JP6289103B2 - 画像処理装置及びその制御方法、並びに、プログラム - Google Patents
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映像信号を符号化して、動画像データストリームを生成し、これを複数の配信用セッションを介してストリーミング配信する画像処理装置であって、
動画像データを、Nフレームにつき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャが生成されるように、画面間予測符号化映像のピクチャ及び画面内符号化映像のピクチャの目標符号量を定める符号量制御手段と、
動画像データストリームの符号量に基づき復号機の入力バッファの使用量を仮想的に算出し、前記バッファ使用量に基づき割り当て可能な符号量を、画面間予測符号化映像のピクチャ及び画面内符号化映像のピクチャ毎に算出することで、前記符号量制御手段が定めたピクチャ毎の目標符号量を補正する、符号量補正手段と、
前記補正された目標符号量に基づき、フレーム毎に画面内符号化映像のピクチャまたは画面間予測符号化映像のピクチャいずれか一方を選んで符号化を行い、動画像データストリームを生成する符号化手段と、
前記符号化手段が生成した動画像データストリームを配信する配信セッション数を検知するとともに、検知したセッションに対して前記動画像データストリームを配信する配信手段とを有し、
前記符号量補正手段は、
前記配信手段による配信中にセッション数が増加した場合、前記符号化手段で符号化しようとしている着目フレームについて、前記Nフレームにつき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャを含める第1の配信モードから、Mフレーム(M<N)につき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャを含める第2の配信モードに変更するため、
画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの予め設定された最小符号量、配信のビットレートに基づき、前記復号機の入力バッファの使用量dを推定し、
当該使用量dがゼロ以上の場合、前記第2の配信モードにおける、着目フレーム以降のフレームについて、前記画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの前記最小符号量となるように、各ピクチャの目標符号量を補正し、
前記使用量dが負の場合、前記着目フレームの前記最小符号量から更に前記d分少ない値を着目フレームの目標符号量となるように補正し、当該着目フレームに後続するフレームについては前記画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの前記最小符号量となるように補正することを特徴とする。
図1(a)に本実施形態を適応したストリーミング装置の構成を示す。この装置は、監視カメラ内に搭載されるものである。最初の配信セッションが確立すると、N枚毎に発生するIフレーム(画面内符号化方式で生成された画面内符号化映像)と、(N-1)枚のPフレーム(画面間予測符号化方式で生成された画面間予測符号化映像)から成るフレーム群でGOP構成されるMPEGデータ(動画像データストリーム)を生成して、配信セッションへの配信を開始する機能を有す。配信セッションは、有限個の範囲でMPEGデータ配信中にも最大M個(M≧2)まで増設可能であり、MPEGデータ配信中に新たなセッションが増設された場合、前述のIフレーム発生間隔Nより短い間隔でIフレームを発生させる機能を有す。
ビットレート×n … (1)
である。また、nフレーム後にIピクチャが発生すると、
a + (n-1) × b …(2)
のVBV蓄積データを消費する(VBV使用量を低下させる)。
従って、
d = x + (ビットレート×n) − (a + (n-1) × b) … (3)
dが、(n-1)フレーム後まで最小符号量でPフレームを生成し、最小符号量のIフレームを発生させた場合の、VBV使用量である。
次に、最初のセッションが確立して、符号化を開始直後の目標符号量補正の緩和について説明する。
次に、セッション増加時のみ目標符号量補正処理を行う方法について説明する。システムの構成は第1の実施形態と同じであるため省略する。
ビットレート×m … (4)
である。また、mフレーム後にIピクチャが発生すると、
a + (m-1) × b …(5)
のVBV蓄積データを消費する(VBV使用量を低下させる)。
従って、次式が成り立つようにmを決定することで、
(ビットレート×m) − (a + (m-1) × b) ≧ 0 … (6)
VBV蓄積量が0の状態からでもmフレーム分符号化した後に、Iフレームが生成可能となる。換言すれば、『(ビットレート×m)』が『 (a + (m-1) × b)』を上回ったときに、Iフレームを生成する。
上記第3の実施形態に対して、mフレーム符号化前にIフレームが発生可能であれば、Iフレームを発生させる方法を、第4の実施形態として説明する。
x + (ビットレート×m’) − (a + (m’-1) × b) ≧ 0 … (7)
上記で算出したm’ (m’≦m)フレーム符号化した後に、Iフレームが生成可能となる。
同様に、新たなセッションが確立した場合、符号量補正部110は、符号量制御部109へのPフレーム目標符号量を最小値bへ補正開始する。この目標符号量bのPフレームを(7)式で動的に算出したm’を用い、(m’-1)枚符号化したのち、Iフレームを発生させると共に、符号量補正部110による符号量補正を終了する(補正を解除する)。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (7)
