JPH1023427A - 映像信号符号化及び復号化装置と映像信号伝送装置 - Google Patents

映像信号符号化及び復号化装置と映像信号伝送装置

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JPH1023427A
JPH1023427A JP17470796A JP17470796A JPH1023427A JP H1023427 A JPH1023427 A JP H1023427A JP 17470796 A JP17470796 A JP 17470796A JP 17470796 A JP17470796 A JP 17470796A JP H1023427 A JPH1023427 A JP H1023427A
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JP
Japan
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picture
video signal
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objects
decoding
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JP17470796A
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English (en)
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Takeshi Hatakeyama
武士 畠山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の画像オブジェクトを符号化する映像信
号符号化装置において、発生符号量及び復号時の処理負
荷の時間的な変動を少なくすることを目的とする。 【解決手段】 複数の画像オブジェクトを符号化する場
合に、各画像オブジェクトのIピクチャの発生タイミン
グが時間的に重複しないように、Iピクチャの発生タイ
ミングを調整することにより、発生符号量、復号時の処
理負荷の時間的変動を少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像の符
号化・復号を行う映像信号符号化装置、映像信号復号装
置、映像信号伝送装置に関するもので、特に原画像を複
数の画像オブジェクトに分けて符号化、復号化を行う映
像信号符号化装置、映像信号復号装置、映像信号伝送装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のデジタル画像の符号化装置、復号
装置としては、国際規格であるMPEG2(ISO/IEC JTC
1/SC29 N801,"ISO/IEC CD 13818-1:Information tech
nology- Generic coding of moving pictures and asso
ciated audio ",1994.11)の符号化装置、復号装置があ
る。
【0003】図12はMPEG2の映像信号におけるピ
クチャの構造図である。図12において、(a)は、M
PEG2におけるピクチャの表示順序、(b)はMPE
G2におけるピクチャの復号順序である。
【0004】以下、図12を用いてMPEG2における
ピクチャの構造について説明する。MPEG2のピクチ
ャは、Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの3つに分
けられる。
【0005】まず、Iピクチャとは、そのピクチャのみ
により復号を行うピクチャである。すなわち、ピクチャ
間の予測を行わずに、そのピクチャ内で閉じた符号化を
行うフレーム内符号化画像である。
【0006】次に、Pピクチャは、順方向予測によっ
て、画像の復号を行うピクチャである。すなわち、図1
2(a)のように、Pピクチャは、Iピクチャもしくは
Pピクチャに順方向予測を行ったピクチャを基に復号を
行う。順方向予測のピクチャは、Iピクチャ、Pピクチ
ャと、基のピクチャとの動きを示す動きベクトルにより
合成される。復号されるPピクチャは、この順方向予測
画像と、順方向予測画像との差分の符号を基に合成され
る。すなわち順方向予測を行うことにより、動きベクト
ルと順方向予測画像との差分符号のみによりPピクチャ
を合成することができるため、Pピクチャにおいては、
Iピクチャより少ない符号により1枚の画像を合成する
ことが可能となる。
【0007】更に、Bピクチャは、双方向予測によっ
て、画像の復号を行うピクチャである。すなわち、図1
2(a)のように、Bピクチャは、IピクチャまたはP
ピクチャの2枚の画像から順方向予測と逆方向予測を合
わせた双方向予測を行ったピクチャを基に復号を行う。
順方向予測のピクチャは、IピクチャまたはPピクチャ
と、元のピクチャとの動きを示す順方向動きベクトルに
より合成される。一方、逆方向予測のピクチャは、Iピ
クチャまたはPピクチャと、元のピクチャとの動きを示
す逆方向動きベクトルにより合成される。更に、順方向
予測画像と逆方向予測画像の2つを平均し、双方向予測
画像が合成される。復号されるBピクチャは、この双方
向予測画像と、双方向予測画像との差分の符号を基に合
成される。すなわち双方向予測を行うことにより、2つ
の動きベクトルと双方向予測画像との差分符号のみによ
りBピクチャを合成することができる。双方向予測によ
り、順方向予測より、精度の高い予測を行うことができ
るため、予測画像との差分符号がPピクチャより少なく
て済むため、Bピクチャは、Pピクチャより少ない符号
で合成することが可能となる。
【0008】次に、図12(b)により、画像の復号順
序を説明する。画像の復号は、まず単独で復号可能なI
1ピクチャから復号される。次に、表示されるのは、B
