JP2021168447A - Transmission device, reception device, 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.
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、映像圧縮技術のひとつとして軽圧縮と呼ばれる技術がある。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る。軽圧縮の方式には、例えばTICO(Tiny Codec)やJPEG(Joint Photographic Experts Group) XSが存在する(例えば、非特許文献1及び2参照)。
In order to perform video transmission that requires low delay at the level of several lines, there is a technology called light compression as one of the video compression technologies. This compression technique has a compression ratio of about a fraction, which is not high, but can perform compression processing with low delay. Examples of the light compression method include TICO (Tiny Codec) and JPEG (Joint Photographic Experts Group) XS (see, for example,
IP(Internet Protocol)技術を用いて、映像信号や音声信号を汎用のイーサネットワーク上で伝送し番組制作に用いる番組制作システムの標準化が進んでいる(例えば、非特許文献3乃至7)。
Standardization of a program production system used for program production by transmitting a video signal or an audio signal on a general-purpose Ethernet work using IP (Internet Protocol) technology is progressing (for example, Non-Patent
当該番組制作システムを用いて中継現場の映像信号や音声信号を汎用のイーサネットワークを利用し放送局に伝送し、従来中継現場で行っていた番組制作を遠隔地の放送局から行うリモート制作と呼ばれる番組制作手法がある。 It is called remote production in which the video and audio signals of the relay site are transmitted to the broadcasting station using the general-purpose Ethernet work using the program production system, and the program production that was conventionally performed at the relay site is performed from the remote broadcasting station. There is a program production method.
リモート制作を用いることで中継現場の人員を削減できるほか、制作機材を放送局に保持できるため、人員及び制作機材の効率的な運用が可能となる。ただし、リモート制作では中継現場から放送局へ低遅延かつ高画質に映像信号を伝送することが求められる。 By using remote production, the number of personnel at the relay site can be reduced, and since the production equipment can be held at the broadcasting station, the personnel and production equipment can be operated efficiently. However, in remote production, it is required to transmit a video signal from a relay site to a broadcasting station with low delay and high image quality.
汎用のイーサネットワークの伝送容量は限られており、特に映像信号のデータ量は大きいため、圧縮して伝送することが求められる。そこで、低遅延かつ高画質に圧縮を行うために軽圧縮技術を用いる。 Since the transmission capacity of a general-purpose Ethernet work is limited and the amount of video signal data is particularly large, it is required to compress and transmit the data. Therefore, a light compression technique is used to perform compression with low delay and high image quality.
8K(以下、適宜「第1解像度」と呼ぶ)番組のリモート制作では扱う映像信号のデータ量が非常に大きい。限られた伝送容量の回線を用いて映像伝送を行うために映像を軽圧縮して伝送する場合、伝送路の条件によって、軽圧縮するだけでは伝送容量が足りないことがある。また、100Gbpsの広帯域の回線よりも10Gbpsほどの狭帯域の回線の方が安価であり、回線提供範囲が広く利用しやすいため、映像フレームを分割し、分割した映像フレームを軽圧縮して複数の回線を用いて伝送する方法がある。「8K」とは、映像フレームの水平の画素数が7680ピクセルであることを指す。 The amount of video signal data handled in remote production of 8K (hereinafter, appropriately referred to as "first resolution") programs is very large. When a video is lightly compressed and transmitted in order to perform video transmission using a line having a limited transmission capacity, the transmission capacity may not be sufficient by lightly compressing the video depending on the conditions of the transmission line. Further, since a narrow band line of about 10 Gbps is cheaper than a wide band line of 100 Gbps and the line provision range is wide and easy to use, the video frame is divided and the divided video frame is lightly compressed into a plurality of. There is a method of transmitting using a line. “8K” means that the number of horizontal pixels of the video frame is 7680 pixels.
軽圧縮技術で8K映像を数分の一程度に圧縮し、10Gbpsのイーサネットワーク回線を用いる場合、8K映像1本の伝送が限度であった。しかし、JPEG XSの圧縮時の画質劣化特性は既存の軽圧縮技術から改善されており、高画質を保ったまま1/10以上の圧縮が可能と考えられる。 When 8K video is compressed to about a fraction by light compression technology and a 10 Gbps Ethernet work line is used, the transmission of one 8K video is the limit. However, the image quality deterioration characteristics of JPEG XS during compression have been improved from the existing light compression technology, and it is considered that compression of 1/10 or more is possible while maintaining high image quality.
1/10以上の圧縮が可能であれば10Gbpsのイーサネットワーク回線上で8K映像2本の伝送が可能となり回線利用効率の向上が見込める。 If compression of 1/10 or more is possible, it is possible to transmit two 8K images on a 10 Gbps Ethernet work line, and improvement in line utilization efficiency can be expected.
当該8Kの映像の制作において撮影した映像をモニタリングする際には、8Kよりも解像度の低い4K(以下、適宜「第2解像度」と呼ぶ)の映像を、8Kの映像を専用機器によりダウンコンバートして4Kの映像を生成し、4Kの映像に対応したモニタでモニタリングしている。「4K」とは、映像フレームの水平の画素数が3840ピクセルであることを指す。また、8Kの映像を専用機器によりダウンコンバートして2Kの映像を生成し、2Kの映像に対応したモニタでモニタリングする場合もある。「2K」とは、映像フレームの水平の画素数が1920ピクセルであることを指す。 When monitoring the video shot in the production of the 8K video, the 4K video (hereinafter, appropriately referred to as "second resolution"), which has a lower resolution than 8K, is down-converted from the 8K video using a dedicated device. 4K video is generated and monitored on a monitor that supports 4K video. “4K” means that the number of horizontal pixels of the video frame is 3840 pixels. Further, the 8K image may be down-converted by a dedicated device to generate a 2K image and monitored by a monitor corresponding to the 2K image. “2K” means that the number of horizontal pixels of the video frame is 1920 pixels.
また、同じ番組を4Kの映像と、8Kの映像と、で制作する4K/8K一体化制作において、4Kの映像は、8Kの映像を専用機器によりダウンコンバートして生成されている。 Further, in 4K / 8K integrated production in which the same program is produced by 4K video and 8K video, the 4K video is generated by down-converting the 8K video with a dedicated device.
既存の映像分割方式である2SI(2 Sample Interleave Division)を用いることで、8Kの映像を映像分割しながらダウンコンバートして4K及び2Kの映像を生成することが可能だが、分割した映像フレームを軽圧縮するとき大きく画質劣化が生じる。 By using 2SI (2 Sample Interleave Division), which is an existing video division method, it is possible to down-convert 8K video while dividing it to generate 4K and 2K video, but the divided video frame is light. Image quality deteriorates significantly when compressed.
リモート制作では、限られた伝送容量の帯域を用いて低遅延かつ高画質に中継現場から放送局へ映像信号を伝送する必要がある。 In remote production, it is necessary to transmit a video signal from a relay site to a broadcasting station with low delay and high image quality using a band with a limited transmission capacity.
上述のように、第1解像度の映像から第2解像度の映像を生成する需要は高いが、第1解像度の映像から第2解像度の映像を生成するためには専用機器が必要とされるため、当該専用機器に必要とされるコストが高いという課題があった。 As described above, there is a high demand for generating a second resolution image from a first resolution image, but a dedicated device is required to generate a second resolution image from a first resolution image. There is a problem that the cost required for the dedicated device is high.
そこで、本発明は、第1解像度の映像から第2解像度の映像を生成するための専用機器を不要としつつ、第1解像度の映像を映像分割することで第2解像度の映像を生成し、両映像を高画質を保ったまま低遅延に伝送可能とする送信装置、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, the present invention generates a second resolution video by dividing the first resolution video into a video while eliminating the need for a dedicated device for generating the second resolution video from the first resolution video. It is an object of the present invention to provide a transmitting device, a receiving device, and a program capable of transmitting video with low delay while maintaining high image quality.
