JP2007088771A - 映像圧縮送信装置および映像圧縮方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 空間的に隔離された拠点に設置された映像源の位置や姿勢等が変更された場合に応答性よく映像を取得する。
【解決手段】 本発明の一態様としての圧縮映像送信装置は、映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段の位置および姿勢の少なくとも一方を変更する駆動手段と、前記撮像手段の駆動状態に応じて、前記映像信号の圧縮符号化方式を選択する選択部と、選択した前記圧縮符号化方式によって前記映像信号を圧縮する圧縮手段と、圧縮された映像信号と、前記選択された圧縮符号化方式を示す情報とを送信する通信手段と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、映像源から得られる原映像に圧縮符号化を施した後、それを通信網へ送出する映像圧縮送信装置、および映像圧縮方法に関する。

映像圧縮送信装置の一態様としては、ビデオ会議システムにおける端末装置、災害検知や防犯用のための遠隔監視システムにおける監視映像送信装置等が挙げられる。以下では、前者の態様を例にとって、従来技術について述べる。
典型的なビデオ会議システムの端末装置は、大別して二つの機能を有する。第一に、各ビデオ会議端末装置は、空間的に隔離して存在する複数の会議拠点に設置され、映像源としてビデオカメラを有し、各ビデオカメラはその会議拠点における会議参加者を撮像し、得られた撮像映像に圧縮符号化を施した後、対地となる各会議拠点へ何らかの通信網を介して、その圧縮符号化映像を送信する機能を有する。また第二に、ビデオ会議端末装置は、他の端末装置により送信された圧縮符号化映像を受信し、それを復号伸張化して原映像を得、TVなどの表示装置に映し出す機能を有する。

既存のビデオ会議端末装置の多くは、会議参加者が任意の会議拠点のビデオ会議端末装置のビデオカメラに対して、パン／チルト、ズームイン／ズームアウト、フォーカス調節などといった遠隔操作を行なうための機能を備えている。まず、利用者である会議参加者には、何らかのビデオカメラ遠隔操作用のインターフェースが提供される。該インターフェースは、ある会議拠点の会議参加者が、他の会議拠点のビデオ会議端末装置に属するビデオカメラに対して、上記のような操作命令の発行できるようにするものである。該インターフェースにより発行されたビデオカメラの操作命令は、***作対象のビデオカメラを有するビデオ会議端末装置へ何らかの通信網を介して送信され、該会議端末装置からビデオカメラへと中継される。
利用者が遠隔の会議拠点に設置されたビデオカメラを操作する際には、***作対象のビデオカメラを有するビデオ会議端末装置より送り届けられた映像を参照しつつ、パン／チルトといった遠隔操作を行うことが想定される。こういった環境下のビデオカメラの遠隔操作について、良好な操作性を達成するためには、利用者による操作命令の発行から、その操作命令が反映された映像が利用者に送り届けられるまでに要する遅延時間を十分短縮することが望まれるのが一般である。
もし、利用者による操作命令の発行から、その操作命令が反映された映像を利用者が得るまでの遅延時間が大きい場合、利用者はビデオカメラの遠隔操作に対して、応答性の悪さを感じてしまうため、結果として良好な操作性を達成できなくなる。

操作命令の発行から、その操作命令が反映された映像が利用者に送り届けられるまでの遅延時間は、様々な因子により発生する遅延時間の合算値にあたるが、その合算値の多くを占める因子は、映像の圧縮符号化及び復号化方式に起因した遅延時間である。通信網上で映像伝送を行なう場合、通信経路が有する帯域幅などのキャパシティを考慮した上で、単位時間当たりに伝送する情報量を削減する要求と、送り届ける映像の画質を保持するという要求とが並行して存在するのが一般である。これらを両立するために、映像の圧縮符号化時には、専らフレーム間圧縮を用いる。フレーム間圧縮とは、ある時系列単位に属するビデオフレーム群に対して変更部分を予測し、その予測から得られたビデオフレームとの実際のビデオフレームとの差分情報のみを符号化することにより、符号化情報量を大きく削減できる圧縮符号化方式である。すなわち、フレーム間圧縮を用いた映像圧縮送信装置を用いた場合、その圧縮アルゴリズム上、符号化処理時、及び、復号化処理時にそれぞれ数フレーム分に渡る遅延が発生することとなる。

