(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像入力装置であって、
前記映像入力装置の移動速度を検出する速度検出手段と、
入力画像を固定ビットレートのデータに符号化する符号化手段と、
前記符号化手段により符号化されたデータを送信する送信手段と、
前記速度検出手段により検出された速度に応じて、前記符号化手段により画像を符号化するためのサンプリングレートを段階的に変更する変更手段と、を有し、前記変更手段は、前記移動速度に所定の幅を持たせて、前記移動速度が速くなると段階的に前記サンプリングレートを上げ、前記移動速度が遅くなると段階的に前記サンプリングレートを下げることを特徴とする映像入力装置。
【請求項２】
前記速度検出手段は、一定時間毎の前記映像入力装置の位置変化に基づいて、前記映像入力装置の移動速度を検出することを特徴とする請求項１に記載の映像入力装置。
【請求項３】
映像入力装置の画像符号化方法であって、
前記映像入力装置の移動速度を検出する速度検出工程と、
入力画像を固定ビットレートのデータに符号化する符号化工程と、
前記符号化工程において符号化したデータを送信する送信工程と、
を有し、
前記符号化工程は、前記速度検出工程において検出された速度に応じて、前記入力画像を符号化するためのサンプリングレートを段階的に変更する工程であって、前記符号化工程は、前記移動速度に所定の幅を持たせて、前記移動速度が速くなると段階的に前記サンプリングレートを上げ、前記移動速度が遅くなると段階的に前記サンプリングレートを下げることを特徴とする映像入力装置の画像符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動可能な物体に搭載される映像入力装置の位置検出装置や加速度センサー等を利用して映像入力装置の移動速度を検知する手段を有した映像入力装置に関し、移動速度や加速度の変化の状態により入力される映像信号の符号化レートを可変にする手段を有するものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年。動画像の圧縮手段として、ＭＰＥＧ２やＭＰＥＧ４等の予測符号化圧縮手段等を利用した画像入力装置が多数利用されている。これらの圧縮においてフレームレート制御の種類は大きく２つの手段があり、可変ビットレート（ＶＢＲ）と固定ビットレート（ＣＢＲ）に大別される。ＶＢＲは符号化されたデータの発生量を平均して一定にするような制御で、一般的に画質の変化を抑える効果がある。
【０００３】
又、ＣＢＲは、符号化されたデータの発生量を常に一定にするよう制御する手段で画質の変化がＶＢＲと比較して大きい。図６に画像符号化のフレームの一般的流れを示す。
【０００４】
この中でＩフレームは、イントラフレームと呼ばれるもので元となるフレームである。又、Ｂフレームは前後のフレームの両方向から予測可能なフレーム、Ｐフレームは前のフレームから予測可能なフレームで、このようなフレームのグループで構成されたデータが画像の圧縮符号化データとして送られる。又、このデータ逆変換することで画像の再生を行う。フレームの流れで説明した各フレームのデータが、画像入力／再生の上発生するデータである。
【０００５】
又、画像入力装置の利用の面を見ると、最近ではこのような画像圧縮符号化技術を利用して画像入力装置を屋内外に固定して使用する場合や、又携帯端末をはじめ可搬型の画像入力装置として、屋外で自由に持ち運んだり、車等の移動する手段上に搭載して映像入力手段として利用されることが多くなった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そして、このような利用では、画像入力装置に入力された信号より、圧縮符号化した映像フレームをリアルタイムにネットワークを経由して送る要求がでてきている。
【０００７】
このような場合、前述したＶＢＲのようなビットレートでは、経由するネットワークの状況により、撮像する画像の変化量の増大によって圧縮符号化データの増大に繋がり、伝送するネットワーク上の伝送遅延時間が大きくなる状態が発生したり、又、ネットワーク内での輻輳等によるデータの損失等が発生する場合がある。
【０００８】
又、一方、ＣＢＲでは、撮像する画像の変化量が増大した場合に対し、データ発生量が一定になるように制御するため、そのとき状態の画質が悪くなるという欠点がある。
【０００９】
そして、このような映像データ遠隔地から中央の収集センターへ送る場合、ネットワーク上でのデータ遅延やデータ量を抑えるため、画像の劣化が発生することを無視してＣＢＲを利用したフレーム制御が利用されることが多い。但し、この場合、固定地点の映像入力情報では、撮像する映像データ量の変化が比較的小さいため等に問題が少ない場合が多い。
【００１０】
しかし、最近では、移動体上に映像入力装置を搭載した使用等が増えてきており、この状態でネットワーク経由で送る場合に、伝送する画像データ量を極力抑えつつ、一方、送られる画像は、画質の維持又は向上する手段が要求される。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、送られる画像の画質を劣化を抑えつつ、ネットワーク上での遅延やデータ損失を引き起こす要因を低減することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、映像入力装置であって、前記映像入力装置の移動速度を検出する速度検出手段と、撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を固定ビットレートのデータに符号化する符号化手段と、前記符号化手段により符号化されたデータを送信する送信手段と、前記速度検出手段により検出された速度に応じて、前記符号化手段により画像を符号化するためのサンプリングレートを段階的に変更する変更手段と、を有し、前記変更手段は、前記移動速度に所定の幅を持たせて、前記移動速度が速くなると段階的に前記サンプリングレートを上げ、前記移動速度が遅くなると段階的に前記サンプリングレートを下げることを特徴とする映像入力装置。
