JP4224320B2 - 画像圧縮装置とその方法及びコンピュータ・ソフトウエア - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像圧縮装置とコンピュータ・ソフトウエアであり、特に動画圧縮機能と静止画圧縮機能を有する画像圧縮装置において、動画から静止画または静止画から動画に切換えた場合の切換えタイミングの高速化及び切換え直後の画像品位の改善手段を具備した事を特徴とする画像圧縮装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、監視カメラシステムでは、画像の検索の容易性、配信性、長時間記録および高品位画像のメリットが得られる、デジタル監視システムが求められている。このデジタル監視システムでは、カメラからの画像をデジタル化し画像圧縮するための画像圧縮装置を用いて画像圧縮された画像データを送信または記録することにより長時間記録、高品位画像、容易検索性を実現している。監視カメラシステムでは、一般的に長時間記録、かつ異常発生時の高画質画像記録が要求される。そのため、画像圧縮装置は、通常時には低画質でよいため低データレートで圧縮画像記録を行い、異常を検知した時は高画質な画像が要求されるのでより高データレートの圧縮画像記録を行えるようにするために画質切換えや画像の圧縮形式の切換えを行なっている。以下、従来の画質切換えおよび画像の圧縮形式の切換え制御方法の技術を説明する。
【0003】
従来の技術では、通常時はフレーム数によりフレーム内またはフレーム間差分との圧縮方式を切換えられるとともに間欠記録により低データレートで記録を行い、異常発生時には圧縮率を低圧縮率とするとともに間欠記録から連続記録に自動変更し高データレートで記録することにより、長時間記録と異常発生時の高画質確保を行っている。(例えば、特許文献1参照)
【0004】
また、他の従来技術では、通常時は低解像度の画像信号を低ビットレートでMPEG(Moving Picture Experts Group)圧縮し送信し、異常発生時は高解像度の画像信号を高ビットレートでMPEG圧縮するように切換えて送信することにより、長時間記録と異常発生時の高画質確保を行っている。(例えば、特許文献2参照)
【0005】
また、他の従来技術では、通常時はMPEG出力データ中のBフレーム、もしくはBフレームとPフレームを間引き制御方法により低データレートで記録し、異常時はMPEG出力データのフレームを間引かずそのまま記録することにより、長時間記録と異常発生時の高画質確保を行っている。(例えば、特許文献3参照)
一方、MPEG圧縮またはJPEG(Joint PhotographicExperts Group)圧縮の圧縮形式において、画質を変更するためにデータレートを切換えた場合、圧縮率等の圧縮制御パラメータは変更前のパラメータ値をそのまま使用出来ない為、切換え直後は標準的な圧縮パラメータ値を使用し圧縮処理を開始し、出力のデータレートを監視しながら目標のデータレートに近づけていく技術が一般的である。このため、画質切換え直後所定の時間の間は、出力データレートは安定せず入力画像データによっては目標とする出力データレートに対してレートオーバーするかレートアンダーとなる場合がある。実際の製品ではレートオーバーする事による出力データが伝送路または記録機の上限のデータレートよりオーバーする危険性を回避するために、切換え直後の圧縮パラメータ値は出力データレートが目標出力データレートよりも低くなる様に設定されている。しかし、出力データレートがレートアンダーになる場合は、データレートが低くなることにより、画質低下が起こってしまうという問題があった。しかしながら、上記特許文献1、特許文献2、特許文献3による従来技術では、この問題については配慮されていない。
【0006】
これを解決する従来技術としては、撮影指示前のJPEG圧縮部の出力データのサイズ値を監視しておき、撮影指示後の目標とする出力データのサイズとなるための最適圧縮率を予想し、撮影指示後に撮影した画像を最適圧縮率で圧縮しJPEGデータとして記録する技術がある。(例えば、特許文献4参照)
【0007】
また、他の従来技術としては、録画開始前にMPEG圧縮部の出力データレート値が目標データレートとなるよう圧縮率をフィードバック制御しておき、録画開始後は録画開始直前の圧縮率を用いてMPEG圧縮する事で、録画開始直後の出力データレートを安定化する技術がある。(例えば、特許文献5参照)
【0008】
一方、異常時の高画像を実現する従来技術として、通常時は720×480画素程度の画像をMPEG圧縮により動画情報として高圧縮効率の低データレートで送信し、異常時には大きな画素数による高画質の画像をJPEG圧縮により静止画像として送信する技術がある。(例えば、特許文献6参照)
【0009】
【特許文献1】
特開平9−322154号公報
【特許文献2】
特開2002−16877号公報
【特許文献3】
特開2002−262272号公報
【特許文献4】
特開2002−247517号公報
【特許文献5】
特開平9−23405号公報
【特許文献6】
