(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化されるビデオの現在のデジタル画像フレーム（１；１ａ‐ｆ）中のピクセル（２）を表す情報を受信する工程（Ｓ０２；Ｓ１０２）、
前記現在のデジタル画像フレーム中の隣接するピクセルのグループについての受信した前記情報に基づいて、隣接するピクセルの各グループのグループ値（Ｖ）を算出する工程（Ｓ０３；Ｓ１０３）、
蓄積されたグループ値の第１の蓄積（ＡＳ）を形成するために、前記現在のデジタル画像フレームと第１の数の先行する画像フレームとを含む、デジタル画像フレームの第１のシーケンス中の、隣接するピクセルの対応するグループのグループ値を蓄積する工程（Ｓ０４；Ｓ１０４）、
蓄積されたグループ値の第２の蓄積（ＡＬ）を形成するために、前記現在のデジタル画像フレームと第２の数の先行するデジタル画像フレームとを含む、デジタル画像フレームの第２のシーケンス中の、隣接するピクセルの対応するグループのグループ値を蓄積する工程（Ｓ０５；Ｓ１０６）であって、デジタル画像フレームの前記第２のシーケンスは、前記第１のシーケンスの画像フレームよりも長い期間にわたり捕捉されたデジタル画像フレームを含む、蓄積する工程（Ｓ０５；Ｓ１０６）、
前記第１の蓄積（ＡＳ）の蓄積されたグループ値を、前記第２の蓄積中の隣接するピクセルの対応するグループの蓄積されたグループ値と比較する工程（Ｓ０６；Ｓ１０６）、
グループ値の第１の蓄積（ＡＳ）及び第２の蓄積（ＡＬ）の比較に基づいて、グローバル変化値（ＣＧ）を算出する工程（Ｓ０７；Ｓ１０８）、
現在のＧＯＰ長を増加させるか減少させるか変更せずに維持するかの選択を行うことを含み、前記グローバル変化値（ＣＧ）に基づいて、ＧＯＰ長を、ピクチャグループ中の符号化されるフレーム数として設定する工程（Ｓ０８；Ｓ１０９）、並びに
前記ＧＯＰ長に基づいて、前記現在のデジタル画像フレームを、イントラフレーム又はインターフレームとして符号化する工程（Ｓ０９；Ｓ１１０）を含む、ビデオ符号化方法。
【請求項２】
前記グローバル変化値（ＣＧ）を算出する工程が、前記第１の蓄積及び前記第２の蓄積（ＡＳ，ＡＬ）の対応する蓄積されたグループ値の差に基づいて、隣接するピクセルの各グループの変化値（ＣＬ）を算出することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記グローバル変化値（ＣＧ）を高閾値（ＴＨ）と比較する工程、及び
前記グローバル変化値（ＣＧ）が前記高閾値（ＴＨ）を上回る場合、前記ＧＯＰ長を現在のＧＯＰ長から減少させる工程、
を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記グローバル変化値（ＣＧ）を低閾値（ＴＬ）と比較する工程、及び
前記グローバル変化値（ＣＧ）が前記低閾値（ＴＬ）を下回る場合、前記ＧＯＰ長を現在のＧＯＰ長から増加させる工程
を更に含む、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ＧＯＰ長を、許容される最大限のＧＯＰ長及び許容される最小限のＧＯＰ長によって規定される、所定のＧＯＰ範囲に制限する工程
を更に含む、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記グローバル変化値（ＣＧ）をグローバル変化制限（ＬＣ）と比較する工程であって、前記グローバル変化制限（ＬＣ）は前記高閾値（ＴＨ）よりも高い値の閾値である、比較する工程、及び
前記グローバル変化値（ＣＧ）が前記グローバル変化制限（ＬＣ）を上回る場合、前記現在のデジタル画像フレームをＧＯＰ長に関わらずイントラフレームとして符号化する工程
を更に含む、請求項３に従属する場合の、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
グループ値の前記蓄積（Ｓ０４，Ｓ０５；Ｓ１０４，Ｓ１０６）は、それぞれ、デジタル画像フレームの前記第１のシーケンス中の対応するピクセルのグループのグループ値と、デジタル画像フレームの前記第２のシーケンス中の対応するピクセルのグループのグループ値との加算を含む、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
隣接するピクセルの各グループは、前記符号化する工程（Ｓ０９；Ｓ１１０）中に用いられるマクロブロック中のピクセル数に等しい数のピクセル（２）からなる、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
ビデオを符号化するための符号化システムであって、
符号化されるビデオの現在のデジタル画像フレーム（１；１ａ‐ｆ）中のピクセル（２）を表す情報を受信するように構成された、受信モジュール（２２）、
前記現在のデジタル画像フレーム中の隣接するピクセルのグループについての受信した前記情報に基づいて、隣接するピクセルの各グループのグループ値（Ｖ）を算出するように構成された、グループ値モジュール（２３）、
蓄積されたグループ値の第１の蓄積（ＡＳ）を形成するために、前記現在のデジタル画像フレーム（１；１ａ‐ｆ）と第１の数の先行する画像フレームとを含むデジタル画像フレームの第１のシーケンス中の、隣接するピクセルの対応するグループのグループ値（Ｖ）を蓄積するように構成され、蓄積されたグループ値の第２の蓄積（ＡＬ）を形成するために、前記現在のデジタル画像フレーム（１；１ａ‐ｆ）と第２の数の先行する画像フレームとを含むデジタル画像フレームの第２のシーケンス中の、隣接するピクセルの対応するグループのグループ値（Ｖ）を蓄積するように構成された、蓄積モジュール（２４）であって、デジタル画像フレームの前記第２のシーケンスは、前記第１のシーケンスの画像フレームよりも長い期間にわたって捕捉されたデジタル画像フレームを含む、蓄積モジュール（２４）、
前記第１の蓄積（ＡＳ）の蓄積されたグループ値を、前記第２の蓄積（ＡＬ）中の隣接するピクセルの対応するグループの蓄積されたグループ値と比較するように構成された、比較モジュール（２５）、
グループ値の第１の蓄積（ＡＳ）と第２の蓄積（ＡＬ）との比較に基づいて、グローバル変化値（ＣＧ）を算出するように構成された、グローバル変化値モジュール（２６）、
現在のＧＯＰ長を増加させるか減少させるか変更せずに維持するかの選択を行うことを含み、前記グローバル変化値（ＧＣ）に基づいて、ピクチャグループ中の符号化されるフレーム数としてＧＯＰ長を設定するように構成された、ＧＯＰ長モジュール（２７）、並びに
前記ＧＯＰ長に基づいて、前記現在のデジタル画像フレーム（１；１ａ‐ｆ）をイントラフレーム又はインターフレームとして符号化するように構成された、符号化モジュール（２１）
