JP6694902B2 - 映像符号化装置及び映像符号化方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像符号化装置及び映像符号化方法に係り、特にデータ伝送量に制約があっても、目的とする撮像対象物の画質を改善することができる映像符号化装置及び映像符号化方法に関する。

［先行技術の説明］
従来、映像符号化装置で用いられる圧縮処理としては、符号化データを復号した際の歪に基づいて、量子化の程度を制御する方法があった。この方法では、撮像対象（絵柄）に応じて圧縮後のデータ量が増減する。
一方、圧縮後のデータ量が一定量となるように量子化を制御する圧縮処理もある。この方法では、絵柄によって復号後の画質が変化する。

マラソン等の中継に用いられるＦＰＵ（Field Pickup Unit；無線中継伝送装置）では、伝送回線によって単位時間当たりに伝送可能なデータ量に制約があるため、データ量が一定となる後者の方法が採用されている。

マラソン等の中継において、移動中継車のカメラは、走者との距離や撮影角度（正面、斜め、横）を番組展開によって変化させる。また、レンズの焦点距離を変えることで画角（映る範囲）も変化する。

［従来の映像符号化装置の構成：図１４］
従来の映像符号化装置の構成について図１４を用いて説明する。図１４は、従来の映像符号化装置の符号化部の構成ブロック図である。
図１４に示すように、従来の映像符号化装置の符号化部（従来の符号化部）は、制御部５１と、Ｉ（Intra-coded Picture）処理部５２と、Ｐ（Predictive-coded Picture）処理部５３と、Ｉ／Ｐ選択部５４と、バッファメモリ５５と、復号部５６とを備えている。

従来の符号化部の各部について説明する。
制御部５１は、各部に制御信号を出力し、圧縮の強さを調整して圧縮データ（Ｓ−ＣＤ）のデータ量を制御する。制御部５１の処理については後述する。
Ｉ処理部５２は、入力された映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）から、Ｉフレームとして圧縮データ（Ｉ−ＣＤ）を生成する処理を行う。Ｉフレームは、前後のフレームからの予測（フレーム間予測）を用いずに符号化されるフレームである。

Ｐ処理部５３は、映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）と後述する復号データ（Ｖ−ＤＥＭ）から、Ｐフレームとして圧縮データ（Ｐ−ＣＤ）を生成する処理を行う。Ｐフレームは、現映像フレームと直前の映像フレームとの差分データで構成されるフレームである。

Ｉ／Ｐ選択部５４は、制御部５０からのＩ／Ｐ制御信号に従って、Ｉ処理部５２からの圧縮データ（Ｉ−ＣＤ）又はＰ処理部５３からの圧縮データ（Ｐ−ＣＤ）のいずれかを選択して選択された圧縮データ（Ｓ−ＣＤ）を出力する。

バッファメモリ５５は、Ｉ／Ｐ選択部５４から出力された圧縮データ（Ｓ−ＣＤ）を格納し、出力する。また、バッファメモリ５５は、蓄積された圧縮データの量に関する情報（ＳＵＭ：圧縮データ量情報）を制御部５１に出力する。
復号部５６は、圧縮データ（Ｓ−ＣＤ）を復号して、復号データ（Ｖ−ＤＥＭ）を出力する。

制御部５１は、Ｉ／Ｐ選択部５４に、Ｉ−ＣＤを選択するか、Ｐ−ＣＤを選択するかを指示するＩ／Ｐ制御信号を出力する。Ｉ／Ｐ制御信号は、特定のタイミングでＩ−ＣＤを選択し、それ以外はＰ−ＣＤを選択するよう指示する制御信号である。
圧縮データ量及び復号後の画質が適切となるよう、Ｉフレームの出力間隔（例えば２秒に１回）が設定されている。

また、制御部５１は、バッファメモリ５５からのＳＵＭの値に基づいて、Ｉ処理部５２及びＰ処理部５３に、発生させる圧縮データの量を増減させる圧縮（ｃｏｍｐ）制御信号を出力する。
Ｉ処理部５２及びＰ処理部５３は、ｃｏｍｐ制御信号に基づいて、量子化の粗さを変化させることで、発生符号量を増減させる。

具体的には、制御部５１は、ＳＵＭの値とバッファメモリ５５に蓄積する目標データ量とを比較して、メモリ容量に余裕がある場合にはＩ処理部５２及びＰ処理部５３における量子化のしきい値を低く設定して、多くの符号化データを残すようにし、余裕がない場合にはしきい値を高く設定して、高周波成分を切り捨て、符号化データ量を抑える。
このようにして、制御部５１は、バッファメモリ５５に蓄積されたデータ量（ＳＵＭの値）の大小に基づいて、ｃｏｍｐ制御信号によって量子化の粗さを調整し、新たな発生データ量を制御するものである。

［従来の映像符号化装置の動作：図１４］
従来の映像符号化装置の動作について簡単に説明する。
カメラから入力された映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）は、映像符号化装置の符号化部に入力され、Ｉ処理部５２とＰ処理部５３とに入力される。
Ｉ処理部５２では、カメラからの映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）からＩフレームの圧縮データ（Ｉ−ＣＤ）が生成され、Ｐ処理部５３では、映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）と復号部５６からの復号信号（Ｖ−ＤＥＭ）との差分から成るＰフレームの圧縮データ（Ｐ−ＣＤ）が生成される。
その際、Ｉ処理部５２及びＰ処理部５３では、圧縮データ量が適切となるよう、制御部５１からのｃｏｍｐ制御信号に従って量子化を行う。

そして、Ｉ／Ｐ選択部５４において、制御部５１からのＩ／Ｐ制御信号に基づいて、Ｉ処理部５２からの圧縮データ（Ｉ−ＣＤ）又はＰ処理部５２からの圧縮データ（Ｐ−ＣＤ）が選択され、選択された圧縮データ（Ｓ−ＣＤ）がバッファメモリ５５に蓄積され、圧縮データとして出力される。Ｉ／Ｐ制御信号により、Ｉ／Ｐ選択部５４は、予め設定されている所定のタイミングでＩ−ＣＤを選択する。

バッファメモリ５５では、データの蓄積量を表す情報（ＳＵＭ）を制御部５１に出力し、制御部５１は、ＳＵＭの値に応じてｃｏｍｐ制御信号を調整する。
このようにして、従来の映像符号化装置の動作が行われるものである。

［ロードレース等の映像］
ところで、屋外で行われるロードレース等の映像では、背景に空が含まれる絵柄が度々出現する。
空の映像は、距離が遠く動きが少ないという特徴があり、また、青一面の背景にところどころ雲が浮かぶ、又は一面に灰色の雲が広がっている、といった画像で、絵柄も粗く単純なため、少ない圧縮データ量でも復号再現が可能である。

それに対して、空より下の部分では、中距離以下の沿道建物や、近距離の観衆やランナーが撮像対象となるため、移動速度が速く、絵柄も複雑で、必要な圧縮データ量は空に比べて多くなる。
このように、ロードレース等の映像は、変化が小さく、少ない圧縮データ量でも復号可能な領域と、変化が大きく、十分な圧縮データ量が必要な領域とが混在している。

［関連技術］
尚、映像符号化装置の従来技術としては、特開２０１６−１８４９１２号公報「符号化装置および符号化方法」（特許文献１）がある。
特許文献１には、符号化装置において、カメラアングルおよびレンズのズーム倍率の状態情報に応じて、検出された動きに重みづけを行って動きデータＭｖを生成し、ＳＵＭに基づいて、Ｉ処理によるデータＩ−ＣＤか、Ｐ処理によるデータＰ−ＣＤか、動きデータＭｖを選択して圧縮データとして出力することが記載されている。

特開２０１６−１８４９１２号公報

上述したように、従来の映像符号化装置では、ロードレース映像のように、少ない圧縮データ量でも復号可能な領域と、十分な圧縮データ量が必要な領域とが混在している映像について、全ての領域で同じ圧縮条件で圧縮を行っており、伝送データ量に制約があるシステムにおいて圧縮データ量を効果的に割り付けて画質を向上させることができないという問題点があった。