第1の態様に係る送信装置は、入力される第1解像度の映像の映像フレームに対してウェーブレット変換を行うことにより、前記映像フレームの低周波数成分からなる第1分割フレーム及び前記映像フレームの高周波数成分からなる第2分割フレームを生成する映像分割部と、前記第1分割フレームに対して第1圧縮処理を行って第1圧縮分割フレームを生成するとともに、前記第2分割フレームに対して第2圧縮処理を行って第2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、前記第1圧縮分割フレーム及び前記第2圧縮分割フレームを送信する送信部とを備え、前記第1分割フレームは、前記第1解像度よりも低い第2解像度の映像の映像フレームとして用いられることを要旨とする。 The transmission device according to the first aspect performs wavelet transform on the input video frame of the first resolution video, thereby performing the wavelet transform on the first divided frame composed of the low frequency component of the video frame and the height of the video frame. A video division unit that generates a second division frame composed of frequency components, a first compression division process is performed on the first division frame to generate a first compression division frame, and a second compression division frame is generated. The first compression division frame is provided with a video compression unit that performs two compression processes to generate a second compression division frame, and a transmission unit that transmits the first compression division frame and the second compression division frame via a transmission path. The gist is that the divided frame is used as a video frame for a video having a second resolution lower than the first resolution.
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、第1解像度の映像の映像フレームの低周波成分からなる第1圧縮分割フレーム及び前記映像フレームの高周波成分からなる第2圧縮分割フレームを受信する受信部と、前記第1圧縮分割フレームに対して第1復号処理を行って第1分割フレームを生成するとともに、前記第2圧縮分割フレームに対して第2復号処理を行って第2分割フレームを生成する映像復号部と、前記第1分割フレーム及び前記第2分割フレームから前記映像フレームを合成する映像合成部とを備えることを要旨とする。 The receiving device according to the second aspect is a first compression divided frame composed of a low frequency component of a video frame of a first resolution video and a second compression composed of a high frequency component of the video frame from a transmitting device via a transmission path. The receiving unit that receives the divided frame and the first compressed divided frame are subjected to the first decoding process to generate the first divided frame, and the second compressed divided frame is subjected to the second decoding process. It is a gist to include a video decoding unit that generates a second divided frame and a video synthesizing unit that synthesizes the video frame from the first divided frame and the second divided frame.
第3の態様に係る受信装置は、第1解像度の映像の映像フレームの低周波成分からなる第1圧縮分割フレーム及び前記映像フレームの高周波成分からなる第2圧縮分割フレームを、伝送路を介して送信装置から送信する伝送システムで用いる受信装置であって、前記第1圧縮分割フレーム及び前記第2圧縮分割フレームのうち、前記第1圧縮分割フレームのみを受信する受信部と、前記第1圧縮分割フレームに対して第1復号処理を行って第1分割フレームを生成する映像復号部とを備え、前記第1分割フレームは、前記第1解像度よりも低い第2解像度の映像の映像フレームとして用いられることを要旨とする。 The receiving device according to the third aspect transmits a first compression division frame composed of a low frequency component of a video frame of a first resolution video and a second compression division frame composed of a high frequency component of the video frame via a transmission path. A receiving device used in a transmission system that transmits from a transmitting device, the receiving unit that receives only the first compression division frame among the first compression division frame and the second compression division frame, and the first compression division. A video decoding unit that performs a first decoding process on a frame to generate a first divided frame is provided, and the first divided frame is used as a video frame of a video having a second resolution lower than the first resolution. The gist is that.
第4の態様に係るプログラムは、送信装置に、入力される第1解像度の映像の映像フレームに対してウェーブレット変換を行うことにより、前記映像フレームの低周波数成分からなる第1分割フレーム及び前記映像フレームの高周波数成分からなる第2分割フレームを生成する映像分割処理と、前記第1分割フレームに対して第1圧縮処理を行って第1圧縮分割フレームを生成するとともに、前記第2分割フレームに対して第2圧縮処理を行って第2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、前記第1圧縮分割フレーム及び前記第2圧縮分割フレームを送信する送信処理とを実行させ、前記第1分割フレームは、前記第1解像度よりも低い第2解像度の映像の映像フレームとして用いられることを要旨とする。 The program according to the fourth aspect performs wavelet transform on the video frame of the video of the first resolution input to the transmission device, thereby performing the wavelet transform on the first divided frame composed of the low frequency component of the video frame and the video. A video division process for generating a second divided frame composed of high frequency components of the frame and a first compression process for the first divided frame are performed to generate a first compressed divided frame, and the second divided frame is used. On the other hand, the video compression process of performing the second compression process to generate the second compression division frame and the transmission process of transmitting the first compression division frame and the second compression division frame via the transmission path are executed. The gist is that the first divided frame is used as a video frame for a video having a second resolution lower than the first resolution.
第5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、第1解像度の映像の映像フレームの低周波成分からなる第1圧縮分割フレーム及び前記映像フレームの高周波成分からなる第2圧縮分割フレームを受信する受信処理と、前記第1圧縮分割フレームに対して第1復号処理を行って第1分割フレームを生成するとともに、前記第2圧縮分割フレームに対して第2復号処理を行って第2分割フレームを生成する映像復号処理と、前記第1分割フレーム及び前記第2分割フレームから前記映像フレームを合成する映像合成処理とを実行させることを要旨とする。 The program according to the fifth aspect comprises a first compression division frame composed of a low frequency component of a video frame of a first resolution video and a high frequency component of the video frame in a receiving device via a transmission path from the transmitting device. A reception process for receiving the second compression division frame and a first decoding process for the first compression division frame are performed to generate a first division frame, and a second decoding process for the second compression division frame. The gist is to execute the video decoding process for generating the second divided frame and the video compositing process for synthesizing the video frame from the first divided frame and the second divided frame.
第6の態様に係るプログラムは、第1解像度の映像の映像フレームの低周波成分からなる第1圧縮分割フレーム及び前記映像フレームの高周波成分からなる第2圧縮分割フレームを、伝送路を介して送信装置から送信する伝送システムで用いる受信装置に、前記第1圧縮分割フレーム及び前記第2圧縮分割フレームのうち、前記第1圧縮分割フレームのみを受信する受信処理と、前記第1圧縮分割フレームに対して第1復号処理を行って第1分割フレームを生成する映像復号処理とを実行させ、前記第1分割フレームは、前記第1解像度よりも低い第2解像度の映像の映像フレームとして用いられることを要旨とする。 The program according to the sixth aspect transmits a first compression division frame composed of a low frequency component of a video frame of a first resolution video and a second compression division frame composed of a high frequency component of the video frame via a transmission path. For the reception device used in the transmission system to transmit from the device, the reception process of receiving only the first compression division frame among the first compression division frame and the second compression division frame, and the first compression division frame. The video decoding process of performing the first decoding process to generate the first divided frame is executed, and the first divided frame is used as a video frame of a video having a second resolution lower than the first resolution. It is a summary.
本発明によれば、第1解像度の映像から第2解像度の映像を生成するための専用機器を不要としつつ、第1解像度の映像を映像分割することで第2解像度の映像を生成し、両映像を高画質を保ったまま低遅延に得ることを可能とする送信装置、受信装置、及びプログラムを提供できる。 According to the present invention, a second resolution image is generated by dividing the first resolution image into an image while eliminating the need for a dedicated device for generating the second resolution image from the first resolution image. It is possible to provide a transmitting device, a receiving device, and a program capable of obtaining an image with low delay while maintaining high image quality.