1であるが、B1の復号では、P1が必要なため、先に
P1が復号され、次に、BピクチャであるB1、B2が
順に復号される。すなわち、ピクチャの表示順序と復号
順序は、必ずしも一致するわけではなく、MPEG2の
映像信号符号化装置は、復号順序に従って、画像の符号
の出力を行い、一方、MPEG2の映像信号復号装置
は、受信した順に、画像の復号を行う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
MPEG2の符号化・復号化を行う映像信号符号化装
置、映像信号復号装置では、以下のような問題があっ
た。
【0010】オブジェクト符号化における発生符号量の
平滑化および復号時の処理負荷の平滑化の問題である。
【0011】画像符号化において、画像を構成するコン
ポーネント、すなわち、背景、人物、動いている物体な
ど、いわゆるオブジェクトごとに別々に符号化を行うオ
ブジェクト符号化方法が注目されている。オブジェクト
符号化では物体ごとに符号化するため、特定の物体など
を置き換える、取り除くなどといった編集やある物体を
検索することが簡単にできる。
【0012】オブジェクト符号化において、各オブジェ
クトの符号化はMPEG2と同様にIピクチャ、Pピク
チャ、Bピクチャの3つのピクチャを基に行われるが、
各オブジェクトのIピクチャの時間的位置を合わせる
と、符号量がIピクチャの生成時に集中し、逆に、復号
時の処理量はBピクチャの処理時に集中するという問題
があった。
【0013】まず、符号量の問題について、図1を用い
て説明する。図1は、オブジェクト符号化における符号
量の問題の説明図である。
【0014】図1において、(a)はオブジェクトAの
符号発生量、(b)はオブジェクトBの符号発生量、
(c)は2つのオブジェクトを合わせた符号発生量であ
る。
【0015】(a)、(b)に示すように、符号発生量
は、単独で符号化を行うIピクチャで最も多く、次にP
ピクチャ、Bピクチャの順となる。従って、2つのオブ
ジェクトのIピクチャの時間的な位置が重なると、2つ
のオブジェクトの合計発生符号量は、(c)に示すよう
に、最大と最小の差が大きいものとなり、符号側、復号
側のバッファ量が多く必要になる、ATMネットワーク
においてセル廃棄の確率が増加するなどの問題が生じ
る。
【0016】図2は、オブジェクト符号化における復号
時の処理負荷の問題の説明図である。
【0017】図2において、(a)はオブジェクトAの
復号時の処理負荷、(b)はオブジェクトBの復号時の
処理負荷、(c)は2つのオブジェクトを合わせた復号
時の処理負荷である。
【0018】(a)、(b)に示すように、処理負荷
は、順方向と逆方向の2つの画像を予測により合成する
必要のあるBピクチャが最も多く、次にPピクチャ、I
ピクチャの順となる。従って、2つのオブジェクトのI
ピクチャの時間的な位置が重なると、2つのオブジェク
トの復号時の合計処理負荷は、(c)に示すように、最
大と最小の差が大きいものとなり、復号をCPUにより
行う場合には、最大の処理負荷を保証するために、より
高性能のCPUが必要になるなどの問題が生じる。
【0019】本件では、かかる点に鑑み、発生符号量お
よび復号時の処理負荷の平滑化を行う映像信号符号化装
置、映像信号復号装置、映像伝送装置を実現すること
を、目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】本願における第1の発明
は、複数のオブジェクトを符号化する映像信号符号化装
置において、複数のオブジェクトのIピクチャの発生タ
イミングが重複しないように、オブジェクトの符号化を
行うものである。
【0021】本願における第1の発明では、前記した構
成により、Iピクチャの発生タイミングをオブジェクト
ごとに重複しないように符号化することにより、映像信
号符号化装置が発生する符号量の平滑化、復号時の処理
負荷の平滑化を実現することができる。
【0022】本願における第2の発明は、複数のオブジ
ェクトを複数のCPUで復号化する映像信号復号装置に
おいて、複数のオブジェクトのピクチャの発生タイミン
グとオブジェクトの領域の面積から、CPU処理負荷の
時間軸上で最大値のすべてのCPUにおける最大値が、
最小になるように、各CPUにオブジェクトを割り当
て、復号するものである。
【0023】本願における第2の発明では、前記した構
成により、各CPUにおける処理負荷の平滑化を実現す
ることが可能となる。
【0024】本願における第3の発明は、映像信号復号
装置からのピクチャの周期・オフセットの生成タイミン
グの指示に従って、オブジェクトの符号化を行う映像信
号符号化装置と、発生符号量、処理負荷が平滑になるよ
うに、映像信号符号化装置に、ピクチャの周期・オフセ
ットの生成タイミングを指示し、受信した画像オブジェ
クトの復号を行う映像信号復号装置からなる映像伝送装
置である。
【0025】本願における第3の発明では、前記した構
成により、映像信号復号装置における復号のための発生
符号量の平滑化、処理負荷の平滑化を実現することが可
能となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)以下、本発明の第1の実施形態にお
ける映像信号符号化装置について、図面を参照しながら
説明する。
【0027】図3は、本発明の第1の実施形態における
映像信号符号化装置の構成図である。図3において、3
1はピクチャタイミング指示装置、32、33、34は
オブジェクト符号化装置、35は、多重化装置である。
【0028】以上のように構成された本実施形態の映像
信号符号化装置において、以下、その動作を説明する。
【0029】符号化する符号としては、複数の画像オブ
ジェクトよりなるオブジェクト符号を考える。
【0030】オブジェクト符号については、例えば、"I
SO/IEC JTC1/SC29/WG11 N1240"にその解説がある。
