JP6694905B2 - 映像符号化装置及び映像符号化方法 - Google Patents

Description

本発明は、分割並列処理で圧縮を行う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の方法もある。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。

８ｋ映像に代表されるＵＨＤ（Ultra High Definition）等では、処理画素数が多く、画像を複数（Ｍ個）に分割し、Ｍ個の符号化処理部で並列処理することが多い。
例えば、１画面分の映像を水平方向にＭ個の短冊状の領域（スライス）に分割して並列処理を行う。

［映像分割の例：図１２］
映像分割の例について図１２を用いて説明する。図１２は、映像分割の例を示す模式説明図であり、（ａ）は映像信号の例、（ｂ）は分割された信号の例を示す。
従来の映像符号化装置では、図１２（ａ）に示すように、１画面分の映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）を、（ｂ）に示すようにＭ個の短冊状の映像（スライス）に分割し、各スライスをそれぞれ対応する符号化処理部で圧縮する。ここでは、Ｍ＝５として、５個に分割した例を示しており、ｖ_1〜ｖ_5の各スライスが並列処理によって符号化される。

［従来の映像符号化装置の構成：図１３］
次に、従来の映像符号化装置の構成について図１３を用いて説明する。図１３は、従来の映像符号化装置の概略構成図である。尚、ここでは、映像信号を５個に分割して並列処理を行う構成を例として説明する。
図１３に示すように、従来の映像符号化装置は、映像分割部５０と、符号化処理部（１）５１〜符号化処理部（５）５５と、データ統合部５６と、目標データ量指示部５７とを備えている。

従来の映像符号化装置の各部について説明する。
映像分割部５０は、入力された映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）を所定の数（ここでは５つ）のスライス（ｖ_1，ｖ_2，ｖ_3，ｖ_4，ｖ_5）に分割し、各スライスを、それぞれ対応する符号化処理部５１〜５５に出力する。
符号化処理部（１）５１〜符号化処理部（５）５５は、入力されたスライスを圧縮して、それぞれ符号化データ（ＣＤ_1，ＣＤ_2，ＣＤ_3，ＣＤ_4，ＣＤ_5）を出力する。

データ統合部５６は、符号化処理部（１）５１〜符号化処理部（５）５５からの符号化データを入力し、それらを統合して圧縮データ（ＳＣＤ）として出力する。
目標データ量指示部５７は、符号化処理部（１）５１〜符号化処理部（５）５５に対して目標データ量を設定する。

目標データ量とは、各符号化処理部で発生させる符号化データ量の目標となる値である。
ＦＰＵでは単位時間当たりの伝送データ量が一定（Ｄとする）であり、従来の映像符号化装置の目標データ量指示部５７は、符号化処理部（１）５１〜符号化処理部（５）５５に対して同一の目標データ量を設定している。
つまり、従来の映像符号化装置では、伝送データ量をＤとすると、各符号化処理部にＤ／５の目標データ量を設定する。

そして、符号化処理部（１）５１〜符号化処理部（５）５５では、それぞれ、目標データ量（Ｄ／５）を超えないように圧縮の強さを調節しながら、符号化処理を行う。
具体的には、各符号化処理部では、符号化データを蓄積するバッファメモリに蓄積されたデータ量と、目標データ量とを比較して、圧縮の強さ（強弱）を調整するようになっている。

［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。

しかしながら、図１３の下部に示すように、従来の映像符号化装置では、全ての符号化処理部に均等に目標データ量を設定することにより、各符号化処理部で発生する圧縮データも均等となっている。

つまり、映像分割して符号化する場合、スライスによって必要な圧縮データ量は異なるにもかかわらず、従来の映像符号化装置では、全ての符号化処理部に同一の目標データ量を設定して、均一に符号化データ量を割り当てている。
そのため、空の部分の映像が必要以上に高精細になり、中距離や近距離の領域について画質を向上させることができない。

［カメラの角度］
また、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。
つまり、カメラの角度に応じて、空の領域の大きさや形状が変化することになる。