特開2001−352471号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献6記載の従来技術では、MPEG圧縮形式とJPEG圧縮形式のような2種類の圧縮形式の圧縮処理部を設けている装置の場合、同時に2種類の圧縮処理部を動作させることにより消費電力が増大してしまうという問題があった。すなわち、使用していない圧縮処理部を停止することには配慮されていないという問題があった。さらには、圧縮形式切換え直後の出力データレートの安定化についても配慮されていないという問題もあった。
【0011】
また、異なる画像圧縮形式に切換えた時にも出力データレートの最適化、安定化のため圧縮率等の制御パラメータを予測して新たに設定する必要があるが、特許文献4及び特許文献5記載の従来技術では、切換え後となる画像圧縮処理部も事前に動作させておき圧縮パラメータを入手しておくことが必要であり、省電力化に配慮されていないという問題があった。さらに、圧縮形式が変わった場合の圧縮パラメータの最適化には配慮されておらず、圧縮形式切換え直後の出力データレートの安定化がはかれないという問題もあった。
【0012】
そこで、本発明者は、まず下記の方法を考案した。第1の考案は、入力された画像データを複数の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部と、前記複数の圧縮形式の画像圧縮部の内の一つの画像圧縮部を入力された画像データを複数の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部を備え、前記複数の圧縮形式の画像圧縮部の内の一つの画像圧縮部を選択し選択された画像処理部の画像圧縮データ切換えて出力する切換え手段と、選択されていない圧縮形式の画像圧縮部を停止することのできる画像圧縮装置において、画像圧縮形式の切換え時に、まず切換え後となる画像圧縮部を起動または動作させ標準的な圧縮パラメータ値を使用し圧縮処理を開始し、切換え後となる画像圧縮部からの出力データレートが目標データレートに近づき安定してから切換え手段により出力データを切換え、その後切換え前の画像圧縮部の動作を停止する技術である。この技術を用いた場合、消費電力の低減と出力データレートの安定化は実現できる。しかしながら、切換え要求に対して出力の切換えまでに遅延が発生してしまう。、切換え時間を問題にしないシステムでは使用可能であるが、監視システムにおいては異常発生時には早急に高画質画像は切換えが必要なため、このような用途には不向きである。
【0013】
第2の考案は、入力された画像データを複数の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部と、前記複数の圧縮形式の画像圧縮部の内の一つの画像圧縮部を入力された画像データを複数の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部を備え、前記複数の圧縮形式の画像圧縮部の内の一つの画像圧縮部を選択し選択された画像処理部の画像圧縮データ切換えて出力する切換え手段と、選択されていない圧縮形式の画像圧縮部を停止することのできる画像圧縮装置において、画像圧縮形式の切換え時に限り、同一画像に対し切換え後となる画像圧縮部により2回圧縮処理を行うようにし、1回目の標準的な圧縮パラメータ値を使用した圧縮処理のデータレート値の結果を元に補正した圧縮パラメータにより2回目の圧縮処理をし、その後切換え手段により出力データを切換る技術である。しかしながら、この技術も切換え要求に対する出力の遅延が問題となったため、以下の本発明に至った。
【0014】
本発明の目的は、複数の画像圧縮部を備え選択されていない画像圧縮部の動作を停止させる事により省電力を図ることが可能であり、動画圧縮から静止画圧縮、または静止画圧縮から動画圧縮への切換え時等に、切換え直前の画像圧縮部の出力データレート値及び圧縮率と切換え後の目標データレートから、切換え後の圧縮形式に合った最適圧縮率を算出し、最適圧縮率で画像圧縮処理を開始する事で、切換え直後から安定した適切な画像を得る事ができるとともに切換え出力を遅延なく行うことのできる画像圧縮装置及びコンピュータ・ソフトウエアを提供する事にある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、入力された画像データをそれぞれ所定の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部と、該複数の画像圧縮部の内から選択された画像圧縮部の画像圧縮データを出力する切換え手段とを備える画像圧縮装置において、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値を検出するデータレート値検出部と、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第1の圧縮パラメータを検出する第1の圧縮パラメータ検出部と、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータと目標データレート値とを、前記切換え手段による切換え後の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第2の圧縮パラメータとに対応づけて記憶する圧縮パラメータ記憶手段と、を備え、画像圧縮部の選択切換時に、選択切換後の画像圧縮部は、前記圧縮パラメータ記憶手段から選択切換前の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータ及び予め設定された選択切換後の画像圧縮部の目標データレート値とに対応する第2の圧縮パラメータを前記記憶手段より読み出し、該第2の圧縮パラメータにより圧縮処理を開始することを特徴とする。