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.
(送信装置)
まず、本実施形態に係る送信装置1について説明する。図1は、本実施形態に係る送信装置1の構成を示す図である。
(Transmitter)
First, the
図1に示すように、本実施形態に係る送信装置1は、伝送路4を介して第1受信装置2及び第2受信装置3に対して映像伝送を行う。第1受信装置2は、第1解像度及び第1解像度よりも低い第2解像度の映像受信に対応した受信装置であり、第2受信装置3は、第2解像度の映像受信に対応した受信装置である。
As shown in FIG. 1, the transmitting
本実施形態において第1解像度が8Kである一例について説明するが、第1解像度は8Kに限らず、例えば4Kであってもよい。また、本実施形態において第2解像度が4Kである一例について説明するが、第2解像度は4Kに限らず、例えば2Kであってもよい。 An example in which the first resolution is 8K will be described in the present embodiment, but the first resolution is not limited to 8K and may be, for example, 4K. Further, although an example in which the second resolution is 4K will be described in the present embodiment, the second resolution is not limited to 4K and may be, for example, 2K.
例えば、8Kの映像(以下、「8K映像と呼ぶ」)の番組制作では、8K映像を4Kの映像(以下、「4K映像と呼ぶ」)にダウンコンバートし、4K映像として4K対応モニタに表示してモニタリングする場合がある。 For example, in program production of 8K video (hereinafter referred to as "8K video"), the 8K video is down-converted to 4K video (hereinafter referred to as "4K video") and displayed as 4K video on a 4K compatible monitor. May be monitored.
また、同じ番組を4K映像と、8K映像と、で制作する4K/8K一体化制作では、8K映像の番組を制作しつつ、8K映像を4K映像にダウンコンバートして4K映像の番組を制作する場合がある。 Also, in the 4K / 8K integrated production that produces the same program with 4K video and 8K video, while producing the 8K video program, the 8K video is down-converted to 4K video to produce the 4K video program. In some cases.
また、番組制作用途以外に8K映像を4K映像や2K映像にダウンコンバートした映像のみを、コストの低い10Gbpsほどの狭帯域の回線を用いて伝送する需要がある。 In addition to program production, there is a demand for transmitting only video that is down-converted from 8K video to 4K video or 2K video using a low-cost narrow band line of about 10 Gbps.
これらの場合、送信装置1は、伝送路4を介して、第1受信装置2に対して8K映像と4K映像の映像伝送を行う。これにより、8K映像の番組の制作において8K映像のモニタリングを4K映像として4K対応モニタで行ったり、8K映像の番組を制作しつつ4K映像の番組を制作したりすることが可能となる。
In these cases, the transmitting
また、送信装置1は、伝送路4を介して、第2受信装置3に対して4K映像の映像伝送を行う。これにより、狭帯域の回線を用いてダウンコンバートした映像のみを伝送することが可能となる。
Further, the transmitting
本実施形態では伝送路4が有線回線、イーサネットワークの回線であるものとする。伝送路4には、10Gbps程度の狭帯域イーサネットワークを用いる。
In this embodiment, it is assumed that the
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。
The
映像分割部11は、第1映像フレームに対してウェーブレット変換を行うことにより、第1映像フレームの低周波数成分からなる第1分割フレーム及び第1映像フレームの高周波数成分からなる第2分割フレームを生成し、第1及び第2分割フレームを映像圧縮部12に出力する。
The
映像圧縮部12は、第1分割フレームに対して第1圧縮処理を行って第1圧縮分割フレームを生成するとともに、第2分割フレームに対して第2圧縮処理を行って第2圧縮分割フレームを生成し、第1及び第2圧縮分割フレームを送信部13に出力する。
The video compression unit 12 performs the first compression processing on the first division frame to generate the first compression division frame, and also performs the second compression processing on the second division frame to generate the second compression division frame. Generate and output the first and second compression division frames to the
送信部13は、第1及び第2圧縮分割フレームを、伝送路4を介して第1受信装置2に対して送信するとともに、第1圧縮分割フレームを、伝送路4を介して第1受信装置2に対して送信する。
The
具体的には、映像圧縮部12は、映像圧縮部121乃至124を有する。送信部13は、IPパケット化部131と、送信バッファ132とを有する。IPパケット化部131は、IPパケット化部1311乃至1314を有する。
Specifically, the video compression unit 12 has video compression units 121 to 124. The
映像分割部11には、カメラなどから映像信号が入力される。映像分割部11は、映像信号を構成する映像フレームごとに映像分割を行う。本実施形態において、この映像フレームは8K映像の映像フレームである。以下において、このような映像フレームを「第1映像フレーム」と呼ぶ。
A video signal is input to the
映像分割部11は、入力される第1映像フレームに対してウェーブレット変換を行うことにより、第1映像フレームの低周波数成分からなる1つの第1分割フレームと、第1映像フレームの高周波数成分からなる複数の第2分割フレームとを生成する。本実施形態においては、映像分割部11は、1つの第1映像フレームから3つの第2分割フレームを生成する。
The
このような新たな映像分割の方式を、WTD(Wavelet Transform Division)と呼ぶ。映像分割部11は、1つの第1分割フレームを映像圧縮部121に出力し、3つの第2分割フレームを3つの映像圧縮部122、123、及び124にそれぞれ出力する。
Such a new method of video division is called WTD (Wavelet Transform Division). The
図2は、本実施形態に係るWTDにより第1映像フレームを4分割する様子を示す図である。なお、本実施形態において、WTDで用いるウェーブレット変換のウェーブレットはHaarウェーブレットである。 FIG. 2 is a diagram showing how the first video frame is divided into four by the WTD according to the present embodiment. In the present embodiment, the wavelet of the wavelet transform used in WTD is a Haar wavelet.
図2に示すように、映像分割部11は、第1映像フレームから、ウェーブレット変換により第1映像フレームの低周波成分LL(x,y)を生成し、当該低周波成分LL(x,y)からなる分割フレーム(以下、適宜「LL分割フレーム」と呼ぶ)51を生成する。
As shown in FIG. 2, the
映像分割部11は、第1映像フレームから、ウェーブレット変換により第1映像フレームの高周波成分LH(x,y)を生成し、当該高周波成分LH(x,y)からなる分割フレーム(以下、適宜「LH分割フレーム」と呼ぶ)52を生成する。
The
映像分割部11は、第1映像フレームから、ウェーブレット変換により第1映像フレームの高周波成分HL(x,y)を生成し、当該高周波成分HL(x,y)からなる分割フレーム(以下、適宜「HL分割フレーム」と呼ぶ)53を生成する。
The
映像分割部11は、第1映像フレームから、ウェーブレット変換により第1映像フレームの高周波成分HH(x,y)を生成し、当該高周波成分HH(x,y)からなる分割フレーム(以下、適宜「HH分割フレーム」と呼ぶ)54を生成する。
The
このようにして、映像分割部11は、第1映像フレームをWTDにより、LL、LH、HL、及びHH分割フレーム51、52、53、及び54の4つに分割する。なお、本実施形態において、第1映像フレームの解像度は8Kであるため、LL、LH、HL、及びHH分割フレーム51、52、53、及び54の解像度は4Kである。
In this way, the
LL分割フレーム51(第1分割フレーム)は、8K(第1解像度)よりも低い4K(第2解像度)の映像の映像フレームとして用いることができる。即ち、映像分割部11は、WTDによって、専用機器を用いることなく、8K(第1解像度)の映像をダウンコンバートして生成される4K(第2解像度)の映像の映像フレームを生成できる。
The LL divided frame 51 (first divided frame) can be used as a video frame for 4K (second resolution) video lower than 8K (first resolution). That is, the
なお、第2解像度が2Kである場合、第1映像フレームを16分割する必要がある。図3は、本実施形態に係るWTDにより第1映像フレームを16分割する様子を示す図である。 When the second resolution is 2K, it is necessary to divide the first video frame into 16 parts. FIG. 3 is a diagram showing how the first video frame is divided into 16 by the WTD according to the present embodiment.