［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、映像分割して複数の符号化処理部で符号化を行う従来の映像符号化装置では、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でも、全ての符号化処理部に同一の目標データ量を設定しているので、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、変化の少ない領域を多く含むスライスを処理する符号化処理部の目標データ量を低減し、他の符号化処理部の目標データ量を増やしてより多くの圧縮データを割り付け、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、変化の少ない領域を多く含むスライスを処理する符号化処理部の目標データ量を低減し、その分、他の符号化処理部の目標データ量を増やして、より多くの圧縮データを割り付け、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、カメラからの映像信号を複数のスライスに分割する映像分割部と、各スライスに対応して設けられ、対応するスライスの符号化処理を行って圧縮データを出力する複数の符号化処理部と、複数の符号化処理部から出力された圧縮データを統合して統合された圧縮データを出力するデータ統合部と、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と共に、各符号化処理部に対して、生成される圧縮データの目標量となる目標データ量を設定する目標データ量指示部とを備え、符号化処理部が、目標データ量指示部から設定された目標データ量の範囲内で圧縮データを生成し、目標データ量指示部が、統合された圧縮データ量の上限値をスライスの数で除して基本目標データ量として記憶しておき、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、各スライスにおける強圧縮エリアの割合を算出して、割合が設定されたしきい値と比べて大きいスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量から特定の低減量を低減して設定すると共に、他の符号化処理部の目標データ量として、低減量の合計を、前記他の符号化処理部の数で除して前記基本目標データ量に加えて設定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、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、目標データ量指示部が、スライスにおける強圧縮エリアの割合が予め設定されたしきい値を超えている場合には、当該スライスを第１のクラスに分類し、割合が前記しきい値以下である場合には、当該スライスを第２のクラスに分類し、第１のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量より特定の低減量を低減して設定すると共に、第２のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、低減量の合計を第２のクラスに分類されたスライスの数で除して基本目標データ量に加えて設定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、目標データ量指示部が、低減量として第１の低減量と、第１の低減量より少ない第２の低減量とを記憶しておき、スライスにおける強圧縮エリアの割合が第１のしきい値を超えている場合には、当該スライスを第１のクラスに分類し、当該割合が第２のしきい値を超えて第１のしきい値以下である場合には、当該スライスを第２のクラスに分類し、当該割合が第２のしきい値以下である場合には、当該スライスを第３のクラスに分類し、第１のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量より第１の低減量を低減して設定し、第２のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量より第２の低減量を低減して設定すると共に、第３のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、第１の低減量の合計と第２の低減量の合計との和を第３のクラスに分類されたスライスの数で除して基本目標データ量に加えて設定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いて、カメラからの映像信号を複数のスライスに分割して、スライスを並列処理により符号化する映像符号化方法であって、目標データ量指示部が、統合された圧縮データ量の上限値を前記スライスの数で除して基本目標データ量として記憶しておき、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、各スライスにおける強圧縮エリアの割合を算出して、割合が設定されたしきい値と比べて大きいスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量から特定の低減量を低減して設定すると共に、他の符号化処理部の目標データ量として、低減量の合計を、他の符号化処理部の数で除して基本目標データ量に加えて設定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、カメラからの映像信号を複数のスライスに分割する映像分割部と、各スライスに対応して設けられ、対応するスライスの符号化処理を行って圧縮データを出力する複数の符号化処理部と、複数の符号化処理部から出力された圧縮データを統合して統合された圧縮データを出力するデータ統合部と、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と共に、各符号化処理部に対して、生成される圧縮データの目標量となる目標データ量を設定する目標データ量指示部とを備え、符号化処理部が、目標データ量指示部から設定された目標データ量の範囲内で圧縮データを生成し、目標データ量指示部が、統合された圧縮データ量の上限値をスライスの数で除して基本目標データ量として記憶しておき、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、各スライスにおける強圧縮エリアの割合を算出して、割合が設定されたしきい値と比べて大きいスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量から特定の低減量を低減して設定すると共に、他の符号化処理部の目標データ量として、低減量の合計を、前記他の符号化処理部の数で除して前記基本目標データ量に加えて設定する映像符号化装置としているので、少ない符号量でも十分復号可能な強圧縮エリアを多く含むスライスの処理における圧縮データ量を低減し、その分、他のスライスの処理で発生する圧縮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、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、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、目標データ量指示部が、スライスにおける強圧縮エリアの割合が予め設定されたしきい値を超えている場合には、当該スライスを第１のクラスに分類し、割合が前記しきい値以下である場合には、当該スライスを第２のクラスに分類し、第１のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量より特定の低減量を低減して設定すると共に、第２のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、低減量の合計を第２のクラスに分類されたスライスの数で除して基本目標データ量に加えて設定する上記映像符号化装置としているので、伝送データ量に制限がある場合でも、簡易な処理で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、目標データ量指示部が、低減量として第１の低減量と、第１の低減量より少ない第２の低減量とを記憶しておき、スライスにおける強圧縮エリアの割合が第１のしきい値を超えている場合には、当該スライスを第１のクラスに分類し、当該割合が第２のしきい値を超えて第１のしきい値以下である場合には、当該スライスを第２のクラスに分類し、当該割合が第２のしきい値以下である場合には、当該スライスを第３のクラスに分類し、第１のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量より第１の低減量を低減して設定し、第２のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量より第２の低減量を低減して設定すると共に、第３のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、第１の低減量の合計と第２の低減量の合計との和を第３のクラスに分類されたスライスの数で除して基本目標データ量に加えて設定する上記映像符号化装置としているので、スライスにおける強圧縮エリアの割合に応じて低減する目標データ量を段階的に変えることができ、伝送データ量に制限がある場合でも、目標データ量が低減されるスライスの画質を適切に保持しつつ、目的とする撮像対象物を含むスライス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いて、カメラからの映像信号を複数のスライスに分割して、スライスを並列処理により符号化する映像符号化方法であって、目標データ量指示部が、統合された圧縮データ量の上限値をスライスの数で除して基本目標データ量として記憶しておき、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、各スライスにおける強圧縮エリアの割合を算出して、割合が設定されたしきい値と比べて大きいスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量から特定の低減量を低減して設定すると共に、他の符号化処理部の目標データ量として、低減量の合計を、他の符号化処理部の数で除して基本目標データ量に加えて設定する映像符号化方法としているので、少ない符号量でも十分復号可能な強圧縮エリアを多く含むスライスの処理における圧縮データ量を低減し、その分、他のスライスの処理で発生する圧縮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。 符号化処理部１１の構成ブロック図である。 本符号化装置における目標データ量設定の例を示す説明図である。 角度情報と強圧縮エリアの関係（１）を示す説明図である。 角度情報と強圧縮エリアの関係（２）を示す説明図である。 角度情報と強圧縮エリアの関係（３）を示す説明図である。 角度情報と強圧縮エリアの関係（４）を示す説明図である。 目標データ量指示部１７における処理を示すフローチャートである。 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。 映像分割の例を示す模式説明図であり、（ａ）は映像信号の例、（ｂ）は分割された信号の例を示す。 従来の映像符号化装置の概略構成図である。