【0016】
さらに、前記複数の圧縮形式は動画圧縮形式及びまたは静止画圧縮形式であることを特徴とする。
【0017】
また、本発明は、前記記憶手段が、データテーブル形式で、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータと目標データレート値とを、前記切換え手段による切換え後の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第2の圧縮パラメータとを対応づけて記録することを特徴とする。
【0018】
そして、本発明は、前記複数の画像圧縮部の内で選択されていない画像圧縮部が、圧縮処理動作の停止または省電力モードで停止することを特徴とする。
【0019】
さらに、本発明は、前記第1の圧縮パラメータおよび前記第2の圧縮パラメータが、画像を圧縮する圧縮率あるいは、圧縮後の画像の画素数を示すことを特徴とする。
【0020】
また、本発明は、入力された画像データをそれぞれ所定の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部と、該複数の画像圧縮部の内から選択された画像圧縮部の画像圧縮データを出力する切換え手段とを備える画像圧縮装置に使用されるコンピュータ・ソフトウエアであって、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値を検出するデータレート値検出機能と、出力中の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第1の圧縮パラメータを検出する第1の圧縮パラメータ検出機能と、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータと前記切換え手段による切換え後の目標データレート値とを、前記切換え手段による切換え後の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第2の圧縮パラメータに対応づけて記憶する圧縮パラメータ記憶機能と、画像圧縮部の選択切換時に、選択切換後の画像圧縮部は、前記記憶機能によって選択切換前の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータ及び予め設定された選択切換後の画像圧縮部の目標データレート値とに対応づけられている第2の圧縮パラメータにより圧縮処理を開始する機能とをコンピュータに実現させるプログラムからなるコンピュータ・ソフトウエアである。
【0021】
そして、本発明は、入力された画像データをそれぞれ所定の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部と、該複数の画像圧縮部の内から選択された画像圧縮部の画像圧縮データを出力する切換え手段とを備える画像圧縮装置で用いる画像圧縮方法であって、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と、画像圧縮データの画質に関するパラメータである第1の圧縮パラメータを検出する第1の圧縮パラメータとを検出し、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータと前記切換え手段による切換え後の目標データレート値とを、前記切換え手段による切換え後の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第2の圧縮パラメータに対応づけ、画像圧縮部の選択切換時に、選択切換後の画像圧縮部は、選択切換前の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータ及び予め設定された選択切換後の画像圧縮部の目標データレート値とに対応づけられている第2の圧縮パラメータにより圧縮処理を開始する画像圧縮方法である。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。
以下、本発明の画像圧縮装置の一実施例について、図1〜図4を用いて説明する。図1は、実施例1の画像圧縮装置のブロック説明図である。図2は、実施例1における画像圧縮制御用データの演算処理のフローチャートの一例の説明図である。図3は、現在のMPEG設定と実際の出力レートに対応する参照番号テーブルの一例の説明図である。図4は、JPEG(1280×960画素:毎秒2枚)用参照番号テーブルの一例の説明図である。