【0031】オブジェクト符号化においては、画像を、
画像を構成するコンポーネント、すなわち、背景、人
物、動いている物体など、いわゆるオブジェクトごとに
別々に符号化を行う。
【0032】原信号として、本実施例では、図4のよう
な信号を考える。図4は、本発明の第1の実施形態にお
ける原信号の説明図で、41は原画像、42、43、4
4、45、46は画像オブジェクトである。
【0033】図4では、映像データ中の1枚の画像を示
している。図4では、1枚の画像41は、背景に当たる
42、背景中を移動する物体43、更に、オブジェクト
43は胴体44、車輪45、車輪46で構成される。す
なわち、オブジェクト符号では、原画像41を、背景4
2、胴体44、車輪45、車輪46に分割し、それぞれ
を圧縮符号する。
【0034】また、各画像オブジェクトは、原画像41
において、点線で示されるような長方形状の領域をも
ち、これらの領域がMPEGのピクチャに対応し、それ
ぞれの画像オブジェクトごとに符号化される。それぞれ
のオブジェクトの領域は、長方形の左上の点の座標と
縦、横の辺の長さの情報により記述され、復号時に用い
られる。
【0035】以上のように、原画像を画像オブジェクト
に分割し,それぞれ符号化を行う場合について以下、図
3を用いて説明する。
【0036】本実施例の映像信号符号化装置において
は、1つの画像オブジェクトをそれぞれ1つのオブジェ
クト符号化装置32、33、34により符号化を行う
が、この際、ピクチャタイミング指示装置の指示したピ
クチャの発生タイミングで、各オブジェクト符号化装置
は符号化を行い、多重化装置35が各オブジェクト符号
化装置32、33、34の出力を多重化し、出力する。
【0037】ピクチャタイミング指示装置31における
ピクチャの発生タイミングの決定方法について、以下、
図を用いて説明を行う。
【0038】図5は、ピクチャの発生タイミングの決定
方法のフローチャートである。図5において、51、5
2、53、54、55、56、57、58はフローチャ
ート項目である。
【0039】図6は、オブジェクト重みの時間変化の計
算の説明図である。図6において、(a)はピクチャの
時間変化、(b)はピクチャ重み係数の時間変化、
(c)はオブジェクト重みの時間変化である。
【0040】ピクチャ重みとは、各ピクチャの符号発生
量、復号時の処理負荷の目安となる値である。
【0041】本実施例では、Iピクチャ、Pピクチャ、
Bピクチャごとに、発生符号量または復号時の処理負荷
に応じて予めピクチャの重みを示す値として、ピクチャ
重み係数が決まっているものとし、Iピクチャのピクチ
ャ重み係数をWPI、Pピクチャのピクチャ重み係数を
WPP、Bピクチャのピクチャ重み係数をWPB、とす
る。
【0042】基準となるピクチャ重み係数は、映像信号
符号化装置の発生する符号化について、発生符号量を重
視するか、CPUの処理負荷を重視するか等の情報によ
り、決定される。
【0043】図1、図2から、発生符号量を基準に考え
る場合には、WPI>WPB>WPPとなり、復号時の処
理量を基準に考える場合には、WPB>WPP>WPIと
なる。
【0044】本実施例では、Iピクチャの周期Nは一定
とし、図6のように周期N=6であるとする。
【0045】この時、IピクチャのオフセットMは1か
ら(N−1)の値を取りうる。図6(a)のように、あ
るオブジェクトのピクチャが時間的に変化する時、ピク
チャ重み係数は図6(b)のように変化する。
【0046】オフセットがMの時の、オブジェクトKの
ピクチャ重み係数の時間的変化を関数PMK(t)で示す
ことにする。
【0047】次に、実際の発生符号量、復号時の処理負
荷は、オブジェクトの領域の面積に比例することから、
オブジェクトKの領域面積をAKとすると、各オブジェ
クトの発生符号量または復号時の処理負荷の時間変化を
示す関数であるオブジェクト重み時間関数は結局、AK・
PMK(t)で示され、図6(c)のようになる。
【0048】従って、このオブジェクト重み時間関数を
すべてのオブジェクトについて足した関数は下記の通り
である。
【0049】
【数1】
【0050】この(数1)が映像信号符号化装置の発生
する符号の発生符号量または復号時の処理負荷の時間関
数となる。
【0051】この関数の、時間に関する最大値MAXi
を、すべてのオブジェクトのオフセットの組み合わせに
ついて計算し、すなわち本実施例のようにオブジェクト
が4つ、オフセットが6つの場合には、24つの組み合
わせについて、MAXiを計算し、MAXiが最小とな
るオフセットの組み合わせをピクチャタイミング指示装
置は選択し、周期、オフセットのピクチャの生成タイミ
ングをオブジェクト符号化装置32、33、34に対
し、指示する。
【0052】図7は、オブジェクト重み時間関数の計算
例である。図7において、(a)は画像オブジェクト4
2のオブジェクト重みの時間変化の計算例、(b)は画
像オブジェクト44のオブジェクト重みの時間変化の計
算例、(c)は画像オブジェクト45のオブジェクト重
みの時間変化の計算例、(d)は画像オブジェクト46
のオブジェクト重みの時間変化の計算例、(e)はオブ
ジェクト重みの合計の時間変化の計算例である。
【0053】図7のように各オブジェクトのIピクチャ
の位置がずれるオブジェクトを符号化することにより発
生符号量のピーク値を小さくすることが可能となる。こ
のようにして発生符号量を時間的に平滑にすると、符号
装置、復号装置側のバッファなどのリソースが少なくて
済むこと、ネットワークにおけるパケット廃棄の確率が
減少するなどのメリットがある。また、同時にIピクチ
ャの位置をずらすようにオブジェクトを符号化すること
により、図3に示したようなBピクチャ再生時に最大と
なる復号時の処理負荷も時間的に平滑化されるため、よ
り性能の低いCPUにより同じ画質のオブジェクト符号
の復号を行うことが、可能となる。
【0054】なお、本実施例では、発生符号量に対する