図3に示すように、第1映像フレームをWTDにより16分割する場合、第1映像フレームをWTDにより4分割して生成されるLL、LH、HL、及びHH分割フレーム51、52、53、及び54それぞれを、WTDによりさらに4分割する。これにより、WTDを用いて第1映像フレームを16分割した分割フレームが生成される。この場合、例えば、2Kの映像の映像フレームとして、LL分割フレーム51から生成されるLL´分割フレームを用いることができる。
As shown in FIG. 3, when the first video frame is divided into 16 by WTD, the LL, LH, HL, and HH divided frames 51, 52, 53, and HH divided frames generated by dividing the first video frame into four by WTD, and Each of the 54 is further divided into four by WTD. As a result, a divided frame obtained by dividing the first video frame into 16 using WTD is generated. In this case, for example, as the video frame of the 2K video, the LL'divided frame generated from the LL divided
図4は、本実施形態に係るWTD前後の様子を示す図である。図4(a)は、WTD前の第1映像フレームを構成する画素成分P(x,y)を示している。図4(b)は、WTD後の第1映像フレームの低周波成分LL(x,y)及び高周波成分LH(x,y)、HL(x,y)、及びHH(x,y)を示している。 FIG. 4 is a diagram showing a state before and after WTD according to the present embodiment. FIG. 4A shows pixel components P (x, y) constituting the first video frame before WTD. FIG. 4B shows the low frequency component LL (x, y) and the high frequency component LH (x, y), HL (x, y), and HH (x, y) of the first video frame after WTD. ing.
図4(a)に示すように、本実施形態において第1映像フレームが8K映像の映像フレームであるため、図4(a)の第1映像フレームは垂直方向が4320、水平方向が7680ピクセルで示されている。 As shown in FIG. 4A, since the first video frame is a video frame of 8K video in the present embodiment, the first video frame of FIG. 4A has 4320 pixels in the vertical direction and 7680 pixels in the horizontal direction. It is shown.
図4(b)に示すように、映像分割部11は、WTDにより、P(x,y)からなる第1映像フレームから、低周波成分LL(x,y)からなる分割フレーム51、及び高周波成分LH(x,y)、HL(x,y)、及びHH(x,y)からなる分割フレーム52、53、及び54を生成する。低周波成分LL(x,y)は、第1映像フレームの隣接画素間の平均値からなり、高周波成分LH(x,y)、HL(x,y)、及びHH(x,y)は、第1映像フレームの隣接画素間の差分値からなる。
As shown in FIG. 4B, according to WTD, the
低周波成分LL(x,y)は、第1映像フレームの水平垂直方向にローパスフィルタを適用して得られる成分であって、式(1)により求められる。 The low frequency component LL (x, y) is a component obtained by applying a low-pass filter in the horizontal and vertical directions of the first video frame, and is obtained by the equation (1).
高周波成分LH(x,y)は、第1映像フレームの水平方向にローパスフィルタを適用し、垂直方向にハイパスフィルタを適用して得られる成分であって、式(2)により求められる。 The high frequency component LH (x, y) is a component obtained by applying a low-pass filter in the horizontal direction of the first video frame and applying a high-pass filter in the vertical direction, and is obtained by the equation (2).
高周波成分HL(x,y)は、第1映像フレームの水平方向にハイパスフィルタを適用し、垂直方向にローパスフィルタを適用して得られる成分であって、式(3)により求められる。 The high frequency component HL (x, y) is a component obtained by applying a high-pass filter in the horizontal direction of the first video frame and applying a low-pass filter in the vertical direction, and is obtained by the equation (3).
高周波成分HH(x,y)は、第1映像フレームの水平垂直方向にハイパスフィルタを適用して得られる成分であって、式(4)により求められる。 The high frequency component HH (x, y) is a component obtained by applying a high-pass filter in the horizontal and vertical directions of the first video frame, and is obtained by the equation (4).
図1に示すように、映像分割部11は、WTDにより、第1分割フレームとして、LL分割フレーム51を生成し、LL分割フレーム51を映像圧縮部121に出力する。
As shown in FIG. 1, the
映像分割部11は、WTDにより、第2分割フレームとして、LH分割フレーム52を生成し、LH分割フレーム52を映像圧縮部122に出力する。
The
映像分割部11は、WTDにより、第2分割フレームとして、HL分割フレーム53を生成し、HL分割フレーム53を映像圧縮部123に出力する。
The
映像分割部11は、WTDにより、第2分割フレームとして、HH分割フレーム54を生成し、HH分割フレーム54を映像圧縮部124に出力する。
The
映像圧縮部121は、映像分割部11が出力するLL分割フレーム51(第1分割フレーム)に第1圧縮処理を行ってLL圧縮分割フレーム(第1圧縮分割フレーム)を生成し、LL圧縮分割フレームをIPパケット化部1311に出力する。
The video compression unit 121 performs the first compression process on the LL division frame 51 (first division frame) output by the
映像圧縮部122は、映像分割部11が出力するLH分割フレーム52(第2分割フレーム)に第2圧縮処理を行ってLH圧縮分割フレーム(第2圧縮分割フレーム)を生成し、LH圧縮分割フレームをIPパケット化部1312に出力する。
The
映像圧縮部123は、映像分割部11が出力するHL分割フレーム53(第2分割フレーム)に第2圧縮処理を行ってHL圧縮分割フレーム(第2圧縮分割フレーム)を生成し、HL圧縮分割フレームをIPパケット化部1313に出力する。
The
映像圧縮部124は、映像分割部11が出力するHH分割フレーム54(第2分割フレーム)に第2圧縮処理を行ってHH圧縮分割フレーム(第2圧縮分割フレーム)を生成し、HH圧縮分割フレームをIPパケット化部1314に出力する。
The
第1圧縮処理は、低周波成分からなる第1分割フレームを圧縮する場合に用いる。映像圧縮部121は、第1圧縮処理において、第1圧縮率を用いて第1分割フレームを圧縮する。 The first compression process is used when compressing the first divided frame composed of low frequency components. In the first compression process, the video compression unit 121 compresses the first divided frame using the first compression ratio.
第2圧縮処理は、高周波成分からなる第2分割フレームを圧縮する場合に用いる。映像圧縮部122、123、及び124は、第2圧縮処理において、第2圧縮率を用いて第2分割フレームを圧縮する。
The second compression process is used when compressing a second divided frame composed of high frequency components. The
第1及び第2圧縮処理には、軽圧縮技術が用いられる。本実施形態では、軽圧縮技術としてJPEG XSを用いる。第1及び第2圧縮処理にJPEG XSを用いることで、第1映像フレームを1/10以上の圧縮率で圧縮することが可能となるため、例えば、10Gbpsのイーサネットワーク回線上で8K映像2本の伝送が可能となり回線利用効率の向上が見込める。但し、第1及び第2圧縮処理には、TICOなどの他の方式を用いてもよい。 Light compression technology is used for the first and second compression processes. In this embodiment, JPEG XS is used as the light compression technique. By using JPEG XS for the first and second compression processes, it is possible to compress the first video frame at a compression rate of 1/10 or more. Therefore, for example, two 8K videos on a 10 Gbps Ethernet work line. Can be transmitted, and line utilization efficiency can be expected to improve. However, other methods such as TICO may be used for the first and second compression processes.