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、映像信号を複数に分割した分割映像（スライス）を複数の符号化処理部で符号化するものであって、目標データ量指示部が、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、強圧縮エリアを多く含むスライスを処理する符号化処理部の目標データ量を均等割り付けの場合より少なく設定し、その分、他のスライスを処理する符号化処理部の目標データ量を多く設定して多くの符号化データを発生させるようにすることで、伝送データ量の制約があっても、圧縮データ量を効果的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。

［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１を備え、符号化部１は、カメラ２０と、角度検出部２１に接続されている。

カメラ２０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２１は、カメラ１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１は、映像信号を複数のスライスに分割し、各スライスを異なる符号化処理部で並列に符号化処理し、複数の符号化データを統合して圧縮データを出力するものである。
特に、本符号化装置では、角度検出部２１からの角度情報に基づいて、強く圧縮可能なエリア（強圧縮エリア）を算出し、各スライスにおける強圧縮エリアの割合に応じて、各符号化処理部の目標データ量を増減させることにより、目的とする撮像対象物を含む領域の画質を向上させるようにしている。

尚、ここでは、強圧縮エリアが空の画像である場合を例として説明するが、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。

符号化部１の各部について説明する。尚、ここでは、映像信号を５個のスライスに分割して並列処理を行う構成を例として説明するが、これに限るものではない。
符号化部１の基本的な構成は、図１３に示した従来の符号化部と同様であり、映像分割部１０と、符号化処理部（１）１１〜符号化処理部（５）１５と、データ統合部１６と、目標データ量指示部１７とを備えている。
これらの構成部分の内、目標データ量指示部１７が本符号化装置の特徴部分となっている。

映像分割部１０は、カメラから入力された映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）を５つのスライス（Ｖ_1，Ｖ_2，Ｖ_3，Ｖ_4，Ｖ-5）に分割する。
符号化処理部（１）１１（以下、符号化処理部１１と記載）は、スライスＶ_1を符号化して、符号化データＣＤ_1を出力する。
符号化処理部（２）１２（以下、符号化処理部１２と記載）は、スライスＶ_2を符号化して、符号化データＣＤ_2を出力する。
符号化処理部（３）１３（以下、符号化処理部１３と記載）は、スライスＶ_3を符号化して、符号化データＣＤ_3を出力する。
符号化処理部（４）１４（以下、符号化処理部１４と記載）は、スライスＶ_4を符号化して、符号化データＣＤ_4を出力する。
符号化処理部（５）１５（以下、符号化処理部１５と記載）は、スライスＶ_5を符号化して、符号化データＣＤ_5を出力する。

データ統合部１６は、符号化データＣＤ_1，ＣＤ_2、ＣＤ_3、ＣＤ_4、ＣＤ_5を統合して、圧縮データ（ＳＣＤ）を出力する。
目標データ量指示部１７は、本符号化装置の特徴部分であり、強圧縮エリア算出部１８と、目標データ算出部１７とを備え、符号化処理部１１〜符号化処理部１５に、それぞれ目標データ量を設定する。

強圧縮エリア算出部１８は、角度検出部２１からの角度情報に基づいて、１画面分の映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）において強く圧縮することが可能なエリア（強圧縮エリア）を算出する。
強圧縮エリアの算出については後述する。

更に、強圧縮エリア算出部１８は、分割された各映像信号（スライス）における強圧縮エリアの割合（ｒ）を算出し、当該割合に基づいてスライスを複数のクラスに分類する。
具体的には、強圧縮エリア算出部１８は、予めスライスを複数のクラスに分類するためのしきい値を記憶しており、当該しきい値と各スライスの強圧縮エリアの割合とを比較して、スライスを複数のクラスに分類する。

例えば、強圧縮エリア算出部１８は、当該スライスにおける強圧縮エリアの割合（ｒ）が、ｒ＞８０％であればクラス１、ｒ≦８０％であればクラス２に分類する。
ここで、クラス１に分類されたスライスは、強圧縮エリアの割合が高く、強く圧縮しても画質低下が小さいため、目標データ量を小さく設定できるものである。
スライスのクラス分けについては後述する。

目標データ量算出部１９は、各クラスに分類されたスライスの数に応じて、分類されたクラスに対応する目標データ量を算出し、符号化処理部１１〜符号化処理部１５に、それぞれ、目標データ量ＴＤ１〜ＴＤ５を設定する。

目標データ量算出部１９には、予めクラスに対応した削減データ量が記憶されている。ここでは、クラス１に対応して、削減データ量αが記憶されているものとする。
削減データ量とは、全ての符号化処理部に目標データ量を均等に割り付けた場合の目標データ量（基準目標データ量）から低減させるデータ量である。