尚、特許文献１には、変化の少ない領域について圧縮条件を強め、その他の領域により多くの圧縮データを割り付けて、画質の向上を図ることは記載されていない。

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、画像の変化の小さい領域について圧縮データ量を低減すると共に、変化の大きい領域に多くの圧縮データ量を割り付け、伝送データ量に制約があっても、目的とする撮像対象物の画質を向上させることができる映像符号化装置及び映像符号化方法を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、屋外を移動する移動中継車に搭載したカメラで、アングル、チルト、及びズーム量を調整して、移動する撮像対象物を撮像した映像信号を入力して符号化し、圧縮データを出力する映像符号化装置であって、映像信号において強く圧縮される強圧縮エリアを検出する制御部と、映像信号からＩフレームの圧縮データを生成するＩ処理部と、映像信号からＰフレームの圧縮データを生成するＰ処理部と、Ｉフレームの圧縮データ又はＰフレームの圧縮データを選択して出力するＩ／Ｐ選択部とを有し、制御部が、強圧縮エリアの頂点となる空エリア頂点を、カメラのアングル、チルト、及びズーム量について予め定めた基本状態における画面上の特定の基準点から、ズーム量によって決定される画角の中で、基本状態からのアングルの変動量に応じて左右に移動させ、基本状態からのチルトの変動量に応じて上下に移動させて、空エリア頂点を決定し、決定された空エリア頂点と、画面左上の角と、画面右上の角の三点で囲まれる三角形の領域に基づいて強圧縮エリアを検出し、Ｉ処理部及びＰ処理部が、検出された強圧縮エリアについては強く圧縮し、強圧縮エリア以外の弱圧縮エリアについては圧縮エリアより弱く圧縮することを特徴としている。
また、本発明は、上記映像符号化装置において、制御部が、基準点を画面中央の点として、画面中央の点からの水平方向のずれ量と垂直方向のずれ量を算出して空エリア頂点を決定し、水平方向の画素数をＫｈ、垂直方向のライン数をＫｖとした場合に、水平方向のずれＨofを、Ｈof＝Ｋｈ／２×tan（アングル角）／tan（水平画角／２）として算出し、垂直方向のずれＶofを、Ｖof＝Ｋｖ／２×tan（チルト角）／tan（垂直画角／２）として算出することを特徴としている。

また、本発明は、上記映像符号化装置において、Ｉ／Ｐ選択部で選択された圧縮データを蓄積するバッファメモリを備え、制御部が、強圧縮エリアについてＩフレームの圧縮データを選択する頻度を低下させるようＩ／Ｐ選択部を制御すると共に、バッファメモリに蓄積されたデータ量が目標値より小さい場合には、弱圧縮エリアについてＩフレームの圧縮データを選択する頻度を増加させるようＩ／Ｐ選択部を制御することを特徴としている。

また、本発明は、上記映像符号化装置において、Ｉ処理部又はＰ処理部、若しくは両処理部が、第１の圧縮テーブルを用いて映像信号を強く圧縮して第１の圧縮データを出力すると共に、第２の圧縮テーブルを用いて前記第１の圧縮テーブルより弱く圧縮して第２の圧縮データを出力し、前記第１の圧縮データ又は前記第２の圧縮データのいずれかを選択して出力するＳ／Ｗ選択部を備え、制御部が、Ｉ処理部又はＰ処理部若しくは両処理部の前記Ｓ／Ｗ選択部を、強圧縮エリアについては第１の圧縮データを選択させ、弱圧縮エリアについては第２の圧縮データを選択させるよう制御することを特徴としている。

また、本発明は、上記映像符号化装置において、Ｉ処理部又はＰ処理部、若しくは両処理部が、Ｓ／Ｗ選択部からの出力を、用いられるしきい値未満の場合に「０」とする切り捨て処理を行う量子化部を備え、制御部が、Ｉ処理部又はＰ処理部若しくは両処理部の量子化部を、強圧縮エリアについては高周波成分を大幅に切り捨てる第１のしきい値を用いて切り捨て処理させ、弱圧縮エリアについては前記第１のしきい値より低い第２のしきい値を用いて切り捨て処理させるよう制御することを特徴としている。

また、本発明は、屋外を移動する移動中継車に搭載したカメラで、アングル、チルト、及びズーム量を調整して、移動する撮像対象物を撮像した映像信号を入力して符号化し、圧縮データを出力する映像符号化装置における映像符号化方法であって、制御部が、カメラのアングル、チルト、及びズーム量について予め定めた基本状態における画面上の特定の基準点から、ズーム量によって決定される画角の中で、基本状態からのアングルの変動量に応じて左右に移動させ、基本状態からのチルトの変動量に応じて上下に移動させて、空エリア頂点を決定し、決定された空エリア頂点と、画面左上の角と、画面右上の角の三点で囲まれる三角形の領域に基づいて映像信号において強く圧縮される強圧縮エリアを検出し、映像信号からＩフレームの圧縮データを生成するＩ処理部及び映像信号からＰフレームの圧縮データを生成するＰ処理部が、検出された強圧縮エリアについては強く圧縮し、強圧縮エリア以外の弱圧縮エリアについては強圧縮エリアより弱く圧縮し、Ｉ／Ｐ選択部が、フレームの圧縮データ又は前記Ｐフレームの圧縮データのいずれかを選択して出力することを特徴としている。

また、本発明は、上記映像符号化方法において、制御部が、強圧縮エリアについてＩフレームの圧縮データを選択する頻度を低下させるようＩ／Ｐ選択部を制御することを特徴としている。

本発明によれば、屋外を移動する移動中継車に搭載したカメラで、アングル、チルト、及びズーム量を調整して、移動する撮像対象物を撮像した映像信号を入力して符号化し、圧縮データを出力する映像符号化装置であって、映像信号において強く圧縮される強圧縮エリアを検出する制御部と、映像信号からＩフレームの圧縮データを生成するＩ処理部と、映像信号からＰフレームの圧縮データを生成するＰ処理部と、Ｉフレームの圧縮データ又はＰフレームの圧縮データを選択して出力するＩ／Ｐ選択部とを有し、制御部が、強圧縮エリアの頂点となる空エリア頂点を、カメラのアングル、チルト、及びズーム量について予め定めた基本状態における画面上の特定の基準点から、ズーム量によって決定される画角の中で、基本状態からのアングルの変動量に応じて左右に移動させ、基本状態からのチルトの変動量に応じて上下に移動させて、空エリア頂点を決定し、決定された空エリア頂点と、画面左上の角と、画面右上の角の三点で囲まれる三角形の領域に基づいて前記強圧縮エリアを検出し、Ｉ処理部及びＰ処理部が、検出された強圧縮エリアについては強く圧縮し、強圧縮エリア以外の弱圧縮エリアについては強圧縮エリアより弱く圧縮する映像符号化装置としているので、画像の変化が小さい強圧縮エリアを強く圧縮して符号化データを低減させると共に、弱圧縮エリアを弱く圧縮して多くの符号化データを割り付けて、伝送データ量に制限がある場合でも、目的とする撮像対象物を含む領域の画質を向上させることができる効果がある。
また、本発明によれば、制御部が、基準点を画面中央の点として、水平方向のずれ量と垂直方向のずれ量を算出して空エリア頂点を決定し、水平方向の画素数をＫｈ、垂直方向のライン数をＫｖとした場合に、水平方向のずれＨofを、Ｈof＝Ｋｈ／２×tan（アングル角）／tan（水平画角／２）として算出し、垂直方向のずれＶofを、Ｖof＝Ｋｖ／２×tan（チルト角）／tan（垂直画角／２）として算出する上記映像符号化装置としているので、簡易な演算で強圧縮エリアを算出することができる効果がある。

また、本発明によれば、Ｉ／Ｐ選択部で選択された圧縮データを蓄積するバッファメモリを備え、制御部が、強圧縮エリアについてＩフレームの圧縮データを選択する頻度を低下させるようＩ／Ｐ選択部を制御すると共に、バッファメモリに蓄積されたデータ量が目標値より小さい場合には、弱圧縮エリアについてＩフレームの圧縮データを選択する頻度を増加させるようＩ／Ｐ選択部を制御する上記映像符号化装置としているので、強圧縮エリアについて、符号化データ量の多いＩフレームの頻度を低減させ、効率よく弱圧縮エリアの符号化データ量を増やすことができ、伝送データ量に制限がある場合でも、目的とする撮像対象物を含む領域の画質を向上させることができる効果がある。