ピクチャ重み係数を考え、各オブジェクトのオフセット
を計算する場合を考えたが、復号時の処理負荷を第一に
考える場合にも、ピクチャ重み係数を変更し、同様の手
法を用いることにより、復号時の処理量の平滑化を実現
できる。
【0055】また、本実施例では、ピクチャの周期をす
べての画像オブジェクトについて一定としたがこのよう
にすることにより、本実施例のように、オブジェクト重
み関数の計算を、周期内でオフセットのみ考えて行うこ
とが可能となり、計算が簡易になるという効果がある。
【0056】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態における映像信号復号装置について、図面を参
照しながら説明する。
【0057】図8は、本発明の第2の実施形態における
映像信号復号装置の構成図である。図8において、81
は分離装置、82はオブジェクト割当装置、83、8
4、85はCPU、86は画像合成装置である。
【0058】以上のように構成された本実施形態の映像
信号復号装置において、以下、その動作を説明する。
【0059】復号化する符号としては、複数の画像オブ
ジェクトよりなるオブジェクト符号を考える。原画像と
して、第1の実施形態で説明を行った図4に示す画像を
考え、この原画像を第1の実施形態の映像信号符号化装
置で符号化したオブジェクト符号を原信号として考え
る。すなわち、各オブジェクトにおけるIピクチャ、Pピ
クチャ、Bピクチャの構成は図6のようになっているも
のとする。また、これらの画像オブジェクトを多重化し
た原信号には、各画像オブジェクトの領域の大きさ、I
ピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの周期、オフセットの
情報が多重されているものとする。
【0060】このような信号を受信した図8の映像信号
符号化装置において、原信号はまず、分離装置81に入
力される。分離装置81は、オブジェクト割当装置82
の指示に基づき、各オブジェクトのオブジェクト符号を
それらを復号するCPU83、84、85に出力する。
オブジェクト割当装置82は、原信号を解析し、各オブ
ジェクトの領域の大きさとIピクチャ、Pピクチャ、Bピ
クチャの周期、オフセットの情報から、CPUでの処理
負荷の時間的な最大値のすべてのCPUにおける最大値
が、最小となるように、各CPUに各画像オブジェクト
を割り当てるように、分離装置81に指示する。
【0061】今、2つのCPUに対し、画像オブジェク
トを割り当てる例について、以下、図を用いて説明す
る。
【0062】図9は、オブジェクト割当装置82におけ
るオブジェクトのCPU割り当て決定のフローチャート
である。
【0063】図9において、91、92、93、94、
95、96、97、98はフローチャート項目である。
【0064】図10は、オブジェクト割当装置における
画像オブジェクトのCPU割り当ての説明図である。
【0065】図10において、(a)は画像オブジェク
ト42のオブジェクト重みの時間変化の計算例、(b)
は画像オブジェクト44のオブジェクト重みの時間変化
の計算例、(c)は画像オブジェクト45のオブジェク
ト重みの時間変化の計算例、(d)は画像オブジェクト
46のオブジェクト重みの時間変化の計算例、(e)
は、CPU83において画像オブジェクト42と画像オ
ブジェクト45を処理した場合のオブジェクト重みの時
間変化の合計の計算例、(f)はCPU84において、
画像オブジェクト44と画像オブジェクト46を処理し
た場合のオブジェクト重みの時間変化の合計の計算例で
ある。
【0066】オブジェクト重みとは、符号発生量、復号
時の処理負荷の目安となる値である。
【0067】本実施例では、Iピクチャ、Pピクチャ、
Bピクチャごとに、復号時の処理負荷に応じて予めピク
チャの重みを示す値として、ピクチャ重み係数が決まっ
ているものとし、Iピクチャのピクチャ重み係数をWP
I、Pピクチャのピクチャ重み係数をWPP、Bピクチャ
のピクチャ重み係数をWPBとする。
【0068】図2から、復号時の処理負荷を基準に考え
る場合には、WPB>WPP>WPIとなる。
【0069】オブジェクトKのピクチャ重み係数の時間
的変化を関数PK(t)で示すことにする。
【0070】この関数と、各オブジェクトKの領域面積
をAKを掛け合わせた値を、オブジェクト重み時間関数
AK・PK(t)を算出する。このオブジェクト重み関数
は、ピクチャごとの復号時の処理負荷の係数と各オブジ
ェクトの領域面積を掛け合わせた値であるので、ほぼ各
オブジェクトの復号時の処理負荷を示す時間関数とな
る。
【0071】例えば、各オブジェクト42、44、4
5、46に対応するオブジェクト重み時間関数は、図1
0(a)、(b)、(c)、(d)に示すような関数と
なる。
【0072】次に、各CPUに対する各オブジェクトの
すべての割り当てについて、オブジェクト重み時間関数
の合計 Σ AK・PK(t)、K=各CPUに割り当てた
オブジェクトを計算し、すべてのCPUにおけるオブジ
ェクト重みの時間軸上での最大値MAm(m=1・・C
PUの数)を求める。
【0073】すべてのCPUについてのMAmの最大値
を更に求め、MBn(n=1・・オブジェクトのCPU
への割り当ての組み合わせ数)とする。
【0074】MBnが最小となるような、オブジェクト
のCPUへの割り当て法が、すなわち各CPUの処理負
荷の最大値が最小となる割り当て法であるので、この割
り当て法をオブジェクト割当装置82は選択し、分離装
置81に指示を行う。
【0075】本実施例のように、CPUとして、83、
84の2つ、画像オブジェクトとして42、44、4
5、46の4つを考える場合には、以下(表1)のよう
なの7つの割り当ての組み合わせが考えられる。
【0076】
【表1】
【0077】CPU83、84、85は、分離装置81
からのオブジェクトをそれぞれ復号し、画像合成装置8