図１の下部には、統合された圧縮データのイメージを示している。
図１では、スライスＶ_1がクラス１に分類され、スライスＶ_2〜スライスＶ_5がクラス２に分類された場合を示す。
この場合、目標データ算出部１９は、スライスＶ_1に対応する符号化処理部１１の目標データ量ＴＤ１を、均等割り付けのデータ量に比べてαだけ低減する。これにより、図１に示すように、符号化処理部１１で発生する圧縮データＣＤ_1のデータ量も、均等割り付けのデータ量に比べてαだけ少なくなる。
スライスＶ_1には空の部分が多く含まれるため、少ない圧縮データでも十分復号可能なものである。

そして、目標データ算出部１９は、符号化処理部１１で低減した圧縮データ量αを、ＴＤ符号化処理部１２〜符号化処理部１５に分配して、これらの符号化処理部１２〜１５で発生する圧縮データＣＤ_2〜ＣＤ_5を、均等割り付けの基準目標データ量と比べてα／４だけ増やすようにしている。
このような処理を行うことにより、全体としてのデータ量を増やすことなく、目的の撮像対象物が含まれる領域により多くの符号化データ量を割り付けて、画質を向上させることができるものである。
目標データ量指示部１７における処理については後述する。

［符号化処理部の構成：図２］
次に、本映像符号化装置における各符号化処理部の構成について図２を用いて説明する。図２は、符号化処理部１１の構成ブロック図である。尚、ここでは、符号化処理部１を例として説明するが、符号化処理部１２〜符号化処理部１５も同一の構成である。
図２に示すように、本符号化装置の符号化処理部１１は、制御部３１と、Ｉ（Intra-coded Picture）処理部３２と、Ｐ（Predictive-coded Picture）処理部３３と、選択部３４と、バッファメモリ３５と、復号部３６とを備えている。

符号化処理部１１の各部について説明する。
制御部３１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３１の処理については後述する。

Ｉ処理部３２は、入力されたスライスＶ_1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３３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。

選択部３４は、制御部３１からのＩ／Ｐ制御信号に従って、Ｉ処理部３２からの圧縮データ（Ｉ−ＣＤ）又はＰ処理部３３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３５は、選択部３４から出力された圧縮データ（Ｓ−ＣＤ）を格納し、圧縮データ（ＣＤ_1）を出力する。また、バッファメモリ３５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３１に出力する。
復号部３６は、選択された圧縮データ（Ｓ−ＣＤ）を復号して、復号データ（Ｖ−ＤＥＭ）を出力する。

制御部３１は、選択部３４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３１は、バッファメモリ３５からのＳＵＭの値に基づいて、Ｉ処理部３２及びＰ処理部３３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３２及びＰ処理部３３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３１には、図１に示した目標データ量指示部１７から目標データ量ＴＤ１が設定されており、ＳＵＭの値と目標データ量ＴＤ１とを比較して、量子化のしきい値を制御する。
例えば、ＳＵＭ＞目標データ量ＴＤ１の場合（バッファメモリ３５のメモリ容量に余裕がない場合）には、制御部３１は、ｃｏｍｐ制御信号により量子化のしきい値を高めて、０（ゼロ）に切り捨てられる係数の頻度を増やし、高周波成分を低減してバッファメモリ３５に入力される圧縮データＳ−ＣＤの量を抑える。

また、ＳＵＭ≒目標データ量ＴＤ１の場合には、ｃｏｍｐ制御信号を維持して、しきい値を保持し、符号発生ペースの維持を図る。
更に、ＳＵＭ＜目標データ量ＴＤ１の場合（バッファメモリ３５の容量に余裕がある場合）には、Ｉ処理部３２及びＰ処理部３３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する。
量子化のしきい値を低く設定することにより、ＤＣＴ係数の高周波成分が残りやすくなる。

このようにして、制御部３１は、バッファメモリ３５に蓄積されたデータ量（ＳＵＭの値）と目標データ量との大小に基づいて、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。

［本符号化装置の動作：図１，図２］
本符号化装置の動作について、図１，２を用いて説明する。
まず、図１に示すように、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、映像分割部１０で所定の数（ここでは５とする）のスライスに分割される。各スライスは、対応する符号化処理部１１〜１５に入力される。

一方、角度検出部２１からの角度情報は、目標データ量指示部１７に入力され、強圧縮エリア算出部１８が、角度情報に基づいて強圧縮エリアを算出し、更に、各スライスにおける強圧縮エリアの割合（ｒ）を算出し、当該割合に基づいてスライスをクラス分けし、クラス毎のスライス数を求める。
そして、目標データ算出部１９が、クラス毎のスライス数に応じて、クラスに対応する目標データ量ＴＤ１〜ＴＤ５を算出して、符号化処理部１１〜１５に設定する。

次に、符号化処理部１１〜１５の動作について、符号化処理部１１を例として説明する。
図２に示すように、符号化処理部１１に入力されたスライスＶ_1は、Ｉ処理部３２とＰ処理部３３とに入力され、Ｉ処理部３２からＩフレームとしての圧縮データＩ−ＣＤが出力され、Ｐ処理部３３からＰフレームとしての圧縮データＰ−ＣＤが出力される。
その際、Ｉ処理部３２及びＰ処理部３３では、
圧縮データ量が設定された目標データ量ＴＤ１を超えないよう、制御部３１からのｃｏｍｐ制御信号に従って量子化を行う。

そして、選択部３４において、制御部３１からのＩ／Ｐ制御信号に基づいて、Ｉ処理部３２からの圧縮データ（Ｉ−ＣＤ）又はＰ処理部３２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３５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、選択部３４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３５では、データの蓄積量を表す情報（ＳＵＭ）を制御部３１に出力し、制御部３１は、ＳＵＭの値と目標データ量ＴＤ１とを比較して、ｃｏｍｐ制御信号を調整する。
このようにして、本符号化装置の動作が行われるものである。

