JPH10322582A - 動画像符号化装置 - Google Patents

動画像符号化装置

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JPH10322582A JP14313297A JP14313297A JPH10322582A JP H10322582 A JPH10322582 A JP H10322582A JP 14313297 A JP14313297 A JP 14313297A JP 14313297 A JP14313297 A JP 14313297A JP H10322582 A JPH10322582 A JP H10322582A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カメラ制御が行われたときの背景の情報量を低
減し、移動物体に対しては高解像度を保ったカメラ制御
が可能となる動画像符号化装置の提供。 【解決手段】動き補償予測符号化を行う動画像符号化装
置において、動ベクトル検出回路で検出される動ベクト
ルの方向・大きさにより移動物体の認識を行い、設定さ
れた領域が有するベクトルの水平・垂直方向の移動量を
算出してカメラ制御を行う。カメラが制御されたときの
発生情報量の増大による受信画面全体の画質劣化が生じ
て移動物体の状態が不鮮明になるため、移動物体領域以
外においては、量子化を荒くして伝送情報量の増加を防
ぐことにより、移動物体の状態の鮮明さを保つためのカ
メラ制御方式を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、動き補償フレーム
間予測符号化を行う動画像符号化装置に関し、特に、動
き検出を行って得た動ベクトルを基に、被写体を自動追
従するカメラ制御機能を有する動画像符号化装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】画面内を移動物体をカメラで撮影する場
合の移動物体自動追従技術として、色情報を利用する技
術がある。例えば、指定された検出ブロック内の映像信
号の中から色情報を検出し、これを特定色として登録す
ることによって、被写体の判別に利用するものである。
しかし、移動物体を代表する色ではなく、移動物体とし
てはその微少領域の色が特定色として登録されてしまう
可能性があるため、動ベクトル検出領域内に複数の検出
ブロックを設定し、検出ブロックの色情報により動ベク
トルを検出して被写体の自動追従を行うものである(特
開平8−125910号公報参照)。
【0003】また、移動物体の輪郭を抽出し、その閉空
間(輪郭内部)の情報(色分布情報)を基にして、周知
の手法により、動ベクトルを検出し、そのベクトル量に
応じて、上下・左右方向のカメラ制御を行うとともに、
移動物体を見失い追従不可となった時には、視野方向の
制御(ズームイン・ズームアウト)を行う、という自動
追従方式も知られている(特開平4−126473号公
報参照)。
【0004】さらに、動画像符号化装置における動ベク
トル検出を用いて大局的にカメラの動きを補償して発生
情報量を削減する方法として、例えば文献(IEEE
Confernce of Acoustics、Sp
eech and Signal Processin
g、1991、M9、4、pp.2725−2728)
き記載された方法が知られており、この方法において
は、小領域の動ベクトルを大局的な動ベクトルに変換す
る際の膨大な計算量を、ベクトル探索領域を拡大して大
局的な領域に設定することにより削減できるようにして
いる(特開平6−165164号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の技
術においては、移動物体にカメラを自動追従する場合、
(1)動ベクトル検出領域内に複数のブロックを設定
し、そのブロックの色情報により動ベクトルを検出して
カメラを制御する方法(特開平8−125910)や、
(2)移動体物体の輪郭を抽出して、その閉空間の情報
から動ベクトルを検出してカメラを制御する方法(特開
平4−126473)、(3)さらに、カメラの動きを
大局的に予測して発生情報量を削減する方法(特開平6
−165164)等があるが、これらの方法を動画像符
号化装置で使用してカメラを制御し、そのビデオ信号を
符号化すると、カメラが制御中には、発生情報量の増加
により、復号画質は移動物体を認識できないほどに劣化
し、さらには、復号された移動物体の動きが不連続にな
ることがある、という問題点を有している。特に、低ビ
ットレートの符号化において顕著である。その理由は、
以下に通りである。
【0006】すなわち、カメラは移動物体を捕えて自動
追従するが、カメラのビデオ信号を符号化し伝送する場
合においては、カメラが制御されて動くことで、移動物
体以外の領域(背景)も同時に動き、発生情報量が増加
してしまう。このとき、発生情報量を圧縮し、一定の伝
送速度を保つために、符号化では量子化段階を下げた
り、符号化するビデオフレームを削減する制御が働くこ
とになる、ためである。
【0007】このように、動画像符号化装置の動ベクト
