理を行う。
(Receiver)
Next, the receiving
図1に示すように、受信装置2は、受信部21と、映像復号部22と、映像結合部23とを有する。
As shown in FIG. 1, the receiving
受信部21は、送信装置1から伝送路を介してL個の圧縮分割フレームを受信する。受信部21は、受信バッファ21aと、IPデパケット化部21bとを有する。
The receiving
受信バッファ21aは、送信装置1から伝送路3を介して受信するIPパケットを一時的に蓄積し、IPパケットをIPデパケット化部21bに出力する。
The reception buffer 21a temporarily stores IP packets received from the
IPデパケット化部21bは、受信バッファ21aが出力するIPパケットをIPデパケット化し、L個の圧縮分割フレームを映像復号部22に出力する。
The
映像復号部22は、IPデパケット化部21bが出力するL個の圧縮分割フレームのそれぞれに対して、該圧縮分割フレーム内のM個のラインを復号単位とする軽圧縮技術を用いた復号処理を行うことにより、L個の圧縮分割フレームからL個の分割フレームを生成し、L個の分割フレームを映像結合部23に出力する。なお、本実施形態では、M=2である。
The
映像結合部23は、映像復号部22が出力するL個の分割フレームを水平方向に結合することなく、各分割フレーム内のK個のラインを結合単位としてL個の分割フレームを垂直方向に結合することにより、L個の分割フレームに対応する元の映像フレームを復元し、復元した元の映像フレームを出力する。本実施形態では、K=2である。
The
例えば、映像結合部23は、図3(c)に示す2Kフォーマットの16個の分割フレームを、2ラインを結合単位として垂直方向に結合することにより、図3(b)に示す4Kフォーマットの4個の分割フレームを生成する。
For example, the
そして、映像結合部23は、図3(b)に示す4Kフォーマットの4個の分割フレームを、2ラインを結合単位として垂直方向に結合することにより、図3(a)に示す8Kフォーマットの元の映像フレームを復元する。
Then, the
但し、映像結合部23は、4Kフォーマットを経由せずに、2Kフォーマットの16個の分割フレームから直接的に8Kフォーマットの元の映像フレームを復元してもよい。
However, the
(映像分割の比較例)
次に、本実施形態に係るLLDの比較例として、2SI及びSQDについて説明する。
(Comparison example of video division)
Next, 2SI and SQD will be described as a comparative example of the LLD according to the present embodiment.
図6は、2SIによる映像分割を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing video division by 2SI.
図6に示すように、2SIは、映像フレームの偶数及び奇数ラインそれぞれを水平方向に2画素間隔でサンプリングして4分割する。4分割により得られた分割フレームは、元の映像フレームの離散的な画素のサンプリングによって構成されるため、高周波数成分が増加する。このため、圧縮・復号した際の画質劣化が増加する。 As shown in FIG. 6, the 2SI samples each of the even and odd lines of the video frame in the horizontal direction at intervals of 2 pixels and divides them into four. Since the divided frame obtained by dividing into four is composed of sampling of discrete pixels of the original video frame, the high frequency component increases. Therefore, the deterioration of image quality when compressed / decrypted increases.
本実施形態に係るLLDによれば、分割フレームが水平方向に連続した画素からなり、高周波数成分の増加を抑制できるため、2SIに比べて画質劣化を抑制できる。 According to the LLD according to the present embodiment, the divided frame is composed of pixels that are continuous in the horizontal direction, and the increase of high frequency components can be suppressed, so that the deterioration of image quality can be suppressed as compared with 2SI.
図7は、SQDによる映像分割を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing video division by SQD.
図7に示すように、SQDは、映像フレームを田の字状に4分割する。さらに,分割後の各映像フレームを田の字で4分割する。映像フレーム内に低周波数成分及び高周波数成分が全体的に含まれていても、4分割により得られた4個の分割フレームのうち特定の分割フレーム内に低周波数成分又は高周波数成分が集中する場合がある。 As shown in FIG. 7, the SQD divides the video frame into four in a rice field shape. Further, each divided video frame is divided into four by a paddy character. Even if the video frame contains low frequency components and high frequency components as a whole, the low frequency components or high frequency components are concentrated in a specific divided frame among the four divided frames obtained by the four divisions. In some cases.
すなわち、映像フレームを分割すると、低周波数成分が集中した分割フレームと高周波数成分が集中した分割フレームとができる。ここで、全ての分割フレームで同じ圧縮率を用いると、高周波数成分の集中した分割フレームを圧縮・復号した際に画質劣化が大きく増加する。 That is, when the video frame is divided, a divided frame in which low frequency components are concentrated and a divided frame in which high frequency components are concentrated can be obtained. Here, if the same compression ratio is used for all the divided frames, the image quality deterioration greatly increases when the divided frames in which the high frequency components are concentrated are compressed and decoded.