また、本発明は、Ｉ処理部又はＰ処理部、若しくは両処理部が、第１の圧縮テーブルを用いて映像信号を強く圧縮して第１の圧縮データを出力すると共に、第２の圧縮テーブルを用いて第１の圧縮テーブルより弱く圧縮して第２の圧縮データを出力し、第１の圧縮データ又は第２の圧縮データのいずれかを選択して出力するＳ／Ｗ選択部を備え、制御部が、Ｉ処理部又はＰ処理部若しくは両処理部のＳ／Ｗ選択部を、強圧縮エリアについては第１の圧縮データを選択させ、弱圧縮エリアについては第２の圧縮データを選択させるよう制御する上記映像符号化装置としているので、強圧縮エリアについては強く圧縮し、弱圧縮エリアについては弱く圧縮して、符号化データ量を効果的に割り付けて、伝送データ量に制限がある場合でも、目的とする撮像対象物を含む領域の画質を向上させることができる効果がある。

また、本発明によれば、Ｉ処理部又はＰ処理部、若しくは両処理部が、Ｓ／Ｗ選択部からの出力を、用いられるしきい値未満の場合に「０」とする切り捨て処理を行う量子化部を備え、制御部が、Ｉ処理部又はＰ処理部若しくは両処理部の量子化部を、強圧縮エリアについては高周波成分を大幅に切り捨てる第１のしきい値を用いて切り捨て処理させ、弱圧縮エリアについては前記第１のしきい値より低い第２のしきい値を用いて切り捨て処理させるよう制御する上記映像符号化装置としているので、強圧縮エリアの高周波成分を低減させると共に、弱圧縮エリアについては高周波成分を残り易くすることができ、符号化データ量を効果的に割り付けて、伝送データ量に制限がある場合でも、目的とする撮像対象物を含む領域の画質を向上させることができる効果がある。

また、本発明によれば、屋外を移動する移動中継車に搭載したカメラで、アングル、チルト、及びズーム量を調整して、移動する撮像対象物を撮像した映像信号を入力して符号化し、圧縮データを出力する映像符号化装置における映像符号化方法であって、制御部が、カメラのアングル、チルト、及びズーム量について予め定めた基本状態における画面上の特定の基準点から、ズーム量によって決定される画角の中で、基本状態からのアングルの変動量に応じて左右に移動させ、基本状態からのチルトの変動量に応じて上下に移動させて、空エリア頂点を決定し、決定された空エリア頂点と、画面左上の角と、画面右上の角の三点で囲まれる三角形の領域に基づいて映像信号において強く圧縮される強圧縮エリアを検出し、映像信号からＩフレームの圧縮データを生成するＩ処理部及び映像信号からＰフレームの圧縮データを生成するＰ処理部が、検出された強圧縮エリアについては強く圧縮し、強圧縮エリア以外の弱圧縮エリアについては強圧縮エリアより弱く圧縮し、Ｉ／Ｐ選択部が、Ｉフレームの圧縮データ又はＰフレームの圧縮データのいずれかを選択して出力する映像符号化方法としているので、画像の変化が小さい強圧縮エリアを強く圧縮して符号化データを低減させると共に、弱圧縮エリアを弱く圧縮して多くの符号化データを割り付けて、伝送データ量に制限がある場合でも、目的とする撮像対象物を含む領域の画質を向上させることができる効果がある。

また、本発明によれば、制御部が、強圧縮エリアについてＩフレームの圧縮データを選択する頻度を低下させるようＩ／Ｐ選択部を制御する上記映像符号化方法としているので、強圧縮エリアについて、符号化データ量の多いＩフレームの頻度を低減させ、効率よく弱圧縮エリアの符号化データ量を増やすことができ、伝送データ量に制限がある場合でも、目的とする撮像対象物を含む領域の画質を向上させることができる効果がある。

本発明の実施の形態に係る映像符号化装置の概略構成ブロック図である。 本装置における圧縮制御の概要を示す説明図である。 チルトによる圧縮制御の例を示す説明図である。 アングルによる圧縮制御の例を示す説明図である。 本符号化装置のＩSW処理部２２の構成ブロック図である。 圧縮テーブルの模式説明図であり、（ａ）は強圧縮テーブル、（ｂ）は弱圧縮テーブルの説明図である。 本符号化装置のＰSW処理部２３の構成ブロック図である。 別のＩ_SW処理部の構成ブロック図である。 別のＰ_SW処理部の構成ブロック図である。 映像信号の例を示す模式説明図である。 基本状態における空エリアの算出例を示す説明図である。 カメラの角度情報を用いた空のエリアの算出例を示す説明図である。 水平方向のずれ（Ｈof）の算出例を示す説明図である。 従来の映像符号化装置の符号化部の構成ブロック図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る映像符号化装置（本符号化装置）及び映像符号化方法（本符号化方法）は、制御部が、カメラのチルト、アングル、ズームといった角度の情報に基づいて、空などの変化の小さい領域を強圧縮エリアとして検出し、当該検出された領域については強く圧縮して圧縮データ量を減少させると共に、変化の大きい他の領域については圧縮の程度を弱めて圧縮データ量を増加させるようにしており、伝送データ量の制約があっても、圧縮データ量を有効に割り付けて目的とする撮像対象物を含む領域の画質を向上させることができるものである。

具体的には、本映像符号化装置及び本符号化方法では、Ｉ処理部及びＰ処理部における圧縮を、強い圧縮を行う強圧縮テーブルと、強圧縮テーブルよりも弱い圧縮を行う弱圧縮テーブルとを用いて行い、符号化を行う領域が強圧縮エリアに相当すれば強圧縮テーブルで圧縮した圧縮データを選択すると共に、当該領域が強圧縮エリアではない場合には、弱圧縮テーブルで圧縮した圧縮データを選択するようにしており、強圧縮エリアのデータ量の削減を図ると共に、削減されたデータ量を強圧縮エリア以外に割り付けて、画質を向上させることができるものである。
尚、弱圧縮テーブルは、通常の圧縮テーブルとしてもよい。

更に、本符号化装置及び本符号化方法では、Ｉ処理部及びＰ処理部における量子化のしきい値を、強圧縮エリアについては高く設定して高周波成分を大幅に低減し、強圧縮エリア以外については低く設定して高周波成分を残すようにして、圧縮データ量を有効に割り付けて強圧縮エリア以外の領域の画質を向上させることができるものである。

更にまた、本符号化装置及び本符号化方法では、Ｉフレーム又はＰフレームのいずれかを選択するＩ／Ｐ選択部において、強圧縮エリアではＩフレームの選択頻度を低下させ、圧縮データ量に余裕ができた場合には、強圧縮エリア以外のＩフレームの選択頻度を高めるようにして、強圧縮エリア以外の領域の画質を向上させることができるものである。

［実施の形態に係る映像符号化装置の構成：図１］
図１は、本発明の実施の形態に係る映像符号化装置の概略構成ブロック図である。
本符号化装置は、例えば、中継車に搭載したカメラからの映像を符号化して伝送するＦＰＵの一部として構成される。
図１に示すように、本符号化装置は符号化部２０を備え、符号化部２０は、カメラ１０と、角度検出部１１に接続されている。

カメラ１０は、例えば、移動中継車等に搭載されて、ロードレース等の映像を取り込み、映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）として出力する。
角度検出部１１は、カメラ１０の角度に関する情報を取得して角度情報として出力する。角度情報には、アングル（Ａｎ）、チルト（Ｔｉ）、カメラ画角（Ｚｍ；ズーム）が含まれる。
ここで、アングルは水平方向の角度、チルトは垂直方向の角度、カメラ画角はズーム範囲を示す。

符号化部２０は、本符号化装置の特徴部分であり、角度検出部１１からの角度情報に基づいて、画面の領域毎の圧縮条件を適宜制御しつつ映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）の符号化を行って圧縮データを出力するものである。

本符号化装置の符号化部２０について具体的に説明する。
符号化部２０は、制御部２１と、Ｉ_SW処理部２２と、Ｐ_SW処理部２３と、Ｉ／Ｐ選択部２４と、バッファメモリ２５と、復号部２６とを備えている。
これらの構成部分の内、Ｉ／Ｐ選択部２４、バッファメモリ２５、復号部２６は、図１１に示した従来の映像符号化装置におけるＩ／Ｐ選択部５４、バッファメモリ５５、復号部５６とそれぞれ同じ構成及び動作であり、詳細な説明は省略する。