6に出力する。
【0078】画像合成装置86は、各CPU83、8
4、85からのオブジェクトを合成し、図4の41のよ
うな原画像にして出力を行う。
【0079】以上の動作により、本実施形態における映
像信号復号装置によれば、CPUにおける処理負荷の時
間的な最大値を、最小にするようなオブジェクトのCP
Uに対する割り当てを実現することができるため、処理
時間の不足による画像の欠落などの確率減少、より低性
能のCPUによる復号の実現が可能となる。
【0080】なお、本実施例では、CPUが2つの例に
ついて述べたが、CPUが3つ以上存在する場合にも、
同様のオブジェクト割当法により、CPU処理負荷のピ
ーク値の最小化を行うことができる。
【0081】(第3の実施形態)以下、本発明の第3の
実施形態における映像信号伝送装置、映像信号符号化装
置、映像信号復号装置について、図面を参照しながら説
明する。
【0082】図11は、本発明の第3の実施形態におけ
る映像信号伝送装置の構成図である。図11において、
111は映像信号符号化装置であり、ピクチャタイミン
グ指示装置1111、オブジェクト符号化装置111
2、1113、1114、多重化装置1115、ピクチ
ャ情報送受信装置1116よりなる。112は映像信号
符号化装置であり、ピクチャタイミング指示装置112
1、オブジェクト符号化装置1122、1123、11
24、多重化装置1125、ピクチャ情報送受信装置1
126よりなる。113は、映像信号復号装置であり、
ピクチャタイミング算出装置1131、ピクチャ情報送
受信装置1132、多重化装置1134、CPU113
5、画像メモリ1136よりなる。
【0083】以上のように構成された本実施形態の映像
信号伝送装置において、以下、その動作を説明する。
【0084】復号化する符号としては、複数の画像オブ
ジェクトよりなるオブジェクト符号を考える。原画像と
して、第1の実施形態で説明を行った図4のような画像
を考え、背景にあたる画像オブジェクト42の符号化を
映像信号符号化装置111で、汽車にあたるオブジェク
ト44、45、46の符号化を映像信号符号化装置11
2で行うとする。
【0085】まず、映像信号符号化装置111のピクチ
ャ情報送受信装置1116は、映像信号符号化装置11
1の符号化する画像オブジェクト42の、オブジェクト
の領域の情報を映像信号復号装置113に出力する。同
様に、映像信号符号化装置112のピクチャ情報送受信
装置1126は、映像信号符号化装置112の符号化す
る画像オブジェクト44、45、46の画像オブジェク
トの領域の情報を映像信号復号装置113に出力する。
【0086】映像信号復号装置113は、映像信号符号
化装置111、映像信号符号化装置112からの、画像
オブジェクトをピクチャ情報送受信装置1132で受信
し、ピクチャタイミング算出装置1131では、これら
の画像オブジェクトの領域の情報と、Iピクチャ、Pピ
クチャ、Bピクチャごとに、発生符号量、復号時の処理
負荷に応じて予め定めたピクチャの重みを示す値である
ピクチャ重み係数により、各オブジェクトのピクチャの
発生周期とオフセットを、各オブジェクトのIピクチャ
の時間的位置が重複せず、処理負荷の時間的な平滑化ま
たは発生符号量の平滑化が実現されるように決定する。
この時の決定アルゴリズムは、実施例1における図3の
映像信号符号化装置のピクチャタイミング指示装置31
の決定アルゴリズムと全く同様である。
【0087】従って、映像信号復号装置113の指示に
より、映像信号符号化装置111、映像信号符号化装置
112が符号化を行えば、図7に示すピクチャ構造のオ
ブジェクト符号が出力される。
【0088】ピクチャタイミング算出装置1131はこ
のようにして決定されたピクチャの周期、オフセットを
ピクチャ情報送受信装置1132に出力する。
【0089】次に、ピクチャ情報送受信装置1132
は、これらピクチャの周期、オフセットの情報を映像信
号符号化装置111と映像信号符号化装置112に出力
する。
【0090】これらのピクチャの周期、オフセットの情
報を受けた映像信号符号化装置111は、これに従っ
て、画像オブジェクト42の符号化を行う。また、ピク
チャの周期、オフセットの情報を受けた映像信号符号化
装置112は、これに従って、画像オブジェクト44、
45、46の符号化を行う。
【0091】映像信号符号化装置111は、オブジェク
ト情報送受信装置1116により、Iピクチャの周期、
オフセットの情報を受け、この情報をIピクチャタイミ
ング指示装置1111に伝える。
【0092】Iピクチャタイミング指示装置1111
は、これらの情報を元にピクチャの発生タイミングをオ
ブジェクト符号化装置1112、1113、1114に
指示する。本実施例においては、図7に示すようなピク
チャ構造を有する画像オブジェクト42を合成すること
のできるようなピクチャの発生タイミングをオブジェク
ト符号化装置1112に指示する。
【0093】オブジェクト符号化装置1112、111
3、1114はこれらの指示に基づいて、、オブジェク
トの符号化を行い、出力する。本実施例では、画像オブ
ジェクト42を符号化し、出力する。
【0094】多重化装置1115は、これらオブジェク
ト符号化装置1112、1113、1114からのオブ
ジェクト符号を多重化して、映像信号符号化装置111
の出力として、出力を行う。
【0095】映像信号符号化装置112でも、同様の手
順で、符号化が行われる。すなわち、ピクチャ情報送受
信装置1126により、ピクチャの周期、オフセットの
情報を受け、ピクチャタイミング指示装置1121に出
力し、ピクチャタイミング指示装置1121が、各オブ
ジェクト符号化装置1122、1123、1124にI
ピクチャの発生タイミングを指示する。各オブジェクト
符号化装置1122、1123、1124は、ピクチャ
の発生タイミングに従って、オブジェクト44、45、
46の符号化を行い、多重化装置1125により多重化