以上ビデオ会議端末装置の例を用いて説明したように、空間的に隔離された拠点に設置された映像源に対する操作を、通信網を介して送り届けられる撮像映像を参照しながら行なう際には、映像の圧縮符号化及び復号伸張化処理に要する遅延に起因した応答性の問題を解消する手段が必要となる。最も簡単な解決手段の例としては、フレーム間圧縮を適用しないことによって、遅延時間の低減を達成することが考え得るが、この場合、通信回線上に送出する情報量が増大するという弊害がある。または、各ビデオフレームの符号化情報量を、フレームレートや画像解像度を下げるなどして符号化情報量を節減する手段も考えられるが、この場合、情報の欠落が大きいため復号伸張化後の画質が劣化するという弊害がある。

以上では、ビデオ会議端末装置におけるビデオカメラを利用者が操作する場合を説明したが、映像圧縮送信装置におけるカメラ、特に監視用ビデオカメラには自動追尾機能などが備えられている場合がある。この場合も、上述同様の問題が発生する。すなわち、映像の圧縮符号化及び復号化方式に起因した遅延時間等により、カメラの追尾が反映された映像を利用者が取得する際の応答性が悪くなる。
特開2003-284051公報 特開2001-45337公報

本発明は、空間的に隔離された拠点に設置された映像源の位置や姿勢が変更された場合等において応答性よく映像を取得できるようにした映像圧縮送信装置および映像圧縮方法を提供する。

本発明の一態様としての圧縮映像送信装置は、映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段の位置および姿勢の少なくとも一方を変更する駆動手段と、前記撮像手段の駆動状態に応じて、前記映像信号の圧縮符号化方式を選択する選択部と、選択した前記圧縮符号化方式によって前記映像信号を圧縮する圧縮手段と、圧縮された映像信号と、前記選択された圧縮符号化方式を示す情報とを送信する通信手段と、を備える。

本発明の一態様としての圧縮映像送信装置は、ズーム光学系および前記ズーム光学系を駆動する駆動手段を含む、映像信号を出力する撮像手段と、前記ズーム光学系の駆動状態に応じて、前記映像信号の圧縮符号化方式を選択する選択部と、選択した前記圧縮符号化方式によって前記映像信号を圧縮する圧縮手段と、圧縮された映像信号と、前記選択された圧縮符号化方式を示す情報とを送信する通信手段と、を備える。

本発明の一態様としての映像圧縮方法は、位置および姿勢の少なくとも一方を駆動により変更可能な撮像手段により撮像対象を撮像し、前記撮像手段の駆動状態に応じて、前記撮像手段から出力される映像信号の圧縮符号化方式を選択し、選択した前記圧縮符号化方式によって前記映像信号を圧縮し、圧縮された撮像信号と、前記選択された圧縮符号化方式を示す情報とを送信する。

本発明の一態様としての映像圧縮方法は、ズーム光学系と前記ズーム光学系を駆動する駆動手段とを含む撮像手段により撮像対象を撮像し、前記ズーム光学系の駆動状態に応じて、前記撮像手段から出力される映像信号の圧縮符号化方式を選択し、選択した前記圧縮符号化方式によって前記映像信号を圧縮し、圧縮された映像信号と、前記選択された圧縮符号化方式を示す情報とを送信する。

本発明により、空間的に隔離された拠点に設置された映像源の位置や姿勢が変更した場合等において応答性よく映像を取得できる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について、詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態としての映像圧縮送信装置を示すブロック図である。図２は、図１の映像圧縮送信装置から圧縮符号化映像を受信し表示する受信装置の一態様を示す。