［目標データ量設定：図３］
次に、本符号化装置における目標データ量の設定について図３を用いて説明する。図３は、本符号化装置における目標データ量設定の例を示す説明図である。
図３では、空の領域を強圧縮エリアとして判定し、強圧縮エリアの割合が高いスライス（強圧縮スライス）に対応する符号化処理部の目標データ量を低減し、その分を他の符号化処理部の目標データ量に上乗せして設定する例を示している。
単位時間当たりのデータ伝送量をＤ、並列処理されるスライスの数をＭとすると、均等に割り付けた場合、各符号化処理部の目標データ量（基準目標データ量）はＤ／Ｍとなる。

［第１の方法］
第１の方法では、１つのしきい値を用いてスライスを２つのクラスに分類し、強圧縮エリアの割合が高いスライスの処理について一定のデータ量を目標データ量から低減させると共に、低減された分を他のスライスの処理に割り当てて設定する。
例えば、しきい値を８０％として、強圧縮エリアの割合（ｒ）が８０％を超えるスライスをクラス１、８０％以下のスライスをクラス２に分類する。また、クラス１の削減データ量（低減量）はαに設定されている。
第１の方法では、クラス１に分類されたスライスが強圧縮スライスに相当する。

図３（ａ）は、１番上のスライスに、強圧縮エリア（例えば空の映像）が多く含まれている状態を示しており、１番上のスライスがクラス１、他のスライスがクラス２に分類される。
この場合、本符号化装置では、クラス１のスライスに対応する目標データ量をαだけ低減させて、符号化処理部１１（処理１と記載）の目標データ量をＤ／Ｍ−αとする。

そして、低減されたデータ量（α）を、強圧縮エリアの割合が８０％以下となるクラス２のスライスの処理に割り付ける。つまり、符号化処理部１２〜符号化処理部１５（処理２〜処理５）の目標データ量をＤ／Ｍ＋α／４とする。

図３（ｂ）は、上から１番目と２番目のスライスの強圧縮エリアの割合が８０％を超えている場合である。つまり、スライスＶ_1及びＶ_2がクラス１、他のスライスがクラス２に分類される。
この場合には、符号化処理部１１と符号化処理部１２の目標データ量をそれぞれαだけ低減させて、Ｄ／Ｍ−αとする。
そして、低減された２αのデータ量を他の符号化処理部１３〜符号化処理部１５（処理３〜処理５）に割り付けて、これらの符号化処理部の目標データ量をＤ／Ｍ＋２α／３とする。

つまり、クラス１に分類されたクラス１に分類されたスライスの処理において削減するデータ量をαとすると、クラス１の処理での目標データ量はＤ／Ｍ−αで固定であるが、クラス２の目標データ量は、クラス１に分類されたスライスの数ｍに応じて変わるものである。
具体的には、各クラスの割り当てデータ量は以下のように算出される。
クラス１：ＴＤ_c1＝Ｄ／Ｍ−α （式１）
クラス２：ＴＤ_c2＝Ｄ／Ｍ＋（ｍ・α）／Ｍ−ｍ （式２）

［第２の方法］
第２の方法では、しきい値を２段階（例えば、８０％と４０％）とし、強圧縮エリアの割合に応じてスライスを３つのクラス（クラス１、クラス２、クラス３）に分類して目標データ量を設定する。第２の方法では、クラス１，クラス２に分類されたスライスが強圧縮スライスに相当する。
目標データ量算出部１９には、クラス１に対応するデータ削減量α、クラス２に対応するデータ削減量βが記憶されているものとする。ここで、α＞βであり、αは請求項に記載した第１の低減量に相当し、βは第２の低減量に相当している。

図３（ｃ）は、２番目のスライスの強圧縮エリアの割合が１番目に比べて少ない状態を示している。
この場合、強圧縮エリアの割合が８０％を超える１番目のスライスがクラス１に分類され、強圧縮エリアの割合が４０％〜８０％（４０＜ｒ≦８０）の２番目のスライスがクラス２に分類される。
これにより、目標データ量算出部１９は、符号化処理部１１（処理１）の目標データ量をＤ／Ｍ−αとし、符号化処理部１２（処理２）の目標データ量をＤ／Ｍ−βとして設定する。

そして、低減された（α＋β）のデータ量をクラス３のスライスを処理する符号化処理部１３〜符号化処理部１５に分配して、これらの符号化処理部の目標データ量をＤ／Ｍ＋（α＋β）／３とする。

つまり、クラス１に分類されたスライスの数をｍａ、クラス２に分類されたスライスの数をｍｂとすると、各クラスの割り当てデータ量は、以下のように算出される。クラス３のスライスの処理における目標データ量は、クラス１及びクラス２に分類されたスライスの数に依存する。
クラス１の目標データ量：ＴＤ_c1＝Ｄ／Ｍ−α （式１）
クラス２の目標データ量：ＴＤ_c2＝Ｄ／Ｍ−β （式３）
クラス３の目標データ量：ＴＤ_c3＝Ｄ／Ｍ＋（ｍａ・α＋ｍｂ・β）／（Ｍ−ｍａ−ｍｂ） （式４）