【００１３】
また、映像入力装置の画像符号化方法であって、前記映像入力装置の移動速度を検出する速度検出工程と、入力画像を固定ビットレートのデータに符号化する符号化工程と、前記符号化工程において符号化したデータを送信する送信工程と、を有し、前記符号化工程は、前記速度検出工程において検出された速度に応じて、前記入力画像を符号化するためのサンプリングレートを段階的に変更する工程であって、前記符号化工程は、前記移動速度に所定の幅を持たせて、前記移動速度が速くなると段階的に前記サンプリングレートを上げ、前記移動速度が遅くなると段階的に前記サンプリングレートを下げることを特徴とする映像入力装置の画像符号化方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態である“映像入力システム”の概念図である。
【００１６】
ＧＰＳ衛星１０１からの電波を利用したＧＰＳナビゲーション装置を搭載した映像入力装置１０３と、この画像入力装置には受信アンテナ１０２が設置されている。
【００１７】
又、画像入力装置の画像は、ネットワーク１０４経由で情報収集センター１０５へ送られる。この情報収集センター１０５内では、ネットワーク１０４経由で接続された複数の映像入力装置１０３の映像を見ることができる。又、この中には記載されていないが、画像入力端末１０３は、車等の移動物体上に搭載されて、ネットワーク１０４とは、無線等により接続されることが想定される。又、１０５に関しても同様に無線経由で接続される場合がある。
【００１８】
図２は映像入力装置１０３内の具体的機能を説明するための機能ブロック構成を示すものである。
【００１９】
先ず、図１で説明したＧＰＳ受信アンテナ１０２より入力された信号が入力されるＧＰＳ受信部２０１、このＧＰＳ受信部２０１より位置データを検出する位置検出部２０２、或る一定時刻の間隔で２０２の位置検出部の値を格納する位置格納部２０３、又、位置格納部２０３では或る一定量であるが、遡って前回までの位置検出のデータが格納されている。
【００２０】
次に、速度検出部２０４では、位置格納部２０３からの前回の測定した位置検出データと今回の測定した位置検出データを比較することで、画像入力装置１０３の移動速度を検出する機能をもつ。
【００２１】
又、速度検出部２０４では、この今回検出した１０３の移動に関する速度データを格納する機能を持つ。
【００２２】
次に、システム処理部２０５は、画像入力装置１０３の全般制御を行う処理部で、プロセッサ、メモリ、レジスタ等で構成される。
【００２３】
又、ＧＰＳ等の位置情報入力部からの説明に対して、もう一方の画像入力部の説明を行う。
【００２４】
外部の風景等の撮像による映像データ信号である２０７は、映像信号処理部２０８に先ず入力されアナログ信号処理される。次に前述の入力された映像のアナログ信号から映像信号符号化部２０９では、例えば映像の予測符号化圧縮手段であるＭＰＥＧ２等の固定ビットレートの圧縮符号化データを生成する。このデータの生成後、映像信号出力部２１０においてトランスポートストリーム（ＴＳ）等の多重化されたデータとして、図１で説明したネットワーク１０４へ出力される。
【００２５】
次に、映像圧縮レート制御部２０６について説明するが、そのために２０６内に予め設定されている符号化サンプリングレートテーブルについて、図３と図４を利用して先に説明する。
【００２６】
符号化サンプリングテーブルは、図３の符号化サンプリングレートテーブル例１で示すように、画像入力装置１０３の移動速度に対して或る一定の移動速度幅（レンジ）を持って、この移動速度に対応した映像符号化のための固定ビットレートの設定を行う符号化サンプリングテーブルが設定されている。更に具体的には、図４に示すように、画像入力装置１０３が移動する移動速度の幅であるレンジに対応した符号化サンプリングレートが予め設定された値があり、このサンプリングレートで画像信号の圧縮符号化を行うため、映像信号符号化部２０９内の符号化器の設定を行うために、対応する設定値を含むテーブルがある。例えば、１００ｋｍを超えると、サンプリングレートを“Ｍ”の値にするため、符合化器の設定値として“ｍ”の値が得られる。
【００２７】
次に、映像圧縮レート制御部２０６の詳細について説明する。
【００２８】
映像圧縮レート制御部２０６では、速度検出部２０４からのデータに対し、映像圧縮レート制御部２０６内の前述した図４テーブルから得た値を２０９内の符号化器に設定を行う機能を持つ。
【００２９】
又、映像圧縮レート制御部２０６内には、前述の設定機能を行うに際して、図３／図４で説明した移動速度の幅（レンジ）が存在するため、設定値の変更が必要かどうかを判断する手段をもつ。そのため、前述した２０４に格納されている現在の映像入力装置１０３の移動速度情報を呼び出し、図４の移動速度レンジの所定の幅に入っているか、次のレンジへ移行しているかの判定を検出する機能を有する。
【００３０】
以上が映像入力装置の機能構成に関する説明である。
【００３１】
