JP2006203724A - 画像圧縮装置及び画像圧縮方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、電池残量に応じて最適な画像圧縮モードを選択することによって、圧縮率は多少犠牲にしても電池の寿命を延ばすことのできる画像圧縮装置及び画像圧縮方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 動画像の画像データを入力する入力手段１０と、入力手段１０から入力された動画像を、複数の圧縮符号化モードによって圧縮符号化する符号化制御手段１３と、バッテリ残量を管理するバッテリ残量管理手段２５と、バッテリ残量管理手段２５によって管理されるバッテリ残量が設定値よりも低くなると符号化制御手段１３の処理しうる複数の符号化モードのうちの一部を制限する制御手段２６とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像圧縮装置及び画像圧縮方法に関する。

一般的なテレビ受信機に設けられている圧縮方法として、動画像から動きベクトルを検出するブロックマッチング法が用いられている。

このブロックマッチング法では、まず、動きベクトル検出の対象となる符号化対象ブロックと、検索範囲内の符号化対象ブロックと同一サイズの各候補ブロックとの間で、それぞれ、画像の相関度を示す評価値を演算する。そして、符号化対象ブロックと同一位置のブロックから、評価値が示す相関度が最も高い候補ブロックまでの変位を、動きベクトルとして求める。

相関度の評価値としては、例えば、ブロック同士で対応する画素の差分絶対値の総和を用いる。この場合、画像の相関度が高いほど評価値は小さくなる。

ブロックマッチング法では、一つの符号化対象ブロックに対して、検索範囲の各候補ブロックとの評価値演算を行うので、評価値演算の演算量を削減して消費電力を低下させるためにいくつかの方法がある。

その一つとして引用文献１には、符号化対象ブロックを複数個用意し、電池の残量に応じて符号化対象ブロックを動作する個数を制御する方法がある。電池残量が十分あるときは全ての符号化対象ブロックを使用し、電池残量が少ないときは使用する符号化対象ブロックを制限することで電池寿命を延ばすことができる。
特開平１１−１３６６８２号公報

一方で、画像圧縮方法としてＨ．２６４やＶＣ１がある。これらの画像圧縮方法は、ブロックサイズや予測モードなどが複数用意されており、多数の圧縮符号化モードの中から最適な圧縮方法を検索してエンコードできるようになっている。これらのモードを最適に検索することで圧縮率は高くできるが、エンコードに要する計算量が多くなり、消費電力が高くなるという問題がある。そのために例えば電池残量が少なくなると動画エンコードができなくなるという問題がある。

そこで本発明は、電池残量に応じて最適な画像圧縮モードを選択することによって、圧縮率は多少犠牲にしても電池の寿命を延ばすことのできる画像圧縮装置及び画像圧縮方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、動画像の画像データを入力する入力手段と、
前記入力手段から入力された画像データを、複数の圧縮符号化モードによって圧縮符号化する符号化制御手段と、
バッテリ残量を管理するバッテリ残量管理手段と、
前記バッテリ残量管理手段によって管理されるバッテリ残量が設定値よりも低くなると前記符号化制御手段の処理しうる複数の符号化モードのうちの一部を制限する制御手段とを具備することを特徴とする画像符号化装置を提供する。

このとき、前記符号化制御手段の符号化処理に関する情報を保持するメモリ手段とをさらに具備し、
前記制御手段は、前記バッテリ残量が設定値よりも高くなると前記メモリ手段に保持された前記情報を読み出して、この情報を用いて符号化モードを設定しなおすことができる。

また、本発明は、動画像の画像データを入力する入力手段と、
前記入力手段から入力された画像データを、あるビットレートによって圧縮符号化する符号化制御手段と、
バッテリ残量を管理するバッテリ残量管理手段と、
前記バッテリ残量管理手段によって管理されるバッテリ残量に応じて前記符号化制御手段の処理しうるビットレートを可変に制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記バッテリ残量が設定値よりも低くなると前記ビットレートを設定値よりも高めることを特徴とする画像符号化装置を提供する。

また、本発明は、動画像の画像データを入力する入力手段と、
前記入力手段から入力された画像データを圧縮符号化する符号化制御手段と、
前記符号化制御手段によって符号化された情報をデブロッキング処理するデブロッキングフィルタと、
バッテリ残量を管理するバッテリ残量管理手段と、
前記バッテリ残量管理手段によって管理されるバッテリ残量に応じて前記デブロッキングフィルタのデブロッキング処理を制限する制御手段とを具備することを特徴とする画像符号化装置を提供する。