【0023】
本発明は、入力された画像データをそれぞれ所定の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部と、複数の画像圧縮部の内から選択された画像処理部の画像圧縮データを出力する切換え手段とを備え、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値を検出する出力結果検出部と、出力中の画像圧縮部の実行圧縮情報を検出する圧縮情報検出部と、画像圧縮データのデータレート値と実行圧縮情報と目標データレート値とを元に算出圧縮情報を算出する圧縮情報算出手段とを備えており、画像圧縮部の選択切換時に、選択切換後の画像圧縮部は、前記圧縮情報算出手段が選択切換前の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と実行圧縮情報及び予め設定された選択切換後の画像圧縮部の目標データレート値とを元に算出した算出圧縮情報により圧縮処理を開始する画像圧縮装置である。
【0024】
実施例1を説明する。本実施例では、動画圧縮は通常画質の低データレート圧縮処理用、静止画圧縮はより画素数の多い高画質の高データレート圧縮処理用としている。また、静止画圧縮処理は1秒間に任意の枚数(フレーム数)を継続して圧縮処理するようになっている。
【0025】
図1は、本実施例の画像圧縮装置のブロック構成の例を示す。図1により本実施例の画像圧縮装置の構成および動作概略を説明する。1は入力画像データをMPEG等の動画圧縮処理をする動画圧縮処理部、2は入力画像データをJPEG等の静止画圧縮処理をする静止画圧縮処理部、3は本画像処理装置を制御及び各種演算をするとともに記憶手段も設けたマイコン、4はマイコン3より動画圧縮処理部1を制御するための動画圧縮制御ライン、5は動画圧縮処理部1で検出した出力データレート値をマイコン3へ通知するための動画圧縮結果ライン、6はマイコン3より静止画圧縮処理部2を制御するための静止画圧縮制御ライン、7は静止画圧縮処理部2で検出した出力データレート値をマイコン3へ通知するための静止画圧縮結果ライン、8は動画圧縮処理部1または静止画圧縮処理部2からの出力データを切換る切換え部である。
【0026】
入力された画像データはユーザまたは予め選択されている動画圧縮処理部1または静止画圧縮処理部2により、動画圧縮制御ライン4または静止画圧縮制御ライン6からの圧縮率及び画素数等の圧縮制御情報により圧縮処理され、切換え部8により画像圧縮データとして出力される。このとき、動画圧縮結果ライン5または静止画圧縮結果ラインからの出力データレート値を元に予め設定されている目標出力データレートに近づくようマイコン3は圧縮率等の圧縮制御情報を補正し、補正した圧縮情報でさらに圧縮処理をするというフィードバック処理となっている。
【0027】
また、本実施例では、選択されていない圧縮処理部の動作は停止するようになっており、省電力化に配慮されている。
【0028】
次に、マイコン3の内部構成及び動作概略を説明する。3aは後述する各種データから動画または静止画の圧縮率等の圧縮制御情報を演算するための動画・静止画圧縮制御データ演算部、3bは動画・静止画圧縮制御データ演算部3からの制御データ及びその他の情報を元に動画圧縮処理部1、静止画圧縮処理部2、切換え部8等を制御及び情報の送受信をするための動画・静止画圧縮制御処理部、3cは動画圧縮処理部1で検出された出力データレート値を記憶するための動画圧縮結果保持用データメモリ、3dは動画・静止画圧縮制御データ演算部3aにより演算された動画圧縮処理部1の動画圧縮率を記憶するための動画圧縮制御データ保持用データメモリ、3eは静止画圧縮処理部2で検出された出力データレート値を記憶する静止画圧縮結果保持用データメモリ、3fは動画・静止画圧縮制御データ演算部3aにより演算された静止画圧縮処理部2の静止画圧縮率を記憶するための静止画圧縮制御データ保持用データメモリ、3gは現在の画像圧縮形式の出力画素数と目標出力データレートと、切換え後となる画像圧縮形式の出力画素数と目標出力データレートなどを記憶する画像圧縮形式保持用データメモリ、3hは外部から操作ボタン情報の情報取得を行うなどの各種情報のデータ送受信手段として働く外部インターフェース処理部である。尚、動画圧縮から静止画圧縮または静止画圧縮から動画圧縮への切換え要求は外部インターフェース処理部3hを介して入力される。また、入力はセンサー等による異常時の検出または操作ボタン(図示せず)の操作等により行なわれる。
【0029】