された後、出力される。
【0096】これら映像信号符号化装置111、映像信
号符号化装置112からの信号を受けた映像信号復号装
置113は、まず、多重化装置113が、2つの映像信
号符号化装置111、112からの信号を多重化する。
【0097】次に、CPU1135は、各画像オブジェ
クト42、44、45、46の復号を行い、画像メモリ
1136に出力し、更に画像メモリ1136は画像を出
力し、原画像41を得ることができる。
【0098】以上の動作により、本実施形態における映
像信号伝送装置によれば、複数の映像信号符号化装置か
ら、画像オブジェクトを得て、映像信号復号装置により
復号し、画像を合成する場合において、映像信号復号装
置における復号の処理の負荷が時間的に平滑になるよう
な画像オブジェクトの発生を実現することができるため
処理時間の不足による画像の欠落などの確率を減少す
ることが可能となること、符号の発生量の平滑化を実現
できるため、符号側、復号側のバッファが少なくて済
む、ネットワーク上でのパケット廃棄の確率が低減され
るなどのメリットがある。
【0099】なお、本実施例では、映像信号符号化装置
が2つの例について述べたが、映像信号符号化装置が3
つ以上存在する場合にも、同様の方法により、映像信号
復号装置の処理負荷、発生符号量の時間的平滑化を図る
ことができる。
【0100】また、映像信号符号化装置と映像信号復号
装置が一体となった端末装置を考えることにより、遠隔
の映像信号符号化装置の画像オブジェクトと端末装置の
画像オブジェクトを合成して、ある画像を作成する場合
の、処理負荷、発生符号量の時間的平滑化にも本発明は
有効である。
【0101】
【発明の効果】以上説明したように、本願における第1
の発明によれば、複数の画像オブジェクトを符号化する
映像信号符号化装置において、複数の画像オブジェクト
のIピクチャの発生タイミングが重複しないように、画
像オブジェクトの符号化を行うことにより、映像信号符
号化装置が発生する符号量の平滑化、復号時の処理負荷
の平滑化を実現することができる。
【0102】本願における第2の発明によれば、複数の
画像オブジェクトを複数のCPUで復号化する映像信号
復号装置において、複数の画像オブジェクトのピクチャ
の発生タイミングとオブジェクトの領域の面積から、C
PUにおける処理負荷の時間軸上での最大値のすべての
CPUにおける最大値が最小になるように、各CPUに
オブジェクトを割り当て、復号することにより、各CP
Uにおける処理負荷の平均化を実現することが可能とな
る。
【0103】本願における第3の発明によれば、映像信
号復号装置からのピクチャの生成タイミングの指示に従
って、画像オブジェクトの符号化を行う映像信号符号化
装置と、処理負荷・発生符号量が平滑になるように、複
数オブジェクトのIピクチャの復号タイミングが重複し
ないように映像信号符号化装置にピクチャの生成タイミ
ングを指示し、受信した画像オブジェクトの復号を行う
映像信号復号装置からなる映像信号伝送装置により、映
像信号復号装置における復号のための処理負荷の平滑化
・発生符号量の平滑化を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)オブジェクトAの符号発生量を示す図 (b)オブジェクトBの符号発生量を示す図 (c)2つのオブジェクトを合わせた符号発生量を示す
【図2】(a)オブジェクトAの復号時の処理負荷を示
す図 (b)オブジェクトBの復号時の処理負荷を示す図 (c)2つのオブジェクトを合わせた復号時の処理負荷
を示す図
【図3】本発明の第1の実施形態における映像信号符号
化装置の構成図
【図4】発明の第1の実施形態における原信号の説明図
【図5】ピクチャの発生タイミングの決定方法のフロー
チャート
【図6】(a)ピクチャの時間変化を示す図 (b)ピクチャ重み係数の時間変化を示す図 (c)オブジェクト重みの時間変化を示す図
【図7】(a)画像オブジェクト42のオブジェクト重
みの時間変化の計算例を示す図 (b)画像オブジェクト44のオブジェクト重みの時間
変化の計算例を示す図 (c)画像オブジェクト45のオブジェクト重みの時間
変化の計算例を示す図 (d)画像オブジェクト46のオブジェクト重みの時間
変化の計算例を示す図 (e)オブジェクト重みの時間変化の合計の計算例を示
す図
【図8】本発明の第2の実施形態における映像信号復号
装置の構成図
【図9】オブジェクトのCPU割り当て決定のフローチ
ャート
【図10】(a)画像オブジェクト42のオブジェクト
重みの時間変化の計算例を示す図 (b)画像オブジェクト44のオブジェクト重みの時間
変化の計算例を示す図 (c)画像オブジェクト45のオブジェクト重みの時間
変化の計算例を示す図 (d)画像オブジェクト46のオブジェクト重みの時間
変化の計算例を示す図 (e)CPU83において画像オブジェクト42と画像
オブジェクト45を処理した場合のオブジェクト重みの
時間変化の合計の計算例を示す図 (f)CPU84において画像オブジェクト44と画像
オブジェクト46を処理した場合のオブジェクト重みの
時間変化の合計の計算例を示す図
【図11】本発明の第3の実施形態における映像信号伝
送装置の構成図
【図12】(a)MPEG2におけるピクチャの表示順
序を示す図 (b)MPEG2におけるピクチャの復号順序を示す図
【符号の説明】
31 ピクチャタイミング指示装置 32,33,34 オブジェクト符号化装置 35 多重化装置 41 原画像 42,43,44,45,46 画像オブジェクト 51,52,53,54,55,56,57,58 フ
ローチャート項目 81 分離装置 82 オブジェクト割当装置 83,84,85 CPU 86 画像合成装置 91,92,93,94,95,96,97,98 フ
ローチャート項目 111,112 映像信号符号化装置 1111,1121 ピクチャタイミング指示装置 1112,1113,1114,1122,1123,