を含む、符号化システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の符号化システム（２０）を含むカメラ。
【請求項１１】
コンピュータによって実行されると、請求項１から８の何れか一項に記載の方法を実行するように適合される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル画像圧縮の分野に関し、より詳細には、ビデオ符号化方法、及びビデオ符号化のための符号化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークカメラ監視システムなどのデジタルビデオシステムにおいて、ビデオシーケンスは様々なビデオ符号化方法を用いて伝送前に圧縮される。多くのデジタルビデオ符号化システムで、２つの主要なモード（イントラモード及びインターモード）が使用されて、一連のビデオフレームの複数のビデオフレームが圧縮される。イントラモードでは、予測、変換、及びエントロピー符号化を通じて、単一のフレームの所与のチャネル内のピクセルの空間的な冗長性を利用することによって、輝度チャネル及び色度チャネルが符号化される。符号化されたフレームはイントラフレームと称され、Ｉフレームとも称され得る。一方、インターモードは、別々のフレーム間の一時的な冗長性を利用し、選択されたピクセルブロックについて１つのフレームから別のフレームへのピクセルの動きを符号化することによって、一又は複数の先行のフレームからのフレーム部分を予測する、動き補償予測技術に依存する。符号化されたフレームはインターフレームと称され、デコードの順において先行するフレームを表し得るＰフレーム（前方向予測フレーム）、又は２つ以上の先行してデコードされるフレームを表し得るＢフレーム（両方向予測フレーム）とも称され、予測に用いられるフレームの任意の表示順序（ｄｉｓｐｌａｙ−ｏｒｄｅｒ）関係を有し得る。更に、符号化されたフレームは、ピクチャグループ（ｇｒｏｕｐｓ  ｏｆｐｉｃｔｕｒｅｓ）（ＧＯＰ）にアレンジされ、ここで各ピクチャグループはＩフレームで始まり、後続するフレームはＰフレーム又はＢフレームである。一般的に、ピクチャグループ中のフレーム数はＧＯＰ長と称される。ＧＯＰ長は、ピクチャグループ中に１つのイントラフレームのみが存在しインターフレームが存在しないことを意味する１から、例えば、ピクチャグループ中に１つのイントラフレームが存在しこれに２５４のインターフレームが後続することを意味する２５５まで変化し得る。一般的に、イントラフレームはインターフレームよりも画像表現においてより多くのビットを要求するので、より長いＧＯＰ長を有するモーションビデオは一般的に、より短いＧＯＰ長を有するモーションビデオよりも低い出力ビットレートを生み出す。
【０００３】
符号化されたビデオシーケンスを受信する場所で、符号化されたフレームがデコードされる。ネットワークカメラ監視システムにおける課題は、符号化されたビデオの送信に利用可能なバンド幅である。このことは、特に多数のカメラを利用したシステムにおいて当てはまる。更に、この課題は、利用可能なバンド幅が小さい場合、例えばビデオシーケンスがモバイルデバイス（例えば、携帯電話、ＰＤＡ、又はタブレットコンピュータ）に送信される際に特に重要である。画像の記憶に関して、例えばカメラに内蔵されたＳＤカードに画像を記憶する際に、類似の問題が発生する。高画質なビデオ画像という利益と利用可能なバンド幅又は記憶域とを釣り合わせるよう、妥協が必要となる。カメラからの送信ビットレートを低下させるよう符号化を制御する幾つかの方法及びシステムが用いられてきた。一般的に、これらの既知の方法及びシステムは、ビットレート制限を適用し、カメラからの出力ビットレートが常にビットレート制限未満であるように符号化を制御する。この方式で、システム中のすべてのカメラがそれらカメラのビデオシーケンスを受信場所（例えば、コントロールセンターなど）へ送信するように、利用可能なバンド幅が十分であることを確実にし得、そのような受信場所では作業員がシステムカメラからのビデオを監視し、ビデオは後の利用のために記録され得る。しかしながら、ビットレート制限は、モニタされているシーンで何が起こっているかに関係なく、多くの細部を含む画像の大幅な圧縮を要求するので、すべてのカメラにビットレート制限を適用することにより望ましからぬ低画質がもたらされることがある。一般的に、静止シーンの画像よりも動きを伴うシーンの画像のほうが、作業者の関心は高い。ところが、ビットレート制限を適用すると、動きを伴う画像は制限を超過しないように大きく圧縮される必要があり、これにより低画質となる。上述のように、出力ビットレートを低下させる別の方式は、より長いＧＯＰ長の使用である。しかしながら、このことはイントラフレームの頻度が低下することを示唆するので、インターフレームの符号化時に利用される予測によって発生するエラーが更に伝播し、表示された画像中の望ましくない符号化アーティファクト（歪み）が生じ得る。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、出力ビットレートの低減と共に、捕捉されたシーン中の動きの高画質なビデオ画像を可能にする、ビデオ符号化方法を提供することである。
【０００５】
第１の態様によれば、ビデオ符号化方法によって、この目的が完全に又は少なくとも部分的に達成され、本方法は、ビデオの現在のデジタル画像フレーム中の符号化されるピクセルを表す情報を、受信すること、前記現在のデジタル画像フレーム中の隣接するピクセルのグループについての前記受信した情報に基づいて、隣接するピクセルの各グループのグループ値を算出すること、蓄積されたグループ値の第１の蓄積を形成するために、前記現在のフレームと第１の数の先行する画像フレームとを含むデジタル画像フレームの第１のシーケンス中の、隣接するピクセルの対応するグループのグループ値を蓄積すること、蓄積されたグループ値の第２の蓄積を形成するために、前記現在のデジタル画像フレームと第２の数の先行するデジタル画像フレームとを含むデジタル画像フレームの第２のシーケンス中の、隣接するピクセルの対応するグループのグループ値を蓄積することであって、デジタル画像フレームの前記第２のシーケンスは、前記第１のシーケンスの画像フレームよりも長い期間にわたって捕捉されたデジタル画像フレームを含む、蓄積すること、前記第１の蓄積の蓄積されたグループ値を、前記第２の蓄積中の隣接するピクセルの対応するグループの蓄積されたグループ値と比較すること、グループ値の第１の蓄積と第２の蓄積との比較に基づいて、グローバル変化値を算出すること、前記グローバル変化値に基づいて、ピクチャグループ中の符号化されるフレーム数としてＧＯＰ長を設定すること、並びに、前記ＧＯＰ長に基づいて、前記現在の画像フレームをイントラフレーム又はインターフレームとして符号化すること、を含む。このような方法により、より低頻度のイントラフレームを用いることによって静止シーンの画像を符号化する際のビットレートの低下が可能となり、一方、動きを伴うシーンの画像はより高頻度のイントラフレームで符号化され得、これにより、符号化アーティファクトが低減される。