- 映像信号を符号化して、動画像データストリームを生成し、これを複数の配信用セッションを介してストリーミング配信する画像処理装置であって、
動画像データを、Nフレームにつき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャが生成されるように、画面間予測符号化映像のピクチャ及び画面内符号化映像のピクチャの目標符号量を定める符号量制御手段と、
動画像データストリームの符号量に基づき復号機の入力バッファの使用量を仮想的に算出し、前記バッファ使用量に基づき割り当て可能な符号量を、画面間予測符号化映像のピクチャ及び画面内符号化映像のピクチャ毎に算出することで、前記符号量制御手段が定めたピクチャ毎の目標符号量を補正する、符号量補正手段と、
前記補正された目標符号量に基づき、フレーム毎に画面内符号化映像のピクチャまたは画面間予測符号化映像のピクチャいずれか一方を選んで符号化を行い、動画像データストリームを生成する符号化手段と、
前記符号化手段が生成した動画像データストリームを配信する配信セッション数を検知するとともに、検知したセッションに対して前記動画像データストリームを配信する配信手段とを有し、
前記符号量補正手段は、
前記配信手段による配信中にセッション数が増加した場合、前記符号化手段で符号化しようとしている着目フレームについて、前記Nフレームにつき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャを含める第1の配信モードから、Mフレーム(M<N)につき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャを含める第2の配信モードに変更するため、
画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの予め設定された最小符号量、配信のビットレートに基づき、前記復号機の入力バッファの使用量dを推定し、
当該使用量dがゼロ以上の場合、前記第2の配信モードにおける、着目フレーム以降のフレームについて、前記画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの前記最小符号量となるように、各ピクチャの目標符号量を補正し、
前記使用量dが負の場合、前記着目フレームの前記最小符号量から更に前記d分少ない値を着目フレームの目標符号量となるように補正し、当該着目フレームに後続するフレームについては前記画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの前記最小符号量となるように補正する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 配信セッション数が0から1へ変化した後、前記バッファ使用量が所定の量を上まわることを条件に前記符号量補正手段は符号量の制御を開始することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 映像信号を符号化して1つの動画像データストリームを生成し、これを複数の配信用セッションを介してストリーミング配信する画像処理装置であって、
動画像データを、Nフレームにつき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャが生成されるように、画面間予測符号化映像のピクチャ及び画面内符号化映像のピクチャの目標符号量を定める符号量制御手段と、
動画像データストリームの符号量に基づき復号機の入力バッファの使用量を仮想的に算出し、前記バッファ使用量に基づき割り当て可能な符号量を、画面間予測符号化映像のピクチャ及び画面内符号化映像のピクチャ毎に算出することで、前記符号量制御手段が定めたピクチャ毎の目標符号量を補正する、符号量補正手段と、
前記補正された目標符号量に基づき、フレーム毎に画面内符号化映像のピクチャまたは画面間予測符号化映像のピクチャいずれか一方を選んで符号化を行い、動画像データストリームを生成する符号化手段と、
前記符号化手段が生成した動画像データストリームを配信する配信セッション数を検知するとともに、検知したセッションに対して前記動画像データストリームを配信する配信手段とを有し、
前記符号量補正手段は、
前記配信手段による配信中にセッション数が増加した場合、前記符号化手段で符号化しようとしている着目フレームについては、前記Nフレームにつき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャを含める第1の配信モードから、画面内符号化映像のピクチャが含まれる周期がより短くする第2の配信モードに切り替えるため、画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの予め設定された最小符号量をb,aとし、前記符号化手段で符号化しようとしている着目フレームに後続し、画面内符号化映像のピクチャまでの最小のフレーム数をmとし、配信のビットレートをRとしたとき、次式を満たす最小のmを求め、
R×m−(a+(m−1)×b)≧0
前記着目フレームに後続するm−1個のフレームについては画面間予測符号化映像のピクチャの最小符号量b、mフレーム後のフレームについては画面内符号化映像のピクチャの最小符号量aを補正後の目標符号量を決定する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 映像信号を符号化して、動画像データストリームを生成し、これを複数の配信用セッションを介してストリーミング配信する画像処理装置の制御方法であって、