本実施形態に係るLLDによれば、分割フレームが元の映像フレームと似た周波数成分を持ち、SQDのように高周波数成分が偏ることは少ないため、SQDに比べて画質劣化を抑制できる。 According to the LLD according to the present embodiment, since the divided frame has a frequency component similar to that of the original video frame and the high frequency component is less likely to be biased like the SQD, deterioration of image quality can be suppressed as compared with the SQD.
(実施形態の効果の一例)
次に、図1に示す送信装置1及び受信装置2による効果の一例として、LLDを2SI及びSQDと比較した場合の画質のシミュレーション評価について説明する。
(Example of effect of embodiment)
Next, as an example of the effects of the transmitting
複数種類の8K画像を2SI、SQD、及びLLDを用いて16分割し、圧縮率を変化させて軽圧縮を行った。復号後、8K画像に統合し、分割前の元画像とのPSNR(Peak Signal−to−Noise Ratio)を取得した。軽圧縮はTICOを適用し、圧縮処理の単位が2ラインであるため、LLDの分割ライン数も2ラインとした。8K画像を分割しないで軽圧縮・復号した場合のPSNRも取得した(「分割無し」と称する)。圧縮率は、1/2から1/8の範囲で変化させた。評価画像は,映像情報メディア学会が提供する超高精細・広色域標準画像を用いた。 A plurality of types of 8K images were divided into 16 using 2SI, SQD, and LLD, and light compression was performed by changing the compression ratio. After decoding, the image was integrated into an 8K image, and a PSNR (Peak Signal-to-Noise Radio) with the original image before division was obtained. Since TICO is applied to light compression and the unit of compression processing is 2 lines, the number of LLD division lines is also 2 lines. The PSNR when the 8K image was lightly compressed and decoded without being divided was also obtained (referred to as "no division"). The compressibility was varied in the range of 1/2 to 1/8. The evaluation image used was an ultra-high definition, wide color gamut standard image provided by the Institute of Image Information and Television Engineers.
図8に、分割無しの場合とのPSNR差[dB]を示す。但し、圧縮率を1/6としている。図9に、画像”StainedGlass”の圧縮率毎のPSNR[dB]を示す。評価の結果、2SIはどの画像も4〜9[dB]劣化した。SQDは画像によって最大4[dB]劣化したが、1[dB]未満の画像もある。これはSQDの画質劣化が画像毎に異なる高周波数成分の偏りに影響されるためである。LLDは、全画像で画質劣化は1[dB]以内に収まり、2SI及びSQDよりも良好な特性が得られ、いずれの画像においても2SIとSQDよりも良好な特性が得られている。 FIG. 8 shows the PSNR difference [dB] from the case without division. However, the compression rate is 1/6. FIG. 9 shows the PSNR [dB] for each compression rate of the image "Stained Glass". As a result of the evaluation, 2SI deteriorated by 4 to 9 [dB] in all images. The SQD deteriorated by a maximum of 4 [dB] depending on the image, but there are some images of less than 1 [dB]. This is because the deterioration of the image quality of the SQD is affected by the bias of the high frequency component that differs for each image. In LLD, the deterioration of image quality was within 1 [dB] in all images, and better characteristics than 2SI and SQD were obtained, and better characteristics than 2SI and SQD were obtained in all images.
よって、画質の評価では、本実施形態に係るLLDは、既存方式の2SI及びSQDよりも良好なPSNR特性が得られ、画質劣化が少ないことが分かり、LLDの有効性が確認できた。 Therefore, in the evaluation of image quality, it was found that the LLD according to the present embodiment had better PSNR characteristics than the existing 2SI and SQD, and the image quality was less deteriorated, and the effectiveness of the LLD was confirmed.
(その他の実施形態)
送信装置1が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラム及び受信装置2が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD−ROMやDVD−ROM等の記録媒体であってもよい。
(Other embodiments)
A program for causing the computer to execute each process performed by the transmitting
また、送信装置1が行う各処理を実行する機能部(回路)を集積化し、送信装置1を半導体集積回路(チップセット、SoC)として構成してもよい。同様に、受信装置2が行う各処理を実行する機能部(回路)を集積化し、受信装置2を半導体集積回路(チップセット、SoC)として構成してもよい。
Further, the functional unit (circuit) for executing each process performed by the
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 Although one embodiment has been described in detail with reference to the drawings above, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the gist. ..