【０００６】
グローバル変化値を算出する工程は、前記第１の蓄積及び第２の蓄積の対応する蓄積されたグループ値間の差分に基づいて、隣接するピクセルの各グループの変化値を算出することを含み得る。これにより、グローバル変化値を算出するための実用的且つ信頼性の高い方式がもたらされ得る。
【０００７】
変形例として、本方法は、前記グローバル変化値を高閾値と比較すること、及び、前記グローバル変化値が前記高閾値を上回る場合、前記ＧＯＰ長を現在のＧＯＰ長から減少させることを更に含む。この方式で、捕捉されたシーン中に動きが存在する場合、より短いＧＯＰ長が用いられるように、ＧＯＰ長が適合され得る。
【０００８】
高閾値は、前記現在の画像フレーム中に捕捉されたシーン中の関心対象の物体の動きを表す、グローバル変化値に対応し得る。
【０００９】
本方法は前記グローバル変化値を低閾値と比較すること、及び、前記グローバル変化値が前記低閾値に満たない場合、前記ＧＯＰ長を現在のＧＯＰ長より増加させることを含む。この方式で、捕捉されたシーンが静止シーンである場合、より長いＧＯＰ長が用いられるようにＧＯＰ長が適合され得、これにより出力ビットレートを低下させる。
【００１０】
低閾値は、前記現在の画像フレーム中で捕捉されたシーン中に動きが実質的に存在しないことを表すグローバル変化値に対応し得る。
【００１１】
変形例として、本方法は更に、許容される最大限のＧＯＰ長及び許容される最小限のＧＯＰ長によって規定される所定のＧＯＰ範囲に、前記ＧＯＰ長を制限することを含む。これにより、望ましくない符号化アーティファクトというリスクが確実となる長すぎるＧＯＰ長、及び、容認できないほど大きすぎる送信ビットレートに繋がる短すぎるＧＯＰ長が発生しないことが保証される。
【００１２】
本法は、前記グローバル変化値をグローバル変化制限と比較することであって、グローバル変化制限は前記高閾値よりも高い値の閾値であること、及び、前記グローバル変化値が前記グローバル変化制限を上回る場合、前記現在の画像フレームをＧＯＰ長とは独立してイントラフレームとして符号化すること、を更に含む。この方式で、現在の画像フレームがイントラフレームとして符号化され、そうでない場合にはインターフレームとして符号化されるが、マクロブロックの多くがイントラモードで符号化されることが保証され得る。
【００１３】
グローバル変化制限は、前記現在の画像フレーム中の捕捉されたシーン中の大幅なシーン変化を表すグローバル変化値に対応し得る。大幅な変化は、例えば、室内で照明をオンオフすること、動きの素早い雲、又は捕捉されたシーンを横切って動く画像の大部分を占める物体などによって引き起こされ得る。
【００１４】
グループ値を蓄積する工程は、デジタル画像フレームの前記第１のシーケンス中及びデジタル画像フレームの第２のシーケンスにおけるピクセルの対応するグループのグループ値を加算することを含み得る。
【００１５】
隣接するピクセルの各グループは、符号化工程中に用いられるマクロブロック中の幾つかのピクセルに等しい幾つかのピクセルで構成され得る。このことは、グローバル変化値及び／又はローカル変化値の算出に基づく圧縮値の設定を特に便利にし得る。
【００１６】
第２の態様によれば、ビデオを符号化するための符号化システムによって、上述の目的が完全に又は少なくとも部分的に達成され、本システムは、ビデオの現在のデジタル画像フレーム中の符号化されるピクセルを表す情報を受信するように構成された、受信モジュール、前記現在のデジタル画像フレーム中の隣接するピクセルのグループについての前記受信した情報に基づいて、隣接するピクセルの各グループのグループ値を算出するように構成された、グループ値モジュール、蓄積されたグループ値の第１の蓄積を形成するために、前記現在の画像フレームと第１の数の先行する画像フレームとを含むデジタル画像フレームの第１のシーケンス中の、隣接するピクセルの対応するグループのグループ値を蓄積するように構成され、蓄積されたグループ値の第２の蓄積を形成するために、前記現在の画像フレームと第２の数の先行する画像フレームとを含むデジタル画像フレームの第２のシーケンス中の、隣接するピクセルの対応するグループのグループ値を蓄積するように構成された、蓄積モジュールであって、デジタル画像フレームの前記第２のシーケンスは、前記第１のシーケンスの画像フレームよりも長い期間にわたって捕捉されたデジタル画像フレームを含む、蓄積モジュール、前記第１の蓄積の蓄積されたグループ値を、前記第２の蓄積中の隣接するピクセルの対応するグループの蓄積されたグループ値と比較するように構成された、比較モジュール、グループ値の第１の蓄積と第２の蓄積との比較に基づいて、グローバル変化値を算出するように構成された、グローバル変化値モジュール、前記グローバル変化値に基づいて、ピクチャグループ中の符号化されるフレーム数としてＧＯＰ長を設定するように構成された、ＧＯＰ長モジュール、並びに、前記ＧＯＰ長に基づいて、前記現在の画像フレームをイントラフレーム又はインターフレームとして符号化するように構成された、符号化モジュールを含む。このような符号化システムにより、ビットレートの低下を実現しつつ、動きを伴うシーンの高画質ビデオ画像が可能となり得る。
【００１７】
第２の態様の符号化システムは、一般的に、第１の態様の方法と同じ方式で実施され得、その利点も付随する。
【００１８】
第３の態様によれば、第２の態様による符号化システムを備えたカメラによって、上述の目的が完全に又は少なくとも部分的に達成される。
【００１９】
第４の態様によれば、プロセッサによって実行されると第１の態様による方法を遂行するように構成された指令を含むコンピュータ可読記憶媒体を含む、コンピュータプログラム製品によって、上述の目的が完全に又は少なくとも部分的に達成される。プロセッサは、処理能力を有する任意のタイプのデバイスであり得、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、集積回路中に実装されるカスタム仕様の処理デバイス、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はディスクリート素子を含む論理回路であり得る。
【００２０】
本発明の適用性のさらなる範囲は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、当業者にとっては、本発明の範囲内の様々な変更及び修正がこの詳細な説明より明らかになるため、詳細な説明及び具体例は、本発明の好適な実施形態を示しながらも、例示的な形でのみ提示されることを理解されたい。