次に、信号の流れ及び動作についてさらに説明する。動画圧縮を継続して行う場合、動画・静止画圧縮制御処理部3bは現在の動画圧縮率で圧縮された動画圧縮の出力データレート値を動画圧縮処理部1から取得し、動画圧縮結果保持用データメモリ3cに格納するとともに動画・静止画圧縮制御データ演算部3aに対して動画圧縮継続のために動画圧縮率の演算要求を行う。動画・静止画圧縮制御データ演算部3aは、画像圧縮形式保持用データメモリ3gに予め設定され記憶されている動画の目標出力データレートと動画圧縮結果保持用データメモリ3cに格納されている現在の動画圧縮の出力データレート値と動画圧縮制御データ保持用データメモリ3dに格納されている現在の圧縮率とを読み出し、出力データレート値と目標出力データレートとの差から現在の圧縮率を補正するための変化分を算出し、さらにその変化分を含めて新たに補正された動画圧縮率を算出し、動画圧縮制御データ保持用データメモリ3dに算出結果である動画圧縮率を格納するとともに動画・静止画圧縮制御処理部3bへ演算が終了したことを伝える。この後動画・静止画圧縮制御処理部3bは動画圧縮制御データ保持用データメモリ3dに格納されている動画圧縮率を読出し動画圧縮制御ライン4を介して動画圧縮処理部1に送信し、補正後の動画圧縮率で動画圧縮処理を制御する。動画圧縮継続中はこの動作を繰返す。
【0030】
尚、本実施例では動画圧縮結果保持用データメモリ3c及び動画圧縮制御データ保持用データメモリ3dは動画・静止画圧縮制御処理部3b及び動画・静止画圧縮制御データ演算部3aとは別ブロックとなっているが、動画・静止画圧縮制御処理部3bまたは動画・静止画圧縮制御データ演算部3a内に一時的に保存されるようにしても構わない。
【0031】
静止画圧縮を所定の時間毎に継続して行う場合は、動画・静止画圧縮制御処理部3bは現在の静止画圧縮率で圧縮された静止画圧縮の出力データレート値を静止画圧縮処理部2から取得し、静止画圧縮結果保持用データメモリ3eに格納するとともに動画・静止画圧縮制御データ演算部3aに対して静止画圧縮継続のために静止画圧縮率の演算要求を行う。画像圧縮形式保持用データメモリ3gに予め設定され記憶されている静止画の目標出力データレートと動画・静止画圧縮制御データ演算部3aは、静止画圧縮結果保持用データメモリ3eに格納されている現在の静止画圧縮の出力データレート値と静止画圧縮制御データ保持用データメモリ3fに格納されている現在の圧縮率とを読み出し、出力データレート値と目標出力データレートとの差から現在の圧縮率を補正するための変化分を算出し、さらにその変化分を含めて新たに補正された静止画圧縮率を算出し、静止画圧縮制御データ保持用データメモリ3fに算出結果を格納するとともに動画・静止画圧縮制御処理部3bへ演算が終了したことを伝える。この後動画・静止画圧縮制御処理部3bは静止画圧縮制御データ保持用データメモリ3eに格納されている静止画圧縮率を読出し静止画圧縮制御ライン6を介して静止画圧縮処理部2に送信し、補正後の静止画圧縮率で静止画圧縮処理を制御する。静止画圧縮継続中はこの動作を繰返す。尚、本実施例では静止画圧縮結果保持用データメモリ3e及び静止画圧縮制御データ保持用データメモリ3fは動画・静止画圧縮制御処理部3b及び動画・静止画圧縮制御データ演算部3aとは別ブロックとなっているが、動画・静止画圧縮制御処理部3bまたは動画・静止画圧縮制御データ演算部3a内に一時的に保存されるようにしても構わない。
【0032】
次に、本実施例における動画圧縮から静止画圧縮へ切換える場合を説明する。動画・静止画圧縮制御処理部3bは現在の動画圧縮率で圧縮された動画圧縮の出力データレート値を動画圧縮処理部1から取得し、動画圧縮結果保持用データメモリ3cに格納するとともに動画・静止画圧縮制御データ演算部3aに対して動画圧縮から静止画圧縮への切換えのために静止画圧縮率の演算要求を行う。動画・静止画圧縮制御データ演算部3aは、画像圧縮形式保持用メモリ3gに記憶されている現在の動画圧縮での設定画素数と、動画圧縮結果保持用データメモリ3cに格納されている現在の動画圧縮の出力データレート値と、動画圧縮制御データ保持用データメモリ3dに格納されている現在実際に設定している動画圧縮の圧縮率および画像圧縮形式保持用メモリ3gに予め設定され格納されている切換え後となる新たな静止画圧縮での目標出力データレートと設定画素数とを読み出し、現在の動画圧縮の設定画素数と出力データレート値及び圧縮率から現在の入力データレートを算出し、さらに算出された入力データレートを切換え後の静止画圧縮の目標出力データレートと設定画素数から目標出力データレートとなるよう静止画圧縮率を算出し、静止画圧縮制御データ保持用データメモリ3fに算出結果である静止画圧縮率を格納するとともに動画・静止画圧縮制御処理部3bへ演算が終了したことを伝える。この後動画・静止画圧縮制御処理部3bは、静止画圧縮制御データ保持用データメモリ3fに格納されている静止画圧縮率を読出し静止画圧縮制御ライン6を介して静止画圧縮処理部2に送信し、算出後の静止画圧縮率で静止画圧縮処理の動作を開始する制御を行わせ、切換え部8を制御して出力を動画圧縮処理部1から静止画圧縮処理部2へ切換る。その後、動画・静止画圧縮制御処理部3bは、動画圧縮制御ライン4を介して動画圧縮処理部1の動作処理を停止させる。これにより、動画圧縮から静止画圧縮に切換る場合、切換え後の静止画の圧縮率を入力データレートに対応して最適に算出し、最適圧縮率で静止画像の圧縮処理を開始できるので、切換え直後から安定した適切な画像を得ることができる。
【0033】