本実施形態において、第2圧縮率は、第1圧縮率と等しいか、これよりも高い。図5は、WTD前後における映像フレームの画素値のヒストグラムの一例を示す図である。図5において、横軸は画素値を示し、縦軸は画素値に対応するピクセルの累積数を示す。 In this embodiment, the second compressibility is equal to or higher than the first compressibility. FIG. 5 is a diagram showing an example of a histogram of pixel values of video frames before and after WTD. In FIG. 5, the horizontal axis represents the pixel value, and the vertical axis represents the cumulative number of pixels corresponding to the pixel value.
図5に示すように、低周波成分LL(x,y)のヒストグラムは、WTD前の映像フレームの画素成分P(x,y)のヒストグラムと近似している。一方で、高周波成分LH(x,y)、HL(x,y)、HH(x,y)のヒストグラムは、画素値「0」を中心とした正規分布となっている。 As shown in FIG. 5, the histogram of the low frequency component LL (x, y) is similar to the histogram of the pixel component P (x, y) of the video frame before WTD. On the other hand, the histograms of the high frequency components LH (x, y), HL (x, y), and HH (x, y) have a normal distribution centered on the pixel value "0".
このように、LH、HL、及びHH分割フレーム52、53、及び54は、LL分割フレーム51よりも情報量が少ないため、LL分割フレーム51よりも圧縮効率を向上できるので圧縮時の画質劣化が小さい。
As described above, since the LH, HL, and HH divided frames 52, 53, and 54 have a smaller amount of information than the LL divided
このため、映像圧縮部121は、第2圧縮率と等しいか、これよりも低い第1圧縮率を用いて第1圧縮処理を行い、映像圧縮部122、123、及び124は、第1圧縮率と等しいか、これよりも高い第2圧縮率を用いて第2圧縮処理を行ってもよい。映像圧縮部121乃至124は、情報量の多いLL分割フレーム51の圧縮率を低くし、情報量の少ないLH、HL、及びHH分割フレーム52、53、及び54の圧縮率を高くすることで、圧縮による画質劣化を抑えることができる。
Therefore, the video compression unit 121 performs the first compression process using a first compression rate equal to or lower than the second compression rate, and the
また、LL分割フレーム51は、本実施形態において、8Kよりも低い4K映像の映像フレームとして用いられるため、LL分割フレーム51の圧縮率を低くすることにより、画質劣化の少ない4K映像の映像フレームを提供できる。
Further, since the LL divided
IPパケット化部1311は、映像圧縮部121が出力するLL圧縮分割フレーム(第1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132に出力する。
The
IPパケット化部1312は、映像圧縮部122が出力するLH圧縮分割フレーム(第2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132に出力する。
The
IPパケット化部1313は、映像圧縮部123が出力するHL圧縮分割フレーム(第2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132に出力する。
The
IPパケット化部1314は、映像圧縮部124が出力するHH圧縮分割フレーム(第2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132に出力する。
The IP packetization unit 1314 converts the HH compression division frame (second compression division frame) output by the
送信バッファ132は、IPパケット化部1311乃至1314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4に出力する。
The
なお、送信部13は、複数の通信回線を用いて第1圧縮分割フレーム及び第2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、4個の通信回線を介して4個の圧縮分割フレームを並列的に送信する。
The
送信部13は、LL圧縮分割フレーム(第1圧縮分割フレーム)が低周波成分LL(x,y)からなることを示す識別情報を付与したLL圧縮分割フレーム(第1圧縮分割フレーム)を送信してもよい。これにより、第1及び第2受信装置2、3は、第1及び第2圧縮分割フレームのうち、第1圧縮分割フレーム(LL圧縮分割フレーム)を当該識別情報により識別して受信し、LL分割フレーム51を4K映像の映像フレームに用いることができる。
The
このとき、送信部13は、識別情報として、フラグをLL圧縮分割フレームのIPパケットごとに付与してもよい。或いは、送信部13のIPパケット化部1311乃至1314がそれぞれ異なるIPアドレスを用いることで、送信部13は、IPアドレスを識別情報としてもよい。
At this time, the
なお、識別情報は、LL圧縮分割フレーム(第1圧縮分割フレーム)が4K映像の映像フレームとして用いることができることを示してもよい。 The identification information may indicate that the LL compression division frame (first compression division frame) can be used as a video frame for 4K video.
(第1受信装置)
次に、本実施形態に係る第1受信装置2について説明する。本実施形態に係る第1受信装置2は、8K(第1解像度)の映像受信に対応した受信装置である。図6は、第1受信装置2の構成を示す図である。
(1st receiving device)
Next, the
図6に示すように、第1受信装置2は、受信部21と、映像復号部22と、映像合成部23とを有する。
As shown in FIG. 6, the
受信部21は、送信装置1から伝送路4を介して、第1及び第2圧縮分割フレームを受信し、第1及び第2圧縮分割フレームを映像復号部22に出力する。
The receiving
映像復号部22は、第1圧縮分割フレームに対して第1復号処理を行って第1分割フレームを生成するとともに、第2圧縮分割フレームに対して第2復号処理を行って第2分割フレームを生成し、第1及び第2分割フレームを映像合成部23に出力する。
The
映像合成部23は、第1及び第2分割フレームから第1映像フレームを合成し、第1映像フレームを出力する。
The
具体的には、受信部21は、受信バッファ211と、IPデパケット化部212とを有する。IPデパケット化部212は、IPデパケット化部2121乃至2124を有する。映像復号部22は、映像復号部221乃至224を有する。
Specifically, the receiving
受信部21は、送信装置1から伝送路4を介して第1圧縮分割フレーム及び第2圧縮分割フレームのIPパケットを受信する。このとき、受信部21は、上述した識別情報により第1圧縮分割フレームのみを識別して受信してもよい。
The receiving
受信バッファ211は、送信装置1から伝送路4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2121乃至2124に出力する。
The
IPデパケット化部2121は、受信バッファ211が出力するIPパケットをIPデパケット化し、第1圧縮分割フレームとして、LL圧縮分割フレームを映像復号部221に出力する。
The
IPデパケット化部2122は、受信バッファ211が出力するIPパケットをIPデパケット化し、第2圧縮分割フレームとして、LH圧縮分割フレームを映像復号部222に出力する。
The
IPデパケット化部2123は、受信バッファ211が出力するIPパケットをIPデパケット化し、第2圧縮分割フレームとして、HL圧縮分割フレームを映像復号部223に出力する。
The
IPデパケット化部2124は、受信バッファ211が出力するIPパケットをIPデパケット化し、第2圧縮分割フレームとして、HH圧縮分割フレームを映像復号部224に出力する。
The
映像復号部221は、IPデパケット化部2121が出力するLL圧縮分割フレーム(第1圧縮分割フレーム)に対して第1復号処理行い、LL分割フレーム51(第1圧縮分割フレーム)を生成し、LL分割フレーム51を映像合成部23に出力する。第1復号処理は、上述した第1圧縮処理の逆処理である。
The
映像復号部222は、IPデパケット化部2122が出力するLH圧縮分割フレーム(第2圧縮分割フレーム)に対して第2復号処理を行い、LH分割フレーム52(第2分割フレーム)を生成し、LH分割フレーム52を映像合成部23に出力する。第2復号処理は、上述した第2圧縮処理の逆処理である。
The
映像復号部223は、IPデパケット化部2123が出力するHL圧縮分割フレーム(第2圧縮分割フレーム)に対して軽圧縮技術を用いて第2復号処理を行い、HL分割フレーム53(第2分割フレーム)を生成し、HL分割フレーム53を映像合成部23に出力する。