図１の映像圧縮送信装置は、映像源11と映像圧縮送信処理部12とを備える。映像源11は、原映像を生成する映像生成部111と、映像生成部111の駆動状態（例えば映像撮影部1111（図３参照）の位置／姿勢駆動状態、映像撮影部1111におけるズーム光学系の駆動状態）を示す冗長情報を生成する冗長情報生成部112とから構成される。映像圧縮送信処理部12は、映像源11に対する制御信号を生成する映像源制御信号生成部121と、通信網10へ圧縮符号化された映像を送出し、並びに、通信網10から映像源11に対する操作命令を受信する通信処理部122と、複数の映像圧縮符号化手段を有し原映像に対して少なくともいずれかの映像圧縮符号化手段を用いて映像圧縮符号化を施す映像圧縮符号化処理部123と、映像源11から原映像を入力する映像入力部124と、冗長情報生成部112から直接または映像入力部124を経由して冗長情報を入力し、該冗長情報を基として原映像に適用する映像圧縮符号化手段を選択し、選択した映像圧縮符号化手段に映像入力部124からの原映像を出力する符号化手段選択部125とから構成される。原映像の選択された圧縮符号化手段への入力は、符号化手段選択部125を経由せずに行ってもよい。この場合、符号化手段選択部125が、映像入力部124に圧縮符号化手段を指定し、映像入力部124が圧縮符号化手段へ直接原映像を入力する。

映像圧縮符号化処理部123における各映像圧縮符号化手段は、符号化方式とその方式における符号化パラメータとの組合せによって定義される。図１の映像圧縮符号化処理部123では、高品質映像圧縮符号化手段1231と低遅延映像圧縮符号化手段1232のみが記載されているが、本発明は映像圧縮符号化手段の種類数に制限を設けるものではない。

映像生成部111によって生成された原映像は、映像入力部124に入力されるとともに、冗長情報生成部112によって何らかの冗長情報が関連付けられる。冗長情報生成部112から映像入力部124を経由して符号化手段選択部125へ延びる実線矢印は原映像の流れを示し、冗長情報生成部112から映像入力部124を経由して符号化手段選択部125へ延びる点線矢印は冗長情報の流れを示す。該冗長情報は、映像撮影部1111の位置／姿勢駆動状態、および映像撮影部1111におけるズーム光学系の駆動状態に応じて、冗長情報生成部112によって生成される。これらの駆動状態は、通信網10より映像源11に対する操作命令を受信した場合に変更される。また、映像源11が自律駆動を行う場合（例えば映像生成部111が自動追尾機能を有する場合）も随時変更される。該冗長情報は、何らかの伝達手段によって符号化手段選択部125に伝達される。符号化手段選択部125は、映像圧縮符号化処理部123へ出力する原映像に対しどの映像圧縮符号化手段を適用すべきかを上記冗長情報に従って判定する。

映像圧縮符号化処理部123から出力された圧縮符号化映像は、通信処理部122 によって通信網10を介して適切な宛先へ送出される。この際、通信処理部122は、圧縮符号化映像に対し、映像圧縮符号化処理部123で適用した映像圧縮符号化方式の識別情報や符号化パラメータ情報等の情報を関連付けて送出する。

通信処理部122は、通信網10より映像源11に対する操作命令を受信した場合、その操作命令を映像源制御信号生成部121へと中継する。映像源制御信号生成部121は、該操作命令を受け取ると、その命令内容に対応した映像源11に対する制御信号を生成し送信する。

このように、図１の映像圧縮送信装置は、原映像に対して映像圧縮符号化処理部123が適用する映像圧縮符号化方式を、上記冗長情報に基づいて、様々なバリエーションで切り替えられるように構成される。以下、この映像圧縮送信装置の詳細について述べる。

図３は、映像生成部111の一態様を示す。
映像生成部111は、カメラレンズや受光素子などを含むズーム光学系とズーム光学系を駆動する駆動手段とを有するビデオカメラ本体に相当する映像撮影部1111、映像撮影部1111を固定するアーム1112、アーム1112を上下に（図中矢印方向に）動かす垂直回動部1113、アーム1112を固定する雲台1114、雲台1114を図中矢印方向に回転させる水平回動部1115、アーム1112及び雲台1114が為す角度をデジタル情報として標本化する傾斜角AD変換部1116、雲台の回転角度をデジタル情報として標本化する旋回角AD 変換部1117を有する。1113〜1115は例えば駆動手段に対応し、これらにより映像撮影部1111の位置および姿勢を変更可能である。垂直回動部1113は、垂直方向への変位角を電圧値として取得するセンサー（ポテンションメーター等）を有する。同様に水平回動部1115は、水平方向への変位角を電圧値として取得するセンサー（ポテンションメーター等）を有する。