静止画圧縮から動画圧縮へ切換える場合は、動画・静止画圧縮制御処理部3bは現在の静止画圧縮率で圧縮された静止画圧縮の出力データレート値を静止画圧縮処理部2から取得し、静止画圧縮結果保持用データメモリ3eに格納するとともに動画・静止画圧縮制御データ演算部3aに対して静止画圧縮から動画圧縮への切換えのために動画圧縮率の演算要求を行う。動画・静止画圧縮制御データ演算部3aは、画像圧縮形式保持用メモリ3gに記憶されている現在の静止画圧縮での設定画素数と、静止画圧縮結果保持用データメモリ3eに格納されている現在の静止画圧縮の出力データレート値と、静止画圧縮制御データ保持用データメモリ3fに格納されている現在実際に設定している静止画圧縮の圧縮率および画像圧縮形式保持用メモリ3gに予め設定され格納されている切換え後となる新たな動画圧縮での目標出力データレートと設定画素数とを読出し、現在の静止画圧縮の設定画素数と出力データレート値及び圧縮率から現在の入力データレートを算出し、さらに算出された入力データレートを切換え後の動画圧縮の目標出力データレートと設定画素数から目標出力データレートとなるよう動画圧縮率を算出し、動画圧縮制御データ保持用データメモリ3dに算出結果である動画圧縮率を格納するとともに動画・静止画圧縮制御処理部3bへ演算が終了したことを伝える。この後動画・静止画圧縮制御処理部3bは、動画圧縮制御データ保持用データメモリ3dに格納されている動画圧縮率を読出し動画圧縮制御ライン4を介して動画圧縮処理部1に送信し、算出後の動画圧縮率で動画圧縮処理の動作を開始する制御を行わせ、切換え部8を制御して出力を静止画圧縮処理部2から動画圧縮処処理部1へ切換る。その後、動画・静止画圧縮制御処理部3bは、静止画圧縮制御ライン6を介して静止画圧縮処理部2の動作処理を停止させる。これにより、静止画圧縮から動画圧縮に切換る場合、切換え後の動画の圧縮率を入力データレートに対応して最適に算出し、最適圧縮率で動画像の圧縮処理を開始できるので、切換え直後から安定した適切な画像を得ることができる。
【0034】
次に、図2に示すフローチャートを用いて動画・静止画圧縮制御データ演算部3a及び動画・静止画圧縮制御処理部3bが行う処理フローを説明する。ステップS1において、動画・静止画圧縮制御処理部3bでは、画像圧縮形式の変更をすることが可能なタイミングで画像圧縮形式の切換え要求の判定を行う。ステップS1で切換え要求がある場合は、動画・静止画圧縮制御処理部3bは動画・静止画圧縮制御データ演算部3aに対し画像圧縮形式切換えによる演算指示を行い、圧縮率の演算処理に入る。これにより動画・静止画圧縮制御データ演算部3aはステップS2において現在の画像圧縮形式での設定画素数を取得し、ステップS3において現在の圧縮結果である出力データレート値と現在実際に設定している圧縮率を取得し、ステップS4において切換え後となる新たな画像圧縮形式における設定画素数と目標出力データレートを取得した後、これらの取得した情報をもとにステップS5で現在の圧縮形式での設定画素数と出力データレート値及び現在の圧縮形式の圧縮率から現在の入力データレートを算出し、さらに算出された入力データレートを切換え後の新たな圧縮形式の目標出力データレートと設定画素数から目標出力データレートとなるような圧縮率を算出する。圧縮率の算出方法の詳細は、図3、図4を用いて後述する。
【0035】
ステップS1で切換え要求がない場合は、動画・静止画圧縮制御処理部3bは動画・静止画圧縮制御データ演算部3aに対し現在と同じ画像圧縮形式による圧縮処理継続のための演算指示を行う。これにより動画・静止画圧縮制御データ演算部3aはステップS6において現在の画像圧縮形式における目標出力データレートを取得し、ステップS7において現在の画像圧縮結果である出力データレート値および現在の画像圧縮形式で設定している圧縮制御データである圧縮率を取得した後、これらの取得した情報をもとにステップS8で現在の画像圧縮形式において次に設定する圧縮率を、出力データレート値と目標出力データレートとの差から現在の圧縮率を補正するための変化分を算出し、さらにその変化分を含めて新たにを補正された圧縮率として算出する。
【0036】
次に、動画圧縮形式であるMPEG圧縮から静止画圧縮形式であるJPEG圧縮への切換え時の圧縮率の算出方法としてデータテーブルを使用する場合の詳細な一例を、図3、図4を用いて説明する。本実施例では、図3の現在のMPEG圧縮での各種設定値と実際のMPEG圧縮後の圧縮値及び出力データレート値に対応する参照番号から、図4のJPEG圧縮での設定画素数(1280×960画素)用の参照番号テーブル上の参照番号を対応させて切換え後の圧縮率を取得する場合を説明する。ここでは現在のMPEG圧縮時には、設定画素数704×480画素、設定される圧縮率は10〜12%、実際の出力データレート値が3000〜3500kbpsの出力をしている状態からJPEG圧縮切換え後は、1280×960画素で目標出力データレート120〜150kbyte/枚へ切換えた場合を想定している。尚、本データテーブルは画像圧縮形式保持用データメモリ3gに予め格納してある。
【0037】