【００２１】
したがって、記載のデバイス及び記載の方法は異なる場合があるため、この発明は、記載のデバイスの特定の構成要素部品又は記載の方法のステップに限定されないことを理解されたい。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的のためにすぎず、限定的であることを意図しないことを更に理解されたい。明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、冠詞（「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」）は、文脈によって他のことが明らかに示されない限り、１つ又は複数の要素があることを意味していると意図されることに留意するべきである。それ故、例えば、「ａｎ  ｏｂｊｅｃｔ」又は「ｔｈｅ  ｏｂｊｅｃｔ」に対する言及は、幾つかのｏｂｊｅｃｔなどを含み得る。更に、「ｃｏｍｐｉｚｉｎｇ（備える、含む）」という言葉は、他の要素又はステップを排除しない。
【００２２】
本発明を、実施例を用い且つ添付の概略図を参照しながら、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】モニタされているシーンを示すデジタル画像の図である。
【図２】図１の画像の主要構造を示す図である。
【図３】図２の画像の部分の詳細な図である。
【図４】デジタル画像のビデオシーケンスの図である。
【図５】図２に示す画像のピクセルのグループを示す。
【図６】本発明による方法の変形例を示すフロー図である。
【図７】ピクセルグループの、そのピクセルグループに対応して配置されたグループ値を示す。
【図８】異なるタイムスケール上のグループ値の蓄積を示す。
【図９】ピクセルグループの、そのピクセルグループに対応して配置されたローカル変化値を示す。
【図１０】本発明の方法の別の変形例を示すフロー図である。
【図１１】一実施形態による符号化システムの図である。
【図１２】符号化システムが統合されたカメラを示す。
【図１３】ピクセルグループの、そのピクセルグループに対応して配置された圧縮値を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１で、モニタされているシーンを表すデジタル画像１が示されている。画像１は、図２で示されているような幾つかのピクセル２で構成されている。例えば、画像１は、幅１２８０ピクセル、高さ９６０ピクセルであり得る。この画像１はＹＣｂＣｒ色空間で表現されており、ピクセル２の各々が輝度値Ｙ、青の色度値Ｃｂ、及び赤の色度値Ｃｒを有する。図３で、画像１の（図２のボックス３で概略的に示された）小さい部分が示されている。画像１のこの小さな部分は、幅４ピクセル、高さ４ピクセルである。図３のピクセル２の各々において、左上の角の数字はこのピクセルのＣｂ値を表し、右上の角の数字はＣｒ値を表し、底部の数字はＹ値を表す。
【００２５】
画像１が、記憶されるか、又は表示されている監視対象シーンの画像を例えば作業者もしくは警備員が監視しているコントロールセンターへ送信される場合、画像は符号化されねばならない。この実施例で、Ｈ．２６４圧縮形式で動作するコーデックが用いられる。画像１を符号化する際、符号化された画像の記憶又は送信に要するデータ量を制御するために、即ち出力ビットレートを制御するために、ＧＯＰ長及び圧縮値などのパラメータが制御され得る。Ｈ．２６４圧縮形式で、圧縮値は量子化パラメータ（ＱＰ）である。符号化される画像は、マクロブロック又はピクセルブロックと称される独立したブロックへと区分けされ、これらは個別に符号化される。画像中のすべてのマクロブロックは一般的に同じサイズを有し、例えば、８×８ピクセル、１６×１６ピクセル、又は３２×３２ピクセルであり得る。同一の画像中の種々のマクロブロックが、異なる圧縮値を割り当てられ得る。画像が符号化されるフレームレートもまた、出力ビットレートの制御のために制御され得る。送信に利用可能なバンド幅は、一般的に、許容可能なビットレートを制限する。複数のカメラを用いるシステムでは、及び、画像をユーザの携帯電話に送信する場合のようなバンド幅の小さいシステムでは、個別のカメラそれぞれからの許容可能なビットレート出力はかなり制限される。背景技術の段落で既に示したように、ビットレート制限の適用には大幅な圧縮及び／又は長いＧＯＰ長が要求され、結果として、画像の低下及び望ましくない量の符号化アーティファクトが生じ得る。
【００２６】
図４は、６つの連続する画像フレーム１ａ‐ｆのビデオシーケンスを示す。図示のように、第１の画像１は、家屋、２本の樹、及び家屋に繋がる道を含むシーンを示す。第２の画像１ｂは、変化を伴わない同じシーンを示す。第３の画像１ｃは、同じ、静止したシーンを示す。これらの３つの画像１ａ‐ｃは、モニタされているシーンの表示画像を見ている作業者にとって、特に関心の対象とならないであろう。第４の画像１ｄは同じシーンを示すが、ここで画像１ｄの下方端から人物がシーンに入って来ている。第５の画像１ｅで、この人物が道に沿って家屋の方に進んだことが見て取れ得る。第６の画像１ｆは、この人物が家屋の真正面にいることが示されている。モニタ中のシーンで何事かが起こっていること、より詳細には、潜在的な侵入者が家屋の方へと進んでいることを示すので、これらの３つの後半の画像１ｄ‐ｆのほうが作業者の関心は高い。
【００２７】
下記で、図２‐９を参照して、本発明の方法の変形例がより詳細に説明される。図４の第１の画像１ａから開始して、この画像は、複数のピクセルグループへと分割される（図６の工程Ｓ０１）。これらのピクセルグループは、符号化に使用するマクロブロックに対応してもよく、対応しなくてもよい。この実施例で、画像１ａは１６×１６ピクセルのグループ、即ち、２５６ピクセルへと分割される。そのようなグループの１つであるグループ１０を図５に示す。グループ１０中のピクセル２の各々について、ピクセル２を表す情報が受信される（工程Ｓ０２）。この実施例で、表されている情報は輝度Ｙである。下記の式により、グループ１０中のすべてのピクセル２の輝度値の合計が算出され、グループ値Ｖを形成する（工程Ｓ０３）：
0006496234.tif 000002
式中、Ｙｎはｎ番目のピクセルの輝度値であり、Ｎはグループ１０中のピクセルの総数である。従って、この実施例ではＮ＝２５６である。輝度値の合計は、グループ値Ｖの算出に用いられ得る多くの可能な統計上の測定値のうちの１つにすぎない。グループ値Ｖを算出するその他の方式は、グループのピクセルの輝度値の平均値、中央値、四分位範囲、標準偏差、分散、歪度、又は尖度などの統計的測定値を算出することである。