映像源制御信号生成部121により、垂直回動部1113や水平回動部1115に対して制御が与えられると、その際発生した角度の変位量がそれぞれ傾斜角AD変換部1116、旋回角AD変換部1117に伝えられ、デジタル情報に変換された後、冗長情報生成部112 に伝達される。映像生成部111が自律的に垂直回動部1113や水平回動部1115を回動可能な場合（この場合、映像源制御信号生成部121から制御が与えられない）も同様に、その際発生した角度の変位量がそれぞれ傾斜角AD変換部1116、旋回角AD変換部1117に伝えられ、デジタル情報に変換された後、冗長情報生成部112 に伝達される。

以上は映像生成部111が為すべき態様の一例に過ぎず、ここに示した限りではない。例えば、ズーム光学系の焦点距離を映像撮影部1111から冗長情報生成部112に伝達してもよい。また、映像生成部111が車輪や足等を有する等して自走可能な装置（自律歩行ロボットに搭載されたビデオカメラ等）である場合には、その駆動部分にセンサーを取り付けることによって、映像撮影部1111の回動方向、変位量等の情報を冗長情報生成部112に伝達してもよい。乃至は、こういったセンサーを用いず、映像生成部111に制御用プロセッサを搭載する等して、そういった情報だけでなく他の情報（ズームイン／アウト等）を該プロセッサから冗長情報生成部112に伝達してもよい。

冗長情報生成部112は、傾斜角AD変換部1116及び旋回角AD変換部1117から取得された情報を、単位時間毎に集計することにより、映像撮影部1111の回動方向、変位量を入力する。これにより、冗長情報生成部112は、映像撮影部1111の位置および姿勢にどのような変化が生じたのかを知り、これを撮像映像に対する冗長情報（後述する図５参照）として逐次エンコードして、符号化手段選択部125に通知する。冗長情報生成部112 は、取得された情報を適当な離散値、例えば変位量の大・小・無し等として冗長情報へエンコードしてもよい。

符号化手段選択部125は、冗長情報生成部112より冗長情報を取得すると、その内容に基づいて符号化手段を選択する。例えば、映像圧縮符号化処理部123が3 種類の映像圧縮符号化手段を有し、第1の映像圧縮符号化手段は、映像撮影部1111が静止している時に適用されるものであり、また第2の映像圧縮符号化手段は、映像撮影部1111が低速で回動している時に適用されるものであり、また第3の映像圧縮符号化手段は、映像撮影部1111が高速で回動している時に適用されるものである場合、符号化手段選択部125は、冗長情報生成部112から伝達される冗長情報における変位量に着目し、もし変位量が大であった場合、第3の映像圧縮符号化手段を活性化し、またもし変位量が小であった場合、第2の映像圧縮符号化手段を活性化し、またもし変位量が無しの場合、第1の映像圧縮符号化手段を活性化することが一例として考えられる。活性化する映像圧縮符号化手段を選択する方法については、映像圧縮符号化処理部123が、物理的に複数の映像圧縮符号化手段を有する場合には、映像の出力先の映像圧縮符号化手段を適宜変更して行う形態、乃至、映像圧縮符号化処理部123が物理的に1つの映像圧縮符号化手段を有する場合には、その映像圧縮符号化手段の動作設定を適宜変更して行う形態が考えられる。

次に、図２を用いて、図１の映像圧縮送信装置から圧縮符号化映像を受信し表示する受信装置について説明する。

図２の受信装置は、映像圧縮送信装置の映像源11に対する操作命令を生成するための映像源操作命令生成部21と、圧縮映像受信復元処理部22と、該処理部22から出力される復号伸張化後の原映像を表示する映像表示部23とを備える。

該処理部22は、映像圧縮送信装置から通信網20を介して送り届けられた圧縮符号化映像を受信し、並びに、映像源操作命令生成部21により生成された映像源11に対する操作命令を送信する通信処理部221と、該通信処理部221から圧縮符号化映像を入力し、該映像に施された圧縮符号化方式と符号化に用いたパラメータに基づいて、圧縮符号化映像の復号化手段を選択する復号化手段選択部222と、該復号化手段選択部222により選択された復号化手段により、圧縮符号化映像を復号伸張化する圧縮映像復号化処理部223と、復号伸張化後の原映像を入力し、その原映像を映像表示部23へと出力する映像出力部224から構成される。尚、通信網10と通信網20の伝送媒体については、本発明の提案範囲外であり、これに制限を設けない。