このとき、前記制御手段は、前記バッテリ残量が設定値よりも低くなると前記デブロッキングフィルタのデブロッキング処理を制限することができる。

また、本発明は、入力手段から動画像の画像データを入力する工程と、
前記入力手段から入力された画像データを、複数の圧縮符号化モードによって圧縮符号化する工程と、
バッテリ残量を管理する工程と、
前記バッテリ残量が設定値よりも低くなると、複数の符号化モードのうちの一部を制限する工程とを具備することを特徴とする画像符号化方法を提供する。

このとき、前記圧縮符号化する工程に関する情報を保持する工程と、
前記バッテリ残量が設定値よりも高くなると前記情報を読み出して、この情報を用いて符号化モードを設定しなおす工程とをさらに具備することができる。

また、本発明は、入力手段に動画像の画像データを入力する工程と、
前記入力手段から入力された画像データを、あるビットレートによって圧縮符号化する工程と、
バッテリ残量を管理する工程と、
前記バッテリ残量に応じて前記符号化制御手段の処理しうるビットレートを可変に制御する工程とを具備することを特徴とする画像符号化方法を提供する。

このとき、前記バッテリ残量が設定値よりも低くなると前記ビットレートを設定値よりも高める工程とをさらに具備することができる。

また、本発明は、入力手段に動画像の画像データを入力する工程と、
前記入力手段から入力された画像データを圧縮符号化する工程と、
前記圧縮符号化された情報をデブロッキング処理する工程と、
バッテリ残量を管理する工程と、
前記バッテリ残量管理手段によって管理されるバッテリ残量に応じて前記デブロッキング処理を制限する工程とを具備することを特徴とする画像符号化方法を提供する。

本発明では、動画エンコード処理において、バッテリ残量に応じて符号化モードを制限し、ビットレートを可変にし、あるいはデブロッキングフィルタ処理を端折ることでバッテリ残量が十分あるときは高い圧縮比率にして符号化処理を行い、バッテリ残量が少なくなってくると圧縮比率を犠牲にして省電力モードにすることが可能となる。

以下、本発明の最良の実施形態について説明する。本発明はこれら実施形態に限定されることなく、種々工夫して用いることができる。

図１は、本発明の画像符号化装置の主要な信号処理系を示すブロック図である。

図１に示すように、本発明の画像符号化装置は、動画像ソース入力部１０、スイッチ１１、画面内予測部１２、符号化制御部１３、離散コサイン変換（ＤＣＴ）量子化部１４、逆量子化逆離散コサイン変換（ＤＴＣ）部１５、加算器１６、デブロッキングフィルタ１７、フレーム蓄積部１８、重み付き予測部１９、動き補償部２０、動きベクトル検出部２１、エントロピー符号化部２２、ビデオストリーム出力部２３、および減算器２４を有している。また、この画像符号化装置は、バッテリ管理部２５のバッテリ残量情報に応じて、符号化制御部１３およびデブロッキングフィルタ１７を制御する制御部２６を有している。

次に、この画像符号化装置の動作について説明する。

先ず、図１に示すように、動画像ソース入力部１０から入力された動画像の画像データは、符号化制御部１３、減算器２４、加算器１６、および動きベクトル検出部２１に入力される。

符号化制御部１３に入力された画像データに基づき、発生情報量を目的の値に近付けるよう、後述する複数の圧縮符号化モードの中からモードを選択し、符号化パラメータ等を決定する。

このとき符号化制御部１３に入力された画像データのうちＩピクチャについては、画面内予測部１２にて画面内予測を行い、予測信号を生成した後、スイッチ１１が画面内予測部１２側に接続され減算器２４によって予測値との差分を生成する。そしてこの差分を離散コサイン変換（ＤＣＴ）量子化部１４に入力し圧縮符号化を行い、さらにエントロピー符号化部２２に入力し圧縮した後、ビデオストリーム出力部２３より出力する。

Ｐピクチャ及びＢピクチャについては、離散コサイン変換（ＤＣＴ）量子化部１４により圧縮符号化され、さらにエントロピー符号化部２２により圧縮された後、ビデオストリーム出力部２３より出力される。また、離散コサイン変換（ＤＣＴ）量子化部１４での処理後、逆量子化逆離散コサイン変換（ＤＴＣ）部１５で逆処理を行い、加算器１６で現在のフレームの画像と加算することにより、次フレームの予測画像が生成される。その後、デブロッキングフィルタ１７によってブロックノイズを除去し、フレーム蓄積部１８に蓄積される。さらに、動きベクトル検出部２１によって被写体の動きの向きと大きさを検出し、そこから動き補償部２０で効果的な予測画面を生成する。そしてスイッチ１１が重み付き予測部１９側に接続された状態で、重み付き予測部１９によって重み係数およびオフセット値を有する予測信号が生成される。その後減算器２４によって次フレームと予測値との差分を生成し、次フレームの圧縮符号化に使用する。