【００２８】
同じ方式で、画像１ａ中の各ピクセルグループのグループ値が算出される。例示的な画像１ａでは、８０×６０グループ、即ち４８００グループが存在する。
【００２９】
算出されたグループ値Ｖは、画像中のピクセルグループの位置に対応するマトリクスに配置され、図７に示すようなマップを形成する。ここで、ＶＲ，Ｃは、マップ中の行Ｒ、列Ｃにあるピクセルグループのグループ値を示す。
【００３０】
幾つかの連続する画像にわたり、グループ値が蓄積される。短時間にわたり捕捉された幾つかの画像のグループ値を加算することにより、短期蓄積（ＡＳ）と称され得る第１の蓄積が形成される（工程Ｓ０４）。これは、下記の式による無限インパルス応答フィルタの原理を用いてを用いて実行され得る：
ＡＳｍ＝（１−α）・ＡＳｍ−１＋α・Ｖｍ
式中、ｍはビデオシーケンス中の現在の画像フレーム数であり、ＡＳｍ−１は先行する画像フレームの蓄積であり、αは重み付け係数である。重み付け係数αは、蓄積に望まれる時間長に応じて選ばれる。この実施例で、短期蓄積は、現在の画像フレームのグループ値における０．２５の重みαでの重み付けによって形成され、即ち原則として、現在の画像フレームのグループ値と３つの先行する画像フレームのグループ値とを蓄積する。短期蓄積されたグループ値は、図８ａに示すような、画像中のピクセルグループの位置に対応するマトリクス又はマップに記憶され得る。ここで、ＡＳＲ，Ｃは、マップ中の行Ｒ、列Ｃにある短期蓄積されたピクセルグループのグループ値を表す。
【００３１】
付加的に、長時間にわたり捕捉された幾つかの画像のグループ値を加算することにより、長期蓄積（ＡＬ）と称され得る第２の蓄積が形成される（工程Ｓ０５）。短期蓄積についての説明と同様に、下記の式が用いられ得る：
ＡＬｍ＝（１−β）・ＡＬｍ−１＋β・Ｖｍ
上記と同様、ｍはビデオシーケンス中の現在の画像フレーム数であり、ＡＬｍ−１は先行する画像フレームの蓄積であり、βは重み付け係数である。この実施例で、現在の画像フレームのグループ値は０．０１の重み付け係数βを用いて加重される。従って、長期蓄積ＡＬは、原則として、現在の画像フレームのグループ値と９９個の先行する画像フレームのグループ値とを加算することにより形成される。短期蓄積ＡＳの場合と同等、長期蓄積されたグループ値は、図８ｃに示すマトリクス又はマップに記憶され得る。画像中のピクセルグループの位置に対応してこのマップにおいて、ＡＬＲ，Ｃは、行Ｒ、列Ｃにある長期蓄積されたピクセルグループのグループ値を表す。
【００３２】
シーン中に有意な変化があると、それぞれの蓄積はリセット又はリスタートされることが必要となり得る。従って、蓄積は、ＰＴＺカメラが動いたとき又は新しいビデオストリームが符号化されたときなど、外部からのトリガに基づいてリセットされ得る。更に、蓄積は、後述するグローバル変化値ＣＧに基づいてリセットされ得る。
【００３３】
次いで、短期蓄積ＡＳの蓄積されたグループ値ＡＳＲ，Ｃが、対応する長期蓄積ＡＬの長期蓄積されたグループ値ＡＬＲ，Ｃと比較される（工程Ｓ０６）。この比較に基づいて、現在の画像フレームが先行する画像フレームと異なるかどうかを示すグローバル変化値ＣＧが算出される。グローバル変化値ＣＧは、モニタ中のシーン内の動き又はその他の変化（光線の変化もしくは動く陰影など）を示し得る。
【００３４】
グローバル変化値ＣＧは、短期蓄積ＡＳの短期蓄積されたグループ値と対応する長期蓄積ＡＬの長期蓄積されたグループ値との間の差を計算することによって、算出され得る。各ピクセルグループについて、算出された蓄積されたグループ値の差分が、ノイズレベルに基づき得る閾値ＴＮと比較される。この差分が、隣接するピクセルの各グループの変化値ＣＬを形成する。ピクセルグループの短期蓄積されたグループ値と長期蓄積されたグループ値との間の差分が、ノイズに基づく閾値ＴＮよりも大きい場合、そのピクセルグループは変化したと見なされ、そのピクセルグループのローカル変化値ＣＬは１に設定される。反対に、差分がノイズレベルに基づく閾値ＴＮよりも小さい場合、そのピクセルグループは変化しなかったと見なされ、ローカル変化値ＣＬは０に設定される。例えば、０〜１０などに亘るより微細なローカル変化値のスケールを用いてもよい。ローカル変化値は、図９に示すマトリクス又はマップ内に配置され得、ここで、ＣＬＲ，Ｃは行Ｒ、列Ｃにあるピクセルグループのローカル変化値を示す。
【００３５】
次いで、画像１ａ中のすべてのピクセルグループのローカル変化値の平均を計算することにより、グローバル変化値ＣＧが算出される（工程Ｓ０８）。従って、１６×１６ピクセルグループについて、最小グローバル変化値は０であり、ピクセルのうちノイズレベルに基づく閾値ＴＮよりも変化したものがないことを意味する。最大グローバル変化値は２５６であり、すべてのピクセルがノイズレベルに基づく閾値ＴＮよりも変化したことを意味する。
【００３６】
グローバル変化値ＣＧが高閾値ＴＨと比較される。高閾値ＴＨは、グローバル変化値ＣＧが高閾値ＴＨを上回ると、画像中の変化がモニタ中のシーン内での関心対象の物体の動きを表すように、設定される。従って、監視の目的に応じて、即ち関心対象のタイプに応じて、高閾値ＴＨは様々な値に設定され得る。
【００３７】
グローバル変化値ＣＧが高閾値ＴＨを上回らない場合、グローバル変化値ＣＧは低閾値ＴＬと比較される。低閾値ＴＬは、グローバル変化値ＣＧが低閾値ＴＬを下回ると、モニタ中のシーン内で実質的に動きがないことを表すように、設定される。シーン及び監視の目的に応じて、動きがないことは、そのシーンが完全に静止していること（動くものがなく一定の照明を伴う屋内シーンなど）を意味し得るか、又は、揺れる樹木もしくは旗竿もしくは小物体（例えば、ウサギ）などの関心対象でない物体のみが動いていることを意味し得る。
【００３８】
グローバル変化値ＣＧが高閾値ＴＨを上回る場合、グローバル変化値ＣＧは高閾値ＴＨよりも高い値であるグローバル変化制限ＬＣとも比較される。グローバル変化制限ＬＣは、グローバル変化値ＣＧがグローバル変化制限ＬＣを上回る場合、画像中の変化が捕捉されたシーン中の大幅なシーン変化を表すように、設定される。大幅な変化とは、室内で照明がオンオフされたときなどの照明の変化であり得るか、又は、カメラの視覚のすべてもしくはほとんどを遮るようにカメラの前を物体が通過したこと（例えば、カメラ近くを鳥が通過したこと、もしくはモニタ中のシーンにおいてトラックが横切ったことなど）であり得る。大幅な変化はまた、ＰＴＺカメラのパンニングなどカメラの動きによっても生じ得る。上述のように、グローバル変化値ＣＧがグローバル変化制限を上回ると決定された場合、グループ値の蓄積はリセットされ得る。
【００３９】