以下、図１に示す映像圧縮送信装置を利用者から空間的に隔離された拠点に設置し、また、利用者は利用者近傍に設置された図２に示す受信装置に備えられた映像原操作命令生成部21を用いて、映像圧縮送信装置の映像源11に対する遠隔操作を行なう利用ケースを想定して、本発明について具体的な解説を行なう。

例えば、映像源11が監視用ビデオカメラの場合、映像源11により生成される撮像映像には、監視用ビデオカメラが完全に静止した過程から得られる撮像映像と、パン／チルト、ズームアップ／ダウンなどといった駆動過程に得られる撮像映像とがある。監視用ビデオカメラが完全に静止した過程から得られる撮像映像が、映像源11より出力されると、映像生成部111の駆動状態を示す冗長情報が冗長情報生成部112によって生成され、符号化手段選択部125に伝達される。同様に、監視用ビデオカメラの駆動過程に得られる撮像映像が、映像源11より出力されると、映像生成部111の駆動状態を示す冗長情報が冗長情報生成部112によって生成され、符号化手段選択部125 に伝達される。監視用ビデオカメラの駆動過程を示す冗長情報の種類については、駆動状態をより細かく分類するなどして分解能を高めるなどといった応用も考えられ、これによって、符号化手段選択部125における高い粒度での符号化手段の選択を実現することも可能である。

該冗長情報の伝達手段については、映像信号と同一伝送路上に時分割多重して伝送する手段や、冗長情報生成部112と符号化手段選択部125との間に何らかの伝送路を別途設ける手段や、デジタル伝送路を用いてパケット多重させる手段等が考えられる。図４は、該冗長情報を映像信号と同一伝送路上に時分割多重して伝送する手法について、一例を説明するものである。あるフレームの垂直ブランキング区間における予め定められた走査線に属する輝度信号に対し、70IREのリファレンス信号42と、それに続く各々が70IREまたは0IREをもつ信号列43（冗長情報を含む信号列）を配すことにより、該冗長情報の時分割多重伝送を実現する方法を図示している。40は走査線の水平同期信号である。カラーバースト信号（色情報復調のための基準信号）41が現れた後、所定の遅延時間後にリファレンス信号42が現れ、さらに所定の遅延時間後にN bitの信号列43が現れる。信号列43の各ビットは、波形の大きさがリファレンス信号42の大きさ以上の場合は第１のビット、リファレンス信号42の大きさ未満の場合は第２のビットとなる。

図５は、冗長情報生成部112において冗長情報を上記信号列43へエンコードする手法を、監視用ビデオカメラから出力される映像信号を例にとって説明する図である。冗長情報は動作モード識別子511、パラメータA521、パラメータB531・・・を有する。動作モード識別子511 のビット列は、撮像（静止）、パン、チルト、ズームといった動作モードを表現し、また、パラメータA521のビット列は、各動作モード識別子511に対応して、旋回角、旋回角変化量、傾斜角変化量、ズームイン／アウトといったパラメータを表現し、また、パラメータB531のビット列は、各動作モード識別子511に対応して、傾斜角、旋回速度、傾斜速度、焦点距離といったパラメータを表現する。また、これらに加え、信号列43の後方にCRCビット列（巡回冗長検査ビット列）を印加することにより、伝送エラー時のチェック機能を設けても良い。

尚、これら冗長情報の伝達手段、及び、冗長情報のエンコード手段については、上記の他にも種種の手法が考えられ、本発明は、上記内容に限定されない。

図１において、映像入力部124に入力された原映像に対して施される圧縮符号化は、符号化手段選択部125において、冗長情報生成部112から入力された冗長情報に基づいて選択される。符号化手段選択部125は、図５の冗長情報の全部に基づいて選択を行ってもよいし、動作モード識別子のみに基づいて選択を行ってもよいし、パラメータ部分のみに基づいて選択を行ってもよい。映像圧縮符号化処理部123は複数の圧縮符号化手段を有し、それぞれ異なる圧縮符号化特性を得るようにバリエーションを持っている。圧縮符号化手段は、圧縮符号化方式と、圧縮符号化方式の特性を決定する符号化パラメータ等との組合せで定義される。