制御部２１は、従来の符号化装置の制御部５１と同様に、符号化部２０における圧縮の強さを制御するものであるが、特に、本符号化装置の特徴として、角度検出部１１から入力される角度情報に基づいて、画面内における強く圧縮するエリアを検出し、それに応じて領域毎の圧縮の条件を制御する。
制御部２１から出力される制御信号としては、Ｉ_SW処理部２２及びＰ_SW処理部２３に出力されるｐａｒｔ制御信号及びｃｏｍｐ制御信号、Ｉ／Ｐ選択部２４に出力されるＩ／Ｐ制御信号がある。ｐａｒｔ制御信号は、符号化対象の領域が強く圧縮するエリアかどうかを指示する制御信号である。
制御部５１の動作及び各制御信号については後述する。

Ｉ_SW処理部２２は、入力された映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）からＩフレームの圧縮データを生成するものであり、従来のＩ処理部とは構成及び動作が一部異なっている。
Ｐ_SW処理部２３は、映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）と復号部２６からの復号信号（Ｖ−ＤＥＭ）からＰフレームの圧縮データを生成するものであり、従来のＰ処理部とは構成及び動作が一部異なっている。
本符号化装置の特徴として、Ｉ_SW処理部２２及びＰ_SW処理部２３は、制御部２１からのｐａｒｔ制御信号及びｃｏｍｐ制御信号に基づいて、領域毎に圧縮の強さを可変するようになっている。
Ｉ_SW処理部２２、Ｐ_SW処理部２３は、それぞれ、請求項に記載したＩ処理部、Ｐ処理部に相当している。Ｉ_SW処理部２２、Ｐ_SW処理部２３の具体的な構成及び動作については後述する。

［本符号化装置における圧縮制御の概要：図２〜図４］
本符号化装置の動作について説明する前に、本符号化装置における圧縮制御の概要について図２〜図４を用いて簡単に説明する。
図２は、本装置における圧縮制御の概要を示す説明図である。
図２（ａ）に示すように、走者の正面から撮影した画像においては、（ｂ）に示す領域が空の映像となっている。本符号化装置では、この空の領域について圧縮データの量を低減し、その分、走者等のメインの撮像対象物を含む近距離や中距離の領域の圧縮データの量を増加させ、画質の改善を図るようにしている。

圧縮データの量を低減する領域を「強圧縮エリア」と称するものとする。尚、ここでは、強圧縮エリアが空の画像である場合を示しているが、遠景の道路、海、森林など、変化の小さい単純な絵柄の領域であれば、被写体の種類にかかわらず強圧縮エリアとすることが可能である。
強圧縮エリアの算出方法については後述する。

図２（ａ）の映像を撮影する場合のカメラの状態を図２（ｃ）（ｄ）に示す。（ｃ）は、上から見た（上面視の）説明図であり、（ｄ）は、横から見た（側面視の）説明図である。
図２（ｃ）に示すように、カメラのアングル（水平方向の角度）は、０（ゼロ）°であり、正面を撮影している。また、図２（ｄ）に示すように、カメラのチルト（垂直方向の角度）も０°であり、撮像面は垂直になっている。
つまり、図２（ａ）（ｂ）は、基準状態（アングル＝０°、チルト＝０°）における画像及び空の領域を示している。

図３は、チルトによる圧縮制御の例を示す説明図である。
図３では、（ｃ）（ｄ）に示すように、カメラの向きが、アングル＝０°，チルト＝−１０°の状態を示している。つまり、カメラが水平方向から１０°下方向を向いた状態である。
この状態では、（ａ）のような映像が撮影され、（ｂ）に示すように、空の領域は図２に比べて狭くなる。

図４は、アングルによる圧縮制御の例を示す説明図である。
図４では、（ｃ）（ｄ）に示すように、カメラの向きが、アングル＝１０°，チルト＝０の状態を示している。つまり、カメラが正面から１０°左方向を向いた状態である。
この状態では、（ａ）のように走者が画面右側に寄った映像が撮影され、（ｂ）に示すように、空の領域は左右非対称の形状となる。

また、図示は省略するが、カメラレンズのズームを調節することで、カメラの画角が変化して、それに応じて空の領域も変化する。
図２〜図４においては、ズームは一定としている。

つまり、図２〜図４に示したように、アングル、チルト、ズームといったカメラの角度の変化に伴って、画面上の空の領域の形状が変化する。
本符号化装置では、このことを利用して、動きの小さい空のエリアを強圧縮エリアとして判定し、その部分の圧縮を強めに行うものである。更に、強圧縮エリア以外の領域（弱圧縮エリア）の圧縮を弱めて、目的とする撮像対象物の画質を向上させるようにしている。

［本符号化装置の動作概要：図１］
本符号化装置の動作について簡単に説明する。
本符号化装置の基本的な動作は、図１４に示した従来の映像符号化装置の動作と同様であるが、カメラの角度情報に基づく圧縮条件の制御を行う点が従来とは異なっている。
カメラ１０で撮影された映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）は、本符号化装置の符号化部２０に入力される。同様に、角度検出部１１で検出された角度情報（Ａｎ，Ｔｉ，Ｚｍ）を含む角度信号も、符号化部２０に入力される。

そして、制御部２１が、角度情報に基づいて１画面の映像における空の領域を算出して強圧縮エリアと判定し、強圧縮エリアについて圧縮率を高めるように、ｐａｒｔ制御信号及びｃｏｍｐ制御信号でＩ_SW処理部２２及びＰ_SW処理部２３を制御し、Ｉ／Ｐ制御信号でＩ／Ｐ選択部２４を制御する。
また、制御部２１が、ＳＵＭの値を監視しながら、データ量に余裕があると判断すると、空の領域以外の部分（弱圧縮エリア）の圧縮率を低減して、より多くの符号化データを発生させるよう制御する。
これらの制御については後述する。

［制御信号］
ここで、各制御信号について説明する。
［ｐａｒｔ制御信号］
ｐａｒｔ制御信号は、本符号化装置の特徴であり、圧縮処理を施す領域（例えば８×８画素領域）が強圧縮エリアであるか否かを示す信号（エリア指示制御信号）である。ここでは、当該領域が、空の領域か、それ以外の領域かを示す信号としている。具体的には、制御部２１が、角度情報に基づいて算出した強圧縮エリアに基づいて、圧縮処理を施す領域が空か否かを示すｐａｒｔ信号を出力する。

［ｃｏｍｐ制御信号］
ｃｏｍｐ制御信号は、従来と同様に量子化の程度を制御する信号であるが、本符号化装置では、ＳＵＭの値に基づく制御を、更に強圧縮エリアか否かによって調整して、量子化の粗さ、すなわちバッファメモリ２５に入力されるＳ−ＣＤデータ量を可変するものである。

具体的には、強圧縮エリアの領域については、ＳＵＭの値に関わらず、ｃｏｍｐ制御信号により量子化のしきい値を上げて、多くの係数を０で置換して、圧縮データ量を低減させる。
また、強圧縮エリア以外の領域（弱圧縮エリア）については、ＳＵＭの値が目標データ量より十分小さい場合には、ｃｏｍｐ制御信号により量子化のしきい値を下げて、圧縮データ量を増やす。これにより、目的の撮像対象が含まれる領域の画質を向上させることができるものである。
ＳＵＭの値が目標データ量を超えた場合には、従来と同様に、弱圧縮エリアについてもしきい値を上げて、圧縮データ量を低減させる。
そして、Ｉ_SW処理部２２及びＰ_SW処理部２３は、ｐａｒｔ制御信号、ｃｏｍｐ制御信号に基づいた圧縮処理を行う。Ｉ_SW処理部２２及びＰ_SW処理部２３の処理については後述する。

［Ｉ／Ｐ選択信号］
また、Ｉ／Ｐ選択信号は、Ｉ／Ｐ選択部２４に対して、Ｉ_SW処理部２２からのＩフレームと、Ｐ_SW処理部２３からのＰフレームのいずれかを選択して出力させる信号であり、本符号化装置では、強圧縮エリアであれば、Ｉフレームを選択する間隔を大きくするよう制御するものである。Ｉフレームの頻度が低減することで、圧縮データ量を低減できる。
例えば、制御部２１は、Ｉ／Ｐ選択信号によって、通常領域（弱圧縮エリア）では２秒に１回程度の割合でＩフレームを選択させるが、強圧縮エリアの領域の場合には１０秒に１回程度とする。

更に、制御部２１は、ＳＵＭの値を監視しながら、バッファメモリ２５のデータ量に余裕があると判断した場合には、Ｉ／Ｐ選択信号によって、弱圧縮エリアの領域について、Ｉフレームを選択する間隔を短くするよう指示する。

