JP2011188377A - Encoding device, and encoding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、符号化装置及び符号化方法に関する。 The present invention relates to an encoding apparatus and an encoding method.
例えば単一のエンコーダを具備するビデオ符号化装置では、出力の品質を向上させるためにマルチサイクル符号化処理を行うことが考えられる。マルチサイクル符号化処理では、所望の品質(画質)が得られるまで、エンコーダによる符号化と画質のチェックのループ処理が行なわれる。 For example, in a video encoding apparatus having a single encoder, it is conceivable to perform multi-cycle encoding processing in order to improve output quality. In the multi-cycle encoding process, a loop process of encoding by the encoder and checking the image quality is performed until a desired quality (image quality) is obtained.
符号化アルゴリズムの有効性は、入力されるビデオ信号の特性に応じて変化する。また単一のエンコーダは、単一の符号化アルゴリズムを用いる。このため、符号化装置の出力は入力ビデオ信号の特性に応じて変化する。従って符号化アルゴリズムによっては、例えばビデオ出力にブロックノイズが発生してしまう等、出力画質が劣化してしまうことがある。また、マルチサイクル符号化処理は所望の画質が得られるまで繰り返されるため、出力に遅延が生じることがある。例えばテレビ会議や生放送等のビデオ出力をリアルタイムで利用する場合、遅延の発生は望ましくない。更に、ハードウェアの障害やアルゴリズムの弱点等の問題のためにエンコーダによる符号化が停止すると、符号化装置自体の動作が停止してしまう。 The effectiveness of the encoding algorithm varies depending on the characteristics of the input video signal. A single encoder also uses a single encoding algorithm. For this reason, the output of the encoding device changes according to the characteristics of the input video signal. Therefore, depending on the encoding algorithm, the output image quality may deteriorate, for example, block noise may occur in the video output. In addition, since the multi-cycle encoding process is repeated until a desired image quality is obtained, there may be a delay in output. For example, when video output such as video conferencing or live broadcasting is used in real time, the occurrence of delay is not desirable. Further, when the encoding by the encoder is stopped due to problems such as hardware failure or algorithm weakness, the operation of the encoding device itself is stopped.
このように、単一のエンコーダを用いる符号化装置では、出力の劣化や遅延、あるいは符号化動作の安定性の問題が生じやすいため、複数のエンコーダを並列して符号化を行なう符号化装置が考えられている。例えば特許文献1に記載された符号化装置では、抽出されたブロックに対して、複数のエンコーダによるエンコード処理が並列に実行される。 As described above, in an encoding apparatus using a single encoder, output deterioration and delay, or a problem of stability of the encoding operation is likely to occur. Therefore, an encoding apparatus that performs encoding in parallel with a plurality of encoders is provided. It is considered. For example, in the encoding device described in Patent Document 1, encoding processing by a plurality of encoders is executed in parallel on the extracted block.
特許文献1の符号化装置では、1画像から所定画素数のブロックを抽出して、各ブロックに対して複数のエンコーダによる符号化処理を行っている。従って、1画像に対して複数のエンコーダによって多数回にわたって符号化処理を行う必要があり、処理量が増大する。また、1画像の中でもブロックごとに符号化処理の内容が異なってしまいかねない。 In the encoding device of Patent Literature 1, a block having a predetermined number of pixels is extracted from one image, and encoding processing is performed on each block by a plurality of encoders. Accordingly, it is necessary to perform encoding processing for a single image by a plurality of encoders many times, and the processing amount increases. Further, the content of the encoding process may be different for each block in one image.
動画像の符号化には、複数フレームからなるGOP(group of pictures)単位で行なわれる方式もあるが、GOP単位での符号化が行なわれる場合、GOP毎に画質を評価することが望まれる。このように、動画像符号化装置では、符号化の単位に応じて符号化の品質を評価して、適切な符号化方式を選択することが望ましい。 Although there is a method of encoding a moving image in units of GOP (group of pictures) composed of a plurality of frames, when encoding is performed in units of GOP, it is desirable to evaluate the image quality for each GOP. As described above, it is desirable that the moving picture encoding apparatus evaluates the encoding quality according to the encoding unit and selects an appropriate encoding method.
本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、符号化品質の適切な評価によって出力品質を向上させる符号化装置及び符号化方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an encoding device and an encoding method that improve output quality by appropriate evaluation of encoding quality.