The
映像復号部224は、IPデパケット化部2124が出力するHH圧縮分割フレーム(第2圧縮分割フレーム)に対して軽圧縮技術を用いて第2復号処理を行い、HH分割フレーム54(第2分割フレーム)を生成し、HH分割フレーム54を映像合成部23に出力する。
The
映像合成部23は、映像復号部221が出力するLL分割フレーム51(第1分割フレーム)と、映像復号部222、223、及び224がそれぞれ出力するLH、HL、及びHH分割フレーム52、53、及び54(第2分割フレーム)とを結合することにより、第1映像フレームを合成し、合成した第1映像フレームを出力する。第1映像フレームは、8K(第1解像度)の映像の映像フレームである。
The
映像復号部221は、LL分割フレーム51(第1分割フレーム)を、映像合成部23を介さずに、4K(第2解像度)の映像の映像フレームである第2映像フレームとして出力してもよい。これにより、映像復号部221は、専用の機器を用いることなく、8K(第1解像度)の映像をダウンコンバートして生成される4K(第2解像度)の映像の映像フレームを生成し、出力することができる。
The
よって、本実施形態に係る第1受信装置2は、第1分割フレーム及び第2分割フレームから8K映像の映像フレームを合成し出力するだけでなく、専用機器を用いずに、8K映像をダウンコンバートして生成される4K映像の映像フレームを出力することが可能である。但し、第1受信装置2は、8K映像の映像フレームのみを出力する受信装置であってもよい。
Therefore, the
第1受信装置2から出力される第1及び第2映像フレームは、例えば、第1受信装置2に接続されるモニタ(図示せず)に出力される。
The first and second video frames output from the
(第2受信装置)
次に、本実施形態に係る第2受信装置3について説明する。本実施形態に係る第2受信装置3は、8K(第1解像度)の映像受信に対応せず、少なくとも4K(第2解像度)の映像受信に対応した受信装置である。図7は、第2受信装置3の構成を示す図である。
(Second receiver)
Next, the
図7に示すように、第2受信装置3は、受信部31と、映像復号部32とを有する。
As shown in FIG. 7, the
受信部31は、送信装置1から伝送路4を介して、第1及び第2圧縮分割フレームのうち、第1圧縮分割フレームのみを受信し、第1圧縮分割フレームを映像復号部32に出力する。
The receiving
映像復号部32は、第1圧縮分割フレームに対して第1復号処理を行って第1分割フレームを生成し、第1分割フレームを第2映像フレームとして出力する。
The
具体的には、受信部31は、受信バッファ311と、IPデパケット化部312とを有する。
Specifically, the receiving
受信部31は、送信装置1から伝送路4を介して、第1及び第2圧縮分割フレームのIPパケットうち、第1圧縮分割フレーム(LL圧縮分割フレーム)のIPパケットのみを受信する。このとき、受信部31は、上述した識別情報により第1圧縮分割フレームを識別し、第1及び第2圧縮分割フレームのうち第1圧縮分割フレームのIPパケットのみを受信してもよい。
The receiving
受信バッファ311は、送信装置1から伝送路4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312に出力する。
The
IPデパケット化部312は、受信バッファ311が出力するIPパケットをIPデパケット化し、第1圧縮分割フレームとして、LL圧縮分割フレームを映像復号部32に出力する。
The
映像復号部32は、IPデパケット化部312が出力するLL圧縮分割フレーム(第1圧縮分割フレーム)に対して軽圧縮技術を用いて第1復号処理を行い、LL分割フレーム51(第1圧縮分割フレーム)を生成する。
The
映像復号部32は、LL分割フレーム51(第1分割フレーム)を、4K(第2解像度)の映像の映像フレームである第2映像フレームとして出力する。これにより、映像復号部221は、専用の機器を用いることなく、8K(第1解像度)の映像をダウンコンバートして生成される4K(第2解像度)の映像の映像フレームを生成し、出力することができる。
The
よって、本実施形態に係る第2受信装置3は、送信装置1に8K(第1解像度)の映像の映像フレームが入力される場合であっても、専用機器を用いることなく、4K(第2解像度)の映像の映像フレームを出力することが可能である。
Therefore, the
第2受信装置3から出力される第2映像フレームは、例えば、第2受信装置3に接続されるモニタ(図示せず)に出力される。このとき、第2受信装置3に接続されるモニタは、8K(第1解像度)に対応していなくてもよく、少なくとも4K(第2解像度)に対応していればよい。
The second video frame output from the
(2SIとの比較)
本実施形態に係るWTDの比較例として、2SIについて説明する。
(Comparison with 2SI)
2SI will be described as a comparative example of WTD according to the present embodiment.
図8は、2SIによる映像分割を示す図である。図8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。そのため、2SIによる映像分割を用いた場合、8K映像の映像フレームの画素成分を2画素間隔で間引くことにより4K映像の映像フレームを生成することができる。但し、4K映像の映像フレームは、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。 FIG. 8 is a diagram showing video division by 2SI. As shown in FIG. 8, the 2SI samples the even-numbered and odd-numbered lines of the video frame in the horizontal direction at intervals of two pixels and divides them into four. Therefore, when the video division by 2SI is used, the video frame of the 4K video can be generated by thinning out the pixel components of the video frame of the 8K video at intervals of 2 pixels. However, since the video frame of the 4K video 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WTDによれば、4K映像の映像フレームに、8K映像の映像フレームの隣接画素間の平均値からなるLL分割フレーム51を用いる。また、目標とする圧縮率に対して、2SIによる映像分割を行った場合、第1圧縮率と第2圧縮率は同じ値に設定しなければ画質劣化が大きくなるが、WTDはLL分割フレーム51の圧縮率である第1圧縮率を目標とする圧縮率よりも抑えることができるため、2SIに比べて画質劣化を抑制できる。
According to the WTD according to the present embodiment, the LL divided
次にWTDの有効性を確認する。図9は、2SI及びWTDを用いて映像分割を行った場合の画質劣化特性の評価系統を示す図である。評価にはPSNR(Peak signal to noise ratio)を用いている。 Next, the effectiveness of WTD is confirmed. FIG. 9 is a diagram showing an evaluation system of image quality deterioration characteristics when video division is performed using 2SI and WTD. PSNR (Peak signal to noise ratio) is used for the evaluation.
図9に示すように、複数種類の8K映像フレーム(Chromakey,Kimono,Moss,及びShip)に対して、軽圧縮技術としてJPEG XSを用い圧縮率を変えながら、分割せずに圧縮復号して得られた8K映像フレームと、2SI及びWTDを用いて4分割或いは4分割を繰り返し16分割して得られた4K映像フレーム4枚或いは2K映像フレーム16枚を圧縮復号した後、映像合成して得られた8K映像フレームの画質劣化特性を取得した。映像情報メディア学会が提供する超高精細・広色域標準画像を評価映像フレームとして用いた。
As shown in FIG. 9, a plurality of types of 8K video frames (Chromakey, Kimono, Moss, and Ship) are compressed and decoded without division while using PEG XS as a light compression technique while changing the compression ratio. The 8K video frame obtained by compressing and
図10は、図9に示した評価系統により取得した画質劣化特性を示す図である。PSNRの値が大きいと画質劣化は小さく、PSNRの値が小さいと画質劣化は大きい。 FIG. 10 is a diagram showing image quality deterioration characteristics acquired by the evaluation system shown in FIG. When the PSNR value is large, the image quality deterioration is small, and when the PSNR value is small, the image quality deterioration is large.