ル検出手段において検出される動ベクトルを用いて、移
動物体を自動追従するように、カメラを制御する場合、
カメラが制御された時に、背景が動くことで、発生情報
量が増大し、発生情報量を圧縮するため量子化が荒くな
り、復号画質が劣化するとともに、ビデオフレームが削
減(駒落とし)されて、動きが不連続となり、物体の状
態が不明確になることがあった。
【0008】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、カメラ制御が行
われたときの背景の情報量を低減し、移動物体に対して
は高解像度を保ったカメラ制御が可能となる動画像符号
化装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の動画像符号化装置は、カメラから動画像を
入力し、動き補償フレーム間予測符号化を施す、動画像
符号化装置において、前記動画像入力と前フレームの動
画像を小ブロックに分割し、小ブロック毎に動ベクトル
を検出する動ベクトル検出手段と、前記動ベクトル検出
手段において検出された動ベクトルが同一の大きさ、方
向を持つ隣接した前記小ブロックにより移動物体の輪郭
とし、該輪郭内部を移動領域として抽出する手段と、前
記抽出された領域の動ベクトルを水平方向および垂直方
向に成分分解する手段と、前記動ベクトルの水平成分お
よび垂直成分により前記カメラの上下・左右方向の移動
量を設定して前記カメラを制御するためのカメラ制御手
段と、を備えることを特徴とする。
【0010】さらに、本発明の動画像符号化装置は、移
動領域として抽出した領域とその周囲以外の領域の量子
化段階を下げる符号化制御を行う手段を備えることを特
徴とする。
【0011】
【作用】本発明の原理・作用について以下に説明する。
本発明においては、動ベクトル検出部において、動ベク
トル検出ブロック毎に検出された動ベクトルは、領域抽
出部に入力される。
【0012】領域抽出部は、ほぼ同一のベクトルを持
ち、隣接した動ベクトル検出ブロックを輪郭として、そ
の内部のブロックを含めた領域を、移動物体の領域とし
て抽出する。
【0013】ベクトル演算部では、抽出された領域の輪
郭のブロックのベクトルから代表ベクトルを求めるとと
もに、水平方向および垂直方向に成分分解し、カメラ制
御部にそのデータを出力する。
【0014】カメラ制御部では、水平方向成分および垂
直方向成分に応じて上下・左右方向のカメラ制御を行う
ためにカメラに対してデータを転送する。
【0015】さらに、領域抽出部において移動物体領域
であることの領域情報を符号化制御部に出力する。符号
化制御部ではその領域情報をもとに、フレーム間予測符
号化部で行われる量子化を動ベクトル検出ブロック単位
に制御する。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態につ
いて図面を参照して以下に説明する。図1は、本発明の
実施の形態の構成を示すブロック図である。
【0017】図1を参照すると、この実施の形態の動画
像符号化装置において、制御されるカメラのビデオ信号
を入力し、入力されたビデオ信号は動き補償フレーム間
予測符号化部100に入力される。動き補償フレーム間
予測符号化部100に入力したビデオ信号は、まず、動
ベクトル検出部10に入力する。動ベクトル検出部10
において、フレームは動ベクトル検出ブロックに分割さ
れ、前フレームと現フレームの差分により移動物体の動
ベクトル検出を行う。
【0018】動ベクトル検出部10において、動ベクト
ル検出ブロック毎に検出された動ベクトルは、後段のフ
レーム間予測符号化部20の動き補償に用いられ、前フ
レームと現フレームの差分が量子化されて、送信符号化
データとして伝送路に出力される。
【0019】また、動ベクトル検出部10において検出
された動ベクトルは、領域抽出部30に入力され、同一
のベクトル量を有する隣接した複数の動ベクトル検出ブ
ロックを輪郭として抽出し、その内部を移動物体の領域
とする。
【0020】抽出された領域から代表するベクトルを求
めて、ベクトル演算部40に入力し、水平方向および垂
直方向の成分に分解する。
【0021】動ベクトルの水平方向および垂直方向の成
分は、カメラ制御部50に入力され、成分に応じて動画
像符号化装置に接続されているカメラ(不図示)を上下
・左右方向に移動させる制御を行う。
【0022】さらに、領域抽出部30において、移動物
体領域情報を、符号化制御部60に動ベクトル検出ブロ
ック毎に出力して、符号化制御部60では、この情報を
もとに、フレーム間予測符号化部20で行われる量子化
を、動ベクトル検出ブロック単位に制御を行う。
【0023】
【実施例】上記した実施の形態について更に具体例をも
って説明すべく、本発明の一実施例について図1を参照
して以下に説明する。
【0024】動画像符号化装置において制御されるカメ
ラのビデオ信号を動画像符号化装置に入力する。入力さ
れたビデオ信号は動き補償フレーム間予測符号化部10
0に入力される。動き補償フレーム間予測符号化部10
0に入力したビデオ信号は、まず、動ベクトル検出部1
0に入力する。動ベクトル検出部10において、352