このようにして、強圧縮エリアを多く含むスライスを処理する符号化処理部の目標データ量を低減すると共に、強圧縮エリアの割合が小さい（絵柄が複雑な）スライスの処理に多くの符号かデータ量を割り当てて、目的とする撮像対象物を含む領域の画質向上を図るものである。

［角度情報と強圧縮エリアの関係：図４〜図７］
次に、角度情報と強圧縮エリアの関係について図４〜図７を用いて説明する。
ここでは、上述した第２の方法を採用し、２種類のしきい値を用いてスライスを３段階にクラス分けして目標データ量を割り当てる場合を例として説明する。
［角度情報と強圧縮エリアの関係（１）：図４］
図４は、角度情報と強圧縮エリアの関係（１）を示す説明図である。
図４（ａ）に示すように、走者の正面から撮影した映像を撮影する場合のカメラの状態を図４（ｄ）（ｅ）に示す。（ｄ）は、上から見た（上面視の）説明図であり、（ｅ）は、横から見た（側面視の）説明図である。

図４（ｄ）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４（ｅ）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。

そして、目標データ量指示部１７の強圧縮エリア算出部１８が、角度検出部２１からの角度情報に基づいて、（ａ）の映像信号による画面における空の領域（強圧縮エリア）を算出する。強圧縮エリアは、例えば、（ｂ）のように算出される。
更に、強圧縮エリア算出部１８は、（ｂ）の強圧縮エリアの情報に基づいて、各スライスにおける強圧縮エリアの割合（ｒ）を算出し、しきい値と比較して、スライスを３段階にクラス分けする。

ここでは、上述した第２の方法でｒ＞８０％のスライスをクラス１に分類し、４０％＜ｒ≦８０％のスライスをクラス２に分類し、ｒ≦４０％のスライスをクラス３に分類する。また、クラス１のデータ削減量をα、クラス２のデータ削減量をβとする。

図４（ｃ）に各クラスに分類されたスライスの数を示す。
つまり、強圧縮エリアが（ｂ）のように算出された場合には、クラス１のスライス数ｍａ＝１、クラス２のスライス数ｍｂ＝１、クラス３のスライス数ｍｃ＝３となる。
５つの符号化処理部で目標データ量を均等に分けた場合の目標データ量Ｄ／Ｍ＝ＴＤ（基本目標データ量）とすると、上述した（式１），（式３），（式４）に基づくクラス１〜３の目標データ量は以下のように算出される。
クラス１：ＴＤ_c1＝ＴＤ−α
クラス２：ＴＤ_c2＝ＴＤ−β
クラス３：ＴＤ_c3＝ＴＤ＋（α＋β）／３

そして、目標データ量指示部１７は、符号化処理部１１〜１５の目標データ量（ＴＤ１〜ＴＤ５）として、ＴＤ１＝ＴＤ−α、ＴＤ２＝ＴＤ−β、ＴＤ３＝ＴＤ４＝ＴＤ５＝ＴＤ＋（α＋β）／３を設定する。

［角度情報と強圧縮エリアの関係（２）：図５］
図５は、角度情報と強圧縮エリアの関係（２）を示す説明図である。
図５では、（ｄ）（ｅ）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４に比べて狭くなる。

図５（ｂ）の状態では、１番上のスライス（スライスＶ_1）がクラス１、他はクラス３に分類されるため、（ｃ）に示すように、ｍａ＝１、ｍｂ＝０、ｍｃ＝４である。
クラス３の目標データ量は、
ＴＤ_c3＝ＴＤ＋α／４ と算出される。
従って、目標データ量指示部１７は、符号化処理部１１〜１５に、ＴＤ１＝ＴＤ−α、ＴＤ２＝ＴＤ３＝ＴＤ４＝ＴＤ５＝ＴＤ＋α／４を設定する。

［角度情報と強圧縮エリアの関係（３）：図６］
図６は、角度情報と強圧縮エリアの関係（３）を示す説明図である。
図６では、（ｄ）（ｅ）に示すように、カメラの向きが、アングル＝０°，チルト＝＋１０°の状態を示しており、カメラが水平方向から１０°上向きになっている。
この状態では、（ａ）に示すように空の領域が増えた映像が撮影される。強圧縮エリアは（ｂ）に示すように算出される。

これに基づいて、スライスをクラス分けすると、スライスＶ_1及びスライスＶ_2がクラス１、スライスＶ_3がクラス２、スライスＶ_4及びスライスＶ_5がクラス３に分類される。
つまり、（ｃ）に示すように、ｍａ＝２，ｍｂ＝１，ｍｃ＝２となる。
この場合のクラス３の目標データ量は、
ＴＤ_c3＝ＴＤ＋（２α＋β）／２ と算出される。
従って、目標データ量指示部１７は、符号化処理部１１〜１５に、ＴＤ１＝ＴＤ２＝ＴＤ−α，ＴＤ３＝ＴＤ−β，ＴＤ４＝ＴＤ５＝ＴＤ＋（２α＋β）／２を設定する。

［角度情報と強圧縮エリアの関係（４）：図７］
図７は、角度情報と強圧縮エリアの関係（４）を示す説明図である。
図７では、（ｄ）（ｅ）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。