［Ｉ_SW処理部２２の構成：図５］
次に、本符号化装置のＩ_SW処理部２２の構成について図５を用いて説明する。図５は、本符号化装置のＩ_SW処理部２２の構成ブロック図である。
図５に示すように、本符号化装置のＩ_SW処理部２２は、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transfer；離散コサイン変換）変換部３１と、Ｑ_Sテーブル３２と、Ｑ_Wテーブル３３と、Ｓ／Ｗ選択部３４と、量子化部３５と、ハフマン符号器３６とを備えている。

Ｉ_SW処理部２２の各部について説明する。
ＤＣＴ変換部３１は、入力された映像信号について、例えば８×８画素ブロック毎にＤＣＴ変換を行って、周波数成分（ＤＣＴ係数）に変換する。
Ｑ_Sテーブル３２は、強い圧縮を行って高周波成分を低減する強圧縮テーブルであり、高周波成分が低減されたＤＣＴ係数Ｉｓを出力する。
Ｑ_Wテーブル３３は、高周波成分が残りやすい、Ｑ_Sテーブル３２より弱い圧縮を行う弱圧縮テーブルであり、高周波成分がある程度残ったＤＣＴ係数Ｉｗを出力する。ここで、弱圧縮テーブルを従来と同様の通常の圧縮テーブルとしてもよい。
圧縮テーブルについては後述する。

Ｓ／Ｗ選択部３４は、制御部２１からのｐａｒｔ制御信号に基づいて、Ｑ_Sテーブル３２からのＤＣＴ係数ＩｓとＱ_Wテーブル３３からのＤＣＴ係数Ｉｗのいずれかを選択して出力する。
具体的には、Ｓ／Ｗ選択部３４は、ｐａｒｔ制御信号によって強圧縮エリアである旨指示されると、Ｑ_Sテーブル３２からのＤＣＴ係数Ｉｓを選択して、選択された係数Ｉｋとして出力する。
また、Ｓ／Ｗ選択部３４は、ｐａｒｔ制御信号によって強圧縮エリアではない（弱圧縮エリアである）と指示されると、Ｑ_Wテーブル３３からのＤＣＴ係数Ｉｗを選択して、選択された係数Ｉｋとして出力する。

つまり、Ｓ／Ｗ選択部３４は、強圧縮エリアである空の領域については、強く圧縮されて高周波成分が大幅に低減された圧縮データを選択し、それ以外の領域については、弱い圧縮により高周波成分がある程度残った圧縮データを選択して出力するものである。

量子化部３５は、選択された係数Ｉｋについて量子化処理を施す。
具体的には、量子化部３５は、選択された係数Ｉｋについて、設定されたしきい値に基づいて切り捨て処理を行うものであり、本符号化装置では、制御部２１からのｃｏｍｐ制御信号に基づいて切り捨てしきい値を切り替えて設定し、切り捨て処理が施された係数（量子化後の係数）Ｉｋｑを出力する。

ここでは、量子化部３５には高いしきい値と低いしきい値の２種類のしきい値が記憶されており、ｃｏｍｐ制御信号のオン／オフに応じて、高いしきい値又は低いしきい値を用いて切り捨て処理を行うものとしている。
尚、ｃｏｍｐ制御信号は、しきい値の値そのものを指示する信号であってもよく、この場合には、量子化部３５はｃｏｍｐ制御信号によって指示されたしきい値で量子化を行う。

符号化対象の領域が強圧縮エリアの場合、ＳＵＭの値に関わらず、制御部２１によってｃｏｍｐ制御信号がオンとなり、量子化部３５は高いしきい値を設定する。例えば、しきい値を０．９９とすることで、０．９９未満の係数をすべて「０」に置換し、０．９９以上の係数のみを通過させ、圧縮率を高める。
これにより、空の領域についてはＱ_ｓテーブル３２で高周波成分が強く低減され、更に、量子化部３５で大幅な切り捨てが行われて、高い圧縮率で圧縮されることになる。

また、弱圧縮エリアでは、制御部２１によりｃｏｍｐ制御信号がオフとなり、量子化部３５は低いしきい値を設定する。例えば、しきい値を０．１として、０．１未満の係数を切り捨てて「０」に置換する。この場合には、係数が「０」となって切り捨てられる頻度が下がり、通過する係数が増加するため、弱い圧縮となる。
本符号化装置においては、強圧縮エリアについてしきい値を高めて圧縮率を上げることで、弱エリアにおけるしきい値を従来よりも低く設定することが可能であり、これにより画質の向上を図ることができるものである。
但し、ＳＵＭの値が目標データ量を超えた場合には、従来と同様に、弱圧縮エリアについてもｃｏｍｐ制御信号がオンとなり、量子化部３５は圧縮率を高める。

尚、ここでは、量子化のしきい値を２段階としたが、３段階として、ｃｏｍｐ制御信号によって指定するようにしてもよい。例えば、最も高いしきい値を強圧縮エリアに適用し、中間のしきい値をＳＵＭの値が目標データ量を超えた場合の弱圧縮エリアに適用し、最も低いしきい値をＳＵＭの値が目標データ量以下の場合の弱圧縮エリアに適用する。
このようにすると、通常エリアの圧縮データ量を大幅に低減せずに済むものである。

ハフマン符号器３６は、入力された係数をハフマン符号化して、図１に示したように、符号化されたＩフレームの圧縮データＩｋ−ＣＤを出力する。

［圧縮テーブルの例：図６］
ここで、圧縮テーブルについて図６を用いて説明する。図６は、圧縮テーブルの模式説明図であり、（ａ）は強圧縮テーブル、（ｂ）は弱圧縮テーブルを示している。尚、ここでは５×５画素領域の圧縮を行う圧縮テーブルを示す。
図６（ａ）に示す強圧縮テーブルは、５×５のマトリクス状に数値が配列されたものであり、各数値は、ＤＣＴ変換された５×５の各ＤＣＴ係数を割り算する値（除数）である。
左上はＤＣ成分用の除数（ＤＣ成分を割る数値）であり、右下に高周波成分用の除数が配置されている。
図６（ａ）に示すように、強圧縮テーブルでは、テーブルの右側及び下側に大きい数値が多く配置されており、高周波成分のＤＣＴ係数を大きい数値で除すことにより、高周波成分を大幅に低減させるものとなっている。
本符号化装置では、強圧縮テーブルを空のエリアに適用して、強く圧縮する。

これに対して、図６（ｂ）に示すように、弱圧縮テーブルでは、（ａ）の強圧縮テーブルと比較して、右側及び下側の高周波成分に対する数値が小さくなっている。これにより、（ｂ）の弱圧縮テーブルは、高周波成分も残りやすく、弱い圧縮を行うものとなる。
本符号化装置では、弱圧縮テーブルを、空以外のエリア（弱圧縮エリア）に適用して弱く圧縮する。

尚、Ｑ_Sテーブル３２及びＱ_Wテーブル３３は８×８のテーブルであるが、それぞれ、上述した強圧縮テーブル、弱圧縮テーブルと同様の傾向で数値が配列されており、Ｑ_Sテーブル３２では強い圧縮が行われ、Ｑ_Wテーブル３３では弱い圧縮が行われるものである。

特に、本符号化装置においては、Ｑ_Sテーブル３２を設けて強圧縮エリアの圧縮率を上げて圧縮データ量を削減しているため、その分、Ｑ_Wテーブル３３を従来に比べて弱い圧縮を行うように数値を設定しておくことが可能である。
これにより、空以外の通常エリアの画質を向上させることができるものである。

［Ｉ_SW処理部２２の動作：図５］
Ｉ_SW処理部２２の動作について図５を用いて説明する。
Ｉ_SW処理部２２では、映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）が、８×８画素ブロック毎にＤＣＴ変換部３１でＤＣＴ変換されてＱ_Sテーブル３２及びＱ_Wテーブル３３に入力され、Ｑ_Sテーブル３２では高周波成分が大幅に低減された圧縮データ（強圧縮データ）Ｉｓが生成され、Ｑ_Wテーブル３３では高周波成分がある程度残った圧縮データ（弱圧縮データ）Ｉｗが生成される。

そして、Ｓ／Ｗ選択部３４において、制御部２１からのｐａｒｔ制御信号に従って、当該ブロックが強圧縮エリアであれば強圧縮データＩｓが選択され、強圧縮エリア以外であれば弱圧縮データＩｗが選択されて、出力される。