これら一連の制御を行うためにシステム処理部２０５を中心に、映像の圧縮符号化レート制御を動作フローとして説明したのが図５のフローチャートである。次に、この図５について説明する。
【００３２】
先ず、前述した２０５のシステム処理部内で、５０１の一定時間の計時を行い、５０２で予め設定された所定の経過時間を判断する。この時間に達してない場合、再度５０２の判断へ戻る。所定時間に達した場合は、次の５０３のステップへ進む。
【００３３】
５０３では、１０３の画像入力端末がその時刻における位置を検出するため２０２の位置検出部の値を検出する。そして、２０３の位置格納部へ格納処理を行う。又、この値がＮ回目の値とする。次に５０４のステップでは、前述した２０４の速度検出部の処理として、前回である（Ｎ−１）回目の位置情報との差分を取る。一定時間当たりの差分のため、１０３の移動速度が求められる。又、これがＮ回目の移動速度検出データとして５０５にて格納される。これは前述した２０４での速度検出部で具体的に行われる。
【００３４】
次に、５０６のステップでは、この速度が前回の（Ｎ−１）のときの速度データと差分値を比較し判断する。つまり、図４で示した移動速度レンジ内かどうかの判断である。
【００３５】
レンジ幅に入る所定値以内であれば５０２のステップへ戻り、再度速度検出の処理フローに処理に入ることになる。
【００３６】
ここで、所定値を超えて移動速度レンジが変更となる場合、５０７のステップへ進む。
【００３７】
５０７のステップでは、前述したように図４のテーブルを利用して移動速度レンジに相当する符号化サンプリングレートを得るため、符号化器の設定を求める。この作業は具体的に２０６の映像圧縮レート制御部で行う。
【００３８】
次に、５０８のステップでこの設定値の取得を行い、５０９にて符号化器の映像符号化レート変更の処理へ移行する。これらの処理も具体的には、前述した２０６の映像圧縮レート制御部および２０９の映像信号符号化部である。
【００３９】
本実施の形態の動作フローで説明した作業により、映像入力装置１０３の映像圧縮符号化レートが移動速度の変化に追従して変化していく。
【００４０】
通常、ＭＰＥＧ２では、３Ｍｂｐｓ〜１５Ｍｂｐｓの範囲内の制御となる。
【００４１】
又、図１で説明した映像入力装置１０３に対応してネットワーク上で接続される情報収集センター１０５内映像データの復号化においては、制御上では逐次受信した前述したトランスポートストリーム（ＴＳ）上の圧縮符号化データ内のビットレート情報の認識を行うことで、逐次そのレートに追従した復号化作業を継続して行う。
【００４２】
尚、本実施の形態では、ＧＰＳ衛星を使った位置検出手段によって画像入力装置の移動速度を検出する手段の例を示したが、移動速度検出までの部分は、請求項でも述べているように加速度センサーなどの手段を利用して行うことが可能である。この場合も一定時間で監視される加速度センサーの値を管理することで制御を行う。又、それに伴い、図４で示すテーブルが加速度センサーとの対応により、加速度センサーのレンジ幅が存在し、この値に対応する設定値となる。そして、この値の設定値変更作業を行うことで実現する。
【００４３】
以上の説明で明らかなように、移動可能な物体に搭載される映像入力装置の位置検出や加速度センサー等を利用して映像入力装置の移動速度を検知する手段を有した映像入力装置において、固定ビットレート（ＣＢＲ）の映像圧縮符号化における映像信号の符号化レートを映像入力装置の移動速度に応じて可変にする手段を有し、且つ、遠隔の情報収集センターへネットワーク上の送られるデータ量を画像入力装置の移動速度によりダイナミックに変化させることで、送られる画像の画質を向上又は維持しつつ、ネットワーク上での遅延やデータ損失を引き起こす要因を無くすことができる。
【発明の効果】
移動速度に応じて画像を固定ビットレートのデータに符号するためのサンプリングレートを段階的に変化させることで、常に同じサンプリングレートで固定ビットレートの符号化を行うよりも、送信画像の画質の劣化を抑えることができ、移動速度に追従して即座に可変ビットレートで符号化するよりも、ネットワーク上での遅延やデータ損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】映像入力システム概念図である。
【図２】映像入力装置の機能構成を示した図である。
【図３】映像符号化のサンプリング制御テーブルを作成するための説明図である。
【図４】映像符号化のサンプリング制御テーブルの具体例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図６】画像圧縮符号化の一般的フレームのフロー例を示す図である。
【符号の説明】
１０１    ＧＰＳ衛星
１０２    受信アンテナ
１０３    映像入力装置
１０４    ネットワーク
１０５    情報収集センター
２０１    ＧＰＳ受信部
２０２    位置検出部
２０３    位置収納部
２０４    速度検出部
２０５    システム処理部
２０６    映像圧縮レート制御部
２０７    映像データ信号
２０８    映像信号処理部
２０９    映像信号符号化部
２１０    映像信号出力部
【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６】
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【図５】
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