グローバル変化値ＣＧは、ＧＯＰ長（即ち、各ピクチャグループ中の符号化される画像フレーム数）を設定するために用いられる（工程Ｓ０８）。符号化が開始されるとき、初期ＧＯＰ長が設定される。これはデフォルト値として設定されるか、又はユーザの入力によって設定され得る。例えば、１２０フレームの初期ＧＯＰ長が設定され得る。図３ａの第１の画像フレーム１ａなどの画像が符号化されるとき、その画像フレーム１ａについてのグローバル変化値ＣＧが算出され、高閾値ＴＨと比較される。グローバル変化値ＣＧが高閾値ＴＨを上回る場合、符号化されるビデオシーケンス中の各イントラフレームに後続するインターフレーム数が減少するように、ＧＯＰ長は減少される。これにより、インターフレームの符号化時に予測から生じるエラーが、より長いＧＯＰ長が用いられる場合よりも、ビデオシーケンスに沿ってそれほど遠くまで伝播せず、従って符号化アーティファクトが低減され得る。一般的に、出力ビットレートの増加を確実にすることは、動きを含むシーンの高画質性という利益に対してバランスがとれるので、容認可能である。
【００４０】
一方、グローバル変化値ＣＧが低閾値ＴＬを下回る場合、ＧＯＰ長が増加され、即ち、符号化されるビデオシーケンス中の各イントラフレームに後続するインターフレーム数が増加される。より長いＧＯＰ長が符号化アーティファクトの増加という結果を招くとしても、このリスクは、動きのレベルが低いことによってある程度は低減され、更に、静止シーンを表す画像中のアーティファクトの増加は、いずれにせよ作業者にとってそのようなシーンは関心が低いので、一般的に容認可能である。この方式で、出力ビットレートが減少される。
【００４１】
この実施例で、グローバル変化値ＣＧが高閾値ＴＨを上回る場合、ＧＯＰ長は素早く減少され、例えば、ＧＯＰ長をピクチャグループ毎に６０フレームまで即座に減少させる。ＧＯＰ長の増加はより低速で行われ得、例えば、低閾値ＴＬを下回るグローバル変化値ＣＧを有する各画像フレームについて１０フレーム、ＧＯＰ長を増加させる。
【００４２】
グローバル変化値ＣＧが低閾値ＴＬと高閾値ＴＨとの間にある場合、ＧＯＰ長は変更されずに維持される。
【００４３】
グローバル変化値ＣＧがグローバル変化制限ＬＣを上回る場合、以前用いられたＧＯＰ長に関わらず、現在の画像フレーム１ａはイントラフレームとして符号化される。グローバル変化制限は、シーンが有意に変化したことを示唆するので、画像フレーム１ａをインターフレームとして符号化することは、多くのマクロブロックがイントラモードで符号化される必要があることを示唆し得る。イントラフレームがこの方式で符号化されたビデオシーケンスに挿入されると、次いで、ＧＯＰ長は初期又はデフォルトのＧＯＰ長（例えば１２０フレーム）に戻される。
【００４４】
グローバル変化値ＣＧに基づいて設定されるＧＯＰ長は、現在の画像フレーム１ａがイントラフレームとして符号化されるか、又はインターフレームとして符号化されるかを決定するために用いられる。現在のピクチャグループが終了していない場合、新しいＧＯＰ長は、新しいピクチャグループの開始をもたらさず、現在の画像フレーム１ａはインターフレームとして符号化される。先行の画像フレームがピクチャグループ中の最後の１つであった場合、又は、新しいピクチャグループが開始されたことを新しいＧＯＰ長が意味する場合、現在の画像フレーム１ａはイントラフレームとして符号化される。グローバル変化値ＣＧはグローバル変化制限を上回る場合、現在のピクチャグループが未だ終了していなくとも、現在の画像フレーム１ａはイントラフレームとして符号化され、即ち、現在の画像フレーム１ａは強制的にイントラフレームとして符号化される。従って、イントラモード又はインターモードの何れの符号化モードを使用するかが決定されると、現在の画像フレーム１ａは符号化される（工程Ｓ０９）。
【００４５】
ＧＯＰ長が、許容される最小限のＧＯＰ長未満又は許容される最大限のＧＯＰ長を上回って設定を許容されないように、許容可能なＧＯＰ長範囲が使用される。従って、現在のＧＯＰ長が許容される最小限のＧＯＰ長に等しい場合、及び、現在の画像フレームについて算出されたグローバル変化値がＧＯＰ長の減少をもたらす場合、そのＧＯＰ長は変更されずに維持される。同様に、現在のＧＯＰ長が許容される最大限のＧＯＰ長に等しい場合、及び、現在の画像フレームについて算出されるグローバル変化値がＧＯＰ長の増加をもたらす場合、そのＧＯＰ長は現在の値で保持される。許容可能なＧＯＰ長範囲はノイズレベル及びビデオのフレームレートに基づいてよく、例えば、６０‐６００フレームに設定され得る。許容可能なＧＯＰ長はデフォルト値として事前に設定されるか、又はユーザ入力によって設定され得る。更に、ＧＯＰ長は画像が符号化されるフレームレートに基づいて、例えば、各ピクチャグループが１‐１０秒の長さであるように制御され得、従って、３０ｆｐｓで３０‐３００フレーム、及び６０ｆｐｓで６０‐６００フレームのＧＯＰ長範囲に対応する。
【００４６】
次いで、本符号化方法は、後続の画像フレーム１ｂ‐ｆについても同じ方式で進行する（図３）。上述のように、第２のフレーム１ｂ及び第３のフレーム１ｃは静止シーンを示す。従って、第２のフレーム１ｂ及び第３のフレーム１ｃについて算出されるグローバル変化値ＣＧは、そのＧＯＰ長がこれらのフレームの各々について増加されることを示唆する。第１の画像フレーム１ａがピクチャグループの最後ではないと仮定すると、第２のフレーム及び第３の画像フレームは、インターフレームとして符号化される可能性が高い。しかしながら、第４の画像フレーム１ｄ中、人物がシーンに現れ、高閾値ＴＨが動く人物によって生じるグローバル変化値を表すように設定されているとすると、第４の画像フレーム１ｄについて算出されるグローバル変化値ＣＧは、そのＧＯＰ長が減少されることを示唆する。同様に、第５の画像フレーム１ｅ及び第６の画像フレーム１ｆのグローバル変化値ＣＧもまた、ＧＯＰ長が減少されるべきであることを示唆する。現在のピクチャグループが終了したかどうかに応じて、第４、第５、及び第６の画像フレーム１ｄ‐ｆは、インターフレーム又はイントラフレームとして符号化される。
【００４７】
図１０を参照して、本発明の方法の別の変化形を説明する。この変化形の工程の大部分は上述のものと同一であり、従ってそれらはここでは詳説しない。異なる工程のみをより詳細に説明する。図６に関連して上述したことと同様、図４ａの第１の画像フレーム１ａなどの現在の画像フレームは、複数のピクセルグループに分割される（工程Ｓ１０１）。現在の画像フレーム中のピクセルを表す情報が受信される（工程Ｓ１０２）。ここでも、表される情報は輝度である。各ピクセルグループについて、輝度値の合計としてグループ値が算出される（工程Ｓ１０３）。図６に関連して説明した方式と同様に、グループ値Ｖは、第１の蓄積即ち短期蓄積ＡＳ（Ｓ１０４）中に、及び第２の蓄積即ち長期蓄積ＡＬ中に蓄積される（Ｓ１０６）。先述した本発明の変化形とは異なり。グループ値は、第３の蓄積即ち中期蓄積（ＡＭ）中にも蓄積される（工程Ｓ１０５）。以下の式が使用される：