そして、量子化部３５において、ｃｏｍｐ制御信号がオンであれば、高いしきい値で切り捨てを行って高周波成分を更に圧縮し、ｃｏｍｐ制御信号がオフであれば、低いしきい値で切り捨てを行って高周波成分を残すようにする。
上述したように、空の領域については、ＳＵＭの値に関わらず高いしきい値で量子化が行われるものである。

量子化部３５から出力された量子化された係数は、ハフマン符号器３６に入力されてハフマン符号化され、Ｉフレームの圧縮データ（Ｉｋ−ＣＤ）として出力される。
このようにして、Ｉ_SW処理部２２における動作が行われる。

［Ｐ_SW処理部２３の構成：図７］
次に、Ｐ_SW処理部２３の構成について図７を用いて説明する。図７は、本符号化装置のＰ_SW処理部２３の構成ブロック図である。
図７に示すように、本符号化装置のＰ_SW処理部２３は、差分算出部（図では「差分」と記載）４０と、ＤＣＴ変換部４１と、Ｑ_Sテーブル４２と、Ｑ_Wテーブル４３と、Ｓ／Ｗ選択部４４と、量子化部４５と、ハフマン符号器４６とを備えている。
差分算出部４０は、カメラ１０から入力される映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）と、復号部２６から入力される復号信号（Ｖ−ＤＥＭ）との差分を算出する。

ＤＣＴ変換部４１は差分信号についてＤＣＴ変換を行って周波数成分（ＤＣＴ係数）を出力する。
以下、Ｑ_Sテーブル４２、Ｑ_Wテーブル４３、Ｓ／Ｗ選択部４４、量子化部４５、ハフマン符号器４６は、Ｉ_SW処理部２２における各部と同様の構成及び動作であり、説明は省略する。

Ｐ_SW処理部２３の選択部４４においても、ｐａｒｔ制御信号によって強圧縮エリアである旨通知された場合には、Ｑ_Sテーブル４２において強く圧縮された圧縮データ（強圧縮データ）Ｐｓが選択され、強圧縮エリアではない旨通知された場合には、弱い圧縮が施された圧縮データ（弱圧縮データ）Ｐｗが選択されて出力される。

また、Ｐ_SW処理部２３の量子化部４５においても、ｃｏｍｐ制御信号がオンであれば、しきい値を高くして高周波成分を切り捨て、ｃｏｍｐ制御信号がオフであれば、低いしきい値で切り捨てを行って高周波成分を残すようにする。

尚、Ｉ_SW処理部２２のＱ_Sテーブル３２、及びＰ_SW処理部２３のＱ_Sテーブル４２が、請求項に記載した第１のテーブルに相当し、強圧縮データＩｓ及びＰｓが第１のデータに相当し、Ｉ_SW処理部２２のＱ_Wテーブル３３、及びＰ_SW処理部２３のＱ_Wテーブル４３が第２のテーブルに相当し、弱圧縮データＩｗ及びＰｗが第２のデータに相当している。

［Ｉ_SW処理部の別の構成：図８］
次に、Ｉ_SW処理部の別の構成（別のＩ_SW処理部）について図８を用いて説明する。図８は、別のＩ_SW処理部の構成ブロック図である。
上述した例では、２種類の圧縮テーブル（Ｑ_Sテーブル３２、Ｑ_Wテーブル３３）を備え、強圧縮エリアかどうかを指示するｐａｒｔ制御信号に基づいて、いずれかの圧縮テーブルの出力を選択するものとしたが、別のＩ_SW処理部では、圧縮テーブルは１種類として、量子化部へのしきい値を変更することで圧縮の強さを可変するようにしている。

図８に示すように、別のＩ_SW処理部２２０は、ＤＣＴ変換部２２１と、Ｑ_Wテーブル２２２と、量子化部２２３と、ハフマン符号器２２４と、加算部２２５とを備えている。
これらの内、ＤＣＴ変換部２２１と、ハフマン符号器２２４は、図５に示したＩ_SW処理部２２における構成部分と同等であるため、説明は省略する。
そして、別のＩ_SW処理部２２０では、圧縮テーブルとして弱圧縮テーブルのＱ_Wテーブル２２２のみを備えており、圧縮の強さを量子化部２２３でのしきい値を変えることで調整する。

別のＩ_SW処理部２２０の特徴部分である加算部２２５は、量子化部２２３にしきい値を設定するしきい値指示信号Ｃｏｍｐ−Ｉを出力するものである。
具体的には、加算部２２５には、ｃｏｍｐ制御信号によって量子化のしきい値が入力されており、ｐａｒｔ制御信号によって弱圧縮エリアが指定された場合には、しきい値指示信号Ｃｏｍｐ−Ｉとして当該しきい値をそのまま量子化部２２３に設定する。

ここで、ｃｏｍｐ制御信号によって指定されるしきい値は、低い値であり、弱圧縮エリアについては、高周波成分が残りやすくなるよう、切り捨ての頻度を抑えて弱い圧縮を行うものである。

また、ｐａｒｔ制御信号によって強圧縮エリアが指定された場合には、加算部２２５は、ｃｏｍｐ制御信号によるしきい値に、予め設定された特定の値を加算して、しきい値指示信号Ｃｏｍｐ−Ｉとして量子化部２２３に出力する。
つまり、強圧縮エリアについては、量子化のしきい値を高く設定して、切り捨ての頻度を高め、強い圧縮を行って圧縮データＩｋ−ＣＤの量を低減するものである。

このように、別のＩ_SW処理部２２０は、圧縮テーブルでの圧縮は、強圧縮エリア及び弱圧縮エリアについて同等に行い、強圧縮エリアについては、量子化による圧縮を強く行うものとしている。
従って、別のＩ_SW処理部２２０では、圧縮テーブルと量子化の両方で符号化データ量を制御する図５の構成と比べて、量子化部２２３における強圧縮エリアのしきい値を更に高く設定することが望ましい。

［Ｐ_SW処理部の別の構成：図９］
次に、Ｐ_SW処理部の別の構成（別のＰ_SW処理部）について図９を用いて説明する。図９は、別のＰ_SW処理部の構成ブロック図である。
別のＰ_SW処理部２３０は、差分算出部（図では「差分」と記載）２３１と、ＤＣＴ変換部２３２と、Ｑ_Wテーブル２３３と、量子化部２３４と、ハフマン符号器２３５と、加算部２３６とを備えている。

別のＰ_SW処理部２３０も、別のＩ_SW処理部２２０と同様に加算部２３６を備え、加算部２３６が、ｐａｒｔ制御信号によって強圧縮エリアを指示されると、ｃｏｍｐ制御信号によるしきい値に、予め設定されている特定の値を加算して、しきい値指示信号Ｃｏｍｐ−Ｐにより、量子化部２３４に加算されたしきい値を設定する。
これにより、強圧縮エリアについては高いしきい値で量子化を行って、圧縮データＰｋ−ＣＤの量を低減するものである。

別のＩ_SW処理部２２０及び別のＰ_SW処理部２３０では、図５及び図７の構成に比べて、圧縮テーブルの数を低減し、構成及び処理を簡易にすることができるものである。

［映像信号の例：図１０］
次に、映像信号の例について図１０を用いて説明する。図１０は、映像信号の例を示す模式説明図である。ここでは、ハイビジョンの信号構成を示す。
図１０に示すように、２次元イメージにおいて、水平方向は映像期間（水平）、垂直方向は映像期間（垂直）を示す。太枠内が１画面に表示される映像情報であり、ハイビジョンでは、映像表示期間（垂直）の有効走査線は１０８０本、１走査線に含まれる有効画素数は１９２０画素である。

また、２次元イメージとしては、１画面分の映像情報の左側に水平ブランキング期間が設けられ、下側に垂直ブランキング期間が設けられている。ブランキング期間は、無効期間であり、水平ブランキング期間にはライン番号（走査線番号）が挿入されている。
制御部は、入力された映像信号から、最終の走査線（ラインＮｏ＝１１２５）に続いて生じる水平ブランキング期間におけるラインＮｏ＝１を探すことにより、映像の表示開始タイミングを認識することができるものである。

時間軸信号イメージでは、走査線単位で、ラインＮｏ＝１から順に映像信号が出力される。各走査線の映像信号の前に水平ブランキング期間が設けられ、また、１０８１番目から１１２５番目の走査線に相当する部分が垂直ブランキング期間となっている。