現在主流となる映像に関する圧縮符号化標準としては、MPEG-1/2/4、H.263、Motion JPEG等がある。符号化パラメータの例としては、画像解像度、フレームレート、量子化テーブル等を始めとして、より細部に渡るものまで様々な要素が存在する。これら圧縮符号化方式や符号化パラメータを要求に応じて組み合わせることにより、種々の特性を持つ圧縮符号化手段を定義できる。圧縮符号化手段の特性例としては、原映像の画像解像度やフレームレートを保持し、且つ、圧縮符号化及び復号伸張化処理に要する遅延を極力小さくするが、符号化情報量が大きいものや、原映像の画像解像度やフレームレートは保持するが、符号化情報量を小さくすることによって色再現性などの画質劣化が伴うものや、原映像の画像解像度やフレームレートは劣化するが、圧縮符号化及び復号伸張化処理に要する遅延を極力小さくするもの等が考えられる。

これら圧縮符号化手段の圧縮符号化方式の選定や符号化パラメータの決定については、圧縮符号化映像を通信網10、及至は、通信網20上に伝送する際に利用できる帯域幅に基づいて行なっても良い。例としては、画像解像度とフレームレートの保持を重視する高品質映像圧縮符号化手段1231と、圧縮符号化及び復号化遅延の低減を重視する低遅延映像圧縮符号化手段1232とを映像圧縮符号化処理部123に持ち合わせた映像圧縮送信装置の一態様において、各映像圧縮符号手段から圧縮符号化後に得られる圧縮符号化映像の単位時間当たりの符号化情報量を、通信網10、及至は、通信網20上で利用できる帯域幅を下回るように、符号化パラメータの調整を行なう方法が考えられる。この方法を用いた符号化パラメータの例としては、高品質映像圧縮符号化手段1231では、圧縮符号化及び復号伸張化処理に大きな遅延を有するが高い圧縮率を期待できるフレーム間圧縮方式（例えばMPEG-1/2/4、H.263）を用い、一方、低遅延映像圧縮符号化手段1232では、フレーム間圧縮を用いず、伝送する映像フレームを定期的に間引くことによる圧縮方式（例えばMotion JPEG）を用いるケース等が考えられる。

映像圧縮符号化処理部123により圧縮符号化された映像は、通信処理部122に出力される。通信処理部122は、入力した圧縮符号化映像と、該圧縮符号化映像に施された圧縮符号化方式を識別する情報および符号化パラメータ情報とを互いに関連づけて通信網10に受信装置へ宛てて送出する。図６は、該関連付けの一例を説明したものである。通信処理部122が圧縮符号化映像を入力すると、圧縮符号化映像転送データユニット311のサイズに分割し、順々にデータフレーム31に収める。これに加えて、該転送データユニットに関連付けられる圧縮符号化方式識別情報313や該圧縮符号化手段に関する符号化パラメータ情報312も同一のデータフレーム31に収め、順次通信網10へ送出する。

尚、ここで説明した、圧縮符号化映像と、圧縮符号化方式識別情報と、符号化パラメータ情報とを関連付けて通信網へ送出する手法は一つの例であり、本発明は、これに限定されない。

一方、図２における受信装置は、通信網20より送り届けられたデータフレーム31を通信処理部221にて受信すると、データフレーム31から圧縮符号化映像転送データユニット311、圧縮符号化方式識別情報313、符号化パラメータ情報312を抽出し、それぞれ復号化手段選択部222へ出力する。復号化手段選択部222は、圧縮符号化方式識別情報313から、圧縮符号化映像に施された符号化方式を判断する。また、該判断結果に基づいて復号化手段を選択し、選択した復号化手段へ圧縮符号化映像を出力する。図２では、圧縮映像復号化処理部223において複数の復号化手段が活性化しているが、これは該受信装置の一態様であって、例えば、圧縮映像復号化処理部223は常に一つの復号化手段のみを活性化しており、復号化手段選択部222より与えられた上記判断結果に基づいて、活性化すべき復号化手段を切り替える（例えばプログラムまたは回路構成を切り替える）ようにしても良い。