ＡＭｍ＝（１−γ）・ＡＭｍ−１＋γ・Ｖｍ
短期蓄積及び長期蓄積と同様、式中、ｍはビデオシーケンス中の現在の画像フレーム数であり、ＡＭｍ−１は先行する画像フレームの蓄積であり、γは重み付け係数である。この実施例で、０．１の重み付け係数γが用いられる。従って、中期蓄積ＡＭは、原則として、現在の画像フレームのグループ値と９個の先行する画像フレームのグループ値とを加算することにより形成される。短期蓄積されたグループ値（ＡＳＲ，Ｃ）及び長期蓄積されたグループ値（ＡＬＲ，Ｃ）と同様、中期蓄積されたグループ値（ＡＭＲ，Ｃ）は、図８ｂに示すマトリクス又はマップ内に配置される。
【００４８】
蓄積は、上述とはやや異なる方式で比較される（工程Ｓ１０７）。まず、長期蓄積ＡＬの蓄積されたグループ値が中期蓄積ＡＭの蓄積されたグループ値と比較される。ノイズレベルに基づく閾値ＴＮよりも大きい、長期蓄積されたグループ値と中期蓄積されたグループ値との間の差分を有するピクセルグループは、変化の候補と見なされる。これらのピクセルグループについて、中期蓄積ＡＭの蓄積されたグループ値と短期蓄積ＡＳの蓄積されたグループ値との間で、更なる比較がなされる。これらの蓄積されたグループ値がノイズレベルに基づく閾値ＴＮよりも大きく異なる場合、対応するピクセルグループは変化したと見なされ、そのピクセルグループのローカル変化値はローカル変化値１を割り当てられる。そうでない場合、０のローカル変化値が割り当てられる。上述のように、グローバル変化値ＣＧは、現在の画像フレーム中のピクセルグループのすべてのローカル変化値ＣＬを加算することによって算出される（工程Ｓ１０８）。
【００４９】
短期蓄積ＡＳ及び長期蓄積ＡＬに加えて中期蓄積ＡＭを用いることにより、シーン中に大きな変化があり、次いでそのシーンが静止状態に戻る場合などに有益であり得る。そのような場合、中期蓄積ＡＭは長期蓄積ＡＬよりも素早く定常値に戻る。更に、中期蓄積ＡＭは、低フレームレートにおける信頼性を高め得る。
【００５０】
上述と同様に、ＧＯＰ長はグローバル変化値に基づいて設定され、即ちグローバル変化値ＣＧを、高閾値ＴＨ、低閾値ＴＬ、及びグローバル変化制限ＬＣと比較することにより設定される（工程Ｓ１０９）。次いで、算出されたＧＯＰ長及び現在のピクチャグループ中の位置に応じて、現在の画像フレーム１ａがイントラフレーム又はインターフレームとして符号化される（工程Ｓ１１０）。グローバル変化値ＣＧがグローバル変化制限ＬＣを上回る場合、現在のピクチャグループ中の位置に関わらず、現在の画像フレームはイントラフレームとして符号化される。後続する画像フレーム１ｂ‐ｆの符号化にも同じ手順が用いられる。
【００５１】
本発明の別の変化形によれば、画像フレームが符号化されるフレームレートを用いて、蓄積されたグループ値の何れの比較を使用するかが決定される。フレームレートはユーザ入力によって設定されるか、又は例えば、グローバル変化値に基づいて設定され得る。フレームレートが約５‐６０ｆｐｓである場合、短期蓄積ＡＳの蓄積されたグループ値と中期蓄積ＡＭの蓄積されたグループ値とが比較されて、グローバル変化値ＣＧが決定され得る。フレームレートが低い（例えば、６０ｆｐｓ未満である）場合、グローバル変化値ＣＧを決定するために、中期蓄積ＡＭの蓄積されたグループ値と長期蓄積ＡＬの蓄積されたグループ値とが比較される。非常に低いフレームレート（例えば、０．１ｆｐｓ未満）の場合、画像は動きを含まないと見なされ得、従って、蓄積されたグループ値間の比較を行う必要もなく、ＧＯＰ長が増加されるように、グローバル変化値は低閾値ＴＬ未満であると推定され得る。
【００５２】
グローバル変化値の算出に使用されることに加えて、画像フレームについて算出されたローカル変化値ＣＬは、符号化される各マクロブロックの圧縮値の設定に利用され得る。この実施例で、圧縮値はＨ．２６４圧縮形式で用いられる量子化パラメータ（ＱＰ）である。
【００５３】
符号化が開始されるとき、初期圧縮値ＱＰは、第１の画像フレームのすべてのマクロブロックについて設定される。上述のように、マクロブロックは、グループ値Ｖの算出に用いられるピクセルグループと同一であり得る。代替的に、各マクロブロックは、グループ値の算出に用いられるピクセルグループのサブグループであり得る。圧縮値ＱＰが変更されない限り、初期圧縮値ＱＰは、後続するすべての画像に使用される。しかしながら、画像フレームの圧縮がモニタ中のシーン内の変化に適応するように、圧縮値ＱＰをローカル変化値に基づいて補正することが有益であり得る。従って、画像フレームの静止部分は、より極度に圧縮され、一方、画像のうち動きを表す部分は圧縮がより少なく、これにより、モニタ中のシーンの動く部分に高画質がもたらされる。この方式で、出力ビットレートが全体として低減されながらも、モニタ中のシーンの関心対象部分の高画質が可能となる。低減されたビットレートはまた、符号化システムの過負荷により生じ得るフレームドロップを防止し得る。
【００５４】
現在の画像フレーム中の隣接するピクセルの各グループについて、上述のようにローカル変化値ＣＬが算出される。各マクロブロックについて、圧縮値ＱＰが算出される。マクロブロックがピクセルグループと同一である場合、対応するピクセルグループのローカル変化値が用いられる。各ピクセルグループが１よりも多いマクロブロックを含む場合、例えば、ピクセルグループの各々が３２×３２ピクセルでありマクロブロックが１６×１６ピクセルである場合、それぞれのマクロブロックを構成するピクセルグループのローカル変化値が用いられる。各マクロブロックについて、ローカル変化値ＣＬの関数として圧縮値ＱＰが算出される。累乗関係が使用され、これにより、ローカル変化値ＣＬが累乗スケール上で表現される場合に圧縮値ＱＰはローカル変化値ＣＬの一次関数として算出され、ローカル変化値ＣＬが線形スケールで表現される場合に圧縮値ＱＰはローカル変化値ＣＬの指数関数として算出される、圧縮値ＱＰを設定するかわりに、圧縮値の変化ΔＱＰが設定され得る。例えば、初期圧縮値（例えば、ＱＰ＝２８）がすべてのマクロブロックについて設定され得る。ローカル変化値に基づいて、この初期又はデフォルトの圧縮値からの変化は、上述と同じ原理を用いて各マクロブロックについて設定され得る。算出された圧縮値ＱＰ又は変化ΔＱＰが、図１３に示すマトリクス又はマップ中に配置され得る。
【００５５】
符号化の前に、画像フレームは変換モジュール（例えばスケーラと称されることもある、ハードウェア支援変換モジュール）において処理され得、ここで、回転、切取り、モザイクの付加、又は電子画像安定化が実施され得る。ローカル変化値ＣＬは、圧縮値ＱＰに正しく対応するマクロブロックをもたらすために、圧縮値ＱＰの算出前に同じスケーラで処理され得る。代替的に、算出された圧縮値ＱＰが同じ結果を得るためにスケーラにおいて処理され得る。