動画像データを、Nフレームにつき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャが生成されるように、画面間予測符号化映像のピクチャ及び画面内符号化映像のピクチャの目標符号量を定める符号量制御工程と、
動画像データストリームの符号量に基づき復号機の入力バッファの使用量を仮想的に算出し、前記バッファ使用量に基づき割り当て可能な符号量を、画面間予測符号化映像のピクチャ及び画面内符号化映像のピクチャ毎に算出することで、前記符号量制御工程で定めたピクチャ毎の目標符号量を補正する、符号量補正工程と、
前記補正された目標符号量に基づき、フレーム毎に画面内符号化映像のピクチャまたは画面間予測符号化映像のピクチャいずれか一方を選んで符号化を行い、動画像データストリームを生成する符号化工程と、
前記符号化工程が生成した動画像データストリームを配信する配信セッション数を検知するとともに、検知したセッションに対して前記動画像データストリームを配信する配信工程とを有し、
前記符号量補正工程は、
前記配信工程による配信中にセッション数が増加した場合、前記符号化工程で符号化しようとしている着目フレームについて、前記Nフレームにつき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャを含める第1の配信モードから、Mフレーム(M<N)につき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャを含める第2の配信モードに変更するため、
画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの予め設定された最小符号量、配信のビットレートに基づき、前記復号機の入力バッファの使用量dを推定し、
当該使用量dがゼロ以上の場合、前記第2の配信モードにおける、着目フレーム以降のフレームについて、前記画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの前記最小符号量となるように、各ピクチャの目標符号量を補正し、
前記使用量dが負の場合、前記着目フレームの前記最小符号量から更に前記d分少ない値を着目フレームの目標符号量となるように補正し、当該着目フレームに後続するフレームについては前記画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの前記最小符号量となるように補正する
ことを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - 配信セッション数が0から1へ変化した後、前記バッファ使用量が所定の量を上まわることを条件に前記符号量補正工程は符号量の制御を開始することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置の制御方法。
- 映像信号を符号化して動画像データストリームを生成し、これを複数の配信用セッションを介してストリーミング配信する画像処理装置の制御方法であって、
動画像データを、Nフレームにつき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャが生成されるように、画面間予測符号化映像のピクチャ及び画面内符号化映像のピクチャの目標符号量を定める符号量制御工程と、
動画像データストリームの符号量に基づき復号機の入力バッファの使用量を仮想的に算出し、前記バッファ使用量に基づき割り当て可能な符号量を、画面間予測符号化映像のピクチャ及び画面内符号化映像のピクチャ毎に算出することで、前記符号量制御工程が定めたピクチャ毎の目標符号量を補正する、符号量補正工程と、
前記補正された目標符号量に基づき、フレーム毎に画面内符号化映像のピクチャまたは画面間予測符号化映像のピクチャいずれか一方を選んで符号化を行い、動画像データストリームを生成する符号化工程と、
前記符号化工程が生成した動画像データストリームを配信する配信セッション数を検知するとともに、検知したセッションに対して前記動画像データストリームを配信する配信工程とを有し、
前記符号量補正工程は、
前記配信工程による配信中にセッション数が増加した場合、前記符号化工程で符号化しようとしている着目フレームについては、前記Nフレームにつき少なくとも1枚の画面内符号化映像のピクチャを含める第1の配信モードから、画面内符号化映像のピクチャが含まれる周期がより短くする第2の配信モードに切り替えるため、画面間予測符号化映像及び画面内符号化映像それぞれのピクチャの予め設定された最小符号量をb,aとし、前記符号化工程で符号化しようとしている着目フレームに後続し、画面内符号化映像のピクチャまでの最小のフレーム数をmとし、配信のビットレートをRとしたとき、次式を満たす最小のmを求め、
R×m−(a+(m−1)×b)≧0
前記着目フレームに後続するm−1個のフレームについては画面間予測符号化映像のピクチャの最小符号量b、mフレーム後のフレームについては画面内符号化映像のピクチャの最小符号量aを補正後の目標符号量を決定する
ことを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - コンピュータに読み込ませ実行させることで、前記コンピュータに請求項4乃至6のいずれか1項に記載の方法の各工程を実行させるためのプログラム。
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