本発明の一実施形態に係る符号化装置は、それぞれ異なる符号化アルゴリズムで並列に動作し、入力ビデオ信号を符号化する複数のエンコーダと、前記複数のエンコーダそれぞれからの符号化出力を、前記入力ビデオ信号と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて、最も品質のよい符号化出力を選択する出力選択手段と、前記比較手段が前記符号化出力と前記入力ビデオ信号を比較する際の比較単位を設定する設定手段を具備する。 An encoding device according to an embodiment of the present invention operates in parallel with different encoding algorithms, encodes an input video signal, and outputs encoded from each of the plurality of encoders as the input Comparing means for comparing with the video signal, output selecting means for selecting the best quality encoded output based on the comparison result by the comparing means, and the comparing means for comparing the encoded output with the input video signal Setting means for setting the comparison unit.
本発明の一実施形態に係る符号化方法は、それぞれ異なる符号化アルゴリズムで並列に動作する複数のエンコーダによる入力ビデオ信号の符号化によって生成された複数の符号化出力を受信するステップと、前記複数の符号化出力のそれぞれを、前記入力ビデオ信号と比較するステップと、前記比較結果に基づいて、最も品質のよい符号化出力を選択するステップと、前記符号化出力と前記入力ビデオ信号が比較される際の比較単位を設定するステップを備える。 An encoding method according to an embodiment of the present invention includes: receiving a plurality of encoded outputs generated by encoding input video signals by a plurality of encoders operating in parallel with different encoding algorithms; Comparing each of the encoded outputs with the input video signal, selecting the highest quality encoded output based on the comparison result, and comparing the encoded output with the input video signal. A step of setting a comparison unit for the determination.
本発明によれば、符号化品質の適切な評価によって出力品質を向上させる符号化装置及び符号化方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the encoding apparatus and encoding method which improve output quality by appropriate evaluation of encoding quality can be provided.
以下、図面を参照して本発明による符号化装置の実施形態を説明する。 Embodiments of an encoding apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
この符号化装置は、ビデオ入力部10、符号化部20、出力制御部30、及びビデオ出力部40を具備する。
The encoding device includes a
ビデオ入力部10には、動画像信号と音声信号からなるデジタルビデオ入力信号が入力する。このビデオ入力信号は、ビデオ入力部10から符号化部20に送られる。
The
符号化部20には、複数のエンコーダ部25−1〜25−nが並列に配置されている。複数のエンコーダ部25−1〜25−nはそれぞれ、異なる符号化アルゴリズムによって動作する。例えば本実施形態に係る符号化装置がMPEG−2方式に対応する場合、複数のエンコーダ部25−1〜25−nの符号化アルゴリズムはそれぞれMPEG−2方式に従うが、それぞれ異なる符号化パラメータを用いる。同様に、例えば本実施形態に係る符号化装置がH.264方式に対応する場合、複数のエンコーダ部25−1〜25−nの符号化アルゴリズムはそれぞれH.264方式に従うが、それぞれ異なる符号化パラメータを用いる。符号化パラメータとしては、例えばビットレートや、DCT係数の選択、量子化レベル等が挙げられる。複数のエンコーダ部25−1〜25−nからの複数の符号化出力信号は、出力制御部30に送られる。
In the
出力制御部30は、図示しないプロセッサ、プログラムメモリ及びワークメモリを具備する。プログラムメモリに記憶された所定のプログラムがプロセッサによって実行されることで、出力制御部30の動作が行なわれる。
The
出力制御部30は、モード制御部31、画質比較部32、出力選択部33及びユーザインタフェース(I/F)34を具備している。ユーザインタフェース34は、図示しないマウスやキーボード等の入力装置に接続されており、ユーザの指示を受け付ける。
The
モード制御部31は、出力制御部30における比較モードを設定する。画質比較部32は、設定された比較モードに従って、複数の符号化出力信号と入力ビデオ信号をそれぞれ比較する。画像比較部32は、例えば各信号の信号雑音比(SNR)や標準偏差を比較パラメータとして用いる。
The mode control unit 31 sets the comparison mode in the
図3は、出力制御部における比較モードの設定の詳細を定めたテーブルを示す。図3においてテーブル35によって示されるように、Iフレーム(フレーム間予測を用いずに符号化モード)のみでの符号化が行なわれる場合、比較モードは「フレームモード」に設定される。フレームモードでは、画質比較部32は、符号化部20の複数の符号化出力信号をフレーム毎に入力ビデオ信号とそれぞれ比較する。