【００５６】
図１１で、符号化システム２０の実施形態を示す。この符号化システムは、上述した方法に従って使用され得る。符号化システムは、圧縮形式を用いて、及び圧縮値を用いて、入力画像フレームをピクチャグループ（ＧＯＰ）構造を利用して処理するように構成された符号化モジュール２１を有する。更に、符号化システム２０は、画像フレーム１ａ‐ｆなどの画像中のピクセルを表す情報を受信するように構成された、受信モジュール２２、及び、符号化される各画像フレーム中の隣接するピクセルのグループについての受信した情報に基づいて、隣接するピクセルの各グループのグループ値を算出するように構成された、グループ値モジュール２３を有する。符号化システム２０はまた、画像フレームの第１のシーケンス中の隣接するピクセルの対応するグループのグループ値を短期的に蓄積して第１の蓄積即ち短期蓄積を形成するように構成され、且つ、画像フレームの第２のシーケンス中の隣接するピクセルの対応するグループのグループ値を長期的に蓄積して第２の蓄積即ち長期蓄積を形成するように構成された、蓄積モジュール２４を有する。画像フレームの第２のシーケンスは、第１のシーケンスの画像フレームよりも長い期間にわたり捕捉された画像フレームを含む。更に、符号化システム２０は、第１の蓄積の蓄積されたグループ値と第２の蓄積の蓄積されたグループ値とを比較するように構成された、比較モジュール２５を有する。符号化システム２０のグローバル変化値モジュール２６は、第１の蓄積及び第２の蓄積の蓄積されたグループ値の比較に基づいて、各画像フレームについての変化値を算出するように構成される。更に、符号化システム２０は、グローバル変化値に基づいて、ピクチャグループ中の符号化されるフレーム数としてＧＯＰ長を設定するように構成された、ＧＯＰ長モジュール２７を有する。
【００５７】
任意選択的に、符号化システム２０は、第１の蓄積及び第２の蓄積の対応する蓄積されたグループ値の差に基づいて、画像フレーム中の隣接するピクセルの各グループのローカル変化値を算出するように構成された、ローカル変化値モジュール２８、並びに、ローカル変化値に基づいて、符号化される画像フレーム中のマクロブロックの圧縮値を設定するように構成された、圧縮値モジュール２９を有してもよい。
【００５８】
符号化システム２０は、ソフトウェア、ファームウェア、もしくはハードウェア、又はそれらの組み合わせとして実装され得る。
【００５９】
更に、図１０に示すように、符号化システム２０がカメラ３０に統合され得る。代替的に、符号化システム２０は、カメラとは別個であってカメラに動作可能に接続され得る。カメラ３０は、例えば、デジタル式監視カメラであり得る。
【００６０】
上述の実施形態が多くの方式で修正されてもなお、上述の実施形態中に示される本発明の利点が利用可能であることを、当業者は理解されよう。一例として、上述の記載において本発明はＨ．２６４コーデックとの関連で説明された。しかしながら、ピクチャグループ構造を用いた任意の他のブロックベースのハイブリットコーデック（例えば、Ｈ．２６５、ＭＰＥＧ−４Ｐａｒｔ２、又はＶＰ９コーデックなど）が用いられてもよい。
【００６１】
上述の実施例で、グループ値の算出にピクセルの輝度Ｙが用いられている。しかしながら、かわりに色度値Ｃｂ及びＣｒのうちの一方が用いられてもよい。
【００６２】
更に、ＹＣｂＣｒ色空間で表現される画像を参照して本発明を説明してきたが、例えば、ＲＧＢ又はＣＭＹなどの他の色空間が用いられてもよく、その場合、色チャネルのうちの１つが用いられてグループ値が算出される。画像センサからのＢａｙｅｒフィルタリング前のダイレクトな画像データが用いられ得ることに留意されたい。ここで、画像はピクセル毎の１つの階調として表現され、これらを用いてグループ値が算出され得る。階調が光強度値と見なされてもよい。
【００６３】
このように、ピクセル情報は、画像パイプライン又はビデオパイプラインの任意の段階から受信され得、具体的な情報のタイプは、その情報がパイプライン中のどこから来ているかに依存することが理解されるべきである。
【００６４】
グループ値を合計として算出する代わりに、ピクセルを表す情報の平均値、中央値、四分位範囲、標準偏差、分散、歪度又は、尖度など、他の空間統計上の測定値が用いられ得る。
【００６５】
蓄積には他のタイムスパンが用いられてもよい。例えば、短期蓄積は、１／４〜１の重み付け係数αを用いたグループ値における重み付けによって形成され得る。中期蓄積は、１／１５〜１／５の重み付け係数γを用いたグループ値における重み付けによって形成され得る。長期蓄積は、１／１５０〜１／５０の重み付け係数βを用いたグループ値における重み付けによって形成され得る。
【００６６】
蓄積は、選ばれたタイムスパンにわたり捕捉されたすべての画像フレームを必ずしも含まない。例えば、１つおきに捕捉された画像フレームが蓄積に用いられてもよい。
【００６７】
符号化の際に使用する圧縮値の設定にローカル変化値ＣＬが用いられない場合、グローバル変化値ＣＧは、ローカル変化値をまず算出することなしに算出され得る。これは、一時的なフィルタリングによって、又はビデオモーション検知アルゴリズムを用いて、コーデックにより算出されたグローバルモーションベクトルを使用することによってなされ得る。
【００６８】
本発明の方法及び符号化システムは、例えば、可視光を利用するカメラ、ＩＲカメラ、又はサーマルカメラなどの任意のタイプのカメラとの接続で使用され得る。
【００６９】
更に、本発明をデジタルカメラとの関連で説明したが、アナログカメラと共に使用されてもよい。そのような場合、アナログカメラからの画像がデジタル化装置を用いてデジタル形式に変換され得る。
【００７０】
デジタル画像は、イントラフレーム及びインターフレーム符号化技術を用いて符号化されるピクセルを表す情報の生成が可能な、可視光センサ、サーマルセンサ、ＴＯＦ（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）センサ、又は他のタイプの画像生成センサによって生成され得る。
【００７１】
説明を簡略化するために、ピクセル情報、グループ値、蓄積されたグループ値、及び圧縮値は、マトリクスの形態で説明された。しかしながら、それらデータはすべて他の形式で記憶されてもよい。
【００７２】
即ち、本発明は示された実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ定義されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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