圧縮率には、1/10及び1/12を用いた。本実施形態に係るWTDを用いて分割した場合には、全体の圧縮率を1/10又は1/12に保ちつつ、第1圧縮率を第2圧縮率以下とした。 As the compression ratio, 1/10 and 1/12 were used. When divided using the WTD according to the present embodiment, the first compression rate was set to 1/10 or 1/12 or less while keeping the overall compression rate at 1/10 or 1/12 or less.
具体的には、全体の圧縮率が1/10の場合は、(第1圧縮率,第2圧縮率)=(1/10,1/10)、(3/20,1/12)、(1/5,1/15)、及び(3/10,1/30)の4パターンに圧縮率を変化させた。全体の圧縮率が1/12の場合は、(第1圧縮率、第2圧縮率)=(1/12,1/12)、(2/15,1/15)、(11/60,1/20),及び(7/30,1/30)の4パターンに圧縮率を変化させた。 Specifically, when the overall compression rate is 1/10, (first compression rate, second compression rate) = (1/10, 1/10), (3/20, 1/12), ( The compression ratio was changed to 4 patterns of 1/5, 1/15) and (3/10, 1/30). When the total compression rate is 1/12, (1st compression rate, 2nd compression rate) = (1/12, 1/12), (2/15, 1/15), (11/60, 1) The compression ratio was changed to 4 patterns of / 20) and (7/30, 1/30).
図10(a)及び図10(b)は、それぞれ圧縮率を1/10及び1/12とし、非分割の場合、及び、2SI及びWTDを用いて4分割した場合の画質劣化特性を示し、図10(c)及び図10(d)は、それぞれ圧縮率を1/10及び1/12とし、非分割の場合、及び、2SI及びWTDを用いて16分割した場合の画質劣化特性を示している。 10 (a) and 10 (b) show the image quality deterioration characteristics when the compression ratios are 1/10 and 1/12, respectively, when the compression ratio is not divided and when the compression ratio is divided into four using 2SI and WTD. 10 (c) and 10 (d) show the image quality deterioration characteristics when the compression ratios are 1/10 and 1/12, respectively, when the compression ratio is not divided and when the compression ratio is divided into 16 using 2SI and WTD. There is.
図10(a)及び図10(b)に示すように、2SIを用いて4分割した場合、非分割の場合に生じる画質劣化と比較して、圧縮率が1/10の場合、約2.6〜5.5[dB]、圧縮率が1/12の場合、約2.9〜5.1[dB]の画質劣化が発生した。一方、WTDを用いて4分割した場合、非分割の場合に生じる画質劣化と比較して、圧縮率が1/10の場合、全画像において第1圧縮率が3/20及び第2圧縮率が1/12となる最も画質劣化が低減される組み合わせで約2〜3[dB]の画質劣化が発生した。圧縮率が1/12の場合、全画像において第1圧縮率が2/15及び第2圧縮率が1/15となる最も画質劣化が低減される組み合わせで約1.3〜2.3[dB]の画質劣化が発生した。即ち、WTDを用いて4分割した場合、2SIを用いて4分割した場合と比較して、約0.6〜2.5[dB]の画質劣化を低減できることが確認できた。 As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), when the compression ratio is 1/10, the image quality is about 2. When the compression ratio was 1/12 at 6 to 5.5 [dB], the image quality deteriorated by about 2.9 to 5.1 [dB]. On the other hand, when the image quality is divided into four using WTD, the first compression rate is 3/20 and the second compression rate is 3/20 for all images when the compression rate is 1/10 as compared with the image quality deterioration that occurs in the case of non-division. The image quality deterioration of about 2 to 3 [dB] occurred in the combination of 1/12, which is the most reduced image quality deterioration. When the compression rate is 1/12, the first compression rate is 2/15 and the second compression rate is 1/15 for all images, which is a combination that minimizes image quality deterioration and is about 1.3 to 2.3 [dB]. ] Image quality has deteriorated. That is, it was confirmed that the image quality deterioration of about 0.6 to 2.5 [dB] can be reduced in the case of dividing into four using WTD as compared with the case of dividing into four using 2SI.
図10(c)及び図10(d)に示すように、2SIを用いて16分割した場合、非分割の場合に生じる画質劣化と比較して、圧縮率が1/10の場合、約5.5〜10[dB]、圧縮率が1/12の場合、約6〜8.7[dB]の画質劣化が発生した。一方、WTDを用いて16分割した場合、非分割の場合に生じる画質劣化と比較して、圧縮率が1/10の場合、Chromakey、Kimono、Shipは第1圧縮率が1/10及び第2圧縮率が1/10、Mossは第1圧縮率が3/20及び第2圧縮率が1/12となる最も画質劣化が低減される組み合わせで、約1.8〜3.4[dB]の画質劣化が発生した。圧縮率が1/12の場合、全画像において第1圧縮率が2/15及び第2圧縮率が1/15となる最も画質劣化が低減される組み合わせで約2〜3.3[dB]の画質劣化が発生した。即ち、WTDを用いて16分割した場合、2SIを用いて16分割した場合と比較して、約2.9〜3.4[dB]の画質劣化を低減できることが確認できた。 As shown in FIGS. 10 (c) and 10 (d), when the compression ratio is 1/10, the image quality is about 5. When the compression ratio was 1/12 at 5 to 10 [dB], the image quality deteriorated by about 6 to 8.7 [dB]. On the other hand, when 16 divisions are performed using WTD, when the compression ratio is 1/10, the first compression ratios of Chromakey, Kimono, and Ship are 1/10 and the second, as compared with the image quality deterioration that occurs in the case of non-division. The compression rate is 1/10, and Moss is a combination in which the first compression rate is 3/20 and the second compression rate is 1/12, which reduces the deterioration of image quality, and is about 1.8 to 3.4 [dB]. Image quality deterioration has occurred. When the compression rate is 1/12, the first compression rate is 2/15 and the second compression rate is 1/15 for all images, which is about 2 to 3.3 [dB] in the combination with the least image quality deterioration. Image quality deterioration has occurred. That is, it was confirmed that the image quality deterioration of about 2.9 to 3.4 [dB] can be reduced when 16 divisions are performed using WTD as compared with the case where 16 divisions are performed using 2SI.
よって、画質の評価では、本実施形態に係るWTDは、既存方式の2SIよりも画質劣化が少ないことが分かり、WTDの有効性が確認できた。 Therefore, in the evaluation of the image quality, it was found that the WTD according to the present embodiment had less deterioration in image quality than the 2SI of the existing method, and the effectiveness of the WTD 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第1及び第2受信装置2、3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DVDROM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、第1及び第2受信装置2、3が行う各処理を実行する機能部(回路)を集積化し、第1及び第2受信装置2、3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 within a range that does not deviate from the gist. ..