この場合、スライスＶ_1がクラス１、スライスＶ_2がクラス２、スライスＶ_3〜スライスＶ_5がクラス３に分類される。
つまり、（ｃ）に示すように、ｍａ＝１，ｍｂ＝１，ｍｃ＝３となり、図４に示した例と同じ目標データ量を設定する。
従って、目標データ量指示部１７は、符号化処理部１１〜１５に、ＴＤ１＝ＴＤ−α，ＴＤ２＝ＴＤ−β，ＴＤ３＝ＴＤ４＝ＴＤ５＝ＴＤ＋（α＋β）／３を設定する。

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４〜図７においては、ズームは一定としている。

つまり、図４〜図７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、強圧縮エリアの割合が高いスライスの目標データ量を低減すると共に、他のスライスの目標データ量を割り増しして、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。

［目標データ量指示部における処理：図８］
次に、目標データ量指示部１７における処理について図８を用いて説明する。図８は、目標データ量指示部１７における処理を示すフローチャートである。図８では、１画面分の映像信号についての処理を示している。
図８に示すように、目標データ量指示部１７は、角度検出部２１から角度情報（Ａｎ，Ｔｉ，Ｚｍ）が入力されると（１００）、それらに基づいて強圧縮エリアを算出する（１０２）。強圧縮エリアの算出方法については後述する。
目標データ量指示部１７は、初期値として、クラス１のスライス数ｍａ＝０、クラス２のスライス数ｍｂ＝０としておく（１０４）。

そして、目標データ量指示部１７は、まず、スライス番号ｎ＝１として、１番目のスライスにおける強圧縮エリアの割合（ｒ）を算出し（１０６）、ｒとしきい値とを比較して、スライスをクラス１，２，３のいずれかに分類する（１０８）。後述する処理１４０から戻った場合には、スライス番号に１を加算して（ｎ＝ｎ＋１）、ｎ番目のスライスについて処理を行う。

目標データ量指示部１７は、ｒ＞８０％の場合には、当該スライスをクラス１に分類し（１１０）、ｍａ＝ｍａ＋１とする（１１２）。
４０％＜ｒ≦８０％の場合には、目標データ量指示部１７は、当該スライスをクラス２に分類し（１２０）、ｍｂ＝ｍｂ＋１とする（１２２）。
また、ｒ≦４０％の場合、目標データ量指示部１７は、当該スライスをクラス３に分類する（１３０）。

そして、目標データ量指示部１７は、スライス番号（ｎ）と、総スライス数（Ｍ）とを比較して、全てのスライスについて分類を行った（ｎ≧Ｍ）かどうかを判断し（１４０）、終わっていない場合（Ｎｏの場合）には、処理１０６に戻って次のスライスについて分類を行う。

処理１４０において、全てのスライスについて分類が終了した場合（Ｙｅｓの場合）には、目標データ量指示部１７は、クラス１に分類されたスライスの処理を行う符号化処理部の目標データ量をＴＤ−αに設定する（１４２）。
ここで、ＴＤは、本符号化装置から出力される圧縮データ量の上限値（伝送可能なデータ量）を並列処理されるスライスの総数で除した値であり、全ての符号化処理部に均等に目標データ量を割り付けた場合の目標データ量（基本目標データ量）である。
更に、目標データ量設定指示部１７は、クラス２に分類されたスライスの処理を行う符号化処理部の目標データ量をＴＤ−βに設定する（１４４）。

そして、目標データ量指示部１７は、クラス１及びクラス２に分類されたスライスの数（ｍａ，ｍｂ）に基づいて、クラス３のスライスの処理を行う符号化処理部における目標データ量（ＴＤ_c3）を、ＴＤ_3＝ＴＤ＋（ｍａ・α＋ｍｂ・β）／（Ｍ−（ｍａ＋ｍｂ））として算出する（１４６）。ここで、Ｍはスライスの総数であり、分母はクラス３に分類されたスライスの数、分子はクラス１及びクラス２に分類されたスライスの処理で低減された目標データ量に相当する。
そして、クラス３のスライスの処理を行う符号化処理部の目標データ量をＴＤ_3に設定し（１４８）、処理を終わる。

尚、図８に示した処理において、処理１００〜処理１４０は、強圧縮エリア算出部１８によって行われ、処理１４２〜処理１４８は、目標データ量算出部１９によって行われる。
このようにして、目標目データ量指示部１７における処理が行われるものである。

［映像信号の例：図９］
次に、映像信号の例について図９を用いて説明する。図９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９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１０，１１］
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１０，１１を用いて説明する。図１０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１１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１０］
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１０を用いて説明する。
図１０（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１０（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１１］
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１１を用いて説明する。
図１１（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１１のズーム量は図１０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（５）
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、アングル角の符号は中央に対して左をマイナス、右をプラスとする。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（６）
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１０（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（５）（６）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、画面右上の角、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。

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、本符号化装置の目標データ量指示部１７では、映像信号（ＳＩ−ＶＩＤ）から映像開始タイミング（ライン＝１）を検出すると共に、角度情報を入力し、図１１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。

また、目標データ量指示部１７は、映像分割部１０で分割されるスライスの画像領域となるライン番号を保持している。
そして、目標データ量指示部１７は、図８に示した処理に従って、算出された空エリアと、各スライスの領域とを比較して、当該スライスにおける空エリアの割合（ｒ）を算出し、空エリアの割合が高いスライスの目標データ量を低減すると共に、空エリアの割合が低い通常のスライスの目標データ量を割り増しして設定する。