圧縮映像復号化処理部223は、復号化手段選択部222によって選択された復号化手段を用いて、圧縮符号化映像に対して復号伸張化を施して原映像を得、該原映像を映像出力部224 へ出力する。映像出力部224は、該原映像を映像表示部23へと出力する。映像表示部23は、該原映像を受像し、何らかの表示手段を用いて表示を行なう。

利用者が、映像原操作命令生成部21を介して映像源11への操作命令を生成した場合、該操作命令は受信装置が有する通信処理部221へ伝達され、映像圧縮送信装置宛てに通信網20に送出される。映像圧縮送信装置は、通信網10から送り届けられた該操作命令を通信処理部122にて受信した後、映像源制御信号生成部121に出力する。映像源制御信号生成部121は、送り届けられた制御命令の内容に基づいて映像源11に対する制御信号を生成し映像源11に送出する。該制御信号を受信した映像源11は、その制御信号が示す操作命令に従って何らかの動作変更や設定を行ない、その結果、映像生成部111の駆動状態に変更が生じた時、駆動状態の変化を示す冗長情報が冗長情報生成部112によって生成される。

ところで本実施形態と関連した技術内容を記載した文献（公知例）として特開2003-284051公報、特開2001-45337公報がある。これらの公報では、映像を圧縮符号化する手段を切り替える契機が、利用者が発行する操作命令によってのみ与えられる。一方、本実施形態では、利用者からの操作命令のみならず、映像源11が自律的に、映像符号化手段を切り替える契機を与えることを可能としている。以下おいて、本実施形態によって開示される映像圧縮送信装置の優位点について、監視用ビデオカメラ応用を例に用いて説明する。

映像圧縮送信装置の映像源11に相当する監視用ビデオカメラが、完全に静止した過程から得られる撮像映像を生成する場合、該撮像映像には高品質映像圧縮符号化手段1231による圧縮符号化が施され、また、利用者が受信装置の映像源操作命令生成部21を用いて監視用ビデオカメラに対する操作命令を発行した場合、撮像映像には低遅延映像圧縮符号化手段1232 により圧縮符号化が施され、加えて、監視用ビデオカメラが具備する自動追尾機能などが発動することによって、駆動過程の撮像映像が自律的に生成された場合、該撮像映像には低遅延映像圧縮符号化手段1232 により圧縮符号化が施され、さらに、これら圧縮符号化映像と、該圧縮符号化映像に施された圧縮符号化方法および符号化パラメータは、通信網10及び通信網20を介して受信装置まで伝送された後、圧縮映像復号化処理部223により該圧縮符号化手段に対応する圧縮映像復号化手段により復号伸張化される。

これらにより、監視用ビデオカメラが完全に静止した過程から得られる撮像映像は、高精細且つ滑らかな再生品質で利用者まで送り届けられ、且つ、監視用ビデオカメラの駆動過程の撮像映像は、迅速に利用者まで送り届けられ、結果として常に良好な操作性を実現する遠隔監視システムを構築できる。

これに対し、上記公知例では、監視用ビデオカメラが具備する自動追尾機能による自律的な旋回動作等に、圧縮符号化手段の選択を追従させることができないため、利用者が自律的な旋回動作過程で得られる映像を参照しながら操作命令を発行した場合には、その時分に適用された圧縮符号化手段に応じた圧縮符号化及び復号伸張化処理に要した遅延時間分、***作対象のビデオカメラが惰走してしまう（応答性が悪くなる）。従って、上記公知例に基づいた遠隔監視システムを用いる利用者は、良好な操作性を得ることができないこととなる。

本発明の一実施の形態としての映像圧縮送信装置の構成を示す図。 圧縮符号化映像を受信する受信装置の構成例を示す図。 映像生成部の一構成例を示す図。 冗長情報と映像とを時分割多重する手法の一例を示す図。 冗長情報をエンコードする手法の一例を示す図。 通信処理部によって生成されるフレームフォーマット例を示す図。