1 :送信装置
2 :第1受信装置
3 :第2受信装置
4 :伝送路
11 :映像分割部
12 :映像圧縮部
13 :送信部
21 :受信部
22 :映像復号部
23 :映像合成部
31 :受信部
32 :映像復号部
51 :LL分割フレーム
52 :LH分割フレーム
53 :HL分割フレーム
54 :HH分割フレーム
121 :映像圧縮部
122 :映像圧縮部
123 :映像圧縮部
124 :映像圧縮部
131 :IPパケット化部
132 :送信バッファ
211 :受信バッファ
212 :IPデパケット化部
221 :映像復号部
222 :映像復号部
223 :映像復号部
224 :映像復号部
311 :受信バッファ
312 :IPデパケット化部
1311 :IPパケット化部
1312 :IPパケット化部
1313 :IPパケット化部
1314 :IPパケット化部
2121 :IPデパケット化部
2122 :IPデパケット化部
2123 :IPデパケット化部
2124 :IPデパケット化部
1: Transmission device 2: First receiving device 3: Second receiving device 4: Transmission path 11: Video dividing unit 12: Video compression unit 13: Transmission unit 21: Reception unit 22: Video decoding unit 23: Video synthesis unit 31: Reception unit 32: Video decoding unit 51: LL division frame 52: LH division frame 53: HL division frame 54: HH division frame 121: Video compression unit 122: Video compression unit 123: Video compression unit 124: Video compression unit 131: IP Packetizing unit 132: Transmission buffer 211: Reception buffer 212: IP depacketizing unit 221: Video decoding unit 222: Video decoding unit 223: Video decoding unit 224: Video decoding unit 311: Reception buffer 312: IP depacketizing unit 1311: IP Packetization unit 1312: IP packetization unit 1313: IP packetization unit 1314: IP packetization unit 2121: IP depacketization unit 2122: IP depacketization unit 2123: IP depacketization unit 2124: IP depacketization unit
Claims (10)
前記第1分割フレームに対して第1圧縮処理を行って第1圧縮分割フレームを生成するとともに、前記第2分割フレームに対して第2圧縮処理を行って第2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、前記第1圧縮分割フレーム及び前記第2圧縮分割フレームを送信する送信部と、を備え、
前記第1分割フレームは、前記第1解像度よりも低い第2解像度の映像の映像フレームとして用いられることを特徴とする送信装置。 By performing wavelet transform on the input video frame of the first resolution video, a first divided frame composed of a low frequency component of the video frame and a second divided frame composed of a high frequency component of the video frame are generated. Video division and
Video compression that performs the first compression process on the first divided frame to generate the first compressed divided frame, and also performs the second compression process on the second divided frame to generate the second compressed divided frame. Department and
A transmission unit that transmits the first compression division frame and the second compression division frame via a transmission line is provided.
The first divided frame is a transmission device characterized in that it is used as a video frame of a video having a second resolution lower than the first resolution.
前記第1受信装置は、前記第1解像度及び前記第2解像度の映像受信に対応した受信装置であり、
前記第2受信装置は、前記第1解像度及び前記第2解像度の映像受信のうち、前記第2解像度の映像受信にのみ対応した受信装置であることを特徴とする請求項1に記載の送信装置。 The transmission unit transmits both the first compression division frame and the second compression division frame to the first receiving device, and transmits the first compression division frame to the second receiving device.
The first receiving device is a receiving device corresponding to the video reception of the first resolution and the second resolution.
The transmission device according to claim 1, wherein the second receiving device is a receiving device that supports only the second resolution video reception among the first resolution and the second resolution video reception. ..
前記第1圧縮分割フレームに対して第1復号処理を行って第1分割フレームを生成するとともに、前記第2圧縮分割フレームに対して第2復号処理を行って第2分割フレームを生成する映像復号部と、
前記第1分割フレーム及び前記第2分割フレームから前記映像フレームを合成する映像合成部と、を備えることを特徴とする受信装置。 A receiving unit that receives a first compression-divided frame composed of a low-frequency component of a video frame of a first-resolution video and a second compression-divided frame composed of a high-frequency component of the video frame from a transmitting device via a transmission line.
Video decoding in which the first compression division frame is subjected to the first decoding process to generate the first division frame, and the second compression division frame is subjected to the second decoding process to generate the second division frame. Department and
A receiving device including the first divided frame and a video synthesizing unit that synthesizes the video frame from the second divided frame.
前記第1圧縮分割フレーム及び前記第2圧縮分割フレームのうち、前記第1圧縮分割フレームのみを受信する受信部と、
前記第1圧縮分割フレームに対して第1復号処理を行って第1分割フレームを生成する映像復号部と、を備え、
前記第1分割フレームは、前記第1解像度よりも低い第2解像度の映像の映像フレームとして用いられることを特徴とする受信装置。 Reception used in a transmission system that transmits a first compression-divided frame composed of low-frequency components of a video frame of a first-resolution video and a second compression-divided frame composed of high-frequency components of the video frame from a transmission device via a transmission line. It ’s a device,
Of the first compression division frame and the second compression division frame, a receiving unit that receives only the first compression division frame, and
A video decoding unit that performs a first decoding process on the first compressed divided frame to generate a first divided frame is provided.
The receiving device is characterized in that the first divided frame is used as a video frame of a video having a second resolution lower than the first resolution.
入力される第1解像度の映像の映像フレームに対してウェーブレット変換を行うことにより、前記映像フレームの低周波数成分からなる第1分割フレーム及び前記映像フレームの高周波数成分からなる第2分割フレームを生成する映像分割処理と、
前記第1分割フレームに対して第1圧縮処理を行って第1圧縮分割フレームを生成するとともに、前記第2分割フレームに対して第2圧縮処理を行って第2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、前記第1圧縮分割フレーム及び前記第2圧縮分割フレームを送信する送信処理と、を実行させ、
前記第1分割フレームは、前記第1解像度よりも低い第2解像度の映像の映像フレームとして用いられることを特徴とするプログラム。 To the transmitter
By performing wavelet transform on the input video frame of the first resolution video, a first divided frame composed of a low frequency component of the video frame and a second divided frame composed of a high frequency component of the video frame are generated. Video division processing and
Video compression that performs the first compression process on the first divided frame to generate the first compressed divided frame, and also performs the second compression process on the second divided frame to generate the second compressed divided frame. Processing and
The transmission process of transmitting the first compression division frame and the second compression division frame via the transmission line is executed.
The first divided frame is a program characterized in that it is used as a video frame of a video having a second resolution lower than the first resolution.
送信装置から伝送路を介して、第1解像度の映像の映像フレームの低周波成分からなる第1圧縮分割フレーム及び前記映像フレームの高周波成分からなる第2圧縮分割フレームを受信する受信処理と、
前記第1圧縮分割フレームに対して第1復号処理を行って第1分割フレームを生成するとともに、前記第2圧縮分割フレームに対して第2復号処理を行って第2分割フレームを生成する映像復号処理と、
前記第1分割フレーム及び前記第2分割フレームから前記映像フレームを合成する映像合成処理と、を実行させることを特徴とするプログラム。 In the receiving device
Reception processing for receiving the first compression division frame composed of the low frequency component of the video frame of the first resolution video and the second compression division frame composed of the high frequency component of the video frame from the transmission device via the transmission line.
Video decoding in which the first compression division frame is subjected to the first decoding process to generate the first division frame, and the second compression division frame is subjected to the second decoding process to generate the second division frame. Processing and
A program characterized by executing a video compositing process for synthesizing the video frame from the first split frame and the second split frame.
前記第1圧縮分割フレーム及び前記第2圧縮分割フレームのうち、前記第1圧縮分割フレームのみを受信する受信処理と、
前記第1圧縮分割フレームに対して第1復号処理を行って第1分割フレームを生成する映像復号処理と、を実行させ、
前記第1分割フレームは、前記第1解像度よりも低い第2解像度の映像の映像フレームとして用いられることを特徴とするプログラム。 Reception used in a transmission system that transmits a first compression-divided frame composed of low-frequency components of a video frame of a first-resolution video and a second compression-divided frame composed of high-frequency components of the video frame from a transmission device via a transmission line. On the device
A reception process for receiving only the first compression division frame among the first compression division frame and the second compression division frame, and
The video decoding process of performing the first decoding process on the first compressed divided frame to generate the first divided frame is executed.
The first divided frame is a program characterized in that it is used as a video frame of a video having a second resolution lower than the first resolution.
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