動画圧縮から静止画圧縮に切換える場合、動画・静止画圧縮制御データ演算部3aが切換えのための演算処理に入ると、図3に示すデータテーブル内で、現在のMPEG圧縮で出力として予め設定されている画素数704×480画素と、実際に設定している圧縮率10〜12%、および実際の出力データレート値3000〜3500kbpsの全てが適合する行を検索し、その行の参照番号を取得する。本実施例の場合、適合する行の参照番号は03になる。次に、切換え後となるJPEG圧縮として予め設定されている1280×960画素、目標出力データレートが120〜150kbyte/枚となる設定時に切換える時は、図4に示す1280×960画素用のデータテーブル内から図3で求めた参照番号03と目標出力データレート120〜150kbyte/枚が適合する行を検索し、その行の圧縮率の値を取得する。これが求める圧縮率となる。本実施例では新たに設定する圧縮率5.7%が求める値となる。
【0038】
このように、動画・静止画圧縮制御データ演算部3aは圧縮率の演算時、本データテーブルを参照することで、演算を不要とし処理速度を改善している。
【0039】
本実施例では、選択されていない圧縮処理部の動作を停止するとしたが、停止する方法はこれに限らず、省電力を図れるモードであれば構わない。例えば、圧縮処理自体を停止、スタンバイモードのような待機モードでもよい。
【0040】
本実施例では、動画圧縮から静止画圧縮または静止画圧縮から動画圧縮への切換え時の情報として、現在の設定画素数、出力データレート値、圧縮値及び切換え後の目標出力データレート、設定画素数を使用したが情報はこれに限ったものではないことは言うまでもない。例えば、さらに別の情報を加えてもかまわないし、設定画素数の情報はなくても構わない。
【0041】
なお、上記実施例では、画像圧縮装置を説明したが、入力された画像データをそれぞれ所定の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部と、該複数の画像圧縮部の内から選択された画像処理部の画像圧縮データを出力する切換え手段とを備える画像圧縮装置に使用されるコンピュータ・ソフトウエアであって、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値を検出する出力結果検出機能と、出力中の画像圧縮部の実行圧縮情報を検出する圧縮情報検出機能と、画像圧縮データのデータレート値と実行圧縮情報と目標データレート値とを元に算出圧縮情報を算出する圧縮情報算出機能と、画像圧縮部の選択切換時に、選択切換後の画像圧縮部は、前記圧縮情報算出機能が選択切換前の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と実行圧縮情報及び予め設定された選択切換後の画像圧縮部の目標データレート値とを元に算出した算出圧縮情報により圧縮処理を開始する機能とをコンピュータに実現させるプログラムからなるコンピュータ・ソフトウエアを使用することにより、従来の画像圧縮装置を本発明の画像圧縮装置とすることができる。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の画像圧縮部を備え選択されていない画像圧縮部の動作を停止させる事により省電力を図った画像圧縮装置において、動画圧縮から静止画圧縮、または静止画圧縮から動画圧縮への切換え時に、切換え直前の画像圧縮部の出力データレート値及び圧縮率と切換え後の目標データレートから、切換え後の圧縮形式に合った最適圧縮率を算出し、最適圧縮率で画像圧縮処理を開始する事で、切換え直後から安定した適切な画像を得る事ができるとともに切換え出力を遅延なく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の画像圧縮装置のブロック説明図。
【図2】実施例1における画像圧縮制御用データの演算処理のフローチャートの一例の説明図。
【図3】現在のMPEG設定と実際の出力レートに対応する参照番号テーブルの一例の説明図。
【図4】JPEG(1280×960画素:毎秒2枚)用参照番号テーブルの一例の説明図。
【符号の説明】
1 動画圧縮処理部
2 静止画圧縮処理部
3 マイコン
3a 動画・静止画圧縮制御データ演算部
3b 動画・静止画圧縮制御処理部
3c 動画圧縮結果保持用データメモリ
3d 動画圧縮制御データ保持用データメモリ
3e 静止画圧縮結果保持用データメモリ
3f 静止画圧縮制御データ保持用データメモリ
3g 画像圧縮形式保持用データメモリ
3h 外部インターフェース処理部
4 動画圧縮制御ライン
5 動画圧縮結果ライン
6 静止画圧縮制御ライン
7 静止画圧縮結果ライン
8 切換え部
Claims (7)
- 入力された画像データをそれぞれ所定の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部と、該複数の画像圧縮部の内から選択された画像圧縮部の画像圧縮データを出力する切換え手段とを備える画像圧縮装置において、
出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値を検出するデータレート値検出部と、