1124 オブジェクト符号化装置 1115,1125,1134 多重化装置 1116,1126,1132 ピクチャ情報送受信装
置 1113,1123 映像信号復号装置 1131 ピクチャタイミング算出装置 1135 CPU 1136 画像メモリ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のオブジェクトを符号化する映像信
    号符号化装置であって、各前記オブジェクトのIピクチ
    ャの符号化タイミングが時間的に重ならないように、複
    数の前記オブジェクトを符号化することを特徴とする映
    像信号符号化装置。
  2. 【請求項2】 ピクチャタイミング指示装置と複数のオ
    ブジェクト符号化装置と多重化装置を具備し、前記ピク
    チャタイミング指示装置は、複数の前記オブジェクト符
    号化装置に対し、各前記オブジェクト符号化装置の生成
    するIピクチャのタイミングが時間的に重ならないよう
    に、ピクチャの周期、オフセットの情報を指定して出力
    し、 複数の前記オブジェクト符号化装置は、前記ピクチャタ
    イミング指示装置から出力された前記ピクチャの周期、
    オフセットの情報に従って、前記オブジェクトの符号化
    を行った後、出力し、前記多重化装置は、複数の前記オ
    ブジェクト符号化装置からのオブジェクト符号を多重化
    した後、出力することを特徴とする映像信号符号化装
    置。
  3. 【請求項3】 複数のオブジェクトを符号化する映像信
    号符号化装置であって、 オブジェクトiの領域の大きさAiと、 予め定めた発生符号量または復号時の処理負荷の度合い
    を示す値であるIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの
    ピクチャ重みをもとに計算した時間軸上で変化するピク
    チャ重みPi(t)を掛け合わせたオブジェクト重み、 Ai・Pi(t) をすべてのオブジェクトについて足しあわせた合計、 ΣAi・Pi(t) の時間的ピーク値をMAXAとし、 前記MAXAが最小となるように、各前記オブジェクト
    のピクチャの周期、オフセットを決定することを特徴と
    する映像信号符号化装置。
  4. 【請求項4】 ピクチャタイミング指示装置と複数のオ
    ブジェクト符号化装置と多重化装置を具備し、前記ピク
    チャタイミング指示装置は、 オブジェクトiの領域の大きさAiと、 予め定めた発生符号量または復号時の処理負荷の度合い
    を示す値であるIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの
    ピクチャ重みをもとに計算した時間軸上で変化するピク
    チャ重みPi(t)を掛け合わせたオブジェクト重み、 Ai・Pi(t) をすべてのオブジェクトについて足しあわせた合計、 ΣAi・Pi(t) の時間的ピーク値をMAXAとし、 前記MAXAが最小となるように、各オブジェクトのピ
    クチャの周期、オフセットを決定した後、前記ピクチャ
    の周期、オフセットの情報を、各オブジェクト符号化装
    置に出力し、 複数の前記オブジェクト符号化装置は、前記ピクチャタ
    イミング指示装置から出力された前記ピクチャの周期、
    オフセットに従って、前記オブジェクトの符号化を行っ
    た後、出力し、前記多重化装置は、複数の前記オブジェ
    クト符号化装置からの前記オブジェクト符号を多重化し
    た後、出力することを特徴とする映像信号符号化装置。
  5. 【請求項5】 複数のオブジェクトを符号化する映像信
    号符号化装置であって、各前記オブジェクトのピクチャ
    の周期を一定にして、各前記オブジェクトのIピクチャ
    の符号化タイミングが時間的に重ならないように、複数
    の前記オブジェクトを符号化することを特徴とする映像
    信号符号化装置。
  6. 【請求項6】 複数のオブジェクトを複数のCPUを用
    いて復号する映像信号復号装置であって、前記CPUに
    おける処理負荷の時間軸上での最大値の、すべての前記
    CPUにおける最大値が、最小になるように、複数の前
    記オブジェクトを複数の前記CPUに割り当て、復号す
    ることを特徴とする映像信号復号装置。
  7. 【請求項7】 分離装置とオブジェクト割当装置と複数
    のCPUと画像合成装置を具備し、前記分離装置は、複
    数のオブジェクトが多重化されたオブジェクト多重信号
    を入力とし、前記オブジェクト割当装置の指示に基づ
    き、各オブジェクト符号を前記CPUに出力し、前記オ
    ブジェクト割当装置は、前記CPUにおける処理負荷の
    時間軸上での最大値の、すべての前記CPUにおける最
    大値が、最小になるように、複数のオブジェクトを複数
    の前記CPUに割り当て、各前記オブジェクトを割り当
    てられた前記CPUに出力するように前記分離装置を制
    御し、 前記CPUは、前記分離装置からの前記オブジェクトを
    復号した後、前記画像合成装置に出力し、前記画像合成
    装置は、前記CPUからの復号された画像を合成し、出
    力することを特徴とする映像信号復号装置。
  8. 【請求項8】 複数のオブジェクトを複数のCPUを用
    いて復号する映像信号復号装置であって、 各前記CPUに割り当てられたオブジェクトiについ
    て、 前記オブジェクトの領域の大きさAiと、 Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャごとに予め定めた
    復号時の処理負荷の各ピクチャの度合いを示すピクチャ
    重みをもとに計算した時間軸上で変化するピクチャ重み