［強圧縮エリアの算出：図１１，１２］
次に、本符号化装置における強圧縮エリア（空のエリア、空エリア）の算出例について図１１，１２を用いて説明する。図１１は、基本状態における空エリアの算出例を示す説明図であり、図１２はカメラの角度情報を用いた空のエリアの算出例を示す説明図である。
本符号化装置では、空のエリアを三角形で近似して算出するようにしている。

［基本状態における算出例：図１１］
まず、カメラの状態が基本状態にある場合の空エリアの算出例について図１１を用いて説明する。
図１１（ａ）では、チルト＝０°，アングル＝０°の場合の画像の例を示しており、この状態を基本状態とする。基本状態では、画面中央に空エリアの消失点があるものとして、この点を三角形で近似される空エリアの頂点（空エリア頂点）とする。

図１１（ｂ）に示すように、基本状態における空エリア頂点を点Ｐ0とする。
ハイビジョン映像において、水平方向の画素数は１９２０画素、垂直方向のライン数は１０８０であるため、基本状態における空エリア頂点Ｐ0の座標（画素番号，ライン番号）は、（９６０，５４０）となる。
そして、点Ｐ0、画面左上の角（０，０）、画面右上の角（０，１９２０）の三点を頂点とする三角形の領域を、基本状態における空エリアとする。

［角度情報を用いた算出例：図１２］
次に、角度情報を用いて空エリアを算出する場合について図１２を用いて説明する。
図１２（ａ）では、チルト及びアングルが０°ではない場合の画像の例を示しており、消失点（空エリア頂点）Ｐ1は、基本状態に比べて画面右上方向に移動している。尚、図１２のズーム量は図９と同一である。
点Ｐ0からの水平方向のずれをＨof、垂直方向のずれをＶofとすると、点Ｐ1の座標は、（９６０＋Ｈof，５４０＋Ｖof）となる。

水平方向のずれＨofは、
Ｈof＝Ｋｈ／２×tan(アングル角)／tan(水平画角／２) 式（１）
として算出される。
ここで、Ｋｈは水平方向の画素数（１９２０）であり、また、水平画角はズームの値によって決まるものであり、広角の場合には大きく、望遠の場合には小さくなる。

垂直方向のずれＶofは、
Ｖof＝Ｋｖ／２×tan(チルト角)／tan(垂直画角／２) 式（２）
として算出される。
ここで、Ｋｖは垂直方向のライン数（１０８０）であり、チルト角の符号は中央に対して上をマイナス、下をプラスとする。また、垂直画角は、ズームの値によって決まるものであり、広角の場合には大きく、望遠の場合には小さくなる。
図１２（ｂ）では、アングル角の符号がプラス、チルト角の符号がマイナスの場合を示している。

このように、カメラの角度情報に基づいて、式（１）（２）によってＨof，Ｖofを算出して、空エリア頂点Ｐ1の座標を決定し、空エリア頂点Ｐ1、画面左上の角（点Ａ）、画面右上の角（点Ｂ）、の三点を頂点とする三角形の領域を、当該画面における空エリアとする。
本符号化装置では、三角形で近似することにより、簡易な演算で空エリアを算出することができるものである。

［点Ｐ0からのずれ量の算出例：図１３］
ここで、空エリア頂点Ｐ1を求めるための、画面中央の点Ｐ0からのずれ量の算出例について図１３を用いて説明する。図１３は、水平方向のずれ（Ｈof）の算出例を示す説明図である。
図１３（ａ）は、図１２（ｂ）と同等の図であり、点Ｐ1の水平方向の座標（画素番号）は、９６０を中心として、アングル角に応じて１〜１９２０の値を取り、上述したように９６０＋Ｈofで表される。
撮影される画面の水平方向範囲は、ズーム画角によって決まり、それがカメラ撮像素子数Ｋｈに取り込まれる。

被写体をアングル角を設けて撮影した場合の水平方向のずれＨofの算出例を図１３（ｂ）を用いて説明する。
図１３（ｂ）は、水平画角の両端（点Ａ，点Ｂ）と、カメラ位置とで構成される撮影範囲を上面から見た三角形を表している。画面の中心点（点P0）は、辺ＡＢの中点として表され、画面上で被写体が遠ざかり小さくなって消えていく点Ｐ1は、アングル角に応じて辺ＡＢ上を移動する。

辺ＡＢの中点Ｐ0とカメラ位置との距離をＬとする。ズーム量によって水平画角が決定されると、カメラ位置から点Ｐ0及び点Ｂを見込む画角は水平画角／２であるから、点Ｐ0から点Ｂまでの長さｄ1は、
ｄ1＝Ｌ＊tan（水平画角／２）で表される。

アングル角＝０°の場合には、点Ｐ1は点Ｐ0と一致するが、アングル角が発生すると、点Ｐ1はアングル角の大きさに応じて点Ｂ方向に移動する（アングル角の符号を正とする）。
この場合、点Ｐ0から点Ｐ1までの水平方向分の長さｄ2は、
ｄ2＝Ｌ＊tan（アングル角）で表される。

従って、画素数で表される水平方向のずれＨofは、
Ｈof＝Ｋｈ／２×（ｄ2／ｄ1）
＝Ｋｈ／２×（tan（アングル角）／tan（水平画角／２））
で表すことができる。ハイビジョン映像の場合には、Ｋｈ＝１９２０画素である。
このようにして、水平方向のずれＨofを算出するものである。

また、垂直方向のずれＶofを求める場合には、点Ｐ1を通る垂直方向の直線を用いて、ズーム各で決定される垂直画角及びチルト角に基づいて、上述した例と同様に算出することができる。

尚、ここでは空エリアを三角形で近似する場合を説明したが、ズーム量が大きくなった場合等には、三角形ではなく、台形として近似してもよい。
例えば、上述した方法で求めた空エリア頂点Ｐを中心として、ズーム量に応じて左右に一定の長さ（画素数）だけ移動した点（点Ｑ、点Ｒとする）を下底の頂点とする。そして、画面左上の角、点Ｑ、点Ｒ、画面右上の角の４点を頂点とする台形の領域を、空エリアとして判定する。
このようにすると、ズーム量が大きくなっても、空のエリアを正確に求められるものである。

そして、本符号化装置の制御部２１では、映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）から映像開始タイミング（ライン＝０）を検出すると共に、角度情報を入力し、図１０に示したように、１画面分の映像信号における空エリアを算出し、その情報を保持しておく。

そして、制御部２１は、８×８画素のブロック毎の符号化の際に、当該ブロックの領域が、空エリアであるかどうかを判断して、上述したように、ｐａｒｔ制御信号、ｃｏｍｐ制御信号をＩ_SW処理部２２及びＰ_SW処理部２３に出力して、空エリアであれば強圧縮テーブルでの圧縮と、高いしきい値を用いた量子化を行って圧縮データを低減するよう制御すると共に、Ｉ／Ｐ制御信号によって、Ｉフレームの頻度を低減させて更に圧縮データ量を削減させる。
尚、強圧縮エリアについて、強圧縮テーブルでの圧縮と、高いしきい値を用いた量子化を行って、Ｉフレームの頻度を低減させずに圧縮データ量を低減させるよう制御してもよい。

また、空エリア以外の部分では、Ｉ_SW処理部２２及びＰ_SW処理部２３に対して、ｐａｒｔ制御信号により、弱圧縮テーブルでの圧縮データを選択させ、ｃｏｍｐ制御信号により、低いしきい値で量子化させ、十分な量の圧縮データを割り当てる。

更に、空エリアを強く圧縮することによって、ＳＵＭの値に余裕が発生した場合には、空エリア以外の領域について、ｃｏｍｐ制御信号によって量子化のしきい値を更に低くしたり、Ｉ／Ｐ選択信号により、Ｉフレーム選択の頻度を上げるよう制御することにより、圧縮データ量を増加させて画質を向上させることができるものである。

このようにして、本符号化装置では、伝送データ量の制限があっても、変化の小さい背景等の領域の圧縮データ量を大幅に低減すると共に、目的とする撮像対象物の領域により多くの圧縮データを割り当てて、効率的に圧縮データ量を分配し、目的とする撮像対象物の画質を向上させることができるものである。

［動きベクトルへの応用］
本符号化装置で算出する強圧縮エリアは、動きの小さいエリアであるため、動きベクトルが小さくなる。
そのため、強圧縮エリアについて、動きベクトルのヘッダを省略することが可能となり、一層データ量の削減を図ることができるものである。