FIG. 3 shows a table defining details of setting of the comparison mode in the output control unit. As shown by the table 35 in FIG. 3, when the encoding is performed only in the I frame (encoding mode without using inter-frame prediction), the comparison mode is set to “frame mode”. In the frame mode, the image
一方、複数のフレームにわたってLONG GOP(フレーム間予測使用の符号化モード)での符号化が行われる場合、比較モードは「グループモード」に設定される。グループモードでは、画質比較部32は、符号化部20の複数の符号化出力をGOP(group of pictures)単位で入力ビデオ信号とそれぞれ比較する。
On the other hand, when encoding with LONG GOP (encoding mode using inter-frame prediction) is performed over a plurality of frames, the comparison mode is set to “group mode”. In the group mode, the image
この他のモードの設定情報も、予めテーブル35に設定されていてもよい。比較モード設定情報は、符号化の単位と比較の単位の関係を表す。テーブル35には、符号化の単位に応じて画質比較部32による比較が行なわれるよう予め設定しておくことができる。なお、このテーブル35は、出力制御部30のプログラムメモリに予め記憶されているものとする。
Other mode setting information may also be set in the table 35 in advance. The comparison mode setting information represents the relationship between the encoding unit and the comparison unit. The table 35 can be set in advance so that the image
また、入力ビデオ信号の種類に応じて比較モードが設定されてもよい。例えば入力ビデオ信号のヘッダに比較モードを指定する情報が付加されていてもよい。あるいは、ユーザインタフェース34を介したユーザの指示に基づいて比較モードが設定されてもよい。また、符号化部20から出力制御部30に提供される制御情報に従って比較モードが設定されてもよい。
Further, the comparison mode may be set according to the type of the input video signal. For example, information specifying the comparison mode may be added to the header of the input video signal. Alternatively, the comparison mode may be set based on a user instruction via the
出力選択部33は、画質比較部32による比較結果に基づいて、最も品質の良い符号化出力信号を選択する。選択された符号化出力信号はビデオ出力部40に送られる。
The
ビデオ出力部40は、選択された符号化出力信号を格納する記憶部を具備している。記憶部に格納された符号化出力信号は、必要に応じて外部に出力される。例えば、符号化出力信号は、ビデオ出力部40に接続された光ディスクやフラッシュメモリ等の可搬記憶媒体に転送されてもよい。あるいは、符号化出力信号がビデオ出力部40に接続された送信装置に送られ、当該送信装置から放送波として出力されてもよい。また、符号化出力信号は、有線又は無線のネットワーク(例えば無線LAN)を介して外部出力されてもよい。
The
次に、以上のように構成された符号化装置の動作について説明する。 Next, the operation of the encoding apparatus configured as described above will be described.
図2は、図1に示される出力制御部30の動作を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the
出力制御部30は、まず、符号化部20の複数のエンコーダ部25−1〜25−nから複数の符号化出力信号を受信する(ステップS201)。
The
モード制御部31は、出力制御部30の比較モードを設定する(ステップS202)。モード制御部31は例えば、図3に示すように、Iフレームのみでの符号化の場合にフレームモードを、LONG GOPでの符号化の場合にグループモードを設定する。 The mode control unit 31 sets the comparison mode of the output control unit 30 (step S202). For example, as shown in FIG. 3, the mode control unit 31 sets a frame mode in the case of encoding with only an I frame, and sets a group mode in the case of encoding with a LONG GOP.
画質比較部32は、設定された比較モードに従って、複数の符号化出力信号を入力ビデオ信号とそれぞれ比較する(ステップS203)。画質比較部32は、例えばフレームモードが設定されていれば、複数の符号化出力信号をフレーム毎に入力ビデオ信号と比較する。グループモードが設定されている場合、画質比較部32は、複数の符号化出力のそれぞれをGOP単位で入力ビデオ信号と比較する。
The image
出力選択部33は、比較結果に基づいて、最も品質の良い符号化出力信号を選択する(ステップS204)。
The
選択された符号化出力信号は、ビデオ出力部40に出力される(ステップS205)。 The selected encoded output signal is output to the video output unit 40 (step S205).