1 :送信装置
2 :受信装置
3 :伝送路
11 :映像分割部
12 :映像圧縮部
13 :送信部
13a :IPパケット化部
13b :送信バッファ
21 :受信部
21a :受信バッファ
21b :IPデパケット化部
22 :映像復号部
23 :映像結合部
1: Transmission device 2: Reception device 3: Transmission path 11: Video division unit 12: Video compression unit 13:
Claims (8)
前記L個の分割フレームのそれぞれに対して、該分割フレーム内のM個(M≧1)の水平方向画素列を圧縮単位とする軽圧縮技術を用いた圧縮処理を行うことにより、前記L個の分割フレームからL個の圧縮分割フレームを生成する映像圧縮部と、
伝送路を介して前記L個の圧縮分割フレームを受信装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする送信装置。 By dividing the video frame in the horizontal direction using K (K ≧ 1) lines in the video frame as a division unit without dividing the input video frame in the vertical direction, L pieces from the video frame. A video division unit that generates a division frame of (L ≧ 2) and
Each of the L divided frames is subjected to a compression process using a light compression technique in which M (M ≧ 1) horizontal pixel sequences in the divided frame are used as a compression unit, thereby performing the L pieces. A video compression unit that generates L compression division frames from the division frames of
A transmission device including a transmission unit that transmits the L compression-divided frames to a reception device via a transmission line.
前記映像圧縮部は、垂直方向に連続する前記M個(M≧2)の水平方向画素列を前記圧縮単位として前記圧縮処理を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の送信装置。 The video dividing unit divides the video frame in the horizontal direction using the K horizontal pixel sequences (K ≧ 2) that are continuous in the vertical direction as the dividing unit.
The image compression unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the image compression unit performs the compression process using the M (M ≧ 2) horizontal pixel sequences that are continuous in the vertical direction as the compression unit. The transmitter described.
前記L個の圧縮分割フレームのそれぞれに対して、該圧縮分割フレーム内のM個(M≧1)の水平方向画素列を復号単位とする軽圧縮技術を用いた復号処理を行うことにより、前記L個の圧縮分割フレームからL個の分割フレームを生成する映像復号部と、
前記L個の分割フレームを水平方向に結合することなく、各分割フレーム内のK個(K≧1)の水平方向画素列を結合単位として前記L個の分割フレームを垂直方向に結合することにより、前記L個の分割フレームに対応する元の映像フレームを復元する映像結合部と、を備えることを特徴とする受信装置。 A receiver that receives L (L ≧ 2) compression division frames from the transmission device via the transmission line, and
Each of the L compression-divided frames is subjected to a decoding process using a light compression technique in which M (M ≧ 1) horizontal pixel strings in the compression-divided frame are used as decoding units. A video decoding unit that generates L division frames from L compression division frames,
By combining the L divided frames in the vertical direction with the K (K ≧ 1) horizontal pixel strings in each divided frame as the coupling unit without combining the L divided frames in the horizontal direction. A receiving device including a video coupling unit that restores the original video frame corresponding to the L divided frames.
入力される映像フレームを垂直方向に分割することなく、前記映像フレーム内のK個(K≧1)の水平方向画素列を分割単位として前記映像フレームを水平方向に分割することにより、前記映像フレームからL個(L≧2)の分割フレームを生成する映像分割処理と、
前記L個の分割フレームのそれぞれに対して、該分割フレーム内のM個(M≧1)の水平方向画素列を圧縮単位とする軽圧縮技術を用いた圧縮処理を行うことにより、前記L個の分割フレームからL個の圧縮分割フレームを生成する映像圧縮処理と、
伝送路を介して前記L個の圧縮分割フレームを受信装置に送信する送信処理と、を実行させることを特徴とするプログラム。 To the transmitter
The video frame is divided horizontally by using K (K ≧ 1) horizontal pixel sequences in the video frame as a division unit without dividing the input video frame in the vertical direction. Video division processing that generates L (L ≧ 2) division frames from
Each of the L divided frames is subjected to a compression process using a light compression technique in which M (M ≧ 1) horizontal pixel sequences in the divided frame are used as a compression unit, thereby performing the L pieces. Video compression processing that generates L compression division frames from the division frame of
A program characterized by executing a transmission process of transmitting the L compression-divided frames to a receiving device via a transmission line.
送信装置から伝送路を介してL個(L≧2)の圧縮分割フレームを受信する受信処理と、
前記L個の圧縮分割フレームのそれぞれに対して、該圧縮分割フレーム内のM個(M≧1)の水平方向画素列を復号単位とする軽圧縮技術を用いた復号処理を行うことにより、前記L個の圧縮分割フレームからL個の分割フレームを生成する映像復号処理と、
前記L個の分割フレームを水平方向に結合することなく、各分割フレーム内のK個(K≧1)の水平方向画素列を結合単位として前記L個の分割フレームを垂直方向に結合することにより、前記L個の分割フレームに対応する元の映像フレームを復元する映像結合処理と、を実行させることを特徴とするプログラム。 To the receiver
Reception processing for receiving L (L ≧ 2) compression division frames from the transmission device via the transmission line, and
Each of the L compression-divided frames is subjected to a decoding process using a light compression technique in which M (M ≧ 1) horizontal pixel strings in the compression-divided frame are used as decoding units. Video decoding processing that generates L division frames from L compression division frames, and
By combining the L divided frames in the vertical direction with the K (K ≧ 1) horizontal pixel strings in each divided frame as the coupling unit without combining the L divided frames in the horizontal direction. , A program characterized by executing a video combination process for restoring the original video frames corresponding to the L divided frames.
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