［実施の形態の効果］
本符号化装置及び本符号化方法によれば、制御部２１が、角度検出部１１から入力されるカメラの角度情報に基づいて、空などの変化の小さい領域を強圧縮エリアとして検出し、Ｉ_SW処理部２２及びＰ_SW処理部２３に対して、強圧縮エリアについては、強圧縮テーブルでの圧縮データを選択させ、量子化のしきい値を高くして圧縮データ量を低減させると共に、弱圧縮エリアについては、弱圧縮テーブルでの圧縮データを選択させ、量子化のしきい値を低くして圧縮データ量を相対的に多くさせるよう制御し、更に、Ｉ／Ｐ選択部２４に対して、強圧縮エリアについてＩフレームの選択頻度を低下させ、バッファメモリ２５に余裕ができた場合には、弱圧縮エリアについてＩフレームの選択頻度を増加させるよう制御するようにしているので、領域毎に圧縮の強さを変えて効率的に圧縮データ量を割り当てることができ、伝送データ量に制約があっても、目的とする撮像対象物を含む領域の圧縮データ量を増やして、画質を向上させることができる効果がある。

また、本符号化装置及び本符号化方法では、強圧縮エリアの算出を、カメラの角度情報に基づいて行っているが、例えば、映像信号から抽出した情報等、その他の情報を利用して算出するようにしてもよい。

また、上述した例では、Ｉ_SW処理部２２及びＰ_SW処理部２３の両方に、強圧縮テーブルと弱圧縮テーブルを備えた場合について説明したが、例えばＰ_SW処理部２３は、従来と同様に通常圧縮テーブルのみを備えた構成としてもよい。
この場合でも、圧縮データ量が大きくなるＩフレームについて強圧縮エリアのデータ量を大幅に削減できるため、強圧縮エリア以外の領域の画質向上を図ることができる。

更に、上述した本符号化装置の例では、強圧縮エリアについて、強圧縮テーブルで圧縮し、量子化部でのしきい値を上げて高周波成分を低減させ、Ｉフレームの頻度を低下させる制御を全て行うものとしているが、これらの制御の一部を行うものとしてもよい。

本発明は、伝送データ量に制約があっても、目的とする撮像対象物の画質を向上させることができる映像符号化装置及び映像符号化方法に適している。

２０…符号化部、 ２１，５１…制御部、 ２２…Ｉ_SW処理部、 ２３…Ｐ_SW処理部２３、 ２４，５４…Ｉ／Ｐ選択部、 ２５，５５…バッファメモリ、 ２６，５６…復号部、 ３１，４１，２２１，２３２…ＤＣＴ変換部、 ３２，４２…Ｑ_Sテーブル、 ３３，４３，２２２，２３３…Ｑ_Wテーブル、 ３４，４４…Ｓ／Ｗ選択部、 ３５，４５，２２３，２３４…量子化部、 ３６，４６，２２４，２３５…ハフマン符号部、 ４０，２３１…差分算出部、 ５２…Ｉ処理部、 ５３…Ｐ処理部、 ２２５，２３６…加算部

Claims (7)

1. 屋外を移動する移動中継車に搭載したカメラで、アングル、チルト、及びズーム量を調整して、移動する撮像対象物を撮像した映像信号を入力して符号化し、圧縮データを出力する映像符号化装置であって、
   前記映像信号において強く圧縮される強圧縮エリアを検出する制御部と、
   前記映像信号からＩフレームの圧縮データを生成するＩ処理部と、
   前記映像信号からＰフレームの圧縮データを生成するＰ処理部と、
   前記Ｉフレームの圧縮データ又は前記Ｐフレームの圧縮データを選択して出力するＩ／Ｐ選択部とを有し、
   前記制御部が、前記強圧縮エリアの頂点となる空エリア頂点を、前記カメラのアングル、チルト、及びズーム量について予め定めた基本状態における画面上の特定の基準点から、前記ズーム量によって決定される画角の中で、前記基本状態からの前記アングルの変動量に応じて左右に移動させ、前記基本状態からの前記チルトの変動量に応じて上下に移動させて、前記空エリア頂点を決定し、
   前記決定された空エリア頂点と、画面左上の角と、画面右上の角の三点で囲まれる三角形の領域に基づいて前記強圧縮エリアを検出し、
   前記Ｉ処理部及び前記Ｐ処理部が、前記検出された強圧縮エリアについては強く圧縮し、前記強圧縮エリア以外の弱圧縮エリアについては前記強圧縮エリアより弱く圧縮することを特徴とする映像符号化装置。
2. 制御部が、基準点を画面中央の点として、水平方向のずれ量と垂直方向のずれ量を算出して空エリア頂点を決定し、
   水平方向の画素数をＫｈ、垂直方向のライン数をＫｖとした場合に、水平方向のずれＨofを、Ｈof＝Ｋｈ／２×tan（アングル角）／tan（水平画角／２）として算出し、垂直方向のずれＶofを、Ｖof＝Ｋｖ／２×tan（チルト角）／tan（垂直画角／２）として算出することを特徴とする請求項１記載の映像符号化装置。
3. Ｉ／Ｐ選択部で選択された圧縮データを蓄積するバッファメモリを備え、
   制御部が、強圧縮エリアについてＩフレームの圧縮データを選択する頻度を低下させるよう前記Ｉ／Ｐ選択部を制御すると共に、前記バッファメモリに蓄積されたデータ量が目標値より小さい場合には、前記弱圧縮エリアについてＩフレームの圧縮データを選択する頻度を増加させるよう前記Ｉ／Ｐ選択部を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の映像符号化装置。
4. Ｉ処理部又はＰ処理部、若しくは両処理部が、第１の圧縮テーブルを用いて映像信号を強く圧縮して第１の圧縮データを出力すると共に、第２の圧縮テーブルを用いて前記第１の圧縮テーブルより弱く圧縮して第２の圧縮データを出力し、前記第１の圧縮データ又は前記第２の圧縮データのいずれかを選択して出力するＳ／Ｗ選択部を備え、
   制御部が、前記Ｉ処理部又は前記Ｐ処理部若しくは両処理部の前記Ｓ／Ｗ選択部を、強圧縮エリアについては前記第１の圧縮データを選択させ、弱圧縮エリアについては前記第２の圧縮データを選択させるよう制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の映像符号化装置。
5. Ｉ処理部又はＰ処理部、若しくは両処理部が、Ｓ／Ｗ選択部からの出力を、用いられるしきい値未満の場合に「０」とする切り捨て処理を行う量子化部を備え、
   制御部が、前記Ｉ処理部又は前記Ｐ処理部若しくは両処理部の前記量子化部を、強圧縮エリアについては高周波成分を大幅に切り捨てる第１のしきい値を用いて切り捨て処理させ、弱圧縮エリアについては前記第１のしきい値より低い第２のしきい値を用いて切り捨て処理させるよう制御することを特徴とする請求項４記載の映像符号化装置。
6. 屋外を移動する移動中継車に搭載したカメラで、アングル、チルト、及びズーム量を調整して、移動する撮像対象物を撮像した映像信号を入力して符号化し、圧縮データを出力する映像符号化装置における映像符号化方法であって、
   制御部が、前記カメラのアングル、チルト、及びズーム量について予め定めた基本状態における画面上の特定の基準点から、前記ズーム量によって決定される画角の中で、前記基本状態からの前記アングルの変動量に応じて左右に移動させ、前記基本状態からのチルトの変動量に応じて上下に移動させた点を、前記空エリア頂点として決定し、前記決定された空エリア頂点と、画面左上の角と、画面右上の角の三点で囲まれる三角形の領域に基づいて前記映像信号において強く圧縮される強圧縮エリアを検出し、
   前記映像信号からＩフレームの圧縮データを生成するＩ処理部及び前記映像信号からＰフレームの圧縮データを生成するＰ処理部が、前記検出された強圧縮エリアについては強く圧縮し、前記強圧縮エリア以外の弱圧縮エリアについては前記強圧縮エリアより弱く圧縮し、
   Ｉ／Ｐ選択部が、前記Ｉフレームの圧縮データ又は前記Ｐフレームの圧縮データのいずれかを選択して出力することを特徴とする映像符号化方法。
7. 制御部が、強圧縮エリアについてＩフレームの圧縮データを選択する頻度を低下させるようＩ／Ｐ選択部を制御することを特徴とする請求項６記載の映像符号化方法。