また、この画像符号化装置では、管理部２６によりバッテリ残量管理部２５によって管理されるバッテリ残量が設定値よりも低くなると判断された場合、符号化制御部１３で選択しうる複数の符号化モードのうちの一部を制限するように制御されている。

このとき、制御部２６には、符号化制御手段の符号化処理に関する情報を保持するメモリ手段が設置されており、バッテリ残量が設定値よりも高くなるとメモリ手段に保持された情報を読み出して、この情報を用いて符号化モードを設定しなおすように制御する。

また、制御部２６は、バッテリ残量管理部２５によって管理されるバッテリ残量に応じて符号化制御部１３の設定しうるビットレートを可変に制御する。このようにして制御手段２６は、バッテリ残量が設定値よりも低くなるとビットレートを設定値よりも高める。

また、制御部２６は、バッテリ残量管理部２５によって管理されるバッテリ残量に応じてデブロッキングフィルタ１７のデブロッキング処理を制限する。こうして制御部２６は、バッテリ残量が設定値よりも低くなるとデブロッキングフィルタ１７のデブロッキング処理を制限する。

図２に、符号化制御部１３での複数の圧縮符号化モードについて説明する。

図２に示すように、符号化制御部１３では、１６×１６、１６×８、８×１６、８×８、８×４、４×８及び４×４のブロックサイズと、予測モード０、１、２、３、４、５、６、７及び８の画面内予測モードと、整数画素精度、１／２画素精度及び１／４画素精度の動き検索などからなる圧縮符号化モードを持っている。

図３に、これら複数のモードのうち４×４ブロックの画面内予測モード０、１、２、３、４、５、６、７及び８が記載されている。

図３に示すように、予測モード０は、上の行の値を各列の予測値として使用する予測モードである。予測モード１は、左の列の値を各行の予測値として使用する予測モードである。予測モード２は、ブロックの上および左に隣接する画素の平均値をブロック全体の予測値とするモードである。予測モード３は、上の行の値を左下45度方向にある画素の予測値として使用するモードである。予測モード４は、上の行と左の列の各画素の値を45度方向にある画素の予測値として使用するモードである。予測モード５から８は、隣接する画素の値をそれぞれ桂馬飛びの方向に予測値として使用するモードである。

図４に、１６×１６ブロックの画面内予測モードとして用意されている、予測モード０（垂直予測）、予測モード１（水平予測）、予測モード２（平均値予測）及び予測モード３（平面予測）について示す。

図５に、本発明の画像圧縮処理方法を説明するフローチャートを示す。

図５に示すように、先ず、動画入力部１０に動画像の画像データを入力する（Ｓ１）。次に、バッテリ管理部２５にて装置に使用しているバッテリ残量が十分であるかどうかを検討する（Ｓ２）。このときバッテリ管理部２５では、バッテリの残量を示すデータを出力しＣＰＵ２６にてこの出力値が予め設定された値よりも上か下かを判断するようにしても良い。

バッテリ残量が十分である場合（予め設定された値よりも大きい場合）、圧縮符号モードを全探索する（Ｓ８）。これは図２で示した複数のモード全てを使用することである。次に、動画エンコードし（Ｓ６）、動画を記録する（Ｓ７）。

バッテリ残量が十分でない場合（予め設定された値よりも小さい場合）、圧縮符号化モードの探索範囲を限定する（Ｓ３）。ここでは図２で示した複数のモードのうち半分或いは１／３を用いる。次に、ビットレートを高くする（Ｓ４）。次に、探索範囲を限定してエンコードした部分を識別する情報を記録する（Ｓ５）。次に、動画エンコードし（Ｓ６）、動画を記録する（Ｓ７）。

Ｓ５にて記録された探索範囲を限定してエンコードした部分を識別する情報は、電池の交換やバッテリの充電或いはＡＣ電源が供給されてバッテリ残量が回復し、予め設定された一定値を上回った場合、読み出されて画像圧縮符号化処理を回復するために用いる。