符号の説明

１１ 映像源
１２ 映像圧縮送信処理部
１１１ 映像生成部
１１２ 冗長情報生成部
１２１ 映像源制御信号生成部
１２２ 通信処理部
１２３ 映像圧縮符号化処理部
１２４ 映像入力部
１２５ 符号化手段選択部
１２３１ 高品質映像圧縮符号化手段
１２３２ 低遅延映像圧縮符号化手段
１１１１ 映像撮影部
１１１２ アーム
１１１３ 垂直回動部
１１１４ 雲台
１１１５ 水平回動部
１１１６ 傾斜角ＡＤ変換部
１１１７ 旋回角ＡＤ変換部
３１ フレーム
３１１ 圧縮符号化映像転送データユニット
３１２ 符号化パラメータ情報
３１３ 圧縮符号化方式識別情報

Claims (13)

1. 映像信号を出力する撮像手段と、
   前記撮像手段の位置および姿勢の少なくとも一方を変更する駆動手段と、
   前記撮像手段の駆動状態に応じて、前記映像信号の圧縮符号化方式を選択する選択部と、
   選択した前記圧縮符号化方式によって前記映像信号を圧縮する圧縮手段と、
   圧縮された映像信号と、前記選択された圧縮符号化方式を示す情報とを送信する通信手段と、
   を備えた圧縮映像送信装置。
2. 前記駆動手段は前記位置および姿勢の少なくとも一方を自律的に変更する自律駆動機能をもつことを特徴とする請求項１に記載の圧縮映像送信装置。
3. 前記通信手段は、前記撮像手段の操作指示信号を受信し、
   前記駆動手段は、前記操作指示信号に基づいて前記撮像手段の位置および姿勢の少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１に記載の圧縮映像送信装置。
4. 前記撮像手段の駆動状態は、前記撮像手段の旋回角、傾斜角、旋回角変化量、傾斜角変化量、旋回速度および傾斜速度の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧縮映像送信装置。
5. ズーム光学系および前記ズーム光学系を駆動する駆動手段を含む、映像信号を出力する撮像手段と、
   前記ズーム光学系の駆動状態に応じて、前記映像信号の圧縮符号化方式を選択する選択部と、
   選択した前記圧縮符号化方式によって前記映像信号を圧縮する圧縮手段と、
   圧縮された映像信号と、前記選択された圧縮符号化方式を示す情報とを送信する通信手段と、
   を備えた圧縮映像送信装置。
6. 前記駆動手段は、前記ズーム光学系を自律的に駆動する自律駆動機能をもつことを特徴とする請求項５に記載の圧縮映像送信装置。
7. 前記通信手段は、前記撮像手段の操作指示信号を受信し、
   前記駆動手段は、前記操作指示信号に基づいて前記ズーム光学系を駆動することを特徴とする請求項５に記載の圧縮映像送信装置。
8. 前記ズーム光学系の駆動状態は、ズーム方向および焦点距離の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の圧縮映像送信装置。
9. 前記選択部は、前記圧縮符号化方式に加え、符号化パラメータを決定し、
   前記圧縮手段は、前記選択された圧縮符号化方式とともに、決定された前記符号化パラメータに従って前記映像信号の圧縮を行い、
   前記通信手段は、さらに前記選択された符号化パラメータを送信する、
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の圧縮映像送信装置。
10. 前記選択部は、前記符号化パラメータとして、画像解像度、フレームレートまたは量子化テーブルを決定することを特徴とする請求項９に記載の圧縮映像送信装置。
11. 前記通信手段は、前記圧縮された映像信号と、前記選択された圧縮符号化方式を示す情報とを１つのパケットに格納して送信することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の圧縮映像送信装置。
12. 位置および姿勢の少なくとも一方を駆動により変更可能な撮像手段により撮像対象を撮像し、
    前記撮像手段の駆動状態に応じて、前記撮像手段から出力される映像信号の圧縮符号化方式を選択し、
    選択した前記圧縮符号化方式によって前記映像信号を圧縮し、
    圧縮された撮像信号と、前記選択された圧縮符号化方式を示す情報とを送信する、
    映像圧縮方法。
13. ズーム光学系と前記ズーム光学系を駆動する駆動手段とを含む撮像手段により撮像対象を撮像し、
    前記ズーム光学系の駆動状態に応じて、前記撮像手段から出力される映像信号の圧縮符号化方式を選択し、
    選択した前記圧縮符号化方式によって前記映像信号を圧縮し、
    圧縮された映像信号と、前記選択された圧縮符号化方式を示す情報とを送信する、
    映像圧縮方法。

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