    Pi(t)を掛け合わせた値、 Ai・Pi(t) を各前記CPUのすべての前記オブジェクトについて合
    計した、 ΣAi・Pi(t) を計算した後、この時間的ピーク値を求め、MAXAと
    し、 すべての前記CPUについての最大のMAXAをMAX
    Bとする時、 MAXBが最小となるように、複数の前記オブジェクト
    を複数の前記CPUに割り当て、復号することを特徴と
    する映像信号復号装置。
  9. 【請求項9】 分離装置とオブジェクト割当装置と複数
    のCPUと画像合成装置を具備し、前記分離装置は、複
    数のオブジェクトが多重化されたオブジェクト信号を入
    力とし、前記オブジェクト割当装置の指示に基づき、各
    前記オブジェクト符号を前記CPUに出力し、前記オブ
    ジェクト割り当て装置は、 各前記CPUに割り当てられたオブジェクトiについ
    て、 前記オブジェクトの領域の大きさAiと、 Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャごとに予め定めた
    復号時の処理負荷の度合いを示すピクチャ重みをもとに
    計算した時間軸上で変化するピクチャ重みPi(t)を
    掛け合わせた値、 Ai・Pi(t) を各前記CPUのすべての前記オブジェクトについて合
    計した、 ΣAi・Pi(t) を計算した後、この時間的ピーク値を求め、MAXAと
    し、 すべての前記CPUについての最大のMAXAをMAX
    Bとする時、 MAXBが最小となるように複数の前記オブジェクトを
    複数の前記CPUに割り当て、各前記オブジェクトを、
    割り当てられた各前記CPUに出力するように前記分離
    装置を制御し、 前記CPUは、前記分離装置からの前記オブジェクトを
    復号した後、前記画像合成装置に出力し、前記画像合成
    装置は、前記CPUからの復号された画像を合成し、出
    力することを特徴とする映像信号復号装置。
  10. 【請求項10】 映像信号符号化装置と映像信号復号装
    置を具備し、 前記映像信号符号化装置は、前記映像信号復号装置から
    指示されたピクチャの周期、オフセットの発生タイミン
    グでピクチャを生成するようにオブジェクト符号の符号
    化を行い、前記映像信号復号装置は、CPUの処理負荷
    または発生符号量の時間軸上での最大値が最小となるよ
    うに、前記映像信号符号化装置にピクチャの発生タイミ
    ングの情報を送信し、前記映像信号符号化装置からの前
    記オブジェクト符号の復号を行うことを特徴とする映像
    信号伝送装置。
  11. 【請求項11】 映像信号符号化装置と映像信号復号装
    置を具備し、 前記映像信号符号化装置は、前記映像信号復号装置から
    指示されたピクチャの周期、オフセットなどの発生タイ
    ミングでピクチャを生成するようにオブジェクト符号の
    符号化を行い、前記映像信号復号装置は、 オブジェクトiの領域の大きさAiと、 予め定めた発生符号量または復号時の処理負荷の各ピク
    チャの度合いを示す値であるIピクチャ、Pピクチャ、
    Bピクチャのピクチャ重みをもとに計算した時間軸上で
    変化するピクチャ重みPi(t)を掛け合わせたオブジ
    ェクト重み、 Ai・Pi(t) をすべてのオブジェクトについて足しあわせた合計、 ΣAi・Pi(t) の時間的ピーク値をMAXAとし、 前記MAXAが最小となるように、各前記オブジェクト
    のピクチャの周期、オフセットを決定し、 前記映像信号符号化装置に、前記ピクチャの周期・オフ
    セットの情報を送信し、前記映像信号符号化装置からの
    前記オブジェクト符号の復号を行うことを特徴とする映
    像信号伝送装置。
  12. 【請求項12】 複数のオブジェクトを符号化する映像
    信号符号化装置であり、映像信号復号装置から指示され
    たピクチャの周期、オフセットの発生タイミングでピク
    チャを生成するようにオブジェクト符号の符号化を行う
    ことを特徴とする映像信号符号化装置。
  13. 【請求項13】 複数のオブジェクトを符号化する映像
    信号復号装置であり、CPUの処理負荷または発生符号
    量の時間軸上での最大値が最小となるように、映像信号
    符号化装置にピクチャの周期、オフセットの情報を送信
    し、前記映像信号符号化装置からのオブジェクト符号の
    復号を行うことを特徴とする映像信号復号装置
  14. 【請求項14】 複数のオブジェクトを符号化する映像
    信号復号装置であり、復号を行うオブジェクトiの領域
    の大きさAiと、 予め定めた発生符号量または復号時の処理負荷の各ピク
    チャの度合いを示す値であるIピクチャ、Pピクチャ、
    Bピクチャのピクチャ重みをもとに計算した時間軸上で
    変化するピクチャ重みPi(t)を掛け合わせたオブジ
    ェクト重み、 Ai・Pi(t) をすべてのオブジェクトについて足しあわせた合計、 ΣAi・Pi(t) の時間的ピーク値をMAXAとし、 前記MAXAが最小となるように、各前記オブジェクト
    のピクチャの周期、オフセットを決定し、 前記映像信号符号化装置に前記ピクチャの周期・オフセ
    ットの情報を送信し、前記映像信号符号化装置からのオ
    ブジェクト符号の復号を行うことを特徴とする映像信号
    伝送装置。
  15. 【請求項15】 請求項1、2、3、4、12記載の映
    像信号符号化装置から発生したデータを記録する記録媒
    体。
  16. 【請求項16】 請求項1、2、3、4、12記載の映
    像符号化生成装置から羽切歯したデータを伝送する伝送
    媒体。
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