ビデオ出力部40の記憶部に格納された符号化出力信号は、用途に応じて放送波やネットワークを介して外部出力することができる。
The encoded output signal stored in the storage unit of the
以上のように、本実施形態に係る符号化装置の出力制御部30によれば、符号化の単位に応じて入力ビデオ信号と符号化出力信号が比較される。このため、符号化の単位に応じて適切に符号化結果を評価することができる。
As described above, according to the
本実施形態に係る符号化装置では、符号化部20のエンコーダ部25−1〜25−nはそれぞれ異なる符号化アルゴリズムで動作し、それぞれの符号化出力が入力ビデオ信号と比較される。そして最良の品質を有する符号化出力が符号化装置全体の出力とされる。このため、出力信号の品質を向上させることができる。
In the encoding apparatus according to the present embodiment, the encoder units 25-1 to 25-n of the
また、エンコーダ部25−1〜25−nは並列に動作するため、符号化装置の出力に生じる遅延の問題を低減させる。 Also, since the encoder units 25-1 to 25-n operate in parallel, the problem of delay occurring in the output of the encoding device is reduced.
エンコーダ部25−1〜25−nを並列に備える冗長構成をとることで、エンコーダ部25−1〜25−nは互いのバックアップとしての機能を果たす。いずれかのエンコーダ部に障害が生じたとしても、他のエンコーダ部の動作は可能であるため、障害に対してより安定的な動作が保証される。 By taking a redundant configuration including the encoder units 25-1 to 25-n in parallel, the encoder units 25-1 to 25-n serve as backups for each other. Even if a failure occurs in any of the encoder units, the operations of the other encoder units are possible, so that a more stable operation is guaranteed against the failure.
画質比較部32は、符号化出力信号と入力ビデオ信号を、設定された比較モードが指定する単位で比較する。このため、符号化の単位に応じた効率のよい比較、及び品質の評価が可能となる。
The image
例えば、Iフレームのみで符号化を行う場合、比較はフレーム毎に行なわれる。そして最も良い品質のフレームが、符号化装置全体の出力として選択される。またLONG GOPで符号化を行う場合、比較はGOP毎に行なわれる。そして最も品質の良いGOPが符号化装置全体の出力として選択される。 For example, when encoding is performed using only I frames, the comparison is performed for each frame. The best quality frame is then selected as the output of the entire encoding device. When encoding is performed using a LONG GOP, the comparison is performed for each GOP. Then, the GOP having the highest quality is selected as the output of the entire coding apparatus.
以上のように、遅延が無く、安定的で高品質の符号化の結果得られる符号化出力は、ビデオ出力部40から外部出力され、例えばテレビ会議やテレビの生放送等に用いられる。
As described above, the encoded output obtained as a result of stable and high-quality encoding without delay is output from the
本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、1つの実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの実施形態に示される構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. Further, each of the embodiments includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in one embodiment or the constituent elements shown in some embodiments are combined, they are described in the column of the problem to be solved by the invention. In the case where the problems described above can be solved and the effects described in the “Effects of the Invention” can be obtained, a configuration in which these constituent requirements are deleted or combined can be extracted as an invention.
10…ビデオ入力部、20…符号化部、25−1〜25−n…エンコーダ部、30…出力制御部、31…モード制御部、32…画質比較部、33…出力選択部、34…ユーザインタフェース、40…ビデオ出力部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数のエンコーダそれぞれからの符号化出力を、前記入力ビデオ信号と比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づいて、最も品質のよい符号化出力を選択する出力選択手段と、
前記比較手段が前記符号化出力と前記入力ビデオ信号を比較する際の比較単位を設定する設定手段と、
を具備する符号化装置。 A plurality of encoders each operating in parallel with different encoding algorithms to encode the input video signal;
Comparison means for comparing the encoded output from each of the plurality of encoders with the input video signal;
Based on the comparison result by the comparison means, an output selection means for selecting the encoded output with the best quality;
Setting means for setting a comparison unit when the comparison means compares the encoded output with the input video signal;
An encoding device comprising:
前記複数の符号化出力のそれぞれを、前記入力ビデオ信号と比較するステップと、
前記比較結果に基づいて、最も品質のよい符号化出力を選択するステップと、
前記符号化出力と前記入力ビデオ信号が比較される際の比較単位を設定するステップと、
を備える符号化方法。 Receiving a plurality of encoded outputs generated by encoding an input video signal by a plurality of encoders each operating in parallel with different encoding algorithms;
Comparing each of the plurality of encoded outputs with the input video signal;
Selecting the best quality encoded output based on the comparison result;
Setting a unit of comparison when the encoded output and the input video signal are compared;
An encoding method comprising:
Priority Applications (1)
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JP2010053599A JP2011188377A (en) | 2010-03-10 | 2010-03-10 | Encoding device, and encoding method |
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