画素×288ラインのビデオフレームは16×16サイ
ズの動ベクトル検出ブロックとして領域分割され、前フ
レームと現フレームの差分により移動物体の動ベクトル
検出を行う。動ベクトル検出部10において検出された
動ベクトルは、後段のフレーム間予測符号化部20の動
き補償に用いられ、前フレームと現フレームの差分が量
子化されて送信符号化データとして伝送路に出力され
る。
【0025】また、動ベクトル検出部10において検出
された動ベクトルは、領域検出抽出部30に入力され、
同一のベクトル量を有する動ベクトル検出ブロックを輪
郭として抽出し、その内部を移動物体の領域とする。抽
出された領域から代表するベクトルを求めて、ベクトル
演算部40において水平方向および垂直方向のベクトル
成分に分解される。
【0026】例えば、フレームの左下を原点としたxy
座標として移動ベクトルをx成分とy成分に分解する。
分解された水平方向および垂直方向のベクトル成分は、
カメラ制御部50に入力され、例えば、x成分が−(マ
イナス)K画素、y成分が+(プラス)Lラインである
場合に、動画像符号化装置に接続されているカメラに対
して、左にK´度パンさせ、上にL´度チルトされる制
御を行う。
【0027】また、x成分が+(プラス)K画素、y成
分が−(マイナス)Lラインである場合には、逆に、右
にK´度パンさせ、下にL´度チルトさせる制御を行
う。
【0028】ここでK画素およびLラインに対するカメ
ラ制御の角度は、カメラの視野に応じて可変可能であ
る。例えば、演算された動ベクトルのx、y成分をレジ
スタに取り込んで、そのデータをCPUで認識する。C
PUから、その成分に応じた移動をさせるためのカメラ
制御コマンドをシリアルデータとして出力し、RS23
2Cレベルに変換後、カメラのシリアルインタフェース
によりカメラ制御を行う。
【0029】さらに、領域抽出部30において移動物体
領域であることの情報を動ベクトル検出ブロック毎に符
号化制御部60へ出力する。符号化制御部60では、そ
の情報をもとに、フレーム間予測符号化部20で行われ
る量子化を動ベクトル検出ブロック単位に制御する。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カメラ制御が行われたときの背景、すなわち移動物体以
外の情報量を低減し、移動物体の領域を高解像度に保つ
ことが可能となり、さらに、物体の動きについても補償
することができるという効果を奏する。
【0031】その理由は、本発明においては、動ベクト
ル検出手段において検出される動ベクトルから、同一の
ベクトル量を有する隣接した複数の動ベクトル検出ブロ
ックを輪郭として抽出し、その内部を移動物体領域と
し、その領域が有するベクトル水平方向成分および垂直
方向成分により動画像符号化装置に接続されるカメラ制
御可能として、フレーム間予測符号化において移動物体
領域以外は量子化段階を下げる符号化制御を行うことが
可能となるためである。
【0032】例えば、移動物体領域の量子化段階を10
とすると、その領域以外の量子化段階を5として、カメ
ラが制御されて背景が動くことによって発生する情報量
を抑圧し、かつ、移動物体領域は高解像度を保つことが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す図である。
【符号の説明】
10 動ベクトル検出部 20 フレーム間予測符号化部 30 領域抽出部 40 ベクトル演算部 50 カメラ制御部 60 符号化制御部 100 動き補償予測符号化部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カメラから動画像を入力し、動き補償フレ
    ーム間予測符号化を施す、動画像符号化装置において、 前記動画像入力と前フレームの動画像を小ブロックに分
    割し、小ブロック毎に動ベクトルを検出する動ベクトル
    検出手段と、 前記動ベクトル検出手段において検出された動ベクトル
    が同一の大きさ、方向を持つ隣接した前記小ブロックに
    より移動物体の輪郭とし、該輪郭内部を移動領域として
    抽出する手段と、 前記抽出された領域の動ベクトルを水平方向および垂直
    方向に成分分解する手段と、 前記動ベクトルの水平成分および垂直成分により前記カ
    メラの上下・左右方向の移動量を設定して前記カメラを
    制御するためのカメラ制御手段と、 を備えることを特徴とする動画像符号化装置。
  2. 【請求項2】前記動ベクトル検出手段が、検出された動
    ベクトルにより抽出された領域の情報により、設定され
    た領域以外の量子化段階を下げて符号化制御を行う手段
    を備えることを特徴とする請求項1記載の動画像符号化
    装置。
  3. 【請求項3】前記動ベクトル検出手段が、検出された動
    ベクトルが同一の大きさ、方向を持つ隣接した小ブロッ
    クにより移動物体の輪郭とし、その内部を移動領域とし
    て抽出する手段を備えることを特徴とする請求項1記載
    の動画像符号化装置。
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