本発明の画像圧縮処理装置に関する主要構成を示すブロック図。 本発明の画像圧縮処理装置において複数の圧縮符号化モードを示す図。 本発明の画像圧縮処理装置の複数の予測モードを示す図。 本発明の画像圧縮処理装置の複数の予測モードを示す図。 本発明の画像圧縮処理方法を説明するフローチャート。

符号の説明

１０…入力部
１１…スイッチ
１２…画面内予測部
１３…符号化制御部
１４…ＤＣＴ量子化部
１５…逆量子化逆ＤＣＴ部
１６…加算器
１７…デブロッキングフィルタ
１８…フレーム蓄積部
１９…重み付き予測部
２０…動き補償部
２１…動きベクトル検出
２２…エントロピー符号化部
２３…出力部
２４…減算器
２５…バッテリ管理部
２６…ＣＰＵ

Claims (11)

1. 動画像の画像データを入力する入力手段と、
   前記入力手段から入力された画像データを、複数の圧縮符号化モードによって圧縮符号化する符号化制御手段と、
   バッテリ残量を管理するバッテリ残量管理手段と、
   前記バッテリ残量管理手段によって管理されるバッテリ残量が設定値よりも低くなると前記符号化制御手段の処理しうる複数の符号化モードのうちの一部を制限する制御手段とを具備することを特徴とする画像符号化装置。
2. 前記符号化制御手段の符号化処理に関する情報を保持するメモリ手段とをさらに具備し、
   前記制御手段は、前記バッテリ残量が設定値よりも高くなると前記メモリ手段に保持された前記情報を読み出して、この情報を用いて符号化モードを設定しなおすことを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
3. 動画像の画像データを入力する入力手段と、
   前記入力手段から入力された画像データを、あるビットレートによって圧縮符号化する符号化制御手段と、
   バッテリ残量を管理するバッテリ残量管理手段と、
   前記バッテリ残量管理手段によって管理されるバッテリ残量に応じて前記符号化制御手段の処理しうるビットレートを可変に制御する制御手段とを具備し、
   前記制御手段は、前記バッテリ残量が設定値よりも低くなると前記ビットレートを設定値よりも高めることを特徴とする画像符号化装置。
4. 動画像の画像データを入力する入力手段と、
   前記入力手段から入力された画像データを圧縮符号化する符号化制御手段と、
   前記符号化制御手段によって符号化された情報をデブロッキング処理するデブロッキングフィルタと、
   バッテリ残量を管理するバッテリ残量管理手段と、
   前記バッテリ残量管理手段によって管理されるバッテリ残量に応じて前記デブロッキングフィルタのデブロッキング処理を制限する制御手段とを具備することを特徴とする画像符号化装置。
5. 前記制御手段は、前記バッテリ残量が設定値よりも低くなると前記デブロッキングフィルタのデブロッキング処理を制限することを特徴とする請求項４記載の画像符号化装置。
6. 前記圧縮符号化処理は、Ｈ．２６４の圧縮符号化処理であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像符号化装置。
7. 入力手段から動画像の画像データを入力する工程と、
   前記入力手段から入力された画像データを、複数の圧縮符号化モードによって圧縮符号化する工程と、
   バッテリ残量を管理する工程と、
   前記バッテリ残量が設定値よりも低くなると、複数の符号化モードのうちの一部を制限する工程とを具備することを特徴とする画像符号化方法。
8. 前記圧縮符号化する工程に関する情報を保持する工程と、
   前記バッテリ残量が設定値よりも高くなると前記情報を読み出して、この情報を用いて符号化モードを設定しなおす工程とをさらに具備することを特徴とする請求項７記載の画像符号化方法。
9. 入力手段に動画像の画像データを入力する工程と、
   前記入力手段から入力された画像データを、あるビットレートによって圧縮符号化する工程と、
   バッテリ残量を管理する工程と、
   前記バッテリ残量に応じて前記符号化制御手段の処理しうるビットレートを可変に制御する工程とを具備することを特徴とする画像符号化方法。
10. 前記バッテリ残量が設定値よりも低くなると前記ビットレートを設定値よりも高める工程とをさらに具備することを特徴とする請求項９記載の画像符号化方法。
11. 入力手段に動画像の画像データを入力する工程と、
    前記入力手段から入力された画像データを圧縮符号化する工程と、
    前記圧縮符号化された情報をデブロッキング処理する工程と、
    バッテリ残量を管理する工程と、
    前記バッテリ残量管理手段によって管理されるバッテリ残量に応じて前記デブロッキング処理を制限する工程とを具備することを特徴とする画像符号化方法。

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