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を多く含むスライス（強圧縮スライス）の処理における目標データ量を低く設定して圧縮データ量を低減すると共に、それ以外のスライスの処理における目標データ量を高く設定して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、映像信号を複数に分割した分割映像（スライス）を複数の符号化処理部で符号化するものであって、目標データ量指示部１７が、角度検出部２１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、強圧縮エリアを多く含むスライスを処理する符号化処理部の目標データ量を均等割り付けの場合より少なく設定し、その分、他のスライスを処理する符号化処理部の目標データ量を多く設定して多くの符号化データを発生させるようにしているので、伝送データ量の制約があっても、圧縮データ量を効果的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効果がある。

また、本符号化装置及び本符号化方法によれば、目標データ量指示部１７が、スライスを分類するためのしきい値を記憶しており、スライスにおける強圧縮エリアの割合がしきい値を超えている場合に当該スライスを強圧縮スライスとし、強圧縮スライスに対応する符号化処理部に、全ての符号化処理部に均等に目標データを割り付けた場合の基準目標データ量から一定量を低減したデータ量を目標データ量として設定し、それ以外のスライスに対応する符号化処理部に、強圧縮スライスで低減されたデータ量を分配して基準目標データ量に上乗せして設定するようにしているので、簡単な処理で各符号化処理部の目標データ量を算出して設定することができ、伝送データ量の制約があっても、圧縮データ量を効果的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効果がある。

また、上述した例では、スライスにおける強圧縮エリアの割合（ｒ）としきい値とを用いてスライスを複数クラスに分類し、強圧縮スライスに対応する符号化処理部における目標データ量を一定量（固定値）だけ削減するようにしているが、強圧縮エリアの割合（ｒ）に応じて目標データ量を算出する演算式を記憶しておき、スライスの分類を行わずに、ｒに基づいて各スライスの目標データ量をその都度算出する構成としてもよい。

更に、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。

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。

１…符号化部、 １０，５０…映像分割部、 １１，１２，１３，１４，１５，５１，５２，５３，５４，５５…符号化処理部、 １６，５６…データ統合部、 １７，５７…目標データ量指示部、 １８…強圧縮エリア算出部、 １９…目標データ量算出部、 ２０…カメラ、 ２１…角度検出部、 ３１…制御部、 ３２…Ｉ処理部、 ３３…Ｐ処理部、 ３４…選択部、 ３５…バッファメモリ、 ３６…復号部

Claims (5)

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、
   前記カメラからの映像信号を複数のスライスに分割する映像分割部と、
   前記各スライスに対応して設けられ、対応するスライスの符号化処理を行って圧縮データを出力する複数の符号化処理部と、
   前記複数の符号化処理部から出力された圧縮データを統合して統合された圧縮データを出力するデータ統合部と、
   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と共に、前記各符号化処理部に対して、生成される圧縮データの目標量となる目標データ量を設定する目標データ量指示部とを備え、
   前記符号化処理部が、前記目標データ量指示部から設定された目標データ量の範囲内で圧縮データを生成し、
   前記目標データ量指示部が、統合された圧縮データ量の上限値を前記スライスの数で除して基本目標データ量として記憶しておき、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、前記各スライスにおける前記強圧縮エリアの割合を算出して、前記割合が設定されたしきい値と比べて大きいスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、前記基本目標データ量から特定の低減量を低減して設定すると共に、他の符号化処理部の目標データ量として、前記低減量の合計を、前記他の符号化処理部の数で除して前記基本目標データ量に加えて設定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. 目標データ量指示部が、スライスにおける強圧縮エリアの割合が予め設定されたしきい値を超えている場合には、当該スライスを第１のクラスに分類し、前記割合が前記しきい値以下である場合には、当該スライスを第２のクラスに分類し、
   前記第１のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量より特定の低減量を低減して設定すると共に、前記第２のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、前記低減量の合計を前記第２のクラスに分類されたスライスの数で除して前記基本目標データ量に加えて設定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. 目標データ量指示部が、低減量として第１の低減量と、前記第１の低減量より少ない第２の低減量とを記憶しておき、
   スライスにおける強圧縮エリアの割合が第１のしきい値を超えている場合には、当該スライスを第１のクラスに分類し、前記割合が第２のしきい値を超えて前記第１のしきい値以下である場合には、当該スライスを第２のクラスに分類し、前記割合が前記第２のしきい値以下である場合には、当該スライスを第３のクラスに分類し、
   前記第１のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、基本目標データ量より第１の低減量を低減して設定し、前記第２のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、前記基本目標データ量より第２の低減量を低減して設定すると共に、前記第３のクラスのスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、前記第１の低減量の合計と前記第２の低減量の合計との和を前記第３のクラスに分類されたスライスの数で除して前記基本目標データ量に加えて設定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. 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いて、前記カメラからの映像信号を複数のスライスに分割して、前記スライスを並列処理により符号化する映像符号化方法であって、
   目標データ量指示部が、統合された圧縮データ量の上限値を前記スライスの数で除して基本目標データ量として記憶しておき、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、前記各スライスにおける前記強圧縮エリアの割合を算出して、前記割合が設定されたしきい値と比べて大きいスライスに対応する符号化処理部の目標データ量として、前記基本目標データ量から特定の低減量を低減して設定すると共に、他の符号化処理部の目標データ量として、前記低減量の合計を、前記他の符号化処理部の数で除して前記基本目標データ量に加えて設定することを特徴とする映像符号化方法。

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