出力中の画像圧縮部の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第1の圧縮パラメータを検出する第1の圧縮パラメータ検出部と、
出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータと目標データレート値とを、前記切換え手段による切換え後の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第2の圧縮パラメータとに対応づけて記憶する圧縮パラメータ記憶手段と、を備え、
画像圧縮部の選択切換時に、選択切換後の画像圧縮部は、前記圧縮パラメータ記憶手段から選択切換前の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータ及び予め設定された選択切換後の画像圧縮部の目標データレート値とに対応する第2の圧縮パラメータを前記記憶手段より読み出し、該第2の圧縮パラメータにより圧縮処理を開始することを特徴とする画像圧縮装置。 - 請求項1記載の画像圧縮装置において、
前記圧縮形式は、動画圧縮形式及びまたは静止画圧縮形式であることを特徴とする画像圧縮装置。 - 請求項1又は2に記載の画像圧縮装置において、
前記記憶手段は、データテーブル形式で、出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータと目標データレート値とを、前記切換え手段による切換え後の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第2の圧縮パラメータとを対応づけて記録することを特徴とする画像圧縮装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像圧縮装置において、
前記複数の画像圧縮部の内で選択されていない画像圧縮部は、圧縮処理動作の停止または省電力モードで停止することを特徴とする画像圧縮装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像圧縮装置において、
前記第1の圧縮パラメータおよび前記第2の圧縮パラメータは、画像を圧縮する圧縮率あるいは、圧縮後の画像の画素数を示すことを特徴とする画像圧縮装置。 - 入力された画像データをそれぞれ所定の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部と、該複数の画像圧縮部の内から選択された画像圧縮部の画像圧縮データを出力する切換え手段とを備える画像圧縮装置に使用されるコンピュータ・ソフトウエアであって、
出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値を検出するデータレート値検出機能と、
出力中の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第1の圧縮パラメータを検出する第1の圧縮パラメータ検出機能と、
出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータと前記切換え手段による切換え後の目標データレート値とを、前記切換え手段による切換え後の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第2の圧縮パラメータに対応づけて記憶する圧縮パラメータ記憶機能と、
画像圧縮部の選択切換時に、選択切換後の画像圧縮部は、前記記憶機能によって選択切換前の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータ及び予め設定された選択切換後の画像圧縮部の目標データレート値とに対応づけられている第2の圧縮パラメータにより圧縮処理を開始する機能とをコンピュータに実現させるプログラムからなるコンピュータ・ソフトウエア。 - 入力された画像データをそれぞれ所定の圧縮形式で圧縮処理する複数の画像圧縮部と、該複数の画像圧縮部の内から選択された画像圧縮部の画像圧縮データを 出力する切換え手段とを備える画像圧縮装置で用いる画像圧縮方法であって、
出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と、画像圧縮データの画質に関するパラメータである第1の圧縮パラメータを検出する第1の圧縮パラメータとを検出し、
出力中の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータと前記切換え手段による切換え後の目標データレート値とを、前記切換え手段による切換え後の画像圧縮データの画質に関するパラメータである第2の圧縮パラメータに対応づけ、
画像圧縮部の選択切換時に、選択切換後の画像圧縮部は、選択切換前の画像圧縮部の画像圧縮データのデータレート値と第1の圧縮パラメータ及び予め設定された選択切換後の画像圧縮部の目標データレート値とに対応づけられている第2の圧縮パラメータにより圧縮処理を開始する画像圧縮方法。
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